電動動力轉向裝置的減速裝置的製作方法

2023-10-23 21:52:57 1

專利名稱：電動動力轉向裝置的減速裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電動動力轉向裝置，尤其是涉及具有使用帶齒皮帶的減速裝置的電動動力轉向裝置。
背景技術：
利用電動機產生輔助轉矩的電動動力轉向裝置的結構為，檢測轉向軸產生的操舵轉矩的大小，根據所檢測到的操舵轉矩的大小，通過控制電動機電流的控制裝置驅動電動機，以對轉向軸提供輔助轉矩。
該結構例如，與轉向軸連接的小齒輪與在軸向可移位地支承著的齒條軸嚙合，在將轉向軸的旋轉轉換為齒條軸的軸向移動，並通過車輪轉向機構對轉向車輪的方向進行操縱的機構中，在電動機和齒條軸之間配置了滾珠絲槓機構。
該滾珠絲槓機構由形成於齒條軸的外圓周面的螺旋槽、嵌裝在該螺旋槽外周並在內圓周面上形成有螺旋槽的螺母構件和配置在這兩個螺旋槽之間的多個滾珠構成。並且，其結構為，電動機通過減速裝置與上述螺母構件連接，電動機的旋轉通過減速裝置使滾珠絲槓機構的螺母構件旋轉，從而使齒條軸沿其軸向移動，並通過車輪轉向機構變更轉向車輪的方向。
這樣的電動動力轉向裝置通過操作方向盤使齒條軸從中立位置在軸向移位時，軸向載荷及剪切方向(半徑方向)的載荷將傳遞到齒條軸，由於剪切方向的載荷對齒條軸產生彎曲力矩，而對滾珠絲槓機構產生影響。
即，由於滾珠絲槓機構對剪切方向的載荷的許用能力極低，而對軸向載荷的許用能力高，因而，當對齒條軸施加彎曲力矩而使其變形時，在齒條軸上所形成的螺旋槽的節距產生變化，另外，在齒條軸與小齒輪的嚙合精度低的情況下，齒條軸隨著小齒輪的旋轉而在半徑方向產生振動。由於這樣的原因，當對滾珠絲槓的滾珠施加過大的載荷，滾珠不能順利地旋轉時，其結果，傳遞電動機的旋轉轉矩的傳遞效率降低，同時耐久性下降，阻礙了操舵靈敏度的提高。
作為其對策，在日本實公平6-49489號公報中提出了如下的結構方案在形成滾珠絲槓的螺旋槽的齒條軸上同軸地配置帶齒皮帶輪，使該帶齒皮帶輪可與上述滾珠絲槓機構的螺母成一體地旋轉，並且在半徑方向可移位地連接；另一方面，在電動機上安裝另一個帶齒皮帶輪，在同軸地配置在上述齒條軸上的帶齒皮帶輪和裝在上述電動機上的帶齒皮帶輪之間繞掛上帶齒皮帶以構成減速機構，從而通過減速機構及滾珠絲槓機構將電動機的旋轉動力傳遞給齒條軸。
採用如上的結構，則不會對滾珠絲槓機構的滾珠施加過大的載荷，可以使滾珠絲槓機構順利地旋轉，不會降低傳遞電動機的旋轉轉矩的傳遞效率，從而，可基本上解決耐久性降低、阻礙操舵靈敏度的提高之類的問題。
另一方面，在具有使用這樣的帶齒皮帶的減速裝置的電動動力轉向機構中，由於長時間的使用或者在施加了過大載荷的情況下，帶齒皮帶的斷裂是可以想像到的。當帶齒皮帶斷裂時，雖然處於電動機的旋轉動力不能傳遞到齒條軸的手動轉向的狀態，但即使在這種情況下，由於可進行為了緊急避難的操縱，因而在操舵機構中考慮了暫時具有的安全裝置的功能。
然而，當斷裂了的帶齒皮帶從帶齒皮帶輪上掉下來而夾在與外殼之間時，減速裝置則被卡住。尤其是當斷裂了的帶齒皮帶夾在被驅動一側，即夾在齒條軸側的帶齒皮帶輪和外殼之間，被驅動側的帶齒皮帶輪被卡住時，由於被驅動側的帶齒皮帶輪和齒條軸通過滾珠絲槓機構聯動，因而，轉向軸被卡住而成為不能操舵的狀態，產生操舵機構的安全裝置功能不起作用的極危險的狀況。

發明內容
本發明就是為解決上述問題而提出的，本發明提供的電動動力轉向裝置是，在具有使用帶齒皮帶的減速裝置的電動動力轉向裝置中，因為將與減速裝置的至少被驅動側旋轉部件的外殼與帶齒皮帶相面對的內周面同繞掛在帶齒皮帶輪上的帶齒皮帶的背面一側的間隙Δ做成比帶齒皮帶的齒高H大的結構(Δ＞H)，因而，即使在帶齒皮帶斷裂的情況下，帶齒皮帶仍咬入在外殼的內側面與帶齒皮帶輪的外周面之間而不會將帶齒皮帶輪卡住，不會出現不能操舵的危險。
本發明的從電動機向操舵機構提供操舵輔助動力的電動動力轉向機構具有將帶齒皮帶繞掛在設置在電動機軸上的驅動側旋轉部件和設置在操舵機構上的被驅動側旋轉部件之間的減速裝置，上述減速裝置具有將至少容納被驅動側旋轉部件的外殼部分的與帶齒皮帶相對的內周面同上述帶齒皮帶的背面側的間隙做得比上述帶齒皮帶的齒高大的外殼。
另外，本發明的從電動機向操舵機構提供操舵輔助動力的電動動力轉向機構具有由設置在電動機軸上的驅動側帶齒皮帶輪，設置在操舵機構側的旋轉部件上的被驅動側帶齒皮帶輪，以及繞掛在兩個帶齒皮帶輪之間的帶齒皮帶構成的減速裝置；上述減速裝置具有至少將與繞掛在被驅動側的帶齒皮帶輪上的帶齒皮帶相對的內周面同繞掛在上述帶齒皮帶輪上的帶齒皮帶的背面的間隙做得比上述帶齒皮帶的齒高大的外殼。


圖1是說明具有電動動力轉向裝置的皮帶減速裝置的齒條軸組裝件的主要部分的結構的橫剖視圖。
圖2是說明使用了現有的帶齒皮帶的減速裝置的主要部分的正視剖視圖。
圖3是說明在使用了圖2所示的現有的帶齒皮帶的減速裝置中，帶齒皮帶斷裂了的狀態的正視剖視圖。
圖4是說明使用了本發明實施例的帶齒皮帶的正視剖視圖。
圖5是說明使用了圖4所示的實施例的帶齒皮帶的減速裝置中，帶齒皮帶斷裂了的狀態的正視剖視圖。
圖6是說明外殼A的內側面與帶齒皮帶輪B的外周面的間隙Δ及帶齒皮帶C的齒高H的關係圖。
圖7是說明將外殼A的內側面與帶齒皮帶輪B的外周面的間隙Δ做成比帶齒皮帶C的齒高H小的結構(Δ＜H)的帶齒皮帶咬入狀態的圖。
圖8是說明將外殼A的內側面與帶齒皮帶輪B的外周面的間隙Δ做成比帶齒皮帶C的齒高H大的結構(Δ＞H)的帶齒皮帶咬入狀態的圖。
具體實施例方式
下面，說明本發明的實施例。
圖1是說明本發明實施例的具有電動動力轉向裝置的皮帶減速裝置的齒條軸組裝件的主要部分的結構的橫剖視圖。
圖1的結構為，標號11為操舵軸，12為齒條軸，設置於操舵軸11的端部的未圖示的小齒輪與齒條軸12嚙合，操舵軸的旋轉傳遞到齒條軸12上。
齒條軸外殼21由安裝有電動機凸緣24的第一外殼21a、容納後述的第一及第二帶齒皮帶輪的第二外殼21b及容納後述的滾珠絲槓機構的第三外殼21c構成。
電動機22雖未圖示，但在內部具有定子和轉子，從轉子延伸出來的旋轉軸22a利用配置在電動機凸緣24上的軸承25a及25b旋轉自如地予以支撐，在旋轉軸22a上安裝有第一帶齒皮帶輪26。
另外，被驅動側的皮帶輪即第二帶齒皮帶輪27為圓筒狀，齒條軸12穿過其內部，第二帶齒皮帶輪27利用配置在第一外殼21a上的軸承28a和配置在第二外殼21b上的軸承28b旋轉自如地支承在圓筒軸向的兩端部。
在第二帶齒皮帶輪27的內周面上形成花鍵槽，該花鍵槽與後述的在滾珠絲槓機構的螺母32上形成的花鍵凸條實現在軸向上可移動地、在旋轉方向上不能相對旋轉地花鍵連接SP。
滾珠絲槓機構30由形成於齒條軸12上的螺旋槽31、螺母32和配置在螺旋槽31與螺母32之間的多個滾珠33構成，利用配置在第三外殼21c上的軸承34旋轉自如地保持著螺母32。
下面，對具有上述皮帶減速裝置的齒條軸組裝件的組裝順序進行簡單的說明。在電動機凸緣24上配置有軸承25a及25b，在利用軸承25a及25b支承的電動機旋轉軸22a上安裝有第一帶齒皮帶輪26，在這種狀態下將電動機凸緣24安裝在第一外殼21a上。在第一外殼21a上配置有軸承28a並將第二帶齒皮帶輪27旋轉自如地支承在其上，在第一帶齒皮帶輪26和第二帶齒皮帶輪27之間繞掛有帶齒皮帶29。
將安裝了軸承28a的第二外殼21b安裝在第一外殼21a上，利用軸承28b旋轉自如地支承利用軸承28a支承的第二帶齒皮帶輪27的另一端部。
進而，將組裝了滾珠絲槓機構30的第三外殼21c安裝到第二外殼21b上，使齒條軸12穿過第二帶齒皮帶輪27的同時，使第二帶齒皮帶輪27的內側面的花鍵槽與滾珠絲槓機構30的螺母32的花鍵凸條進行花鍵連接，從而完成具有皮帶減速裝置的齒條軸組裝件10。
在上述的齒條軸組裝件10中，由第一帶齒皮帶輪26、第二帶齒皮帶輪27及帶齒皮帶29構成皮帶減速裝置。
根據利用未圖示的轉矩傳感器檢測的舵輪軸的操舵轉矩，此即利用未圖示的控制裝置驅動的電動機22的驅動旋轉動力經第一帶齒皮帶輪26、帶齒皮帶29及第二帶齒皮帶輪27傳遞給滾珠絲槓機構30的螺母32。並且，通過螺母32的旋轉使齒條軸軸向移動，從而改變車輪的方向以實現操舵。
下面，說明帶齒皮帶和外殼的關係。圖2是表示使用了現有的帶齒皮帶減速裝置140的結構的正視圖。減速裝置140的外殼141的內側面141a和繞掛在帶齒皮帶輪143上的帶齒皮帶145的背面145a之間的間隙Δ與帶齒皮帶145的齒高H的關係雖然將參照圖6在後文中說明，但將上述間隙Δ做成比帶齒皮帶145的齒高H小的結構(Δ＜H)。
因此，當帶齒皮帶145斷裂時，如圖3所示，帶齒皮帶145被咬入外殼141的內側面141a和帶齒皮帶輪143的外周面之間，從而使帶齒皮帶輪卡住。
圖4是表示減速裝置40的部分結構的正視剖視圖，表示的是沿圖1的A-A線的斷面。減速裝置40的第二外殼21b的內側面21x與繞掛在帶齒皮帶輪27上的帶齒皮帶29的背面29a之間的間隙Δ做成比帶齒皮帶29的齒高H大的結構(Δ＞H)。因此，即使帶齒皮帶29斷裂，如圖5所示，帶齒皮帶29也不會咬入到第二外殼21b的內側面21x和第二帶齒皮帶輪27的外周面之間，帶齒皮帶輪27也不會被卡住。
圖6-圖8是說明外殼A的內側面與繞掛在帶齒皮帶輪B上的帶齒皮帶C的背面的間隙Δ和帶齒皮帶C的齒高H的關係以及帶齒皮帶C的咬入狀況的說明圖，其中，圖6是說明外殼A的內側面與繞掛在帶齒皮帶輪B上的帶齒皮帶C的背面的間隙Δ和帶齒皮帶C的齒高H的關係的圖，圖7表示的是間隙Δ比齒高H小的結構(Δ＜H)，帶齒皮帶C被咬入的狀態；圖8表示的是間隙Δ比齒高H大的結構(Δ＞H)，帶齒皮帶C未被咬入的狀態。
如圖7所示，在間隙Δ比齒高H小的結構(Δ＜H)的情況下，帶齒皮帶C被咬入到外殼A的內側面與帶齒皮帶輪B的外周面之間，帶齒皮帶輪B被卡住。另外，如圖8所示，間隙Δ比齒高H大的結構(Δ＞H)的情況下，帶齒皮帶C則不會被咬入到外殼A的內側面與帶齒皮帶輪B的外周面之間，帶齒皮帶輪B不會被卡住。
本發明是具有使用帶齒皮帶的減速裝置的電動動力轉向裝置，減速裝置由於做成至少被驅動側旋轉部件的外殼的與帶齒皮帶相對的內周面同繞掛在帶齒皮帶輪上的帶齒皮帶的背面側的間隙Δ比帶齒皮帶的齒高H大的結構(Δ＞H)，因而，即使帶齒皮帶斷裂，帶齒皮帶也不會被咬入到外殼的內側面與帶齒皮帶輪的外周面之間，帶齒皮帶輪也不會被卡住，可提供一種沒有不能進行操舵危險的電動動力轉向裝置。
權利要求
1.一種電動動力轉向裝置的減速裝置，在從電動機向操舵機構提供操舵輔助動力的電動動力轉向機構中，其特徵在於具有將帶齒皮帶繞掛在設置在電動機軸上的驅動側旋轉部件和設置在操舵機構上的被驅動側旋轉部件之間的減速裝置，上述減速裝置具有將至少容納被驅動側旋轉部件的外殼部分的與帶齒皮帶相對的內周面同上述帶齒皮帶的背面側的間隙做得比上述帶齒皮帶的齒高大的外殼。
2.一種電動動力轉向機構的減速裝置，在從電動機向操舵機構提供操舵輔助動力的電動動力轉向機構中，其特徵在於具有由設置在電動機軸上的驅動側帶齒皮帶輪，設置在操舵機構側的旋轉部件上的被驅動側帶齒皮帶輪和繞掛在兩個帶齒皮帶輪之間的帶齒皮帶構成的減速裝置，上述減速裝置具有至少將與繞掛在上述被驅動側的帶齒皮帶輪上的帶齒皮帶相對的內周面同繞掛在被驅動側帶齒皮帶輪上的帶齒皮帶的背面的間隙做得比上述帶齒皮帶的齒高大的外殼。
全文摘要
本發明提供的電動動力轉向裝置是，在具有使用帶齒皮帶的減速裝置的電動動力轉向裝置中，即使帶齒皮帶斷裂，減速裝置也不會被卡住，不會出現不能操舵的危險。減速裝置(40)的第二外殼(21b)的內側面(21X)與繞掛在帶齒皮帶輪(27)上的帶齒皮帶(29)的背面(29a)之間的間隙Δ做成比帶齒皮帶(29)的齒高H大的結構(Δ＞H)。因而，即使該帶齒皮帶(29)斷裂，帶齒皮帶(29)也不會咬入到第二外殼(21b)的內側面(21X)和第二帶齒皮帶輪(27)的外周面(27a)之間，帶齒皮帶(29)也不會卡住。
文檔編號F16H7/18GK1860056SQ20048002822
公開日2006年11月8日 申請日期2004年9月30日 優先權日2003年10月1日
發明者上野星治, 力石一穗 申請人:日本精工株式會社, 恩斯克轉向器株式會社