转向装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种转向装置，构成转向装置的滚珠螺母（42)，在第一端部具有外螺纹部（42a)，在第二端部具有凸缘部（42b)。球轴承（44)、凸缘部件（45)以及从动带轮（32)在滚珠螺母（42)的轴线方向上被锁定螺母（46)和凸缘部（42b)夹住。通过使带（33)的两侧部与凸缘部件（45)或凸缘部（42b)抵接，由此限制带（33)从从动带轮(32)脱落。
【专利说明】转向装置
【技术领域】
[0001]本申请主张于2013年6月4日提出的日本专利申请2013-117870号的优先权，并在此引用说明书、附图以及摘要的内容。
[0002]本发明涉及转向装置。
【背景技术】
[0003]以往，例如日本特开2012-224191号公报所记载的那样，已知如下的电动动力转向装置，该电动动力转向装置通过带传动机构使马达的旋转减速，并通过设置于齿条轴的滚珠丝杠机构将该减速后的旋转转换为齿条轴的轴向移动。带传动机构具有:设置于马达的旋转轴的驱动带轮、在经由多个滚珠而与齿条轴的滚珠丝杠部嵌合的滚珠螺母上设置的从动带轮、以及架设在驱动带轮与从动带轮之间的带。伴随通过马达的驱动的滚珠螺母的旋转，齿条轴沿其轴向移动，由此辅助转向操作。
[0004]为了减轻因带的滑动所产生的转矩传递的损失，驱动带轮以及从动带轮采用带齿带轮，带采用带齿带。另外，在两个带轮旋转时有时带会朝向两个带轮的轴向移动。因此在两个带轮的轴向的两侧部分别以朝向两个带轮的外周方向呈凸缘状伸出的方式一体形成有限制带的移动的限制部。然而在采用该结构的情况下，需要在两个限制部之间形成齿部，因此在形成齿部时限制部成为障碍。
[0005]对于该点，例如日本特开2003-343700号公报所记载的那样，以往存在将作为上述限制部发挥功能的一对限制部件安装于形成有齿部的带轮主体的两侧部的带齿带轮。根据该结构，由于只要在带轮主体形成齿部之后安装限制部件即可，因此在形成齿部时限制部件不会成为障碍。限制部件通过铆接、或焊接等被安装于带轮主体。
[0006]然而如日本特开2003-343700号公报那样，在采用将限制部件安装于带轮主体的结构的情况下，需要铆接等固定作业，与此相应地带齿带轮的组装工时会增加。近年来，由于电动动力转向装置的节能效果受到注目等，因此搭载电动动力转向装置的车型逐渐增多。然而另一方面，从提高电动动力转向装置的生产率的观点出发，对减少组装工时的要求变得越来越严格。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的在于提供一种能够减少组装工时的转向装置。
[0008]本发明的一个方式的转向装置，包括:转向轴，该转向轴在壳体内进行直线运动由此使转向轮转向；驱动带轮，该驱动带轮伴随设置于上述壳体的马达的驱动而以沿着上述转向轴的轴线延伸的轴线为中心进行旋转；滚珠螺母，该滚珠螺母经由多个滚珠而与上述转向轴螺纹接合并且经由轴承相对于上述壳体的内周面以能够旋转的方式被支承；从动带轮，该从动带轮嵌合于上述滚珠螺母的外周；带，该带架设在上述驱动带轮与上述从动带轮之间；凸缘状的第一限制部件，该第一限制部件设置在上述从动带轮的上述轴承侧的侧部；按压部件，该按压部件设置于上述滚珠螺母的第一端部；以及凸缘状的第二限制部件，该第二限制部件设置在上述滚珠螺母的第二端部，而在上述转向轴的轴线方向上将上述轴承以及上述从动带轮夹在该第二限制部件与上述按压部件之间，并且该第二限制部件与上述第一限制部件协作来限制带在上述转向轴的轴线方向上的移动。
[0009]根据该结构，设置于滚珠螺母的第二端部的第二限制部件，不仅具有在与设置于滚珠螺母的第一端部的按压部件之间夹住轴承以及从动带轮的功能，还具有与设置于从动带轮的轴承侧的侧部的第一限制部件协作来抑制带在转向轴的轴线方向上脱落的功能。即，第二限制部件兼具两个功能。与使两个功能具备于不同的部件的情况相比，能够减少部件数量，进而减少转向装置的组装工时。
[0010]在上述方式的转向装置中，上述第一限制部件以被夹设在上述轴承以及上述从动带轮之间的状态被上述按压部件和上述第二限制部件夹住，由此固定于上述滚珠螺母的外周。
[0011]根据该结构，由于无需将第一限制部件直接安装于从动带轮，因此与之相应地减少转向装置的组装工时。
[0012]在上述方式的转向装置中，可以采用紧固于上述第一端部的锁定螺母来作为上述按压部件。
[0013]根据该结构，仅通过将锁定螺母紧固于滚珠螺母的第一端部，就能够在滚珠螺母的轴线方向上在与第二限制部件之间夹住轴承、上述第一限制部件以及从动带轮。因此转向装置的组装作业变得简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]以下通过参照附图对本发明的实施方式进行详细描述，本发明的上述及其他特征和优点会变得更加清楚，其中相同的要素标注相同的附图标记，其中:
[0015]图1为一个实施方式的电动动力转向装置的主视图。
[0016]图2为将一个实施方式的电动动力转向装置的主要部分放大的剖视图。
[0017]图3为将一个实施方式的电动动力转向装置的动力转换机构的周边结构进行放大表示的剖视图。
[0018]图4为将其他实施方式的电动动力转向装置的动力转换机构的周边结构进行放大表示的剖视图。
【具体实施方式】
[0019]以下，对所谓的齿条并联型的电动动力转向装置的一个实施方式进行说明。齿条并联型是指以使转向操作辅助用的马达的轴线相对于齿条轴呈平行的方式配置转向操作辅助用的马达的类型。
[0020]如图1所不，电动动力转向装置10具有固定于未图不的车身的壳体11。壳体11设置为其筒状的主体12朝向车身的左右方向(图1中的左右方向)延伸。齿条轴13插通于主体12。在齿条轴13的两端分别经由未图示的球窝关节而连结有未图示的车轮。通过齿条轴13朝向自身的轴向移动，由此改变车轮的方向。
[0021]在主体12的靠右端的部位设置有第一收容部14。第一收容部14朝向与主体12的轴线方向(图1中的左右方向)倾斜地相交的方向延伸。小齿轮轴15以被支承为能够旋转的状态插入于第一收容部14。设置在小齿轮轴15的内端部的小齿轮齿,与形成在齿条轴13的靠右端的一定范围内的齿条齿哨合。另外，小齿轮轴15的与小齿轮齿相反的一侧的外端部，经由未图示的多个轴而与转向盘连结。因此伴随着转向操作，齿条轴13沿着自身的轴线方向进行直线运动。通过转向操作而作用于小齿轮轴15的转矩，由设置于第一收容部14的转矩传感器16来检测。
[0022]在主体12的靠左端的部位设置有第二收容部17。第二收容部17是直径比主体12大的圆筒部分的上部向上方延伸而成的。在第二收容部17的上部右侧壁固定有马达18。马达18的输出轴18a沿着与齿条轴13的轴线平行的轴线延伸，并且贯穿第二收容部17的侧壁而插入到第二收容部17的内部。
[0023]在第二收容部17的内部设置有动力转换机构20。在动力转换机构20连结有马达18的输出轴18a。动力转换机构20将马达18的旋转运动转换为齿条轴13的直线运动。即，利用马达18的旋转力来辅助齿条轴13的动作，由此辅助转向操作。马达18由未图示的控制装置根据转矩传感器16的检测值等进行控制。
[0024]对第二收容部17的结构进行详述。
[0025]如图2所示，第二收容部17具有圆筒状的支承部21以及带台阶圆筒状的盖部件22。支承部21与主体12的左端一体形成。支承部21的上部向主体12的上方延伸，在该延伸的部分的右侧壁形成有孔21a。马达18的输出轴18a从孔21a的右侧插入孔21a。支承部21的左开口部被盖部件22堵塞。盖部件22借助螺栓23被固定于支承部21。在上述支承部21与盖部件22之间所形成的空间内设置有动力转换机构20。
[0026]如图2所示,动力转换机构20具有带传动机构30以及滚珠丝杠机构40。带传动机构30将马达18的旋转运动传递至滚珠丝杠机构40。滚珠丝杠机构40将通过带传动机构30传递的马达18的旋转运动转换成齿条轴13的直线运动。
[0027]滚珠丝杠机构40具有:设置于齿条轴13的滚珠丝杠部41、圆筒状的滚珠螺母42以及多个滚珠43。
[0028]滚珠丝杠部41是齿条轴13的外周面上形成有滚珠丝杠槽13a的部分。滚珠丝杠部41设置在以齿条轴13的左端为基准朝向右端的一定范围。
[0029]滚珠螺母42经由多个滚珠43而能够进退地与滚珠丝杠部41螺纹接合。在滚珠螺母42的第一端部(图2中的左端)的外周面设置有外螺纹部42a，在滚珠螺母42的第二端部(图2中的右端)的外周面设置有圆环状的凸缘部42b。外螺纹部42a设置在以滚珠螺母42的左端为基准的沿着其轴线方向的一定范围内。伴随滚珠螺母42的旋转，各滚珠43在滚珠螺母42与滚珠丝杠部41之间滚动。
[0030]在滚珠螺母42的外周面固定有多列球轴承44。滚珠螺母42经由球轴承44而能够旋转地支承于壳体11，准确地说是支承于盖部件22的内周面。球轴承44具有内圈44a、外圈44b以及多个滚珠44c。内圈44a嵌合于滚珠螺母42的外周面。外圈44b嵌合于盖部件22的内周面。滚珠44c伴随滚珠螺母42的旋转而在内圈44a与外圈44b之间滚动。
[0031]带传动机构30具备:圆筒状的驱动带轮31、圆筒状的从动带轮32以及环状的带33。
[0032]驱动带轮31固定于马达18的输出轴18a。从动带轮32固定于滚珠螺母42的外周面。从动带轮32以及球轴承44在滚珠螺母42的轴线方向上经由后述的圆环状的凸缘部件45而彼此相邻。以凸缘部件45为基准，球轴承44设置在外螺纹部42a侧，从动带轮32设置在凸缘部42b侧。带33架设在驱动带轮31与从动带轮32之间。因此马达18的旋转经由驱动带轮31、带33以及从动带轮32而向滚珠螺母42传递。驱动带轮31以及从动带轮32是在它们的外周面设置有齿的带齿带轮(正时带轮)。另外带33是在其内周面设置有齿的带齿带(正时带)。
[0033]说明球轴承44以及从动带轮32的固定结构。
[0034]如图2所示，在从动带轮32、凸缘部件45以及球轴承44外嵌于滚珠螺母42的外周面的状态下，通过将作为按压部件的锁定螺母46紧固于外螺纹部42a，由此从动带轮32、凸缘部件45以及球轴承44分别被固定于滚珠螺母42。准确地说通过将锁定螺母46紧固于外螺纹部42a，由此球轴承44 (准确地说是其内圈44a)被按压于凸缘部件45，该凸缘部件45被按压于从动带轮32，该从动带轮32被按压于凸缘部42b。即，凸缘部42b、从动带轮32、凸缘部件45、球轴承44以及锁定螺母46，在滚珠螺母42的轴线方向上被保持为彼此面接触的状态。这样，通过将球轴承44、凸缘部件45以及从动带轮32在滚珠螺母42的轴线方向上保持为被其凸缘部42b与锁定螺母46夹住的状态，由此球轴承44、凸缘部件45以及从动带轮32相对于滚珠螺母42的轴线方向的位置被束缚。
[0035]在外圈44b与支承部21的开口端面之间夹设有圆环状的支承部件61，在外圈44b与形成于盖部件22的内底面的环状的台阶部22a之间夹设有圆环状的支承部件62。外圈44b经由支承部件61、62而被支承部21与盖部件22夹住，由此球轴承44(外圈44b)相对于盖部件22的轴向位置被束缚。
[0036]其中，带齿带轮通常不带有平带轮那样的凸面(隆起)，因此有时因轴的平行度以及带固有的特性等引起带沿着带轮的轴线方向移动而偏向一侧。
[0037]在本例中，作为用于抑制带33从从动带轮32脱落的结构，利用滚珠螺母42的凸缘部42b并且在从动带轮32与球轴承44之间设置凸缘部件45。凸缘部件45与从动带轮32以及球轴承44同样地嵌合于滚珠螺母42的外周面。
[0038]如图3所示，滚珠螺母42的凸缘部42b的外径D1、凸缘部件45的外径D2以及从动带轮32的外径D3的大小关系，以下式(I)表示的方式设定。
[0039]D1、D2>D3 (I)
[0040]其中，外径D1、D2只要是比外径D3大的值即可，外径D1、D2的大小关系则不限定。外径D1、D2的大小关系可以设定为下式(2)、(3)、(4)表示的任一关系。在本例中，D1、D2的大小关系设定为下式(3)表示的关系。
[0041]Dl = D2 (2)
[0042]Dl > D2 (3)
[0043]Dl < D2 (4)
[0044]这样，凸缘部42b以及凸缘部件45的外径大于从动带轮32的外径。因此即使卷挂于从动带轮32的带33意欲沿着从动带轮32的轴线方向移动，该移动也因带33的宽度方向(图3中的左右方向)的侧边缘部与凸缘部42b或凸缘部件45抵接而被限制。因此抑制带33从从动带轮32脱落。
[0045]在从动带轮32的轴线方向上，凸缘部42b以及凸缘部件45彼此对置。在凸缘部42b的与凸缘部件45对置的侧面(图3中的左侧面)的外周侧的部位设置有第一引导面51。第一引导面51以随着趋向凸缘部42b的外侧(图3中的上侧)而凸缘部42b的厚度变薄的方式倾斜。另外，在凸缘部件45的与凸缘部42b对置的侧面(图3中的右侧面)的外周侧的部位设置有第二引导面52。第二引导面52以随着趋向凸缘部件45的外侧(图3中的上侧)而凸缘部件45的厚度变薄的方式倾斜。在从动带轮32旋转时，第一引导面51以及第二引导面52依次接触带33的宽度方向的侧边缘部，由此抵抗带33意欲朝其宽度方向移动的力，从而将带33引导至与从动带轮32啮合的规定的位置。由于抑制带33登上凸缘部42b或凸缘部件45之上，因此带33与从动带轮32能够顺利地啮合。
[0046]对抑制带脱落的结构的作用进行说明。
[0047]在本例中，作为用于抑制带33从从动带轮32脱落的结构，利用滚珠螺母42的凸缘部42b并且在从动带轮32与球轴承44之间设置凸缘部件45。并且凸缘部件45以与从动带轮32以及球轴承44 一起被锁定螺母46和凸缘部42b夹住的状态被固定。因此不需要在从动带轮32的两侧部分别安装用于抑制带33脱落的法兰的作业(铆接或焊接等作业)。不需要将两个法兰安装于从动带轮32的作业的部分，相应地减少动力转换机构20的组装作业工时，进而减少电动动力转向装置10的组装作业工时。由于无需对从动带轮32设置用于抑制带33脱落的法兰，因此从动带轮32的结构也变得简单。
[0048]根据本实施方式，能够获得以下的有益效果。
[0049]球轴承44、凸缘部件45以及从动带轮32在滚珠螺母42的轴线方向上被紧固于滚珠螺母42的第一端部(外螺纹部42a)的锁定螺母46和设置于第二端部的凸缘部42b夹住。而且凸缘部件45以及凸缘部42b分别向从动带轮32的径向的外侧伸出，从而作为限制带33从从动带轮32脱落的限制部件发挥功能。这样，通过使滚珠螺母42的凸缘部42b兼做两个限制部件中的一个，由此减少至少一个限制部件，相应地减少部件数量或部件种类，进而减少电动动力转向装置10的组装工时。具有成本低的优点。
[0050]作为两个限制部件中不兼用于凸缘部42b的另一个限制部件发挥功能的凸缘部件45，为与从动带轮32不同的部件。而且凸缘部件45以夹在球轴承44与从动带轮32之间的状态被锁定螺母46和凸缘部42b夹住，由此被固定于滚珠螺母42的外周。根据该结构，对于凸缘部件45而言也无需直接安装于从动带轮32，因此与之相应地减少电动动力转向装置10的组装工时。
[0051]仅通过将锁定螺母46紧固于设置在滚珠螺母42的第一端部的外螺纹部42a，就能够在滚珠螺母42的轴线方向上在该锁定螺母46与凸缘部42b之间夹住球轴承44、凸缘部件45以及从动带轮32。因此电动动力转向装置10的组装作业变得简单。
[0052]在将防止带脱落用的法兰等限制部件通过铆接或焊接而固定于带轮的情况下，需要在带轮的两侧部确保铆接余量或焊接余量。例如考虑使法兰分别嵌合、固定于在带轮的两侧部设置的小径部，但需要使小径部从法兰的外表面突出与铆接余量或焊接余量对应的量。因此难以使带轮的两侧部处于无高低差的共面状态，并且还需要与该高低差相应地确保带轮的设置空间。对于该点，在本例中不对从动带轮32直接设置任何防止带脱落用的法兰等。由于无需对从动带轮32确保铆接余量或焊接余量，因此与之相应地能够缩短从动带轮32在其轴线方向上的长度。
[0053]另外，上述实施方式还可以变更为如下方式来实施。
[0054]虽然在本例中将与滚珠螺母42的凸缘部42b协作来抑制带33脱落的凸缘部件45，与球轴承44以及从动带轮32 —起，由锁定螺母46和凸缘部42b夹持，但也可以采用如下方式。
[0055]如图4所示，在从动带轮32的与凸缘部42b相反的一侧的端部(图4中的左端部)设置小径部32a。然后在使圆环状的法兰53嵌合于该小径部32a的状态下，通过铆接或焊接等将法兰53固定于从动带轮32。即使这样，与将两个法兰固定于从动带轮32的情况相比，也减少组装工时。
[0056]在本例中，可以采用省略第一引导面51以及第二引导面52的结构。
[0057]在本例中，驱动带轮31、从动带轮32以及带33的齿型形状可以为与它们的轴线方向平行地延伸的直线齿(平齿)，也可以为相对于该轴线方向倾斜地相交的斜齿。在采用斜齿的情况下，带33与驱动带轮31、以及带33与从动带轮32的啮合变得顺利。因此抑制振动或噪声的产生等。
[0058]在本例中，虽然采用带齿带轮作为驱动带轮31以及从动带轮32，采用带齿带作为带33，但也可以采用无齿的平带以及无齿的带轮。
[0059]在本例中，虽然由锁定螺母46和滚珠螺母42的凸缘部42b夹住球轴承44、凸缘部件45以及从动带轮32，但也可以采用如下方式。即，可以采用被压入滚珠螺母42的与凸缘部42b相反的一侧的端部的圆环状的压入部件(压入环)作为按压部件来代替锁定螺母46。由该压入部件和凸缘部42b夹住球轴承44、凸缘部件45以及从动带轮32。在该情况下，也可以省略滚珠螺母42的外螺纹部42a。
[0060]另外，也可以采用C形等的止动环作为按压部件，来代替锁定螺母46。在该情况下，在使凸缘部42b、从动带轮32、凸缘部件45以及球轴承44在滚珠螺母42的轴线方向上彼此面接触的状态下，将止动环安装在滚珠螺母42的与凸缘部42b相反的一侧的端部。即使这样，从动带轮32、凸缘部件45以及球轴承44也维持被凸缘部42b和止动环夹住的状态。
[0061]本例的凸缘部42b可以与滚珠螺母42 —体形成，也可以作成不同的部件。在将凸缘部42b做成不同于滚珠螺母42的部件的情况下，可以将作为该不同的部件的凸缘部42b紧固于滚珠螺母42的与外螺纹部42a相反的一侧的端部，也可以压入滚珠螺母42的与外螺纹部42a相反的一侧的端部。
[0062]在本例中，例举利用马达18的旋转力来辅助与转向操作连动地进行直线运动的齿条轴13的动作的电动动力转向装置，但也能够适用于线控转向(SBW)。线控转向是在转向盘与转向轮之间不具有机械式结合的转向装置，将转向盘的操作用电信号传递至转向操作致动器。转向操作致动器作为马达、将马达的旋转运动转换为转向轴(滚珠丝杠轴)的直线运动的动力转换机构20，例如具备带传动机构30以及滚珠丝杠机构40。
[0063]另外，在具体为线控转向的情况下，不仅能够作为前轮转向操作装置，而且也能够具体为后轮转向操作装置或四轮转向操作装置(4WS)。
【权利要求】
1.一种转向装置，其特征在于，包括: 转向轴，该转向轴在壳体内进行直线运动由此使转向轮转向； 驱动带轮，该驱动带轮伴随设置于上述壳体的马达的驱动而以沿着上述转向轴的轴线延伸的轴线为中心进行旋转； 滚珠螺母，该滚珠螺母经由多个滚珠而与上述转向轴螺纹接合并且经由轴承相对于上述壳体的内周面以能够旋转的方式被支承； 从动带轮，该从动带轮嵌合于上述滚珠螺母的外周； 带，该带架设在上述驱动带轮与上述从动带轮之间；凸缘状的第一限制部件，该第一限制部件设置在上述从动带轮的上述轴承侧的侧部；按压部件，该按压部件设置于上述滚珠螺母的第一端部；以及凸缘状的第二限制部件，该第二限制部件设置在上述滚珠螺母的第二端部，而在上述转向轴的轴线方向上将上述轴承以及上述从动带轮夹在该第二限制部件与上述按压部件之间，并且该第二限制部件与上述第一限制部件协作来限制带在上述转向轴的轴线方向上的移动。
2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于， 上述第一限制部件以被夹设在上述轴承以及上述从动带轮之间的状态被上述按压部件和上述第二限制部件夹住，由此固定于上述滚珠螺母的外周。
3.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于， 上述按压部件是紧固于上述第一端部的锁定螺母。
4.根据权利要求2所述的转向装置，其特征在于， 上述按压部件是紧固于上述第一端部的锁定螺母。
5.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于， 上述按压部件是被压入于上述第一端部的压入部件。
6.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于， 在上述第一限制部件以及上述第二限制部件的外周缘分别设置有将上述带朝向上述从动带轮的外周面引导的引导面。
【文档编号】B62D5/04GK104210539SQ201410245843
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2013年6月4日
【发明者】塚越雅之 申请人:株式会社捷太格特