轉(zhuǎn)向裝置以及用于該轉(zhuǎn)向裝置的齒條軸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)向裝置以及用于該轉(zhuǎn)向裝置的齒條軸，轉(zhuǎn)向裝置具備：小齒輪軸，其形成有小齒輪齒；齒條軸，其形成有與小齒輪齒嚙合的齒條齒；以及一對(duì)限位器，它們?cè)邶X條軸的左右的行程終止位置限制齒條軸的移動(dòng)。齒條齒以在轉(zhuǎn)向操縱中立狀態(tài)下與小齒輪齒嚙合的部位為基準(zhǔn)位置，并以該基準(zhǔn)位置為中心將齒條軸的一端側(cè)與另一端側(cè)形成為非對(duì)稱。關(guān)于齒條軸的行程位置而言，行程終止位置從基于小齒輪齒的嚙合傳動(dòng)的齒條齒的齒根應(yīng)力成為峰值的峰值產(chǎn)生行程位置偏移。
【專利說明】
轉(zhuǎn)向裝置以及用于該轉(zhuǎn)向裝置的齒條軸
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)向裝置以及用于該轉(zhuǎn)向裝置的齒條軸。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本特開2008 —137473號(hào)公報(bào)中公開了如下內(nèi)容:若齒條到達(dá)行程端，則齒條與固定于殼體的限位器抵接而停止;在與小齒輪嚙合的齒條齒的齒根形成有曲率半徑大的圓角。在日本特開2009 —107539號(hào)公報(bào)中，公開了在行程終止位置的齒條齒的齒根形成有大曲率半徑的齒根的齒條軸。
[0003]在日本特開2006— 96243號(hào)公報(bào)中，公開了位于在齒條軸形成的齒條齒列的最端部的位置的齒條齒形成為與除最靠近端部的位置以外的齒條齒的齒形相比齒形槽的底部較淺的齒形。在特開2010 —111301號(hào)公報(bào)中，公開了在行程終止處與小齒輪齒嚙合的齒條齒的齒高減小的齒條軸。
[0004]日本特開2008 —137473號(hào)公報(bào)、日本特開2009 —107539號(hào)公報(bào)、日本特開2006 —96243號(hào)公報(bào)、日本特開2010 — 111301號(hào)公報(bào)的齒條軸在行程終止位置與限位器碰撞時(shí)，齒條齒的齒根應(yīng)力形成為在基于嚙合傳動(dòng)的齒根應(yīng)力附加有因上述碰撞引起的齒根應(yīng)力的情況。在基于嚙合傳動(dòng)的齒根應(yīng)力成為峰值的行程位置與行程終止位置重疊的情況下，有在行程終止位置產(chǎn)生大量的齒根應(yīng)力的擔(dān)憂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種能夠抑制齒根應(yīng)力在齒條軸的行程終止位置增大的轉(zhuǎn)向裝置。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)方式的轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)上的特征在于，具備:小齒輪軸，其形成有小齒輪齒；齒條軸，其形成有與上述小齒輪齒嚙合的齒條齒；以及一對(duì)限位器，它們?cè)谏鲜鳊X條軸的左右的行程終止位置限制上述齒條軸的移動(dòng)，上述齒條齒以在轉(zhuǎn)向操縱中立狀態(tài)下與上述小齒輪齒嚙合的部位為基準(zhǔn)位置，并以該基準(zhǔn)位置為中心將上述齒條軸的一端側(cè)與另一端側(cè)形成為非對(duì)稱，關(guān)于上述齒條軸的行程位置而言，上述行程終止位置從基于上述小齒輪齒的嚙合傳動(dòng)的上述齒條齒的齒根應(yīng)力成為峰值的峰值產(chǎn)生行程位置偏移。
【附圖說明】
[0007]通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、構(gòu)件、過程、步驟、特性及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加清楚。
[0008]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向裝置的示意主視圖。
[0009]圖2是表示中立位置至行程終止位置的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的行程比的圖表。
[0010]圖3是表示齒條齒8a的齒根應(yīng)力相對(duì)于小齒輪軸7的旋轉(zhuǎn)角Θ的變化曲線亦即齒根應(yīng)力曲線的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向裝置I的示意主視圖。轉(zhuǎn)向裝置I具備轉(zhuǎn)向軸3和中間軸5。在轉(zhuǎn)向軸3的一端連結(jié)有方向盤等轉(zhuǎn)向操縱部件2。中間軸5經(jīng)由萬(wàn)向節(jié)4與轉(zhuǎn)向軸3連結(jié)。另外，轉(zhuǎn)向裝置I具備小齒輪軸7和齒條軸8。小齒輪軸7的一端經(jīng)由萬(wàn)向節(jié)6與中間軸5連結(jié)。在小齒輪軸7的另一端附近形成有小齒輪齒7a。齒條軸8形成有與小齒輪齒7a嚙合的齒條齒8a。利用小齒輪軸7以及齒條軸8構(gòu)成包括齒輪齒條機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)A。
[0012]齒條軸8為沿車輛的寬度方向(左右方向)延伸的棒狀。齒條軸8經(jīng)由未圖示的軸套等被支承為能夠在筒狀的殼體9內(nèi)沿其軸向X移動(dòng)。通過將殼體9的內(nèi)部空間在軸向X的兩端擴(kuò)徑，而在殼體9的軸向X的兩端分別設(shè)置有階梯差9a。
[0013]齒條軸8的軸向X的兩端分別從殼體9突出。齒條軸8的兩端經(jīng)由球窩接頭等一對(duì)接頭部件10以及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向橫拉桿11等與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向輪12連結(jié)。各接頭部件10包括球部1a和插槽10b。球部1a形成于轉(zhuǎn)向橫拉桿11的端部。插槽1b形成于齒條軸8的端部并將球部I Oa保持為能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014]經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸3以及中間軸5向小齒輪軸7傳遞轉(zhuǎn)向操縱部件2的旋轉(zhuǎn)，從而小齒輪軸7旋轉(zhuǎn)。傳遞至小齒輪軸7的旋轉(zhuǎn)通過小齒輪齒7a與齒條齒8a的嚙合而轉(zhuǎn)換為齒條軸8的軸向X的移動(dòng)。由于齒條軸8沿軸向X移動(dòng)，從而轉(zhuǎn)向輪12轉(zhuǎn)向。將與車輛前進(jìn)時(shí)的轉(zhuǎn)向輪12的位置對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向操縱部件2的位置稱為轉(zhuǎn)向操縱中立位置。另外，將轉(zhuǎn)向操縱部件2處于轉(zhuǎn)向操縱中立位置時(shí)的轉(zhuǎn)向裝置I的狀態(tài)稱為轉(zhuǎn)向操縱中立狀態(tài)。另外，將在轉(zhuǎn)向操縱中立狀態(tài)下與小齒輪齒7a嚙合的齒條齒8a的部位15稱為基準(zhǔn)位置(圖1的點(diǎn)劃線)。另外，將齒條軸8的軸向X的位置設(shè)為行程位置，將轉(zhuǎn)向操縱中立狀態(tài)下的齒條軸8的位置設(shè)為中立位置。
[0015]轉(zhuǎn)向裝置I被嵌合保持于殼體9的內(nèi)周，并具備限制齒條軸8的軸向X的移動(dòng)的一對(duì)限位器17。各限位器17例如分別被殼體9的對(duì)應(yīng)的階梯差9a限制軸向X的移動(dòng)，并與對(duì)應(yīng)的插槽1b在軸向X對(duì)置。各限位器17與對(duì)應(yīng)的插槽1b抵接，從而將齒條軸8限制于行程終止位置。
[0016]齒條齒8a構(gòu)成齒輪齒條機(jī)構(gòu)(轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)A)的傳動(dòng)比根據(jù)轉(zhuǎn)向操縱部件2的轉(zhuǎn)向操縱角而變化的所謂可變齒條。齒條齒8a以基準(zhǔn)位置為中心將齒條軸8的一端側(cè)Xl與另一端側(cè)X2形成為非對(duì)稱。圖2是表示中立位置至行程終止位置的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)A的行程比R的圖表。行程比R為齒條軸8相對(duì)于小齒輪軸7的旋轉(zhuǎn)角Θ的軸向移動(dòng)量。
[0017]圖2的橫軸表示小齒輪軸7的旋轉(zhuǎn)角Θ。這里，將θ= 0設(shè)為中立位置，利用“+”表示行程位置比中立位置更靠一端側(cè)Xl(圖1的右側(cè))的情況下的小齒輪軸7的旋轉(zhuǎn)。利用“一”表示行程位置比中立位置更靠另一端側(cè)Χ2(圖1的左側(cè))的情況下的小齒輪軸7的旋轉(zhuǎn)。將行程終止位置的小齒輪軸7的旋轉(zhuǎn)角分別設(shè)為“+ΘΕ”以及“一ΘΕ”。圖2的縱軸表示行程比R。
[0018]在本實(shí)施方式中，如由圖2的實(shí)線所示的圖表那樣，在θ= 0(中立位置)附近，行程比R降低。在Θ =+ΘΕ以及Θ = — ΘΕ(行程終止位置)附近，行程比R增高。與本實(shí)施方式不同，也可以如圖2的雙點(diǎn)劃線所示，在θ = 0(中立位置)附近，行程比R增高。而且，也可以在Θ =+ΘΕ以及Θ = — ΘΕ(行程終止位置)附近，行程比R降低。
[0019]這里，在可變齒條的齒條軸，齒條齒的形狀形成為以基準(zhǔn)位置為中心在齒條軸的一端側(cè)Xl與另一端側(cè)X2對(duì)稱。通常，表示行程比的曲線隔著0 = 0的直線左右對(duì)稱。在本實(shí)施方式中，齒條齒8a的形狀形成為以基準(zhǔn)位置為中心在齒條軸8的一端側(cè)Xl與另一端側(cè)Χ2非對(duì)稱。另一方面，以本實(shí)施方式的關(guān)于齒條軸8的行程比R隔著θ = 0的直線左右對(duì)稱的方式基于計(jì)算來設(shè)計(jì)齒條齒8a的齒形。
[0020]圖3是表示齒條齒8a的齒根應(yīng)力相對(duì)于小齒輪軸7的旋轉(zhuǎn)角Θ的變化曲線亦即齒根應(yīng)力曲線的圖表。圖3所示的圖表的一個(gè)橫軸表示小齒輪軸7的旋轉(zhuǎn)角Θ。另外，另一個(gè)橫軸表示與旋轉(zhuǎn)角Θ對(duì)應(yīng)的行程終止位置SE附近的齒條軸8的行程位置S。圖3所示的圖表的縱軸表不基于與小齒輪齒7a嗤合的一個(gè)齒條齒8a的嗤合傳動(dòng)的齒根應(yīng)力O。
[0021]如圖3所示，關(guān)于齒條軸8的行程位置S而言，行程終止位置SE從基于小齒輪齒7a的嚙合傳動(dòng)的齒條齒8a的齒根應(yīng)力0成為峰值的峰值產(chǎn)生行程位置SP偏移。因此，行程終止位置SE與基于嚙合傳動(dòng)的齒條齒的齒根應(yīng)力0成為峰值的峰值產(chǎn)生行程位置SP不重疊。因此，能夠避免因齒條軸8與限位器17的碰撞引起的齒根應(yīng)力被附加于基于嚙合傳動(dòng)的齒根應(yīng)力σ的峰值的情況。因此，能夠抑制在行程終止位置SE的齒條齒8a的齒根應(yīng)力σ的增大。
[0022]本發(fā)明并不限定于以上說明的實(shí)施方式，在權(quán)利要求書所記載的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。
[0023]本申請(qǐng)主張于2015年2月12日提出的日本專利申請(qǐng)2015-025362號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并在此引用其全部?jī)?nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，具備: 小齒輪軸，其形成有小齒輪齒； 齒條軸，其形成有與所述小齒輪齒嚙合的齒條齒；以及 一對(duì)限位器，它們?cè)谒鳊X條軸的左右的行程終止位置限制所述齒條軸的移動(dòng)， 所述齒條齒以在轉(zhuǎn)向操縱中立狀態(tài)下與所述小齒輪齒嚙合的部位為基準(zhǔn)位置，并以該基準(zhǔn)位置為中心將所述齒條軸的一端側(cè)與另一端側(cè)形成為非對(duì)稱， 關(guān)于所述齒條軸的行程位置而言，所述行程終止位置從基于所述小齒輪齒的嚙合傳動(dòng)的所述齒條齒的齒根應(yīng)力成為峰值的峰值產(chǎn)生行程位置偏移。2.—種齒條軸，其特征在于， 其用于權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向裝置。
【文檔編號(hào)】B62D3/12GK105882735SQ201610079613
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日
【發(fā)明人】三井邦晃
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社捷太格特