蝸桿減速器以及轉向裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供蝸桿減速器以及轉向裝置，該蝸桿減速器具備對蝸桿軸的第2端部向靠近蝸輪的方向施力的施力部件。引導第2端部的移動的引導部件被保持于殼體的保持孔。保持孔在殼體的一端具有開口。引導部件包括嵌合于保持孔并引導第2端部的移動的環部、以及封閉環部的一端并堵塞保持孔的開口的封閉部。
【專利說明】蝸桿減速器以及轉向裝置
[0001 ] 本申請主張于2015年4月30提出的日本專利申請N0.2015-093285的優先權，并在此引用包括其說明書、附圖以及摘要的全部內容。
技術領域
[0002 ]本發明涉及蝸桿減速器以及轉向裝置。
【背景技術】
[0003]在將電動馬達的旋轉輸出傳遞至轉向軸的電動助力轉向裝置的蝸桿減速器中，蝸桿軸與蝸輪嚙合。蝸桿軸與電動馬達進行驅動連結。蝸輪與轉向軸連結。為了抑制產生于上述蝸桿軸與上述蝸輪之間的背隙，提出了各種利用施力部件對在與電動馬達側相反的一側支承蝸桿軸的端部的軸承向蝸輪側施力的構造(例如參照日本特開2002 — 67992號公報、日本特開2015 — 3611號公報)。
[0004]在日本特開2002 — 67992號公報中，封閉了與電動馬達側相反的一側的殼體的一端。因此，無法從殼體的一端側裝入包括上述施力部件的施力機構。因此，電動助力轉向裝置的組裝性降低。在日本特開2015 — 3611號公報中，殼體的一端通過開口而敞開。因此，能夠從殼體的一端側裝入施力機構。然而，需要封閉殼體的一端的開口的端蓋，從而部件件數增大。
【發明內容】
[0005]本發明的一個目的在于提供能夠提高組裝性并抑制部件件數的增大的蝸桿減速器以及電動助力轉向裝置。
[0006]本發明的一個方式的蝸桿減速器的結構特征在于，具備:殼體，其形成有在一端具有開口的保持孔;蝸桿軸，其包括與電動馬達連結的第I端部以及在軸向上位于上述第I端部的相反側的第2端部，并收容于上述殼體;蝸輪，其與上述蝸桿軸嚙合;第I軸承，其保持于上述殼體，將上述第I端部支承為能夠旋轉;第2軸承，其將上述第2端部支承為能夠旋轉;施力部件，其直接或者間接地對上述第2端部向靠近上述蝸輪的方向施力；引導部件，其包括環部與封閉部，上述環部嵌合于上述殼體的上述保持孔，對上述蝸桿軸的上述第2端部的移動進行引導，上述封閉部封閉上述環部的一端并堵塞上述保持孔的上述開口。
【附圖說明】
[0007]通過以下參照附圖對實施方式進行的下述說明，本發明的上述以及其它特征及優點會變得更加清楚，其中，相同的附圖標記表示相同的構件，其中:
[0008]圖1是表示應用了本發明的第I實施方式的蝸桿減速器的電動助力轉向裝置的簡要結構的示意圖。
[0009]圖2是第I實施方式的蝸桿減速器的主要部分的剖視圖。
[0010]圖3是第I實施方式的蝸桿減速器的主要部分的分解立體圖。
[0011]圖4中(a)是第I實施方式的引導部件的側視圖。(b)是第I實施方式的引導部件的ItlJ視圖。(c)是圖4(a)的E—E#lj視圖。(d)是圖4(a)的F—F#lj視圖。
[0012]圖5是第I實施方式中的組裝工序的蝸桿減速器的主要部分的簡要剖視圖。
[0013]圖6是圖2的IV—IV剖視圖。
[0014]圖7是圖2的V—V剖視圖。
[0015]圖8是本發明的第2實施方式的施力部的簡要剖視圖。
【具體實施方式】
[0016]以下，根據附圖對將本發明具體化了的實施方式進行說明。使用圖1對包含本發明的第I實施方式的蝸桿減速器的電動助力轉向裝置進行說明。圖1是表示包含本發明的第I實施方式的蝸桿減速器的電動助力轉向裝置的簡要結構的示意圖。
[0017]電動助力轉向裝置I具備轉向操縱機構4以及轉向機構A，基于駕駛員對方向盤2(轉向操縱部件)的操作使轉向輪3轉向。轉向操縱機構4具備輔助駕駛員的轉向操作的輔助機構5。轉向操縱機構4具有輸入軸7a、輸出軸7b、中間軸9以及小齒輪軸11。輸入軸7a與方向盤2 (轉向操縱部件)連結。輸出軸7b經由扭桿7c與輸入軸7a連結。中間軸9經由萬向接頭8與具有小齒輪I Ia的小齒輪軸11連結。
[0018]轉向機構A具有齒條軸12以及拉桿13。齒條軸12具有與小齒輪Ila嚙合的齒條12a。拉桿13的一端與齒條軸12連結，另一端與轉向輪3連結。若與駕駛員的方向盤2的操作對應地使方向盤2旋轉，則經由輸入軸7a、輸出軸7b以及中間軸9使小齒輪軸11旋轉。小齒輪軸11的旋轉通過轉向機構A轉換為齒條軸12的軸向的往復運動。通過齒條軸12沿軸向的往復運動使轉向輪3的轉向角變化。
[0019]輔助機構5具有扭矩傳感器21、EQJ(Electronic Control Unit:電子控制單元)
16、電動馬達14以及蝸桿減速器15。扭矩傳感器21對輸入軸7a與輸出軸7b之間的扭轉量進行檢測。ECUl 6基于轉向操縱扭矩以及車速決定輔助扭矩。從由扭矩傳感器21檢測出的扭轉量獲得轉向操縱扭矩。利用未圖示的車速傳感器檢測車速。利用ECU16驅動控制電動馬達14。蝸桿減速器15將電動馬達14的旋轉力傳遞至輸出軸7b。其結果是，將輔助扭矩賦予至輸出軸7b，而輔助駕駛員的轉向操作。
[0020]使用圖2對本發明的第I實施方式的蝸桿減速器15進行說明。圖2是本發明的第I實施方式的蝸桿減速器15的主要部分的剖視圖。蝸桿減速器15具有殼體17、蝸桿軸18、第I軸承33、第2軸承34、蝸輪19以及施力部。蝸桿軸18、第I軸承33、第2軸承34、蝸輪19以及施力部收容于殼體17內。
[0021]蝸桿軸18具有在軸向分離的第I端部18a、第2端部18b、以及第I端部18a與第2端部18b之間的中間部的齒部18c。蝸桿軸18收容于殼體17的收容部17a。蝸桿軸18與電動馬達14的輸出軸14a配置于同軸上。蝸桿軸18的第I端部18a與電動馬達14的輸出軸14a的端部在軸向X對置。蝸桿軸18的第I端部18a與電動馬達14的輸出軸14a的端部經由動力傳遞聯軸器20被連結為能夠傳遞扭矩。
[0022]動力傳遞聯軸器20具有第I旋轉構件23、第2旋轉構件24以及中間構件25。第I旋轉構件23以能夠一體旋轉的方式固定于蝸桿軸18的第I端部18a。第2旋轉構件24以能夠一體旋轉的方式固定于電動馬達14的輸出軸14a的端部。第I旋轉構件23具有朝向第2旋轉構件24沿軸向Y突出的多個卡合突起29。多個卡合突起29沿旋轉方向Z(相當于周向)相互在旋轉方向Z隔開間隔地配置。第2旋轉構件24具有朝向第I旋轉構件23沿軸向X突出的多個卡合突起30。多個卡合突起30沿旋轉方向Z(相當于周向)相互在旋轉方向Z隔開間隔地配置。第I旋轉構件23的卡合突起29與第2旋轉構件24的卡合突起30相互在旋轉方向Z隔開間隔地交替配置。
[0023]中間構件25具備向徑向外側呈放射狀地延伸的多個卡合突起32。多個卡合突起32分別在旋轉方向Z上配置于第I旋轉構件23的卡合突起29與第2旋轉構件24的卡合突起30之間。因此，電動馬達14的輸出軸14a的扭矩經由第2旋轉構件24、中間構件25以及第I旋轉構件23傳遞至蝸桿軸18。此外，中間構件25由彈性部件構成。因此，第I旋轉構件23構成為能夠相對于第2旋轉構件24擺動。即，蝸桿軸18與電動馬達14的輸出軸14a被連結為能夠擺動。
[0024]蝸輪19具有金屬芯部19a以及齒部19b。金屬芯部19a例如由金屬材料構成，并形成為環狀。金屬芯部19a嵌合于輸出軸7b的外周，并與輸出軸7b—體旋轉。齒部19b例如由樹脂材料構成，并形成為環狀。此外，本發明并不限定于將電動馬達14的扭矩賦予至小齒輪軸11的上游的輸出軸7b的本實施方式的轉向柱輔助型電動助力轉向裝置。例如，也可以為將電動馬達14的扭矩賦予至小齒輪軸11的小齒輪輔助型電動助力轉向裝置。此時，蝸輪19固定于小齒輪軸11。
[0025]齒部19b嵌合于金屬芯部19a的外周，并與金屬芯部19a—體旋轉。在齒部19b的外周面形成有與蝸桿軸18的齒部18c的齒嚙合的齒19c。第I軸承33例如由滾動軸承構成。第I軸承33具有內圈35、外圈37以及多個滾動體。內圈35嵌合于蝸桿軸18的第I端部18a的外周，并與蝸桿軸18—體旋轉。外圈37嵌合于設置在殼體17的軸承孔36。外圈37在軸向上被夾持于軸承孔36的端部的定位階梯部38與旋合于軸承孔36的卡止部件39之間。第I軸承33具有內部間隙。
[0026]在本實施方式中，動力傳遞聯軸器20的中間構件25由彈性部件構成，并且，在多個滾動體與內圈35以及外圈37之間設定有很小的間隙。因此，蝸桿軸18被支承為能夠以第I軸承33的中心B為支點相對于殼體17擺動。第2軸承34例如由滾動軸承構成。第2軸承34具有內圈40、外圈43以及多個滾動體。第2軸承34收容于殼體17的保持孔44。內圈40嵌合于蝸桿軸18的第2端部18b，并與蝸桿軸18—體旋轉。內圈40的一側的端面抵接于在蝸桿軸18的第2端部18b形成的定位階梯部42。
[0027]使用圖3?圖7對本發明的第I實施方式的蝸桿減速器15的施力部詳細地進行說明。圖3是第I實施方式的蝸桿減速器15的主要部分的分解立體圖。圖4(a)是第I實施方式的引導部件的側視圖。圖4(b)是第I實施方式的引導部件的剖視圖。圖4(c)是圖4(a)的E—E剖視圖。圖4(d)是圖4(a)的F—F剖視圖。圖5是組裝工序的蝸桿減速器15的簡要剖視圖。圖6是圖2的VI — VI剖視圖。圖7是圖2的VII — VII剖視圖。
[0028]如圖2所示，第I實施方式的施力部具備引導部件50、施力部件60、提供支座形成部件的軸承支架80、以及隔離件70。軸承支架80以及引導部件50配置于第2軸承34的周圍。軸承支架80配置于第2軸承34的周圍。引導部件50配置于軸承支架80的周圍。引導部件50經由軸承支架80以及第2軸承34對蝸桿軸18的第2端部18b的移動進行引導。
[0029]施力部件60例如由壓縮螺旋彈簧等彈簧部件形成。施力部件60以使蝸桿軸18靠近蝸輪19的方式，以第I軸承33的中心B為支點相對于殼體17經由軸承支架80以及第2軸承34對蝸桿軸18的第2端部18b向蝸輪19側施力。隔離件70用于變更作為施力部件60的彈簧部件的設置長度。
[0030]在殼體17形成有由與收容部17a連通的軸向X的貫通孔構成的保持孔44。引導部件50、軸承支架80以及第2軸承34收容于保持孔44。如圖3所示，殼體17的一端171(相當于在軸向X上電動馬達14側的相反側的端部)經由保持孔44的一端的開口 44a而敞開。
[0031]如圖5所示，引導部件50、軸承支架80(支座形成部件)、施力部件60、隔離件70以及第2軸承34通過保持孔44的開口44a被裝入至殼體17內。引導部件50、軸承支架80(支座形成部件)、施力部件60、隔離件70以及第2軸承34被相互組裝，而構成子組件SA。
[0032]引導部件50被壓入固定于保持孔44。如圖2所示，引導部件50作為封閉殼體17的一端171(保持孔44的開口 44a)的端蓋而發揮功能。如圖2與圖3所示，作為支座形成部件而發揮功能的軸承支架80包括環狀的主體部81以及支座形成部82。軸承支架80由聚酰胺等樹脂材料形成。第2軸承34的外圈43被壓入嵌合于軸承支架80的主體部81的內周81b。在主體部81的外周81a設置有一對被引導部83。一對被引導部83形成為與第I方向Yl以及第2方向Y2平行的平坦面。
[0033]支座形成部82形成有承受施力部件60的第I端部61的支座82a。支座82a配置于蝸桿軸18的第2端部18b與第2軸承34中的至少一方的軸向外側X2。包括支座形成部82的軸承支架80通過被組裝于第2軸承34的外圈43而與外圈43設置為一體。
[0034]在支座82a設置有例如由凸部構成的彈簧引導件等引導件84。由凸部構成的引導件84被插入施力部件60的第I端部61。作為引導件84，收容施力部件60的第I端部61的凹部也可以設置于支座82a(未圖示)。引導部件50由聚酰胺等樹脂材料或者金屬材料形成。
[0035]如圖4(a)?⑷所示，引導部件50包括環部51以及封閉部52。如圖6所示，環部51嵌合于殼體17的保持孔44對蝸桿軸18的第2端部18b的移動進行引導。如圖4(b)所示，封閉部52將環部51的一端511(相當于引導部件50的一端)封閉。如圖2所示，封閉部52堵塞保持孔44的開口44a。引導部件50的另一端512敞開。
[0036]如圖4(b)所示，環部51包括外周51a以及內周51b。如圖6以及圖7所示，環部51的外周51a被壓入嵌合于保持孔44的內周。如圖4(b)所示，環部51在軸向X上包括第I部分53以及第2部分54。第I部分53在軸向X上配置于電動馬達14側。第2部分54在軸向X上配置于相比第I部分53更靠與電動馬達14側相反的一側(蝸桿軸18的軸向外側X2)。
[0037]圖4(c)表示環部51的第I部分53的剖面。如圖4(c)以及圖6所示，環部51的第I部分53的內周51b劃分形成引導軸承支架80的作為引導空間的引導孔55。引導孔55為了以使蝸桿軸18的第2端部18b能夠沿第I方向Yl以及第2方向Y2移動的方式保持軸承支架80，而形成為偏置孔。
[0038]如圖2所示，第I方向Yl是蝸桿軸18與蝸輪19的芯間距離Dl(相當于蝸桿軸18的中心軸Cl與蝸輪19的中心軸C2的距離)增加的方向。第2方向Y2是蝸桿軸18與蝸輪19的芯間距離Dl減小的方向。第2方向Y2相當于施力部件60的施力方向。第I方向Yl相當于與施力部件60的施力方向相反的方向。
[0039]如圖4(c)與圖6所示，引導部件50包括一對引導部56。一對引導部56設置于環部51的第I部分53的內周51b(相當于引導孔55的內周)。一對引導部56由沿第I方向Yl以及第2方向Y2平行地延伸的一對平坦面形成。如圖6所示，一對引導部56通過與軸承支架80的被引導部83接觸而發揮下述的第I?第3功能。第I功能是對第2軸承34向第I方向Yl以及第2方向Y2的移動進行引導的功能。第2功能是對第2軸承34向與第I方向Yl以及第2方向Υ2正交的方向的移動進行限制的功能。第3功能是對第2軸承34的外圈43的旋轉進行限制的功能。
[0040]在引導部件50的內表面(環部51的第I部分53的內周51b)，在靠近蝸輪19的部分與軸承支架80的主體部81的外周81a之間形成有間隙SI。例如在蝸輪19的齒部19b磨損的情況下，也能夠通過間隙SI始終朝向蝸輪19對蝸桿軸18施力。
[0041 ]引導部件50包括對蝸桿軸18的第2端部18b的在從蝸輪19分離的方向(第I方向Yl)上的移動量進行限制的止動部57。止動部57設置于環部51的第I部分53的內周51b。在通常時，在止動部57與軸承支架80的主體部81的外周81a之間在第I方向Yl上設置有間隙S2。在行駛于難走路段時等，通過止動部57與軸承支架80的主體部81的抵接，而能夠限制蝸桿軸18的第2端部18b向第I方向Yl的過度的移動。
[0042]如圖4(d)與圖7所示，在引導部件50的環部51的第2部分54，內周51b具備向內側伸出的伸出部53h。在伸出部53h形成有使施力部件60以及隔離件70插通來對其進行保持的插通孔58。如圖2所示，在殼體17的保持孔44的內周形成有向第I方向Yl凹陷的保持凹部45。以使殼體17的保持凹部45與引導部件50的插通孔58連通的方式，對引導部件50相對于保持孔44的周向位置進行定位。
[0043]被插通并保持于引導部件50的插通孔58的隔離件70例如由銷構成。隔離件70夾設于殼體17的保持孔44的底部與施力部件60的第2端部62之間。隔離件70被引導部件50保持為與施力部件60串聯。通過適當地選擇并使用長度不同的隔離件70，能夠變更作為施力部件60的彈簧部件的設置長度。
[0044]在圖5所示的子組件SA中，在施力部件60處于自由狀態時，被保持于引導部件50的插通孔58的隔離件70的一部分如圖5中雙點劃線所示那樣形成為從引導部件50的環部51的外周51a突出的狀態。將隔離件70推入插通孔58內，以使隔離件70不妨礙向保持孔44裝入子組件SA。如圖5中實線所示那樣，不使隔離件70從環部51的外周51a突出。
[0045]如圖2所示，殼體17包括沿蝸桿軸18的軸向X定位引導部件50的定位部46。定位部46是形成于保持孔44的內周的例如階梯部。定位部46通過抵接于引導部件50的環部51的另一端512而沿軸向X定位引導部件50。在第I實施方式中，在組裝時，能夠將引導部件50的環部51通過殼體17的一端171的開口44a而進行裝入，能夠使環部51嵌合于保持孔44。由于能夠從具有開口 44a的殼體17的一端171側進行組裝，所以組裝性提高。能夠利用設置于嵌合到保持孔44的環部51的一端的封閉部52來封閉殼體17的一端171的開口 44a。因此，無需另外設置封閉殼體17的一端171的開口 44a的端蓋。因此，能夠抑制部件件數的增大。
[0046]進而，能夠實現提高組裝性并抑制部件件數的增大的電動助力轉向裝置I。引導部件50由樹脂形成。因此，能夠抑制因引導部件50與其他部件(例如軸承支架80)接觸而引起的撞擊聲的產生。引導部件50包括限制第2端部18b的在從蝸輪19分離的方向(第I方向Yl)上的移動量的止動部57。因此，能夠抑制施力部件60的劣化以及蝸輪19的劣化。
[0047]能夠利用被引導部件50保持為與施力部件60串聯的隔離件70來變更作為施力部件60的彈簧部件的設置長度。因此，能夠容易地進行彈簧部件的負載調整。施力部件60在軸向X上與蝸桿軸18的第2端部18b和第2軸承34中的至少一方鄰接。施力部件60對與第2軸承34的外圈43設置為一體的支座形成部82的支座82a向蝸輪19側施力。因此，能夠抑制扭矩損失并且提高向車輛等的搭載性。
[0048]在組裝時，如圖5所示，能夠將引導部件50、軸承支架80(支座形成部件)、施力部件60、隔離件70以及第2軸承34作為子組件SA—體組裝于保持孔44內。因此，組裝性提高。此夕卜，也可以除去第2軸承34或者隔離件70中的至少一方，構成包括引導部件50、軸承支架80(支座形成部件)以及施力部件60的子組件SA。
[0049]引導部件50包括引導部56。能夠利用引導部56經由保持第2軸承34的軸承支架80順利地引導蝸桿軸18的第2端部18b的移動。在本實施方式中，在引導部件50由金屬部件形成的情況下，在抑制因接觸而引起的撞擊聲的方面，優選軸承支架80由樹脂材料形成。圖8是本發明的第2實施方式的蝸桿減速器的主要部分的剖視圖。圖8的第2實施方式的蝸桿減速器15P與圖6的第I實施方式的蝸桿減速器15主要不同之處在于在引導部件50的止動部57固定有吸聲用彈性體90這點。
[0050]彈性體90由橡膠材料或者樹脂材料構成，例如形成為板狀。在行駛于難走路段時等，在止動部57承受軸承支架80的主體部81的碰撞時，利用彈性體90緩和因上述碰撞而引起的沖擊，而抑制接觸撞擊聲。由于設置有彈性體90，從而即便不嚴格地設定引導部件50、軸承支架80的尺寸精度、組合精度，也能夠抑制接觸撞擊聲。
[0051 ]此外，彈性體90安裝于止動部57、與軸承支架80的主體部81的外周81a中與止動部57對置的部分中的至少一方，抑制因止動部57與上述對置的部分的另一方碰撞而引起的接觸撞擊聲即可。本發明并不限定于各上述實施方式。例如，電動助力轉向裝置I也可以為將電動馬達14的動力賦予至小齒輪軸11的電動助力轉向裝置。
【主權項】
1.一種蝸桿減速器，其中，具備: 殼體，其形成有在一端具有開口的保持孔； 蝸桿軸，其包括與電動馬達連結的第I端部以及在軸向上位于所述第I端部的相反側的第2端部，并收容于所述殼體； 蝸輪，其與所述蝸桿軸嚙合； 第I軸承，其保持于所述殼體，將所述第I端部支承為能夠旋轉； 第2軸承，其將所述第2端部支承為能夠旋轉； 施力部件，其直接或者間接地對所述第2端部向靠近所述蝸輪的方向施力； 引導部件，其包括環部與封閉部，所述環部嵌合于所述殼體的所述保持孔，對所述蝸桿軸的所述第2端部的移動進行引導，所述封閉部封閉所述環部的一端并堵塞所述保持孔的所述開口。2.根據權利要求1所述的蝸桿減速器，其中， 所述引導部件由樹脂形成。3.根據權利要求1所述的蝸桿減速器，其中， 所述引導部件包括止動部，該止動部對所述第2端部的在從所述蝸輪分離的方向上的移動量進行限制。4.根據權利要求2所述的蝸桿減速器，其中， 所述引導部件包括止動部，該止動部對所述第2端部的在從所述蝸輪分離的方向上的移動量進行限制。5.根據權利要求1?4中的任一項所述的蝸桿減速器，其中， 還具備隔離件，該隔離件被所述引導部件保持為與所述施力部件串聯并能夠變更作為所述施力部件的彈簧部件的設置長度。6.根據權利要求1?4中的任一項所述的蝸桿減速器，其中， 還具備支座形成部件，該支座形成部件形成有在所述第2端部以及所述第2軸承中的至少一方的軸向外側配置的支座并與所述第2軸承的外圈設置為一體， 所述施力部件構成為:與所述第2端部以及所述第2軸承中的至少一方在軸向鄰接，且配置于所述殼體與所述支座之間，經由所述支座形成部件以及所述第2軸承對所述第2端部向靠近所述蝸輪的方向施力。7.根據權利要求6所述的蝸桿減速器，其中， 形成有子組件，該子組件包括所述引導部件、所述支座形成部件以及所述施力部件。8.根據權利要求1?4中的任一項所述的蝸桿減速器，其中， 所述蝸桿減速器還包括包圍所述第2軸承的所述外圈并保持所述第2軸承的軸承支架， 所述引導部件包括經由所述軸承支架對所述蝸桿軸的所述第2端部的移動進行引導的引導部。9.一種電動助力轉向裝置，其中， 經由權利要求1?4中的任一項所述的蝸桿減速器將電動馬達的動力傳遞至轉向軸。
【文檔編號】B62D5/04GK106080746SQ201610273168
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年4月28日 公開號201610273168.9, CN 106080746 A, CN 106080746A, CN 201610273168, CN-A-106080746, CN106080746 A, CN106080746A, CN201610273168, CN201610273168.9
【發明人】川村尚史
【申請人】株式會社捷太格特