CN100390001C - 电动动力转向装置的减速装置 - Google Patents

电动动力转向装置的减速装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供的电动动力转向装置是，在具有使用带齿皮带的减速装置的电动动力转向装置中，即使带齿皮带断裂，减速装置也不会被卡住，不会出现不能操舵的危险。减速装置(40)的第二外壳(21b)的内侧面(21X)与绕挂在带齿皮带轮(27)上的带齿皮带(29)的背面(29a)之间的间隙Δ做成比带齿皮带(29)的齿高H大的结构(Δ＞H)。因而，即使该带齿皮带(29)断裂，带齿皮带(29)也不会咬入到第二外壳(21b)的内侧面(21X)和第二带齿皮带轮(27)的外周面(27a)之间，带齿皮带(29)也不会卡住。

Description

电动动力转向装置的减速装置
技术领域
本发明涉及电动动力转向装置，尤其是涉及具有使用带齿皮带的减速装置的电动动力转向装置。
背景技术
利用电动机产生辅助转矩的电动动力转向装置的结构为，检测转向轴产生的操舵转矩的大小，根据所检测到的操舵转矩的大小，通过控制电动机电流的控制装置驱动电动机，以对转向轴提供辅助转矩。
该结构例如，与转向轴连接的小齿轮与在轴向可移位地支承着的齿条轴啮合，在将转向轴的旋转转换为齿条轴的轴向移动，并通过车轮转向机构对转向车轮的方向进行操纵的机构中，在电动机和齿条轴之间配置了滚珠丝杠机构。
该滚珠丝杠机构由形成于齿条轴的外圆周面的螺旋槽、嵌装在该螺旋槽外周并在内圆周面上形成有螺旋槽的螺母构件和配置在这两个螺旋槽之间的多个滚珠构成。并且，其结构为，电动机通过减速装置与上述螺母构件连接，电动机的旋转通过减速装置使滚珠丝杠机构的螺母构件旋转，从而使齿条轴沿其轴向移动，并通过车轮转向机构变更转向车轮的方向。
这样的电动动力转向装置通过操作方向盘使齿条轴从中立位置在轴向移位时，轴向载荷及剪切方向(半径方向)的载荷将传递到齿条轴，由于剪切方向的载荷对齿条轴产生弯曲力矩，而对滚珠丝杠机构产生影响。
即，由于滚珠丝杠机构对剪切方向的载荷的许用能力极低，而对轴向载荷的许用能力高，因而，当对齿条轴施加弯曲力矩而使其变形时，在齿条轴上所形成的螺旋槽的节距产生变化，另外，在齿条轴与小齿轮的啮合精度低的情况下，齿条轴随着小齿轮的旋转而在半径方向产生振动。由于这样的原因，当对滚珠丝杠的滚珠施加过大的载荷，滚珠不能顺利地旋转时，其结果，传递电动机的旋转转矩的传递效率降低，同时耐久性下降，阻碍了操舵灵敏度的提高。
作为其对策，在日本实公平6-49489号公报中提出了如下的结构方案：在形成滚珠丝杠的螺旋槽的齿条轴上同轴地配置带齿皮带轮，使该带齿皮带轮可与上述滚珠丝杠机构的螺母成一体地旋转，并且在半径方向可移位地连接；另一方面，在电动机上安装另一个带齿皮带轮，在同轴地配置在上述齿条轴上的带齿皮带轮和装在上述电动机上的带齿皮带轮之间绕挂上带齿皮带以构成减速机构，从而通过减速机构及滚珠丝杠机构将电动机的旋转动力传递给齿条轴。
采用如上的结构，则不会对滚珠丝杠机构的滚珠施加过大的载荷，可以使滚珠丝杠机构顺利地旋转，不会降低传递电动机的旋转转矩的传递效率，从而，可基本上解决耐久性降低、阻碍操舵灵敏度的提高之类的问题。
另一方面，在具有使用这样的带齿皮带的减速装置的电动动力转向机构中，由于长时间的使用或者在施加了过大载荷的情况下，带齿皮带的断裂是可以想象到的。当带齿皮带断裂时，虽然处于电动机的旋转动力不能传递到齿条轴的手动转向的状态，但即使在这种情况下，由于可进行为了紧急避难的操纵，因而在操舵机构中考虑了暂时具有的安全装置的功能。
然而，当断裂了的带齿皮带从带齿皮带轮上掉下来而夹在与外壳之间时，减速装置则被卡住。尤其是当断裂了的带齿皮带夹在被驱动一侧，即夹在齿条轴侧的带齿皮带轮和外壳之间，被驱动侧的带齿皮带轮被卡住时，由于被驱动侧的带齿皮带轮和齿条轴通过滚珠丝杠机构联动，因而，转向轴被卡住而成为不能操舵的状态，产生操舵机构的安全装置功能不起作用的极危险的状况。
发明内容
本发明就是为解决上述问题而提出的，本发明提供的电动动力转向装置是，在具有使用带齿皮带的减速装置的电动动力转向装置中，因为将与减速装置的至少被驱动侧旋转部件的外壳与带齿皮带相面对的内周面同绕挂在带齿皮带轮上的带齿皮带的背面一侧的间隙Δ做成比带齿皮带的齿高H大的结构(Δ＞H)，因而，即使在带齿皮带断裂的情况下，带齿皮带仍咬入在外壳的内侧面与带齿皮带轮的外周面之间而不会将带齿皮带轮卡住，不会出现不能操舵的危险。
本发明的从电动机向操舵机构提供操舵辅助动力的电动动力转向机构具有减速装置，所述减速装置具有设置在电动机轴上的驱动侧带齿皮带轮、设置在操舵机构侧的旋转部件上的被驱动侧带齿皮带轮、以及绕挂在两个带齿皮带轮之间的带齿皮带；上述减速装置具有至少将与绕挂在被驱动侧的带齿皮带轮上的带齿皮带相对的内周面同绕挂在上述带齿皮带轮上的带齿皮带的背面的间隙做得比上述带齿皮带的齿高大的外壳。
附图说明
图1是说明具有电动动力转向装置的皮带减速装置的齿条轴组装件的主要部分的结构的横剖视图。
图2是说明使用了现有的带齿皮带的减速装置的主要部分的正视剖视图。
图3是说明在使用了图2所示的现有的带齿皮带的减速装置中，带齿皮带断裂了的状态的正视剖视图。
图4是说明使用了本发明实施例的带齿皮带的正视剖视图。
图5是说明使用了图4所示的实施例的带齿皮带的减速装置中，带齿皮带断裂了的状态的正视剖视图。
图6是说明外壳A的内侧面与带齿皮带轮B的外周面的间隙Δ及带齿皮带C的齿高H的关系图。
图7是说明将外壳A的内侧面与带齿皮带轮B的外周面的间隙Δ做成比带齿皮带C的齿高H小的结构(Δ＜H)的带齿皮带咬入状态的图。
图8是说明将外壳A的内侧面与带齿皮带轮B的外周面的间隙Δ做成比带齿皮带C的齿高H大的结构(Δ＞H)的带齿皮带咬入状态的图。
具体实施方式
下面，说明本发明的实施例。
图1是说明本发明实施例的具有电动动力转向装置的皮带减速装置的齿条轴组装件的主要部分的结构的横剖视图。
图1的结构为，标号11为操舵轴，12为齿条轴，设置于操舵轴11的端部的未图示的小齿轮与齿条轴12啮合，操舵轴的旋转传递到齿条轴12上。
齿条轴外壳21由安装有电动机凸缘24的第一外壳21a、容纳后述的第一及第二带齿皮带轮的第二外壳21b及容纳后述的滚珠丝杠机构的第三外壳21c构成。
电动机22虽未图示，但在内部具有定子和转子，从转子延伸出来的旋转轴22a利用配置在电动机凸缘24上的轴承25a及25b旋转自如地予以支撑，在旋转轴22a上安装有第一带齿皮带轮26。
另外，被驱动侧的皮带轮即第二带齿皮带轮27为圆筒状，齿条轴12穿过其内部，第二带齿皮带轮27利用配置在第一外壳21a上的轴承28a和配置在第二外壳21b上的轴承28b旋转自如地支承在圆筒轴向的两端部。
在第二带齿皮带轮27的内周面上形成花键槽，该花键槽与后述的在滚珠丝杠机构的螺母32上形成的花键凸条实现在轴向上可移动地、在旋转方向上不能相对旋转地花键连接SP。
滚珠丝杠机构30由形成于齿条轴12上的螺旋槽31、螺母32和配置在螺旋槽31与螺母32之间的多个滚珠33构成，利用配置在第三外壳21c上的轴承34旋转自如地保持着螺母32。
下面，对具有上述皮带减速装置的齿条轴组装件的组装顺序进行简单的说明。在电动机凸缘24上配置有轴承25a及25b，在利用轴承25a及25b支承的电动机旋转轴22a上安装有第一带齿皮带轮26，在这种状态下将电动机凸缘24安装在第一外壳21a上。在第一外壳21a上配置有轴承28a并将第二带齿皮带轮27旋转自如地支承在其上，在第一带齿皮带轮26和第二带齿皮带轮27之间绕挂有带齿皮带29。
将安装了轴承28a的第二外壳21b安装在第一外壳21a上，利用轴承28b旋转自如地支承利用轴承28a支承的第二带齿皮带轮27的另一端部。
进而，将组装了滚珠丝杠机构30的第三外壳21c安装到第二外壳21b上，使齿条轴12穿过第二带齿皮带轮27的同时，使第二带齿皮带轮27的内侧面的花键槽与滚珠丝杠机构30的螺母32的花键凸条进行花键连接，从而完成具有皮带减速装置的齿条轴组装件10。
在上述的齿条轴组装件10中，由第一带齿皮带轮26、第二带齿皮带轮27及带齿皮带29构成皮带减速装置。
根据利用未图示的转矩传感器检测的舵轮轴的操舵转矩，此即利用未图示的控制装置驱动的电动机22的驱动旋转动力经第一带齿皮带轮26、带齿皮带29及第二带齿皮带轮27传递给滚珠丝杠机构30的螺母32。并且，通过螺母32的旋转使齿条轴轴向移动，从而改变车轮的方向以实现操舵。
下面，说明带齿皮带和外壳的关系。图2是表示使用了现有的带齿皮带减速装置140的结构的正视图。减速装置140的外壳141的内侧面141a和绕挂在带齿皮带轮143上的带齿皮带145的背面145a之间的间隙Δ与带齿皮带145的齿高H的关系虽然将参照图6在后文中说明，但将上述间隙Δ做成比带齿皮带145的齿高H小的结构(Δ＜H)。
因此，当带齿皮带145断裂时，如图3所示，带齿皮带145被咬入外壳141的内侧面141a和带齿皮带轮143的外周面之间，从而使带齿皮带轮卡住。
图4是表示减速装置40的部分结构的正视剖视图，表示的是沿图1的A-A线的断面。减速装置40的第二外壳21b的内侧面21x与绕挂在带齿皮带轮27上的带齿皮带29的背面29a之间的间隙Δ做成比带齿皮带29的齿高H大的结构(Δ＞H)。因此，即使带齿皮带29断裂，如图5所示，带齿皮带29也不会咬入到第二外壳21b的内侧面21x和第二带齿皮带轮27的外周面之间，带齿皮带轮27也不会被卡住。
图6-图8是说明外壳A的内侧面与绕挂在带齿皮带轮B上的带齿皮带C的背面的间隙Δ和带齿皮带C的齿高H的关系以及带齿皮带C的咬入状况的说明图，其中，图6是说明外壳A的内侧面与绕挂在带齿皮带轮B上的带齿皮带C的背面的间隙Δ和带齿皮带C的齿高H的关系的图，图7表示的是间隙Δ比齿高H小的结构(Δ＜H)，带齿皮带C被咬入的状态；图8表示的是间隙Δ比齿高H大的结构(Δ＞H)，带齿皮带C未被咬入的状态。
如图7所示，在间隙Δ比齿高H小的结构(Δ＜H)的情况下，带齿皮带C被咬入到外壳A的内侧面与带齿皮带轮B的外周面之间，带齿皮带轮B被卡住。另外，如图8所示，间隙Δ比齿高H大的结构(Δ＞H)的情况下，带齿皮带C则不会被咬入到外壳A的内侧面与带齿皮带轮B的外周面之间，带齿皮带轮B不会被卡住。
本发明是具有使用带齿皮带的减速装置的电动动力转向装置，减速装置由于做成至少被驱动侧旋转部件的外壳的与带齿皮带相对的内周面同绕挂在带齿皮带轮上的带齿皮带的背面侧的间隙Δ比带齿皮带的齿高H大的结构(Δ＞H)，因而，即使带齿皮带断裂，带齿皮带也不会被咬入到外壳的内侧面与带齿皮带轮的外周面之间，带齿皮带轮也不会被卡住，可提供一种没有不能进行操舵危险的电动动力转向装置。

Claims (1)

1.一种电动动力转向装置的减速装置，在从电动机向操舵机构提供操舵辅助动力的电动动力转向装置中，其特征在于：
所述减速装置具有设置在电动机轴上的驱动侧带齿皮带轮、设置在操舵机构侧的旋转部件上的被驱动侧带齿皮带轮和绕挂在两个带齿皮带轮之间的带齿皮带，
上述减速装置具有至少将与绕挂在上述被驱动侧的带齿皮带轮上的带齿皮带相对的内周面同绕挂在被驱动侧带齿皮带轮上的带齿皮带的背面的间隙做得比上述带齿皮带的齿高大的外壳。
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