CN105050882A - 齿条小齿轮式转向齿轮单元 - Google Patents

Abstract

齿条小齿轮式转向齿轮单元包括齿条轴和筒部。将长条的金属板弯曲并使该金属板的宽度方向两端的边缘彼此对接而将齿条轴整体构成为中空管状。筒部外嵌在齿条轴的端部。

Description

齿条小齿轮式转向齿轮单元

技术领域

本发明涉及随着方向盘的操作，对转向轮付与转向角的转向装置的齿条小齿轮式转向齿轮单元。

背景技术

作为汽车的转向装置，以往广泛使用包括齿条小齿轮式的转向齿轮单元的转向装置。图11～13示出这样的转向装置的现有构造的1个例子。该转向装置如图11示出整体构成那样具有的构成是：通过将驾驶者所操作的方向盘1的旋转运动利用齿条小齿轮式的转向齿轮单元5转换为直线运动，从而能对于左右转向轮(前轮)付与期望的转向角。为了实现这样的构成，具体而言，将方向盘1固定在转向轴2的后端部。并且，将该转向轴2的前端部经由1对自由接头3、3及中间轴4与转向齿轮单元5的小齿轮轴6的基端部连接。进一步，在与小齿轮轴6啮合的齿条轴7的轴向两端部连接1对拉杆8、8的基端部，该1对拉杆8、8的基端部分别与左右转向轮连结。

转向齿轮单元5如图12和图13详细图示那样，包括齿轮壳体9、小齿轮轴6、齿条轴7、及按压单元10。

齿轮壳体9固定在车身上，一体地包括：容纳齿条轴7的轴向中间部的第一容纳体11；容纳小齿轮轴6的前半部的第二容纳体12；及容纳按压单元10的第三容纳体13。小齿轮轴6在外周面的靠近前端部分具有小齿轮齿14。这样的小齿轮轴6在将前半部插入于第二容纳体12的内侧的状态下，由1对滚动轴承15、16相对于该第二容纳体12支持为仅能旋转。

齿条轴7在靠近前表面的轴向一端部分具有齿条齿17。除了形成有该齿条齿17的部分，该齿条轴7的外周面是圆筒面。即，该齿条轴7的外周面的截面形状在关于轴向从齿条齿17偏离的部分是圆形；在关于轴向形成有该齿条齿17的部分，该齿条齿17所对应的部分是直线，其余的部分是圆弧形。这样的齿条轴7在将轴向中间部插通在第一容纳体11的内侧，并且使齿条齿17与小齿轮齿14啮合的状态下，经由1对齿条衬套18、18相对于第一容纳体11被支持为能够进行轴向的变位。

按压单元10容纳在第三容纳体13的内侧，包括按压部件19、及弹簧20。而且，使按压部件19的前端面即按压面、与齿条轴7的背面中的隔着该齿条轴7与小齿轮轴6相反侧的部分能在该齿条轴7的轴向滑动地接触。在该状态下，利用弹簧20，将按压部件19朝向齿条轴7的背面弹性地按压。由此，通过对小齿轮齿14与齿条齿17的啮合部付与预压，从而抑制在该啮合部产生异常噪声，并且提高转向装置的操作感。按压部件19整体由上述的低摩擦材料制造、或者在与齿条轴7的背面滑动接触的按压面上具有低摩擦材料层。

将中间轴4的前端部经由自由接头3与小齿轮轴6的基端部连接。在齿条轴7的轴向两端部，经由球面接头(球接头)21、21连接有拉杆8、8的基端部。球面接头21、21分别包括：球体29；及将该球体29能转动地保持在内侧的杯状的接头壳体30。而且，将球体29固定(一体形成或者结合固定)在拉杆8、8的基端部，并且将接头壳体30通过螺纹固定等结合固定在齿条轴7的两端部。

在如上所述构成的转向装置的情况下，若驾驶者操作方向盘1，则该方向盘1的旋转会经由转向轴2、自由接头3、3和中间轴4传递至小齿轮轴6。其结果是，齿条轴7在轴向变位，相应地，由于拉杆8、8被按压牵拉，从而对左右转向轮付与期望的转向角。

由于通过对钢板等金属板实施弯曲加工来制造构成被组装于上述这样的转向装置中的齿条小齿轮式转向齿轮单元的齿条轴，能够将制造成本抑制得低，且轻量地构成，因此，通过专利文献1～4的记载等，以往被广泛知晓。图14以工序顺序示出专利文献3所记载的齿条轴的制造方法。首先，用冲压加工对钢板等具有充分的刚性的金属板进行冲压等，如图14(A)所示那样得到长条、且近似矩形(带状)的坯板22。

该坯板22在长度方向(完成后的齿条轴7a的轴向、图14(A)(a)的左右方向)的一部分设置有与其他部分相比宽度方向(图14(A)(a)的上下方向)尺寸小的狭窄部23。

通过将这样的坯板22例如载放在模具的上表面上并用冲头按压，从而将宽度方向中间部弯曲，使其塑性变形为图14(B)所示的形状，作为第一中间原材料24。使该第一中间原材料24的长度方向的一部分(设置有狭窄部23的部分)的截面形状为扁平U形，并使从设置有该狭窄部23的部分在长度方向偏离的部分的截面形状为U形。所以，能够使第一中间原材料24的宽度方向两端的边缘在整个长度方向互相平行。接下来，将这样的第一中间原材料24如图14(C)所示那样在长度方向的一部分(截面形状为扁平U形的部分)的前表面(图14(C)(a)的上表面)利用冲压加工而形成齿条齿17，作为第二中间原材料25。接下来，将这样的第二中间原材料25如图14(D)所示那样通过实施弯曲加工而使宽度方向(周向)两端部边缘彼此对接(抵接或接近对置)，作为近似圆管状的第三中间原材料26。进一步，将该第三中间原材料26如图14(E)所示那样利用焊接部27将宽度方向两端的边缘彼此结合，作为第四中间原材料28。然后，如图14(F)所示，对该第四中间原材料28的轴向中间部和两端部实施减径加工，或者在轴向两端部的内周面上形成对在构成球面接头21、21的接头壳体30、30(参照图12)的基部设置的外螺纹部进行螺纹固定的螺纹孔，从而得到近似圆管状的齿条轴7a。

在组装有上述这样的齿条轴7a的转向齿轮单元的情况下，为了在该齿条轴7a的端部结合固定构成球面接头21的接头壳体30，在该齿条轴7a的端部内周面上设置的螺纹孔(内螺纹部)中拧合在该接头壳体30的基部设置的外螺纹部，进一步紧固。在该情况下，在拧合部作用有使齿条轴7a的端部扩径的方向的力。其结果是，在该齿条轴7a的端部产生圆周方向的拉伸应力。该拉伸应力有可能集中在将该齿条轴7a的周向两端部边缘彼此接合的焊接部27。因此，即使在这样的情况下，为了适当维持该焊接部27所产生的接合状态以能够充分确保齿条轴7a的端部与接头壳体30的结合部处的结合强度，需要严格管理焊接部27的强度。所以，由于需要这样的管理，相应地制造成本上升。

并且，例如基于转向轮压过路缘石等，有的情况下会在齿条轴7a与球面接头21的结合部(齿条轴7a的螺纹孔、与球面接头21的外螺纹部的拧合部)施加大的弯曲负荷(冲击负荷)。而且，基于这样的冲击负荷，设置有螺纹孔的齿条轴7a的轴向端部会向内径向扩大的方向变形，或者应力集中在将宽度方向两端的边缘彼此结合固定的焊接部27，该齿条轴7a与球面接头21的结合强度有可能下降。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-278287号公报

专利文献2：日本特开2001-219854号公报

专利文献3：日本特开2002-1432号公报

专利文献4：日本特开2004-44720号公报

发明内容

发明欲解决的问题

本发明涉及使长条的金属板的宽度方向两端的边缘彼此对接而设为中空管状的齿条轴，其目的在于提供一种能够充分确保齿条轴的端部与球面接头的结合部处的结合强度的构造。

用于解决问题的方案

根据本发明的一个形态，齿条小齿轮式转向齿轮单元包括齿轮壳体、小齿轮轴、齿条轴、及筒部。所述小齿轮轴在该小齿轮轴的轴向中间部的外周面上具有小齿轮齿，被能旋转地支持在所述齿轮壳体内。将长条的金属板弯曲并使该金属板的宽度方向两端的边缘彼此对接(抵接或者相邻对置)，进一步根据需要利用焊接部将宽度方向两端的边缘彼此结合(接合)，而将所述齿条轴整体构成为中空管状。所述齿条轴在该齿条轴的前表面的轴向一部分具有齿条齿，该齿条轴相对于所述小齿轮轴被配置为扭转的位置关系，并且使所述齿条齿与所述小齿轮齿啮合，在该状态下，被能轴向变位地支持在所述齿轮壳体内。所述筒部外嵌在所述齿条轴的各端部。

也可以是所述齿条小齿轮式转向齿轮单元包括将所述齿条轴的各端部与1对拉杆连结的1对球面接头。所述1对拉杆具有与左右转向轮连结的前端部、和与所述1对球面接头连结的基端部。在该情况下，所述球面接头分别包括与所述齿条轴的端部结合的接头壳体。所述齿条轴的端部的外周面具有外螺纹部。所述接头壳体具有被构成为所述筒部的基部，该筒部的内周面具有内螺纹部。所述接头壳体相对于所述齿条轴的端部以使所述内螺纹部与所述外螺纹部拧合的状态结合。

也可以是齿条小齿轮式转向齿轮单元还包括内嵌保持在所述齿条轴的端部的增强部件。

也可以是所述齿条轴的端部还具有与所述外螺纹部相比向轴向突出的小直径突出部。该小直径突出部的外径尺寸小于所述内螺纹部的内径尺寸。也可以是所述接头壳体在所述筒部的内径侧的轴向进深部具有所述小直径突出部的前端能抵接的被抵接部。在该情况下，所述接头壳体相对于所述齿条轴的端部以使所述小直径突出部的前端与所述被抵接部抵接的状态结合。

也可以是所述齿条轴的端部具有形成对球面接头进行支持固定的支持孔的内周面，所述球面接头能揺动变位地支持与转向轮结合的拉杆的基端部。在该情况下，所述筒部被构成为被压入到所述齿条轴的端部的外周面的金属制(例如S45C等碳钢或者不锈钢等)的套筒。

也可以是所述球面接头具有设置有外螺纹部的基部，所述支持孔被构成为使所述外螺纹部拧合的螺纹孔。在该情况下，所述套筒的轴向外侧面和所述齿条轴的轴向端面配置在同一平面上。关于轴向的外侧是指在组装至汽车的状态下靠近车身的宽度方向外侧的一侧。与之相对，靠近宽度方向中央的一侧是指关于轴向的内侧。也可以是所述齿条轴的端部被构成为与所述齿条轴的靠近轴向中间部分相比外径小的小直径部。在该情况下，所述齿条轴具有使所述靠近轴向中间部分与所述小直径部连续的台阶部。所述套筒在所述台阶部与所述球面接头的支承面之间在轴向被夹持。

也可以是齿条小齿轮式转向齿轮单元在所述套筒的轴向内侧面的至少外周缘部还包括弹性体(例如橡胶那样的弹性体等)，弹性体遍及该外周缘部的全周地设置。也可以是所述齿条轴的端部的外周面被构成为越朝向该端部的前端侧越向外径减小的方向倾斜的部分圆锥状凸面，所述套筒的内周面被构成为与所述部分圆锥状凸面匹配的部分圆锥状凹面。

发明的效果

在上述的齿条小齿轮式转向齿轮单元的情况下，互相结合的齿条轴的端部与球面接头的接头壳体中，分别在该齿条轴的端部外周面上设置有外螺纹部，在设置于该接头壳体的基部的筒部的内周面上设置有内螺纹部。因此，为了将这些齿条轴的端部与接头壳体结合，在所述外螺纹部拧合所述内螺纹部并进一步紧固的情况下，在该拧合部会作用有使所述齿条轴的端部缩径的方向的力。其结果是，在该齿条轴的端部会产生圆周方向的压缩应力，而不是圆周方向的拉伸应力。即，在本发明的情况下，在所述外螺纹部拧合所述内螺纹部，即使进一步紧固，在所述齿条轴的端部也不会作用将该齿条轴的圆周方向两端部边缘彼此的间隔扩大的方向的力。因此，关于该齿条轴的端部(在利用焊接部将该齿条轴的圆周方向两端部边缘彼此结合的情况下，包含该焊接部。)，不需要严格进行对于所述内螺纹部的紧固力的强度上的管理。所以，能够以低成本充分确保所述齿条轴的端部与所述接头壳体的结合部的结合强度。

在本发明的情况下，在所述齿条轴的端部结合有所述接头壳体的状态下，成为该接头壳体的筒部外嵌在该齿条轴的端部的状态。因此，容易确保这些齿条轴的端部与接头壳体的结合部的强度和刚性。所以，例如即使在基于转向轮压过路缘石等而在所述齿条轴的端部与所述接头壳体的结合部施加大的弯曲负荷(冲击负荷)的情况下，也能够在该结合部难以产生塑性变形等。

在齿条轴的端部内嵌保持有增强部件的情况下，能够提高该端部的强度和刚性。因此，例如在对该端部与所述接头壳体的结合部施加上述这样的大的弯曲负荷的情况下，能够在该结合部更难以产生塑性变形等。

在设置有小直径突出部的情况下，在所述齿条轴的端部结合有所述接头壳体的状态下，小直径突出部成为关于轴向被弹性地压缩的状态。由此，由于成为在所述内螺纹部与所述外螺纹部的拧合部付与了基于所述小直径突出部的弹力的轴向的预压的状态，因此实现该拧合部的防止松动。

根据所述齿条小齿轮式转向齿轮单元，不论施加在齿条轴与球面接头的结合部的冲击负荷如何，都能够确保这些齿条轴与球面接头的结合强度。即，在将金属制的筒状的套筒压入到齿条轴的轴向端部的情况下，能够提高该齿条轴的轴向端部的关于径向的刚性。因此，即使在基于转向轮压过路缘石等而在所述齿条轴与所述球面接头的结合部施加了大的弯曲负荷(冲击负荷)的情况下，也能够防止该齿条轴的轴向端部向内径扩大的方向变形、防止应力集中在将宽度方向两端的边缘彼此结合的焊接部、等等，能够确保所述齿条轴与所述球面接头的结合强度。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的齿条小齿轮式转向齿轮单元的局部剖切侧视图。

图2是图1的X部放大图。

图3是在将齿条轴的端部与球面接头的接头壳体结合之前的状态下示出的放大图。

图4是本发明的第2实施方式所涉及的齿条小齿轮式转向齿轮单元的局部放大图。

图5是本发明的第3实施方式所涉及的齿条小齿轮式转向齿轮单元的轴向一端部的局部剖切侧视图。

图6是第3实施方式所涉及的齿条小齿轮式转向齿轮单元的轴向另一端部的局部剖切侧视图。

图7是第3实施方式的齿条轴的剖视图(A)；(A)的a-a剖视图(B)；(A)的b-b剖视图(C)；及(A)的c-c剖视图(D)。

图8是说明作为油脂储存部的功能的局部放大图。

图9是本发明的第4实施方式所涉及的齿条小齿轮式转向齿轮单元的轴向一端部的局部剖切侧视图。

图10是本发明的第5实施方式所涉及的齿条小齿轮式转向齿轮单元的轴向一端部的局部剖切侧视图。

图11是示出以往已知的转向装置的1个例子的局部剖切侧视图。

图12是图11的放大d-d剖视图。

图13是图11的放大e-e剖视图。

图14是以工序顺序示出齿条轴的制造方法的1个例子的图，(A)是俯视图(a)和从(a)的左方观察的端面图(b)；(B)～(F)是侧视图(a)、(a)的f-f剖视图(b)和(a)的g-g剖视图(c)。

符号说明

1方向盘

2转向轴

3自由接头

4中间轴

5转向齿轮单元

6小齿轮轴

7、7a、7b、7c、7d齿条轴

8拉杆

9齿轮壳体

10按压单元

11第一容纳体

12第二容纳体

13第三容纳体

14小齿轮齿

15滚动轴承

16滚动轴承

17齿条齿

18齿条衬套

19按压部件

20弹簧

21、21a球面接头

22坯板

23狭窄部

24第一中间原材料

25第二中间原材料

26第三中间原材料

27焊接部

28第四中间原材料

29球体

30、30a接头壳体

31外螺纹部

32小直径突出部

33筒部

34底面

35内螺纹部

36圆筒面部

37增强部件

32a、32b小直径部

38外螺纹部

39螺纹孔

40、40a、40b套筒

41台阶部

42支承面

43小直径台阶部

44弹性环

具体实施方式

图1～3示出本发明的第1实施方式。本例的特征在于中空管状的齿条轴7b的两端部、与构成1对球面接头21a、21a的接头壳体30a、30a的结合部的构造。由于其他部分的构成及作用与所述图11～13所示的现有构造同样，因此在等同的部分标注相同的附图标记，省略或者简化重复的图示以及说明，以下，以本例的特征部分为中心进行说明。

本例的齿条小齿轮式转向齿轮单元包括齿轮壳体9、小齿轮轴6、齿条轴7b、及两个球面接头21a、21a。齿条轴7b基本上利用与所述图14所示的现有的齿条轴7a同样的制造方法来制造。即，齿条轴7b通过如下方法被整体制造为中空管状：以所述图14(A)～(E)所示的工序顺序，在得到该(E)所示的第四中间原材料28后，实施用于对该第四中间原材料28的各部分付与所需的形状的最终加工。这样的齿条轴7b的圆筒状的两端部分别在外周面的靠近端部边缘部分具有外螺纹部31，并且在与该外螺纹部31相比在轴向突出的端部边缘部分具有外径尺寸d32比该外螺纹部31的外径尺寸D31小(d32＜D31)的小直径突出部32。

两个球面轴承21a、21a分别具有：构成设置在拉杆8的基端部的球头销的球体29；及在内侧将该球体29经由树脂片材等能转动地保持的杯状的接头壳体30a。接头壳体30a、30a分别是钢等的铸造品或者锻造品，具有被构成为圆筒状的筒部33的基部。筒部33在整周没有接缝，是对于圆周方向的拉伸应力、弯曲应力具有充分的强度的部位。这样的筒部33的内径侧的轴向进深端部被与筒部33的中心轴线正交的平坦的底面34塞住。在筒部33的内周面中除了轴向进深端部的部分，设置有能与外螺纹部31拧合的内螺纹部35。在筒部33的内周面的轴向进深端部设置有内径尺寸d36与内螺纹部35的内径尺寸D35相等(d36＝D35)的圆筒面部36。

小直径突出部32的外径尺寸d32比内螺纹部35的内径尺寸D35和圆筒面部36的内径尺寸d36小(d32＜D35＝d36)。小直径突出部32的轴向尺寸L32比圆筒面部36的轴向尺寸L36大(L32＞L36)。

在本例的情况下，接头壳体30a、30a相对于齿条轴7b的两端部分别如图2所示结合固定。即，接头壳体30a、30a相对于齿条轴7b的两端部，使内螺纹部35与外螺纹部31拧合，并且使小直径突出部32的前端(前端面)与底面34的靠近外径部分(被抵接部)抵接，在该状态下，将内螺纹部31紧固在外螺纹部35，从而结合固定。

在上述那样构成的本例的齿条小齿轮式转向齿轮单元的情况下，互相结合的齿条轴7b的端部与球面接头21a的接头壳体30a中，分别在该齿条轴7b的端部外周面上设置有外螺纹部31，在设置于该接头壳体30a的基部的筒部33的内周面上设置有内螺纹部35。因此，为了将这些齿条轴7b的端部与接头壳体30a结合，在外螺纹部31拧合内螺纹部35并进一步紧固的情况下，在该拧合部会作用有使齿条轴7b的端部缩径的方向的力。其结果是，在该齿条轴7b的端部会产生圆周方向的压缩应力，而不是圆周方向的拉伸应力。即，在本例的情况下，即使在外螺纹部31拧合内螺纹部35并进一步紧固，在齿条轴7b的端部也不会作用将该齿条轴7b的圆周方向两端部边缘彼此的间隔扩大的方向的力。因此，关于该齿条轴7b的端部(包含将该齿条轴7b的圆周方向两端部边缘彼此结合的焊接部27)，不需要严格进行对于内螺纹部的紧固力的强度上的管理。在本例的情况下，随着内螺纹部35的紧固，在拧合部会作用使筒部33扩径的方向的力，其结果是，在该筒部33产生圆周方向的拉伸应力。但是，如上所述，由于该筒部33在周没有接缝，对于圆周方向的拉伸应力具有充分的强度，因此该筒部33不会由于拉伸应力而产生在功能上成为问题这样的塑性变形等。所以，在本例的情况下，能够以低成本充分确保齿条轴7b的端部与接头壳体30a的结合部处的结合强度。容易确保该结合部的品质。

在本例的情况下，在齿条轴7b的端部结合有接头壳体30a的状态下，成为该接头壳体30a的筒部33外嵌在该齿条轴7b的端部的状态。因此，容易确保这些齿条轴7b的端部与接头壳体30a的结合部的强度和刚性。所以，例如即使在基于转向轮压过路缘而在齿条轴7b的端部与接头壳体30a的结合部施加大的弯曲负荷(冲击负荷)的情况下，也能够在该结合部难以产生塑性变形等。

在本例的情况下，在将内螺纹部35紧固在外螺纹部31上的状态下，小直径突出部32关于轴向成为被弹性压缩的状态。由此，由于成为在内螺纹部35与外螺纹部31的拧合部付与了基于小直径突出部32的弹力的轴向的预压的状态，因此实现该拧合部的防止松动。

在实施上述的第1个例子的构造的情况下，圆筒面部36的内径尺寸d36在能够比小直径突出部32的外径尺寸d32大(d36＞d32)的范围内，还能够比内螺纹部35的内径尺寸D35小(d36＜D35)。

图4示出本发明的第2实施方式。在本例的情况下，利用轻压入或者互相对置的周面彼此的粘接等，将由金属或者合成树脂制造的圆柱状的增强部件37没有径向松动地内嵌保持在齿条轴7b的端部。由此，提高该齿条轴7b的端部的强度和刚性。而且，通过采用这样的构成，使得例如在对于该端部与接头壳体30a的结合部施加了上述这样的大的弯曲负荷的情况下，在该结合部更难以产生塑性变形等。由于其他构成和作用与上述的第1实施方式同样，因此省略重复的图示以及说明。

增强部件的形状不限于实心体的圆柱状，也可以是中空体的圆筒状等其他形状。

图5和图6示出本发明的第3实施方式。本例的特征在于用于确保齿条轴7c与球面接头21的结合部的结合强度的构造。

由于其他部分的构成和作用与所述图11～图14所示的现有构造同样，因此省略或者简化重复的图示和说明。

构成本例的齿条小齿轮式转向装置的齿条轴7c整体为中空管状，在靠近前表面(图7的上表面)的轴向一端部分包括齿条齿17。齿条轴7c的轴向中间部中，使从在前表面上设置有该齿条齿17的部分在轴向偏离的部分平坦，使该部分的截面形状为缺口圆状(前表面为直线，其余的部分为圆弧形)。而且，将齿条轴7c的宽度方向两端的边缘彼此在轴向全长由焊接部27结合(接合)。在本例的情况下，对齿条轴7c的轴向两端部实施减径加工，设置有与靠近轴向中间部分相比外径小且截面形状为圆形的小直径部32a、32a。而且，在小直径部32a、32a的内周面上设置有用于与在球面接头21、21的基部设置的外螺纹部38、38拧合的螺纹孔(内螺纹部)39、39。这样的齿条轴7c基本上利用与上述图50所示的专利文献3所记载的以往的齿条轴7a同样的制造方法来制造。

在本例的情况下，在齿条轴7c的小直径部32a、32a的外周面上压入S45C等碳钢或者不锈钢等金属制的六边形筒状的套筒40、40(筒部的例子)，利用过盈配合进行外嵌固定。套筒40、40限制轴向长度，使得在使轴向内侧面与使齿条轴7c的小直径部32a、32a与靠近轴向中间部分连续的台阶部41、41抵碰的状态下，轴向外侧面的轴向位置与齿条轴7c的轴向端面的轴向位置大致一致。由此，使套筒40、40的轴向外侧面、与齿条轴7c的轴向两端面位于同一平面上。在将球面接头21、21的外螺纹部38、38拧合在齿条轴7c的螺纹孔39、39中并进一步紧固的状态下，将套筒40、40在台阶部41、41与球面接头21、21的支承面42、42(轴向内侧面)之间沿轴向强力夹持。套筒40、40的外周面的截面形状不限于图示那样的六边形，也可以是六边形以外的多边形、圆形。

在本例的情况下，使套筒40、40的外接圆的直径D40比齿条轴7c的靠近轴向中间部分(与小直径部32a、32a相比靠近轴向中间的部分)的外径D7大。而且，如图8所示，将套筒40、40的轴向内侧面与齿条轴7c的外周面的连续部(由两个面包围的部分)作为用于使齿条轴7c的轴向变位顺利进行的油脂储存部。

根据上述这样的本例的齿条小齿轮式转向齿轮单元，不论施加在齿条轴7c与球面接头21的结合部(螺纹孔39与球面接头21的外螺纹部38的拧合部)的冲击负荷如何，都能够确保这些齿条轴7c与球面接头21的结合强度。即，由于将金属制的筒状的套筒40、40压入到(利用过盈配合而外嵌固定)在齿条轴7c的轴向两端部设置的小直径部32a、32a的外周面上，因此能够提高齿条轴7c的轴向两端部的关于径向的刚性。因此，即使在基于由于驾驶操作错误而使转向轮压过路缘石等而在齿条轴7c与球面接头21的结合部施加了大的弯曲负荷(冲击负荷)的情况下，也能够防止小直径部32a向内径扩大的方向变形，或者防止应力集中在将齿条轴7c的宽度方向两端的边缘彼此结合的焊接部27，能够确保结合部的结合强度。

在本例的情况下，能够使拧合在齿条轴7c的螺纹孔39、39中的球面接头21、21的外螺纹部38、38难以松开。即，由于在球面接头21、21的支承面42、42、与齿条轴7c的台阶部41、41之间，将套筒40、40沿轴向强力夹持，因此利用套筒40、40的弹簧作用(欲沿轴向伸长的弹性复原力)，实现外螺纹部38、38的防止松动。由于不仅齿条轴7c的轴向端面，还有套筒40、40的轴向外侧面与支承面42、42抵接，因此能够大幅确保相对于支承面42、42的接触面积，与未设置有套筒40、40的情况相比，能够增大摩擦力。而且，在本例的情况下，由于焊接部27中从齿条轴7c的轴向两端面突出的部分随着球面接头21、21的外螺纹部38、38向螺纹孔39、39的紧固而陷入支承面42、42，因此能够使外螺纹部38、38难以松开。

在本例的情况下，能够将套筒40、40的轴向内侧面、与齿条轴7c的外周面的连续部利用作为油脂储存部。因此，能够向齿条轴7c的外周面、与用于将该齿条轴7c相对于齿轮壳体9支持为自由轴向变位的齿条衬套18、18的内周面的滑动接触部长期持续供给润滑油，能够充分确保齿条小齿轮式转向齿轮单元的耐久性。

图9示出本发明的第4实施方式。在本例的情况下，在套筒40a的轴向内侧面中的外周缘部，在以该轴向内侧面开口的状态设置的小直径台阶部43架设有弹性环44，该弹性环44是橡胶那样的弹性体制的、相当于权利要求书所记载的弹性体。因此，即使在随着齿条轴7c的轴向变位，而套筒40a的轴向内侧面的外周缘部与齿轮壳体9的内周面接触(碰撞)的情况下，也能够防止这些套筒40a与齿轮壳体9激烈碰撞。由于其他部分的构成和作用与所述的第3实施方式同样，因此省略重复的部分相关的图示以及说明。

图10示出本发明的第5实施方式。在本例的情况下，使在齿条轴7d的轴向端部设置的小直径部32b的外周面为越朝向轴向外侧(前端侧)越向外径减小方向倾斜的部分圆锥状凸面。而且，套筒40b的内周面为与小直径部32b的外周面匹配的部分圆锥状凹面。因此，若随着将球面接头21的外螺纹部38拧合到在小直径部32b的内周面上设置的螺纹孔39中，而利用该球面接头21的支承面42将套筒40b向轴向内侧按压，则小直径部32b向内径减小的方向弹性变形。由此，能够利用螺纹孔39将球面接头21的外螺纹部38向径向内侧强力按压，能够进一步提高齿条轴7d与该球面接头21的结合强度。由于其他部分的构成及作用与所述的第3实施方式同样，因此省略重复的部分相关的图示以及说明。

产业实用性

在实施本发明的情况下，齿条轴的周向两端部边缘彼此不需要一定利用焊接部来结合。例如，在上述的第1和第2实施方式的构造中，也能够省略焊接部27。第2实施方式的增强部件也可以与球体接头的接头壳体一体设置。

在第3～第5实施方式中，也可以不一定将齿条轴的宽度方向两端的边缘彼此利用焊接部来结合固定。即，也能够设为如下的构造：在对金属板实施弯曲加工，并使宽度方向两端的边缘彼此的对接的状态下，无需将宽度方向两端的边缘彼此焊接，而在轴向端部压入金属制的筒状的套筒。齿条轴与球面接头的结合部也不限于第3～第5实施方式的构造。即，也可以设为如下的构造：使在齿条轴的轴向端部内周面上设置的支持孔为单纯的圆筒面，将在球面接头的基部设置的轴部以过盈配合内嵌固定在该支持孔中。

本申请基于2013年6月12日申请的日本专利申请2013-123433号和2013年6月13日申请的日本专利申请2013-124930号，其内容作为参照并入本文。

Claims (10)

1.一种齿条小齿轮式转向齿轮单元，其中，

包括齿轮壳体、小齿轮轴、齿条轴、及筒部，

所述小齿轮轴在该小齿轮轴的轴向中间部的外周面上具有小齿轮齿，被能旋转地支持在所述齿轮壳体内，

将长条的金属板弯曲并使该金属板的宽度方向两端的边缘彼此对接而将所述齿条轴整体构成为中空管状，所述齿条轴在该齿条轴的前表面的轴向一部分具有齿条齿，该齿条轴相对于所述小齿轮轴被配置为扭转的位置关系，并且使所述齿条齿与所述小齿轮齿啮合，在该状态下，被能在轴向变位地支持在所述齿轮壳体内，

所述筒部外嵌在所述齿条轴的各端部。

2.如权利要求1所述的齿条小齿轮式转向齿轮单元，其中，

包括将所述齿条轴的各端部与1对拉杆连结的1对球面接头，所述1对拉杆具有与左右转向轮连结的前端部、和与所述1对球面接头连结的基端部，

所述球面接头分别包括与所述齿条轴的端部结合的接头壳体，

所述齿条轴的端部的外周面具有外螺纹部，

所述接头壳体具有被构成为所述筒部的基部，该筒部的内周面具有内螺纹部，

所述接头壳体相对于所述齿条轴的端部以使所述内螺纹部与所述外螺纹部拧合的状态结合。

3.如权利要求2所述的齿条小齿轮式转向齿轮单元，其中，

还包括内嵌保持在所述齿条轴的端部的增强部件。

4.如权利要求2或3所述的齿条小齿轮式转向齿轮单元，其中，

所述齿条轴的端部还具有与所述外螺纹部相比在轴向突出的小直径突出部，该小直径突出部的外径尺寸小于所述内螺纹部的内径尺寸，

所述接头壳体在所述筒部的内径侧的轴向进深部具有所述小直径突出部的前端能抵接的被抵接部，

所述接头壳体相对于所述齿条轴的端部以使所述小直径突出部的前端与所述被抵接部抵接的状态结合。

5.如权利要求1所述的齿条小齿轮式转向齿轮单元，其中，

所述齿条轴的端部具有形成对球面接头进行支持固定的支持孔的内周面，所述球面接头能揺动变位地支持与转向轮结合的拉杆的基端部，所述筒部被构成为被压入到所述齿条轴的端部的外周面的金属制的套筒。

6.如权利要求5所述的齿条小齿轮式转向齿轮单元，其中，

所述球面接头具有设置有外螺纹部的基部，

所述支持孔被构成为使所述外螺纹部拧合的螺纹孔。

7.如权利要求6所述的齿条小齿轮式转向齿轮单元，其中，

所述套筒的轴向外侧面和所述齿条轴的轴向端面配置在同一平面上。

8.如权利要求6或7所述的齿条小齿轮式转向齿轮单元，其中，

所述齿条轴的端部被构成为与所述齿条轴的靠近轴向中间部分相比外径小的小直径部，

所述齿条轴具有使所述靠近轴向中间部分与所述小直径部连续的台阶部，

所述套筒在所述台阶部与所述球面接头的支承面之间在轴向被夹持。

9.如权利要求5～8的任一项所述的齿条小齿轮式转向齿轮单元，其中，

在所述套筒的轴向内侧面的至少外周缘部还包括弹性体，所述弹性体遍及该外周缘部的全周地设置。

10.如权利要求5～9的任一项所述的齿条小齿轮式转向齿轮单元，其中，

所述齿条轴的端部的外周面被构成为越朝向该端部的前端侧越向外径减小的方向倾斜的部分圆锥状凸面，所述套筒的内周面被构成为与所述部分圆锥状凸面匹配的部分圆锥状凹面。