CN101113759A - 电动动力转向装置 - Google Patents

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CN101113759A CNA200710110206XA CN200710110206A CN101113759A CN 101113759 A CN101113759 A CN 101113759A CN A200710110206X A CNA200710110206X A CN A200710110206XA CN 200710110206 A CN200710110206 A CN 200710110206A CN 101113759 A CN101113759 A CN 101113759A
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Abstract

本发明公开了一种用于电动动力转向装置的辅助装置，其具有一扭矩传感器、转向轴、预载衬垫(70)、一扭转螺旋弹簧(30)、以及一电动机(31)。通过预载衬垫(70)和扭转螺旋弹簧(30)，可在朝向蜗轮(28)的方向上向蜗杆轴(29)施加一个弹性力，从而可防止由于在蜗轮(28)、蜗杆轴(29)啮合部位处发生撞齿而产生噪音。

Description

电动动力转向装置
本分案申请是基于申请号为03800038.5、申请日为2003年6月5日、发明名称为“电动动力转向装置”的中国专利申请提出的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种电动动力转向装置，其安装在汽车的转向装置中，其利用一电动机的辅助动力降低了驾驶人员控制方向盘时所需要的力量。
背景技术
转向辅助装置被广泛地用作这样的装置：其可减小驾驶员在向转向轮(除了叉车等一些特殊车辆，通常为车辆的前轮)施加一转角时控制方向盘所需的动力。另外，在近些年来，作为这种类型的转向辅助装置，采用辅助动力源的电动动力转向装置开始获得普遍的应用。与液压转向辅助装置相比，电动动力转向装置的优点在于：其结构更紧凑，重量更轻，且易于控制辅助动力的力度(扭矩)，且对发动机的功率消耗更小。图40表示了一种常规电动动力转向装置的基本构造。
在由方向盘1进行转动的转向轴2的中间段设置了一个扭矩传感器3和一减速器4，传感器3可检测出方向盘对转向轴2所施加的力矩的方向和大小。减速器4的输出侧与转向轴2的中间段相连接，类似地，其输入侧与一电动机5的转动轴相连接。另外，从扭矩传感器3输出的检测信号与一个代表车速的信号一道被输入到一控制器6中，用于对输送给电动机5的电能进行控制。另外，在现有技术中，一般采用大导程角、且可在传动方向上反转的蜗轮减速器作为所述的减速器4。换言之，在转向轴2的中间段上固定一个被动的蜗轮，该蜗轮在一蜗杆轴上蜗转，且与之啮合，其中的蜗杆轴与电动机5的转动轴相连接，并与之固定。
当对方向盘1进行操作时，转向轴2被转动，以此来向转向轮14施加一个转角，扭矩传感器3检测出转向轴2的转动方向和扭矩，并将代表所检测到数值的信号传送给控制器6。控制器6然后向电动机5输送电力，并利用减速器4在与方向盘1相同的转动方向上对转向轴2进行驱动。结果就是，转向轴2的末端(图40中的基端)被一个扭矩所转动，该扭矩大于由方向盘1所施加的作用力产生的力矩。
转向轴2末端的转动通过万向节7和中间轴8传递给转向机9的输入轴10。该输入轴驱动转向机9的小齿轮11，从而利用齿条12而推动或拉动转向横拉杆13，以此向转向轮14施加理想的转角。从上文的介绍可清楚地看出，通过万向节7从转向轴2的末端传递到中间轴8的扭矩大于由方向盘1作用在转向轴2基端(图40中的顶端)上扭矩，其中，扭矩的增大量即为由电动机通过减速器4提供的辅助动力。因而，驾驶员操作方向盘1、从而向转向轮14施加一个转角时所需的作用力就减小了该辅助动力量。另外，现有技术中与本发明相关的公开文献如下：
(1)国际公开单行册(Pamplet)99/65758；(2)国际公开单行册99/11502；(3)日本专利公开文件特开平3-112784；(4)日本实用新型文件实用开昭63-46281；(5)日本专利公开文件特开平11-43062；(6)国际公开单行册02/32741；(7)日本专利公开文件特开2002-98198；(8)日本专利公开文件特开平10-281235；(9)日本专利公开文件特开2000-43739；(10)日本专利公开文件特开2002-21943；(11)日本专利公开文件特开2002-29434；(12)日本专利公开文件特开平9-30432；(13)日本专利公开文件特开2001-233224；(14)日本专利公开文件特开2001-233225。
在通常所用的、具有上述结构的电动动力转向装置的情况中，在电动机5与转向轴2之间设置了蜗轮减速器作为所述的减速器4。但是，在这种蜗轮减速器中，不可避免地会出现游隙。随着蜗轮减速器中各个构件的尺寸误差和装配误差增大，该游隙会变得更大，其中的构件例如为蜗杆轴、蜗轮、以及用于支撑这些部件的轴承。如果存在这样大的游隙，则在蜗轮与蜗齿轮的某些齿面之间就会产生很大的撞击，这将会造成很大的声响、以及令人烦躁的噪音。
可以考虑通过将蜗轮减速器的各个构件适当地装配到一起、以及采用更高的尺寸精度来减小该游隙。但是，在减小该游隙时，对尺寸精度进行控制的工作、以及构件的装配工作将变得很棘手，并会提高成本。
发明内容
考虑到上述的问题，本发明提供了一种结构，该结构可被经济地制出，并能抑制齿轮啮合部分中由于齿牙撞击而产生的烦扰噪音。
本发明的电动动力转向装置被设计成如下的结构：
(1)一种用于电动动力转向装置的辅助装置，其具有一扭矩传感器、辅助轴、蜗轮、蜗杆轴、弹性力施加装置、以及电动机，该辅助装置包括：
第一到第四的四个轴承；其中：
扭矩传感器环绕着转向轴或小齿轮设置；所述辅助轴是转向轴、小齿轮和一个副小齿轮中的之一；蜗轮被固定到转向轴、小齿轮以及副小齿轮中的之一上；蜗杆轴上制有一段蜗杆，其与蜗轮相啮合；电动机包括一转动轴、一套装在转动轴外径一侧的转子、一定子，定子被设置成在径向方向上与转子相对；以及，转动轴与蜗杆轴利用一齿键接头或弹性部件相互连接起来。第一轴承在壳体内支撑着转动轴与蜗杆轴相反的那一端部；第二轴承在壳体内支撑着位于接头与转子之间的部分，其中的接头与蜗杆轴和转动轴相连接；第三轴承在齿轮箱内支撑着蜗杆轴的一端，使得蜗杆轴可在一个特定的范围内自由地倾斜，其中蜗杆轴的这一端位于转动轴一侧；以及，第四轴承在齿轮箱内支撑着蜗杆轴的另一端，这一端位于与转动轴相反的一侧。此外，或者是在第四轴承外座圈的外周面与齿轮箱内表面之间留有径向间隙，或者是在第四轴承内座圈的内周面与蜗杆轴的外周面之间留有间隙。弹性力施加装置包括一弹性部件，该部件具有可变的弹性系数，该弹性系数可从1N/mm到20N/mm的小弹性系数变为高达180N/mm或更大的弹性系数，弹性部件被设置在第四轴承和齿轮箱之间、第四轴承和蜗杆轴之间、和/或齿轮箱与蜗杆轴之间，从而可产生一个与蜗杆轴的径向位移相对应的弹性力。另外，当不用电动机进行辅助时，一个低弹性系数的弹性力向蜗杆和蜗轮的部分齿牙面施加一个预载，以使它们保持接触；以及，当电动机以最大输出进行驱动时，由于从蜗轮向蜗杆轴施加的反作用力，蜗杆轴会在远离蜗轮的方向上移动，且啮合区域相对于未被驱动时的情况在蜗杆轴的径向方向上只移动了0.1mm到1.0mm，一个高弹性系数的弹性力向蜗杆与蜗轮的部分齿牙面上施加一个预载，以使各部分发生接触。另外，辅助轴扭矩的增大量被局限在0.4Nm到5Nm的范围内，该扭矩增大的原因是：由于向蜗杆轴施加了一个低弹性系数的弹性力，而在蜗杆轴与蜗轮啮合的区域处产生了摩擦力。
(2)根据上述第(1)项所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，存在于第二轴承内的、位于第二轴承内座圈与转动轴之间装配区域中的以及位于第二轴承外座圈与壳体内表面之间装配区域中的总径向间隙量δ1小于存在于第三轴承内的、位于第三轴承外座圈与齿轮箱内表面之间装配区域中的、以及位于第三轴承内座圈与蜗杆轴之间装配区域中的、以及蜗杆轴与转动轴之间连接区域中的总径向间隙量δ2
(3)根据上述第(1)项所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，如果在转动轴中心轴线上一位置点处施加了一20N径向作用力时、该位置点在径向方向上的位移量被设定为x1，其中，转动轴上的所述位置点在轴向上与第二轴承重合；将在蜗杆轴中心轴线上一位置点处施加了一20N径向作用力时、该位置点在径向方向上的位移量被设定为x2，其中，蜗杆轴上的所述位置点在轴向上与第三轴承重合；如果在转动轴的某个部分上施加了一个20N的径向作用力，且在该部分处将蜗杆轴和转动轴相互连接起来，则将在某一部分处转动轴中心轴线相对于蜗杆轴中心轴线的径向位移量设定为x3，其中，在该部分处，蜗杆轴的中心轴线与转动轴的中心轴线连接起来，且则满足这样的关系x1＜(x2+x3)。
(4)根据上述第(1)到第(3)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，当用电动机进行驱动时，蜗杆轴与转动轴之间的夹角小于不用电动机进行驱动时二者之间的夹角。
(5)根据上述第(1)到第(4)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，当由电动机驱动时，蜗杆轴中心轴线与转动轴中心轴线之间的夹角为10分或更小。
(6)根据上述第(1)到第(5)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，第三轴承是一个深槽型滚珠轴承，该轴承具有C2或C3等级的内间隙。
(7)根据上述第(1)到第(6)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，第三轴承是一个四点接触型球轴承。
(8)根据上述第(1)到第(7)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，第三轴承与第四轴承中至少之一的滚珠在轴向上受到20N到200N作用力的预压。
(9)根据上述第(1)到第(8)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，蜗杆轴与转动轴之间的连接部位于某一位置处，该位置在轴向上与第三轴承重合；
(10)根据上述第(1)到第(9)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，利用一个花键接头将蜗杆轴的端部与转动轴的端部连接起来，而且，由于花键接头在径向上存在间隙而使两转轴中心所产生的位移在10μm到200μm之间。
(11)根据上述第(1)到第(10)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，蜗杆轴的端部与转动轴的端部通过一花键接头而被连接起来，且蜗杆轴中心和转动轴中心由于对接部分存在间隙而产生的位移小于这两转轴的中心由于花键接头中存在径向间隙而产生的位移，其中的对接部分位于支撑着转动轴端部的壳体与支撑着蜗杆轴端部的齿轮箱之间。
(12)根据上述第(1)到第(11)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，转子包括一永磁体，定子包括一线圈绕组，且矢量控制装置可改变定子的磁力。
(13)根据上述第(1)到第(12)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，一控制器根据蜗杆轴在径向上的位移量而对电动机的输出进行控制。
(14)根据上述第(1)到第(13)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，在蜗杆轴上受20N径向力作用、且在轴向上与第二轴承重合的位置处，蜗杆轴中心轴线在径向上的位移量在5μm到200μm之间。
(15)根据上述第(1)到第(14)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，当由电动机进行驱动时，转动轴对第二轴承的作用力小于蜗杆轴对第三轴承的作用力，其中，前者的作用力是由于在蜗轮与蜗杆轴的啮合区域处作用了力而产生的，后者的作用力是由于在同一啮合区域施加了力而产生的。
(16)根据上述第(1)到第(15)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，位于蜗杆轴与转动轴之间的花键接头的轴向中点位置比第二轴承与第三轴承在轴向上的中点位置更靠近第三轴承。
(17)根据上述第(1)到第(3)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，无需通过第四轴承，由设置在齿轮箱内的弹性力施加装置直接向蜗杆轴施加一个弹性力。
(18)根据第(17)项所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，弹性力施加装置包括一扭转螺旋弹簧，其套装在蜗杆轴上。
(19)一种用于电动动力转向装置的辅助装置，其具有一扭矩传感器、辅助轴、蜗轮、蜗杆轴、弹性力施加装置、以及电动机，该辅助装置包括：
第一到第四的四个轴承；其中：
扭矩传感器环绕着转向轴或小齿轮设置；所述辅助轴是转向轴、小齿轮和一个副小齿轮中的之一；蜗轮被固定到转向轴、小齿轮以及副小齿轮中的之一上；蜗杆轴上制有一蜗杆，其与蜗轮相啮合；电动机包括与蜗杆轴的一部分为一体的一转动轴、一套装在转动轴外径一侧的转子、以及一定子，定子被设置成在径向方向上与转子相对；另外，第一轴承在壳体内支撑着转动轴位于一侧的那一端部，这一侧与蜗杆轴所在的那一侧相反，使得转动轴可在一个特定的范围内自由地倾斜；第四轴承在齿轮箱内支撑着蜗杆轴与转动轴相反一侧的那个端部；另外，或者是在第四轴承外座圈的外周面与壳体内表面之间留有径向间隙，或者是在第四轴承内座圈的内周面与蜗杆轴的外周面之间留有间隙。
(20)根据第(19)项所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，环绕着蜗杆轴的外周面固定了一个圆筒形部件，并环绕着该圆筒部件的外周面制出蜗齿，以便于与蜗轮进行啮合。
(21)根据上述第(19)、第(20)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，当用电动机进行驱动时，电动机定子中心轴线与转动轴之间的夹角小于不用电动机进行驱动时二者之间的夹角。
(22)根据上述第(19)到第(21)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，第四轴承内座圈的内周面隔着一间隙或弹性材料与蜗杆轴的外周面相对。
(23)根据上述第(19)到第(21)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，第四轴承是一滑动轴承，且该滑动轴承的内周面与蜗杆轴的外周面相对。
(24)根据上述第(19)到第(23)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，在齿轮箱上与第四轴承相对的部分处制有一个孔洞，其用于将第四轴承装配到齿轮箱中，其中的齿轮箱支撑着第四轴承，且该孔洞被一端盖所堵塞；
(25)根据上述第(19)到第(24)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，电动机采用了无电刷结构。
(26)根据上述第(19)到第(25)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，在壳体的一个部分中设置有支撑衬套，用于在蜗杆轴被安装到齿轮箱中之前，对其进行支撑。
(27)根据上述第(19)到第(26)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，沿轴向方向，向第一轴承和第四轴承中至少之一的滚珠施加一个预载。
(28)根据上述第(19)到第(27)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其中，第一轴承是一个四点接触型球轴承。
(29)一种电动动力转向装置，其包括：一转向轴，其后端上设置有一方向盘；一小齿轮，其位于转向轴的前端处；一齿条，该齿条的齿牙与所述小齿轮或由小齿轮支撑着的一个部件相啮合；如上述第(1)到第(28)项之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置；以及一控制器，用于对电动机的驱动状态进行控制。
(30)一种电动动力转向装置，其中，在转向轴上施加一个扭矩，该扭矩是通过利用一蜗轮减速器将电动机的输出减速到某一幅度而获得的，该幅度与作用到方向盘上的转向力矩相对应；而且，弹性力施加装置向蜗杆轴的一端、或用于支撑蜗杆轴端部的轴承施加一个弹性力，以将其顶压向蜗轮。
(31)根据上述第(30)项所述的电动动力转向装置，其中，所述弹性力施加装置是一个设置在齿轮箱内的预加载衬垫，且有一扭转螺旋弹簧环绕该预载衬垫进行布置，该预载衬垫是由合成树脂制成的。
(32)根据上述第(30)项所述的电动动力转向装置，其中，所述弹性力施加装置是一个设置在齿轮箱内的预加载衬垫，且有一扭转螺旋弹簧环绕该预载衬垫进行布置，扭转螺旋弹簧每一匝簧线的表面之间存在一个轴向间隙。
(33)根据上述第(30)项所述的电动动力转向装置，其中，所述弹性力施加装置是一个设置在齿轮箱内的预加载衬垫，且有一扭转螺旋弹簧环绕该预载衬垫进行布置，在预载衬垫的某一部分上制有一个臂状区域，其中，所述部分用于在蜗杆轴穿插过预载衬垫上制出的一个通孔之前对预载衬垫在齿轮箱内的位移进行控制。
(34)根据上述第(30)项所述的电动动力转向装置，其中，所述弹性力施加装置是一个设置在齿轮箱内的预加载衬垫，且有一扭转螺旋弹簧环绕该预载衬垫进行布置，预载衬垫的外周面与扭转螺旋弹簧之间的接触区是弧形的，预载衬垫外周面上与接触区分离开的部分的曲率半径小于接触区的曲率半径。
(35)根据上述第(30)项所述的电动动力转向装置，其中，所述弹性力施加装置是一个设置在齿轮箱内的预加载衬垫，且有一扭转螺旋弹簧环绕该预载衬垫进行布置，而且在预载衬垫外周面的一个部分上制有一个外凸的装配部分，用于防止扭转螺旋弹簧从环绕着预载衬垫的位置脱落出去。
(36)根据上述第(30)项所述的电动动力转向装置，其中，所述弹性力施加装置是一个设置在齿轮箱内的预加载衬垫，且在预载衬垫两轴向端的一两或多个位置处制有突起，用于控制预载衬垫在齿轮箱内的轴向位移。
(37)根据上述第(30)项所述的电动动力转向装置，其中，所述弹性力施加装置具有一个设置在齿轮箱内的预载衬垫，且在齿轮箱或固定到齿轮箱上的部件与预载衬垫的外周面之间设置了弹性材料，用于防止预载衬垫在齿轮箱内转动。
(38)根据上述第(30)项所述的电动动力转向装置，其中，所述弹性力施加装置具有一个设置在齿轮箱内的预载衬垫，在预载衬垫的某个部分上制有一个通孔，用于插入蜗杆轴的末梢端，并在预载衬垫的一部分上制有一个锥形面，用于引导插入到通孔中的那一部分蜗杆轴。
(39)根据上述第(30)项所述的电动动力转向装置，其中，所述弹性力施加装置具有一个设置在齿轮箱内的预载衬垫；在预载衬垫或轴承的一部分上制有一个锥形面，用于引导位于预载衬垫内的蜗杆轴或整个蜗杆轴；该锥形面的开孔直径大于蜗杆轴被插入到该开孔中的那一部分的直径，直径差为0.5mm或更大。
在本发明具有上述特征的电动动力转向装置的情况中，通过利用弹性力施加装置在朝向蜗轮的方向上向蜗杆轴施加一个弹性力，就可以对蜗轮与蜗杆轴之间的啮合区域施加一个预载，这样就可以经济地制出电动动力转向装置，并能抑制由于在啮合区域中齿牙撞击而产生的烦扰噪音。
附图说明
图1是一个局部剖开的视图，表示了本发明的第一实施例；
图2是沿图1中的A-A线所作的局部剖面图；
图3是对图2中的左侧部分所作的放大剖视图；
图4是对图2中的右侧部分所作的放大剖视图；
图5是沿图4中的B-B线所作的剖面图；
图6表示了一种示例性的结构，在该结构中，辅助装置被设置在小齿轮的周边部分；
图7表示了一种示例性的结构，在该结构中，辅助装置被设置在副小齿轮的周边部分；
图8与图3类似，表示了一种具有无电刷结构的电动机的实例；
图9中的图线表示了各种形式的弹性系数；
图10与图4类似，表示了本发明实施方式的第二种实例；
图11表示了本发明实施方式的第三种实例，图中所示结构对应于图2中的C部分；
图12是与图11类似的视图，表示了本发明实施方式的第四种实例。
图13表示了本发明实施方式的第五种实例，图中所示结构对应于图4中右半部分；
图14是沿图13中的D-D线所作的剖面图；
图15是与图13类似的附图，表示了本发明实施方式的第六种实例；
图16类似于图13，表示了本发明实施方式的第七种实例；
图17是沿图16中的E-E线所作的剖视图；
图18类似于图17，表示了一种示例性的结构，在该结构中，突起的位置可防止片簧发生转动；
图19表示了本发明实施方式的第八种实例，图中所示结构对应于图4中的F部分；
图20是沿图19中的G-G线所作的剖视图。
图21类似于图13，表示了本发明实施方式的第九种实例；
图22是沿图21中的H-H线所作的剖视图；
图23是与图22类似的视图，表示了蜗杆轴的末端被插入到预载衬垫的通孔中之前的状态；
图24类似于图13，表示了本发明实施方式的第十种实例；
图25类似于图13，表示了本发明实施方式的第十一种实例；
图26是沿图25中的I-I线所作的剖面图；
图27类似于图13，表示了本发明实施方式的第十二种实例；
图28中的放大视图仅表示了从图27所示结构中取出的预载衬垫；
图29是从图28的右侧所作的侧视图；
图30类似于图19，表示了本发明实施方式的第十三种实例；
图31类似于图19，表示了本发明实施方式的第十四种实例；
图32类似于图19，表示了本发明实施方式的第十五种实例；
图33类似于图19，表示了本发明实施方式的第十六种实例；
图34类似于图4，表示了本发明实施方式的第十七种实例；
图35类似于图19，表示了本发明实施方式的第十八种实例；
图36类似于图2中的下部，表示了本发明实施方式的第十九种实例；
图37类似于图19，表示了本发明实施方式的第二十种实例；
图38类似于图19，表示了本发明实施方式的第二十一种实例；
图39类似于图4，表示了本发明实施方式的第二十二种实例；以及
图40是一个示意图，表示了电动动力转向装置的总体结构，该转向装置应用了本发明的设计。
具体实施方式
图1到图5表示了本发明实施方式的第一种实例。该实施例的电动动力转向装置包括：一转向轴2，其后端被固定到方向盘1上；一转向柱15，转向轴自由地从该转向柱中穿过；以及一辅助装置16，其用于向转向轴2施加一辅辅助矩。
在这些构件中，转向轴2包括一外轴杆17和一内轴杆18，二者通过一花键接头对接在一起，从而可自由地传递扭矩，并使得它们可在轴向上移动。另外，在该实例中，外轴杆17的前端与内轴杆18的后端通过一花键接头和合成树脂而被连接起来。因而，在发生撞车的情况下，通过将这些合成树脂破断而使外轴杆17和内轴杆18的长度缩短。
另外，转向轴2所穿插过的圆筒形转向柱15被制成这样：通过将外柱体19与内柱体20连接成伸缩套筒的形状而使转向柱成为可折叠的，从而当在轴向上存在冲击作用时，转向柱可吸收冲击，且其总长可缩短。另外，内柱体20的前端与齿轮箱22的后端相连接，并固定在此，内轴杆18的前端从齿轮箱22中穿过，并从齿轮箱22的前端面突伸出。在该实例的情况下，内轴杆18对应于权利要求中所述的辅助轴。
转向柱15利用位于其中段的一个支架24，在局部上被汽车车体的一部分支撑着，这部分车体例如为仪表盘的底面。此外，在支架24和汽车车体26之间还存在一装配区域(图中未示出)，如果在朝向支架24的方向上存在冲击作用，则支架24就会与该装配区域脱离。另外，齿轮箱22的顶端也被车体的一部分支撑着。在该实例的情况下，通过采用倾斜机构和套筒机构，就可以自由地调节方向盘1的前后位置和高度。这样的倾斜结构和套筒机构在现有技术中是公知的，且与本发明的特征并不相关，因而将不对此作详细描述。
从齿轮箱22的前端面突伸出的内轴杆18前端通过一万向节7与中间轴8的后端相连接。另外，该中间轴的前端通过一万向节7与转向机9的输入轴10相连接。此外，在输入轴10上连接了小齿轮11，其与齿条12(见图40)相啮合。还可在万向节7中安装一消振装置，以防止从地面通过车轮传到中间轴8的振动再被传递到方向盘1上。
另外，辅助装置16包括：一扭矩传感器3(见图40)；内轴杆18；安装到内轴杆18某一部分上、并与之固定的蜗轮28；一蜗杆轴29；电动机31；一扭转螺旋弹簧30，其对应于权利要求中所述的弹性力施加装置；以及一预载衬垫70。另外，辅助装置16还包括：第一个到第四个的四个滚珠轴承34到37，它们分别为所述的第一轴承到第四轴承。
扭矩传感器3环绕着转向轴2的中间段设置，其可检测出由方向盘1向转动轴2施加的扭矩的方向和大小，并向一控制器6(见图40)发送代表这些检测值的信号(检测信号)。此外，所述控制器6还基于该检测信号而发出一个信号，用于驱动电动机31，以此在特定方向上产生出一个特定大小的辅助扭矩。
蜗轮28和蜗杆轴29被设置在齿轮箱22中，且蜗轮28与蜗杆27相啮合，其中的蜗杆27被制在蜗杆轴29的中间段上。另外，电动机31包括：一壳体23，其与齿轮箱22连接并固定在齿轮箱22上；一永磁体定子39，其环绕着壳体23的内周面进行布置；一转动轴32，其被设置在壳体23内；以及一转子38，其套装在转动轴32的中间段上，从而与定子39相正对。
第一滚珠轴承34被设置在一凹孔41的内周面与蜗杆轴29基端的外周面之间，其中的凹孔41被制在壳体23底板部分40的中央位置处，该轴承支撑着转动轴32的基端(图2、3中的左端)，使得转动轴可相对于凹孔41自由地转动。第二滚珠轴承35被设置在一隔板部分42的内周面与转动轴32中间段的外周面之间，其中的隔板部分环绕着壳体23中间段的内周面设置，轴承35支撑着转动轴32的中间段，从而使其可相对于隔板部分42自由转动。转子38被设置在转动轴32的中间段上，且带有一个用叠层钢片组成的磁芯43和一线圈45，线圈45缠绕到磁芯43外周面上制出的槽缝44中，这些槽缝位于沿磁芯外周面的圆周方向分布的多个位置处。另外，在靠近转动轴32末端的位置处(靠近图2、3中的右端)，转子38和隔板部分42之间设置了一个换向器46，用于在线圈45中形成电流。
在另一方面，在环绕着壳体23内周面的区域处固定了一个电刷保持器47，其面对着所述换向器46。另外，在电刷保持器47中夹持着一个电刷48，并使得电刷可在壳体23的径向方向上自由地移动。电刷48穿过一联接接线端(图中未示出)，该接线端套装在壳体23的外周面上。利用一弹簧49在该电刷48上施加了一个弹性力，将其在壳体23的径向方向上向内压，弹簧被支撑在电刷保持器47内。电刷48内侧端的表面与换向器46的外周面保持弹性的滑动接触。换向器46与电刷48构成了一个转子相位检测器，用于改变线圈45中励磁电流的方向。
在该实例的情况下，环绕着蜗杆轴28基端(图2、4中的左端)内周面制出的内花键部分50通过一花键接头与制在转动轴32末端上的外花键部分51相连接。该花键接头33连接了两转轴29、32的末端。采用这样的结构，蜗杆轴29可与转动轴32一道转动。
第三滚珠轴承36在齿轮箱22中支撑着蜗杆轴的基端，使其可自由转动。该第三滚珠轴承36是一个深槽型滚珠轴承，滚珠81的滚动接触表面与环绕着外座圈57内周面制出的外滚道133、以及沿内座圈的外周面制出的内滚道134相接触，并使得每个滚珠81与滚道的接触只是单点接触。另外，内座圈52套装在蜗杆轴29基端的外周面上，使得蜗杆轴在轴向上与花键接头33对齐。花键接头33轴向中心所在位置近乎于与第三滚珠轴承36轴向中心所在位置重合。另外，通过在内座圈52内周面与蜗杆轴29外周面之间形成一个很小的间隙，蜗杆轴29可相对于第三滚珠轴承36在一定的范围内自由地倾斜。另外，在该第三滚珠轴承36的内座圈52的两轴向端与凸缘部分53的侧面、以及螺帽55内侧端的表面之间设置了多个盘簧56，其中的凸缘部分环绕着靠近蜗杆轴29基端的外周面制出，螺帽55与制在蜗杆轴29基端上的外螺纹段54相连接，并固定在该螺纹段上。内座圈52被弹性地保持在凸缘部分53的侧面与螺帽55内侧端面(位于图2、4中左端的表面)之间。另外，蜗杆轴29可在轴向上相对于第三滚珠轴承36、在一定范围内自由地移动。另外，在该实例中，在第三滚珠轴承36中，径向方向上的间隙为C2或C3等级。
第三滚珠轴承36的外座圈57环绕着一支撑孔59的内周面进行安装，其中的支撑孔59制在齿轮箱22的一个部分上。该外座圈57的一个轴向端(图2、4中的右端)与一台阶部分58相接触，其中的台阶部分是环绕着支撑孔59的内周面制出的，外座圈57的另一轴向端(图2、4中的左端)通过一保持环164(见图4)而被定位，保持环164被固定到该内周面上。
第四滚珠轴承37用于在齿轮箱22中支撑蜗杆轴29(图2、4的右端)的末端，使其可自由地转动。该第四滚珠轴承37是一个深槽型轴承，且滚珠81的滚动接触面与沿外座圈60内周面制出的外滚道、以及沿内座圈65外周面制出的内滚道相接触，且使得滚道与各个滚珠的接触为单点接触。第四滚珠轴承37外座圈60被紧固到一大径段62中，该大径段是沿着一基本为圆形的保持器61一半的内周面制成的，保持器的横断面形状为L形，其被连接到齿轮箱22的内侧。另外，在大径段63上安装了一个衬套64，其被制在靠近蜗杆轴29末端的外周面区域上，蜗杆轴的末端与蜗杆27分离开。该衬套64被制成基本上为圆筒形，并具有曲柄状的断面结构。此外，蜗杆轴29的末端能轻松地从该衬套64中穿过，且该末端从凸缘部分66的外侧面突伸出，凸缘部分制在衬套64的一轴向端(图2、4中的右端)，并面向内侧。另外，第四滚珠轴承37的内座圈65套装在该衬套64轴向中间段上。内座圈65一轴向端(图2、4中的左端)的表面与一凸缘部分67的内侧面相接触，凸缘部分67制在衬套64的另一轴向端(图2、4中的左端)上，并面向外侧延伸。另外，在该实例的情况中，通过在衬套64内周面与蜗杆轴29大径段63的外周面之间留出细微的间隙，可使蜗杆轴29相对于衬套64在特定的范围内自由地倾斜。
另外，在一台阶部分69与内向凸缘部分66的内侧面之间形成了一个细微的空隙，其中的台阶部分69是位于蜗杆轴29上大径段63与小径段68之间的一个连续段，其中的小径段68被制在与大径段63离开的末端一侧。还可在蜗杆轴29末端表面与小径段68之间的该连续段上形成一个锥形面143。
小径段68上从衬套64上制出的内向凸缘部分66的外侧面突伸出的那一部分插入到预载衬垫70的一部分中。如图5中详细表示的那样，该预载衬垫70是由混有固态润滑材料的合成树脂材料制成的，并被制成从圆柱形外周面的两径向相对侧去除两个部分，并在预载衬垫70外周面的两径向相对侧形成了平直区域138和臂形区域139。而且，预载衬垫70被设置在保持器61的另一端面(即图2、4中的右端面)与一凹孔72的底面之间，其中的凹孔72被制在齿轮箱22的一部分中。在预载衬垫70上制有一个通孔71，并使得该通孔在轴向上穿过预载衬垫的中心，从而使蜗杆轴29的小径段68可被自由地插入到该通孔71中。该通孔71的内周面起到了一个滑动轴承的作用，其支撑着蜗杆轴29的小径段68。在该通孔71中，位于电动机31一侧的那一半内周面是一个锥形面137，其直径在朝向开口端的方向上逐渐增大。另外，该锥形面137的开口直径比制在蜗杆轴29末端上的小径段68的直径大0.5mm或更大。
另外，在预载衬垫70上套装着一个扭转螺旋弹簧30，并在该扭转螺旋弹簧30两径向相对端的两个位置上设置了一对连接段73，这对连接段与一对突起连接部分74相连接，或在一侧(在图2、4、5中为上侧)面对着一个空隙，其中的连接部分位于保持器61另一端面上两个径向相对的位置处，从而在轴向上突出。另外，这些突起连接部分74的末端装配到凹孔72底面上两位置处制出的孔洞(在图中未示出)中。这些突起连接部分74的位置可在一定范围内相对于齿轮箱22进行调整。通过将扭转螺旋弹簧30的内周边缘紧压到预载衬垫70外周面的第一部分圆柱表面140上，就可利用预载衬垫70在面向蜗轮28的方向(图2、4、5中向上的方向)上向蜗杆轴29的末端施加一个弹性力，其中，第一部分圆柱表面位于与蜗轮28相反的一侧(图2、4、5中的下侧)。通过向末端施加该弹性力，就可缩短蜗杆轴29中心轴线与蜗轮28所围绕的内轴杆18之间的距离。另外，在蜗杆轴29的蜗杆27与蜗轮28之间施加了一个预载，使蜗杆与蜗轮相互接触。
在该实例的情况下，预载衬垫70外周面与扭转螺旋弹簧30内周面之间的接触区形成了一个弧形，且该接触区的弧长相对于扭转螺旋弹簧30单匝的长度足够地小。另外，在预载衬垫70的外周面上，位于蜗轮28一侧(图2、4、5中的上侧)的第二部分圆柱表面141的曲率半径被制成小于第一部分圆柱表面140的曲率半径。
在该实例的情况中，位于预载衬垫70上的臂形区域139的一侧(图5中的上侧)面对者突起连接部分74的另一侧(图2、4、5中的下侧)，且两者之间留有一个很小的空隙。另外，在第一部分圆柱表面140的一轴向端上还设置有一个突起连接部分142，其中的第一圆柱表面140被制成环绕着预载衬垫70的外周面，连接部分142可防止扭转螺旋弹簧30从预载衬垫70上脱离。在该实例的情况下，当扭转螺旋弹簧30被套装到预载衬垫70上之后，在扭转螺旋弹簧30每匝簧线的表面(即簧线之间)存在一轴向间隙。
另外，通过将扭转螺旋弹簧30的弹性力施加到蜗杆轴29上，则由于在蜗杆轴29与蜗轮28之间啮合区域中的磨擦力增大，内轴杆18中扭矩量也增大，且该增大量被调节为0.4Nm到5Nm。更具体来讲，如果该扭矩的增大量为0.4Nm到5Nm，则所要调节的弹性力F满足如下的公式：
F＝(TL1sinα)/(μcosγ RτL2)    ......(公式1)
在该公式中，内轴杆18中扭矩的增大量被设定为T，啮合区域的压力角被设定为α，摩擦系数为μ，导程角为γ，在啮合区域处蜗杆轴29的节圆半径为R，在该啮合区域处的齿轮比为τ，啮合区域与第三滚珠轴承36之间的轴向距离为L1，第三滚珠轴承36与第四滚珠轴承37之间的轴向距离为L2。另外，在该实施例中，在与蜗轮28啮合的区域处，由于弹性力而作用到二者上的压紧力为12.8N到160N。
在该实例中，当电动机31以额定输出功率进行驱动时，蜗杆轴29就会受到蜗轮28的反作用力作用，从而在与蜗轮28啮合的位置处其要离开该蜗轮28。另外，当电动机31以额定输出功率进行驱动时，电动机31转动轴32与蜗杆轴29之间的夹角将小于不用电动机31进行驱动(输出为零)时二者之间的夹角。另外，在该实例中，当电动机31以额定功率进行驱动时，转动轴32与蜗杆轴29之间的夹角为0分到50分，更为优选地是在0分到100分之间。
另外，在该实例中，由于花键接头33中存在径向间隙，而使转动轴32的中心与蜗杆轴29的中心之间存在一定的偏移，该偏移量被设定为10μm到200μm，其中花键接头中的径向间隙是指转动轴32末端上外花键部分51与蜗杆轴29基端上内花键部分50之间的间隙。另外，由于电动机31壳体23的各个构件在对接部分存在的间隙、以及由于在齿轮箱22和该壳体23的对接部分存在间隙而使转动轴32中心与蜗杆轴29中心出现一定偏移，该偏移量小于两转轴32、29由于花键接头33中存在径向间隙而出现的中心偏移。
如上所述，本发明的电动动力转向装置具有一辅助装置16，其包括一扭矩传感器3、作为辅助轴的内轴杆18、蜗轮28、蜗杆轴29、扭转螺旋弹簧30、用于施加弹性力的预载衬垫70、以及电动机31。因而，在上述实例的情况中，当扭转螺旋弹簧30在朝向蜗轮28的方向上向蜗杆轴29施加一个弹性力时，就可以在蜗轮28与蜗杆轴29之间的啮合区域处施加一个预载，因而就可以防止在该啮合区域中由于齿牙撞击而产生噪音，并能保持装置的成本。
另外，在该实例的情况中，在齿轮箱22中，扭转螺旋弹簧30的弹性力施加在蜗杆轴29的末端上，而并没有经过第四滚珠轴承37。因而，就可以使扭转螺旋弹簧30所在的凹孔72的内部空间很小。但是，也可以考虑将第四滚珠轴承37设置在蜗杆轴29末端的外周面上，并在齿轮箱22或与齿轮箱相连接的其它部件与第四滚珠轴承37之间设置一螺旋弹簧，以便于利用该螺旋弹簧向蜗杆轴29施加一个径向弹性力。但是，在这种结构的情况下，螺旋弹簧突出于蜗杆轴29外周面之外的突出量将很大，因而，齿轮箱22将会造成装置的尺寸增大。在本实例的情况下，扭转螺旋弹簧30的弹性力作用在蜗杆轴29的末端上，而不经过第四滚珠轴承37，因而不会出现上述的问题。
此外，在该实例的情况中，由扭转螺旋弹簧30作用到预载衬垫70上的弹性力被调节到上述的范围内。因而，当装置不由电动机31进行驱动时，可以保持预加的载荷，并保持蜗轮28与蜗杆轴29的齿牙面在啮合区域内的相互接触，从而就可以有效地抑制由于齿牙撞击而产生的噪音，并防止电动机31由于扭矩增大而出现问题。按照由本发明人进行的试验：通过将弹性力调节到上述的范围内，就可消除由齿牙撞击而产生的噪音，且扭矩的增大量也足够地小。另外，在该实例的情况中，预载衬垫70外周面与扭转螺旋弹簧30内周边缘之间接触区的弧长相对于扭转螺旋弹簧30单匝的长度是足够小的。因而，扭转螺旋弹簧30就可以在朝向蜗轮28的方向上有效地对预载衬垫70施加弹性力。另外，在该实例中，在预载衬垫70的外周面上，位于蜗轮28一侧的第二部分圆柱表面141的曲率半径(该区域的半径)小于位于与蜗轮28相反一侧的第一部分圆柱表面140的曲率半径(即该区域的半径)。因而，即使在扭转螺旋弹簧30的尺寸误差变大、以及扭转螺旋弹簧30的直径由于蜗杆轴29的位移而增大的情况下，也可以使扭转螺旋弹簧30与预载衬垫70的第一部分圆柱表面140很好地接触着，因而可向蜗杆轴29施加一个稳定的弹性力。
由于电动机31转动轴32和蜗轮28的转动，其末端穿入到预载衬垫70上通孔71中的蜗杆轴29会在第四滚珠轴承37的径向上移动。如果该运动造成了预载衬垫70移动，并造成套装在预载衬垫70上的扭转螺旋弹簧30发生扭转，则就存在这样的趋势：预载衬垫70与扭转螺旋弹簧30之间的摩擦力就会增大。按照预载衬垫70运动方向的不同，该摩擦增大量也是不同的。摩擦的增大会使得由扭转螺旋弹簧30作用在蜗杆轴29上的弹性力出现不适当的改变，而这样的改变是不利的。但是，在该实例中，由于预载衬垫70是由混有固态润滑材料的合成树脂制成的，所以其可抑制摩擦力的增大，因而就能稳定地向蜗杆轴29施加指定的弹性力。另外，如果扭转螺旋弹簧30每匝簧线的表面在轴向上相互接触，则在接触区域产生的摩擦也会造成由扭转螺旋弹簧30向蜗杆轴29施加的弹性力出现不适当的改变。但是，在本实例的情况中，由于在每匝簧线的表面之间留有轴向间隙，所以可稳定地向蜗杆轴29施加特定的弹性力。
如同在该实例中那样，在国际公开单行册99/65758所公开的电动动力转向装置中，弹性力施加装置也是在朝向蜗轮的方向上向蜗杆轴施加一个弹性力。但是，在99/65758号文件所公开结构的情况下，支撑着电动机转动轴末端的滚动轴承、以及支撑着蜗杆轴基端的滚动轴承被合并成一个滚动轴承。因而，在99/65758号文件所公开结构的情况下，即使电动机的转动轴未被电动机驱动，并被同心地支撑在电动机壳体内，当用电动机进行驱动时，由于蜗杆轴受到蜗轮的反作用力作用，蜗杆轴会相对于滚动轴承倾斜向远离蜗轮的方向。另外，由于出现了这样的现象，转动轴也变得易于相对于滚动轴承发生倾斜。当发生了这样的情况时，转动轴中间段上转子与定子之间的距离就会改变，从而很难从电动机获得稳定的功率输出。
但是，在该实例的情况下，第一、第二滚珠轴承34、35支撑着转动轴32的两端，第三、第四滚珠轴承36、37支撑着蜗杆轴29的两端，且第一到第四的四个轴承34-37是相互分开的。因而，在该实例的情况下，即使蜗杆轴29在被电动机31驱动时相对于第三滚珠轴承36发生了倾斜，也可以防止转动轴32相对于第三滚珠轴承36出现倾斜，因而就可以从电动机获得稳定的功率输出。另外，在该实例的情况下，由于在第三滚珠轴承36中的间隙为C2或C3等级，所以能容易地保持第三滚珠轴承36中的间隙角，因而易于使蜗杆轴29相对于第三滚珠轴承36产生倾斜。
另外，在该实例的情况下，如果电动机31以额定输出功率进行驱动，在蜗杆轴29变得远离蜗轮28时，电动机31转动轴32与蜗杆轴29之间的夹角就小于电动机31不进行驱动时二者之间的夹角。因而，在该实例的情况下，当用电动机进行驱动时，可以平稳地将电动机31的输出传递给蜗杆轴29，因而就可以防止转动轴32与蜗杆轴29之间花键接头33中摩擦增大。另外，由于可以防止转动轴32发生摆动，所以可电动机31获得更为稳定的输出，并防止发生振动。另外，在该实例的情况下，当由电动机以额定功率进行驱动时，两转轴32、29之间的夹角足够地小，处于0分到50分之间(优选为在0分到10分之间)。因而，在花键接头33的外花键50与内花键51之间具有良好的配合，从而能更为平稳地将电动机31的功率输出传递给蜗杆轴29，有效地防止电动机31的转动轴32发生摆振。
另外，在该实例的情况下，花键接头33处于在轴向上与第三滚珠轴承36重合的位置上。因而，即使蜗杆轴29相对于第三滚珠轴承36发生了倾斜，也能有效地防止转动轴32上制出外花键部分51的那一部分在径向上移动，因而就可以从电动机31获得更为稳定的输出，并防止出现振动。
另外，在该实例的情况下，蜗杆轴29的中心轴线与转动轴32的中心轴线之间由于在花键接头33中存在径向间隙而产生的偏移被保持在10μm到200μm之间。因而，就可以防止蜗杆轴29相对于第三滚珠轴承36的倾斜受到蜗杆轴29上内花键部分50与转动轴32上外花键部分51相互干涉的阻碍，因而就可以防止花键接头33中由于蜗杆轴29倾斜而发出齿牙撞击噪音的问题。
另外，在该实例的情况下，通过在蜗杆轴29的基端与第三滚珠轴承36之间设置盘簧56，就可以使蜗杆轴9相对于第三滚珠轴承36在特定范围内产生轴向位移。因而，蜗杆轴29很难会受到第三滚珠轴承36自身空转的影响，因而易于使蜗杆轴29相对于第三滚珠轴承36产生足够的倾斜。
另外，在该实例的情况下，转动轴32与蜗杆轴29之间由于某一原因而出现的中心偏移小于两转轴32、29之间由于在花键接头33中存在径向间隙而出现的中心偏移，其中，所述原因是指：在电动机31壳体23各个构件之间的对接部分内存在空隙、以及在齿轮箱22与壳体23之间对接部分内存在空隙。因而，当两转轴32、29之间出现偏心时，可不与内、外花键部分50、51发生干涉地将两转轴32、29安装到壳体23和齿轮箱22中，因而就可以将扭矩从转动轴32平稳地传递给蜗杆轴29。另外，还可从电动机31获得稳定的功率输出。
可按照如下的方法对由扭转螺旋弹簧30施加给蜗杆轴29的弹性力进行调节。也就是说，在该电动动力转向装置中，利用内轴杆18或方向盘1检测出的扭矩(测得扭矩)是这样来找出的：在齿条12与小齿轮11脱开、且停止向电动机31输送电流的情况下，克服啮合区域中的摩擦力转动内轴杆18。然后，这样来调节弹性力：在将扭转螺旋弹簧30未被安装时的测得扭矩值(最大扭矩增量)与扭转螺旋弹簧30被安装后的测得扭矩进行相减之后，所得数值为0.4Nm到5Nm。
另外，当装配该实例的装置时，必须要将蜗杆轴29的末端插入到齿轮箱22内预载衬垫70上的通孔71中。但是，如果在末端被插入到通孔71中之前的状态下，通过从扭转螺旋弹簧30向预载衬垫70施加弹性力，则就可以使通孔71的中轴线相对于第四滚珠轴承37向蜗轮28一侧移动。另外，当蜗杆轴29末端附近部分上大径段63被插入到支撑在第四滚珠轴承37内的衬套64中时、以及当末端附近部分上小径段68被插入到通孔71中时，该小径段68使得预载衬垫70克服扭转螺旋弹簧30的弹性力移向蜗轮28一侧。在蜗杆轴29是以这样的方式被安装到齿轮箱22中的情况下，扭转螺旋弹簧30指向蜗轮28的弹性力通过预载衬垫70施加到小径段68上。因而，在该实例的情况下，可向蜗杆轴29施加特定的弹性力，且无需进行棘手的工作就可以容易地完成装配，其中的棘手工作例如为：执行特殊的调整、或装配一个弹性部件，目的在于将蜗杆轴29装配到齿轮箱22之后，可施加特定的弹性力。另外，在该实例的情况中，在电动机31一侧，预载衬垫70的通孔71中的那一半内周面上制有一锥形表面137，并使得其直径在朝向开口端的方向上逐渐增大，并在一连接部分中制有一锥形面143，其中的连接部分将蜗杆轴29的端面与小径段68连接起来。因而，在该实例中，可容易地将小径段68插入到通孔71中，从而能更为容易地进行装配。
为了能利用扭转螺旋弹簧30抑制蜗杆轴29与蜗轮28之间啮合部分中的撞齿噪音，必须要向蜗杆轴29施加一个具有特定值或更大(例如为20N或更大)的弹性力。因而，存在这样的趋势：在蜗杆轴29的末端被插入到齿轮箱22中所安装的预载衬垫70上通孔71中之前的状态中，预载衬垫70会向蜗轮28一侧移动很大的量。但是，随着该位移变得过大(如果弹性力被设为20N或更大时能达到4mm)，则当蜗杆轴29被安装到齿轮箱22中时，通孔7的中心轴线就会相对于蜗杆轴29的中心轴线向蜗轮28一侧产生很大的移位，因而将很难将蜗杆轴29的末端插入到通孔71中。另外，在该实例的情况下，在预载衬垫70的一部分上制有一对臂形部分139，这些臂形部分面对着保持器61上制出的突起连接部分74。因而，无论弹性力是否为特定值或更大，都可以防止预载衬垫70上通孔71在蜗杆轴29的末端尚未插入到该通孔71中之前已向蜗轮28一侧过量地移动，并能容易地执行装配。例如，通过采用一对臂形部分139，就可以将预载衬垫70在朝向蜗轮28方向上的位移保持在很小的数值上，或约为0.5mm.
另外，在该实例的情况下，小齿轮11与齿条直接进行啮合，但是，本发明并不仅限于这样的结构。例如，还可以这样一种结构：其采用了所谓的变速比转向机构(VGS)，在该机构中，小齿轮11的下端被安装到一长孔中，该长孔与小齿轮11是分开的，因而使小齿轮可在长孔的纵长方向上自由地移动，且在该长孔中，小齿轮与齿条相啮合，并可根据汽车的速度来改变齿条相对于转向轴的转角位移量，因而可将这种结构与本实例的结构结合起来。
另外，本发明并不仅限于这样的结构：辅助装置的辅助轴是转向轴2的一部分。例如，如图6所示，可以使与齿条12啮合的小齿轮11(见图40)作为辅助轴，并将电动机31设置在该小齿轮11的附近。在图6所示结构的情况下，可将扭矩传感器40设置在小齿轮11的附近，而非设置在转向轴2的附近。同样，如图7所示，连接到副小齿轮75上的蜗轮与蜗杆轴29相啮合。此外，电动机31被设置在靠近该副小齿轮的位置处。同样，在图7所示结构的情况下，可以将扭矩传感器3设置在小齿轮11的附近。在图7所示结构的情况中，可在中间轴8的中间段中设置一减振装置76，以防止经车轮从路面传到小齿轮11的振动被传递到方向盘1。例如，可通过将内轴杆与外轴杆以伸缩套筒的形式进行组合、并用弹性材料连接在这些轴杆的端部周面之间来形成该减振装置76。
另外，在该实例的情况中，对电动机31线圈45的励磁电流方向进行切换的转子相位检测器包括一电刷48和一换向器46。但是，本发明并不仅限于这种结构，如图8所示那样，电动机31可采用所谓的无电刷结构，在该结构中，转子相位检测器包括：一永磁体编码器78，其被固定到转动轴32上，以及一霍尔(Hall)集成电路77。此外，在图8所示结构的情况中，定子39a还包括一叠层钢片磁芯82和线圈83，磁芯被固定到壳体23的内周面上，而线圈83则被缠绕到磁芯82上的多个位置处；转子38a包括环绕着转动轴32中间段外周面进行固定的永磁体84。另外，当采用这种结构时，通过采用一个可对定子39a中电流的增减进行控制的向量控制器，就可以改变定子39a的磁力。
另外，在该实例的情况下，第二滚珠轴承35中的、第二滚珠轴承35的内座圈79与转动轴32之间的装配区域中的、以及第二滚珠轴承35外座圈80与壳体23内周面之间的装配区域中的总径向间隙量δ1小于第三滚珠轴承36中的、第三滚珠轴承36的外座圈57与齿轮箱22之间的装配区域中的、第三滚珠轴承36内座圈56与蜗杆轴29之间的装配区域中的、以及装配区域33中的总径向间隙量δ2(δ1＜δ2)。在按照这样的方式对间隙进行调整的情况下，无论蜗杆轴29如何倾斜，都可以从电动机31获得稳定的输出，并可抑制电动机31的振动。另外，在连接着转动轴32的末端部分与蜗杆轴29基端的连接部分中存在多个接头的情况下，上述的总间隙量δ1小于存在于这些接头的径向的、位于第三滚珠轴承36中的、第三滚珠轴承36的外座圈57与齿轮箱22之间的装配区域中的、以及第三滚珠轴承36内座圈56与蜗杆轴29之间的装配区域中的间隙总和δ3(δ1＜δ3)。
同时，无须调整第二、第三滚珠轴承35、36中间隙、以及各个装配区域的间隙之间的关系，而是可调整下列位移量x1到x3之间的关系。也就是说，当在转动轴32上、与第二滚珠轴承35在轴向上重合的那一部分上施加一个20N的径向载荷时，转动轴32中心轴线在受力位置处的径向位移量为x1；当在蜗杆轴29上、与第三滚珠轴承36在轴向上重合的那一部分上施加一个20N的径向载荷时，蜗杆轴29中心轴线在受力位置处的径向位移量为x2；以及在花键接头33中的转动轴32部分上施加20N的径向载荷时，花键接头33中转动轴32的中心轴线相对于蜗杆轴29的中心轴线所产生的径向位移量为x3。在此情况下，将各个位移量之间的关系调整为x1＜(x2+x3)。在按照这样的方式来对这些位移量x1到x3进行调节的情况下，则即使蜗杆轴29发生了倾斜，也可以从电动机31获得稳定的输出，并能抑制电动机31的振动。另外，更为优选地是，在这样的情况下：向蜗杆轴29上与第二滚珠轴承35轴向重合的部分施加20N径向载荷，蜗杆轴29中心轴线在受力部分处的径向位移被调整到5μm到200μm之间。在这样进行调整的情况下，就可以容易地防止从蜗轮28传给蜗杆轴29的振动被传递到电动机31的转动轴32处。
另外，更为优选地是：当用电动机31进行驱动时，由于在蜗轮28与蜗杆轴29啮合的区域处作用有驱动力，所以转动轴32会向第二滚柱轴承5施加一个作用力，该作用力小于第三滚珠轴承36受到蜗杆轴29的作用力，该作用力也是由于在啮合区域存在作用力而产生的。在该实例的情况中，蜗杆轴29与转动轴32之间花键接头33的轴向中心位置近乎于与第三滚珠轴承36的轴向中心位置重合。在另一方面，也可以使花键接头33的轴向中心从第三滚珠轴承36的轴向中心位置处移位。但是，即使在这样的情况下，为了能在蜗杆轴29发生倾斜的情况下从电动机31获得稳定的功率输出，最好将花键接头33轴向中心的位置设置成比第二滚珠轴承35与第三滚珠轴承36之间轴向中心位置更靠向第三滚珠轴承36一侧。
另外，在该实例的情况下，扭转螺旋弹簧30与弹性力施加装置的预载衬垫70被设置在齿轮箱22与蜗杆轴29的末端之间。但是，弹性力施加装置并不仅限于以这样的方向进行布置的扭转螺旋弹簧30和预载衬垫70。例如，可至少在第四滚珠轴承37的外座圈60与齿轮箱22之间、第四滚珠轴承37的内座圈65与蜗杆轴29之间、或齿轮箱22与蜗杆轴29之间设置弹性力施加装置，从而可在径向上向蜗杆轴29施加与蜗杆轴29径向位移对应的弹性力。
对于蜗杆轴29的两相对端，用于在齿轮箱22中支撑着蜗杆轴29与转动轴32相反一侧端部的第四轴承可以是除上述第四滚珠轴承37之外的其它轴承。例如，该第四轴承并不仅限于滚珠轴承，也可以是诸如圆柱滚子轴承等的其它滚动轴承或滑动轴承，只要其能满足如下的要求即可：支撑着蜗杆轴29末端附近部位，使其在齿轮箱22中可自由转动、并能在蜗杆轴29径向上产生特定范围的位移，另外，还至少在第四轴承外座圈与齿轮箱之间装配区域、或第四轴承内座圈与蜗杆轴之间装配区域中留有径向间隙。
对于蜗杆轴29的两相对端，用于在齿轮箱22中支撑着蜗杆轴29位于转动轴32一侧端部的第三轴承可以是除上述第三滚珠轴承36之外的其它轴承，只要其能支撑着蜗杆轴29的端部、使其相对于该第三轴承能自由地倾斜即可。
另外，用于在壳体23内支撑转动轴32上某一段的第二轴承也可以是除第二滚珠轴承35之外的其它轴承，只要其能防止转动轴32发生倾斜即可-即使在蜗杆轴29相对于第三轴承发生倾斜的情况下，其中，转动轴32上的这一段位于连接部分的花键接头33与电动机31的转子38之间。同样，转动轴32的末端与蜗杆轴29的基端也并不限于通过使花键接头33或锯齿接头中的键齿进行啮合而进行连接，也可以用弹性材料将该末端与基端连接起来。
另外，弹性力施加装置也可包括一种弹性材料，该弹性材料的弹性系数可根据蜗杆轴29在径向上的位移而在各个数值之间进行变化；例如可在1N/mm-20N/mm的低弹性系数到180N/mm或更大数值(例如360N/mm)的高弹性系数之间进行变化。例如，可采用图9所示的弹性系数类型。图9中的水平轴代表在蜗杆轴29与蜗轮28的啮合区域处，当不用电动机31进行驱动时，蜗杆轴29在径向上相对于蜗轮28的位移量，竖轴代表载荷。另外，图中的实线a、b表示了低的弹性系数，而虚线则代表很高的弹性系数。实线所示的弹性系数分别为1N/mm和20N/mm。另外，在虚线c到虚线f中，虚线c代表了当蜗杆轴29与蜗轮28内径侧的齿牙进行啮合时的弹性系数，该弹性系数为180N/mm。虚线d指代了当蜗杆轴29与蜗轮28外径侧的齿牙进行啮合时的弹性系数，该弹性系数为360N/mm。在0.5mm的位移量处，虚线e、f与低弹性系数20N/mm的图线重合，它们分别代表340N/mm的弹性系数和无穷大的弹性系数。
在采用其弹性系数可在两个数值之间变化的弹性力施加装置的情况下，当转动轴32不由电动机31进行驱动时，可利用一低弹性系数的弹性力施加预载，以使蜗杆轴29的齿牙与蜗轮28的齿牙接触到一起。另外，当电动机31以最大输出功率进行驱动时，由于蜗杆轴29会受到蜗轮28的反作用力作用，所以蜗杆轴29将会在远离蜗轮28的方向上移动，因而需要用高弹性系数的弹性力来平衡该反作用力，并在该位置处，使蜗杆轴29与蜗轮28相啮合。在此情况下，优选地是：当电动机31以最大功率驱动时，啮合区域的位置相对于电动机31未驱动时啮合区域的位置在蜗杆轴29的径向上移动了0.1mm到1.0mm。
在这样的情况下：采用了其弹性系数可按照这样的方式在至少两级之间变化的弹性材料，当用电动机31进行驱动时，就可以在蜗杆轴29与蜗轮28的啮合区域处使它们处于合适的位置，这样就可以使两部件29、28啮合到一起，并留有适当的齿隙量。因而，就可以将啮合区中由于摩擦而造成的扭矩损失保持在很小的数值上。在采用了其弹性系数可按照这样的方式在两个数值之间变化的弹性材料的情况下，可使用一控制器，其可对应于蜗杆轴29在径向上的位移量对电动机31的功率输出的大小进行控制。
下面将对由本发明人执行试验所获得的结果进行介绍，执行这些试验的目的是为了检验在如下条件下所获得的结果：当向蜗杆轴29施加一个低弹性系数的弹性力时，在啮合区域中将内轴杆18由于摩擦力增大而增大的扭矩量调节到0.4Nm到5Nm。在这些试验中，使用了五个相同的电动动力转向装置(No.1到No.5)，并对齿牙撞击噪音和电动机31的响应性进行测量。以这样方式执行的试验的结果表示在表1-1和1-2中。
表1-1
扭矩的增大量(Nm)                       撞齿噪音
    No.1     No.2     No.3     No.4     No.5
    0.20.30.40.51.O2.03.04.05.05.35.76.0     △○○○○○○○○○○○     ×△△○○○○○○○○○     ×△○○○○○○○○○○     ×△○○○○○○○○○○     ××△○○○○○○○○○
    6.5     ○     ○     ○     ○     ○
表1-2
    电动机响应性 评价
  No.1   No.2     No.3   No.4   No.5
扭矩的增大量(Nm)     0.20.30.40.51.02.03.04.05.05.35.76.06.5     ○○○○○○○○○△×××     ○○○○○○○○○○○△×     ○○○○○○○○○○△××   ○○○○○○○○○△△××     ○○○○○○○○○○○△△     ××○○○○○○○××××
在表1中，标志○代表撞齿噪音被设计得足够地小，或代表电动机31的响应性非常好，而△则代表撞齿噪音有点大，或电动机31的响应性有点差，而代表撞齿噪音非常嘈杂，或电动机31的响应性非常差。从表1所示的试验结果可以清楚地看出，如果扭矩的增大量为0.4Nm或更小时，则撞齿噪音非常大。在另一方面，如果扭矩的增大量超过5.0Nm，则电动机31的响应性将变得很差。但是，如果扭矩的增大量在0.4Nm到5.0Nm之间，则撞齿噪音很小，电动机31的响应性也很好。这些试验结果验证了通过调节扭矩增大量所能获得的效果。
下面，将对图10所示的本发明实施方式的第二种实例进行描述。该实例区别于上述第一实例之处在于：蜗杆轴29基端(图10中的左端)的外周面是一个台阶形的圆柱面，在该圆柱面上未制有阳螺纹段54(见图2和图4)。该圆柱面被制成环绕着圆筒段85的外周面，并在靠近该圆筒段85基端的一个部位上装配了一个支撑部件86。支撑部件86基本上为圆筒状，并环绕着基端的外周面制有一个向外延伸的凸缘部分87。另外，环绕着支撑部件86中间段的整个内周面制有一个向内的凸缘部分88，其在径向上向内突出。另外，通过旋压卷边等方法将圆筒段85的基端在径向上向外扩而形成一卷边部分90。当支撑部件86被套装到圆柱面上时，可使得支撑部件86上内向凸缘部分88的端面(图10中的右端面)会与台阶部分89的表面相接触，其中的台阶部分是环绕着圆柱面的中间段制出的。卷边部分90通过支撑着支撑部件86内向凸缘部分88的另一端面(图10中的左端面)，而将支撑部件86连接、固定到圆筒段85上。
该实例的其它结构和功能均与第一实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，将对图11所示的本发明实施方式的第三种实例进行描述。在该实例的情况中，基于图10所示第二实例的结构，支撑着蜗杆轴29位于电动机31一侧的基端的第三滚珠轴承36a是一个四点接触型轴承。换言之，环绕着第三滚珠轴承36a外座圈57的内周面制有外圈滚道133a，并环绕着内座圈52的外周面制有内圈滚道134a，两滚道的横截面为所谓的哥特尖拱形状，这样的形状是通过将一对圆弧连接起来而形成的，这对圆弧的曲率半径大于滚珠81滚动接触表面的曲率半径。另外，每个滚珠81的滚动接触表面与外圈滚道133a和内圈滚道134a的接触都各有两个点。
在该实例的情况中，由于第三滚珠轴承36a是四点接触型轴承，所以就可以增大该第三滚珠轴承36a在轴向上的刚性。因而，就可以抑制该第三滚珠轴承36a中的振动，进而可防止发生异常振动。
该实例的其它结构和功能均与图10所示第二实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，将对图12所示的本发明实施方式的第四种实例进行描述。在该实例的情况中，基于图11所示第三实例的结构，在第三滚珠轴承36a内座圈52的内周面与蜗杆轴29端部的外周面之间弹性地间置了一个圆筒形部件135，该部件是用橡胶等弹性体部件制成的。另外，该实例与上述其它实例的区别在于：在第三滚珠轴承36a内座圈52两轴向端面与凸缘部分53一个表面(图12中的左侧面)、以及支撑部件86内侧端面(图12中的右侧面)之间未设置盘簧56(见图2和图4)，从而在这些部件52、53、86之间留有空隙136，其中的凸缘部分53是环绕着蜗杆轴29基端附近部位的外周面而制成的。
与上述的实例类似，在该实例的情况中，也同样易于使蜗杆轴29相对于第三滚珠轴承36a在特定范围内倾斜。
该实例的其它结构和功能均与图11所示第三实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
不同于图11、12所示第三、第四实例的情况，第三滚珠轴承36a也可以如图1到图5所示第一实例那样，是典型的深槽型轴承，用于支撑蜗杆轴29在与电动机31相反一侧的末端的第四滚珠轴承37(见图2和图4)可以是一个四点接触型轴承，或者，第三滚珠轴承36a和第四滚珠轴承37都可以是四点接触型轴承。
下面，图13和图14表示了本发明实施方式的第五实例。在本发明的该实例中，第四滚珠轴承37的外座圈60被套装到一圆筒形保持器92的一半内周面(图13中的右一半)中，该保持器92固定到齿轮箱22内侧的某一部分上。另外，蜗杆轴29末端上制出的小径段68的末端附近部分被装配到圆筒形套筒93的内周面中，套筒93被固定到第四滚珠轴承37内座圈65的内径侧上，并在该部分与内周面之间留有间隙。另外，在保持器92的另一半(图13中的左一半)上设置了一个半圆柱形的固定器94，在蜗轮28一侧，该固定器的断面是不连续的。在一平面部分95上连接了一个板簧96，该板簧的中间段作为所述的弹性力施加装置，其中的平面部分95为该固定器94的一部分，并位于与蜗轮28相反的一侧。该板簧96的中间区域具有一根部97，其用于与平板95相连接，并具有一对位于两端部处的支撑部分98，这两个部分在横截面上形成了一个V形结构，该结构向蜗轮28的一侧开口向上。板簧96在使支撑部分98末端之间空间减小的方向上存在一个弹性力。另外，在蜗杆轴29小径段68的基端部分上套装着一第五滚珠轴承99的内座圈100，支撑部分98基端处的表面弹性地顶压到第五滚珠轴承99外座圈101外周面上的两个位置处。
另外，在固定器94的某一部分上制有一些C形或U形的切口102，它们制在面向支撑部分98末端的两个位置处，并通过将这些切口102的内侧弯向第五滚珠轴承99而形成了一对装配部分103。板簧96上支撑部分98上位于其末端的一个表面(图14中的上表面)面向装配部分103上位于其基端的一个表面(图14中的下表面)，并在二者之间留有一个间隙。
在将蜗杆轴29的末端插入到第四滚珠轴承37中之前，两支撑部分98末端之间的空间会从图14所示状态减小。另外，当这些末端与装配部分103接触时，就可对支撑部分98的位置进行调节。在此状态中，当蜗杆轴29(其小径段被第五滚珠轴承99支撑着)的末端被插入到第五滚珠轴承37中时，支撑部分98的末端就会被第五滚珠轴承99的外座圈101弹性地撑开。另外，当蜗杆轴29的末端被插入到第四滚珠轴承37中时，蜗杆轴29会受到一个弹性力的作用，该弹性力将其顶向蜗轮28。
如在上述实例中那样，在该实例的情况中，也可以抑制在蜗轮28与蜗杆轴29啮合的区域处产生撞齿噪音。另外，在该实例中，当向蜗杆轴29施加一个指向蜗轮28的特定弹性力时，也易于完成将蜗杆轴29安装到齿轮箱22中的工作。
该实例的其它结构和功能均与图1到图5所示第一实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图15表示了本发明实施方式的第六种实例。在该实例中，在被制成圆筒状保持器92a一个端面(图15中的左端面)的部分圆周上延伸出一长的装配板104，其在蜗杆轴29的纵长方向上延伸。在该装配部分104的末端上固定了一板簧105的基端(图15中的左端)。该板簧105可产生一弹性力，该弹性力作用方向为将蜗杆轴的末端(图15中的右端)压向蜗轮28。该板簧105的末端顶压在第五滚珠轴承99外座圈101外周面的一个圆周位置上，从而向蜗杆轴29的末端施加一个弹性力，将其推向蜗轮28。另外，在该实例的情况中，在装配板104长度方向的中间段上设置有一个限位部分106，且该限位部分106可调节板簧105在长度方向上的中间段朝向蜗轮28的位移。
在上述实例的情况中，当在指向蜗轮28的方向上向蜗杆轴29施加一个特定的弹性力时，就易于完成将蜗杆轴29组装到齿轮箱22中的工作。另外，在该实例的情况中，可以在蜗杆轴29的长度方向上将板簧105的尺寸增加得足够大，从而可降低该板簧105的弹性系数，进而可向蜗杆轴29施加一个合适的弹性力。
该实例的其它结构和功能均与图13、图14所示第五实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图16和图17表示了本发明实施方式的第七种实例。在该实例中，第四滚珠轴承37的外座圈60环绕着凹孔72内周面直接(而不通过其它的部件)装配到靠近开口的部位处，其中的凹孔72如在图1到图5所示的第一实例中那样，是制在齿轮箱22的一部分内表面中的。另外，在该凹孔72轴向中间段的内周面中安装、固定了一个保持器107，其中心处制有一轴向通孔113。另外，在该保持器107位于蜗轮28一侧的那一半的表面(图16中的右侧面)上，存在一个半柱形的外凸装配部分108，其在轴向上突伸。在与蜗轮28相反的一侧(图16、17中的下侧)，外凸装配部分108中间段的侧面上制有一凹槽109，该凹槽在轴向上贯穿其全长。在凹孔72的内部，在与外凸装配部分108侧面相对的位置处，制有一个半柱状的预载衬垫110。在该预载衬垫110上，在与外凸装配部分108中凹槽109相对的位置处，制有一个突伸部分111，其在轴向上延伸贯穿于该凹槽的全长。在预载衬垫110上的突起部分111被装配到外凸装配部分108上凹槽109中的情况下，外凸装配部分108就与预载衬垫110结合到一起，并使得外凸装配部分108与预载衬垫110的组合体为圆柱形。
另外，在预载衬垫110的一部位处制有一个通孔112，并使得该通孔在轴向上穿过包括突起部分111的那一部分。制在蜗杆轴20末端上的小径段68被自由地从该通孔112、以及制在保持器107中插过。另外，在外凸装配部分108和预载衬垫110的外周面上安装了一个C型断面的板簧114。该板簧114的弹性力作用在使直径变小的方向上。另外，当外凸装配部分108的侧面与预载衬垫110的侧面紧密接触时，制在预载衬垫110上的通孔112的中心轴线相对于第四滚珠轴承37的中心轴线向蜗轮28一侧移位。另外，当蜗杆轴29的末端部分被插入到预载衬垫110的通孔112中时，该板簧114通过预载衬垫110、在指向蜗轮28的方向上向该末端施加一个弹性力。在该实例中，在外凸装配部分108部分圆柱面的圆周方向一端上、以及预载衬垫110部分圆柱面上与该端部相对的一个周向端上，沿轴向方向制有全长的突起115、116。利用这两个突起115、116可防止板簧114绕着外凸装配部分108和预载衬垫110发生转动。
在上述实例的情况中，当在朝向蜗轮28的方向上向蜗杆轴29施加一个特定的弹性力时，执行将蜗杆轴29装配到齿轮箱22中的工作就变得容易了
该实例的其它结构和功能均与图13、图14所示第五实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
如图18所示，用于防止板簧114绕外凸装配部分108和预载衬垫110转动的突起也可以是这样一个突起116a：其只制在预载衬垫110部分圆柱面的中间段上，或者也可以是这样一个突起：其只制在外凸装配部分108部分圆柱面的中间段上。另外，也可以不采用板簧114，而是采用C型的钢丝弹簧。
下面，图19和图20表示了本发明实施方式的第八种实例。在该实例中，在图16所示第七实例中、保持器107的外凸装配部分108和预载衬垫110的外周面上套装了一个圆筒部件117，该部件是用诸如橡胶等弹性体的弹性材料制成的，其所产生的弹性力作用在指向内径一侧的方向上。该圆筒部件117在朝向蜗轮28的方向上向蜗杆轴29施加一个弹性力。
该实例的其它结构和功能均与图16、图17所示第七实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图21到图23表示了本发明实施方式的第九种实例。该实例与图16、17所示第七实例的区别在于：在保持器107a的一个表面(图21中的右侧面)上设置了一个外凸装配部分108a，其在周向上位于与蜗轮28相反的一侧(图21到图23中的下侧)，其中的保持器107a被固定在齿轮箱22中凹孔72的内周面上。另外，在凹孔72中，具有隧道形断面的板簧118的两端与预载衬垫110a和外凸装配部分108a相连接，且预载衬垫110a与外凸装配部分108a相对。该板簧118的弹性力作用在使两端部之间空间张开的方向上。在朝向蜗轮28的方向上，板簧118向蜗杆轴29的末端施加一个弹性力。
换言之，在该实例中，如图23所示，当蜗杆轴29的末端未被插入到预载衬垫110a中制出的通孔112时，位于预载衬垫110a侧面一端(图23中的左端)与外凸装配部分108a侧面一端(图23中的左端)之间的空间被板簧118弹性地张开。在此情况下，制在预载衬垫110a中的通孔112的中心轴线就会相对于第四滚珠轴承37的中心轴线向蜗轮28一侧移位。另外，当蜗杆轴29的末端将预载衬垫110a移向与蜗轮28相反一侧、并插入到第四滚珠轴承37以及预载衬垫110a上制出的通孔112中时，板簧118就在朝向蜗轮28的方向上向蜗杆轴29的末端施加一个弹性力。
在该实例具有上述结构的情况下，如果在朝向蜗轮28的方向上向蜗杆轴29施加一个特定的弹性力，则就易于将蜗杆轴29装配到齿轮箱22中。
该实例的其它结构和功能均与图16、图17所示第七实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图24表示了本发明实施方式的第十种实例。在该实例中，在图16、17所示第七实例中的齿轮箱22的外侧旋有一个螺帽部件120，该部件旋拧到齿轮箱22一部分上制出的一个螺纹孔119中，齿轮箱的这一部分位于与蜗轮28相反的一侧。另外，在该螺帽部件120末端表面(图24中的上端表面)上制有一个凹孔121，且在该凹孔121中装入了一个棒状预载衬垫122位于末端的一半(图24中的下半段)，并使得其可在轴向上自由地移动。另外，在一头部123的侧面(图24中的底侧面)与螺帽部件120的末端面之间设置了一个螺旋弹簧124，其被用作弹性力施加装置，其中的头部带有一个部分的凸球端面，该头部制在预载衬垫122基端(图14中的顶端部分)的末端面上。此外，头部123与制在蜗杆轴29末端部分外周面上的一个凹面部分125相接触，该凹面部分被制成局部的凹球面形状。采用这样的结构，就可以向蜗杆轴29的末端施加一个弹性力，该弹性力的作用方向指向蜗轮28。
该实例的其它结构和功能均与图16、图17所示第七实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图25和图26表示了本发明实施方式的第十一种实例。在该实例中，蜗杆轴29上从蜗杆27向末端的长度段是一轴杆段126，其轴向长度很短。该轴杆段126的外周面是不带有台阶的简单圆柱面，另外，在凹孔72中设置了一个保持器27，其中的凹孔72被制在齿轮箱22的一个部位中，一圆筒状的弹性部件128被连接、固定到保持器127末端一半部分(图25中的左半部分)的外周面上。另外，在该弹性部件128的外周面与凹孔72的内周面之间留有一个很小的间隙。第四滚珠轴承37的外座圈60被装入到保持器127末端一半部分内周面上，并固定在此，该第四滚珠轴承37的内座圈65被套装、固定到轴杆段126上。
另外，在保持器127基端半部(图25中的右半部分)中制有一个插入孔129，其垂直于第四滚珠轴承37的中心轴线延伸。一销杆部件130末端半部被插入到该插入孔129中，销杆部件130的基端被连接、固定到齿轮箱22一部位处制出的螺纹孔119中。保持器127可在销杆部件130的长度方向上、在特定的范围内自由地移动。另外，通过将一螺旋弹簧124设置在一台阶部分131与另一台阶部分132之间，可在朝向蜗轮28的方向上向保持器127施加一个弹性力，台阶部分131被制在插入孔129的中间段中，台阶部分132则被制在销杆部分130的中间段中。采用这样的结构，就可以在朝向蜗轮28的方向上向蜗杆轴29的末端施加一个弹性力。此外，在该实例中，当用电动机31进行驱动时(见图1)，环绕着保持器127末端半部外周面进行固定的弹性部件128起到了一个止挡的作用，其可调节蜗杆轴29的位移。
该实例的其它结构和功能均与图24所示第十实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图27到图29表示了本发明实施方式的第十二种实例。在该实例中，基于图1到图5所示第一实例的结构，利用一锥形面144将制在蜗杆轴29末端附近外周面上的大径段63与小径段68连接起来。另外，大径段63被安装到一衬套64a中，该衬套具有一向外延伸的凸缘部分67a，其环绕着中间段的外周面制出。另外，在预载衬垫70a的两轴向端的三个位置处制有在轴向上突伸的突起部分146，其中的预载衬垫70a被设置在齿轮箱22的凹孔72中。在一对外凸装配部分74上连接了诸如橡胶等弹性体的弹性材料147，外凸装配部分74被制在保持器61的表面上，保持器61被固定到齿轮箱22上，并与预载衬垫70a相对，从而使得外凸装配部分74在轴向上突伸，并位于与预载衬垫70a上平面部分138相对的部分处。
在该实例具有上述结构的情况下。在预载衬垫70a两轴向端面制有多个突起部分146，因而可利用这些突起146更好地控制预载衬垫70a在凹孔72内的轴向位移。另外，由于突起146与相对面之间的接触面积是很小的，所以作用在该接触区上的摩擦力很小，因而预载衬垫70a在凹孔72底面所在平面内的位移将是很光滑的。尤其是，在低温下齿轮箱22中润滑脂的粘度将变得很大，但是，由于作用在接触区上的摩擦力很小，所以即使在低温下，预载衬垫70a也能始终平滑地进行移动。
在该实例中，由于在预载衬垫70a的一部分与保持器61的外凸装配部分74之间设有弹性材料147，所以可防止预载衬垫70a在凹孔72中转动，从而可向蜗杆轴29施加稳定的弹性力。
该实例的其它结构和功能均与图1到图5所示第一实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
制在预载衬垫70a两轴向端面上的突起部分146并不仅限于在每侧的三个位置上制出，也可以在每侧的两个或多个位置上制出突起部分。
下面，图30表示了本发明实施方式的第十三种实例。在该实例中，图1到图5所示第一实例中的第四滚珠轴承37的外座圈60被直接安装到齿轮箱22中凹孔72的内周面上。此外，蜗杆轴29的末端被一衬套64b支撑在第四滚珠轴承37的内座圈65中。该衬套64b是由橡胶等弹性体的弹性材料制成的，其被制成圆筒状，并在其内部的多个位置处制有多个空腔148。环绕着衬套64b一端(图30中的右端)的外周面制有一个凸缘部分149，且该凸缘部分149的一个表面与内座圈65的端面相接触。在朝向蜗轮28的方向上，衬套64b向蜗杆轴29的末端施加一个弹性力。在该实例的情况中，当衬套64b内制出的所有的空腔148都未被合闭时，该衬套64b的弹性系数很低，但是，如果在周向上一部分空腔148被合闭，则衬套64b的弹性系数就会变大。
该实例的其它结构和功能均与图1到图5所示第一实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图31表示了本发明实施方式的第四种实例。在该实例中，第四滚珠轴承37的外座圈60被安装到一个封底的圆筒形保持器150中，该保持器150位于齿轮箱22的凹孔72中，且蜗杆轴29的末端被支撑在第四滚珠轴承37的内座圈65中。此外，还设置有一个圆筒形的带底支撑部件151，该部件连接、固定到一螺纹孔119中，螺纹孔制在齿轮箱22与蜗轮28相反一侧的部分中。该支撑部件151的外周面上制有一外螺纹段152，该螺纹段被旋入到螺纹孔119中。此外，在支撑部件151基端表面(图31中的下表面)的中心处制有一断面为多边形的装配部分153，以便于用扳手等工具进行装配。另外，通过在支撑部件151的底面与保持器150的一部分外周面之间设置一螺旋弹簧154，就向保持器150施加了一个指向蜗轮28的特定弹性力。此外，支撑部件151的末端面(图31中的上端面)隔着一个间隙与保持器150的一部分外周面相互正对。
在这种实例的情况中，通过改变螺纹孔119与支撑部件151外螺纹段之间连接部分的轴向长度，就可以容易地调节由螺旋弹簧154施加到蜗杆轴29末端上的弹性力的大小。
该实例的其它结构和功能均与图1到图5所示第一实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图32表示了本发明实施方式的第十五种实例。在该实例中，基于图31所示第十四实例的结构，在支撑部件151中设置了一螺旋弹簧154，使得螺旋弹簧154的端部无需借助于保持器150(见图31)，直接顶压着第四滚珠轴承37外周面上的某个部分，第四滚珠轴承37被支撑在蜗杆轴29的末端上。此外，该螺旋弹簧154向蜗杆轴29的末端施加一个特定的弹性力。
该实例的其它结构和功能均与图31所示第十四实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图33表示了本发明实施方式的第十六种实例。在该实例中，基于图32所示第十五实例中的结构，将一滑动轴承155安装到蜗杆轴29的末端部分上，该轴承即为所述的第四轴承。另外，在支撑部件151中设置了一螺旋弹簧154，并使得螺旋弹簧154的末端可直接顶压着该滑动轴承155的一部分外周面。在该实例的情况中，在支撑部件151末端表面(图33中的上端面)与滑动轴承155外周面之间设置有一个消振部件156，该部件是由橡胶等弹性体的弹性材料制成的。该消振部件156可吸收从滑动轴承155传来的冲击。
该实例的其它结构和功能均与图32所示第十五实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图34表示了本发明实施方式的第十七种实例。在该实例中，在衬套64基端附近部分(图34中靠近左端的部分)的外周面上制有一向外延伸的凸缘部分67a，衬套64被安装到图1-5所示第一实例中第四滚珠轴承37的内径一侧。此外，在外向凸缘部分67a的一侧面(图34中的左侧面)与蜗杆轴29上制出的蜗杆27的一侧面(图34中的右侧面)之间设有螺旋弹簧91，其作为一弹性部件，可在轴向上向第四滚珠轴承37中的滚珠施加20N到200N的预载。此外，在该实例中，当不用电动机31进行驱动时，蜗杆轴29中心轴线上与第四滚珠轴承37轴向中心重合的位置x可在1mm或更小的范围内、在第四滚珠轴承37的径向上自由地移动。同时，在该实例中，螺旋弹簧91在第四滚珠轴承37径向上的刚度小于其在第四滚珠轴承37轴向上的刚度。
在该实例具有上述结构的情况下，就可以抑制第四滚珠轴承37的空转，并将噪音和振动限制在最小的程度上。另外，在该实例中，螺旋弹簧91在第四滚珠轴承37径向上的刚度小于其在第四滚珠轴承37轴向上的刚度。因而，这样就可以防止螺旋弹簧91阻碍蜗杆轴29相对于第三滚珠轴承36发生倾斜。
该实例的其它结构和功能均与图1到图5所示第一实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图35表示了本发明实施方式的第十八种实例。在该实例中，在图32所示第十五实例中第四滚珠轴承37外座圈60的一轴向端面(图35中的右端面)与齿轮箱22中凹孔72的底面之间设置有一螺旋弹簧91，该螺旋弹簧91可在轴向上向第四滚珠轴承37中的滚珠施加一个预载。在该实例中，在蜗杆轴29末端附近部分的外周面上套装了一个保持环157，且该保持环157的一个表面(图35中的右侧面)与第四滚珠轴承37一轴向侧的端面(图35中的左端面)相接触，该端面处于与螺旋弹簧91相反的一侧。
与图34所示的第十七实例类似，在该实施例的情况下，也能抑制第四滚珠轴承37的空转，并将噪音和振动保持在很小的程度内。
该实例的其它结构和功能均与图32所示第十五实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
下面，图36表示了本发明实施方式的第十八种实例。该实例与其它实例的区别在于：蜗杆轴29a基端附近部位即为电动机31的转动轴32。换言之，蜗杆轴29a和转动轴32是同一部件。此外，在该实例中，未设置第二滚珠轴承35和第三滚珠轴承36(见图2)。另外，在齿轮箱22中，第一滚珠轴承34和第四滚珠轴承37支撑着蜗杆轴29a的两端。此外，蜗杆轴29a可在一特定范围内相对于第一滚珠轴承34自由地倾斜。另外，在该实例的情况中，蜗杆轴29a于转子38a连接部的一轴向端(图36中的右端)可在蜗杆轴29a的径向上自由地移动，移动范围可达到0.05mm，且蜗杆轴29a与蜗轮28的啮合区域可在一定范围内、在蜗杆轴29a的径向上移动，该移动范围达0.15mm。另外，与图8所示的结构类似，在该实例的情况中，采用了无电刷结构的电动机31。
在这种类型的实例中，通过去掉第二滚珠轴承35和第三滚珠轴承36，而使整个装置的结构更紧凑，重量更轻。
该实例的其它结构和功能均与图1到图5所示第一实例、以及图8所示的结构基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
在该实例中，在蜗杆轴29末端附近的部分(靠近图36中右端的部分)上套装了一圆筒形部件，且环绕着该圆筒部件的外周面制有蜗齿。此外，当由电动机31进行驱动时，电动机31定子39a的中心轴线与转动轴32之间的夹角小于当不用电动机31进行驱动时二者之间夹角。如果采用这种结构，则就可抑制电动机31的振动。
在该实例的情况中，第四滚珠轴承37的内座圈65套装在衬套64上，在衬套64的内周面与蜗杆轴29末端的外周面之间留有一个间隙，因而可在内座圈65的内周面与蜗杆轴29a末端的外周面之间设置弹性材料。另外，在该实例的情况下，设置了一个转子相位检测器，其利用一霍尔集成电路77和编码器78来检测转子38a的相位，也可与图1到图5所示的第一实例相类似，用电刷48和换向器来构成转子相位检测器。
下面，图37表示了本发明实施方式的第二十种实例。在该实例中，环绕着蜗杆轴29a末端的外周面被支撑在一滑动轴承155的内部，该轴承是第四轴承，其被固定到保持器150中。另外，在该实例中，在齿轮箱22上与保持器150底面正对的部分处设置有一螺纹孔158，且在该螺纹孔158中连接并固定了一个端盖159。该端盖159上带有外螺纹段160，用于旋拧到环绕其外周面制出的螺纹孔158中。另外，端盖159的底面与保持器150的底面相对。此外，螺纹孔158的内径大于保持器150的外径。
在该实例的情况下，可经过螺纹孔158将保持器150组装到齿轮箱22中。
该实例的其它结构和功能均与图31所示第十四实例、以及图36所示第十九实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
也可如图38所示第二十一实例那样，用于支撑蜗杆轴29a末端的第四轴承是一个第四滚珠轴承37。
下面，图39表示了本发明实施方式的第二十二种实例。在该实例中，蜗杆轴29a的中间段从一通孔161中穿过，通孔161制在电动机31壳体23的一轴向端(图39中的右端)上。另外，还设置了一金属保持环162和一支撑衬套163，其中的支撑衬套163是用弹性材料制成的，并被连接到通孔161的内周面上，从而在将蜗杆轴29a装配到齿轮箱22中之前可对其进行支撑。
该实例的其它结构和功能均与图36所示第十九实例基本上相同，从而用相同的数字标号指代相同的部件，并略去多余的描述。
类似于图34和图35所示的第十七、十八实例，在图36到图39所示的第十九到第二十二实例中，在支撑着蜗杆轴29a两端的第一滚珠轴承34、第四滚珠轴承37之间，以及齿轮箱等被连接部件与这些滚珠轴承34、37之间设置了螺旋弹簧等弹性材料，从而可利用该弹性材料向滚珠轴承34、37中的滚珠81施加预载。另外，与用在图11和图12所示第三、第四实例中的第三滚珠轴承133a类似，用于支撑蜗杆轴29a基端的第一滚珠轴承34也可以是四点接触型轴承。在采用这种结构的情况下，可以使第一滚珠轴承34在轴向上的刚度很高，从而可以抑制异常振动的发生。
本发明具有上述结构和功能的电动动力转向装置在成本上是经济的，且能抑制在蜗轮与蜗杆轴啮合区域处发生齿牙撞击而产生的烦扰噪音。

Claims (26)

1.一种用于电动动力转向装置的辅助装置，其具有一扭矩传感器、辅助轴、蜗轮、蜗杆轴、弹性力施加装置以及电动机，该辅助装置包括：第一到第四的四个轴承；且其中：扭矩传感器环绕着转向轴或小齿轮设置；所述辅助轴是转向轴、小齿轮轴和一个副小齿轮中的之一；蜗轮被固定到转向轴、小齿轮以及副小齿轮中的之一上；蜗杆轴上制有一段蜗杆，其与蜗轮相啮合；电动机包括一转动轴、一套装在转动轴外径一侧的转子、一定子，定子被设置成在径向方向上与转子相对；以及，转动轴与蜗杆轴利用一齿键接头或弹性部件相互连接起来，其中，第一轴承在壳体内支撑着转动轴与蜗杆轴相反的那一端部；第二轴承在壳体内支撑着位于转动轴接头与转子之间的部分，其中的接头与蜗杆轴和转动轴相连接；第三轴承在齿轮箱内支撑着蜗杆轴的一端，使得蜗杆轴可在一个特定的范围内自由地倾斜，其中蜗杆轴的这一端位于转动轴一侧；以及，第四轴承在齿轮箱内支撑着蜗杆轴的另一端，这一端位于与转动轴相反的一侧，其中，或者是在第四轴承外座圈的外周面与齿轮箱内表面之间留有径向间隙，或者是在第四轴承内座圈的内周面与蜗杆轴的外周面之间留有间隙，其中，弹性力施加装置包括一弹性部件，该部件具有可变的弹性系数，该弹性系数可从1N/mm到20N/mm的小弹性系数变为高弹性系数，弹性部件被设置在第四轴承和齿轮箱之间、第四轴承和蜗杆轴之间、和/或齿轮箱与蜗杆轴之间，从而对应于蜗杆轴的径向位移将一个弹性力施加到蜗杆轴上，其中，当不用电动机进行驱动时，一个低弹性系数的弹性力向蜗杆和蜗轮的部分齿牙面施加一个预载，以使它们保持接触；以及，当电动机以最大输出进行驱动时，由于从蜗轮向蜗杆轴施加的反作用力，蜗杆轴会远离蜗轮的方向移动，且啮合区域相对于未被驱动时的情况在蜗杆轴的径向方向上移动，一个高弹性系数的弹性力向蜗杆与蜗轮的部分齿牙面上施加一个预载，以使它们发生接触。
2.根据上述权利要求1所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：存在于第二轴承内的、位于第二轴承内座圈与转动轴之间装配区域中的以及位于第二轴承外座圈与壳体内表面之间装配区域中的总径向间隙量δ1小于存在于第三轴承内的、位于第三轴承外座圈与齿轮箱内表面之间装配区域中的、以及位于第三轴承内座圈与蜗杆轴之间装配区域中的、以及蜗杆轴与转动轴之间连接区域中的总径向间隙量δ2。
3.根据上述权利要求1所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：如果在转动轴中心轴线上一位置点处施加了一20N径向作用力时、该位置点在径向方向上的位移量被设定为x1，其中，转动轴上的所述位置点在轴向上与第二轴承重合；将在蜗杆轴中心轴线上一位置点处施加了一20N径向作用力时、该位置点在径向方向上的位移量被设定为x2，其中，蜗杆轴上的所述位置点在轴向上与第三轴承重合；如果在转动轴的某个部分上施加了一个20N的径向作用力，且在该部分处将蜗杆轴和转动轴相互连接起来，则将在某一部分处转动轴中心轴线相对于蜗杆轴中心轴线的径向位移量设定为x3，其中，在该部分处，蜗杆轴的中心轴线与转动轴的中心轴线连接起来，则满足这样的关系x1＜(x2+x3)。
4.根据上述权利要求1到3之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：当用电动机进行驱动时，蜗杆轴与转动轴之间的夹角小于不用电动机进行驱动时二者之间的夹角。
5.根据上述权利要求1到4之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：当由电动机驱动时，蜗杆轴中心轴线与转动轴中心轴线之间的夹角为10分或更小。
6.根据上述权利要求1到5之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：第三轴承是一个深槽型滚珠轴承，该轴承具有C2或C3等级的内间隙。
7.根据上述权利要求1到6之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：第三轴承是一个四点接触型球轴承。
8.根据上述权利要求1到7之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：第三轴承与第四轴承中至少之一的滚珠在轴向上受到20N到200N作用力的预载荷。
9.根据上述权利要求1到8之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：蜗杆轴与转动轴之间的连接部位于某一位置处，该位置在轴向上与第三轴承重合
10.根据上述权利要求1到9之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：利用一个花键接头将蜗杆轴的端部与转动轴的端部连接起来，而且，由于花键接头在径向上存在间隙而使两轴中心所产生的位移被保持在10μm到200μm之间。
11.根据上述权利要求1到10之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：蜗杆轴的端部与转动轴的端部通过一花键接头而被连接起来，且蜗杆轴中心和转动轴中心由于下述对接部分存在间隙而产生的位移小于这两轴的中心由于花键接头中存在径向间隙而产生的位移，其中的对接部分位于支撑着转动轴端部的壳体与支撑着蜗杆轴端部的齿轮箱之间。
12.根据上述权利要求1到11之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：转子包括一永磁体，定子包括一线圈绕组，且一矢量控制装置可改变定子的磁力。
13.根据上述权利要求1到12之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：一控制器根据蜗杆轴在径向上的位移量而对电动机的输出进行控制。
14.根据上述权利要求1到13之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：在蜗杆轴上受20N径向力作用、且在轴向上与第二轴承重合的位置处，蜗杆轴中心轴线在径向上的位移量在5μm到200μm之间。
15.根据上述权利要求1到14之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：当由电动机进行驱动时，转动轴对第二轴承的作用力小于蜗杆轴对第三轴承的作用力，其中，前者的作用力是由于蜗轮与蜗杆轴的啮合区域处受到力的作用而产生的，后者的作用力也是由于在同一啮合区域施加了力而产生的。
16.根据上述权利要求1到15之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：位于蜗杆轴与转动轴之间的花键接头的轴向中点位置比第二轴承与第三轴承在轴向上的中点位置更靠近第三轴承。
17.根据上述权利要求1到3之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：无需通过第四轴承，由设置在齿轮箱内的弹性力施加装置向蜗杆轴施加一个弹性力。
18.根据上述权利要求17所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于：弹性力施加装置包括一扭转螺旋弹簧，其套装在蜗杆轴上。
19.一种电动动力转向装置，其包括：一转向轴，其后端上设置有一方向盘；一小齿轮，其位于转向轴的前端处；一齿条，该齿条的齿牙与所述小齿轮或由小齿轮支撑着的一个部件相啮合；如上述权利要求1到18之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置；以及一控制器，用于对电动机的驱动状态进行控制。
20.一种用于电动动力转向装置的辅助装置，其具有一扭矩传感器、辅助轴、蜗轮、蜗杆轴、弹性力施加装置、以及电动机，该辅助装置包括：第一到第四的四个轴承；且其中：扭矩传感器环绕着转向轴设置；所述辅助轴是转向轴、小齿轮轴和一个副小齿轮中的之一；蜗轮被固定到转向轴、小齿轮以及副小齿轮中的之一上；蜗杆轴上制有一段蜗杆，其与蜗轮相啮合；电动机包括一转动轴、一套装在转动轴外径一侧的转子、一定子，定子被设置成在径向方向上与转子相对；以及，转动轴与蜗杆轴利用一齿键接头或弹性部件相互连接起来，其中，第一轴承在壳体内支撑着转动轴与蜗杆轴相反的那一端部；第二轴承在壳体内支撑着转动轴位于接头与转子之间的部分，其中的接头与蜗杆轴和转动轴相连接；第三轴承在齿轮箱内支撑着蜗杆轴的一端，使得蜗杆轴可在一个特定的范围内自由地倾斜和沿径向方向移动，其中蜗杆轴的这一端位于转动轴一侧；以及，第四轴承在齿轮箱内支撑着蜗杆轴的另一端，这一端位于与转动轴相反的一侧，其中，在第四轴承内座圈的内周面与蜗杆轴的外周面之间留有径向方向间隙，其中，弹性力施加装置包括一弹性部件，该部件具有可变的弹性系数，该弹性系数可从小弹性系数变为高弹性系数，弹性部件被设置在第四轴承和蜗杆轴之间，从而可对应于蜗杆轴的径向位移而作用于蜗杆轴一个弹性力，其中，当不用电动机进行驱动时，一个低弹性系数的弹性力向蜗杆和蜗轮的部分齿牙面施加一个预载，以使它们保持接触；以及，当电动机进行驱动时，由于从蜗轮向蜗杆轴施加的反作用力，蜗杆轴会远离蜗轮的方向移动，且啮合区域相对于未被驱动时的情况在蜗杆轴的径向方向上移动，高弹性系数的弹性力向蜗杆与蜗轮的部分齿牙面上施加一个预载，以使它们发生接触。
21.如权利要求20所述的用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于，第三轴承是一个深槽型滚珠轴承，该轴承具有C2或C3等级的内间隙。
22.如权利要求20或21之一所述的用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于，第三轴承是一个四点接触型球轴承，在该四点接触型球轴承中，  每个滚珠的滚动接触表面与外圈滚道和内圈滚道的接触都各有两个点。
23.如权利要求20至22之一所述的用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于，蜗杆轴与转动轴之间的连接部位于某一位置处，该位置在轴向上与第三轴承重合。
24.如权利要求20至23之一所述的用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于，无需通过第四轴承，由设置在齿轮箱内的弹性力施加装置向蜗杆轴施加一个弹性力。
25.如权利要求20至24之一所述的用于电动动力转向装置的辅助装置，其特征在于，弹性力施加装置包括一扭转螺旋弹簧，其套装在蜗杆轴上。
26.一种电动动力转向装置，其包括：一转向轴，其后端上设置有一方向盘；一小齿轮，其位于转向轴的前端处；一齿条，该齿条的齿牙与所述小齿轮或由小齿轮支撑着的一个部件相啮合；如上述权利要求20到25之一所述的、用于电动动力转向装置的辅助装置；以及一控制器，用于对电动机的驱动状态进行控制。
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