CN104144842B - 电动动力转向装置 - Google Patents

Abstract

一种轴连结器，其将电动动力转向装置中的蜗杆与电动马达(7)的输出轴连结起来，其中，该轴连结器包括：马达侧接头，其连接于输出轴；蜗杆侧接头，其连接于蜗杆；以及联轴器，其设于马达侧接头与蜗杆侧接头之间，并用于将电动马达的转矩传递到蜗杆；马达侧接头以及蜗杆侧接头具有多个沿轴向延伸的突出部，彼此的突出部以沿周向交替排列的方式配置，联轴器由多个罩构成，该多个罩外套于马达侧接头或者蜗杆侧接头的突出部。

Description

电动动力转向装置

技术领域

本发明涉及将电动动力转向装置中的蜗杆与电动马达的输出轴连结起来的轴连结器。

背景技术

通常，在电动动力转向装置中，为了减少蜗轮减速器的间隙，形成朝向蜗轮侧对蜗杆施力的构造。因此，由于蜗杆以设于电动马达侧的轴承为中心而偏斜，因此在蜗杆与电动马达的输出轴之间的连结部产生轴偏。需要用于容许该轴偏并将电动马达的转矩传递到蜗杆的接头。

作为具有这种接头的轴连结器，在WO2005/116473中公开如下轴连结器，该轴连结器包括：连结于旋转轴的连结基体；连结于转向轴的连结基体；以及一对旋转传递构件，其借助两连结基体配置于旋转轴与转向轴之间，用于将旋转轴的旋转传递到转向轴；旋转传递构件包括圆环状的基部和沿径向一体地突出设于基部的一对突部。

然而，在WO2005/116473所记载的轴连结器中，作为接头的旋转传递构件呈由基部与突部一体化而成的一个部件构成的形状。因此，在蜗杆相对于电动马达的输出轴偏斜、且旋转传递构件容许蜗杆与电动马达的输出轴之间的轴偏时，蜗杆的偏斜力矩变大，蜗杆不能顺畅地偏斜。在该情况下，蜗轮减速器的间隙减少将变得不稳定。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于稳定地减少蜗轮减速器的间隙。

根据本发明的某一方式，提供一种轴连结器，其将电动动力转向装置中的蜗杆与电动马达的输出轴连结起来，其中，该轴连结器包括：马达侧接头， 其连接于上述电动马达的输出轴；蜗杆侧接头，其连接于上述蜗杆；以及联轴器，其设于上述马达侧接头与上述蜗杆侧接头之间，并用于将上述电动马达的转矩传递到上述蜗杆；上述马达侧接头以及上述蜗杆侧接头具有多个沿轴向延伸的突出部，彼此的上述突出部以沿周向交替排列的方式配置，上述联轴器由多个罩构成，该多个罩外套于上述马达侧接头或者上述蜗杆侧接头的上述突出部。

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式以及优点。

附图说明

图1是表示使用本发明的实施方式的轴连结器的电动动力转向装置的剖视图。

图2是本发明的实施方式的轴连结器的分解图。

图3是本发明的实施方式的轴连结器的立体图。

图4是本发明的实施方式的轴连结器的俯视图。

图5是表示本发明的实施方式的轴连结器的罩的变形例的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

本发明的实施方式的轴连结器100在电动动力转向装置101中将蜗杆2与电动马达7的输出轴7a连结起来。

首先，参照图1对电动动力转向装置101进行说明。

电动动力转向装置101是搭载于车辆并对由驾驶员向转向手柄施加的转向力进行辅助的装置。

电动动力转向装置101包括设于与转向手柄相关联的转向轴的蜗轮1、啮合于蜗轮1的蜗杆2、以及借助轴连结器100而与蜗杆2连结的电动马达7。蜗杆2伴随着电动马达7的驱动而旋转，蜗杆2的旋转减速而传递到蜗轮1。利用蜗轮1与蜗杆2而构成蜗轮减速器。

轴连结器100将蜗杆2与电动马达7的输出轴7a连结起来。关于轴连结器100，之后进行详细说明。

自电动马达7输出的力矩自蜗杆2传递到蜗轮1并作为辅助力矩被赋予转向轴。电动马达7所输出的力矩与基于在构成转向轴的输入轴与输出轴之间的相对旋转下扭曲的扭杆的扭曲量来计算的转向力矩相对应。

蜗杆2容纳于金属制的齿轮箱3。在蜗杆2的局部形成有与蜗轮1的齿部1a相啮合的齿部2a。在齿轮箱3的内周面上的与齿部2a对应的位置形成有开口部3c，蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部1a通过该开口部3c而啮合。

蜗杆2的电动马达7侧即基端侧被第1轴承4以旋转自如的方式支承。第1轴承4在环状的内轮与外轮之间设有滚珠。第1轴承4的外轮被夹持在形成于齿轮箱3的台阶部3a与防松螺母5之间。第1轴承4的内轮被夹持在蜗杆2的台阶部2b与连接于蜗杆2的蜗杆侧接头6之间。由此，限制了蜗杆2沿轴向移动。

在齿轮箱3的底部借助作为剖面呈L字状的环状的弹性构件的L字环10而收装有第2轴承11。蜗杆2的顶端侧被第2轴承11以旋转自如的方式支承。第2轴承11在环状的内轮与外轮之间设有滚珠。在第2轴承11的内轮卡定有形成于蜗杆2的顶端部附近的台阶部2c。

由于第2轴承11在L字环10的作用力下按压于蜗杆2的台阶部2c，因此减少了第2轴承11在轴向上的晃动。换句话说，L字环10在齿轮箱3的底部与第2轴承11的底部之间被压缩，沿轴向按压第2轴承11。

在齿轮箱3的端部侧的外周面突出形成有具有平面状的端面17a的凸缘部17。在凸缘部17形成有面向第2轴承11的外周面开口的通孔13。在凸缘部17的端面17a开口的通孔13的开口部***塞14封堵。

在通孔13内收装有在插塞14的顶端面与第2轴承11的外周面之间被压缩的、作为施力构件的螺旋弹簧12。螺旋弹簧12向使蜗杆2的齿部2a与蜗轮1的齿部1a之间的缝隙变小的方向对第2轴承11施力。换句话说，螺旋弹簧12隔着第2轴承11朝向蜗轮1对蜗杆2施力。

齿轮箱3中的包围第2轴承11外周面的内周面3b形成为长孔形状，以便 第2轴承11能够在螺旋弹簧12的作用力下朝向蜗轮1移动。

在结束蜗杆2向齿轮箱3内的组装的初始时刻，第2轴承11在螺旋弹簧12的作用力下被向蜗轮1侧施力，成为无间隙的状态。在该状态下，蜗杆2在螺旋弹簧12的作用力下以第1轴承4为支点倾斜，蜗杆2与电动马达7的输出轴7a的轴成为偏离的状态。该蜗杆2与电动马达7的输出轴7a之间的轴偏在轴连结器100处被容许。

只要蜗杆2与蜗轮1的齿部1a、2a伴随着电动动力转向装置101的驱动而进一步摩耗，第2轴承11就会在螺旋弹簧12的作用力下在齿轮箱3的长孔内移动，减少蜗杆2与蜗轮1的齿部1a、2a的间隙。因此，为了稳定地减少间隙，需要利用轴连结器100容许蜗杆2与电动马达7的输出轴7a之间的轴偏，从而使蜗杆2相对于电动马达7的输出轴7a顺畅地偏斜。

接下来，主要参照图2～图4对轴连结器100进行说明。图2是轴连结器100的分解图，图3是轴连结器100的立体图，图4是轴连结器100的俯视图。

轴连结器100包括：马达侧接头8，其连接于电动马达7的输出轴7a；蜗杆侧接头6，其连接于蜗杆2；以及联轴器20，其设于马达侧接头8与蜗杆侧接头6之间，用于将电动马达7的转矩传递到蜗杆2。

马达侧接头8具有：环状的基部31，其形成有嵌合孔31a，该嵌合孔31a被压入电动马达7的输出轴7a的顶端侧外周面；以及多个突出部32，其自基部31的外周缘突出形成并沿轴向延伸。马达侧接头8由钢铁材料构成。

马达侧接头8通过向嵌合孔31a压入输出轴7a的顶端侧外周面而连接于输出轴7a，实现了防止马达侧接头8相对于输出轴7a脱离与转动。马达侧接头8向输出轴7a连接的方法并不限定于压入，只要能够实现防止马达侧接头8相对于输出轴7a脱离与转动，也可以使用其他方法。

突出部32沿周向以等间隔排列形成有四个。各突出部32形成为以基部31的中心轴线为中心整体呈大致圆弧形状。各突出部32的外周面具有沿大致径向延伸的一对平面部32a。

蜗杆侧接头6具有：环状的基部41，其形成有嵌合孔41a，该嵌合孔41a 被压入蜗杆2的基端侧外周面；以及多个突出部42，其自基部41的外周缘突出形成并沿轴向延伸。蜗杆侧接头6由钢铁材料构成。

蜗杆侧接头6通过向嵌合孔41a压入蜗杆2的基端侧外周面而连接于蜗杆2，实现了防止蜗杆侧接头6相对于蜗杆2脱离与转动。蜗杆侧接头6被压入蜗杆2的基端侧外周面，直至基部41的端面41b抵接于蜗杆2的台阶部2d以及第1轴承4的内轮。与马达侧接头8相同，蜗杆侧接头6向蜗杆2连接的方法并不限于压入。

突出部42沿周向以等间隔排列形成有四个。各突出部42形成为以基部41的中心轴线为中心整体呈大致圆弧形状。各突出部42的外周面具有沿大致径向延伸的一对平面部42a。

马达侧接头8与蜗杆侧接头6呈相同形状，如图3以及图4所示，彼此的突出部32、42以沿周向交替并等间隔排列的方式相对配置。在图4中用单点划线示出蜗杆侧接头6的突出部42。

联轴器20由外套于马达侧接头8的各突出部32的、多个独立的罩21构成。这样，联轴器20为由多个罩21构成的分割构造。在本实施方式中，联轴器20由与马达侧接头8的突出部32数量相同的四个罩21构成。四个罩21呈相同形状。图4是罩21外套于马达侧接头8的各突出部32的状态的俯视图，对于蜗杆侧接头6用单点划线仅示出突出部42。

罩21呈具有与突出部32的外周面对应的内周面的环状，并外套于突出部32的外周面。罩21包括一对力矩传递部22、内周部23以及外周部24，该一对力矩传递部22被马达侧接头8以及蜗杆侧接头6的相邻的突出部32、42的平面部32a与平面部42a夹住，并用于将电动马达7的转矩传递到蜗杆2，该内周部23连结一对力矩传递部22的中心侧的端部，该外周部24连结一对力矩传递部22的外侧的端部。

力矩传递部22沿大致径向延伸而形成，以便嵌入相邻的突出部32、42的缝隙。换句话说，各罩21的力矩传递部22以电动马达7的输出轴7a为中心呈放射状配置(参照图4)。由此，电动马达7的转矩自马达侧接头8的突出部 32经由罩21的力矩传递部22而传递到蜗杆侧接头6的突出部42，并传递到蜗杆2。

也可以取代将罩21外套于马达侧接头8的各突出部32而将罩21外套于蜗杆侧接头6的各突出部42。换句话说，罩21可以外套于马达侧接头8的突出部32或者蜗杆侧接头6的突出部42。

罩21由利用刚性相对较大的一对树脂材52夹住刚性相对较小并具有柔软性的橡胶等的弹性材51而成的三层构造构成。通过用刚性较小的材料和刚性较大的材料构成罩21，使得罩21具有兼具柔软性与刚性的特性。因此，罩21发挥使电动马达7的转矩高效地传递到蜗杆2、并且容许蜗杆2与电动马达7的输出轴7a之间的轴偏的功能。

也可以利用刚性相对较小并具有柔软性的弹性材51与刚性相对较大的树脂材52的双层构造构成罩21。

接下来，对轴连结器100的组装顺序进行说明。

首先，通过向马达侧接头8的嵌合孔31a压入电动马达7的输出轴7a的顶端侧外周面，将马达侧接头8连接于输出轴7a。

接下来，将四个罩21外套于马达侧接头8的各突出部32。

接下来，将蜗杆侧接头6的各突出部42***相邻的罩21之间。由此，罩21的力矩传递部22成为被马达侧接头8以及蜗杆侧接头6的相邻的突出部32、42夹住的状态(图3以及4所示的状态)。

最后，通过向蜗杆侧接头6的嵌合孔41a压入蜗杆2的基端侧外周面，将蜗杆侧接头6连接于蜗杆2。通过以上的方式，将蜗杆2与电动马达7的输出轴7a借助轴连结器100相连结。

在将罩21外套于蜗杆侧接头6的各突出部42的情况下，只要以与上述步骤相反的步骤进行即可。将罩21外套于马达侧接头8的突出部32以及蜗杆侧接头6的突出部42中的哪一个取决于蜗杆2与电动马达7的组装顺序。换句话说，在先组装电动马达7的情况下将罩21外套于马达侧接头8的突出部32，在先组装蜗杆2的情况下将罩21外套于蜗杆侧接头6的突出部42。

接下来，对轴连结器100的作用以及效果进行说明。

如上述那样，为了减少间隙，蜗杆2被螺旋弹簧12施力，并以第1轴承4为支点偏斜。若蜗杆2偏斜，则成为蜗杆2与电动马达7的输出轴7a的轴偏离的状态，利用轴连结器100的联轴器20容许该轴偏。

在现有的一体型的联轴器中，存在蜗杆2的偏斜力矩伴随着蜗杆2的偏斜而变大的趋势。在这样的偏斜力矩较大的状态下，由于螺旋弹簧12不再能够充分对蜗杆2施力，因此蜗杆2不能顺畅地偏斜，蜗轮减速器的间隙的减少变得不稳定。

与此相对，由于本实施方式的联轴器20呈由多个罩21构成的分割构造，因此在蜗杆2偏斜时，各个罩21独立活动从而容许蜗杆2与输出轴7a之间的轴偏。因此，由于抑制了蜗杆2的偏斜力矩的增加，蜗杆2顺畅地偏斜，因此蜗轮减速器的间隙稳定地减少。因此，能够更准确地将电动马达7的转矩传递到蜗杆2。

另外，由于联轴器20呈由多个罩21构成的分割构造，因此电动马达7的转矩被各个罩21均等地分散而向蜗杆2进行传递。因此，可将电动马达7的转矩高效地向蜗杆2传递并且减少噪声。并且，由于罩21彼此不会互相影响，因此有利于延长寿命。

如以上那样，联轴器20起到使蜗轮减速器的间隙稳定地减少的作用，并且起到使电动马达7的转矩高效地向蜗杆2传递的作用。

以下，对上述实施方式的变形例进行说明。

(1)在上述实施方式中例示了罩21呈具有与突出部32的外周面对应的内周面的环状的情况。也可以取代于此，如图5所示那样由一对力矩传递部22和连结一对力矩传递部22的中心侧的端部的内周部23构成罩21。换句话说，也可以去除罩21的外周部24而开放罩21的外侧。此时，为了防止罩21向马达侧接头8的内周侧脱落，需要使***蜗杆侧接头6的嵌合孔41a的蜗杆2的顶端侧外周面以与罩21的内周部23对峙的方式构成，或者使***马达侧接头8的嵌合孔31a的电动马达7的输出轴7a的顶端侧外周面以与罩21的内 周部23对峙的方式构成。在该情况下，优选的是将内周部23的内周面23a形成为与蜗杆2的顶端侧外周面或者输出轴7a的顶端侧外周面对应的圆弧状。另外，即使取代使蜗杆2的顶端侧外周面或者输出轴7a的顶端侧外周面与罩21的内周部23对峙，而将与罩21的内周部23对峙的环状构件结合于蜗杆2的顶端侧外周面或者输出轴7a的顶端侧外周面，也能够防止罩21的脱落。

(2)在上述实施方式中，例示了马达侧接头8以及蜗杆侧接头6分别为具有四个突出部32、42的结构，但是突出部32、42的数量并不限定于四个，只要是多个即可。例如，突出部32、42也可以是三个。

(3)在上述实施方式中，说明了罩21由利用刚性相对较大的一对树脂材52夹住刚性相对较小且具有柔软性的弹性材51而成的三层构造构成。但是，也可以取代该结构，由利用刚性相对较小且具有柔软性的橡胶等的弹性材料形成的两个罩和利用刚性相对较大的树脂材料形成的两个罩构成四个罩21。此时，优选的是利用弹性材料形成的罩与利用树脂材料形成的罩以沿周向交替配置的方式外套于马达侧接头8的突出部32。通过这样构成罩21，能够减少罩21的制造成本。

以上，说明了本发明的实施方式，但上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技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

本申请基于2012年2月24日向日本专利局提出申请的日本特愿2012－039177要求优先权，并将该申请的全部内容以参照的方式引入到本说明书中。

Claims (5)

1.一种电动动力转向装置，其中，

该电动动力转向装置包括：

蜗轮，其设于与转向手柄相关联的转向轴；

蜗杆，其啮合于上述蜗轮；

电动马达，其用于使上述蜗杆旋转；

施力构件，其对上述蜗杆朝向上述蜗轮施力；以及

轴连结器，其以上述蜗杆能够相对于上述电动马达的输出轴偏斜的方式将上述蜗杆与上述电动马达的输出轴连结起来，

上述轴连结器包括：

马达侧接头，其连接于上述电动马达的输出轴；

蜗杆侧接头，其连接于上述蜗杆；以及

联轴器，其设于上述马达侧接头与上述蜗杆侧接头之间，并用于将上述电动马达的转矩传递到上述蜗杆；

上述马达侧接头以及上述蜗杆侧接头具有多个沿轴向延伸的突出部，彼此的上述突出部以沿周向交替排列的方式配置，

上述联轴器由多个罩构成，该多个罩外套于上述马达侧接头或者上述蜗杆侧接头的上述突出部。

2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其中，

上述罩具有一对力矩传递部，该一对力矩传递部被上述马达侧接头以及上述蜗杆侧接头的相邻的上述突出部夹住而将上述电动马达的转矩传递到蜗杆。

3.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，

上述罩呈外套于上述突出部的外周面的环状。

4.根据权利要求2所述的电动动力转向装置，其中，

上述罩包括上述一对力矩传递部和将该一对力矩传递部的中心侧的端部连结起来的内周部。

5.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其中，

上述多个罩包括利用刚性相对较小并具有柔软性的弹性材料形成的罩、以及利用刚性相对较大的树脂材料形成的罩，

利用弹性材料形成的上述罩与利用树脂材料形成的上述罩以沿周向交替配置的方式外套于上述突出部。