衬套轴承及采用其的汽车齿条齿轮式转向装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及衬套轴承，更具体地涉及适用于可移动地支承汽车的齿条齿轮式转向装置中的齿条轴的衬套轴承。
【背景技术】
[0002]齿条齿轮式转向装置中，具有与齿轮的齿啮合的齿条齿的齿条轴通过衬套轴承由用作外壳的齿轮箱可移动地支承。作为衬套轴承，已经提出了各种合成树脂制成的衬套轴承，且这种合成树脂制成的衬套轴承通常适于通过过盈可移动地支承齿条轴(参考专利文献I)。
[0003]在合成树脂制成的衬套轴承中，对于待支承的齿条轴，如果设置了大过盈，则可沿齿条轴的径向牢固地支承该齿条轴并具有预定刚性然而，由于齿条轴被紧紧地拧紧，阻止轴向滑动的摩擦阻抗将变得很大，从而变得不可能在令人满意的移动特性下支承齿条轴。另一方面，对于待支承的齿条轴，如果设置了小过盈，则可预期令人满意的轴向移动特性，阻碍在齿条轴上滑动的摩擦阻抗变得较低。然而，尤其是还倾向于出现齿条轴的大轴向偏移以及衬套轴承与齿条轴之间的间隙，从而使沿径向的刚性支承不利地下降。
[0004]为了克服上述方面，专利文献2中提出了一种衬套轴承，其包括:合成树脂制成的衬套，该衬套具有在其外周面中的至少一个周向槽；以及装配在该衬套的周向槽中的环形弹性件，其中，该衬套具有:轴向对称布置的一对内侧内周面；一对狭槽，布置成使所述内侧内周面之一在周向上位于该对狭槽之间，并允许内侧内周面沿径向向内/向外方向移动；另一对狭槽，布置成使所述内侧内周面中的另一个在周向上位于该对狭槽之间，并允许内侧内周面沿径向向内/向外方向移动；以及至少一对外侧内周面，其布置在沿径向比所述一对内侧内周面更外侧上，其中，每个外侧内周面适于与对应的在齿条齿侧和齿条轴的与齿条齿侧相反侧上的外周面之一形成间隙，该齿条轴插入并装配在一通孔中，该通孔由所述一对内侧内周面和所述一对外侧内周面限定，以及其中，每个内侧内周面至少在该部分适于可滑动地与齿条轴的对应外周面接触，除了在齿条齿侧和与齿条轴的齿条齿侧相反的侧上的外表面。
现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1:日本专利N0.3543652 专利文献 2 JP-A-2007-187285
【发明内容】
本发明需解决的问题
[0006]同时，齿条轴通常由衬套轴承在相邻于齿轮的一侧和远离该齿轮的一侧上在两个部分处可移动地支承。尤其在齿条轴的在相邻于齿轮的一侧上的部分处，由于齿轮的齿与齿条齿之间的啮合作用，可能会发生沿齿轮轴向的位移和沿靠近齿轮的方向或远离齿轮的方向的位移，从而存在着转向感受变得大幅恶化的可能性。
[0007]另外，对于合成树脂制成的衬套轴承，由于合成树脂的蠕变变形，在衬套轴承与齿轮轴之间可能会出现间隙，从而存在着使径向上刚性支承降低的可能性。此外，在径向收缩的情形下，具体地由于在受热历程时所导致的应力释放的效应而发生，存在着与齿条轴干涉增加的可能性，导致大的滑动摩擦阻抗。
[0008]此外，如果合成树脂支承的衬套轴承用于可滑动地支承汽车齿条齿轮式转向装置中的齿条轴，该齿条齿轮式转向装置的齿轮箱的内部被密封，且齿轮箱的空气流入和流出变得困难。因此，由于空气被强制流入和流出，可能会发生异常噪声，且可能会发生润滑剂(诸如施加在衬套轴承与齿条轴之间的间隙的油脂)的过早消失。
[0009]本发明考虑到上述方面而设计出，其目的是提供一种衬套轴承以及采用其的汽车齿条齿轮式转向装置，这使得能够令人满意地支承齿条轴而不导致径向位移发生并使得能够降低在蠕变变形和受热历程时所导致的应力释放的效应。
解决问题的方法
[0010]根据本发明的衬套轴承，用于允许与齿轮啮合的齿条轴沿该齿条轴的轴向可移动地被支承，所述衬套轴承包括:合成树脂制成的衬套，该衬套在其外周面上具有至少一个周向槽；以及装配在所述衬套的所述周向槽中的环形弹性件，其中所述衬套具有:内周面，该内周面限定一通孔，所述齿条轴插入并装配在该通孔中；至少一个狭槽，其沿周向部分地切开所述内周面；第一接触部分，其形成在所述内周面上从而在沿垂直于所述齿条轴的轴向和齿轮的轴向的方向延伸的线上可滑动地与所述齿条轴的外周面接触；以及第二和第三接触部分，其如此形成在所述内周面上，即分别布置成在周向上相对于第一接触部分存在间隔且使所述第一接触部分在周向上介于所述第二接触部分与所述第三接触部分之间，从而可滑动地与所述齿条轴的外周面接触，以及其中，所述内周面在除了第一至第三接触部分外的其它各部分处适于相对于所述齿条轴的所述外周面形成间隙。
[0011]根据本发明的衬套轴承，由于该衬套具有第一至第三接触部分，其能够消除发生径向位移的可能性，诸如沿齿轮轴向的位移和沿靠近齿轮或者远离齿轮的方向的位移。此夕卜，由于内周面在除了形成在该内周面上的第一至第三接触部分之外的其它各部分处适于相对于齿条轴的外周面形成间隙，结合以上，能够降低在蠕变变形和受热历程时所导致的应力释放的效应。
[0012]由于合成树脂作为形成衬套的材料，该材料耐磨损性好，具有低的摩擦特性，并具有预定的柔韧性和刚性和小的热膨胀且收缩是优选的。具体地，尤其能够举出的合成树脂包括聚缩醛树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂、和氟树脂中的至少一种。
[0013]该环形弹性件横截面为圆形、椭圆形、矩形或平坦卵形；然而，本发明并不限于此，而是能够采用诸如X形横截面形状、U形横截面形状或者梯形横截面形状的另一形状。较佳地，该环形弹性件由天然橡胶或合成橡胶形成，或者可以是另一弹性热塑性合成树脂，例如，聚酯高弹体。对于这种环形弹性件，可适当地使用通常所采用的O形环。装配在周向槽中的环形弹性件可以从衬套的外周面部分地凸出。或者，该环形弹性件可以整个布置在该周向槽中并可从衬套的外周面凸出。在该环形弹性件部分地凸出的情形中，该环形密封件可适于在外周面处与其中装配衬套轴承的外壳的内周面接触，或者该环形弹性件可以替代地适于在外周面与外壳的内周面之间形成环形间隙。
[0014]该衬套可具有在其外周面中的至少一个周向槽；在衬套具有在外周面中的多个周向槽的情形中，环形弹性件可以装配在对应的周向槽中。
[0015]第二和第三接触部分较佳地关于所述线双侧对称地布置。
[0016]所述第二和第三接触部分较佳地分别在周向上相对于所述第一接触部分以等角度间隔布置。
[0017]第一至第三接触部分可分别具有可滑动地与所述齿条轴的所述外周面接触的内侧内周面，所述衬套的所述内周面可具有外部外周面，该外部外周面沿径向从第一至第三接触部分向外布置并相对于所述齿条轴的外周面分别在第一与第二接触部分之间、第一与第三接触部分之间以及第二与第三接触部分之间布置有间隙。
[0018]在优选示例中，每个内侧内周面具有平坦表面形状，但可替代地具有凸表面形状或者凹表面形状，其曲率半径等于或大于齿条轴的圆柱形外周面的曲率半径。
[0019]每个内侧内周面如果具有围绕齿条轴的中心的中心角Θ I就足够了，其中该中心角达到这样的程度，即，使得每个内侧内周面至少在其一部分(除了齿条轴的齿条齿侧外)可滑动地与外周面接触，并由此能够沿径向以预定刚性支承齿条轴。较佳地，每个所述内周面具有围绕所述齿条轴的中心的不小于5°且不大于90°的中心角Θ1。每个内侧内周面在该部分或其整体(除了齿条轴的齿条齿侧外)可以与对应的外周面可滑动地接触。
[0020]根据本发明的衬套轴承，较佳地，由分别沿径向从在所述第一接触部分的内侧内周面的周向上的两