本申请发明主张在2015年11月10日向日本专利局提交的专利申请no.2015-220606号的优先权，并在此引用包括说明书、附图以及说明书摘要的全部内容。
本发明涉及转向轴支承结构。
背景技术：
在汽车的转向装置中，提出有一种将作为转向轴的齿条轴以能够往复移动的方式支承于壳体内的齿条衬套(rackbush)(例如参照日本特开2013-142451号公报)。通常，对于从壳体的各端部突出的齿条轴的各端部而言，一端被外嵌于壳体的端部的对应的护罩覆盖而被保护。随着齿条轴的轴方向移动，任一方的护罩伸长，另一方的护罩缩短。随着护罩的伸缩，护罩内被加压或被减压。因此，在齿条衬套的一端侧与另一端侧之间流通空气，产生如吹笛音那样的异响。
因此，提出有一种在齿条衬套的内周设置从齿条衬套的一端向另一端延伸的轴方向槽的技术(例如参照日本特开2004-183780号公报)。
在日本特开2004-183780号公报中，齿条衬套在一端形成向径方向外侧延伸的凸缘部。凸缘部与壳体的内周的台阶部卡合，由此，齿条衬套在轴方向上被定位。由于凸缘部与壳体内周的台阶部抵接，所以几乎没有穿过齿条衬套的外周侧(即齿条衬套与壳体之间)的空气的流通。因此，形成仅穿过齿条衬套的内周侧(即齿条衬套与齿条轴之间)的空气流通，流通截面积较窄，因此担心不能抑制异响产生。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种能够抑制由空气流通所引起的异响的产生的转向轴支承结构。
本发明的一个实施方式的转向轴支承结构的结构上的特征在于，具备：筒状的壳体，转向轴被同轴地贯穿插入该壳体中，在该壳体的内周形成有朝向壳体端侧的台阶部；筒状的衬套，其包括衬套主体和凸缘部，上述衬套主体具有上述壳体端侧的第一轴方向端部、上述第一轴方向端部的相反侧的第二轴方向端部、与上述壳体的上述内周对置的外表面、将上述转向轴支承为能够在轴方向上滑动的内表面、形成于上述外表面且沿周方向延伸的朝外凹部、和从上述第二轴方向端部起与上述朝外凹部交叉地延伸直至轴方向的中途部的轴方向狭缝，上述凸缘部从上述衬套主体的上述第一轴方向端部沿径方向外侧延伸且与上述台阶部卡合，从而在轴方向上被定位；以及环状弹性部件，其收容于上述朝外凹部，以在上述壳体的上述内周与上述衬套主体的上述外表面之间形成与上述轴方向狭缝连通的缝隙空间的方式，相对于上述壳体弹性支承上述衬套上述凸缘部形成将上述壳体内的相比上述衬套配置在上述壳体端侧的壳体端侧空间与上述缝隙空间连通的连通路。
附图说明
根据以下参照附图对实施方式进行的详细说明，本发明的上述以及更多的特点和优点会变得更加清楚，其中对相同的元素标注相同的附图标记，其中，
图1是表示应用有本发明的第一实施方式的转向轴支承结构的转向装置的简要结构的示意图。
图2是第一实施方式中齿条衬套的立体图。
图3是第一实施方式中齿条衬套的主要部分的概略俯视图。
图4是第一实施方式的转向轴支承结构的剖视图，详细而言，是沿着第二轴方向狭缝剖切的剖视图。
图5是第一实施方式的转向轴支承结构的剖视图，详细而言，是沿着第一轴方向狭缝剖切的剖视图。
图6是本发明的第二实施方式所涉及的齿条衬套的主要部分的概略俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式具体地进行说明。图1是表示应用有本发明的第一实施方式的转向轴支承结构的转向装置1的简要结构的示意图。如图1所示，转向装置1具备被旋转操作的方向盘等转向操作部件2、以及转向机构4。转向机构4与转向操作部件2的旋转联动地对转向轮3进行转向。转向装置1具备在一端安装有转向操作部件2的转向轴5、以及中间轴6。
转向机构4例如由齿轮齿条机构构成。转向机构4包括小齿轮轴7以及作为转向轴的齿条轴8。小齿轮轴7经由中间轴6与转向轴5连结。小齿轮轴7在其端部附近形成小齿轮7a。齿条轴8在轴方向x的一部分的外周形成与小齿轮轴7的小齿轮7a啮合的齿条8a。
转向装置1具备支承齿条轴8(转向轴)的转向轴支承结构a。转向轴支承结构a包括筒状的壳体20(相当于齿条壳体)、圆筒状的齿条衬套30、以及一对环状弹性部件40。齿条衬套30由注塑成形树脂形成。壳体20固定于车身。在壳体20同轴地插通有齿条轴8。齿条衬套30形成为在壳体20内包围齿条轴8的圆筒状。一对环状弹性部件40为包围齿条衬套30的例如o型环。利用一对环状弹性部件40，将齿条衬套30弹性地支承于壳体20的内周20a。
齿条轴8包括一对齿条轴端8e。各齿条轴端8e从壳体20的分别对应的壳体端20e突出。各齿条轴端8e经由对应的球窝接头9与对应的转向横拉杆10的一端连结。各转向横拉杆10的另一端经由对应的转向节臂11连结于对应的转向轮3。
转向装置1具备一对筒状的护罩70。各护罩70覆盖壳体端20e、齿条轴端8e、球窝接头9、以及转向横拉杆10的一部分。护罩70例如由聚烯烃系弹性体等合成树脂形成，能够伸缩。各护罩70沿齿条轴8的轴方向延伸，具备环状的第一护罩端71、环状的第二护罩端72、以及波纹部73。各护罩70的内部被密封。即，第一护罩端71紧固固定于壳体端20e的外周。第二护罩端72紧固固定于转向横拉杆10的中途部的外周。波纹部73介于第一护罩端71与第二护罩端72之间，交替地配置峰部和谷部。
若旋转操作转向操作部件2来使转向轴5旋转，则该旋转通过小齿轮7a和齿条8a转换为齿条轴8的轴方向x的直线运动。由此，实现转向轮3的转向。另外，随着齿条轴8的轴方向x的移动，任一方的护罩70伸长，另一方的护罩70缩短。此时，护罩70的波纹部73柔软地伸缩来追随齿条轴8的动作。
图2是齿条衬套30的立体图。图3是齿条衬套30的主要部分的概略俯视图。图4以及图5分别是转向轴支承结构a的剖视图。如图2、图4以及图5所示，齿条衬套30具备衬套主体50、以及凸缘部60。衬套主体50具备壳体端20e侧的第一轴方向端部51、以及第一轴方向端部51的相反侧的第二轴方向端部52。
如图4所示，在壳体20的内周20a形成有环状槽21。在环状槽21收容有齿条衬套30的凸缘部60。环状槽21包括底部22、以及由一对内壁部构成的一对台阶部23、24。台阶部23朝向壳体端20e侧。齿条衬套30的凸缘部60从衬套主体50的第一轴方向端部51向径方向外侧r1延伸。通过凸缘部60与壳体20的台阶部23或者台阶部24抵接，齿条衬套30相对于壳体20在轴方向x上定位。
壳体20内的空间包括第一空间p1以及第二空间p2。第一空间p1是配置为比齿条衬套30靠壳体端20e侧的壳体端侧空间。第二空间p2相对于齿条衬套30配置于第一空间p1的相反侧。第一空间p1(壳体端侧空间)是直接连通于护罩70内的空间。衬套主体50具备外表面50a、以及内表面50b。外表面50a与壳体20的内周20a对置。内表面50b将齿条轴8支承为能够在轴方向x上滑动。在内表面50b与齿条轴8之间填充有润滑用的润滑脂。
如图2以及图4所示，在外表面50a形成有沿周方向y延伸且在轴方向x上分离的一对朝外凹部53。如图4所示，一对环状弹性部件40分别在收容于对应的朝外凹部53且被弹性地压缩的状态下，弹性嵌合于壳体20的内周20a。一对环状弹性部件40以在壳体20的内周20a与齿条衬套30的衬套主体50的外表面50a之间形成有缝隙空间s的方式，相对于壳体20弹性支承齿条衬套30。
如图2所示，齿条衬套30具备第一轴方向狭缝31以及第二轴方向狭缝32。如图2以及图5所示，第一轴方向狭缝31从第一轴方向端部51延伸至轴方向x的中途部为止。如图2以及图5所示，第二轴方向狭缝32从第二轴方向端部52延伸至轴方向x的齿条衬套30的中途部为止。如图2所示，第一轴方向狭缝31以及第二轴方向狭缝32在周方向y上分别均等配置，并且彼此间沿周方向交替配置。齿条衬套30通过形成上述的轴方向狭缝31、32，从而能够弹性地缩径。
凸缘部60被第一轴方向狭缝31分割为在周方向y上分离的多个部分60sg。在凸缘部60的各部分60sg形成有作为连通路的凹槽61。如图2以及图4所示，凹槽61(连通路)在壳体20内将配置为比齿条衬套30靠壳体端20e侧的第一空间p1与缝隙空间s连通。凹槽61(连通路)形成于与壳体20的内周20a对置的凸缘部60的外表面且沿轴方向x延伸。
如图4所示，壳体20的内周20a包括与环状槽21的台阶部23相邻且划分缝隙空间s的部分20a1。凸缘部60的凹槽61的底部62配置为比与台阶部23相邻且划分缝隙空间s的部分20a1靠径方向内侧r2。即，壳体20的中心轴c1(相当于作为转向轴的齿条轴8的中心轴)与凹槽61的底部62的距离d1被设为比壳体20的中心轴c1与上述部分20a1的距离d2小(d1＜d2)。
如图3所示，在周方向y上，凹槽61的宽度w1被设为比第二轴方向狭缝32的宽度w2大(w1＞w2)。参照图2，在从轴方向x观察齿条衬套30时，在齿条衬套30的周方向y上，凹槽61的至少一部分的位置配置于与第二轴方向狭缝32的至少一部分的位置相同的位置。
如图4所示，在衬套主体50的内表面50b，在第一轴方向端部51、即在凸缘部60的径方向内侧r2，形成有使第二轴方向狭缝32与对应的护罩70侧的第一空间p1连通的轴方向的连通槽33。如图2以及图5所示，在衬套主体50的内表面50b且在第二轴方向端部52，形成有使第一轴方向狭缝31与第二空间p2连通的轴方向的连通槽34。
如图4所示，在壳体20内，在比齿条衬套30靠壳体端20e侧的第一空间p1与和第二空间p2连通的第二轴方向狭缝32之间，形成有使空气经由齿条衬套30的内周侧的连通槽33流通的第一路径k1。如图5所示，在壳体20内，在和第一空间p1连通的第一轴方向狭缝31与第二空间p2之间，形成有使空气经由齿条衬套30的内周侧的连通槽34流通的第二路径k2。另一方面，在第一轴方向狭缝31、第二轴方向狭缝32、以及连通槽33、34收容有润滑脂。在齿条衬套30的内周侧的连通槽33、34存在润滑脂。因此，连通槽33、34中有助于空气的流通的截面积变窄。假设，若仅利用经由连通槽33、34的第一路径k1、第二路径k2使空气流通，则担心产生吹笛音等异响。
在本实施方式中，抑制这样的异响的产生。即，如图4所示，在壳体20内，第一空间p1(壳体端侧空间)、以及与从衬套主体50的第二轴方向端部52延伸的第二轴方向狭缝32连通的齿条衬套30的外周侧的缝隙空间s经由连通路(凹槽61)而连通(相当于第3路径k3)，该连通路(凹槽61)形成于从衬套主体50的第一轴方向端部51延伸的凸缘部60。
因此，在壳体20内，能够增大有助于空气在第一轴方向端部51侧的空间(第一空间p1)与第二轴方向端部52侧的空间(第二空间p2)之间流通的流路的截面积。因此，能够抑制由空气流通所引起的异响的产生。由于在凸缘部60形成凹槽61作为连通路，所以容易制造。
凹槽61的底部62配置为比在壳体20的内周20a与台阶部23相邻且划分缝隙空间s的部分20a1靠径方向内侧r2的位置。由此，能够实际上使凹槽61作为连通路发挥作用。从轴方向x观察齿条衬套30时，在周方向y上，凹槽61的至少一部分的位置配置于与第二轴方向狭缝32的至少一部分的位置相同的位置(参照图2)。因此，凹槽61与第二轴方向狭缝32的距离变近，使得空气更加容易流通。
如图2以及图4所示，凹槽61的底部62在衬套主体50的外表面50a上配置在比划分缝隙空间s的部分50a1靠径方向外侧r1的位置。因此，能够抑制齿条衬套30的强度降低。如图3所示，在周方向y上，凹槽61的宽度w1被设为比第二轴方向狭缝32的宽度w2大(w1＞w2)。因此，能够扩大凹槽61的流路截面积，能够进一步抑制异响产生。图6是本发明的第二实施方式的转向轴支承结构中使用的齿条衬套30p的凸缘部60p周边的概略俯视图。图6的第二实施方式的齿条衬套30p与图3的第一实施方式的齿条衬套30的不同之处在于，在凸缘部60p设置有多个作为连通路的凹槽61p。具体而言，一对凹槽61p在周方向y上等间隔且分离地配置于第二轴方向狭缝32的两侧。
根据本实施方式，由于利用多个凹槽61p来扩大流路截面积，所以能够更加抑制异响产生。凹槽61p以及第二轴方向狭缝32的位置相互在周方向y上分离，从而能够抑制齿条衬套30p的强度降低。凹槽61p也可以设置有三个以上。在周方向y上，凹槽61p的宽度w1可以小于等于第二轴方向狭缝32的宽度w2，也可以比宽度w2宽。
在图6的第二实施方式的结构要素中，对与图3的第一实施方式的结构要素相同的结构要素标注与图3的第一实施方式的结构要素的参照附图标记相同的参照附图标记。本发明并未限定于各上述实施方式，虽然并未图示，但例如凹槽61的底部62可以配置为与划分缝隙空间s的齿条衬套的部分50a1共面，也可以配置为比部分50a1靠径方向内侧r2。
也可以去除连通槽33、34的至少一方。也可以在周方向y上从第一轴方向狭缝31和第二轴方向狭缝32离开的位置、且在衬套主体50的内表面50b形成有连通槽(未图示)，该连通槽从第一轴方向端部51沿轴方向x向第二轴方向端部52延伸。作为连通路，也可以使用将凸缘部60在轴方向上贯通的贯通孔来代替凹槽61、61p。
此外，本发明能够在权利要求书记载的范围内实施各种变更。