CN110001761A - 转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有在方向盘的转角是中立状态的情况下,难以产生滚动体的球聚拢的滚珠丝杠装置的转向装置。转向装置(10)具备转向轴(20)、滚珠丝杠装置(40)、马达M以及驱动力传递机构(32)。将车辆的直进状态下的外壳(11)与转向轴(20)的相对位置定义为转向轴的转向中立位置(N)。在转向中立位置(N),导向通路(61)的与滚动路径(R1)连接的两端部(61a、62a)被形成于滚动体螺母(21)的内周面中的半周的范围(Ar1)内。范围(Ar1)以包含从动带轮(34)以及驱动带轮(36)的旋转轴线(C1、C2)的假想平面(Q)与滚动体螺母交叉的交线中远离驱动带轮的一侧的交线(L1)为起点,在内周面的周向两侧分别具有90°的相位而形成。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年12月5日提交的日本专利申请No.2017-233378的优先权,其公开内容包括说明书、附图和摘要,通过引用整体并入本文。.
技术领域
本发明涉及转向装置。
背景技术
以往,具有通过马达使滚珠丝杠装置动作,由此产生转向轴(齿条轴)的轴向推力从而辅助转向轴的动作的汽车用的转向装置(例如参照日本特开2011-256901号公报、日本特开2014-77459号公报)。在日本特开2011-256901号公报、日本特开2014-77459号公报的滚珠丝杠装置中,被形成于转向轴的外周面的外周滚动槽、与被形成于滚动体螺母(滚珠螺母)的内周面的内周滚动槽对置而形成滚动体的滚动路径。另外,滚珠丝杠装置具备使被形成于内部的通路与滚动路径连接,形成连在一起的循环路径而使滚动体无限循环的导向器(循环部件)。
通常,在这样的滚珠丝杠装置中,在滚动路径内邻接的滚动体彼此具有规定的间隙地排列。因此,若滚动体螺母(内周滚动槽)相对于转向轴(外周滚动槽)绕轴线相对旋转,则滚动路径中的多个滚动体不与邻接的滚动体相互抵接而分别与内周滚动槽面和外周滚动槽面抵接并且以等速沿同方向滚动,使内周滚动槽与外周滚动槽以低阻力顺畅地相对旋转。
然而,在上述转向装置中,例如车辆在直进状态下,即在转向轴的转角处于所谓的中立状态的情况下,存在滚动路径中多个滚动体间的间隙消失,邻接的滚动体彼此抵接的球聚拢这样的现象。
若产生球聚拢状态,则在滚动体螺母相对旋转时,滚动路径内相互抵接的各滚动体分别沿相同的方向旋转。因此,在各滚动体彼此的抵接部产生反方向的移动(旋转)并产生摩擦。由此,转向操纵所需的力增加,存在驾驶员感觉到方向盘的转向操纵扭矩变重的担心。在转向装置的中立状态下,驾驶员为了维持车道等往往以微小的转角进行转向操纵,驾驶员容易注意到转向操纵扭矩的大小、变动。另外,即使对于使滚动体螺母旋转的电动马达而言,也存在负荷上升而消耗电力增大等的担忧。
特别是,日本特开2014-77459号公报所示的齿条平行型的转向装置具备被固定于马达的输出轴前端的驱动带轮和被固定于滚动体螺母的外周面的从动带轮,传动带在驱动带轮与从动带轮之间具有规定的张力地被架设。通过这样的构成,滚动体螺母(从动带轮)被传动带的张力向驱动带轮侧拉动。
因此,在周向上滚动体螺母的内周滚动槽与转向轴的外周滚动槽之间(滚动路径)的径向的宽度(间隙)的大小不均,在滚动路径中产生间隙窄的部分和宽的部分。由此,在滚动体螺母的相对旋转时,滚动路径内的多个滚动体容易从通路窄的部分向通路宽的部分挤压。而且,被挤压的多个滚动体从通路窄的部分向宽的部分移动并集中,邻接的各滚动体彼此抵接的球聚拢状态被促进。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种具备在方向盘的转角处于中立状态的情况下,不易产生滚动体的球聚拢的滚珠丝杠装置的齿条平行型的转向装置。
本发明的一实施方式的车辆的转向装置具备:转向轴,其以能够在轴线方向移动的方式被支承于外壳,根据方向盘的转向角在上述轴线方向往复移动,使转向轮转向;滚珠丝杠装置,其具备:外周滚动槽,其被形成于上述转向轴的外周面;滚动体螺母,其在内周面形成与上述外周滚动槽对应的内周滚动槽,在上述内周滚动槽与上述外周滚动槽之间形成螺旋状地环绕多圈的滚动路径;多个滚动体,其被收纳于上述滚动路径内;以及导向器部,其形成有使得上述滚动体能够在循环路径中无限循环的导向通路,所述导向通路被设置于上述滚动体螺母内,与上述滚动路径贯通,使形成上述滚动路径的两端的第一开口与第二开口之间连通并与上述滚动路径一起形成连在一起的上述循环路径;马达,其被固定于上述外壳,具备相对于上述转向轴偏置的输出轴;以及驱动力传递机构,其具备:设置为与上述输出轴能够一体旋转的驱动带轮;设置为与上述滚动体螺母能够一体旋转的从动带轮;以及在上述驱动带轮与上述从动带轮之间具有张力地架设而传递上述马达的旋转驱动力的传动带。
而且,对于上述转向轴来说,将上述车辆的直进状态下的上述外壳与上述转向轴的相对位置定义为上述转向轴的转向中立位置,在上述转向中立位置,上述导向通路的、分别与上述滚动路径的上述第一开口以及上述第二开口连接的两端部被形成在上述滚动体螺母的上述内周面中的半周的范围内,上述半周的上述范围是,以包含上述从动带轮以及上述驱动带轮的各旋转轴线的假想平面与上述滚动体螺母的上述内周面交叉而形成的交线中、远离上述驱动带轮的一侧的交线为起点,在上述内周面的周向两侧分别具有90°的相位而形成的范围。
这样,在从动带轮以及滚动体螺母被传动带的张力向驱动带轮侧拉引而产生的滚动体螺母的内周滚动槽与外周滚动槽之间的周向的偏置的间隙中,导向通路的两端部被配置于偏置的间隙中窄的一侧的间隙的范围(半周)内。此时,导向通路没有受到内周滚动槽与外周滚动槽之间的间隙的大小的影响,总是具有恒定的直径而存在。因此,在窄的一侧的间隙的范围中,能够使实际间隙变窄的范围减少导向通路的两端部之间的范围。
因此,在内周滚动槽与外周滚动槽之间,能够有效地抑制被从窄的一侧的间隙部分向宽的一侧的间隙部分挤压的滚动体的数量。另外,容易从间隙为宽的一侧的部分向窄的一侧的部分移动,所以能够有效地缓和滚动体拥堵在间隙宽的一侧的部分的情况。因此,在方向盘的转角是中立状态的情况下,即使驾驶员对方向盘进行转向操纵,使滚动体螺母相对旋转也能够抑制滚动体的球聚拢的产生。由此,能够抑制转向操纵所需的转向操纵扭矩的增加,所以驾驶员感觉到转向操纵扭矩变重的担忧变低。另外,对于使滚动体螺母旋转的电动马达而言,负荷上升而消耗电力增大的担忧也变少。
附图说明
本发明的前述和其他特征和优点将从以下参照附图的实施方式的描述中变得清楚,附图中相同标号用来表示相同元件,附图中:
图1是表示本实施方式的电动动力转向装置的整体的简图。
图2是图1的转向操纵辅助机构以及滚珠丝杠装置的放大剖视图。
图3是图2的III-III箭头方向的剖视图,是说明驱动力传递机构的图。
图4是从上方观察图2的滚动体螺母的图。
图5是图4的V-V箭头方向的剖视图。
图6是导向器的立体图。
图7是循环路径的示意图。
图8是从轴线方向观察的导向通路的透视图。
图9是对从轴线方向观察导向通路是左右对称的情况进行说明的、图3的导向通路的透视图。
图10是与图3对应的现有技术的说明图。
图11是说明变形例1的实施方式的图。
图12是说明变形例2的实施方式的图。
具体实施方式
以下,结合附图来说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的车用的电动动力转向装置(与转向装置相当)的整体的图。电动动力转向装置是利用转向操纵辅助力辅助转向操纵力的转向装置。
电动动力转向装置10(以后,仅称为转向装置10)是使与车辆的转向轮28、28连结的转向轴20在与转向轴20的轴线方向一致的A方向(图1的左右方向)往复移动,由此使转向轮28、28的朝向转向的装置。此外,图1中的转向轮28、28的转向状态示出了车辆直进的状态,即中立的转向状态。
如图1所示,转向装置10具备:外壳11、方向盘12、转向轴13、扭矩检测装置14、电动马达M(相当于马达。以后,仅称为马达M)、上述的转向轴20、转向操纵辅助机构30以及滚珠丝杠装置40。
外壳11是被固定于车辆的固定部件。外壳11被形成为筒状,具备第一外壳11a、和被固定于第一外壳11a的A方向一端侧(图1中,左侧)的第二外壳11b。
方向盘12被固定于转向轴13的端部,在车室内被支承为能够旋转。转向轴13将通过驾驶员的操作而施加到方向盘12的扭矩向转向轴20传递。
在转向轴13的转向轴20侧的端部形成构成齿条和小齿轮机构的小齿轮13a。扭矩检测装置14基于转向轴13的扭转量,检测被施加于转向轴13的扭矩。
转向轴20沿A方向延伸。转向轴20以能够在轴线方向往复移动的方式被支承于外壳11。在转向轴20的外周面的一部分形成齿条齿22。齿条齿22与转向轴13的小齿轮13a啮合,与小齿轮13a一起构成齿条和小齿轮机构。
此外,将图1所示那样的中立的转向状态(与车辆的直进状态相当)的齿条和小齿轮机构的小齿轮13a与齿条齿22啮合的相对位置定义为齿条和小齿轮机构的转向中立位置N。另外,将中立的转向状态的转向轴20相对于外壳11的相对位置定义为转向轴20的转向中立位置N。转向中立位置N将在后面的说明中使用。对于齿条和小齿轮机构而言,基于转向装置10的用途等,设定在转向轴13与转向轴20之间能够传递的最大轴力。
转向轴20在两端部具有联轴器25、25。转向横拉杆26、26与联轴器25、25的两端部连结。转向横拉杆26、26的前端经由转向节臂27、27与左右的转向轮28、28连结。
由此,若方向盘12被转向操纵,则根据与方向盘12连结的转向轴13的转角,转向轴20经由齿条和小齿轮机构而在A方向直线往复移动。沿着该A方向的移动经由转向横拉杆26、26被向转向节臂27、27传递,由此处于中立的转向状态(参照图1)的转向轮28、28被转向,车辆的行进方向改变所希望的量。此外,本发明也能够应用在没有机械地连结方向盘与转向轴的转向线控装置(SBW)的转向促动器。该转向促动器例如是从上述转向装置除去了小齿轮13a和齿条齿22的构造。
在外壳11的A方向两端固定防尘罩29、29的一端部。防尘罩29、29例如是树脂制,主要覆盖联轴器25、25和转向横拉杆26、26的联轴器部分,具有在A方向能够伸缩的筒状的蛇纹管部。防尘罩29、29的另一端部被固定于转向横拉杆26、26。防尘罩29、29限制灰尘、水等异物侵入外壳11的内部以及联轴器25、25的内部。
另外,转向轴20在与齿条齿22不同的位置的外周面形成外周滚动槽23。外周滚动槽23与后述的滚动体螺母21的内周滚动槽21a一起构成滚珠丝杠装置40,通过转向操纵辅助机构30传递转向操纵辅助力。
转向操纵辅助机构30是将马达M作为驱动源而向转向轴20施加转向操纵辅助力的机构。转向操纵辅助机构30具备:马达M、驱动马达M的控制部ECU以及驱动力传递机构32。马达M、以及用于驱动马达M的控制部ECU被收纳于在外壳11的第一外壳11a固定的壳体31。控制部ECU基于扭矩检测装置14的输出信号,决定转向操纵辅助扭矩,控制马达M的输出。
如图2、图3所示,驱动力传递机构32具备:驱动带轮36、从动带轮34以及带齿的传动带35。驱动带轮36能够一体旋转地被固定于马达M的输出轴37的前端。输出轴37被配置为与转向轴20的轴线平行。从动带轮34以与滚动体螺母21能够一体旋转的方式被固定于滚动体螺母21的外周侧。
如图2所示,滚动体螺母21的A方向一端侧(图2中左侧)经由滚珠轴承33以能够旋转的方式被支承于第二外壳11b的内周面11b1。如图2、图3所示,传动带35具有规定的张力T地被架设在驱动带轮36与从动带轮34之间。驱动力传递机构32在驱动带轮36与从动带轮34之间,经由传动带35传递马达M产生的旋转驱动力。
通过上述结构,转向操纵辅助机构30根据方向盘12的旋转操作(转向操纵)来驱动马达M,使马达M的输出轴37以及驱动带轮36旋转。驱动带轮36的旋转经由传动带35向从动带轮34传递,被一体地设置于从动带轮34的滚动体螺母21旋转动作。滚动体螺母21进行旋转动作,由此转向轴20向轴线方向的转向操纵辅助力(动力)经由滚珠丝杠装置40具有的多个滚珠24(相当于滚动体)向转向轴20传递,转向轴20(转向轴)沿轴线方向移动。
详细地说明滚珠丝杠装置40。如图2所示,滚珠丝杠装置40主要被收纳于第二外壳11b内。滚珠丝杠装置40具备:以螺旋状形成于上述转向轴20的外周面的一部分的外周滚动槽23、滚动体螺母21、多个滚珠24以及一对导向器51、52。
滚动体螺母21被形成为筒状,在内周面形成螺旋状的内周滚动槽21a。内周滚动槽21a(滚动体螺母21)以与外周滚动槽23(转向轴20)同轴的方式被配置在外周滚动槽23的外周侧。由此,在内周滚动槽21a与对应的外周滚动槽23之间形成螺旋状地环绕多圈的滚动路径R1。而且,多个滚珠24被配置于滚动路径R1。
滚动体螺母21在包含内周滚动槽21a中、与对置的外周滚动槽23之间环绕多圈并形成的滚动路径R1的两端的不同的两个位置(图2、图3中的B位置以及C位置),具备贯通内周滚动槽21a与外周面21b之间的一对(两个)安装孔41、42(参照图2-图5)。此外,并不局限于上述实施方式,安装孔41、42若跨越多列地配置在滚动体螺母21的内周滚动槽21a,则以在B位置、C位置以外的位置贯通外周面21b与内周滚动槽21a之间而形成。
安装孔41、42贯通,由此两个位置的开口部41a、42a在内周滚动槽21a开口(参照图5)。此外,一对安装孔41、42具有相同的结构,并且在分别从对置的轴线方向观察的情况下,是相同的配置,所以在以后的说明中,除了需要说明安装孔42的情况以外仅说明一方的安装孔41。另外,图5中由箭头表示的D方向表示导向器51向安装孔41插入的插入方向(以后,仅称为插入方向D)。
另外,图2、图3所示的图是上述的齿条和小齿轮机构的相对位置以及转向轴20的相对位置均处于转向中立位置N的情况下的图。即图2、图3是表示车辆的直进状态下的驱动带轮36、滚动体螺母21(从动带轮34)以及导向器51(导向通路61)的配置状态的剖视图。
如图5所示,安装孔41(42)具备压入孔部411、引导孔部412、以及一对停止面44a、44b。压入孔部411收纳并压入后述的导向器51的外周部511。引导孔部412收纳后述的导向器51的内周部512。一对停止面44a、44b与后述的导向器51的一对被停止面54a、54b抵接而进行插入方向D的导向器51的定位。
压入孔部411在滚动体螺母21的径向,被形成于滚动体螺母21的外周面21b侧。对于压入孔部411而言,与导向器51的插入方向D正交的剖面形状被形成为角部具有倒角的近似长方形的孔(图略)。
此外,在本实施方式中,压入孔部411的剖面中的近似长方形的长边方向不是与滚动体螺母21的端面平行的方向,即不是与滚动体螺母21的轴线正交的方向。在本实施方式中,压入孔部411的长边方向作为与将被形成于滚动体螺母21的内周面的内周滚动槽21a向径向外侧放大、并向外周面21b投影时所形成的投影槽的延伸方向大致平行的方向。
引导孔部412贯通于滚动体螺母21的内周面(内周滚动槽21a)。对于引导孔部412而言,与导向器51的插入方向D正交的剖面形状被形成为角部具有倒角的近似长方形的孔(图略)。如图5所示,一对停止面44a、44b被形成于不同的平面上。但是,一对停止面44a、44b也可形成于同一平面上。
如图4所示,在滚动体螺母21的外周面21b形成使一对安装孔41、42之间连通地连接的中央通路43。中央通路43与滚动体螺母21的轴线方向(A方向)平行地延伸并在滚动体螺母21的径向外侧开口。中央通路43的开口宽度比滚珠24的直径稍大。另外,中央通路43的底面是以比滚珠24的半径稍大的R形成的曲面。由此,滚珠24能够在中央通路43中自如地往复滚动。
接下来,对导向器51、52进行说明。图6是被收纳于一对安装孔41、42的一对导向器51、52的立体图。如图2-图5所示,一对导向器51、52以被收纳于一对安装孔41、42的状态被分别固定。
一对导向器51、52分别在内部具有作为贯通孔的第一通路51a以及第二通路52a。第一通路51a以及第二通路52a在一对导向器51、52分别被收纳于一对安装孔41、42的状态下,各第一端部分别与图4所示的中央通路43的各端部连接。另外,第一通路51a以及第二通路52a的各第二端部与滚动路径R1连接,并在滚动路径R1开口。而且,由第一通路51a、中央通路43以及第二通路52a形成导向通路61。
此时,第一通路51a以及第二通路52a的两个开口(是第二端部并且与导向通路61的两端部相当)也是滚动路径R1的两端的开口。将该滚动路径R1的两端的开口分别作为第一开口71以及第二开口72(参照图5)。第一开口71以及第二开口72在各安装孔41、42的开口部41a、42a内开口。
通过具备导向通路61的一对导向器51、52以及滚动体螺母21的一部分在滚动体螺母21内构成导向器部60(图4、双点划线部)。如图7的示意图所示,导向通路61使滚动路径R1中的第一开口71与第二开口72之间连通并与滚动路径R1一起形成连在一起的循环路径50。由此,循环路径50中的滚珠24(滚动体)能够无限循环。此外,关于基于导向器51、52的滚珠24的无限循环是公知的技术,所以省略详细的说明。
中央通路43的各端部到滚动路径R1的开口为止的第一通路51a以及第二通路52a的形状,如从滚动体螺母21的轴线方向观察的导向通路61的透视图亦即图8所示,以多个半径R连接并形成。但是,并不局限于该实施方式,导向通路61也可被形成为任意的形状。
详细而言,在转向中立位置N,对于导向通路61而言,分别与滚动路径R1的第一开口71以及第二开口72连接的两端部61a、62a被形成于滚动体螺母21的内周面(内周滚动槽21a)中的半周的范围Ar1(参照图3、图8)内。此时,半周的范围Ar1是以包含从动带轮34以及驱动带轮36的各旋转轴线C1、C2的假想平面Q与滚动体螺母21的内周面(内周滚动槽21a)交叉而形成的交线L1、L2中、远离驱动带轮36的一侧的交线L1为起点,在内周面(内周滚动槽21a)的周向两侧分别以90°的相位扩展而形成的范围。此外,在图3、图8中,虽记载了假想平面Q与纸面的上下方向平行,但这是基于记载的方便,没有示出假想平面Q与铅垂方向平行的情况。即假想平面Q也可相对于铅垂面或者水平面具有任意的倾斜。
换言之,半周的范围Ar1是以内周滚动槽21a与外周滚动槽23之间的滚动路径R1中的偏置的间隙β(距离)中、窄的一侧中最窄的间隙β1为中心的半周的范围。此外,滚动路径R1的偏置的间隙β因从动带轮34以及滚动体螺母21被传动带35的张力T向驱动带轮36侧拉引而产生。因此,滚动路径R1的间隙β中的交线L1位置的间隙β1最小。
另外,如图9所示,在转向中立位置N,从轴线方向观察滚动体螺母21时,导向通路61的两端部61a、62a分别被配置于以远离驱动带轮36的一侧的交线L1为中心而在周向左右对称的位置,即均从交线L1向周向两侧分离了Edeg的位置。
此时,在转向中立位置N,为了可靠地将导向通路61的两端部61a、62a配置于所希望的上述位置,只要将被形成于滚动体螺母21的内周面的内周滚动槽21a的开起点的周向的相位、与被形成于转向轴20的外周面的外周滚动槽23的开起点的周向的相位关联于转向中立位置N来设定即可。
例如,若考虑固定转向中立位置N的相对于外壳11的转向轴20和滚动体螺母21的轴向位置,则能够通过使外周滚动槽23的轴向位置相对于转向轴20而移位来调整滚动体螺母21的内周滚动槽21a的开起点的相位。即若使外周滚动槽23的轴向位置偏移导线L的1/n,则能够使内周滚动槽21a的相位偏移360/n度。
接下来,对上述实施方式的作用进行说明。将车辆以直进状态行驶作为前提。即驾驶员将方向盘12(转向轴13)的转角维持为中立状态并且驾驶。因此,齿条和小齿轮机构以及转向轴20处于转向中立位置N。
此时,如图3、图9所示,驾驶开始最初、多个滚珠24在滚动路径R1内一个一个具有规定的间隔地排列而被配置。另外,此时,滚动体螺母21(从动带轮34)通过传动带35的张力T被向驱动带轮36侧拉动。由此,滚动体螺母21的内周滚动槽21a与转向轴20的外周滚动槽23之间的间隙β(距离)向周向偏置。
即如图3、图9所示,在滚动路径R1中,产生间隙β窄的部分的范围Ar1(以交线L1为起点(中心)的一侧的部分)、和间隙宽的部分的范围Ar2(以交线L2为中心的一侧的部分)。在这样的状态下,驾驶员还一边使车辆直进,一边为了维持车道,或者为了应对路面的状况等而对方向盘12(以及转向轴13)进行转向操纵。与此相伴,滚珠24在滚动路径R1内滚动。
此时,在作为现有技术的通常的转向装置的转角的中立状态下,导向通路61以及两端部61a、62a相对于转向轴20的位置是动态的无法确定。因此,也存在在间隙β宽的部分的范围Ar2内配置导向通路61的两端部61a、62a的情况(参照图10)。在该情况下,在滚动路径R1内的通路的间隙β窄的部分排列的多个滚珠24(滚动体)的大多伴随着滚动,被向通路的间隙β宽的部分的范围Ar2挤压(参照图10中的箭头P)。而且,多个滚动体集合在通路的间隙β宽的部分的范围Ar2,存在成为邻接的各滚动体彼此抵接的球聚拢状态的担心。
此时,即使在导向通路61内,各滚珠24也一边抵接一边移动,所以无法消除滚动路径R1的球聚拢状态。另外,滚珠24(滚动体)彼此抵接并且从导向通路61向滚动路径R1内供给,所以滚珠24彼此的抵接状态再次生产。并且,在窄的一侧的间隙部分滚珠24难以移动,并且难以集中,所以无法消除宽的一侧的部分的成为球聚拢状态的滚珠24的阻塞。
然而,在本实施方式中,利用上述方法,在转角的中立状态下,导向通路61的两端部61a、62a的位置被配置于预先设定的位置。即导向通路61在转向中立位置N,两端部61a、62a被形成于滚动体螺母21的内周面(内周滚动槽21a)中的半周的范围Ar1(参照图3、图8、图9)内。如上所述,范围Ar1是作为滚动路径R1的内周滚动槽21a与外周滚动槽23之间的间隙β(距离)窄的一侧的半周的范围。
在该情况下,导向通路61不受内周滚动槽21a与外周滚动槽23之间的间隙β的大小的影响,总是以具有恒定的直径而存在。由此,在导向通路61内,滚珠24不受内周滚动槽21a与外周滚动槽23之间的间隙的影响,一边被后续的滚珠24推动一边移动。
因此,在范围Ar1内,内周滚动槽21a与外周滚动槽23之间的间隙β狭窄由此能够使对滚珠24(滚动体)造成影响的区域减少设置导向通路61的区域而变小。由此,在滚珠丝杠装置40的滚动路径R1中,能够抑制从间隙β窄的范围Ar1侧向间隙β宽的范围Ar2侧挤压的滚珠24(滚动体)的数量。另外,滚珠24(滚动体)彼此在相互分离的状态下向导向通路61内流入,所以从导向通路61向滚动路径R1间歇地供给滚珠24,在滚珠24彼此之间产生间隙,成为消除球聚拢状态的起点。
并且,如图9所示,在转向中立位置N,在从轴线方向观察滚动体螺母21时,导向通路61的两端部61a、62a以远离驱动带轮36的一侧的交线L1为起点(中心)而在周向上各分离Edeg并且左右对称地被配置。详细而言,以内周滚动槽21a与外周滚动槽23之间的间隙β(滚动路径R1的间隙)最窄的(间隙β1)位置亦即交线L1的位置为起点(中心),左右(周向两侧)对称地配置导向通路61的两端部61a、62a。
即在范围Ar1内,间隙最窄的范围的一部分被替换为导向通路61。由此,即使在转向中立位置N滚珠丝杠装置40进行动作也能够通过内周滚动槽21a与外周滚动槽23的相对旋转,有效地抑制位于滚动路径R1的间隙窄的部分的滚珠24被朝向滚动路径R1的间隙宽的范围Ar2挤压并移动的数量。另外,容易从间隙β宽的一侧的部分向窄的一侧的部分移动,所以能够有效地缓和滚珠24(滚动体)在间隙β宽的一侧的部分阻塞的情况。
在上述实施方式的车辆的转向装置10中,转向轴20将车辆的直进状态下的外壳11、与转向轴20的相对位置定义为转向轴20的转向中立位置N。而且,在转向中立位置N,对于导向通路61而言,分别与滚动路径R1的第一开口71以及第二开口72连接的两端部61a、62a被形成于滚动体螺母21的内周面中的半周的范围Ar1内。半周的范围Ar1是以包含从动带轮34以及驱动带轮36的各旋转轴线C1、C2的假想平面Q与滚动体螺母21的内周面交叉而形成的交线L1、L2中、远离驱动带轮36的一侧的交线L1为起点(中心),在内周面的周向两侧分别具有90°的相位而形成的范围。
这样,在从动带轮34以及滚动体螺母21被传动带35的张力T向驱动带轮36侧拉引而产生的滚动体螺母21的内周滚动槽21a与外周滚动槽23之间的周向的偏置的间隙β中,导向通路61的两端部61a、62a被配置于偏置的间隙中窄的一侧的间隙β的范围Ar1(半周)内。此时,导向通路61不受内周滚动槽21a与外周滚动槽23之间的间隙的大小的影响,总是具有恒定的直径而存在。因此,在窄的一侧的间隙的范围Ar1中,能够使实际间隙变窄的范围减少导向通路61的两端部61a、62a之间的范围。
因此,在内周滚动槽21a与外周滚动槽23之间,能够有效地抑制从窄的一侧的间隙部分朝向宽的一侧的间隙部分挤压的滚珠24(滚动体)的数量。因此,在方向盘12的转角是中立状态的情况下,即使驾驶员对方向盘12进行转向操纵,使滚动体螺母21相对旋转也能够抑制滚珠24(滚动体)的球聚拢的产生。另外,容易从间隙宽的一侧的部分向窄的一侧的间隙部分移动,所以能够有效地缓和滚动体在间隙宽的一侧的部分阻塞的情况。由此,能够抑制转向操纵所需的转向操纵扭矩的增加,所以驾驶员感觉到转向操纵扭矩变重的担忧减少。另外,对于使滚动体螺母旋转的马达M而言,负荷上升而消耗电力增大的担忧也减少。
另外,根据上述实施方式,导向通路61具备:与第一开口71连接的第一通路51a、与第二开口72连接的第二通路52a、连接第一通路51a与第二通路52a的中央通路43。而且,第一通路51a以及第二通路52a分别被形成于一对导向器51、52,该一对导向器51、52分别被收纳于在轴线方向分离且贯通滚动体螺母21的外周面与内周面之间的两个安装孔41、42。另外,中央通路43在滚动体螺母21的外周面,以连通滚动体螺母21的外周面侧的两个安装孔41、42之间方式沿具有轴线方向的成分的方向延伸而形成。这样,由紧凑地形成的一对导向器51、52、和形成于滚动体螺母21的中央通路43形成导向通路61,所以能够以低成本进行制造。
另外,根据上述实施方式,在转向中立位置N,从轴线方向观察滚动体螺母21时,导向通路61的两端部61a、62a被配置于以远离驱动带轮36的一侧的交线L1为中心而在周向左右对称的位置。这样,在滚动路径R1的间隙β最窄、使滚珠24朝向间隙宽的方向被挤压最强的部分并在周向均衡地配置导向通路61。因此,即使驾驶员进行使方向盘12(转向轴13)向左右动作的驾驶,也能够有效地抑制滚珠24被滚动路径R1的间隙β最窄的部分的动作而挤压,并向滚动路径R1的间隙β宽的部分移动的数(量),所以能够有效地抑制滚动路径R1的间隙β宽的部分的滚珠24的球聚拢。
此外,在上述实施方式中,导向器部60由导向器51、52和滚动体螺母21的一部分形成。然而,并不限于该实施方式。导向器部也可如日本特开2011-256901号公报所公开的循环部件15那样一体地形成。
另外,在上述实施方式中,在从轴线方向观察滚动体螺母21时,以内周滚动槽21a与外周滚动槽23之间的间隙(滚动路径R1的间隙)成为最窄的位置的内周滚动槽21a的交线L1的位置为起点(中心),左右(周向两侧)对称地配置了导向通路61的两端部61a、62a,但并不限于该实施方式。两端部61a、62a若均被配置于范围Ar1内,则也可任意地配置。例如,如变形例1(参照图11)所示,两端部61a、62a也可相对于交线L1都被配置于左侧的区域。
另外,如变形例2(参照图12)所示,两端部61a、62a也可相对于交线L1均被配置于右侧的区域。由此也能够期待相应的效果。另外,虽未图示,但也可将交线L1的位置作为起点(中心),在周向两侧左右非对称地配置导向通路61的两端部61a、62a。
Claims (3)
1.一种车辆的转向装置,具备:
转向轴,其以能够在轴线方向移动的方式被支承于外壳,根据方向盘的转向角在上述轴线方向往复移动,使转向轮转向;
滚珠丝杠装置,其具备:外周滚动槽,其被形成于上述转向轴的外周面;滚动体螺母,其在内周面形成与上述外周滚动槽对应的内周滚动槽,在上述内周滚动槽与上述外周滚动槽之间形成螺旋状地环绕多圈的滚动路径;多个滚动体,其被收纳于上述滚动路径内;以及导向器部,其形成有使得上述滚动体能够在循环路径中无限循环的导向通路,所述导向通路被设置于上述滚动体螺母内,与上述滚动路径贯通,使形成上述滚动路径的两端的第一开口与第二开口之间连通并与上述滚动路径一起形成连在一起的上述循环路径;
马达,其被固定于上述外壳,具备相对于上述转向轴偏置的输出轴;以及
驱动力传递机构,其具备:设置为与上述输出轴能够一体旋转的驱动带轮;设置为与上述滚动体螺母能够一体旋转的从动带轮;以及在上述驱动带轮与上述从动带轮之间具有张力地架设而传递上述马达的旋转驱动力的传动带,
所述车辆的转向装置的特征在于,
将上述车辆的直进状态下的上述外壳与上述转向轴的相对位置定义为上述转向轴的转向中立位置,
上述导向通路的、分别与上述滚动路径的上述第一开口以及上述第二开口连接的两端部被形成在上述滚动体螺母的上述内周面中的半周的范围内,
上述半周的上述范围是,在上述转向中立位置,以包含上述从动带轮以及上述驱动带轮的各旋转轴线的假想平面与上述滚动体螺母的上述内周面交叉而形成的交线中、远离上述驱动带轮的一侧的交线为起点,在上述内周面的周向两侧分别具有90°的相位而形成的范围。
2.根据权利要求1所述的转向装置,其中,
上述导向通路具备:
第一通路,其与上述第一开口连接;
第二通路,其与上述第二开口连接;以及
中央通路,其连接上述第一通路与上述第二通路,
上述第一通路以及上述第二通路分别被形成于一对导向器中的一个和另一个上,上述一对导向器中的一个和另一个分别被收纳于在上述轴线方向分离且贯通上述滚动体螺母的外周面与上述内周面之间的两个安装孔中的一个和另一个,
上述中央通路在上述滚动体螺母的上述外周面,以连通上述两个安装孔之间的方式沿具有上述轴线方向的成分的方向延伸而形成。
3.根据权利要求2所述的转向装置,其中,
在上述转向中立位置,在从上述轴线方向观察上述滚动体螺母时,上述导向通路的上述两端部被配置于以远离上述驱动带轮的一侧的上述交线为中心而在周向上左右对称的位置。
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