具体实施方式
[实施例1]
对实施例1的动力转向装置1进行说明。实施例1的动力转向装置1通过将电动机40的驱动力经由丝杠机构26传递至转向轴10从而对驾驶员的转向力施加助力。
〔动力转向装置的结构〕
图1是动力转向装置1的立体图。图2是动力转向装置1的正面图。图3是沿动力转向装置1的转向轴10的轴向剖切的剖面图。
图4是表示电动机40和螺母20的连结情形的示意图。
动力转向装置1具有将驾驶员操纵的方向盘的转动传递至使转向轮转向的转向轴10的操向(转向)机构2、对转向轴10施加助力的辅助机构3。操向(转向)机构2具有与方向盘连结的操向(转向)输入轴80、和与操向(转向)输入轴80一体旋转的小齿轮81。小齿轮81与形成于转向轴10外周的齿条13啮合。
动力转向装置1的各结构要素收容在将第一壳体30、第二壳体31、第三壳体32组合而成的壳体内。第一壳体30主要收容操向(转向)机构2、转向轴10的一部分、辅助机构3的丝杠机构26的一部分。第二壳体31主要收容丝杠机构26的一部分、转向轴10的一部分。第三壳体32主要收容电动机40。
辅助机构3具有电动机40、将电动机40的输出传递至转向轴10的丝杠机构26。电动机40按照由驾驶员输入方向盘的操向(转向)转矩及操向(转向)量而通过电机控制器(未图示)控制输出。
丝杠机构26具有螺母20和输出带轮27。输出带轮27具有圆筒状的部件,可一体旋转地固定于螺母20。在电动机40的驱动轴上一体旋转地固定有圆筒状的输入带轮35。在输出带轮27和输入带轮35之间,卷挂有皮带28。另外,以下,将螺母20、输出带轮27的旋转轴定义为第一基准轴线L1,将电动机40、输入带轮35的旋转轴定义为第二基准轴线L2。
螺母20以包围转向轴10的方式形成为环状,相对转向轴10旋转自如地设置。在螺母20的内周呈螺旋状地形成有槽,该槽构成螺母侧滚珠丝杠槽21。在转向轴10的外周,在轴向上远离形成有前述齿条13的部分的位置形成有螺旋状的槽,该槽构成转向轴侧滚珠丝杠槽11。在转向轴10插入螺母20的状态下,通过螺母侧滚珠丝杠槽21和转向轴侧滚珠丝杠槽11形成滚珠循环槽12。在滚珠循环槽12内填充有金属制的多个滚珠22。螺母20旋转后,滚珠22在滚珠循环槽12内移动,由此,转向轴10相对于螺母20而在长度方向移动。
〔螺母的结构〕
图5是动力转向装置1的辅助机构3附近的放大剖面图。图6是安装了循环部件23状态下的螺母20的立体图。图7是从轴向观察安装了循环部件23状态下的螺母20的正面图。图8是在螺母20上安装了输出带轮27状态下的从轴向观察的正面图。图9是在螺母20上安装了输出带轮27状态下的立体图。图10是螺母20的立体图。图11是螺母20的立体图。图12是螺母20的立体图。图13从径向观察螺母20的侧面图。图14是从径向观察螺母20的侧面图。图15是从轴向观察螺母20的正面图。
螺母20具有:外周的形成为与螺母20的旋转轴平行的面状平面部20b、以包围转向轴10的方式形成为环状的主体部20c、形成为比主体部20c更靠轴向一端侧的输出带轮安装部20a、形成为比主体部20c更靠轴向另一端侧的夹持用大径部20d。
平面部20b是将大致圆筒形状的外周面的一部分切除而形成为与螺母20的旋转轴平行的平面状。平面部20b遍及输出带轮安装部20a、主体部20c、夹持用大径部20d而形成。
在平面部20b形成有与滚珠循环槽12的一端连通的滚珠循环槽一端侧开口部20e。滚珠循环槽一端侧开口部20e的至少一部分在螺母20的轴向范围内形成有输出带轮安装部20a的区域中开口。当然,滚珠循环槽一端侧开口部20e也可以整体在螺母20的轴向范围内形成有输出带轮安装部20a的区域中开口。
另外,在平面部20b形成有与滚珠循环槽12的另一端连通的滚珠循环槽另一端侧开口部20f。滚珠循环槽另一端侧开口部20f的至少一部分在螺母20的轴向范围内形成有夹持用大径部20d的区域中开口。当然,滚珠循环槽另一端侧开口部20f也可以整体在螺母20的轴向范围内形成有夹持用大径部20d的区域中开口。
滚珠循环槽一端侧开口部20e和滚珠循环槽另一端侧开口部20f经由管状循环部件23连结。管状循环部件23的一端部插入滚珠循环槽一端侧开口部20e,管状循环部件23的另一端部插入滚珠循环槽另一端侧开口部20f。
在平面部20b形成有一端侧内螺纹部20g和另一端侧内螺纹部20h。一端侧内螺纹部20g的至少一部分在螺母20的轴向范围内形成有输出带轮安装部20a的区域中开口。当然,一端侧内螺纹部20g也可以整体在螺母20的轴向范围内形成有输出轴带轮安装部20a的区域中开口。
另一端侧内螺纹部20h的至少一部分在形成有夹持用大径部20d的区域中开口。当然,另一端侧内螺纹部20h也可以整体在形成有夹持用大径部20d的区域中开口。
在一端侧内螺纹部20g和另一端侧内螺纹部20h切割有内螺纹。循环部件23通过跨越循环部件23而形成的固定金属83被固定于螺母20。固定金属83通过使用一对相同尺寸的螺钉82而被固定于螺母20。更具体而言,固定金属83通过一个螺钉82与一端侧内螺纹部20g联接,通过另一螺钉82与另一端侧内螺纹部20h联接,从而固定于螺母20。图16是一个螺钉82的立体图。如图16所示,螺钉82的头部形成为大致半球形状。
夹持用大径部20d形成为外径比主体部20c的外径大。图17是夹持用大径部20d部分的径向剖面图。如图17所示,夹持用大径部20d具有另一端侧夹持部20k,该另一端侧夹持部20k在周向规定范围形成为与以第一基准轴线L1为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状。
输出带轮安装部20a形成为外径比主体部20c的外径大。图18是输出带轮安装部20a部分的径向剖面图。如图18所示,输出带轮安装部20a具有一端侧夹持部20l,该一端侧夹持部20l在周向规定范围内形成为与以第一基准轴线L1为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状。另一端侧夹持部20k及一端侧夹持部20l为了将螺母20夹持在用于制造该螺母的机械加工用夹具(未图示)上而形成。
在输出带轮安装部20a安装有输出带轮27。输出带轮27具有圆筒形的部件和设于其一侧的底部27a。在底部27a形成有插入转向轴10的贯通孔27b。在输出带轮安装部20a的轴向侧面设有四个切割有内螺纹的螺栓孔20i。输出带轮安装部20a以输出带轮安装部20a的轴向侧面与输出带轮27的底部27a相对的方式从输出带轮27的另一侧开口部插入输出带轮27内。而且,输出带轮27通过螺栓84与输出带轮安装部20a联接。在输出带轮27安装于螺母20的状态下,在输出带轮27的内周侧收容有循环部件23的一部分(参照图9)。
在螺母20的主体部20c,即相对于第一基准轴线L1与平面部20b在径向上相反的一侧形成有外周的一部分凹陷的定位用槽20j(参照图11)。定位用槽20j用于将螺母20夹持在用于制造该螺母的机械加工用的夹具(未图示)时将螺母20定位。
〔作用〕
为了确保丝杠机构26的耐久性,需要将作用在转向轴10上的力分散在各滚珠22上。因此,需要在滚珠循环槽12内填充足够数量的滚珠22,需要确保可填充足够数量滚珠22的滚珠循环槽12的长度。
因此,螺母20的轴向长度首先由必须的该滚珠循环槽12的长度规定。另外,由于需要连结输出带轮27和螺母20,以将动力从输出带轮27传递至螺母20,因此,在螺母20上形成有安装输出带轮27的部分。但是,若单纯地在螺母20上形成安装输出带轮27的部分,则螺母20的轴向长度扩大,造成大型化。
因此,在实施例1中,在比螺母20的主体部20c更靠轴向一端侧,设置外径比主体部20c的外径大的输出带轮安装部20a,并在该输出带轮安装部20a安装输出带轮27。另外,以延伸至输出带轮安装部20a的区域的方式在螺母20上形成平面部20b,滚珠循环槽一端侧开口部20e的至少一部分在平面部20b的形成有输出带轮安装部20a的区域中开口。
通过在螺母20上设置外径比主体部20c的外径大的输出带轮安装部20a,能够在输出带轮安装部20a的侧面形成用于安装输出带轮27的螺栓孔20i(参照图6、图7)。即,不用使螺母20在轴向上变长,就能够在螺母20上确保用于安装输出带轮27的区域,能够缩短螺母20的轴向长度。另外,由于滚珠循环槽一端侧开口部20e的至少一部分在平面部20b的形成有输出带轮安装部20a的区域中开口,因此,能够直至形成有输出带轮安装部20a的区域都形成滚珠循环槽12,能够缩短螺母20的轴向长度。另外,由于将滚珠循环槽一端侧开口部20e设置在平面部20b,因此,能够容易进行形成滚珠循环槽一端侧开口部20e的作业、及安装循环部件23的作业。
在实施例1中,一端侧内螺纹部20g的至少一部分在平面部20b的形成有输出带轮安装部20a的区域开口(参照图14)。由于一端侧内螺纹部20g在平面部20b的形成有输出带轮安装部20a的区域中开口,因此,能够缩短螺母20的轴向长度。
在实施例1中,将螺钉82的头部设为大致半球形状。图19是在螺母20上安装了输出带轮27的状态下沿径向切断输出带轮27的剖面图。一端侧内螺纹部20g在形成有输出带轮安装部20a的区域开口。因此,插入一端侧内螺纹部20g的螺钉82配置于平面部20b和输出带轮27的内周之间。通过将螺钉82的头部形成为大致半球形状,能够避免输出带轮27的内周面和螺钉82的头部的干涉。
在实施例1中,在夹持用大径部20d,形成有另一端侧夹持部20k,该另一端侧夹持部20k具有与以第一基准轴线L1为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状。另外,平面部20b形成为延伸至在轴向形成有夹持用大径部20d的区域(形成有另一端侧夹持部20k的区域),滚珠循环槽另一端侧开口部20f的至少一部分在平面部20b的形成有另一端侧夹持部20k的区域中开口(参照图14)。
通过使另一端侧夹持部20k形成为与以第一基准轴线L1为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状,能够将螺母20以第一基准轴线L1为旋转轴而夹持在用于制造该螺母的机械加工用夹具(未图示)上。另外,由于在平面部20b的形成有另一端侧夹持部20k的区域中,滚珠循环槽另一端侧开口部20f开口,因此,能够直至形成有另一端侧夹持部20k的区域形成滚珠循环槽12,能够缩短螺母20的轴向长度。另外,由于将滚珠循环槽另一端侧开口部20f设置在平面部20b,因此,能够容易进行形成滚珠循环槽另一端侧开口部20f的作业、及安装循环部件23的作业。
在实施例1中,在输出带轮安装部20a形成一端侧夹持部20l,该一端侧夹持部20l是与以第一基准轴线L1为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状。另一端侧夹持部20k和一端侧夹持部20l成为具有同一中心轴的一对夹持部,能够容易地进行将未加工的螺母夹持在机械加工用夹具(未图示)上的夹持作业。
在实施例1中,在相对螺母20的第一基准轴线与平面部20b在径向相反一侧,形成有定位用槽20j(参照图11~图13)。通过定位用槽20j,能够提高将螺母20夹持在机械加工用夹具(未图示)上时螺母20的定位精度。
〔效果〕
以下,列出实施例1的效果。
(1)在实施例1的动力转向装置中,设置:
转向轴10,通过伴随方向盘的旋转而在轴向移动来使转向轮转向;
转向轴侧滚珠丝杠槽11,设于转向轴10的外周侧,且具有螺旋状的槽形状;
螺母20,具有形成为环状以包围转向轴10的主体部20c,且相对于转向轴10旋转自如地设置;
螺母侧滚珠丝杠槽21,设于螺母20的内周侧,具有螺旋状的槽形状,与转向轴侧滚珠丝杠槽11一起构成滚珠循环槽12;
多个滚珠22,设于滚珠循环槽12内;
输出带轮安装部20a,在以螺母20的旋转轴方向为轴向时,形成于比主体部20c更靠轴向的一端侧且形成为其外径比主体部20c的外径大;
输出带轮27,以与螺母20的轴向的一端侧相对的方式与输出带轮安装部20a连接,且形成为圆筒状以包围转向轴10;
输入带轮35,具有以相对螺母20的旋转轴在径向偏置的方式配置的旋转轴,且形成为圆筒状,其中,螺母20的旋转轴成为第一基准轴线,输入带轮35的旋转轴成为第二基准轴线,
皮带28(传递部件),设置为跨越输出带轮27和输入带轮35,将输入带轮35的旋转传递至输出带轮27;
电动机40,通过旋转驱动输入带轮35而经由皮带28及输出带轮27旋转驱动螺母20,且通过将螺母20的旋转转换为转向轴10的轴向运动而将转向力施加给转向轴10;
平面部20b,在以基于第一基准轴线L1的径向为径向且以基于第一基准轴线L1的周向为周向时,在形成于螺母20的径向外侧且周向规定范围内,形成为在螺母20的轴向上延伸至形成有输出带轮安装部20a的区域,且与第一基准轴线L1大致平行地设置(或,与相对于以第一基准轴线L1为中心的上述螺母的圆形的切线方向大致平行地设置);
滚珠循环槽一端侧开口部20e(滚珠循环槽一端侧开口),与滚珠循环槽12的一端连通,以其至少一部分在螺母20的轴向范围内形成有输出带轮安装部20a的区域中开口的方式设于平面部20b;
滚珠循环槽另一端侧开口部20f(滚珠循环槽另一端侧开口),与滚珠循环槽12的另一端连通且以开口的方式设于平面部20b;
循环部件23,连接滚珠循环槽12的一端侧和另一端侧,使多个滚珠22可从滚珠循环槽12的一端侧向另一端侧循环或从另一端侧向一端侧循环。
因此,不用使螺母20在轴向上伸长,就能确保用于安装输出带轮27的区域,能够缩短螺母20的轴向长度。另外,由于在平面部20b的形成有输出带轮安装部20a的区域中,滚珠循环槽一端侧开口部20e开口,因此,能够直至形成有输出带轮安装部20a的区域形成滚珠循环槽12,能够缩短螺母20的轴向长度。另外,由于在平面部20b设置滚珠循环槽一端侧开口部20e,因此,能够容易进行形成滚珠循环槽一端侧开口部20e的作业、及安装循环部件23的作业。
(2)上述动力转向装置具有通过利用螺钉82与螺母20结合而将循环部件23固定在螺母20上的固定金属83(固定部件)。螺母20具有一端侧内螺纹部20g和另一端侧内螺纹部20h(内螺纹部)。一端侧内螺纹部20g和另一端侧内螺纹部20h分别以开口的方式设于平面部20b,且形成有使螺钉82拧合的内螺纹。一端侧内螺纹部20g的至少一部分,在平面部20b上,设于螺母20的轴向范围内形成有输出带轮安装部20a的区域。
由于在平面部20b的形成有输出带轮安装部20a的区域中,一端侧内螺纹部20g开口,因此,能够缩短螺母20的轴向长度。
(3)螺钉82的头部具有大致半球形状。
通过将螺钉82的头部设为大致半球形状,能够避免输出带轮27的内周面和螺钉82的头部的干涉。
(4)螺母20具有:
夹持用大径部20d,设于主体部20c的轴向另一端侧,形成为外径比主体部20c的外径大;
另一端侧夹持部20k,设于夹持用大径部20d,在周向上形成有平面部20b的区域以外的规定范围内,形成为与以第一基准轴线L1为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状,用于将螺母20夹持在机械加工用夹具上。
平面部20b形成为在轴向上延伸至形成有另一端侧夹持部20k的区域。滚珠循环槽另一端侧开口部20f以其至少一部分在螺母20的轴向范围内形成有另一端侧夹持部20k的区域中开口的方式设于平面部20b。
通过使另一端侧夹持部20k形成为与以第一基准轴线L1为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状,能将螺母20以第一基准轴线L1为旋转轴而夹持在机械加工用夹具上。另外,由于在平面部20b的形成有另一端侧夹持部20k的区域中,滚珠循环槽另一端侧开口部20f开口,因此,能够直至形成有另一端侧夹持部20k的区域形成滚珠循环槽12,能够缩短螺母20的轴向长度。另外,由于将滚珠循环槽另一端侧开口部20f设置在平面部20b,因此,能够容易地进行形成滚珠循环槽另一端侧开口部20f的作业、及安装循环部件23的作业。
(5)输出带轮安装部20a在周向上形成有平面部20b的区域以外的规定范围内形成为与以第一基准轴线L1为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状,且具有用于将螺母20夹持在机械加工用夹具上的一端侧夹持部20l。
另一端侧夹持部20k和一端侧夹持部20l成为具有同一中心轴的一对夹持部,能够使夹持作业容易。
(6)螺母20设于相对于第一基准轴线与平面部20b在径向上相反的一侧,且具有将螺母20夹持在机械加工用夹具时螺母20的定位用槽20j。
通过定位用槽20j,能够提高将螺母20夹持在机械加工用夹具上时螺母20的定位精度。
[实施例2]
在实施例2中,螺母20的一端侧内螺纹部20g的至少一部分20g1及另一端侧内螺纹部20h的至少一部分20h1以不干涉的方式配置于螺母侧滚珠丝杠槽21。另外,关于与实施例1相同的结构省略说明。
〔平面部的螺钉部的配置〕
图20是从径向观察螺母20的侧面图。与实施例1(参照图14)相比较,一端侧内螺纹部20g在平面部20b上,形成于比滚珠循环槽一端侧开口部20e更靠轴向另一端侧的位置。另外,一端侧内螺纹部20g的至少一部分20g1在与第一基准轴线L1正交且与平面部20b平行的轴线方向上(即,从图20观察),形成于不与螺母侧滚珠丝杠槽21重叠的位置。
即,以在轴向与螺母侧滚珠丝杠槽21重叠的程度将一端侧内螺纹部20g配置在靠近轴向另一端侧,由此,可实现螺母的轴向尺寸的小型化。另外,避免一端侧内螺纹部20g和螺母侧滚珠丝杠槽21的干涉,因此,一端侧内螺纹部20g以其至少一部分20g1在图20的纸面的上下方向上不与螺母侧滚珠丝杠槽重叠的方式配置(位于比用虚线描绘的螺母侧滚珠丝杠槽21更靠图中下侧的位置)。
由此,与使一端侧内螺纹部20g和螺母侧滚珠丝杠槽21完全重叠的情况相比,能够降低一端侧内螺纹部20g和螺母侧滚珠丝杠槽21干涉的危险。
另外,与实施例1(参照图14)相比较,另一端侧内螺纹部20h在平面部20b上,形成于比滚珠循环槽另一端侧开口部20f更靠轴向一端侧。另外,另一端侧内螺纹部20h的至少一部分20h1在与第一基准轴线L1正交且与平面部20b平行的轴线方向,形成于不与螺母侧滚珠丝杠槽21重叠的位置(位于比用虚线描绘的螺母侧滚珠螺纹槽21更靠图中上侧的位置)。另外,在图20中,一端侧内螺纹部20g及另一端侧内螺纹部20h看上去配置于部分地与螺母侧滚珠丝杠槽21重叠的区域,但是以与平面部20b平行的平面将螺母20剖切的情况下,越远离旋转轴,螺母侧滚珠丝杠槽21所占的宽度越小,因此,一端侧内螺纹部20g及另一端侧内螺纹部20h的前端也不会与螺母侧滚珠丝杠槽21干涉。
〔作用〕
在实施例2中,使一端侧内螺纹部20g及另一端侧内螺纹部20h形成于在与第一基准轴线L1正交且与平面部20b平行的轴线方向(即,从图20中观察)上,至少部分地与螺母侧滚珠丝杠槽21重叠的区域之外。因此,能够防止一端侧内螺纹部20g及另一端侧内螺纹部20h与螺母侧滚珠丝杠槽21的干涉。
另外,在实施例2中,使一端侧内螺纹部20g形成在平面部20b上比滚珠循环槽一端侧开口部20e更靠轴向另一端侧,使另一端侧内螺纹部20h形成在平面部20b上比滚珠循环槽另一端侧开口部20f更靠轴向一端侧。因此,能够缩短螺母20的轴向长度。
〔效果〕
以下,记载实施例2的效果。
(7)另一端侧内螺纹部20h在平面部20b上比滚珠循环槽一端侧开口部20e更靠轴向另一端侧的位置,即在与第一基准轴线L1正交且与平面部20b平行的轴线方向上,至少一部分与螺母侧滚珠丝杠槽21重叠的区域之外。
能够防止一端侧内螺纹部20g及另一端侧内螺纹部20h与螺母侧滚珠丝杠槽21的干涉。另外,能够缩短螺母20的轴向长度。
[实施例3]
在实施例3中,循环部件23通过输出带轮27的内周面固定在螺母20上。另外,关于与实施例1相同的结构省略说明。
〔循环部件的固定〕
图21是在螺母20安装了输出带轮27的状态下沿径向将输出带轮27剖切的剖面图。在螺母20上安装了输出带轮27的状态下,循环部件23与输出带轮27的内周面抵接。
〔作用〕
循环部件23与输出带轮27的内周面抵接,因此,循环部件23不会从滚珠循环槽一端侧开口部20e和滚珠循环槽另一端侧开口部20f脱落。因此,不用设置其它部件就能将循环部件23固定在螺母20上。
〔效果〕
以下,记载实施例3的效果。
(8)输出带轮27形成为在轴向上与循环部件23重叠且包围螺母20,循环部件23通过与输出带轮27的内周面抵接而固定在螺母20上。
因此,不用另外设置其它部件就能将循环部件23固定在螺母20上。
[实施例4]
在实施例4中,将循环部件23固定在螺母20上的固定金属83的一端侧卡合于形成在螺母20上的被卡合部20m。另外,关于与实施例1相同的结构省略说明。
〔固定金属的结构〕
图22是螺母20的部分剖面图。在固定金属83的两端部中,配置于螺母20的轴向另一端侧一侧的端部通过与形成于螺母20的另一端侧内螺纹部20h拧合的螺钉82固定。配置于固定金属83的螺母20的轴向一端侧一侧的端部形成有剖面呈L字状弯曲形成的卡合部83a。在螺母20的一端侧,在平面部20b的表面,形成有剖面呈L字状且形成为凹状的被卡合部20m,卡合部83a与被卡合部20m卡合。
〔作用〕
被卡合部20m只要形成为与卡合部83a卡挂的程度即可,因此,相比于与螺钉82拧合的内螺纹部,能够更浅地形成。因此,不需要考虑与滚珠循环槽12的干涉,因此,能够形成在靠近螺母20的轴向另一端部,能够使螺母20的轴向长度较短地形成。
〔效果〕
以下,记载实施例4的效果。
(9)具有将循环部件23固定在螺母20上的固定金属83,
固定金属83以跨越循环部件23的方式形成,固定金属83的两端部中,配置于轴向另一端侧一侧的端部通过与形成于螺母的内螺纹拧合的螺钉82固定,配置于轴向一端侧一侧的端部具有与形成于螺母20的被卡合部20m卡合的卡合部83a。
被卡合部20m只要形成为与卡合部83a卡挂的程度即可,因此,相比于形成与螺钉82拧合的内螺纹部相比,能够较浅地形成。因此,不需要考虑被卡合部20m和滚珠循环槽12的干涉,因此,能够使被卡合部20m形成在靠近螺母20的轴向另一端部,能够使螺母20的轴向长度较短地形成。
[实施例5]
在实施例5中,调整螺母20的旋转平衡(周向质量平衡)的质量调整部20p形成于螺母20的输出带轮安装部20a。另外,关于与实施例1相同的结构省略说明。
〔输出带轮安装部的结构〕
图23是输出带轮安装部20a部分的径向剖面图。输出带轮安装部20a具有一端侧夹持部20l,该一端侧夹持部20l在周向上的规定范围内形成为与以第一基准轴线L1为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状。另外,在输出带轮安装部20a形成有切除圆弧形状的一部分而成的质量调整部20p,以使螺母20的周向的质量平衡均一化。质量调整部20p在螺栓84拧合在螺栓孔20i的状态下,形成为使周向的质量平衡均一化。
〔作用〕
由于在螺母20上形成有平面部20b,因此,相对第一基准轴线L1,平面部20b侧的质量较小。因此,特别是在相对于第一基准轴线L1与平面部20b相反的一侧形成比假想圆的半径小的质量调整部20p,因此,能够改善螺母20的旋转平衡。另外,在此,旋转平衡的改善是指与未设置质量调整部20p的情况相比较的改善。
另外,使质量调整部20p形成为在螺母20上安装了螺栓84的状态下使周向质量平衡均一化。因此,能够改善组装螺母20和输出带轮27的状态下的整体旋转平衡。
〔效果〕
以下,记载实施例5的效果。
(10)输出带轮安装部20a具有一端侧夹持部20l和质量调整部20p。一端侧夹持部20l在周向上形成有平面部20b的区域以外的规定范围内形成为与以第一基准轴线L1为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状,用于夹持螺母。质量调整部20p设于相对于第一基准轴线L1与平面部20b在径向相反的一侧,且与假想圆相比半径小。
通过在相对于第一基准轴线L1与平面部20b相反的一侧形成与假想圆相比半径小的质量调整部20p,能够改善螺母20的旋转平衡。
(11)输出带轮安装部20a和输出带轮27经由螺栓84连接。输出带轮安装部20a具有供螺栓84拧合的螺栓孔20i。与输出带轮安装部20a在周向上形成有平面部20b的区域以外的整个区域中形成为与以第一基准轴线L1为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状的情况相比,在螺栓84拧合在螺栓孔20i的状态下,在输出带轮安装部20a形成质量调整部20p,以使周向的质量平衡均一化。
能够改善组装螺母20和输出带轮27的状态下的整体的旋转平衡。
[实施例6]
在实施例6中,在螺母20的输出带轮安装部20a上以与形成在主体部20c的平面部20b连续且成为同一平面的方式形成有循环部件避让部20q和内螺纹部避让部20r。另外,关于与实施例1相同的结构省略说明。
〔螺母的结构〕
图24是从径向观察螺母20的侧面图。在形成有输出带轮安装部20a的螺母20的区域中,形成有包围滚珠循环槽一端侧开口部20e而设置的循环部件避让部20q、和包围一端侧内螺纹部20g而设置的内螺纹部避让部20r。循环部件避让部20q及一端侧内螺纹部20g形成为与平面部20b连续且成为同一平面。
〔作用〕
在形成有输出带轮安装部20a的螺母20的区域中,形成有与平面部20b连续且同一平面的循环部件避让部20q,滚珠循环槽一端侧开口部20e的至少一部分在该循环部件避让部20q开口。当然,也可以是滚珠循环槽一端侧开口部20e整体在循环部件避让部20q开口。由此,能够容易进行形成滚珠循环槽一端侧开口部20e的作业、及安装循环部件23的作业。
另外,在形成有输出带轮安装部20a的螺母20的区域,形成有与平面部20b连续且成为同一平面的内螺纹部避让部20r。一端侧内螺纹部20g的至少一部分在该内螺纹部避让部20r开口。当然,也可以是一端侧内螺纹部20g整体在内螺纹部避让部20r开口。由于能够在形成有输出带轮安装部20a的螺母20的区域重叠形成内螺纹部避让部20r,因此,能够实现螺母20的小型化。
〔效果〕
以下,记载实施例6的效果。
(12)在实施例6的动力转向装置中,设置:
转向轴10,通过伴随方向盘的旋转而在轴向移动来使转向轮转向;
转向轴侧滚珠丝杠槽11,设于转向轴10的外周侧,且具有螺旋状的槽形状;
螺母20,具有形成为环状以包围转向轴10的主体部20c,且相对于转向轴10旋转自如地设置;
螺母侧滚珠丝杠槽21,设于螺母20的内周侧,具有螺旋状的槽形状,与转向轴侧滚珠丝杠槽11一起构成滚珠循环槽12;
多个滚珠22,设于滚珠循环槽12内;
输出带轮安装部20a,在以螺母20的旋转轴方向为轴向时,形成于比主体部20c更靠轴向的一端侧且形成为其外径比主体部20c的外径大;
输出带轮27,以与螺母20的轴向的一端侧相对的方式与输出带轮安装部20a连接,且形成为圆筒状以包围转向轴10;
输入带轮35,具有以相对于螺母20的旋转轴在径向偏置的方式配置的旋转轴,且形成为圆筒状,其中,螺母20的旋转轴成为第一基准轴线,输入带轮35的旋转轴成为第二基准轴线,
皮带28(传递部件),设置为跨越输出带轮27和输入带轮35,将输入带轮35的旋转传递至输出带轮27;
电动机40,通过旋转驱动输入带轮35而经由皮带28及输出带轮27旋转驱动螺母20,且通过将螺母20的旋转转换为转向轴10的轴向运动而将转向力施加给转向轴10;
平面部20b,在以基于第一基准轴线L1的径向为径向且以基于第一基准轴线L1的周向为周向时,在形成于螺母20的径向外侧且周向的规定范围内,在螺母20的轴向上形成于形成有输出带轮安装部20a的区域以外的区域,且与第一基准轴线L1大致平行地设置(或,与相对于以第一基准轴线L1为中心的上述螺母的圆形的切线方向大致平行地设置);
滚珠循环槽一端侧开口部20e(滚珠循环槽一端侧开口),与滚珠循环槽12的一端连通,以其至少一部分在螺母20的轴向范围内形成有输出带轮安装部20a的区域中开口的方式设于平面部20b;
滚珠循环槽另一端侧开口部20f(滚珠循环槽另一端侧开口),与滚珠循环槽12的另一端连通且以开口的方式设于平面部20b;
循环部件避让部20q,设于螺母20的径向外侧即在轴向上形成有输出带轮安装部20a的区域,且以包围滚珠循环槽一端侧开口部20e的方式设置,形成为与平面部20b连续且成为同一平面;
循环部件23,连接滚珠循环槽12的一端侧和另一端侧,使多个滚珠22可从滚珠循环槽12的一端侧向另一端侧循环或从另一端侧向一端侧循环。
能够容易进行形成滚珠循环槽一端侧开口部20e的作业、及安装循环部件23的作业。
(13)上述动力转向装置具有通过利用螺钉82与螺母20结合而将循环部件23固定在螺母20上的固定金属83(固定部件)。螺母20具有一端侧内螺纹部20g和另一端侧内螺纹部20h(内螺纹部)。在一端侧内螺纹部20g和另一端侧内螺纹部20h形成有与螺钉82拧合的内螺纹。一端侧内螺纹部20g以其至少一部分在轴向上形成有输出带轮安装部20a的螺母20的区域中开口的方式设置。螺母20还具有内螺纹部避让部20r,其设于螺母20的径向外侧即在轴向上形成有输出带轮安装部20a的区域,且以包围一端侧内螺纹部20g的方式设置,形成为与平面部20b连续且成为同一平面。
由于能够在形成有输出带轮安装部20a的螺母20的区域重叠而形成内螺纹部避让部20r,因此,能够实现螺母20的小型化。
本发明的一个方面,提供一种动力转向装置,具有:
转向轴10,通过伴随方向盘的旋转而在轴向移动来使转向轮转向;
转向轴侧滚珠丝杠槽11,设于所述转向轴的外周侧,且具有螺旋状的槽形状;
螺母20,具有形成为环状以包围所述转向轴的主体部20c,且相对于所述转向轴旋转自如地设置;
螺母侧滚珠丝杠槽21,设于所述螺母的内周侧,具有螺旋状的槽形状,与所述转向轴侧滚珠丝杠槽一起构成滚珠循环槽;
多个滚珠22,设于所述滚珠循环槽内;
输出带轮安装部20a,在以所述螺母的旋转轴方向为轴向时,形成于比所述主体部更靠所述轴向的一端侧且形成为其外径比所述主体部的外径大;
输出带轮27,以与所述螺母的所述轴向的一端侧相对的方式与所述输出带轮安装部连接,且形成为圆筒状以包围所述转向轴;
输入带轮35,形成为圆筒状,且配置为相对于所述螺母的旋转轴在径向偏置,螺母20的旋转轴为第一基准轴线,输入带轮35的旋转轴为第二基准轴线;
传递部件28,设置为跨越所述输出带轮和所述输入带轮,将所述输入带轮的旋转传递至所述输出带轮;
电动机40,通过旋转驱动所述输入带轮而经由所述传递部件及所述输出带轮旋转驱动所述螺母,且通过将所述螺母的旋转转换为所述转向轴的轴向运动而将转向力施加给所述转向轴;
平面部20b,在以基于所述第一基准轴线的径向为径向,且以基于所述第一基准轴线的周向为周向时,在形成于所述螺母的所述径向外侧且所述周向的规定范围内,形成为在所述轴向上延伸至形成有所述输出带轮安装部的区域,且与所述第一基准轴线大致平行地设置;
滚珠循环槽一端侧开口20e,与所述滚珠循环槽的一端连通,以其至少一部分在所述螺母的所述轴向范围内形成有所述输出带轮安装部的区域中开口的方式设于所述平面部;
滚珠循环槽另一端侧开口20f,与所述滚珠循环槽的另一端连通且以开口的方式设于所述平面部;
循环部件23,连接所述滚珠循环槽的一端侧和另一端侧,使多个所述滚珠可从所述所述滚珠循环槽的一端侧向另一端侧循环或从另一端侧向一端侧循环。
通过在螺母的轴向一端侧设置大径的输出带轮安装部,能够确保将输出带轮安装在螺母的区域内。另外,通过使滚珠循环槽一端侧开口形成在形成有输出带轮安装部的螺母20的轴向范围内,循环部件设置为与形成有输出带轮安装部的轴向范围重叠,能够实现装置的轴向尺寸的小型化。另外,由于平面部形成至开设有该滚珠循环槽一端侧开口的输出带轮安装部,因此形成滚珠循环槽一端侧开口的作业或安装循环部件的作业变得容易。
在所述动力转向装置中,所述动力转向装置可以具有通过利用螺钉82与所述螺母20结合而将所述循环部件23固定于所述螺母20的固定部件83。
所述螺母可以具有以开口的方式设于所述平面部20b且具有形成有与所述螺钉拧合的内螺纹的内螺纹部20g、20h。
所述内螺纹部的至少一部分,在所述平面部,可以设于所述螺母20的所述轴向范围内形成有所述输出带轮安装部的区域。内螺纹部也形成为与形成有输出带轮安装部的轴向范围重叠,由此,能够进一步实现装置的轴向尺寸的小型化。
在所述动力转向装置中,所述内螺纹部20g在所述平面部20b上比所述滚珠循环槽一端侧开口20e更靠所述轴向另一端侧的位置,且所述内螺纹部20g的至少一部分在与所述第一基准轴线L1正交且与平面部20b平行的轴线方向上,可以形成于不与螺母侧滚珠丝杠槽21重叠的位置。
在将内螺纹部设置在形成有滚珠循环槽的轴向范围内的情况下,内螺纹部和滚珠循环槽可能会干涉。因此,通过以内螺纹部的至少一部分位于滚珠循环槽的形成范围外的方式形成内螺纹部,能够抑制两者的干涉。另外,内螺纹部配置于比滚珠循环槽一端侧开口更靠轴向另一端侧,由此能够进一步实现装置的轴向尺寸的小型化。
在所述动力转向装置中,所述螺钉的头部可以具有大致半球形状。
由于头部具有大致半球形状,从而在输出带轮具有包围螺母的杯形的情况下,能够抑制输出带轮与螺钉头部的干涉。
在所述动力转向装置中,所述螺母可以具有:
夹持用大径部20d,设于所述主体部的所述轴向另一端侧,形成为外径比所述主体部的外径大;
另一端侧夹持部20k,设于所述夹持用大径部,在所述周向上形成有所述平面部的区域以外的规定范围内,形成为与以所述第一基准轴线为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状,用于夹持所述螺母。
所述平面部可以形成为在所述轴向上延伸至形成有所述另一端侧夹持用大径部的区域。
所述滚珠循环槽另一端侧开口20f可以以其至少一部分在所述螺母的轴向范围内形成有所述另一端侧夹持用大径部20k的区域中开口的方式设于所述平面部。
通过在螺母上设置具有夹持部的夹持用大径部,能够按照以螺母的旋转轴为基准轴的方式将螺母夹持在机械加工用夹具上。另外,通过使平面部形成为延伸至与夹持用大径部对应的区域,使滚珠循环槽另一端部开口20f配置在与该夹持用大径部对应的区域,能够进一步实现装置的小型化。
在所述动力转向装置中,所述输出带轮安装部可以具有一端侧夹持部,该一端侧夹持部在所述周向上形成有所述平面部的区域以外的规定范围内形成为与以所述第一基准轴线为中心轴的所述假想圆大致一致的圆弧形状,用于夹持所述螺母。
通过将一端侧夹持部和另一端侧夹持部的假想圆彼此设为同一假想圆,从而成为具有同一中心轴、同一半径的一对夹持部,夹持作业变得容易。
在所述动力转向装置中,所述输出带轮可以形成为在所述轴向与所述循环部件重叠且包围所述螺母。
所述循环部件可以通过与所述输出带轮的内周面抵接而固定于所述螺母。不用另外设置其它固定部件就能够固定循环部件。
在所述动力转向装置中,可以具有将所述循环部件固定于所述螺母的固定部件。
所述固定部件可以形成为跨越所述循环部件。所述固定部件的两端部中配置于所述轴向另一端侧的一侧端部由与形成于所述螺母的内螺纹拧合的螺钉而被固定。配置于所述轴向一端侧的一侧端部可以具有与形成于所述螺母的凹部卡合的卡合部。
通过将固定部件的轴向一侧的端部设为通过凹部卡合而不是螺钉固定,从而不必如在轴向一侧形成内螺纹的情况那样考虑内螺纹和滚珠循环槽的干涉。因此,能够使轴向一侧上的固定部件的固定部靠近轴向另一端侧,能够进一步实现装置的轴向尺寸的小型化。
在所述动力转向装置中,所述输出带轮安装部可以具有:
一端侧夹持部,在所述周向上形成有所述平面部的区域以外的规定范围内,形成为与以所述第一基准轴线为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状,用于夹持所述螺母;
质量调整部,相对于所述第一基准轴线设于所述平面部的径向相反侧且与所述假想圆相比半径小。
以第一基准轴线为旋转轴旋转的螺母由于在平面部侧质量较小,因此,通过在其径向相反侧设置质量调整部,能够改善螺母的旋转平衡。另外,旋转平衡的改善是指与未设置质量调整部的情况相比较时的改善。
在所述动力转向装置中,所述输出带轮安装部和所述输出带轮可以经由螺栓连接。所述输出带轮安装部可以具有与所述螺栓拧合的内螺纹部。
与所述输出带轮安装部在所述周向上形成有所述平面部的区域以外的整个区域中、形成为与以所述第一基准轴线为中心轴的假想圆大致一致的圆弧形状的情况相比,在所述螺栓拧合在所述内螺纹部的状态下,可以形成所述质量调整部,以使所述周向的质量平衡均一化。
通过实现考虑螺栓质量的旋转平衡的改善,能够实现更接近实际旋转体的状态下的旋转平衡的改善。
在所述动力转向装置中,所述螺母可以具有定位用槽,该定位用槽相对于所述第一基准轴线设于与所述平面部的径向相反侧,在夹持所述螺母时对所述螺母进行定位,能够提高螺母的定位精度。
本申请发明的另一方面,又提供一种动力转向装置,具有:
转向轴10,通过伴随方向盘的旋转而在轴向移动来使转向轮转向;
转向轴侧滚珠丝杠槽11,设于所述转向轴的外周侧,且具有螺旋状的槽形状;
螺母20,具有形成为环状以包围所述转向轴的主体部20c,且相对于所述转向轴旋转自如地设置;
螺母侧滚珠丝杠槽21,设于所述螺母的内周侧,具有螺旋状的槽形状,与所述转向轴侧滚珠丝杠槽一起构成滚珠循环槽;
多个滚珠22,设于所述滚珠循环槽内;
输出带轮安装部20a,在以所述螺母的旋转轴方向为轴向时,与形成于比所述主体部更靠所述轴向一端侧的所述主体部的外径相比,具有更大的外径;
输出带轮27,以与所述螺母的所述轴向一端侧相对的方式与所述输出带轮安装部连接,且形成为圆筒状以包围所述转向轴;
输入带轮35,形成为圆筒状,且具有相对于所述螺母的旋转轴在径向偏置的旋转轴,其中,螺母20的旋转轴为第一基准轴线,输入带轮35的旋转轴为第二基准轴线;
传递部件28,设置为跨越所述输出带轮和所述输入带轮,将所述输入带轮的旋转传递至所述输出带轮;
电动机40,通过旋转驱动所述输入带轮而经由所述传递部件及所述输出带轮旋转驱动所述螺母,通过将所述螺母的旋转转换为所述转向轴的轴向运动而将转向力施加给所述转向轴;
平面部20b,在以基于所述第一基准轴线的径向为径向且以基于所述第一基准轴线的周向为周向时,在形成于所述螺母的所述径向外侧且所述周向的规定范围内,形成在所述螺母的轴向上形成有所述输出带轮安装部的区域以外的区域内,且与所述第一基准轴线大致平行地设置;
滚珠循环槽一端侧开口20e,与所述滚珠循环槽的一端连通,设置为其至少一部分在所述螺母的所述轴向范围内形成有所述输出带轮安装部的区域中开口;
滚珠循环槽另一端侧开口20f,与所述滚珠循环槽的另一端连通且以开口的方式设于所述平面部;
循环部件避让部20q,设于所述螺母的径向外侧且在所述轴向上形成有所述输出带轮安装部的区域内,且以包围所述滚珠循环槽一端侧开口的方式设置,形成为与所述平面部连续且成为同一平面;
循环部件23,连接所述滚珠循环槽的一端侧和另一端侧,使所述多个滚珠可从所述滚珠循环槽的一端侧向另一端侧循环或从另一端侧向一端侧循环。
通过在螺母的轴向一端侧设置大径的输出带轮安装部,能够确保将输出带轮安装在螺母上的区域。另外,通过使滚珠循环槽一端侧开口在形成有输出带轮安装部的螺母轴向范围内形成,从而循环部件设置为与形成有输出带轮安装部的轴向范围重叠,能够实现装置的轴向尺寸的小型化。另外,通过在该滚珠循环槽一端侧开口所开口的输出带轮安装部形成循环部件避让部,形成滚珠循环槽一端侧开口的作业或安装循环部件的作业变得容易。
在所述动力转向装置中,
所述动力转向装置可以具有通过利用螺钉82与所述螺母20结合而将所述循环部件23固定于所述螺母20的固定部件83。
所述螺母可以具有内螺纹部20g和内螺纹部避让部20r,该内螺纹部20g以至少一部分在所述轴向上形成有所述输出带轮安装部20a的区域中开口的方式设置,且形成有与所述螺钉拧合的内螺纹,该内螺纹部避让部20r设于所述螺母的径向外侧且在所述轴向上形成有所述输出带轮安装部20a的区域内,以包围所述内螺纹部20g的方式设置,形成为与所述平面部20b连续且成为同一平面。
内螺纹部也形成为与形成有输出带轮安装部的轴向范围重叠,由此,能够进一步实现装置的小型化。
在所述动力转向装置中,所述内螺纹部20g可以形成于在所述平面部20b上比所述滚珠循环槽一端侧开口20e更靠所述轴向另一端侧的位置,且所述内螺纹部20g的至少一部分在与所述第一基准轴线L1正交且与平面部20b平行的轴线方向上不与螺母侧滚珠丝杠槽21重叠的位置。
在将内螺纹部设置在形成有滚珠循环槽的轴向范围内的情况下,内螺纹部和滚珠循环槽可能会干涉。因此,通过以使内螺纹部的至少一部分位于滚珠循环槽的形成范围之外的方式形成内螺纹部,能够抑制两者的干涉。另外,内螺纹部配置于比滚珠循环槽一端侧开口更靠轴向另一端侧,由此能够进一步实现装置的轴向尺寸的小型化。
在所述动力转向装置中,所述螺钉的头部可以具有大致半球形状。
通过使螺钉的头部具有大致半球形状,在输出带轮具有包围螺母的杯形的情况下,能够抑制输出带轮和螺钉的头部的干涉。
在所述动力转向装置中,所述输出带轮可以以在所述轴向与所述循环部件重叠且包围所述螺母的方式形成。所述循环部件可以通过与所述输出带轮的内周面抵接而固定于所述螺母。不用另外设置其它固定部件就能够固定循环部件。
在所述动力转向装置中,可以具有将所述循环部件固定于所述螺母的固定部件。所述固定部件可以形成为跨越所述循环部件。所述固定部件的两端部中配置于所述轴向另一端侧的一侧端部可以通过与形成于所述螺母的内螺纹拧合的螺钉而固定。
配置于所述轴向一端侧的一侧端部可以具有与形成于所述螺母的凹部卡合的卡合部。
通过将固定部件的轴向一侧的端部设为利用凹部的卡合而不是螺钉固定,从而不必如在轴向一侧形成内螺纹的情况那样考虑内螺纹和滚珠循环槽的干涉。因此,能够使轴向一侧的固定部件的固定部靠近轴向另一端侧,能够进一步实现装置的轴向尺寸的小型化。
在所述动力转向装置中,所述螺母可以具有设于相对于所述第一基准轴线与所述平面部在径向相反一侧,且夹持所述螺母时对所述螺母定位的定位用槽。由此,能够提高螺母的定位精度。
以上,根据实施例1~实施例6对本发明进行了说明,但各发明的具体结构并未限定于实施例1~实施例6,即使有不脱离发明要旨的范围的设计变更等,也包含于本发明。
以上,虽然仅对本发明的一些示例性实施例进行了详细叙述,但本领域技术人员很容易理解只要不脱离本发明的具有新规性的教导和优点可以对示范性的实施例进行很多修改。因此,所有这些修改都被包含于本发明的保护范围。
本专利申请根据2013年3月25日提交的日本专利申请No.2013-061961主张优先权。
作为参考引用2013年3月25日提交的日本专利申请No.2013-061961的整个公开包括说明书、权利要求、附图及摘要。