技術領域

本發明涉及轉向裝置。

背景技術：

在日本特開2012-188005號公報所記載的齒條齒輪式轉向裝置的齒條軸形成有齒條，該齒條與小齒輪軸的小齒輪嚙合。小齒輪軸被齒輪外殼支承。齒條軸插通于貫通齒輪外殼的插通孔。齒條軸的兩端分別經由球窩接頭等連結于車輪。手柄的旋轉動作被小齒輪與齒條轉換為齒條軸的軸向移動。齒條軸被齒條引導件從與小齒輪軸相反的一側的背后按壓于小齒輪軸。在齒輪外殼的插通孔的中途設置有供齒條軸用襯套嵌合的第一嵌合部和供齒條襯套嵌合的第二嵌合部。齒條襯套比齒條軸用襯套更位于齒條引導件的附近。

在日本特開2012-188005號公報的齒條齒輪式轉向裝置中，在齒條軸沿軸向移動時，與齒輪外殼的第二嵌合部嵌合的齒條襯套與齒條軸一起滑動。因此，該齒條襯套長期承受因夾在齒輪外殼與齒條軸之間所引起的向齒輪外殼側的按壓力或因與齒條軸之間的滑動摩擦所產生的滑動力等載荷。

在齒條軸中，在被齒條引導件等引導部件按壓的部分特別容易產生晃動。因此，配置于比齒條軸用襯套更接近引導部件的位置的齒條襯套具有吸收該晃動的作用。當車輛在破路行駛時或車輪撞上路緣石等時，反向輸入等大載荷經由車輪等瞬間作用于齒條軸的情況下，配置在接近引導部件的位置的齒條襯套容易承受該大載荷。

在引導部件附近的齒條襯套中，存在因承受這樣的長期載荷或突然的大載荷導致應變、磨損產生而惡化的情況。

技術實現要素：

本發明的目的之一在于提供一種能夠抑制配置在引導部件的附近的齒條襯套的惡化的轉向裝置。

本發明的一形態的轉向裝置結構上的特征在于，包括：小齒輪軸，其形成有小齒輪齒，伴隨著轉向操縱部件的轉向操縱而旋轉；齒條軸，其具有與上述小齒輪軸交叉的軸向，沿上述軸向排列形成有與上述小齒輪齒嚙合的多個齒條齒；外殼，其收納上述齒條軸；引導部件，其從相對于上述齒條軸的上述小齒輪軸的相反側與上述齒條軸對置，并對上述齒條軸沿上述軸向的移動進行引導；對置部件，其在相對于上述引導部件的上述齒條軸的相反側安裝于上述外殼，并隔開第一間隔地與上述引導部件對置；施力部件，其在上述對置部件與上述引導部件之間被壓縮，經由上述引導部件朝向上述小齒輪軸對上述齒條軸施力；第一齒條襯套，其配置于上述外殼的內表面與上述齒條軸之間，將上述齒條軸支承為能夠沿上述軸向滑動；第二齒條襯套，其在上述軸向上比上述第一齒條襯套更接近上述引導部件的位置將上述齒條軸支承為能夠沿上述軸向滑動，并遠離上述內表面地配置，所述第二齒條襯套具有對置部，該對置部配置在相對于上述齒條軸的上述小齒輪軸的相反側并隔開比上述第一間隔大的第二間隔地與上述內表面對置；以及彈性部件，其配置于上述內表面與上述第二齒條襯套之間，能夠彈性變形。

附圖說明

根據以下參照附圖對實施例進行的詳細說明，本發明的上述以及更多的特點和優點變得更加清楚，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的元素，其中：

圖1是本發明的一實施方式的轉向裝置的簡要主視圖。

圖2是沿著圖1的II-II線的剖視圖，是齒條軸的周邊的簡要剖視圖。

圖3是在圖2中放大引導機構以及第二齒條襯套的周邊的圖。

圖4是第二齒條襯套的簡要立體圖。

圖5是沿著圖3的V-V線的簡要剖視圖。

圖6在圖3中表示齒條軸承受大載荷時的狀態的圖。

具體實施方式

在下文中，參照附圖對本發明的實施方式詳細地進行說明。圖1是本發明的一實施方式的轉向裝置1的簡要主視圖。參照圖1，轉向裝置1主要包括轉向操縱部件2、轉向軸3、中間軸4、小齒輪軸5、齒條軸6、外殼7、引導機構8、第一齒條襯套9、第二齒條襯套10以及彈性部件11。在圖1中，引導機構8配置在比齒條軸6更靠紙面的里側，因此用虛線進行圖示。

作為轉向操縱部件2，例如可以使用方向盤。在轉向操縱部件2連結有轉向軸3的一端。轉向軸3的另一端與中間軸4的一端被自由接頭12A連結。中間軸4的另一端與小齒輪軸5的一端被自由接頭12B連結。在小齒輪軸5的另一端的外周面一體地形成有多個小齒輪齒13。

齒條軸6呈沿車輛的寬度方向即圖1的左右方向延伸的大致圓柱狀。這里，設圖1中齒條軸6所延伸的左右方向為作為規定方向的軸向X。軸向X與小齒輪軸5所延伸的方向(小齒輪軸向)Y交叉。在下文中，以圖1的轉向裝置1的姿勢為基準，對圖1中沿左右延伸的軸向X的右側標注附圖標記X1，對軸向X的左側標注附圖標記X2。

齒條軸6包括齒條齒形成區域15，在該齒條齒形成區域15沿軸向X排列地形成有多個齒條齒14。齒條齒形成區域15位于齒條軸6上偏向左側X2的位置。齒條齒14與小齒輪齒13嚙合。齒條軸6與小齒輪軸5一起構成齒輪齒條機構16。齒條軸6收納于外殼7。外殼7固定于車身(未圖示)。

齒條軸6的軸向X上的兩端分別從外殼7突出，經由球窩接頭等接頭部件17以及橫拉桿18等與轉向輪19連結。小齒輪軸5伴隨著轉向操縱部件2的旋轉而與轉向軸3以及中間軸4一起旋轉。傳遞至小齒輪軸5的旋轉通過小齒輪齒13與齒條齒14的嚙合轉為齒條軸6的沿軸向X的移動。齒條軸6沿軸向X移動，從而對轉向輪19進行轉向。

圖2是沿著圖1的II-II線的剖視圖，是齒條軸6的周邊的簡要剖視圖。在圖2中，為了便于說明，不畫剖面線地展現小齒輪軸5以及齒條軸6(后述的圖3以及圖6也同樣)。參照圖2，外殼7一體地包括筒狀的齒條外殼21、筒狀的小齒輪外殼22以及筒狀的收納部23。齒條外殼21沿軸向X延伸。小齒輪外殼22與軸向X交叉地延伸。收納部23沿與齒條軸6的徑向R中與小齒輪軸向Y正交的方向(正交方向)Z延伸。齒條外殼21的內部空間21A、小齒輪外殼22的內部空間22A以及收納部23的內部空間23A相互連通。小齒輪軸5中形成有小齒輪齒13的部分收納于小齒輪外殼22的內部空間22A。收納部23相對于齒條軸6位于小齒輪軸5的相反側。

齒條外殼21的內部空間21A在軸向X上貫通齒條外殼21。齒條外殼21具有使內部空間21A從軸向X的兩端向外側露出的一對開口21B。齒條軸6收納于齒條外殼21的內部空間21A。第一齒條襯套9是沿軸向X延伸的樹脂制的圓筒狀，外嵌于齒條軸6。在第一齒條襯套9，沿齒條軸6的周向C交替地形成有切口9A與切口9B。切口9A從右側X1的端部向左側X2延伸。切口9B從左側X2側的端部向右側X1延伸。在第一齒條襯套9的外周面，軸向X上隔開間隔地形成有多個環狀槽9C。在各環狀槽9C各嵌入有1個O型環32。在本實施方式中，環狀槽9C設置有2條，與之相應地，O型環32也設置有2條。

第一齒條襯套9如上所述地外嵌于齒條軸6。詳細地說，在第一齒條襯套9，插通有齒條軸6的右側X1的端部。該狀態的第一齒條襯套9配置于齒條外殼21的內周面21C與齒條軸6之間。齒條外殼21的內周面21C構成外殼7的內表面7A的一部分。

對第一齒條襯套9而言，在齒條外殼21的內周面21C設置有用于保持第一齒條襯套9的第一保持部35。第一保持部35是從左側X2與右側X1的開口21B鄰接的圓筒面。O型環32從徑向R的內側與第一保持部35抵接。因此，第一齒條襯套9被O型環32縮徑。詳細地說，第一齒條襯套9被從徑向R的外側加載載荷而使切口9A以及切口9B縮小，由此被縮徑。由此，第一齒條襯套9的內周面按壓于齒條軸6的外周面6A。由此，第一齒條襯套9將齒條軸6支承為能夠在軸向X上滑動。

在第一保持部35的右側X1的端部形成有向徑向R的外側凹陷的嵌合槽35A。在第一齒條襯套9的右側X1的端部形成有向徑向R的外側凸出的凸緣部9D。第一齒條襯套9的凸緣部9D嵌合于第一保持部35的嵌合槽35A。由此，第一齒條襯套9沿軸向X的移動被限制。

這里，在相對于齒條軸6的小齒輪軸5的相反側的區域中，將正交方向Z中接近齒條軸6的方向稱為一側Z1，將正交方向Z中遠離齒條軸6的方向稱為另一側Z2。在收納部23的另一側Z2的端部形成有開口23B，該開口23B使收納部23的內部空間23A向外殼7的外部露出。圖3是在圖2中放大引導機構8以及第二齒條襯套10的周邊的圖。參照圖3，引導機構8用于對齒條軸6沿軸向X的移動進行引導。引導機構8包括收納于收納部23的引導部件40、對置部件41以及施力部件42。

引導部件40例如是沿正交方向Z延伸的大致圓柱狀的支承軛部。引導部件40從相對于齒條軸6的小齒輪軸5的相反側(在圖3中為下側)與齒條軸6對置。詳細地說，引導部件40從另一側Z2與齒條軸6的外周面6A中在軸向X上和齒條齒形成區域15位于相同的位置的部分6B對置。引導部件40的一側Z1的端面40A沿著齒條軸6的外周面6A的部分6B彎曲。

在引導部件40的外周面形成有單個或多個環狀槽40B。在本實施方式中，環狀槽40B在正交方向Z上隔開間隔的地形成有2個。在各個環狀槽40B收納有O型環43。引導部件40的外徑稍小于收納部23的內徑。引導部件40通過使O型環43沿收納部23的內周面滑動能夠在內部空間23A內沿正交方向Z移動。

對置部件41例如是沿正交方向Z延伸的大致圓柱狀的軛部插銷。對置部件41在相對于引導部件40的齒條軸6的相反側(在圖3中為下側)，以塞住開口23B的方式安裝于外殼7的收納部23。對置部件41可以通過在開口23B附近螺釘連接于收納部23來安裝在收納部23。在該狀態下，在對置部件41的一側Z1的端面41B與引導部件40的另一側Z2的端面40C之間設置有正交方向Z的間隙S1。對置部件41在正交方向Z上隔開第一間隔L1地從另一側Z2與引導部件40對置。

在對置部件41的外周面形成有一個或多個環狀槽41A。在本實施方式中，環狀槽41A為1個，在環狀槽41A收納有1條O型環44。施力部件42在正交方向Z上能夠彈性變形，例如是螺旋彈簧。施力部件42以在正交方向Z上被壓縮的狀態配置在引導部件40與對置部件41之間。詳細地說，在引導部件40的另一側Z2的端面40C形成有向一側Z1凹陷的凹部40D。施力部件42在大部分收納于凹部40D的狀態下，以壓縮狀態架設在凹部40D的底面40E與對置部件41的一側Z1的端面41B之間。在該狀態下，施力部件42經由引導部件40朝向小齒輪軸5對齒條軸6施力。由此，齒條軸6被引導部件40支承為能夠沿軸向X滑動，并能夠確保齒條軸6的齒條齒14與小齒輪軸5的小齒輪齒13的嚙合。齒條軸6沿軸向X的移動(滑動)被引導部件40引導。

在引導部件40的一側Z1的端面40A可以安裝有沿著端面40A的彎曲狀的滑動接觸板(未圖示)。在該情況下，齒條軸6在沿軸向X移動時，相對于滑動接觸板滑動。圖4是第二齒條襯套10的簡要立體圖。在圖4中，右側X1與紙面的左前側一致，左側X2與紙面的右里側一致。

參照圖4，第二齒條襯套10是沿軸向X延伸的樹脂制的圓筒狀并外嵌于齒條軸6。在第二齒條襯套10，沿周向C交替地形成有切口10A和切口10B。切口10A從右側X1的端部向左側X2延伸。切口10B從左側X2側的端部向右側X1延伸。因此，如圖4中單點劃線所示，第二齒條襯套10蜿蜒地沿周向C延伸。在第二齒條襯套10的外周面，在軸向X上隔開間隔地形成有多個環狀槽10C。

參照圖3，彈性部件11在徑向R上能夠彈性變形。彈性部件11例如可以是圓環狀的彈性體。在該情況下，圓環狀的彈性體可以是耐熱性比NBR(丁腈橡膠)優良的HNBR(氫化丁腈橡膠)制的O型環。彈性部件11與環狀槽10C設置相同數量，在本實施方式中，在設置有2個的各環狀槽10C各嵌入有1個彈性部件11。彈性部件11的外周部從環狀槽10C超出。

參照圖2，在第二齒條襯套10插通有齒條軸6的左側X2的端部。第二齒條襯套10在軸向X上比第一齒條襯套9更接近引導部件40的位置配置于齒條軸6。在本實施方式中，第二齒條襯套10在軸向X上配置在相對于引導部件40的第一齒條襯套9的相反側(這里為左側X2)?？梢耘c本實施方式不同，第二齒條襯套10在第一齒條襯套9與引導部件40之間的位置被齒條軸6插通。第二齒條襯套10比第一齒條襯套9更接近小齒輪齒13與齒條齒14嚙合的部分，因此也稱為嚙合側襯套。

參照圖3，第二齒條襯套10配置于齒條外殼21的內部空間21A內。對第二齒條襯套10而言，在齒條外殼21的內周面21C形成有用于保持第二齒條襯套10的第二保持部56。第二保持部56例如是從右側X1與左側X2的開口21B鄰接的圓筒面。

彈性部件11配置于齒條外殼21的內周面21C的第二保持部56與第二齒條襯套10之間，從徑向R的內側與第二保持部56抵接。第二齒條襯套10以遍及周向C上整個區域在徑向R上遠離第二保持部56的方式配置。即，第二齒條襯套10處于從齒條外殼21漂浮的狀態、即處于所謂的漂浮狀態。

第二齒條襯套10被彈性部件11在徑向R上縮徑。詳細地說，第二齒條襯套10被從徑向R的外側加載載荷。由此，邊使切口10A以及切口10B縮小邊縮徑。第二齒條襯套10將齒條軸6支承為能夠滑動。齒條軸6被上述的引導部件40、第一齒條襯套9以及第二齒條襯套10在軸向X上隔開間隔的3點支承(參照圖2)。

在第二齒條襯套10的左側X2的端部形成有向徑向R的外側凸出的凸緣部55(亦參照圖4)。在第二保持部56的左側X2的端部形成有向徑向R的外側凹陷的嵌合槽56A。在嵌合槽56A嵌合有凸緣部55。由此，第二齒條襯套10沿軸向X的移動被限制。在凸緣部55設置于第二齒條襯套10在周向C上的一部分、嵌合槽56A設置于第二保持部56在周向C上的一部分的情況下，第二齒條襯套10沿周向C的旋轉被限制。

圖5是沿著圖3的V-V線的簡要剖視圖。在圖5中，為了便于說明，省略切口10A以及切口10B(參照圖4)的圖示。參照圖5，第二齒條襯套10包括薄壁部57。薄壁部57形成于第二齒條襯套10在周向C上的一部分。薄壁部57位于相對于齒條軸6的引導部件40的相反側，即位于小齒輪軸5側(在圖5中為上側)(亦參照圖3)。薄壁部57在徑向R上的厚度比第二齒條襯套10中薄壁部57以外的部分薄。

對薄壁部57而言，在內周面10D，在周向C上與齒條齒形成區域15相同的位置，形成有遍及軸向X的整個區域向徑向R的外側凹陷的退讓部58。退讓部58從齒條齒形成區域15向徑向R的外側分離。因此，在齒條軸6沿軸向X移動時，第二齒條襯套10不與齒條齒14接觸。由此，能夠在更接近引導部件40的位置配置第二齒條襯套10。第二齒條襯套10主要從相對于齒條軸6的小齒輪軸5的相反側與齒條軸6接觸。由此，彈性部件11能夠對齒條軸6施加朝向一側Z1的預壓。

如上所述，配置于齒條外殼21的內周面21C與齒條軸6之間的第一齒條襯套9將齒條軸6支承為能夠滑動(參照圖2)。并且，齒條軸6還被配置于齒條外殼21的內周面21C與齒條軸6之間的第二齒條襯套10支承為能夠滑動。在齒條軸6中，在被引導部件40按壓的部分特別容易產生晃動。然而，能夠通過軸向X上比第一齒條襯套9更接近引導部件40的位置的第二齒條襯套10抑制齒條軸6的晃動。

施力部件42對引導部件40的施力被嵌入比第一齒條襯套9更接近引導部件40的位置的第二齒條襯套10的環狀槽10C的彈性部件11輔助。由此，能夠進一步抑制齒條軸6的晃動。彈性部件11對齒條軸6施加朝向一側Z1的預壓。由此，能夠抑制因引導部件40僅從正交方向Z的單側即另一側Z2支承齒條軸6引起的齒條軸6的不穩定。

第二齒條襯套10以遠離齒條外殼21的內周面21C的方式配置。由此，第二齒條襯套10難以承受因被齒條軸6以及齒條外殼21夾著而引起的向齒條外殼21的內周面21C側的按壓力。并且，配置于齒條外殼21的內周面21C與第二齒條襯套10之間的彈性部件11彈性變形。由此，吸收來自齒條軸6、齒條外殼21的力。因此，能夠抑制因按壓力導致第二齒條襯套10與齒條軸6之間的滑動力過大。

參照圖5，在第二齒條襯套10中，將從正交方向Z的一側Z1與第二保持部56對置的部分稱為對置部59。對置部59相對于齒條軸6配置于小齒輪軸5的相反側(參照圖3)。對置部59在周向C上配置在與引導部件40相同的位置。在對置部59與部分56B之間設置有正交方向Z的間隙S2。對置部59在與第二保持部56中從另一側Z2和對置部59對置的部分56B之間隔開第二間隔L2。第二保持部56的第二間隔L2大于第一間隔L1(參照圖3)。

這里，參照圖1，當車輛在破路行駛時或在轉向輪19撞上路緣石等的情況下，有時會有稱為反向輸入的大載荷依次經由轉向輪19、橫拉桿18以及接頭部件17傳遞至齒條軸6。如上所述，第二間隔L2大于第一間隔L1。因此，若因大載荷導致在引導部件40附近產生徑向R(正交方向Z)的分力，則如圖6所示，引導部件40與對置部件41比第二齒條襯套10的對置部59與齒條外殼21的第二保持部56先接觸。在圖6的狀態下，對置部件41與引導部件40之間的正交方向Z的間隙S1(參照圖3)消失。然而，對置部59與第二保持部56的部分56B之間的正交方向Z的間隙S2被維持。即，不存在彈性部件11被壓縮至完全進入環狀槽10C內的狀態的情況。而且，不會產生第二齒條襯套10與齒條外殼21的內周面21C抵接的觸底。因此，大載荷被引導部件40和對置部件41承受，因而第二齒條襯套10可以不承受大載荷。

以上的結果是能夠抑制配置在接近引導部件40位置的第二齒條襯套10的惡化。這樣，第二齒條襯套10不易承受載荷。由此，即便第二齒條襯套10像本實施方式那樣使用樹脂，也不易在第二齒條襯套10產生蠕變、磨損。因此，第二齒條襯套10即便在長期使用后也能夠維持剛性等樹脂的特性。通過使用樹脂制的第二齒條襯套10能夠抑制與齒條軸6的碰撞聲。長時間使用后也能夠位置彈性部件11對齒條軸6的預壓。

第二齒條襯套10在軸向X上相對于引導部件40配置于第一齒條襯套9的相反側。因此，齒條軸6以在被第一齒條襯套9以及第二齒條襯套10在軸向X上平衡好地支承的狀態被朝向小齒輪軸5施力。其結果是，能夠進一步抑制齒條軸6的晃動。有時因轉向裝置1長期使用，導致齒條軸6與引導部件40的接觸部分、小齒輪齒13以及齒條齒14的嚙合部分磨損，第一間隔L1變大。作為一個例子，第一間隔L1在組裝好轉向裝置1之后的初始管理的狀態下，為60μm，在長時間使用后的狀態下，為200μm左右。因此，考慮進這樣的磨損，將第二間隔L2設定得比200μm大，例如設定為300μm，由此即長時間使用后也能夠避免第二齒條襯套10承受大載荷。

本發明并不限定于以上說明多的實施方式，在本發明思想的范圍內可以進行各種變更。例如，第二齒條襯套10可以通過除去薄壁部57來以在周向C的中途中斷的方式形成，從軸向X觀察呈C字形。在該情況下，如圖5的雙點劃線所示，第二齒條襯套10在周向C上具有一對端部60。