CN105083371A - 电动动力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动动力转向装置，其中，将辅助用电动马达与减速机构连接起来的联轴器的中间部件(50)具有圆筒状的中间凸起部、多个从该中间凸起部以放射状延伸的臂部、以及相邻的一对臂部间的卡合空间。而且，中间部件(50)由中心部(51)、第一罩部(60)以及第二罩部(70)构成，中心部(51)相对于第一罩部(60)以及第二罩部(70)朝卡合空间侧稍微突出。

Description

电动动力转向装置

技术领域

本发明涉及电动动力转向装置。

背景技术

以往，在车辆用的电动动力转向装置中例如日本专利第4491716号公报所示那样，利用减速机构使电动马达的转速减速并传递至操舵***从而施加转向操作时的辅助力。

减速机构由蜗杆、蜗轮、安装有蜗杆的驱动轴构成，驱动轴经由一对设置于两端的滚动轴承而在外壳上被支承为能够旋转。在电动马达的输出轴以及驱动轴间配置有传递旋转的联轴器。

联轴器由安装于输出轴的第一轭、安装于驱动轴的第二轭、配置在第一轭与第二轭间的中间部件构成。第一轭具有圆筒状的第一凸起部、和相对于该第一凸起部向中间部件侧突出且具有梯形的多个第一爪部，第二轭具有圆筒状的第二凸起部、和相对于该第二凸起部向中间部件侧突出的多个梯形的第二爪部，中间部件具有圆筒状的中间凸起部、从该中间凸起部呈放射状延伸的多个臂部、相邻的一对臂部间的梯形的卡合空间。

在圆周方向存在的多个卡合空间中，在间隔的卡合空间卡合第一凸起部，在剩余的间隔的卡合空间卡合第二凸起部，从而输出轴的旋转经由第一轭、中间部件以及第二轭向驱动轴传递。

在上述构成的联轴器中，在输出轴、联轴器以及驱动轴的旋转中存在从联轴器部分产生粘滑(stickslip)音的可能性。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种消除产生自联轴器部分的粘滑音的电动动力转向装置。

本发明中作为一实施方式的电动动力转向装置具备：电动马达，其驾根据驶员的转向操作产生旋转辅助力；联轴器，其第一端连结于上述电动马达的输出轴；以及减速机构，其与上述联轴器的第二端连结，将上述电动马达输出轴的转速减速并传递至转向机构。上述联轴器具备：具有所述第一端的第一轭、具有所述第二端的第二轭、以及设置于所述第一轭与所述第二轭之间的中间部件。上述中间部件具有圆筒状的中间凸起部、多个从该中间凸起部以放射状延伸的臂部、以及相邻的一对臂部间的卡合空间。上述中间部件由中心部、相对于上述中心部配置于上述电动马达侧的第一罩部、相对于上述中心部配置于上述减速机构侧的第二罩部构成。上述中心部由构成上述中间凸起部的一部分的中心凸起部、构成上述臂部的一部分的中心臂部、以及构成上述卡合空间的一部分的中心卡合空间构成。上述第一罩部由构成上述中间凸起部的一部分的第一罩凸起部、构成上述臂部的一部分的第一罩臂部、以及构成上述卡合空间的一部分的第一罩卡合空间构成。上述第二罩部由构成上述中间凸起部的一部分的第二罩凸起部、构成上述臂部的一部分的第二罩臂部、以及构成上述卡合空间的一部分的第二罩卡合空间构成。上述中心部相对于上述第一罩部以及上述第二罩部向上述卡合空间侧突出。

电动马达产生的旋转力经由第一轭、中间部件以及第二轭向减速机构传递。第一轭和第二轭的一部分与中间部件在卡合空间卡合，并传递旋转力。中间部件的中心部相对于第一罩部以及第二罩部朝卡合空间侧突出，所以首先中心部与第一轭以及第二轭卡合，在中心部受到力而弹性变形后，第一罩部以及第二罩部与第一轭以及第二轭卡合。在该卡合状态下，中间部件与第一轭、第二轭之间作用有弹力，所以难以产生粘滑现象，能够抑制粘滑音的产生。

通过以下参照附图对本发明的实施方式示例进行的详细描述，本发明的上述及其他特征和优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的电动动力转向装置的简要结构图。

图2是本发明的一实施方式的电动动力转向装置的联轴器附近的剖视图。

图3是本发明的一实施方式的联轴器的放大剖视图。

图4是本发明的一实施方式的图3的A向视图。

图5是本发明的一实施方式的与图3的相位不同的联轴器的放大剖视图。

图6是本发明的一实施方式的图5的B向视图。

图7是本发明的一实施方式的从图3的状态倾斜第一轭以及第二轭的状态图。

图8是本发明的一实施方式的图7的C-C剖视图。

图9是本发明的一实施方式的从图5的状态倾斜第一轭以及第二轭的状态图。

图10是本发明的一实施方式的图9的D-D剖视图。

图11是本发明的一实施方式的中间部件的主视图。

图12是本发明的一实施方式的图11的E-E剖视图。

图13是本发明的一实施方式的图11的F-F剖视图。

具体实施方式

以下，结合图1～图13来说明本发明的一实施方式。

如图1所示，电动动力转向装置1具备通过方向盘2被旋转操作并通过电动马达90被辅助动力的支柱机构3、传递支柱机构3的旋转的中间轴9、以及将中间轴9的旋转变换为横拉杆13的轴向移动的齿条小齿轮机构4。

支柱机构3具备连结方向盘2并旋转的转向轴8、根据方向盘2的操作进行动力辅助的电动马达90、以及将电动马达90的旋转减速的减速机构23。减速机构23具备蜗杆24和蜗轮25。

齿条小齿轮机构4具备被旋转连结于中间轴9的小齿轮轴10、与小齿轮轴10啮合的齿条轴5、与齿条轴5的两端连结的齿条端12、以及将小齿轮轴10支承为能够旋转并且将齿条轴5支承为能够在轴向移动的齿条外壳6。

齿条小齿轮机构4具有将转向轴8的旋转变换为齿条轴5的往复直线运动的功能。在齿条轴5的两端经由齿条端12以能够转动的方式连结有横拉杆13。横拉杆13的前端与组装有转向轮14的未图示的转向节连结。齿条轴5的往复直线运动经由横拉杆13向转向节传递，由此转向轮14的转向角改变，车辆的行进方向改变。

如图2所示，支柱机构3具备收纳减速机构23的外壳30。在该外壳30，从图2的右侧向左侧按顺序形成有直径较大的马达固定孔31a、直径比马达固定孔31a小的螺纹孔31、直径比螺纹孔31小的轴承安装孔32、直径比轴承安装孔32小的蜗杆收纳部33、以及直径比蜗杆收纳部33大的轴承支承孔34。

在马达固定孔31a嵌合有电动马达90的外壳91的一部分。托架96通过焊接而与外壳91一体化，利用固定螺钉97将托架96固定于外壳30。即，经由固定螺钉97将电动马达90固定于外壳30。

在轴承安装孔32嵌合有第一轴承36，在螺纹孔31旋合有固定螺母35。利用外壳30的台阶部以及固定螺母35沿轴向夹持第一轴承36，使第一轴承36与轴承安装孔32嵌合，从而将第一轴承36固定于外壳30。

在蜗杆收纳部33以能够旋转的方式收纳有蜗杆24。在蜗杆24的一端按顺序形成有直径小的第一嵌合部24a和直径比第一嵌合部24a大的第二嵌合部24b，在蜗杆24的另一端形成有第三嵌合部24c。在第一轴承36嵌合有第二嵌合部24b，在第二轴承37嵌合固定有第三嵌合部24c。在第二轴承37以及轴承支承孔34间配置有弯曲板弹簧38，弯曲板弹簧38为环状且在一部分朝外径方向形成有凸起。利用该凸起，蜗杆24以第一轴承36为支点倾斜并且向与蜗轮25啮合的方向被施力。轴承支承孔34被端盖39封闭。

马达22的外壳91的底部92为圆盘状，在底部92的径向的中心具有圆筒状的圆筒部93。在圆筒部93嵌合有马达用轴承94，在马达用轴承94嵌合并支承有输出轴95。在输出轴95的另一端按顺序形成有直径小的第四嵌合部95b和直径比第四嵌合部95b大的第五嵌合部95a，第五嵌合部95a与马达用轴承94嵌合。

在输出轴95以及蜗杆24间设置有联轴器40。联轴器40具备与第四嵌合部95b嵌合固定的第一轭41、与第一嵌合部24a嵌合固定的第二轭80、以及在旋转方向设置在第一轭41与第二轭80间的中间部件50。联轴器40具有吸收输出轴95以及蜗杆24间的偏角并且将输出轴95的旋转传递至蜗杆24的功能。

如图3～图6所示，第一轭41具有圆筒状的第一凸起部43、相对于该第一凸起部43朝外径方向延伸的第一圆盘部44、以及相对于该第一圆盘部44朝中间部件50侧突出且在圆周方向等间隔地配置的多个第一爪部42。第一爪部42从轴向观察具有梯形，梯形的外周侧的边以及内周侧的边具有圆弧曲线形状，梯形的圆周方向两侧的边具有直线形状。第一爪部42从外径侧观察具有四边形状，四边形状的各边具有直线形状。上述各边施加了剖面为圆弧状的倒角，其结果是，2边的交点具有球形的一部分。第一轭41由金属材料构成。

第二轭80具有圆筒状的第二凸起部82、相对于该第二凸起部82朝外径方向延伸的第二圆盘部83、以及相对于该第二圆盘部83朝中间部件50侧突出且在圆周方向等间隔地配置的多个第二爪部81。第二爪部81从轴向观察具有梯形，梯形的外周侧的边以及内周侧的边具有圆弧曲线形状，梯形的圆周方向两侧的边具有直线形状。第二爪部81从外径侧观察具有四边形状，四边形状的各边具有直线形状。上述各边施加了剖面为圆弧状的倒角，其结果是，2边的交点具有球形的一部分。第二轭80由金属材料构成。

如图11～图13所示，中间部件50具有圆筒状的中间凸起部、从该中间凸起部呈放射状延伸的多个臂部、以及在圆周方向等间隔地配置的多个卡合空间。在圆周方向上的多个卡合空间中，在隔一个空一个的卡合空间中卡合第一爪部42(参照图4)，在剩余的间隔的卡合空间中卡合第二爪部81(参照图6)，从而输出轴95的旋转经由第一轭41、中间部件50以及第二轭80传递至蜗杆24。卡合空间配置于相邻的一对臂部间，从轴向观察具有梯形，梯形的内周侧的边具有圆弧曲线形状，梯形的圆周方向两侧的边具有直线形状。梯形的内径侧的两角具有圆弧。换言之，在中间凸起部以及臂部间形成剖面为圆弧形状的倒角。

如图2以及图12所示，中间部件50具备由软质的树脂构成的中心部51、配置于该中心部51的输出轴95侧且由硬质的树脂构成的第一罩部60、以及配置于中心部51的蜗杆24侧且由硬质的树脂构成的第二罩部70。

中心部51由构成中间凸起部的一部分的中心凸起部59、构成臂部的一部分的中心臂部58、构成卡合空间的一部分的中心卡合空间57构成。在中心凸起部59以及中心臂部58间形成有剖面呈圆弧形状的倒角。在中心凸起部59的内周以沿轴向贯通的方式形成有中心卡合槽55，中心卡合槽55在圆周方向等间隔地设置有多个。

第一罩部60由构成中间凸起部的一部分的第一罩凸起部69、构成臂部的一部分的第一罩臂部68、构成卡合空间的一部分的第一罩卡合空间67构成。在第一罩凸起部69以及第一罩臂部68间形成有剖面呈圆弧形状的倒角。在第一罩部60的内周侧且在蜗杆24侧的端部形成有朝第二罩部70侧沿轴向突出的舌片65，在舌片65的前端形成有向外径方向突出的钩66。

第二罩部70由构成中间凸起部的一部分的第二罩凸起部79、构成臂部的一部分的第二罩臂部78、以及构成卡合空间的一部分的第二罩卡合空间77构成。在第二罩凸起部79以及第二罩臂部78间形成有剖面呈圆弧形状的倒角。在第二罩凸起部79的内周以沿轴向贯通的方式形成有第二罩卡合槽76，第二罩卡合槽76在圆周方向等间隔地设置有多个。在第二罩卡合槽76且在中心部51侧形成有向内径方向突出的突出部75。

舌片65插通中心卡合槽55以及第二罩卡合槽76，钩66沿轴向与突出部75的台阶面76a卡合。这样，舌片65在圆周方向与中心卡合槽55以及第二罩卡合槽76卡合，在沿轴向使第一罩部60、中心部51以及第二罩部70重叠的状态下，钩66沿轴向与突出部75的台阶面76a卡合，从而第一罩部60、中心部51以及第二罩部70相互一体化而构成中间部件50。

中心臂部58的圆周方向的侧面52相对于第一罩臂部68的圆周方向的侧面61以及第二罩臂部78的圆周方向的侧面71，朝卡合空间侧稍微突出。中心凸起部59的外周53相对于第一罩凸起部69的外周62以及第二罩凸起部79的外周72，朝卡合空间侧即朝外径侧稍微突出。

在第一罩凸起部69的外周，形成有在与第二爪部81的前端内周对应的位置朝内径侧凹陷的第一凹部63，在第二罩凸起部79的外周，形成有在与第一爪部42的前端内周对应的位置朝内径侧凹陷的第二凹部73。第二轭80的倾斜包括绕第一轴承36而与蜗杆24一起倾斜的情形、和第二轭80以倾斜的状态与第一嵌合部24a嵌合固定并绕第二凸起部82倾斜的情形。这次考虑后者的情形来形成第二凹部73。考虑第一轭41以倾斜的状态嵌合在第四嵌合部95b被固定，而使得第一轭41绕第一凸起部43倾斜的情形来形成第一凹部63。

接下来，说明电动动力转向装置1的动作。

如图1所示，方向盘2的旋转操作经由转向轴8、中间轴9传递至小齿轮轴10，小齿轮轴10的旋转运动通过齿条小齿轮机构4变换为齿条轴5的往复直线运动，进而经由横拉杆13传递至转向节，由此改变转向轮14的转向角。

利用图略的传感器检测在方向盘2的旋转操作时产生的扭矩，向电动马达90外加与扭矩和车速对应的电压，从而将电动马达90生成的辅助力经由减速机构23传递至转向轴8。方向盘2的操作变轻，能够轻快地操作。

如图2所示，电动马达90的输出轴95的旋转经由第一轭41、中间部件50及第二轭80传递至蜗杆24，进而经由蜗轮25传递至转向轴8。

图3是将第一轭41、中间部件50以及第二轭80相互同轴地配置的状态图。没有电动马达90的动力辅助的情况下，如图4所示，第一爪部42以及第二爪部81比中心臂部58形成的卡合空间稍大，所以由于第一爪部42以及第二爪部81而使全部中心臂部58在圆周方向弹性变形。但是，如图3以及图5所示，第一爪部42以及第二爪部81不与中心凸起部59干涉。第一爪部42以及第二爪部81比第一罩臂部68以及第二罩臂部78形成的卡合空间稍小，所以不与第一罩臂部68以及第二罩臂部78干涉。而且，第一爪部42以及第二爪部81不与第一罩凸起部69以及第二罩凸起部79干涉。

在作用较小的动力辅助力的情况下，在圆周方向具有的多个中心臂部58中，以从圆周方向两侧利用第一爪部42以及第二爪部81夹住交替间隔的中心臂部58的形状进行压缩，经由第一爪部42、中心臂部58向第二爪部81传递旋转运动。此时，动力辅助力较小，所以中心臂部58的压缩量小，第一爪部42以及第二爪部81不与第一罩臂部68以及第二罩臂部78接触。

在作用较大的动力辅助力的情况下，在圆周方向具有的多个中心臂部58中，从圆周方向两侧利用第一爪部42以及第二爪部81夹住交替间隔的中心臂部58的形状进一步压缩。动力辅助力较大，所以中心臂部58的压缩量变大，第一爪部42以及第二爪部81与交替间隔的第一罩臂部68以及第二罩臂部78接触，第一爪部42的旋转运动经由中心臂部58、第一罩臂部68以及第二罩臂部78传递至第二爪部81。该情况下的第一罩臂部68以及第二罩臂部78、与第一爪部42以及第二爪部81的接触是在圆周方向相互按压产生的接触，中心臂部58与第一爪部42以及第二爪部81之间的接触部的压缩量特别大从而作用较大的弹力，所以难以产生粘滑现象，也难以产生粘滑音。

图7～图10是以相对于中间部件50倾斜的状态配置第一轭41并以相对于中间部件50倾斜的状态配置第二轭80的状态图。即，是第二轭80以倾斜的状态嵌合固定于图2的第一嵌合部24a且第一轭41以倾斜的状态嵌合固定于第四嵌合部95b的状态。若使第四嵌合部95b旋转，则第一轭41绕第四嵌合部95b环绕振动。若使第一嵌合部24a旋转，则第二轭80绕第一嵌合部24a环绕振动。

如图9所示，第一轭41相对于中间部件50倾斜，则第一爪部42的前端内周特别容易与第二罩凸起部79的外周干涉。在第二罩凸起部79的外周形成有考虑第一轭41绕第一凸起部43倾斜的情形的第二凹部73，所以第一爪部42的前端内周不与第二罩凸起部79的外周干涉。第一爪部42的前端内周在轴向是指蜗杆24侧的端部，在径向是指内周侧的端部。利用第二凹部73消除第一爪部42以及第二罩凸起部79间的干涉，所以不会产生随干涉形成的粘滑音。该情况下的粘滑音是指由第一爪部42与第二罩凸起部79干涉而使第二罩凸起部79相对于第一爪部42摩擦并且急剧沿轴向移动时产生的粘滑现象所产生摩擦音。

如图7所示，若第二轭80相对于中间部件50倾斜，则第二爪部81的前端内周特别容易与第一罩凸起部69的外周干涉。在第一罩凸起部69的外周形成有考虑第二轭80绕第二凸起部82倾斜的情形的第一凹部63，所以第二爪部81的前端内周不与第一罩凸起部69的外周干涉。第二爪部81的前端内周在轴向是指电动马达90侧的端部，在径向是指内周侧的端部。利用第一凹部63消除第二爪部81以及第一罩凸起部69间的干涉，所以不产生粘滑音。该情况下的粘滑音是指由第二爪部81与第一罩凸起部69干涉而使第一罩凸起部69相对于第二爪部81摩擦并且急剧沿轴向移动时产生的粘滑现象所产生的摩擦音。

在图8中，虽然能看到左右两侧的第二爪部81与第一罩臂部68干涉，但在第二爪部81全部的边形成有剖面为圆弧状的倒角，所以并没有干涉。特别是在第二爪部81的前端两侧形成有剖面为圆弧状的倒角，所以没有干涉。第二爪部81的前端两侧在轴向是指电动马达90侧的端部，在圆周方向是指左右两侧的端部。

在图10中，虽然能看到左右两侧的第一爪部42与第二罩臂部78干涉，但在第一爪部42全部的边形成有剖面为圆弧状的倒角，所以并没有干涉。特别是在第一爪部42的前端两侧形成有剖面圆弧状的倒角，所以没有干涉。第一爪部42的前端两侧在轴向是指蜗杆24侧的端部，在圆周方向是指左右两侧的端部。

本发明不受上述实施方式的任何限定，在不脱离本发明宗旨的范围内当然能够以各种实施方式来实施。

上述实施方式采用的是一体形成蜗杆和驱动轴作为蜗杆24。作为其它实施方式，也可以分别形成蜗杆与驱动轴并将蜗杆嵌合固定于驱动轴。本申请主张于2014年5月14日提出的日本专利申请第2014-100449号的优先权，并在此引用包括说明书、附图和说明书摘要的全部内容。

Claims (6)

1.一种电动动力转向装置，具备：

电动马达，其根据驾驶员的转向操作产生旋转辅助力；

联轴器，其第一端连结于所述电动马达的输出轴；以及

减速机构，其与所述联轴器的第二端连结，将所述电动马达输出轴的转速减速并传递至转向机构，其中，

所述联轴器具备：具有所述第一端的第一轭、具有所述第二端的第二轭、以及设置于所述第一轭与所述第二轭之间的中间部件，

所述中间部件具有圆筒状的中间凸起部、多个从该中间凸起部以放射状延伸的臂部、以及相邻的一对臂部间的卡合空间，

所述中间部件由中心部、相对于所述中心部配置于所述电动马达侧的第一罩部、相对于所述中心部配置于所述减速机构侧的第二罩部构成，

所述中心部由构成所述中间凸起部的一部分的中心凸起部、构成所述臂部的一部分的中心臂部、以及构成所述卡合空间的一部分的中心卡合空间构成，

所述第一罩部由构成所述中间凸起部的一部分的第一罩凸起部、构成所述臂部的一部分的第一罩臂部、以及构成所述卡合空间的一部分的第一罩卡合空间构成，

所述第二罩部由构成所述中间凸起部的一部分的第二罩凸起部、构成所述臂部的一部分的第二罩臂部、以及构成所述卡合空间的一部分的第二罩卡合空间构成，

所述中心部相对于所述第一罩部以及所述第二罩部向所述卡合空间侧突出。

2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其中，

所述第一轭具有圆筒状的第一凸起部、和多个相对于该第一凸起部向所述中间部件侧突出的第一爪部，

所述第二轭具有圆筒状的第二凸起部、和多个相对于该第二凸起部向所述中间部件侧突出的第二爪部，

在所述第一罩凸起部的外周，形成有在与所述第二爪部的前端内周对应的位置朝内径侧凹陷的第一凹部，在所述第二罩凸起部的外周，形成有在与所述第一爪部的前端内周对应的位置朝内径侧凹陷的第二凹部，

在所述中间部件的轴线相对于所述第一轭的轴线以及所述第二轭的轴线倾斜时，利用所述第一凹部避免所述第二爪部以及所述第一罩凸起部的干涉，并且利用所述第二凹部避免所述第一爪部以及所述第二罩凸起部的干涉。

3.根据权利要求1或2所述的电动动力转向装置，其中，

所述中心部由树脂构成，所述第一罩部和所述第二罩部由硬度比构成所述中心部的树脂高的树脂构成。

4.根据权利要求2或3所述的电动动力转向装置，其中，

所述第一爪部从轴向观察呈梯形，

所述第二爪部从轴向观察呈梯形。

5.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其中，

所述中心臂部的圆周方向的侧面相对于所述第一罩臂部的圆周方向侧面以及所述第二罩臂部的圆周方向侧面朝卡合空间侧突出。

6.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其中，

所述中心凸起部的外周相对于所述第一罩凸起部的外周以及所述第二罩凸起部的外周朝卡合空间侧突出。