CN105774893A - 齿条引导机构 - Google Patents

Abstract

提供了一种齿条引导机构，仅当外力作用、并且存在齿条引导部的底面与容纳室的底面碰撞的危险时，该齿条引导机构能够增大作用在齿条引导部上的偏置力。根据本发明的齿条引导机构包括：壳体，朝着齿条轴开口的容纳室形成在该壳体中；螺丝，其拧入壳体中，并且形成容纳室的底壁；齿条引导部，其容纳在容纳室中，并且支撑齿条轴；和螺旋压缩弹簧，其插置在容纳室的底面与齿条引导部之间，持续地将齿条引导部向齿条轴侧偏置，其中，自然长度状态下的弹性体固定于容纳室的底面和齿条引导部的面对容纳室的底面的对向面中的一个面。

Description

齿条引导机构

技术领域

本发明涉及一种齿条引导机构。

背景技术

存在用于车辆的齿条与小齿轮型转向装置，其中，小齿轮与齿条齿轮接合，以将由于转向操作而产生的小齿轮轴的旋转运动转换为齿条轴的往复运动。

上述齿条与小齿轮型转向装置通常设置有用于减小小齿轮轴与齿条齿轮之间的侧隙的齿条引导机构，如在JP-A-2007-203836(专利文献1)中所公开的。

现有技术的齿条引导机构包括：齿条引导部，其支撑齿条轴；压缩螺旋弹簧，其持续地使齿条引导部向齿条轴侧偏置；壳体，容纳齿条引导部的容纳室形成在该壳体中；和螺丝，其形成容纳室的底壁。

顺便提及，车轮通过横拉杆连接到齿条轴的两端。因此，存在这样的情况：输入到车轮的外力被传递到齿条轴，并且齿条轴逆着压缩螺旋弹簧的偏置力按压齿条引导部。结果，存在这样的问题：由于齿条引导部的底面接触容纳室的底面，所以产生锤击音(接触音)。

为了解决该问题，可以考虑：通过增大螺丝相对于壳体的拧入量来增大压缩螺旋弹簧的偏置力，或者除了压缩螺旋弹簧之外，设置持续地将齿条引导部向齿条轴侧偏置的盘簧。

然而，在上述方法中，即使当外力不作用在齿条轴上时，大的偏置力也作用，从而在齿条引导部与齿条轴之间产生摩擦力。结果，阻碍齿条轴相对于齿条引导部的平滑滑动，并且可能使转向感恶化。

因此，已经要求一种齿条引导机构，仅当外力作用、并且存在齿条引导部的底面与容纳室的底面碰撞的危险时，该齿条引导机构能够增大作用在齿条引导部上的偏置力。

发明内容

鉴于上述问题，已经做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种齿条引导机构，仅当外力作用、并且存在齿条引导部的底面与容纳室的底面碰撞的危险时，该齿条引导机构能够增大作用在齿条引导部上的偏置力。

为了解决上述问题，已经提供了一种齿条引导机构，包括：壳体，朝着齿条轴开口的容纳室形成在该壳体中；螺丝，其拧入所述壳体中，并且形成所述容纳室的底壁；齿条引导部，其容纳在所述容纳室中，并且支撑所述齿条轴；和压缩螺旋弹簧，其插置在所述容纳室的底面与所述齿条引导部之间，持续地将所述齿条引导部向所述齿条轴侧偏置，其中，自然长度状态下的弹性体固定于所述容纳室的底面和所述齿条引导部的面对所述容纳室的底面的对向面中的一个面。

在本发明中，由于弹性体处于自然长度状态，所以只要齿条引导部的对向面或容纳室的底面不与弹性体碰撞，则弹性体的弹性力不作用在齿条引导部上。因此，当使得齿条引导部的底面与容纳室的底面碰撞的外力不作用时，作用在齿条引导部上的偏置力仅仅是压缩螺旋弹簧的弹性力，因此，能够确保齿条轴相对于齿条引导部的平滑滑动，并且能够得到良好的转向感。

当齿条引导部被齿条轴按压并且齿条引导部的对向面或容纳室的底面与弹性体碰撞时，除了压缩螺旋弹簧的弹性力，弹性体的弹性力也作用在齿条引导部上。因此，作用在齿条引导部上的偏置力增大，并且齿条引导部返回(移动)到齿条轴侧，而不与容纳室的底面碰撞，这防止了产生锤击音。

在上述发明中，优选地：所述弹性体在所述齿条引导部的移动方向上与所述容纳室的底面和所述齿条引导部的对向面中的另一个面分离。

这里，在弹性体抵接在容纳室的底面和齿条引导部的对向面中的另一个面上的情况下，当螺丝的拧入量增大以增大压缩螺旋弹簧的偏置力时，弹性体被按压变形，并且弹性体的弹性力作用在齿条引导部上。

因此，存在难以通过增大拧入量来进行增大压缩螺旋弹簧的弹性力的调节工作的危险。

另一方面，在上述结构中，由于弹性体与容纳室的底面和齿条引导部的对向面中的另一个面分离，所以即使当螺丝的拧入量增大，也难以使弹性体按压变形。

根据上述结构，能够进行通过增大螺丝的拧入量来增大压缩螺旋弹簧的弹性力的调节工作。

在上述发明中，同样优选地：朝着所述容纳室的底面开口并且容纳所述压缩螺旋弹簧的容纳孔形成在所述齿条引导部的底面上，并且所述齿条引导部的对向面对应于作为所述齿条引导部的底面的环状面和形成所述容纳孔的底面的容纳底面。

同样在上述发明中，优选地，当被固定于所述齿条引导部的对向面时，所述弹性体固定于所述环状面。

此外，在上述发明中，优选地，当被固定于所述容纳室的底面时，所述弹性体固定于面对所述环状面的部分。

根据上述结构，弹性体插置在齿条引导部的环状面(底面)与容纳室的底面之间，因此，能够避免齿条引导部的底面与容纳室的底面之间的接触。

同样在本发明中，当被固定于所述齿条引导部的对向面时，所述弹性体可以固定于所述容纳底面。

此外，在本发明中，当被固定于所述容纳室的底面时，所述弹性体可以固定于面对所述容纳底面的部分。

根据本发明，能够提供一种齿条引导机构，仅当外力作用并且存在齿条引导部的底面与容纳室的底面碰撞的危险时，该齿条引导机构能够增大作用在齿条引导部上的偏置力。

附图说明

图1是电机驱动式动力转向装置的示意性结构图；

图2是示出根据实施例的齿条引导机构的结构的截面图；

图3是示出齿条引导部移动到容纳室的底面侧的状态的截面图；以及

图4是示出根据修改例的齿条引导机构的结构的截面图。

具体实施方式

将参考附图说明本发明的实施例。将通过引用将本发明的齿条引导机构应用到电机驱动式动力转向装置的示例来说明该实施例，然而，本发明不限于该实施例，并且可以应用于液压动力转向装置和手动转向装置。

如图1所示，电机驱动式动力转向装置1是齿条助力式装置，包括：转向机构2，其具有齿条轴6，齿条齿轮(方向盘侧)5b和齿条齿轮(助力侧)5c这两个齿条齿轮形成在齿条轴6中；和辅助转矩机构3，其给予齿条轴6以辅助转向力。

转向机构2包括：由驾驶员操作的方向盘4a；通过方向盘4a的操作而旋转的转向轴4b；小齿轮轴4c，其通过未示出的扭力杆设置在转向轴4b的下侧上；和齿条轴6，左右转向轮8、8通过横拉杆7、7连接在该齿条轴6的两端。小齿轮轴4c的小齿轮(方向盘侧)5a与齿条轴6的齿条齿轮(方向盘侧)5b接合。当驾驶员转动方向盘4a时，齿条轴6在左方向或右方向上移动，以使左右转向轮8、8转向。

辅助转矩机构3包括：辅助用的电机30、蜗轮蜗杆机构31、和设置有小齿轮(助力侧)32a的助力轴32，其中，助力轴32的小齿轮(助力侧)32a与齿条轴6的齿条齿轮(助力侧)5c接合。

蜗轮机构31包括可旋转地装接于辅助用的电机30的蜗杆33和与蜗轮33接合的蜗轮34。蜗轮34可旋转地装接于助力轴32。在辅助转矩机构3中，通过未示出的转矩传感器检测增加到方向盘4a的转矩，并且根据检测的转矩通过未示出的控制装置驱动并且控制辅助用的电机30。因此，辅助用的电机30产生的转矩通过蜗轮蜗杆机构31和助力轴32传递到齿条轴6，作为辅助转向力。

如图2所示，电机驱动式动力转向装置1设置有用于减小转向机构2中的小齿轮(方向盘侧)5a与齿条齿轮(方向盘侧)5b之间的侧隙的齿条引导机构10。

在下面的说明中，将外力不传递到齿条轴6，并且小齿轮(方向盘侧)5a不从齿条齿轮(方向盘侧)5b分离的状态称为正常状态。

在该实施例中，将通过引用将齿条引导机构10应用于转向机构2中的小齿轮(方向盘侧)5a和齿条齿轮(方向盘侧)5b的示例来进行说明，然而，本发明不限于该示例。例如，根据本发明的齿条引导机构10能够应用于辅助转矩机构3中的小齿轮(助力侧)32a和齿条齿轮(助力侧)5c，或者根据本发明的齿条引导机构10能够应用于转向机构2和辅助转矩机构3二者。

齿条引导机构10包括：壳体11，朝着齿条轴6开口的容纳室12形成在该壳体11中；螺丝13，其拧入壳体11并且形成容纳室12的底壁；齿条引导部14，其容纳在容纳室12中，并且支撑齿条轴6；压缩螺旋弹簧，其插置在螺丝13与齿条引导部14之间并且持续地将齿条引导部14向齿条轴6侧偏置；和弹性体16，其固定于螺丝13。

壳体11用于容纳诸如小齿轮轴4c和齿条轴6这样的各种部件。

容纳室12是从齿条轴6直线延伸的大致圆柱状通孔(空间)，其形成为小齿轮轴4c的相反侧，并且齿条轴6夹在其间。

在下文中，当说明方向时，将容纳室12延伸的方向称为“轴向”，并且将轴向上的布置齿条轴6的一侧称为“一端侧”，并且将轴向上的未布置齿条轴6的一侧称为“另一端侧”。

在壳体11的面对容纳室12的内周面11a的另一端侧上，形成拧入螺丝13的螺纹槽11b。

螺丝13是大致圆柱状的部件，其拧入到壳体11，从而形成容纳室12的另一端侧上的闭合底壁。

螺丝13的一端面形成容纳室12的底面13a。在下文中，将螺丝13的一端面称为容纳室12的底面13a。

在螺丝13的另一端面上，形成接合孔13b，用于旋转螺丝13的夹具与该接合孔13b接合。当通过将夹具插入到接合孔13b内而使螺丝13旋转时，螺丝13由螺纹槽11b引导，从而移动到轴向上的一端侧或另一端侧。

在齿条引导部14的一端面上，形成齿条轴6抵接的滑动面14a，其形成为大致弧状，从而对应于齿条轴6的外周面。

在齿条引导部14的另一端面(在下文中，称为“底面”)14b上形成容纳孔17，其向容纳室12的底面13a开口并且容纳压缩螺旋弹簧15。齿条引导部14的底面14b是环状面。

齿条引导部14的面对容纳室12的底面13a的对向面对应于齿条轴14的底面(环状面)14b和形成容纳孔17的底面的容纳底面17a。

另外，在周向上延伸的两个环状槽18形成在齿条引导部14的外周面上。然后，在壳体11的内周面11a上滑动的O形环19嵌合于各个槽18。虽然在该实施例中，两个O形环19设置在齿条引导部14中，但是本发明不限于此。

从轴向上观看，压缩螺旋弹簧15布置在容纳室12的大致中央部。

压缩螺旋弹簧15的一端侧固定于齿条引导部14的容纳底面17a，并且压缩螺旋弹簧15的另一端侧固定于容纳室12的底面13a的中央部。

这里，将正常状态下的容纳室12的底面13a与容纳底面17a之间的长度L1设定为比压缩螺旋弹簧15的自然长度短，并且压缩螺旋弹簧15在轴向上被压缩。因此，压缩螺旋弹簧15的弹性力持续地作用在齿条引导部14上，并且齿条引导部14持续地向齿条轴6侧偏置。

将正常状态下的压缩螺旋弹簧15的弹性力设定为使得齿条轴6能够在齿条引导部14的滑动面14a上平滑地滑动。

弹性体16能够弹性变形，其是具有高弹簧刚度的橡胶。从轴向上观看，根据该实施例的弹性体16具有环状，其固定于容纳室12的底面13a，从而面对齿条引导部14的底面(环状面)14b。

当弹性体16由例如橡胶制成时，作为弹性体16的固定方法，能够通过在将螺丝13拧到壳体11之前将弹性体16烧结到螺丝13来固定弹性体16，然而，本发明不限于此。

弹性体16的厚度(轴向上的长度)L3比正常状态下的齿条引导部14的底面14b与容纳室12的底面13a之间的长度L2短。在正常状态下，自然长度状态下的弹性体16固定于容纳室12的底面13a。

因此，在正常状态下，弹性体16的弹性力不作用在齿条引导部14上。因此，作用在齿条引导部14上的偏置力仅仅是压缩螺旋弹簧15的弹性力。

弹性体16在轴向(齿条引导部14的移动方向)上与齿条引导部14的底面14b分离，并且在弹性体16与齿条引导部14的底面14b之间形成间隙S。因此，如果螺丝13的拧入量由于间隙S而增大，则能够在不使弹性体16在齿条引导部14的底面14b上按压变形的情况下调节压缩螺旋弹簧15的弹性力。

接着，将描述这样的情况：外力输入到转向轮8，并且齿条轴6逆着压缩螺旋弹簧15的偏置力向轴向的另一端侧按压齿条引导部14。

当按压齿条引导部14的按压力小时，齿条引导部14的移动量也小，并且齿条引导部14的底面14b不接触弹性体16。因此，作用在齿条引导部14上的偏置力仅仅是压缩螺旋弹簧15的弹性力。然后，齿条引导部14由于压缩螺旋弹簧15的弹性力(偏置力)而返回到齿条轴6侧。

当按压齿条引导部14的按压力大、并且存在齿条引导部14的底面14b与容纳室12的底面13a碰撞的危险时，齿条引导部14的底面14b与弹性体16碰撞，并且弹性体16被齿条引导部14按压变形，如图3所示。

然后，除了压缩螺旋弹簧15的弹性力之外，弹性体16的弹性力作用在齿条引导部14上，因此，使齿条引导部14向齿条轴6侧移动的偏置力增大。结果，齿条引导部14返回齿条轴6侧，而不接触容纳室12的底壁13a。

由于虽然在该实施例中设置了弹性体16，但是在正常状态下弹性体16的弹性力不作用在齿条引导部14上，所以作用在齿条引导部14上的偏置力仅仅是压缩螺旋弹簧15的弹性力。结果，齿条轴6相对于齿条引导部14的滑动面14a平滑地滑动，并且能够得到良好的转向感。

并且，当外力作用并且存在齿条引导部14的底面14b与容纳室12的底面13a碰撞的危险时，作用在齿条引导部14上的偏置力增大，因此，齿条引导部14的底面14b难以与容纳室12的底面13a碰撞，并且抑制了产生锤击音。

在该实施例中，弹性体16固定于面对齿条引导部14的底面(环状面)14b的部分，并且弹性体16插置在齿条引导部14的底面14b与容纳室12的底面13a之间。因此，能够避免齿条引导部14的底面14b与容纳室12的底面13a之间的碰撞，并且能够确实地(positively)防止产生锤击音。

上面已经说明了根据该实施例的齿条引导机构10，然而，本发明不限于此。

在该实施例中，弹性体16固定到的部分是面对齿条引导部14的底面(环状面)14b的位置，然而，还能够将弹性体16固定于齿条引导部14的底面(环状面)14b。

另外，还能够将圆柱状的弹性体16A固定于齿条引导部14的容纳底面17a(参见图4)，或者能够将圆柱状的弹性体16A固定于容纳室12的底面13a的中央部。

然而，当将弹性体16A固定于齿条引导部14的容纳底面17a或容纳室12的底面13a的中央部时，在弹性体16A长度短的情况下，齿条引导部14的底面14b可以与容纳室12的底面13a碰撞，同时弹性体16A不与容纳室12的底面13a(或容纳底面17a)碰撞。

因此，当将弹性体16A固定于齿条引导部14的容纳底面17a或容纳室12的底面13a的中央部时，需要将弹性体16A的长度设定成使得弹性体16A与容纳室12的底面13a(或容纳底面17a)之间的长度L4比正常状态下齿条引导部14的底面14b与容纳室12的底面13a之间的长度L2短。

根据该实施例的弹性体16形成为具有环状，并且优选地，例如，配置多个突出的弹性体以固定，从而以环状布置在容纳室12的底面13a或齿条引导部14的底面14b上。

此外，根据该实施例的弹性体16与对向的齿条引导部14的底面14b分离，并且根据本发明的弹性体16可以处于自然长度状态。

因此，还优选的是：弹性体16的厚度(轴向上的长度)L3与正常状态下的齿条引导部14的底面14b与容纳室12的底面13a之间的长度L2相同，并且弹性体16抵接在对向的齿条引导部4的表面14b上。

虽然根据实施例的弹性体16由橡胶制成，但是本发明不限于此，并且能够由能够弹性变形的材料制成。

Claims (7)

1.一种齿条引导机构，包括：

壳体，朝着齿条轴开口的容纳室形成在该壳体中；

螺丝，其拧入所述壳体中，并且形成所述容纳室的底壁；

齿条引导部，其容纳在所述容纳室中，并且支撑所述齿条轴；和

压缩螺旋弹簧，其插置在所述容纳室的底面与所述齿条引导部之间，持续地将所述齿条引导部向所述齿条轴侧偏置，

其中，自然长度状态下的弹性体固定于所述容纳室的底面和所述齿条引导部的面对所述容纳室的底面的对向面中的一个面。

2.根据权利要求1所述的齿条引导机构，

其中，所述弹性体在所述齿条引导部的移动方向上与所述容纳室的底面和所述齿条引导部的对向面中的另一个面分离。

3.根据权利要求1或2所述的齿条引导机构，

其中，朝着所述容纳室的底面开口并且容纳所述压缩螺旋弹簧的容纳孔形成在所述齿条引导部的底面上，并且

所述齿条引导部的对向面对应于作为所述齿条引导部的底面的环状面和形成所述容纳孔的底面的容纳底面。

4.根据权利要求3所述的齿条引导机构，

其中，当被固定于所述齿条引导部的对向面时，所述弹性体固定于所述环状面。

5.根据权利要求3所述的齿条引导机构，

其中，当被固定于所述容纳室的底面时，所述弹性体固定于面对所述环状面的部分。

6.根据权利要求3所述的齿条引导机构，

其中，当被固定于所述齿条引导部的对向面时，所述弹性体固定于所述容纳底面。

7.根据权利要求3所述的齿条引导机构，

其中，当被固定于所述容纳室的底面时，所述弹性体固定于面对所述容纳底面的部分。