[发明专利]衬套轴承和使用该衬套轴承的用于汽车的齿条齿轮式转向装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种衬套轴承，更具体地涉及一种适于移动支撑汽车上的齿条齿轮式转向装置的齿条轴的衬套轴承。

背景技术

专利文件1：日本专利公开文本：No.3543652

在齿条齿轮式转向装置中，一具有与齿轮齿啮合的齿条齿的齿条轴，由起外壳作用的齿轮箱通过衬套轴承可移动地支撑。在衬套轴承的情况中，由于各种各样的合成树脂衬套轴承已经被提出，这种合成树脂制成的衬套轴承一般适用于在有扰动的情况下可移动地支撑齿条轴。

发明内容

本发明所要解决的技术问题

对于合成树脂衬套轴承，若被支撑的齿条轴受到了大的扰动，可在其径向方向以预定的刚度牢固支撑齿条轴。然而，由于齿条轴被张紧，轴向方向上防止滑动的摩擦阻力变大，因此无法以满意的移动特性支撑齿条轴。另一方面，若支撑的齿条轴受到了小的干扰，齿条轴可以获得令人满意的小滑动摩擦的轴向移动特性。但是，在其他的方面，齿条轴可能会发生较大的轴线错位，衬套轴承与齿条轴之间也会产生空隙，这样径向上的刚性支撑将不利地下降。

另外，使用合成树脂衬套轴承时，合成树脂的蠕变将导致衬套轴承与齿条轴之间产生间隙，因此，径向上的刚性支撑将有可能降低。另外，在发生径向收缩尤其是由受热历程导致的合成树脂应力松弛引起径向收缩的情况下，对齿条轴的扰动有可能增大，导致较大的滑动摩擦阻力。

同时，齿条轴通常通过衬套轴承在两个部位移动地支撑，其中一个部位在靠近齿轮的一边，另一个在远离齿轮的一边。特别是在靠近齿轮的一边的部位上，齿轮和齿条的齿之间的啮合作用导致的偏移更有可能发生在齿轮轴向上，而不是靠近或远离齿轮的方向上。齿条轴上靠近齿轮的一侧的那部分在齿轮轴向上的错位与齿轮的旋转方向相反。结果，若齿条轴的靠近齿轮的一侧的那部分由扰动大的衬套轴承支撑，将可能使得方向盘由于齿条轴的弯曲变形产生很大的损坏。

另外，若合成树脂轴承用于滑动地支撑用于汽车上的齿条齿轮式转向装置中的齿条轴，因为齿条齿轮式转向装置的齿轮箱内部是密封的，齿轮箱内的空气流入和流出都变得困难。因此，由于强制注入和排出空气，有可能会出现不正常的噪音，施加于衬套轴承与齿条轴之间间隙中的润滑剂如润滑脂也可能会更早耗尽。

本申请鉴于以上方面提出，其目的是提供一种衬套轴承和一种使用该衬套轴承的汽车上的齿条齿轮式转向装置，这使得可以在齿轮的径向和轴向上以预定的刚度支撑齿条轴，也使得在齿条轴的轴向上移动支撑齿条轴时的摩擦阻力较小，并且，可以降低蠕变和受热历程导致的应力松弛效果。

解决本发明的手段根据本发明的衬套轴承包括：在其外周面上具有至少一个环槽的合成树脂衬套，以及设置所述衬套的环槽中的环形弹性元件，所述衬套具有一对轴向对称设置的内侧内周表面；一对槽口，每一个被设置成所述内侧内周表面的一个沿环向位于所述对槽口之间，并允许该内侧内周表面在径向上向内/向外移动；另一对槽口，每一个被设置成所述内侧内周表面的另一个沿环向位于所述另一对槽口之间，并允许该内侧内周表面在径向上向内/向外移动；以及至少一对在径向上设置在该对内侧内周表面外侧的外侧内周表面，其中，每个外侧内周表面适于与齿条轴上齿条齿侧和齿条齿侧相对侧的外周面中对应的一个形成间隙，齿条轴插入和固定在由该对内侧内周表面和该对外侧内周表面形成的通孔中，以及，每个内侧内周表面至少在其一部分适于与除齿条轴的齿条齿侧和齿条齿侧相对侧的外周表面之外的齿条轴的相应外表面可滑动地接触。

根据本发明的衬套轴承，衬套具有该对轴向对称设置的内侧内周表面；该内侧内周表面在环向上设置在一对槽口之间，允许该内侧内周表面在径向上移入/移出；该内侧内周表面在环向上设置在另一对槽口之间，允许该内侧内周表面在径向上移入/移出。除了齿条轴外表面中齿条齿侧和齿条齿相对侧的表面，每个内侧内周表面的至少在其一部分适于与相应的齿条轴外表面可滑动地接触。并且，环形弹性元件设置在衬套上的环槽中。所以，可以在齿轮的轴向和径向上以预定刚度支撑齿条轴，齿条轴在齿轮轴向上的错位可以被每个内侧内周表面抑制，并且其在轴向上移动时滑动支撑的摩擦阻力较小。并且，每个外侧内周表面适于与齿条轴上齿条齿侧外表面和齿条齿相对侧外表面中相应的一个相配合形成间隙，齿条轴插入并固定在通孔中。因此，综上所述，便可能减少受热历程和蠕变变形引起的应力松弛。

由于使用合成树脂制作衬套，优选耐磨性好，摩擦系数低，具有预定的弹性和刚性，较小的热膨胀和收缩的树脂。具体地，其中可能列举至少包括聚醛树脂，聚酰胺树脂，聚烯烃树脂和氟树脂之一的合成树脂。