CN102806936A

CN102806936A - 连结结构以及转向装置

Info

Publication number: CN102806936A
Application number: CN2012101752482A
Authority: CN
Inventors: 山川知也
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2012-12-05
Also published as: JP5724643B2; EP2530343A1; JP2012250616A; US20120308293A1

Abstract

本发明涉及连结结构以及转向装置。在能够传递转矩地连结作为第一旋转部件的中间轴（12）、和作为第二旋转部件的输入轴（13）的连结结构中，通过使弹性挡环（26）与筒状部（18）的第一卡合槽（24）以及轴状部（21）的第二卡合槽（25）两者卡合来限制输入轴（13）相对于中间轴（12）的轴向移动。另外，对于第一以及第二卡合槽（24、25），在朝向使中间轴（12）与输入轴（13）分离的方向作用规定负载以上的负载的情况下，形成为能够解除弹性挡环（26）与第一卡合槽（24）的卡合。而且具备分离用螺母（42），其安装于在轴状部（21）设置的螺纹部，并且通过朝中间轴（12）两侧旋转以及移动来按压中间轴（12）。

Description

连结结构以及转向装置

技术领域

本发明涉及连结结构以及转向装置。

背景技术

以往，作为具有筒状部的第一旋转部件、和具有与筒状部嵌合的轴状部的第二旋转部件以能够传递转矩的方式进行连结的连结结构，众所周知有在第一旋转部件与第二旋转部件之间限制轴向移动且防止形成为相互分离的状态的连结结构。

例如，在日本特开平9－295517号公报所记载的连结结构中，通过将传动轴（第二旋转部件）与等速接头的内圈（第一旋转部件）锯齿嵌合，对上述部件以能够传递转矩的方式进行连结。而且，通过使弹性挡环与分别形成于内圈的内周面以及传动轴的外周面的卡合槽两者卡合，来限制传动轴相对于内圈的轴向移动。

内圈的卡合槽的侧面形成为锥状，在因车辆的碰撞等而导致规定负载以上的轴向负载作用于传动轴的情况下，该侧面使弹性挡环缩径。而且，形成为解除本弹性挡环与内圈的卡合槽之间的卡合并允许传动轴相对于内圈的轴向移动的结构。

上述那样的连结结构，也能够应用于连结多个轴而成的柱轴等。日本特开2009－35189号公报所公开的可改变转向齿轮比的传递比可变装置设置于这样的柱轴的中途，在其更换时等，需要使本传递比可变装置的输入轴分离。

但是，在日本特开平9－295517号公报的结构中，虽然形成为通过向传动轴作用轴向的负载来使传动轴与内圈能够分离的结构，但用于作用轴向的负载的结构并未有任何公开。因此，在上述以往的结构中，难以使第二旋转部件从第一旋转部件分离，存在其分离的作业性低的问题。特别是，如柱轴等那样安装于车辆的有限空间的部件，该问题尤为显著。

发明内容

本发明提供能够提高第一旋转部件与第二旋转部件分离的作业性的连结结构以及转向装置。

根据本发明的一个实施方式的特征，通过使分离用螺母朝第一旋转部件侧旋转以及移动而按压本第一旋转部件，能够容易地向第一以及第二旋转部件作用使第一以及第二旋转部件分离的方向的负载。因此，能够提高第一旋转部件与第二旋转部件的分离的作业性。

根据本发明的一个实施方式的另一特征，本发明在分离用螺母与第一旋转部件之间具备以被沿轴向压缩的状态配置的弹性部件。

根据本发明的一个实施方式的又一特征，本发明形成限制部，该限制部限制分离用螺母朝朝与上述第一旋转部件相反的一侧旋转以及移动。

附图说明

图1是示出第一实施例的转向装置中的柱轴周边的概要结构的局部剖视图。

图2是示出第一实施例的中间轴与输入轴的连结结构的放大剖视图。

图3是示出中间轴与输入轴连结时以及分离时所需要的负载的变化的图表。

图4是示出第二实施例的中间轴与输入轴的连结结构的放大剖视图。

图5是第三实施例的卡合槽附近的放大剖视图。

图6是第四实施例的中间轴以及输入轴的轴正交剖视图。

图7是第五实施例的卡合槽附近的放大剖视图。

具体实施方式

本发明的其他特征和优点将结合附图以及具体实施方式予以明确，其中数值表示构成元件。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

如图1所示，在转向装置1中，构成转向轴2的柱轴3能够旋转地收容于柱套4内。在柱轴3中的车辆的后方侧（图1中的右侧）端部固定有方向盘5。另一方面，在柱轴3中的车辆的前方侧（图1中的左侧）端部经由未图示的自由接口而连结有中间轴，通过伴随着转向操作的旋转（转向操纵转矩）传递到齿条和小齿轮机构等转向机构来变更转向轮的转向角（轮胎角）。此外，柱套4利用托架6而被固定于车辆主体（省略图示）。

转向装置1具备可改变转向轮的转向角（轮胎角）相对于方向盘5的转向角（转向操纵角）的比率、即传递比（转向齿圈比）的传递比可变装置7。传递比可变装置7设置于柱轴3的中途，并相对于柱套4固定。而且，本实施方式的柱轴3包括：供上述方向盘5固定的上轴11、与上轴11连结的中间轴12、与中间轴12连结的传递比可变装置7的输入轴13以及输出轴14。

上轴11与中间轴12以能传递转矩的方式连结。上轴11的与中间轴12连结的连结端部15形成为圆筒状，并在其内周面形成有锯齿16。中间轴12具有与上轴11的连结端部15嵌合的轴状的嵌合部17、以及在车辆的前方侧开口的圆筒状的筒状部18。而且，在嵌合部17的外周面形成有锯齿19，通过该嵌合部17与连结端部15锯齿嵌合，中间轴12与上轴11以能传递转矩的方式连结。

接着，对中间轴与输入轴的连结结构进行详细的说明。

作为第一旋转部件的中间轴12、与作为第二旋转部件的输入轴13以能传递转矩的方式连结。具体而言，如图2所示，在输入轴13形成有与中间轴12的筒状部18嵌合的剖面圆形状的轴状部21。在筒状部18的内周面以及轴状部21的外周面分别形成有锯齿22、23。而且，通过轴状部21与筒状部18锯齿嵌合，中间轴12与输入轴13以能传递转矩的方式连结。

另外，中间轴12与输入轴13利用与形成于筒状部18的内周面的第一卡合槽24以及形成于轴状部21的外周面的第二卡合槽25卡合的弹性挡环26，而以限制轴向的相对移动的状态连结。而且，第一以及第二卡合槽24、25通过朝使中间轴12与输入轴13分离的方向作用规定负载以上的负载，从而形成为能够解除弹性挡环26与第一卡合槽24之间的卡合。

弹性挡环26形成为C字形状，能够通过发生弹性变形而进行扩径/缩径。此外，在本实施方式中，弹性挡环26的剖面形成为圆形状。

第一卡合槽24形成为环状，并且形成于锯齿22的前方侧的位置。第一卡合槽24的深度形成为比弹性挡环26的剖面的直径浅，该弹性挡环26在与第一卡合槽24的底面31抵接的状态下从筒状部18的内周面突出。另一方面，第二卡合槽25形成为环状，并且形成于锯齿23的前方侧的位置。第二卡合槽25的深度形成为比弹性挡环26的剖面的直径深，该弹性挡环26能够收容于第二卡合槽25内。而且，通过弹性挡环26以从自由状态被缩径的状态配置于第一以及第二卡合槽24、25内，而与该第一以及第二卡合槽24、25两者卡合。由此，限制输入轴13相对于中间轴12的轴向移动，并防止该输入轴13的脱落。

第一卡合槽24中的前方侧的侧面32包括：从底面31朝与轴向正交的方向延伸的正交面32a、以及随着从正交面32a朝向前方侧而缩径的锥状的分离用锥面32b。而且，正交面32a与分离用锥面32b的边界部32c形成为与弹性挡环26抵接。由此，在向中间轴12以及输入轴13作用朝向使中间轴12与输入轴13分离的方向（相对于中间轴12为后方侧）的负载的情况下，弹性挡环26因作用对应于与边界部32c之间的接触角θ1的分力而缩径。而且构成为，作用规定负载以上的负载而使弹性挡环26收容于第二卡合槽25内，并解除与第一卡合槽24之间的卡合，由此中间轴12与输入轴13能够分离。此外，规定负载是为了侧面32（边界部32c）使弹性挡环26缩径并将其压入第二卡合槽25内所需要的负载，接触角越大规定负载越大。

另外，筒状部18的端面33具有随着朝向后方侧而缩径的锥状的连结用锥面33a。此外，连结用锥面33a相对于弹性挡环26的接触角θ2形成为比在边界部32c的接触角θ1小。

此处，在上述传递比可变装置7更换时等，由于将中间轴12与输入轴13分离，因此需要产生向中间轴12以及输入轴13作用朝向使中间轴12与输入轴13分离的方向的负载。

鉴于该点，在输入轴13中的轴状部21的外周面且是比第二卡合槽25靠前方侧的位置形成螺纹部41，并且在该螺纹部41安装有分离用螺母42。另外，在轴状部21形成有与螺纹部41的前方侧邻接且朝径向外侧延伸突出的环状的限制部43。此外，分离用螺母42以紧固于限制部43的状态被安装。

另外，由橡胶材料构成的圆环状的弹性部件44以被压缩的状态配置于分离用螺母42与筒状部18之间。由此，利用弹性部件44的弹力而朝使中间轴12与输入轴13分离的方向按压，弹性挡环26与第一卡合槽24的侧面32以及第二卡合槽25的侧面34抵接。

接着，对中间轴与输入轴的连结以及分离作业进行说明。

在连结作业中，在使弹性挡环26与第二卡合槽25卡合的状态下，将输入轴13的轴状部21插入到中间轴12的筒状部18，在弹性挡环26与连结用锥面33a抵接的状态下，向中间轴12以及输入轴13作用使中间轴12以及输入轴13相互靠近地连结的方向的负载。由此，通过利用连结用锥面33a而使弹性挡环26缩径而收容于第二卡合槽25内，轴状部21中的第二卡合槽25的形成部分插入到筒状部18内。而且，当轴状部21插入直至第二卡合槽25与第一卡合槽24对置的位置为止时，弹性挡环26扩径并与第一卡合槽24卡合，由此中间轴12与输入轴13的连结结束。此外，在弹性挡环26填没于第二卡合槽25内之后，即使是小负载也能够插入轴状部21。因此，如图3所示，使输入轴13与中间轴12连结时的负载，在利用连结用锥面33a压缩弹性挡环26时暂时变大，之后形成为小负载。

在分离作业中，使分离用螺母42旋转并使其朝中间轴12侧旋转以及移动。由此，分离用螺母42按压中间轴12（筒状部18），并向中间轴12以及输入轴13作用朝向使中间轴12与输入轴13分离的方向的负载。而且，当该负载在规定负载以上时，利用侧面32而使弹性挡环26缩径并填没于第二卡合槽25内，由此输入轴13被从中间轴12抽出，中间轴12与输入轴13分离。此外，与连结时相同，在弹性挡环26收容于第二卡合槽25内之后，即便是小负载也能够抽出轴状部21。

因此，如图3所示，使输入轴13从中间轴12分离时的负载，在利用分离用锥面32b压缩弹性挡环26时暂时变大，之后以小负载也能够抽出。另外，由于如上述那样弹性挡环26与边界部32c之间的接触角θ1形成为比与连结用锥面33a之间的接触角θ2大，因此分离时用于压缩弹性挡环26的负载比连结时的负载大。由此，能够容易地将中间轴12与输入轴13连结，并且能可靠地防止从中间轴12拔出输入轴13。

如以上说明的那样，根据本实施方式，能够起到以下的作用效果。

（1）由于具备安装于在轴状部21设置的螺纹部且通过朝中间轴12侧旋转以及移动来按压中间轴12的分离用螺母42，因此通过使该分离用螺母42旋转以及移动，能够向中间轴12以及输入轴13容易地作用朝向使中间轴12与输入轴13分离的方向的负载。因此，能够提高中间轴12与输入轴13的分离的作业性。由此，即使是安装于车辆的有限的空间的柱轴3，也能够容易地进行该分离作业，能够提高维护性优异的转向装置1。

（2）在分离用螺母42与筒状部18之间具备以被沿轴向压缩的状态配置的弹性部件44。

此处，缘于中间轴12以及输入轴13的尺寸精度等，在弹性挡环26与第一以及第二卡合槽24、25两者卡合的状态下，在上述弹性挡环26与第一以及第二卡合槽24、25之间产生轴向的缝隙。在该点上，根据上述结构，利用弹性部件44的弹力来朝中间轴12与输入轴13相互分离的方向按压，由此弹性挡环26在第一以及第二卡合槽24、25之间从轴向两侧被夹住。由此，能够挤紧弹性挡环26与第一以及第二卡合槽24、25之间的缝隙，并能够抑制例如异响的产生。

（3）由于在轴状部21形成限制分离用螺母42朝与输入轴13相反的一侧旋转以及移动的限制部43，因此能够避免分离用螺母42由于伴随着例如车辆的走行等的振动等而朝与筒状部18分离的方向移动。特别是，在如本实施方式那样在分离用螺母42与筒状部18之间将弹性部件44配置成压缩状态的结构中，由于能够通过限制分离用螺母42的移动来保持弹性部件44的弹力，因此能够长期地抑制在弹性挡环26与第一以及第二卡合槽24、25之间产生轴向的缝隙。

（4）使第一卡合槽24的侧面32包括正交面32a和分离用锥面32b，并形成为正交面32a与分离用锥面32b的边界部32c与弹性挡环26抵接。

根据上述结构，当弹性挡环26被缩径而使输入轴13朝中间轴12略微地轴向移动时，由于该弹性挡环26越上分离用锥面32b而使接触角变小，因此能够在使中间轴12与输入轴13分离时缩短需要大负载的状态。因此，与将侧面32整体形成为锥状的情况相比，即使设定使中间轴12与输入轴13分离时需要的负载较大，也能够容易地使中间轴12与输入轴13分离。

为了更可靠地防止输入轴13脱落，也可以利用止脱螺栓来紧固中间轴12与输入轴13（第二实施例）。例如，如图4所示，在轴状部21的前端形成轴状的突出部51，并且在该突出部51形成沿其径向延伸的螺栓孔52。另外，在筒状部18的与螺栓孔52对应的位置形成贯通径向的贯通孔53。而且，通过经由贯通孔53而将止脱螺栓54安装于螺栓孔52来紧固中间轴12与输入轴13。

在该结构中，能够利用止脱螺栓54来充分地限制输入轴13相对于中间轴12的轴向移动，并防止该输入轴13的脱落。另外，由于能够利用止脱螺栓54的紧固力来使筒状部18的内周面与轴状部21的外周面紧贴，因此能够抑制中间轴12与输入轴13之间的径向间隙。

在上述实施方式中，虽然形成为第一卡合槽24的侧面32具有正交面32a和分离用锥面32b的结构，但并不局限于此，也可以由例如倾斜角不同的两个分离用锥面构成。另外，也可以例如图5所示将侧面32整体形成为分离用锥面32b（第三实施例）。

在上述实施方式中，虽然通过将轴状部21与筒状部18锯齿嵌合，来将中间轴12与输入轴13以能传递转矩的方式连结，但并不局限于此，只要轴状部21能够与筒状部18沿周向卡合并进行转矩传递，可以以任何防止进行连结。例如，如图6所示，也可以在筒状部18的内周面以及轴状部21的外周面分别形成两个沿轴向延伸的引导槽56、57，并且在上述各引导槽56、57之间夹装多个球58，经由球58而进行转矩传递（第四实施例）。此外，在图6所示的结构中，将轴状部21形成为剖面四边形状。另外，形成于筒状部18以及轴状部21的引导槽56、57的数量并不局限于两个，也可以是三个以上。

在上述实施方式中，虽然构成为弹性挡环26以从自由状态被缩径的状态与第一以及第二卡合槽24、25两者卡合，通过作用朝使中间轴12与输入轴13分离的方向的负载来使该弹性挡环26进一步缩径并解除与第一卡合槽24之间的卡合。但是并不局限于此，如图7所示，也可以构成为，弹性挡环26以从自由状态被扩径的状态与第一以及第二卡合槽24、25两者卡合，通过作用朝使中间轴12与输入轴13分离的方向的负载来使该弹性挡环26进一步扩径并解除与第二卡合槽25之间的卡合（第五实施例）。此外，在图7所示的结构中，第一卡合槽24的深度形成为比弹性挡环26的粗细的程度深。另外，第二卡合槽25的深度形成为比弹性挡环26的粗细的程度浅，形成为第二卡合槽25的侧面59具有正交面59a、以及随着从该正交面59a朝向后方侧而缩径的分离用锥面59b的结构。

另外，也可以构成为：弹性挡环26在不发生弹性变形的自由状态下，如图2或者图7所示那样与第一以及第二卡合槽24、25两者卡合。

在上述实施方式中，虽然将输入轴13与连结于上轴11的中间轴12连结，但并不局限于此，例如也可以将输入轴13与上轴11的连结端部15直接连结。

在上述实施方式中，虽然在柱轴3的中途设置传递比可变装置7，将本发明应用于其中间轴12与输入轴13的连结结构，但并不局限于此，例如也可以应用于与将马达作为驱动源而旋转驱动柱轴3的EPS促动器的轴连结的连结结构。另外，并不局限于柱轴3，也可以应用于其他轴之间的连结结构。

Claims

1.一种连结结构，该连结结构能传递转矩地对具有筒状部的第一旋转部件和具有与所述筒状部嵌合的轴状部的第二旋转部件进行连结，该连结结构的特征在于，

在所述筒状部的内周面以及所述轴状部的外周面分别形成有沿周向延伸的卡合槽，

在所述筒状部与所述轴状部之间设置有弹性挡环，该弹性挡环通过与所述各卡合槽双方卡合来限制所述第二旋转部件相对于所述第一旋转部件的轴向移动，

所述各卡合槽形成为：通过朝向使所述第一旋转部件与所述第二旋转部件分离的方向作用规定负载以上的负载，能够解除所述弹性挡环与所述各卡合槽中任一方的卡合，

所述连结结构具备分离用螺母，该分离用螺母安装于在所述轴状部设置的螺丝部，并且通过朝所述第一旋转部件侧旋转以及移动来推压所述第一旋转部件。

2.根据权利要求1所述的连结结构，其特征在于，

在所述分离用螺母与所述筒状部之间具备以被沿轴向压缩的状态配置的弹性部件。

3.根据权利要求1或2所述的连结结构，其特征在于，

在所述轴状部形成有限制部，该限制部对所述分离用螺母朝与所述第一旋转部件相反的一侧旋转以及移动进行限制。

4.一种转向装置，其特征在于，

所述转向装置具有转向轴，该转向轴通过使用权利要求1至3中任一项所述的连结结构连结多个主轴而构成。