CN103442965B - 动力转向装置 - Google Patents
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Abstract
一种动力转向装置,包括:第1轴承,其支承上述蜗杆的基端侧,并使该蜗杆的基端侧旋转自如;第2轴承,其支承上述蜗杆的顶端侧,并使该蜗杆的顶端侧旋转自如;施力构件,其对第2轴承的外周面施加作用力;以及弹性构件,其配置于齿轮箱的内周面与第2轴承的外周面之间。齿轮箱中的包围第2轴承的外周面的内周面形成为,第2轴承能够在施力构件的作用力下朝向蜗轮移动,在齿轮箱的内周面上形成有用于容纳弹性构件的环状槽,环状槽的中心设为从第1轴承和第2轴承为同轴状态下的蜗杆的中心轴线向蜗轮侧偏置。
Description
技术领域
本发明涉及一种动力转向装置。
背景技术
作为以往的动力转向装置,在JP3-112784A中公知有一种通过利用弹簧对与设于转向轴的蜗轮相啮合的蜗杆的轴承施力来调整蜗轮与蜗杆之间的齿的间隙的动力转向装置(例如参照专利文献1)。
在JP3-112784A所公开的动力转向装置中,在自车轮侧输入超过弹簧的作用力的负荷的情况下,弹簧被压缩从而轴承碰到壳体的内周,发生金属接触声。
发明内容
发明要解决的问题
本发明即是鉴于上述问题点而做成的,其目的在于提供一种能够减少发生轴承与齿轮箱之间的金属接触声的动力转向装置。
用于解决问题的方案
根据本发明的某实施方式,提供一种动力转向装置,其用于辅助驾驶员对方向盘施加的转向力,该动力转向装置包括:蜗轮,其设于与方向盘连接的转向轴;蜗杆,其与上述蜗轮相啮合,并随着电动机的驱动而旋转;第1轴承,其支承上述蜗杆的基端侧,并使该蜗杆的基端侧旋转自如;第2轴承,其支承上述蜗杆的顶端侧,并使该蜗杆的顶端侧旋转自如;齿轮箱,其用于容纳上述蜗杆;施力构件,其通过对上述第2轴承的外周面施加作用力而朝向上述蜗轮对上述蜗杆施力;以及弹性构件,其配置于上述齿轮箱的内周面与上述第2轴承的外周面之间;上述齿轮箱中的包围上述第2轴承的外周面的内周面形成为,上述第2轴承能够在上述施力构件的作用力的作用下朝向上述蜗轮移动,在上述齿轮箱的上述内周面上形成有用于容纳上述弹性构件的环状槽,该环状槽的中心设为从上述第1轴承和上述第2轴承为同轴状态下的上述蜗杆的中心轴线向上述蜗轮侧偏置。
以下参照附图详细地说明本发明的实施方式和优点。
附图说明
图1的(A)是表示本发明的实施方式的动力转向装置的剖视图。图1的(B)是齿轮箱中的供第2轴承容纳的部分的剖视图。
图2是图1的(A)的局部放大图。
图3是表示环状槽与齿轮箱的长孔之间的位置关系的示意图。
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式的动力转向装置100。
动力转向装置100是搭载于车辆并用于辅助驾驶员对方向盘施加转向力的装置。
如图1所示,动力转向装置100包括:蜗轮1,其设于与方向盘连接的转向轴;以及蜗杆2,其在一端部连结有电动机7的输出轴7a,且该蜗杆2与蜗轮1相啮合。蜗杆2随着电动机7的驱动而旋转,蜗杆2的旋转减速并传递到蜗轮1。利用蜗轮1和蜗杆2构成蜗轮减速机。
自电动机7输出的转矩从蜗杆2传递到蜗轮1,并作为辅助转矩施加于转向轴。电动机7输出的转矩与转向转矩相对应,该转向转矩根据利用构成转向轴的输入轴和输出轴之间的相对旋转而扭曲的扭杆的扭曲量来计算。
蜗杆2容纳于金属制的齿轮箱3。在蜗杆2的一部分形成有与蜗轮1的齿部1a相啮合的齿部2a。在齿轮箱3的内周面上且是在与齿部2a相对应的位置形成有开口部3c,蜗杆2的齿部2a和蜗轮1的齿部1a通过该开口部3c而相啮合。
蜗杆2的电动机7侧、即基端侧被第1轴承4支承为旋转自如。第1轴承4为在环状的内圈与外圈之间安装有滚珠的轴承。第1轴承4的外圈被夹持在防松螺母5与形成于齿轮箱3的台阶部3a之间。第1轴承4的内圈夹持在蜗杆2的台阶部2b与压入蜗杆2的外周的接头6之间。由此,限制蜗杆2沿轴向的移动。
如图2所示,蜗杆2的顶端侧被第2轴承11支承为旋转自如,该第2轴承11借助作为截面呈L字状的环状的弹性构件的L字环10而安装于齿轮箱3的底部。第2轴承11为在环状的内圈与外圈之间安装有滚珠的轴承。在第2轴承11的内圈卡定有形成于蜗杆2的顶端部附近的台阶部2c。
由于第2轴承11在L字环10的作用力的作用下按压于蜗杆2的台阶部2c,因此,能够减少第2轴承1沿轴向的晃动。也就是说,L字环10在齿轮箱3的底部与第2轴承11的底部之间被压缩,沿轴向对第2轴承11加压。
在齿轮箱3的端部侧的外周面上突出地形成有端面17a为平面状的凸缘部17。在凸缘部17上形成有通孔13,在齿轮箱3的内周面开口的通孔13的开口部形成为与第2轴承11的外周面相面对。在通孔13内安装有作为施力构件的螺旋弹簧12,在凸缘部17的端面17a开口的通孔13的开口部被具有头部14a的插头14封堵。
在凸缘部17的端面17a与插头14的头部14a之间安装有O型密封圈16,插头14利用头部14a压入,直到O型密封圈16被按压到凸缘部17的端面17a为止。另外,也可以取代将插头14压入通孔13内而是通过使六角头螺栓螺合于通孔13内来进行紧固。
螺旋弹簧12以在插头14的顶端面与第2轴承11的外周面之间被压缩的状态安装于通孔13内,向使蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部1a之间的间隙减小的方向对第2轴承11施力。也就是说,螺旋弹簧12借助第2轴承11而朝向蜗轮1对蜗杆2施力。
齿轮箱3中的包围第2轴承11的外周面的内周面3b形成为使第2轴承11能够在螺旋弹簧12的作用力的作用下朝向蜗轮1移动。具体而言,形成为长孔形状。以下参照图3详细地说明内周面3b的长孔。
内周面3b形成为长孔形状,该长孔形状由以第1轴承4和第2轴承11为同轴状态下的蜗杆2的中心轴线X为中心的第1半圆弧面20、与第1半圆弧面20的两端连接且与螺旋弹簧12的施力方向平行的一对平面21、以及与平面21连接且隔着平面21与第1半圆弧面20对称的第2半圆弧面22组成。这样,内周面3b形成为,能够在螺旋弹簧12的作用力的作用下使第2轴承11自与第1轴承4的同轴状态朝向蜗轮1移动。另外,还可以将内周面3b的第1半圆弧面20的中心形成为自中心轴线X向螺旋弹簧12侧偏置。
接着,详细地说明L字环10。
如图2所示,L字环10包括:第1弹性部10a,其为环状,配置于齿轮箱3的底部与第2轴承11的底部之间;以及第2弹性部10b,其为环状,配置于齿轮箱3的内周面3b与第2轴承11的外周面之间。在齿轮箱3的底部上形成有用于容纳第1弹性部10a的第1环状槽31,在齿轮箱3的内周面3b上形成有用于容纳第2弹性部10b的第2环状槽32。通过使L字环10容纳于第1环状槽31和第2环状槽32,能够防止L字环10在齿轮箱3内的位置偏移。
第1环状槽31和第2环状槽32的深度的尺寸小于第1弹性部10a和第2弹性部10b的厚度。因而,第1弹性部10a和第2弹性部10b在容纳于第1环状槽31和第2环状槽32的状态下分别自齿轮箱3的底部和内周面3b突出预定高度。该突出的部分与第2轴承11相抵接,能够防止第2轴承11抵接于齿轮箱3的底部和内周面3b。
在第1弹性部10a和第2弹性部10b的边界上形成有用于使第2轴承11的外圈的角部退避的槽部10c。槽部10c还具有吸收L字环10的变形的效果。
如图3所示,第2环状槽32设为其中心Y自蜗杆2的中心轴线X向蜗轮1侧偏置预定长度D。具体而言,偏置的长度D设定为与内周面3b的长孔的平面21的长度相同。也就是说,第2环状槽32的中心Y设定为与长孔的第2半圆弧面22的中心相同。
由此,如图3所示,在第2轴承11被螺旋弹簧12的作用力按压且位于与第2环状槽32的中心Y同轴状态的情况下,第2弹性部10b在第2轴承11克服螺旋弹簧12的作用力移动的方向上具有与长度T相应的可压缩余量。
接着,说明蜗杆2向齿轮箱3内的组装以及L字环10的作用。
首先,在齿轮箱3的第1环状槽31和第2环状槽32内容纳L字环10。
接着,将第2轴承11插入齿轮箱3内,并插入到L字环10的第2弹性部10b的内周。
接着,在通孔13内安装螺旋弹簧12,向通孔13压入插头14,在第2轴承11的外周面与插头14之间压缩螺旋弹簧12。
最后,将蜗杆2插入齿轮箱3内,并将蜗杆2的顶端部插入第2轴承11的内圈的内周。由此,完成蜗杆2向齿轮箱3内的组装。
在完成了蜗杆2向齿轮箱3内的组装的时刻,第2轴承11在螺旋弹簧12的作用力的作用下对蜗轮1侧施力,成为没有间隙的状态。在该状态下,第2轴承11的中心成为稍微自中心轴线X向蜗轮1侧偏移的状态。具体而言,第2轴承11的中心位于中心轴线X和中心Y之间(参照图3)。因而,蜗杆2在螺旋弹簧12的作用力的作用下成为稍微倾斜的状态。
蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部1a之间的磨损随着动力转向装置100的驱动而进行。但是,在该情况下,通过利用螺旋弹簧12的作用力使第2轴承11在齿轮箱3的长孔内移动,能够减少蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部1a之间的间隙。因而,蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部1a之间的磨损越是随着动力转向装置100的驱动而进行,第2弹性部10b的可压缩余量越是逐渐增大。
在该状况下,在自车轮侧输入超过螺旋弹簧12的作用力的负荷的情况下,第2轴承11克服螺旋弹簧12的作用力并趁势移动。但是,由于第2轴承11一边压缩第2弹性部10b的可压缩余量一边在长孔内移动,因此,能够防止第2轴承11趁势碰到齿轮箱3的内周面3b。因而,能够减少由第2轴承11和齿轮箱3的内周面3b的碰撞导致发生金属接触声。
另外,L字环10的第1弹性部10a在齿轮箱3的底部与第2轴承11的底部之间被压缩,将第2轴承11按压于蜗杆2的台阶部2c。由此,能够减少第2轴承11沿轴向的晃动。
以下说明上述实施方式的变形例。
在上述实施方式中,说明了使用配置于齿轮箱3的底部与第2轴承11的底部之间的第1弹性部10a和配置于齿轮箱3的内周面3b与第2轴承11的外周面之间的第2弹性部10b为一体的L字环10的情况。但是,即使取代该结构,而利用彼此独立的弹性构件、例如O型密封圈而构成第1弹性部10a和第2弹性部10b,也能够起到与上述实施方式相同的作用效果。
以上说明了本发明的实施方式,但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分,其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。
本申请基于2011年3月22日向日本国特许厅申请的日本特愿2011-62369主张优先权,该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。
产业上的可利用性
本发明能够应用于辅助驾驶员对手柄施加的转向力的动力转向装置。
Claims (6)
1.一种动力转向装置,其用于辅助驾驶员对方向盘施加的转向力,
该动力转向装置包括:
蜗轮,其设于与方向盘连接的转向轴;
蜗杆,其与上述蜗轮相啮合,并随着电动机的驱动而旋转;
第1轴承,其支承上述蜗杆的基端侧,并使该蜗杆的基端侧旋转自如;
第2轴承,其支承上述蜗杆的顶端侧,并使该蜗杆的顶端侧旋转自如;
齿轮箱,其用于容纳上述蜗杆;
施力构件,其通过对上述第2轴承的外周面施加作用力而朝向上述蜗轮对上述蜗杆施力;以及
弹性构件,其配置于上述齿轮箱的内周面与上述第2轴承的外周面之间;
上述齿轮箱中的包围上述第2轴承的外周面的内周面形成为,上述第2轴承能够在上述施力构件的作用力的作用下朝向上述蜗轮移动,
在上述齿轮箱的上述内周面上形成有用于容纳上述弹性构件的环状槽,该环状槽的中心设为从上述第1轴承和上述第2轴承为同轴状态下的上述蜗杆的中心轴线向上述蜗轮侧偏置。
2.根据权利要求1所述的动力转向装置,其中,
上述弹性构件包括:第1弹性部,其为环状,配置于上述齿轮箱的底部与上述第2轴承的底部之间;以及第2弹性部,其为环状,配置于上述齿轮箱的内周面与上述第2轴承的外周面之间。
3.根据权利要求1所述的动力转向装置,其中,
上述齿轮箱的内周面由以第1半圆弧面、与上述施力构件的施力方向平行的一对平面以及隔着上述平面与上述第1半圆弧面对称的第2半圆弧面组成,
上述环状槽的中心与上述第2半圆弧面的中心大致相同。
4.根据权利要求2所述的动力转向装置,其中,
上述第2轴承在作用于外周面的上述施力构件和上述第2弹性部的作用力的作用下朝向上述蜗轮施力。
5.根据权利要求1所述的动力转向装置,其中,
上述环状槽的深度的尺寸小于上述弹性构件的厚度。
6.根据权利要求1所述的动力转向装置,其中,
在上述第2轴承位于与上述第1轴承同轴的状态的情况下,在上述第2轴承的外周面和上述弹性构件的内周面之间,在上述第2轴承在上述施力构件的作用力的作用下朝向上述蜗轮移动的方向上存在间隙。
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