齿条引导机构的制作方法
【专利摘要】齿条引导机构包括：壳体；齿条引导部，其容纳在壳体中从而自由地移动，并且支撑齿条轴；盖部件，其装接到壳体；以及弹性部件，其夹置在齿条引导部与盖部件之间，使齿条引导部朝着齿条轴偏置，其中，弹性部件包括：第一弹性部，其持续地夹置在齿条引导部与盖部件之间；以及第二弹性部，当齿条引导部以预定距离朝着盖部件侧移动时，该第二弹性部夹置在齿条引导部与盖部件之间，并且第一弹性部与第二弹性部一体地形成。
【专利说明】
齿条引导机构
技术领域
[0001]本发明涉及一种齿条引导机构
【背景技术】
[0002]存在一种齿条齿轮式转向设备，其包括:壳体；小齿轮轴，其设置有小齿轮，转向轮的操作力传送到该小齿轮；齿条轴，其设置有与小齿轮接合的齿条齿轮；以及齿条引导机构，其利用弹性恢复力引导齿条轴的移动方向并且使齿条轴朝着小齿轮轴偏置(例如，参考 JP-A-2002-370654 (专利文献 I))。
[0003]齿条引导机构包括:齿条引导部，其设置到壳体从而滑动；螺杆(盖部件)，其旋入壳体；以及压缩螺旋弹簧，其设置在齿条引导部与螺杆之间，使齿条引导部偏置，从而齿条轴持续地按压到小齿轮轴上。随着朝着小齿轮轴按压和偏置齿条轴，小齿轮与齿条齿轮之间的反冲减少并且转向轮的操作力能够积极地传送到齿条轴。
[0004]当大的外力增加到齿条轴时，齿条轴可能大幅度地从小齿轮轴分离。能够考虑增加压缩螺旋弹簧的弹性力(弹簧劲度系数)的方法作为一种从分离状态平缓地恢复的方法。然而，随着在此方法中使齿条引导部朝着齿条轴按压和偏置的力持续为强的，所以存在齿条轴的滑动阻力增加并且转向感觉易于劣化的问题。
[0005]响应于以上，已知一种技术，其中，除了压缩螺旋弹簧之外，还有盘簧夹置在齿条引导部与螺杆之间。图4是以上的说明图，并且标号51表示小齿轮轴，标号52表示齿条轴，标号53表不齿条引导部，标号54是螺杆，标号55表不压缩螺旋弹簧，标号56表不盘簧并且标号57表示壳体。阴螺纹58形成在壳体57中，并且螺杆54的阳螺纹59旋入到阴螺纹58中。在图4的结构中，在正常状态下或者在相对小的外力作用在齿条轴52上的范围内，齿条引导部53仅由压缩螺旋弹簧55的弹性恢复力偏置。然后，当由于大的外力作用在齿条轴52上而使小齿轮轴51从齿条轴52大幅分离时，使得除了压缩螺旋弹簧55的弹性恢复力之外，还有盘簧56的弹性恢复力能够作用在齿条引导部53上。因此既能够实现确保在正常状态下良好的转向感受，也能够实现在紧急情况下小齿轮轴51与齿条轴52之间的接合的平稳恢复。
[0006]然而，在除了压缩螺旋弹簧55之外还使用盘簧56的结构中增加了部件的数量，这导致了使齿条引导机构的组装操作复杂化的问题。
[0007]此外，由于盘簧56的高度尺寸是小的，所以盘簧56的压缩量的行程，S卩，螺杆54的旋入量的调节行程是小的，这导致了难以进行盘簧56的压缩量的初始设置的问题。
[0008]此外，存在如下风险:在组装时盘簧56的外缘被阴螺纹58卡住，并且盘簧56不正确地夹在齿条引导部53与螺杆54之间。
【发明内容】
[0009]本发明的说明的方面为提供一种齿条引导机构，其通过使用单个弹性部件，既能够实现确保在正常状态下的良好的转向感觉，也能够实现在紧急情况下小齿轮轴与齿条轴之间的接合的平稳恢复。
[0010]根据本发明的实施例，设置有齿条引导机构，包括:壳体；齿条引导部，该齿条引导部容纳在所述壳体中，从而自由地运动，该齿条引导部支撑齿条轴；盖部件，该盖部件装接到所述壳体；以及弹性部件，该弹性部件夹置在所述齿条引导部与所述盖部件之间，使所述齿条引导部朝着所述齿条轴偏置，其中，所述弹性部件包括:第一弹性部，该第一弹性部持续地夹置在所述齿条引导部与所述盖部件之间；以及第二弹性部，当所述齿条引导部以给定的距离朝着所述盖部件移动时，该第二弹性部夹置在所述齿条引导部与所述盖部件之间，并且所述第一弹性部与所述第二弹性部一体地形成。
[0011]利用齿条引导机构，在正常状态下或者当小的外力作用在齿条轴上时，仅第一弹性部的弹性恢复力作用在齿条引导部上。因此，齿条轴在齿条引导部的滑动表面上平稳地滑动，而不产生大的负荷，并且能够获得良好的转向感觉。在当大的外力作用在齿条轴上的紧急情况下，第一弹性部的弹性恢复力与第二弹性部的弹性恢复力两者都作用在齿条引导部上。因此，大幅度地从小齿轮轴分离的齿条轴能够立即返回到小齿轮轴。
[0012]由于第一弹性部和第二弹性部能够一体地形成，所以有助于齿条引导机构的组装操作而不增加部件的数量。
[0013]齿条引导机构可以具有这样的构造:其中，第一弹性部由管状筒部形成，该管状筒部形成为使得该管状筒部的两端开口，第一弹性部容纳在齿条引导部的容纳孔中，管状筒部的轴向与齿条引导部的移动方向平行，第二弹性部由凸缘部形成，该凸缘部在第一弹性部的一个端部处在径向向外的方向上延伸，并且在正常状态下，在齿条引导部与凸缘部之间形成间隙。
[0014]利用这样构造的齿条引导机构，能够简化弹性部件的形状和设计结构。由于不需要使用如相关技术中的盘簧，所以，不会发生盘簧的外缘被壳体的阴螺纹卡住的劣势。
[0015]齿条引导机构可以具有这样的构造:其中，液体可以夹置在容纳孔的内周面与管状筒部的外周面之间。
[0016]利用这样构造的齿条引导机构，液体夹置在容纳孔的内周面与筒状部的外周面之间，因此，能够减小它们之间的滑动阻力，并且能够防止筒状部在容纳于容纳孔中时被扭曲。
[0017]根据以上讨论的齿条引导机构，通过使用单个的弹性部件，既能够实现确保正常状态下良好的转向感觉，也能够实现在紧急情况下小齿轮轴与齿条轴之间的接合的平稳恢复，因此，能够提高齿条引导机构的组装性能，而不增加部件的数量。
【附图说明】
[0018]图1是电机驱动动力转向设备的示意性结构图；
[0019]图2是示出根据本发明的齿条引导机构的结构的截面图。
[0020]图3是示出根据本发明的齿条引导机构的结构的截面图，其中，第二弹性部夹在齿条引导部与螺杆之间；并且
[0021]图4是示出相关技术的齿条引导机构的结构的截面图。
【具体实施方式】
[0022]将参考【附图说明】本发明的实施例。将通过弓丨用实例来说明实施例，在该实例中，本发明的齿条引导机构应用到电机驱动动力转向设备，然而，本发明不限于此，并且可以应用到液压动力转向装置以及手动转向装置。
[0023]如图1所示，电机驱动动力转向设备I是包括转向机构2和辅助扭矩机构3的齿条和辅助式装置，转向机构2具有齿条轴6，在该齿条轴6中，作为齿条齿轮(转向轮侧)5b和齿条齿轮(辅助侧)5c的两个齿条齿轮沿着轴心01而形成，辅助扭矩机构3将辅助转向力给予齿条轴6。
[0024]转向机构2包括:由驾驶员操作的转向轮4a ;转向轴4b，其通过转向轮4a的操作而旋转；小齿轮轴4c，其通过未示出的扭力杆设置在转向轴4b的下侧；和齿条轴6，右和左被转向轮8、8通过连接杆7、7连接到齿条轴6的两端上。小齿轮轴4c的小齿轮(转向轮侧)5a与齿条轴6的齿条齿轮(转向轮侧)5b接合。当驾驶员旋转转向轮4a时，齿条轴6在左右方向上移动，以使右和左被转向轮8、8转向。
[0025]辅助扭矩机构3包括用于辅助的电机30、涡轮机构31和辅助轴32，辅助轴32设置有小齿轮(辅助侧)32a，其中，辅助轴32的小齿轮(辅助侧)32a与齿条轴6的齿条齿轮(辅助侧)5c接合。涡轮机构31包括可旋转地装接到用于辅助的电机30的蜗杆33和与蜗杆33接合的涡轮34。涡轮34可旋转地装接到辅助轴32。在辅助扭矩机构3中，增加到转向轮4a的扭矩由未示出的扭矩传感器检测，并且用于辅助的电机30根据所检测的扭矩由未示出的控制装置驱动并控制。因此，用于辅助的电机30所产生的扭矩通过涡轮机构31和辅助轴32传送到齿条轴6作为辅助转向力。
[0026]“齿条引导机构10”
[0027]电机驱动动力转向设备I设置有如图2所示的齿条引导机构10，其用于减少小齿轮5a与齿条齿轮5b之间的反冲。根据本发明的齿条引导机构10能够应用到辅助扭矩机构3中的小齿轮32a和齿条齿轮5c。
[0028]齿条引导机构10包括:壳体11，其中，形成了朝着齿条轴6开口的壳体腔12 ;齿条引导部13，其容纳在壳体I的壳体腔12中从而自由地移动，并且齿条引导部13支撑齿条轴6 ;螺杆(盖部件)14，其旋入壳体11并且形成壳体腔12的底壁；以及弹性部件15，其夹置在齿条引导部13与螺杆14之间，使齿条引导部13向齿条轴6偏置。
[0029]“壳体 11”
[0030]壳体11是外壳部件，其容纳诸如小齿轮轴4c和齿条轴6这样的各种部件。壳体腔12形成为近似圆柱形通孔，其沿着轴心02从齿条轴6的容纳位置朝着小齿轮轴4c的相对侧直线地延伸。当容纳齿条轴6的部分称为壳体腔12的一端侧，并且朝着壳体11的外侧开口的部分称为壳体腔12的另一端侧时，螺杆14旋入其中的阴螺纹Ilb形成在壳体腔12的另一端侧上的壳体11的内周面Ila上。
[0031]“螺杆 14”
[0032]螺杆14是大致短的柱状部件，其通过将形成在外周面上的阳螺纹14a旋入到阴螺纹Ilb中而封闭壳体腔12的另一端侧。在螺杆14的外表面14c中，形成了用于插入螺杆14的旋转工具的具有多边形的工具孔14b。而且在螺杆14中，形成了在轴心02的方向上刺穿的通孔He。通孔14e是用于在旋入螺杆14之后使得用于测量齿条轴6的按压力的测头能够穿过的孔。通孔14e由套筒16从后方封闭。在螺杆14旋入壳体11之后，锁定螺母17旋入到阳螺纹14a。
[0033]“齿条引导部13”
[0034]齿条引导部13是具有大致柱状的部件。齿条引导部13容纳在壳体腔12中，从而在该齿条引导部13的外周面面对壳体11的内周面Ila的状态下沿着轴心02的方向自由地移动。在周向上延伸的一对环状槽18形成在齿条引导部13的外周面上，在内周面Ila上滑动的O形环19嵌合到各个槽18。
[0035]齿条引导部13的端表面形成为滑动表面13a，在该滑动表面13a上，齿条轴6在轴心02方向上滑动，该滑动表面13a形成为具有沿着齿条轴6的外周面的近似圆弧形状。在齿条引导部13的另一端表面13b上，用于容纳后述的筒状部25的容纳孔(后文中，称为筒状部容纳孔)20和凸缘部容纳孔21围绕轴心02从齿条轴6侧按顺序形成，凸缘部容纳孔21形成为具有比筒状部容纳孔20的内径大的外径，并且用于容纳后述的凸缘部26。环状台阶表面22形成在筒状部容纳孔20与凸缘部容纳孔21之间。
[0036]“弹性部件15”
[0037]弹性部件15包括:第一弹性部23，其由齿条引导部13和螺杆14持续地夹置；以及第二弹性部24，当齿条引导部13以给定的距离朝着螺杆14移动时，该第二弹性部件由齿条引导部13和螺杆14夹置。第一弹性部23和第二弹性部24 —体地形成。在实施例中，第一弹性部23形成为管状筒部25，该管状筒部25形成为使得其两端开口，第一弹性部23容纳在齿条引导部13的筒状部容纳孔20中。此处，管状筒部25的轴向与齿条引导部13的移动方向平行。在本实施例中，轴向与齿条引导部13的移动方向(轴心02方向)相同。第二弹性部24形成为凸缘部26，其在第一弹性部23 (另一端侧上)的端部处在径向朝外方向上的整个外周上延伸。弹性部件15的材料是例如橡胶材料、树脂材料等。
[0038]筒状部25在其一端表面处抵接在筒状部容纳孔20的孔底表面27上，并且在其另一端表面处抵接在螺杆14的内表面14d上，该筒状部25在轴心02方向上持续被压缩的状态下容纳在筒状部容纳孔20中。因此，筒状部25的弹性恢复力持续地作用在齿条引导部13上，并且齿条引导部13处于被持续地按压到齿条轴6侧的状态下。
[0039]在正常状态下(没有大的外力增加到齿条轴6并且小齿轮5a和齿条齿轮5b正常接合)，间隙C设定在齿条引导部13的台阶表面22与凸缘部26之间。间隙C设定成小于齿条引导部13的另一端表面13b与螺杆14的内表面14d之间的间隙D。凸缘部26的外径设成为稍微小于凸缘部容纳孔21的内径，使得间隙E形成在凸缘部26的外周面与凸缘部容纳孔21的内周面之间。
[0040]液体28夹置在筒状部容纳孔20的内周面与筒状部25的外周面之间。在容纳筒状部25之前的阶段中提前将液体28涂布到例如筒状部25的外周面。
[0041]“操作”
[0042]如图2所示，在正常状态下，或者当外力增加到齿条轴6时，在齿条引导部13的台阶表面22没有抵接在凸缘部25上的范围内，在小齿轮5a稍微从齿条齿轮5b分离的状态下，由于在台阶表面22与凸缘部26之间存在间隙C，所以凸缘部26不弹性变形。因此，只有筒状部25的弹性恢复力作用在齿条引导部13上，该弹性恢复力使齿条引导部13按压到齿条轴6侧上。
[0043]当大的外力增加到齿条轴6并且针对筒状部25的偏置力小齿轮5a大幅度地从齿条齿轮5b分离时，齿条引导部13的台阶表面22抵接在凸缘部26上，并且凸缘部26夹置在齿条引导部13与螺杆14之间，从而如图3所示在轴心02方向上压缩。因此，除了筒状部25的弹性恢复力之外，还有凸缘部26的弹性恢复力作用在齿条引导部13上，以大的弹性恢复力使齿条引导部13按压到齿条轴6侧上。凸缘26在径向朝外方向上的弹性变形量能够有效地释放到凸缘部26的外周面与凸缘部容纳孔21的内周面之间的间隙E。
[0044]如上所述，当弹性部件15被构造成具有第一弹性部23和第二弹性部24时，能够获得以下优势，其中第一弹性部23持续地由齿条引导部13和螺栓14夹置，并且当齿条引导部13以给定的距离朝着螺杆14移动时，第二弹性部24由齿条引导部13和螺杆14夹置。
[0045]在正常状态下或者当小的外力增加到齿条轴6时，仅第一弹性部23的弹性恢复力作用在齿条引导部13上。因此，齿条轴6在齿条引导部13的滑动表面13a上平稳地滑动，而没有大的负荷，并且能够获得良好的转向感受。在当大的外力增加到齿条轴6时的紧急情况下，通过使得第一弹性部23的弹性恢复力和第二弹性部24的弹性恢复力两者都能够作用在齿条引导部13上，而能够使大幅度地从小齿轮轴4c分离的齿条轴6平稳地返回到小齿轮轴4c侧。
[0046]然后，第一弹性部23和第二弹性部24 —体地形成，从而抑制了部件数量的减少，同时有助于齿条引导机构10的组装操作。
[0047]此外，第一弹性部23由筒状部25形成，第二弹性部24由凸缘部26形成，并且在正常状态下间隙C设定在齿条引导部13与凸缘部26之间，从而简化了弹性部件15的形状和设计结构。由于不需要使用相关技术中的盘簧，所以不会产生盘簧的外部边缘被阴螺纹Ilb卡住的劣势。
[0048]当液体28 (例如，诸如油脂这样的油和脂肪)夹置在筒状部容纳孔20的内周面与筒状部25的外周面之间，能够获得如下优势。当螺杆14旋入壳体11时，弹性部件15随着其另一端利用压力固定到螺杆14的内表面14d而一起旋转。此时，存在筒状部25在筒状部容纳孔20的内周面上摩擦并且扭曲的风险。响应于此，当液体28夹置在筒状部容纳孔20的内周面与筒状部25的外周面之间时，能够减少在筒状部25中产生的旋转阻力，并且能够防止筒状部25的扭曲的产生。
【主权项】
1.一种齿条引导机构，包括: 壳体； 齿条引导部，该齿条引导部容纳在所述壳体中，从而自由地移动，该齿条引导部支撑齿条轴； 盖部件，该盖部件装接到所述壳体；以及 弹性部件，该弹性部件夹置在所述齿条引导部与所述盖部件之间，使所述齿条引导部朝着所述齿条轴偏置， 其中，所述弹性部件包括: 第一弹性部，该第一弹性部持续地夹置在所述齿条引导部与所述盖部件之间，以及第二弹性部，当所述齿条引导部以给定的距离朝着所述盖部件移动时，该第二弹性部夹置在所述齿条引导部与所述盖部件之间， 所述第一弹性部与所述第二弹性部一体地形成。2.根据权利要求1所述的齿条引导机构， 其中，所述第一弹性部由管状筒部形成，所述管状筒部形成为使得所述管状筒部的两端开口， 所述第一弹性部容纳在所述齿条引导部的容纳孔中， 所述管状筒部的轴向与所述齿条引导部的移动方向平行，所述第二弹性部由凸缘部形成，所述凸缘部在所述第一弹性部的一个端部处在径向向外的方向上延伸，并且在正常状态下，间隙形成在所述齿条引导部与所述凸缘部之间。3.根据权利要求2所述的齿条引导机构， 其中，液体夹置在所述容纳孔的内周面与所述管状筒部的外周面之间。
【文档编号】B62D3/12GK105835941SQ201510629569
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年9月28日
【发明人】今村温嗣
【申请人】株式会社昭和