CN107031700A - 转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够抑制转舵轴的周向的旋转角度的转向装置。在齿条轴(12)的周向，且在从齿条齿(12b)以及背面(12c)偏离的部分设置有2个平面部(12d)。2个平面部相互平行。止动部件(80)具有外壳(81)与低摩擦部件(82)。外壳大致呈圆筒形状。在外壳的内表面设置有大致长方形的中空部(81a)。中空部由在方向(Y)平行的平面亦即2个平面部(83)、以及在方向(Z)与平面部正交的平面亦即2个平面部(84)构成。在齿条轴的外表面与止动部件(80)(低摩擦部件(82))的内表面之间稍微设置有缝隙(cl)。在齿条轴(12)的外周配置有止动部件(80)，止动部件(80)的外周被固定于齿条壳体的内周。

Description

转向装置
本申请主张于2015年12月04日提出的日本专利申请2015-237745号的优先权，并在此引用包括说明书、附图以及摘要在内的全部内容。
技术领域
本发明涉及转向装置。
背景技术
以往，公知有通过滚珠丝杠机构对作为转舵轴设置的齿条轴施加轴向的推力来辅助驾驶员的转向操作的电动助力转向装置(EPS)。例如，日本特开2012－144202号公报的EPS与齿条轴平行地安装有马达并且滚珠丝杠机构将马达的旋转扭矩变换为该齿条轴的直线运动从而辅助驾驶员的转向操作。此时，虽然伴随着马达的旋转扭矩，齿条轴想要旋转(跟随旋转)，但齿条轴被齿轮齿条机构支承从而旋转被抑制。
但是，若仅通过齿轮齿条机构想要抑制齿条轴的旋转，则因旋转扭矩使齿条齿与小齿轮齿之间的接触面压不均匀，存在因这些齿的偏摩耗产生松动、异响的担忧。特别是，在需要更大的旋转扭矩的面向大型车的EPS中，存在因更大的旋转扭矩从而这些齿的偏摩耗进一步发展的担忧。作为用于应对其的方案之一，考虑将齿条轴的周向的与齿条齿相反一侧的背面设置为Y字形状，齿条引导件的支承轭也设置为接受该Y字形状那样的形状，将齿条轴支承为不能旋转。但是，在该情况下，对齿条引导件的支承轭的轴向以及径向的间隙的设计、调整要求高精度，花费成本、功夫。因此，要求即便在旋转扭矩作用于齿条轴的情况下也通过更简易的结构将齿条轴支承为不能旋转的结构。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能够抑制转舵轴的周向的旋转角度的转向装置。
本发明的一个方式的转向装置具备：转向轴，其包含具有小齿轮齿的小齿轮轴；在轴向往复移动的转舵轴，其是具有在外周设置有螺纹槽的部分的转舵轴，在上述转舵轴的轴向的从上述螺纹槽偏离的位置，设置有第1抵接部；滚珠丝杠机构，其具有与上述螺纹槽经由多个滚珠旋合的圆筒状的螺母，并且基于上述螺母的旋转对上述转舵轴施加轴向的力；马达，其对上述螺母施加旋转扭矩；齿条壳体，其具有供上述转舵轴插通的插通部；齿条端部，其分别被安装于上述转舵轴的两端部而与转舵轮连结；以及止动部件，其在上述转舵轴的外周面与上述插通部的内周面之间并且在上述转舵轴的轴向的上述齿条壳体中的上述齿条端部抵接的端面与上述滚珠丝杠机构之间，具有与上述第1抵接部经由缝隙对置并且在上述转舵轴在上述周向进行了旋转时抵接的第2抵接部。
根据该结构，在转舵轴在周向旋转时，通过第1抵接部与被设置于止动部件的第2抵接部抵接，转舵轴在周向旋转的角度被抑制。
优选本发明的其他方式在上述方式的转向装置中，还具有转向轴，其包含具有小齿轮齿的小齿轮轴；所述转舵轴在轴向与设置有所述螺纹槽的部分不同的位置具有设置有与所述小齿轮齿啮合的齿条齿的部分，在绕所述转舵轴的中心轴的周向的从所述齿条齿及其背面在所述周向偏离的位置，并且在所述转舵轴的轴向的从所述螺纹槽偏离的位置，设置有第1抵接部；
构成齿轮齿条机构，其通过所述小齿轮齿以及所述齿条齿的啮合，将所述转向轴的旋转变换为所述转舵轴的往复直线运动；
所述止动部件，其被设置在所述转舵轴的外周面与所述插通部的内周面之间，并且在所述转舵轴的轴向的所述齿条壳体中的所述齿条端部抵接的端面与所述齿轮齿条机构之间。
优选本发明的其他方式在上述方式的转向装置中，上述第1抵接部是相互平行的2个平面部，上述第2抵接部是相互平行的2个平面部。
根据该结构，在转舵轴旋转时，被设置于转舵轴的2个平面部通过与被设置于止动部件的第2抵接部抵接，转舵轴在周向旋转被抑制。
优选本发明的另一其他方式在上述方式的转向装置中，上述转舵轴的上述背面是圆筒面，被设置于上述转舵轴的2个平面部在从轴向观察时，分别被设置于比上述转舵轴的上述背面的圆筒面的延长曲面靠内侧，被设置于上述止动部件的2个上述平面部之间的距离被设定为比被设置于上述转舵轴的2个平面部之间的距离长，且在从轴向观察时比上述转舵轴的上述背面的圆筒面的上述延长曲面的外径短。
根据该结构，既能够确保转舵轴与止动部件之间的缝隙，也能够通过转舵轴在周向进行了旋转时与止动部件抵接，抑制转舵轴的周向的旋转角度。另外，由于转舵轴与止动部件之间的缝隙被确保，所以转舵轴能够以缝隙的范围内的程度来移动。
优选本发明的另一其他方式在上述方式的转向装置中，通过上述止动部件，上述转舵轴的上述周向的旋转角被限制在允许旋转角以下，上述转舵轴的上述第1抵接部与上述止动部件的上述第2抵接部之间的缝隙被设定为，使得上述允许旋转角成为比上述转舵轴的齿条齿以及上述小齿轮轴的小齿轮齿变形时的上述转舵轴的上述周向的旋转角小的旋转角。
根据该结构，在齿条齿以及小齿轮齿变形之前，转舵轴的第1抵接部与止动部件的第2抵接部抵接，从而转舵轴的旋转角度被限制，因此较大的负载局部地作用于齿条齿以及小齿轮齿的情况被抑制。
优选本发明的另一其他方式在上述方式的转向装置中，被设置于上述转舵轴的上述第1抵接部在上述周向被设置于与上述齿条齿正交的位置。根据该结构，由于能够以从齿条齿以及背面离开那样的形式设置第1抵接部，所以容易充分确保齿条齿以及背面的面积。
优选本发明的另一其他方式在上述方式的转向装置中，上述止动部件被设置于上述齿条壳体的轴向的端面中的与上述齿轮齿条机构接近一侧的端面和上述齿轮齿条机构之间，并且被设置于上述齿轮齿条机构的附近。根据该结构，能够抑制转舵轴中的止动部件与齿轮齿条机构之间的部分的扭曲。
优选本发明的另一其他方式在上述方式的转向装置中，在上述止动部件的内周面配置有由摩擦阻力比上述齿条壳体低的材料构成的低摩擦部件。根据该结构，通过设置低摩擦部件，转舵轴在轴向移动时的止动部件与转舵轴之间的滑动阻力被减少。
优选本发明的另一其他方式在上述方式的转向装置中，上述止动部件与上述齿条壳体具有相同程度的热膨胀率。根据该结构，即便在产生温度变化的情况下，止动部件与齿条壳体之间的固定松开的情况也被抑制。
优选本发明的另一其他方式在上述方式的转向装置中，在上述插通部设置有向上述齿条壳体的外部贯通的收容孔，上述收容孔的中心线被设置为与上述插通部的中心线正交，上述转向装置具有齿条引导件，所述齿条引导件包含被安装于上述收容孔的内壁部分并且被安装于上述收容孔的上述外部侧的端部的塞子、相对于上述塞子被设置为能够进退移动并且将上述转舵轴支承为在轴向能够滑动的支承轭以及被配置于上述支承轭与上述塞子之间而将上述支承轭朝向上述转舵轴施力的施力部件，通过上述止动部件，上述转舵轴的上述周向的旋转角被限制在允许旋转角以下，上述允许旋转角是由作为第1因素的上述支承轭与上述塞子之间的轴向的缝隙以及上述支承轭与上述收容孔之间的径向的缝隙、作为第2因素的上述小齿轮轴相对于上述齿条壳体的轴向的松动、作为第3因素的上述小齿轮轴相对于上述齿条壳体的径向的松动以及作为第4因素的上述小齿轮轴与上述转舵轴的啮合部分的缝隙决定的角度，相对于直至上述缝隙以及上述松动消失为止上述转舵轴在上述周向旋转了的角度亦即最大跟随角度，由上述第1抵接部与上述第2抵接部之间的缝隙决定的上述转舵轴的上述允许旋转角被设定为比上述最大跟随角度小。
根据该结构，以转舵轴的允许旋转角比由第1～第4因素决定的转舵轴的最大跟随角度小的方式设置有止动部件。因此，转舵轴在周向旋转的角度被抑制。
优选本发明的另一其他方式在上述方式的转向装置中，上述第2因素以及上述第3因素由将上述小齿轮轴相对于上述齿条壳体支承为能够旋转的轴承本身的松动、上述小齿轮轴与上述轴承之间的缝隙以及上述轴承与上述齿条壳体之间的缝隙决定。
根据本发明的转向装置，能够抑制转舵轴的周向的旋转角度。
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，本发明的上述以及其它特征及优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中，
图1是表示一个实施方式的转向装置的简要结构的结构图。
图2是针对一个实施方式的转向装置表示辅助机构的简要构造的剖视图。
图3是针对一个实施方式的转向装置表示齿条端部以及齿条引导件附近的简要构造的剖视图。
图4是沿图3的4－4线的简要剖视图。
图5A是针对一个实施方式的转向装置表示其止动部件的简要结构的侧视图。
图5B是针对一个实施方式的转向装置表示其止动部件的简要结构的主视图。
图6A是针对一个实施方式的转向装置表示在止动部件以及齿条轴之间具有缝隙的情况下的简要构造的简图。
图6B是针对一个实施方式的转向装置表示通过止动部件抑制了齿条轴的旋转的情况下的简要构造的简图。
图7是表示齿条轴的周向的旋转角度与允许旋转角的关系的示意图。
图8是表示通过止动部件抑制了齿条轴的旋转的状态的简图。
图9是表示通过齿条轴的旋转使轭与塞子之间的缝隙消失的状态的简图。
图10A是针对其他实施方式的转向装置表示其止动部件的简要构造的简图。
图10B是针对其他实施方式的转向装置表示其齿条轴的轴向的剖面形状的简图。
图10C是针对其他实施方式的转向装置表示其齿条轴的轴向的剖面形状的简图。
图10D是针对其他实施方式的转向装置表示其齿条轴的轴向的剖面形状的简图。
具体实施方式
以下，针对本发明的转向装置的一个实施方式的EPS进行说明。如图1所示，EPS1具有基于驾驶员对方向盘10的操作使转舵轮16转舵的操舵机构2、以及辅助驾驶员的转向操作的辅助机构3。
操舵机构2具备方向盘10以及与方向盘10一体旋转的转向轴11。转向轴11具有与方向盘10连结的柱轴11a、与柱轴11a的下端部连结的中间轴11b以及与中间轴11b的下端部连结的小齿轮轴11c。小齿轮轴11c的下端部经由齿轮齿条机构13与齿条轴12连结。小齿轮轴11c的下端部(小齿轮齿)与齿条轴12(齿条齿)啮合。因此，转向轴11的旋转运动经由由被设置于小齿轮轴11c的前端的小齿轮齿与被设置于齿条轴12的齿条齿构成的齿轮齿条机构13，被变换为齿条轴12的轴向X(图1的左右方向)的往复直线运动。该往复直线运动经由与齿条轴12的两端分别连结的齿条端部14被传递至转向横拉杆15。
上述转向横拉杆15的运动被分别传递至左右的转舵轮16，从而变更转舵轮16的转舵角。齿条轴12被收容于齿条壳体17。在齿条壳体17的两端与转向横拉杆15之间分别配置有蛇腹筒状体的齿条护罩18。另外，小齿轮轴11c经由轴承19相对于齿条壳体17中的收容有小齿轮轴11c的部分的内周面被支承为能够旋转。
另外，齿条轴12通过被设置于齿条壳体17的齿条引导件20，以在朝向小齿轮轴11c侧被推压的状态下能够沿其轴向X往复移动的方式被支承于齿条壳体17的内部。
辅助机构3被设置于齿条轴12的周围。辅助机构3由作为辅助力的产生源的马达30、在齿条轴12的周围一体安装的滚珠丝杠机构40以及将马达30的旋转轴31的旋转力传递至滚珠丝杠机构40的减速机50构成。辅助机构3通过将马达30的旋转轴31的旋转力经由减速机50以及滚珠丝杠机构40变换为齿条轴12的轴向的往复直线运动，辅助驾驶员的转向操作。
滚珠丝杠机构40、减速机50、小齿轮轴11c以及齿条轴12通过齿条壳体17覆盖。在齿条壳体17，供齿条轴12插通的插通部17a在轴向X贯通地设置。另外，齿条壳体17具有向相对于齿条轴12的延伸方向交叉的方向(图1中的下方)突出的部分亦即减速机壳体17b。在减速机壳体17b的内部收容减速机50的一部分。在减速机壳体17b的外壁(图1中的减速机壳体17b的右侧壁)设置有贯通孔33。马达30的旋转轴31通过被设置于减速机壳体17b的贯通孔33向减速机壳体17b的内部延伸。以旋转轴31相对于齿条轴12成为平行的方式，马达30通过螺栓32被固定于减速机壳体17b。在插通部17a与齿条轴12的径向之间稍微设置有缝隙。
接下来，针对辅助机构3详细地进行说明。如图2所示，滚珠丝杠机构40具备经由多个滚珠42与齿条轴12旋合的圆筒状的螺母41。螺母41经由圆筒状的轴承44相对于齿条壳体17的内周面被支承为能够旋转。在齿条轴12的外周面设置有螺旋状的螺纹槽12a。在螺母41的内周面设置有与齿条轴12的螺纹槽12a对应的螺旋状的螺纹槽43。由螺母41的螺纹槽43与齿条轴12的螺纹槽12a围起的螺旋状的空间作为滚珠42转动的转动路R发挥功能。另外，虽未图示，但在螺母41，以在转动路R的2个位置开口的方式设置有使该2个位置的开口短路的循环路。因此，滚珠42能够经由螺母41内的循环路在转动路R内无限循环。
减速机50具备与马达30的旋转轴31一体安装的驱动带轮51、与螺母41的外周一体安装的从动带轮52以及在驱动带轮51与从动带轮52之间卷绕的传送带53。在减速机壳体17b的内部空间配置有马达30的旋转轴31、在旋转轴31安装的驱动带轮51以及传送带53的一部分。另外，传送带53例如采用包含芯线的橡胶制的带齿传送带。
在由这种结构构成的辅助机构3中，若马达30的旋转轴31旋转，则驱动带轮51与旋转轴31成为一体地旋转。驱动带轮51的旋转经由传送带53被传递至从动带轮52，由此从动带轮52旋转。因此，与从动带轮52一体安装的螺母41也一体旋转。由于螺母41相对于齿条轴12相对旋转，所以被夹设于螺母41与齿条轴12之间的多个滚珠42从双方承受负荷并在转动路R内无限循环。通过滚珠42无限循环，被施加于螺母41的旋转扭矩被变换为沿齿条轴12的轴向X被施加的力。因此，齿条轴12相对于螺母41在轴向X移动。被施加于该齿条轴12的轴向X的力成为辅助力，辅助驾驶员的转向操作。
接下来，说明被设置于齿条轴12的端部的齿条端部14的结构。此外，齿条轴12的2个端部的结构(齿条端部14)相同，仅左右的朝向不同。
如图3所示，齿条端部14是所谓的球节，具有在前端设置有球部61a的球头轴61、与将该球部61a收容为能够转动、弯曲的插口62。在插口62的内部安装有与球部61a的球面形状对应的球面座62a。球头轴61通过该球部61a与球面座62a嵌合，相对于插口62连结为能够弯曲。通过在该球头轴61的与球部61a相反一侧的端部，固定转向横拉杆15的与转舵轮16相反一侧的端部，将转向横拉杆15相对于齿条轴12连结为能够弯曲。
齿条端部14通过插口62与齿条轴12的端部旋合，而被固定于齿条轴12。在插口62的齿条轴12侧的端面63设置有向齿条轴12侧突出的圆柱部64。在圆柱部64的外周面设置有外螺纹部65。另一方面，在齿条轴12的端部设置有与齿条轴12同心的圆形孔66。在圆形孔66的内周面设置有与外螺纹部65对应的内螺纹部67。通过外螺纹部65与内螺纹部67旋合，插口62被固定于齿条轴12的端部。此外，插口62的端面63与齿条轴12的端面抵接。
在齿条壳体17的端部设置有供插口62***的扩径部17c。扩径部17c的内径被设定为比插通部17a的内径大。在插通部17a与扩径部17c的边界部分设置有与轴向X正交的限制面17d。插口62的外径被设定为比齿条壳体17的插通部17a的内径大，比扩径部17c的内径小。因此，伴随着齿条轴12的移动，产生端面63与限制面17d抵接(正确而言，在本实施方式中，经由冲击吸收部件70以及止动部件80，端面63与限制面17d抵接)的、所谓端部相碰。因此，为了缓和端部相碰时的冲击，在齿条壳体17的限制面17d与齿条端部14的端面63之间设置有冲击吸收部件70。
冲击吸收部件70具有圆筒状的弹性部71与圆环状的端板72。端板72被维持为接触于弹性部71的与限制面17d相反一侧的端面亦即第1端面的状态。弹性部71的第2端面被维持为与限制面17d接触的状态。
接下来，说明齿条引导件20。如图3以及图4所示，齿轮齿条机构13通过被设置于小齿轮轴11c的前端的小齿轮齿11d、与被设置于齿条轴12的齿条齿12b啮合而构成。齿条轴12的与齿条齿12b相反一侧的背面12c被设置为半圆筒形状(剖面半圆弧状)。
在齿条壳体17的外周面，且在与齿条轴12的背面12c对应的部分设置有筒状的引导安装部17e。在引导安装部17e设置有连通齿条壳体17的内部与外部的收容孔17f。在引导安装部17e，齿条引导件20以被收容于收容孔17f的状态固定。齿条引导件20具有塞子21、支承轭22与施力部件23。
塞子21位于收容孔17f的开口部。在塞子21的外周面设置有外螺纹21a。通过将外螺纹21a与被设置于收容孔17f的内周面的内螺纹17g旋合，塞子21被固定于齿条壳体17(引导安装部17e)。通过调整内螺纹17g与外螺纹21a的旋合量，塞子21的向收容孔17f的***位置被调整。
支承轭22经由施力部件23被塞子21按压。支承轭22相对于塞子21被设置为能够进退移动。支承轭22将齿条轴12支承为能够在轴向X移动。支承轭22具有与齿条轴12的背面12c的形状对应的引导面22a。引导面22a成为支承轭22与齿条轴12抵接时的抵接面，作为齿条轴12的接受部发挥功能。另外，在引导面22a与背面12c之间设置有片材部件22b。通过经由片材部件22b，齿条轴12在轴向X移动的情况下的、齿条轴12与引导面22a之间的滑动阻力减少。此外，对于片材部件22b，采用耐摩耗性优异(例如自润滑性高)的树脂等材料。由此，齿条轴12以及支承轭22进行摩耗的情况被抑制。
作为施力部件23，例如采用螺旋弹簧。将支承轭22通过施力部件23的弹力始终朝向背面12c推压。通过施力部件23的弹力，引导面22a被维持为经由片材部件22b始终与背面12c抵接的状态。另外，施力部件23经由支承轭22将齿条轴12向按压于小齿轮轴11c的方向推压。由此，支承轭22被按压于齿条轴12，确保齿条轴12的齿条齿12b与小齿轮轴11c的小齿轮齿11d之间的啮合。此外，通过调整塞子21的向收容孔17f的***位置，能够调整施力部件23的作用力即支承轭22被按压于齿条轴12的力。
接下来，说明用于抑制齿条轴12的周向的旋转的止动部件。如图3所示，止动部件80被设置于插通部17a的内壁面与齿条轴12的外周面(外壁面)之间并且被设置于齿条轴12的轴向的限制面17d与冲击吸收部件70之间。若为其它表现，则止动部件80在齿条轴12的轴向，被设置于齿条壳体17的齿条端部14抵接的端面(正确而言，本来要抵接的端面)、与齿轮齿条机构13(齿条引导件20)之间。另外，止动部件80通过与齿条壳体17的内壁面嵌合，被固定于齿条壳体17。
此外，在齿条壳体17通过组装多个被分割的壳体而构成的情况下，优选在其中一个被分割的壳体设置齿条引导件20、齿条端部14以及止动部件80。另外，优选止动部件80被设置于齿条引导件20的附近。因为在止动部件80与齿条引导件20分离的情况下，存在在齿条轴12的止动部件80与齿条引导件20之间的部分产生扭曲的担忧。
如图5A、图5B所示，止动部件80具有外壳81与低摩擦部件82。外壳81大致呈圆筒形状。从齿条轴12的轴向观察，外壳81的外周面呈圆形，在外壳81的内表面设置有在四角带有倒圆的长方形的中空部81a。中空部81a具有在方向Y(图1中的深度方向)平行的2个平面部83与在方向Z(图1中的上下方向)平行的2个平面部84。平面部83与平面部84相互正交。在中空部81a的带有倒圆的四角(平面部84与平面部83相交的部分)设置有用于固定低摩擦部件82的固定部件85。低摩擦部件82以沿外壳81(正确而言，外壳81以及固定部件85)的内周形状的方式被设置于其整周。即，低摩擦部件82的外周形状与外壳81的内周形状对应。在低摩擦部件82设置有在四角带有倒圆的长方形的中空部82a。中空部82a的未带有倒圆的部分的方向Y的长度被设定为长度y1。另外，中空部82a的未带有倒圆的部分的方向Z的长度被设定为长度z1。
然而，作为一个例子，外壳81的材料是与齿条壳体17热膨胀率几乎相等(热膨胀率之差比阈值小)的材料。因此，即便在产生温度变化的情况下，外壳81与齿条壳体17之间的固定松开也被抑制。
此外，对于低摩擦部件82的方向Z的未带有倒圆的部分的厚度而言，第1部分(图5A的上侧)是厚度a，第2部分(图5A的下侧)是厚度b。厚度a被设定为比厚度b大。另外，低摩擦部件82的方向Y的未带有倒圆的部分的厚度一起被设定为厚度c。此外，外壳81的2个平面部83之间的距离以长度y1与厚度c的2倍的和来表示。低摩擦部件82采用耐磨耗性优异的低摩擦(摩擦阻力低)的树脂等材料。作为一个例子，采用自润滑性高的结晶性的塑料等。另外，外壳81例如采用与齿条壳体17相同的材料。此外，在图5A、图5B中，低摩擦部件82夸张地被图示为较大。
此外，从支承齿条轴12的观点来看，优选止动部件80的轴向的长度(厚度)尽可能长。但是，若止动部件80的轴向的长度过长，则齿条轴12与止动部件80(低摩擦部件82)之间的滑动阻力增大。该相反面，若止动部件80的轴向的长度过短，则难以确保止动部件80用于支承齿条轴12的强度。止动部件80的轴向的长度根据这些观点被设定为最佳的值。
如图6A所示，在齿条轴12的周向，且在从齿条齿12b以及背面12c偏离的部分设置有2个平面部12d。2个平面部12d相互平行。即，2个平面部12d具有两面宽度那样的形状。另外，2个平面部12d以与齿条齿12b正交那样的形式设置。因此，2个平面部12d能够以从齿条齿12b以及背面12c离开那样的形式设置，容易确保齿条齿12b以及背面12c的面积。如图1所示，平面部12d遍及假定以齿条轴12的右端部为基准齿条轴12在轴向X移动的一定的范围而设置。作为一个例子，将在图6A中用点划线表示的齿条轴12的本来的圆筒形状(圆筒面)S沿方向Z切削来设置平面部12d。
在该情况下，平面部12d被设置于比齿条轴12的本来的圆筒形状S(延长了背面12c的半圆筒形状的延长曲面)靠内侧。因此，齿条轴12的方向Y的最大长度在本来的齿条轴12中为长度y3，在设置有平面部12d的齿条轴12中为长度y2。长度y2被设定为比长度y3短。
在齿条轴12的外周面配置止动部件80。即，在被设置于止动部件80的低摩擦部件82的中空部82a，***齿条轴12。此时，齿条轴12的平面部12d以与外壳81的平面部83一致的方式组装。
止动部件80(低摩擦部件82)的中空部82a的方向Y的长度y1被设定为比齿条轴12的2个平面部12d之间的方向Y的长度y2稍微大。另外，长度y1被设定为比齿条轴12的本来的圆筒形状S的方向Y的最大的长度y3小。另外，止动部件80(低摩擦部件82)的中空部82a的方向Z的长度z1被设定为比齿条轴12的齿条齿12b与背面12c之间的方向Z的长度z2稍微大。即，在齿条轴12的外表面(外周面)与止动部件80(低摩擦部件82)的内表面(内周面)之间，稍微设置有缝隙cl。此外，在图6A中，作为一个例子，示出与位于齿条轴12的外表面与止动部件80的内表面之间的程度一样地存在有缝隙cl的状态。
如图6B所示，在齿条轴12在周向旋转时，通过齿条轴12经由低摩擦部件82与外壳81抵接，齿条轴12的向周向的旋转被限制。即，在被设置于齿条轴12的外表面与止动部件80的内表面之间的缝隙cl的范围内，齿条轴12在周向旋转，齿条轴12经由低摩擦部件82与外壳81抵接，若缝隙cl被填充，则齿条轴12的向周向的旋转被限制。另外，通过设置平面部12d，在齿条轴12进行了旋转时，若齿条轴12经由低摩擦部件82与平面部83抵接，则齿条轴12的旋转被抑制。即，通过作为第1抵接部的平面部12d与作为第2抵接部的平面部83抵接，齿条轴12的旋转被抑制。例如，在齿条轴12的本来的圆筒形状S中，即便齿条轴12旋转与平面部83抵接，由于没有钩挂的部分，所以齿条轴12的旋转未被抑制。此外，由于止动部件80相对于齿条壳体17被固定，所以伴随着齿条轴12想要旋转从而止动部件80旋转的情况被限制。
然而，如图7所示，为了方便，将通过止动部件80的限制齿条轴12能够在周向旋转的最大旋转角定义为允许旋转角θ。与没有止动部件80的现有结构相比，止动部件80被设置为允许旋转角θ更小。详细内容后述，如图6B所示，止动部件80以允许旋转角θ更小的方式对缝隙cl进行了调整。此外，在使缝隙cl完全消失的情况下，产生无法调整支承轭22与塞子21之间的缝隙的不好情况。应包含这些使根据各种重要因素推断的允许旋转角θ更小，决定缝隙cl。
此外，在没有止动部件80的现有结构中，齿条轴12不仅在通常的状况下通过基于马达30的旋转扭矩在周向旋转，而且在异常的状况下，还更大地在周向旋转。此外，通常的状况下例如是指端部相碰等没有产生的状况，异常的状况例如是指在因骑上路边从而迅速回方向盘之后产生端部相碰的状况。因此，止动部件80被设置为既抑制每次操舵继续产生的齿条轴12的朝向周向的旋转，也抑制仅在极少情况产生的在骑上路边后的端部相碰时的齿条轴12的朝向周向的较大旋转。
这里，针对齿条轴12能够旋转的状况，详细地进行说明。首先，针对在通常的状况下在进行了操舵的情况下产生的齿条轴12的旋转进行说明。如图2所示，从马达30施加的旋转扭矩经由减速机50被传递至滚珠丝杠机构40(螺母41)。在通过施加旋转扭矩从而螺母41旋转时，旋转扭矩的大部分被变换为使齿条轴12在轴向X移动的力。但是，旋转扭矩的剩余的微量部分伴随着螺母41的旋转，作为使齿条轴12在周向旋转(跟随旋转)的力发挥作用。
如图8中虚线所示，在作为比较例未设置有止动部件80的情况下，通过从马达30施加的旋转扭矩，齿条轴12在周向进行跟随旋转。即，由从马达30施加的旋转扭矩引起，扭矩T作用于齿条轴12，在扭矩T作用的方向，齿条轴12想要旋转。在比较例中，因齿条轴12在周向未被支承，齿条轴12在周向旋转(倾斜)。此时，齿条齿12b的一部分与小齿轮齿11d较强地啮合，与此相反，齿条齿12b的另外一部分与小齿轮齿11d的啮合变弱。此外，在图8中图示出即便在因齿条轴12旋转从而使施力部件23向压缩的方向移动的情况下施力部件23也几乎未压缩的程度。
与此相对，如图8中实线所示，在本实施方式中，通过设置有止动部件80，即便在从马达30施加有旋转扭矩的情况下，齿条轴12也仅跟随旋转至允许旋转角θ。若齿条轴12在周向想要跟随旋转，则齿条轴12与止动部件80(低摩擦部件82)抵接，从而超过允许旋转角θ而在周向旋转的情况被抑制。因此，产生齿条齿12b与小齿轮齿11d的啮合极端强的部分的情况被抑制。
接下来，针对在异常的状况下产生的齿条轴12的旋转进行说明。在异常的状况下，比由在图8的通常的状况下的操舵产生的扭矩T大的扭矩T2作用于齿条轴12。作为扭矩T2作用的情况，例举因骑上路边后的端部相碰从而大负载作用于齿条轴12时。
如图9中实线所示，在扭矩T2作用于齿条轴12的情况下，齿条轴12想要旋转。而且，伴随着齿条轴12旋转，齿条轴12以压缩施力部件23的方式被按压于支承轭22。而且，在施力部件23的伸缩范围内，齿条轴12朝向支承轭22移动，在支承轭22被按压于塞子21时，齿条轴12在周向无法旋转这以上。此外，在图9中图示出因扭矩T2作用齿条轴12旋转从而齿条轴12使施力部件23移动至充分压缩的程度的情况。此时，在齿条齿12b与小齿轮齿11d之间，产生啮合的部分与未啮合的部分。换言之，齿条齿12b与小齿轮齿11d在设置有齿的范围的一部分接触不均。
而且，若齿条轴12进一步在周向旋转，则存在齿条齿12b以及小齿轮齿11d变形的担忧。为了抑制齿条齿12b以及小齿轮齿11d的变形，需要使齿条齿12b、小齿轮齿11d大型，重量、成本增大。在本实施方式中，在齿条齿12b以及小齿轮齿11d变形之前，齿条轴12通过与止动部件80抵接，齿条轴12的周向的旋转被限制。因此，齿条齿12b以及小齿轮齿11d的变形被抑制，伴随着齿条齿12b以及小齿轮齿11d的大型化的重量以及成本的增加被抑制。
接下来，参照图7，针对由操舵机构2的各部分的松动决定的最大跟随角度θ1详细地进行说明。最大跟随角度θ1是由各种因素决定的角度。最大跟随角度θ1特别由第1～第4因素决定。
第1因素是由齿条壳体17以及塞子21围起的空间中的支承轭22的松动(移动量)。该松动由齿条壳体17的收容孔17f的内壁面(内周面)与支承轭22的外壁面(外周面)之间的径向的缝隙、以及塞子21与支承轭22之间的轴向的缝隙决定。
第2因素是小齿轮轴11c相对于齿条壳体17的轴向的松动(移动量)。该松动由轴承19本身的松动、小齿轮轴11c与轴承19之间的松动(缝隙)以及轴承19与齿条壳体17之间的松动(缝隙)决定。
第3因素是小齿轮轴11c相对于齿条壳体17的径向的松动(移动量)。该松动与第2因素相同，由轴承19本身的松动、小齿轮轴11c与轴承19之间的松动(缝隙)以及轴承19与齿条壳体17之间的松动(缝隙)决定。
第4因素是齿轮齿条机构13中的齿条齿12b以及小齿轮齿11d的啮合状态(正确而言，它们之间的局部的缝隙)。例如，在齿条齿12b以及小齿轮齿11d之间存在有松动(缝隙)的情况下，齿条轴12能够相对于小齿轮轴11c移动(例如齿条轴12在周向旋转)。此外，通过齿条引导件20齿条轴12被按压于小齿轮轴11c，所以由第4因素产生的移动量很少。
由上述第1～第4因素决定齿条轴12的最大跟随角度θ1。一般而言，上述第1～第4因素越大，最大跟随角度θ1越大。为了与由这些因素决定的最大跟随角度θ1相比缩小齿条轴12的周向的旋转角度，在齿条轴12设置有平面部12d，并且设置有齿条轴12在进行了旋转时抵接的止动部件80。
根据本实施方式，能够获得以下的作用以及效果。
(1)若伴随着从马达30施加的旋转扭矩，齿条轴12想要旋转，则齿条轴12的平面部12d与止动部件80抵接。因此，齿条轴12的旋转被抑制。设置止动部件80的情况下的允许旋转角θ比未设置有止动部件80的情况下的齿条轴12的最大跟随角度θ1小。因此，因齿条轴12的旋转从而对齿条齿12b以及小齿轮齿11d负荷的不均匀的负载变小，即便在长期使用的情况下，齿条齿12b以及小齿轮齿11d的偏摩耗也被抑制。
另外，通过在止动部件80与齿条轴12之间设置有缝隙cl，齿条轴12能够稍微移动(旋转以及平行移动)，也能够使支承轭22一边进行进退移动一边支承齿条轴12。
(2)例如即便在因骑上路边后的端部相碰从而大负载作用于齿条轴12的情况下，通过齿条轴12的平面部12d与止动部件80的平面部83抵接，齿条轴12的周向的旋转也被限制。因此，齿条齿12b以及小齿轮齿11d被破坏的情况被抑制。
(3)通过在外壳81的内表面设置低摩擦部件82，能够减少止动部件80与齿条轴12之间的滑动阻力。
(4)外壳81的材料使用与齿条壳体17热膨胀率几乎相等的材料。因此，即便在产生温度变化的情况下，止动部件80(外壳81)与齿条壳体17之间的固定松开的情况也被抑制。
此外，本实施方式也可以如以下那样变更。以下的其他实施方式在技术上不矛盾的范围能够相互组合。在本实施方式中，虽然设置有冲击吸收部件70，但也可以不设置。例如，只要端部相碰时的冲击作用于辅助机构3也不会成为问题，就可以不设置冲击吸收部件70。
在本实施方式中，虽然齿条轴12的背面12c被设置为半圆筒，但并不限定于此。相同地，虽然引导安装部17e也具有与背面12c的形状对应的形状，但并不限定于此。例如，也可以将背面12c设置为三棱柱形状，并且设置接受背面12c的三棱柱形状那样的形状的引导安装部17e。
在本实施方式中，虽然在支承轭22设置有片材部件22b，但并不限定于此。在齿条轴12与引导面22a的滑动阻力不会成为问题的情况下，也可以不设置片材部件22b。
在本实施方式中，虽然止动部件80被设置于齿条引导件20(齿轮齿条机构13)的附近，但并不限定于此。在将止动部件80设置于齿条引导件20的附近的情况下，在齿条轴12的止动部件80与齿条引导件20之间的部分产生扭曲的情况被抑制，但特别是若扭曲不会成为问题，则止动部件80与齿条引导件20也可以分离。即，止动部件80被设置于齿条壳体17中的齿条端部14抵接的两端面的一方与齿条引导件20之间即可。
在本实施方式中，虽然在止动部件80设置有低摩擦部件82，但也可以不设置。例如，在齿条轴12与外壳81之间的滑动阻力不会成为问题的(例如充分低)情况下，也可以以外壳81与齿条轴12直接抵接那样的形式将止动部件80绕齿条轴12配置。
在本实施方式中，虽然2个平面部12d相互平行地设置，但并不限定于此。即，2个平面部12d也可以相互非平行地设置。例如，也可以相对于第1平面部12d将第2平面部12d设置为稍微从平行的状态偏离。另外，2个平面部83也可以相互非平行，2个平面部84也可以相互非平行。
在本实施方式中，通过使长度y1比长度y2大，在止动部件80与齿条轴12之间设置有缝隙cl，但也可以不设置缝隙cl。
在本实施方式中，虽然止动部件80具有2个平面部83，但并不限定于此。如图10A所示，止动部件80也可以仅具有一个平面部83。即便在该情况下，在齿条轴12进行了旋转时，由于齿条轴12的平面部12d与平面部83抵接，所以也能够缩小允许旋转角θ。
在本实施方式中，虽然齿条轴12具有2个平面部12d，但并不限定于此。如图10B所示，齿条轴12也可以仅具有一个平面部12d。
在本实施方式中，虽然平面部12d、83、84是平面，但也可以是曲面。例如，如图10C所示，齿条轴12的平面部12d也可以是曲面。但是，即便在平面部12d、83、84是曲面的情况下，在齿条轴12进行了旋转时，也被设定为平面部12d与平面部83抵接。例如，图10C的平面部12d是与齿条轴12的本来的圆筒形状S曲率不同的曲面。
在本实施方式中，虽然平面部12d被设置于比齿条轴12的本来的圆筒形状S靠内侧，但并不限定于此。例如，如图10D所示，也可以设置比本来的圆筒形状S向外侧突出的平面部。
在本实施方式中，虽然外壳81使用与齿条壳体17几乎相同的热膨胀率的材质，但并不限定于此。例如，在外壳81与齿条壳体17之间存在热膨胀率之差的情况下关于外壳81相对于齿条壳体17的固定热膨胀率之差也不会成为问题时，外壳81与齿条壳体17也可以是不同热膨胀率的材质。
在本实施方式中，虽然具体化地示出为通过具有相对于齿条轴12平行配置的旋转轴31的马达30对齿条轴12施加辅助力的EPS1，但并不限定于此。即，是具备滚珠丝杠机构40的转向装置即可。另外，虽然例举了利用马达30的旋转力辅助与转向操作连动的齿条轴12的直线运动的电动助力转向装置，但也可以应用于线控转向(SBW)用操舵促动器。此外，在具体化为SBW用操舵促动器的情况下，不仅能够具体化为前***舵装置，也能够具体化为后***舵装置或者4***舵装置(4WS)。上述SBW用操舵促动器的构成除了具备齿轮齿条机构的构成以外，也能够成为省略了齿轮齿条机构的构成。

Claims (11)

1.一种转向装置，其特征在于，具备：
转向轴，其包含具有小齿轮齿的小齿轮轴；
转舵轴，其在轴向往复移动，其是具有在外周设置有螺纹槽的部分的转舵轴，在所述转舵轴的轴向的从所述螺纹槽偏离的位置，设置有第1抵接部；
滚珠丝杠机构，其具有与所述螺纹槽经由多个滚珠旋合的圆筒状的螺母，并且基于所述螺母的旋转对所述转舵轴施加轴向的力；
马达，其对所述螺母施加旋转扭矩；
齿条壳体，其具有供所述转舵轴插通的插通部；
齿条端部，其分别被安装于所述转舵轴的两端部而与转舵轮连结；以及
止动部件，其在所述转舵轴的外周面与所述插通部的内周面之间，并且在所述转舵轴的轴向的所述齿条壳体中的所述齿条端部抵接的端面与所述滚珠丝杠机构之间，具有与所述第1抵接部经由缝隙对置并且在所述转舵轴在所述周向进行了旋转时抵接的第2抵接部。
2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，
还具有转向轴，其包含具有小齿轮齿的小齿轮轴；
所述转舵轴在轴向与设置有所述螺纹槽的部分不同的位置具有设置有与所述小齿轮齿啮合的齿条齿的部分，在绕所述转舵轴的中心轴的周向的从所述齿条齿及其背面在所述周向偏离的位置，并且在所述转舵轴的轴向的从所述螺纹槽偏离的位置，设置有第1抵接部；
构成齿轮齿条机构，其通过所述小齿轮齿以及所述齿条齿的啮合，将所述转向轴的旋转变换为所述转舵轴的往复直线运动；
所述止动部件，其被设置在所述转舵轴的外周面与所述插通部的内周面之间，并且在所述转舵轴的轴向的所述齿条壳体中的所述齿条端部抵接的端面与所述齿轮齿条机构之间。
3.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，
所述第1抵接部是相互平行的2个平面部，
所述第2抵接部是相互平行的2个平面部。
4.根据权利要求3所述的转向装置，其特征在于，
所述转舵轴的所述背面是圆筒面，
被设置于所述转舵轴的2个平面部在从轴向观察时，分别被设置于比所述转舵轴的所述背面的圆筒面的延长曲面靠内侧，
被设置于所述止动部件的2个所述平面部之间的距离被设定为比被设置于所述转舵轴的2个平面部之间的距离长，且在从轴向观察时比所述转舵轴的所述背面的圆筒面的所述延长曲面的外径短。
5.根据权利要求2～4中的任一项所述的转向装置，其特征在于，
通过所述止动部件，所述转舵轴的所述周向的旋转角被限制在允许旋转角以下，
所述转舵轴的所述第1抵接部与所述止动部件的所述第2抵接部之间的缝隙被设定为，使得所述允许旋转角成为比所述转舵轴的齿条齿以及所述小齿轮轴的小齿轮齿变形时的所述转舵轴的所述周向的旋转角小的旋转角。
6.根据权利要求2～4中的任一项所述的转向装置，其特征在于，
被设置于所述转舵轴的所述第1抵接部在所述转舵轴的所述周向被设置于与所述齿条齿正交的位置。
7.根据权利要求2～4中的任一项所述的转向装置，其特征在于，
所述止动部件被设置于所述齿条壳体的轴向的端面中的与所述齿轮齿条机构接近一侧的端面和所述齿轮齿条机构之间，并且被设置于所述齿轮齿条机构的附近。
8.根据权利要求1～4中的任一项所述的转向装置，其特征在于，
在所述止动部件的内周面配置有由摩擦阻力比所述齿条壳体低的材料构成的低摩擦部件。
9.根据权利要求1～4中的任一项所述的转向装置，其特征在于，
所述止动部件与所述齿条壳体具有相同程度的热膨胀率。
10.根据权利要求2～4中的任一项所述的转向装置，其特征在于，
在所述插通部设置有向所述齿条壳体的外部贯通的收容孔，
所述收容孔的中心线被设置为与所述插通部的中心线正交，
具有齿条引导件，所述齿条引导件包含被安装于所述收容孔的内壁部分并且被安装于所述收容孔的所述外部侧的端部的塞子、相对于所述塞子被设置为能够进退移动并且将所述转舵轴支承为在轴向能够滑动的支承轭以及被配置于所述支承轭与所述塞子之间而将所述支承轭朝向所述转舵轴施力的施力部件，
通过所述止动部件，所述转舵轴的所述周向的旋转角被限制在允许旋转角以下，
所述允许旋转角是由作为第1因素的所述支承轭与所述塞子之间的轴向的缝隙以及所述支承轭与所述收容孔之间的径向的缝隙、作为第2因素的所述小齿轮轴相对于所述齿条壳体的轴向的松动、作为第3因素的所述小齿轮轴相对于所述齿条壳体的径向的松动以及作为第4因素的所述小齿轮轴与所述转舵轴的啮合部分的缝隙决定的角度，相对于直至所述缝隙以及所述松动消失为止所述转舵轴在所述周向旋转了的角度亦即最大跟随角度，由所述第1抵接部与所述第2抵接部之间的缝隙决定的所述转舵轴的所述允许旋转角被设定为比所述最大跟随角度小。
11.根据权利要求10所述的转向装置，其特征在于，
所述第2因素以及所述第3因素由将所述小齿轮轴相对于所述齿条壳体支承为能够旋转的轴承本身的松动、所述小齿轮轴与所述轴承之间的缝隙以及所述轴承与所述齿条壳体之间的缝隙决定。
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