電動動力轉向裝置及使用于該電動動力轉向裝置的軸連結器的制造方法
【專利摘要】一種軸連結器，其將電動動力轉向裝置中的蝸桿與電動馬達(7)的輸出軸連結起來，其中，該軸連結器包括：馬達側接頭，其連接于輸出軸；蝸桿側接頭，其連接于蝸桿；以及聯軸器，其設于馬達側接頭與蝸桿側接頭之間，并用于將電動馬達的轉矩傳遞到蝸桿；馬達側接頭以及蝸桿側接頭具有多個沿軸向延伸的突出部，彼此的突出部以沿周向交替排列的方式配置，聯軸器由多個罩構成，該多個罩外套于馬達側接頭或者蝸桿側接頭的突出部。
【專利說明】電動動力轉向裝置及使用于該電動動力轉向裝置的軸連結器
【技術領域】
[0001]本發明涉及將電動動力轉向裝置中的蝸桿與電動馬達的輸出軸連結起來的軸連結器。
【背景技術】
[0002]通常，在電動動力轉向裝置中，為了減少蝸輪減速器的間隙，形成朝向蝸輪側對蝸桿施力的構造。因此，由于蝸桿以設于電動馬達側的軸承為中心而偏斜，因此在蝸桿與電動馬達的輸出軸之間的連結部產生軸偏。需要用于容許該軸偏并將電動馬達的轉矩傳遞到蝸桿的接頭。
[0003]作為具有這種接頭的軸連結器，在W02005/116473中公開如下軸連結器，該軸連結器包括:連結于旋轉軸的連結基體；連結于轉向軸的連結基體；以及一對旋轉傳遞構件，其借助兩連結基體配置于旋轉軸與轉向軸之間，用于將旋轉軸的旋轉傳遞到轉向軸；旋轉傳遞構件包括圓環狀的基部和沿徑向一體地突出設于基部的一對突部。
[0004]然而，在W02005/116473所記載的軸連結器中，作為接頭的旋轉傳遞構件呈由基部與突部一體化而成的一個部件構成的形狀。因此，在蝸桿相對于電動馬達的輸出軸偏斜、且旋轉傳遞構件容許蝸桿與電動馬達的輸出軸之間的軸偏時，蝸桿的偏斜力矩變大，蝸桿不能順暢地偏斜。在該情況下，蝸輪減速器的間隙減少將變得不穩定。
【發明內容】
[0005]本發明是鑒于上述問題點而完成的，其目的在于穩定地減少蝸輪減速器的間隙。
[0006]根據本發明的某一方式，提供一種軸連結器，其將電動動力轉向裝置中的蝸桿與電動馬達的輸出軸連結起來，其中，該軸連結器包括:馬達側接頭，其連接于上述電動馬達的輸出軸；蝸桿側接頭，其連接于上述蝸桿；以及聯軸器，其設于上述馬達側接頭與上述蝸桿側接頭之間，并用于將上述電動馬達的轉矩傳遞到上述蝸桿；上述馬達側接頭以及上述蝸桿側接頭具有多個沿軸向延伸的突出部，彼此的上述突出部以沿周向交替排列的方式配置，上述聯軸器由多個罩構成，該多個罩外套于上述馬達側接頭或者上述蝸桿側接頭的上述關出部。
[0007]以下，參照附圖詳細地說明本發明的實施方式以及優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是表示使用本發明的實施方式的軸連結器的電動動力轉向裝置的剖視圖。
[0009]圖2是本發明的實施方式的軸連結器的分解圖。
[0010]圖3是本發明的實施方式的軸連結器的立體圖。
[0011]圖4是本發明的實施方式的軸連結器的俯視圖。
[0012]圖5是表示本發明的實施方式的軸連結器的罩的變形例的俯視圖。
【具體實施方式】
[0013]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
[0014]本發明的實施方式的軸連結器100在電動動力轉向裝置101中將蝸桿2與電動馬達7的輸出軸7a連結起來。
[0015]首先，參照圖1對電動動力轉向裝置101進行說明。
[0016]電動動力轉向裝置101是搭載于車輛并對由駕駛員向轉向手柄施加的轉向力進行輔助的裝置。
[0017]電動動力轉向裝置101包括設于與轉向手柄相關聯的轉向軸的蝸輪1、嚙合于蝸輪I的蝸桿2、以及借助軸連結器100而與蝸桿2連結的電動馬達7。蝸桿2伴隨著電動馬達7的驅動而旋轉，蝸桿2的旋轉減速而傳遞到蝸輪I。利用蝸輪I與蝸桿2而構成蝸輪減速器。
[0018]軸連結器100將蝸桿2與電動馬達7的輸出軸7a連結起來。關于軸連結器100，之后進行詳細說明。
[0019]自電動馬達7輸出的力矩自蝸桿2傳遞到蝸輪I并作為輔助力矩被賦予轉向軸。電動馬達7所輸出的力矩與基于在構成轉向軸的輸入軸與輸出軸之間的相對旋轉下扭曲的扭桿的扭曲量來計算的轉向力矩相對應。
[0020]蝸桿2容納于金屬制的齒輪箱3。在蝸桿2的局部形成有與蝸輪I的齒部Ia相嚙合的齒部2a。在齒輪箱3的內周面上的與齒部2a對應的位置形成有開口部3c，蝸桿2的齒部2a與蝸輪I的齒部Ia通過該開口部3c而嚙合。
[0021]蝸桿2的電動馬達7側即基端側被第I軸承4以旋轉自如的方式支承。第I軸承4在環狀的內輪與外輪之間設有滾珠。第I軸承4的外輪被夾持在形成于齒輪箱3的臺階部3a與防松螺母5之間。第I軸承4的內輪被夾持在蝸桿2的臺階部2b與連接于蝸桿2的蝸桿側接頭6之間。由此，限制了蝸桿2沿軸向移動。
[0022]在齒輪箱3的底部借助作為剖面呈L字狀的環狀的彈性構件的L字環10而收裝有第2軸承U。蝸桿2的頂端側被第2軸承11以旋轉自如的方式支承。第2軸承11在環狀的內輪與外輪之間設有滾珠。在第2軸承11的內輪卡定有形成于蝸桿2的頂端部附近的臺階部2c。
[0023]由于第2軸承11在L字環10的作用力下按壓于蝸桿2的臺階部2c，因此減少了第2軸承11在軸向上的晃動。換句話說，L字環10在齒輪箱3的底部與第2軸承11的底部之間被壓縮，沿軸向按壓第2軸承11。
[0024]在齒輪箱3的端部側的外周面突出形成有具有平面狀的端面17a的凸緣部17。在凸緣部17形成有面向第2軸承11的外周面開口的通孔13。在凸緣部17的端面17a開口的通孔13的開口部被插塞14封堵。
[0025]在通孔13內收裝有在插塞14的頂端面與第2軸承11的外周面之間被壓縮的、作為施力構件的螺旋彈簧12。螺旋彈簧12向使蝸桿2的齒部2a與蝸輪I的齒部Ia之間的縫隙變小的方向對第2軸承11施力。換句話說，螺旋彈簧12隔著第2軸承11朝向蝸輪I對蝸桿2施力。
[0026]齒輪箱3中的包圍第2軸承11外周面的內周面3b形成為長孔形狀，以便第2軸承11能夠在螺旋彈簧12的作用力下朝向蝸輪I移動。
[0027]在結束蝸桿2向齒輪箱3內的組裝的初始時刻，第2軸承11在螺旋彈簧12的作用力下被向蝸輪I側施力，成為無間隙的狀態。在該狀態下，蝸桿2在螺旋彈簧12的作用力下以第I軸承4為支點傾斜，蝸桿2與電動馬達7的輸出軸7a的軸成為偏離的狀態。該蝸桿2與電動馬達7的輸出軸7a之間的軸偏在軸連結器100處被容許。
[0028]只要蝸桿2與蝸輪I的齒部la、2a伴隨著電動動力轉向裝置101的驅動而進一步摩耗，第2軸承11就會在螺旋彈簧12的作用力下在齒輪箱3的長孔內移動，減少蝸桿2與蝸輪I的齒部la、2a的間隙。因此，為了穩定地減少間隙，需要利用軸連結器100容許蝸桿2與電動馬達7的輸出軸7a之間的軸偏，從而使蝸桿2相對于電動馬達7的輸出軸7a順暢地偏斜。
[0029]接下來，主要參照圖2?圖4對軸連結器100進行說明。圖2是軸連結器100的分解圖，圖3是軸連結器100的立體圖，圖4是軸連結器100的俯視圖。
[0030]軸連結器100包括:馬達側接頭8，其連接于電動馬達7的輸出軸7a ;蝸桿側接頭6，其連接于蝸桿2 ;以及聯軸器20，其設于馬達側接頭8與蝸桿側接頭6之間，用于將電動馬達7的轉矩傳遞到蝸桿2。
[0031]馬達側接頭8具有:環狀的基部31，其形成有嵌合孔31a，該嵌合孔31a被壓入電動馬達7的輸出軸7a的頂端側外周面；以及多個突出部32，其自基部31的外周緣突出形成并沿軸向延伸。馬達側接頭8由鋼鐵材料構成。
[0032]馬達側接頭8通過向嵌合孔31a壓入輸出軸7a的頂端側外周面而連接于輸出軸7a，實現了防止馬達側接頭8相對于輸出軸7a脫離與轉動。馬達側接頭8向輸出軸7a連接的方法并不限定于壓入，只要能夠實現防止馬達側接頭8相對于輸出軸7a脫離與轉動，也可以使用其他方法。
[0033]突出部32沿周向以等間隔排列形成有四個。各突出部32形成為以基部31的中心軸線為中心整體呈大致圓弧形狀。各突出部32的外周面具有沿大致徑向延伸的一對平面部32a。
[0034]蝸桿側接頭6具有:環狀的基部41，其形成有嵌合孔41a，該嵌合孔41a被壓入蝸桿2的基端側外周面；以及多個突出部42，其自基部41的外周緣突出形成并沿軸向延伸。蝸桿側接頭6由鋼鐵材料構成。
[0035]蝸桿側接頭6通過向嵌合孔41a壓入蝸桿2的基端側外周面而連接于蝸桿2，實現了防止蝸桿側接頭6相對于蝸桿2脫離與轉動。蝸桿側接頭6被壓入蝸桿2的基端側外周面，直至基部41的端面41b抵接于蝸桿2的臺階部2d以及第I軸承4的內輪。與馬達側接頭8相同，蝸桿側接頭6向蝸桿2連接的方法并不限于壓入。
[0036]突出部42沿周向以等間隔排列形成有四個。各突出部42形成為以基部41的中心軸線為中心整體呈大致圓弧形狀。各突出部42的外周面具有沿大致徑向延伸的一對平面部42a。
[0037]馬達側接頭8與蝸桿側接頭6呈相同形狀，如圖3以及圖4所示，彼此的突出部32,42以沿周向交替并等間隔排列的方式相對配置。在圖4中用單點劃線示出蝸桿側接頭6的突出部42。
[0038]聯軸器20由外套于馬達側接頭8的各突出部32的、多個獨立的罩21構成。這樣，聯軸器20為由多個罩21構成的分割構造。在本實施方式中，聯軸器20由與馬達側接頭8的突出部32數量相同的四個罩21構成。四個罩21呈相同形狀。圖4是罩21外套于馬達側接頭8的各突出部32的狀態的俯視圖，對于蝸桿側接頭6用單點劃線僅示出突出部42。
[0039]罩21呈具有與突出部32的外周面對應的內周面的環狀，并外套于突出部32的外周面。罩21包括一對力矩傳遞部22、內周部23以及外周部24，該一對力矩傳遞部22被馬達側接頭8以及蝸桿側接頭6的相鄰的突出部32、42的平面部32a與平面部42a夾住，并用于將電動馬達7的轉矩傳遞到蝸桿2，該內周部23連結一對力矩傳遞部22的中心側的端部，該外周部24連結一對力矩傳遞部22的外側的端部。
[0040]力矩傳遞部22沿大致徑向延伸而形成，以便嵌入相鄰的突出部32、42的縫隙。換句話說，各罩21的力矩傳遞部22以電動馬達7的輸出軸7a為中心呈放射狀配置(參照圖4)。由此，電動馬達7的轉矩自馬達側接頭8的突出部32經由罩21的力矩傳遞部22而傳遞到蝸桿側接頭6的突出部42，并傳遞到蝸桿2。
[0041]也可以取代將罩21外套于馬達側接頭8的各突出部32而將罩21外套于蝸桿側接頭6的各突出部42。換句話說，罩21可以外套于馬達側接頭8的突出部32或者蝸桿側接頭6的突出部42。
[0042]罩21由利用剛性相對較大的一對樹脂材52夾住剛性相對較小并具有柔軟性的橡膠等的彈性材51而成的三層構造構成。通過用剛性較小的材料和剛性較大的材料構成罩21，使得罩21具有兼具柔軟性與剛性的特性。因此，罩21發揮使電動馬達7的轉矩高效地傳遞到蝸桿2、并且容許蝸桿2與電動馬達7的輸出軸7a之間的軸偏的功能。
[0043]也可以利用剛性相對較小并具有柔軟性的彈性材51與剛性相對較大的樹脂材52的雙層構造構成罩21。
[0044]接下來，對軸連結器100的組裝順序進行說明。
[0045]首先，通過向馬達側接頭8的嵌合孔31a壓入電動馬達7的輸出軸7a的頂端側外周面，將馬達側接頭8連接于輸出軸7a。
[0046]接下來，將四個罩21外套于馬達側接頭8的各突出部32。
[0047]接下來，將蝸桿側接頭6的各突出部42插入相鄰的罩21之間。由此，罩21的力矩傳遞部22成為被馬達側接頭8以及蝸桿側接頭6的相鄰的突出部32、42夾住的狀態(圖3以及4所示的狀態)。
[0048]最后，通過向蝸桿側接頭6的嵌合孔41a壓入蝸桿2的基端側外周面，將蝸桿側接頭6連接于蝸桿2。通過以上的方式，將蝸桿2與電動馬達7的輸出軸7a借助軸連結器100相連結。
[0049]在將罩21外套于蝸桿側接頭6的各突出部42的情況下，只要以與上述步驟相反的步驟進行即可。將罩21外套于馬達側接頭8的突出部32以及蝸桿側接頭6的突出部42中的哪一個取決于蝸桿2與電動馬達7的組裝順序。換句話說，在先組裝電動馬達7的情況下將罩21外套于馬達側接頭8的突出部32，在先組裝蝸桿2的情況下將罩21外套于蝸桿側接頭6的突出部42。
[0050]接下來，對軸連結器100的作用以及效果進行說明。
[0051]如上述那樣，為了減少間隙，蝸桿2被螺旋彈簧12施力，并以第I軸承4為支點偏斜。若蝸桿2偏斜,貝U成為蝸桿2與電動馬達7的輸出軸7a的軸偏尚的狀態,利用軸連結器100的聯軸器20容許該軸偏。
[0052]在現有的一體型的聯軸器中，存在蝸桿2的偏斜力矩伴隨著蝸桿2的偏斜而變大的趨勢。在這樣的偏斜力矩較大的狀態下，由于螺旋彈簧12不再能夠充分對蝸桿2施力，因此蝸桿2不能順暢地偏斜，蝸輪減速器的間隙的減少變得不穩定。
[0053]與此相對，由于本實施方式的聯軸器20呈由多個罩21構成的分割構造，因此在蝸桿2偏斜時，各個罩21獨立活動從而容許蝸桿2與輸出軸7a之間的軸偏。因此，由于抑制了蝸桿2的偏斜力矩的增加，蝸桿2順暢地偏斜，因此蝸輪減速器的間隙穩定地減少。因此，能夠更準確地將電動馬達7的轉矩傳遞到蝸桿2。
[0054]另外，由于聯軸器20呈由多個罩21構成的分割構造，因此電動馬達7的轉矩被各個罩21均等地分散而向蝸桿2進行傳遞。因此，可將電動馬達7的轉矩高效地向蝸桿2傳遞并且減少噪聲。并且，由于罩21彼此不會互相影響，因此有利于延長壽命。
[0055]如以上那樣，聯軸器20起到使蝸輪減速器的間隙穩定地減少的作用，并且起到使電動馬達7的轉矩高效地向蝸桿2傳遞的作用。
[0056]以下，對上述實施方式的變形例進行說明。
[0057](I)在上述實施方式中例示了罩21呈具有與突出部32的外周面對應的內周面的環狀的情況。也可以取代于此，如圖5所示那樣由一對力矩傳遞部22和連結一對力矩傳遞部22的中心側的端部的內周部23構成罩21。換句話說，也可以去除罩21的外周部24而開放罩21的外側。此時，為了防止罩21向馬達側接頭8的內周側脫落，需要使插入蝸桿側接頭6的嵌合孔41a的蝸桿2的頂端側外周面以與罩21的內周部23對峙的方式構成，或者使插入馬達側接頭8的嵌合孔31a的電動馬達7的輸出軸7a的頂端側外周面以與罩21的內周部23對峙的方式構成。在該情況下，優選的是將內周部23的內周面23a形成為與蝸桿2的頂端側外周面或者輸出軸7a的頂端側外周面對應的圓弧狀。另外，即使取代使蝸桿2的頂端側外周面或者輸出軸7a的頂端側外周面與罩21的內周部23對峙，而將與罩21的內周部23對峙的環狀構件結合于蝸桿2的頂端側外周面或者輸出軸7a的頂端側外周面，也能夠防止罩21的脫落。
[0058](2)在上述實施方式中，例示了馬達側接頭8以及蝸桿側接頭6分別為具有四個突出部32、42的結構，但是突出部32、42的數量并不限定于四個，只要是多個即可。例如，突出部32、42也可以是三個。
[0059](3)在上述實施方式中，說明了罩21由利用剛性相對較大的一對樹脂材52夾住剛性相對較小且具有柔軟性的彈性材51而成的三層構造構成。但是，也可以取代該結構，由利用剛性相對較小且具有柔軟性的橡膠等的彈性材料形成的兩個罩和利用剛性相對較大的樹脂材料形成的兩個罩構成四個罩21。此時，優選的是利用彈性材料形成的罩與利用樹脂材料形成的罩以沿周向交替配置的方式外套于馬達側接頭8的突出部32。通過這樣構成罩21，能夠減少罩21的制造成本。
[0060]以上，說明了本發明的實施方式，但上述實施方式僅示出了本發明的應用例的一部分，其宗旨并不在于將本發明的技術范圍限定于上述實施方式的具體結構。
[0061]本申請基于2012年2月24日向日本專利局提出申請的日本特愿2012 — 039177要求優先權，并將該申請的全部內容以參照的方式引入到本說明書中。
【權利要求】
1.一種軸連結器，其將電動動力轉向裝置中的蝸桿與電動馬達的輸出軸連結起來，其中，該軸連結器包括: 馬達側接頭，其連接于上述電動馬達的輸出軸； 蝸桿側接頭，其連接于上述蝸桿；以及 聯軸器，其設于上述馬達側接頭與上述蝸桿側接頭之間，并用于將上述電動馬達的轉矩傳遞到上述蝸桿； 上述馬達側接頭以及上述蝸桿側接頭具有多個沿軸向延伸的突出部，彼此的上述突出部以沿周向交替排列的方式配置， 上述聯軸器由多個罩構成，該多個罩外套于上述馬達側接頭或者上述蝸桿側接頭的上述關出部。
2.根據權利要求1所述的軸連結器，其中， 上述罩具有一對力矩傳遞部，該一對力矩傳遞部被上述馬達側接頭以及上述蝸桿側接頭的相鄰的上述突出部夾住而將上述電動馬達的轉矩傳遞到蝸桿。
3.根據權利要求1所述的軸連結器，其特征在于， 上述罩呈外套于上述突出部的外周面的環狀。
4.根據權利要求2所述的軸連結器，其中， 上述罩包括上述一對力矩傳遞部和將該一對力矩傳遞部的中心側的端部連結起來的內周部。
5.根據權利要求1所述的軸連結器，其中， 上述多個罩包括利用剛性相對較小并具有柔軟性的彈性材料形成的罩、以及利用剛性相對較大的樹脂材料形成的罩， 利用彈性材料形成的上述罩與利用樹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。
6.一種電動動力轉向裝置，其利用權利要求1所述的軸連結器將上述蝸桿與上述電動馬達的輸出軸連結起來。
【文檔編號】F16D3/68GK104144842SQ201380010450
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年2月4日 優先權日:2012年2月24日
【發明者】吉川真樂, 清水哲郎, 下田勝海 申請人:萱場工業株式會社