电动助力转向装置的制造方法_3

文档序号:9239457阅读:来源:国知局
【附图说明】本发明的实施方式。
[0080] 图1所示的电动助力转向装置在壳体1内内含有输入轴2、输出轴3、和将输入至 输入轴的转向力作为转向力矩进行检测的力矩传感器8。输入轴2被未图示的滚动轴承能 相对于壳体1旋转地支承。输出轴3被2个滚动轴承5a、5b能相对于壳体1旋转地支承。
[0081] 在输入轴2和输出轴3上分别形成与轴中心同心的筒状孔2a、3a,在这些筒状孔 2a、3a中插入扭杆4,输入轴2和输出轴3经由扭杆4连结。通过在扭杆4的一端部与输入 轴2的嵌合部设有在径向连通的连通孔6,并在该连通孔6中插入销7,从而将扭杆4的一 端部与输入轴2连结。另外,通过在扭杆4的另一端部与输出轴3的嵌合部设有在径向连 通的连通孔(未图示),并在该连通孔中插入销(未图示),从而将扭杆4的另一端部与输 出轴3连结。此外,也可以通过在扭杆4的两端部形成细齿,并分别压入到输入轴2的筒状 孔2a或者输出轴3的筒状孔3a中,从而将扭杆4的两端部与输入轴2或者输出轴3连结。 进一步,也可以将扭杆4的一端部利用销与输入轴2或者输出轴3结合,将扭杆4的另一端 部利用细齿压入与输出轴3或者输入轴2结合。
[0082] 在输入轴2的未图示的右端侧在旋转方向一体地安装有方向盘,另外,在输出轴3 的左端经由万向接头连结有构成例如已知的齿条小齿轮式转向装置的小齿轮轴。所以,因 驾驶者操作方向盘而产生的转向力经由输入轴2、扭杆4、输出轴3、万向接头和齿条小齿轮 式转向装置传递至转向轮。
[0083] 在输出轴3上外嵌有与输出轴3同轴且一体地旋转的蜗轮9。设在该蜗轮9上的 树脂制的啮合部9a、与在电动马达10的输出轴(未图示)的外周面形成的蜗杆IOa啮合。 所以,电动马达10的旋转力经由其输出轴、蜗杆IOa和蜗轮9传递至输出轴3,通过适当切 换电动马达1 〇的旋转方向,从而向输出轴3赋予任意方向的转向辅助力矩。该转向辅助力 矩从由力矩传感器8得到的检测值算出,力矩传感器108将经由方向盘传递至输入轴2的 转向力作为转向力矩(和/或转向角)进行检测。力矩传感器8是电磁感应式传感器,包 括:第1传感器部件8a,其包含永磁体等磁性部件;及第2传感器部件8b,其包含形成磁路 的部件。第1传感器部件8a固定在输出轴3上,另一方面,第2传感器部件8b固定在输入 轴2上。利用向输入轴2传递转向力时产生的第1传感器部件8a与第2传感器部件8b的 相对角度变位,检测转向力矩(和/或转向角)。
[0084] 赋予转向辅助力矩的转向辅助机构包含这样的力矩传感器8,与输入轴2、输出轴 3-起被内含在壳体1内。而且,壳体1包括输出侧壳体部件la、轴承支承用壳体部件lc、 及输入侧壳体部件lb。
[0085] 此处,输出侧壳体部件Ia内含输出轴3、蜗轮9、蜗杆10a,并且经由滚动轴承5a能 旋转地支承输出轴3。另外,在输出侧壳体部件Ia内设有用于安装电动马达10的马达安装 部(未图示)。输出侧壳体部件Ia由铝等金属材料形成。
[0086] 另一方面,输入侧壳体部件Ib内含输入轴2和力矩传感器8。输入侧壳体部件Ib 也由铝等金属材料形成。输出侧壳体部件Ia和输入侧壳体部件Ib在其结合位置具有相同 形状的外周面形状,由未图示的螺栓等互相结合。由此,壳体1的内部被密闭。
[0087] 另外,轴承支承用壳体部件Ic支承滚动轴承5a、5b中位于力矩传感器8最近位置 的滚动轴承5b,经由该滚动轴承5b能旋转地支承输出轴3。
[0088] 该轴承支承用壳体部件Ic具备:第1部分11,其被压入到输出侧壳体部件Ia的内 周面;及第2部分12,其支承滚动轴承5b。而且,第1部分11和第2部分12由屈曲部13 连结,该屈曲部13在沿着输出轴3的轴向的截面中屈曲而互相所成的角度Θ为预定的钝 角或者锐角。此外,虽然未图示,但第1部分11和第2部分12也可以不由屈曲部13连结, 而是由在沿着输出轴3的轴向的截面中具有曲线的弯曲部连结。
[0089] 而且,在轴承支承用壳体部件Ic的第1部分11的外周设有:大直径部11a,其与输 出侧壳体部件Ia的内周面嵌合;及小直径部11b,其与输入侧壳体部件Ib嵌合。通过将大 直径部Ila压入到输出侧壳体部件Ia的内周面,从而将轴承支承用壳体部件Ic的第1部 分11嵌合固定。
[0090] 另外,在输出侧壳体部件Ia的嵌合有大直径部Ila的轴向端面设有台阶部11c。 利用台阶部IlC与输入侧壳体部件Ib的端面夹着轴承支承用壳体部件Ic的大直径部11a, 限制其轴向位置。
[0091] 另外,在轴承支承用壳体部件Ic的第2部分12的内周面侧形成有:嵌合部12a, 其与滚动轴承5b的外周面嵌合;及台阶面12b,其与滚动轴承5b的轴向一个侧面接触。滚 动轴承5b通过压入到嵌合部12a而被轴承支承用壳体部件Ic支承。
[0092] 此处,轴承支承用壳体部件Ic由树脂形成。
[0093] 能够想到,通过将轴承支承用壳体部件Ic从以往的金属材料变更为树脂材料,从 而会产生树脂材料特有的问题。
[0094] 例如,在反复暴露在以汽车等设想的高温环境、低温环境、和高湿环境的情况下, 存在因高温环境下的树脂材料的机械物理性质的下降而导致的树脂部分损坏的问题。另 外,由于在轴承支承用壳体部件Ic的内径侧压入有滚动轴承5b,并在外径侧压入有输出侧 壳体部件la,因此,树脂材料在高温或者高湿环境下膨胀时,由于树脂材料比金属材料的线 膨胀系数大,因此会压迫滚动轴承5b和输出侧壳体部件la。由此,树脂部分有可能损坏。 另外,在低温环境下,存在的问题是:由于金属材料与树脂材料的线膨胀系数的差异而在部 件间产生间隙,产生因振动而导致的敲打声、传感器精度下降。
[0095] 在本发明中,为解决这样的问题,优选的是轴承支承用壳体部件Ic为具有下面特 性的树脂制。
[0096] 即,作为该树脂,优选的是,由在电动助力转向装置的柱部分的使用环境温度 即-40°C~85°C的温度环境下机械物理性质的下降小且能连续使用的树脂组合物制成,且 抑制因部件间的间隙、膨胀而导致的压迫,因此,尺寸稳定性高,具体而言,在23°C~80°C 的温度范围下纤维方向和纤维直角方向线膨胀系数都为I. 2X KT5~5. 5X 1(T5(1/°C )的 范围,在23 °C的水中放置24小时时的吸水率为4 %以下。
[0097] 另外,在输送时等长时间暴露在高温高湿环境下的情况下,由于基于由树脂形成 的轴承支承用壳体部件的吸湿劣化的机械物理性质的下降,树脂部分有可能损坏。
[0098] 因此,优选的是树脂在85°C、85% RH的环境下放置500小时之后的拉伸强度保持 率为70%以上。
[0099] 但是,由于难以仅用树脂材料实现上述特性,因此使用在所述树脂材料中含有纤 维状填料的材料。
[0100] 此处,作为在_40°C~85°C的温度环境下能连续使用的树脂组合物,虽然没有特 别限定,但能够例示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺 (PA) 6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺46、聚酰胺410、改 性聚酰胺6T、聚酰胺9T等所谓的工程塑料、氟树脂、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚醚酰 亚胺(PEI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、热塑性聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚腈(PEN)等所谓 的超级工程塑料树脂,可以单独也可以组合使用。其中,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰 胺66、聚酰胺46、聚苯硫醚的成本和性能平衡好,能够优选使用。进一步,在需要耐热性、尺 寸稳定性的用途中,也能够优选使用酚醛树脂、尿醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂等 热固性树脂。
[0101] 另外,在该树脂中,优选的是在23°C~80°C的温度范围下纤维方向和纤维直角方 向的线膨胀系数都为1.2 X KT5~5. 5 X 1(T5(1/°C)的范围。这是因为,由于所述线膨胀系 数小于I. 2XKT5(1/°C )时,压入在轴承支承用壳体部件Ic的内径侧的滚动轴承5b的线 膨胀系数为I. 2 X KT5 (1/°C ),因此在轴承支承用壳体部件Ic的线膨胀系数与滚动轴承5b 的线膨胀系数之间会产生差异,嵌合部12a与滚动轴承5b的外径面之间有可能产生间隙。 另一方面,该线膨胀系数大于5. 5X1(T5(1/°C )时,具有的问题是:在膨胀时会压迫输出侧 壳体部件la,产生过大的承载应力,轴承支承用壳体部件Ic会损坏。
[0102] 另外,该树脂中,所述纤维状填料没有特别限定,但例如能够例示玻璃纤维、碳纤 维、金属纤维、芳纶纤维、芳香族聚酰亚胺纤维、液晶聚酯纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼 纤维等。其中,玻璃纤维、碳纤维的加强性好,是优选的。作为玻璃纤维,更优选的是给力矩 传感器8的电磁感应带来的影响小的绝缘体的玻璃纤维。
[0103] 而且,所述纤维状填充物在全组合物中的含有率为30~55重量百分比,优选的是 35~55重量百分比。即使超过55重量百分比地配合纤维状填料,由于不仅树脂组合物的熔 融流动性显著下降而成形性变差,而且不能期待进一步的机械特性、尺寸稳定性的提高,反 而材料的变形能极小,因此,在轴承支承用壳体部件Ic成形时、组装时,轴承支承用壳体部 件Ic有可能损坏。反之,该纤维状填料在全组合物中的含有率小于30重量百分比时,机械 特性的加强效果小,另外,尺寸稳定性也不足。该尺寸稳定性具体而言是指在23°C~80°C 的温度范围下纤维方向和纤维直角方向的线膨胀系数都
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