CN101048310A - 电动助力转向装置 - Google Patents

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CN101048310A CNA2005800363019A CN200580036301A CN101048310A CN 101048310 A CN101048310 A CN 101048310A CN A2005800363019 A CNA2005800363019 A CN A2005800363019A CN 200580036301 A CN200580036301 A CN 200580036301A CN 101048310 A CN101048310 A CN 101048310A
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濑川徹
惠田广
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Abstract

扭杆(5)的两端部上形成的外花键(21、23)嵌合并固定到输入轴(2)和输出轴(3)上形成的内花键(22、24)，并且凹凸状的止动件(18、19)的凹凸个数和扭杆(5)上形成的外花键(21、23)的凹凸个数相同，由于扭杆(5)的两端部的外花键(21、23)相位相同，因此无论将扭杆(5)和两个轴(2、3)组装到哪个相位，两个轴(2、3)扭转时由止动件(18、19)限制的角度相对于中性位置在左右基本为相同角度。

Description

电动助力转向装置
技术领域
本发明涉及到一种改良了输入轴、扭杆、及输出轴的结合构造的电动助力转向装置。
背景技术
在汽车的转向系统中，广泛采用利用外部动力源进行转向辅助的所谓助力转向装置。一直以来，作为助力转向装置用的动力源，采用叶片式的油压泵，大多通过发动机驱动该油压泵。但这种助力转向装置中，经常驱动油压泵造成发动机的驱动损失较大(最大负荷时为数马力至十马力左右)，因此难以应用于小排量的轻型汽车，在较大排量的汽车中该损失也未下降到可忽略行驶燃油费用的程度。
因此，作为解决该问题的方法，以电动机为动力源的电动助力转向装置(Electric Power Steering，以下称为EPS)近些年来引起世人关注。EPS具有以下优点：由于电动机的电源使用车载蓄电池，因此没有直接的发动机的驱动损失，电动机仅在转向辅助时起动，因此抑制了行驶燃油费用，并且可极其容易地进行电子控制。
在EPS中，对应于施加到方向盘的转向转矩，电动机生成辅助转向转矩，并通过动力传送机构(减速机)被减速，传送到转向机构的输出轴。
图5是现有例中涉及的转向柱辅助式电动助力转向装置的纵向截面图。
在转向柱辅助式电动助力装置中，可自由旋转地安装在转向柱1内的转向轴2(输入轴)的车辆前方一侧连接有输出轴3。
在输出轴3的车辆前方一侧，通过万向接头(省略图示)等连接齿轮齿条式转向装置(省略图示)等。
转向轴2(输入轴)的车辆前方一侧压入并固定扭杆5的基端。该扭杆5在形成为中空的输出轴3的内部延伸，其前端通过固定销6固定在输出轴3和扭杆5的端部的通孔3a、5a。
在输出轴3的车辆后方一侧设有转矩传感部TS。即，在输出轴3的车辆后方一侧形成转矩传感部TS的检测用槽7，在上述槽7的径向外方配置有转矩传感部TS的套筒8。该套筒8，其车辆后方侧端部通过錾缝固定到转向轴2(输入轴)的车辆前方侧端部。套筒8上设有窗口。通过转向转矩在输入轴2和输出轴3之间产生扭转时，套筒8的窗口和输出轴3的检测用槽7的位置发生变化。随着该位置的变化，通过设在套筒8外周的轭9检测出阻抗，并通过传感电路10产生与之对应的电压。
输出轴3上安装有蜗轮12，蜗轮12啮合到与电动机(省略图示)的驱动轴连接的蜗杆减速机构的蜗杆(省略图示)上。
该蜗杆(省略图示)及蜗轮12收纳在后方外壳13、及前方外壳14(盖)中。即，后方外壳13和前方外壳14(盖)通过螺栓15结合。
并且，输出轴3可自由旋转地被蜗轮12的车辆后方一侧的轴承16、及蜗轮12的车辆前方一侧的轴承17支持。
并且，输出轴2和输出轴3上分别形成使两个轴2、3限制到规定扭转角度以下的凹凸状的止动件18、19。止动件18、19构成为当相对扭转到预定角度时彼此抵接，其凹凸的个数例如各有8个。
因此，驾驶员通过操作方向盘(省略图示)而产生的转向力经过转向轴2(输入轴)、扭杆5、输出轴3、齿轮齿条式转向装置，传送到未图示的操舵轮。
并且，电动机(省略图示)的旋转力经过该蜗杆(省略图示)及蜗轮12传送到输出轴3，通过适当控制电动机(省略图示)的旋转力及旋转方向，可对输出轴3施加适当的转向辅助转矩。
一直以来，电动助力转向装置的转矩检测部件如上所述，通过扭杆5连接输入轴2和输出轴3，检测因转向产生的扭矩而生成的相对扭转角度。
该扭杆5中，输入轴一侧的端部压入并固定到输入轴2，输出轴一侧的端部通过固定销6销入输出轴3并被固定。
并且，输入轴2和输出轴3的相位是在使电动助力转向装置组装到半装配状态时，将输入轴2和输出轴3调整为电中性状态来决定的。在该电中性状态下，输出轴3和扭杆5的端部上穿出通孔3a、5a，并且固定销6插入到该通孔3a、5a，输出轴3固定到扭杆5。
并且，在最终的转向柱装配状态下，进行电中性位置的微调及放大率的调整。
专利文献1：特开平11-310142号公报
发明内容
但是，输入轴2和输出轴3的相位在将电动助力转向装置组装到半装配状态后，进一步将输入轴2和输出轴3调整到电中性状态来确定。之后必须一边维持该中性状态下的两个轴2、3的相位，一边对通孔3a、5a进行穿孔加工。因此其加工作业复杂，制造成本较高。
并且，半装配后，在最终的转向柱装配状态下，需要再次调整电中性位置，因此存在耗费工时的问题。
本发明鉴于以上事实而产生，其目的在于提供一种电动助力转向装置，在半装配状态下无需调整输入轴和输出轴的电中性状态，仅在最终的转向柱装配状态下调整其电中性位置即可，并可减少工时且降低制造成本。
为了实现上述目的，本发明的第一侧面涉及的电动助力转向装置具有：
与方向盘连接的输入轴；
与转向机构连接的输出轴；
连接上述输入轴和上述输出轴的扭杆；
检测部，根据上述方向盘的转向力检测出上述扭杆产生的扭矩和旋转角度中的至少一个；
电动机，根据上述检测部检测出的检测结果产生辅助转向转矩；以及
减速机构，使上述电动机中产生的上述辅助转向转矩减速并传送到上述输出轴，
上述电动助力转向装置的特征在于，
在上述扭杆的两端部上分别形成第一定位部，
上述输入轴和输出轴上分别形成第二定位部，上述第二定位部分别连接到上述第一定位部，使上述输入轴和输出轴相对上述扭杆定位，
在至少形成在上述输入轴和上述输出轴中的一个上的第二定位部和形成在上述扭杆的两端部上的第一定位部的连接部上，至少设置放松装置和放置轴方向脱开的防脱装置中的一个。
本发明的第二侧面涉及的电动助力转向装置的特征在于，
上述第一定位部是外花键，
上述第二定位部是和上述外花键嵌合、并与上述外花键相同形状的内花键。
本发明的第三侧面涉及的电动助力转向装置的特征在于，
上述输入轴和输出轴上分别形成使上述两个轴限制到规定扭转角度以下的凹凸状的止动件，
上述凹凸状的止动件的凹凸个数和上述扭杆上形成的外花键的凹凸个数相同，
上述输入轴和输出轴的内花键的相位规定为，上述两个轴扭转时，上述两个轴由上述止动件限制的角度相对于上述两个轴的中性位置在左右基本为相同角度，
上述扭杆的两端部的外花键彼此相位相同。
根据本发明，由于将扭杆的两端部上形成的外花键嵌合并固定到输入轴和输出轴上形成的内花键，因此无需通孔的穿孔加工及用销固定，可缩短工时。
并且根据本发明，凹凸状的止动件的凹凸个数和扭杆上形成的外花键的凹凸个数相同，扭杆的两端部的外花键相位相同。因此，无论在哪个相位组装扭杆和两个轴，在两个轴扭转时由止动件限制的角度相对于中性位置在左右基本为相同角度。
因此，在半装配状态下，无需调整输入轴和输出轴的电中性状态。因此，在最终的转向柱装配状态下，仅微调其电中性位置即可，并且可减少工时，降低制造成本。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的转向柱辅助式电动助力转向装置的纵向截面图。
图2A是沿图1的A-A线的截面图。
图2B是沿图1的B-B线的截面图。
图2C是沿图1的C-C线的截面图。
图3A是本发明的第一实施例涉及的扭杆的透视图。
图3B涉及到本发明的变形例，是输出轴和扭杆的结合状态的截面图。
图4是本发明的第二实施方式涉及的转向柱辅助式电动助力转向装置的纵向截面图。
图5是现有例涉及的转向柱辅助式电动助力转向装置的纵向截面图。
标号说明：
1.转向柱
2.转向轴(输入轴)
3.输出轴
3a.通孔
5.扭杆
5a.通孔
6.固定销
7.检测用槽
8.套筒
9.轭
10.传感电路
TS.转矩传感部
12.蜗轮
13.后方外壳
14.前方外壳(盖)
15.螺栓
16、17.轴承
18、19.止动件
21.外花键
22.内花键
23.外花键
24.内花键
25.孔
26.滚珠
30.轴承
31.止动轮
32.C形环
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式涉及的电动助力转向装置。
(第一实施方式)
图1是本发明的第一实施方式涉及的转向柱辅助式电动助力转向装置的纵向截面图。
图2A是沿图1的A-A线的截面图，图2B是沿图1的B-B线的截面图，图2C是沿图1的C-C线的截面图。
图3A是扭杆的透视图，图3B涉及到本发明的变形例，是表示输出轴和扭杆的结合状态的截面图。
在转向柱辅助式电动助力转向装置中，在可自由旋转地安装到转向柱1内的转向轴2(输入轴)的车辆前方一侧连接输出轴3。
在输出轴3的车辆前方一侧通过万向接头(省略图示)等连接有齿轮齿条式转向装置(省略图示)等。
转向轴2(输入轴)的车辆前方一侧压入并固定有扭杆5的基端。该扭杆5在形成为中空的输出轴3的内部延伸。并且，扭杆5的前端在输出轴3和扭杆5的端部的通孔3a、5a中通过固定销6固定。
在输出轴3的车辆后方一侧设有转矩传感部TS。即，输出轴3的车辆后方一侧形成转矩传感部TS的检测用槽7。在上述槽7的径向外方配置有转矩传感部TS的套筒8。该套筒8，其车辆后方侧端部通过錾缝固定到转向轴2(输入轴)的车辆前方侧端部。套筒8上设有窗口。通过转向转矩在输入轴2和输出轴3之间产生扭转时，套筒8的窗口和输出轴3的检测用槽7的位置发生变化。随着该位置的变化，通过设在套筒8外周上的轭9检测出阻抗，并通过传感电路10产生与之对应的电压。
输出轴3上安装有蜗轮12，蜗轮12啮合到与电动机(省略图示)的驱动轴连接的蜗杆减速机构的蜗杆(省略图示)上。
该蜗杆(省略图示)及蜗轮12收纳在后方外壳13、及前方外壳14(盖)中。即，后方外壳13和前方外壳14(盖)通过螺栓15结合。
并且，输出轴3可自由旋转地被蜗轮12的车辆后方一侧的轴承16、及蜗轮12的车辆前方一侧的轴承17支持。
并且，输出轴2和输出轴3上分别形成使两个轴2、3限制到规定扭转角度以下的凹凸状的止动件18、19。止动件18、19构成为当相对扭转到预定角度时彼此抵接，其凹凸的个数例如各有8个。
因此，驾驶员通过操作方向盘(省略图示)而产生的转向力经过转向轴2(输入轴)、扭杆5、输出轴3、齿轮齿条式转向装置，传送到未图示的操舵轮。
并且，电动机(省略图示)的旋转力经过该蜗杆(省略图示)及蜗轮12传送到输出轴3，通过适当控制电动机(省略图示)的旋转力及旋转方向，可对输出轴3施加适当的转向辅助转矩。
在本实施方式中，在扭杆5的两端部上分别形成外花键21、23。并且，输出轴2和输出轴3上分别形成分别嵌合到外花键21、23上的相同形状的内花键22、24。
扭杆5的外花键21、23相位相同。其凹凸个数相同，例如是8个。
上述凹凸状的止动件18、19的凹凸个数、与该扭杆5上形成的外花键21、23的凹凸个数相同，例如是8个。
输入轴2和输出轴3的内花键22、24的相位规定为，两个轴2、3扭转时，由止动件18、19限制的角度相对于中性位置在左右基本为相同角度。
即，输入轴2和输出轴3的内花键22、24的一个与止动件相位相同，另一个成形成错开半角。这样一来，相对于中性位置，由止动件18、19限制的角度在左右转向中基本相同。
进一步，在扭杆5的端部上形成孔25。在该孔25中如下所述压入钢铁制的滚珠26。
通过以上动作，输出轴3和扭杆5通过其端部的花键嵌合部(23，24)留有间隙地嵌合。嵌合后，通过向设在扭杆5的端面上的孔25中打入(压入)滚珠26，扩大扭杆5的端部直径，防止花键松懈。
并且，作为变形例，也可如图3B所示，也可将固定销6插通到输出轴3和扭杆5的端部的通孔3a、5a中以固定输出轴3和扭杆5，或者也可将固定销压入到上述通孔进行固定。
通过以上构造，在本实施方式下，扭杆5的两端部上形成的外花键21、23嵌合并固定到输入轴2和输出轴3上形成的内花键22、24，并且凹凸状的止动件18、19的凹凸个数与扭杆5上形成的外花键21、23的凹凸个数相同，扭杆5两端部的外花键21、23相位相同，因此无论在哪个相位组装扭杆5和两个轴2、3，两个轴2、3扭转时，由止动件18、19限制的角度相对于中性位置在左右基本为相同角度。因此，在半装配状态下，无需调整输入轴2和输出轴3的电中性状态，仅在最终的转向柱装配状态下微调该电中性位置即可，并可减少工时，降低制造成本。
(第二实施方式)
图4是本发明的第二实施方式涉及的转向柱辅助式电动助力转向装置的纵向截面图。
本实施方式的基本构造和上述第一实施方式相同，仅对不同点进行说明。
在本实施方式中，输入轴2的构造是，通过轴承30(带密封)相对后方外壳13限制轴方向的动作。因此，扭杆5仅抑制旋转方向的松懈即可，无需通过固定销6进行固定，因此可减小配件个数和工时。标号31是止动轮，标号32是C形环。
通过以上方法，在两个轴2、3的加工中，通过冷轧锻造使各个槽(内花键22、24)成形，可减小工序、降低槽的相位误差，并降低制造成本。
其他构造、作用及效果和上述第一实施方式相同。
此外，本发明不限于上述实施方式，可进行各种变形。
例如，在上述实施例中，说明了通过外花键21、23和内花键22、24的嵌合将扭杆5、输入轴2及输出轴3相互定位的构造，但本发明的定位部件不限于上述花键嵌合。例如，在上述实施例中，设有和轴方向平行的直线的花键槽，也可设置相对轴方向倾斜的槽，或弯曲的槽。或者，在上述实施例中沿轴方向设置等宽的槽，但轴的前端部的槽宽和轴的中间部一侧的槽宽也可不同。进一步，定位部件也可采用多角形、锯齿形，以替代通过花键嵌合的定位。
并且，在上述实施例中，以在扭杆的两端形成相同形状的定位部为例进行了说明，也可形成两端形成不同形状的定位部。
参照特定实施方式对本发明进行了详细说明，对本领域技术人员而言，可不脱离本发明的主旨和范围地进行各种变更和修改是显而易见的。
本申请基于2004年10月21日申请的日本专利申请(特愿2004-308569)，将其内容作为参照援用于此。

Claims (3)

1.一种电动助力转向装置，具有：
与方向盘连接的输入轴；
与转向机构连接的输出轴；
连接所述输入轴和所述输出轴的扭杆；
检测部，根据所述方向盘的转向力检测出所述扭杆产生的扭矩和旋转角度中的至少一个；
电动机，根据所述检测部检测出的检测结果产生辅助转向转矩；以及
减速机构，使所述电动机中产生的所述辅助转向转矩减速并传送到所述输出轴，
所述电动助力转向装置的特征在于，
在所述扭杆的两端部上分别形成第一定位部，
所述输入轴和输出轴上分别形成第二定位部，所述第二定位部分别连接到所述第一定位部，使所述输入轴和输出轴相对所述扭杆定位，
在至少形成在所述输入轴和所述输出轴中的一个上的第二定位部和形成在所述扭杆的两端部上的第一定位部的连接部上，至少设置放松装置和防止轴方向脱开的防脱装置中的一个。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述第一定位部是外花键，
所述第二定位部是和所述外花键嵌合、并与所述外花键相同形状的内花键。
3.根据权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述输入轴和输出轴上分别形成使所述两个轴限制到规定扭转角度以下的凹凸状的止动件，
所述凹凸状的止动件的凹凸个数和所述扭杆上形成的外花键的凹凸个数相同，
所述输入轴和输出轴的内花键的相位规定为，所述两个轴扭转时，所述两个轴由所述止动件限制的角度相对于所述两个轴的中性位置在左右基本为相同角度，
所述扭杆的两端部的外花键彼此相位相同。
CNA2005800363019A 2004-10-22 2005-10-21 电动助力转向装置 Pending CN101048310A (zh)

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