专利名称：齿条电力转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力转向装置，具体地说涉及一种齿条电力转向装置，其中接受齿条电力转向装置中马达的驱动力而产生辅助力的一对锥齿轮之间的轴向齿隙被设置为大于支撑滚珠螺母的轴承的轴向间隙，通过该方式该装置能够在轴承支撑几乎全部施加在齿条上的轴向重量时防止锥齿轮过紧啮合和马达过载。
背景技术：
通常，车辆包括一种用于获得转向安全性的动力转向系统。在动力转向装置中，一种HPS(液力转向系统)已经被广泛使用于车辆中，其中HPS采用液压。一种环境友好的EPS(电力转向系统)的使用日益增加，该系统使用马达的旋转力能够轻松获得驾驶员更轻松的转向操作，不同于使用液压的传统方法。
在电力转向装置中，马达由一个ECU根据车速传感器和转向力矩传感器检测到的车辆运行状态来控制，因此当车辆低速运行时可以提供轻松而舒适的转向感。当车辆高速运行时，获得很重的转向感和稳定的方向性。在紧急情况中获得快速转向操作，因此提供给驾驶员最佳转向状态。
电力转向装置根据安装状态被划分为柱形EPS(C-EPS)、小齿轮EPS(E-EPS)和齿条EPS(R-EPS)。
这里，在电力转向装置的齿条EPS(R-EPS)中，以钝角或锐角安装在齿条罩一侧的电动马达与形成于滚珠螺母外表面上的齿轮啮合，并且滚珠螺母由电动马达的驱动力旋转，因此齿条沿左右方向滑动，由此基于转向轮的操作产生辅助力。
图1是一个示意性剖视图，表示了传统齿条电力转向装置(R-EPS)的全部结构。如图所示，在该齿条电力转向装置中，一个在其外表面一侧具有齿条轮齿的齿条2被安装在齿条罩1内。齿条2的两端与拉杆载荷3球式连接，由此传输齿条2的传递力。一个齿轮4相对于齿条2的中心线以某一倾斜角被安装在齿条罩1的一侧，并与形成于齿条2一侧的齿条轮齿啮合，由此将从转向轴传递过来的旋转力转变为水平运动。
一个马达5相对于齿条2的中心线以锐角或钝角被安装在齿条罩1的另一侧。一个锥齿轮50a在马达5的轴的一端啮合，并与支撑齿条罩1内齿条2另一侧的滚珠螺母6的锥齿轮60a啮合，由此形成齿轮装置。
另外，滚珠螺母6被安装在齿条罩内部并通过轴承7被旋转。齿条2的另一侧在滚珠螺母6的内侧具有滚动丝杠22，所述齿条的另一侧通过钢珠8滑动。
但是，在传统的齿条电力转向装置中，因为基于锥齿轮50a和60a之间的啮合的齿隙小于轴向间隙，该轴向间隙是当轴承7的内圈(或外圈)固定并且轴承7的外圈(或内圈)活动时移动量的最大值，因此锥齿轮支撑几乎全部基于齿条滑动的轴向重量。因此，当轴向重量基于齿条被施加时，锥齿轮的啮合部分可以沿左右方向移动，因此产生紧啮合。因此，马达产生过载。由塑性材料形成的锥齿轮可能被上述过紧啮合破坏，因此产品的可靠性可能被降低。
发明内容
因此，本发明的一个目的是克服传统技术中遇到的这一问题。
本发明的一个目的是提供一种齿条电力转向装置，其中接受齿条电力转向装置中马达的驱动力而产生辅助力的一对锥齿轮之间的轴向齿隙被设置为大于支撑滚珠螺母的轴承的轴向间隙，通过该方式该装置能够在轴承支撑几乎全部施加在齿条上的轴向重量时防止锥齿轮因为过紧啮合而可能造成的损坏，并通过防止锥齿轮过紧啮合和马达过载而提高产品的可靠性。
为了达到上述目的，本发明提供了一种齿条电力转向装置，该装置包括一个齿轮、一个齿条、一个滚珠螺母、一个轴承、一个马达、一个齿轮装置，其中所述齿轮与转向轮连接，齿条被安装在齿条罩内并且一端的齿条轮齿与所述齿轮啮合而另一端有滚动丝杠，滚珠螺母与大量钢珠协作被安装在滚动丝杠上，所述轴承可旋转地支撑滚珠螺母，所述马达被相对于齿条的中心轴线以某一倾斜角或直角安装，所述齿轮装置由一对锥齿轮形成，用于将来自马达的驱动力传递到滚珠螺母，其中形成齿轮装置的锥齿轮之间的齿隙大于轴承的轴向间隙。
在本发明中，轴承为轴向支撑轴承。
参考附图可以更好地了解本发明，这些附图仅仅是为了说明本发明，因此并不限制本发明，其中图1是一个说明传统电力转向装置的示意图；和图2是一个放大剖视图，说明了按照本发明的齿条电力转向装置的滚珠螺母部分。
具体实施例方式
下面将参考附图来说明本发明的最佳实施例。
与传统技术的结构相同的部件被赋予相同的部件名称和标号。
图2是一个放大视图，说明了按照本发明的齿条电力转向装置的滚珠螺母部分。如图所示，环绕齿条2另一侧螺杆22的滚珠螺母6被插入球轴承7并可由该球轴承旋转，其中球轴承7被安装在齿条罩1的内径部分。大量钢珠8被插入滚珠螺母6和齿条2的螺杆22之间，由此引导齿条2的左右滑动并支撑齿条的一侧。
另外，一个锥齿轮60a被安装在滚珠螺母的外表面周围，并且马达5被相对于齿条2以钝角或锐角安装，该马达在马达5的轴端部具有一个与锥齿轮60a啮合的锥齿轮50a。
在本发明中，啮合的锥齿轮50a和60a之间的齿隙B大于一个轴向间隙，即可旋转支撑滚珠螺母的轴承的轴向间隙C。
下面将说明本发明的操作和效果。
当驾驶员旋转转向轮(未示出)时，齿条2的传递力与下述数值，如传递到齿轮4的旋转力、车速、转向轮的转向角和旋转力矩一起沿着车轮被旋转的方向被增加一倍，因此提供给驾驶员最佳转向状态。
具体地说，在按照本发明的齿条电力转向装置中，如图2所示，当安装在齿条罩1内的齿条2沿着左右方向滑动时，通过接受马达5的驱动力而产生辅助力的一对锥齿轮50a和60a之间的轴向齿隙B被设置为大于支撑滚珠螺母的轴承7的轴向间隙C。因此，当轴向重量被施加在齿条2上时，即当因为齿条2的滑动而基于左右方向移动的重量被输入时，轴承7可以支撑几乎全部重量。
由于齿条2沿左右方向滑动，当支撑齿条2的滚珠螺母6接受同一方向上的轴向重量时，轴承7和锥齿轮60a分别被安装在滚珠螺母6外表面的一侧和另一侧，输入的轴向重量由轴承7或锥齿轮60a支撑。如果基于形成齿轮装置100的一对锥齿轮50a和60a的啮合的齿隙小于轴向内部间隙，即轴承7的轴向间隙，啮合锥齿轮之间的轴向移动距离就小于轴承的轴向移动距离。因此输入的轴向重量几乎由锥齿轮齿间的表面接触支撑。因此，在齿轮齿间产生过紧啮合，因此过载可能被施加到马达上。
相反，在本发明中，因为锥齿轮50a和60a之间的齿隙B大于轴承7的轴向间隙C，即使滚珠螺母6通过轴向重量在左或右方向可少量移动，轴承7也开始支撑几乎全部移动重量。因此，有可能防止因为锥齿轮的啮合而产生过紧啮合和马达过载。因此，在本发明中，有可能防止锥齿轮损坏，由此提高产品的可靠性。
设置为支撑滚珠螺母的轴向推力轴承可以由四点轴承、调心球轴承、角接触轴承等形成，因此可以抵消因为轴承的轴向和径向重量而产生的锥轴承外的跑出，由此获得装置的平稳操作。
如上所述，在按照本发明的齿条电力转向装置中，锥齿轮之间的轴向齿隙被设置为大于轴承的轴向间隙。因此，当齿条的轴向重量被输入时，轴承开始支撑几乎全部重量。在本发明中，就有可能防止因为锥齿轮的啮合而产生过紧啮合和马达过载。可以防止因为过紧啮合而会产生的锥齿轮可能的损坏，由此提高产品的可靠性。
由于本发明可以表现为多种形式而不脱离本发明的精神或本质特征，应该也可以理解上述实例不受上述任何细节的限制，除非被另外指定，否则应该在所附权利要求书的精神和范围内进行广义的解释，因此，所有位于权利要求书范围内的变化和修改，或该范围的等效物都被认为被所附权利要求书所包含。
权利要求
1.一种齿条电力转向装置，包括一个与转向轮连接的齿轮；一个齿条，所述齿条被安装在齿条罩内并且一端的齿条轮齿与该齿轮啮合而另一端有滚动丝杠；一个滚珠螺母，所述滚珠螺母与大量钢珠协作被安装在滚动丝杠上；一个轴承，所述轴承可旋转地支撑滚珠螺母；一个马达，所述马达被相对于齿条的中心轴线以某一倾斜角或直角安装；一个齿轮装置，所述齿轮装置由一对锥齿轮形成，用于将来自马达的驱动力传递到滚珠螺母，其中形成齿轮装置的锥齿轮之间的齿隙大于轴承的轴向间隙。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轴承为轴向支撑轴承。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述轴向支撑轴承为四点轴承。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述轴向支撑轴承为调心轴承。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述轴向支撑轴承为角接触轴承。
全文摘要
本发明涉及一种齿条电力转向装置，该装置包括一个齿轮、一个齿条、一个滚珠螺母、一个轴承、一个马达、一个齿轮装置，其中齿轮与转向轮连接，滚珠螺母与大量钢珠协作被安装在滚动丝杠上，轴承可旋转地支撑滚珠螺母，齿轮装置由锥齿轮对形成，用于将来自马达的驱动力传递到滚珠螺母，其中形成齿轮装置的锥齿轮之间的齿隙大于轴承的轴向间隙。在本发明中，当轴向重量被输入到齿条内时，轴承开始支撑几乎全部重量。因此就有可能防止因为锥齿轮的啮合而产生过紧啮合和马达过载。
文档编号B62D5/04GK1754740SQ200410083320
公开日2006年4月5日 申请日期2004年9月29日 优先权日2004年9月29日
发明者南宫铸 申请人:株式会社万都