CN107813863A - 嵌合结构以及具备该嵌合结构的转向装置 - Google Patents

嵌合结构以及具备该嵌合结构的转向装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供嵌合结构以及具备该嵌合结构的转向装置。嵌合结构具备：环状的密封部件(17)；第一嵌合部件，其具有筒状的第一筒状嵌合部(21)、从轴向一端侧与上述密封部件(17)抵接的第一夹持部(22)以及设置于与上述第一夹持部(22)不同的位置的第一限制部(24)；以及第二嵌合部件，其具有从轴向另一端侧相对于上述第一筒状嵌合部(21)嵌合的筒状的第二筒状嵌合部(31)、从轴向另一端侧与上述密封部件(17)抵接的第二夹持部(32)以及在上述密封部件(17)在上述第一夹持部(22)与上述第二夹持部(32)之间被压缩规定量的状态下从轴向另一端侧与上述第一限制部(24)抵接的第二限制部(36)。

Description

嵌合结构以及具备该嵌合结构的转向装置
技术领域
本发明涉及嵌合结构以及具备该嵌合结构的转向装置。
背景技术
以往，作为车辆用的转向装置，存在利用齿轮齿条机构将伴随着转向操作的旋转转换为齿条轴的往复直线运动来变更转向轮的转向角的转向装置。在这种转向装置中，在齿条壳体中的收纳小齿轮轴的筒状部嵌合有孔盖，转向装置在被固定于车辆的悬架梁的状态下，经由孔盖被按压于车辆的仪表板外侧。这样，由于转向装置设置于车室外，所以容易附着来自路面的雨水、灰尘等。
因此，例如在日本特开2006-1504的转向装置中，通过在齿条壳体的筒状部与孔盖之间夹设密封部件，防止雨水等侵入齿条壳体内。
然而，在上述日本特开2006-1504的结构中，密封部件在形成于齿条壳体的筒状部的凸缘与孔盖的轴向端面之间在轴向被压缩，齿条壳体(筒状部)的向车辆上侧(孔盖侧)的位移经由密封部件以及孔盖被仪表板限制。因此，例如在因伴随着车辆的行驶的路面反作用力等向车辆上侧上推齿条壳体的外力发挥作用的情况下，作用于齿条壳体的筒状部与孔盖之间的轴向的全部负载会保持原样地作用于密封部件。其结果是，密封部件在筒状部与孔盖之间被过度压缩，容易劣化。
发明内容
本发明提供能够抑制密封部件的劣化加速的嵌合结构以及具备该嵌合结构的转向装置。
本发明的第一方式的嵌合结构具备：环状的密封部件；第一嵌合部件，其具有筒状的第一筒状嵌合部、从轴向一端侧与上述密封部件抵接的第一夹持部以及设置于与上述第一夹持部不同的位置的第一限制部；以及第二嵌合部件，其具有从轴向另一端侧相对于上述第一筒状嵌合部嵌合的筒状的第二筒状嵌合部、从轴向另一端侧与上述密封部件抵接的第二夹持部以及在上述密封部件在上述第一夹持部与上述第二夹持部之间被压缩规定量的状态下从轴向另一端侧与上述第一限制部抵接的第二限制部。
根据上述结构，例如在向第二嵌合部件接近的方向的外力作用于第一嵌合部件的情况下，第一限制部与第二限制部相互抵接从而在上述第一以及第二限制部间基于外力的轴向负载被支承。这样，通过第一限制部与第二限制部相互抵接承受轴向负载，能够防止密封部件超过规定量地被压缩，因此能够抑制该密封部件被过度压缩从而劣化加速。
在上述方式的嵌合结构中，也可以为上述第一限制部设置于上述第一嵌合部件中的比上述第一夹持部靠轴向另一端侧，上述第二限制部设置于上述第二嵌合部件中的比上述第二夹持部靠轴向另一端侧。
根据上述结构，由于第二限制部设置为比第二夹持部更从第二嵌合部件中的轴向一端侧的开口分离，所以第二嵌合部件通过从轴向一端侧的开口分离的部位支承轴向负载。因此，与通过第二嵌合部件中的轴向一端侧的开口附近承受轴向负载的情况相比，该第二嵌合部件难以变形，能够减少在承受该轴向负载时对第二夹持部造成的影响。由此，能够适当地抑制密封部件被过度压缩。
在上述方式的嵌合结构中，也可以为上述第二嵌合部件具有向轴向一端侧延伸的臂部以及从该臂部的前端向径向突出的爪部，上述第一嵌合部件具有上述爪部能够卡合的被卡合部。
根据上述结构，由于通过爪部卡合于被卡合部，第二嵌合部件向轴向另一端侧移动从第一嵌合部件分离被限制，所以例如在使第一嵌合部件与第二嵌合部件嵌合的状态下进行输送等时，能够抑制第二嵌合部件脱落。
在上述方式的嵌合结构中，也可以为上述第二嵌合部件通过上述第二筒状嵌合部间隙配合于上述第一筒状嵌合部而被嵌合于上述第一嵌合部件，上述第一筒状嵌合部与上述第二筒状嵌合部的嵌合部分的轴向长度被设定为，在上述第二筒状嵌合部相对于上述第一筒状嵌合部最倾斜的状态下，上述第一夹持部与上述第二夹持部之间的上述密封部件的压缩被保持。
根据上述结构，由于第二筒状嵌合部间隙配合于第一筒状嵌合部，所以与压入的情况相比，能够减少在嵌合状态下作用于第一以及第二嵌合部件的应力，例如在配置于高温下等的苛刻环境的情况下，能够抑制第一以及第二嵌合部件的劣化加速。另一方面，在通过间隙配合嵌合的情况下，可能会产生第二嵌合部件相对于第一嵌合部件的倾斜。关于这一点，在上述结构中，由于以在第二筒状嵌合部相对于第一筒状嵌合部最倾斜的状态下密封部件的压缩也被保持的方式设定第一筒状嵌合部与第二筒状嵌合部的嵌合部分的轴向长度，所以即使通过间隙配合嵌合第一嵌合部件与第二嵌合部件，也能够确保密封性能。
本发明的第二方式的转向装置具备上述第一方式的嵌合结构，将以局部突出的方式收纳构成齿轮齿条机构的小齿轮轴的壳体作为上述第一嵌合部件，将在上述壳体与车辆的仪表板之间覆盖上述小齿轮轴的孔盖作为上述第二嵌合部件。
根据上述结构，例如在因路面反作用力等较大的外力作用于齿条壳体的情况下等，能够抑制密封部件被过度压缩，因此能够抑制密封部件的劣化加速。
根据本发明，能够抑制密封部件的劣化加速。
附图说明
以下参照附图描述本发明的实施方式的特征、优点以及技术与工业意义，其中，相同的附图标记表示相同的部件，其中，
图1是转向装置的简要结构图。
图2是表示齿条壳体的筒状部与孔盖的嵌合结构的分解立体图。
图3是表示齿条壳体的筒状部与孔盖的嵌合结构的剖视图。
具体实施方式
以下，根据附图说明嵌合结构以及转向装置的一个实施方式。如图1所示，转向装置1具备转向操纵机构5，上述转向操纵机构5具有供方向盘2固定的转向轴3与相应于转向轴3的旋转在轴向往复移动的齿条轴4。另外，转向装置1具备作为供齿条轴4能够往复移动地插入的壳体的齿条壳体6。此外，转向轴3通过从方向盘2侧依次连结柱轴7、中间轴8以及小齿轮轴9而构成。
齿条轴4与小齿轮轴9在齿条壳体6内具有规定的交叉角地配置，并且通过形成于齿条轴4的齿条齿与形成于小齿轮轴9的小齿轮齿啮合构成齿轮齿条机构10。另外，齿条轴4的两端经由未图示的横拉杆连结于组装有转向轮的转向节。因此，在转向装置1中，转向轴3的伴随着转向操作的旋转通过齿轮齿条机构10被转换为齿条轴4的轴向移动，通过将该轴向移动经由横拉杆传递至转向节，变更转向轮的转向角，即变更车辆的行进方向。
齿条壳体6具有在齿条轴4的轴向延伸的圆筒状的壳体主体11和与壳体主体11一体形成并且在小齿轮轴9的轴向延伸的圆筒状的筒状部12。此外，齿条壳体6由铝等金属材料构成。在壳体主体11的两端部分别形成有具有沿车辆上下方向延伸的贯通孔13的安装部14。小齿轮轴9从筒状部12突出延伸至仪表板D的内侧(车室内)，并且连结于中间轴8。仪表板D将发动机舱与车室间隔开。
在作为第一嵌合部件的齿条壳体6的筒状部12嵌合有作为在筒状部12与仪表板D之间覆盖小齿轮轴9的第二嵌合部件的孔盖15。此外，在孔盖15与仪表板D之间夹设有未图示的密封部件。而且，转向装置1通过在经由孔盖15被按压于车辆的仪表板D的状态下将齿条壳体6经由插通于贯通孔13的螺栓连结于车辆的悬架梁(都省略图示)，由此转向装置1被安装于车辆主体。
接下来，对筒状部12与孔盖15的嵌合结构进行说明。如图2以及图3所示，孔盖15通过在其与筒状部12之间从轴向夹入形成为圆环状的填料等的密封部件17而被嵌合于筒状部12，从而防止来自路面的雨水、灰尘等侵入筒状部12与孔盖15之间。此外，以下，为了便于说明，将车辆下侧设为轴向一端侧，将车辆上侧设为轴向另一端侧。
筒状部12具有在轴向另一端侧开口的圆筒状的第一筒状嵌合部21、从第一筒状嵌合部21的轴向一端部向径向外侧延伸突出的圆环状的第一夹持部22以及从第一夹持部22的轴向一端面遍及周向的规定范围向轴向一端侧延伸突出的多个被卡合部23。第一筒状嵌合部21的开口端部被视为遍及其整周具有平坦的端面的第一限制部24。即，第一限制部24设置于筒状部12中的比第一夹持部22靠轴向另一端侧。第一筒状嵌合部21的外径设定为与密封部件17的内径大致相等，第一夹持部22的外径设定为与密封部件17的外径大致相等。第一夹持部22从轴向一端侧与密封部件17抵接，其轴向另一端侧的端面与密封部件17抵接。此外，第一夹持部22的外周面与被卡合部23的外周面形成为平面。在筒状部12的内周固定有将小齿轮轴9支承为能够旋转的轴承25，并且在轴承25的轴向另一端侧(筒状部12的开口端侧)固定有唇形密封等密封部件26。
孔盖15由树脂材料构成，整体形成为筒状。孔盖15具有圆筒状的第二筒状嵌合部31、从第二筒状嵌合部31的轴向一端向径向外侧延伸突出的圆环状的第二夹持部32以及从第二夹持部32的径向外侧端部向轴向一端侧延伸突出的圆筒状的边缘部33。第二筒状嵌合部31的内径设定为稍大于第一筒状嵌合部21的外径，第二筒状嵌合部31通过间隙配合嵌合于第一筒状嵌合部21的外周。而且，第二筒状嵌合部31与第一筒状嵌合部21的嵌合部分的轴向长度设定为即使在第二筒状嵌合部31相对于第一筒状嵌合部21最倾斜的状态下第一夹持部22与第二夹持部32之间的密封部件17的压缩仍被保持的规定长度以上。第二夹持部32从轴向另一端侧与密封部件17抵接，其轴向一端侧的内端面与密封部件17抵接。边缘部33的内径形成为稍大于第一夹持部22的外径，边缘部33通过间隙配合嵌合于第一夹持部22的外周。在边缘部33中的与上述被卡合部23对应的多个位置(在本实施方式中为三处)形成有朝向轴向一端侧延伸的长方形板状的臂部34，并且在各臂部34的轴向一端部形成有朝向径向内侧突出的爪部35。各爪部35形成为突出量从轴向一端朝向另一端侧缓缓增大的剖面三角形。
另外，孔盖15具有从第二筒状嵌合部31的轴向另一端向径向内侧延伸突出的圆环状的第二限制部36、从第二限制部36的内周缘向轴向另一端侧渐缩的锥形筒部37以及从锥形筒部37的轴向另一端部向径向外侧延伸突出的凸缘部38。即，第二限制部36设置于孔盖15中的比第二夹持部32靠轴向另一端侧。第二限制部36的内径设定为与第一筒状嵌合部21的内径大致相等。凸缘部38形成为长圆形，并且设置为从锥形筒部37的轴向另一端部对应于齿条轴4与小齿轮轴9的交叉角向与轴向交叉的方向倾斜。
而且，孔盖15通过第二筒状嵌合部31利用间隙配合嵌合于第一筒状嵌合部21的外周，并且边缘部33通过间隙配合与第二夹持部32的外周嵌合，爪部35卡合于被卡合部23，从而被组装于筒状部12。在该状态下，通过第一限制部24的端面与第二限制部36的轴向一端侧的内端面抵接，密封部件17在第一夹持部22与第二夹持部32之间被压缩规定量，将筒状部12与孔盖15之间密封。孔盖15通过第二筒状嵌合部31嵌合于第一筒状嵌合部21，向径向的移动被限制，通过第二限制部36抵接于第一限制部24，向轴向一端侧(压入方向)的移动被限制，通过爪部35卡合于被卡合部23，向轴向另一端侧(拔出方向)的移动被限制。此外，爪部35并不总是卡合于被卡合部23的轴向一端面，而是与其在轴向空开稍许缝隙地对置。另外，密封部件17被压缩的规定量是充分确保筒状部12与孔盖15之间的密封性能并且不会过度压缩到密封部件17的劣化加速的程度的量，并且预先通过实验等求得。
如以上所述，根据本实施方式，能够起到以下的作用效果。(1)在孔盖15设置有第二限制部36，该第二限制部36在齿条壳体6中的筒状部12的第一夹持部22与孔盖15的第二夹持部32之间密封部件17压缩规定量的状态下，从轴向另一端侧与筒状部12的第一限制部24抵接。因此，例如在向孔盖15接近的方向的外力作用于齿条壳体6的情况下，第一限制部24与第二限制部36相互抵接，从而在上述第一以及第二限制部24、36间基于外力的轴向负载被支承。即，齿条壳体6(筒状部12)的向车辆上侧(孔盖15侧)的位移经由孔盖15被仪表板D限制。因此，由于能够防止密封部件17超过规定量地被压缩，所以能够抑制密封部件17被过度压缩从而劣化加速的情况，且能够长期维持密封性能。
(2)在比第一以及第二夹持部22、32靠轴向另一端侧设置有第一以及第二限制部24、36。即，由于第二限制部36设置为比第二夹持部32更从孔盖15中的轴向一端侧的开口分离，所以孔盖15通过从轴向一端侧的开口分离的部位支承轴向负载。因此，与通过孔盖15中的轴向一端侧的开口附近承受轴向负载的情况相比，孔盖15难以变形，能够减少在承受该轴向负载时对第二夹持部32造成的影响。由此，能够适当地抑制密封部件17被过度压缩。特别是在本实施方式中，筒状部12(齿条壳体6)是由金属材料构成的金属部件，并且孔盖15是由树脂材料构成的树脂部件，孔盖15的强度比筒状部12低，容易变形，因此应用该结构的效果大。
(3)由于在孔盖15设置有能够相对于筒状部12的被卡合部23卡合的爪部35，所以孔盖15向轴向另一端侧移动而从筒状部12分离的情况被限制。由此，例如在以在齿条壳体6嵌合有孔盖15的状态进行输送等时，能够抑制孔盖15脱落。
(4)由于使第二筒状嵌合部31间隙配合于第一筒状嵌合部21，所以与压入的情况相比，能够减少在嵌合状态下作用于孔盖15的应力，例如在配置于高温下等的苛刻环境的情况下，能够抑制孔盖15的劣化加速。特别是在本实施方式中，由于孔盖15由树脂材料构成，所以应用该结构的效果大。另一方面，在通过间隙配合嵌合的情况下，可能会产生孔盖15相对于筒状部12的倾斜。关于这一点，在本实施方式中，第一筒状嵌合部21与第二筒状嵌合部31之间的缝隙以及嵌合部分的轴向长度设定为，在第二筒状嵌合部31相对于第一筒状嵌合部21最倾斜的状态下，在第一夹持部22与第二夹持部32之间密封部件17的压缩被保持。因此，即使通过间隙配合将孔盖15嵌合于筒状部12，也能够确保密封性能。
此外，上述实施方式也能够通过对其进行了适当地变更的以下方式来实施。
·在上述实施方式中，也可以将第一筒状嵌合部21与第二筒状嵌合部31的嵌合部分的轴向长度设定为比上述规定长度短。另外，也可以通过压入使第二筒状嵌合部31嵌合于第一筒状嵌合部21。
·在上述实施方式中，虽然在比第一以及第二夹持部22、32靠轴向另一端侧设置有第一以及第二限制部24、36，但并不限定于此，也可以将第一以及第二限制部24、36设置于与第一以及第二夹持部22、32相同的轴向位置或者比它们靠轴向一端侧。
·在上述实施方式中，也可以构成为在孔盖15未设置有臂部34以及爪部35，在筒状部12未设置有被卡合部23，未对孔盖15的向轴向另一端侧的移动进行限制。在该情况下，例如也可以将边缘部33轻微压入第一夹持部22的外周。
·在上述实施方式中，在筒状部12组装有孔盖15并且转向装置1安装于车辆的状态下，密封部件17在第一夹持部22与第二夹持部32之间被压缩规定量，第一限制部24与第二限制部36抵接。但并不限定于此，若能够在转向装置1安装于车辆的状态下确保密封部件17的密封性，则第一限制部24也可以并不总是与第二限制部36抵接，也可以在外力作用的情况下等仅在密封部件17的压缩量被过度(超过规定量)压缩之前，第一限制部24与第二限制部36抵接。
·在上述实施方式中，虽然将齿条壳体6(筒状部12)作为第一嵌合部件、将孔盖15作为第二嵌合部件而将嵌合结构应用于转向装置1，但并不限定于此，也可以将本实施方式的嵌合结构应用于其他装置。

Claims (6)

1.一种嵌合结构，其特征在于，具有：
环状的密封部件(17)；
第一嵌合部件，其具有筒状的第一筒状嵌合部(21)、从轴向一端侧与所述密封部件(17)抵接的第一夹持部(22)以及设置于与所述第一夹持部(22)不同的位置的第一限制部(24)；以及
第二嵌合部件，其具有从轴向另一端侧相对于所述第一筒状嵌合部(21)嵌合的筒状的第二筒状嵌合部(31)、从轴向另一端侧与所述密封部件(17)抵接的第二夹持部(32)以及在所述密封部件(17)在所述第一夹持部(22)与所述第二夹持部(32)之间被压缩了规定量的状态下从轴向另一端侧与所述第一限制部(24)抵接的第二限制部(36)。
2.根据权利要求1所述的嵌合结构，其中，
所述第一限制部(24)设置于所述第一嵌合部件中的比所述第一夹持部(22)靠轴向另一端侧，所述第二限制部(36)设置于所述第二嵌合部件中的比所述第二夹持部(32)靠轴向另一端侧。
3.根据权利要求1或2所述的嵌合结构，其中，
所述第二嵌合部件具有向轴向一端侧延伸的臂部(34)以及从该臂部(34)的前端向径向突出的爪部(35)，
所述第一嵌合部件具有所述爪部(35)能够卡合的被卡合部(23)。
4.根据权利要求1或2所述的嵌合结构，其中，
所述第二嵌合部件通过所述第二筒状嵌合部(31)间隙配合于所述第一筒状嵌合部(21)而被嵌合于所述第一嵌合部件，所述第一筒状嵌合部(21)与所述第二筒状嵌合部(31)的嵌合部分的轴向长度被设定为，在所述第二筒状嵌合部(31)相对于所述第一筒状嵌合部(21)最倾斜的状态下，所述第一夹持部(22)与所述第二夹持部(32)之间的所述密封部件(17)的压缩被保持。
5.根据权利要求1或2所述的嵌合结构，其中，
第一嵌合部件是由金属材料构成的金属部件，
第二嵌合部件是由树脂材料构成的树脂部件。
6.一种转向装置，其特征在于，
包括权利要求1或2所述的嵌合结构，其中，
将以局部突出的方式收纳构成齿轮齿条机构的小齿轮轴(9)的壳体(6)作为所述第一嵌合部件，将在所述壳体(6)与车辆的仪表板之间覆盖所述小齿轮轴(9)的孔盖(15)作为所述第二嵌合部件。
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