CN103597229B - 旋转传递机构和电动助力转向装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够在采用分割结构的同时、降低加工成本的旋转传递机构和电动助力转向装置。例如,在经由扭杆(4)将电动助力转向装置的同轴配置的输入侧轴(第1旋转轴)(2)和输出侧轴(第2旋转轴)(3)连结起来的情况下,输入侧轴(2)由被分割成作为能够与其它品种共同使用的共用部分的扭杆嵌合部(20a)、和作为各品种的专用部分的连结部(20b)的各部分的结合结构构成。并且,扭杆嵌合部(20a)和连结部(20b)通过齿压入配合而结合,在扭杆嵌合部(20a)(或连结部(20b))设置薄壁部(23a)作为压紧部,将该薄壁部(23a)压紧于连结部(20b)(扭杆嵌合部(20a))而作为齿压入配合的后备。
Description
技术领域
本发明涉及在旋转传递机构使用的轴,特别是涉及具有伸缩式滑动部、椭圆嵌合部、检测辅助转矩的传感器、以及保持扭杆的机构的电动助力转向装置的转向主轴。
背景技术
以往的电动助力转向装置例如如下述专利文献1记载那样,具有如下结构:使用刚性低的轴(扭杆)将与转向轮连结的输入侧轴、和与齿条小齿轮机构(rackandpinion)等转向齿轮机构连结的输出侧轴连结起来。输出轴连结有辅助转矩用的马达,使用转矩传感器检测扭杆的扭转量,并计算出与检测出的扭杆的扭转量对应的辅助转矩,通过由马达产生该辅助转矩来减轻驾驶员的操舵转矩。扭杆与输入侧轴和输出侧轴双方嵌合,检测扭杆的扭转量的转矩传感器与输入侧轴的扭杆嵌合部附近的外周面嵌合。以往的输入侧轴是一体结构,通过锻造和切削加工来形成。
在所述旋转传递机构的输入侧轴需要进行用于固定扭杆的孔加工,然而由于转矩传感器的结构而需要进行深孔加工,有时难以保证孔的加工精度。并且,输入侧轴的扭杆嵌合部的外周面形状由嵌合的转矩传感器的结构决定,因而在转矩传感器没有变更的情况下,则可以使用相同结构良好实现共用化。根据车辆(品种)而变化的是轴的全长、伸缩式滑动部等的长度等部分。如上所述,通过使两者的部分分割,使得扭杆和转矩传感器嵌合部为共用的而与车型无关,针对各品种而专门制作的仅是其它部分,能够实现材料、加工成本的削减。
从这样的观点看,在专利文献2中示出这样的结构:在使同轴配置的两个轴结合时,在一个轴上形成齿部并在另一个轴上形成圆筒部,使齿部通过热处理而硬化,并咬入到对方侧的软的圆筒部来结合。然而,在该结构的情况下,加入了以往工序中没有的热处理工序,而且还有可能变更适合于热处理的材料,担心成本会增加。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-52606号公报
专利文献2:日本特开2005-3087号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的是,提供一种在采用分割结构的同时解决了上述课题的旋转传递机构和电动助力转向装置。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题,本发明的一个方式涉及的旋转传递机构是经由扭杆将同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴连结起来而成的,其特征在于,所述第一旋转轴由被分割成能够与其它品种共同使用的共用部分和各品种的专用部分的各部分的结合结构构成。
并且,优选的是,所述共用部分和所述专用部分通过齿压入配合而结合。
并且,优选的是,对通过所述齿压入配合而结合的结合部不实施热处理。
并且,优选的是,在所述共用部分或所述专用部分设置压紧部,除了所述齿压入配合以外还通过所述压紧部使所述共用部分和所述专用部分结合。
并且,优选的是,采用所述压紧部的压紧与所述齿压入配合在同一工序中进行的结构。
并且,优选的是,采用在所述共用部分与所述专用部分的结合部的轴向两端部进行所述齿压入配合的结构。
并且,本发明的一个方式涉及的电动助力转向装置的特征在于,具有:输入侧轴;输出侧轴,其经由扭杆与所述输入侧轴连结;转矩传感器,其检测被输入到所述输入侧轴的操舵力来作为操舵转矩;壳体,其在内部包含所述输入侧轴、扭杆、输出侧轴和转矩传感器;以及至少一个滚动轴承,其将所述输出侧轴支撑为能够相对于所述壳体旋转,所述输入侧轴由被分割成扭杆嵌合部和连结部的各部分的结合结构构成,所述扭杆嵌合部能够与其它品种共同使用且与所述扭杆嵌合,所述连结部作为各品种的专用部分而与转向轮连结。
并且,优选的是,所述扭杆嵌合部和所述连结部通过齿压入配合来结合。
并且,优选的是,在所述连结部设置压紧部,除了所述齿压入配合以外还通过所述压紧部使所述扭杆嵌合部和所述连结部结合。
发明效果
根据上述结构,能够得到具有降低了加工成本的分割结构的旋转传递机构和电动助力转向装置。
附图说明
图1是示出本发明涉及的旋转传递机构和电动助力转向装置的第1实施方式的主要部分的截面图。
图2是示出本发明涉及的旋转传递机构和电动助力转向装置的第2实施方式的主要部分的截面图。
图3是示出本发明涉及的旋转传递机构和电动助力转向装置的第3实施方式的主要部分的齿压入配合和压紧工序的截面图。
图4是图3的齿压入配合和压紧工序后的截面图。
图5是示出本发明涉及的旋转传递机构和电动助力转向装置的第4实施方式的主要部分的齿压入配合和压紧工序的截面图。
图6是图5的齿压入配合和压紧工序后的截面图。
图7是示出本发明涉及的旋转传递机构和电动助力转向装置的第5实施方式的连结部的主要部分的主视图。
图8是基于图7的连结部的结合部周边的截面图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式涉及的旋转传递机构和电动助力转向装置。图1是示出本发明的第1实施方式涉及的旋转传递机构的主要部分的截面图。本实施方式的旋转传递机构例如应用于电动助力转向装置的输入侧轴2和输出侧轴3。在输入侧轴2的未图示的右端部,在旋转方向上一体地安装有电动助力转向装置的转向轮。在输出侧轴3的未图示的左端部连结有小齿轮轴,该小齿轮轴构成电动助力转向装置的齿条小齿轮式转向装置。输入侧轴2由未图示的滚动轴承支撑为能够相对于壳体旋转。输出侧轴3由滚动轴承5b支撑为能够相对于未图示的壳体旋转。
在所述输入侧轴2和输出侧轴3分别形成有与轴中心同心的筒状孔2a、3a。进而,在筒状孔2a、3a中***有扭杆4,输入侧轴2和输出侧轴3经由扭杆4连结。在扭杆4的两端部形成有在径向上延伸的连通孔4a(输出侧轴未图示)。在输入侧轴2也在径向上延伸形成有直径与该连通孔4a的直径相同的连通孔,在输出侧轴3也在径向上延伸形成有直径与连通孔4a的直径相同的连通孔。
进而,在相互对应的扭杆4的一端部的连通孔4a和输入侧轴2的连通孔中***有连结销(未图示),在相互对应的扭杆4的另一端部的连通孔和输出侧轴3的连通孔中***有连结销(未图示)。这样,输入侧轴2与扭杆4连结,扭杆4与输出侧轴3连结。另外,也可以在扭杆4的两端部形成齿,通过分别压入到输入侧轴2的筒状孔2a或输出侧轴3的筒状孔3a中,从而使扭杆4的两端部与输入侧轴2或输出侧轴3连结。并且,也可以使扭杆4的一端部通过销而与输入侧轴2或输出侧轴3结合,并使扭杆4的另一端部通过齿压入配合而与输出侧轴3或输入侧轴2结合。
在本实施方式中,使输入侧轴2采用分割为两部分的结构。即,输入侧轴2采用分为具有与扭杆4嵌合的筒状孔2a的扭杆嵌合部20a(例如,与电动助力转向装置的搭载车型无关的共用部分)和与转向轮连结的连结部20b(根据搭载车型不是共用的专用部分)的结构。
扭杆嵌合部20a具有与筒状孔2a连通且向转向轮侧开口的大径孔部21a。该大径孔部21a在其轴向上,从图1的左侧依次具有:在内周面具有凹齿的凹齿部22a、和减小外径而使壁厚变薄得到的薄壁部23a。连结部20b是圆柱形状的部件。连结部20b在其轴向上,从图1的左侧依次具有凸齿部21b、缩径部22b和圆柱部23b。凸齿部21b具有与凹齿部22a大致相同的形状。缩径部22b具有比凸齿部21b的齿槽底部的外径稍小的外径。圆柱部23b在图1中具有比缩径部22b稍大的外径,但也可以形成为外径与缩径部22b相同、或者比缩径部22b小。
下面,对上述结构的扭杆嵌合部20a和连结部20b的连结方法进行说明。扭杆嵌合部20a和连结部20b通过将凸齿部21b齿压入配合于凹齿部22a来结合。由此,能够进行没有松动的转矩传递。其结果是,不需要像以往那样使一方咬入另一方,因而无需对该凹齿部22a和凸齿部21b实施热处理。并且,作为扭杆嵌合部20a和连结部20b的齿压入配合的后备,在两者的结合后,将薄壁部23a向径向内侧压紧,使其与缩径部22b接触。
如上所述,通过使输入侧轴2分体为扭杆嵌合部20a和连结部20b,在形成筒状孔2a时,无需像输入侧轴是一体结构的情况那样在长条的棒状部件进行孔加工,筒状孔2a的加工变得简单,加工精度提高。并且,在扭杆嵌合部20a的外周形状的成型中,与通过锻造使长条的棒状部件成型的情况相比较,由起模引起的模形状的制约减少。因此,能够利用更接近最终形状的锻造模具形成扭杆嵌合部20a的外周形状。其结果是,通过锻造后的切削加工等去除的材料减少,材料成品率良好,能够降低加工成本。
并且,通过根据电动助力转向装置的搭载车型分割共用部分和非共用部分(专用部分),可使用共用的加工工具、加工装置进行加工的工序增加,因而能够降低加工成本。
并且,通过齿压入配合使扭杆嵌合部20a和连结部20b结合,由此能够进行无松动的转矩传递。其结果是,无需像以往那样使一方咬入另一方,因而无需对该凹齿部22a和凸齿部21b实施热处理,不会增加工序,能够使输入侧轴2为分割结构。
下面,对本发明的第2实施方式涉及的电动助力转向装置进行说明。图2是示出本实施方式的电动助力转向装置的主要部分的截面图。图2所示的本实施方式的电动助力转向装置具有与上述第1实施方式的旋转传递机构类似的结构。因此,对与第1实施方式的旋转传递机构相同的结构标注相同的标号。本实施方式的电动助力转向装置在壳体1内包含:输入侧轴2、输出侧轴3、和检测被输入到输入侧轴的操舵力来作为操舵转矩的转矩传感器8。输入侧轴2由未图示的滚动轴承支撑为能够相对于壳体1旋转。输出侧轴3由2个滚动轴承5a、5b支撑为能够相对于壳体1旋转。
在所述输入侧轴2和输出侧轴3,与上述第1实施方式同样,分别形成有与轴中心同心的筒状孔2a、3a。进而,在筒状孔2a、3a中***有扭杆4,输入侧轴2和输出侧轴3经由扭杆4连结。在扭杆4的两端部形成有在径向延伸的连通孔4a(输出侧轴未图示)。在输入侧轴2也在径向上延伸形成有直径与该连通孔4a的直径相同的连通孔,在输出侧轴3也在径向上延伸形成有直径与连通孔4a的直径相同的连通孔。
进而,与所述第1实施方式同样,在相互对应的扭杆4的一端部的连通孔4a和输入侧轴2的连通孔中***有连结销(未图示),在相互对应的扭杆4的另一端部的连通孔和输出侧轴3的连通孔中***有连结销(未图示)。这样,输入侧轴2与扭杆4连结,扭杆4与输出侧轴3连结。另外,也可以在扭杆4的两端部形成齿,通过分别压入到输入侧轴2的筒状孔2a或输出侧轴3的筒状孔3a中,从而使扭杆4的两端部与输入侧轴2或输出侧轴3连结。并且,也可以通过销使扭杆4的一端部与输入侧轴2或输出侧轴3结合,使扭杆4的另一端部通过齿压入配合与输出侧轴3或输入侧轴2结合。
在输入侧轴2的未图示的右端侧,在旋转方向上一体地安装有转向轮。并且,在输出侧轴3的左端,经由万向节连结有小齿轮轴,该小齿轮轴构成例如公知的齿条小齿轮式转向装置。因此,操舵者操舵转向轮而产生的操舵力经由输入侧轴2、扭杆4、输出侧轴3、万向节以及齿条小齿轮式转向装置被传递到操舵轮。
在输出侧轴3上套装有与输出侧轴3同轴且一体旋转的蜗轮9。设置于该蜗轮9的树脂制的啮合部9a与形成在马达10的输出侧轴的外周面的蜗杆10a啮合。因此,马达的旋转力经由马达10的输出侧轴、蜗杆和蜗轮9被传递到输出侧轴3。通过适当切换马达10的旋转方向,向输出侧轴3赋予任意方向的操舵辅助转矩。该操舵辅助转矩是根据转矩传感器8的检测值计算的,转矩传感器8检测经由转向轮被传递到输入侧轴2的操舵力来作为操舵转矩(和/或操舵角)。转矩传感器8是电磁感应式传感器,由包含永久磁铁等磁性部件的第一传感部件8a和包含形成磁路的部件的第2传感部件8b构成。第1传感部件8a固定在输出侧轴3上,另一方面,第2传感部件8b固定在输入侧轴2上。根据在操舵力被传递到输入侧轴2时产生的第1传感部件8a与第2传感部件8b的相对角度位移,来检测操舵转矩(和/或操舵角)。
赋予操舵辅助转矩的操舵辅助机构包含转矩传感器8,与输入侧轴2、输出侧轴3一起包含在壳体1内。该壳体1由输出侧壳体部件1a、轴承支撑用壳体部件1c、和输入侧壳体部件1b构成。这里,输出侧壳体部件1a在内部包含输出侧轴3、蜗轮9、蜗杆10a,并且经由滚动轴承5a将输出侧轴3支撑为能够旋转。该输出侧壳体部件1a由铝等金属材料形成。另一方面,输入侧壳体部件1b在内部包含输入侧轴2和转矩传感器。输入侧壳体部件1b也由铝等金属材料形成。并且,轴承支撑用壳体部件1c支撑对输出侧轴3进行支撑的滚动轴承5a、5b中处于离转矩传感器8最近的位置的滚动轴承5b,并经由该滚动轴承5b将输出侧轴3支撑为能够旋转。
在轴承支撑用壳体部件1c的外周设置有:与输出侧壳体部件1a的内周面嵌合的大径部11c、和与输入侧壳体部件1b嵌合的小径部12c。轴承支撑用壳体部件1c通过使大径部11c压入到输出侧壳体部件1a的内周面而被嵌合固定。并且,在输出侧壳体部件1a的嵌合有大径部11c的轴向端面设置有阶梯部11a。轴承支撑用壳体部件1c的大径部11c由阶梯部11a和输入侧壳体部件1b的端面夹持,其轴向位置被限制。并且,在轴承支撑用壳体部件1c的内周面侧形成有:与滚动轴承5b的外周面嵌合的嵌合部13c、和与滚动轴承5b的轴向一侧面接触的阶梯面14c。滚动轴承5b通过压入到嵌合部13c而嵌合固定在轴承支撑用壳体部件1c上。
这里,轴承支撑用壳体部件1c由高强度树脂形成。作为高强度树脂,可列举各种工程塑料、特别是聚酰胺树脂和对苯二甲酸类树脂。优选的是,高强度树脂使用工程塑料中特别是吸水率小、吸水时的尺寸稳定性良好的对苯二甲酸类树脂。对苯二甲酸类树脂中,更优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或者它们的混合物。为了得到充分的强度,更优选的是,高强度树脂使用添加了规定的强化剂和填充剂的纤维强化树脂。作为强化剂,可列举玻璃纤维和碳纤维。其中,优选对作为转矩传感器8的电磁感应式传感器的检测影响比较小的玻璃纤维。
通过使用上述例示的高强度树脂形成轴承支撑用壳体部件1c,与使用金属材料形成该轴承支撑用壳体部件1c的情况相比,能够实现轻量化。其结果是,在电动助力转向装置中,能够实现壳体1自身的轻量化。并且,在使用金属材料形成该轴承支撑用壳体部件1c的情况下,在基于压铸和塑性加工等的成型后需要基于切削加工的精加工,加工工序变得繁杂。与此相对,由于本实施方式涉及的轴承支撑用壳体部件1c使用高强度树脂形成,因而仅通过注塑成型等的成型就能够进行高精度加工。因此,在该轴承支撑用壳体部件1c的成型后可以不需要基于切削加工的精加工。即,能够简单地进行轴承支撑用壳体部件1c的加工。其结果是,能够减少加工工序,成品率也良好,因此能够降低加工成本。
并且,在该电动助力转向装置中,在支撑滚动轴承5a、5b的壳体部件1a、1c中、支撑在离转矩传感器8最近的位置的滚动轴承5b的轴承支撑用壳体部件1c使用高强度树脂形成。进而,转矩传感器8使用电磁感应式传感器构成。其结果是,电磁感应式传感器的检测性能不受轴承支撑用壳体部件1c的影响。因此,能够使构成转矩传感器8的电磁感应式传感器和轴承支撑用壳体部件1c接近来配置。即,在轴承支撑用壳体部件1c使用金属材料形成的情况下,需要使轴承支撑用壳体部件1c与电磁感应式传感器之间的轴向距离A为对电磁感应式传感器的检测性能不产生影响的距离。在本实施方式中,由于轴承支撑用壳体部件1c使用高强度树脂形成,因而只要使在轴向上最接近构成转矩传感器8的电磁感应式传感器的金属部件即滚动轴承5b与电磁感应式传感器之间的轴向距离B为不对电磁感应式传感器的检测性能产生影响的距离即可。
其结果是,在壳体1内的空间容积相同的情况下,与使用金属材料形成该轴承支撑用壳体部件1c的情况相比较,能够使布局提高自由度。另一方面,在壳体1内的空间容积可变的情况下,由于能够按所述距离A与B的差相应地使电磁感应式传感器与滚动轴承5b接近来配置,因而能够减小输出侧轴3的轴向尺寸。其结果是,能够扩展转向柱的伸缩行程。
并且,通过使用高强度树脂形成轴承支撑用壳体部件1c,也能够使轴承支撑用壳体部件1c与构成转矩传感器8的电磁感应式传感器接触。即,在使用金属材料形成轴承支撑用壳体部件1c的情况下,需要使轴承支撑用壳体部件1c与电磁感应式传感器之间的距离A为不对电磁感应式传感器的检测性能产生影响的距离。因此,为了保持传感器检测部自身,需要在传感器主体与轴承支撑用壳体部件1c(金属)之间使用非金属部件、主要是树脂部件,其结果是,传感器周围的布局被限制。与此相对,根据本实施方式,由于轴承支撑用壳体部件1c使用高强度树脂形成,因而轴承支撑用壳体部件1c直接保持传感器自身,或者能够缩小非金属部件,其结果是,能够确保传感器周围的布局的自由度。在该情况下,例如,作为在轴承支撑用壳体部件1c内保持构成转矩传感器8的电磁感应式传感器的功能,可以在电磁感应式传感器设置凸部,在轴承支撑用壳体部件1c设置与该凸部卡合的凹部。通过使该凸部和凹部卡合,能够对电磁感应式传感器进行止转。
在该电动助力转向装置中,与上述第1实施方式同样,使输入侧轴2采用分割为两部分的结构。即,输入侧轴2采用分为具有与扭杆4嵌合的筒状孔2a的扭杆嵌合部20a(例如,与电动助力转向装置的搭载车型无关的共用部分)和与转向轮连结的连结部20b(根据搭载车型不是共用的专用部分)的结构。
扭杆嵌合部20a与上述第1实施方式同样,具有与筒状孔2a连通且向转向轮侧开口的大径孔部21a。该大径孔部21a在其轴向上,从图2的左侧依次具有:在内周面具有凹齿的凹齿部22a、和减小外径而使壁厚变薄得到的薄壁部23a。连结部20b是圆柱形状的部件。连结部20b在其轴向上,从图2的左侧依次具有凸齿部21b、缩径部22b和圆柱部23b。凸齿部21b具有与凹齿部22a大致相同的形状。缩径部22b具有比凸齿部21b的齿槽底部的外径稍小的外径。圆柱部23b在图2中具有比缩径部22b稍大的外径,但也可以是外径与缩径部22b相同、或者比缩径部22b小。
下面,对上述结构的扭杆嵌合部20a和连结部20b的连结方法进行说明。扭杆嵌合部20a和连结部20b与上述第1实施方式同样,通过将凸齿部21b齿压入配合于凹齿部22a来结合。由此,能够进行没有松动的转矩传递。其结果是,不需要像以往那样使一方咬入另一方内,因而无需对该凹齿部22a和凸齿部21b实施热处理。并且,作为扭杆嵌合部20a和连结部20b的齿压入配合的后备,在两者的结合后,将薄壁部23a向径向内侧压紧,使其与缩径部22b接触。
如上所述,通过使输入侧轴2分体为扭杆嵌合部20a和连结部20b,与上述第1实施方式同样,在形成筒状孔2a时,无需像输入侧轴是一体结构的情况那样对长条的棒状部件进行孔加工,筒状孔2a的加工变得简单,加工精度提高。并且,在扭杆嵌合部20a的外周形状的成型中,与通过锻造来成型长条的棒状部件的情况相比较,由起模引起的模形状的制约减少。因此,能够利用更接近最终形状的锻造模具形成扭杆嵌合部20a的外周形状。其结果是,通过锻造后的切削加工等去除的材料减少,材料成品率良好,能够降低加工成本。
并且,通过根据电动助力转向装置的搭载车型分割共用部分和非共用部分(专用部分),能够利用共用的加工工具、加工装置进行加工的工序增加,因而能够降低加工成本。
并且,通过齿压入配合使扭杆嵌合部20a和连结部20b结合,由此能够进行无松动的转矩传递。其结果是,无需像以往那样使一方咬入另一方,因而无需对该凹齿部22a和凸齿部21b实施热处理,不会增加工序,能够使输入侧轴2为分割结构。
下面,使用图3、图4对本发明的旋转传递机构和电动助力转向装置的第3实施方式进行说明。本实施方式的旋转传递机构和电动助力转向装置与上述第1实施方式的旋转传递机构和上述第2实施方式的电动助力转向装置类似,相同的结构也多。因此,对相同的结构标注相同的标号。图3、图4是本实施方式的旋转传递机构和电动助力转向装置的主要部分的截面图,具体地说,是输入侧轴2的扭杆嵌合部20a与连结部20b的结合部的详图。在本实施方式中,具有这样的结构:在将形成于连结部20b的凸齿部21b齿压入配合到扭杆嵌合部20a的凹齿部22a内时,形成于扭杆嵌合部20a的薄壁部23a在同一工序中被压紧于连结部20b的缩径部22b。另外,扭杆省略图示。
因此,在本实施方式中,使连结部20b的缩径部22b采用外径随着远离凸齿部21b而均匀地减小的锥形状。与该锥形状的缩径部22b连续地,在连结部20b形成有供扭杆嵌合部20a的薄壁部23a抵接的扩径抵接部21c。该扩径抵接部21c具有与连结部20b的轴向垂直的面。因此,扭杆嵌合部20a的薄壁部23a的轴向末端部与连结部20b的扩径抵接部21c抵接,此时,以薄壁部23a向径向内侧折弯、并压紧于缩径部22b的外周的方式,在该薄壁部23a的轴向末端部形成了越是靠近轴向末端部越尖细的锥部22c。
因此,如图3所示,在将连结部20b的凸齿部21b齿压入配合到扭杆嵌合部20a的凹齿部22a的工序的最后阶段时,扭杆嵌合部20a的薄壁部23a的轴向末端部抵接连结部20b的扩径抵接部21c。该扩径抵接部21c是与连结部20b的轴向垂直的面,在薄壁部23a的轴向末端部形成有轴向前端部尖细的锥部22c,因而当该锥部22c由扩径抵接部21c挤压时,锥部22c的倾斜面沿着扩径抵接部21c的垂直面滑动,薄壁部23a逐渐向径向内侧折弯。进而,当连结部20b的凸齿部21b充分被齿压入配合到扭杆嵌合部20a的凹齿部22a时,如图4所示,扭杆嵌合部20a的薄壁部23a被紧固于连结部20b的缩径部22b的外周面而压紧。因此,在本实施方式中,作为压紧部的薄壁部23a的压紧工序与凸齿部21b相对于凹齿部22a的齿压入配合工序在同一工序中进行。这样在本实施方式中,无需单独进行齿压入配合工序和压紧工序,相应地,扭杆嵌合部20a与连结部20b的结合工序变得容易,能够实现作业的简化、工时的减少、成本的低廉化等。
下面,使用图5、图6对本发明的旋转传递机构和电动助力转向装置的第4实施方式进行说明。本实施方式的旋转传递机构和电动助力转向装置与上述第1实施方式的旋转传递机构和上述第2实施方式的电动助力转向装置类似,相同的结构也多。因此,对相同的结构标注相同的标号。图5、图6是本实施方式的旋转传递机构和电动助力转向装置的主要部分的截面图,具体地说,是输入侧轴2的扭杆嵌合部20a与连结部20b的结合部的详图。在本实施方式中,也具有这样的结构:在将形成于连结部20b的凸齿部21b齿压入配合到扭杆嵌合部20a的凹齿部22a时,扭杆嵌合部20a与连结部20b在同一工序中被压紧。另外,扭杆省略图示。
在本实施方式中,不是在扭杆嵌合部20a而是在连结部20b侧形成薄壁部23a来作为压紧部。具体地说,在连结部20b的凸齿部21b的更靠轴向末端部突出设置薄壁圆筒状的薄壁部23a。该薄壁部23a的外径比凸齿部21b的外径稍小,薄壁部23a的轴向末端面形成与轴向垂直的面。与此相对,在扭杆嵌合部20a的凹齿部22a的底部、即凹齿部22a的开口端部的相反侧,形成有供所述连结部20b的薄壁部23a抵接的锥状抵接部21d。该锥状抵接部21d形成为与凹齿部22a的底面相当的抵接面越是靠轴向末端部越尖细的锥状。并且,在所述锥状抵接部21d的周缘部形成有锥状扩径部22d,该锥状扩径部22d与凹齿部22a连续且越是靠轴向末端部、即越朝向凹齿部22a的齿底径越尖细。
因此,如图5所示,在将连结部20b的凸齿部21b齿压入配合到扭杆嵌合部20a的凹齿部22a的工序的最后阶段时,连结部20b的薄壁部23a的轴向末端部抵接于扭杆嵌合部20a的锥状抵接部21d。连结部20b的薄壁部23a的轴向末端面是与轴向垂直的面,扭杆嵌合部20a的锥状抵接部21d形成为朝向轴向末端部尖细的锥状,因而当该薄壁部23a的轴向末端面被锥状抵接部21d挤压时,薄壁部23a的轴向末端面沿着锥状抵接部21d的倾斜面滑动,薄壁部23a逐渐向径向外侧折弯。然后,当连结部20b的凸齿部21b充分被齿压入配合到扭杆嵌合部20a的凹齿部22a时,如图6所示,连结部20b的薄壁部23a被紧固在扭杆嵌合部20a的锥状扩径部22d的内周面而压紧。因此,在本实施方式中,作为压紧部的薄壁部23a的压紧工序与凸齿部21b向凹齿部22a的齿压入配合工序在同一工序中进行。这样在本实施方式中,无需单独进行齿压入配合工序和压紧工序,相应地,扭杆嵌合部20a与连结部20b的结合工序变得容易,能够实现作业的简化、工时的减少、成本的低廉化等。
下面,使用图7、图8对本发明的旋转传递机构和电动助力转向装置的第5实施方式进行说明。本实施方式的旋转传递机构和电动助力转向装置与上述第1实施方式的旋转传递机构和上述第2实施方式的电动助力转向装置类似,相同的结构也多。因此,对相同的结构标注相同的标号。图7是本实施方式的旋转传递机构和电动助力转向装置的连结部20b中的凸齿部21b的详图,图8是本实施方式的旋转传递机构和电动助力转向装置的主要部分的截面图,具体地说,是输入侧轴2的扭杆嵌合部20a与连结部20b的结合部的详图。在本实施方式中,如图7明示,具有这样的结构:在形成于连结部20b的凸齿部21b的轴向中央部内形成小径部23c,在将连结部20b的凸齿部21b齿压入配合到扭杆嵌合部20a的凹齿部22a时,如图8所示,两者的齿压入配合在连结部20b和扭杆嵌合部20a的连结部的轴向两端部进行。另外,扭杆省略图示。
例如在连结部20b的凸齿部21b在轴向呈大鼓状膨胀或者成为锥状的情况下,有可能仅齿的轴向中央部或仅轴向一个端部为强的嵌合,在该情况下,结合后的输入侧轴2的力矩(相对于轴线的弯曲力矩)刚性下降。在本实施方式的旋转传递机构用作电动助力转向装置的情况下,在车辆中,由于由驾驶员从转向轮输入负载,因而齿结合部需要这样的力矩刚性:不会由于输入负载而在结合部发生打滑。因此,在本实施方式中,具有这样的结构:在凸齿部21b的轴向中央部形成小径部23c,使其积极地在齿结合部的轴向两端部强嵌合,能够提高力矩刚性且使其稳定。
另外,在以上说明中,对本发明应用于电动助力转向装置作了说明,然而本发明能够应用于所有旋转传递机构。特别是,能够应用于需要进行要求精度直至轴内侧的深位置的切削加工的旋转传递机构,其中,能够应用于使一部分共用化、针对规格调整其它部分来达到加工成本降低的旋转传递机构。并且,在上述说明中,将本发明应用于输入轴,然而也能够在输出时应用、或者应用于输入轴和输出轴双方。
标号说明
1:壳体;2:输入侧轴;3:输出侧轴;4:扭杆;5a、5b:滚动轴承;8:转矩传感器;20a:扭杆嵌合部;20b:连结部;21b:凸齿部;21c:扩径抵接部;21d:锥状抵接部;22a:凹齿部;22c:锥部;22d:锥状扩径部;23a:薄壁部(压紧部);23c:小径部。
Claims (5)
1.一种旋转传递机构,其是经由扭杆将同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴连结起来而成的,其特征在于,所述第1旋转轴由被分割成能够与其它品种共同使用的共用部分和各品种的专用部分这各部分的结合结构构成,
所述共用部分和所述专用部分能够通过将形成于所述专用部分的凸齿部齿压入配合到所述共用部分的凹齿部中而结合,
在所述共用部分设置压紧部,除了所述齿压入配合以外还通过所述压紧部使所述共用部分和所述专用部分结合,
采用所述压紧部的压紧与所述齿压入配合在同一工序中进行的结构,
所述专用部分的缩径部采用外径随着远离所述凸齿部而减小的锥形状,
与所述缩径部连续地,在所述专用部分形成有供所述共用部分的所述压紧部抵接的扩径抵接部。
2.根据权利要求1所述的旋转传递机构,其特征在于,对通过所述齿压入配合而结合的结合部不实施热处理。
3.根据权利要求1所述的旋转传递机构,其特征在于,采用在所述共用部分与所述专用部分的结合部的轴向两端部进行所述齿压入配合的结构。
4.一种电动助力转向装置,其使用权利要求1至3中任一项所述的旋转传递机构。
5.一种电动助力转向装置,其特征在于,该电动助力转向装置具有:输入侧轴;输出侧轴,该输出侧轴经由扭杆与所述输入侧轴连结;转矩传感器,该转矩传感器检测被输入到所述输入侧轴的操舵力来作为操舵转矩;壳体,该壳体在内部包含所述输入侧轴、扭杆、输出侧轴和转矩传感器;以及至少一个滚动轴承,该至少一个滚动轴承将所述输出侧轴支撑为能够相对于所述壳体旋转,所述输入侧轴由被分割成扭杆嵌合部和连结部的各部分的结合结构构成,所述扭杆嵌合部能够与其它品种共同使用且与所述扭杆嵌合,所述连结部作为各品种的专用部分而与转向轮连结,
所述扭杆嵌合部和所述连结部能够通过将形成于所述连结部的凸齿部齿压入配合到所述扭杆嵌合部的凹齿部中而结合,
在所述扭杆嵌合部设置压紧部,除了所述齿压入配合以外还通过所述压紧部使所述扭杆嵌合部和所述连结部结合,
所述连结部的缩径部采用外径随着远离所述凸齿部而减小的锥形状,
与所述缩径部连续地,在所述连结部形成有供所述扭杆嵌合部的所述压紧部抵接的扩径抵接部。
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