专利名称：齿轮齿条式转向器单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及构成向汽车的转向轮提供转向角的转向装置的齿轮齿条式转向器单元。
背景技术：
作为将从方向盘输入的旋转运动变换成用于提供转向角的直线运动的机构使用齿轮齿条式转向器単元。具有齿轮齿条式转向器単元的转向装置被记载于日本实开昭61 一 129670号公报、日本特开2005 — 96591号公报、日本特开2009 — 56827号公报等，并且，是以往广泛公知的。图14示出了装入了齿轮齿条式转向器単元的转向装置的I例的构造。在该转向装置中，为减轻方向盘101的操作力，将安装在转向柱105的中间部的马达102的转向辅助力提供给转向轴。而且，将随着方向盘101的操作而旋转的转向轴的动作向中间轴106传递，并经由小齿轮轴107使齿轮齿条式转向器单元103的齿条轴往复移动，再 经由拉杆104对转向轮进行转向。转向器単元103如图15所示地那样具有齿条轴109和在内侧以能够沿轴向移位的方式收纳该齿条轴的齿轮壳体110。齿轮壳体110通过压铸成形铝合金等的金属而一体形成。通过这样地将齿轮壳体110作成金属制，在转向时能够承受从车轮被传递的转向反力。齿轮壳体110具有长度方向两端开ロ的圆筒状的主收容部111 ;副收容部112，被设置在主收容部111的靠长度方向一端部分的外周面，并具有处于与主收容部111的中心轴相互扭转的位置关系的中心轴。主收容部111和副收容部112的内部空间相互连通。齿轮壳体110通过螺栓或双头螺栓被支承固定于车身(车架)，该螺栓或双头螺栓穿插于固定设置在主收容部111的外周面中的沿轴向分离的两个位置上的ー对安装凸缘113。齿条轴109具有形成在轴向的一部分侧面上的齿条齿。齿条轴除了形成有该齿条齿的部分以外，是外周面为圆筒面的圆棒状。小齿轮轴107在使设置在顶端部上的小齿轮齿和齿条轴109的齿条齿啮合的状态下，能够旋转地被支承在副收容部112。关于主收纳容部111的直径方向，在副收纳容部112的相反侧部分设置有嵌装压块的缸部108。在这样的齿轮齿条式转向器单元中，通过驾驶员的方向盘101的操作，齿条轴109沿轴向移动，到达行程端吋，固定在齿条轴109的车宽方向的两端上的球接头插座114分别与齿轮壳体110的主收容部111的车宽方向的两端抵接，由此，使齿条轴109的移动停止，并限制齿条轴109的移动距离。这样的构造的情况下，因固定在齿条轴109的两端上的球接头插座114的车宽方向的间隔宽，齿轮壳体110的车宽方向的长度也变长。由此，由车宽方向长的齿轮壳体110的两端支承在球接头插座114抵接时的推力负荷，从而齿轮壳体110需要大的强度。由此，齿轮壳体110需要由刚性大的金属材料形成，并且，需要增厚齿轮壳体110的壁厚。其結果，产生齿轮壳体110的重量増大、制造成本也増大的问题。而且，由于齿轮壳体110是沿齿条轴109的轴向长的形状，所以在通过铸造一体地形成的情况下，还存在材料费、加工费高的问题。
在日本实开昭61 — 129670号公报、日本特开2009 — 56827号公报及日本特开2005 一 96591号公报中公开了将转向器的壳体分割成两个以上的部件构成的结构。另外，在其中的日本特开2005 — 96591号公报中公开了如下构造，将齿轮壳体分割成安装在车身上的左右的安装部和中间部三部分，其中的左右的安装部由铝类材料形成，并且中间部由铁类材料形成。根据这样的构造，左右的安装部的轴向长度比一体的齿轮壳体的轴向长度短，从而铸造作业变得容易，并且其他的加工也变得容易。但是，在分割地构成齿轮壳体的情况下，为通过齿轮壳体的车宽方向的两端支承在球接头插座抵接时的推力负荷，齿轮壳体需要相当大的强度。由此，需要增厚齿轮壳体的壁厚，或者由强度大的金属材料制造齿轮壳体。这样，实际上没有解决齿轮壳体的重量増大、制造成本増大这样的问题。现有技术文献专利文献I ;日本实开昭61 — 129670号公报专利文献2 :日本特开2009 — 56827号公报
专利文献3 :日本特开2005 - 96591号公报
发明内容
发明要解决的课题本发明的目的是鉴于上述情況，实现齿轮齿条式转向器単元的齿轮壳体的轻量化及其制造成本的低廉化。用于解决课题的手段本发明的齿轮齿条式转向器単元具有基于小齿轮轴的旋转而往复移动的齿条轴；球接头插座，直径比该齿条轴大地形成在该齿条轴的两端；金属制的小齿轮侧壳体，能够滑动地支承所述齿条轴中的配置有所述小齿轮轴的小齿轮侧端部，并且，能够固定在车架上；卡合凸部，直径比该齿条轴大地形成在所述齿条轴的处于所述小齿轮侧端部和小齿轮相反侧端部之间的轴向中间部，所述小齿轮相反侧端部处于该小齿轮侧端部的相反侧。在本发明的齿轮齿条式转向器単元中，所述齿条轴移位时，所述球接头插座中的被安装在所述小齿轮侧端部上的球接头插座与所述小齿轮侧壳体的一端抵接，由此限制该齿条轴向小齿轮相反侧的移动，所述卡合凸部与所述小齿轮侧壳体的另一端抵接，由此限制该齿条轴向小齿轮侧的移动。优选地，还具有金属制的小齿轮相反侧壳体，其能够滑动地支承所述齿条轴中的所述小齿轮相反侧端部，并且，能够固定在车架上；中空圆筒状的中间筒部，一端与所述小齿轮侧壳体连接，另一端与所述小齿轮相反侧壳体连接，井覆盖所述齿条轴的中间部。该情况下，更优选地，所述小齿轮相反侧壳体经由橡胶等弹性部件能够滑动地支承所述齿条轴的小齿轮相反侧端部。更优选地，所述齿条轴是接合形成有齿条的实心轴和未形成齿条的中空轴而形成的，在该实心轴和该中空轴的接合部的周围形成有所述卡合凸部。更优选地，橡胶等弾性部件制的缓冲件被安装在所述卡合凸部中的与所述小齿轮侧壳体的另一端抵接的抵接面上。更优选地，所述中间筒部能够沿所述齿条轴的轴向伸縮。具体来说，该中间筒部由具有柔性的材料形成，该中间筒部的全长或一部分作成波纹形状。此外，作为具有柔性的材料可以列举合成树脂或橡胶。发明效果 根据如上所述地构成的本发明的转向装置，通过小齿轮侧壳体的一端与形成在齿条轴的小齿轮侧端部上的球接头插座抵接，能够限制齿条轴向小齿轮相反侧的移动，并且通过小齿轮侧壳体的另一端与形成在处于齿条轴的小齿轮侧端部和小齿轮相反侧端部之间的轴向中间部上的卡合凸部抵接，能够限制齿条轴向小齿轮侧的移动。由此，本发明的情况下，由于能够利用车宽方向的长度短的小齿轮侧壳体的两端，对限制齿条轴的左右方向的移动时作用的推力负荷进行支承，所以能够将需要大的强度的部分限定于车宽方向的长度短的小齿轮侧壳体。因此，能够作为转向器的壳体整体实现轻量化，并且还能够实现由铸造或其他加工变得容易而带来的制造成本的低廉化。
图I是表示本发明的实施方式的第一例的转向器单元的转向器的关键部位的局部剖切的主视图。图2是表示本发明的实施方式的第二例的转向器单元的转向器的关键部位的局部剖切的主视图。图3是表示形成在齿条轴上的卡合凸部的变形例的局部剖切的主视图。图4是表示形成在齿条轴上的卡合凸部的变形例的局部剖切的主视图。图5是表示形成在齿条轴上的卡合凸部的变形例的局部剖切的主视图。图6是表示形成在齿条轴上的卡合凸部的变形例的局部剖切的主视图。图7是表示形成在齿条轴上的卡合凸部的变形例的局部剖切的主视图。图8是表示形成在齿条轴上的卡合凸部的变形例的局部剖切的主视图。图9是表示本发明的实施方式的第三例的转向器単元的转向器的关键部位的俯视图。图10是表示本发明的实施方式的第四例的转向器单元的转向器的关键部位的俯视图。图11是表示本发明的实施方式的第五例的转向器单元的转向器的关键部位的俯视图。图12是表示本发明的实施方式的第六例的转向器单元的转向器的关键部位的局部剖切的主视图。图13是表示图12的小齿轮轴和齿条的啮合部的纵剖视图。图14是表示适用了本发明的转向器単元的转向装置整体的立体图。图15是表示以往的转向器单元的俯视图。
具体实施例方式[实施方式的第一例]图I是表示本例的转向器单元103a的关键部位的局部剖切的主视图。本例的转向器103a被安装在前侧车架等的未图示的车架上。与图I的纸面正交的近前侧是车身上侦牝与图I的纸面正交的里侧是车身下侧，图I的左右方向相当于车宽方向，图I的上方向相当于车身后侧，图I的下方向相当于车身前侧。本例的转向器103a具有图I的右侧的小齿轮侧壳体10、图I的左侧的小齿轮相反侧壳体20和连接这些小齿轮侧壳体10和小齿轮相反侧壳体20的中间筒部30。这些部件中的小齿轮侧壳体10和小齿轮相反侧壳体20通过铸造铝合金等金属而形成。与此相対，中空圆筒状的中间筒部30通过注塑成形或吹塑成形合成树脂形成。在该中间筒部30的右端的外周面形成有阳螺纹31。而且，通过将该阳螺纹31拧入形成在小齿轮侧壳体10的左端的内周面上的阴螺纹11，将中间筒部30的右端固定在该小齿轮侧壳体10上。另外，在小齿轮侧壳体10的左端的内周面和中间筒部30的右端的外周面之间夹设有O形环32，保持小齿轮侧壳体10和中间筒部30的连接部的气密性。另ー方面，在中间筒部30的左端的外周面形成有凸缘部33。而且，该凸缘部33经由弹性部件制的缓冲件34 被固定在小齿轮相反侧壳体20的内周面上。在中间筒部30的内周面35的内侧，沿图I的左右方向能够滑动地配置有齿条轴40。另外，在该中间筒部30的内周面35的左端，内嵌固定有轴承衬套36，井能够滑动地支承齿条轴40的左端。在齿条轴40的轴向两端分别形成有球接头插座51、52。在这些球接头插座51、52上分别连结有拉杆104，这些拉杆104经由未图示的转向节臂与车轮连接。另外，球接头插座51、52的直径形成得比齿条轴40大。在小齿轮侧壳体10上一体地形成有小齿轮插入用的圆柱状突起12。在被插入该圆柱状突起12的小齿轮轴107的下端的外周面上，形成有与齿条轴40啮合的未图示的小齿轮。另ー方面，齿轮107的上端如图14所示地被连结在与方向盘101连结的中间轴106的下端。驾驶员旋转操作方向盘101时，通过所述中间轴106及万向节等传递旋转，使小齿轮轴107的小齿轮旋转。而且，与该小齿轮的旋转相应地使齿条轴40沿左右方向滑动，改变车轮的转向角。另外，在小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20上分別形成有一对车身安装用突起部13、21。在这些车身安装用突起部13、21上，沿车身上下方向每处ー个地分别形成有圆形的安装孔131、211。将未图示的螺栓插入各安装孔131、211，并将该螺栓紧固在车架上，由此，小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20以刚性构造被安装于车架。构成本例的转向装置的中间筒部30由合成树脂形成，从而支承来自车轮的转向反力的能力小。由此，本例的情况下，通过将金属制的小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体以刚性构造安装于车架，由此，通过这些小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20支承来自车轮的转向反力。另外，由于小齿轮相反侧壳体20经由弹性部件制的缓冲件34支承中间筒部30，所以能够减轻从轴承衬套36施加在该中间筒部30的径向负荷。齿条轴40是通过摩擦焊接合图I的右侧所示的形成有齿条的实心轴41和图I的左侧所示的未形成齿条的中空轴42而形成的。另外，在这些实心轴41和中空轴42的接合部的周围形成有卡合凸部43。该卡合凸部43形成在齿条轴40的小齿轮侧端部(图I的右端部)和小齿轮相反侧端部(图I的左侧端部)之间的轴向中间部，形成为直径比实心轴41及中空轴42的外径大的圆盘状。由此，在通过驾驶员使方向盘101向一方向旋转，齿条轴40向图I的左侧移动的情况下，右侧的球接头插座51的左侧面抵接于小齿轮侧壳体10的右端的抵接面14。这样，小齿轮侧壳体10的抵接面14构成齿条轴40向小齿轮相反侧移动的移动端，限制齿条轴40向小齿轮相反侧(图I的左 側)进ー步移动。另ー方面，在通过驾驶员使方向盘101向另一方向旋转，齿条轴40向图I的右侧移动的情况下，设置在齿条轴40上的卡合凸部43的右侧面抵接于小齿轮侧壳体10的左端的抵接面15。这样，小齿轮侧壳体10的抵接面15构成齿条轴40向小齿轮侧移动的移动端，限制齿条轴40向小齿轮侧(图I的右側)进ー步移动。如上所述，本例的情况下，利用小齿轮侧壳体10的车宽方向两端对在限制齿条轴40的左右方向的移动时作用的推力负荷进行支承。由此，能够将需要大的强度的部分限定在转向器单元103的壳体部中的车宽方向的长度短的小齿轮侧壳体10。因此，能够作为壳体整体实现轻量化，并且也能够实现由鋳造或其他加工变得容易而带来的制造成本低廉。另外，对于中间筒部30，右侧的球接头插座51或卡合凸部43不仅不会受到与小齿轮侧壳体10的左右两端抵接时的推力负荷，也几乎不会受到来自车轮的径向的转向反力。由此，较高地确保强度的必要性降低，只要确保齿条轴40的防水防尘功能即可。因此，能够通过合成树脂的注塑成形等形成中间筒部30，能够薄壁且轻量地构成。由此，能够将材料费抑制得低，并且不需要二次加工，从而还能够实现加工成本的减低。[实施方式的第二例]图2是表示构成本发明的实施方式的第二例的转向装置的转向器的关键部位的局部剖切的主视图。以下的说明以与实施方式的第一例不同的构造部分为中心进行说明，省略或简化重复的说明。本例是实施方式的第一例的变形例，是使得中间筒部30的材质为更柔软的材质的例子。在本例的转向器单元103b中，作为中空圆筒状的中间筒部30使用通过注塑成形或吹塑成形橡胶而形成的结构。该中间筒部30的右端被固定在小齿轮侧壳体10上。具体来说，将该中间筒部30的内周面35的右端，外嵌于设置在小齿轮侧壳体10的左端上的圆筒部16的外周，再通过带或绳从其周围紧固，从而将中间筒部30的右端固定在小齿轮侧壳体10上。代替地，在设置在小齿轮侧壳体10的左端上的圆筒部16的外周面涂布兼用作密封剂的粘接剂，然后，通过外嵌中间筒部30的内周面35中的右端，能够通过粘接将该中间筒部30的右端固定在小齿轮侧壳体10上。另ー方面，中间筒部30的左端被固定在衬套保持件37上。该衬套保持件37其两端部具有朝外的凸缘部，经由弹性材制的缓冲件34被固定在小齿轮相反侧壳体20的内周面上。而且，将中间筒部30的内周面35中的左端外嵌于衬套保持件37的右端侧的凸缘部的外周，再通过带紧固，在保持这些中间筒部30和衬套保持件37的连接部的气密性的状态下，将该中间筒部30的左端固定在衬套保持件37上。此外，在本例中，还能够使中间筒部30的全长或一部分成为能够伸缩的波纹形状。若形成波纹，则通过波纹部分伸縮来吸收各个部件的制造误差，将小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20安装在车架上的作业变得容易。另外，由于波纹部分伸縮，所以不需要将安装孔131、211作成在齿条轴40的轴向上长的长孔，安装孔131、211是简单的圆孔即可。另外，即使在齿条轴40的长度不同的模型中，通过使中间筒部30的全长柔软地伸縮，也能够通用地使用。在所述中间筒部30的内周面35的内侧，能够沿图3的左右方向滑动地配置有齿条轴40。另外，在固定有中间筒部30的左端的衬套保持件37的内周，内嵌有轴承衬套36，能够滑动地支承齿条轴40的左端。在本例中，球接头插座51、52为了防水和防尘也被波纹状的球接头保护罩53、54覆盖。这些球接头保护罩53、54也可以与形成为波纹状的中间筒部30 —体地形成。本例的中间筒部30也由橡胶形成，从而不能支承来自车轮的转向反力。由此，本例的情况下，通过将金属制的小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20以刚性构造安装于车架，由此通过这些小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20支承来自车轮的转向反力。 在本例中，通过具有柔性的橡胶的注塑成形形成中间筒部30，以薄壁且轻量地构成。由此，能够较低地抑制材料费，并且不需要二次加工，从而还能够实现加工费的减低。此夕卜，在本发明中，代替合成树脂或橡胶等的具有柔性的材料，以铝合金等轻金属制成该中间筒部30，但也可以采用减小其壁厚使其薄壁化的结构。实施方式的第二例的其他结构及功能与第一例相同。[实施方式的第一例及第ニ例的变形例]图3 图8示出了为限制齿条轴的移动而设置的卡合凸部的变形例。图3是在直径比实心轴大的中空轴上焊接该实心轴、固定其他部件的卡合凸部的例子。更详细的说，在大径的中空轴42的内周面421的右端，内嵌实心轴41的左端，并且焊接固定中空轴42的右端面422和实心轴41的外周411。然后，在实心轴41的外周面411上，外嵌其他部件即圆环状的卡合凸部43的内周面431之后，将卡合凸部43通过铆接加工固定在实心轴41的外周面411。另外，在卡合凸部43的右端面的凹部432中，安装有弹性部件制的缓冲件433。根据上述结构，齿条轴40向右侧移动，卡合凸部43经由弹性部件制的缓冲件433抵接于图I及图2所示的小齿轮侧壳体10的左端的抵接面15，从而能够缓和抵接时的冲击负荷。因此，不需要提高齿条轴40、小齿轮轴107等的部件的強度，能够使这些部件小型轻量化。图4是在对右端侧扩径了的中空轴上通过焊接实心轴来固定其他部件的卡合凸部的例子。更详细的说，将中空轴42的左侧作为小径中空部423，仅在右端侧形成大径中空部424。而且，在其中的大径中空部424的内周面4241中内嵌实心轴41，通过焊接固定大径中空部424的右端面4242和实心轴41的外周411。然后，在实心轴41的外周411上，夕卜嵌其他部件即圆环状的卡合凸部43的内周面431之后，将卡合凸部43通过铆接加工固定在实心轴41的外周411。根据上述结构，对于中空轴42，图I及图2所示的右侧的球接头插座51或卡合凸部43不受到与小齿轮侧壳体10的左右两端抵接时的推力负荷，仅支承来自车轮的转向反力。由此，能够使用小径且薄壁轻量的中空材料，能够较低地抑制材料费，并且能够实现轻量化。图5是在中空轴上焊接实心轴，使卡合凸部与中空轴一体形成的例子。更详细的说，在中空轴42的右端一体地形成向外凸缘状的卡合凸部43。而且，在该中空轴42的内周面421的右端，内嵌实心轴41左端的小径实心部414，并且通过焊接固定卡合凸部43的右端面434和实心轴41的外周面411。根据这样的结构，由于与中空轴42—体地形成卡合凸部43，所以能够削减零件个数，降低制造成本。图6是在形成于实心轴的外周面的环状槽中插入固定其他部件的圆环状的卡合凸部的例子。更详细的说，在实心轴41的外周面411上形成有向径向内侧凹陷的环状槽412,并且在该环状槽412中外嵌以挡圈状形成的卡合凸部43,并将卡合凸部43固定在实心轴41上。图7是在中空轴上外嵌并焊接实心轴而使卡合凸部与实心轴一体地形成的例子。更详细的说，在实心轴41的左端一体地形成向外凸缘状的卡合凸部43，并且在中空轴42的右端形成小径中空部425。而且，在实心轴41的左端的内周面413上，内嵌中空轴42的小径中空部425。然后，通过焊接固定卡合凸部43的左端面435和中空轴42的外周面426。根据这样的结构，当齿条轴40向图7的右侧移动，卡合凸部43抵接在图I及图2所示的小齿轮侧壳体10的左端的抵接面15上时，焊接部44从背后支承卡合凸部43，防止 卡合凸部43的傾斜。因此，能够增大卡合凸部43的刚性。另外，由于与实心轴41 一体地形成卡合凸部43，所以能够削减零件个数，并降低制造成本。图8是将中空轴的端面与实心轴的端面对接并焊接，并且使卡合凸部与实心轴的端部一体地形成的例子。更详细的说，在实心轴41的左端一体地形成向外凸缘状的卡合凸部43。而且，将中空轴42的右端面422与卡合凸部43的左端面435对接。然后，通过焊接固定卡合凸部43的左端面435和中空轴42的外周面426。根据上述结构，当齿条轴40向图8的右侧移动，卡合凸部43抵接在图I及图2所示的小齿轮侧壳体10的左端的抵接面15上时，焊接部44从背后支承卡合凸部43，防止卡合凸部43的傾斜。因此，能够增大卡合凸部43的刚性。另外，由于与实心轴41 一体地形成卡合凸部43，所以能够削减零件个数，并降低制造成本。实施方式的第一例及第ニ例是关于将本发明适用于转向柱助力型的齿轮齿条式动カ转向装置的例子进行了说明，但本发明也可以适用于小齿轮助力型的齿轮齿条式动力转向装置、手动型的齿轮齿条式转向装置。[实施方式的第三例]图9是表示构成本发明的实施方式的第三例的转向装置的转向器103c的关键部位的俯视图。以下，省略或简化与实施方式的各例的情况重复的说明，相同的部件标注相同的附图标记进行说明。本例的转向器103c被安装在前侧车架等的未图示的车架上。与图9的纸面正交的近前侧相当于车身上方侧，与图9的纸面正交的里侧相当于车身下側，图9的左右方向相当于车身左右方向，图9的上方向相当于车身前侧，图9的下方向相当于车身后侧。转向器103c具有图9的右侧的小齿轮侧壳体10、图9的左侧的小齿轮相反侧壳体20、以及连接这些小齿轮侧壳体10和小齿轮相反侧壳体20的中间筒部30。其中的小齿轮侧壳体10和小齿轮相反侧壳体20是通过铸造铝合金等金属而成形的。另ー方面，中空圆筒状的中间筒部30是使用合成树脂、橡胶等的具有柔性的非金属制的材料通过注塑成形或吹塑成形而形成的。合成树脂或橡胶质量比金属材料轻，并具有大的弾性，并且具有柔性，能够伸縮。
这样的中间筒部30的右端被固定在小齿轮侧壳体10的左端。具体来说，在该中间筒部30的内周面35中的右端，插入形成在小齿轮侧壳体10的左端上的未图示的圆筒部，并且通过带55固定这些中间筒部30的右端和齿轮小齿轮侧壳体10的左端。另ー方面，中间筒部30的左端被固定在小齿轮相反侧壳体20的右端。具体来说，在该中间筒部30的内周面35中的左端，插入形成在小齿轮相反侧壳体20的右端上的未图示的圆筒部，并且通过带55固定这些中间 筒部30的左端和小齿轮相反侧壳体20的右端。这样，由于利用带55固定中间筒部30的两端，所以能够确保连接部的气密性。也可以代替带55使用绳进行固定。在本例中，在小齿轮侧壳体10上，以与圆柱状突起12相邻的状态，一体地形成有向车身后侧(图9的下侧)突出的齿条引导部插入用的圆柱状突起56。未图不的齿条引导部被插入该齿条引导部插入用的圆柱状突起56。该齿条引导部通过辊等引导齿条轴40的背面(齿条齿面的相反侧的面)，防止与小齿轮啮合时的反力导致的齿条轴40的变形，齿条轴40顺畅地滑动。在本例中，由于中间筒部30通过具有柔性的合成树脂或橡胶形成，具有弾性，并且具有柔性，所以支承来自车轮的转向反力的能力小，或者不能支承。由此，本例的情况下，通过将金属制的小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体以刚性构造安装于车架，由此通过这些小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20支承来自车轮的转向反力。另外，由于本例的中间筒部30使用合成树脂或橡胶等的具有柔性的非金属制的材料形成，所以与通过金属材料制造的情况相比质量轻，并具有大的弹性，并且具有柔性，能够伸縮。另外，与使用金属材料的情况相比，能够使质量轻，并且能够较低地抑制材料费。另外，由于不需要二次加工，所以还能够实现加工成本的减低。本例的情况下，在连结设置在小齿轮侧壳体10上的两个安装孔131彼此的线上或其附近，配置有小齿轮轴107。由此，能够有效果地承受来自转向时的齿条及齿轮的反力。实施方式的第三例的其他结构及功能与实施方式的第一例及第ニ例相同。[实施方式的第四例]图10是表示构成本发明的实施方式的第四例的转向装置的转向器103d的关键部位的俯视图。本例是实施方式的第三例的变形例，因此省略或简化与该第三例重复的部分的说明，并且对相同的部件标注相同的附图标记进行说明。本例是在中间筒部30的两端形成有波纹的例子。S卩，在本例中，在使用合成树脂或橡胶等的具有柔性的非金属制的材料通过注塑成形或吹塑成形形成的中间筒部30的右端和左端，形成有能够伸缩的波纹57。本例的情况下，由于在中间筒部30的两端形成有能够伸缩的波纹57，所以能够通过波纹57伸縮来吸收各个部件的制造误差或组装误差等，将小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20安装在车架上的作业变得容易。另外，由于波纹57伸縮，所以不需要将各安装孔131、211作成沿齿条轴40的轴向长的长孔，能够以简单的圆孔形成安装孔131、211。[实施方式的第五例]图11是表示构成本发明的实施方式的第五例的转向装置的转向器103e的关键部位的俯视图。本例是实施方式的第三例的变形例，因此省略或简化与该第三例重复的部分的说明，并对相同的部件标注相同的附图标记进行说明。本例是在中间筒部30的全长形成有波纹的例子。即，在本例中，在使用合成树脂或橡胶等的具有柔性的非金属制的材料通过注塑成形或吹塑成形而形成的中间筒部30的全长范围，形成有能够伸缩的波纹58。本例的情况下，由于在中间筒部30的全长上形成有能够伸缩的波纹58，所以即使是齿条轴40的长度不同的模型，也能够通过使中间筒部30的全长柔软地伸縮，通用地使用。[实施方式的第六例]图12是表示构成本发明的实施方式的第六例的转向装置的转向器103f的关键部位的局部剖切的俯视图，图13是表示图12中的小齿轮和齿条的啮合部的纵剖视图。本例 是实施方式的第三例的变形例，省略或简化与该第三例重复的部分的说明，并对相同的部件标注相同的附图标记进行说明。本例是将本发明适用于小齿轮助力型的齿轮齿条式动力转向装置的例子。在本例的转向器103f中，图12的上方向相当于车身上侧，下方向相当于车身下侦牝图12的左右方向相当于车身左右方向，与图12的纸面正交的方向相当于车身前后方向。如图13所示，小齿轮轴02的下端部通过球轴承031能够旋转地被轴支承。另外，锁紧螺母032拧合于形成在该小齿轮轴02的下端部的外周面上的阳螺纹021。该锁紧螺母032将构成球轴承031的内圈支承固定在小齿轮轴02的下端部的规定位置。构成球轴承031的外圈被压入小齿轮侧壳体10中的形成在设置于下半部的下齿轮箱041上的轴承孔042。另外，构成球轴承031的外圈通过与轴承孔042中的形成在开ロ侧端部的内周面上的阴螺纹043拧合的端盖033被向上方推压，并且被支承固定在下齿轮箱041上。另外，与构成蜗杆减速机05的蜗杆053啮合的蜗轮051的芯杆052被压入小齿轮轴02的上端部。该蜗杆053与转向辅助用的电动马达054 (參照图12)的输出轴连结。另夕卜，小齿轮轴02中的压入蜗轮051的部分的下方侧部分通过球轴承034以能够支承径向的力且能够旋转的方式被轴支承于下齿轮箱041。另ー方面，在被固定在下齿轮箱041的上端面的上齿轮箱044中，经由图14所示的中间轴106，与方向盘101连结的输入轴06通过球轴承061能够旋转地被轴支承。上端通过销062连结于该输入轴06的扭杆063，其下端通过衬套064轴支承外周，在比该衬套064更靠下方的部分，通过压入与小齿轮轴02的上端部连结。用于检测作用于如上所述地连结的扭杆063的转矩的转矩传感器07由传感器轴部071、ー对检测线圈073、074和圆筒部件075构成。其中的传感器轴部071形成在输入轴06的下端部，沿轴向延伸的多个凸条沿圆周方向以等间隔形成。另外，检测线圈073、074配置在被压入上齿轮箱044内侧的轭部的内側。而且，圆筒部件075被配置在传感器轴部071和检测线圈073、074之间，并被固定在小齿轮轴02的上端。另外，在圆筒部件075上，在与检测线圈073、074相対的位置，沿圆周方向等间隔地形成有多个长方形的窗。当通过操作方向盘101，输入轴06旋转时，其旋转カ经由扭杆063向小齿轮轴02传递。此时，通过转向轮侧的阻力，使连结输入轴06和小齿轮轴02的扭杆063发生扭转，在形成在传感器轴部071的表面上的凸条和圆筒部件075的窗之间发生相对旋转。而且，在传感器轴部071中发生的磁通量增减。检测线圈073、074将传感器轴部071中发生了的磁通量的增减作为电感的变化检测，而检测作用于扭杆063的转矩。由此，驱动电动马达054，以所需的转向辅助力使蜗杆053旋转。该蜗杆053的旋转被传递到蜗轮051、小齿轮轴02和齿条轴40，通过与齿条轴40连结的拉杆104，改变转向轮的方向。齿条引导部08通过调节盖084将辊083压抵在齿条轴40的背面。该辊083通过轴081和配置在其周围的滚针轴承082能够旋转地被轴支承。调节盖084通过碟形弹簧将辊083压抵在齿条轴40的背面。由此，不存在小齿轮022和齿条轴40的啮合部的齿隙，齿条轴40能够顺畅地移动。如图12所示，在小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20上，沿车身前后方向(图12的上下方向)突出地分别形成有车身安装用突起部13、21。在这些车身安装用突起部13、21上，沿车身上下方向(与图13的纸面正交的方向)分别每处形成一个圆形的安装孔131、211。 将未图示的螺栓插入所述各安装孔131、211，将该螺栓紧固在车架上，由此，小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20以刚性构造被安装在车架上。本例的中间筒部30也由具有柔性的合成树脂或橡胶形成，具有弾性，具有柔性，从而支承来自车轮的转向反力的能力小，或不能支承。由此，本例的情况下，将金属制的小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20以刚性构造安装在车架上，通过这些小齿轮侧壳体10及小齿轮相反侧壳体20支承来自车轮的转向反力。另外，本例的中间筒部30是使用合成树脂或橡胶等的具有柔性的非金属制的材料而形成的，从而与由金属材料制造的情况相比，质量轻，并具有大的弹性，具有柔性，能够伸縮。另外，与使用金属材料的情况相比，质量轻，并且能够较低地抑制材料费。另外，由于不需要二次加工，所以还能够实现加工成本的减轻。在实施方式的第三例 第六例中，以将本发明适用于转向柱助力型的齿轮齿条式动カ转向装置及小齿轮助力型的齿轮齿条式动カ转向装置为例进行了说明，但本发明也可以适用于手动型的齿轮齿条式转向装置。此外，本发明不限于上述实施方式的各例的构造，能够进行各种变更，关于适当组合不同的实施方式分别公开的技术手段而获得的实施方式，也包含于本发明的技术范围。附图标记的说明101方向盘102 马达103、103a f 转向器单元104 拉杆105 柱106 中间轴107小齿轮轴108 缸部109齿条轴110齿轮壳体
111主收容部112副收容部10小齿轮侧壳体11阴螺纹12圆柱状突起13车身安装用突起部
131安装孔14抵接面15抵接面16圆筒部20小齿轮相反侧壳体21车身安装用突起部211安装孔30中间筒部31阳螺纹32O 形环33凸缘部34缓冲件35内周面36轴承衬套37衬套保持件40齿条轴41实心轴411外周面412环状槽413内周面414小径实心部42中空轴421内周面422右端面423小径中空部424大径中空部4241内周面4242右端面425小径中空部426外周面43卡合凸部431内周面432凹部
433缓冲件434右端面435左端面44焊接部
51、52球接头插座53、54球接头保护罩55带56圆柱状突起57波纹58波纹59圆筒部60圆筒部02小齿轮轴021阳螺纹022小齿轮031球轴承032锁紧螺母033端盖034球轴承041下齿轮箱042轴承孔043阴螺纹044上齿轮箱05蜗杆减速机构051蜗轮052芯杆053蜗杆054电动马达06输入轴061球轴承062销063扭杆064衬套07转矩传感器071传感器轴部072轭部073、074 检测线圈075圆筒部件08齿条引导部
081轴082滚针轴承
083辊084调节盖
权利要求
1.一种齿轮齿条式转向器单元，其特征在于，该齿轮齿条式转向器单元具备 基于小齿轮轴的旋转而往复移动的齿条轴； 球接头插座，直径比该齿条轴大地形成在该齿条轴的两端； 金属制的小齿轮侧壳体，能够滑动地支承所述齿条轴中的配置有所述小齿轮轴的小齿轮侧端部，并且，能够固定在车架上； 卡合凸部，直径比该齿条轴大地形成在所述齿条轴的处于所述小齿轮侧端部和小齿轮相反侧端部之间的轴向中间部，所述小齿轮相反侧端部处于所述小齿轮侧端部的相反侧， 所述齿条轴移位时，所述球接头插座中的被安装在所述小齿轮侧端部上的球接头插座与所述小齿轮侧壳体的一端抵接，由此限制该齿条轴向小齿轮相反侧的移动，所述卡合凸部与所述小齿轮侧壳体的另一端抵接，由此限制该齿条轴向小齿轮侧的移动。
2.如权利要求I所述的齿轮齿条式转向器单元，其特征在于，还具备 金属制的小齿轮相反侧壳体，其能够滑动地支承所述齿条轴中的所述小齿轮相反侧端部，并且，能够固定在车架上； 中空圆筒状的中间筒部，其一端与所述小齿轮侧壳体连接，另一端与所述小齿轮相反侧壳体连接，并覆盖所述齿条轴的中间部。
3.如权利要求2所述的齿轮齿条式转向器单元，其特征在于，所述小齿轮相反侧壳体经由弹性部件能够滑动地支承所述齿条轴的小齿轮相反侧端部。
4.如权利要求2所述的齿轮齿条式转向器单元，其特征在于，所述齿条轴是接合形成有齿条的实心轴和未形成齿条的中空轴而形成的，在该实心轴和该中空轴的接合部的周围形成有所述卡合凸部。
5.如权利要求2所述的齿轮齿条式转向器单元，其特征在于，弹性部件制的缓冲件被安装在所述卡合凸部中的与所述小齿轮侧壳体的另一端抵接的抵接面上。
6.如权利要求2所述的齿轮齿条式转向器单元，其特征在于，所述中间筒部能够沿所述齿条轴的轴向伸缩。
7.如权利要求2所述的齿轮齿条式转向器单元，其特征在于，所述中间筒部的材质是合成树脂。
8.如权利要求2所述的齿轮齿条式转向器单元，其特征在于，所述中间筒部的材质是橡胶。
全文摘要
本发明实现转向器单元的齿轮壳体的轻量化和低成本化。在齿条轴(40)的轴向中间部形成有向外凸缘状的卡合凸部(43)，并且齿轮壳体由小齿轮侧壳体(10)、小齿轮相反侧壳体(20)和中间筒部(30)构成。由此，利用小齿轮侧壳体(10)的两端限制齿条轴(40)向小齿轮侧及小齿轮相反侧的移动。因此，由于能够将需要大的强度的部分限定于车宽方向的长度短的小齿轮侧壳体(10)，所以能够减小中间筒部(30)的壁厚，或者由柔性材料构成中间筒部(30)，由此，能够实现部件的轻量化，并且由于加工变得容易，所以能够降低制造成本。
文档编号B62D3/12GK102858617SQ201280000380
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月24日 优先权日2011年4月25日
发明者上野星治, 新井利幸, 杉原亮太 申请人:日本精工株式会社