球窩接頭、以及具有該接頭的轉向裝置的制造方法
【專利說明】球窩接頭、以及具有該接頭的轉向裝置
[0001]本申請主張于2014年5月15日提出的日本專利申請2014-101524號的優(yōu)先權，并在此引用包括說明書、附圖以及摘要的其全部內(nèi)容。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及具有與軸連接的承口、以及嵌入于承口的球頭的球窩接頭、具有該接頭的轉向裝置。
【背景技術】
[0003]日本特開平11- 342854號公報公開了具有球窩接頭的轉向裝置的一個例子。該轉向裝置具有齒條軸、以及球窩接頭。齒條軸被收納于齒條罩。球窩接頭將齒條軸和轉向橫拉桿相互連結。球窩接頭具有球頭和承口。球頭形成于轉向橫拉桿的端部。承口收納球頭。在齒條罩的端部形成有用于限制齒條軸的移動的端面亦即限制面。在承口形成有與齒條軸的限制面對置的端面亦即被限制面。
[0004]在齒條罩的限制面和承口的被限制面不相互接觸的狀態(tài)下，齒條軸單向地移動。由此，承口的被限制面與齒條罩的限制面接近。然后，承口的被限制面與齒條罩的限制面接觸。由此，與承口結合的齒條軸的移動被限制。
[0005]根據(jù)本申請發(fā)明者實施的試驗，上述轉向裝置有時產(chǎn)生基于爬行的較大的異響。其理由考慮如下。在使齒條軸彎曲的力作用于齒條軸的狀態(tài)下，齒條罩的限制面與承口的被限制面相互接觸。然后，在齒條軸的移動被限制時，承口的被限制面被齒條罩的限制面強力擠壓。這種力例如基于在轉向輪進行轉向時齒條軸經(jīng)由轉向橫拉桿從轉向輪側接受到的反作用力而產(chǎn)生。
[0006]另一方面，在球窩接頭的制造階段，在通過針對承口的加工形成被限制面時，由于其加工誤差，存在在被限制面上形成朝向殼體的限制面?zhèn)惹壹怃J的部分的情況。
[0007]然后，這種存在尖銳部分的承口被形成。在包括該承口的球窩接頭與齒條軸連接的轉向裝置中，按照上述，在承口的被限制面被齒條罩的限制面強力擠壓時，承口的尖銳的部分侵入殼體的限制面。
[0008]之后，齒條軸變形以使齒條軸的彎曲消除。與此相伴，承口的尖銳的部分與齒條罩的限制面接觸著在該限制面上移動。因此，爬行產(chǎn)生，并產(chǎn)生基于該爬行的異響。此外，這里，以轉向裝置為例對于該課題進行了研究。然而，如果是具有沿長邊方向移動的軸和與該軸連接的球窩接頭的轉向，則認為產(chǎn)生與上述相同的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的之一在于，提供一種難以產(chǎn)生爬行的球窩接頭、以及具有該接頭的轉向裝置。
[0010]本發(fā)明的一方式的球窩接頭的結構上的特征在于，具有:承口，其形成有能夠與被配置于軸的周圍的限制部件的端面亦即被限制面，形成有從上述被限制面突出且與上述軸連接的連接部、或者安裝有上述連接部，通過上述被限制面與在上述限制部件上形成的端面亦即限制面接觸來限制上述軸的移動；以及球頭，其被嵌入于上述承口，其中，所述被限制面的形狀是隨著從所述被限制面的所述連接部的連接基部、或者從在徑向上距離所述連接基部規(guī)定距離的位置朝向所述承口的徑向外側，在軸向上相對于所述限制面縮回的形狀。
【附圖說明】
[0011]通過以下參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行的詳細描述，本發(fā)明的上述和其他的特性及優(yōu)點變得更加清楚，其中，相同的符號表示相同的要素，其中:
[0012]圖1是本發(fā)明的實施方式的轉向裝置的結構圖。
[0013]圖2是本發(fā)明的實施方式的轉向裝置的球窩接頭的收納構造的剖視圖。
[0014]圖3是本發(fā)明的實施方式的承口的立體圖。
[0015]圖4是表示本發(fā)明的實施方式的齒條軸彎曲時的限制面與被限制面的關系的示意圖。
[0016]圖5是在高度方向上夸張地表示以往例的被限制面的剖視圖。
[0017]圖6表示以往例的被限制面和限制面的作用的作用圖。
[0018]圖7是在高度方向上夸張地表示本發(fā)明的實施方式的被限制面的中間部的沿圖3的D4 — D4線的剖視圖。
[0019]圖8是表示本發(fā)明的實施方式的被限制面和限制面的作用的作用圖。
[0020]圖9是表示本發(fā)明的實施方式的被限制面與限制面之間的摩擦以及變異量的關系的圖。
[0021]圖10是在高度方向上夸張地表示本發(fā)明的變形例的被限制面的中間部的剖視圖。
[0022]圖11是表示本發(fā)明的變形例的被限制面和限制面的作用的作用圖。
[0023]圖12是在高度方向上夸張地表示本發(fā)明的變形例的被限制面的中間部的剖視圖。
[0024]圖13是表示本發(fā)明的變形例的被限制面和限制面的作用的作用圖。
【具體實施方式】
[0025]參照圖1對例如汽車(未圖示)所使用的轉向裝置I的結構進行說明。轉向裝置I具有轉向機構10、以及齒輪齒條式的轉向機構20。轉向機構10與轉向盤2連接。轉向機構20與轉向機構10連接，使轉向輪3轉向。
[0026]轉向機構10具有成為轉向盤2的旋轉軸的轉向軸11。轉向軸11具有轉向柱軸12、中間軸13、以及小齒輪軸14。在小齒輪軸14的下部形成有齒14A。轉向柱軸12與轉向盤2連結。中間軸13與轉向柱軸12的下端部連結。小齒輪軸14與中間軸13的下端部連結。
[0027]轉向機構20具有齒條軸30、以及被配置于齒條軸30的周圍且覆蓋齒條軸30的齒條罩40。齒條罩40例如由招、或者輕合金材料等形成。在齒條軸30的一部分形成有齒31。通過小齒輪軸14的齒14A以及齒條軸30的齒31相互嚙合從而構成齒條齒輪機構。
[0028]齒條軸30的兩方的端部32經(jīng)由球窩接頭50以及轉向橫拉桿60等與轉向輪3連接。齒條軸30和轉向橫拉桿60通過球窩接頭50以轉向橫拉桿60可相對于齒條軸30旋轉的方式連結。
[0029]根據(jù)轉向機構10以及轉向機構20，在轉向盤2被操作時，轉向柱軸12、中間軸13、以及小齒輪軸14 一體旋轉。小齒輪軸14的旋轉運動經(jīng)由齒輪齒條機構轉換為齒條軸30的長邊方向的移動。通過該齒條軸30的移動經(jīng)由球窩接頭50以及轉向橫拉桿60等轉向輪3轉向。
[0030]參照圖2?圖4對球窩接頭50、以及球窩接頭50的收納構造進行說明。如圖2所示，齒條罩40的內(nèi)部空間41在端部擴徑，而具有階梯差。通過該階梯差，形成了與齒條軸30的長邊方向正交的限制面42。
[0031]球窩接頭50由承口 51、以及球頭61構成。承口 51被固定于齒條軸30。球頭61與轉向橫拉桿60的端部一體形成。承口 51由比齒條罩40硬度高的材料例如鐵材料形成。
[0032]承口 51具有螺釘53、以及基部52。螺釘53是擰入在齒條軸30的端部32形成的螺孔33而與齒條軸30連接的連接部?；?2具有球頭61被嵌入的孔52A。螺釘53從形成于與基部52的孔52A的開口相反的一側的被限制面54突出。
[0033]如圖3所示，被限制面54具有被倒角的外周邊55、中間部56、以及螺釘附近部57。中間部56在外周邊55的內(nèi)周側與外周邊55連續(xù)。螺釘附近部57在中間部56的內(nèi)周側與中間部56連續(xù)，位于螺釘53的附近。螺釘附近部57與中間部56的邊界距螺釘53的根被隔開規(guī)定距離。螺釘附近部57的外徑例如與齒條軸30 (參照圖2)的端面的外徑大致相等。
[0034]參照圖4，對與齒條軸30的長邊方向正交的方向(以下，“軸正交方向”)的力作用于齒條軸30時的被限制面54與限制面42的關系進行說明。
[0035]例如，在為了使轉向輪3 (參照圖1)轉向而齒條軸30沿長邊方向移動時，通過來自轉向輪3(參照圖1)的輪胎的反作用力，轉向橫拉桿60受到拉伸力F。然后，通過該拉伸力F中的軸正交方向的成分FA，齒條軸30彎曲。在該狀態(tài)下，被限制面54與限制面42接觸。由此，齒條軸30的更多的移動被限制。
[0036]另外，例如，如圖1所示，在扭矩從小齒輪軸14輸入至齒條軸30時，通過小齒輪軸14的齒14A與齒條軸30的齒31之間的間隙，齒條軸30從間隙的部分向與齒31的齒筋正交的方向亦即軸正交方向彎曲。
[0037]另外，例如，在扭矩從小齒輪軸14輸入至齒條軸30時，齒條軸30從齒31的部分向齒筋方向亦即軸正交方向偏移，齒條軸30彎曲。
[0038]而且，根據(jù)發(fā)明者實施的試驗，如圖4所示，在被限制面54被限制面42擠壓的狀態(tài)下，作用于齒條軸30的軸正交方向的力減少或者消失。由此，在齒條軸30的彎曲被消除時，出現(xiàn)了產(chǎn)生基于爬行的較大的異響的情況。
[0039]發(fā)明者著眼于爬行在被限制面54與限制面42之間的最大靜摩擦力和動摩擦力的差大的情況下產(chǎn)生的情況。因此，發(fā)明者通過以μπι級測定以往例的承口 510的被限制面540(以下，“以往的被限制面540”)的高度，得到了以下的結果。即，如圖5所示，由于以往的被限制面540的加工方法等的理由，在以往的被限制面540的一部分中，在以往的被限制面540形成有尖銳的部分亦即微小的邊緣541。認為這是因為例如在將以往的被限制面540加工成平面形狀的情況下，由于加工誤差形成了隨著從內(nèi)周側朝向外周側變高的微小的傾斜。此外，圖5夸張地表示以往的被限制面540的螺釘53的軸向上的高度。因此，實際的以往的相對于被限制面540的徑的邊緣541的大小比圖5所示的小得多。
[0040]而且，如圖6所示，在以往的被限制面540被限制面42擠壓的狀態(tài)下齒條軸30的彎曲被消除時，邊緣541與限制面42摩擦并且從實線所示的位置向雙點劃線所示的位置移動。容易形成邊緣541強力地侵入限制面42的狀態(tài)。因此，由于邊緣541與限制面42之間的最大靜摩擦力，從而以往的被限制面540與限制面42之間的最大靜摩擦力變大。因此，認為以往的被限制面540與限制面42之間的最大靜摩擦力和動摩擦力的差變大，產(chǎn)生爬行。
[0041]發(fā)明者基于上述的知識設定了被限制面54的形狀。S卩，如圖7所示，螺釘附近部57與螺釘53的軸向正交。中間部56以從螺釘附近部57側朝向外周邊55變低的方式，即，以從限制面42(參照圖2)縮回的方式，對于螺