CN105848988A - 动力转向装置 - Google Patents

Abstract

一种动力转向装置(100)，其包括：蜗杆(2)，其随着电动马达(7)的驱动而旋转；蜗轮(1)，其与蜗杆(2)相啮合，用于向使车轮转向的齿条轴传递电动马达(7)的旋转力；轴承，其以旋转自如的方式支承蜗杆(2)的顶端侧；齿轮箱(3)，其用于收纳蜗杆(2)；施力构件，其借助轴承对蜗杆(2)朝向蜗轮(1)施力；以及保持件(30)，其具有用于以能够沿施力构件的施力方向移动的方式收纳轴承的收纳孔，保持件(30)具有多个鼓出部(33e)，该多个鼓出部(33e)形成为向径向外侧鼓出，并与齿轮箱(3)的内周面相抵接。

Description

动力转向装置

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，公知有一种通过利用弹簧对用于支承与蜗轮相啮合的蜗杆的轴承施力、从而降低蜗轮与蜗杆之间的齿的齿隙并防止齿轮噪声的动力转向装置。

在这种动力转向装置中，在JP2002-67992A中公开了如下这样的一种电动动力转向装置：在用于支承利用转向辅助用马达旋转的驱动齿轮的轴承的周围设置与轴承的周面相接触而引导轴承向施力方向的移动的引导构件。

发明内容

发明要解决的问题

JP2002－67992A所记载的引导构件以嵌合固定于形成在壳体上的嵌合孔的方式设置。在壳体的嵌合孔的内周面与引导构件的外周面之间存在有间隙的情况下，由于引导构件在嵌合孔内移动，因此导致嵌合孔的内周面与引导构件的外周面之间产生碰撞声。

为了消除壳体的嵌合孔的内周面与引导构件的外周面之间的间隙，于在壳体形成嵌合孔时，要求较高的加工精度。但是，确保这样的较高的加工精度较为困难。

本发明的目的在于防止用于收纳轴承的保持件与齿轮箱之间产生碰撞声。

用于解决问题的方案

根据本发明的一技术方案，提供一种动力转向装置，其中，该动力转向装置包括：蜗杆，其随着电动马达的驱动而旋转；蜗轮，其与所述蜗杆相啮合，用于向使车轮转向的齿条轴传递所述电动马达的旋转力；轴承，其以旋转自如的方式支承所述蜗杆的顶端侧；齿轮箱，其用于收纳所述蜗杆；施力构件，其借助所述轴承对蜗杆朝向所述蜗轮施力；以及保持件，其具有以能够沿所述施力构件的施力方向移动的方式支承所述轴承的收纳孔，所述保持件具有多个鼓出部，该多个鼓出部形成为向径向外侧鼓出，并与所述齿轮箱的内周面相抵接。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的动力转向装置的剖视图。

图2是轴承单元、弹簧以及螺栓的分解立体图。

图3是轴承单元的分解立体图。

图4A是支承构件的立体图。

图4B是支承构件的俯视图。

图5A是本发明的第2实施方式的动力转向装置的支承构件的立体图。

图5B是本发明的第2实施方式的动力转向装置的支承构件的俯视图。

图6是本发明的第2实施方式的动力转向装置的保持件主体的立体图。

具体实施方式

参照附图说明本发明的实施方式。

<第1实施方式>

参照图1～图4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为一种搭载于车辆并对驾驶员对方向盘施加的转向力进行辅助的装置。

如图1所示，动力转向装置100包括：蜗杆2，其连结于电动马达7的输出轴，随着电动马达7的驱动而旋转；以及蜗轮1，其与蜗杆2相啮合，用于向使车轮进行转向的齿条轴传递电动马达7的旋转力。蜗杆2随着电动马达7的驱动而旋转，蜗杆2的旋转减速而传递到蜗轮1。由蜗轮1和蜗杆2构成蜗轮减速器。

转向轴包括与方向盘连动的输入轴、与齿条轴连动的输出轴以及连结输入轴和输出轴的扭杆。蜗轮1设于输出轴。

电动马达7输出与基于利用输入轴与输出轴之间的相对旋转而扭转的扭杆的扭转量计算得到的转向扭矩相对应的扭矩。自电动马达7输出的扭矩被自蜗杆2向蜗轮1传递而作为辅助扭矩施加于转向轴的输出轴。

蜗杆2收纳于金属制的齿轮箱3，电动马达7安装于齿轮箱3。齿轮箱3具有用于包围蜗杆2的周壁3b以及与蜗杆2的顶端相对的底壁3c。周壁3b和底壁3c一体形成。由此，齿轮箱3不是利用盖将底部的开口部密封这样的结构，而是袋状结构，因此，防水性优异。

在蜗杆2的一部分形成有与蜗轮1的齿部相啮合的齿部2a。在齿轮箱3的周壁3b的与齿部2a相对应的位置形成有开口部，蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部之间经由该开口部相啮合。

蜗杆2的电动马达7侧即基端侧以旋转自如的方式被第1轴承4支承。第1轴承4为在环状的内圈与外圈之间夹设有滚珠的轴承。第1轴承4的外圈在形成于齿轮箱3的台阶部3a与紧固于齿轮箱3内的防松螺母5之间被夹持。第1轴承4的内圈在蜗杆2的台阶部2b与压入于蜗杆2的端部的接头9之间被夹持。由此，能够限制蜗杆2沿轴向移动。

蜗杆2的顶端侧以旋转自如的方式被第2轴承11支承。第2轴承11为在环状的内圈与外圈之间夹设有滚珠的轴承。第2轴承11收纳于保持件30，保持件30配置在形成于齿轮箱3的底部侧的具有圆形的内周面的保持件收纳孔3d内。

在齿轮箱3的靠顶端侧的外周面突出形成有凸缘部17，该凸缘部17具有平面状的端面17a。在凸缘部17形成有贯通孔13。贯通孔13在齿轮箱3的保持件收纳孔3d的内周面开口。在贯通孔13内收纳有作为施力构件的螺旋弹簧12。在凸缘部17的端面17a开口的贯通孔13的开口部被螺栓14密封。

螺旋弹簧12在螺栓14的顶端面与第2轴承11的外周面之间被压缩，并对第2轴承11向使蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部之间的间隙减小的方向施力。也就是说，螺旋弹簧12用于借助第2轴承11对蜗杆2朝向蜗轮1施力。

接着，主要参照图2～图4说明用于收纳第2轴承11的保持件30。

保持件30包括：保持件主体31，其具有用于收纳第2轴承11的轴承收纳孔32；支承构件33，其安装于保持件主体31的外周面；以及盖板34，其覆盖收纳于保持件主体31的第2轴承11。

如图2和图3所示，保持件主体31为有底筒状构件，具有与齿轮箱3的底部相抵接的圆板状的底部31a和包围第2轴承11的外周面的圆筒状的圆筒部31b。在保持件主体31利用底部31a和圆筒部31b形成有轴承收纳孔32。保持件主体31为树脂制。

保持件主体31的轴承收纳孔32以使第2轴承11能够向螺旋弹簧12的施力方向移动的方式形成。具体而言，在圆筒部31b的内周面上形成有一对平面部31c，该一对平面部31c互相相对地形成，并与螺旋弹簧12的施力方向平行。一对平面部31c之间的长度略大于第2轴承11的外径。这样，由于轴承收纳孔32形成为长孔形状，因此，第2轴承11利用螺旋弹簧12的作用力能够朝向蜗轮1在轴承收纳孔32内移动。

在保持件主体31的圆筒部31b形成有供螺旋弹簧12贯穿的缺口31d。另外，在圆筒部31b的外周面形成有供后述的支承构件33的突起33b嵌入的槽部31e。

如图1所示，在保持件主体31的底部31a的轴心形成有供蜗杆2的顶端部贯穿的贯通孔31f。另外，在底部31a的背面的自轴心偏离的位置形成有用于嵌入于形成在齿轮箱3的底部的孔部3e的突起31g。通过保持件主体31的突起31g嵌入于齿轮箱3的孔部3e，从而能够限制保持件30在齿轮箱3的保持件收纳孔3d内旋转而进行周向上的定位。

如图4A和图4B所示，支承构件33为通过将细长的板状的金属弯折为圆弧状而成形的C字形状的构件，在两端部之间具有敞开部33a。支承构件33在未安装于保持件主体31的外周面的状态下内径小于保持件主体31的外径。因而，将支承构件33安装于保持件主体31的外周面是通过如下方式进行的，即，在以使支承构件33在弹性范围内扩径了的状态向支承构件33的内部插入保持件主体31，之后解除扩径。由此，支承构件33与保持件主体31的外周面紧密密合。

在支承构件33形成有两个向内的突起33b。突起33b通过将平行地形成于支承构件33的一对细长开口部33c之间的部位朝向内侧弯折而形成。通过突起33b嵌入于形成在保持件主体31的外周面的槽部31e，从而对支承构件33相对于保持件主体31进行周向上的定位。在该定位后的状态下，如图2所示，支承构件33的敞开部33a与保持件主体31的缺口31d之间的周向位置一致，第2轴承11的外周面暴露。螺旋弹簧12贯穿敞开部33a和缺口31d而与暴露了的第2轴承11的外周面相抵接。

如图4B所示，支承构件33具有：密合部33d，其呈圆弧状，其与保持件主体31的圆筒部31b的外周面相密合；以及鼓出部33e，其呈圆弧状，其未与圆筒部31b的外周面密合，形成为向径向外侧鼓出。

鼓出部33e在隔着敞开部33a的位置和与敞开部33a相对的位置形成有三个，并以大致120度间隔形成。鼓出部33e与密合部33d相比形成为曲率较大的圆弧。密合部33d在鼓出部33e之间形成有两个。用于对支承构件33相对于保持件主体31进行周向上的定位的突起33b形成于密合部33d。另外，图4B所示的单点划线是表示密合部33d的延长线的假想线。

在保持件30收纳于齿轮箱3的保持件收纳孔3d的状态下，三个鼓出部33e与保持件收纳孔3d的内周面相抵接，另一方面，两个密合部33d以具有微小的间隙的方式与保持件收纳孔3d的内周面相对。这样，在支承构件33安装于保持件主体31的外周面的状态下，支承构件33的密合部33d的外径略小于保持件收纳孔3d的内径。

在保持件30收纳于齿轮箱3的保持件收纳孔3d的状态下，支承构件33的三个鼓出部33e与保持件收纳孔3d的内周面相抵接而略微压缩变形。这样，由于保持件30通过以120度间隔形成的鼓出部33e的三个点被压入于保持件收纳孔3d从而收纳于保持件收纳孔3d，因此，利用鼓出部33e能够在保持件收纳孔3d内对保持件30进行径向上的定位，能够防止保持件30沿径向晃动。由于保持件30不是外周面整体被压入于保持件收纳孔3d内，而是外周面局部被压入于保持件收纳孔3d内从而收纳于保持件收纳孔3d内，因此，在对保持件收纳孔3d的内周面进行加工时，不要求较高的加工精度。特别是，在本实施方式中，由于齿轮箱3考虑防水性而形成为袋状结构，因此，需要自齿轮箱3的靠电动马达7侧的开口部向齿轮箱3内插入工具从而进行齿轮箱3底部的保持件收纳孔3d的加工，因此，难以获得所要求的加工精度。将保持件30的外周面局部压入于保持件收纳孔3d内的本实施方式对于这样的情况也较为有效。

鼓出部33e只要不是与圆筒部31b的外周面相密合而是向径向外侧鼓出地形成，就不需要是相比于密合部33d曲率较大的圆弧。例如，既可以是相比于密合部33d曲率较小的圆弧，也可以是与密合部33d曲率相同的圆弧。

支承构件33具有用于防止第2轴承11自保持件主体31的轴承收纳孔32脱落的多个爪片35。爪片35自支承构件33的周缘朝向内侧突出地形成。

在爪片35直接抵接于第2轴承11的情况下，可能阻碍第2轴承11的旋转、损伤第2轴承11。因此，如图2所示，在保持件主体31的圆筒部31b的端面与支承构件33的爪片35之间抵接配置有盖板34。由于盖板34以覆盖收纳于保持件主体31的第2轴承11中的自保持件主体31暴露的端面的方式配置，因此，支承构件33的爪片35不与第2轴承11相抵接，而是与盖板34相抵接。因此，能够防止因爪片35而阻碍第2轴承11的旋转、损伤第2轴承11。在盖板34形成有供蜗杆2的顶端部贯穿的贯通孔34a。

第2轴承11和盖板34利用安装于保持件主体31的外周面的支承构件33的爪片35保持。这样，如图2所示，第2轴承11、保持件主体31、支承构件33以及盖板34构成为作为轴承单元40而被单元化。因而，在向齿轮箱3的保持件收纳孔3d组装第2轴承11和保持件30时，不需要单独组装各零件，而仅组装轴承单元40即可，因此，组装作业非常容易。

接着，说明保持件30的作用效果。

用于支承第2轴承11的保持件30以三个鼓出部33e与保持件收纳孔3d的内周面相抵接而略微压缩变形了的状态固定于齿轮箱3内。这样，保持件30不是保持件主体31的外周面整体被压入于保持件收纳孔3d内，而是三个鼓出部33e局部被压入于保持件收纳孔3d内而收纳于保持件收纳孔3d内。假设在将保持件30的外周面整体压入于保持件收纳孔3d内的情况下，若保持件收纳孔3d的内周面的加工精度较差，则保持件30的外周面的一部分向保持件收纳孔3d的内周面偏压，而可能导致保持件30在保持件收纳孔3d内游动。在这样的情况下，可能产生保持件30与保持件收纳孔3d之间的碰撞声。但是，在本实施方式中，保持件30的外周面被局部压入从而收纳于保持件收纳孔3d内。因此，即使在保持件收纳孔3d的内周面的加工精度较差的情况下，由于保持件30借助三个鼓出部33e在保持件收纳孔3d内在径向上定位，因此，也能够防止保持件30在保持件收纳孔3d内沿径向移动。因而，能够防止保持件30与保持件收纳孔3d之间的碰撞声的产生。

另外，通常，第2轴承11被螺旋弹簧12的作用力向使蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部之间的间隙减小的方向施力。但是，在自车轮侧经由蜗轮1和蜗杆2输入超过螺旋弹簧12的作用力的载荷的情况下，第2轴承11克服螺旋弹簧12的作用力而在保持件主体31的轴承收纳孔32内移动，相伴于此，保持件30也在保持件收纳孔3d内沿径向移动。即使在这样的情况下，由于形成于隔着支承构件33的敞开部33a的位置的两个鼓出部33e作为缓冲件发挥功能，因此，也能够防止支承构件33与保持件收纳孔3d之间的碰撞声的产生。

另外，由于保持件主体31为树脂制，因此，相比于金属制的齿轮箱3，热膨胀量较大。因此，在将保持件主体31的外周面整体压入于保持件收纳孔3d内的情况下，在保持件主体31热膨胀时，可能导致保持件主体31破损。但是，在本实施方式中，由于保持件主体31借助安装于外周的金属制的支承构件33的鼓出部33e局部压入于保持件收纳孔3d内，因此，能够利用鼓出部33e将保持件主体31的热膨胀释放。因而，能够防止有热膨胀导致的保持件主体31的破损。

根据以上的实施方式，起到以下所示的效果。

由于保持件30借助鼓出部33e固定于齿轮箱3的保持件收纳孔3d内，因此，能够防止保持件30在保持件收纳孔3d内沿径向移动。因此，能够防止保持件30与齿轮箱3之间的碰撞声的产生。

另外，由于保持件30借助三个鼓出部33e在保持件收纳孔3d内沿径向定位，因此，在保持件30的外周面与保持件收纳孔3d的内周面之间不需要设置O型密封圈等的构件。因而，能够削减零件数量。

另外，由于保持件30不是外周面整体被压入于保持件收纳孔3d内，而是外周面局部被压入于保持件收纳孔3d内从而收纳于保持件收纳孔3d内，因此，在对保持件收纳孔3d的内周面进行加工时，不要求较高的加工精度。因而，作为齿轮箱3的结构，能够采用虽然难以获得所要求的加工精度但是防水性优异的袋状结构。

<第2实施方式>

接着，参照图5和图6说明本发明的第2实施方式。以下，以与所述第1实施方式不同的方面为中心进行说明，对与所述第1实施方式相同的结构在图5和图6中标注相同的附图标记并省略说明。

支承构件33具有分别形成于一对密合部33d的一对板簧部36。在保持件主体31的与供螺旋弹簧12贯穿的缺口31d偏移90度的位置具有互为相对的一对贯通孔37。

一对板簧部36以螺旋弹簧12的施力方向为中心自对称位置对第2轴承11施力。具体而言，一对板簧部36以自与螺旋弹簧12的施力方向垂直的方向夹持第2轴承11而对第2轴承11施力的方式互相相对形成。一对板簧部36的仅一端部36a连结于支承构件33，形成为自由端的另一端侧贯穿保持件主体31的一对贯通孔37，并对第2轴承11的外周面施加作用力。

由于一对板簧部36自与螺旋弹簧12的施力方向垂直的方向夹持第2轴承11而对第2轴承11施力，因此，以将第2轴承11始终保持在保持件主体31的轴承收纳孔32内的中心的方式发挥作用。因而，由于螺旋弹簧12的作用力稳定地作用于第2轴承11，因此，能够稳定地降低蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部之间的间隙。

一对板簧部36并不限定于自与螺旋弹簧12的施力方向垂直的方向夹持第2轴承11而对第2轴承11施力的结构，只要是以在与螺旋弹簧12的施力方向垂直的方向上产生分力的方式对第2轴承11施力的结构即可。也就是说，一对板簧部36为以螺旋弹簧12的施力方向为中心自对称位置对第2轴承11施力的结构即可。

另外，也可以在取消了螺旋弹簧12的基础上使一对板簧部36兼具螺旋弹簧12的功能。也就是说，也可以使一对板簧部36发挥降低蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部之间的齿隙的功能和将第2轴承11始终保持在保持件主体31的轴承收纳孔32内的中心的功能这两个功能。在该情况下，需要以产生螺旋弹簧12的施力方向上的分力和与螺旋弹簧12的施力方向垂直的方向上的分力作为一对板簧部36作用于第2轴承11的作用力的方式来形成一对板簧部36。螺旋弹簧12的施力方向上的分力以降低蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部之间的齿隙的方式发挥作用，与螺旋弹簧12的施力方向垂直的方向上的分力以将第2轴承11始终保持在保持件主体31的轴承收纳孔32内的中心的方式发挥作用。

以下，说明所述实施方式的变形例。

所述实施方式为在保持件主体31的外周面安装支承构件33的结构。代替该结构，也可以在取消了支承构件33的基础上将鼓出部33e直接形成于保持件主体31的外周面。

另外，在所述实施方式中，支承构件33的鼓出部33e在夹持敞开部33a的位置和与敞开部33a相对的位置形成有三个。鼓出部33e也可以形成于除这三个位置以外的位置。

另外，在所述实施方式中，蜗轮1设于转向轴的输出轴。代替该结构，还可以将蜗轮1与转向轴分开设置并设于与齿条轴相啮合的齿轮轴。

以上，说明了本发明的实施方式，但所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保护范围限定于所述实施方式的具体结构。

本申请基于2013年12月25日向日本国特许厅申请的日本特愿2013-267495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。

Claims (6)

1.一种动力转向装置，其中，

该动力转向装置包括：

蜗杆，其随着电动马达的驱动而旋转；

蜗轮，其与所述蜗杆相啮合，用于向使车轮转向的齿条轴传递所述电动马达的旋转力；

轴承，其以旋转自如的方式支承所述蜗杆的顶端侧；

齿轮箱，其用于收纳所述蜗杆；

施力构件，其借助所述轴承对所述蜗杆朝向所述蜗轮施力；以及

保持件，其具有用于以能够使所述轴承沿所述施力构件的施力方向移动的方式收纳所述轴承的收纳孔，

所述保持件具有多个鼓出部，该多个鼓出部形成为向径向外侧鼓出，并与所述齿轮箱的内周面相抵接。

2.根据权利要求1所述的动力转向装置，其中，

所述保持件具有：

保持件主体，其形成有所述收纳孔；以及

支承构件，其安装于所述保持件主体的外周面，

所述支承构件具有：

密合部，其与所述保持件主体的外周面相密合；以及

所述鼓出部，其形成为向径向外侧鼓出。

3.根据权利要求2所述的动力转向装置，其中，

所述支承构件为具有敞开部的C字形状，

所述鼓出部形成于隔着所述敞开部的位置和与所述敞开部相对的位置。

4.根据权利要求2所述的动力转向装置，其中，

所述支承构件具有一对板簧部，该一对板簧部贯穿形成于所述保持件主体的一对贯通孔并以所述施力构件的施力方向为中心自对称位置对所述轴承施力。

5.根据权利要求2所述的动力转向装置，其中，

所述支承构件在所述密合部具有用于嵌入于形成在所述保持件主体的外周面的槽部的突起。

6.根据权利要求2所述的动力转向装置，其中，

所述支承构件具有防止所述轴承自所述保持件主体的所述收纳孔脱落的爪片。