技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及齒條引導(dǎo)裝置。

背景技術(shù)：

作為將被收容于殼體的收容部的齒條引導(dǎo)件向齒條軸側(cè)施力的施力部件，提出使用層疊有多片的碟形彈簧的轉(zhuǎn)向裝置(例如參照日本特開2013-154709號公報(bào))。作為將被收容于殼體的收容部的齒條引導(dǎo)件向齒條軸側(cè)施力的施力部件，提出將壓縮螺旋彈簧和碟形彈簧并列配置使用的轉(zhuǎn)向裝置(例如參照日本特開2002-67982號公報(bào))。

在日本特開2013-154709號公報(bào)中，在組裝時(shí)，在向收容部內(nèi)組裝多片碟形彈簧時(shí)，多片碟形彈簧容易散落，組裝性差。在日本特開2002-67982號公報(bào)中，在組裝時(shí)，因?yàn)閷⒙菪龔椈珊偷螐椈蓡为?dú)組裝于收容部內(nèi)，所以組裝性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是提供組裝性優(yōu)異的齒條引導(dǎo)裝置。

本發(fā)明的一個(gè)方式的齒條引導(dǎo)裝置的結(jié)構(gòu)上的特征為，具備：殼體，其形成有供與小齒輪軸嚙合的齒條軸穿過的收容部；封裝部件，其固定于上述收容部的設(shè)置于與齒條軸側(cè)相反的一側(cè)的外部開口端；齒條引導(dǎo)件，其以能夠沿朝向上述齒條軸側(cè)或者上述封裝部件側(cè)的進(jìn)退方向進(jìn)退的方式收容于上述收容部內(nèi)，將上述齒條軸支承為能夠沿上述齒條軸的軸向滑動(dòng)；以及施力單元，其包括將上述齒條引導(dǎo)件向上述齒條軸側(cè)施力的朝向相同的多個(gè)碟形彈簧的層疊體和保持上述層疊體的保持部件，配置于上述封裝部件與上述齒條引導(dǎo)件之間。

附圖說明

通過以下參照附圖對實(shí)施方式進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加清楚，其中，相同的附圖表記表示相同的要素，其中，

圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的齒條引導(dǎo)裝置的轉(zhuǎn)向裝置的簡要結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2是包含齒條引導(dǎo)裝置的轉(zhuǎn)向裝置的主要部分的剖視圖。

圖3是自由狀態(tài)的施力單元的簡要剖視圖。

圖4是作為保持部件的輔助碟形彈簧的俯視圖。

圖5是表示施力單元整體的彈簧特性的圖表。

圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的自由狀態(tài)的施力單元的簡要剖視圖。

圖7是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的齒條引導(dǎo)裝置的主要部分的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的齒條引導(dǎo)裝置20的轉(zhuǎn)向裝置1的簡要結(jié)構(gòu)的示意圖。參照圖1，轉(zhuǎn)向裝置1具備轉(zhuǎn)向操縱部件2和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4。轉(zhuǎn)向操縱部件2是被旋轉(zhuǎn)操作的方向盤等。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4與轉(zhuǎn)向操縱部件2的旋轉(zhuǎn)連動(dòng)而使轉(zhuǎn)向輪3轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向裝置1具備轉(zhuǎn)向軸5和中間軸6。在轉(zhuǎn)向軸5的一端安裝有轉(zhuǎn)向操縱部件2。

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4例如由齒條小齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4包括小齒輪軸7、和作為轉(zhuǎn)向軸的齒條軸8。小齒輪軸7經(jīng)由中間軸6而與轉(zhuǎn)向軸5連結(jié)。小齒輪軸7在其端部附近形成有小齒輪7a。齒條軸8在軸向X的一部分的外周形成有與小齒輪軸7的小齒輪7a嚙合的齒條8a。

齒條軸8在固定于車體的齒條殼體9內(nèi)經(jīng)由未圖示的多個(gè)軸承被支 承為能夠沿軸向X(相當(dāng)于車體的左右方向)移動(dòng)。齒條軸8的各端部從齒條殼體9的對應(yīng)的端部向兩側(cè)突出。齒條軸8的各端部分別經(jīng)由對應(yīng)的拉桿10和對應(yīng)的轉(zhuǎn)向節(jié)臂(未圖示)而與對應(yīng)的轉(zhuǎn)向輪3連結(jié)。

若操作轉(zhuǎn)向操縱部件2旋轉(zhuǎn)而使轉(zhuǎn)向軸5旋轉(zhuǎn)，則該旋轉(zhuǎn)被小齒輪7a以及齒條8a轉(zhuǎn)換為齒條軸8的軸向X的直線運(yùn)動(dòng)。由此，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪3的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向裝置1具備齒條引導(dǎo)裝置20。齒條引導(dǎo)裝置20相對于齒條軸8，配置于小齒輪7a的相反側(cè)。齒條引導(dǎo)裝置20將齒條軸8向小齒輪7a側(cè)施力，并且實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)齒條軸8的軸向X的移動(dòng)的功能。

圖2是轉(zhuǎn)向裝置1的主要部分的剖視圖。如圖2所示，轉(zhuǎn)向裝置1具備：小齒輪殼體11；第一軸承12；以及第二軸承13。小齒輪殼體11一體地安裝于齒條殼體9。第一軸承12和第二軸承13被保持于小齒輪殼體11，在小齒輪殼體11內(nèi)將小齒輪軸7支承為能夠旋轉(zhuǎn)。第一軸承12和第二軸承13配置于隔著小齒輪7a的兩側(cè)。第二軸承13配置于小齒輪軸7的前端側(cè)。

第一軸承12例如由球軸承構(gòu)成。第二軸承13例如由圓柱滾子軸承構(gòu)成。小齒輪軸7的小齒輪7a與齒條軸8的齒條8a在小齒輪殼體11內(nèi)相互嚙合。齒條引導(dǎo)裝置20具備：殼體30；封裝部件40；齒條引導(dǎo)件50；以及施力單元U。

殼體30與小齒輪殼體11一體地設(shè)置。殼體30隔著齒條軸8配置于與小齒輪7a相反的一側(cè)。在殼體30例如形成有由圓孔構(gòu)成的收容部31。在收容部31插入齒條軸8。在收容部31中，在與齒條軸8側(cè)相反的一側(cè)，形成有外部開口端32。封裝部件40由通過螺紋嵌合而固定于外部開口端32的內(nèi)周的柱塞(栓)構(gòu)成。

封裝部件40具備：第一面41；第二面42；以及外周43。第一面41與齒條引導(dǎo)件50對置。第二面42設(shè)置于第一面41的相反側(cè)。在封裝部件40的外周43形成有外螺紋44和外周槽45。封裝部件40的外周槽45配置于比外螺紋44靠齒條引導(dǎo)件50側(cè)的位置。在離收容部31的外部開口端32規(guī)定長的范圍內(nèi)，形成有內(nèi)螺紋33。在該內(nèi)螺紋33旋入封裝部件40的外螺紋44，而將封裝部件40固定于殼體30。

在封裝部件40的第二面42形成有工具卡合孔46。工具卡合孔46例如形成為多邊形剖面，以便供用于將封裝部件40從外部開口端32側(cè)旋入殼體30的工具卡合。在外周槽45收容有密封部件47。密封部件47由O型環(huán)等環(huán)狀彈性部件構(gòu)成。密封部件47起到將封裝部件40的外周43與收容部31的內(nèi)周31a之間密封的功能。

齒條引導(dǎo)件50以能夠沿朝向齒條軸8側(cè)的前進(jìn)方向Y1和朝向封裝部件40側(cè)的后退方向Y2進(jìn)退的方式收容于收容部31內(nèi)。以后，在統(tǒng)稱前進(jìn)方向Y1和后退方向Y2時(shí)，稱作進(jìn)退方向Y。齒條引導(dǎo)件50能夠滑動(dòng)地支承齒條軸8的齒條8a的背面8b。齒條引導(dǎo)件50具備：第一面51；第二面52；以及外周53。第一面51與齒條軸8對置。第二面52設(shè)置于第一面51的相反側(cè)。外周53由圓筒面構(gòu)成。在第二面52形成由與構(gòu)成外周53的圓筒面同心的圓孔構(gòu)成的凹部58。

在齒條引導(dǎo)件50的第一面51形成與齒條軸8的背面8b的形狀大體一致的形狀的凹面54。在凹面54固定有形成為沿著該凹面54的彎曲狀的滑動(dòng)接觸板57。滑動(dòng)接觸板57與齒條軸8的背面8b滑動(dòng)接觸。作為滑動(dòng)接觸板57優(yōu)選使用具有低摩擦系數(shù)的板，例如能夠使用金屬板、覆蓋氟樹脂的金屬板。

在齒條引導(dǎo)件50的外周53形成有多個(gè)外周槽55。在各外周槽55例如收容保持有O型環(huán)等環(huán)狀的彈性部件56。齒條引導(dǎo)件的50的外徑比收容部31的內(nèi)徑稍小。通過彈性部件56在收容部31的內(nèi)周31a滑動(dòng)，齒條引導(dǎo)件50在收容部31內(nèi)相對于齒條軸8沿進(jìn)退方向Y移動(dòng)。彈性部件56起到抑制在收容部31內(nèi)的齒條引導(dǎo)件50的傾倒的功能。

施力單元U以設(shè)定長度SL配置在封裝部件40的第一面41與齒條引導(dǎo)件50的第二面52之間。施力單元U包括多個(gè)碟形彈簧60的層疊體60L、和作為保持部件的輔助碟形彈簧70。層疊體60L的多個(gè)碟形彈簧60配置于同一方向。層疊體60L的多個(gè)碟形彈簧60通過被作為保持部件的輔助碟形彈簧70保持，而以相互調(diào)心(調(diào)心)的狀態(tài)對齊。

層疊體60L與輔助碟形彈簧70以串聯(lián)且被彈性壓縮的狀態(tài)配置在封裝部件40的第一面41與齒條引導(dǎo)件50的第二面52之間。在初始設(shè)定狀態(tài)下，輔助碟形彈簧70成為緊貼狀態(tài)，并且碟形彈簧60的層疊體 60L殘留有進(jìn)一步的撓曲量(壓縮行程)。碟形彈簧60的層疊體60L和輔助碟形彈簧70彈性地將齒條引導(dǎo)件50向齒條軸8側(cè)施力。

圖3是自由狀態(tài)的施力單元U的簡要剖視圖。圖4是輔助碟形彈簧70的俯視圖。如圖3所示，無負(fù)荷時(shí)的輔助碟形彈簧70相對于碟形彈簧60的層疊體60L反朝向傾斜。如圖3以及圖4所示，輔助碟形彈簧70包括環(huán)狀的輔助碟形彈簧主體71、和多個(gè)保持爪72。輔助碟形彈簧主體71包括內(nèi)徑部71a和外徑部71b。

如圖4所示，多個(gè)保持爪72沿周向隔開相等間隔地配置在輔助碟形彈簧主體71的內(nèi)徑部71a。如圖3所示，各保持爪72從輔助碟形彈簧主體71的內(nèi)徑部71a向?qū)盈B體60L側(cè)延伸配置。多個(gè)保持爪72與層疊體60L的內(nèi)徑部60La卡合。由此，層疊體60L的多個(gè)碟形彈簧60相互調(diào)心。保持爪72至少設(shè)置兩個(gè)即可。

各保持爪72的前端72a朝外(徑向外側(cè))折彎。在保持爪72的前端72a與輔助碟形彈簧主體71的內(nèi)徑部71a之間，沿層疊方向夾持有層疊體60L。由此，能夠?qū)盈B體60L的多個(gè)碟形彈簧60沿層疊方向散落。圖5是表示施力單元U整體的彈簧特性(壓縮位移與負(fù)載的關(guān)系)的圖表。在圖5中，第一區(qū)域A1是供輔助碟形彈簧70進(jìn)行行程位移發(fā)揮輔助碟形彈簧70的彈簧特性的區(qū)域。_{第一區(qū)域A1的壓縮方向的終端相當(dāng)于輔助碟形彈簧70的緊貼位置P0。第二區(qū)域A2是在輔助碟形彈簧70緊貼的狀態(tài)下，供碟形彈簧60的層疊體60L沿壓縮位移方向進(jìn)行行程位移而發(fā)揮碟形彈簧60的層疊體60L的彈簧特性的區(qū)域。}

施力單元U的初始設(shè)定位置P1設(shè)置于第二區(qū)域A2的位移范圍的中間位置。從初始設(shè)定位置P1到施力單元U整體的緊貼位置P2為止的行程范圍相當(dāng)于施力單元U的實(shí)用區(qū)域A3。在本實(shí)施方式中，在組裝時(shí)，能夠?qū)ㄒ源?lián)的方式配置的碟形彈簧60的層疊體60L和輔助碟形彈簧70在內(nèi)的施力單元U一并組裝于殼體30的收容部31內(nèi)，組裝性提高。因?yàn)檩o助碟形彈簧70兼作保持碟形彈簧60的層疊體60L的保持部件，所以能夠使構(gòu)造簡化。

在初始設(shè)定狀態(tài)下輔助碟形彈簧70成為緊貼狀態(tài)。因此，有下述的優(yōu)點(diǎn)。即，由于長期的使用，在齒條引導(dǎo)件50與齒條軸8的滑動(dòng)部 (滑動(dòng)接觸板57)產(chǎn)生磨損。因此，包括以串聯(lián)的方式配置的碟形彈簧60的層疊體60L以及輔助碟形彈簧70在內(nèi)的施力單元U整體的設(shè)定長度SL(參照圖2)有增大的情況。

即使在該情況下，輔助碟形彈簧70也從緊貼狀態(tài)向傾斜狀態(tài)(在圖5中，從緊貼位置P0向左方)變化而沿伸長方向位移。由此，能夠吸收施力單元U整體的設(shè)定長度SL的增大變化。因此，能夠長期維持作為施力單元U的作用力。因此，即使在極差路況區(qū)域長期使用，也能夠維持抑制異響的效果。

具體而言，在圖5中，輔助碟形彈簧70能夠沿伸長方向位移相當(dāng)于第一區(qū)域A1的伸長量(相當(dāng)于從緊貼位置P0到零為止的位移量)。以上述伸長量的量吸收施力單元U整體的設(shè)定長度SL的增大變化。在本實(shí)施方式中，相對于以往構(gòu)造，僅變更碟形彈簧60、輔助碟形彈簧70等施力部件的規(guī)格即可。因?yàn)槠渌考軌蛲ㄓ没?，所以能夠抑制部件?shù)量的增大。另外，也沒有必要變更以往的組裝設(shè)備。圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的施力單元UQ的自由狀態(tài)的簡要剖視圖。雖然未圖示，第二實(shí)施方式的齒條引導(dǎo)裝置相當(dāng)于替代第一實(shí)施方式的齒條引導(dǎo)裝置20的施力單元U而使用圖6的施力單元UQ的裝置。

圖6的第二實(shí)施方式的施力單元UQ與圖3的第一實(shí)施方式的施力單元U不同的點(diǎn)如下述。即，如圖6所示，施力單元UQ包括：碟形彈簧60的層疊體60L；保持部件80；以及輔助碟形彈簧90。輔助碟形彈簧90和層疊體60L以串聯(lián)的方式配置。輔助碟形彈簧90在自由狀態(tài)下相對于層疊體60L反朝向傾斜。輔助碟形彈簧90成為包含內(nèi)徑部90a和外徑部90b的環(huán)狀。輔助碟形彈簧90在組裝到齒條引導(dǎo)裝置時(shí)以緊貼狀態(tài)被初始設(shè)定。

保持部件80包括：保持部件主體81；第一保持爪82；以及第二保持爪83。保持部件主體81是夾裝在層疊體60L與輔助碟形彈簧90之間的環(huán)狀板。保持部件主體81包括內(nèi)徑部81a和外徑部81b。第一保持爪82從保持部件主體81的內(nèi)徑部81a向?qū)盈B體60L側(cè)延伸配置，與層疊體60L的內(nèi)徑部60La卡合。由此，層疊體60L的多個(gè)碟形彈簧60相互調(diào)心。

第二保持爪83從保持部件主體81的內(nèi)徑部81a向輔助碟形彈簧90側(cè)延伸配置，并與輔助碟形彈簧90的內(nèi)徑部90a卡合。由此，輔助碟形彈簧90相對于層疊體60L的多個(gè)碟形彈簧60調(diào)心。第一保持爪82沿著保持部件主體81的內(nèi)徑部81a的周向隔開相等間隔地設(shè)置多個(gè)。第二保持爪83沿保持部件主體81的內(nèi)徑部81a的周向隔開相等間隔地設(shè)置多個(gè)。第一保持爪82和第二保持爪83在內(nèi)徑部81a的周向上錯(cuò)開相位地配置。第一保持爪82和第二保持爪83分別至少設(shè)置兩個(gè)即可。

層疊體60L的碟形彈簧60、輔助碟形彈簧90由彈簧鋼形成。另一方面，保持部件80容易進(jìn)行沖壓成形等加工，例如由冷軋鋼板等形成。在本實(shí)施方式中，能夠?qū)螐椈?0的層疊體60L和輔助碟形彈簧90在內(nèi)的施力單元UQ一并組裝在殼體30的收容部31，使組裝性提高。保持部件80只要僅實(shí)現(xiàn)保持功能即可，保持部件80未被要求彈簧特性。因此，作為保持部件80，能夠使用容易進(jìn)行第一保持爪82、第二保持爪83等的加工(例如沖壓成形)的材料。

即使在由于長期的使用，施力單元UQ整體的設(shè)定長度增大的情況下，輔助碟形彈簧90也從緊貼狀態(tài)向傾斜狀態(tài)變化而向伸長方向位移。由此，能夠吸收施力單元UQ整體的設(shè)定長度的變化。因此，能夠長期維持作為施力單元UQ的作用力。即使在極差路況區(qū)域長期使用，也能夠維持抑制異響的效果。圖7是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的齒條引導(dǎo)裝置的主要部分的剖視圖，表示施力單元UR的周邊的構(gòu)造。圖7的第三實(shí)施方式的施力單元UR與圖3的第一實(shí)施方式的施力單元U不同之處在于，作為保持部件的輔助碟形彈簧70R具備從輔助碟形彈簧主體71的內(nèi)徑部71a向齒條引導(dǎo)件50側(cè)延伸配置的調(diào)心突起73。

調(diào)心突起73在輔助碟形彈簧主體71的內(nèi)徑部71a的周向上隔開相等間隔地設(shè)置多個(gè)。在作為封裝部件40與齒條引導(dǎo)件50的對置面的封裝部件40的第一面41和齒條引導(dǎo)件50的第二面52中，在第二面52形成有由圓孔構(gòu)成的凹部58。多個(gè)調(diào)心突起73與齒條引導(dǎo)件50的第二面52的凹部58的內(nèi)周58a卡合。由此，碟形彈簧60的層疊體60L相對于齒條引導(dǎo)件50調(diào)心。

在本實(shí)施方式中，利用作為保持部件的輔助碟形彈簧70R的調(diào)心突起73，能夠使碟形彈簧60的層疊體60L相對于齒條引導(dǎo)件50調(diào)心。 因此，能夠抑制由層疊體60L的偏心引起的齒條引導(dǎo)件50的傾倒。本發(fā)明并不限定于各實(shí)施方式。在第一實(shí)施方式以及第二實(shí)施方式中，碟形彈簧60的傾斜以及輔助碟形彈簧70；90的傾斜與圖示反向也可以。在該情況下，第一實(shí)施方式的保持爪72以及第二實(shí)施方式的第一保持爪82也可以與層疊體60L的外徑部60Lb卡合。第二實(shí)施方式的第二保持爪83也可以與輔助碟形彈簧的90的外徑部90b卡合。

在第三實(shí)施方式中，調(diào)心突起73與設(shè)置于封裝部件40的第一面41的凹部(未圖示)卡合。由此，層疊體60L也可以相對于封裝部件40調(diào)心。第三實(shí)施方式的調(diào)心突起也可以設(shè)置于圖6的第二實(shí)施方式的保持部件80，與封裝部件40以及齒條引導(dǎo)件50的對置面(第一面41、第二面52)中的任一方凹部卡合。