电动动力转向装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电动动力转向装置。在构成该电动动力转向装置的减速机中，第一轴承(30)将蜗杆(18)的第一端部(18a)支承为能够沿轴向(X)移动。弹性部件(32、33)沿轴向(X)弹性支承蜗杆(18)。第二轴承(31)支承蜗杆(18)的第二端部(18b)。施力部件(60)对蜗杆(18)施力使其摆动。与蜗杆(18)的关于轴向(X)的啮合摩擦阻力(Gm)相比，第一轴承(30)的内圈(34)与蜗杆(18)的关于轴向(X)的第一摩擦阻力(G1)和施力部件(60)与第二轴承(31)的外圈(54)的外周(54a)的关于轴向(X)的第二摩擦阻力(G2)之和较小。
【专利说明】电动动力转向装置
[0001]本申请主张于2013年7月25日提出的日本专利申请2013-154906号的优先权，并在此引用包括其说明书、附图以及摘要的全部内容。
【技术领域】
[0002]本发明涉及电动动力转向装置。
【背景技术】
[0003]在电动动力转向装置中，将电动马达的旋转轴的旋转经由联轴器传递至构成减速机的蜗杆，并且通过与该蜗杆啮合的蜗轮进行减速后传递至转向机构，从而对转向操作进行扭矩辅助。
[0004]虽然在蜗杆与蜗轮的啮合中需要齿隙，但在行驶时，恐怕会产生由齿隙引起的打齿的声音(响声)。
[0005]因此，以往，提出了如下电动动力转向装置，该电动动力转向装置以支承蜗杆的一端(马达侧端部)的第一轴承为中心，通过施力部件向蜗轮侧对支承蜗杆的另一端的第二轴承弹性地施力使其摆动，从而消除齿隙。另外，提出了一种为了抑制轴承的晃动而在第一轴承的内圈的两侧配置有一对弹性体的电动动力转向装置。例如参照日本特开2012-101649 号公报。
[0006]另一方面，提出了在采用向蜗轮侧的蜗杆的摆动施力、蜗杆的轴向施力的蜗杆支承装置中，将第二轴承的滚道槽的曲率半径形成为滚珠的直径的52.5%以上。例如参照日本特开2004-301263号公报。
[0007]若增大施力部件的施力负载，虽然能够有助于抑制打齿的声音，但是由于在微小转向操纵时，蜗杆沿轴向开始移动时的摩擦阻力增加，所以微小转向操纵时的转向操纵感恶化。
[0008]相反，若减小施力部件的施力负载，虽然降低在微小转向操纵时蜗杆沿轴向开始移动时的摩擦阻力且提高微小转向操纵时的转向操纵感，但是无法抑制打齿的声音。
【发明内容】
[0009]本发明的目的之一在于，提供一种能够兼顾抑制打齿的声音和提高微小转向操纵时的转向操纵感的电动动力转向装置。
[0010]本发明的一个方式的电动动力转向装置具有:蜗杆，其具有第一端部以及第二端部；蜗轮，其在啮合区域与上述蜗杆啮合；减速机，其包含上述蜗杆与上述蜗轮，并且对电动马达的旋转进行减速；壳体，其收容上述减速机；第一轴承，其包含被上述壳体固定的外圈、和与上述蜗杆的第一端部松配合的内圈，并且将上述蜗杆的第一端部支承为能够旋转且能够轴向移动；第二轴承，其包含外圈、和与上述蜗杆的第二端部压配合的内圈，并且被上述壳体支承为能够在上述蜗杆与上述蜗轮的中心间距离增减的方向变位，且将上述蜗杆的第二端部支承为能够旋转；第一弹性部件以及第二弹性部件，它们配置于上述第一轴承的内圈的轴向的两侧，且相对于上述第一轴承的内圈沿轴向弹性支承上述蜗杆；以及施力部件，其朝上述中心间距离减少的方向对上述第二轴承的外圈的外周施力。
[0011]与上述蜗杆的关于轴向的啮合摩擦阻力相比，上述第一轴承的内圈与上述蜗杆的关于轴向的第一摩擦阻力和上述施力部件与上述第二轴承的外圈的外周的关于轴向的第二摩擦阻力之和较小。
[0012]根据上述方式的电动动力转向装置，由于施力部件对第二轴承的外圈施力的施力负载，从而在施力部件与第二轴承的外圈的外周之间产生关于轴向的第一摩擦阻力，另外，在第一轴承的内圈与蜗杆之间产生关于轴向的第二摩擦阻力。由于上述摩擦阻力之和比蜗杆的关于轴向的啮合摩擦阻力小，所以在微小转向操纵时，能够以不使蜗轮旋转的方式使蜗杆沿轴向微小地进行位移。因此，能够通过施力部件防止打齿的声音，并且能够提高微小转向操纵时的转向操纵感。
[0013]在上述方式的电动动力转向装置的基础上，将上述施力部件的施力负载设为F，将上述施力部件与上述第二轴承的外圈的关于轴向的摩擦系数设为μ e，将上述第一轴承的内圈与上述蜗杆的关于轴向的摩擦系数设为μ t，将关于上述蜗杆的轴向的上述第一轴承的轴承中心与上述啮合区域的距离设为LI，将关于上述蜗杆的轴向的上述第二轴承的轴承中心与上述啮合区域的距离设为L2，将上述蜗轮的节圆半径设为R，将由上述第一轴承的内圈与上述蜗杆的轴向的摩擦阻力产生的第一摩擦扭矩设为Tl，将由上述施力部件与上述第二轴承的外圈的外周的轴向的摩擦阻力产生的第二摩擦扭矩设为T2，将由上述啮合区域中的啮合摩擦阻力产生的啮合摩擦扭矩设为Tm，则上述电动动力转向装置构成为满足下述式⑴、⑵、⑶。
[0014]Tl = F.(L1/L2).μ t.R (I)
[0015]T2 = F.μ e.R (2)
[0016](T1+T2) < Tm (3)
[0017]根据上述方式的电动动力转向装置，使用上述式(I)、(2)，将由第一轴承的内圈与蜗杆的轴向的第一摩擦阻力产生的第一摩擦扭矩Tl和由施力部件与第二轴承的外圈的外周的轴向的第二摩擦阻力产生的第二摩擦扭矩T2之和形成为，比由啮合区域中的啮合摩擦阻力产生的啮合摩擦扭矩Tm小，S卩，以式(3)成立的方式，对施力部件的施力负载F与各摩擦系数μ e、Pt的关系进行调整。由此，能够通过由施力部件产生的施力防止打齿的声音，并且能够实际地提高微小转向操纵时的转向操纵感。
[0018]在上述方式的电动动力转向装置中也可以构成为，上述第二轴承的内圈的滚道面以及外圈的滚道面的曲率半径为滚动体的直径的60%以上。
[0019]根据上述方式的电动动力转向装置，由于能够降低第二轴承的轴向刚性，所以不需要过度减小施力部件与第二轴承的外圈的外周的关于轴向的第二摩擦阻力。
[0020]上述方式的电动动力转向装置也可以还具有:联轴器，其包含具有固定于上述蜗杆的第一端部的凸台和从上述凸台延伸配置的凸缘的第一旋转构件、以及固定于上述电动马达的旋转轴的第二旋转构件，并且该联轴器将上述蜗杆与上述旋转轴连结为能够传递扭矩；环状的第一承接板，其夹设于上述第一轴承的内圈的第一端面与上述第一弹性部件之间；以及环状的第二承接板，其夹设于上述第一轴承的内圈的第二端面与上述第二弹性部件之间。上述第一弹性部件也可以具有固定于上述第一承接板的第一端面、与形成于上述蜗杆的外周的环状阶梯部摩擦接合的第二端面、外周以及包围上述蜗杆的外周的内周，且呈环状，上述第二弹性部件也可以具有固定于上述第二承接板的第一端面、与上述第一旋转构件的凸缘摩擦接合的第二端面、外周以及包围上述第一旋转构件的凸台的外周的内周，且呈环状。
[0021]根据上述方式的电动动力转向装置，由于仅在第一弹性部件以及第二弹性部件的第一端面侧配置承接板，所以能够将构造简单化。
[0022]在上述方式的电动动力转向装置中也可以构成为，上述第一弹性部件以及上述第二弹性部件分别在外周与第二端面之间具有倒角部，在上述第一弹性部件以及上述第二弹性部件的每一个，上述第二端面的外径形成为比上述第一端面的外径小。
[0023]根据上述方式的电动动力转向装置，将第一弹性部件以及第二弹性部件的第二端面配置为，从对应的蜗杆的环状阶梯部以及第一旋转构件的凸缘承受的反作用力负载的位置比各弹性部件的第一端面从对应的承接板承受的按压负载的位置靠径向内侧。由此，在各弹性部件压缩变形时，能够在抑制各弹性部件的第二端面相对于对应的蜗杆的环状阶梯部以及第一旋转构件的凸缘滑动从而向径向外侧扩展的情况的方向，产生力矩负载。能够尽可能地抑制各弹性部件的第二端面向径向外侧扩展，从而抑制各弹性部件的负载降低。
[0024]在上述方式的电动动力转向装置中也可以构成为，上述第一弹性部件包含沿该第一弹性部件的内周的周向以相等间隔配置且与上述蜗杆的外周嵌合的多个弹性突起，或者包含在该第一弹性部件的内周的整周上连续配置且与上述蜗杆的外周嵌合的环状的弹性突起，上述第二弹性部件包含沿该第二弹性部件的内周的周向以相等间隔配置且与上述凸台的外周嵌合的多个弹性突起，或者包含在该第二弹性部件的内周的整周上连续配置且与上述凸台的外周嵌合的环状的弹性突起。
[0025]根据上述方式的电动动力转向装置，由于在各弹性部件的内周，设置有沿周向以相等间隔配置的多个弹性突起或者沿周向连续配置的环状的弹性突起，所以能够将各弹性部件以容易相对于对应的蜗杆以及第一旋转构件对准芯的方式同心地组装。
[0026]在上述方式的电动动力转向装置中也可以构成为，在上述第一弹性部件以及上述第二弹性部件的各自的内周，且仅在上述弹性突起设置有过盈量。
[0027]根据上述方式的电动动力转向装置，能够将各弹性部件，相对于对应的蜗杆以及第一旋转构件可靠地对准芯。由此，能够抑制各弹性部件产生偏磨损。
[0028]在上述方式的电动动力转向装置中也可以构成为，上述第一弹性部件的弹性突起配置为与该第一弹性部件的第二端面接近，上述第二弹性部件的弹性突起配置为与该第二弹性部件的第二端面接近。
[0029]根据上述方式的电动动力转向装置，由于以与成为各弹性部件的组装侧的第二端面接近的方式配置对准芯用的弹性突起，所以组装变得更加容易。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本发明的一个实施方式的电动动力转向装置的示意图。
[0031]图2是电动动力转向装置的主要部分的剖视图。
[0032]图3是联轴器的分解立体图。
[0033]图4是电动动力转向装置的主要部分的放大剖视图，并且示出了支承蜗杆的第一轴承的周边。
[0034]图5是固定于第一承接板的第一弹性部件的主视图。
[0035]图6是固定于第一承接板的第一弹性部件的剖视图，并且相当于沿着图5的V1-VI线的剖面。
[0036]图7是固定于第二承接板的第二弹性部件的主视图。
[0037]图8是固定于第二承接板的第二弹性部件的剖视图，并且相当于沿着图7的VII1-VIII线的剖面。
[0038]图9是表示沿轴向压缩第一弹性部件的状态的示意图。
[0039]图10是沿着图2的X-X线的剖视图。
[0040]图11是作为施力部件的板簧的立体图。
[0041]图12是蜗杆支承构造的示意图。
[0042]图13是本发明的其它实施方式的第二轴承的简要剖视图。
[0043]图14A是本发明的另一其它实施方式的第一弹性部件的剖视图，图14B是该其它实施方式的第二弹性部件的剖视图。
【具体实施方式】
[0044]通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的上述以及其它特征及优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素。
[0045]参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
[0046]图1是本发明的一个实施方式的电动动力转向装置的简要结构图。参照图1，电动动力转向装置I具有:转向轴3，其在一端连结有方向盘等转向操纵部件2 ;中间轴5，其经由万向节4与转向轴3连结；小齿轮轴7，其经由万向节6与中间轴5连结；以及作为转向轴的齿条杆8，其具有与设置于小齿轮轴7的端部附近的小齿轮7a啮合的齿条8a，且沿着汽车的左右方向延伸。通过小齿轮轴7以及齿条杆8构成由齿轮齿条机构构成的转向机构A0
[0047]齿条杆8在固定于车体的壳体9内，经由未图示的多个轴承支承为能够直线往复运动。齿条杆8的两端部向壳体9的两侧突出，并且在各端部分别结合有横拉杆10。各横拉杆10经由对应的转向节臂(未图示)与对应的转向轮11连结。
[0048]若操作转向操纵部件2从而使转向轴3旋转，则该旋转通过小齿轮7a以及齿条8a转换为沿着汽车的左右方向的齿条杆8的直线运动。由此，实现转向轮11的转向。
[0049]转向轴3具备:输入侧的第一转向操纵轴3a，其在一端连结有转向操纵部件2 ;输出侧的第二转向操纵轴3b，其与小齿轮轴7相连；以及扭杆12，其将第一转向操纵轴3a与第二转向操纵轴3b连结为能够在相同轴线上相对旋转。
[0050]设置有扭矩传感器13，该扭矩传感器13基于经由扭杆12的第一转向操纵轴3a与第二转向操纵轴3b之间的相对旋转位移量检测转向操纵扭矩。扭矩传感器13的扭矩检测结果输出至ECU14。在ECU14中，基于扭矩检测结果、从未图示的车速传感器输入的车速检测结果等，经由驱动电路15对转向操纵辅助用的电动马达16进行驱动控制。
[0051]电动马达16的输出旋转经由作为传动装置的减速机17减速且传递至小齿轮轴7，并且转换为齿条杆8的直线运动，从而对转向操纵进行辅助。减速机17具备:作为驱动齿轮的蜗杆18，其被电动马达16驱动为旋转；以及作为被动齿轮的蜗轮19，其与该蜗杆18啮合，并且与转向轴3的第二转向操纵轴3b连结为能够一体旋转。
[0052]如图2所示，蜗杆18与电动马达16的旋转轴20配置在同轴上。蜗杆18具有在其轴长方向分隔的第一端部18a以及第二端部18b和第一端部18a与第二端部18b间的中间部的齿部18c。
[0053]蜗轮19与转向轴3的第二转向操纵轴3b的轴向中间部连结为，能够一体旋转，并且无法轴向移动。蜗轮19具备:环状的芯铁19a，其与第二转向操纵轴3b结合为能够一体旋转；以及合成树脂部件19b，其包围芯铁19a的周围，并且在外周形成有齿部19c。芯铁19a例如在合成树脂部件19b的树脂成形时嵌入金属模内。
[0054]蜗杆18的第一端部18a和与蜗杆18的第一端部18a对置的电动马达16的旋转轴20 (输出轴)的端部经由联轴器21连结为，能够传递扭矩，并且能够相互摆动。具体而言，联轴器21具备:第一旋转构件22，其与蜗杆18的第一端部18a连结为能够一体旋转，并且无法轴向移动；第二旋转构件23，其与电动马达16的旋转轴20连结为能够一体旋转，并且无法轴向移动；以及弹性部件24，其夹设于第一旋转构件22与第二旋转构件23之间，并且在两旋转构件22、23间传递扭矩。
[0055]如图3所示，第一旋转构件22具备:凸台25，其形成有供蜗杆18的第一端部18a(参照图2)压入的嵌合孔25a;以及环状的凸缘26，其从凸台25向径向外侧延伸。凸台25与蜗杆18的第一端部18a嵌合为能够一体旋转,并且无法轴向移动。
[0056]第二旋转构件23具备主体27，该主体27形成有供电动马达16的旋转轴20 (参照图2)压入的嵌合孔27a，且与第一旋转构件23的凸缘26沿轴向X对置。
[0057]第一旋转构件22的凸缘26设置为，将朝向第二旋转构件23的主体27突出的多个卡合突起261在周向Z以相等间隔分隔。另外，第二旋转构件23的主体27设置为，将朝向第一旋转构件22的凸缘26突出的多个卡合突起271在周向Z以相等间隔分隔。卡合突起261与卡合突起271在周向Z交互配置。
[0058]弹性部件24具备环状的主体部28和从主体部28呈放射状延伸的多个卡合臂29。在沿两旋转构件22、23的周向Z邻接的卡合突起261、271间，夹持有弹性部件24的对应的卡合臂29。
[0059]参照图2，蜗杆18的第一端部18a经由第一轴承30在减速机17的壳体17a支承为能够旋转。蜗杆18的第二端部18b经由第二轴承31在减速机17的壳体17a支承为能够旋转。通过联轴器21的弹性部件24弹性变形，从而允许蜗杆18以第一轴承30的轴承中心为中心，相对于旋转轴20摆动。
[0060]第一轴承30以及第二轴承31例如由球轴承构成。在蜗杆18的第一端部18a配置有向轴向的中立位置对蜗杆18施力的第一弹性部件32以及第二弹性部件33。
[0061]第一轴承30具备:内圈34,其与蜗杆18的第一端部18a嵌合为能够一体旋转；以及外圈37，其经由衬套36保持于设置于减速机17的壳体17a的轴承孔35。
[0062]如将图2的一部分放大的图4所示，外圈37与衬套36的端部的环状凸缘36a沿轴向夹持于设置于轴承孔35的端部的定位阶梯部38和与轴承孔35螺纹嵌合的锁定部件39之间。由此，限制外圈37的轴向移动。
[0063]第一轴承30的内圈34与蜗杆18的第一端部18a的外周嵌合为能够一体旋转。第一弹性部件32以及第二弹性部件33配置于将内圈34在轴向X夹持的两侧，并且向轴向X的中立位置对蜗杆18弹性地施力。各弹性部件32、33例如是由橡胶、热塑性弹性体等弹性材料形成的衬套。
[0064]第一弹性部件32夹设于在蜗杆18的外周形成的环状阶梯部40和与内圈34的第一端面34a抵接的环状的第一承接板41之间，并且沿轴向X被压缩。第二弹性部件33夹设于与内圈34的第二端面34b抵接的环状的承接板42和联轴器21的第一旋转构件22的凸缘26的端面26a之间，并且沿轴向X被压缩。各承接板41、42例如是金属制的。各弹性部件32、33是橡胶制的，并且通过加硫粘合固定于对应的承接板41、42。
[0065]在第一端部18a的外周设置有将第一弹性部件32以嵌合的方式保持的第一部分45、直径比第一部分45小且作为供内圈34以及两承接板41、42嵌合的内圈嵌合部的第二部分46、以及直径比第二部分46小且作为供第一旋转构件22的凸台25嵌合的凸台嵌合部的第三部分47。
[0066]在凸台25的外周25b嵌合并保持有第二弹性部件33。在第一部分45与第二部分46 (内圈嵌合部)之间形成有定位阶梯部48。定位阶梯部48以设置有规定的间隙的方式对置于与内圈34的第二端面34b抵接的第一承接板41。
[0067]在第二部分46与第三部分之间形成有定位阶梯部49。将凸台25的端面25c与定位阶梯部49相抵，从而将凸台25沿轴向X相对于蜗杆18定位。定位阶梯部48与凸台25的端面25c的距离Pl设定为，比两承接板41、42的外侧的端面间的距离P2长。两距离P1、P2间的差(Pl - P2)相当于蜗杆18沿轴向X的可动范围(例如从中立位置向左右各可偏移 0.3mm,共计 0.6mm)。
[0068]如图5以及沿着图5的V1-VI线的剖视图亦即图6所示，第一弹性部件32具有固定于第一承接板41的第一端面71、与蜗杆18的环状阶梯部40摩擦接合的第二端面72、夕卜周73以及包围蜗杆18的外周的内周74且呈环状。
[0069]另外，第一弹性部件32在外周73与第二端面72之间具有倒角部75，该倒角部75例如由R倒角部构成。此外，上述倒角部也可以是C倒角部。由此,第二端面72的外径E2比第一弹性部件32的第一端面71的外径El小(E2 < El)。
[0070]如图4?图6所示，第一弹性部件32具有多个弹性突起76，它们沿内周74的周向以相等间隔配置，且与蜗杆18的外周(第一部分45)嵌合。多个弹性突起76配置为与第二端面72接近。在第一弹性部件32的内周74，且仅在多个弹性突起76，设置有相对于蜗杆18的外周(第一部分45)的过盈量。在图5、图6的例子中，虽然在第一弹性部件32的内周74以周向的相等间隔配置有多个弹性突起76，但是也可以将其取代，如后述的图14A所示那样，设置在第一弹性部件32的内周74的周向的整周上配置且与蜗杆18的外周(第一部分45)嵌合的环状的弹性突起76A。
[0071 ] 如图7以及沿着图VII1-VIII线的剖视图亦即图8所示，第二弹性部件33具有固定于第二承接板42的第一端面81、与第一旋转构件22的凸缘26的端面26a摩擦接合的第二端面82、外周83、以及包围第一旋转构件22的凸台25的外周25b的内周84，且呈环状。
[0072]第二弹性部件33在外周83与第二端面82之间具有倒角部85，该倒角部85例如由R倒角部构成。此外，上述倒角部也可以是C倒角部。由此，第二端面82的外径H2比第二弹性部件33的第一端面81的外径Hl小(H2 < Hl)。
[0073]参照图4、图7、图8，第二弹性部件33具有多个弹性突起86，它们沿内周84的周向以相等间隔配置，且与第一旋转构件22的凸台25的外周25b嵌合。多个弹性突起86配置为与第二端面82接近。在第二弹性部件33的内周84，且仅在多个弹性突起86，设置有相对于凸台25的外周25b的过盈量。在图7、图8的例子中，虽然在第二弹性部件33的内周84以周向的相等间隔配置有多个弹性突起86，但是也可以将其取代，如后述的图14B所示那样，设置在第二弹性部件33的内周84的周向的整周上配置且与凸台25的外周25b嵌合的环状的弹性突起86A。
[0074]如图6所示，由于在外周73与第二端面72之间形成有倒角部75，所以第二端面72与环状阶梯部40接触的接触圆的直径比第一端面71与第一承接板41接触的接触圆的直径小。因此，在如图9所示那样将第一弹性部件32沿轴向X压缩时，与第一弹性部件32的第一端面71从第一承接板41承受的按压负载Q2的位置相比，第一弹性部件32的第二端面72从蜗杆18的环状阶梯部40承受的反作用力负载Ql的位置配置于靠径向内侧。
[0075]由此，在第一弹性部件32压缩变形时，能够在抑制第一弹性部件32的第二端面72相对于蜗杆18的环状阶梯部40滑动从而向径向外侧扩展的情况的方向，产生力矩负载M。尽可能地在向轴向X压缩变形时，抑制第一弹性部件32的第二端面72向径向外侧扩展，从而能够抑制第一弹性部件32的负载降低。
[0076]虽然未图示，但是在将第二弹性部件33向轴向X压缩时，也能够抑制第二弹性部件33的第二端面82向径向外侧扩展，从而抑制第二弹性部件33的负载降低。
[0077]参照图2以及图4，第二轴承31的内圈50与设置于蜗杆18的第二端部18b的外周的嵌合凹部51嵌合为能够一体旋转。内圈50的一个端面与设置于第二端部18b的外周的定位阶梯部52抵接，由此，能够限制内圈50相对于蜗杆18轴向移动。
[0078]在壳体17a设置有用于保持第二轴承31的轴承孔53。轴承孔53形成为能够将第二轴承31保持为，能够在蜗杆18与蜗轮19的中心间距离Dl (相当于蜗杆18的旋转中心Cl与蜗轮19的旋转中心C2的距离)增加的方向Yl以及减少的方向Y2偏向的偏向孔。
[0079]在轴承孔53的内周与第二轴承31的外圈54之间，夹设有例如由环状的板簧构成的施力部件60。施力部件60向中心间距离Dl减少的方向Y2对第二轴承31施力。
[0080]施力部件60例如是由板金形成的薄板状部件。参照沿着图2的V-V线的剖视图亦即图10以及立体图亦即图11，施力部件60包括:呈有端环状的主体部61，其包围第二轴承31的外圈54的外周54a 对旋转限制部62，它们分别从主体部61的周向的端部亦即第一端部61a以及第二端部61b以折弯状延伸配置；以及一对悬臂状的弹性舌片63，它们分别从各旋转限制部62以折弯状延伸。
[0081]各旋转限制部62的宽度形成为比主体部61的宽度窄。主体部61通过摩擦接合保持于壳体17a的轴承孔53的内周。如图11所示，一对弹性舌片63中的一个配置于第一侧缘61c侧，另一个弹性舌片63配置于第二侧缘61d侧，从而一对弹性舌片63形成为彼此不同。
[0082]参照图10，在壳体17a的轴承孔53的内周的一部分，形成有承接凹部64，该承接凹部64相对于第二轴承31向蜗轮19侧(中心间距离减少的方向Y2)的相反方向(中心间距离增加的方向Yl)凹陷。施力部件60的各弹性舌片63的前端被轴承孔53的承接凹部64的底64c承接，各弹性舌片63的作用力经由第二轴承31，向上述中心间距离Dl减少的方向Y2对蜗杆18的第二端部18b施力。
[0083]承接凹部64具有一对内壁64a、64b，它们彼此沿轴承孔53的周向Z对置，施力部件60的各旋转限制部62与对应的内壁64a、64b抵接，从而限制施力部件60向轴承孔53的周向Z旋转。
[0084]图12是蜗杆支承构造的示意图。将施力部件60的施力负载设为F，将施力部件60与第二轴承31的外圈54的外周54a的关于轴向X的摩擦系数设为μ e。与蜗杆18 —起沿轴向X移动的第二轴承31的外圈54的外周54a与施力部件60之间的摩擦阻力G2为施力负载F与摩擦系数μ e的积，以下述式(4)来表示。
[0085]G2 = F.μ e (4)
[0086]经由第二轴承31施加于蜗杆18的第二端部18b的施力负载F以啮合区域B为支点，产生图12中的绕逆时针的力矩。因此，在与施力负载F平行的方向，对蜗杆18的第一端部18a施加产生与上述绕逆时针的力矩平衡的绕顺时针的力矩的反作用力J。
[0087]S卩，关于蜗杆18的轴向X将第一轴承30的轴承中心与啮合区域B的距离设为LI，关于蜗杆18的轴向X将第二轴承31的轴承中心与啮合区域B的距离设为L2，根据力矩的平衡，下述式(5)成立。根据式(5)导出下述式(6)。
[0088]F.L2 = J.LI (5)
[0089]J = F* (L2/L1) (6)
[0090]将第一轴承30的内圈34与蜗杆18的关于轴向X的摩擦系数设为μ t，从而第一轴承30的内圈34与蜗杆18的关于轴向X的摩擦阻力Gl由下述式(7)来表示。即，式(8)成立。
[0091]Gl = J.μ t (7)
[0092]Gl = F.(L2/L1).μ t (8)
[0093]另一方面，若将啮合区域B中的啮合摩擦扭矩设为Tm，则蜗杆18的关于轴向X的啮合摩擦阻力Gm以蜗轮19的节圆半径作为R，而通过下述式(9)来表示。
[0094]Gm = Tm/R (9)
[0095]在本实施方式中，与蜗杆18的关于轴向X的啮合摩擦阻力Gm相比，第一轴承30的内圈34与蜗杆18的关于轴向X的摩擦阻力Gl和施力部件60与第二轴承31的外圈54的外周54a的关于轴向X的摩擦阻力G2之和(G1+G2)较小。S卩，下述式(10)成立。
[0096](G1+G2) < Gm (10)
[0097]另一方面，由蜗杆18的关于轴向X的第一摩擦阻力Gl产生的第一摩擦扭矩Tl由下述式(I)来表示。
[0098]Tl = F.(L1/L2).μ t.R (I)
[0099]另外，由蜗杆18的关于轴向的第二摩擦阻力G2产生的第二摩擦扭矩T2由下述式
(2)来表示。
[0100]T2 = F.μ e.R (2)
[0101]在本实施方式中，与在啮合区域B由啮合摩擦阻力Gm产生的啮合摩擦扭矩Tm相t匕，第一摩擦扭矩Tl与第二摩擦扭矩T2之和(T1+T2)较小。S卩，下述式(3)成立。
[0102](T1+T2) < Tm (3)
[0103]根据本实施方式，由施力部件60对第二轴承31的外圈54施力的施力负载F引起，从而在施力部件60与第二轴承31的外圈54的外周54a之间，产生关于轴向X的第二摩擦阻力G2，另外，在第一轴承30的内圈34与蜗杆18之间，产生关于轴向X的第一摩擦阻力Gl0由于与蜗杆18的关于轴向X的啮合摩擦阻力Gm相比，上述摩擦阻力之和(G1+G2)较小，且满足(G1+G2) < Gm的式子，所以在微小转向操纵时，能够以不会使蜗轮19旋转的方式使蜗杆18沿轴向X微小地进行位移。因此，能够通过施力部件60防止打齿的声音，并且能够提高微小转向操纵时的转向操纵感。
[0104]使用上述式(I)、(2)，将由第一轴承30的内圈34与蜗杆18的轴向X的第一摩擦阻力Gl产生的第一摩擦扭矩Tl、和由施力部件60与第二轴承31的外圈54的外周54a的轴向X的摩擦阻力G2产生的第二摩擦扭矩T2之和(T1+T2)形成为，比在啮合区域B由啮合摩擦阻力Gm产生的啮合摩擦扭矩Tm小，且以式(3)成立的方式，对施力部件60的施力负载F与各摩擦系数ye、Pt的关系进行调整。由此，能够通过由施力部件60产生的施力防止打齿的声音，并且能够实际上提高微小转向操纵时的转向操纵感。
[0105]由于在第一弹性部件32的仅第一端面71侧配置第一承接板41，在第二弹性部件33的仅第一端面81侧配置第二承接板42，所以能够将构造简单化。
[0106]由于第一弹性部件32以及第二弹性部件33分别在外周73、83与第二端面72、82之间形成倒角部75、85，从而将第二端面72、82的外径E2、H2形成为比第一端面71、81的外径E1、H1小，所以(E2 < E1、H2 < HI)，且具有下述优点。
[0107]与各弹性部件32、33的第一端面71、81从对应的承接板41、42承受的按压负载Q2的位置相比，各弹性部件32、33从对应的蜗杆18的环状阶梯部40以及第一旋转构件22的凸缘26承受的反作用力负载Ql的位置配置于靠径向内侧(参照图9)。由此，在各弹性部件32、33压缩变形时，能够在抑制各弹性部件32、33的第二端面72、82向径向外侧扩展的方向产生力矩负载M。尽可能地在向轴向X压缩变形时，抑制各弹性部件32、33的第二端面72,82向径向外侧扩展，从而能够抑制各弹性部件32、33的负载降低。
[0108]由于在各弹性部件32、33的内周74、84，设置有沿周向以相等间隔配置的多个弹性突起76、86，所以能够将各弹性部件32、33，以容易相对于对应的蜗杆18以及第一旋转构件22匹配芯的方式同心地组装。特别是，能够采用在使第二弹性部件33预先嵌合于第一旋转构件22的凸台25而与第一旋转构件22的凸台25 —体化的状态下，将蜗杆18的第三部分47压入凸台25的嵌合孔25a的装配方式(未图示)，通过该方面也使得装配变得容易。
[0109]由于各弹性部件32、33的内周74、84的仅弹性突起76、86产生过盈量，所以能够将各弹性部件32、33，相对于对应的蜗杆18以及第一旋转构件22可靠地匹配芯。由此，能够抑制各弹性部件32、33产生偏磨损。
[0110]由于第一弹性部件32的弹性突起76配置为，与第一弹性部件32的成为往蜗杆18的第一部分45组装一侧的第二端面72接近，所以第一弹性部件32往蜗杆18的组装变得更加容易。同样地，由于第二弹性部件33的弹性突起86配置为，与第二弹性部件33的成为往第一旋转构件22的凸台25组装一侧的第二端面82接近，所以第二弹性部件33往第一旋转构件22的凸台25的组装变得更加容易。
[0111]本发明不限定于上述实施方式，例如，也可以如图13所示那样使用内圈50K的滚道面91的曲率半径Kl以及外圈54K的滚道面92的曲率半径K2分别为球亦即滚动体93的直径S的60%以上的第二轴承31K。Bp,Kl ^ 0.6 ?S,K2 ^ 0.6 *S0由于在该情况下能够降低第二轴承31K的轴向刚性，所以具有不需要过度减小与第二轴承31K的外圈54K的外周54Ka的关于轴向X的摩擦系数μ e的优点。
[0112]另外，也可以取代图5、图6的实施方式的多个弹性突起76，如图14A所示那样，在第一弹性部件32设置在该第一弹性部件32的内周74的周向的整周上配置且与蜗杆18的外周(第一部分45，在图14A中未示出)嵌合的环状的弹性突起76A。另外，也可以取代图7、图8的实施方式的多个弹性突起86，如图14B所示那样，在第二弹性部件33设置在该第二弹性部件33的内周84的周向的整周上配置且与凸台25的外周25b(在图14B中未示出)嵌合的环状的弹性突起86A。
[0113]另外，在上述实施方式中，虽然对转向轴施加有电动马达的转向操纵辅助力，但是也可以将其取代为对小齿轮轴施加电动马达的转向操纵辅助力。
【权利要求】
1.一种电动动力转向装置，其特征在于，包括: 蜗杆，其具有第一端部以及第二端部； 蜗轮，其在啮合区域与所述蜗杆啮合； 减速机，其包含所述蜗杆与所述蜗轮，并且对电动马达的旋转进行减速； 壳体，其收容所述减速机； 第一轴承，其包含被所述壳体固定的外圈、和与所述蜗杆的第一端部松配合的内圈，并且将所述蜗杆的第一端部支承为能够旋转且能够轴向移动； 第二轴承，其包含外圈、和与所述蜗杆的第二端部压配合的内圈，并且被所述壳体支承为能够在所述蜗杆与所述蜗轮的中心间距离增减的方向变位，并且，该第二轴承将所述蜗杆的第二端部支承为能够旋转； 第一弹性部件以及第二弹性部件，所述第一弹性部件以及第二弹性部件配置于所述第一轴承的内圈的轴向的两侧，且相对于所述第一轴承的内圈沿轴向弹性支承所述蜗杆；以及 施力部件，其朝所述中心间距离减少的方向对所述第二轴承的外圈的外周施力， 在所述电动动力转向装置中， 与所述蜗杆的关于轴向的啮合摩擦阻力相比，所述第一轴承的内圈与所述蜗杆的关于轴向的第一摩擦阻力和所述施力部件与所述第二轴承的外圈的外周的关于轴向的第二摩擦阻力之和较小。
2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于， 将所述施力部件的施力负载设为F，将所述施力部件与所述第二轴承的外圈的关于轴向的摩擦系数设为μ e，将所述第一轴承的内圈与所述蜗杆的关于轴向的摩擦系数设为μ t，将关于所述蜗杆的轴向的所述第一轴承的轴承中心与所述啮合区域的距离设为LI，将关于所述蜗杆的轴向的所述第二轴承的轴承中心与所述啮合区域的距离设为L2，将所述蜗轮的节圆半径设为R，将由所述第一轴承的内圈与所述蜗杆的轴向的摩擦阻力所产生的第一摩擦扭矩设为Tl，将由所述施力部件与所述第二轴承的外圈的外周的轴向的摩擦阻力所产生的第二摩擦扭矩设为T2，将由所述啮合区域中的啮合摩擦阻力所产生的啮合摩擦扭矩设为Tm，则所述电动动力转向装置构成为满足下述式(I)、(2)、(3)，
Tl = F.(L1/L2).μ t.R (I)
T2 = F.μ e.R (2) (T1+T2) < Tm (3)。
3.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述第二轴承的内圈的滚道面以及外圈的滚道面的曲率半径为滚动体的直径的60%以上。
4.根据权利要求2所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述第二轴承的内圈的滚道面以及外圈的滚道面的曲率半径为滚动体的直径的60%以上。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的电动动力转向装置，其特征在于，还包括: 联轴器，其包含具有固定于所述蜗杆的第一端部的凸台和从所述凸台延伸配置的凸缘的第一旋转构件、以及固定于所述电动马达的旋转轴的第二旋转构件，并且该联轴器将所述蜗杆与所述旋转轴连结为能够传递扭矩； 环状的第一承接板，该第一承接板夹设于所述第一轴承的内圈的第一端面与所述第一弹性部件之间；以及 环状的第二承接板，该第二承接板夹设于所述第一轴承的内圈的第二端面与所述第二弹性部件之间， 在所述电动动力转向装置中， 所述第一弹性部件具有固定安装于所述第一承接板的第一端面、与形成于所述蜗杆的外周的环状阶梯部摩擦接合的第二端面、外周以及将所述蜗杆的外周包围的内周，且该第一弹性部件呈环状， 所述第二弹性部件具有固定安装于所述第二承接板的第一端面、与所述第一旋转构件的凸缘摩擦接合的第二端面、外周以及将所述第一旋转构件的凸台的外周包围的内周，且该第二弹性部件呈环状。
6.根据权利要求5所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述第一弹性部件以及所述第二弹性部件分别在外周与第二端面之间具有倒角部，在所述第一弹性部件以及所述第二弹性部件的每一个，所述第二端面的外径形成为比所述第一端面的外径小。
7.根据权利要求5所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述第一弹性部件包含沿该第一弹性部件的内周的周向等间隔配置且与所述蜗杆的外周嵌合的多个弹性突起，或者包含在该第一弹性部件的内周的整周上连续配置且与所述蜗杆的外周嵌合的环状的弹性突起， 所述第二弹性部件包含沿该第二弹性部件的内周的周向等间隔配置且与所述凸台的外周嵌合的多个弹性突起，或者包含在该第二弹性部件的内周的整周上连续配置且与所述凸台的外周嵌合的环状的弹性突起。
8.根据权利要求6所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述第一弹性部件包含沿该第一弹性部件的内周的周向等间隔配置且与所述蜗杆的外周嵌合的多个弹性突起，或者包含在该第一弹性部件的内周的整周上连续配置且与所述蜗杆的外周嵌合的环状的弹性突起， 所述第二弹性部件包含沿该第二弹性部件的内周的周向等间隔配置且与所述凸台的外周嵌合的多个弹性突起，或者包含在该第二弹性部件的内周的整周上连续配置且与所述凸台的外周嵌合的环状的弹性突起。
9.根据权利要求7所述的电动动力转向装置，其特征在于， 在所述第一弹性部件以及所述第二弹性部件的各自的内周，且仅在所述弹性突起设置有过盈量。
10.根据权利要求8所述的电动动力转向装置，其特征在于， 在所述第一弹性部件以及所述第二弹性部件的各自的内周，且仅在所述弹性突起设置有过盈量。
11.根据权利要求7所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述第一弹性部件的弹性突起配置为与该第一弹性部件的第二端面接近，所述第二弹性部件的弹性突起配置为与该第二弹性部件的第二端面接近。
【文档编号】F16C33/58GK104340264SQ201410354099
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】山田涉, 草野裕次, 菊地新, 永井义朝 申请人:株式会社捷太格特