电动动力转向装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电动动力转向装置，特别是具备如下部件的电动动力转向装置， 即，具备：转向机构；电动马达，其输出对该转向机构进行辅助的辅助力；传动机构，其具备 带齿带轮和带齿带，并将上述电动马达的输出传递至上述转向机构；以及扭矩限制器，其对 在上述电动马达与上述转向机构的输出部件（例如齿条轴）之间传递的扭矩的大小进行限 制。
【背景技术】
[0002] 这种电动动力转向装置例如如下述专利文献1所示。在下述专利文献1所记载的 电动动力转向装置中，针对在传动机构的带齿带轮与带齿带之间产生的爬齿（带齿带的齿 越过带齿带轮的齿的现象）的考虑方面存在不足。
[0003] 专利文献1 :日本特开2004-50884号公报
[0004]在上述专利文献1所记载的电动动力转向装置中，在爬齿扭矩（在带齿带轮与带 齿带之间产生爬齿时的扭矩，在传动机构中进行设定）设定得比限制扭矩（在扭矩限制器 中设定的可传递的最大扭矩）小的情况下，当在电动马达与转向机构的输出部件之间的动 力传递系统中产生超过正常扭矩的扭矩时，在传动机构中会产生爬齿，从而扭矩限制器不 发挥功能（动作）。在该情况下，既有因传动机构的爬齿而产生大的声音的担忧，又有在传 动机构产生缺齿的担忧。此外，还有因爬齿而引起的声音的产生给使用者带来不安感的担 忧。另外，传动机构的缺齿会引起缺齿片向带齿带轮与带齿带之间的侵入，从而存在降低传 动机构的耐久性的担忧。
【发明内容】
[0005] 本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的电动动力转向装置具备：
[0006] 转向机构；电动马达，该电动马达输出对该转向机构进行辅助的辅助力；传动机 构，该传动机构具备带齿带轮和带齿带，并将上述电动马达的输出传递至上述转向机构；以 及扭矩限制器，该扭矩限制器对在上述电动马达与上述转向机构的输出部件之间传递的扭 矩的大小进行限制，
[0007] 所述电动动力转向装置的特征在于，
[0008] 在上述带齿带轮与上述带齿带之间产生爬齿的爬齿扭矩的偏差下限值设定得比 上述扭矩限制器的限制扭矩的偏差上限值大。
[0009] 在本发明的电动动力转向装置中，在上述带齿带轮与上述带齿带之间产生爬齿的 爬齿扭矩的偏差下限值设定得比上述扭矩限制器的限制扭矩的偏差上限值大。因此，当在 电动马达与转向机构的输出部件之间的动力传递系统产生超过正常扭矩的扭矩时，在传动 机构中产生爬齿之前，扭矩限制器发挥功能（动作）。因此，能够防止传动机构的爬齿，从而 能够防止因爬齿导致的声音的产生、缺齿的产生。
[0010] 在实施上述本发明时，在上述带齿带轮与上述带齿带之间产生爬齿的爬齿扭矩的 偏差上限值也可以设定得比与上述转向机构的最弱部位产生破损的外部输入相当的扭矩 的偏差下限值小。在该情况下，在向转向机构输入过大的外力的情况下，能够通过扭矩限制 器的功能（动作）或在带齿带轮与带齿带之间的爬齿（扭矩限制器不发挥功能的情况），来 抑制过大的扭矩传递，从而能够防止转向机构的破损。
【附图说明】
[0011] 图1是示意性地示出本发明的电动动力转向装置的一个实施方式的局部纵剖主 视图。
[0012] 图2是示出换算成齿条杆轴力的各扭矩（限制扭矩、爬齿扭矩）的偏差与破坏强 度的偏差的关系的图表和示出换算成齿条杆轴力的各产生轴力（因转向操纵输入而形成 的产生轴力、因路面输入而形成的产生轴力、因末端限位器抵接转向操纵而形成的产生轴 力等）的频率分布的关系的图表。
[0013]图3是示意性地示出本发明的电动动力转向装置的其他实施方式的局部纵剖主 视图。
【具体实施方式】
[0014] 以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。图1示意性地示出本发明的电动 动力转向装置的一个实施方式，在该电动动力转向装置1〇〇中，电动马达20的旋转轴21相 对于沿车宽方向配置的齿条轴11 (滚珠丝杠轴）平行地配置。电动动力转向装置100构成 为具备齿条式转向机构10和电动马达20,将与电动马达20的旋转轴21以能够在同轴上进 行扭矩传递的方式结合的驱动带轮31的旋转力（电动马达20的旋转力），经由带齿带33 传递至与作为转向机构10的旋转部件的滚珠螺母12以能够在同轴上进行扭矩传递的方式 结合的从动带轮32,由此来进行转向操纵辅助。
[0015] 齿条式转向机构10本身是公知的，经由小齿轮轴（省略图示）以及转向轴（省略 图示）等与方向盘（省略图示）连结的齿条轴11被组装于车身（省略图示）的转向器壳 体14支承为能够在车宽方向上移动。另外，在该转向机构10中，滚珠螺母12经由轴承13 可自由旋转地组装于转向器壳体14。另外，滚珠螺母12与轴承13被组装于滚珠螺母12的 固定螺母15和组装于转向器壳体14的固定螺母16定位固定。
[0016] 此外，在该转向机构10中，施加于方向盘的转向操纵输入构成为如公知那样经由 转向轴及小齿轮轴等传递至齿条轴11。另外，来自路面的输入（路面输入）构成为如公知 那样经由车轮、转向臂、转向横拉杆等（省略图示）传递至齿条轴11。另外，齿条轴11构成 为如公知那样被末端限位器（省略图示）规定在车宽方向上的移动量。
[0017] 电动马达20构成为根据从方向盘传递至转向轴的转向操纵扭矩被驱动。因此，旋 转轴21的旋转经由驱动带轮31、带33、从动带轮32传递至滚珠螺母12,成为齿条轴11的 轴向驱动力（辅助力），从而进行转向操纵辅助。旋转轴21经由轴承（省略图示）旋转自 如地组装于电动马达20的马达壳体22。马达壳体22 -体地组装于转向器壳体14。
[0018] 驱动带轮31是小径的带齿带轮，通过从动带轮32以及带齿带33等构成将电动马 达20的输出传递至转向机构10的滚珠螺母12的传动机构30。另外，驱动带轮31经由扭 矩限制器40组装于电动马达20的旋转轴21。从动带轮32是大径的带齿带轮，以可一体旋 转的方式组装于滚珠螺母12的外周。此外，在传动机构30的各带轮31、32与带33之间产 生爬齿的爬齿扭矩T2例如可以通过变更带33的张力来进行变更。
[0019]扭矩限制器40例如是公差环（RENCOL?>公差环(Rencol Tolerance Ring Japan株式会社制），对在电动马达20与转向机构10的齿条轴11(输出部件）之间传递的 扭矩的大小进行限制。此外，扭矩限制器40的限制扭矩T1(可传递的最大扭矩）例如能够 通过变更公差环的规格来进行变更。
[0020] 然而，在本实施方式中，如图2所示，在传动机构30的各带轮31、32与带33之间产 生爬齿的爬齿扭矩T2的换算成齿条杆轴力（齿条轴11的轴向力）的值为F2,爬齿扭矩T2 的换算成齿条杆轴力的偏差X如图2所示。另外，扭矩限制器40的限制扭矩T1的换算成齿 条杆轴力的值为F1，限制扭矩T1的换算成齿条杆轴力的偏差Y如图2所示。即，在本实施 方式中，爬齿扭矩T2的换算成齿条杆轴力的偏差X的下限值\设定为比扭矩限制器40的 限制扭矩T1的换算成齿条杆轴力的偏差Y的上限值￥"大。此外，扭矩限制器40的限制扭 矩T1的换算成齿条杆轴力的偏差Y的下限值\设定为比换算成齿条杆轴力的各产生轴力 (因转向操纵输入而形成的产生轴力、因路面输入而形成的产生轴力、因末端限位器抵接转 向操纵而形成的产生轴力等）大，从而构成为不会妨碍通常的转向操纵操作。
[0021] 另外，在本实施方式中，与转向机构10的最弱部位产生破损的外部输入相当的扭 矩（滚珠螺母12的旋转力）的换算成齿条杆轴力的值F3的偏差Z(破坏强度的偏差）如图 2所示。即，在本实施方式中，爬齿扭矩T2的换算成齿条杆轴力的偏差X的上限值X"设定 为比上述偏差Z的下限值&小。此外，上述各偏差X、Y、Z通过各种实验以及分析而求得。
[0022] 因此，在本实施方式中，当在电动马达20与转向机构10的齿条轴11 (输出部件） 之间的动力传递系统产生超过正常扭矩的扭矩时，在传动机构30中产生爬齿之前，扭矩限 制器40发挥功能（动作）。因此，能够防止传动机构30的爬齿，从而能够防止因爬齿导致 的声音的产生、缺齿的产生。
[0023]另外，在本实施方式中，在向转向机构10输入了过大的外力（来自车轮的力）的 情况下，能够通过扭矩限制器40的功能（动作）或在各带轮31、32与带33之间的爬齿（扭 矩限制器40不发挥功能的情况），来抑制过大的扭矩传递，从而能够防止转向机构10的破 损。
[0024] 在上述实施方式中，以在电动马达20的旋转轴21与驱动带轮31之间夹装扭矩限 制器40的方式构成并实施，但在实施本发明时，如图3所示，也可以以在从动带轮32与滚 珠螺母12之间夹装扭矩限制器140的方式构成并实施。此外，在实施本发明时，扭矩限制 器的夹装位置（配设位置）只要在电动马达与转向机构的输出部件（齿条轴11)之间的动 力传递系统中，便可以在任何位置，并不限定于上述各实施方式。
[0025] 另外，在上述各实施方式中，将本发明应用于相对于沿车宽方向配置的齿条轴11 并列地配置有电动马达20的电动动力转向装置100,但并不局限于此，本发明在各种电动 动力转向装置（例如，相对于沿车辆前后方向配置的转向轴并列地配置有电动马达的电动 动力转向装置）也可以以同样的方式或适当地进行变更来实施。
【主权项】
1?一种电动动力转向装置， 所述电动动力转向装置具备： 转向机构； 电动马达，该电动马达输出对该转向机构进行辅助的辅助力； 传动机构，该传动机构具备带齿带轮和带齿带，将所述电动马达的输出传递至所述转 向机构；以及 扭矩限制器，该扭矩限制器对在所述电动马达与所述转向机构的输出部件之间传递的 扭矩的大小进行限制， 所述电动动力转向装置的特征在于， 在所述带齿带轮与所述带齿带之间产生爬齿的爬齿扭矩的偏差下限值设定得比所述 扭矩限制器的限制扭矩的偏差上限值大。2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于， 在所述带齿带轮与所述带齿带之间产生爬齿的爬齿扭矩的偏差上限值设定得比与在 所述转向机构的最弱部位产生破损的外部输入相当的扭矩的偏差下限值小。
【专利摘要】本发明提供一种电动动力转向装置(100)，其具备：转向机构(10)；电动马达(20)，其输出对该转向机构(10)进行辅助的辅助力；传动机构(30)，其具备带齿带轮(31、32)和带齿带(33)，将电动马达(20)的输出传递至转向机构(10)；以及扭矩限制器(40)，其对在电动马达(20)与转向机构(10)的输出部件(11)之间传递的扭矩的大小进行限制。在该电动动力转向装置(100)中，在带齿带轮(31、32)与带齿带(33)之间产生爬齿的爬齿扭矩的偏差下限值设定得比扭矩限制器(40)的限制扭矩的偏差上限值大。因此，当在电动马达(20)与转向机构(10)之间的动力传递系统产生超过正常扭矩的扭矩时，在传动机构(30)中产生爬齿之前，扭矩限制器(40)发挥功能(动作)。
【IPC分类】B62D5/04
【公开号】CN104918839
【申请号】CN201380070767
【发明人】浦马场真吾, 丰田浩之, 松野乔幸
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2013年1月24日
【公告号】EP2949545A1, US20150336604, WO2014115281A1