CN103047302B - 扭矩传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扭矩传递装置，能够抑制在两旋转轴出现轴偏移时所产生的应力等、应力。在主轴（4）方面，形成为两端被轴承（7、8）支承的两端支承结构，在主轴（2）方面，形成为以主轴（4）侧的前端为自由端的一端支承结构。并且形成为，将在各主轴（2、4）的端面间配置的销（5）作为扭矩传递部，该扭矩传递部侧的轴承（7）与主轴（2）分离。

Description

扭矩传递装置

技术领域

本发明涉及通过将两个主轴（旋转轴）同轴地连结来进行扭矩传递的扭矩传递装置，优选为应用于将例如马达的主轴与旋转式泵的主轴连结，将来自马达主轴的扭矩传递至旋转式泵的主轴的结构。

背景技术

以往，在专利文献1中提出有一种电动动力转向装置，该电动动力转向装置通过使减速器的蜗杆轴与马达的马达轴的轴心彼此一致来降低振动及噪音，并且，实现装置的小型化。该装置形成为下述结构，即:在称为马达轴和蜗杆轴的两个旋转轴各自的两前端部配置单个轴承，分别利用两个轴承来支承各旋转轴。通过各旋转轴的连结端侧的轴承与各旋转轴的阶梯差面的抵接，限制两旋转轴朝向相互接近的方向的相对移动。并且，在上述支承结构中，两旋转轴的对置的轴端直接花键接合，经由该花键结合部进行从马达轴向蜗杆轴的扭矩传递。

【专利文献1】日本特开2004-320842号公报

然而，在上述专利文献1的结构中，若出现轴偏移等情况则会在花键结合部产生应力。另外，由于两旋转轴的连结端侧由单个轴承支承，应力会容易增大。而且，在限制两旋转轴朝向接近的方向的相对移动的的抵接部产生的应力，也可能会因该部与花键结合部的距离比较短而增大。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够抑制在两旋转轴出现轴偏移时所产生的应力等、应力的扭矩传递装置。

为了实现上述目的，技术方案1所述的发明的特征在于:使两个旋转轴2、4中的一方的旋转轴4被两端支承，即该旋转轴4的两端部被轴承7、8支承，并且使另一方的旋转轴2被一端支承，即只有该旋转轴2的与扭矩传递部2a、4a、5相反侧的端部被轴承9支承，并且，该另一方的旋转轴2与支承一方的旋转轴4的轴承7、8中的扭矩传递部2a、4a、5侧的轴承7分离。

如上所述，通过使另一方的旋转轴2形成为一端支承结构，与例如将旋转轴2形成为两端支承结构的情况相比，能够抑制当两旋转轴2、4出现轴偏移时在扭矩传递部等所产生的应力。另外，由于使另一方的旋转轴2与支承一方的旋转轴4的扭矩传递部2a、4a、5侧的轴承7分离，因此，与例如通过使另一方的旋转轴2与轴承7抵接来限制该另一方的旋转轴2的轴向移动等的情况不同，即使在两旋转轴2、4出现轴偏移，也不会在另一方的旋转轴2与轴承7之间产生应力，进而不会伴随该应力的发生而使扭矩传递部2a、4a、5产生应力或增大该应力。并且，由于形成为如上述那样能够抑制应力的扭矩传递结构，因此能够实现扭矩传递装置的长寿命化。

技术方案2所述的发明的特征在于:使扭矩传递部2a、4a、5构成为，在两个旋转轴2、4中的任意一个旋转轴2的轴端面设置的凸部5以及在另一个旋转轴4的轴端面设置的凹部4a，通过使所述凸部5与凹部4a嵌合，进行两个旋转轴2、4间的扭矩传递。并且，通过凸部5的轴向前端与凹部4a的轴向内端抵接，限制两个旋转轴2、4的沿轴向朝接近侧的相对移动，并且使凸部5的轴向长度比凹部4a的轴向深度大，凸部5的基端面、即形成有该凸部5的一侧的旋转轴2的轴端面，与凹部4a的挖设面、即形成有该凹部4a的一侧的旋转轴4的轴端面分离。

能够利用上述那样的简单结构，保持两旋转轴2、4的轴端面彼此分离的状态。并且，由于使两旋转轴2、4的轴端面彼此分离，与两旋转轴2、4的轴端面彼此抵接的情况相比较，能够减小发生轴偏移时在凸部5、凹部4a产生的应力。

例如如技术方案3所述方式那样，凸部形成为插入于在旋转轴2从基端面挖设而成的截面呈圆形状的插入孔2a的销5，凹部4a形成为供销5插入、且在另一个旋转轴4的轴端面挖设而成的截面呈圆形状的插入孔。在该情况下，通过使能够插入于分别形成于两个旋转轴2、4的插入孔2a、4a的能插入深度的合计值小于销5的全长，能够使两个旋转轴2、4的轴端面彼此分离。

如上述那样利用销5构成旋转轴2的轴向前端的凸部，并且，利用由形成于旋转轴4的凹部4a构成的插入孔进行销5与另一个旋转轴4的连结。因此，与例如在轴端面分别设置螺旋开槽部和与该螺旋开槽部嵌合的楔部来形成扭矩传递结构的情况相比较，能够利用更简单的结构实现使两旋转轴2、4分离的结构。

技术方案4所述的发明的特征在于，凹部4a的底面以及凸部5前端面具有相互对置的平面部，通过所述平面部彼此的抵接，限制两个旋转轴2、4的沿轴向朝近接侧的相对移动。

如上所述，凸部5的前端的平面部，与形成为和其对置的平面部、即旋转轴4的凹部4a的底面抵接。因此，能够较大地确保抵接面积，结果，能够减小在两抵接部产生的应力。

另外，上述各部件的括号内的标号表示与后述的实施方式所述的具体部件的对应关系的一例。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的扭矩传递装置的局部剖视放大图。

图2是主轴2中被连结的一侧的前端的放大立体图。

图3是示出对主轴2组装销5时的状态的放大立体图。

图4是致动器3侧的主轴4与销5连结的连结部的放大剖视图。

图5是示出本发明者们之前进行研究的扭矩传递结构的比较例与第一实施方式的扭矩结构的主轴2上的弯矩M的施加方式的图。

图中标号说明:

1…马达；2…主轴；2a…凹部；3…致动器；4…主轴；4a…凹部；5…销；6…外壳；6a…中空部；7~9…轴承；7a~9a…内圈；7b~9b…外圈；7c~9c…滚动体。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下各实施方式彼此间，对彼此相同或者均等的部分，在图中标记同一标号。

（第一实施方式）

图1是本发明的一实施方式所涉及的扭矩传递装置的局部剖视放大图。以下，参照该图详细说明本实施方式所涉及的扭矩传递装置。

图1示出的扭矩传递装置构成为:马达1的主轴（旋转轴）2与泵等被旋转驱动的致动器3的主轴（旋转轴）4连结，能够借助连结的主轴2、4将马达1的扭矩传递至致动器3。马达1的主轴2通过对马达1通电而被旋转，在该主轴2与致动器3的主轴4的相互对置的轴端面中，两主轴2、4彼此借助销5连接。

在致动器3的外壳6内形成有供主轴4插通的中空部6a。该中空部6a在马达1侧内径被增大，在该内径所增大的部分、即主轴4的一端侧设有轴承7。另外，在致动器3内的、主轴4的另一端侧也设有轴承8。主轴4形成为两端部被上述两个轴承7、8支承的两端支承结构。另外，虽然图1中未予图示，但是在上述两轴承7、8之间配置致动器3的驱动对象，通过主轴4伴随马达1的主轴2旋转而进行旋转，来驱动驱动对象。

另一方面，马达1的主轴2的与致动器3的主轴4相反侧的端部被设于马达1的壳体内的轴承9支承，主轴4侧的端部成为自由端。并且，主轴2的主轴4侧的端部通过与主轴4连结而被支承。即主轴2形成为:只有单侧的端部直接被轴承9支承，另一方的端部并不是直接地而是借助主轴4被支承的一端支承结构。

各轴承7~9由下述类型的球轴承构成，上述球轴承具有内圈7a~9a以及外圈7b~9b，并且在上述内圈7a~9a与外圈7b~9b之间夹装多个滚动体7c~8c。这其中，主轴4插通于轴承7、8的内圈7a、8a的贯通孔内，主轴2插通于轴承9的内圈9a的贯通孔内。并且，通过以各内圈7a~9a的贯通孔的内壁面为支承面并与该支承面抵接，主轴2、4的各端部被支承。

并且，在如上述那样被支承的状态中，主轴2的主轴4侧的前端借助销5而配置成与主轴4的主轴2侧的前端分离规定距离，从而也与轴承7分离配置。因此，当马达1驱动时，主轴2不与轴承7抵接便能够旋转。

图2是主轴2中被连结的一侧的前端的放大立体图。图3是示出对主轴2组装销5时的状态的放大立体图。

如图2所示，在马达1侧的主轴2的轴端面（前端面）形成有从该轴端面挖设而成的两个凹部2a。两个凹部2a形成为截面呈圆形的插入孔，并且内径形成为相同大小且深度形成为相同大小，并且，以主轴2的中心轴为中心在径向和周向等间隔错开配置。并且，如图3所示，在上述两个凹部2a分别被压入一根销5。由此，销5以相对于主轴2的轴端面突出的状态被固定，销5所突出的部分构成凸部。

另外，在两个凹部2a的入口设有随着朝向主轴2的前端内径渐渐增大的锥部2b，从而构成为能够容易地相对于各凹部2a插入销5的结构。

另外，图4是致动器3侧的主轴4与销5连结的连结部的放大剖视图。如图2以及图4所示，致动器3侧的主轴4的前端基本上与马达1侧的主轴2的前端相同。具体地说，形成有从主轴4的轴端面（前端面）挖设而成的两个凹部4a。两个凹部4a成为截面呈圆形的插入孔，底面形成为平面。另外，两个凹部4a的内径形成为相同大小且深度形成为相同大小，并且以主轴4的中心轴为中心在径向和周向等间隔地错开配置。两个凹部4a的内径比在马达1侧的主轴2形成的两个凹部2a的内径大，并且被设定为能够以松动配合状态插入销5的大小。另外，在两个凹部4a的入口设有随着朝向主轴4的前端内径渐渐增大的锥部4b，从而构成为能够容易地对各凹部4a插入销5的结构。

销5构成为与凹部2a、4a对应的截面呈圆形状的部件，在本实施方式中，由圆柱形状的部件构成。销5的外径大于在主轴2形成的两个凹部2a当中的比锥部2b靠里侧的凹部2a的内径，并且，小于在主轴4形成的两个凹部4a当中的比锥部4b靠里侧的凹部4a的内径。因此，如上所述，销5被朝马达1的主轴2的凹部2a压入，以松动配合状态插入于致动器3的主轴4的凹部4a。因此，在连结时，首先预先将销5分别压入主轴2的两个凹部2a，将马达1与致动器3配置成两主轴2、4的前端相对置，将处于已被压入于主轴2的凹部2a的状态下的销5插入于主轴4的凹部4a内，从而借助销5将两主轴2、4连结。

另外，在将销5嵌入于凹部2a以及凹部4a内而将两主轴2、4接合的状态中，销5形成为两主轴2、4的前端彼此呈不抵接而分离的状态的长度。即，为了将销5压入于主轴2的各凹部2a内并且以松动配合状态插入于主轴4的各凹部4a，销5被以下述方式设定尺寸:在朝两个凹部2a压入之后形成以主轴2的轴端面为基端面而从基端面突出的凸部，并且该凸部的突出量、即轴向长度大于主轴4的两个凹部4a的轴向深度。

另外，销5的两前端、即销5的插入于主轴2、4的凹部2a、4a的前端被实施导圆处理，形成为易于朝主轴2、4的凹部2a、4a插入的形状。在本实施方式的情况下，销5的前端形成为平面部，并且形成为仅销5的前端的外缘部被实施导圆处理的结构。并且，通过销5的轴向前端与主轴4的凹部4a的轴向内端抵接，来限制两主轴2、4沿轴向朝向接近侧相对移动，并且，使主轴2的轴端面与主轴4的轴端面分离。在本实施方式的情况下，销5的前端的平面部，和与该平面部对置的呈平面部的主轴4的凹部4a的底面抵接。因此，能够较大地确保抵接面积，结果，使得在两者的抵接部所产生的应力减小。

这样的销5由例如铁系材料等形成，为了提高刚性而被实施淬火处理。作为这样的销5，能够使用例如使用于通用的轴承的滚柱。

另外，可以形成为销5被压入于主轴2、4的凹部2a、4a的任意一个、且均是松动配合的结构，但是在本实施方式中，处于以下理由而形成为销5压入于主轴2的凹部2a、且与主轴4的凹部4a松动配合。

马达1仅仅发挥借助主轴2使致动器3的主轴4旋转的作用，因此，沿径向方向加载于主轴2的载荷小。与此相对，作为致动器3，在使用例如用于制动液压控制的旋转式泵（次摆线泵）等的情况下，基于因泵驱动而被喷出的高压制动液所带来的载荷施加于主轴4，因此，沿径向方向加载在主轴4的载荷大。因此，关于主轴4，为了提高刚性而被实施淬火处理等，这样的经淬火处理后的主轴4不易伸缩，不易相对于凹部4a压入销5。因此，使销5压入到无需进行淬火处理等的主轴2的凹部2a，与压入到主轴4的凹部4a的情形相比，能够容易地进行销5的压入。

这样，形成为具有下述连结结构的扭矩传递装置，该连结结构通过利用两个销5将两主轴2、4连结准确地进行两主轴2、4的轴心对准，并且各销5以两主轴2、4的中心轴为中心在径向和周向等间隔配置。

利用上述的主轴连结结构将马达1的主轴2与致动器3的主轴4连结。这样，由于借助截面呈圆形状的两根销5将两主轴2、4连结，因此能够通过单纯的对准将两主轴2、4连结。并且，由于一方是松动配合，因此能够容易地连结，并且能够容易地进行轴心对准。而且，为了使主轴2、4连结，由于不使两主轴2、4相对旋转即可，因此能够形成为在制造工序中无需对例如马达1进行通电的主轴连结结构。

在以上说明的本实施方式所涉及的扭矩传递装置中，主轴4方面形成为两端被轴承7、8支承的两端支承结构，主轴2方面形成为将主轴4侧的前端作为自由端的一端支承结构。并且，形成为以各主轴2、4的端面间配置的销5为扭矩传递部，并且该扭矩传递部侧的轴承7与主轴2分离的结构。

这样，通过使一方的主轴2为一端支承结构，与例如使该主轴2为两端支承结构的情况相比，能够抑制在两主轴2、4发生轴偏移时在扭矩传递部等产生的应力。另外，由于使主轴2与轴承7分离，因此，与例如通过使主轴2与轴承7抵接来进行主轴2的轴向的移动限制等的情况不同，即使两主轴2、4发生轴偏移在主轴2与轴承7之间也不会产生应力，进而不会出现伴随该应力产生而带来的扭矩传递部的应力产生、增加。并且，由于能够如上述那样形成为能抑制应力的扭矩传递结构，因此也能够实现扭矩传递装置的长寿命化。

另外，如果使主轴2为一端支承结构，如将各主轴所对置的一端彼此由不同的轴承进行支承的方式那样，不会出现轴承彼此的轴心偏移，因此能够更容易地进行轴心对准。另外，由于使主轴2的一端为自由端并被支承主轴4的轴承7支承而共用化，因此，与利用不同的轴承支承各主轴所对置的一端的方式相比较，能够减少轴承数量，能够实现在轴向上包括主轴连结机构在内的装置的小型化。

并且，通过向主轴2的凹部2a插入销5来构成凸部，并且将该凸部插入于主轴4的孔部4a，销5所构成的凸部的轴向前端与孔部4a的轴向内端抵接，由此，限制两主轴2、4在轴向上朝接近侧相对移动，使主轴2的轴端面与主轴4的轴端面分离。利用上述这样的简单的结构，能够保持使主轴2的轴端面与主轴4的轴端面分离的状态。并且，由于使两主轴2、4的轴端面彼此分离，与使上述轴端面抵接的情况相比较，能够减小出现轴偏移时在凸部、凹部4a产生的应力。

另外，利用销5构成主轴2的轴向前端的凸部，并且，利用由形成于主轴4的凹部4a构成的插入孔进行销5与主轴4的连结。因此，与例如在轴端面分别设置螺旋开槽部和与该螺旋开槽部嵌合的楔部来形成扭矩传递结构的情况相比较，能够利用更简单的结构实现使两主轴2、4分离的结构。

而且，使主轴2为一端支承结构，通过销5的轴向前端与主轴4的凹部4a的轴向内端抵接，来限制两主轴2、4沿轴向朝接近侧相对移动，并且，使主轴2的轴端面与主轴4的轴端面分离。通过形成上述结构，还能够抑制基于主轴2的弯矩M的载荷。对此，参照图5进行说明。

图5是示出本发明者们之前研究出的扭矩传递结构的比较例与本实施方式的扭矩结构的主轴2的弯矩M的施加方式的图。

在图5（a）示出的比较例的扭矩传递结构中，将两主轴2、4的端部插入于轴承7的内圈7a的贯通孔内，利用轴承7直接支承两主轴2、4。并且，在马达1侧的主轴2的外周面中的距离该主轴2的轴端面规定距离的位置设有凸缘2c，通过凸缘2c与轴承7抵接，进行主轴2的轴向的定位。在这样的结构中，也能够利用一个轴承7同时实现对主轴2、4的支承，因此能够实现扭矩传递装置的小型化。

然而，在图5（a）所示的结构中，当相对于主轴2产生弯矩M时，图中黑圆点所示的部位成为抵接部。即、销5的外周面中的、最靠主轴4的径向外侧的部分与凹部4a的入口侧内周面抵接，在隔着主轴2、4的中心线与该抵接部相反的一侧中，凸缘2c与内圈7a抵接。对上述各抵接部施加图5（a）的下方的示意图中箭头所示的载荷，但由于两抵接部间的距离L1变短，因此此时所承受的载荷增大。

与此相对，在图5（b）所示的本实施方式的扭矩传递结构中，当相对于主轴2产生弯矩M时，图中黑圆点所示的部位成为抵接部。即、销5的外周面中的、最靠主轴4的径向外侧的部分与凹部4a的入口侧内周面抵接，在隔着主轴2、4的中心线与该抵接部相反的一侧中，与支承主轴2中的与扭矩传递部相反侧的端部的轴承9的内圈9a抵接。因此，即使对上述各抵接部，施加图5（b）的下方的示意图中箭头所示的载荷，也会由于两抵接部间的距离L2长，而能够减小此时所施加的载荷。因此，如上所述，还能够抑制基于主轴2的弯矩M的载荷。

而且，在本实施方式中，能够凭借圆柱形状的凹部2a、4a和圆柱形状的销5这样的简单的结构实现主轴连结结构，因此用于构成连结结构的各部件的加工变得容易，还能够抑制产品制造成本。尤其是关于销5，由于能够形成为圆柱形状这样的简单结构，因此，能够使用硬度高的通用的轴承的滚柱作为销5，实现部件成本消减，能够进一步抑制产品制造成本。

（其他实施方式）

在上述实施方式中，作为将两个旋转轴借助设于各旋转轴的轴端面的扭矩传递部而能够传递扭矩地连结的扭矩传递装置的一例，示出将马达1的扭矩传递至致动器3的结构，但是，当然也能够对其他结构的扭矩传递装置应用本发明。

另外，在上述实施方式中，作为以两旋转轴中的一方的轴端面为基端面而形成凸部、并且以另一方的轴端面为挖设面形成凹部的扭矩传递结构的例子，举出以压入于主轴2的凹部2a的销5为凸部，并将该凸部插入于在主轴4形成的凹部4a的结构。然而，这种结构只不过是一个例子。例如，也可以是在旋转轴一体地形成有凸部的结构。

另外，将形成于主轴2、4的凹部2a、4a作为销5的插入孔，将销5压入于凹部2a，以松动配合状态将销5插入于凹部4a。然而，这只不过是示出一个例子，也可以在将凹部2a插入于销5时通过焊接等将销5固定于主轴2。另外，如上所述，主轴4方面由于为了提高刚性而进行淬火处理，因此优选将销5压入于主轴2之后，向主轴4的凹部4a插入销5，但是，也可以在将销5压入于主轴4侧之后，向主轴2的凹部2a插入销5。

这样，关于主轴2、4的凹部2a、4a与销5的连接形式，可以是任何形式。但是，由于需要在将销5插入于两凹部2a、4a时，使两主轴2、4的轴端面彼此分离，因此相对于凹部2a、4a的可插入深度的合计值小于销5的全长。另外，所谓的可插入深度是指:在销5与凹部2a、4a的底面接触的情况下，从主轴2、4的凹部2a、4a的挖设面到凹部2a、4a的底面的长度，在销5被压入于凹部2a、4a的情况下，能够压入的深度。

另外，关于致动器3的主轴4，只要以其前端（主轴2侧的前端）比轴承7朝马达1侧（图1的右侧）突出的状态配置即可。

Claims (3)

1.一种扭矩传递装置，将轴端被对置的两个旋转轴(2、4)经由设置在所述两个旋转轴(2、4)的各自轴端面的扭矩传递部(2a、4a、5)以能够传递扭矩的方式连结，该扭矩传递装置的特征在于，

所述两个旋转轴(2、4)中的第一旋转轴(4)被两端支承，即该第一旋转轴(4)的两端部被轴承(7、8)支承；

所述两个旋转轴(2、4)中的第二旋转轴(2)被一端支承，即只有该第二旋转轴(2)的与所述扭矩传递部(2a、4a、5)相反侧的端部被轴承(9)支承，并且，该第二旋转轴(2)与支承所述第一旋转轴(4)的轴承(7、8)中的、所述扭矩传递部(2a、4a、5)侧的轴承(7)分离，

所述扭矩传递部(2a、4a、5)是在所述两个旋转轴(2、4)的一个旋转轴(2)的轴端面设置的凸部(5)以及在另一个旋转轴(4)的轴端面设置的凹部(4a)，通过使所述凸部(5)和所述凹部(4a)嵌合来进行所述两个旋转轴(2、4)间的扭矩传递，

并且，通过在所述两个旋转轴彼此同轴地连结的状态下所述凸部(5)的轴向前端与所述凹部(4a)的轴向内端的抵接，限制所述两个旋转轴(2、4)沿轴向朝接近侧的相对移动，并且，使所述凸部(5)的轴向长度比所述凹部(4a)的轴向深度大，使所述凸部(5)的基端面、即形成有该凸部(5)的所述一个旋转轴(2)的轴端面与所述凹部(4a)的挖设面、即形成有该凹部(4a)的所述另一个旋转轴(4)的轴端面分离。

2.根据权利要求1所述的扭矩传递装置，其特征在于，

所述凸部是插入到截面呈圆形状的插入孔(2a)的销(5)，所述插入孔(2a)是相对于所述一个旋转轴(2)从所述基端面挖设而成的，

所述凹部(4a)是供所述销(5)插入、且在所述另一个旋转轴(4)的轴端面挖设而成的截面呈圆形状的插入孔，

通过使分别形成于所述两个旋转轴(2、4)的所述插入孔(2a、4a)的可插入深度的合计值小于所述销(5)的全长，而使所述两个旋转轴(2、4)的轴端面彼此分离。

3.根据权利要求1或2所述的扭矩传递装置，其特征在于，

所述凹部(4a)的底面以及所述凸部(5)的前端面具有对置的平面部，通过所述平面部彼此的抵接，限制所述两个旋转轴(2、4)的沿轴向朝接近侧的相对移动。