CN105882735A - 转向装置以及用于该转向装置的齿条轴 - Google Patents

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CN105882735A CN201610079613.8A CN201610079613A CN105882735A CN 105882735 A CN105882735 A CN 105882735A CN 201610079613 A CN201610079613 A CN 201610079613A CN 105882735 A CN105882735 A CN 105882735A
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Abstract

本发明涉及转向装置以及用于该转向装置的齿条轴，转向装置具备：小齿轮轴，其形成有小齿轮齿；齿条轴，其形成有与小齿轮齿啮合的齿条齿；以及一对限位器，它们在齿条轴的左右的行程终止位置限制齿条轴的移动。齿条齿以在转向操纵中立状态下与小齿轮齿啮合的部位为基准位置，并以该基准位置为中心将齿条轴的一端侧与另一端侧形成为非对称。关于齿条轴的行程位置而言，行程终止位置从基于小齿轮齿的啮合传动的齿条齿的齿根应力成为峰值的峰值产生行程位置偏移。

Description

转向装置以及用于该转向装置的齿条轴
技术领域
本发明涉及转向装置以及用于该转向装置的齿条轴。
背景技术
在日本特开2008－137473号公报中公开了如下内容：若齿条到达行程端，则齿条与固定于壳体的限位器抵接而停止；在与小齿轮啮合的齿条齿的齿根形成有曲率半径大的圆角。在日本特开2009－107539号公报中，公开了在行程终止位置的齿条齿的齿根形成有大曲率半径的齿根的齿条轴。
在日本特开2006－96243号公报中，公开了位于在齿条轴形成的齿条齿列的最端部的位置的齿条齿形成为与除最靠近端部的位置以外的齿条齿的齿形相比齿形槽的底部较浅的齿形。在特开2010－111301号公报中，公开了在行程终止处与小齿轮齿啮合的齿条齿的齿高减小的齿条轴。
日本特开2008－137473号公报、日本特开2009－107539号公报、日本特开2006－96243号公报、日本特开2010－111301号公报的齿条轴在行程终止位置与限位器碰撞时，齿条齿的齿根应力形成为在基于啮合传动的齿根应力附加有因上述碰撞引起的齿根应力的情况。在基于啮合传动的齿根应力成为峰值的行程位置与行程终止位置重叠的情况下，有在行程终止位置产生大量的齿根应力的担忧。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种能够抑制齿根应力在齿条轴的行程终止位置增大的转向装置。
本发明的一个方式的转向装置的结构上的特征在于，具备：小齿轮轴，其形成有小齿轮齿；齿条轴，其形成有与上述小齿轮齿啮合的齿条齿；以及一对限位器，它们在上述齿条轴的左右的行程终止位置限制上述齿条轴的移动，上述齿条齿以在转向操纵中立状态下与上述小齿轮齿啮合的部位为基准位置，并以该基准位置为中心将上述齿条轴的一端侧与另一端侧形成为非对称，关于上述齿条轴的行程位置而言，上述行程终止位置从基于上述小齿轮齿的啮合传动的上述齿条齿的齿根应力成为峰值的峰值产生行程位置偏移。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚。
图1是本发明的一个实施方式的转向装置的示意主视图。
图2是表示中立位置至行程终止位置的转向机构的行程比的图表。
图3是表示齿条齿8a的齿根应力相对于小齿轮轴7的旋转角θ的变化曲线亦即齿根应力曲线的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是本发明的一个实施方式的转向装置1的示意主视图。转向装置1具备转向轴3和中间轴5。在转向轴3的一端连结有方向盘等转向操纵部件2。中间轴5经由万向节4与转向轴3连结。另外，转向装置1具备小齿轮轴7和齿条轴8。小齿轮轴7的一端经由万向节6与中间轴5连结。在小齿轮轴7的另一端附近形成有小齿轮齿7a。齿条轴8形成有与小齿轮齿7a啮合的齿条齿8a。利用小齿轮轴7以及齿条轴8构成包括齿轮齿条机构的转向机构A。
齿条轴8为沿车辆的宽度方向(左右方向)延伸的棒状。齿条轴8经由未图示的轴套等被支承为能够在筒状的壳体9内沿其轴向X移动。通过将壳体9的内部空间在轴向X的两端扩径，而在壳体9的轴向X的两端分别设置有阶梯差9a。
齿条轴8的轴向X的两端分别从壳体9突出。齿条轴8的两端经由球窝接头等一对接头部件10以及对应的转向横拉杆11等与对应的转向轮12连结。各接头部件10包括球部10a和插槽10b。球部10a形成于转向横拉杆11的端部。插槽10b形成于齿条轴8的端部并将球部10a保持为能够转动。
经由转向轴3以及中间轴5向小齿轮轴7传递转向操纵部件2的旋转，从而小齿轮轴7旋转。传递至小齿轮轴7的旋转通过小齿轮齿7a与齿条齿8a的啮合而转换为齿条轴8的轴向X的移动。由于齿条轴8沿轴向X移动，从而转向轮12转向。将与车辆前进时的转向轮12的位置对应的转向操纵部件2的位置称为转向操纵中立位置。另外，将转向操纵部件2处于转向操纵中立位置时的转向装置1的状态称为转向操纵中立状态。另外，将在转向操纵中立状态下与小齿轮齿7a啮合的齿条齿8a的部位15称为基准位置(图1的点划线)。另外，将齿条轴8的轴向X的位置设为行程位置，将转向操纵中立状态下的齿条轴8的位置设为中立位置。
转向装置1被嵌合保持于壳体9的内周，并具备限制齿条轴8的轴向X的移动的一对限位器17。各限位器17例如分别被壳体9的对应的阶梯差9a限制轴向X的移动，并与对应的插槽10b在轴向X对置。各限位器17与对应的插槽10b抵接，从而将齿条轴8限制于行程终止位置。
齿条齿8a构成齿轮齿条机构(转向机构A)的传动比根据转向操纵部件2的转向操纵角而变化的所谓可变齿条。齿条齿8a以基准位置为中心将齿条轴8的一端侧X1与另一端侧X2形成为非对称。图2是表示中立位置至行程终止位置的转向机构A的行程比R的图表。行程比R为齿条轴8相对于小齿轮轴7的旋转角θ的轴向移动量。
图2的横轴表示小齿轮轴7的旋转角θ。这里，将θ＝0设为中立位置，利用“+”表示行程位置比中立位置更靠一端侧X1(图1的右侧)的情况下的小齿轮轴7的旋转。利用“－”表示行程位置比中立位置更靠另一端侧X2(图1的左侧)的情况下的小齿轮轴7的旋转。将行程终止位置的小齿轮轴7的旋转角分别设为“+θE”以及“－θE”。图2的纵轴表示行程比R。
在本实施方式中，如由图2的实线所示的图表那样，在θ＝0(中立位置)附近，行程比R降低。在θ＝+θE以及θ＝－θE(行程终止位置)附近，行程比R增高。与本实施方式不同，也可以如图2的双点划线所示，在θ＝0(中立位置)附近，行程比R增高。而且，也可以在θ＝+θE以及θ＝－θE(行程终止位置)附近，行程比R降低。
这里，在可变齿条的齿条轴，齿条齿的形状形成为以基准位置为中心在齿条轴的一端侧X1与另一端侧X2对称。通常，表示行程比的曲线隔着θ＝0的直线左右对称。在本实施方式中，齿条齿8a的形状形成为以基准位置为中心在齿条轴8的一端侧X1与另一端侧X2非对称。另一方面，以本实施方式的关于齿条轴8的行程比R隔着θ＝0的直线左右对称的方式基于计算来设计齿条齿8a的齿形。
图3是表示齿条齿8a的齿根应力相对于小齿轮轴7的旋转角θ的变化曲线亦即齿根应力曲线的图表。图3所示的图表的一个横轴表示小齿轮轴7的旋转角θ。另外，另一个横轴表示与旋转角θ对应的行程终止位置SE附近的齿条轴8的行程位置S。图3所示的图表的纵轴表示基于与小齿轮齿7a啮合的一个齿条齿8a的啮合传动的齿根应力σ。
如图3所示，关于齿条轴8的行程位置S而言，行程终止位置SE从基于小齿轮齿7a的啮合传动的齿条齿8a的齿根应力σ成为峰值的峰值产生行程位置SP偏移。因此，行程终止位置SE与基于啮合传动的齿条齿的齿根应力σ成为峰值的峰值产生行程位置SP不重叠。因此，能够避免因齿条轴8与限位器17的碰撞引起的齿根应力被附加于基于啮合传动的齿根应力σ的峰值的情况。因此，能够抑制在行程终止位置SE的齿条齿8a的齿根应力σ的增大。
本发明并不限定于以上说明的实施方式，在权利要求书所记载的范围内能够进行各种变更。
本申请主张于2015年2月12日提出的日本专利申请2015-025362号的优先权，并在此引用其全部内容。

Claims (2)

1.一种转向装置，其特征在于，具备：
小齿轮轴，其形成有小齿轮齿；
齿条轴，其形成有与所述小齿轮齿啮合的齿条齿；以及
一对限位器，它们在所述齿条轴的左右的行程终止位置限制所述齿条轴的移动，
所述齿条齿以在转向操纵中立状态下与所述小齿轮齿啮合的部位为基准位置，并以该基准位置为中心将所述齿条轴的一端侧与另一端侧形成为非对称，
关于所述齿条轴的行程位置而言，所述行程终止位置从基于所述小齿轮齿的啮合传动的所述齿条齿的齿根应力成为峰值的峰值产生行程位置偏移。
2.一种齿条轴，其特征在于，
其用于权利要求1所述的转向装置。
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