动力转向设备及其预载荷调节方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种动力转向设备及其预载荷调节方法。
【背景技术】
[0002]在电机驱动动力转向设备中，用于辅助产生辅助力的电机的转动力通常通过减速机构传输到通过扭力杆连接到转向轴的齿轮轴等。减速机构由例如涡轮齿轮机构形成。在电机驱动动力转向设备是齿轮辅助式设备的情况下，减速机构通过包括如下而形成:连接到电机的输出轴的蜗杆，和固定到齿轮轴并且与蜗杆接合的蜗轮。
[0003]在以上电机驱动动力转向设备中，需要容易地设定蜗杆与蜗轮之间的中心距而不受诸如组装时的蜗杆这样的部件的尺寸误差影响，同时在组装之后，需要适当地维持中心距，从而即使当蜗杆与蜗轮之间的接合随着时间而改变时，也能消除齿侧间隙。
[0004]响应以上问题，在JP-A-2013-208932(专利文献I)中公开了一种动力转向设备，其具有用于将支撑蜗杆的末端轴部的轴承向给定的预载荷方向偏压的预载荷工具，以将预载荷施加到蜗杆和蜗轮的接合部。预载荷工具由压缩螺旋弹簧形成。蜗杆与蜗轮之间的中心距由预载荷工具的弹性力适当地维持以防止齿侧间隙。
[0005]在专利文献I中描述的预载荷工具包括作为C状环形体的轴承壳体，其周向的一部分被切除。轴承壳体的内周表面形成为轴承容纳孔，用于将轴承引导到预载荷方向的引导表面形成在轴承容纳孔中。压缩螺旋弹簧的一端通过形成在轴承壳体中的弹簧插孔抵靠在轴承上，并且其另一端抵靠在盖上，该盖通过螺栓固定到壳体的盖装接表面。
[0006]压缩螺旋弹簧的偏压力取决于弹簧的压缩量。压缩量取决于蜗杆的位置与盖装接表面之间的距离、弹簧的自由长度等。然而，由于制造误差、组装误差等，蜗杆的位置与盖装接表面之间的距离、弹簧的自由长度等可能发生变化。因此，由于上述变化，压缩螺旋弹簧的偏压力可能发生变化，并且蜗杆与蜗轮之间的预载荷可能发生变化。
【发明内容】
[0007]已做出本发明以解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种动力转向设备及其载荷调节方法，能够将蜗杆与蜗轮之间的预载荷调节为期望的值，而不管制造误差、组装误差等。
[0008]根据本发明的实施例，提供一种动力转向设备，具有:蜗杆，该蜗杆由用于辅助的电机驱动；蜗轮，该蜗轮与所述蜗杆接合，并且将辅助力传输到转向轴；壳体，该壳体容纳所述蜗杆和所述蜗轮；插塞，该插塞在其外周表面上具有外螺纹，所述外螺纹与形成在所述壳体处的内螺纹旋合；弹性部件，该弹性部件在其偏压方向上的一端由所述蜗杆支撑，并且该弹性部件在所述偏压方向上的另一端由所述插塞支撑，该弹性部件在所述蜗杆与所述蜗轮之间给出预载荷，以及插塞固定部件，该插塞固定部件用于固定所述插塞，所述插塞的位置调节到旋合位置，在该旋合位置处，所述预载荷是预定的值，使得所述插塞不能够相对于所述壳体转动。
[0009]从而，即使当存在弹性部件的制造误差、蜗杆和蜗轮周围的组装误差等时，也能够通过将插塞的位置调节到旋合位置而在蜗杆与蜗轮之间获得期望的预载荷。能够通过设置插塞固定部件维持期望的预载荷。
[0010]在本发明中，所述插塞固定部件可以是旋入到所述插塞的外螺纹的锁紧螺母。
[0011]从而，能够通过简单的结构实现插塞固定部件，并且还能够容易地执行插塞的固定操作。
[0012]在本发明中，所述插塞固定部件可以是所述插塞与所述壳体之间的填缝。
[0013]从而，能够通过简单的结构实现插塞固定部件，并且还能够容易地执行插塞的固定操作。
[0014]根据实施例的动力转向设备还可以包括:测头插入孔，该测头插入孔形成在所述壳体处，其用于将测头从所述壳体的外部插入，所述测头用于测量所述蜗杆的关于所述预载荷的载荷；以及闭合部件，该闭合部件闭合所述测头插入孔。
[0015]从而，能够通过其中孔形成在壳体处、并且设置了闭合孔的闭合部件的简单的结构，容易地调节蜗杆与蜗轮之间的预载荷。
[0016]并且，根据本发明，提供一种动力转向设备的预载荷调整方法，所述动力转向设备包括:蜗杆，该蜗杆由用于辅助的电机驱动；蜗轮，该蜗轮与所述蜗杆接合，并且将辅助力传输到转向轴；壳体，该壳体容纳所述蜗杆和所述蜗轮；插塞，该插塞在其外周表面上具有外螺纹，所述外螺纹与形成在所述壳体处的内螺纹旋合；以及弹性部件，该弹性部件在其偏压方向上的一端由所述蜗杆支撑，并且该弹性部件在所述偏压方向上的另一端由所述插塞支撑，该弹性部件给出在所述蜗杆与所述蜗轮之间的预载荷，所述方法包括步骤:将所述插插塞的位置调节为所述预载荷是预定值的旋合位置；以及固定所述插塞，所述插塞的位置在调节中被调节，使得所述插塞不能够相对于所述壳体转动。
[0017]从而，即使当存在弹性部件的制造误差、蜗杆与蜗轮周围的组装误差等时，也能够通过将插塞的位置调节到旋合位置而获得蜗杆与蜗轮之间的期望的预载荷。能够通过设置插塞固定部件维持期望的预载荷。
[0018]在本发明中，测头插入孔可以形成在壳体处，并且在所述插塞的位置的所述调节中，优选的是，在载荷计的测头通过所述测头插入孔插入到所述壳体内、并且所述蜗杆由用于辅助的电机驱动的状态下，测量所述蜗杆关于所述预载荷的载荷，以根据所测量的载荷确定所述插塞的旋入位置，并且在测量后闭合所述侧头插入孔。
[0019]从而，能够通过其中孔形成在壳体处、并且设置了闭合孔的闭合部件的简单的结构，容易地调节蜗杆与蜗轮之间的预载荷。
[0020]通过应用本发明，能够将蜗杆与蜗轮之间的预载荷调节为期望的值，而不管制造误差、组装误差等。
【附图说明】
[0021]图1是示出电机驱动动力转向设备的结构的视图；
[0022]图2是在蜗杆和蜗轮周围的截平面图；
[0023]图3A和3B是保持器的说明图，图3A是透视图，并且图3B是前视图；
[0024]图4是沿着图2的Xl-Xl截取的截面图；
[0025]图5是示出预载荷调节方法的视图，该视图是弹性部件周围的截平面视图；以及
[0026]图6是当插塞固定部件是填缝结构时插塞周围的截平面图。
【具体实施方式】
[0027]第一实施例
[0028][电机驱动动力转向设备的结构]
[0029]在图1中，电机驱动动力转向设备100(转向设备)是齿轮辅助式设备，其中辅助力输入到齿轮轴114。然而，本发明还能够应用到转向轴助力式和齿条助力式电机驱动动力转向设备。
[0030]电机驱动动力转向设备100包括:由驾驶员操纵的方向盘111 ;与方向盘111 一起转动的转向轴112 ;连接到转向轴112的下端的扭杆113 ;连接到扭杆113的下端的齿轮轴114 ;以及在车辆宽度方向(左右方向)上延伸的齿条轴115。
[0031]齿轮轴114的齿轮齿114a与齿条轴115的齿条齿115a啮合。然后，当齿轮轴114围绕转轴01 (见图2)转动时，齿条轴115在车辆宽度方向上移动，并且通过连接杆116连接的被转向轮117 (车轮)转向。齿条轴115通过衬套等容纳在筒状壳体118中。
[0032]电机驱动动力转向设备100还包括:同轴地固定到齿轮轴114的蜗轮120 ;与蜗轮120接合的蜗杆130 ;用于辅助的电机(下文中仅称为电机)140，其产生辅助力并且使蜗杆130转动；结合部150，其将电机140的输出轴141连接到蜗杆130 ;以及壳体20，其容纳蜗杆130等(见图2)。
[0033][蜗轮]
[0034]蜗轮120与齿轮轴114花键连接。S卩，蜗轮120以同轴的方式能够转动地装接到齿轮轴114。蜗轮120与蜗杆130接合以将电机140的辅助力传输到被转向轴(齿条轴115)。
[0035][蜗杆]
[0036]如图2所示，蜗轮130是具有大约柱状的、围绕转轴02转动的部分，其具有:蜗杆本体131，齿轮齿131a形成在蜗杆本体131的外周表面上；第一轴部132，其形成在蜗杆本体131的一端侧(电机140侧)上；以及第二轴部133，其形成在蜗杆本体131的另一端侧(电机140的相反侧)上。
[0037]第一轴部132通过第一轴承11由壳体20可转动的支撑。第二轴部133通过第二轴承12和保持器30由壳体20可转动地支撑。
[0038]当驱动电机140并且蜗杆130转动时，蜗杆130的齿轮齿131a将爬越形成在蜗轮120的外周表面中的蜗轮齿。即，在蜗杆130处产生了从蜗轮120分离的分离力。
[0039][电机]
[0040]电机140是根据未示出的ECU (电子控制单元)的指令而驱动并且产生辅助力的电动机。电机140的输出轴141通过结合部150连接到蜗杆130的第一轴部132。E⑶通过力矩传感器(未示出)检测在扭杆113(图1)中成产生的扭转力矩，并且驱动电机140以对应于扭转力矩的大小从而产生辅助力。
[0041][结合部]
[0042]结合部150连接在输出轴141与第一轴部132之间以将电机140的动力传输到蜗杆 130。
[0043][第一轴承]
[0044]第一轴承11设置在蜗杆130的第一轴部132与壳体20之间，相对于壳体20可旋转地支撑第一轴部132。第一轴承11由例如在径向上支撑载荷的径向滚珠轴承形成。利用旋入到壳体20中的筒状阻挡部件13，第一轴承11由壳体20保持。
[0045][第二轴承]
[0046]第二轴承12设置在蜗杆130的第二轴部133与壳体20之间，相对于壳体20可转动地支撑第二轴部133。第二轴承12由例如在径向上支撑载荷的径向滚珠轴承形成。第二轴承12容纳在后文描述的保持器30中。
[0047][壳体]
[0048]壳体20容纳蜗轮120、蜗杆130等。在壳体20中，形成了用于容纳保持器30的保持器容纳孔21。保持器容纳孔21具有短柱状，并且其轴向在蜗杆130的轴向上延伸。保持器容纳孔21通过在后文描述的偏压方向(蜗杆130的径向(分离方向))上延伸的连通孔22而与外部连通。连通孔22由插塞23闭合。在壳体20处，形成了内螺纹25，插塞23的外螺纹24旋入该内螺纹25。
[0049]在壳体20处，如后文所述形成了测头插入孔62，测量与蜗杆130的预载荷相关的载荷的载荷计60的测头(图5)从外部插入到该测头插入孔62中。测头插入孔62形成在大致在作为孔轴心的转轴02周围的面对第二轴部133的端部的位置处。在由载荷计60测量之后测头插入孔62由闭合部件63闭合。闭合部件63由例如诸如钢珠这样的金属珠形成，其通过压嵌闭合测头插入孔62。闭合部件63可以由除了金属珠以外的部件形成。闭合部件63可以设置成能够拆离的。
[0050][蜗杆偏压结构]
[0051]电机驱动动力转向设备100包括蜗杆偏压结构1，其朝着蜗轮120偏压第二轴承12(蜗杆130)以给与蜗杆130预载荷。蜗杆偏压结构I通过包括以下而形成:第二轴承12、保持器3