电动助力转向装置制造方法

电动助力转向装置制造方法
【专利摘要】一种电动助力转向装置设置有蜗杆，该蜗杆通过接头以可枢转的方式连接至电马达的旋转轴。蜗杆的第一端部和第二端部由第一轴承和第二轴承支承。一对弹性构件将蜗杆弹性地挤压至轴向方向上的中性位置。由壳体保持的环形板簧通过第二轴承将第二端部向蜗轮侧挤压。具有与板簧相接触的滑动接触表面的合成树脂构件一体地设置于第二轴承。
【专利说明】电动助力转向装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及电动助力转向装置。

【背景技术】
[0002]在电动助力转向装置中，电马达的输出通过蜗杆和蜗轮而减速，并且随后被传递至转向机构，由此辅助转向操作的扭矩。
[0003]在蜗杆与蜗轮之间的啮合中需要侧隙。然而，在行进期间，存在可能产生由于侧隙所引起的咔嗒声的可能性。
[0004]因此，常规地，已经提出了一种电动助力转向装置，在该电动助力转向装置中，用于支承蜗杆的轴承被朝向蜗杆弹性地迫压以消除侧隙。
[0005]已经提出了的技术是下述类型的这种电动助力转向装置，其中，用于支承蜗杆的轴承被朝向蜗轮弹性地迫压以消除侧隙，用于支承蜗杆的轴承被轴向地预加载以消除轴承的游隙，由此防止产生由于轴承的游隙所产生的异声(例如，参见专利文献I)。
[0006]引用文献列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献I JP-A-2009-287647。
[0009]在专利文献I中，固定至壳体的套筒附接部的合成树脂制外套筒被配装至用于支承蜗杆的轴承的外圈。此外，朝向蜗轮迫压蜗杆的合成树脂构件以及由弹性材料例如橡胶形成的迫压构件插置在设置于外套筒的外周中的切口部与壳体的套筒附接部之间。
[0010]在专利文献I中，当蜗杆将被轴向地移动时，存在下述可能性:由于迫压构件与外套筒之间的摩擦阻力，蜗杆不能够被平顺地轴向移动。因此，在蜗杆不接收驱动力的微小转向中，有时不能消除由于轴承的内部间隙所产生的游隙。在这种情况下，破坏了转向感。


【发明内容】

[0011]问题的解决方案
[0012]根据本发明的第一方面，电动助力转向系统⑴可以包括:蜗杆(18)，该蜗杆(18)具有第一端部(18a)并且具有第二端部(18b)，该第一端部(18a)通过接头(21)以能够摆动并且能够传递扭矩的方式连接至电马达(16)的旋转轴(20)，该第二端部(18b)位于与第一端部相反的一侧；蜗轮(19),该蜗轮(19)与蜗杆哨合；壳体(17a),该壳体(17a)容置蜗杆和蜗轮；第一轴承(25),该第一轴承(25)由壳体保持,并且该第一轴承以可旋转的方式支承蜗杆的第一端部；第二轴承(26)，该第二轴承(26)以可旋转的方式支承蜗杆的第二端部；一对弹性构件(27A，27B)，该对弹性构件(27A，27B)相对于蜗杆的轴向方向(Xl)分别设置在第一轴承的两侧，并且该对弹性构件将蜗杆弹性地迫压至轴向中性位置；环形的板簧(50)，该板簧(50)通过摩擦接合而由壳体保持成围绕第二轴承的外围，并且该板簧通过第二轴承而朝向蜗轮弹性地迫压蜗杆的第二端部；以及合成树脂构件(46)，该合成树脂构件(46)设置在第二轴承的外周上，并且该合成树脂构件具有与板簧相接触的滑动接触表面(46b)。板簧与合成树脂构件的滑动接触表面之间的摩擦力可以小于板簧与壳体之间的摩擦力。
[0013]括号中的字母数字式字符表示稍后将描述的实施方式中的对应部件等。当然，这并不意味着本发明应当被限制于这些实施方式。这也适用于文中的以下描述。
[0014]根据本发明的第二方面，合成树脂构件的滑动接触表面在包含由蜗杆的旋转中心(Cl)的截面中可以具有包括外凸的弧形表面的冠状形状(crowning shape)，并且板簧可以包括圆筒形表面(51e)，滑动接触表面与该圆筒形表面(51e)滑动接触。
[0015]根据本发明的第三方面，下述构型可以是可能的，在该构型中，板簧包括:端部开放的环形的主体部(51)，该主体部(51)围绕合成树脂构件的滑动接触表面；一对旋转限制部(52)，该对旋转限制部(52)分别从主体部的一对周向端部(51a，51b)以弯曲的方式延伸；以及一对悬臂状弹性舌片(53)，该对悬臂状弹性舌片(53)分别从该一对旋转限制部延伸，壳体包括轴承保持孔(47)，该轴承保持孔(47)通过板簧保持第二轴承，轴承保持孔的内周包括接纳凹部(54)，该接纳凹部(54)相对于第二轴承在与蜗轮相反的方向上凹进，该接纳凹部包括:底部(54c)，该底部(54c)接纳该对弹性舌片的末端；以及一对内壁(54a，54b)，该对内壁(54a，54b)在轴承保持孔的周向方向(Zl)上彼此相对并且分别与该对旋转限制部相接合以限制板簧的旋转，并且，该对弹性舌片构造成分别通过对应的旋转限制部和主体部的对应端部而在朝向蜗轮的彼此反向地倾斜的两个方向上向第二轴承施加迫压力(F2，F3)。
[0016]根据本发明的第四方面，电动助力转向装置(101 ；101A)可以包括:减速器(117)，该减速器(117)具有蜗杆(118)和蜗轮(119);电马达(116)，该电马达(116)驱动蜗杆；壳体(117a),该壳体(117a)容置减速器；第一轴承(125),该第一轴承(125)以可旋转的方式支承蜗杆的第一端部(118a);第二轴承(126)，该第二轴承(126)以可旋转的方式支承蜗杆的第二端部(118b);—对弹性构件(127A，127B)，该对弹性构件(127A，127B)相对于蜗杆的轴向方向(Xl)分别设置在第一轴承的两侧，并且设置在第一轴承与壳体之间或者第一轴承与蜗杆之间，并且该对弹性构件(127A，127B)在轴向方向上弹性地支承蜗杆；低摩擦树脂层(146)，该低摩擦树脂层(146)设置在第二轴承的外周上；以及容置孔(147)，该容置孔(147)设置在壳体中，该容置孔以能够轴向移动的方式容置设置有低摩擦树脂层的第二轴承，并且该容置孔直接地或者通过插置构件(152，154)间接地接纳低摩擦树脂层的至少一部分。
[0017]根据本发明的第五方面，电动助力转向装置还可以包括:迫压构件(54)，该迫压构件由壳体支承，并且该迫压构件在使蜗杆与蜗轮之间的中心间距离(Dl)减小的方向上迫压低摩擦树脂层；以及接头(21)，该接头(21)设置在蜗杆的第一端部与电马达的旋转轴之间，并且该接头以能够摆动的方式将两个轴连接在一起，并且，轴向冠状部可以被应用于低摩擦树脂层的外周。
[0018]本发明的效果
[0019]根据本发明的第一方面，设置在第二轴承的外周上的合成树脂构件的滑动接触表面与板簧相接触，因而可防止板簧阻碍蜗杆的轴向运动。因此，由一对弹性构件迫压至轴向中性位置的蜗杆的轴向运动得以非常平顺地执行，使得同样在蜗杆不接收驱动力的微小转向中，也能确实地消除由于轴承的内部间隙所产生的游隙，并且能够改善转向感。
[0020]特别地，板簧与合成树脂构件的滑动接触表面之间的摩擦力小于板簧与壳体之间的摩擦力，因此可确实地防止由壳体保持的板簧阻碍蜗杆的轴向运动。
[0021]此外，设置在第一轴承的两侧一对弹性构件在轴向方向上迫压蜗杆，并且围绕第二轴承的板簧围绕第二轴承的外围并且使蜗杆摆动。也就是说，在沿轴向方向迫压蜗杆的作用以及沿径向方向(朝向蜗轮)迫压蜗杆的作用被分别置于蜗杆的两个端部的类型中，能够改善微小转向中的转向感。
[0022]根据本方面的第二方面，轴向冠状部被应用于合成树脂构件的滑动接触表面，因此，当由于来自路面的反向输入使蜗杆摆动时，能够确保充分的摆动量。因此，可以防止发生蜗杆的撬动(prying)。此外，冠状部能够使合成树脂构件的滑动接触表面相对于板簧的接触面积减小，因而能够非常平顺地执行蜗杆的摆动和轴向运动。此外，在具有冠状形状的滑动接触表面与圆筒形表面之间形成接触，因而能够以低成本获得蜗杆的摆动和轴向运动的平顺性。
[0023]根据本发明的第三方面，在围绕第二轴承的外周(合成树脂构件的外周)的端部开放的环形主体部的周向上的整个区域中的合力沿与蜗轮分离的方向迫压第二轴承。另一方面，一对弹性舌片分别通过对应的旋转限制部在朝向蜗轮的彼此反向地倾斜的两个方向上迫压第二轴承。换句话说，第二轴承由板簧在三个方向上进行迫压。因此，相对于横向方向(与使蜗杆与蜗轮之间的中心间距离增大和减小的方向相垂直的方向)上的游隙，能够容易地抑制第二轴承的移动。因此，能够防止产生由于第二轴承和壳体的轴承保持孔的游隙引起的异声。
[0024]根据本发明的第四方面，低摩擦树脂层设置在第二轴承的外周上，因此能够使容置孔与低摩擦树脂层之间的摩擦阻力或插置构件与低摩擦树脂层之间的摩擦阻力减小。因此，由位于第一轴承的两侧的一对弹性构件轴向地迫压的蜗杆的轴向运动得以非常平顺地执行，使得同样在蜗杆不接收驱动力的微小转向中，也能够确实地消除由于两个轴承的内部间隙所产生的游隙，并且能够改善转向感。此外，来自路面的反向输入中的震动能够通过低摩擦树脂层而被缓冲。
[0025]根据本发明的第五实施方式，轴向冠状部应用于低摩擦树脂层的外周，因此当由于来自路面的反向输入使蜗杆摆动时，能够确保充分的摆动量。因此，能够防止发生蜗杆的撬动。此外，冠状部能够使容置孔与低摩擦树脂层之间的接触面积或者插置构件与低摩擦树脂层之间的接触面积减小，因此，能够更平顺地执行蜗杆的摆动和轴向运动。

【专利附图】

【附图说明】
[0026]图1是第一实施方式的电动助力转向装置的示意图，并且示意性地示出了电动助力转向装置的构型。
[0027]图2是电动助力转向装置的主要部分的截面图。
[0028]图3是电动助力转向装置的主要部分的放大截面图并且示出了蜗杆的第一端部的外围。
[0029]图4是电动助力转向装置的主要部分的放大截面图并且示出了蜗杆的第二端部的外围。
[0030]图5是沿着图2中的线V-V截取的截面图。
[0031]图6是板簧的立体图。
[0032]图7是第二实施方式的电动助力转向装置的示意图，并且示意性地示出了电动助力转向装置的构型。
[0033]图8是电动助力转向装置的主要部分的截面图。
[0034]图9是电动助力转向装置的主要部分的放大截面图并且示出了蜗杆的第一端部的外围。
[0035]图10是沿着图8中的线10-10截取的截面图并且示出了蜗杆的第二端部的外围。
[0036]图11是第三实施方式的电动助力转向装置的主要部分的放大截面图并且示出了蜗杆的第一端部的外围。

【具体实施方式】
[0037]将参照附图描述本发明的优选实施方式。
[0038]图1是第一实施方式的电动助力转向装置的示意图。参照图1，电动助力转向装置I具有:转向柱3，该转向柱3连接至转向构件2例如方向盘；中间轴5，该中间轴5通过万向接头4连接至转向柱3 ;小齿轮轴7，该小齿轮轴7通过万向接头6连接至中间轴5 ；以及齿杆8,该齿杆8具有与设置在小齿轮轴7的端部附近的小齿轮7a啮合的齿条8a,并且该齿杆8用作沿机动车的左右方向延伸的可转向柱。小齿轮轴7和齿杆8组成由齿条-小齿轮机构构成的转向机构A。
[0039]齿杆8支承在固定至车身的壳体9中，从而能够通过多个轴承(未示出)线性地往复运动。齿杆8的两个端部朝向壳体9的两侧突出，并且拉杆10分别地连接至所述两个端部。拉杆10中的每个拉杆通过对应的转向节臂(未示出)连接至对应的可转向轮11。
[0040]当转向构件2被操作并且转向柱3被旋转时，该旋转通过小齿轮7a和齿条8a而被转换成齿杆8的在机动车的左右方向上的线性运动。因此，获得了通过转向轮11进行的转向。
[0041]转向柱3包括:输入侧第一转向轴3a，转向构件2连接至该输入侧第一转向轴3a中的一端；输出侧第二转向轴3b，该输出侧第二转向轴3b与小齿轮轴7连续；以及扭力杆12，该扭力杆12将第一转向轴3a与第二转向轴3b连接在一起，使得第一转向轴3a和第二转向轴3b能够在同一轴线上相对地转动。
[0042]设置有扭矩传感器13,该扭矩传感器13基于通过扭力杆12在第一转向轴3a与第二转向轴3b之间产生的相对旋转位移的量来检测转向扭矩。通过扭矩传感器13执行的扭矩检测的结果被提供给ECU(电子控制单元)14。ECU14基于扭矩检测结果、从车辆速度传感器(未示出)提供的车辆速度检测结果等通过驱动电路15来控制用于转向辅助的电马达16的驱动。
[0043]电马达16的输出旋转通过用作传动装置的减速器17而减速，并且随后被传递至小齿轮轴7，并且转换成齿杆8的线性运动以辅助转向。减速器17包括蜗杆18和蜗轮19，蜗杆18用作通过电马达16而旋转的驱动齿轮，蜗轮19用作与蜗杆18啮合并且连接至转向柱3的第二转向轴3b从而能够与其一体地旋转的从动齿轮。
[0044]如图2所示，蜗杆18设置成与电马达16的旋转轴20同轴。蜗杆18具有沿蜗杆的轴线纵向方向彼此分开的第一端部18a和第二端部18b，以及位于介于第一端部18a与第二端部18b之间的中间部分中的齿部18c。
[0045]蜗轮19连接至转向柱3的第二转向轴3b的轴向中间部分从而能够与其一体地旋转并且在轴向方向上是固定的。蜗轮19包括环形心轴19a和合成树脂构件19b，环形心轴19a联接至第二转向轴3b从而能够与其一体地旋转，合成树脂构件19b围绕心轴19a的外围，并且在合成树脂构件1%中，齿部19c形成于外周中。例如，在要对合成树脂构件19b进行树脂模制时，将心轴19a插入到模具中。
[0046]蜗杆18的第一端部18a和电马达16的旋转轴20 (输出轴)的与第一端部18a相对的端部通过接头21彼此连接从而能够传递扭矩并且能够相互摆动。具体地，接头21包括:第一接合构件22，该第一接合构件22连接至电马达16的旋转轴20从而能够与其一体地旋转并且在轴向方向上是固定的；第二接合构件23，该第二接合构件23连接至蜗杆18的第一端部18b从而能够与其一体地旋转并且在轴向方向上是固定的；以及弹性构件24，该弹性构件24插置在第一接合构件22与第二接合构件23之间，并且该弹性构件24在第一接合构件22与第二接合构件23之间传递扭矩。
[0047]在第一接合构件22和第二接合构件23中，它们的接合突出部221和231在周向方向上交替地设置。尽管未示出，弹性构件24具有从环形主体部径向地延伸的多个接合臂。弹性构件24的接合臂中的对应的一个接合臂夹在接合构件22、23的周向相邻的接合突出部221、231之间。蜗杆18相对于旋转轴20的摆动是通过接头21的弹性构件24的弹性变形实现的。
[0048]如在其中将图2中的一部分放大的图3所示，第二接合构件23包括凸台23a和环形凸缘23b，凸台23a配装至蜗杆18的第一端部18a从而能够与其一体地旋转并且在轴向方向上是固定的，环形凸缘23b从凸台23a径向地向外延伸。接合突出部从环形凸缘23b轴向地延伸。
[0049]再次参照图2，蜗杆18的第一端部18a由减速器17的壳体17a通过第一轴承25以可旋转的方式支承。蜗杆18的第二端部18b由减速器17的壳体17a通过第二轴承26以可旋转的方式支承。第一轴承25和第二轴承26例如由滚珠轴承构成。弹性地将蜗杆18迫压至轴向中性位置的一对弹性构件27A、27B设置在蜗杆18的第一端部18a上。
[0050]第一轴承25包括内圈28和外圈31，内圈28配装至蜗杆18的第一端部18a从而能够与其一体地旋转，外圈31由设置在减速器17的壳体17a中的轴承保持孔29通过套筒30保持。
[0051]如图3所示，外圈31和套筒30的端部的环形凸缘30a被轴向地夹持在设置于轴承保持孔29的端部中的定位台阶32与经螺纹配装至轴承保持孔29的止挡构件33之间。这限制了外圈31的轴向运动。
[0052]第一轴承25的内圈28配装至蜗杆18的第一端部18a的外周从而能够与其一体地旋转。一对弹性构件27A、27B分别设置在内圈28的轴向两侧并且将蜗杆18迫压至轴向中性位置。弹性构件27A、27B为由弹性材料例如橡胶或热塑性弹性体形成的套筒。
[0053]一个弹性构件27A插置在环形接纳板35与环形接纳板36之间，环形接纳板35抵靠蜗杆18的外周的定位台阶34，环形接纳板36抵靠内圈28的一个端面。另一个弹性构件27B插置在环形接纳板37与接纳板38之间，环形接纳板37抵靠内圈28的另一个端面，接纳板38抵靠接头21的第二接合构件23的环形凸缘23b。接纳板35、36、37、38由例如金属制成。
[0054]在第一端部18a的外周中设置有第一环形凹部39、第二环形凹部40和第三环形凹部41，其中，接纳板35和一个弹性构件27A配装在第一环形凹部39中，内圈28配装在第二环形凹部40中，第二接合构件23的凸台23a配装在第三环形凹部41中。第一环形凹部39的外径、第二环形凹部40的外径和第三环形凹部41的外径以此顺序逐级减小。
[0055]如图2和在其中将图2的一部分放大的图4所示，第二轴承26的内圈42配装至设置于蜗杆18的第二端部18b的外周中的第四环形凹部43，从而能够与其一体地旋转。内圈42的一个端面抵靠设置在第二端部18b的外周中的定位台阶44，由此限制内圈42相对于蜗杆18的轴向运动。
[0056]由低摩擦树脂例如聚缩醛制成的环形合成树脂构件46通过与第二轴承26的外圈45的外周45a相配合而形成一体。合成树脂构件46的内周46a由沿着外圈45的外周45a延伸的圆筒形表面构成。设置在合成树脂构件46的外周上的滑动接触表面46b的轴向截面(对应于包括蜗杆的旋转中心Cl的截面)具有包括外凸的弧形表面的冠状形状。
[0057]在壳体17a中设置有用于保持第二轴承26的轴承保持孔47。轴承保持孔47形成为偏置孔口，该偏置孔口能够在使蜗杆18与蜗轮19之间的中心间距离Dl (对应于蜗杆18的旋转中心Cl与蜗轮19的旋转中心C2之间的距离)增大和减小的方向Y1、Y2(增大方向Yl和减小方向Υ2)上以能够偏置的方式保持第二轴承26。
[0058]在轴承支承孔47的内周与位于和第二轴承26的外圈27 —体地形成的合成树脂构件46的外周上的滑动接触表面46b之间插置有环形板簧50。板簧50沿使中心间距离Dl减小的方向Y2迫压第二轴承26。
[0059]板簧50是由例如片状金属形成的薄板状构件。参照图5和图6，其中，图5是沿图2中的线V-V截取的截面图，图6是立体图，板簧50包括:主体部51，该主体部51具有端部开放的环形形状，该主体部51围绕与第二轴承26的外圈45 —体地形成的合成树脂构件46的外周的滑动接触表面46b 对旋转限制部52，所述一对旋转限制部52分别从作为主体部51的周向端部的第一端部51a和第二端部51b以弯曲的方式延伸；以及一对悬臂状弹性舌片53，所述一对悬臂状弹性舌片53分别从旋转限制部52以弯曲的方式延伸。旋转限制部52的宽度被制成为小于主体部51的宽度。主体部51通过摩擦接合而由壳体17a的轴承保持孔47的内周保持。
[0060]如图4所不,板簧50的主体部51的内周51e(圆筒形表面)抵靠合成树脂构件46的滑动接触表面46b的顶部。板簧50(的内周51e)与合成树脂构件46的滑动接触表面46b之间的摩擦力小于板簧50与壳体17a之间的摩擦力。
[0061]如图6所示，所述一对弹性舌片53中的一个弹性舌片53设置在第一侧边缘51c侦牝而另一个弹性舌片53设置在第二侧边缘51d侧，由此弹性舌片是错开的。
[0062]再次参照图5，在壳体17a的轴承保持孔47中，在该孔的内周的一部分中形成有接纳凹部54，该接纳凹部54相对于第二轴承26在与蜗轮19相反的方向上(在使中心间距离Dl减小的方向Y2上)、(在使中心间距离增大的方向Yl上)凹进。板簧50的弹性舌片53的末端由轴承保持孔47的接纳凹部54的底部54c接纳，并且弹性舌片53的迫压力通过第二轴承26在使中心间距离Dl减小的方向Y2上迫压蜗杆18的第二端部18b。
[0063]接纳凹部54具有在轴承保持孔47的周向方向Zl上彼此相对的一对内壁54a、54b。板簧50的旋转限制部52抵靠对应的内壁54a、54b以限制板簧50在轴承保持孔47的周向方向Zl上的旋转。
[0064]根据该实施方式，设置在第二轴承26的外周(外圈45的外周45a)上的合成树脂构件46的外周的滑动接触表面46b与板簧50 (主体部51的内周51e)相接触，因此可以防止板簧50阻碍蜗杆18的轴向运动。因此，通过一对弹性构件27A、27B而被迫压至轴向方向Xl上的中性位置的蜗杆18的轴向运动得以非常平顺地执行，使得同样在蜗杆18不接收驱动力的微小转向中，也能够确实地消除由于轴承25、28的内部间隙所产生的游隙，并且能够改善转向感。
[0065]此外，板簧50与合成树脂构件46的滑动接触表面46b之间的摩擦力小于板簧50与壳体17a之间的摩擦力，因此可确实地防止由壳体17a保持的板簧50阻碍蜗杆18在轴向方向Xl上的运动。
[0066]此外，分别设置在第一轴承25 (的内圈28)的两侧的一对弹性构件27A、27B在轴向方向Xl上迫压蜗杆18，并且板簧50围绕第二轴承26的外围并且使得蜗杆18摆动。在该类型——即，在轴向方向X2上迫压蜗杆18的功能和在径向方向上(朝向蜗轮19)迫压蜗杆18的功能分别设置在蜗轮18的两端——中，可以改善微小转向的转向感。
[0067]此外，合成树脂构件46执行在接收来自路面的反向输入时对由于该反向输入所引起的震动进行缓冲的功能。因此，在反向输入中，能够保护蜗杆18和蜗轮19之间的啮合部分。
[0068]此外，轴向冠状部(在轴向截面中包括外凸的弧形表面的冠状部)被应用于合成树脂构件46的滑动接触表面46b，因此，当由于来自路面的反向输入而使蜗杆18摆动时，能够确保充分的摆动量。因此，能够防止发生蜗杆18的撬动。此外，冠状部能够使合成树脂46的滑动接触表面46b相对于板簧50 (的主体部51的内周51e)的接触面积减小，因此能够更平顺地执行蜗杆18的摆动和轴向运动。
[0069]此外，在具有冠状形状的滑动接触表面46b与(主体部51的内周51e的)圆筒形表面之间形成接触，因此能够以低成本获得蜗杆18的摆动和轴向运动的平顺性。也就是说，与使用球面轴承的情况相比，能够以非常经济的方式实现蜗杆18的平顺摆动，另外，能够平顺地实现蜗杆18的不能通过球面轴承来执行的轴向运动。
[0070]参照图5，在围绕第二轴承26的外周(合成树脂构件46的外周)的端部开放的环形主体部51的周向方向Zl上的整个区域中的合力为迫压力F1，该迫压力Fl沿与蜗轮19分开的方向迫压第二轴承26。另一方面，一对弹性舌片53通过对应的旋转限制部52在朝向蜗轮19的彼此反向地倾斜的两个方向上向第二轴承26施加迫压力F2、F3。
[0071]也就是说，第二轴承26由板簧50在三个方向上进行迫压。因此，相对于横向方向(与使中心间距离增大和减小的方向相垂直的方向)上的游隙，能够容易地抑制第二轴承26的移动。因此，能够防止产生由于第二轴承26和壳体17a的轴承保持孔47的游隙所引起的异声。
[0072]图7是第二实施方式的电动助力转向装置的示意图。参照图7，电动助力转向装置101具有:转向柱103，该转向柱103连接至转向构件102例如方向盘冲间轴105，该中间轴105通过万向接头104连接至转向柱103 ;小齿轮轴107，该小齿轮轴107通过万向接头106连接至中间轴105 ;以及齿杆108，该齿杆108具有与设置在小齿轮轴107的端部附近的小齿轮107a啮合的齿条108a，并且该齿杆108用作沿机动车的左右方向延伸的可转向柱。小齿轮轴107和齿杆108组成由齿条-小齿轮机构构成的转向机构A2。
[0073]齿杆108支承在固定至车身的壳体109中，从而能够通过多个轴承(未示出)线性地往复运动。齿杆108的两个端部朝向壳体109的两侧突出，并且拉杆110分别连接至所述两个端部。拉杆110中的每个拉杆通过对应的转向节臂(未示出)连接至对应的可转向轮111。
[0074]当转向构件102被操作并且转向柱103被旋转时，该旋转通过小齿轮107a和齿条108a而被转换成齿杆108的在机动车的左右方向上的线性运动。因此，获得了通过转向轮111进行的转向。
[0075]转向柱103包括:输入侧第一转向轴103a，转向构件102连接至该输入侧第一转向轴103a中的一端；输出侧第二转向轴103b，该输出侧第二转向轴103b与小齿轮轴107连续；以及扭力杆112，该扭力杆112将第一转向轴103a与第二转向轴103b连接在一起，使得第一转向轴103a和第二转向轴103b能够在同一轴线上相对地转动。
[0076]设置有扭矩传感器113,该扭矩传感器113基于通过扭力杆112在第一转向轴103a与第二转向轴103b之间产生的相对旋转位移的量来检测转向扭矩。通过扭矩传感器113执行的扭矩检测的结果被提供给ECU(电子控制单元)114。ECU114基于扭矩检测结果、从车辆速度传感器(未示出)提供的车辆速度检测结果等通过驱动电路115来控制用于转向辅助的电马达116的驱动。
[0077]电马达116的输出旋转通过用作传动装置的减速器117而减速，并且随后被传递至小齿轮轴107，并且转换成齿杆108的线性运动以辅助转向。减速器117包括蜗杆118和蜗轮119，蜗杆118用作通过电马达116而旋转的驱动齿轮，蜗轮119用作与蜗杆118啮合并且连接至转向柱103的第二转向轴103b从而能够与其一体地旋转的从动齿轮。
[0078]如图8所示，蜗杆118设置成与电马达116的旋转轴120同轴。蜗杆118具有沿蜗杆的轴向方向Xl彼此分开的第一端部118a和第二端部118b，以及位于介于第一端部118a与第二端部118b之间的中间部分中的齿部118c。
[0079]蜗轮119连接至转向柱103的第二转向轴103b的轴向中间部分从而能够与其一体地旋转并且在轴向方向上是固定的。蜗轮119包括环形心轴119a和合成树脂构件119b，环形心轴119a联接至第二转向轴103b从而能够与其一体地旋转，合成树脂构件119b围绕心轴119a的外围，并且在合成树脂构件119b中，齿部119c形成于外周中。例如，在要对合成树脂构件11%进行树脂模制时，将心轴119a插入到模具中。
[0080]蜗杆118的第一端部118a和电马达116的旋转轴120 (输出轴)的与第一端部118a相对的端部通过接头121彼此连接从而能够传递扭矩并且能够相互摆动。具体地，接头121包括:第一接合构件122，该第一接合构件122连接至电马达116的旋转轴120从而能够与其一体地旋转并且在轴向方向上是固定的；第二接合构件123，该第二接合构件123连接至蜗杆118的第一端部118b从而能够与其一体地旋转并且在轴向方向上是固定的；以及弹性构件124，该弹性构件124插置在第一接合构件122与第二接合构件123之间，并且该弹性构件124在第一接合构件122与第二接合构件123之间传递扭矩。
[0081]在第一接合构件122和第二接合构件123中，它们的接合突出部1221和1231在周向方向上交替地设置。尽管未示出，弹性构件124具有从环形主体部径向地延伸的多个接合臂。弹性构件124的接合臂中的对应的一个接合臂夹在接合构件122、123的周向相邻的接合突出部1221、1231之间。蜗杆118相对于旋转轴120的摆动是通过接头121的弹性构件124的弹性变形实现的。
[0082]如在其中将图8中的一部分放大的图9所示，第二接合构件123包括凸台123a和环形凸缘123b，凸台123a配装至蜗杆118的第一端部118a从而能够与其一体地旋转并且在轴向方向上是固定的，环形凸缘123b从凸台123a径向地向外延伸。接合突出部从环形凸缘123b轴向地延伸。
[0083]再次参照图8，蜗杆118的第一端部118a由减速器117的壳体117a通过第一轴承125以可旋转的方式支承。蜗杆118的第二端部118b由减速器117的壳体117a通过第二轴承126以可旋转的方式支承。第一轴承125和第二轴承126例如由滚珠轴承构成。弹性地将蜗杆118迫压至轴向方向Xl上的中性位置的一对弹性构件127AU27B设置在蜗杆118的第一端部118a上。
[0084]第一轴承125包括内圈128和外圈131，内圈128配装至蜗杆118的第一端部118a从而能够与其一体地旋转，外圈131由设置在减速器117的壳体117a中的轴承保持孔129通过套筒130保持。
[0085]如图9所示，外圈131和套筒130的端部的环形凸缘130a被轴向地夹持在设置于轴承保持孔129的端部中的定位台阶132与经螺纹配装至轴承保持孔129的入口的止挡构件133之间。这限制了外圈131的轴向运动。
[0086]第一轴承125的内圈128配装至蜗杆118的第一端部118a的外周从而能够与其一体地旋转。一对弹性构件127AU27B分别设置在内圈128的轴向两侧并且将蜗杆118迫压至轴向方向Xl上的中性位置。弹性构件127A、127B为由弹性材料例如橡胶或热塑性弹性体形成的套筒。
[0087]一个弹性构件127A插置在环形接纳板135与环形接纳板136之间，环形接纳板135抵靠蜗杆118的外周的定位台阶34，环形接纳板136抵靠内圈128的一个端面。另一个弹性构件127B插置在环形接纳板137与接纳板138之间，环形接纳板137抵靠内圈128的另一个端面，接纳板138抵靠接头121的第二接合构件123的环形凸缘123b。接纳板135、136、137、138由例如金属制成。
[0088]在第一端部118a的外周中设置有第一环形凹部139、第二环形凹部140和第三环形凹部141，其中，接纳板135和一个弹性构件127A配装在第一环形凹部139中，内圈128配装在第二环形凹部140中，第二接合构件123的凸台123a配装在第三环形凹部141中。第一环形凹部139的外径、第二环形凹部140的外径和第三环形凹部141的外径以此顺序逐级减小。
[0089]再次参照图8，第二轴承126的内圈142配装至设置在蜗杆118的第二端部118b的外周中的第四环形凹部143，从而能够与其一体地旋转。内圈142的一个端面抵靠设置在第二端部118b的外周中的定位台阶144，由此限制内圈142相对于蜗杆118的轴向运动。
[0090]在第二轴承126的外周——即，外圈145的外周145a——上设置有低摩擦树脂层146。低摩擦树脂层146由低摩擦树脂例如聚缩醛制成并且通过配装而与外圈145形成一体。低摩擦树脂146的内周146a由沿着外圈145的外周145a延伸的圆筒形表面构成。轴向冠状部被应用于设置在低摩擦树脂层146的外周上的滑动接触表面146b。
[0091]在壳体117a中设置有用于容置形成有低摩擦树脂层146的第二轴承126的容置孔147。容置孔147形成为偏置孔口，该偏置孔口能够在使蜗杆118与蜗轮119之间的中心间距离Dl (对应于蜗杆118的旋转中心Cl与蜗轮的旋转中心C2之间的距离)增大和减小的方向Y1、Y2(增大方向Yl和减小方向Υ2)上以能够偏置的方式保持形成有低摩擦树脂层146的第二轴承126。
[0092]电动助力转向装置101包括侧隙消除机构150，该侧隙消除机构150消除蜗杆118与蜗轮119之间的侧隙。
[0093]如图8和作为沿图8中的线10-10截取的截面图的图10所示，侧隙消除机构150包括:支承孔151，该支承孔151设置在壳体117a中从而与容置孔147连通；挤压构件152，该挤压构件152被支承为能够在支承孔151的深度方向上滑动，并且该挤压构件152抵靠低摩擦树脂层146 ;密封构件153，该密封构件153密封支承孔151的端部；以及迫压构件154，该迫压构件154插置在密封构件153与挤压构件152之间，从而通过挤压构件152和第二轴承126 (在使中心间距离Dl减小的方向Y2上)朝向蜗轮119弹性地迫压蜗杆118的第二端部118b，并且，该迫压构件154由例如压缩螺旋弹簧构成。
[0094]支承孔151在与蜗轮119相反的方向上从容置孔147延长。支承孔151穿过设置在壳体117a上的圆筒形突出部155。密封构件153包括端壁153a和外围侧壁153b，端壁153a封闭支承孔151的端部的开口，并且外围侧壁153b的内周的阴螺纹部被旋拧至圆筒形突出部155的端部的外周的阳螺纹部，由此将密封构件153固定至圆筒形突出部155。
[0095]挤压构件152包括:挤压部152b，该挤压部152b具有平的挤压表面152a ;圆筒形部152c，该圆筒形部152c从挤压部152b的外周延伸，并且该圆筒形部152c由支承孔151的内周以可滑动的方式支承；以及轴部152d，该轴部152d从挤压部152b的中间部分朝向密封构件153延伸。
[0096]圆筒形的弹簧导引件156配装至轴部152d的外周。弹簧导引件156穿过由压缩螺旋弹簧构成的迫压构件154的内部以防止迫压构件154倒下。迫压构件154的一端设置在弹簧导引件156的外周与圆筒形部152c的内周之间。
[0097]用作插置构件的迫压构件154和用作插置构件的挤压构件152插置在密封构件153与低摩擦树脂层146之间，其中，密封构件153固定至与壳体117a成一体的圆筒形突出部155。当由弹性构件127AU27B在轴向方向Xl上迫压的蜗杆118沿轴向方向Xl移动时，设置有低摩擦树脂层146的第二轴承126与蜗杆118 —起移动。
[0098]此时，低摩擦树脂层146的外周的一部分与侧隙消除机构150的挤压表面152a滑动接触。并且，低摩擦树脂层146的外周的另一部分与容置孔147的内周滑动接触。支承孔151构成容置孔147的一部分并且通过插置构件(迫压构件154、挤压构件152)而间接地接纳低摩擦树脂层146的一部分。在向蜗杆118施加载荷的情况下，低摩擦树脂层146和容置孔147在图10的上侧彼此滑动接触。在蜗轮119磨损的情况下，低摩擦树脂层146和容置孔147有时在图10的下侧彼此滑动接触。
[0099]根据该实施方式，低摩擦树脂层146设置在第二轴承126的外周(外圈145的外周145a)上，因此能够减小容置孔147与低摩擦树脂层146之间的摩擦阻力或者插置构件(挤压构件152)与低摩擦树脂层146之间的摩擦阻力。因此，由位于第一轴承125的两侧的一对弹性构件127AU27B在轴向方向Xl上进行迫压的蜗杆18的轴向运动得以非常平顺地执行，使得在蜗杆118不接收驱动力的微小转向中，也能够确实地消除由于两个轴承125、126的内部间隙产生的游隙，并且能够改善转向感。并且，来自路面的反向输入中的震动能够通过低摩擦树脂层146而得以缓冲，并且能够实现减小的噪音等级。
[0100]此外，冠状部被在轴向方向Xl上应用于低摩擦树脂层146的外周(滑动接触表面146b)，因此，当由于来自路面的反向输入而使蜗杆118摆动时，能够确保充分的摆动量。因此，能够防止发生蜗杆118的撬动。此外，冠状部能够使迫压构件154与低摩擦树脂层146之间的接触面积减小，因此能够更加平顺地执行蜗杆118的摆动和轴向运动。
[0101]本发明不限于上述实施方式。在图9的实施方式中，例如，一对弹性构件127A、127B相对于蜗杆118的轴向方向Xl分别设置在第一轴承125的内圈128的两侧。弹性构件127AU27B插置在第一轴承125的内圈128与蜗杆118的预定部分之间，并且相对于内圈128弹性地将蜗杆118迫压至轴向方向Xl上的中性位置。
[0102]如在图11的实施方式的电动助力转向装置1lA中所示，替代性地，一对弹性构件127CU27D可以相对于蜗杆118的轴向方向Xl分别设置在第一轴承125的外圈131的两侦U。在该替代方案中，弹性构件127CU27D插置在第一轴承125的外圈131与壳体117a(的预定部分)之间，并且通过第一轴承125弹性地将蜗杆118迫压至轴向方向Xl上的中性位置。弹性构件127C、127D为由弹性材料例如橡胶或热塑性弹性体形成的套筒。
[0103]一个弹性构件127C插置在环形接纳板161与环形接纳板162之间，环形接纳板161抵靠壳体117a的内周的定位台阶160,环形接纳板162抵靠外圈131的一个端面。另一个弹性构件127D插置在环形接纳板163与接纳板165之间，环形接纳板163抵靠外圈131的另一个端面，接纳板165抵靠被旋拧于壳体117a的螺纹部117b的螺纹构件164的环形凸缘164a。接纳板161、162、163、165由例如金属制成。
[0104]在壳体117a的轴承保持孔1129中设置有第一环形凹部166、第二环形凹部167和第三环形凹部168，接纳板161和一个弹性构件127C配装在第一环形凹部166中，接纳板162和外圈131配装在第二环形凹部167中，接纳板163和螺纹构件164的圆筒形突出部164b配装在第三环形凹部168中。第一环形凹部166的外径、第二环形凹部167的外径和第三环形凹部168的外径以此顺序逐级增大。
[0105]在图11的实施方式的部件中，与图7至图10的实施方式的部件相同的部件由与图7至图10的实施方式的附图标记相同的附图标记表示。并且，在图11的实施方式中，在蜗杆118能够沿轴向方向Xl移动的电动助力转向装置1lA中，可以确保在微小转向中良好的转向感。
[0106]本发明不限于上述实施方式，并且能够在本发明的权利要求的范围内进行各种改变。
[0107]附图标记列表
[0108]I...电动助力转向装置，2...转向构件，3...转向柱，16...电马达，17...减速器，17a...壳体，18…蜗杆，18a…第一端部，18b…第二端部，19…蜗轮，20...(电马达的)旋转轴，21...接头，25…第一轴承，26…第二轴承，27A、27B…弹性构件，28...(第一轴承的)内圈，31...(第一轴承的)外圈，42...(第二轴承的)内圈,45...(第二轴承的)外圈,45a…外周(圆筒形表面)，46…合成树脂构件，46b…滑动接触表面，47…轴承保持孔，50...板簧，51…主体部，51a、51b…端部，51e…内周(圆筒形表面)，52…旋转限制部，53...弹性舌片，54...接纳凹部，54a、54b…内壁，54c…底部，Cl...(蜗杆的)旋转中心，C2...(蜗轮的)旋转中心，Dl...中心间距离，F1、F2、F3迫压力，XI...(蜗轮的)轴向方向，Y1...使中心间距离增大的方向，Y2...使中心间距离减小的方向，ZL...(轴承保持孔的)周向方向。
[0109]101、1lA…电动助力转向装置，102…转向构件，103…转向柱，116…电马达，117…减速器，117a...壳体，118…蜗杆，118a…第一端部，118b...第二端部，119…蜗轮，120...(电马达的)旋转轴，121…接头，125…第一轴承，126…第二轴承，127A、127B、127C、127D…弹性构件，128…(第一轴承的)内圈，131…(第一轴承的外圈)，142...(第二轴承的)内圈，145...(第二轴承的)外圈，145a…外周(圆筒形表面),146…低摩擦树脂层，146b...滑动接触表面，147…容置孔，150…侧隙消除机构，152…挤压构件(插置构件)，154迫压构件(插置构件)，CL...(蜗杆的)旋转中心，C2…(蜗轮的)旋转中心，DL...中心间距离，XI...(蜗杆的)轴向方向，Y1...使中心间距离增大的方向，Y2...使中心间距离减小的方向。
【权利要求】
1.一种电动助力转向装置，包括: 蜗杆，所述蜗杆具有第一端部并且具有第二端部，所述第一端部通过接头以能够摆动并且能够传递扭矩的方式连接至电马达的旋转轴，所述第二端部位于与所述第一端部相反的一侧； 蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆啮合； 壳体，所述壳体容置所述蜗杆和所述蜗轮； 第一轴承，所述第一轴承由所述壳体保持，并且所述第一轴承以可旋转的方式支承所述蜗杆的所述第一端部； 第二轴承，所述第二轴承以可旋转的方式支承所述蜗杆的所述第二端部； 一对弹性构件，所述一对弹性构件相对于所述蜗杆的轴向方向分别设置在所述第一轴承的两侧，并且所述一对弹性构件将所述蜗杆弹性地迫压至轴向中性位置； 环形的板簧，所述板簧通过摩擦接合而由所述壳体保持成围绕所述第二轴承的外围，并且所述板簧通过所述第二轴承而朝向所述蜗轮弹性地迫压所述蜗杆的所述第二端部；以及 合成树脂构件，所述合成树脂构件设置在所述第二轴承的外周上，并且所述合成树脂构件具有与所述板簧相接触的滑动接触表面， 所述板簧与所述合成树脂构件的所述滑动接触表面之间的摩擦力小于所述板簧与所述壳体之间的摩擦力。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其中， 所述合成树脂构件的所述滑动接触表面在包含有所述蜗杆的旋转中心的截面中具有包括外凸的弧形表面的冠状形状，以及 所述板簧包括圆筒形表面，所述滑动接触表面与所述圆筒形表面滑动接触。
3.根据权利要求1或2所述的电动助力转向装置，其中， 所述板簧包括:端部开放的环形的主体部，所述主体部围绕所述合成树脂构件的所述滑动接触表面；一对旋转限制部，所述一对旋转限制部分别从所述主体部的一对周向端部以弯曲的方式延伸；以及一对悬臂状的弹性舌片，所述一对悬臂状的弹性舌片分别从所述一对旋转限制部延伸， 所述壳体包括轴承保持孔，所述轴承保持孔通过所述板簧保持所述第二轴承， 所述轴承保持孔的内周包括接纳凹部，所述接纳凹部相对于所述第二轴承在与所述蜗轮相反的方向上凹进， 所述接纳凹部包括:底部，所述底部接纳所述一对弹性舌片的末端；以及一对内壁，所述一对内壁在所述轴承保持孔的周向方向上彼此相对并且分别与所述一对旋转限制部相接合以限制所述板簧的旋转，以及 所述一对弹性舌片构造成分别通过对应的所述旋转限制部和所述主体部的对应的端部而在朝向所述蜗轮的彼此反向地倾斜的两个方向上向所述第二轴承施加迫压力。
4.一种电动助力转向装置，包括: 减速器，所述减速器具有蜗杆和蜗轮； 电马达，所述电马达驱动所述蜗杆； 壳体，所述壳体容置所述减速器； 第一轴承，所述第一轴承以可旋转的方式支承所述蜗杆的第一端部； 第二轴承，所述第二轴承以可旋转的方式支承所述蜗杆的第二端部； 一对弹性构件，所述一对弹性构件相对于所述蜗杆的轴向方向分别设置在所述第一轴承的两侧并且设置在所述第一轴承与所述壳体之间或所述第一轴承与所述蜗杆之间，并且所述一对弹性构件在所述轴向方向上弹性地支承所述蜗杆； 低摩擦树脂层，所述低摩擦树脂层设置在所述第二轴承的外周上；以及容置孔，所述容置孔设置在所述壳体中，所述容置孔将设置有所述低摩擦树脂层的所述第二轴承以能够轴向移动的方式进行容置，并且所述容置孔直接地或者通过插置构件间接地接纳所述低摩擦树脂层的至少一部分。
5.根据权利要求4所述的电动助力转向装置，还包括: 迫压构件，所述迫压构件由所述壳体支承，并且所述迫压构件在使所述蜗杆与所述蜗轮之间的中心间距离减小的方向上迫压所述低摩擦树脂层；以及 接头，所述接头设置在所述蜗杆的所述第一端部与所述电马达的旋转轴之间，并且所述接头以能够摆动的方式将两个轴连接在一起，其中， 轴向冠状部被应用于所述低摩擦树脂层的外周。
【文档编号】F16H55/24GK104245478SQ201380021224
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年4月24日 优先权日:2012年4月25日
【发明者】菊地新, 草野裕次, 福本康孝 申请人:株式会社捷太格特