CN103906670B - 电动式动力转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动式动力转向装置,其具有支承输出轴使该输出轴能够自由旋转的第一滚动轴承和第二滚动轴承。第一滚动轴承设置在齿轮箱的贯通孔的内周面与输出轴的外周面之间。第二滚动轴承设置在被压入固定于齿轮箱的开口部中的中间板的内周面与输出轴的外周面之间。中间板的外周缘呈大直径部和小直径部交替连续的形状,大直径部被压入齿轮箱。
Description
技术领域
本发明涉及以电动马达为辅助动力源、降低作为驾驶员对方向盘的操作力的控制力的电动式动力转向装置。
背景技术
如图20所示,在汽车用转向装置中,方向盘1的旋转被传递给转向齿轮单元2的输入轴3,伴随着输入轴3的旋转,1对分列左右的拉杆4、4受到推拉,给前车轮施加舵角。方向盘1被支承固定于转向轴5的后端部。转向轴5在沿轴向贯穿圆筒状的转向柱6的状态下以能够自由旋转的方式被支承于转向柱6。转向柱6的前端部连接固定于收容有构成电动式动力转向装置的蜗轮减速器7、扭矩测量仪8(参照图21)等的壳体9的后端部。作为电动式动力转向装置的动力源的电动马达10被支承固定于壳体9。
当利用方向盘1使转向轴5旋转时,则施加于转向轴5的扭矩的方向及大小藉助扭矩测量仪8测得。扭矩测量仪8具备:输入轴12、输出轴13、用于测量输入轴12和输出轴13之间的旋转方向的相对位移量的位移测量仪14(参照图21)。输入轴12和输出轴13均被支承于壳体9内,并均能自由旋转,且藉助扭杆11相互结合。由于这类扭矩测量仪8的结构和作用是已经公知的内容,故在此省略其详细说明。基于扭矩测量仪8的测量结果,电动马达10向输出轴13施加与方向盘1的操作方向为同方向的辅助扭矩,使输出轴13以比从转向轴5向输入轴12输入的扭矩大的扭矩旋转。
输出轴13的前端部藉助万向接头15a与中间轴16的后端部连接,中间轴16的前端部藉助另一万向接头15b与输入轴3连接。在本说明书中,前后方向是指电动式动力转向装置装配在车辆中的状态下的前后方向,包括相对于水平方向呈倾斜的情况。图20所示的汽车用转向装置中装配有用于调节方向盘1的上下位置的倾角调节机构和用于调节前后位置的伸缩机构。转向柱6的中间部以相对于被支承于车体17的支承架18的上下位置和前后位置可调节的方式被支承。为了构成倾角调节机构,支承筒19设置于壳体9的前上端,按照能够以横轴为中心相对于车体17摆动位移的方式被支承。为了形成伸缩机构,转向轴5具有以能够传递扭矩并且能够伸缩的方式组合的内轴和外轴,转向柱6具有以能够伸缩的方式组合的外柱和内柱。
作为上述电动式动力转向装置的更具体的结构,在图21和图22中分别示出了专利文献1所述的结构和专利文献2所述的结构。首先,在图21所示的结构中,用于收容电动式动力转向装置的电动马达10(参照图20)之外的部件的壳体9a由齿轮箱2和箱盖21组合而成。输出轴13通过被把持于齿轮箱20的前端部内周面的前侧滚动轴承22和被把持于箱盖21的前端部内周面的后侧滚动轴承23而被支承于壳体9a的内侧,并能够自由旋转。输入轴12通过被把持于箱盖21的中间部内周面的另一滚动轴承24(向心滚针轴承)而被支承于箱盖21的内侧,并能够自由旋转。
在图22所示的结构中,齿轮箱20a内侧的靠后端部分内嵌有分隔板25。在分隔板25的外周面与齿轮箱20a的内周面之间,夹持着弹性件26。输出轴13a通过被把持于齿轮箱20a的前端部内周面的前侧滚动轴承22a和被把持于分隔板25的内周面的后侧滚动轴承23a而被支承于壳体9b的内侧,并能够自由旋转。输入轴12a通过另一滚动轴承24a而被支承于箱盖21a的内侧,并能够自由旋转。由于图22所示的结构不具备伸缩机构,因此,转向轴5a和转向柱6a均非伸缩式构件。
在图21所示结构的情况下,齿轮箱20和箱盖21组合形成壳体9a,利用前侧滚动轴承22、后侧滚动轴承23将输出轴13以能够自由旋转的状态支承于壳体9a内。这种装配作业很繁复,会降低电动式动力转向装置的制造效率。
与此相对,在图22所示结构的情况下,尽管没有如上所述的繁复装配作业的问题,但难以长期维持输出轴13a的定位精度。即,设于分隔板25的外周面与齿轮箱20a的内周面之间的弹性件26将随着长期使用而老化,一旦其弹性降低,分隔板25就有可能错动。在分隔板25发生了错动的情况下,蜗轮减速器7a的蜗杆和蜗轮的啮合部的阻力增加,扭矩测量仪8a的检测精度恶化。上述任一状况都将导致电动式动力转向装置性能的降低。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开2009-298246号公报
专利文献2:日本国特表2002-518242号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题在于提供一种装配作业容易、能够长期维持充分的性能的电动式动力转向装置。
解决课题的手段
根据本发明的一个实施方式,电动式动力转向装置具有:输出轴、齿轮箱、第一滚动轴承和滚动轴承、箱盖和中间板。输出轴通过旋转向车轮赋予舵角。齿轮箱的内侧具有用于支承输出轴并使该输出轴自由旋转的贯通孔,且收容有用于减缓电动马达的驱动轴的转速并向输出轴传递该旋转的减速器。第一滚动轴承和第二滚动轴承沿输出轴的轴向分开设置,用以支承输出轴使该输出轴能够相对于齿轮箱自由旋转。箱盖结合固定于齿轮箱,穿设有输入轴,该输入轴通过基于方向盘的操作而被驱动旋转的转向轴而被驱动旋转。
第一滚动轴承设置在贯通孔的内周面与输出轴的外周面之间。第二滚动轴承设置在齿轮箱内所具有的中间板的内周面与输出轴的外周面之间。中间板具有多个大直径部和多个小直径部,大直径部和小直径部沿圆周方向交替设置于中间板的外周缘部。通过将大直径部以过盈配合压入齿轮箱的内周面的后部,而将中间板支承固定于齿轮箱内。
也可在齿轮箱的内周面的后部设置朝向后方的台阶面,使中间板的外周缘部的前表面抵接台阶面,使得中间板沿输出轴的轴向的相对于齿轮箱的位置被确定。
也可使箱盖的前端面抵接中间板的外周缘部的后表面。
也可以在中间板的外周缘部的后表面沿圆周方向形成突条,使该突条被箱盖的前端面按压变形。
也可以在中间板的外周缘部的后表面沿圆周方向形成多个突起,使该突起被箱盖的前端面按压变形。
也可以在齿轮箱的内周面的后部设置朝向后方的台阶面,在中间板的前侧面的与台阶面对置的部分设置突条,使突条抵接上述台阶面并被按压变形。
也可以使箱盖的前端面抵接中间板的外周缘部的后表面。
还可以将第一滚动轴承设置在输出轴的中间部,将第二滚动轴承设置在比上述中间部更靠近上述输出轴的后端的输出轴的部分。
中间板可以通过热固性树脂或者含有玻璃纤维的热塑性树脂的注射成型制得。
发明的效果
由于支承输出轴使该输出轴能够相对于齿轮箱自由旋转的两个滚动轴承中的一个设置在中间板的内周面与输出轴的外周面之间,在中间板被装配至箱盖之前,能够以肉眼可见状态对滚动轴承进行装配,因此能够使电动式动力转向装置的装配作业变得容易。
由于中间板的大直径部和小直径部沿圆周方向交替设置在中间板的外周缘部,大直径部被压入齿轮箱的内周面的后部,因此能够容易地进行该压入操作。即,即使齿轮箱的后部的内径与中间板的外径之间的自由状态下的径差(过盈量)未经高精度矫正,也能够将中间板压入齿轮箱的后部,并能够在压入后被牢固把持于该后部(能够提高稳定性)。
由于中间板以过盈配合被压入固定于齿轮箱的后部内周面,因此能够长时间维持电动式动力转向装置的性能。即,由于中间板被压入固定于齿轮箱,因此,被把持于中间板的内周面的滚动轴承的姿态即使在长期使用后也不会发生变化。因此,由滚动轴承支承而能够自由旋转的输出轴的姿态也不会发生变化,减速器的啮合状态不会变差,扭矩测量仪的测量精度也不会恶化。
附图说明
图1为本发明第一实施方式的电动式动力转向装置的局部剖视图。
图2为图1的X部的放大图。
图3为省略了其它部件的中间板被压入电动式动力转向装置的齿轮箱后的状态的后视图。
图4为图3的Y部的放大图。
图5为齿轮箱的前方立体图。
图6为电动式动力转向装置的箱盖的后方立体图。
图7A为中间板的后方立体图。
图7B为中间板的前方立体图。
图8为中间板的正视图。
图9表示本发明的第二实施方式,与图2同样为X部的放大图。
图10表示本发明的第三实施方式,与图2同样为X部的放大图。
图11A为第三实施方式的中间板的后视图。
图11B为第三实施方式的中间板的剖视图。
图11C为图11B的Z部的放大图。
图12为本发明第四实施方式的中间板的后视图。
图13A为后侧突条或后侧突部的截面形状的另一例的局部放大剖视图。
图13B为后侧突条或后侧突部的截面形状的又一例的局部放大剖视图。
图13C为后侧突条或后侧突部的截面形状的再一例的局部放大剖视图。
图14为本发明第五实施方式的电动式动力转向装置的局部剖视图。
图15为图14的P部放大图。
图16A为第五实施方式的中间板的后方立体图。
图16B为第五实施方式的中间板的前方立体图。
图17A为第五实施方式的中间板的正视图。
图17B为第五实施方式的中间板的剖视图。
图17C为图17B的Q部放大图。
图18A为齿轮箱与中间板的组合状态的剖视图。
图18B为图18A的R部的放大图。
图19A为前侧突条的截面形状的另一例的局部放大剖视图。
图19B为前侧突条的截面形状的又一例的局部放大剖视图。
图19C为前侧突条的截面形状的再一例的局部放大剖视图。
图20为电动式动力转向装置的1例的局部剖视侧视图。
图21为第一现有技术的电动式动力转向装置的局部剖视图。
图22为第二现有技术的电动式动力转向装置的局部剖视图。
符号说明
1 方向盘
5、5a 转向轴
7、7a 蜗轮减速器
10 电动马达
12、12a、12b 输入轴
13、13a、13b 输出轴
17 车体
20、20a、20b 齿轮箱
21、21a、21b、21c 箱盖
22、22a、22b 第一滚动轴承
23、23a、23b 第二滚动轴承
28、28a、28b 中间板
29 大直径部
30 小直径部
31 台阶面
36 贯通孔
38 蜗轮
42、42a、42b、42c 后侧突条
43、43a、43b、43c 后侧突起
44、44a、44b、44c 前侧突条
具体实施方式
图1~8表示本发明的第一实施方式的电动式动力转向装置。该电动式动力转向装置具有:输入轴12b、输出轴13b、以使输入轴12b和输出轴13b能够自由旋转的方式支承两轴的壳体9。壳体9通过齿轮箱20b和箱盖21b组合而成。齿轮箱20b和箱盖21b分别通过例如采用铝合金的模铸成型或者使用高性能树脂的注射成型而形成。输入轴12b和输出轴13b呈中空圆管状,在相互同心配置的状态下藉助扭杆11结合。即,扭杆11的前后端部分别与输出轴13b的前端部和输入轴12b的后端部结合。输出轴13b藉助万向接头15a、15b和中间轴16与转向齿轮单元2的输出轴3(参照图20)连接,通过使输入轴3沿规定方向以规定量转动,赋予前轮规定的舵角。输入轴12b能够通过转向轴5而被驱动旋转。
操舵时,利用施加到输入轴12b的操舵扭矩和与输出轴13b旋转对抗的阻力,使得输入轴12b和输出轴13b沿扭杆11扭转的方向发生弹性变形并在旋转方向产生相对位移。该相对位移量能够通过设置在输入轴12b的中间部外周面与输出轴13b的后端部外周面之间的扭矩测量仪8b测得。扭矩测量仪8b的测量信号被输送至用于控制向电动马达10(参照图20)的通电的控制器,控制器控制向电动马达10通电的通电方向和通电量,藉助蜗轮减速器7a向输出轴13b施加辅助控制力。此外,输入轴12b的前端部外周面与输出轴13b的内周面靠后端的部分之间设置有向心滚针轴承27,以确保两轴12b、13b的同心性。
与齿轮箱20b和/或箱盖21b同样制得的中间板28通过过盈配合压入固定在壳体9c内。利用中间板28支承输出轴13b的中间部靠后端的部分。中间板28具有多个大直径部29和多个小直径部30。大直径部29和小直径部30沿圆周方向交替设置于中间板28的外周缘部。在图示例中,设有6个大直径部29和6个小直径部30。各大直径部29通过与齿轮箱20b的后部的内周面的过盈配合而被压入并支承固定于齿轮箱20b内。
为了将中间板28压入固定于壳体9c内的规定位置,在齿轮箱20b的内周面的靠后端开口的部分设置朝向后方的台阶面31。比齿轮箱20b的内周面的台阶面31还靠后侧的部分呈以较小台阶部连续形成有靠近台阶面31的小直径圆筒面部32和远离台阶面31的开口侧的大直径圆筒面部33的带台阶的圆筒面状。中间板28的外周缘的各大直径部29部分的自由状态下的外径稍大于小直径圆筒面部32的自由状态下的内径。大直径圆筒面部33的自由状态下的内径稍大于各大直径部29部分的自由状态下的外径。中间板以其大直径部29的部分压入小直径圆筒面部32,并使中间板28的外周缘部的前表面与台阶面31抵接,从而将中间板28压入固定于壳体9c内的规定位置。
齿轮箱20b的后端开口部由箱盖21b封闭。在齿轮箱20b的外周面与箱盖21b的外周面的以各自直径方向相反侧的2个位置相互啮合的部分,分别设置结合法兰34a、34b。中间板28被压入固定于齿轮箱20b内,箱盖21b的前端部以无晃动方式内嵌于齿轮箱20b的后端开口部的大直径圆筒面部33,且形成于靠近箱盖21b的外周面前端的部分的锷部35的前侧面与齿轮箱20b的后端面抵接。在该状态下,将穿设在形成于各结合法兰34a、34b的通孔中的螺栓和螺母(未图示)螺合,进一步进行紧固,结合固定齿轮箱20b和箱盖21b,构成壳体9c。
输出轴13b藉助前侧滚动轴承22b、后侧滚动轴承23b被支承在这样相互装配的内部压入固定有中间板28的齿轮箱20b内,并能够自由旋转。首先,在沿前后方向形成于齿轮箱20b的中心部的、内周面的中间部具有朝向后方的台阶面的贯通孔36的内侧,从后侧内嵌前侧滚动轴承22b的外圈,并且通过径向外侧防脱圈37防止前侧滚动轴承22b的外圈的脱落。前侧滚动轴承22b的内圈与蜗轮减速器7a的蜗轮38一起从前方外嵌于输出轴13b,蜗轮38的后表面内周缘部与形成于输出轴13b的外周面的朝向前方的台阶面抵接,并且通过径向内侧防脱圈39防止前侧滚动轴承22b的内圈的脱落。
后侧滚动轴承23b的外圈利用过盈配合而内嵌固定于形成在中间板28的中心部的圆筒部40。在圆筒部40的外周面与中间板28的前侧面之间,形成有沿圆周方向并列配置的多条加强筋41,以确保圆筒部40的刚性以及后侧滚动轴承23b的支承刚性。加强筋41分别沿径向延伸并从轴向突出。后侧滚动轴承23b的内圈利用过盈配合而外嵌固定于形成于输出轴13b的靠近中间部后端的部分的外径大于前后两侧部分的大直径部。蜗轮38的内周缘部的后表面与从该大直径部的前端缘缘连续的台阶面抵接。
中间板28的圆筒部40的位置与中间板28的外周缘部的位置沿轴向错开。根据该结构,能够减轻树脂制中间板28因受热而沿径向伸缩时的后侧滚动轴承23b的外圈所受到的径向压缩力。后侧滚动轴承23b的内圈也可通过间隙配合外嵌于输出轴13b。该间隙配合吸收了中间板28的轴向热变形。即,后侧滚动轴承23b将不受中间板28的轴向热变形的影响。因此,电动式动力转动装置的性能也不会受到中间板28的轴向热变形的影响。
在用以装配上述组成的本例结构而将输出轴13b以能够自由旋转的方式支承于壳体9c的内部时,需要将前侧滚动轴承22b预先把持于齿轮箱20b的贯通孔36的内侧。在该状态下,预先安装径向外侧防脱圈37。由于该操作是在向齿轮箱20b内装配其它部件之前进行,因此易于施行。
输出轴13b的外周面的靠后侧部分预先装配有蜗轮38、后侧滚动轴承23b和中间板28。输入轴12b也藉助扭杆11与输出轴13b结合,扭矩测量仪8b也预先装配。并且,可根据需要将输入轴12b和转向轴5预先结合。由于这些操作也是在将输出轴13b装配到齿轮箱20b内之前进行,因此也易于施行。此外,箱盖21b可根据需要预先宽松地外嵌于转向轴5,并能够预先向后方移动,以不妨碍其它部件的装配作业。
接着,将形成于中间板28的外周缘的各大直径部29压入齿轮箱20b的小直径圆筒面部32,并将输出轴13b从后方向前方***前侧滚动轴承22b的内圈的内侧,内圈的后端面和蜗轮38的径向内侧端部的前端面抵接。由于各大直径部29和小直径圆筒面部32仅在圆周方向的一部分(图示例中,为不到整个圆周的1/2的范围)嵌合,因此,中间板28向小直径圆筒面部32压入的操作容易进行。具体而言,即使作为小直径圆筒面部32的内径与各大直径部29的外径之差的过盈量未经特别严格的限定,也能容易地将中间板28压入小直径圆筒面部32,且能在压入后充分确保中间板28对齿轮箱20b支承的强度。
直至中间板28的前表面外周缘部与台阶面31抵接,在中间板28被压入齿轮箱20b内的状态下,输出轴13b均会比前侧滚动轴承22b的内圈充分向前方突出,因此安装径向内侧防脱圈39。然后,使箱盖21b向前方移动,使箱盖21b的前端部内嵌在齿轮箱20b的后端部内周面的大直径圆筒面部33,并使锷部35的前侧面与齿轮箱20b的后端面抵接。并使各结合法兰34a、34b之间的相位匹配,利用螺栓和螺母,或者通过将贯穿形成于一方结合法兰34b、34b的通孔的螺栓与形成于另一方结合法兰34a、34a的螺栓孔螺合进一步进行紧固,将各结合法兰34a、34b彼此结合固定。由于这一连串操作均可在通过肉眼观测进行确认的同时进行,因此容易操作。此外,在将电动马达10装配至齿轮箱20b时,构成蜗轮减速器7a的蜗轮38和蜗杆(图1中省略)通过蜗杆的旋转而互相啮合。这一点与现有结构相同。
而且,在装配完毕的电动式动力转向装置中,形成中间板28被牢固支承固定于由齿轮箱20b和箱盖21b构成的壳体9c的内部的状态。因此,被把持于中间板28的圆筒部40的内周面的后侧滚动轴承23b的姿态经过长时间使用后也无变化。因此,即使长期使用,由后侧滚动轴承23b和前侧滚动轴承22b支承的能够自由旋转的输出轴13b的姿态也不会发生变化。结果就能避免发生蜗轮减速器7a的啮合状态不良和扭矩测量仪8b的测量精度恶化等情况。
中间板28能够通过合成树脂的注射成型制造。作为可优选采用的合成树脂,可举出热固性树脂或含有约20~60容量%的增强纤维的热塑性树脂。
即,作为该树脂,优选为-40℃~85℃的电动式动力转向装置的柱部的使用环境温度的温度环境下机械性能的降低也很少、能够连续使用的树脂组合物,并且,为了抑制因部件之间的间隙、膨胀所导致的压迫,优选为尺寸稳定性高,具体为23℃~80℃的温度范围内的纤维方向和纤维直角方向的线膨胀系数均在1.2×10-5~5.5×10-5(1/℃)的范围,在23℃的水中放置24小时后的吸水率在4%以下的材料。
另外,在运输等长期暴露于高温高湿环境中的情况下,因树脂制中间板的吸湿劣化造成的机械性能的降低,有可能导致树脂部分破损。
因此,树脂优选为在85℃、85%RH的环境下放置50小时后的拉伸强度保持率在70%以上。
但由于仅有树脂材料难以实现上述性能,因此,本发明采用树脂材料中含有纤维状填料的材料。
在此,作为-40℃~85℃的温度环境下仍能连续使用的树脂组合物没有特别限定,可以举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚酰胺(PA)6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺46、聚酰胺410、改性聚酰胺6T、聚酰胺9T等所谓的工程塑料;以及氟树脂、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、热塑性聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚腈(PEN)等所谓的超级工程塑料树脂,它们既可单独使用也可组合使用。其中,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰胺66、聚酰胺46、聚苯硫醚因成本和性能平衡性好而优选采用。并且,在要求耐热性、尺寸稳定性的用途中,也能够适合时用酚醛树脂、尿素树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂等热固性树脂。
该树脂中,优选为23℃~80℃的温度范围内的纤维方向和纤维直角方向的线膨胀系数均在1.2×10-5~5.5×10-5(1/℃)的范围内的树脂。当线膨胀系数小于1.2×10-5(1/℃)时,由于压入中间板28的径向内侧的后侧滚动轴承23的线膨胀系数为1.2×10-5(1/℃),中间板28的线膨胀系数与后侧滚动轴承23的线膨胀系数之间将出现差异,就有可能在圆筒部40与后侧滚动轴承23的外径面之间产生缝隙。另一方面,当线膨胀系数大于5.5×10-5(1/℃)时,就会出现膨胀后压迫输出侧壳体部件1a,产生过大的负荷应力,导致中间板28破损的问题。
该树脂中,纤维状填料无特别限定,例如,可以举出玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酰亚胺纤维、液晶聚酯纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼纤维等。其中,玻璃纤维、碳纤维因其增强性好而为优选。作为玻璃纤维,更优选为对扭矩测量仪8的电磁感应的影响小的绝缘体玻璃纤维。
纤维状填料在组合物整体中的含有率优选为30~55质量%、更优选为35~55质量%。当超过55质量%时,不仅会使树脂组合物的熔融流动性明显降低,成型性能恶化,而且,即使配合纤维状填料也不能期待进一步提高机械性能、尺寸稳定性等,反而将导致材料的变形性能变得极小,以致有可能在中间板28的成型时或装配时导致中间板28的破损。相反,当该纤维状填料在组合物整体中的含有率低于30质量%时,机械性能的增强效果小,且尺寸稳定性也不足。该尺寸稳定性具体是指,在23℃~80℃的温度范围内,纤维方向和纤维直角方向的线膨胀系数均为1.2×10-5~5.5×10-5(1/℃)的范围,在23℃的水中放置24小时后的吸水率在4%以下的范围。
此外,就构成中间板28的树脂而言,为了实现树脂与纤维状填料的亲和性、提高树脂与纤维状填料的粘合性及分散性,也可以用硅烷系偶联剂或钛酸酯系偶联剂等偶联剂,以及与其它目的相应的表面处理剂对纤维状填料进行处理,但并不限于此。
需要说明的是,在无损于本发明目的的范围内,可以配合各种添加剂,例如,石墨、六方晶氮化硼、氟云母、四氟乙烯树脂粉末、二硫化钨、二硫化钼等固体润滑剂;无机粉末、有机粉末、润滑油、增塑剂、橡胶、树脂、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、光保护剂、阻燃剂、抗静电剂、脱模剂、流动性改善剂、导热性改善剂、非粘着性赋予剂、结晶促进剂、增核剂、颜料、染料等。在将PET、PBT这类聚酯树脂用作中间板的基质树脂的情况下,因为存在吸湿劣化具体而言即水解劣化的可能,因此优选添加水解抑制剂,以预先提高其耐受性。添加到适用于中间板的聚酯系基质树脂中的水解抑制剂无特别限定,例如可适合使用分子内含有1个以上的碳二亚胺基的碳二亚胺化合物、高级脂肪酸、高级脂肪酸非水溶性盐、高级脂肪醇以及疏水性二氧化硅等疏水剂,或者分子内含有1个缩水甘油基的芳香族单官能环氧化合物,以及分子内含有2个以上缩水甘油基的芳香族多官能环氧化合物,或者哌啶衍生物、哌啶酮衍生物等。水解抑制剂相对于聚酯树脂添加0.01~5质量%,优选为0.05~2质量%。作为基质树脂和上述纤维状填料以及上述添加剂的混合方法,可以举出将纤维状填料的连续纤维束含浸在配合有纤维状填料以外的各种添加剂的熔融树脂中之后冷却造粒的方法。熔融含浸时的温度无特别限定,只要是在可以在作为母材的树脂的熔融得以充分进行且不老化的温度范围内适当选择。
中间板28的制造方法无特别限定。例如,中间板28可采用注射成型、压缩成型、传递模塑成型等常规方法成型。其中,注射成型因其生产效率优异、能够提供低成本中间板28而为优选。需要说明的是,为了抑制注射成型时纤维状填料的折损,优选增大注射成型的喷嘴孔径或模具的浇口径,或将成型时的反压力抑制在较低值。
中间板28可以通过铝合金之类的轻合金的模铸成型制造。
图9表示本发明的第二实施方式。在本例的情况下,箱盖21c的前端面与中间板28的后表面外周缘部抵接。因此,在本例的情况下,中间板28相对于壳体9d的固定力为基于压入的作用在形成于中间板28的外周缘的各大直径部29(参照图3、8)的外周面与齿轮箱20b的小直径圆筒面部32之间的摩擦力,以及由齿轮箱20b的台阶面31和箱盖21c的前端面形成的夹持力的合计。因此,中间板28相对于壳体9d的固定强度更高。其它部分的结构和作用与上述第一实施方式相同,因此等同部分标以同一符号,省略其重复说明。
图10~11表示本发明的第三实施方式。在本例的情况下,在中间板28a的后表面外周缘部的整个圆周上,形成有截面形状呈三角形、越趋近前端部径向宽度尺寸越小的后侧突条42。而且,在齿轮箱20b与箱盖21b的结合固定过程中,后侧突条42被箱盖21b的前端面按压变形,箱盖21b的前端面抵接于中间板28a的后表面外周缘部。
在这样的本例结构的情况下,在为将齿轮箱20b与箱盖21b结合固定而将螺栓与螺母(或者螺纹孔)螺合以进一步紧固的过程中,后侧突条42被按压变形。因此,能够将用于紧固螺栓的力抑制在很低(降低轴向力损耗),并实现螺栓的防松。其它部分的结构和作用与上述第二实施方式相同,因此省略等同部分的图示和说明。
图12表示本发明的第四实施方式。在本例的情况下,在中间板28b的后表面外周缘部的圆周方向的多个位置,以等间隔分别形成三棱锥状后侧突起43、43。而且,在齿轮箱20b与箱盖21b(参照图10)的结合固定的过程中,各后侧突起43、43被箱盖21b的前端面所按压而变形,使箱盖21b的前端面与中间板28b的后表面外周缘部抵接。
在这样的本例的结构的情况下,在为将齿轮箱20b与箱盖21b结合固定而将螺栓与螺母(或者螺纹孔)螺合以进一步紧固的过程中,各后侧突起43、43被按压变形。因此,与上述第三实施方式的情形同样,能够将用于紧固螺栓的力抑制在很低(降低轴向力损耗),并实现螺栓的防松。其它部分的结构和作用与上述第二实施方式相同,因此省略等同部分的图示和说明。
另外,上述第三和第四实施方式中的后侧突条42及后侧突起43的截面形状不限于三角形。只要是通过螺栓的紧固能够适度变形的形状即可,可以为图13A所示的截面形状为梯形的后侧突条42a(或圆台形后侧突起43a)、或图13B所示的截面形状为四边形的后侧突条42b(或圆柱状后侧突起43b)、或图13C所示的截面形状为半圆形的后侧突条42c(或半球状后侧突起43c)。
图14~19表示本发明的第五实施方式。在本例的电动式动力转向装置的情况下,以过盈配合将与齿轮箱20b和/或箱盖21b同样制得的中间板28压入固定于壳体9c内。利用中间板28支承输出轴13b的中间部靠后端的部分。中间板28在外周缘部沿圆周方向交替设有各为多个(图示例为各有6处)的大直径部29和小直径部30。各大直径部29通过以过盈配合被压入齿轮箱20b的后部内周面而被支承固定于齿轮箱20b内。并且,在中间板28的前表面的靠外径部分(比各小直径部30的周缘稍靠近内径的部分),沿整个圆周形成有截面形状呈三角形的随着向前端缘延伸、径向宽度变窄的前侧突条44。
为了与前侧突条44的前端缘抵接,并将中间板28压入固定于壳体9c内的规定位置,在齿轮箱20b的内周面的靠后端开口的部分设有朝向后方的台阶面31。在齿轮箱20b的内周面的比台阶面31还靠后侧的部分,呈以较小台阶部连续形成有靠近台阶面31的小直径圆筒面部32和远离台阶面31的开口侧的大直径圆筒面部33的带台阶圆筒面状。中间板28的外周缘的各大直径部29部分的自由状态下的外径稍大于小直径圆筒面部32的自由状态下的内径。大直径圆筒面部33的自由状态下的内径稍大于各大直径部29部分的自由状态下的外径。然后,中间板28以其各大直径部29的部分压入小直径圆筒面部32,并使形成于中间板28的前表面的前侧突条44与台阶面31抵接,将中间板28压入固定于壳体9c内的规定位置。在该状态下,前侧突条44的前端部成为被台阶面31按压变形的状态。然后,将台阶面31与中间板28的前侧面之间的部分密封。
齿轮箱20b的后端开口部由箱盖21b封闭。在这些齿轮箱20b的外周面与箱盖21b的外周面的以各自直径方向相反侧的2个位置相互啮合的部分,分别设置结合法兰34a、34b。在装配本例的电动式动力转向装置时,将中间板28压入固定于齿轮箱20b内。伴随着该压入固定,前侧突条44被按压于台阶面31,其前端缘被按压变形。箱盖21b的前端部以无晃动方式内嵌于齿轮箱20b的后端开口部的大直径圆筒面部33,且形成于靠近箱盖21b的外周面前端的部分的锷部35的前侧面与齿轮箱20b的后端面抵接。在该状态下,将穿设在形成于各结合法兰34a、34b的通孔中的螺栓和螺母(省略图示)螺合,进一步进行紧固,结合固定齿轮箱20b和箱盖21b,构成壳体9c。
在本例中,输出轴13b装配在齿轮箱20b内时,形成于中间板28的外周缘的各大直径部29被压入齿轮箱20b的小直径圆筒面部32,且输出轴13b从后方向前方***前侧滚动轴承22b的内圈的内侧,内圈的后端面和蜗轮38的径向内侧端部的前端面抵接。由于各大直径部29和小直径圆筒面部32仅在圆周方向的一部分(图示例中,为不到整个圆周的1/2的范围)嵌合,因此,中间板28向小直径圆筒面部32压入的操作容易进行。具体而言,即使作为小直径圆筒面部32的内径与各大直径部29的外径之差的过盈量未经特别严格的限定,也能够容易地将中间板28压入小直径圆筒面部32,且能在压入后充分确保中间板28对齿轮箱20b支承的强度。
在中间板28支承固定于齿轮箱20b内的状态下,与沿着中间板28的前侧面整个圆周设置的前侧突条4中的用于设置蜗杆的空间45相应,使台阶面31不连续的除去齿轮箱20b的上端部以外的部分与台阶面31抵接而被按压变形。结果就能完全消除台阶面31与中间板28的除去了前侧面的上端部的部分之间的间隙。因此,即使不另行设置密封部件,也能够保持中间板28的前侧面与台阶面31之间的密封性,防止存在于设有蜗轮减速器7a的部分的润滑剂泄露至扭矩测量仪8b的设置空间一侧。
在本例中,由于装配完毕的电动式动力转向装置如上所述,无需另行设置密封构件,能够防止存在于设有蜗轮减速器7a的部分的润滑剂泄露至扭矩测量仪8b的设置空间一侧,因此,能够以低成本形成能够防止蜗轮减速器7a及扭矩测量仪8b的运转不良的构造。
前侧突条44的截面形状不限于三角形。只要是通过螺栓的紧固能够适度变形的形状即可,可以为图19A所示的截面形状为梯形的前侧突条44a、或图19B所示的截面形状为四边形的前侧突条44b、或图19C所示的截面形状为半圆形的前侧突条44c。其它部分的结构和作用与上述第一实施方式相同,因此,省略相同部分的图示和说明。
以上,说明了本发明的实施方式和实施例,但本发明不限于上述实施方式,只要在本发明所述范围内,则可实施各种变更。本申请基于2012年10月29日提出的日本专利申请2012-237788号、2012年10月29日提出的日本专利申请2012-237789号,其内容作为参照引入于此。
Claims (10)
1.一种电动式动力转向装置,具备:
输出轴,所述输出轴通过旋转向车轮赋予舵角;
齿轮箱,所述齿轮箱的内侧具有用于支承所述输出轴并使所述输出轴自由旋转的贯通孔,且收容有用于减缓电动马达的驱动轴的转速并向所述输出轴传递所述旋转的减速器;
第一滚动轴承和第二滚动轴承,所述第一滚动轴承和所述第二滚动轴承沿所述输出轴的轴向分开设置,用以支承所述输出轴,使所述输出轴相对于所述齿轮箱自由旋转;
箱盖,所述箱盖与所述齿轮箱结合固定,穿设有通过转向轴的旋转而被驱动旋转的输入轴,所述转向轴基于方向盘的操作而被驱动旋转;和
中间板,所述中间板设置在所述齿轮箱内,其特征在于,
所述第一滚动轴承设置在所述贯通孔的内周面与所述输出轴的外周面之间,
所述第二滚动轴承设置在所述中间板的内周面与所述输出轴的外周面之间,
所述中间板具有多个大直径部和多个小直径部,所述大直径部和所述小直径部沿圆周方向交替设置于所述中间板的外周缘部,
所述大直径部以过盈配合被压入所述齿轮箱的内周面的后部,由此将所述中间板支承固定于所述齿轮箱内,
所述中间板具有形成在所述中间板的中心部的圆筒部,
所述第二滚动轴承的外圈仅内嵌固定于所述圆筒部,
所述中间板的所述圆筒部的位置及所述第二滚动轴承的位置与所述中间板的外周缘部的位置没有重合地沿轴向错开。
2.如权利要求1所述的电动式动力转向装置,其特征在于,所述齿轮箱的内周面的后部设有朝向后方的台阶面,
所述中间板的外周缘部的前表面抵接台阶面,使得所述中间板沿所述输出轴的轴向的相对于所述齿轮箱的位置被确定。
3.如权利要求2所述的电动式动力转向装置,其特征在于,所述箱盖的前端面与所述中间板的外周缘部的后表面抵接。
4.如权利要求3所述的电动式动力转向装置,其特征在于,在所述中间板的外周缘部的后表面,沿圆周方向形成有突条,
所述突条被所述箱盖的前端面按压变形。
5.如权利要求3所述的电动式动力转向装置,其特征在于,在所述中间板的外周缘部的后表面,沿圆周方向形成有多个突起,
所述突起被所述箱盖的前端面按压变形。
6.如权利要求1所述的电动式动力转向装置,其特征在于,
所述齿轮箱的内周面的后部设有朝向后方的台阶面,
所述中间板的前侧面的与所述台阶面对置的部分设有突条,
所述突条与所述台阶面抵接并被按压变形。
7.如权利要求6所述的电动式动力转向装置,其特征在于,所述箱盖的前端面与所述中间板的外周缘部的后表面抵接。
8.如权利要求1所述的电动式动力转向装置,其特征在于,所述第一滚动轴承设置在所述输出轴的中间部,
所述第二滚动轴承设置在比所述中间部更靠近所述输出轴的后端的输出轴的部分。
9.如权利要求1~8中任一项所述的电动式动力转向装置,其特征在于,所述中间板通过热固性树脂或者含有玻璃纤维的热塑性树脂的注射成型制造。
10.如权利要求1所述的电动式动力转向装置,其特征在于,
所述中间板具有形成在中间板的中心部的圆筒部,
所述第二滚动轴承的外圈内嵌固定于所述圆筒部,
在所述圆筒部的外周面与所述中间板的前侧面之间,形成有沿圆周方向并列配置的多条加强筋。
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