CN1310794C - 电动油压式动力转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的电动油压式动力转向装置(1),包括:设有旋转自如地支承旋转轴(16)的轴承(10)的电动机(2);配设在电动机(2)旋转轴(16)的一端上、并利用电动机(2)进行驱动的油压泵(4),通过O形圈(20)对电动机(2)的轴承(10)进行支承,并由波形垫圈(22)对轴承(10)向轴向推压。故能以简单的结构有效地降低因油压的脉动等产生的噪音,且本发明是低噪音的、廉价的。
Description
技术领域
本发明涉及具有用电动机驱动的油压泵的电动油压式动力转向装置。
背景技术
以往的电动油压式动力转向装置,是对成为辅助操纵方向盘转矩的电动机的旋转输出予以减速而向手动操纵方向盘机构的输出轴传递、对施加在动力转向飞轮上的手动操纵方向力进行辅助、而进行车轮的方向转动用的装置。在以往的电动式动力转向装置用电动机中,在轴承的外圈部分与轭铁轴承外壳之间,为了沿轴心对旋转轴向轴承方向赋予预压而用碟形弹簧进行保持。另外,在以往的电动式动力转向装置用电动机中,是在由具有收容反输出侧端部的轴承的凹部形状的收容部分和轭铁的电动机外壳构成的电动机中,在收容于收容部中的轴承与收容部之间***有吸振材料(例如参照专利文献1,即日本专利特开平11-252851号公报,段落[0002]~[0004]、[0014]、图7a、图1)。另外,在以往的电动泵中,有具有与排出室连通的噪音缓冲筒的及在驱动接合部具有弹性体(例如参照专利文献2,即日本专利特开平10-82377号公报,段落[0014]、[0018]、图1、图8)。
在以往的电动油压式动力转向装置中,通过弹性体对旋转自如地支承旋转轴的轴承进行支承,另外,由于未用弹性体对所述轴承向轴向进行推压,且尤其受到用所述旋转轴所驱动的油压泵的油压的脉动的影响,故存在由电动油压式动力转向装置产生的噪音增加的问题。
发明内容
本发明,是为了解决上述问题而作成的,其目的在于,提供适合于电动油压式动力转向装置的有效降低噪音的噪音降低装置,并能以简单的结构获得廉价的低噪音的电动油压式动力转向装置。
在本发明的电动油压式动力转向装置中,包括:电动机,该电动机具有旋转轴,并且该电动机设有旋转自如地支承所述旋转轴的轴承;配设在所述电动机的旋转轴的一端上、并利用所述电动机进行驱动的油压泵;位于所述电动机和所述油压泵之间控制所述电动机的通电的控制电路;所述电动机、所述控制电路和所述油压泵在轴向排列而构成一体化;在所述电动机的轴承中,所述油压泵侧的轴承,外圈固定在所述电动机的外壳上,内圈固定在所述旋转轴上,所述旋转轴的一端从所述油压泵侧的轴承部经过所述控制电路在所述油压泵侧上延伸,并且,油压泵相反侧的轴承的外圈与所述电动机的框架上形成的容纳该轴承的收容部的内径之间具有间隙,该油压泵相反侧的轴承通过弹性体支承在所述间隙中,并且还通过配设在所述油压泵相反侧的轴承与所述收容部的轴方向之间的、与上述弹性体一体形成的一弹性体,借助波形垫圈或碟形弹簧对所述油压泵相反侧的轴承的外圈朝所述油压泵侧沿轴向进行推压。
本发明,如上所述的电动油压式动力转向装置能以简单的结构有效地降低电动油压式动力转向装置的噪音,能获得低噪音的廉价的电动油压式动力转向装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施形态1的电动油压式动力转向装置的主要部分剖视图。
图2是表示本发明的实施形态1的与油压泵相反侧的轴承附近的主要部分剖视图。
图3是表示本发明的实施形态1的波形垫圈的主视图和剖视图。
图4是表示本发明的实施形态1的碟形弹簧的主视图和剖视图。
图5是表示本发明的实施形态2的与油压泵相反侧的轴承附近的主要部分剖视图。
图6是表示本发明的实施形态3的与油压泵相反侧的轴承附近的主要部分剖视图。
具体实施方式
[实施形态1]
以下,根据附图对本发明的实施形态1进行说明。图1是表示电动油压式动力转向装置的主要部分剖视图。图2是表示图1的与油压泵相反侧的轴承附近的主要部分剖视图。图3是表示波形垫圈的主视图和剖视图,图3(a)是主视图,图3(b)是图3(a)的A-A线剖视图。另外,以下对图中相同或相当的部分标上相同的符号并进行说明。图中,电动油压式动力转向装置1具有由无刷电动机构成的电动机2、控制电动机2的通电的控制电路3、利用电动机2进行驱动的油压泵4,并在轴向排列而构成一体化。
电动机2,在用钢板构成的框架5的内周面上用压入等方法固定着定子6,并通过与定子6的内周面的规定的空隙配设着转子7。转子7,在由铝材构成的外壳8中配设有将外圈压入固定的油压泵4侧的轴承9、并在框架5中配设有反油压泵侧的轴承10,通过轴承9和10旋转自如地支承着转子7。
定子6,在层叠着电磁钢板的铁心11上,安装着由尼龙等形成的线圈骨架12进行绝缘,并卷绕有定子线圈13。定子线圈13的多个线圈端末13a,利用配设在定子6的侧部的线圈连接体14作成规定的接线(例如3相Δ形接线)。从线圈连接体14延伸的连接端子15,与收容于由铝材构成的外壳8a中的控制电路3连接,从控制电路3经过连接端子15向定子线圈13供电。
转子7具有构成与旋转轴16一体形成的铁心的轭铁部17,在轭铁部17的外周面上,用粘接剂固定着铁氧体的磁铁18。与油压泵相反侧的轴承10,在设在其外圈上的槽部19内具有剖面为圆形的丁腈橡胶制的圆环状的O形圈20,内圈被压入在旋转轴16上。在框架5上,一体地形成有收容轴承10的收容部21,收容部21的内径比轴承10的外圈的外径稍大,在收容部21处具有能组装轴承10的微小的间隙。O形圈20被压缩地配设在收容部21的内周面与轴承10的外圈之间,并弹性地支承着转子7。轴承10的外圈上涂布有润滑脂,并被组装在收容部21中。
在轴承10的外圈与收容部21的轴向的间隙中,配设着将弹簧用钢板形成波形而具有弹性的波形垫圈22,波形垫圈22对轴承10的外圈进行推压,通过轴承10将旋转轴16向油压泵4侧推压。轴承9的轴承尺寸比轴承10大,轴承9的内圈被固定在旋转轴16上。因此,当利用波形垫圈22对轴承10的外圈进行推压时,在轴承9与10的轴承内部间隙引起的松动因被轴向推压而成为几乎没有松动的状态。
旋转轴16,从轴承9部经过控制电路3向油压泵4侧延伸,在旋转轴16的前端上设置成一体的爪部23利用十字联轴接头与油压泵4连接着。用铝材构成的油压泵4侧的外壳8b、控制电路3部的外壳8a与电动机2的外壳8嵌合、并用紧固螺钉24等被固定成一体。利用旋转轴16的旋转力驱动油压泵4的齿轮、而产生规定的油压。
收容在外壳8a内的控制电路3,用与传感器磁铁25相对地、设置在控制电路3上的未图示的霍尔元件对与旋转轴16一体地旋转的传感器磁铁25的极性进行检测,并对转子7的磁铁18的极性进行判别,对与其对应的定子线圈13进行规定的通电。
接着,对这样构成的实施形态1的动作进行说明。控制电路3对传感器磁铁25的极性进行检测,通过连接端子15向定子线圈13进行规定的通电,利用与在转子7上的磁铁18的电磁作用,旋转轴16进行旋转,其旋转力经过爪部23对油压泵4进行驱动,利用其油压能对驾驶者的方向盘操纵力进行辅助。另外,电动油压式动力转向装置1,使用要求12伏、约50~100安、4000转/分程度的电动机,尤其要求安全性、响应性及静音性优异且小型高性能的廉价的电动机。
在这样构成的电动油压式动力转向装置1中,具有电动机2和配设在电动机2的旋转轴16的一端上并利用电动机2进行驱动的油压泵4,将旋转自如地支承旋转轴16的轴承10通过O形圈20弹性地支承在收容部21中,并对轴承10的外圈用波形垫圈22向轴向弹性地进行推压,由于将旋转轴16向油压泵4侧进行推压,故能有效地抑制因油压的脉动等引起的电动油压式动力转向装置1的噪音的增大,还能以简单的结构获得廉价的电动油压式动力转向装置1。
尤其,由于在收容部21的间隙引起的松动及在轴承9与10的轴承内部间隙引起的松动,往往因油压的脉动使电动油压式动力转向装置1的噪音增大,而通过利用O形圈20弹性进行支承,能抑制噪音的发生和传递,另外,由于用波形垫圈22向轴向弹性地推压,故能减少因轴承9与10的轴承内部间隙引起的松动,能抑制噪音的发生,由于弹性地推压,除了能抑制噪音的传递,还能延长轴承的寿命。在以往的电动式动力转向装置中,由于用波形垫圈22等进行推压而引起损耗转矩的增大,有可能引起车辆的手柄返回的恶化等,在电动油压式动力转向装置1中,没有随着损耗转矩的增大而引起的手柄返回的恶化,故能作成适合于电动油压式动力转向装置1的结构。
另外,在电动机2与油压泵4之间,由于配设控制向电动机2的通电的控制电路3而作成一体化,故旋转轴16从轴承9向油压泵4侧增长,旋转轴16的同轴度容易恶化,油压泵4侧的旋转轴16的振动影响,在轴承10侧变大并使噪音增大,而利用O形圈20及波形垫圈22能有效地抑制噪音的增大及噪音的传递,还能使轴承的寿命延长、能获得低噪音的小型高性能的电动油压式动力转向装置1。
另外,由于在支承电动机2的旋转轴16的2个轴承9和10中将油压泵侧的轴承9作成使其轴承尺寸比油压泵相反侧的轴承10大,轴承9的轴承内部间隙与轴承10相比变得较大,并使噪音增大,而利用O形圈20及波形垫圈22能有效地抑制噪音的增大及噪音的传递,还能使轴承的寿命延长、能获得低噪音的电动油压式动力转向装置1。
另外,在油压泵相反侧的轴承10的外径与收容该轴承10的收容部21的内径之间具有间隙,在该间隙中,通过O形圈20弹性地对轴承10进行支承,并由于利用波形垫圈22对轴承10的外圈向轴向弹性地推压,故能以简单的结构而有效地抑制噪音的增大及噪音的传递,能获得能容易地将轴承10向收容部21进行组装的电动油压式动力转向装置1。
另外,由于将向轴向对轴承10进行推压的弹性体作成波形垫圈22,故能容易地作成廉价的结构,耐热性也良好。图4是碟形弹簧的主视图和剖视图,图4(a)是主视图,图4(b)是其B-B线剖视图。由弹簧用钢板形成的碟形弹簧26也可以用于代替波形垫圈22,而一般由于碟形弹簧26比波形垫圈22刚性较高、且在抵接面上有角部,故在与未进行淬火的收容部21的内壁面抵接的场合,容易产生磨损等,故最好是使用波形垫圈22。
[实施形态2]
图5是表示本发明的实施形态2的油压泵相反侧的轴承附近的主要部分剖视图。图中,反油压泵侧的轴承10,其内圈被压入在旋转轴16上,在轴承10的外圈与一体地形成于框架5中的收容部21的内周面之间,压缩地配设有由丁腈橡胶等构成的帽形的弹性体作成的橡胶套筒27,并将轴承10弹性地支承着。另外,橡胶套筒27被压缩地配设在轴承10的外圈与收容部21的轴向之间,并一体地具有将轴承10的外圈向轴向弹性推压的凸缘部27a。其它的结构被作成与实施形态1同样的结构。
实施形态2由于作成这样的结构,故能获得与实施形态1同样的效果。尤其,由于具有将支承轴承10的弹性体与将轴承10向轴向推压的弹性体形成为一体的橡胶套筒27,故能减少零件个数、并提高组装性。另外,由于是橡胶套筒27,故与波形垫圈22等的金属制的弹性体相比、能提高噪音的传递降低的效果,且电动油压式动力转向装置1,在使用于未图示的发动机及排气管的附近等的高温环境的场合,能象波形垫圈22等那样使推压力的劣化减少、并能获得长时期的噪音降低的效果。
[实施形态3]
图6是表示本发明的实施形态3中的油压泵相反侧的轴承附近的主要部分剖视图。图6,是相对图5在橡胶套筒27的凸缘部27a与轴承10的外圈之间配设有波形垫圈22的图,利用波形垫圈22和凸缘部27a,对轴承10的外圈向轴向弹性地推压。其它的结构,作成与实施形态1和实施形态2同样的结构。
实施形态3由于作成这样的结构,故能获得与实施形态1和实施形态2同样的效果。尤其,作成弹性体的波形垫圈22,由于通过作成弹性体的橡胶套筒27的凸缘部27a将轴承10向轴向推压,故能进一步抑制从轴承10向收容部21的噪音的传递、能使噪音变得更低。将波形垫圈22放置在轴承10上,在将橡胶套筒27进行覆盖后能组装在收容部21上,故组装性良好。即使使用碟形弹簧24来代替波形垫圈22也可以,但由于波形垫圈与凸缘部25平面地进行接触,故与具有角部的碟形弹簧24相比接触部的面压较小,能更有效地减少噪音的传递、在橡胶套筒27上难以产生龟裂等,并能获得长时期的噪音的降低效果。
Claims (2)
1、一种电动油压式动力转向装置,其特征在于,包括:电动机,所述电动机具有旋转轴,并且所述电动机设有旋转自如地支承所述旋转轴的轴承;配设在所述电动机的旋转轴的一端上、并利用所述电动机进行驱动的油压泵;位于所述电动机和所述油压泵之间控制所述电动机的通电的控制电路;所述电动机、所述控制电路和所述油压泵沿轴向排列而构成一体化;
在所述电动机的轴承中,所述油压泵侧的轴承,外圈固定在所述电动机的外壳上,内圈固定在所述旋转轴上,所述旋转轴的一端从所述油压泵侧的轴承部经过所述控制电路在所述油压泵侧上延伸,而油压泵相反侧的轴承的外圈与所述电动机的框架上形成的容纳所述油压泵相反侧的轴承的收容部的内径之间具有间隙,所述油压泵相反侧的轴承通过一弹性体支承在所述间隙中,并且还通过配设在所述油压泵相反侧的轴承与所述收容部的轴方向之间的、与上述弹性体一体形成的一弹性体,借助波形垫圈或碟形弹簧对所述油压泵相反侧的轴承的外圈朝所述油压泵侧沿轴向进行推压。
2、如权利要求1所述的电动油压式动力转向装置,其特征在于,在支承电动机旋转轴的轴承中,油压泵侧的所述轴承尺寸大于油压泵相反侧的所述轴承。
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