齿条轴支承装置以及具备该装置的转向装置制造方法
【专利摘要】本发明提供齿条轴支承装置以及具备该装置的转向装置，齿条轴支承装置（40）具有：支承轭（50）、衬套（60）、中间部件（70）、产生旋转力弹簧（100）以及滚动体（80）。衬套（60）具有衬套端部（65）以及形成于衬套端部（65）的衬套凸轮面（65A）。中间部件（70）在能够相对于齿条壳体（21）旋转、以及相对于齿条壳体（21）而朝按压的方向移动的状态下配置在衬套（60）与支承轭（50）之间。中间部件（70）具有与衬套端部（65）对置的中间对置部分（72）以及与衬套凸轮面（65A）对置的中间凸轮面（72A）。滚动体（80）配置在衬套凸轮面（65A）与中间凸轮面（72A）之间，分别与衬套凸轮面（65A）以及中间凸轮面（72A）接触。
【专利说明】齿条轴支承装置以及具备该装置的转向装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用支承轭来支承齿条轴的齿条轴支承装置以及具备该装置的转向
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]US2010/0024583A1的转向装置具有支承轭、衬套、中间部件以及产生旋转力弹簧。中间部件位于支承轭与衬套之间。中间部件具有中间凸轮面。
[0003]衬套具有衬套凸轮面。衬套凸轮面与中间凸轮面进行面接触。产生旋转力弹簧配置于由衬套以及中间部件所包围的空间内。产生旋转力弹簧的一端安装于衬套，另一端安装于中间部件。产生旋转力弹簧对中间部件施加使中间部件相对于衬套旋转的力。
[0004]在上述齿条轴支承装置中，衬套凸轮面以及中间凸轮面的摩擦力成为相对于产生旋转力弹簧使中间部件相对于衬套旋转的力的抵抗力。并且，为了使中间部件相对于衬套顺利地旋转，优选衬套凸轮面以及中间凸轮面的摩擦力较小。另一方面，由于衬套凸轮面与中间凸轮面进行面接触，因此从降低衬套凸轮面以及中间凸轮面的摩擦力的观点出发，上述齿条轴支承装置存在改善的余地。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种具有使中间部件易相对于衬套旋转的构成的齿条轴支承装置，以及具备该装置的转向装置。
[0006]根据本发明的一个例子的特征，本发明提供一种齿条轴支承装置，具备:支承轭，该支承轭收容于齿条壳体内，能够在朝小齿轮轴推动齿条轴的方向亦即按压方向上移动；衬套，该衬套具有形成于所述支承轭一侧的衬套端部、和形成于所述衬套端部的衬套凸轮面，该衬套相对于所述支承轭而配置在与所述按压方向一侧相反的一侧，并固定于所述齿条壳体；中间部件，该中间部件是在能够相对于所述齿条壳体旋转、以及相对于所述齿条壳体而朝所述按压方向移动的状态下配置在所述衬套与所述支承轭之间的部件，该中间部件具有:与所述衬套端部对置的中间对置部分、以及形成于所述中间对置部分且与所述衬套凸轮面对置的中间凸轮面；产生旋转力弹簧，该产生旋转力弹簧对所述中间部件施加使所述中间部件相对于所述衬套旋转的力亦即弹簧力；以及滚动体，该滚动体配置在所述衬套凸轮面与所述中间凸轮面之间，并分别与所述衬套凸轮面以及所述中间凸轮面接触。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]以下通过参照附图对本发明的实施方式进行详细描述，使本发明的上述以及其它部件的特征及优点变得更加清楚，其中，对相同的要素标注相同的附图标记。
[0008]图1是示出实施方式的转向装置`的结构的结构图。
[0009]图2是示出实施方式的齿条轴支承装置及其周边部分的截面构造的剖视图。
[0010]图3是示出实施方式的齿条轴支承装置的滚动体及其周边部分的分解立体构造的立体图。
[0011]图4是示出实施方式的齿条轴支承装置的滚动体、衬套、以及中间部件的展开构造的展开图。
[0012]图5是示出实施方式的齿条轴支承装置的滚动体、衬套以及中间部件的展开构造的展开图。
[0013]图6是其他实施方式的齿条轴支承装置的剖视图。
[0014]图7是其他实施方式的齿条轴支承装置的剖视图。
【具体实施方式】
[0015]以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
[0016]参照图1对转向装置I的结构进行说明。转向装置I具有转向装置主体10、轴收容装置20、辅助装置30以及齿条轴支承装置40。转向装置I具有作为齿条并联式的电动动力转向装置的构成，该齿条并联式的电动动力转向装置利用辅助装置30辅助转向轮2的操作。
[0017]转向装置主体10具有柱轴11、中间轴12、小齿轮轴13、齿条轴14、齿轮齿条机构
15、摇柄16以及转向横拉杆17。转向装置主体10中，伴随转向盘2的旋转而使柱轴11、中间轴12以及小齿轮轴13 —体地旋转。转向装置主体10利用小齿轮轴13的旋转而使齿条轴14在长度方向上直线移动。转向装置主体10通过使齿条轴14直线移动，由此经由转向节4而使转向轮3的转向角变化。
[0018]齿条轴14具有齿轮形成部分14A以及螺纹形成部分14B。齿条轴14在齿轮形成部分14A遍布长度方向的规定范围具有齿条齿轮14C。齿条轴14在螺纹形成部分14B遍布长度方向的规定范围具有作为齿条螺纹14D的阳螺纹。齿条轴14在与长度方向正交的截面中具有类似于D字形状的截面形状。
[0019]齿轮齿条机构15具有小齿轮轴13的小齿轮13A以及齿条轴14的齿条齿轮14C。齿轮齿条机构15将小齿轮轴13的旋转转换为齿条轴14的直线运动。
[0020]轴收容装置20(参照图2)具有齿条壳体21、油封26、球轴承27以及滚针轴承28。轴收容装置20由作为单独的部件形成的壳体21、油封26、球轴承27以及滚针轴承28的集合体而构成。
[0021]齿条壳体21由金属材料形成。齿条壳体21具有与齿条轴14的形状对应的筒形状。齿条壳体21具有:基部壳体22、端盖23、基础收容空间24以及支承收容空间25。齿条壳体21具有作为单独的部件形成的基部壳体22以及端盖23相互结合的结构。齿条壳体21在基础收容空间24中收容小齿轮轴13、齿条轴14、摇柄16、辅助装置30的减速装置32、以及滚珠螺杆33。齿条壳体21在支承收容空间25中收容齿条轴支承装置40。
[0022]辅助装置30具有电力马达31、减速装置32以及滚珠螺杆装置33。辅助装置30具有滚珠螺杆装置33位于齿条螺纹14D的结构。辅助装置30利用减速装置32将电力马达31的旋转传递至滚珠螺杆装置33从而使滚珠螺杆装置33旋转，由此对齿条轴14施加作用于齿条轴14的长度方向的力。
[0023]参照图2对齿轮齿条机构15的周边部分的结构进行说明。齿条壳体21中由基础部分内表面21A形成基础收容空间24。齿条壳体21中由支承部分内表面21B形成支承收容空间25。在齿条壳体21的支承开口部分21C，使支承收容空间25朝外部开口。齿条壳体21在支承开口部分21C的支承部分内表面21B具有开口部分阳螺纹21D。齿条壳体21在基础收容空间24中收容小齿轮轴13的小齿轮13A、齿条轴14的齿条齿轮14C、油封26、球轴承27以及滚针轴承28。
[0024]齿条轴支承装置40具有一个支承轭50、一个衬套60、一个中间部件70、三个滚动体80、一个保持器90、一个产生旋转力弹簧100以及一个中间环110。在齿条轴支承装置40内，支承轭50、衬套60、中间部件70、产生旋转力弹簧100以及中间环110为同轴。齿条轴支承装置40借助衬套60、中间部件70、滚动体80以及产生旋转力弹簧100而将支承轭50按压于齿条轴14的齿条背面部分14E。
[0025]参照图2对齿条轴支承装置40的结构进行说明。另外，按压方向表示:在支承收容空间25内将齿条轴14朝小齿轮13推压的方向。并且，分离方向表示:在支承收容空间25内使齿条轴14从小齿轮轴13离开的方向。并且，周向表示产生旋转力弹簧100的旋转方向。
[0026]支承轭50在支承收容空间25内被配置于齿条轴14的背面一侧。支承轭50在支承收容空间25内具有能够沿按压方向以及分离方向移动的状态。支承轭50具有轭主体51、低摩擦薄板56以及树脂弹性部件57。
[0027]轭主体51由金属材料形成。轭主体51具有在圆柱形状的部件中去除一部分后的形状。轭主体51在主体外表面5IA被齿条壳体21的支承部分内表面2IB所支承。轭主体51具有轭支承部分52和轭背面部分53。
[0028]轭支承部分52形成于轭主体51中的齿条轴14 一侧的部分。轭支承部分52具有与齿条轴14的齿条背面部分14E对应的形状。轭支承部分52经由低摩擦薄板56来支承齿条背面部分14E。
[0029]轭背面部分53具有形成有凹部的圆柱形状。轭背面部分53形成于轭主体51中的衬套60 —侧的部分。轭背面部分53具有轭背面槽54以及轭孔部分55。轭背面部分53隔着间隙而与中间环110对置。
[0030]树脂弹性部件57嵌入轭背面槽54。对于树脂弹性部件57而言，树脂弹性部件57中的衬套60 —侧的一部分从轭背面槽54突出而与中间环110接触。树脂弹性部件57被中间环110以及支承轭50压缩。树脂弹性部件57借助伴随压缩变形而产生的复原力而将中间环110朝中间部件70按压。
[0031]中间环110由摩擦系数比中间部件70以及支承轭50小的金属材料形成。中间环110配置在支承轭50与中间部件70之间。中间环110具有环状贯通孔111。中间环110在环外表面112处隔着间隙而与齿条壳体21的支承部分内表面21B对置。中间环110在环内表面113处隔着间隙而与中间部件70的突出部分74的外表面对置。
[0032]中间部件70在支承收容空间25内相对于支承轭50而配置在与齿条轴14相反的一侧。中间部件70以相对于齿条壳体21的支承部分内表面21B能够沿周向旋转的状态并且能够向按压方向以及分离方向移动的状态配置。中间部件70借助产生旋转力弹簧100所施加的力而相对于支承轭50、衬套60以及中间环110旋转，由此抑制与支承轭50之间的间隙扩大。
[0033]衬套60在支承收容空间25相对于中间部件70而配置在与支承轭50相反的一侧。衬套60具有衬套主体61、衬套栓部件68以及锁紧螺母69。衬套60具有由作为单独的部件而形成的衬套主体61、衬套栓部件68以及锁紧螺母69相互结合而成的结构。在衬套60中，衬套主体61以及锁紧螺母69为同轴。衬套60堵塞齿条壳体21的支承开口部分21。
[0034]锁紧螺母69由金属材料形成。锁紧螺母69具有螺母端面69A以及螺母阳螺纹69B。锁紧螺母69利用螺母阳螺纹69B而拧入衬套主体61的衬套阳螺纹62B。锁紧螺母69在螺母端面69A处与支承开口部分21C的端面接触。锁紧螺母69抑制衬套主体61相对于齿条壳体21产生松动。
[0035]作为产生旋转力弹簧100的受扭螺旋弹簧，由金属材料形成。产生旋转力弹簧100具有第一弹簧端部101、第二弹簧端部102以及弹簧卷绕部分103。在产生旋转力弹簧100中，第一弹簧端部101安装于衬套主体61。在产生旋转力弹簧100中，第二弹簧端部102安装于中间部件70。产生旋转力弹簧100对中间部件70施加使中间部件70相对于衬套60旋转的力。(以下，称为“弹簧力”)。
[0036]滚动体80由金属材料形成。滚动体80形成为球形状。滚动体80在衬套60的衬套凸轮面65A以及中间部件70的中间凸轮面72A之间分别与衬套凸轮面65A以及中间凸轮面72A接触。
[0037]保持器90由金属材料形成。在俯视观察时，保持器90形成为圆环形状。保持器90配置在衬套60与中间部件70之间。保持器90以使三个滚动体在周向上成为等间隔的方式保持各滚动体80。
[0038]参照图3对衬套60、中间部件70及其周边部分的部件的详细结构进行说明。另夕卜，施力方向表示沿周向对中间部件70施加弹簧力的方向。并且反作用方向表示沿周向与施力方向相反的方向。
[0039]衬套主体61由金属材料形成。衬套主体61具有在圆筒形状的部件中将一侧的开口部分堵塞的形状。衬套主体61具有衬套固定部分62、衬套背壁部分63、弹簧安装部分64、衬套端部65、衬套内部空间66以及衬套预固定孔67。
[0040]衬套固定部分62具有圆筒形状。对于衬套固定部分62,固定部分外表面62A的一部分具有衬套阳螺纹62B。衬套固定部分62利用衬套阳螺纹62B而拧入齿条壳体21的开口部分阳螺纹21D (参照图2)。
[0041]衬套背壁部分63具有未形成开口部分的实心构造。衬套背壁部分63相对于衬套固定部分62而形成在与中间环110 (参照图2)相反侧的部分。衬套背壁部分63配置于齿条壳体21的外部(参照图2)。衬套背壁部分63将衬套固定部分62中的衬套内部空间66的开口部分的一侧堵塞。
[0042]弹簧安装部分64具有从衬套背壁部分63朝向衬套内部空间66突出的柱形状。弹簧安装部分64插入到产生旋转力弹簧100的弹簧卷绕部分103的内部空间。弹簧安装部分64具有沿衬套主体61的轴向延伸的弹簧保持槽64A。弹簧安装部分64具有由弹簧保持槽64A划分为两个柱形状部分的构成。在弹簧安装部分64中，产生旋转力弹簧100的第一弹簧端部101被压入到弹簧保持槽64A中。
[0043]衬套端部65具有圆环形状。衬套端部65具有三个衬套凸轮面65A以及三个面分割部分65B。在衬套端部65中，在周向上相邻的衬套凸轮面65A之间形成有面分割部分65B。在衬套端部65中，在一个面分割部分65B形成有衬套预固定孔67。[0044]衬套凸轮面65A在俯视观察时具有以下形状，S卩:周向为长方向，衬套主体61的径向为短方向，且沿周向的弯曲的形状。衬套凸轮面65A具有朝向与按压方向分离的方向凹陷成弯曲状的形状。详细而言，衬套凸轮面65A从周向上施力方向一侧的端部起、越趋向周向的中间位置65C越朝向与按压方向分离的方向倾斜。衬套凸轮面65A从中间位置65C起越趋向周向上反作用方向一侧的端部，越从分离方向朝向按压方向倾斜。衬套凸轮面65A的轴向的曲率半径PR (参照图4)比滚动体80的半径大。另外，中间位置65C表示衬套凸轮面65A的周向的中间点。中间位置65C位于衬套凸轮面65A中最远的分离方向一侧。
[0045]衬套内部空间66具有圆柱形状。衬套内部空间66形成为由衬套固定部分62的内表面以及衬套背壁部分63所包围的空间。衬套内部空间66收容弹簧安装部分64以及产生旋转力弹簧100。在衬套内部空间66内，中间部件70侧的开口部分被中间部件70的中间部件主体71堵塞。
[0046]衬套预固定孔67沿衬套主体61的轴向贯穿衬套主体61。即，衬套预固定孔67将衬套背壁部分63、衬套固定部分62以及衬套端部65贯穿。衬套预固定孔67在衬套背壁部分63侧的开口部分的内表面具有预固定阳螺纹67A。
[0047]衬套栓部件68由金属材料形成。衬套栓部件68具有栓部件阳螺纹68A以及工具插入孔68B (参照图2)。衬套栓部件68借助栓部件阳螺纹68A而拧入衬套预固定孔67的预固定阳螺纹67A。衬套栓部件68将衬套预固定孔67的衬套背壁部分63 —侧的开口部分堵塞。
[0048]中间部件70由金属材料形成。中间部件70具有中间部件主体71、中间对置部分72、弹簧安装部73以及突出部分74 (参照图2)。
[0049]中间部件主体71具有圆盘形状。中间部件主体71在中间主体正面71A处与中间环110对置。中间部件主体71在中间主体背面71B处与衬套背壁部分63以及产生旋转力弹簧100的弹簧卷绕部分103对置。
[0050]中间对置部分72具有圆环形状。中间对置部分72朝向从中间部件主体71的径向外侧的部分分离的方向突出。中间对置部分72具有三个中间凸轮面72A、三个面分割部分72B以及一个中间预固定孔72D。在中间对置部分72，在周向上相邻的中间凸轮面72A之间形成有面分割部分72B。在中间对置部分72中的一个面分割部分72B形成有中间预固定孔72D。
[0051]在俯视观察中间凸轮面72A时，中间凸轮面72A具有周向为长方向、中间部件70的径向为短方向的圆弧形状。中间凸轮面72A具有从分离方向朝向按压方向凹陷为弯曲状的形状。详细而言，中间凸轮面从周向上施力方向一侧的端部起、越趋向中间位置72C则越从分离方向朝向按压方向倾斜。中间凸轮面72A从中间位置72C越趋向周向上反作用方向一侧的端部、越从按压方向朝向分离方向倾斜。中间凸轮面72A的曲率半径MR (参照图4)大于滚动体80的半径。另外，中间位置72C表示在中间凸轮面72A周向的中间点。中间位置72C位于中间凸轮面72A中最靠按压方向一侧。
[0052]弹簧安装部分73从中间主体正面71A向分离方向突出。弹簧安装部分73插入到产生旋转力弹簧100的弹簧卷绕部分103的内部空间。弹簧安装部分73具有沿轴向延伸的弹簧保持槽73A。弹簧安装部分73具有被弹簧保持槽73A分割为两个柱形状部分的结构。在弹簧安装部分73，产生旋转力弹簧100的第二弹簧端部102被压入于保持槽73A。[0053]突出部分74 (参照图2)具有圆筒形状。突出部分74从中间部件主体71的中间主体正面7IA向按压方向突出。突出部分74从中间环110的环贯通孔111形成至支承轭50的轭孔部分55 (同样参照图2)。突出部分74隔着间隙而与支承轭50以及中间环110对置。突出部分74具有与六角扳手对应的形状的六边形孔74A (参照图2)。在将中间部件70与衬套60组装的工序中，突出部分74形成为用于安装使中间部件70旋转的工具的部分。
[0054]保持器90具有三个保持孔91以及一个螺栓插入孔92。保持器90在保持器外表面90A处隔着间隙而与齿条壳体21的支承部分内表面21B (参照图2)对置。保持器90在保持器的内表面90B处隔着间隙而与产生旋转力弹簧100对置。在保持器90中，沿周向以等间隔形成有保持孔91。在保持器90中，螺栓插入孔92形成于周向上相邻的保持孔91之间。螺栓插入孔92形成为周向为长度方向的长孔。保持器90以滚动体80在保持孔91中能够滑动的状态保持滚动体80。
[0055]参照图2对齿条轴支承装置40的组装方法进行说明。齿条轴支承装置40依次经过第一组装工序?第五组装工序而完成。
[0056]第一组装工序是将支承轭50配置于齿条轴14的齿条背面部分14E上的工序。操作者在第一工序中将支承轭50从齿条壳体21的支承开口部分21C插入到支承收容空间25，进而将支承轭50的低摩擦薄板56配置于齿条背面部分14E上。
[0057]第二组装工序是将中间环110配置于支承轭50的树脂弹性部件57上的工序。操作者在第二组装工序中，将中间环Iio从齿条壳体21的支承开口部分21C插入到支承收容空间25中，在树脂弹性部件57处，将中间环110配置在环外表面112与齿条壳体21的支承部分内表面21B之间形成有间隙的位置。
[0058]第三组装工序是组装衬套组件的工序。衬套组件具有使衬套主体61、中间部件70、滚动体80、保持器90以及产生旋转力弹簧100相互组合，并且将预固定螺栓(省略图示)插入到衬套预固定孔67以及中间预固定孔72D中的结构。操作者在第三组装工序中，将衬套主体61、中间部件70、滚动体80以及保持器90相互组合之后，通过将预固定螺栓插入到衬套预固定孔67以及中间预固定孔72D中，由此完成衬套组件的组装。
[0059]第4组装工序是将衬套组件固定于衬套壳体21的工序。操作者在第四组装工序中，将衬套组件从衬套壳体21的支承开口部分21C插入到支承收容空间25，并将衬套主体61的衬套阳螺纹62B拧入衬套壳体21的开口部分阳螺纹21D。在第四组装工序中，在将衬套阳螺纹62B全部拧入到开口部分阳螺纹21D中时，在中间环110与轭背面部分53之间形成有间隙的状态下，中间环110被中间部件70压接于树脂弹性部件57。
[0060]第五组装工序是完成齿条轴支承装置40相对于齿条壳体21的安装的工序。操作者将锁紧螺母69的螺母阳螺纹69B拧入到衬套主体61的衬套阳螺纹62B。接下来，操作者将预固定螺栓从衬套预固定孔67以及中间预固定孔72D中拔出，并将衬套栓部件68的栓部件阳螺纹68A拧入衬套预固定孔67的预固定阳螺纹67A。在第五组装工序中，通过将衬套栓部件68拧入到衬套主体61中从而组装衬套，并且完成齿条轴支承装置40相对于齿条壳体21的安装。
[0061]下面对衬套组件的组装方法进行说明。衬套组件通过依次经过第一中间工序?第六中间工序而完成。[0062]第一中间工序是将滚动体80安装于保持器90的工序。操作者在第一中间工序中向保持器90的各保持孔91中插入一个滚动体80。第二中间工序是将产生旋转力弹簧100安装于衬套主体61的工序。操作者在第二中间工程中将产生旋转力弹簧100从第I弹簧端部101侧插入到衬套内部空间66，并将第一弹簧端部101压入弹簧安装部分64。
[0063]第三中间工序是将滚动体80以及保持器90安装于衬套60的工序。操作者在第三中间工序中将滚动体80配置于衬套凸轮面65A。在第三中间工序中，滚动体80位于衬套凸轮面65A的中间位置65C。
[0064]第四中间工序是将产生旋转力弹簧100安装于中间部件70的工序。操作者在第四中间工序中将中间部件70的弹簧安装部分73插入衬套内部空间66，并将产生旋转力弹簧100的第二弹簧端部102压入弹簧安装部分73。在第四中间工序中，在将第二弹簧端部102压入弹簧安装部分73的过程中，在中间凸轮面72A处配置有滚动体80。在第四中间工序中，滚动体80位于中间凸轮面72A的中间位置72C。
[0065]第五中间工序是调整产生旋转力弹簧100的弹簧力的工序。操作者在第五中间工序中，在将衬套主体61安装于固定夹具(省略图示)之后，将六角扳手(省略图示)插入到中间部件70的突出部分74的六边形孔74A中。接着，操作者通过对六角扳手施加转矩，由此使中间部件70朝产生旋转力弹簧100的弹簧力增加的方向，即反作用方向旋转规定的量。在使中间部件70旋转了规定量时，中间部件70的中间预固定孔72D位于与衬套主体61的衬套预固定孔67同轴的位置上。在第五中间工序中，滚动体80分别与衬套凸轮面65A的比中间位置65C靠施力方向一侧的部分、以及中间凸轮面72A的比中间位置72C靠反作用方向一侧的部分接触。
[0066]第六中间工序是将预固定螺栓插入衬套主体61以及中间部件70的工序。操作者在第五工序中，利用六角扳手来固定中间部件70相对于衬套主体61的旋转位置，并将预固定螺栓从衬套主体61的衬套背壁部分63插入到衬套预固定孔67以及中间预固定孔72D中。接下来，操作者将六角扳手从中间部件70的突出部分74取下，并从固定夹具取下衬套主体61。在第六中间工序中，通过将预固定螺栓插入衬套预固定孔67以及中间预固定孔72D，由此衬套组件被组装完成。在衬套组件中，利用预固定螺栓来固定中间部件70相对于衬套主体61的旋转位置。
[0067]参照图2、图4以及图5对齿条轴支承装置40的动作以及作用进行说明。齿条轴支承装置40具有第一功能?第三功能。第一功能是抑制齿条轴14朝相对于小齿轮轴13分离方向移动的功能。第二功能是在齿条轴14将朝分离方向推压小齿轮轴13的力施加于小齿轮轴13时，抑制齿条齿轮14C作用于小齿轮13A的力增大的功能。第三功能是抑制由于齿条轴14的摩擦部分的磨损的发展而引起的齿条齿轮14C以及小齿轮13A的啮合部分的间隙增加的功能。另外，齿条轴14的摩擦部分包括齿条齿轮14C与小齿轮13A的啮合部分、以及齿条背面部分14E与支承轭50的低摩擦薄板56的接触部分。
[0068]参照图2对齿条轴支承装置40的第一功能进行说明。齿条轴支承装置40通过衬套60与衬套凸轮面65A中的滚动体80接触、以及中间部件70与中间凸轮面72A中的滚动体80接触，由此限制中间部件70朝相对于齿条壳体21等分离的方向移动。中间部件70经由中间环110以及树脂弹性部件57来支承支承轭50的轭背面部分53，由此限制支承轭50朝相对于齿条壳体21等分离的方向移动。支承轭50在轭支承部分52处支承齿条轴14的齿条背面部分14E。
[0069]因此，限制齿条轴14朝相对于小齿轮轴13分离的方向移动。因此，抑制由于伴随小齿轮轴13的旋转，齿条轴14朝相对于小齿轮轴13分离的方向移动的原因而产生的部件彼此的接触音。另外，在齿条轴支承装置40中，在轭背面部分53与中间环110之间形成有间隙。因此在轭主体51受到作用于从齿条轴14离开的方向的力时，允许轭主体51朝分离方向仅移动轭背面部分53与中间环110之间的间隙的距离。轭主体51在朝相对于齿条壳体21等分离的方向移动时，会使树脂弹性部件57的压缩变形量增加。因此增加树脂弹性部件57朝按压方向按压轭主体51的力。
[0070]参照图2以及图4说明齿条轴支承装置40的第二功能。另外，分割部分之间的距离DA表示衬套60的面分割部分65B与中间部件70的面分割部分72B之间的轴向距离。并且，初期状态表示在齿条轴14的摩擦部分未产生磨损的状态。
[0071]如图4所示，在初期状态下，滚动体80分别与衬套凸轮面65A的比中间位置65C靠施力方向一侧的部分、以及中间凸轮面72A的比中间位置72C靠反作用方向一侧的部分接触。因此滚动体80与位于衬套凸轮面65A的中间位置65C以及中间凸轮面72A的中间位置72C的结构的分割部之间的距离DA相比较，分割部分之间的距离DA较大。
[0072]如图2所示，在齿条轴14将支承轭50朝分离方向推的力作用于支承轭50时，经由轭主体51的轭背面部分53、树脂弹性部件57以及中间环110，中间部件70被施加朝分离方向推中间部件70的力。此时，滚动体80被中间部件70压接于衬套凸轮面65A。因此来自衬套凸轮面65A的反作用力作用于滚动体80。来自滚动体80的反作用力作用于中间凸轮面72A。由此对中间部件70作用有使中间部件70朝反作用方向旋转的力。因此中间部件70朝反作用方向旋转。此时,如图4所示，由于滚动体80朝向衬套凸轮面65A的中间位置65C以及中间凸轮面72A的中间位置72C移动，因此分割部分之间的距离DA减小。即，中间部件70朝分离方向移动。因此，由于支承轭50 (参照图2)朝分离方向移动，从而抑制作用于齿条齿轮14C以及小齿轮13A (同样参照图2)的啮合部分的力增大。
[0073]参照图4以及图5说明齿条轴支承装置40的第三功能。产生旋转力弹簧100(参照图3)对中间部件70施加使中间部件70相对于衬套主体60旋转的力。即产生旋转力弹簧100对中间部件70施加使中间凸轮面72A相对于衬套凸轮面65A旋转的力。
[0074]施加于中间部件70的弹簧力，借助与中间凸轮面72A接触的滚动体80而向与按压方向相同的方向作用。因此借助施加于中间部件70的弹簧力，中间部件70处于要相对于衬套主体61朝按压方向移动的状态。
[0075]另一方面，中间部件70向相对于齿条壳体21等按压的方向的移动被支承轭50(同样参照图2)限制。因此在从产生旋转力弹簧100向中间部件70施加了弹簧力的状态下，中间部件70不会相对于衬套主体61朝按压方向移动。然而在齿条轴14 (参照图2)的摩擦部分的磨损量增加时，允许支承轭50沿按压方向相对于齿条壳体21等移动的范围扩大。因此允许中间部件70沿按压方向相对于齿条壳体21等移动的范围也扩大。
[0076]因此，利用产生旋转力弹簧100的弹簧力使中间部件70相对于衬套主体61旋转。此时如图5所示，滚动体80朝衬套凸轮面65A的施力方向的端部移动。并且，滚动体80朝向中间凸轮面72A的反作用方向的端部移动。由此与初期状态的分割部分之间的距离DA相比较，分割部分之间的距离DA增大。S卩，中间部件70从初期状态的位置朝按压方向移动。因此按压方向上的中间部件70与支承轭50的相对位置关系被保持为与中间部件70相对于衬套主体61的旋转产生之前的关系实质上相同的关系。即，按压方向上的中间部件70与支承轭50的相对位置关系被保持为与齿条轴14的摩擦部分的磨损量增加之前的关系实质上相同的关系。
[0077]因此，抑制由于齿条轴14的摩擦部分的磨损量增加而引起的在分离方向上支承轭50相对于齿条背面部分14E (参照图2)的移动范围扩大。因此即便在齿条轴14的摩擦部分的磨损量增加的情况下，也能够抑制小齿轮轴13A (参照图2)以及齿条轴14产生接触
曰?
[0078]本实施方式的转向装置I能够获得以下效果。
[0079](I)齿条轴支承装置40具有分别与衬套凸轮面65A以及中间凸轮面72A接触的滚动体80。根据该结构，由于滚动体80在与中间凸轮面72A以及衬套凸轮面65A接触的状态下相对于各面72A、65A滚动，因此与中间凸轮面以及衬套凸轮面直接接触的结构相比较，中间部件70的旋转阻力较小。因此中间部件70易相对于衬套60顺利地旋转。
[0080](2)齿条轴支承装置40具有如下结构:滚动体80与衬套凸轮面65A的比中间位置65C靠施力方向一侧的部分接触，且与中间凸轮面72A的比中间位置72C靠反作用方向一侧的部分接触。根据该构成，在齿条轴14朝分离方向按压支承轭50时，中间部件70相对于衬套60朝反作用方向旋转，由此支承轭50以及中间部件70朝分离方向移动。因此抑制作用于齿条齿轮14C以及小齿轮13A的啮合部分的力增大。
[0081](3)齿条轴支承装置40具有保持器90。根据该结构，由于保持器90保持各滚动体80，因此抑制滚动体80相互接触以及滚动体80单独移动。因此抑制由于滚动体80单独移动所引起的中间部件70相对于衬套60倾斜。
[0082]本发明包括上述实施方式以外的实施方式。以下，示出作为本发明的其他实施方式的上述实施方式的变形例。另外，以下各变形例能够相互组合。
[0083]实施方式的支承轭50具有轭主体51、轭支承部分52以及轭背面部分53由相同的金属材料一体地形成的结构。另一方面，变形例的支承轭50也可以具有轭支承部分52以及轭背面部分53中的至少一方形成为独立于轭主体51的单独的部件的结构。该变形例的支承轭50具有形成为单独的部件的轭支承部分52以及轭背面部分53中的至少一方与轭主体51结合的结构。在该变形例的支承轭50中，轭支承部分52以及轭背面部分53中的至少一方的部件，也可以由与轭主体51不同的材料来形成。
[0084]实施方式的衬套60的衬套主体61具有将衬套固定部分62、衬套背壁部分63以及衬套端部65由相同的金属材料一体地形成的结构。另一方面,变形例的衬套60也可以具有将衬套背壁部分63以及衬套端部65中的至少一方形成为独立于衬套固定部分62的单独的部件的结构。该变形例的衬套主体61具有形成为单独的部件的衬套背壁部分63以及衬套端部65中的至少一方与衬套固定部分62结合的结构。在该变形例的衬套主体61中，衬套背壁部分63以及衬套端部65中的至少一方的部件可以由与衬套固定部分62不同的材料形成。
[0085]实施方式的衬套60的衬套主体61具有将衬套背壁部分63以及弹簧安装部分64由相同的金属材料一体地形成的结构。另一方面，变形例的衬套主体61也可以具有将弹簧安装部分64形成为独立于衬套背壁部分63的单独的部件的结构。该变形例的衬套主体61具有使弹簧安装部分64与衬套背壁部分63结合的结构。在该变形例的衬套主体61中，也可以将弹簧安装部分64由与衬套背壁部分63不同的材料形成。
[0086]并且，如图6所示，另外的变形例的衬套主体61，也可以代替弹簧安装部分64而具有弹簧调整部件120以及锁紧螺母124。弹簧调整部件120形成为独立于衬套背壁部分63的单独的部件。弹簧调整部件120由金属材料形成。弹簧调整部件120形成为圆柱形状。弹簧调整部件120具有阳螺纹121、弹簧安装部分122以及弹簧保持槽123。通过在形成于衬套背壁部分63的螺纹孔63A中拧入阳螺纹121，由此弹簧调整部件120与衬套背壁部分63结合。弹簧调整部件120具有弹簧安装部分122从衬套背壁部分63朝衬套内部空间66突出的结构。弹簧调整部件120具有在弹簧安装部分122中被弹簧保持槽123分割为两个柱形状部分的结构。在弹簧调整部件120中，产生旋转力弹簧100的第一弹簧端部101被压入到弹簧保持槽123中。弹簧调整部件120具有将锁紧螺母124拧入阳螺纹121的结构。锁紧螺母124与衬套背壁部分63的分离方向一侧的端面接触。锁紧螺母124抑制弹簧调整部件120相对于衬套主体61产生松动。
[0087]在具有该另外的变形例的衬套主体61的齿条支承装置40中，能够从中间部件70省略突出部分74。在上述齿条轴支承装置40中，产生旋转力弹簧100的弹簧力的调整以如下方式进行。即，操作者利用预固定螺栓将衬套60以及中间部件70固定。接下来，操作者使弹簧调整部件120沿周向而向产生旋转力弹簧100的弹簧力增加的方向旋转规定量。接着，操作者将锁紧螺母124安装于弹簧调整部件120。
[0088]实施方式的中间部件70具有将中间部件主体71、中间对置部分72、弹簧安装部分73以及突出部分74由相同的金属材料一体地形成的结构。另一方面,变形例的中间部件70也可以具有将中间对置部分72、弹簧安装部分73以及突出部分74中的至少一方形成为独立于中间部件主体71的单独的部件的结构。该变形例的中间部件70具有将中间对置部分72、弹簧安装部分73以及突出部分74中的至少一方与中间部件主体71结合的结构。在该变形例的中间部件70中，中间对置部分72、弹簧安装部分73以及突出部分74中的至少一方也可以由与中间部件主体71不同的材料形成。
[0089]实施方式的齿条轴支承装置40具有形成为从按压方向朝分离方向弯曲的弯曲形状的衬套凸轮面65A和形成为从分离方向朝按压方向弯曲的弯曲形状的中间凸轮面72A。另一方面，变形例的齿条轴支承装置40也可以具有以下任意一种结构。
[0090](Al)变形例的齿条轴支承装置40具有将衬套凸轮面65A以及中间凸轮面72A的一方形成为与径向平行的平面形状的结构。
[0091](A2)在变形例的齿条轴支承装置40中，衬套凸轮面65A形成为从施力方向越趋向反作用方向、越朝向从按压方向分离的方向倾斜的平面形状。
[0092](A3)在变形例的齿条轴支承装置40中，中间凸轮面72A形成为从施力方向越趋向反作用方向、越朝向从按压方向朝分离的方向倾斜的平面形状。
[0093](A4)变形例齿条轴支承装置40具有:衬套凸轮面65A，其形成为从施力方向越趋向反作用方向、越朝向从按压方向分离的方向倾斜的平面形状；中间凸轮面72A，其形成为从施力方向越趋向反作用方向、越朝向从按压方向分离的方向倾斜的平面形状。
[0094](A5)变形例的齿条轴支承装置40具有:衬套凸轮面65A,其形成为从施力方向越趋向反作用方向、越从分离方向朝向按压方向倾斜的平面形状；中间凸轮面72A，其形成为从施力方向越趋向反作用方向、越从分离方向朝向按压方向倾斜的平面形状。
[0095](A6)变形例的齿条轴支承装置40具有:衬套凸轮面65A，其形成为与径向平行的平面形状；中间凸轮面72A，其形成为从施力方向越趋向反作用方向、越从按压方向朝向分离方向倾斜的平面形状。
[0096](A7)变形例的齿条轴支承装置40具有:衬套凸轮面65A，其形成为从施力方向越趋向反作用方向、越从按压方向朝分离方向倾斜的平面形状；中间凸轮面72A，其形成为与径向平行的平面形状。
[0097]实施方式的齿条轴支承装置40具有衬套凸轮面65A从施力方向一侧的端部越趋向中间位置65C、越从按压方向朝分离方向以弯曲状倾斜的结构。另一方面，变形例的齿条轴支承装置40也可以具有以下任意一种结构。
[0098](BI)在变形例的齿条轴支承装置40中，衬套凸轮面65A中从施力方向一侧的端部至中间位置65C的部分形成为与衬套主体61的径向平行的平面形状。
[0099](B2)在变形例的齿条轴支承装置40中，衬套凸轮面65A形成为从施力方向一侧的端部越趋向中间位置65C、越从按压方向朝向分离方向倾斜的平面形状。
[0100]实施方式的齿条轴支承装置40具有衬套凸轮面65A从中间位置65C越趋向反作用方向一侧的端部、越从分离方向朝向按压方向倾斜为弯曲状的结构。另一方面，变形例的齿条轴支承装置40也可以具有以下任意一种结构。
[0101](Cl)在变形例的齿条轴支承装置40中，衬套凸轮面65A中从中间位置65至反作用方向一侧的端部的部分形成为与衬套主体61的径向平行的平面形状。
[0102](C2)在变形例的齿条轴支承装置40中，衬套凸轮面65A形成为从中间位置65C越趋向反作用方向一侧的端部、越从分离方向朝向按压方向倾斜的平面形状。
[0103](C3)在变形例的齿条轴支承装置40中，衬套凸轮面65A形成为从中间位置65C越趋向反作用方向一侧的端部、越从按压方向朝向分离方向倾斜的平面形状。
[0104]实施方式的齿条轴支承装置40具有中间凸轮面72A从中间位置72C越趋向反作用方向一侧的端部、越从按压方向朝向分离方向以弯曲状倾斜的结构。另一方面，变形例的齿条轴支承装置40也可以具有以下任意一种结构。
[0105](Dl)在变形例的齿条轴支承装置40中，中间凸轮面72A中从中间位置72C至反作用方向一侧的端部的部分形成为与中间部件70的径向平行的平面形状。
[0106](D2)在变形例的齿条轴支承装置40中，中间凸轮面72A形成为从中间位置72C越趋向反作用方向一侧的端部、越从按压方向朝向分离方向倾斜的平面形状。
[0107]实施方式的齿条轴支承装置40具有中间凸轮面72A从施力方向一侧的端部越趋向中间位置72C、越从分离方向朝向按压方向以弯曲状倾斜的结构。另一方面，变形例的齿条轴支承装置40也可以具有以下任意一种结构。
[0108](El)在变形例的齿条轴支承装置40中，中间凸轮面72A中从施力方向一侧的端部至中间位置72C的部分形成为与中间部件70的径向平行的平面形状。
[0109](E2)在变形例的齿条轴支承装置40中，中间凸轮面72A形成为从施力方向一侧的端部越趋向中间位置72C、越从分离方向朝向按压方向倾斜的平面形状。
[0110](E3)在变形例的齿条轴支承装置40中，中间凸轮面72A形成为从施力方向一侧的端部越趋向中间位置72C、越从按压方向朝向分离方向倾斜的平面形状。[0111]实施方式的滚动体80形成为球状。另一方面，变形例的滚动体80形成为圆筒形状。作为该变形例的滚动体80也可以使用滚子。
[0112]在一个衬套凸轮面65A以及一个中间凸轮面72A之间配置有实施方式的一个滚动体80。另一方面，也可以在一个衬套凸轮面65A以及一个中间凸轮面72A之间配置变形例的多个滚动体80。
[0113]实施方式的齿条轴支承装置40具有三个滚动体80。另一方面，变形例的齿条轴支承装置40也可以具有四个以上的滚动体80。在该变形例的齿条轴支承装置40中，衬套60具有与滚动体80的个数相同数量的衬套凸轮面65A,中间部件70具有与滚动体80的个数相同数量的中间凸轮面72A。并且在另外的变形例的齿条轴支承装置40中，在一个衬套凸轮面65A以及一个中间凸轮面72A之间配置有多个滚动体80。
[0114]实施方式的齿条轴支承装置40具有保持器90。另一方面，变形例的齿条轴支承装置40也可以不具有保持器90。
[0115]实施方式的齿条轴支承装置40具有中间环110与中间部件70的中间主体正面71A进行面接触的结构。另一方面，如图7所示，变形例的齿条轴支承装置40也可以具有使三个滚动体130和一个保持器140位于中间部件70与中间环150之间的结构。详细而言，中间部件70的中间主体正面7IA具有与衬套60的衬套凸轮面65A相同形状的中间滚动面71C。中间滚动面71C形成于在周向以及中间部件70的径向上与衬套凸轮面65A处于相同位置的中间部件70的部分。中间环150具有与实施方式的中间环110相同的形状。中间环150具有与中间部件70的中间凸轮面72A相同形状的中间环滚动面151。中间环滚动面151形成于在周向预计中间环150的径向上与中间凸轮面72A处于相同位置的中间环150的部分。滚动体130在中间滚动面71C以及中间环滚动面151之间，与中间滚动面71C以及中间环滚动面151接触。保持器140具有与保持器90相同的形状。
[0116]根据该结构，由于中间部件70经由滚动体130而相对于中间环150旋转，因此与中间部件70以及中间环150进行面接触的结构相比较，中间部件70的旋转阻力减小。因此中间部件70易相对于中间环150旋转。
[0117]在上述变形例的齿条轴支承装置40中，也可以省略中间环150和树脂弹性部件57。即在上述变形例的齿条轴支承装置40中，也可以形成为以与中间部件70以及支承轭50接触的状态夹持滚动体130的结构。
[0118]实施方式的齿条轴支承装置40中，作为产生旋转力弹簧100而具有受扭螺旋弹簧。另一方面，变形例的齿条轴支承装置40中，作为产生旋转力弹簧100也可以具有盘簧。
[0119]实施方式的齿条轴支承装置40具有将树脂弹性部件57安装于轭主体51的结构。另一方面，变形例的齿条轴支承装置40也可以具有从轭主体51中省略弹性部件57的结构。
[0120]实施方式的齿条轴支承装置40具有中间环110。另一方面，变形例的齿条轴支承装置40也可以不具有中间环110。
[0121]实施方式的转向装置I具有与轴向正交的截面形状类似于D字形状的齿条轴14。另一方面，变形例的转向装置I也可以代替齿条轴14而具有与轴向正交的截面形状类似于Y字形状的齿条轴。
[0122]实施方式的转向装置I具有作为齿条并联式的电动动力转向装置的结构。另一方面，变形例的转向装置I也可以具有作为立柱助力式、小齿轮助力式、双小齿轮助力式或齿条同轴式的电动动力转向装置的结构。
[0123]实施方式的转向装置I具有作为拥有辅助装置30的电动动力转向装置的结构。另一方面，变形例的转向装置I也可以具有作为省略了辅助装置30的机械式的转向装置的结构。
【权利要求】
1. 一种齿条轴支承装置，其特征在于，具备: 支承轭，该支承轭收容于齿条壳体内，能够在朝小齿轮轴推动齿条轴的方向亦即按压方向上移动； 衬套，该衬套具有形成于所述支承轭一侧的衬套端部、和形成于所述衬套端部的衬套凸轮面，该衬套相对于所述支承轭而配置在与所述按压方向一侧相反的一侧，并固定于所述齿条壳体； 中间部件，该中间部件是在能够相对于所述齿条壳体旋转、以及相对于所述齿条壳体而朝所述按压方向移动的状态下配置在所述衬套与所述支承轭之间的部件，该中间部件具有:与所述衬套端部对置的中间对置部分、以及形成于所述中间对置部分且与所述衬套凸轮面对置的中间凸轮面； 产生旋转力弹簧，该产生旋转力弹簧对所述中间部件施加使所述中间部件相对于所述衬套旋转的力亦即弹簧力；以及 滚动体，该滚动体配置在所述衬套凸轮面与所述中间凸轮面之间，并分别与所述衬套凸轮面以及所述中间凸轮面接触。
2.根据权利要求1所述的齿条轴支承装置，其特征在于， 在俯视观察所述衬套凸轮面时，所述衬套凸轮面是所述产生旋转力弹簧的旋转方向亦即周向成为长度方向的圆弧形状，所述衬套凸轮面具有以下形状，即:从所述衬套凸轮面的所述周向的中间位置起、越趋向施力方向越朝所述按压方向倾斜的形状，其中施力方向是所述产生旋转力弹簧将所述弹簧力施加于所述中间部件的方向， 在俯视观察所述中间凸轮面时，所述中间凸轮面是所述周向成为长度方向的圆弧形状，所述中间凸轮面具有以下形状，即:从所述中间凸轮面的所述周向的中间位置起、越趋向反施力方向越朝与所述按压方向相反的方向亦即分离方向倾斜的形状，其中反施力方向是与所述施力方向相反的方向。
3.根据权利要求2所述的齿条轴支承装置，其特征在于， 所述衬套凸轮面具有以下形状，即:从所述衬套凸轮面的所述周向的所述中间位置起、越趋向所述反施力方向越朝所述按压方向倾斜的形状， 所述中间凸轮面具有以下形状，即:从所述中间凸轮面的所述周向的所述中间位置起、越趋向所述施力方向越朝所述分离方向倾斜的形状。
4.根据权利要求2或3所述的齿条轴支承装置，其特征在于， 所述中间凸轮面的所述周向的所述中间位置，位于比所述衬套凸轮面的所述周向的所述中间位置靠所述施力方向一侧， 在所述衬套凸轮面内，所述滚动体与比所述衬套凸轮面的所述周向的所述中间位置靠所述施力方向一侧的部分接触，并且在所述中间凸轮面内，所述滚动体与比所述中间凸轮面的所述周向的所述中间位置靠所述反施力方向一侧的部分接触。
5.根据权利要求1所述的齿条轴支承装置，其特征在于， 所述齿条轴支承装置具有保持器以及多个所述滚动体， 所述保持器对多个所述滚动体以在所述周向上相互分离的状态进行保持。
6.一种转向装置，其特征在于，具备: 所述齿条壳体；所述齿条轴； 与所述齿条轴啮合的小齿轮轴；以及权利要求1所述的齿条轴支承装置。
【文档编号】B62D3/12GK103569190SQ201310302674
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月17日 优先权日:2012年7月20日
【发明者】中村贤作 申请人:株式会社捷太格特