專利名稱：車輛轉向系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車輛轉向系統(tǒng)，其包括一個變角度機構，用以改變轉 向構件的轉向角相對于轉向機構的轉角的角比率，來轉動左右轉向輪。
背景技術：
包括在車輛轉向系統(tǒng)中的變角比率機構由第一恒星齒輪、第二恒星 齒輪、第一行星齒輪、第二行星齒輪、支架以及電動機組成，其中第一 恒星齒輪連接到例如方向盤等轉向構件上，第二恒星齒輪與第一恒星齒 輪同軸設置并且連接到轉向機構，第 一行星齒輪與第 一 恒星齒輪嚙合， 第二行星齒輪與第二恒星齒輪嚙合并且與第 一行星齒輪一起轉動，支架 支撐第一和第二行星齒輪以使它們可以圍繞自身軸線自由旋轉并且圍繞恒星齒輪轉動，電動機用以轉動支架，并且構造成通過第一恒星齒輪、 第一行星齒輪和第二行星齒輪轉動第一恒星齒輪，并且通過電動機驅動 的支架以加快的速度轉動第二恒星齒輪，從而改變轉向角相對于轉角的角比率(例如，JP-A-2005-343205 )。此外， 一根連接軸壓配合到開口 于第 一和第二行星齒輪旋轉中心的軸孔中用于使它們整體連接。已知一種車輛轉向系統(tǒng)，其包括變角比率機構，其中切削成型的第 一和第二行星齒輪中的一端彼此對接，并且對接部分通過焊接而使第一 和第二行星齒輪整體連接在一起。圖4A到4D為示出了通過焊接連接 第一和第二行星齒輪100、 101的步驟的i兌明圖。齒輪材料100a、 101a 通過模具模制而成，每一個齒輪材料包括一個大直徑部分和一個與大直 徑部分接續(xù)連接的小直徑部分(圖4A),輪齒通過銑床切削進齒輪材料 100a、 101a的大直徑部分(圖4B)，接下來，要對其施以熱處理，例 如淬火，然后，在齒輪材料的中心部分開軸孔(圖4C),在打磨輪齒表 面后彼此對接兩個加工的行星齒輪100、 101的小直徑部分，并將對接 部分焊接在一起(圖4D)。接下來，軸元件被壓配合到各行星齒輪100、 101的軸孔中。如JP-A-2005-343205中的所做的那樣，在變角比率機構中的第一和 第二行星齒輪通過連接軸連接在一起，但是，輪齒的切削工作需要在分200710135832.4說明書第2/6頁開的步驟中完成，而且，第一和第二行星齒輪的圓周相位匹配是很困難 的，在這方面有改進的需求。此外，在其中兩個行星齒輪通過焊接連接在一起的變角比率機構中，因為如下必需的步驟模制兩個齒輪材料、在齒輪材料上切削出輪 齒、對其施以熱處理、在上面開軸孔、打磨并把所得齒輪焊接在一起， 所以加工步驟的數量增加，導致的問題是行星齒輪的生產成本乃至車輛 轉向系統(tǒng)的生產成本增加。此外，由于在焊接過程中產生的施加于行星 齒輪上的熱量，會在連接部分產生應變，這又會導致第一和第二行星齒 輪之間圓周相位的偏離，導致的問題是使在第一恒星齒輪和第一行星齒 輪之間的嚙合處的齒隙量與在第二恒星齒輪和第二行星齒輪之間的嚙 合處的齒隙量間的差增加。此外，由于第一和第二行星齒輪的小直徑部 分需要加工得相應長些，以保證焊接所需空間，因此使行星齒輪齒寬方 向上的整體長度增加，導致的問題是變角比率機構以大尺寸形成。發(fā)明內容本發(fā)明考慮到所述情況而做出，其主要目的是提供一種能夠減少生 產行星齒輪的加工步驟、消除行星齒輪的圓周相位偏離以及降低其齒寬 方向的整體長度的車輛轉向系統(tǒng)。根據本發(fā)明的第一方面，提供一種包括一個變角比率機構的車輛轉 向系統(tǒng)，其用以改變轉向構件的轉向角相對于轉向機構的轉角的角比 率，該變角比率機構依次包括連接到轉向構件的第一恒星齒輪、連接 到轉向機構的第二恒星齒輪以及行星齒輪，每一個行星齒輪分別包括適 于與第一和第二恒星齒輪嚙合的第一輪齒部分和第二輪齒部分，并且這 兩部分在齒寬方向上彼此分離，第一輪齒部分和第二輪齒部分通過鍛造 成型為一個整體。根據本發(fā)明的第二方面，提供一種根據本發(fā)明第一方面的車輛轉向 系統(tǒng)，其中第 一輪齒部分和第二輪齒部分通過沿齒寬方向從各自端部邊 緣向著行星齒輪的中心加工成型。根據本發(fā)明的第一方面和第二方面，因為行星齒輪的第一輪齒部分 和第二輪齒部分通過鍛造成型為一個整體，可以減少該行星齒輪的加工步驟，因此也減少了該行星齒輪乃至車輛轉向系統(tǒng)的生產成本。此外，
因為輪齒部分是通過鍛造成型為一個整體，可以消除第一輪齒部分和第二輪齒部分之間的圓周相位偏離，使其與第 一和第二恒星齒輪在嚙合處的齒隙量相同，從而能夠減少由于齒隙引起的呻嗒聲。另外，由于在第一輪齒部分和第二輪齒部分之間的無輪齒部分可以減小，因此行星齒輪在齒寬方向上的總體長度可以縮小，于是行星齒輪和內部安裝該行星齒 輪的車輛轉向系統(tǒng)可以縮減其尺寸。另外，由于第一輪齒部分和第二輪齒部分的輪齒表面可加壓硬化，可省略例如淬火等熱處理。此外，由于 如此加壓硬化制成的輪齒表面比切削成型的輪齒表面更加光滑，因此可 以減小當輪齒部分的輪齒表面相互滑動接觸的時候產生的滑動噪音。


圖1是示出根據本發(fā)明的車輛轉向系統(tǒng)的構造示例圖。
圖2是沿著圖1中線II-II的橫截面圖。
圖3A至3D是示出根據本發(fā)明的車輛轉向系統(tǒng)的行星齒輪的加工 方法的說明圖。
圖4A至4D是示出用于傳統(tǒng)的車輛轉向系統(tǒng)的通過焊接方法連接 行星齒輪的步驟的說明圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細的描述。圖l是示 出根據本發(fā)明的車輛轉向系統(tǒng)的構造的示例圖，圖2是沿著圖1中線 II-II的橫截面圖。
此車輛轉向系統(tǒng)包括轉向柱i，在其上部連接一個方向盤(轉向構 件)，以及一個變角比率機構A，此變角比率機構位于轉向機構2中傳 動軸或者小齒輪軸3的上端和轉向柱1的下端，用以改變轉向柱1的轉 向角相對于轉向機構2的轉角的角比率，因而使分別支撐于齒條軸22 兩端的轉向輪B、 B能夠因轉向柱l的轉動而轉向，其中轉向機構2包 括連接于小齒輪軸3另 一端的小齒輪21以及一根轉向軸或者齒條軸22 ， 該轉向軸或者齒條軸22具有適于與小齒輪21嚙合的齒條22a并且適于 沿縱軸向移動。 該變角比率機構A包括設置在轉向柱1下端的第一恒星齒輪4; 與第一恒星齒輪4同軸設置并且設置在小齒輪軸3上端的第二恒星齒輪 5;多個行星齒輪6，每一個行星齒輪包括適于與第一恒星齒輪4嚙合的 第一輪齒部分61和適于與第二恒星齒輪5嚙合的第二輪齒部分62;支 撐行星齒輪6使得行星齒輪繞自身軸線自由旋轉并且圍繞恒星齒輪轉動 的支架7;設置于支架7外部圓周部分的外部齒輪元件8;以及帶有與 外部齒輪元件8相嚙合的第一驅動齒輪9并且作為轉動支架7的差動致 動裝置的電動機IO。此外，該車輛轉向系統(tǒng)還包括一個設置于轉向柱l中部的傳動齒輪 11，以及一個電動機13，該電動機具有與傳動齒輪11嚙合的第二驅動 齒輪12并且作為改變施于轉向柱1扭矩的變扭矩致動裝置。轉向柱1和小齒輪軸3通過軸承以可轉動的方式支撐于靜止構件 上，第一和第二恒星齒輪4、 5分別同軸地朝向轉向柱1和小齒輪軸3。 在轉向柱1的外圍安裝有扭矩傳感器(圖未示)，用于探測施加于轉向 柱l的扭矩，并且設置了控制設備14，設備14根據扭矩傳感器等探測 到的扭矩來控制電動機IO、 13的驅動線路10a、 13a。在行星齒輪6中，由直齒正齒輪部分構成的第一輪齒部分61和由 直齒正齒輪部分構成的第二輪齒部分62設置成在齒寬方向上間隔開， 第一輪齒部分61和第二輪齒部分62的齒數彼此不同。行星齒輪6通過 具有與第一輪齒部分61相對應的第一成型部分的第一模具C和具有與 第二輪齒部分62相對應的第二成型部分的第二模具D冷鍛而成。圖3A到3D為示出加工方法的說明圖。在冷鍛行星齒輪6的過程中， 通過把線材切割成預定長度而形成的齒輪材料6a (圖3A)置于第一成 型模具C和第二成型模具D之間(圖3B),并且第二模具D垂直運動 多次去敲擊齒輪材料，從而在齒輪材料6a的兩端部分鍛造出第一輪齒 部分61和第二輪齒部分62。其后，通過第一精整模具Cl( finishing die) 和第二精整模具Dl對第一輪齒部分61和第二輪齒部分62分別施以精 鍛(圖3C)。在對精鍛的齒輪材料6a進行例如淬火等熱處理后，在所 鍛齒輪6的中心部分通過鉆孔機鉆出軸孔63 (圖3D)。第一模具C、 Cl的第一成型部分和第二模具D、 Dl的第二成型部分上設有拔模角。 因此，第一輪齒部分61和第二輪齒部分62的齒面、齒頂表面和齒根表 面由于設置的拔模角而相應地相對于齒輪6的中心軸線輕微地傾斜。
此外，淬火的熱處理過程可僅在需要時執(zhí)行，因此，可以被省略。支架7包括第一盤形板部分7a，通過滾針軸承以可旋轉的方式安 裝成支撐于轉向柱1的外周部分；第二盤形板部分7b，通過滾針軸承 以可旋轉的方式安裝成支撐于小齒輪軸3的外周部分；以及一個圓柱形 連接部分7c，其通過例如螺栓等連接裝置把第一盤形板部分7a和第二 盤形板部分7b連接在一起，并且具有多個齒的環(huán)形外圍齒輪元件8 — 體地設置在圓柱形連接部分7c的外周部分上。第一裝配孔71設置在第一盤形板部分7a和第二盤形板部分7b中 每一個的旋轉中心部分，并且兩個裝配孔72也設置在第一盤形板和第 二盤形板部分中每一個的如下位置該位置偏離于旋轉中心部分，并使 得板部分的圓周被分割成相等的兩個部分。行星齒輪6的軸元件15的 端部通過滾針軸承分別裝配于第二裝配孔72、 72中。在如前面所述構造的車輛轉向系統(tǒng)中，當通過方向盤操作轉向柱1 轉動時，小齒輪軸3通過笫一恒星齒輪4、行星齒輪6的笫一輪齒部分 61和第二輪齒部分62以及第二恒星齒輪5而轉動。此外，從控制設備 14輸出到驅動線路10a的命令信號驅動用于差動致動裝置的電動機10， 由此支架7通過笫一驅動齒輪9和外圍齒輪元件8轉動，小齒輪軸3于 是通過行星齒輪6的第一輪齒部分61、第二輪齒部分62和恒星齒輪5 加速轉動，并且改變了轉向柱1的轉向角相對于轉向機構2的轉角的角 比率。當施加于轉向柱的扭矩由于小齒輪軸被加速轉動而比預定值有所 改變時，根據施加到轉向柱1等之上的扭矩，通過從控制設備14輸出 到驅動線路13a的命令信號驅動用于改變扭矩的電動機13，因此能夠使 施加到轉向柱1的扭矩保持在預定值。此外，由于行星齒輪6的笫一輪齒部分61和第二輪齒部分62是通 過冷鍛成型為一個整體，因此可以減少行星齒輪6的加工步驟。由于通 過鍛造加工的第 一輪齒部分61和第二輪齒部分62的輪齒表面被加壓硬 化，淬火的熱處理步驟可以省略。此外，由于加壓硬化的輪齒表面比較 光滑，而且第一輪齒部分61與第二輪齒部分62之間的非輪齒部分的長 度可制造成短于由兩個齒輪焊接在一起的傳統(tǒng)行星齒輪的相應部分長 度，至于行星齒輪是通過鍛造還是通過切削成型，能夠通過觀察輪齒表面和非輪齒部分輕易判斷出來。注意到前面所述的實施方式中，行星齒輪6的第一輪齒部分61和第二 輪齒部分62的輪齒^L描述成筆直的，然而第一輪齒部分61和第二輪齒部 分62也可以具有螺旋狀輪齒。本申請是基于2007年7月18日提交的日本專利申請第2006-196146 號，其全部內容在此引用作為參考。
權利要求
1.一種車輛轉向系統(tǒng)，其包括用以改變轉向構件的轉向角相對于轉向機構的轉角的角比率的變角比率機構，該變角比率機構包括連接到轉向構件的第一恒星齒輪；連接到轉向機構的第二恒星齒輪；以及行星齒輪，每一個行星齒輪包括第一輪齒部分和第二輪齒部分，第一輪齒部分和第二輪齒部分分別適于與第一和第二恒星齒輪嚙合，并且兩個輪齒部分在齒寬方向上彼此間隔開，該第一輪齒部分和第二輪齒部分通過鍛造成型為一個整體。
2.如權利要求l所述的車輛轉向系統(tǒng)，其中，第一輪齒部分和第二輪齒部 分通過沿齒寬方向從各自端部邊緣向著行星齒輪的中心加工成型。
全文摘要
提供一種車輛轉向系統(tǒng)，其包括一個變角比率機構，用以改變轉向構件的轉向角相對于轉向機構的轉角的角比率，該變角比率機構包括連接到轉向柱的第一恒星齒輪、連接到轉向機構的第二恒星齒輪以及行星齒輪，每一個行星齒輪包括第一輪齒部分和第二輪齒部分，第一輪齒部分和第二輪齒部分分別適于與第一和第二恒星齒輪嚙合，并且在齒寬方向彼此間隔開，第一輪齒部分和第二輪齒部分通過鍛造成型為一個整體。
文檔編號B62D3/00GK101108629SQ20071013583
公開日2008年1月23日 申請日期2007年7月16日 優(yōu)先權日2006年7月18日
發(fā)明者中野史郎, 前田大輔, 山中亨介 申請人:株式會社捷太格特