CN105799773A - 转向设备和轴承部件 - Google Patents
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Abstract
一种转向设备，包括：齿条轴，该齿条轴基于转向部的转向来移动被转向部；盖部，该盖部覆盖齿条轴；以及轴承部件，该轴承部件布置在盖部内部，并且支撑齿条轴，使得齿条轴能够在齿条轴的轴向上移动，并且，轴承部件在与所述齿条轴的接触点处具有储存部，该储存部存储润滑剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于转向的转向设备和轴承部件。
背景技术
用于车辆等的转向设备设置有：输入部，其接受输入自诸如方向盘这样的转向部的转向力；以及输出部，其通过接受转向力的传输将转向力传输到诸如车轮这样的被转向部。然后，转向设备应用齿条和齿轮机构，具有齿轮轴和连接到齿轮轴的齿条轴用以将来自输入部的力传输到输出部。
在齿条和齿轮机构中，设置了能够移动地支撑齿条轴的轴承部件。例如，在JP-A-2002-276654(专利文献1)中公开了一种轴承，包括具有弹性的合成树脂制成的外衬套和固定在外衬套内部的内衬套。在专利文献1中公开的轴承中，抵靠齿轮箱的内周表面的区域和调整到在轴向上的、并且局部不抵靠齿轮箱的内周表面的区域的一端部的区域形成在外衬套的外周表面上。
顺便地，存在用于润滑齿条轴的润滑剂设置于轴承部的、相当于齿条轴的接触点处的情况。然而，存在随着齿条轴的移动，润滑剂在轴承部件与齿条轴之间的润滑剂减少的危险。结果，当齿条轴移动时可能产生大的摩擦噪音
发明内容
本发明的目的是减少当齿条轴移动时产生的摩擦噪音
根据本发明的实施例，提供一种转向设备，包括：齿条轴，该齿条轴基于转向部的转向来移动被转向部；盖部，该盖部覆盖所述齿条轴；以及轴承部件，该轴承部件布置在所述盖部内部，并且支撑所述齿条轴，使得所述齿条轴能够在所述齿条轴的轴向上移动，其中，所述轴承部件在与所述齿条轴的接触点处具有储存部，该储存部存储润滑剂。
此处，所述轴承部件可以包括突出部，该突出部朝着所述齿条轴突出，以形成与所述齿条轴的接触点，并且所述储存部形成在所述突出部处。
所述储存部可以是在与设置了所述齿条轴的一侧对向的一侧上凹进的至少一个凹部。
并且所述储存部可以是朝着所述齿条轴突出的多个凸部。
并且根据本发明的实施例，提供一种用于支撑齿条轴的轴承部件，所述齿条轴基于转向部的转向移动被转向部，使得所述齿条轴能够在所述齿条轴的轴向上移动，包括：接触部，该接触部朝着所述轴承部件的设置了所述齿条轴的内侧突出，并且形成与所述齿条轴的接触点，以及设置在所述接触部处的、朝着所述内侧突出的多个凸部或者朝着与所述内侧相对的外侧凹进的至少一个凹部。
此处，所述至少一个凹部可以具有半球状。
所述凸部可以具有半球状。
根据本发明的实施例，能够减小当齿条轴移动时产生的摩擦噪音。
附图说明
图1是电机驱动动力转向设备的示意性正视图；
图2是沿II-II线截取的图1所示的电机驱动动力转向设备的截面图；
图3A和3B是根据实施例1的衬套的放大视图；
图4是根据实施例2的衬套的整体透视图；
图5A和5B是根据实施例3和实施例4的衬套的整体透视图。
具体实施方式
下文中，将通过参考附图详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
[电机驱动动力转向设备1的整体结构]
图1是电机驱动动力转向设备1的示意性正式视图。
图2是沿着II-II线截取的图1所示的电机驱动动力转向设备1的截面图。
根据实施例的电机驱动动力转向设备1是用于任意地改变车辆的行驶方向的转向设备，以及其中转向设备应用到车辆的结构，特别地，引用汽车作为实施例中的实例。根据实施例的电机驱动动力转向设备1是所谓的齿轮助力式设备。
如图1所示，电机驱动动力转向设备1包括：输入部10，来自由驾驶员操作的方向盘(未示出，转向部的实例)的转向力传输到该输入部；齿条轴21，其连接到例如车轮(未示出，被转向部的实例)以改变车轮的方向；以及齿轮轴22(见图2)，其接受来自输入部10的扭矩以使齿条轴21在轴向上移动。
电机驱动动力转向设备1还包括：连接杆23A和23B，其设置在齿条轴21的端部处，并且通过转向节臂(未示出)连接到例如车轮；壳体30，其容纳各种部件；以及辅助部40，其向齿轮轴22给与转向辅助力。
在以下说明中，齿条轴21的轴向(图1中的左右方向)被称作“轴向”，沿着齿条轴21的轴向的一侧(图1中的左侧)被称作“一侧”，并且沿着齿条轴21的轴向的另一侧(图1中的右侧)参考为“另一侧”。并且，关于齿条轴21的中心轴的周向参考为“周向”，关于齿条轴的中心轴的径向参考为“径向”，在径向上的中心轴侧参考为“内侧”，并且从径向上的中心轴离开的一侧参考为“外侧”。
此外，如图2所示，电机驱动动力转向设备1包括：齿条引导部22，其将齿条轴21朝着齿轮轴22按压；扭矩检测设备50，其检测方向盘的转向扭矩；以及电子控制单元(ECU)51，其控制辅助部40的电动机41(后文描述)的驱动。
输入部10包括：输入轴11，来自由驾驶员操作的方向盘的转向力传输到该输入轴；以及扭杆12，其装接到输入轴11的内部。
齿条轴21是由例如铁制成的中空棒状部件。齿条轴21包括由布置在轴向上的多个齿部形成的齿条21R。齿条轴21装接成使得齿条21R与齿轮轴22的后文表述的齿轮22P接合。然后，齿条轴21通过接受齿轮轴22的转动而在轴向上移动。齿条轴21可以是实心棒状部件。
齿轮轴22是其中形成了齿轮22P的部件。然后，如上所述，齿轮轴22的齿轮22P连接到齿条轴21的齿条21R。齿轮轴22的转动力通过齿轮轴22和齿条轴21在轴向上转化为齿条轴21的移动。
齿轮轴22连接到扭杆12。因此，齿轮轴22通过接受来自输入轴11通过扭杆12的转向力而转动。在实施例中，辅助部40的后文描述的蜗轮43连接到齿轮轴22。因此，除了来自输入轴11的转向力之外，齿轮轴22通过接受来自辅助部40的辅助转向力而转动。
如图1所示，壳体30由例如铝或铁制成，包括：齿条壳体31R(覆盖部件的实例)，其大体上容纳齿条轴21；以及齿轮壳体31P，其大体上容纳齿轮轴22(见图2)。
齿条壳体31R是大约筒状部件，其沿着齿条轴21的轴向形成。齿条壳体31R具有在大约筒状的内部的衬套60和端壳80。
车套60在齿条壳体31R内部同轴地设置有齿条轴21。特别地，在实施例中，衬套60装接到形成在端壳80中的周向保持槽81。然后，衬套60支撑插入到内部的齿条轴21，从而在轴向上能够滑动。后文将详细说明衬套60。
然后，在根据实施例的电机驱动动力转向设备1中，润滑剂(润滑脂)施加在衬套60与齿条轴21之间。作为润滑剂，可以使用通过分离润滑油中的增稠剂而得到的半固化材料或固化材料。另外，添加剂能够适当地与润滑剂混合。
端壳80具有大约的筒状外形。端壳80设置成在齿条壳体31R的轴向上的端部处插入到齿条壳体31R内。端壳80同轴地设置有齿条轴21，并且将衬套60保持在内周表面上(保持槽81)。作为用于端壳80的材料，可以使用诸如铝这样的材料。
如此形成的齿条壳体31R覆盖齿条轴21、衬套60和端壳80并且容纳这些部件。
齿轮壳体31P具有大约的筒状外形。齿轮壳体31P设置在与齿条壳体31R的轴向相交的筒轴方向上。齿轮壳体31P通过第一轴承35和第二轴承36能够转动地保持齿轮轴22，如图2所示。盖33装接到齿轮壳体31P的开口。盖33通过第三轴承37能够转动地保持输入轴11。
在示出的实例中，蜗轮43、第一轴承35、第二轴承36以该顺序从中心部侧朝着端部侧布置在齿轮轴22的轴向上。在齿轮壳体31P中，内部容纳蜗轮43的部分参考为第一外周部31A，内部容纳第一轴承35的部分参考为第二外周部31B，并且内部容纳第二轴承36的部分参考为第三外周部31C。
如图2所示，辅助部40包括电动机41、蜗杆42和蜗轮43。
电动机41由电子控制单元51控制以可转动地驱动蜗杆42。蜗杆42连接到电动机41的输出轴，通过接收电动机41的驱动力而转动。蜗轮43连接到蜗杆42，来自电动机41的驱动力传输到蜗杆42。因此，电动机41的转动力在通过蜗轮43减速后传输到齿轮轴22。
[衬套60的功能/结构]
图3A和3B是根据实施例1的衬套60的说明图。图3A是根据实施例1的衬套60的整体透视图，并且图3B是用于说明稍后描述的球面凹部642的布置的示意图。
如图3A所示，衬套60(轴承部件的实例)包括：大约环状的衬套本体61；分离部62，其形成衬套本体61在周向上的一部分中的切除部；向外突出部63，其设置在衬套本体61在径向上的外侧上；以及向内突出部64(突出部和接触部的实例)，其设置在衬套本体61在径向上的内侧上。
作为实施例中的衬套60的材料，可以使用诸如聚氨酯、聚缩醛、聚丙烯以及聚四氟乙烯这样的合成树脂。衬套60还可以通过诸如注塑成型这样的一体成型形成。
(衬套本体61，分离部62)
衬套本体61配合到端壳80的保持槽81(见图1)。
分离部63形成在周向上的一部分中。在实施例中，在将衬套60装接到端壳80时，能够变形以使分离部62中的狭缝的间隔变窄。
(向外突出部63)
在实施例中设置了多个(三个)向外突出部63。在实施例中，多个向外突出部63以等间隔设置在衬套本体61的周向上。
然后，向外突出部63形成在在衬套本体61的周向上面对向内突出部64的位置处。即，向外突出部63与向内突出部64沿着衬套本体61的径向并排布置。
向外突出部63均具有曲面631。曲面631形成为沿着周向的弧状。在实施例中，向外突出部63的曲面631接触端壳80的保持槽81(见图1)。
(向内突出部64)
在实施例中设置了多个(三个)向内突出部64。在实施例中，多个向内突出部64以等间隔布置在衬套本体61的周向上。然后，向内突出部64形成与齿条轴21的接触部。
同样在实施例中，经过接触向内突出部64中的齿条轴21的部分的虚圆的内径形成为小于齿条轴21的外径。即，衬套60以预定的干涉支撑齿条轴21。
每个向内突出部64均具有平坦表面部641和球面凹部642(储存部和至少一个凹部的实例)。
平坦表面部641形成在大约平坦表面上，形成指向齿条轴21侧的表面。与衬套本体61中的其他部分相比，平坦表面部641还朝着齿条轴21侧突出。即，与其他部分相比，平坦表面部641具有从衬套本体61的轴心的更短距离。然后，当不考虑球面凹部642时，平坦表面部641与具有圆形外表面的齿条轴线性地接触(轴向)。
在实施例中设置了多个球面凹部642，其以预定的形状布置。球面凹部642形成具有半球状。半球状不意味着完全的半球，而是包括比完全的半球浅的形状或者椭球的大约一半的形状。
将进一步具体说明多个球面凹部642的布置。下文中，为方便区分多个球面凹部642，将通过为数字“642”增加字母字符来描述。
如图3B所示，多个球面凹部642布置成使得当从周向上观察多个球面凹部642时，多个球面凹部642在轴向上是连续而没有间断的。例如，关于周向，在球面凹部642a与在周向上的一侧上相邻的球面凹部642b之间，在周向上的另一侧上布置了球面凹部642c。球面凹部642a与球面凹部642b之间的长度L1设定成与球面凹部642c的直径相同或小于球面凹部642c的直径。
类似地，当从轴向观察多个球面凹部642时，多个球面凹部642布置成在周向上连续无间断。例如，关于轴向，球面凹部642f布置在球面凹部642d与在轴向上的另一侧上相邻的球面凹部642e之间的轴向上的一侧上。球面凹部642d与球面凹部642e之间的长度L2设定成与球面凹部642f的直径相等或者小于球面凹部642f的直径。
当齿条轴21在轴向上移动时，具有以上结构的衬套60的向内突出部64支撑齿条轴21。尤其在实施例中，衬套60的向内突出部64形成干涉，并且与例如衬套60以在周向上的整个周部接触齿条轴21的情况相比，以较小的面积接触齿条轴21。因此，根据实施例的电机驱动动力转向设备1能够在明确地利用衬套60支撑齿条轴21的同时减少衬套60与齿条轴21之间的摩擦阻力。
同样在实施例中，衬套60的向内突出部64具有球面凹部642。球面凹部642作用，从而各自存储润滑剂，操作以保持润滑剂以随着齿条轴21在轴向上的移动而不离开衬套60。结果，在根据实施例的电机驱动动力转向设备1中，润滑剂容易地储备在衬套60中，并且能够减小由于齿条轴21的移动而产生的摩擦噪音。
另外，如上所述，由于衬套60能够减小相当于齿条轴21的滑动摩擦，所以衬套60能够以相对大的干涉支撑齿条轴21。结果，抑制了由于不充分支撑齿条轴21而能够产生的齿轮轴22与齿条轴21之间的撞击声(所谓的颤动声)的产生。特别地，当使用由合成树脂支撑的衬套60时，衬套60可能由于蠕变或受热经历而扩大或者收缩，然而，能够在这样的情况下实现齿条轴21的良好的支撑。
(实施例2)
将说明根据实施例2的衬套260。在实施例2中，相同的符号赋予与其它实施例相同的构件，并且省略其详细说明。
图4是根据实施例2的衬套260的整体透视图。
(衬套260的功能/结构)
根据实施例2的衬套260(轴承部件的实例)包括：衬套本体61；分离部62；向外突出部63；以及向内突出部264(突出部和接触部的实例)，其设置在径向上的衬套本体61的内侧上。即，根据实施例2的衬套260与根据实施例1的衬套60的不同之处在于向内突出部264的结构。下文中，将详细说明向内突出部264。
(向内突出部264)
在实施例中设置了多个(三个)向内突出部264。在实施例中，多个向内突出部264以等间隔布置在衬套本体61的周向上。同样在实施例2中，经过与在内突出部264中的齿条轴21接触的部分的虚圆的内径形成为小于齿条轴21的外径。即，衬套260以预定的干涉支撑齿条轴21。
向内突出部264均具有平坦表面部641和球面凸部643(储存部和凸部的实例)。
在实施例2中设置了多个球面凸部643，其以预定形式布置。根据实施例2的球面凸部643形成为具有半球状。
半球状不意味着完全的半球，而是包括壁完全的半球浅的形状或者椭球的大约一半的形状。
将进一步具体说明多个球面凸部643的布置。多个球面凸部643的布置与参考图3B说明的多个球面凹部642的布置相同。
多个球面凸部643布置成使得当从周向上观察多个球面凸部643时，多个球面凸部643在轴向上连续无间断。例如，关于周向，在周向上的一侧上相邻的两个球面凸部643之间，球面凸部643布置在周向上的另一侧上。两个球面凸部643之间的长度设定成等于另一周向凸部643的直径或者设定成小于另一球面凸部643的直径。
类似地，当从轴向上观察多个球面凸部643时，多个球面凸部643布置成在周向上连续无间断。例如，关于轴向，球面凸部643在轴向上的一侧上布置在两个在轴向上的另一侧上相邻的球面凸部643之间。两个球面凸部643之间的长度设定成与一侧上的球面凸部643的直径相同或者小于一侧上的球面凸部643的直径
同样在根据实施例2的具有以上结构的衬套260中，多个球面凸部643作用，从而在一个球面凸部643与另一个球面凸部643之间存储润滑剂。即，多个球面凸部643操作成保持润滑剂以随着齿条轴21在轴向上的移动而不从衬套260离开。结果，在根据实施例2的电机驱动动力转向设备1中，容易地在衬套260中存储润滑剂，并且能够减少由于齿条轴21的移动而产生的摩擦噪音。
(实施例3和实施例4)
接着，将说明根据实施例3的衬套360和根据实施例4的衬套460。在以下说明中，相同的符号赋予与其它实施例相同的构件，并且省略其详细说明。
图5A是根据实施例3的衬套360的整体透视图，并且图5B是根据实施例4的衬套460的整体透视图。
(衬套360的功能/结构)
如图5A所示，代替实施例1的向内突出部64，根据实施例3衬套360(轴承部件的实例)包括向内突出部364(突出部和接触部的实例)。然后，向内突出部364均包括平坦表面部641和槽部644(储存部和至少一个凹部的实例)。下文中，将详细描述槽部644。
设置了多个(实施例中三个)槽部644。槽部644形成为在平坦表面部641上的直线。然后，槽部644形成为沿着与轴向相交的方向(正交方向)延伸。
同样在根据实施例3的具有上述结构的衬套360中，槽部644作用，从而分别储存润滑剂。即，槽部644操作以保持润滑剂以随着齿条轴21在轴向上的移动而不离开衬套360。结果，在根据实施例的电机驱动动力转向设备1中，润滑剂容易地存储在衬套360中，并且能够降低由于齿条轴21的移动而产生的摩擦噪音。
[衬套460的功能/结构]
如图5B所示，代替实施例2的向内突出部264，根据实施例4的衬套460(轴承部件的实例)包括向内突出部464(突出部和接触部的实例)。然后，每个向内突出部464均包括平坦表面部641和桥部645(储存部和凸部的实例)。下文中，将详细说明桥部645。
设置了多个(实施例中三个)桥部645。各个桥部645朝着设置了齿条轴21的径向上的内侧突出。桥部645形成为在平坦表面部641上的直线。桥部645还形成为沿着与轴向相交的方向(正交方向)延伸。
同样在根据实施例4的具有以上结构的衬套460中，多个桥部645作用，以存储相邻的两个桥部645之间的润滑剂。多个桥部645操作为保持润滑剂以随着齿条轴21在轴向上的移动而不离开衬套460。结果，在根据实施例的电机驱动动力转向设备1中，容易地在衬套460中存储润滑剂，并且能够降低由于齿条轴21的移动而产生的摩擦噪音。
注意，衬套60(260、360、460)可以具有其它形状，只要衬套构造成在与齿条轴21的接触点处存储润滑剂，并且本发明不限于根据实施例1至4的球面凹部642、球面凸部643、槽部644和桥部645的结构。
此外，衬套60(260、360、460)的整体形状不限于上述实施例1至4的形状。衬套60也不限于设置在端壳80内部的结构，并且可以具有其它形状，只要衬套能够支撑齿条轴21。
已通过使用电机驱动动力转向设备的实例说明以上各个实施例，然而，本发明不限于此。例如，实施例的结构能够应用到诸如齿条辅助型这样的其它系统的电机驱动动力转向设备。并且，实施例的结构能够应用到利用液压产生辅助力的动力转向设备或者不产生动力辅助力的手动转向设备。
Claims (7)
1.一种转向设备，包括：
齿条轴，该齿条轴基于转向部的转向来移动被转向部；
盖部，该盖部覆盖所述齿条轴；以及
轴承部件，该轴承部件布置在所述盖部内部，并且支撑所述齿条轴，使得所述齿条轴能够在所述齿条轴的轴向上移动，
其中，所述轴承部件在与所述齿条轴的接触点处具有储存部，该储存部存储润滑剂。
2.根据权利要求1所述的转向设备，
其中，所述轴承部件包括突出部，该突出部朝着所述齿条轴突出，以形成与所述齿条轴的接触点，并且
所述储存部形成在所述突出部处。
3.根据权利要求1或2所述的转向设备，
其中，所述储存部是在与设置了所述齿条轴的一侧相对的一侧上凹进的至少一个凹部。
4.根据权利要求1或2所述的转向设备，
其中，所述储存部是朝着所述齿条轴突出的多个凸部。
5.一种用于支撑齿条轴的轴承部件，所述齿条轴基于转向部的转向移动被转向部，使得所述齿条轴能够在所述齿条轴的轴向上移动，包括：
接触部，该接触部朝着所述轴承部件的设置了所述齿条轴的内侧突出，并且形成与所述齿条轴的接触点，以及
设置在所述接触部处的、朝着所述内侧突出的多个凸部或者朝着与所述内侧相对的外侧凹进的至少一个凹部。
6.根据权利要求5所述的轴承部件，其中，所述至少一个凹部中的每一个都具有半球状。
7.根据权利要求5所述的轴承部件，其中，每个所述凸部都具有半球状。
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