转向装置以及转向装置的制造方法

文档序号:1899077 发布日期:2021-11-30 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 转向装置以及转向装置的制造方法 (Steering device and method for manufacturing steering device ) 是由 高井健太 于 2021-04-30 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种转向装置以及转向装置的制造方法。转向装置(1)具备:设置有通过螺栓(23)的插入而车辆的框架(25)连结的部分亦即安装部(22)的外壳(2)。上述外壳(2)在上述安装部(22)与上述框架(25)接触的状态下与上述框架(25)连结,由此被上述框架(25)刚性地支承。在上述安装部(22)相对于上述框架(25)的接触面亦即座面(28),遍及整个面地设置有以使上述座面(28)与上述框架(25)之间的摩擦力增大的方式构成的微小的凸形状。(The present invention relates to a steering device and a method of manufacturing the steering device. A steering device (1) is provided with: a housing (2) is provided with a mounting portion (22) which is a portion to which a frame (25) of a vehicle is coupled by inserting a bolt (23). The housing (2) is connected to the frame (25) in a state where the mounting portion (22) is in contact with the frame (25), and is thereby rigidly supported by the frame (25). A seat surface (28) which is a contact surface of the mounting portion (22) with respect to the frame (25) is provided with a minute convex shape over the entire surface thereof, the minute convex shape being configured to increase a frictional force between the seat surface (28) and the frame (25).)

转向装置以及转向装置的制造方法

技术领域

本发明涉及车辆的转向装置以及转向装置的制造方法。

背景技术

存在齿条小齿轮式转向装置。在该类型的转向装置中,伴随着方向盘的操作的转向轴的旋转通过齿条小齿轮机构转换为转向轴的往复移动,由此转向轮的朝向被改变。转向装置相对于车辆的框架刚性地被支承。

例如,日本特开2019-31211的转向装置具有收纳转向轴的齿轮箱。齿轮箱的托架部与车辆的框架在它们之间夹着环状部件的状态下,通过螺杆连结。设置于环状部件的框架侧的卡合突起部咬入车辆的框架,由此能够抑制齿轮箱与车辆的框架之间的松动。

根据日本特开2019-31211的转向装置,确实能够抑制齿轮箱与车辆的框架之间的松动。然而,需要设置夹装在齿轮箱的托架部与车辆的框架之间的环状部件。因此,相应于需要设置环状部件的部分的部件个数增加。

发明内容

本发明提供一种能够抑制部件个数并且能够确保相对于车辆的框架的支承刚性的转向装置。另外,本发明提供一种能够得到可抑制部件个数并且能够确保相对于车辆的框架的支承刚性的转向装置的转向装置的制造方法。

本发明的第一实施方式的转向装置具备:外壳,其以能够往复移动的方式收纳转向轴,并且设置有安装部,该安装部是通过螺栓的插入而与车辆的框架连结的部分。通过在上述安装部与上述框架接触的状态下与上述安装部连结,上述外壳被上述框架刚性地支承。在上述安装部相对于上述框架的接触面亦即座面,遍及整个面地设置有以使上述座面与上述框架之间的摩擦力增大的方式构成的微小的凸形状。

根据该结构,设置于安装部的座面的整个面的微小的凸形状与车辆的框架接触的状态被维持,由此安装部的座面与框架之间的摩擦力进一步增大。因此,在对外壳施加了沿着座面的方向的外力的情况下,能够通过在座面与框架之间起作用的摩擦力,抑制外壳相对于框架的相对移动。因此,能够确保外壳相对框架的支承刚性。另外,不需要在座面与框架之间设置用于限制它们的相对移动的其它部件,相应地能够减少转向装置的部件个数。

在上述转向装置中,上述凸形状也可以是具有向与上述转向轴的轴线交叉的方向延伸的部分的突条。根据该结构,座面与框架之间的、沿着转向轴的轴线的方向的摩擦力增大。因此,外壳相对于框架相对地向沿着转向轴的轴线的方向移动的情况被抑制。

在上述转向装置中,上述突条也可以沿上述转向轴的轴线方向弯曲。根据该结构,座面与框架之间的、沿着转向轴的轴线的方向的摩擦力进一步增大。因此,外壳相对于框架相对地向沿着转向轴的轴线的方向的移动被更有效地抑制。

在上述转向装置中,从上述框架侧观察上述座面,上述突条也可以设置为以上述座面的中心点为中心的同心圆状。根据该结构,座面与框架之间的、包含沿着转向轴的轴线的方向的摩擦力以及与转向轴的轴线正交的方向的摩擦力的、沿着座面的方向的摩擦力都增大。因此,外壳相对于框架相对地向沿着座面的方向的移动被抑制。

在上述转向装置中,上述凸形状也可以是微小的突起部。根据该结构,座面与框架之间的、包含沿着转向轴的轴线的方向的摩擦力以及与转向轴的轴线正交的方向的摩擦力的、沿着座面的方向的摩擦力都增大。因此,能够抑制外壳相对于框架相对地向沿着座面的方向的移动。

在上述转向装置中,也可以通过对上述框架的表面实施作为表面处理的涂装而设置有被膜。根据该结构,安装部的座面的微小的凸形状咬入设置于车辆的框架的表面的被膜的状态被维持,由此安装部的座面与框架之间的摩擦力进一步增大。因此,能够通过在座面与框架之间起作用的摩擦力,更有效地抑制外壳相对于框架相对地移动的情况。

本发明的第二实施方式的转向装置的制造方法包含以下步骤:在铸造上述外壳时,使上述凸形状与上述外壳一体成型。根据该制造方法,能够简单地将凸形状设置于安装部的座面。

本发明的第三实施方式的转向装置的制造方法包含以下步骤:在通过铸造将上述外壳成型之后,通过对上述安装部的座面实施除去加工而形成上述凸形状。

根据该制造方法,能够通过对安装部的座面施加除去加工而在座面设置凸形状。

根据上述实施方式的转向装置,能够抑制部件个数并且能够确保相对于车辆的框架的支承刚性。另外,根据上述实施方式的转向装置的制造方法,能够得到可抑制部件个数并且能够确保相对于车辆的框架的支承刚性的转向装置。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示范性实施例的特征,优点以及技术和工业意义,在附图中,相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:

图1是转向装置的第一实施方式的结构图。

图2是沿着图1的II-II线切断的剖视图。

图3是表示第一实施方式的座面的安装部的仰视图。

图4是第一实施方式的座面与悬架构件的边界部分的主要部位剖视图。

图5是表示第二实施方式的座面的安装部的仰视图。

图6A是表示第三实施方式的座面的安装部的仰视图。

图6B是第三实施方式的座面与悬架构件的边界部分的主要部位剖视图。

具体实施方式

第一实施方式

以下,说明将转向装置具体化的第一实施方式。如图1所示,转向装置1具有近似圆筒状的齿条外壳2以及插通在齿条外壳2的齿条轴3。齿条轴3被齿条引导件4以及滑动轴承支承,由此被支承为能够沿其轴向往复移动。在齿条轴3的两端经由设置于其轴端部3a的齿条端6能够转动地连结有拉杆7。齿条轴3与拉杆7的连接部被形成为波纹状的树脂制的防尘罩8包围。拉杆7的前端与组装有转向轮的转向节连结。齿条轴3作为使转向轮转向的转向轴发挥功能。

另外,在齿条外壳2的内部收纳有以与齿条轴3交叉的状态被支承为能够旋转的小齿轮轴9。在小齿轮轴9的一端连结有转向轴10。在转向轴10的前端固定有方向盘11。齿条轴3被齿条引导件4按压,由此与小齿轮轴9啮合。

因此,伴随着方向盘11的操作的小齿轮轴9的旋转通过小齿轮轴9与齿条轴3的啮合,转换为沿着齿条轴3的轴线方向的往复移动。该齿条轴3的往复移动经由拉杆7向转向节传递,由此改变转向轮的朝向。

此外,转向轴10连结与小齿轮轴9连结的中间轴13、以及供方向盘11固定的转向柱轴14而成。另外,转向装置1构成为将马达15作为驱动源的转向柱辅助型的电动动力转向装置(EPS)。马达15的输出轴经由蜗轮等减速机构16与转向柱轴14连结。通过减速机构16减速后的马达15的旋转作为辅助力向转向轴10传递。

接着,对齿条外壳2的支承构造进行说明。如图1所示,在齿条外壳2的两端部分别设置有具有螺栓孔21的近似圆柱状的安装部22。各安装部22相对于齿条外壳2,仅形成于与齿条轴3的轴线方向正交的方向的单侧。安装部22作为固定于车辆的悬架构件25的固定部发挥功能。悬架构件25构成车辆的框架。

如图2所示,齿条外壳2通过螺栓23以及螺母24,刚性地支承于车辆的悬架构件25。因此,齿条外壳2由其轴线方向两侧的两点支承。

详细描述,安装部22与齿条外壳2一体成型。安装部22以其轴线L2与齿条轴3的轴线L1大致正交的方式设置于齿条外壳2。螺栓孔21沿该轴线方向贯通安装部22。即、螺栓孔21在与齿条轴3的轴线大致正交的方向上开口。在安装部22的悬架构件25侧的侧面设置有与悬架构件25对置的座面28。

在悬架构件25中的与齿条外壳2的各螺栓孔21对应的部位设置有供螺栓23插通的螺栓孔31。悬架构件25具有剖面大致四边框状的构件主体25a、和固定于构件主体25a的圆柱状的轴环25b。在轴环25b设置有螺栓孔31。在轴环25b的安装部22侧的侧面设置有载置面33。在安装部22的座面28与载置面33接触的状态下,将齿条外壳2载置于载置面33。

在构件主体25a的上板部34设置有供轴环25b嵌合的嵌合孔35。轴环25b与嵌合孔35嵌合,并且在被载置于构件主体25a的下板部36上的状态下,焊接在上板部34以及下板部36,由此固定于构件主体25a。此外,在下板部36与螺栓孔31同轴地设置有具有与螺栓孔31的内径相同的内径的插通孔37。

在以齿条外壳2的螺栓孔21与悬架构件25的螺栓孔31成为同轴的方式将齿条外壳2配置于悬架构件25的状态下,将螺栓23插通于各螺栓孔21、31以及插通孔37。将螺母24紧固在该插通后的螺栓23的前端,由此齿条外壳2被刚性地支承于悬架构件25。此外,螺栓23的头部23a的外径设定为大于螺栓孔21的内径的值。

通过由将螺母24旋合在螺栓23而产生的螺栓23的轴向力,对座面28与载置面33分别作用使它们相互接近的方向的紧固力,从而齿条外壳2被刚性地支承于悬架构件25。另外,轴向力是指通过将螺母24与螺栓23旋合而使稍微延伸的螺栓23的轴部23b欲恢复到原来的力。

在这样构成的转向装置1中,存在以下问题。即、来自转向轮的反向输入负载经由齿条轴3向安装部22传递。因此,由于来自转向轮的反向输入负载,齿条外壳2要相对于悬架构件25相对地向沿着齿条轴3的轴线的方向移动。另外,从确保齿条外壳2相对于悬架构件25的组装性等观点考虑,往往在螺栓23的轴部23b与螺栓孔21的内周面之间设置间隙。在该情况下,存在齿条外壳2伴随着齿条轴3的往复移动而向沿着其轴线的方向移动的担忧。

因此,在本实施方式中,为了抑制齿条外壳2相对于悬架构件25相对地移动的情况,采用了下面的结构。如图3中的单点划线所示,从悬架构件25侧观察座面28时,在安装部22的座面28遍及其整个面地设置有多个微小的突条41。突条41沿着齿条轴3的轴线方向Dr隔开间隔而设置。突条41是沿着座面28弯曲地延伸的细长突出部。突条41向齿条轴3的轴线方向Dr弯曲。在本实施方式中,突条41以图3中的左侧凸出的方式弯曲。如图3所示,从悬架构件25侧观察座面28时,弯曲的突条41的顶点P通过座面28的中心点O,并且位于沿着齿条轴3的轴线方向Dr延伸的中心轴L3上。以包含突条41的座面28的表面粗糙度(算术平均粗糙度Ra)成为作为产品规格所要求的表面粗糙度的方式,设定突条41的尺寸以及数量等。突条41作为用于使座面28与悬架构件25之间的摩擦力增大的微小的凸形状发挥功能。

另外,齿条外壳2例如是铝合金的铸件,通过压铸成型而一体地设置。压铸成型是指将熔融了的金属(这里是铝合金)高压地注入到模具,取得成型后的铸件的铸造方法。通过在模具设置有与包含多个突条41的座面28的表面形状对应的形状(例如,与多个突条41对应的凹部等),而使突条41与齿条外壳2一体成型。

如图4所示,在悬架构件25(这里仅示出轴环25b的一部分。)的表面遍及其整个面地设置有被膜42。也在轴环25b的安装部22侧的表面亦即载置面33,遍及其整个面地设置有被膜42。被膜42作为针对悬架构件25的表面处理,通过实施阳离子电沉积涂装而设置。阳离子电沉积涂装是指将被涂装物(这里是悬架构件25)浸渍在电沉积槽内的涂料,将该浸渍的被涂装物作为阴极,另一方面,将电沉积槽内的电极作为阳极,使直流电流在这些阴极与阳极之间流动,由此使涂膜在被涂装物侧析出的涂装方法。

在通过螺栓23以及螺母24将齿条外壳2安装于悬架构件25的状态下,突条41被维持为咬入被膜42的状态。另外,突条41在沿着齿条轴3的轴线的方向上弯曲。因此,在对齿条外壳2施加了朝向沿着齿条轴3的轴线的方向的外力的情况下,多个突条41在沿着齿条轴3的轴线的方向上与被膜42卡合。即、与将座面28设置为没有设置有突条41的平滑面的情况相比,在相互接触的座面28与被膜42之间起作用的、阻碍座面28相对于被膜42的沿着齿条轴3的轴线方向的方向上的相对运动的力(向与座面28欲移动的方向相反的方向作用的力)亦即摩擦力进一步增大。换言之,表示座面28相对于被膜42的滑动难度的指标亦即摩擦系数成为更大的值。因此,即使对齿条外壳2作用朝向沿着齿条轴3的轴线的方向的外力,通过多个突条41在沿着齿条轴3的轴线的方向上与被膜42卡合,也在座面28与载置面33之间作用更大的摩擦力。通过该摩擦力,齿条外壳2相对于悬架构件25向沿着齿条轴3的轴线的方向的相对移动被限制。

因此,根据第一实施方式,能够得到以下的效果。(1)在对齿条外壳2施加了朝向沿着齿条轴3的轴线的方向的外力的情况下,多个突条41在沿着齿条轴3的轴线的方向上与被膜42的咬入部分卡合,由此能够确保在座面28与被膜42之间起作用的摩擦力。通过该摩擦力,座面28、进而齿条外壳2相对于悬架构件25向沿着齿条轴3的轴线的方向移动的情况被抑制。

(2)另外,作为转向装置1,与采用在座面28与悬架构件25之间设置用于限制它们相对移动的其它部件的结构的情况相比,不需要设置该其它部件,相应地能够减少转向装置1的部件个数。能够减少部件个数,相应地能够能够减少转向装置1的产品成本以及制造成本。另外,能够减少部件个数,相应地使转向装置1的轻型化成为可能。

(3)突条41在沿着齿条轴3的轴线的方向上弯曲。因此,突条41相对于被膜42的在沿着齿条轴3的轴线的方向上的卡合面积大于突条41相对于被膜42的在与齿条轴3的轴线正交的方向上的卡合面积。因此,能够更有效地抑制座面28、进而齿条外壳2相对于悬架构件25向沿着齿条轴3的轴线的方向的移动。

(4)突条41在沿着齿条轴3的轴线的方向上弯曲。因此,不仅能够抑制齿条外壳2相对于悬架构件25向沿着齿条轴3的轴线的方向的移动,和能够抑制齿条外壳2相对于悬架构件25向与齿条轴3的轴线正交的方向的移动。

(5)齿条外壳2是铸件,突条41在铸造齿条外壳2时与齿条外壳2一体成型。能够更简单地设置突条41,所以能够进一步减少转向装置1的产品成本以及制造成本。

第二实施方式

接着,对将转向装置具体化的第二实施方式进行说明。本实施方式基本上具有与前面的图1以及图2所示的第一实施方式相同的结构。

如图5中的单点划线所示,从悬架构件25侧观察座面28,在安装部22的座面28,遍及其整个面地设置有以座面28的中心点O为中心的多个同心圆状的微小的突条43。突条43作为用于使座面28与悬架构件25之间的摩擦力增大的微小的凸形状发挥功能。

在通过螺栓23以及螺母24将齿条外壳2安装于悬架构件25的状态下,圆形的突条43被维持为咬入被膜42的状态。因此,在对齿条外壳2施加了朝向沿着座面28的方向的外力的情况下,多个突条43在施加外力的方向上与被膜42卡合。例如,在对齿条外壳2施加了朝向沿着齿条轴3的轴线的方向的外力的情况下,多个突条43在沿着齿条轴3的轴线的方向上与被膜42卡合。另外,在对齿条外壳2施加了朝向与齿条轴3的轴线正交的方向的外力的情况下,多个突条43在与齿条轴3的轴线正交的方向上与被膜42卡合。

即、与将座面28设置为没有设置有突条43的平滑面的情况相比,在相互接触的座面28与被膜42之间起作用的、阻碍座面28相对于被膜42的相对运动的力亦即摩擦力变得更大。因此,即使对齿条外壳2施加了朝向沿着座面28的任何方向的外力,多个突条43在在施加沿着座面28的外力的方向上与被膜42卡合,由此也会在座面28与载置面33之间作用更大的摩擦力。通过该摩擦力,齿条外壳2相对于悬架构件25向沿着座面28的方向的相对移动被限制。

此外,圆环状的突条43与第一实施方式相同,通过压铸成型等铸造与齿条外壳一体成型。因此,根据第二实施方式,除了能够得到与第一实施方式相同的效果之外,还能够得到以下的效果。

(6)多个突条43设置为以座面28的中心点O为中心的同心圆状。因此,即使对齿条外壳2施加了沿着座面28的任何方向的外力,多个突条43也在外力的方向上与被膜42卡合。因此,能够抑制齿条外壳2相对于悬架构件25,向包含沿着齿条轴3的轴线的方向以及与齿条轴3的轴线正交的方向的施加外力的方向移动的情况。

第三实施方式

接着,对将转向装置具体化的第三实施方式进行说明。本实施方式基本上具有与前面的图1以及图2所示的第一实施方式相同的结构。

如图6A中绘制了点图案的阴影所示,从悬架构件25侧观察座面28,在安装部22的座面28,遍及其整个面地设置有多个微小的突起部44。即、座面28是粗糙化的粗糙的面亦即粗糙面。突起部44作为用于使座面28与悬架构件25之间的摩擦力增大的微小的凸形状发挥功能。

如图6B所示,在通过螺栓23以及螺母24将齿条外壳2安装于悬架构件25的状态下,多个突起部44被维持为咬入被膜42的状态。因此,对齿条外壳2施加了朝向沿着座面28的方向的外力的情况下,多个突起部44在施加外力的方向上与被膜42卡合。例如,在对齿条外壳2施加了朝向沿着齿条轴3的轴线的方向的外力的情况下,多个突起部44在沿着齿条轴3的轴线的方向上与被膜42卡合。另外,在对齿条外壳2施加了朝向与齿条轴3的轴线正交的方向的外力的情况下,多个突起部44在与齿条轴3的轴线正交的方向上与被膜42卡合。

即、与将座面28设置为没有设置有突起部44的平滑面设置的情况相比,在相互接触的座面28与被膜42之间起作用的、阻碍座面28相对于被膜42的相对运动的力亦即摩擦力变得更大。因此,即使对齿条外壳2施加朝向座面28的任何方向的外力,多个突起部44在施加沿着座面28的外力的方向上与被膜42卡合,由此在座面28与载置面33之间作用更大的摩擦力。通过该摩擦力,齿条外壳2相对于悬架构件25向沿着座面28的方向的相对移动被限制。

此外,多个突起部44与第一实施方式相同,通过压铸成型等铸造与齿条外壳一体成型。因此,根据第三实施方式,除了能够得到与第一实施方式相同的效果之外,还能够得到以下的效果。

(7)在安装部22的座面28,遍及其整个面地设置有多个微小的突起部44。因此,即使对齿条外壳2施加了沿着座面28的任何方向的外力,多个突起部44也在外力的方向上与被膜42卡合。因此,能够抑制齿条外壳2相对于悬架构件25,向包含沿着齿条轴3的轴线的方向以及与齿条轴3的轴线正交的方向的、施加外力的方向移动的情况。

其它实施方式

此外,第一以及第二实施方式也可以如下那样地改变来实施。在第一实施方式中,在从悬架构件25侧观察座面28,虽以图3中的左侧凸出的方式弯曲地设置突条41,但也可以以图3中的右侧凸出的方式弯曲地设置突条41。即使这样地设置,也能够得到与第一实施方式的(1)~(5)相同的效果。

在第一实施方式中,虽将突条41沿齿条轴3的轴线方向Dr弯曲地设置,但也可以以向与齿条轴3的轴线交叉的方向延伸的直线状而设置。即使这样地设置,也能够抑制齿条外壳2相对于悬架构件25向沿着齿条轴3的轴线的方向的移动。

在第一实施方式中,弯曲的突条41也可以以在其中途断开的方式而设置。即、突条41只要具有向与齿条轴3的轴线方向Dr交叉的方向延伸的部分即可。即使这样地设置,也能够得到与第一实施方式的(1)~(5)相同的效果。

在第二实施方式中,圆环状的突条43也可以以在其中途断开的方式而设置。即、突条43只要具有向与齿条轴3的轴线方向Dr交叉的方向延伸的部分即可。即使这样地设置,也能够得到与第二实施方式的(6)相同的效果。

在第二实施方式中,多个突起部44也可以以连结它们中的相互邻接的两个、三个或者这以上的突起部44的方式,设置为具有适当的长度的突起部。即使这样地设置,也能够得到与第二实施方式的(6)相同的效果。

在第一~第三实施方式中,虽通过将螺母24旋合在螺栓23的前端而将齿条外壳2固定于悬架构件25,但也可以在悬架构件25的螺栓孔31设置与螺栓23对应的螺纹槽,将螺栓23与螺栓孔31旋合。在该情况下,作为构件主体25a能够采用省略了下板部36的插通孔37的结构。

在第一~第三实施方式中,虽在齿条外壳2将多个安装部22仅设置于与齿条轴3的轴线方向Dr正交的方向的单侧,但也可以在与齿条轴3的轴线方向Dr正交的方向的两侧设置于安装部22。

虽通过铸造将第一实施方式中的弯曲的突条41、第二实施方式中的圆环状的突条43、第三实施方式中的多个突起部44与齿条外壳2一体成型,但也可以如下述那样。例如,在第一以及第二实施方式中,也可以在通过铸造将齿条外壳2成型之后,对设置为平滑面的座面28实施切削等除去加工,由此设置突条41、43。另外,在第三实施方式中,也可以在通过铸造将齿条外壳2成型之后,作为除去加工使作为投射材料的颗粒体与作为设置为平滑面的工件的座面28碰撞,由此设置多个突起部44或者微小的凹凸。另外,在第三实施方式中,也可以对座面28实施滚花加工等滚轧塑性加工,由此设置微小的凹凸。

在第一~第三实施方式中,也可以根据车辆的产品规格等,不在悬架构件25的表面设置被膜42。根据悬架构件25的材质等,在将齿条外壳2安装于悬架构件25时,能够通过将螺母24紧固于螺栓23,而使突条41、43或者突起部44咬入作为与悬架构件25的座面28对置的部分的载置面33。

在第一~第三实施方式中,虽作为转向装置1,作为一个例子举出了转向柱辅助型的电动动力转向装置,但转向装置1也可以是对齿条轴3施加辅助力的齿条辅助型的电动动力转向装置。另外,转向装置1也可以是液压式动力转向装置。另外,转向装置1也可以是不具有对转向轴10或者齿条轴3施加辅助力的结构的、所谓的非辅助型的转向装置。并且,转向装置1也可以是使方向盘11与小齿轮轴9或者转向轮之间的动力传递分离的电动转向式的转向装置。

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