專利名稱：齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及構成向汽車的轉(zhuǎn)向輪提供轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向裝置的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元。
背景技術：
作為將從方向盤輸入的旋轉(zhuǎn)運動變換成用于提供轉(zhuǎn)向角的直線運動的機構使用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器単元。具有齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器単元的轉(zhuǎn)向裝置被記載于日本實開昭61 一 129670號公報、日本特開2005 — 96591號公報、日本特開2009 — 56827號公報等，并且，是以往廣泛公知的。圖14示出了裝入了齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器単元的轉(zhuǎn)向裝置的I例的構造。在該轉(zhuǎn)向裝置中，為減輕方向盤101的操作力，將安裝在轉(zhuǎn)向柱105的中間部的馬達102的轉(zhuǎn)向輔助力提供給轉(zhuǎn)向軸。而且，將隨著方向盤101的操作而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向軸的動作向中間軸106傳遞，并經(jīng)由小齒輪軸107使齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元103的齒條軸往復移動，再 經(jīng)由拉桿104對轉(zhuǎn)向輪進行轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向器単元103如圖15所示地那樣具有齒條軸109和在內(nèi)側以能夠沿軸向移位的方式收納該齒條軸的齒輪殼體110。齒輪殼體110通過壓鑄成形鋁合金等的金屬而一體形成。通過這樣地將齒輪殼體110作成金屬制，在轉(zhuǎn)向時能夠承受從車輪被傳遞的轉(zhuǎn)向反力。齒輪殼體110具有長度方向兩端開ロ的圓筒狀的主收容部111 ;副收容部112，被設置在主收容部111的靠長度方向一端部分的外周面，并具有處于與主收容部111的中心軸相互扭轉(zhuǎn)的位置關系的中心軸。主收容部111和副收容部112的內(nèi)部空間相互連通。齒輪殼體110通過螺栓或雙頭螺栓被支承固定于車身(車架)，該螺栓或雙頭螺栓穿插于固定設置在主收容部111的外周面中的沿軸向分離的兩個位置上的ー對安裝凸緣113。齒條軸109具有形成在軸向的一部分側面上的齒條齒。齒條軸除了形成有該齒條齒的部分以外，是外周面為圓筒面的圓棒狀。小齒輪軸107在使設置在頂端部上的小齒輪齒和齒條軸109的齒條齒嚙合的狀態(tài)下，能夠旋轉(zhuǎn)地被支承在副收容部112。關于主收納容部111的直徑方向，在副收納容部112的相反側部分設置有嵌裝壓塊的缸部108。在這樣的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元中，通過駕駛員的方向盤101的操作，齒條軸109沿軸向移動，到達行程端吋，固定在齒條軸109的車寬方向的兩端上的球接頭插座114分別與齒輪殼體110的主收容部111的車寬方向的兩端抵接，由此，使齒條軸109的移動停止，并限制齒條軸109的移動距離。這樣的構造的情況下，因固定在齒條軸109的兩端上的球接頭插座114的車寬方向的間隔寬，齒輪殼體110的車寬方向的長度也變長。由此，由車寬方向長的齒輪殼體110的兩端支承在球接頭插座114抵接時的推力負荷，從而齒輪殼體110需要大的強度。由此，齒輪殼體110需要由剛性大的金屬材料形成，并且，需要增厚齒輪殼體110的壁厚。其結果，產(chǎn)生齒輪殼體110的重量増大、制造成本也増大的問題。而且，由于齒輪殼體110是沿齒條軸109的軸向長的形狀，所以在通過鑄造一體地形成的情況下，還存在材料費、加工費高的問題。
在日本實開昭61 — 129670號公報、日本特開2009 — 56827號公報及日本特開2005 一 96591號公報中公開了將轉(zhuǎn)向器的殼體分割成兩個以上的部件構成的結構。另外，在其中的日本特開2005 — 96591號公報中公開了如下構造，將齒輪殼體分割成安裝在車身上的左右的安裝部和中間部三部分，其中的左右的安裝部由鋁類材料形成，并且中間部由鐵類材料形成。根據(jù)這樣的構造，左右的安裝部的軸向長度比一體的齒輪殼體的軸向長度短，從而鑄造作業(yè)變得容易，并且其他的加工也變得容易。但是，在分割地構成齒輪殼體的情況下，為通過齒輪殼體的車寬方向的兩端支承在球接頭插座抵接時的推力負荷，齒輪殼體需要相當大的強度。由此，需要增厚齒輪殼體的壁厚，或者由強度大的金屬材料制造齒輪殼體。這樣，實際上沒有解決齒輪殼體的重量増大、制造成本増大這樣的問題?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻I ;日本實開昭61 — 129670號公報專利文獻2 :日本特開2009 — 56827號公報
專利文獻3 :日本特開2005 - 96591號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明的目的是鑒于上述情況，實現(xiàn)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器単元的齒輪殼體的輕量化及其制造成本的低廉化。用于解決課題的手段本發(fā)明的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器単元具有基于小齒輪軸的旋轉(zhuǎn)而往復移動的齒條軸；球接頭插座，直徑比該齒條軸大地形成在該齒條軸的兩端；金屬制的小齒輪側殼體，能夠滑動地支承所述齒條軸中的配置有所述小齒輪軸的小齒輪側端部，并且，能夠固定在車架上；卡合凸部，直徑比該齒條軸大地形成在所述齒條軸的處于所述小齒輪側端部和小齒輪相反側端部之間的軸向中間部，所述小齒輪相反側端部處于該小齒輪側端部的相反側。在本發(fā)明的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器単元中，所述齒條軸移位時，所述球接頭插座中的被安裝在所述小齒輪側端部上的球接頭插座與所述小齒輪側殼體的一端抵接，由此限制該齒條軸向小齒輪相反側的移動，所述卡合凸部與所述小齒輪側殼體的另一端抵接，由此限制該齒條軸向小齒輪側的移動。優(yōu)選地，還具有金屬制的小齒輪相反側殼體，其能夠滑動地支承所述齒條軸中的所述小齒輪相反側端部，并且，能夠固定在車架上；中空圓筒狀的中間筒部，一端與所述小齒輪側殼體連接，另一端與所述小齒輪相反側殼體連接，井覆蓋所述齒條軸的中間部。該情況下，更優(yōu)選地，所述小齒輪相反側殼體經(jīng)由橡膠等彈性部件能夠滑動地支承所述齒條軸的小齒輪相反側端部。更優(yōu)選地，所述齒條軸是接合形成有齒條的實心軸和未形成齒條的中空軸而形成的，在該實心軸和該中空軸的接合部的周圍形成有所述卡合凸部。更優(yōu)選地，橡膠等弾性部件制的緩沖件被安裝在所述卡合凸部中的與所述小齒輪側殼體的另一端抵接的抵接面上。更優(yōu)選地，所述中間筒部能夠沿所述齒條軸的軸向伸縮。具體來說，該中間筒部由具有柔性的材料形成，該中間筒部的全長或一部分作成波紋形狀。此外，作為具有柔性的材料可以列舉合成樹脂或橡膠。發(fā)明效果 根據(jù)如上所述地構成的本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置，通過小齒輪側殼體的一端與形成在齒條軸的小齒輪側端部上的球接頭插座抵接，能夠限制齒條軸向小齒輪相反側的移動，并且通過小齒輪側殼體的另一端與形成在處于齒條軸的小齒輪側端部和小齒輪相反側端部之間的軸向中間部上的卡合凸部抵接，能夠限制齒條軸向小齒輪側的移動。由此，本發(fā)明的情況下，由于能夠利用車寬方向的長度短的小齒輪側殼體的兩端，對限制齒條軸的左右方向的移動時作用的推力負荷進行支承，所以能夠?qū)⑿枰蟮膹姸鹊牟糠窒薅ㄓ谲噷挿较虻拈L度短的小齒輪側殼體。因此，能夠作為轉(zhuǎn)向器的殼體整體實現(xiàn)輕量化，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)由鑄造或其他加工變得容易而帶來的制造成本的低廉化。


圖I是表示本發(fā)明的實施方式的第一例的轉(zhuǎn)向器單元的轉(zhuǎn)向器的關鍵部位的局部剖切的主視圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式的第二例的轉(zhuǎn)向器單元的轉(zhuǎn)向器的關鍵部位的局部剖切的主視圖。圖3是表示形成在齒條軸上的卡合凸部的變形例的局部剖切的主視圖。圖4是表示形成在齒條軸上的卡合凸部的變形例的局部剖切的主視圖。圖5是表示形成在齒條軸上的卡合凸部的變形例的局部剖切的主視圖。圖6是表示形成在齒條軸上的卡合凸部的變形例的局部剖切的主視圖。圖7是表示形成在齒條軸上的卡合凸部的變形例的局部剖切的主視圖。圖8是表示形成在齒條軸上的卡合凸部的變形例的局部剖切的主視圖。圖9是表示本發(fā)明的實施方式的第三例的轉(zhuǎn)向器単元的轉(zhuǎn)向器的關鍵部位的俯視圖。圖10是表示本發(fā)明的實施方式的第四例的轉(zhuǎn)向器單元的轉(zhuǎn)向器的關鍵部位的俯視圖。圖11是表示本發(fā)明的實施方式的第五例的轉(zhuǎn)向器單元的轉(zhuǎn)向器的關鍵部位的俯視圖。圖12是表示本發(fā)明的實施方式的第六例的轉(zhuǎn)向器單元的轉(zhuǎn)向器的關鍵部位的局部剖切的主視圖。圖13是表示圖12的小齒輪軸和齒條的嚙合部的縱剖視圖。圖14是表示適用了本發(fā)明的轉(zhuǎn)向器単元的轉(zhuǎn)向裝置整體的立體圖。圖15是表示以往的轉(zhuǎn)向器單元的俯視圖。
具體實施例方式[實施方式的第一例]圖I是表示本例的轉(zhuǎn)向器單元103a的關鍵部位的局部剖切的主視圖。本例的轉(zhuǎn)向器103a被安裝在前側車架等的未圖示的車架上。與圖I的紙面正交的近前側是車身上偵牝與圖I的紙面正交的里側是車身下側，圖I的左右方向相當于車寬方向，圖I的上方向相當于車身后側，圖I的下方向相當于車身前側。本例的轉(zhuǎn)向器103a具有圖I的右側的小齒輪側殼體10、圖I的左側的小齒輪相反側殼體20和連接這些小齒輪側殼體10和小齒輪相反側殼體20的中間筒部30。這些部件中的小齒輪側殼體10和小齒輪相反側殼體20通過鑄造鋁合金等金屬而形成。與此相対，中空圓筒狀的中間筒部30通過注塑成形或吹塑成形合成樹脂形成。在該中間筒部30的右端的外周面形成有陽螺紋31。而且，通過將該陽螺紋31擰入形成在小齒輪側殼體10的左端的內(nèi)周面上的陰螺紋11，將中間筒部30的右端固定在該小齒輪側殼體10上。另外，在小齒輪側殼體10的左端的內(nèi)周面和中間筒部30的右端的外周面之間夾設有O形環(huán)32，保持小齒輪側殼體10和中間筒部30的連接部的氣密性。另ー方面，在中間筒部30的左端的外周面形成有凸緣部33。而且，該凸緣部33經(jīng)由彈性部件制的緩沖件34 被固定在小齒輪相反側殼體20的內(nèi)周面上。在中間筒部30的內(nèi)周面35的內(nèi)側，沿圖I的左右方向能夠滑動地配置有齒條軸40。另外，在該中間筒部30的內(nèi)周面35的左端，內(nèi)嵌固定有軸承襯套36，井能夠滑動地支承齒條軸40的左端。在齒條軸40的軸向兩端分別形成有球接頭插座51、52。在這些球接頭插座51、52上分別連結有拉桿104，這些拉桿104經(jīng)由未圖示的轉(zhuǎn)向節(jié)臂與車輪連接。另外，球接頭插座51、52的直徑形成得比齒條軸40大。在小齒輪側殼體10上一體地形成有小齒輪插入用的圓柱狀突起12。在被插入該圓柱狀突起12的小齒輪軸107的下端的外周面上，形成有與齒條軸40嚙合的未圖示的小齒輪。另ー方面，齒輪107的上端如圖14所示地被連結在與方向盤101連結的中間軸106的下端。駕駛員旋轉(zhuǎn)操作方向盤101時，通過所述中間軸106及萬向節(jié)等傳遞旋轉(zhuǎn)，使小齒輪軸107的小齒輪旋轉(zhuǎn)。而且，與該小齒輪的旋轉(zhuǎn)相應地使齒條軸40沿左右方向滑動，改變車輪的轉(zhuǎn)向角。另外，在小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20上分別形成有一對車身安裝用突起部13、21。在這些車身安裝用突起部13、21上，沿車身上下方向每處ー個地分別形成有圓形的安裝孔131、211。將未圖示的螺栓插入各安裝孔131、211，并將該螺栓緊固在車架上，由此，小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20以剛性構造被安裝于車架。構成本例的轉(zhuǎn)向裝置的中間筒部30由合成樹脂形成，從而支承來自車輪的轉(zhuǎn)向反力的能力小。由此，本例的情況下，通過將金屬制的小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體以剛性構造安裝于車架，由此，通過這些小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20支承來自車輪的轉(zhuǎn)向反力。另外，由于小齒輪相反側殼體20經(jīng)由彈性部件制的緩沖件34支承中間筒部30，所以能夠減輕從軸承襯套36施加在該中間筒部30的徑向負荷。齒條軸40是通過摩擦焊接合圖I的右側所示的形成有齒條的實心軸41和圖I的左側所示的未形成齒條的中空軸42而形成的。另外，在這些實心軸41和中空軸42的接合部的周圍形成有卡合凸部43。該卡合凸部43形成在齒條軸40的小齒輪側端部(圖I的右端部)和小齒輪相反側端部(圖I的左側端部)之間的軸向中間部，形成為直徑比實心軸41及中空軸42的外徑大的圓盤狀。由此，在通過駕駛員使方向盤101向一方向旋轉(zhuǎn)，齒條軸40向圖I的左側移動的情況下，右側的球接頭插座51的左側面抵接于小齒輪側殼體10的右端的抵接面14。這樣，小齒輪側殼體10的抵接面14構成齒條軸40向小齒輪相反側移動的移動端，限制齒條軸40向小齒輪相反側(圖I的左 側)進ー步移動。另ー方面，在通過駕駛員使方向盤101向另一方向旋轉(zhuǎn)，齒條軸40向圖I的右側移動的情況下，設置在齒條軸40上的卡合凸部43的右側面抵接于小齒輪側殼體10的左端的抵接面15。這樣，小齒輪側殼體10的抵接面15構成齒條軸40向小齒輪側移動的移動端，限制齒條軸40向小齒輪側(圖I的右側)進ー步移動。如上所述，本例的情況下，利用小齒輪側殼體10的車寬方向兩端對在限制齒條軸40的左右方向的移動時作用的推力負荷進行支承。由此，能夠?qū)⑿枰蟮膹姸鹊牟糠窒薅ㄔ谵D(zhuǎn)向器單元103的殼體部中的車寬方向的長度短的小齒輪側殼體10。因此，能夠作為殼體整體實現(xiàn)輕量化，并且也能夠?qū)崿F(xiàn)由鋳造或其他加工變得容易而帶來的制造成本低廉。另外，對于中間筒部30，右側的球接頭插座51或卡合凸部43不僅不會受到與小齒輪側殼體10的左右兩端抵接時的推力負荷，也幾乎不會受到來自車輪的徑向的轉(zhuǎn)向反力。由此，較高地確保強度的必要性降低，只要確保齒條軸40的防水防塵功能即可。因此，能夠通過合成樹脂的注塑成形等形成中間筒部30，能夠薄壁且輕量地構成。由此，能夠?qū)⒉牧腺M抑制得低，并且不需要二次加工，從而還能夠?qū)崿F(xiàn)加工成本的減低。[實施方式的第二例]圖2是表示構成本發(fā)明的實施方式的第二例的轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向器的關鍵部位的局部剖切的主視圖。以下的說明以與實施方式的第一例不同的構造部分為中心進行說明，省略或簡化重復的說明。本例是實施方式的第一例的變形例，是使得中間筒部30的材質(zhì)為更柔軟的材質(zhì)的例子。在本例的轉(zhuǎn)向器單元103b中，作為中空圓筒狀的中間筒部30使用通過注塑成形或吹塑成形橡膠而形成的結構。該中間筒部30的右端被固定在小齒輪側殼體10上。具體來說，將該中間筒部30的內(nèi)周面35的右端，外嵌于設置在小齒輪側殼體10的左端上的圓筒部16的外周，再通過帶或繩從其周圍緊固，從而將中間筒部30的右端固定在小齒輪側殼體10上。代替地，在設置在小齒輪側殼體10的左端上的圓筒部16的外周面涂布兼用作密封劑的粘接劑，然后，通過外嵌中間筒部30的內(nèi)周面35中的右端，能夠通過粘接將該中間筒部30的右端固定在小齒輪側殼體10上。另ー方面，中間筒部30的左端被固定在襯套保持件37上。該襯套保持件37其兩端部具有朝外的凸緣部，經(jīng)由彈性材制的緩沖件34被固定在小齒輪相反側殼體20的內(nèi)周面上。而且，將中間筒部30的內(nèi)周面35中的左端外嵌于襯套保持件37的右端側的凸緣部的外周，再通過帶緊固，在保持這些中間筒部30和襯套保持件37的連接部的氣密性的狀態(tài)下，將該中間筒部30的左端固定在襯套保持件37上。此外，在本例中，還能夠使中間筒部30的全長或一部分成為能夠伸縮的波紋形狀。若形成波紋，則通過波紋部分伸縮來吸收各個部件的制造誤差，將小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20安裝在車架上的作業(yè)變得容易。另外，由于波紋部分伸縮，所以不需要將安裝孔131、211作成在齒條軸40的軸向上長的長孔，安裝孔131、211是簡單的圓孔即可。另外，即使在齒條軸40的長度不同的模型中，通過使中間筒部30的全長柔軟地伸縮，也能夠通用地使用。在所述中間筒部30的內(nèi)周面35的內(nèi)側，能夠沿圖3的左右方向滑動地配置有齒條軸40。另外，在固定有中間筒部30的左端的襯套保持件37的內(nèi)周，內(nèi)嵌有軸承襯套36，能夠滑動地支承齒條軸40的左端。在本例中，球接頭插座51、52為了防水和防塵也被波紋狀的球接頭保護罩53、54覆蓋。這些球接頭保護罩53、54也可以與形成為波紋狀的中間筒部30 —體地形成。本例的中間筒部30也由橡膠形成，從而不能支承來自車輪的轉(zhuǎn)向反力。由此，本例的情況下，通過將金屬制的小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20以剛性構造安裝于車架，由此通過這些小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20支承來自車輪的轉(zhuǎn)向反力。 在本例中，通過具有柔性的橡膠的注塑成形形成中間筒部30，以薄壁且輕量地構成。由此，能夠較低地抑制材料費，并且不需要二次加工，從而還能夠?qū)崿F(xiàn)加工費的減低。此夕卜，在本發(fā)明中，代替合成樹脂或橡膠等的具有柔性的材料，以鋁合金等輕金屬制成該中間筒部30，但也可以采用減小其壁厚使其薄壁化的結構。實施方式的第二例的其他結構及功能與第一例相同。[實施方式的第一例及第ニ例的變形例]圖3 圖8示出了為限制齒條軸的移動而設置的卡合凸部的變形例。圖3是在直徑比實心軸大的中空軸上焊接該實心軸、固定其他部件的卡合凸部的例子。更詳細的說，在大徑的中空軸42的內(nèi)周面421的右端，內(nèi)嵌實心軸41的左端，并且焊接固定中空軸42的右端面422和實心軸41的外周411。然后，在實心軸41的外周面411上，外嵌其他部件即圓環(huán)狀的卡合凸部43的內(nèi)周面431之后，將卡合凸部43通過鉚接加工固定在實心軸41的外周面411。另外，在卡合凸部43的右端面的凹部432中，安裝有彈性部件制的緩沖件433。根據(jù)上述結構，齒條軸40向右側移動，卡合凸部43經(jīng)由彈性部件制的緩沖件433抵接于圖I及圖2所示的小齒輪側殼體10的左端的抵接面15，從而能夠緩和抵接時的沖擊負荷。因此，不需要提高齒條軸40、小齒輪軸107等的部件的強度，能夠使這些部件小型輕量化。圖4是在對右端側擴徑了的中空軸上通過焊接實心軸來固定其他部件的卡合凸部的例子。更詳細的說，將中空軸42的左側作為小徑中空部423，僅在右端側形成大徑中空部424。而且，在其中的大徑中空部424的內(nèi)周面4241中內(nèi)嵌實心軸41，通過焊接固定大徑中空部424的右端面4242和實心軸41的外周411。然后，在實心軸41的外周411上，夕卜嵌其他部件即圓環(huán)狀的卡合凸部43的內(nèi)周面431之后，將卡合凸部43通過鉚接加工固定在實心軸41的外周411。根據(jù)上述結構，對于中空軸42，圖I及圖2所示的右側的球接頭插座51或卡合凸部43不受到與小齒輪側殼體10的左右兩端抵接時的推力負荷，僅支承來自車輪的轉(zhuǎn)向反力。由此，能夠使用小徑且薄壁輕量的中空材料，能夠較低地抑制材料費，并且能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化。圖5是在中空軸上焊接實心軸，使卡合凸部與中空軸一體形成的例子。更詳細的說，在中空軸42的右端一體地形成向外凸緣狀的卡合凸部43。而且，在該中空軸42的內(nèi)周面421的右端，內(nèi)嵌實心軸41左端的小徑實心部414，并且通過焊接固定卡合凸部43的右端面434和實心軸41的外周面411。根據(jù)這樣的結構，由于與中空軸42—體地形成卡合凸部43，所以能夠削減零件個數(shù)，降低制造成本。圖6是在形成于實心軸的外周面的環(huán)狀槽中插入固定其他部件的圓環(huán)狀的卡合凸部的例子。更詳細的說，在實心軸41的外周面411上形成有向徑向內(nèi)側凹陷的環(huán)狀槽412,并且在該環(huán)狀槽412中外嵌以擋圈狀形成的卡合凸部43,并將卡合凸部43固定在實心軸41上。圖7是在中空軸上外嵌并焊接實心軸而使卡合凸部與實心軸一體地形成的例子。更詳細的說，在實心軸41的左端一體地形成向外凸緣狀的卡合凸部43，并且在中空軸42的右端形成小徑中空部425。而且，在實心軸41的左端的內(nèi)周面413上，內(nèi)嵌中空軸42的小徑中空部425。然后，通過焊接固定卡合凸部43的左端面435和中空軸42的外周面426。根據(jù)這樣的結構，當齒條軸40向圖7的右側移動，卡合凸部43抵接在圖I及圖2所示的小齒輪側殼體10的左端的抵接面15上時，焊接部44從背后支承卡合凸部43，防止 卡合凸部43的傾斜。因此，能夠增大卡合凸部43的剛性。另外，由于與實心軸41 一體地形成卡合凸部43，所以能夠削減零件個數(shù)，并降低制造成本。圖8是將中空軸的端面與實心軸的端面對接并焊接，并且使卡合凸部與實心軸的端部一體地形成的例子。更詳細的說，在實心軸41的左端一體地形成向外凸緣狀的卡合凸部43。而且，將中空軸42的右端面422與卡合凸部43的左端面435對接。然后，通過焊接固定卡合凸部43的左端面435和中空軸42的外周面426。根據(jù)上述結構，當齒條軸40向圖8的右側移動，卡合凸部43抵接在圖I及圖2所示的小齒輪側殼體10的左端的抵接面15上時，焊接部44從背后支承卡合凸部43，防止卡合凸部43的傾斜。因此，能夠增大卡合凸部43的剛性。另外，由于與實心軸41 一體地形成卡合凸部43，所以能夠削減零件個數(shù)，并降低制造成本。實施方式的第一例及第ニ例是關于將本發(fā)明適用于轉(zhuǎn)向柱助力型的齒輪齒條式動カ轉(zhuǎn)向裝置的例子進行了說明，但本發(fā)明也可以適用于小齒輪助力型的齒輪齒條式動力轉(zhuǎn)向裝置、手動型的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向裝置。[實施方式的第三例]圖9是表示構成本發(fā)明的實施方式的第三例的轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向器103c的關鍵部位的俯視圖。以下，省略或簡化與實施方式的各例的情況重復的說明，相同的部件標注相同的附圖標記進行說明。本例的轉(zhuǎn)向器103c被安裝在前側車架等的未圖示的車架上。與圖9的紙面正交的近前側相當于車身上方側，與圖9的紙面正交的里側相當于車身下側，圖9的左右方向相當于車身左右方向，圖9的上方向相當于車身前側，圖9的下方向相當于車身后側。轉(zhuǎn)向器103c具有圖9的右側的小齒輪側殼體10、圖9的左側的小齒輪相反側殼體20、以及連接這些小齒輪側殼體10和小齒輪相反側殼體20的中間筒部30。其中的小齒輪側殼體10和小齒輪相反側殼體20是通過鑄造鋁合金等金屬而成形的。另ー方面，中空圓筒狀的中間筒部30是使用合成樹脂、橡膠等的具有柔性的非金屬制的材料通過注塑成形或吹塑成形而形成的。合成樹脂或橡膠質(zhì)量比金屬材料輕，并具有大的弾性，并且具有柔性，能夠伸縮。
這樣的中間筒部30的右端被固定在小齒輪側殼體10的左端。具體來說，在該中間筒部30的內(nèi)周面35中的右端，插入形成在小齒輪側殼體10的左端上的未圖示的圓筒部，并且通過帶55固定這些中間筒部30的右端和齒輪小齒輪側殼體10的左端。另ー方面，中間筒部30的左端被固定在小齒輪相反側殼體20的右端。具體來說，在該中間筒部30的內(nèi)周面35中的左端，插入形成在小齒輪相反側殼體20的右端上的未圖示的圓筒部，并且通過帶55固定這些中間 筒部30的左端和小齒輪相反側殼體20的右端。這樣，由于利用帶55固定中間筒部30的兩端，所以能夠確保連接部的氣密性。也可以代替帶55使用繩進行固定。在本例中，在小齒輪側殼體10上，以與圓柱狀突起12相鄰的狀態(tài)，一體地形成有向車身后側(圖9的下側)突出的齒條引導部插入用的圓柱狀突起56。未圖不的齒條引導部被插入該齒條引導部插入用的圓柱狀突起56。該齒條引導部通過輥等引導齒條軸40的背面(齒條齒面的相反側的面)，防止與小齒輪嚙合時的反力導致的齒條軸40的變形，齒條軸40順暢地滑動。在本例中，由于中間筒部30通過具有柔性的合成樹脂或橡膠形成，具有弾性，并且具有柔性，所以支承來自車輪的轉(zhuǎn)向反力的能力小，或者不能支承。由此，本例的情況下，通過將金屬制的小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體以剛性構造安裝于車架，由此通過這些小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20支承來自車輪的轉(zhuǎn)向反力。另外，由于本例的中間筒部30使用合成樹脂或橡膠等的具有柔性的非金屬制的材料形成，所以與通過金屬材料制造的情況相比質(zhì)量輕，并具有大的彈性，并且具有柔性，能夠伸縮。另外，與使用金屬材料的情況相比，能夠使質(zhì)量輕，并且能夠較低地抑制材料費。另外，由于不需要二次加工，所以還能夠?qū)崿F(xiàn)加工成本的減低。本例的情況下，在連結設置在小齒輪側殼體10上的兩個安裝孔131彼此的線上或其附近，配置有小齒輪軸107。由此，能夠有效果地承受來自轉(zhuǎn)向時的齒條及齒輪的反力。實施方式的第三例的其他結構及功能與實施方式的第一例及第ニ例相同。[實施方式的第四例]圖10是表示構成本發(fā)明的實施方式的第四例的轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向器103d的關鍵部位的俯視圖。本例是實施方式的第三例的變形例，因此省略或簡化與該第三例重復的部分的說明，并且對相同的部件標注相同的附圖標記進行說明。本例是在中間筒部30的兩端形成有波紋的例子。S卩，在本例中，在使用合成樹脂或橡膠等的具有柔性的非金屬制的材料通過注塑成形或吹塑成形形成的中間筒部30的右端和左端，形成有能夠伸縮的波紋57。本例的情況下，由于在中間筒部30的兩端形成有能夠伸縮的波紋57，所以能夠通過波紋57伸縮來吸收各個部件的制造誤差或組裝誤差等，將小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20安裝在車架上的作業(yè)變得容易。另外，由于波紋57伸縮，所以不需要將各安裝孔131、211作成沿齒條軸40的軸向長的長孔，能夠以簡單的圓孔形成安裝孔131、211。[實施方式的第五例]圖11是表示構成本發(fā)明的實施方式的第五例的轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向器103e的關鍵部位的俯視圖。本例是實施方式的第三例的變形例，因此省略或簡化與該第三例重復的部分的說明，并對相同的部件標注相同的附圖標記進行說明。本例是在中間筒部30的全長形成有波紋的例子。即，在本例中，在使用合成樹脂或橡膠等的具有柔性的非金屬制的材料通過注塑成形或吹塑成形而形成的中間筒部30的全長范圍，形成有能夠伸縮的波紋58。本例的情況下，由于在中間筒部30的全長上形成有能夠伸縮的波紋58，所以即使是齒條軸40的長度不同的模型，也能夠通過使中間筒部30的全長柔軟地伸縮，通用地使用。[實施方式的第六例]圖12是表示構成本發(fā)明的實施方式的第六例的轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向器103f的關鍵部位的局部剖切的俯視圖，圖13是表示圖12中的小齒輪和齒條的嚙合部的縱剖視圖。本例 是實施方式的第三例的變形例，省略或簡化與該第三例重復的部分的說明，并對相同的部件標注相同的附圖標記進行說明。本例是將本發(fā)明適用于小齒輪助力型的齒輪齒條式動力轉(zhuǎn)向裝置的例子。在本例的轉(zhuǎn)向器103f中，圖12的上方向相當于車身上側，下方向相當于車身下偵牝圖12的左右方向相當于車身左右方向，與圖12的紙面正交的方向相當于車身前后方向。如圖13所示，小齒輪軸02的下端部通過球軸承031能夠旋轉(zhuǎn)地被軸支承。另外，鎖緊螺母032擰合于形成在該小齒輪軸02的下端部的外周面上的陽螺紋021。該鎖緊螺母032將構成球軸承031的內(nèi)圈支承固定在小齒輪軸02的下端部的規(guī)定位置。構成球軸承031的外圈被壓入小齒輪側殼體10中的形成在設置于下半部的下齒輪箱041上的軸承孔042。另外，構成球軸承031的外圈通過與軸承孔042中的形成在開ロ側端部的內(nèi)周面上的陰螺紋043擰合的端蓋033被向上方推壓，并且被支承固定在下齒輪箱041上。另外，與構成蝸桿減速機05的蝸桿053嚙合的蝸輪051的芯桿052被壓入小齒輪軸02的上端部。該蝸桿053與轉(zhuǎn)向輔助用的電動馬達054 (參照圖12)的輸出軸連結。另夕卜，小齒輪軸02中的壓入蝸輪051的部分的下方側部分通過球軸承034以能夠支承徑向的力且能夠旋轉(zhuǎn)的方式被軸支承于下齒輪箱041。另ー方面，在被固定在下齒輪箱041的上端面的上齒輪箱044中，經(jīng)由圖14所示的中間軸106，與方向盤101連結的輸入軸06通過球軸承061能夠旋轉(zhuǎn)地被軸支承。上端通過銷062連結于該輸入軸06的扭桿063，其下端通過襯套064軸支承外周，在比該襯套064更靠下方的部分，通過壓入與小齒輪軸02的上端部連結。用于檢測作用于如上所述地連結的扭桿063的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器07由傳感器軸部071、ー對檢測線圈073、074和圓筒部件075構成。其中的傳感器軸部071形成在輸入軸06的下端部，沿軸向延伸的多個凸條沿圓周方向以等間隔形成。另外，檢測線圈073、074配置在被壓入上齒輪箱044內(nèi)側的軛部的內(nèi)側。而且，圓筒部件075被配置在傳感器軸部071和檢測線圈073、074之間，并被固定在小齒輪軸02的上端。另外，在圓筒部件075上，在與檢測線圈073、074相対的位置，沿圓周方向等間隔地形成有多個長方形的窗。當通過操作方向盤101，輸入軸06旋轉(zhuǎn)時，其旋轉(zhuǎn)カ經(jīng)由扭桿063向小齒輪軸02傳遞。此時，通過轉(zhuǎn)向輪側的阻力，使連結輸入軸06和小齒輪軸02的扭桿063發(fā)生扭轉(zhuǎn)，在形成在傳感器軸部071的表面上的凸條和圓筒部件075的窗之間發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)。而且，在傳感器軸部071中發(fā)生的磁通量增減。檢測線圈073、074將傳感器軸部071中發(fā)生了的磁通量的增減作為電感的變化檢測，而檢測作用于扭桿063的轉(zhuǎn)矩。由此，驅(qū)動電動馬達054，以所需的轉(zhuǎn)向輔助力使蝸桿053旋轉(zhuǎn)。該蝸桿053的旋轉(zhuǎn)被傳遞到蝸輪051、小齒輪軸02和齒條軸40，通過與齒條軸40連結的拉桿104，改變轉(zhuǎn)向輪的方向。齒條引導部08通過調(diào)節(jié)蓋084將輥083壓抵在齒條軸40的背面。該輥083通過軸081和配置在其周圍的滾針軸承082能夠旋轉(zhuǎn)地被軸支承。調(diào)節(jié)蓋084通過碟形彈簧將輥083壓抵在齒條軸40的背面。由此，不存在小齒輪022和齒條軸40的嚙合部的齒隙，齒條軸40能夠順暢地移動。如圖12所示，在小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20上，沿車身前后方向(圖12的上下方向)突出地分別形成有車身安裝用突起部13、21。在這些車身安裝用突起部13、21上，沿車身上下方向(與圖13的紙面正交的方向)分別每處形成一個圓形的安裝孔131、211。 將未圖示的螺栓插入所述各安裝孔131、211，將該螺栓緊固在車架上，由此，小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20以剛性構造被安裝在車架上。本例的中間筒部30也由具有柔性的合成樹脂或橡膠形成，具有弾性，具有柔性，從而支承來自車輪的轉(zhuǎn)向反力的能力小，或不能支承。由此，本例的情況下，將金屬制的小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20以剛性構造安裝在車架上，通過這些小齒輪側殼體10及小齒輪相反側殼體20支承來自車輪的轉(zhuǎn)向反力。另外，本例的中間筒部30是使用合成樹脂或橡膠等的具有柔性的非金屬制的材料而形成的，從而與由金屬材料制造的情況相比，質(zhì)量輕，并具有大的彈性，具有柔性，能夠伸縮。另外，與使用金屬材料的情況相比，質(zhì)量輕，并且能夠較低地抑制材料費。另外，由于不需要二次加工，所以還能夠?qū)崿F(xiàn)加工成本的減輕。在實施方式的第三例 第六例中，以將本發(fā)明適用于轉(zhuǎn)向柱助力型的齒輪齒條式動カ轉(zhuǎn)向裝置及小齒輪助力型的齒輪齒條式動カ轉(zhuǎn)向裝置為例進行了說明，但本發(fā)明也可以適用于手動型的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向裝置。此外，本發(fā)明不限于上述實施方式的各例的構造，能夠進行各種變更，關于適當組合不同的實施方式分別公開的技術手段而獲得的實施方式，也包含于本發(fā)明的技術范圍。附圖標記的說明101方向盤102 馬達103、103a f 轉(zhuǎn)向器單元104 拉桿105 柱106 中間軸107小齒輪軸108 缸部109齒條軸110齒輪殼體
111主收容部112副收容部10小齒輪側殼體11陰螺紋12圓柱狀突起13車身安裝用突起部
131安裝孔14抵接面15抵接面16圓筒部20小齒輪相反側殼體21車身安裝用突起部211安裝孔30中間筒部31陽螺紋32O 形環(huán)33凸緣部34緩沖件35內(nèi)周面36軸承襯套37襯套保持件40齒條軸41實心軸411外周面412環(huán)狀槽413內(nèi)周面414小徑實心部42中空軸421內(nèi)周面422右端面423小徑中空部424大徑中空部4241內(nèi)周面4242右端面425小徑中空部426外周面43卡合凸部431內(nèi)周面432凹部
433緩沖件434右端面435左端面44焊接部
51、52球接頭插座53、54球接頭保護罩55帶56圓柱狀突起57波紋58波紋59圓筒部60圓筒部02小齒輪軸021陽螺紋022小齒輪031球軸承032鎖緊螺母033端蓋034球軸承041下齒輪箱042軸承孔043陰螺紋044上齒輪箱05蝸桿減速機構051蝸輪052芯桿053蝸桿054電動馬達06輸入軸061球軸承062銷063扭桿064襯套07轉(zhuǎn)矩傳感器071傳感器軸部072軛部073、074 檢測線圈075圓筒部件08齒條引導部
081軸082滾針軸承
083輥084調(diào)節(jié)蓋
權利要求
1.一種齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元，其特征在于，該齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元具備 基于小齒輪軸的旋轉(zhuǎn)而往復移動的齒條軸； 球接頭插座，直徑比該齒條軸大地形成在該齒條軸的兩端； 金屬制的小齒輪側殼體，能夠滑動地支承所述齒條軸中的配置有所述小齒輪軸的小齒輪側端部，并且，能夠固定在車架上； 卡合凸部，直徑比該齒條軸大地形成在所述齒條軸的處于所述小齒輪側端部和小齒輪相反側端部之間的軸向中間部，所述小齒輪相反側端部處于所述小齒輪側端部的相反側， 所述齒條軸移位時，所述球接頭插座中的被安裝在所述小齒輪側端部上的球接頭插座與所述小齒輪側殼體的一端抵接，由此限制該齒條軸向小齒輪相反側的移動，所述卡合凸部與所述小齒輪側殼體的另一端抵接，由此限制該齒條軸向小齒輪側的移動。
2.如權利要求I所述的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元，其特征在于，還具備 金屬制的小齒輪相反側殼體，其能夠滑動地支承所述齒條軸中的所述小齒輪相反側端部，并且，能夠固定在車架上； 中空圓筒狀的中間筒部，其一端與所述小齒輪側殼體連接，另一端與所述小齒輪相反側殼體連接，并覆蓋所述齒條軸的中間部。
3.如權利要求2所述的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元，其特征在于，所述小齒輪相反側殼體經(jīng)由彈性部件能夠滑動地支承所述齒條軸的小齒輪相反側端部。
4.如權利要求2所述的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元，其特征在于，所述齒條軸是接合形成有齒條的實心軸和未形成齒條的中空軸而形成的，在該實心軸和該中空軸的接合部的周圍形成有所述卡合凸部。
5.如權利要求2所述的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元，其特征在于，彈性部件制的緩沖件被安裝在所述卡合凸部中的與所述小齒輪側殼體的另一端抵接的抵接面上。
6.如權利要求2所述的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元，其特征在于，所述中間筒部能夠沿所述齒條軸的軸向伸縮。
7.如權利要求2所述的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元，其特征在于，所述中間筒部的材質(zhì)是合成樹脂。
8.如權利要求2所述的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器單元，其特征在于，所述中間筒部的材質(zhì)是橡膠。
全文摘要
本發(fā)明實現(xiàn)轉(zhuǎn)向器單元的齒輪殼體的輕量化和低成本化。在齒條軸(40)的軸向中間部形成有向外凸緣狀的卡合凸部(43)，并且齒輪殼體由小齒輪側殼體(10)、小齒輪相反側殼體(20)和中間筒部(30)構成。由此，利用小齒輪側殼體(10)的兩端限制齒條軸(40)向小齒輪側及小齒輪相反側的移動。因此，由于能夠?qū)⑿枰蟮膹姸鹊牟糠窒薅ㄓ谲噷挿较虻拈L度短的小齒輪側殼體(10)，所以能夠減小中間筒部(30)的壁厚，或者由柔性材料構成中間筒部(30)，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)部件的輕量化，并且由于加工變得容易，所以能夠降低制造成本。
文檔編號B62D3/12GK102858617SQ201280000380
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權日2011年4月25日
發(fā)明者上野星治, 新井利幸, 杉原亮太 申請人:日本精工株式會社