CN105966452A - 外壳结构和动力转向装置 - Google Patents

Abstract

一种外壳结构包括：第一外壳，所述第一外壳具有内装配管状部和第一螺栓紧固部，所述内装配管状部具有内管状端面，所述第一螺栓紧固部具有在径向方向上形成于远离内管状端面的位置处的第一螺栓对准面，所述第一外壳经由第一轴承支撑辅助轴的第一端；和第二外壳，所述第二外壳具有外装配管状部和第二螺栓紧固部，所述外装配管状部具有外管状端面，所述第二螺栓紧固部具有与第一螺栓对准面配合的第二螺栓对准面，所述第二外壳经由第二轴承支撑辅助轴的第二端。第一间隙设置于内管状端面与内管状相对面之间，且第二间隙设置于外管状端面与外管状相对面之间。

Description

外壳结构和动力转向装置

技术领域

本发明涉及一种外壳结构和一种动力转向装置。

背景技术

日本专利申请特开No.H10-236322描述一种用于电力转向装置的外壳结构的常规实例。日本专利申请特开No.H10-236322描述一种分为用于容纳蜗轮结构且承载辅助轴的一端以使得辅助轴可旋转的齿轮箱(第一外壳)和用于容纳与辅助轴上的小齿轮啮合的齿条轴且承载辅助轴的另一端以使得辅助轴可旋转的齿轮箱(第二外壳)的外壳。外装配管状部形成于第一外壳上，且内装配管状部形成于第二外壳上。通过将内装配管状部装配到外装配管状部内部，且使用螺栓将第一外壳和第二外壳紧固到一起，第一外壳和第二外壳整合到一起。使得外装配管状部尖端的外管状端面(正交于辅助轴的轴线的表面)邻接接触第二外壳在内装配管状部外部径向地形成的外管状相对面。O形环插置于内装配管状部与外装配管状部之间，以便密封外壳内部。

[专利文献]

[专利文献1]日本专利申请特开No.H10-236322

日本专利申请特开No.H10-236322采用一种将管状部装配到一起的方法，所述管状部为内装配管状部和外装配管状部。其原因在于精确地确定跨越第一外壳和第二外壳被承载的辅助轴的中心。具有此类内装配管状部和外装配管状部的外壳结构造成以下问题。举例来说，当执行最大转向转动操作且齿条轴向左或向右移动使齿条轴邻接接触图中未描绘的齿条止动器时，强烈的啮合反应力施加于齿条轴上的齿条与辅助轴上的小齿轮之间。齿条和小齿轮通常为螺旋齿轮，因此，啮合反应力引起推力负荷作用于辅助轴。推力负荷传输到第一外壳。

如果内装配管状部与外装配管状部之间的装配区域远离螺栓紧固部而定位，由于传输到第一外壳的推力负荷，内装配管状部和外装配管状部不利地有可能在轴向方向上相对于彼此移位。具体来说，当彼此接触的外管状端面与外管状相对面在所述表面临时彼此分离且随后再次彼此接触的方向上承受推力负荷时，外管状端面与外管状相对面之间可能会发出异常声音(粘滑声)。此外，由于作为弹性体的O形环插置于内装配管状部与外装配管状部之间，当彼此接触的外管状端面与外管状相对面在所述表面推动彼此的方向上承受推力负荷时，O形环可弹性地变形使内装配管状部和外装配管状部在径向方向上相对于彼此移位。随后，外管状端面与外管状相对面之间也可能会发出异常声音(粘滑声)。

发明内容

已研发本发明以便解决这些问题。本发明的一个目的是提供一种外壳结构和一种动力转向装置，其能够抑制分开的外壳的装配部处可能发出的异常声音。

为实现这个目的，本发明的一个方面包括一种外壳结构，包括：第一外壳，所述第一外壳具有内装配管状部和第一螺栓紧固部，所述内装配管状部围绕轴构件的轴线而形成且在内装配管状部的尖端处具有内管状端面，所述第一螺栓紧固部具有在所述轴构件径向方向上形成于远离内管状端面的位置处的第一螺栓对准面，所述第一外壳经由第一轴承支撑轴构件的第一端侧；和第二外壳，所述第二外壳具有外装配管状部和第二螺栓紧固部，所述内装配管状部装配到外装配管状部中且外装配管状部的尖端处具有外管状端面，所述第二螺栓紧固部具有与第一螺栓对准面配合的第二螺栓对准面，所述第二外壳经由第二轴承支撑轴构件的第二端。第一间隙设置于内管状端面与定位成在轴构件的轴线方向上与内管状端面相对的第二外壳的内管状相对面之间，第二间隙设置于外管状端面与定位成在轴构件的轴线方向上与外管状端面相对的第一外壳的外管状相对面之间，并且当在轴构件上的推力负荷引起内装配管状部和外装配管状部在轴线方向上彼此分离之后，所述外装配管状部返回所述内装配管状部装配到所述外装配管状部的位置时，第一间隙防止内管状端面与内管状相对面之间的接触，且第二间隙防止外管状端面与外管状相对面之间的接触。

根据本发明的该方面，第二间隙设置于外管状端面与外管状相对面之间，以避免当内装配管状部和外装配管状部由于辅助轴上的推力负荷而在轴线方向上彼此分离且随后返回到彼此时，外管状端面与外管状相对面之间的接触。类似地，第一间隙设置于内管状端面与内管状相对面之间，以避免内管状端面与内管状相对面之间的接触。因此，可避免内装配管状部与外装配管状部之间的可能异常声音。

此外，在本发明的该方面中，第二间隙是通过将外管状相对面定位在与第一螺栓对准面相同的平面且定位外管状端面使得相比第二螺栓对准面所述外管状端面更靠近轴构件的第二端而形成。

另外，第二间隙是通过将外管状端面定位在与第二螺栓对准面相同的平面且定位外管状相对面使得相比第一螺栓对准面所述外管状相对面更靠近轴构件的第一端而形成。

在本发明的该方面中，第二间隙可易于在现有外壳结构中形成。

此外，本发明的方面包括一种动力转向装置，包括外壳结构：轴构件是能够旋转地附接有辅助电动机所驱动的蜗轮的辅助轴。

在本发明的该方面中，辅助扭矩机构的外壳中的可能异常声音可得到抑制。

本发明的该方面允许提供一种能够抑制外壳中的可能异常声音的高级动力转向装置。

附图说明

图1为描绘电力转向装置的示意配置图；

图2为描绘外壳结构和外壳内部的截面图；

图3为内装配管状部和外装配管状部的截面图；

图4为第一外壳的外观的透视图；和

图5为第二外壳的外观的透视图。

参考标记列表

1 电动转向装置

2 辅助电动机

3 蜗轮机构

4 辅助轴

5 外壳

8 第一外壳

9 第二外壳

21 内装配管状部

22 外装配管状部

23 内管状端面

24 外管状端面

25 外管状相对面

26 内管状相对面

27 第一螺栓紧固部

28 第二螺栓紧固部

29 第一螺栓对准面

30 第二螺栓对准面

58 齿条轴

C1 第一间隙

C2 第二间隙

具体实施方式

在图1中，电力转向装置1为包括转向机构51和辅助扭矩机构52的齿条辅助装置，所述转向机构具有在横向方向上延伸的齿条轴58，所述辅助扭矩机构布置于齿条轴58的第一端处。

转向机构51包括由驾驶员操作的转向轮53、与转向轮53的操作协作而旋转的转向轴54、经由图中未描绘的扭力杆设于转向轴54下方的小齿轮轴55，和齿条轴58，齿条轴上形成有与小齿轮轴55上的小齿轮啮合的齿条58A，且左轮57和右轮57经由拉杆56联接到齿条轴。当驾驶员操作转向轮53时，齿条轴58向右或向左移动以转动轮57。

辅助扭矩机构52包括齿条轴58、辅助电动机2、蜗轮机构3、辅助轴(轴构件)4，以及外壳5，辅助轴上的小齿轮4A与齿条轴58上的齿条58A啮合，外壳5覆盖齿条轴58、蜗轮机构3和辅助轴4。蜗轮机构3包括附接到辅助电动机2的蜗杆6和与蜗杆6啮合的蜗轮7。蜗轮7能够旋转地附接到辅助轴4。在辅助扭矩机构52中，施加到转向轮53的扭矩由图中未描绘的扭矩传感器检测到。根据检测到的扭矩，辅助电动机59在图中未描绘的控制装置的控制下受驱动。因此，辅助电动机59所生成的扭矩经由蜗轮机构3和辅助轴4传输到齿条轴58作为驾驶员施加到转向轮53的操作力的辅助力。

下文将描述本发明应用到外壳5的形式。

在图2中，外壳5分为第一外壳8和第二外壳9。第一外壳8为容纳蜗轮机构3且承载辅助轴4的附接有蜗轮机构3的蜗轮7的部分以使得辅助轴4可旋转的外壳，所述这个部分靠近辅助轴4的上端(第一端)。第二外壳9为容纳齿条轴58且承载辅助轴4的一部分以使得辅助轴4可旋转的外壳，所述这个部分靠近辅助轴4的下端(第二端)。

蜗轮7附接到辅助轴4的上端。蜗轮7包括通过压入或类似方式固定到辅助轴4的上端的环形轴部7A，和整体附接到环形轴部7A的外周的齿轮部7B。小齿轮4A形成于辅助轴4上，以便自辅助轴4的大体上中部延伸到辅助轴4在轴线O的方向上靠近其下端的部分。

第一外壳8

第一外壳8具有内装配管状部21和第一螺栓紧固部27，内装配管状部21围绕辅助轴4的轴线O而形成且在内装配管状部21的下端(尖端)处具有环形内管状端面23，第一螺栓紧固部27具有在轴线O的径向方向上形成为远离内管状端面23的第一螺栓对准面29。内管状端面23和第一螺栓对准面29沿正交于轴线O的表面而形成。

第一外壳8大体上成形为圆柱体，所述圆柱体的圆柱轴方向与辅助轴4的轴线O大体上一致，且也具有蜗轮7的容纳空间。第一外壳8的一部分形成为在其径向方向上凸出，以便容纳蜗杆6。蜗杆6和蜗轮7为螺旋齿轮。开口形成于第一外壳8圆柱轴方向上的相应相对端。下开口形成为内装配管状部21，以使得辅助轴4穿过开口插入。上端开口由端盖10经由O形环11闭合。端盖10通过图中未描绘的螺栓紧固到第一外壳8。

辅助轴4的上端由第一外壳8经由第一轴承13支撑。通过使第一轴承13的内环的一个侧表面邻接接触蜗轮7的环形轴部7A且使内环的另一侧表面邻接接触内环止动器14，内环定位于轴线O的方向上。内环止动器14例如通过螺拧来附接到辅助轴4的外周。通过使第一轴承13的外环的一个侧表面邻接接触形成于第一外壳8上的定位壁部15且使外环的另一侧表面邻接接触外环止动器16，外环定位于轴线O的方向上。外环止动器16例如为装配到内装配管状部21的内周表面的凹槽中的保持环。

在第一外壳8的外壁表面上，在轴线O的方向上面向外装配管状部22的外管状端面24(图3)的环形外管状相对面25(图三)形成于内装配管状部21的上部径向外侧。外管状相对面25沿正交于轴线O的表面而形成。在内装配管状部21的外周表面上，矩形密封凹槽31围绕轴线O而形成。诸如O形环的密封构件32装配到密封凹槽31中。

如图4中所描绘，多个(本实施例中，三个)第一螺栓紧固部27在近似围绕轴线O的圆周方向上以一定间隔形成于内装配管状部21的径向外侧。然而，第一螺栓紧固部27无需定位于同一圆周。各个第一螺栓紧固部27具有环形第一螺栓对准面29，内螺纹孔33形成于第一螺栓对准面的中心。肋状物34形成于外管状相对面25与第一螺栓对准面29之间。肋状物34的下端面34A定位于第一螺栓对准面29上方。外管状相对面25形成在与肋状物34的下端面34A相同的平面。换句话说，外管状相对面25定位于第一螺栓对准面29上方。

第二外壳9

在图2中，第二外壳9具有外装配管状部22和第二螺栓紧固部28，内装配管状部21装配到外装配管状部中且外装配管状部22的上端处具有环形外管状端面24(图3)，第二螺栓紧固部具有与第一螺栓对准面29配合的第二螺栓对准面30。外管状端面24和第二螺栓对准面30二者都沿正交于轴线O的表面而形成。

第二外壳9具有包括大体上圆柱体的辅助轴容纳部9A和齿条轴容纳部9B的形状，辅助轴容纳部容纳在轴线O的方向上近似从辅助轴4的中部到第二端的辅助轴4，齿条轴容纳部9B形成为在径向方向上从辅助轴容纳部9A的一部分凸出。第一外壳8的内装配管状部21装配到其中的外装配管状部22形成于辅助轴容纳部9A的上部。

辅助轴4位于相比形成小齿轮4A的范围进一步朝向下端侧位置的部分由辅助轴容纳部9A经由第二轴承17支撑。第二轴承17例如为滚针轴承。齿条轴58的后表面通过线圈弹簧19经由压垫18持续地朝向辅助轴4偏置。因此，小齿轮4A与齿条58A之间维持适当的啮合配合。线圈弹簧19在线圈弹簧19的一端邻接接触压垫18，而在线圈弹簧19的另一端邻接接触附接到齿条轴容纳部9B的盖子20。压垫18和线圈弹簧19容纳于齿条轴容纳部9B中。

在第二外壳9的内壁表面上，在轴线O的方向上面向内装配管状部21的内管状端面23的环形内管状相对面26形成于外装配管状部22的下部径向内侧。内管状相对面26沿正交于轴线O的表面而形成。

如图5中所描绘，多个(本实施例中，三个)第二螺栓紧固部28在近似围绕轴线O的圆周方向上以一定间隔形成于外装配管状部22的径向外侧。沿轴线O的方向的螺栓通孔35形成于各个第一螺栓紧固部27中。围绕螺栓通孔35的第二螺栓紧固部28的上表面形成第二螺栓对准面30。各个第一螺栓紧固部27形成于自外装配管状部22的外周表面径向向外突出的大体上薄型支柱座36上。外管状端面24和第二螺栓对准面30形成在彼此相同的平面。

通过将内装配管状部21装配到外装配管状部22中，使第一螺栓对准面29邻接接触第二螺栓对准面30且将螺栓37穿过螺栓通孔35而螺拧到内螺纹孔33中，如上文所描述而配置的第一外壳8和第二外壳9牢固地紧固在一起。外壳5的内部由插置于内装配管状部21的外周表面与外装配管状部22的内周表面之间的密封构件32密封。本实施例使用一种装配管状部的方法，所述管状部为内装配管状部21和外装配管状部22。其原因在于精确地确定跨越第一外壳8和第二外壳9被支撑的辅助轴4的中心。

由于第一外壳8和第二外壳9经由螺栓37牢固地紧固到一起，第一间隙C1在轴线O的方向上设置于内管状端面23与内管状相对面26之间，且第二间隙C2在轴线O的方向上设置于外管状端面24与外管状相对面25之间。第二间隙C2是通过将外管状端面24定位在与第一螺栓对准面29和第二螺栓对准面30相同的平面且将外管状相对面25定位于第一螺栓对准面29和第二螺栓对准面30上方而形成。

第二间隙C2可例如通过将外管状相对面25定位在与第一螺栓对准面29和第二螺栓对准面30相同的平面且将外管状端面24定位于第一螺栓对准面29和第二螺栓对准面30下方而形成。或者，第二间隙C2可通过将外管状端面24定位于第一螺栓对准面29和第二螺栓对准面30下方且将外管状相对面25定位于第一螺栓对准面29和第二螺栓对准面30上方而形成。

效果

当以力最大限度地转动转向轮53或通过轮57输入外力以便向左或向右移动齿条轴58以使齿条轴邻接接触图中未描述的齿条止动器时，强烈的啮合反应力施加于齿条58A与小齿轮4A之间。齿条58A和小齿轮4A为螺旋齿轮，因此，啮合反应力引起推力负荷作用于辅助轴4。推力负荷经由第一轴承13传输到第一外壳8。

在这点上，内装配管状部21与外装配管状部22之间的装配区域远离第一螺栓紧固部27和第二螺栓紧固部28的螺栓紧固部而定位，且具体来说，薄型肋状物34和支柱座36插置于装配区域与螺栓紧固部之间。因此，装配区域可能并不具有高度刚性。在此类情况下，传输到第一外壳8的推力负荷可引起装配区域的外围偏斜而使内装配管状部21与外装配管状部22在轴线O的方向上相对于彼此移位。在现有技术中，当彼此接触的外管状端面与外管状相对面移动以临时彼此分离且随后再次彼此接触时，外管状端面与外管状相对面之间可能会如上文所描述发出异常声音(粘滑声)。此外，当彼此接触的外管状端面与外管状相对面在所述表面推动彼此的方向上承受推力负荷时，诸如O形环的密封构件可弹性地变形而使内装配管状部和外装配管状部在径向方向上相对于彼此移位，从而导致外管状端面与外管状相对面之间如上文所描述产生异常声音(粘滑声)。

相比之下，在本发明中，第二间隙C2设置于外管状端面24与外管状相对面25之间，以防止当辅助轴4上的推力负荷引起内装配管状部21和外装配管状部22在轴线O的方向上彼此分离(例如，第一外壳8相对于第二外壳9向上移动，如图2和图3中的空白箭头所描绘)且随后再次返回到彼此时，外管状端面24接触外管状相对面25。类似地，第一间隙C1设置于内管状端面23与内管状相对面25之间，以防止内管状端面23接触内管状相对面25。这样可避免内装配管状部21与外装配管状部22之间可能发出的异常声音(粘滑声)。

通常，甚至当辅助轴4上的推力负荷引起内装配管状部21和外装配管状部22在轴线O的方向上彼此接近(例如，第一外壳8相对于第二外壳9向下移动)时，第一间隙C1用以防止内管状端面23接触内管状相对面26，且第二间隙C2用以防止外管状端面24接触外管状相对面25。甚至当密封构件32弹性地变形而使内装配管状部21与外装配管状部22在径向方向上相对于彼此移位时，第一间隙C1和第二间隙C2的存在防止了异常声音(粘滑声)的问题。

第一间隙C1和第二间隙C2的值视需要例如基于辅助轴4上的可能推力负荷的最大设置值而设置。

第二间隙C2如下形成。也就是说，第二间隙C2可通过将外管状相对面25定位在与第一螺栓对准面29相同的平面且定位外管状端面24使得相比第二螺栓对准面30外管状端面24更靠近下端(第二端)而易于在现有外壳结构中形成。

或者，间隙C2也可通过将外管状端面24定位在与第二螺栓对准面30相同的平面且定位外管状相对面25使得相比第一螺栓对准面29外管状相对面25更靠近上端(第一端)而易于在现有外壳结构中形成。

通常，第二间隙C2也可通过定位外管状端面24使得相比第二螺栓对准面30外管状端面24更靠近下端且定位外管状相对面25使得相比第一螺栓对准面29外管状相对面25更靠近上端而形成且不出现任何问题。

已描述本发明的优选实施例。在所描述的实施例中，内装配管状部21形成于容纳蜗轮机构3的第一外壳8中，而外装配管状部22形成于容纳齿条轴58的第二外壳9中。然而，同样优选的是，内装配管状部21形成于第二外壳9中，且外装配管状部22形成于第一外壳8中。

Claims (4)

1.一种外壳结构，包括：

第一外壳，所述第一外壳具有内装配管状部和第一螺栓紧固部，所述内装配管状部围绕轴构件的轴线而形成且在所述内装配管状部的尖端处具有内管状端面，所述第一螺栓紧固部具有在所述轴构件的径向方向上形成于远离所述内管状端面的位置处的第一螺栓对准面，所述第一外壳经由第一轴承支撑所述轴构件的第一端侧；和

第二外壳，所述第二外壳具有外装配管状部和第二螺栓紧固部，所述内装配管状部装配到所述外装配管状部中且所述外装配管状部的尖端处具有外管状端面，所述第二螺栓紧固部具有与所述第一螺栓对准面配合的第二螺栓对准面，所述第二外壳经由第二轴承支撑所述轴构件的第二端，

其中第一间隙设置于所述内管状端面与定位成在所述轴构件的轴线方向上与所述内管状端面相对的所述第二外壳的内管状相对面之间，且第二间隙设置于所述外管状端面与定位成在所述轴构件的轴线方向上与所述外管状端面相对的所述第一外壳的外管状相对面之间，并且

当所述轴构件上的推力负荷引起所述内装配管状部和所述外装配管状部在所述轴构件的轴线方向上彼此分离之后，所述外装配管状部返回所述内装配管状部装配到所述外装配管状部中的位置时，所述第一间隙防止所述内管状端面与所述内管状相对面之间的接触，且所述第二间隙防止所述外管状端面与所述外管状相对面之间的接触。

2.根据权利要求1所述的外壳结构，其中所述第二间隙是通过将所述外管状相对面定位在与所述第一螺栓对准面相同的平面且定位所述外管状端面使得相比所述第二螺栓对准面所述外管状端面更靠近所述轴构件的第二端而形成。

3.根据权利要求1所述的外壳结构，其中所述第二间隙是通过将所述外管状端面定位在与所述第二螺栓对准面相同的平面且定位所述外管状相对面使得相比所述第一螺栓对准面所述外管状相对面更靠近所述轴构件的第一端而形成。

4.一种动力转向装置，包括根据权利要求1至3中任一项所述的外壳结构，其中所述轴构件是能够旋转地附接有辅助电动机所驱动的蜗轮的辅助轴。