齿条导向件及具有齿条导向件的齿条和小齿轮型的操纵装置的制作方法

本发明涉及用于滑动地支承车辆操纵机构齿条的齿条导向件以及具有齿条导向件的齿条和小齿轮型的操纵装置。

背景技术：

作为车辆操纵系统中的操纵齿轮装置来说，已知齿条和小齿轮型的操纵装置，其中，齿条的齿条齿与齿轮箱内的操纵齿轮轴远端处的小齿轮相啮合，通过小齿轮和齿条齿，借助于操纵齿轮轴的转动，齿条适于沿其轴向方向移动，而且其中，在齿轮箱的圆柱形部分内，齿条导向件设置在与小齿轮啮合的齿条部分相对的齿条部分处，这样，与圆柱形部分的内周表面形成可滑动的接触，而将压缩盘簧插入在齿条导向件和关闭构件之间，以关闭圆柱形部分的开口。

在具有如此结构的齿条和小齿轮型的操纵装置中，为了允许齿条导向件相对于圆柱形部分可靠地滑动，而不造成滑动粘滞，通过考虑到机加工的误差，在圆柱形部分的内周表面和齿条导向件的外周表面之间设置间隙。

现有技术的专利文献

专利文献1：日本实用新型申请No.56-115067的微缩胶片

专利文献2：特开平6-239245号公报

专利文献3：特开2000-177604号公报

技术实现要素：

本发明所要解决的问题

如果使装备有此类齿条和小齿轮型操纵装置的车辆行驶在粗糙路面或高低不平的路面上，则由于从路面通过轮子所施加的反作用力，会使齿条经受围绕其轴线的弯曲，且如果齿条导向件的外周表面和圆柱形部分的内周表面之间的间隙较大，则齿条导向件沿径向方向的运动变得较大。因此，存在这样的问题：齿条导向件的外周表面和圆柱形部分的内周表面之间的碰撞噪音以及齿条齿和小齿轮的轮齿之间的碰撞噪音变大。

因此，将诸如O形环的环形弹性构件插入在齿条导向件和圆柱形部分之间，以用环形弹性构件来限制齿条导向件沿径向方向的运动(专利文献1和专利文献2)。然而，由于这样的事实，即配装在齿条导向件上的环形弹性构件完全地关闭了圆柱形部分的内周表面和齿条导向件的外周表面之间起到空气通道功能的间隙，通过齿条导向件相对于圆柱形部分的运动所实现的空气通过间隙的循环变得很困难，关闭构件和齿条导向件的端面之间的空间形成了密封的空气腔室。齿条导向件相对于圆柱形部分的快速运动由于该密封的空气腔室而受到阻碍，结果是，齿条导向件对齿条的支承变得不充分，且在振动传递到齿条的情形中，齿隙出现在小齿轮和齿条的齿条齿之间，由此有可能产生轮齿敲击噪音。

鉴于以上所述的各方面，设计了本发明，本发明的目的是提供这样的齿条导向件，其可防止密封的空气腔室形成在关闭构件和齿条导向件的端面之间，因此，能够相对于圆柱形部分快速运动，能够响应于齿条导向件沿垂直于齿条移动方向的径向方向的位移，其中，小齿轮和齿条的齿条齿之间不会产生齿隙和齿锤击噪音，本发明的目的还提供具有此类齿条导向件的齿条和小齿轮型的操纵装置。

解决这些问题的方法

根据本发明的齿条导向件包括：滑动件，其包括滑动件本体和突出部分，滑动件本体具有位于其一个表面上的滑动表面和位于其另一表面上的固定表面，而突出部分与固定表面一体地形成；齿条导向件底部体，其包括具有支承表面的一个轴向端面、另一个轴向端面、在另一端面处敞开的中空部分，以及配装孔部分，该配装孔部分在其一侧上的支承表面处敞开并与其另一侧上的中空部分连通，滑动件的突出部分配装到其中；至少一个环形弹性构件，该弹性构件配装在齿条导向件底部体上，使其从齿条导向件底部体的径向外周表面径向地突出出来；以及通道装置，该通道装置具有在滑动件本体的外周边缘处敞开的一端以及与齿条导向件底部体的中空部分连通的另一端，其中，滑动件具有与齿条导向件底部体的支承表面相接触的固定表面，且滑动件在固定表面处固定到齿条导向件底部体，环形弹性构件设置在通道装置的一端和齿条导向件底部体的另一端面之间，如沿轴向方向所观察的，并且，通道装置包括第一槽和第二槽，第一槽形成在滑动件的突出部分的外周表面内，第二槽形成在滑动件本体的固定表面内，并具有与第一槽连通的一端以及在滑动件本体的外周边缘处敞开的另一端。

根据如本发明所述的齿条导向件，由于至少一个环形弹性构件配装在齿条导向件底部体上，使其从齿条导向件底部体的径向外周表面径向地突出出来，在将齿条导向件配装到齿条和小齿轮型的操纵装置的圆柱形部分内时，有可能消除齿条导向件底部体与圆柱形部分的内周表面的直接接触。此外，在其一端处的通道装置在滑动件本体的外周边缘处是敞开的，而通道装置在其另一端处与齿条导向件底部体的中空部分连通，环形弹性构件设置在通道装置的一端和齿条导向件底部体的另一端面之间，如沿轴向方向所观察到的，于是，可使齿条导向件底部体的一个端面侧和另一个端面侧互相连通。因此，能够提供这样的齿条导向件，其可防止密封的空气腔室形成在关闭构件和齿条导向件的另一端面之间，因此，能够相对于齿条和小齿轮型的操纵装置的圆柱形部分快速地移动，能够响应于沿垂直于其移动方向的径向方向的齿条位移，其中，不会产生小齿轮和齿条的齿条齿之间的齿隙和齿锤击噪音，并还能够提供具有此类齿条导向件的齿条和小齿轮型的操纵装置。

在优选的实施例中，齿条导向件底部体的配装孔部分包括大直径的凹陷，该凹陷的直径大于滑动件突出部分的直径，配装孔与大直径凹陷连通，并具有比大直径凹陷的直径小的直径，于是，滑动件的突出部分以过盈配合配装在其中，还包括小直径的孔，其具有的直径小于配装孔的直径，并在其一端处与配装孔连通，而在其另一端处与中空部分连通，通道装置的另一端通过配装孔和小直径孔与齿条导向件底部体的中空部分连通。此外，第一槽沿轴向方向延伸，而第二槽沿滑动表面的滑动方向延伸，使其另一端在滑动件本体的滑动方向上的外周边缘处是敞开的，或在垂直于滑动表面的滑动方向的方向上延伸，这样，其另一端在滑动件本体的外围边缘处沿垂直于滑动表面的滑动方向的方向敞开，当突出部分配装到配装孔内时，第一槽形成垂直通道，当滑动件本体的固定表面与齿条导向件底部体的支承表面相接触时，第二槽形成与垂直通道连通的横向通道。

在另一优选的实施例中，纳入了至少两个环形弹性构件，齿条导向件底部体在其外周表面内具有至少两个环形槽，它们在轴向方向上彼此间距开，该环形弹性构件相应地配装在环形槽内。在该实例中，有可能满意地抑制齿条导向件底部体的摆动运动。

根据本发明的齿条和小齿轮型的操纵装置包括：可转动的小齿轮；具有与小齿轮啮合的齿条齿并可线性移动的齿条；可转动地支承小齿轮的齿轮箱；可滑动地支承齿条的上述齿条导向件；以及将齿条导向件压向小齿轮的弹性装置。

作为滑动件来说，它适合于使用由如下材料形成的滑动件：诸如聚缩醛树脂或聚酰胺树脂的合成树脂材料，或由钢板、沉淀和一体地形成在该钢板上的多孔金属烧结层组成的多层材料，以及浸渍和涂敷在该多孔金属烧结层上并由诸如聚缩醛树脂、聚酰胺树脂或聚四氟乙烯树脂的合成树脂形成的合成树脂层。尤其是，最好使用这样的滑动件，其让由这种多层材料组成的板状材料经受压力成形而一体地形成滑动件。

本发明的效果

根据本发明，有可能提供这样的齿条导向件，其可防止密封的空气腔室形成在齿轮箱的圆柱形部分和齿条导向件的端面之间，因此，能够相对于圆柱形部分沿轴向方向快速运动，能够响应于齿条导向件沿垂直于齿条移动方向的径向方向的位移，以及其中，小齿轮和齿条的齿条齿之间不会产生齿隙和齿锤击噪音，本发明还能够提供具有此类齿条导向件的齿条和小齿轮型的操纵装置。

附图说明

图1是根据本发明优选实施例的解释性横截面图；

图2是图1中所示齿条导向件的解释性横截面图；

图3是沿导向件线III-III的箭头方向截取的图2所示齿条导向件的解释性横截面图；

图4是图1中所示齿条导向件的解释性平面图；

图5是图1中所示齿条导向件底部体的解释性平面图；

图6是图1中所示滑动件的解释性平面图；

图7是图1中所示滑动件的解释性仰视图；

图8是图1中所示滑动件的解释性正视图；

图9是图1中所示滑动件的解释性侧视图；

图10是图1中所示滑动件的解释性立体图；

图11是根据本发明另一优选实施例的齿条导向件的解释性横截面图；

图12是沿线XII-XII的箭头方向截取的图11所示齿条导向件的解释性横截面图；

图13是图11中所示滑动件的解释性仰视图；以及

图14是图11中所示滑动件的解释性立体图。

具体实施方式

下面将参照附图中所示的优选实施例来给出实施本发明方式的更为详细的描述。应该指出的是，本发明不局限于这些实施例。

在图1至10中，根据该实施例的齿条和小齿轮型的操纵装置1包括：沿R方向转动的小齿轮2；齿条4，其具有与小齿轮2啮合的齿条齿3，且沿着滑动方向A(垂直于图1中绘图平面的方向)可线性地移动；齿轮箱5，其沿R方向可转动地支承小齿轮2；用来可滑动地支承齿条4的齿条导向件6；以及弹性装置7，其将齿条导向件6压向小齿轮2。

小齿轮轴8带着与其一体形成的小齿轮2一起借助于球轴承9沿R方向可转动地被支承在齿轮箱5内，且通过操纵操作适于沿R方向转动。

齿条4借助于小齿轮2沿R方向的转动，通过小齿轮2和齿条齿3的啮合，可沿滑动方向A线性地滑动，齿条4具有由半圆柱形凸表面构成的滑动表面10，该滑动表面位于与设置有齿条齿3的表面相对的那侧上。

齿条4沿滑动方向A穿过齿轮箱5，该齿轮箱5包括：齿轮箱体11，其中设置有球轴承9；与齿轮箱体11一体形成并具有圆柱形内外围表面12的圆柱形部分13；以及关闭构件15，其通过螺纹部分14以螺纹方式固定到圆柱形部分13的一个端部，该关闭构件15借助于螺纹地固定到关闭构件15的锁定螺母16而固定到圆柱形部分13。

齿条导向件6包括：具有滑动表面17的滑动件18，滑动表面17与齿条4的滑动表面10滑动地接触，并由半圆柱形凹表面构成；齿条导向件底部体22，其沿垂直于滑动方向A的轴向方向B在其一个端面19处支承滑动件18，底部体22还具有两个环形槽21，它们形成在外周表面20内并在轴向方向B上间距开；以及两个环形弹性构件24，弹性构件24由O形环或类似元件构成，并相应地配装在齿条导向件底部体22的环形槽21内，其配装成这样的方式，使得弹性构件24从齿条导向件底部体22的外周表面20突出出来，并在其从齿条导向件底部体22的外周表面20突出出来的外周表面23处，与齿轮箱5的圆柱形表面13的内周表面12接触。

滑动件18由薄钢板、多孔的金属烧结层以及合成树脂层形成，多孔的金属烧结层一体地涂敷和形成在该薄钢板的一个表面上，用该合成树脂层浸渍和涂敷该多孔的金属烧结层，所述滑动件18是弧形板，其合成树脂层的那侧向内弯曲成弧形，滑动件18包括：滑动件本体26，在其一个表面上具有滑动表面17，而在与滑动表面17相对的另一表面上具有由半圆柱形凸表面构成的固定表面25；底部圆柱形突出部分29，其具有圆柱形部分27和底部部分28，该圆柱形部分27与滑动件本体26的固定表面25一体地形成，而底部部分28与圆柱形部分27的一个端部一体地形成，底部圆柱形突出部分29与固定表面25一体地形成；一对槽35，它们起作一对垂直槽的作用，并相应地形成在突出部分29的圆柱形部分27的外周表面30内，以便相应地沿轴向方向B延伸并彼此相对，圆柱形部分27的轴线插入在两者之间，这样，其相应的一端31在底部部分28的一个表面32处是敞开的，而其相应的的另一端33则位于突出部分29的根部34处；以及一对槽39，它们起作一对横向槽的作用，并相应地形成在滑动件本体26的固定表面25内，以便相应地沿垂直于滑动方向A的方向C延伸，这样，其相应的一端与36与槽35的相应端33连通，而其相应的另一端37则在相应的平表面38处敞开，相应的平表面38在垂直于滑动方向A的方向C上起作滑动件本体26的外周边缘作用。

齿条导向件底部体22设置在齿轮箱5的圆柱形部分13内，并由铝、铝合金材料、烧结的金属材料等形成，齿条导向件底部体22在其外周表面20上具有两个环形槽21，齿条导向件底部体22包括：沿轴向方向B的一个端面19，该端面具有支承表面40和一对新月状的平表面41，所述支承表面40由用来支承滑动件本体26的半圆柱形凹表面构成，而新月状平表面41与支承表面40接续并与平表面38齐平；配装孔部分45，其在支承表面40的中心部分内是敞开的并包括圆形的大直径凹陷42，圆形凹陷42的直径大于滑动件18的突出部分29的圆柱形部分27的外直径，配装孔43与大直径凹陷42连通且具有比大直径凹陷42的直径小的直径，于是，滑动件18的突出部分29的圆柱形部分27配装在其中而带有间隙，而小直径的孔44在其一端处与配装孔43连通并具有比配装孔43小的直径；中空部分47，其与小直径孔44连通，并沿齿条导向件底部体22的轴向方向B在另一端面46处敞开；以及四个突出部48，它们沿着支承表面40在支承表面40的滑动方向A上与两个边缘部分一体地形成，并具有均匀的高度。

通过将突出部分29的圆柱形部分27压配到配装孔43内，以及通过使固定表面25与支承表面40相接触，且使滑动件本体26的外周边缘与突出部48啮合，由此将滑动件18保持和固定在支承表面40上。齿条导向件6包括具有配装孔部分45的齿条导向件底部体22，该配装孔部分45在其一侧上的支承表面40处敞开，而在其另一侧上与中空部分47连通，并且滑动件18的突出部分29配装在其中，以及滑动件18也配装在齿条导向件底部体22中并由齿条导向件底部体22保持住，在这样的齿条导向件6中，滑动件本体26的滑动表面17比四个突出部48的上表面49更靠近滑动表面侧10。

由于滑动件18配装和保持在齿条导向件底部体22的支承表面40上，所以底部部分28起到用来保持圆柱形部分27形状的加强部分的作用，于是，突出部分29在长时间内牢固地保持在齿条导向件底部体22的配装孔43内。由于滑动件本体26与齿条导向件底部体22的四个突出部48相啮合，所以滑动件本体26保持在齿条导向件底部体22上，在位置上没有偏离齿条导向件底部体22的支承表面40。

在齿条导向件6中，对于如下的通道装置52，即，在其也用作槽39端部37的一端50处敞开在起作滑动件本体26外周边缘的平表面38处，而在其也起作槽35端部31的另一端51处，通道装置52通过配装孔43和小直径孔44而与齿条导向件底部体22的中空部分47连通，该通道装置52由成对的槽35和成对的槽39组成，并允许平表面38侧上的圆柱形部分13的内部和端面46侧上的圆柱形部分13的内部互相连通。

在通道装置52中，突出部分29配装在配装孔43内，则每个槽35形成了垂直通道54，其由形成配装孔43的齿条导向件底部体22的内周表面53所形成，且滑动件本体26的固定表面25与齿条导向件底部体22的支承表面40接触，每个槽39形成了横向通道55，其由支承表面40形成并与垂直通道54连通。

环形弹性构件24设置成，在滑动件本体26平表面38处为敞开的通道装置52的一端50和沿齿条导向件底部体22的轴向方向B的另一端面46之间的轴向方向B中的间隔内，与圆柱形部分13的内周表面12相接触。

弹性装置7具有盘簧57，盘簧57设置在齿条导向件底部体22和关闭构件15之间，且盘簧57受压缩，使得盘簧在其一端处与形成中空部分47的齿条导向件底部体22的环形表面56相接触，且盘簧57在其另一端处与关闭构件15相接触。盘簧57通过齿条导向件底部体22将滑动件18的滑动表面17弹性地压靠在齿条4的滑动表面10上。

有了上述齿条和小齿轮型的操纵装置1，当小齿轮轴8在操纵操作中沿方向R转动时，齿条4通过小齿轮2和齿条齿3之间的啮合而沿滑动方向A线性地移动。其结果，操纵操作可被传递到连接于齿条4的汽车轮子。在齿条和小齿轮型的操纵装置1中，通过齿条导向件在其滑动表面17处与齿条4的滑动表面10相接触，齿条导向件6适于沿齿条4的滑动方向A导向线性运动，并通过弹性装置7的弹性来确保小齿轮2和齿条齿3之间的啮合。此外，通过遵循沿齿条4的轴向方向B的非常小位移，并伴随着弹性装置7的伸展和收缩，齿条导向件6适于沿轴向方向B移动。

根据该齿条导向件6，由于配装在齿条导向件底部体22的两个环形槽21内的环形弹性构件24适于在其从齿条导向件底部体22的外周表面20中突出出来的外周表面23处接触齿轮箱5的圆柱形部分13的内周表面12，所以，有可能消除齿条导向件底部体22对圆柱形部分13的直接接触。此外，由于通道装置52允许平表面38侧上的圆柱形部分13中的空间59与端面46和关闭构件15之间的空间59相连通，所以，有可能允许空间58和空间59被环形弹性构件24分离开而互相连通，由此，能够防止密封的空气腔室形成在齿轮箱5的圆柱形部分13内的关闭构件15和齿条导向件6的轴向方向B上的端面46之间。因此，通过遵循齿条4轴向方向B的非常小的位移，齿条导向件6就变得可能瞬时地沿轴向方向B相对于齿轮箱5的圆柱形部分13的内周表面12移动。其结果，能够持久地确保小齿轮2和齿条齿3之间的紧密啮合，由此，有可能消除小齿轮2和齿条齿3之间出现的齿隙以及由于齿碰撞引起的异常噪音。

尽管除了形成垂直通道54的成对槽35之外，上述通道装置52还具有形成横向通道55的成对槽39，其中，另一端部37在垂直于滑动方向A的方向C中在用作滑动件本体26外周边缘的平表面38处是敞开的，并且它们沿着方向C延伸，但通道装置52除了成对的槽35之外可替代地具有成对的槽39，它们起作成对的横向槽作用，并相应地形成在滑动件本体26的固定表面25内，从而相应地沿着滑动方向A延伸，这样，其相应的一个端部36与槽35的相应端部33连通，而其相应的另一端部37在滑动方向A上的滑动件本体26相应的外周边缘61处敞开，如图11至13所示。还在该种情形中，槽35可形成垂直通道54，而槽39可形成横向通道55。

此外，齿条导向件6可具有由单一槽35和39或由三个或更多个槽35和39构成的通道装置52，来替代由成对槽35和39构成的通道装置52。此外，槽39不是沿着滑动方向A或方向C延伸，而是可沿着垂直于这些方向的方向延伸。

对附图标记的描述

1 齿条和小齿轮型的操纵装置

2 小齿轮

3 齿条齿

4 齿条

5 齿轮箱

6 齿条导向件

7 弹性装置

10 滑动表面

13 圆柱形部分

17 滑动表面

18 滑动件

19、46 端面

20 外周表面

21 环形槽

22 齿条导向件底部体

24 环形弹性构件

25 固定表面

29 突出部分

35、39 槽

52 通道装置