电动动力转向装置的制造方法_2

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力转向装置10,在通过驾驶员的转向而产生的转向转矩上加上电动机43的辅助转矩,并通过它们的复合转矩对转向车轮29、29进行转向。
[0052]如图2所示,方向盘21、转向轴22及蜗轮机构44由转向柱61支承。转向柱61例如经由安装部62而悬挂并支承于转向吊架。转向吊架是在车身前部的整个车宽方向上安装的管状的构件。
[0053]收纳蜗轮机构44的壳体63的一端插入转向柱61。由此,壳体63与转向柱61 —体地形成。
[0054]在转向柱61的方向盘21侧的端部安装有第一轴承64(轴承64)。在壳体63的另一端部安装有第二轴承65 (轴承65)。第一轴承64及第二轴承65均为单列式的滚动轴承。第一轴承64与第二轴承65之间的距离L2设定为比从方向盘21到第一轴承64的距离LI长。虽然详细内容后述,但通过使L2充分长,从而能够缓和在第一轴承64与第二轴承65之间产生的弯曲力矩的变化程度。
[0055]转向轴22由上述的第一轴承64及第二轴承65支承为能够旋转。在该转向轴22的一端经由轴套66而安装有方向盘21。在第一轴承64与第二轴承65之间安装有检测在转向轴22上产生的转矩的磁致伸缩式转矩传感器80。
[0056]转向轴22包括与方向盘21连接的第一轴22a、和通过联轴器与该第一轴22a连结并朝向万向接头(图1、符号23)延伸的第二轴22b。
[0057]壳体63包括一端插入转向柱61且另一端开口的基体63a、和关闭该基体63a的开口且将第二轴承65固定的盖体63b。基体63a的插入转向柱61的部位的长度比没有插入转向柱61的部位的长度形成得长。通过插入充分的长度,能够以高强度支承壳体63。
[0058]用于驱动蜗轮机构44的电动机43的电动机轴(图1、符号43a)进行延伸。电动机轴是将蜗轮机构44的蜗杆轴连结了的输出轴。蜗杆轴具备一体形成的蜗杆。
[0059]蜗轮机构44为如下这样的结构,即,使从动侧的蜗轮73与驱动侧的蜗杆啮合,从蜗杆经由蜗轮73而向第二轴22b传递转矩。蜗轮73安装在第二轴22b上。第二轴承65安装在比蜗轮73更远离方向盘21的部位。
[0060]磁致伸缩式转矩传感器80包括:磁致伸缩膜81,其设置在第二轴22b的外周面上,且磁致伸缩特性(磁特性)根据转矩而变化;以及检测部83,其以在周向上包围该磁致伸缩膜81的方式配置,且对磁致伸缩膜81上产生的导磁率变化进行检测。磁致伸缩膜81由在第二轴22b的轴长度方向施加了互为反向的残存应变的磁致伸缩膜构成。
[0061]磁致伸缩膜81是由相对于应变的变化而磁通密度的变化大的材料构成的膜。例如,是在第二轴22b的外周面上通过气相沉积法形成的N1-Fe系的合金膜。该合金膜的厚度优选为30?50 μ m左右。需要说明的是,合金膜的厚度也可以在其以下或在其以上。磁致伸缩膜81是在第二轴22b的外周面上整周形成的、大致固定的宽度且固定的厚度的膜。
[0062]N1-Fe系的合金膜在含有大致50重量%的Ni时,磁致伸缩常数变大,因此磁致伸缩效果处于提高的倾向,从而优选使用这样的Ni含有率的材料。例如,作为N1-Fe系的合金膜,使用含有50?70重量%的Ni且剩余部分为Fe的材料。
[0063]需要说明的是,磁致伸缩膜81只要是强磁性体的膜即可,不限于N1-Fe系的合金膜。例如,磁致伸缩膜81也可以是Co-Fe系的合金膜、Sm-Fe系的合金膜。
[0064]检测部83对磁致伸缩膜81上产生的磁致伸缩效果进行电检测,并将其检测信号作为转矩检测信号而输出。该检测部83包括在磁致伸缩膜81的外周固定于第二轴22b的线圈骨架84和在该线圈骨架84上分别卷绕多层的线圈85、85。线圈85包括向磁致伸缩膜81施加交流电压的励磁线圈和对磁致伸缩膜81上产生的导磁率的变化进行检测的检测线圈。S卩,在一对线圈85、85上分别卷绕有励磁线圈及检测线圈。
[0065]磁致伸缩膜81与线圈骨架84的间隙设定为0.5?Imm左右的范围。线圈85、85在I?10kHz的范围内以例如1kHz左右的适当的频率被励磁,来对线圈85、85与赋予了各向异性的磁致伸缩膜81之间的导磁率进行检测。
[0066]当乘客对方向盘21进行转向时,转向轴22与方向盘21 —起旋转。通过旋转,在转向轴22上产生转向转矩。通过磁致伸缩式转矩传感器80对该转向转矩进行检测。控制部(图1、符号42)基于检测到的转向转矩而使电动机43工作。由于电动机43工作,因而蜗杆旋转,且蜗杆使蜗轮73旋转。通过蜗轮73旋转,从而辅助转矩向转向轴22传递。
[0067]在图3 (a)中示出了实施例的电动动力转向装置10。在图3(b)中简单地示出了图3(a)所示的电动动力转向装置10。
[0068]如图3(a)及图3(b)所示,在实施例中,在转向轴22上配置有两个轴承64、65。在上述的轴承64、65之间配置有磁致伸缩式转矩传感器80。通过向方向盘21施加载荷W,从而在转向轴22上产生弯曲力矩。
[0069]图3(c)所示的图是表示在图3(b)的转向轴22上产生的弯曲力矩的大小的弯曲力矩图。横轴与转向轴22的各部位对应,纵轴示出弯曲力矩的大小。
[0070]同时也参照图3(c)。由于施加于转向轴22的端部的载荷W而在转向轴22中产生的弯曲力矩M在第一轴承64处成为最大Pl。在第一轴承64处成为最大的弯曲力矩M朝向第二轴承65而逐渐降低,在第二轴承65处成为O。使线SI与横轴所成的角的角度为α,其中,线SI是对从与第一轴承64对应的部位到与第二轴承65对应的部位进行连结的线。
[0071]在图3(d)中简单地示出了比较例I的电动动力转向装置100。该电动动力转向装置100在比第一轴承164靠方向盘(图3(a)参照)侧的端部配置有磁致伸缩式转矩传感器 180。
[0072]如图3(d)所示,通过在转向轴122的端部施加载荷W,从而在转向轴122上产生弯曲力矩。
[0073]图3(e)所示的图是图3(d)的状态下的弯曲力矩图。横轴与转向轴122对应,纵轴示出弯曲力矩的大小。
[0074]同时也参照图3(e),由于施加于转向轴122的端部的载荷W而在转向轴122中产生的弯曲力矩M在第一轴承164的位置成为最大Pl。在第一轴承164的位置成为最大的弯曲力矩M朝向第二轴承165而逐渐降低,在第二轴承165处成为O。使线S2与横轴所成的角的角度为β,其中,线S2是对从与转向轴122的端部对应的部位到与第一轴承164对应的部位进行连结的线。
[0075]在图3(f)中简单地示出了比较例2的电动动力转向装置200。该电动动力转向装置200在第一轴承264与第二轴承265之间配置有第三轴承266,在第一轴承264与第三轴承266之间配置有磁致伸缩式转矩传感器280。在这种情况下,通过在转向轴222的端部施加载荷W,从而也在转向轴222上产生弯曲力矩。
[0076]图3(g)所示的图是图3(f)的状态下的弯曲力矩图。横轴与转向轴222对应,纵轴示出弯曲力矩的大小。
[0077]由于施加于转向轴222的端部的载荷W而在转向轴222中产生的弯曲力矩M在第一轴承264的位置成为最大Pl。在第一轴承264的位置成为最大值的弯曲力矩M在第三轴承266处达到与向第一轴承264施加的弯曲力矩反向的弯曲力矩的峰值。从第三轴承266朝向第二轴承265而逐渐降低,在第二轴承265处成为O。使线S3与横轴所成的角的角度为γ,其中,线S3是对从与第一轴承264对应的部位到与第三轴承266对应的部位进行连结的线。
[0078]参照图4,对实施例、比较例I及比较例2进行比较。
[0079]如图4(a)及图4(b)的实施例所示,向各检测部83、83施加的弯曲力矩的差为tl。
[0080]如图4(c)及图4(d)的比较例I所示,向各检测部183、183施加的弯曲力矩的差为t2。同样,如图4(e)及图4(f)的比较例2所示,向各检测部283、283施加的弯曲力矩的差为t3。
[0081]对实施例及比较例1、2中的弯曲力矩的差进行比较,tl < t3 < t2。在实施例中,在弯曲力矩的变化程度小的部位、即在轴承64、65之间设置了磁致伸缩式转矩传感器80。在实施例中,各检测部83、83之间的弯曲力矩的差tl小。由于向各检测部83、83之间施加的弯曲力矩的差小,因此能够提高磁致伸缩式转矩传感器80所检测的转向转矩的检测精度。
[0082]比较例I的角度β比实施例的角度α大(α < β)。S卩,在比较例I中,与实施例的情况相比,在弯曲力矩的变化程度大的部位设置磁致伸缩式转矩传感器180。由此,向各检测部183、183施加的弯曲力矩的差t2比实施例的情况(tl)大。由于向各检测部183、183施加的弯曲力矩的差大,因而转向转矩的检测精度
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