電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置
[0001]本申請(qǐng)主張于2014年7月9日提出的日本專利申請(qǐng)2014-141652號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并在此引用其全部?jī)?nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]—般來(lái)說(shuō)，在經(jīng)由蝸桿減速機(jī)傳遞馬達(dá)扭矩的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，作為蝸輪，使用樹脂材制的齒輪部與鐵材的芯軸部的外周一體化的蝸輪。
[0004]近年，隨著電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的高輸出化，蝸輪有大型化的趨勢(shì)。因此，芯軸部大型化，芯軸部的重量增大。由此，操縱轉(zhuǎn)向時(shí)的慣性力增加，存在操縱轉(zhuǎn)向感覺(jué)降低的問(wèn)題。
[0005]因此，提出了作為蝸輪的芯軸部，使用比重比鐵小的鋁等的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。在日本特開(kāi)2002 - 2509號(hào)公報(bào)記載的技術(shù)中，使扭矩限制器用的彈力賦予部件夾在鐵制的軸與鋁制的芯軸之間。
[0006]日本特開(kāi)2001 - 271903號(hào)公報(bào)提出了由與螺旋鉆空心軸花鍵嵌合的齒輪部、和凸起部?jī)蓚€(gè)部件構(gòu)成蝸輪的動(dòng)力傳遞裝置。凸起部以及齒輪部均由鐵系材料構(gòu)成，凸起部被壓入齒輪部，兩者在過(guò)大扭矩負(fù)載時(shí)相對(duì)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)扭矩限制器功能。
[0007]假設(shè)在組裝時(shí)，使鐵制的軸的由圓筒面構(gòu)成的外周、和比鐵軟的材料例如鋁制的芯軸的由圓筒面構(gòu)成的內(nèi)周在圓周方向的整個(gè)面壓入嵌合的情況下，有在壓入嵌合面產(chǎn)生發(fā)熱膠著，而組裝不良的問(wèn)題。
[0008]考慮這是因?yàn)閴喝霑r(shí)，由于較軟的材料側(cè)部件的表層的塑性流動(dòng)而新生面露出，所以在較硬的材料和較軟的材料之間產(chǎn)生金屬接觸。特別是，在較硬的材料和較軟的材料在圓周方向的整個(gè)面壓入嵌合的情況下，沒(méi)有塑性流動(dòng)的塑性變形部的釋放空間，由于塑性變形部深入壓入嵌合面而容易產(chǎn)生金屬接觸，因此，容易產(chǎn)生發(fā)熱膠著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的之一在于提供能夠抑制起因于壓入時(shí)的發(fā)熱膠著的組裝不良的產(chǎn)生的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。
[0010]作為本發(fā)明的一方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置具有傳遞操縱轉(zhuǎn)向力的軸、操縱轉(zhuǎn)向輔助用的電動(dòng)馬達(dá)、以及使上述電動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)減速并傳遞到上述軸的蝸桿減速機(jī)。
[0011]上述蝸桿減速機(jī)包含:蝸桿軸，其被上述電動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；蝸輪，其具有具備齒被排列為環(huán)狀的外周的環(huán)狀齒部、和支承上述環(huán)狀齒部的內(nèi)周并由比上述軸軟的材料構(gòu)成的環(huán)狀支承體；以及環(huán)形部件，其具有以在上述環(huán)狀支承體的內(nèi)周部分地形成塑性變形部的方式壓入嵌合于上述環(huán)狀支承體的內(nèi)周的外周、和壓入嵌合有上述軸的外周的內(nèi)周，且由具有與上述軸的硬度同等的硬度的材料構(gòu)成。
[0012]根據(jù)上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，在組裝時(shí)，環(huán)形部件的外周以在由比環(huán)形部件軟的材料構(gòu)成的環(huán)狀支承體的內(nèi)周部分地形成塑性變形部的方式，與環(huán)狀支承體的內(nèi)周壓入嵌合，所以能夠抑制壓入時(shí)的發(fā)熱膠著的產(chǎn)生，能夠抑制組裝不良的產(chǎn)生。由于軸與環(huán)形部件兩者具有同等的硬度，所以在使兩者壓入嵌合時(shí)不容易產(chǎn)生發(fā)熱膠著。
[0013]在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，也可以上述環(huán)形部件的內(nèi)周與上述軸的外周構(gòu)成在輸入了超過(guò)限制扭矩的扭矩時(shí)在彼此之間產(chǎn)生滑動(dòng)的扭矩限制器。
[0014]根據(jù)上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，由于在輸入了過(guò)大扭矩時(shí)，在軸與環(huán)形部件之間產(chǎn)生滑動(dòng)，所以傳遞扭矩被限制在限制扭矩以下。由此，能夠防止齒的損傷，而保證操縱轉(zhuǎn)向功能。
[0015]在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，也可以上述環(huán)形部件的線膨脹系數(shù)與上述軸的線膨脹系數(shù)相同。
[0016]根據(jù)上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，即使溫度變化，環(huán)形部件與軸之間的過(guò)盈量也不變化。因此，環(huán)形部件與軸兩者之間的滑動(dòng)扭矩(相當(dāng)于扭矩限制器的限制扭矩)不會(huì)變化，兩者之間的軸向的滑動(dòng)負(fù)載不會(huì)變化。
[0017]在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，也可以上述環(huán)形部件的線膨脹系數(shù)與上述環(huán)狀支承體的線膨脹系數(shù)相互不同，在上述環(huán)形部件的上述外周設(shè)有鋸齒。
[0018]根據(jù)上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，由比環(huán)狀支承體硬的材料構(gòu)成的環(huán)形部件使其外周的鋸齒以在環(huán)狀支承體的內(nèi)周部分地形成塑性變形部的方式，與環(huán)狀支承體的內(nèi)周壓入嵌合。因此，即使由于溫度變化，而在環(huán)形部件的外周與環(huán)狀支承體的內(nèi)周之間產(chǎn)生過(guò)盈量的變化，也能夠通過(guò)鋸齒嵌合區(qū)域吸收該過(guò)盈量的變化。由此，能夠抑制在環(huán)形部件的外周與環(huán)狀支承體的內(nèi)周之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向的滑動(dòng)。
[0019]在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，也可以上述環(huán)形部件包含與上述環(huán)狀支承體的軸向端面卡合的凸緣。
[0020]根據(jù)上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，通過(guò)環(huán)形部件的凸緣與環(huán)狀支承體的軸向端面卡合，能夠防止在環(huán)形部件與環(huán)狀支承體之間，產(chǎn)生軸向的滑動(dòng)。
[0021]在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，也可以作為上述環(huán)形部件，包括在軸向?qū)χ玫囊粚?duì)環(huán)形部件，上述一對(duì)環(huán)形部件的環(huán)形部件主體包括相互在軸向?qū)χ玫牡谝欢瞬俊⒑团c上述第一端部相反的一側(cè)的第二端部，上述凸緣從各上述環(huán)形部件主體的上述第二端部向徑向外側(cè)延伸并與上述環(huán)狀支承體的對(duì)應(yīng)的軸向端面卡合。
[0022]根據(jù)上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，通過(guò)各環(huán)形部件的凸緣與環(huán)狀支承體的對(duì)應(yīng)的軸向端面卡合，能夠防止在環(huán)形部件與環(huán)狀支承體之間，產(chǎn)生軸向的滑動(dòng)。
[0023]在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，也可以在上述一對(duì)環(huán)形部件的上述第一端部之間，形成有縫隙空間。
[0024]如上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置那樣，能夠?qū)⒁粚?duì)環(huán)形部件外嵌壓入軸時(shí)產(chǎn)生的削肩收納在環(huán)形部件間的縫隙空間。若假設(shè)在環(huán)形部件間沒(méi)有成為削肩的釋放空間的縫隙，則削肩積存在環(huán)形部件間，相應(yīng)地在環(huán)形部件的凸緣與環(huán)狀支承體之間產(chǎn)生軸向的縫隙。這樣一來(lái)，有可能產(chǎn)生不能夠通過(guò)環(huán)形部件的凸緣防止環(huán)狀支承體的軸向的滑動(dòng)這樣的情況。與此相對(duì)，在上述方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，通過(guò)在環(huán)形部件間設(shè)置成為削肩的釋放空間的縫隙空間，能夠抑制上述情況的產(chǎn)生。
【附圖說(shuō)明】
[0025]通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、構(gòu)件、過(guò)程、步驟、特性及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加清楚，其中，附圖標(biāo)記表示本發(fā)明的要素，其中:
[0026]圖1是包含本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的剖面的示意圖。
[0027]圖2A是電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的蝸桿減速機(jī)的主要部分的放大剖視圖。
[0028]圖2B是蝸輪的環(huán)狀支承體與環(huán)形部件的壓入嵌合部分的示意剖視圖。
[0029]圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的蝸桿減速機(jī)的主要部分的放大剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0031]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置1具備基于駕駛員的方向盤2的操作使轉(zhuǎn)舵輪3轉(zhuǎn)舵的操縱轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4、和輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作的輔助機(jī)構(gòu)5。
[0032]操縱轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4具備成為方向盤2的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向軸6。轉(zhuǎn)向軸6包括與方向盤2的中心連結(jié)的轉(zhuǎn)向管柱7、經(jīng)由萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)8與轉(zhuǎn)向管柱7的一端(軸向下端)連結(jié)的中間軸9、以及經(jīng)由萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)10與中間軸9的一端(軸向下端)連結(jié)的小齒輪軸11。
[0033]轉(zhuǎn)向管柱7具備與方向盤2連結(jié)的輸入軸71、與中間軸9連結(jié)的輸出軸72、以及在同軸上連結(jié)輸入軸71以及輸出軸72的扭桿73。
[0034]在小齒輪軸11的軸向下端設(shè)有小齒輪11a。操縱轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)4具備形成了與小齒輪11a嚙合的齒條12a的齒條軸12。通過(guò)小齒輪11a和齒條12a，形成作為運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的齒條小齒輪機(jī)構(gòu)A。
[0035]若隨著駕駛員的轉(zhuǎn)向操作而轉(zhuǎn)向軸6旋轉(zhuǎn)，則該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由齒條小齒輪機(jī)構(gòu)A，轉(zhuǎn)換為齒條軸12的軸向的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。該齒條軸12的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)由與齒條軸12的兩端連結(jié)的轉(zhuǎn)向橫拉桿13傳遞到轉(zhuǎn)舵輪3。由此，轉(zhuǎn)舵輪3的轉(zhuǎn)舵角變化，車輛的行進(jìn)方向被變更。
[0036]輔助機(jī)構(gòu)5具備對(duì)轉(zhuǎn)向管柱7賦予輔助扭矩的電動(dòng)馬達(dá)14、將電動(dòng)馬達(dá)14的旋轉(zhuǎn)傳遞到轉(zhuǎn)向管柱7的蝸桿減速機(jī)15、以及控制電動(dòng)馬達(dá)14的動(dòng)作的E⑶(ElectronicControl Unit:電子控制單元)16。
[0037]電動(dòng)馬達(dá)14的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由蝸桿減速機(jī)15傳遞到轉(zhuǎn)向管柱7從而賦予轉(zhuǎn)向軸6馬達(dá)扭矩，輔助轉(zhuǎn)向操作。
[0038]在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置1設(shè)有基于轉(zhuǎn)向管柱7的輸入軸71和輸出軸72的相對(duì)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)駕駛員的轉(zhuǎn)向操作時(shí)賦予轉(zhuǎn)向軸6的扭矩亦即操縱轉(zhuǎn)向扭矩T的扭矩傳感器17。在車輛設(shè)有檢測(cè)車速V (車輛的行駛速度)的車速傳感器18。
[0039]E⑶16基于檢測(cè)出的操縱轉(zhuǎn)向扭矩T以及檢測(cè)出的車速V，設(shè)定目標(biāo)輔助力，并以從電動(dòng)馬達(dá)14賦予轉(zhuǎn)向管柱7的輔助扭矩成為目標(biāo)輔助扭矩的方式對(duì)供給至電動(dòng)馬達(dá)14的電流進(jìn)行反饋控制。
[0040]在本實(shí)施方式中，雖然依照電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置1為電動(dòng)馬達(dá)14賦予轉(zhuǎn)向管柱7輔助力的、所謂的電動(dòng)式的例子進(jìn)行說(shuō)明，但并不限定于此，本發(fā)明能夠應(yīng)用于電動(dòng)馬達(dá)賦予小齒輪軸輔助力的、所謂的小齒輪輔助方式的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。
[0041]蝸桿減速機(jī)15具備被電動(dòng)馬達(dá)14旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的蝸桿軸20、與蝸桿軸20的外周的蝸桿20a嚙合的蝸輪30、以及夾在轉(zhuǎn)向管柱7的輸出軸72與蝸輪30之間的環(huán)形部件40。
[0042]蝸輪30經(jīng)由環(huán)形部件40，與轉(zhuǎn)向管柱7的輸出軸72連結(jié)。蝸輪30與轉(zhuǎn)向管柱7一體旋轉(zhuǎn)并且不能夠相對(duì)地在軸向移動(dòng)。
[0043]轉(zhuǎn)向管柱7的一部分收納于構(gòu)成轉(zhuǎn)向柱的一部分的殼體21并被支承。殼體21包括相互嵌合的第一殼體22和第二殼體23。
[0044]第一殼體22作為收納扭矩傳感器17的傳感器殼體發(fā)揮作用。第二殼體23作為收納蝸桿軸20以及蝸輪30的齒輪殼體發(fā)揮作用。
[0045]轉(zhuǎn)向管柱7的輸出軸72經(jīng)由保持于第一殼體22的第一軸承24、和保持于第二殼體23的第二軸承25以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被支承。第一軸承24以及第二軸承25例如是滾珠軸承。蝸輪30在輸出軸72的軸向X上配置在第一軸承24與第二軸承25之間。
[0046]圖2A是蝸桿減速機(jī)15的主要部分的放大剖視圖。如圖1以及圖2A所示，蝸輪30具備具有齒31排列為環(huán)狀的外周32a的樹脂制的環(huán)狀齒部32、和金屬制的環(huán)狀支承體33。環(huán)狀支承體33例如在環(huán)狀齒部32的樹脂成形時(shí)插入金屬模內(nèi)。
[0047]如圖2A所示，環(huán)狀支承體33包括支承環(huán)狀齒部32的內(nèi)周32b的外周33a、和輸出軸72的外周72a被壓入嵌合的內(nèi)周33b。
[0048]轉(zhuǎn)向管柱7的輸出軸72例如為鐵制，與此相對(duì)，環(huán)狀支承體33由比形成輸出軸72的金屬材料，例如鐵或者鐵合金軟的金屬材料構(gòu)成。
[0049]作為形成環(huán)狀支承體33的金屬材料，例如，能夠例示鋁、鋁合金、鎂、鎂合金。另夕卜，形成環(huán)狀支承體33的金屬材料的熱膨脹系數(shù)與形成輸出軸72的