專利名稱：轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向裝置，更具體地說(shuō)，涉及可以通過(guò)進(jìn)給螺桿 的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向盤(pán)的傾斜位置或伸縮位置的轉(zhuǎn)向裝置，并且涉 及進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)向盤(pán)的傾斜位置或伸縮位置需要根據(jù)駕駛員的體形和駕駛位置 來(lái)調(diào)節(jié)。有一種轉(zhuǎn)向裝置，其通過(guò)利用電機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給螺桿軸， 以線性移動(dòng)擰到進(jìn)給螺桿軸上的進(jìn)給螺母來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向盤(pán)的傾斜位置或 伸縮位置。
在這種轉(zhuǎn)向裝置中使用的傳統(tǒng)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)中，進(jìn)給螺桿軸用金 屬模制，進(jìn)給螺母用合成樹(shù)脂模制且進(jìn)給螺母沿著徑向方向向里變形， 并且進(jìn)給螺母的內(nèi)周邊被壓到進(jìn)給螺桿軸的外周邊上，以消除進(jìn)給螺 桿軸和進(jìn)給螺母之間的間隙。
然而，合成樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)比金屬的熱膨脹系數(shù)大得多。因此， 當(dāng)轉(zhuǎn)向裝置的工作溫度低于正常溫度時(shí)，由樹(shù)脂制成的進(jìn)給螺母沿軸 向方向和徑向方向收縮。結(jié)果，由于軸向方向收縮所引起的進(jìn)給螺母 的導(dǎo)程小于螺桿軸的導(dǎo)程，因而增大干涉。而且，由于徑向方向收縮 所引起的進(jìn)給螺母內(nèi)徑的減小多于進(jìn)給螺桿軸的外徑的減小，因而增 大干涉。因此，當(dāng)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)操作時(shí)，出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩增大、轉(zhuǎn)矩變化以 及操作聲音增大。
當(dāng)使用樹(shù)脂制成的進(jìn)給螺母時(shí)，需要一定的螺桿長(zhǎng)度以便確保螺 桿強(qiáng)度。這樣，當(dāng)螺母的直徑與螺母的軸向長(zhǎng)度相比時(shí)，螺母的軸向長(zhǎng)度大于螺母的直徑。因此，因?yàn)橛捎跍囟鹊淖兓鹇菽傅某叽?的變化沿螺母的軸向長(zhǎng)度較大，所以，由于沿軸向方向的收縮所引起 的導(dǎo)程差異所引起的被給予操作轉(zhuǎn)矩的增加、操作轉(zhuǎn)矩的變化和操作 聲音的增大的干涉的增大的影響比較大。當(dāng)由于干涉增大而引起操作 轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，由于需要具有大輸出的大電機(jī)，所以生產(chǎn)成本高，并且 需要大的空間。因此，布置的自由度受到限制。
而且，當(dāng)轉(zhuǎn)向裝置的工作溫度高于常溫時(shí)，樹(shù)脂制成的進(jìn)給螺母 沿軸向方向和徑向方向膨脹。結(jié)果，由于沿軸向方向的膨脹導(dǎo)致的進(jìn) 給螺母的導(dǎo)程大于進(jìn)給螺桿軸的導(dǎo)程，從而增大干涉。而且，由于沿 徑向方向的膨脹導(dǎo)致的進(jìn)給螺母的內(nèi)徑比進(jìn)給螺桿軸的外徑擴(kuò)大得 多，從而增大間隙。
作為具有用于抑制由于溫度變化引起的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的操作的不 便的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向裝置，在專利文獻(xiàn)l中公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)向裝置。 在專利文獻(xiàn)l中公開(kāi)的轉(zhuǎn)向裝置在沿著進(jìn)給螺母的軸向兩端具有軸向 狹槽，該狹槽沿著進(jìn)給螺母的軸向兩端在支承部分具有敞開(kāi)的兩個(gè)軸 向端。而且，在其軸向的中間部分該進(jìn)給螺母的有效直徑設(shè)定成具有 增加的干涉的大直徑，其中螺母在低溫下緊固。進(jìn)給螺母在其沿軸向 兩端的有效直徑設(shè)定成在常溫下沒(méi)有空間的小直徑。沿著軸向的其余 的有效直徑設(shè)定成從大直徑向小直徑逐漸變化的直徑。
在專利文獻(xiàn)l中公開(kāi)的轉(zhuǎn)向裝置中，進(jìn)給螺母的徑向干涉能夠調(diào)節(jié) 以改進(jìn)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)行不便。然而，在這種結(jié)構(gòu)中，(由于進(jìn)給 螺母和進(jìn)給螺桿軸之間的導(dǎo)程差引起的)螺紋的軸向干涉不能調(diào)節(jié)。 當(dāng)使用樹(shù)脂制造的進(jìn)給螺母時(shí)，需要一定程度的螺紋長(zhǎng)度以便確保螺 紋強(qiáng)度。這樣，當(dāng)螺母直徑與螺母的長(zhǎng)度相比時(shí)，螺母的長(zhǎng)度大于螺 母的直徑。因此，由于因?yàn)闇囟茸兓鸬某叨茸兓诼菽傅妮S向長(zhǎng) 度上比較大，所以由于因?yàn)檩S向收縮引起的導(dǎo)程差導(dǎo)致操作轉(zhuǎn)矩增大、 操作轉(zhuǎn)矩的變化和工作聲音的增大的干涉增大的影響比較大。因而，即便當(dāng)進(jìn)給螺母的徑向干涉在低溫下能夠調(diào)節(jié)時(shí)，由于由 更大影響的螺桿的軸向干涉增大不能被抑制，出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的增大、轉(zhuǎn)矩 的變化和工作聲音的增大。而且，由于干涉的增大和操作轉(zhuǎn)矩的增大， 需要具有大輸出的電機(jī)驅(qū)動(dòng)它。因此需要大的空間并且布置的自由度 受到限制。此外，由于進(jìn)給螺母自身的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，進(jìn)給螺母的加工 成本高。
還有，在專利文獻(xiàn)2所示的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)中，進(jìn)給螺桿軸用金屬制 造，而進(jìn)給螺母用合成樹(shù)脂成型，當(dāng)該進(jìn)給螺母擰入進(jìn)給螺桿軸上時(shí) 減小滑動(dòng)阻力，以便改進(jìn)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的工作壽命并且在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中 減小運(yùn)行聲音。
然而，如專利文獻(xiàn)2所示的傳統(tǒng)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)給螺桿軸的螺紋 寬度和進(jìn)給螺母的螺紋寬度被形成為以便具相同的尺寸(與螺紋螺距 的一半一樣長(zhǎng))。但是，在金屬制造的進(jìn)給螺桿軸和樹(shù)脂制造的進(jìn)給 螺母中，用樹(shù)脂制造的進(jìn)給螺母的材料強(qiáng)度明顯低于進(jìn)給螺桿軸的材 料強(qiáng)度。因此由于螺紋的結(jié)合長(zhǎng)度(沿軸向的進(jìn)給螺母的螺紋長(zhǎng)度) 被確定成以滿足材料強(qiáng)度低的進(jìn)給螺母，結(jié)果帶來(lái)的問(wèn)題是進(jìn)給螺母 變大，進(jìn)給螺母的重量增加并生產(chǎn)成本增加。
在專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了一種電傾斜型轉(zhuǎn)向裝置，在用于支撐蝸桿的 軸承部件中設(shè)置彈性變形部件，以通過(guò)彈性變形件的彈性力對(duì)蝸桿施 加軸向壓力，但是，不能避免由于溫度變化引起的壓力變化。
而且，在專利文獻(xiàn)4公開(kāi)了一種電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，各部件的尺 寸分別設(shè)定成使得金屬制造的蝸桿和樹(shù)脂制造的渦輪中心之間的線性 膨脹等于鋁制造的殼體的線性膨脹量，以保持蝸桿和渦輪的接合部件 的間隙為合適的值。但是，上述尺寸不適合用于支撐進(jìn)給螺母自由轉(zhuǎn) 動(dòng)的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)。專利文獻(xiàn)l: JP-A-2001-315648
專利文獻(xiàn)2: JP-A-2000-238647
專利文獻(xiàn)3: JP-UM-A-7-8156
專利文獻(xiàn)4: JP-B-337909
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向裝置，該轉(zhuǎn)向裝置 在轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給螺母時(shí)能夠抑制敲擊聲音的產(chǎn)生，該進(jìn)給螺母即便在工作 溫度變化時(shí)也能夠抑制運(yùn)行聲音的增大和壓力的變化。根據(jù)本發(fā)明提 供的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向裝置，由于操作轉(zhuǎn)矩不增加，用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)給 螺桿機(jī)構(gòu)的電機(jī)的輸出可以減小。結(jié)果，可以使電機(jī)緊湊，生產(chǎn)成本 可以減少并且空間可以小。因此，可以改善布置的自由度。而且進(jìn)給 螺母自身的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單使得進(jìn)給螺母的加工成本減少
上述問(wèn)題通過(guò)下述裝置解決。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，包括 進(jìn)給螺桿軸，該進(jìn)給螺桿軸由金屬制成；和
進(jìn)給螺母，該進(jìn)給螺母由合成樹(shù)脂制成，其擰入該進(jìn)給螺桿軸上 并且相對(duì)于該進(jìn)給螺桿軸移動(dòng)，其中
該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)具有這樣的性質(zhì)，即當(dāng)該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的工作溫 度變高時(shí)，用于操作該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的操作轉(zhuǎn)矩變大。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，包括 金屬制成的進(jìn)給螺桿軸；和
合成樹(shù)脂制造的進(jìn)給螺母，其擰入該進(jìn)給螺桿軸上并且相對(duì)于該 進(jìn)給螺桿軸移動(dòng)，其中
該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)給螺母的螺距形成為在常溫下大于進(jìn)給螺桿 軸的螺距。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種如本發(fā)明第二方面提出的進(jìn)給 螺桿機(jī)構(gòu)，其中
該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)給螺母的螺距形成為大致大于進(jìn)給螺桿軸在
該進(jìn)給螺母的軸向長(zhǎng)度的0.025%到0.075%的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種如本發(fā)明第二方面提出的進(jìn)給 螺桿機(jī)構(gòu)，其中
環(huán)形槽沿進(jìn)給螺母的軸向方向形成端面中。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種如本發(fā)明第四方面提出的進(jìn)給 螺桿機(jī)構(gòu)，其中
該環(huán)形槽的內(nèi)周表面形成為以便具有朝著該環(huán)形槽的開(kāi)口側(cè)減小 的直徑。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種如本發(fā)明第四方面提出的進(jìn)給 螺桿機(jī)構(gòu)，其中
形成該進(jìn)給螺母的合成樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的值是超過(guò)該進(jìn)給螺 桿機(jī)構(gòu)的工作溫度范圍上限值的值。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種轉(zhuǎn)向裝置，包括
轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向盤(pán)在車身的后側(cè)安裝在該轉(zhuǎn)向軸上；
柱，該柱以可旋轉(zhuǎn)方式支撐該轉(zhuǎn)向軸，并且相對(duì)于作為支承點(diǎn)的
傾斜中心軸線調(diào)節(jié)傾斜位置或沿著轉(zhuǎn)向軸的中心軸線調(diào)節(jié)伸縮位置； 車身連接支架，該車身連接支架將該柱連接到該車身上； 電致動(dòng)器，該電致動(dòng)器設(shè)置在該柱上或車身連接支架上；以及 本發(fā)明第一方面提出的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，其通過(guò)電致動(dòng)器執(zhí)行該柱
傾斜運(yùn)動(dòng)或伸縮運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種轉(zhuǎn)向裝置，包括轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向盤(pán)在車身的后側(cè)安裝在該轉(zhuǎn)向軸上；
柱，該柱以可旋轉(zhuǎn)方式支撐該轉(zhuǎn)向軸，并且相對(duì)于作為支承點(diǎn)的
傾斜中心軸線調(diào)節(jié)傾斜位置或沿著轉(zhuǎn)向軸的中心軸線調(diào)節(jié)伸縮位置； 車身連接支架，該車身連接支架將該柱連接到該車身上； 電致動(dòng)器，該電致動(dòng)器設(shè)置在該柱上或車身連接支架上；以及 本發(fā)明第二方面提出的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，其通過(guò)電致動(dòng)器執(zhí)行該柱
傾斜運(yùn)動(dòng)或伸縮運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種如本發(fā)明的第八方面提出的轉(zhuǎn) 向裝置，其中
該進(jìn)給螺母的螺距形成為大致大于進(jìn)給螺桿軸的螺距在該進(jìn)給螺 母的軸向長(zhǎng)度的0.025%到0.075%的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供一種如本發(fā)明的第八方面提出的轉(zhuǎn) 向裝置，其中
環(huán)形槽沿進(jìn)給螺母的軸向方向形成端面中。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供一種如本發(fā)明第十方面提出的轉(zhuǎn) 向裝置，其中
該環(huán)形槽的內(nèi)周表面形成為以便具有朝著該環(huán)形槽的開(kāi)口側(cè)減小 的直徑。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，提供一種如本發(fā)明第八方面提出的轉(zhuǎn) 向裝置，其中
形成該進(jìn)給螺母的合成樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的值是超過(guò)該進(jìn)給螺 桿機(jī)構(gòu)的工作溫度范圍上限值的值。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，提供一種如本發(fā)明第七方面提出的轉(zhuǎn) 向裝置，其中
該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)給螺母的螺紋寬度形成為大于該進(jìn)給螺桿軸的螺紋寬度。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，提供一種如本發(fā)明第十三方面提出的 轉(zhuǎn)向裝置，其中
該給螺母的螺紋寬度對(duì)該進(jìn)給螺桿軸的螺紋寬度的比形成為與該 進(jìn)給螺母的材料強(qiáng)度和該進(jìn)給螺桿軸的材料強(qiáng)度的反數(shù)成比例。
根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，提供一種如本發(fā)明第十三方面提出的 轉(zhuǎn)向裝置，其中
該進(jìn)給螺桿軸是滾壓螺桿。
根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，提供一種如本發(fā)明第八方面提出的轉(zhuǎn) 向裝置，其中
該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)給螺母的螺紋寬度形成為大于該進(jìn)給螺桿軸 的螺紋寬度。
根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，提供一種如本發(fā)明第十六方面提出的 轉(zhuǎn)向裝置，其中
該給螺母的螺紋寬度對(duì)該進(jìn)給螺桿軸的螺紋寬度的比形成為與該 進(jìn)給螺母的材料強(qiáng)度和該進(jìn)給螺桿軸的材料強(qiáng)度的反數(shù)成比例。
根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，提供一種如本發(fā)明第十六方面提出的 轉(zhuǎn)向裝置，其中
該進(jìn)給螺桿軸是滾壓螺桿。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置和進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)中，在常溫下，由合成樹(shù)脂 制造的進(jìn)給螺母的螺距形成為大于由金屬制造的進(jìn)給螺桿軸的螺距。 因此，即便在工作溫度變化時(shí)，由于操作轉(zhuǎn)矩不增加，操作轉(zhuǎn)矩不變 化和運(yùn)行聲音不增大。由于操作轉(zhuǎn)矩不增加，用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的電機(jī)的輸出可以減小。結(jié)果，可以使電機(jī)緊湊，以減少生產(chǎn)成本并 且空間可以小，以改善布置的自由度。而且進(jìn)給螺母自身的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 使得進(jìn)給螺母的加工成本減少，并且進(jìn)給螺母的軸向尺寸能夠減小。
而且，在該轉(zhuǎn)向裝置中，還在除該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)之外的結(jié)構(gòu)部件 的操作部件和滑動(dòng)部件中，由于油脂的影響在低溫下出現(xiàn)操作轉(zhuǎn)矩的 增加。本發(fā)明的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)具有這樣的性質(zhì)，即隨著該進(jìn)給螺桿機(jī) 構(gòu)的工作溫度變高，用于操作該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)所需要的操作轉(zhuǎn)矩變大。
因此，本發(fā)明的的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)被用于轉(zhuǎn)向裝置，使得在低溫下 作為轉(zhuǎn)向裝置的整個(gè)部分操作轉(zhuǎn)矩的增加能夠被抑制。結(jié)果，由于該 進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)能夠用其輸出低的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以使電機(jī)緊湊，生產(chǎn)成 本能夠減少并且空間可以小，改善布置的自由度。
在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置中，進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)給螺母的寬度形成為 大于進(jìn)給螺桿軸的螺紋寬度。因此，該進(jìn)給螺母的沿軸向的長(zhǎng)度變短。 因而進(jìn)給螺母的重量減少并且生產(chǎn)成本可以減少。
在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置中，進(jìn)給螺母、軸承和殼體的軸向的尺寸設(shè) 置成使得由于溫度的變化該進(jìn)給螺母和軸承在軸向的總尺寸的變化與 由于溫度變化引起的殼體在軸向的尺寸變化是相同的。因此，由于溫 度的變化引起的壓力變化被抑制，轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給螺母時(shí)操作轉(zhuǎn)矩的增加或 產(chǎn)生的敲擊聲音能夠被抑制。


圖l是示出本發(fā)明的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置連接到車輛上的狀態(tài)的整體透 視圖。
圖2是示出本發(fā)明的傾斜和伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的主要部件的前 視圖。
圖3是沿著圖2的m-m線截取的剖視圖并且示出傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部件。
圖4是示出本發(fā)明的伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的主要部件的前視圖。 圖5是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的進(jìn)給螺桿軸和進(jìn)給螺母的螺紋部
件的局部放大剖視圖。圖5 (1)示出在高溫下的狀態(tài)，圖5 (2)示出 在常溫下的狀態(tài)，圖5 (3)示出在低溫下的狀態(tài)。
圖6是示出本發(fā)明第二實(shí)施例的進(jìn)給螺桿軸和進(jìn)給螺母的螺紋部 件的剖視圖。圖6 (1)是示出螺紋部件的整個(gè)部件的剖視圖，圖6 (2) 是示出圖6 (1)中的P部分的放大剖視圖，并且圖6 (3)是示出當(dāng)進(jìn)給 螺母的螺紋和進(jìn)給螺桿軸的螺紋之間的干涉大時(shí)的狀態(tài)的該P(yáng)部分的 放大的剖視圖。
圖7是示出本發(fā)明第三實(shí)施例的進(jìn)給螺桿軸和進(jìn)給螺母的螺紋部 件的剖視圖。圖7 (1)是示出螺紋部件的整個(gè)部件的剖視圖，圖7 (2) 是示出圖7 (1)中的Q部分的放大剖視圖，并且圖7 (3)是示出當(dāng)進(jìn)給 螺母的螺紋和進(jìn)給螺桿軸的螺紋之間的干涉大時(shí)的狀態(tài)的該Q部分的 放大的剖視圖。
圖8是圖表，示出用于認(rèn)識(shí)本發(fā)明的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的操作轉(zhuǎn)矩如何 根據(jù)工作溫度變化而進(jìn)行的測(cè)試的結(jié)果，并且示出根據(jù)進(jìn)給螺母和進(jìn) 給螺桿軸之間螺距的差異通過(guò)測(cè)試特性的差異而獲得的結(jié)果。
圖9是圖表，用于說(shuō)明傳統(tǒng)的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)根據(jù)工作溫度的操作轉(zhuǎn) 矩特性和本發(fā)明的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)根據(jù)工作溫度的操作轉(zhuǎn)矩特性之間的 差異。
圖10是圖表，用于說(shuō)明傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向裝置的操作轉(zhuǎn)矩和操作力如何 根據(jù)工作溫度變化。
圖11是圖表，用于說(shuō)明本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置的操作轉(zhuǎn)矩和操作力如 何根據(jù)工作溫度變化。
圖12是示出根據(jù)第四實(shí)施例的進(jìn)給螺桿軸和進(jìn)給螺母的螺紋部件 的局部放大剖視圖。
圖13是示出根據(jù)第四實(shí)施例的進(jìn)給螺桿軸的螺紋寬度和進(jìn)給螺母
的螺紋寬度的計(jì)算方法的例子的局部放大剖視圖。
圖14是示出本發(fā)明第五實(shí)施例的伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的主要部件的前視局部剖視圖。
圖15是示出圖14所示的伸縮型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部件的剖視圖。
圖16是示出本發(fā)明第六實(shí)施例的伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的主要部件
的前視局部剖視圖。
圖17是示出圖16所示的伸縮型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部件的剖視圖。 圖18是示出本發(fā)明第七實(shí)施例的伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的主要部件
的前視局部剖視圖。
圖19是示出圖18所示的伸縮型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部件的剖視圖。 圖20是示出本發(fā)明第八實(shí)施例的傾斜和伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的主
要部件的前視圖。
圖21是沿圖20的XXI-XXI線截取的剖視圖，并示出傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
的主要部件。
圖22是沿圖20的XXII-XXII線截取的剖視圖，并示出傾斜電機(jī)和蝸 桿主要部件。
附圖標(biāo)記和符號(hào)的說(shuō)明 101:電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置 102:轉(zhuǎn)向軸 102A:上轉(zhuǎn)向軸 102B:下轉(zhuǎn)向軸
103:轉(zhuǎn)向盤(pán) 104:萬(wàn)向接頭 105:中間軸 106:萬(wàn)向接頭 107:轉(zhuǎn)向器 108:拉桿 11:車身 2:車身連接支架 21:上板 3:下柱31:支架
32:傾斜中心軸
4:上柱
41:凸緣
5:伸縮型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
51:伸縮電機(jī)
52:蝸桿
53:進(jìn)給螺桿軸
54:渦輪
55:進(jìn)給螺母
56A、 56B:軸承
6:傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
61:傾斜電機(jī)
62:蝸桿
63:進(jìn)給螺桿軸
631、 632:軸承
64:蝸輪
65:進(jìn)給螺母
651:傾斜驅(qū)動(dòng)力傳輸凸起
66:接合孔
70:螺桿軸線
71:有效直徑
71A:端面
72:環(huán)形槽
73:中心軸線
74:環(huán)形槽
741:內(nèi)周表面
742:外周表面
1101:電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置 1102A:上轉(zhuǎn)向軸1102B:下轉(zhuǎn)向軸
1103:轉(zhuǎn)向盤(pán)
1011:車身
1002:車身連接支架
1021:上板
1022:側(cè)板
1003:下柱
1031:支架
1032:傾斜中心軸
1033:細(xì)長(zhǎng)孔
1004:上柱
1041:凸緣
1005:伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
1050:殼體
1501:大直徑孔
1502:小直徑孔
1503:內(nèi)螺紋
1504:右端面
1505:封閉端面
1506:通孔
1051:伸縮電機(jī)
1052:蝸桿
1053:進(jìn)給螺桿軸
1054:渦輪
1055:進(jìn)給螺母
1551:右端面
1552:左端面
1056:軸承
1956A:外環(huán)
1561A:左端面1056B:內(nèi)環(huán)
1561Bc右端面
1057:軸承
1057A:外環(huán)
1571A:右端面
1057B:內(nèi)環(huán)
1071B左端面
1058:軸承壓緊螺母
1581:外螺紋
1582:左端面
1583:軸承孔
1584:階梯表面
1585:軸承孔
1586:階梯表面
1059:鎖緊螺母
1591:左端面
1006:傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
1060:殼體
1601:大直徑孔
1602:小直徑孔
1603:內(nèi)螺紋
1061:傾斜電機(jī)
1611:輸出軸
1612、1613:軸承
1062:蝸桿
1063:進(jìn)給螺桿軸
1631:傾斜驅(qū)動(dòng)力傳輸銷
1064:渦輪
1065:進(jìn)給螺母
1066:軸承
171067:軸承
1068:軸承壓緊螺母
1681:外螺紋
1685:軸承孔 1069:鎖緊螺母
具體實(shí)施例方式
在下面描述的實(shí)施例中，將描述各種例子，其中本發(fā)明應(yīng)用于調(diào) 節(jié)轉(zhuǎn)向盤(pán)的上下位置和前后位置的傾斜和伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，和只 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向盤(pán)的前后位置的伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可 以應(yīng)用于只能夠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向盤(pán)的上下位置的傾斜型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。圖1是示出電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置101連接到車輛上的狀態(tài)的整體透視圖。 該電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置101支撐轉(zhuǎn)向軸102以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)向軸102具有連接 連接到該轉(zhuǎn)向軸102上端(車身的后側(cè))的轉(zhuǎn)向盤(pán)103和通過(guò)萬(wàn)向接頭 104連接到該轉(zhuǎn)向軸102的下端(車身的前側(cè))的中間軸105。
該中間軸105具有連接到該中間軸105下端的萬(wàn)向接頭106。具有齒 條齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向器107連接到該萬(wàn)向接頭106
當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)和操作轉(zhuǎn)向盤(pán)103時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)力通過(guò)轉(zhuǎn)向軸102、萬(wàn)向 接頭104、中間軸105以及萬(wàn)向接頭106傳遞到轉(zhuǎn)向器107，以通過(guò)齒條 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)拉桿108，使得能夠改變輪的轉(zhuǎn)向角。
圖2是示出傾斜和伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置101的主要部件的前視圖。
圖3是沿著圖2的m-m線截取的剖視圖并且示出傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部件。
如圖2至圖3所示，本發(fā)明的傾斜和伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置101包括車 身連接支架2、下柱(外柱)3和上柱(內(nèi)柱)4。在車身后側(cè)的該車身連接支架2具有固定于車身11的上板21。在車
身前側(cè)中的下柱3的端部，支架31整體地形成。傾斜中心軸32連接于該 支架31。在車身前側(cè)中的空心和圓柱形下柱3的端部支撐在車身11上， 以便通過(guò)將傾斜中心軸32當(dāng)作支承點(diǎn)能夠調(diào)節(jié)傾斜位置(在平行于圖2 中的紙張表面的平面內(nèi)擺動(dòng))。
上柱4配合于該下柱3的內(nèi)周，使得能夠調(diào)節(jié)伸縮位置(平行于該 下柱3的中心軸線滑動(dòng))。上轉(zhuǎn)向軸102A支撐在上柱4上以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 轉(zhuǎn)向盤(pán)103固定于車身后側(cè)(圖2的右側(cè))中的上轉(zhuǎn)向軸102A的端部(見(jiàn) 圖l)
下轉(zhuǎn)向軸102B以可旋轉(zhuǎn)方式支撐在該下柱3上。下轉(zhuǎn)向軸102B花 鍵連接于上轉(zhuǎn)向軸102A。因此，上轉(zhuǎn)向軸102A的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給下轉(zhuǎn)向軸 102B，而與上柱4的伸縮位置無(wú)關(guān)。
在車身前側(cè)的下轉(zhuǎn)向軸102B (圖2的左側(cè))通過(guò)萬(wàn)向接頭104 (見(jiàn) 圖l)連接于轉(zhuǎn)向器107 (見(jiàn)圖l)。當(dāng)駕駛員用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)103時(shí)， 通過(guò)上轉(zhuǎn)向軸102A下轉(zhuǎn)向軸102B轉(zhuǎn)動(dòng)，使得能夠改變輪的轉(zhuǎn)向角度。
在車身連接支架2的上板21中形成左、右側(cè)板，該左右側(cè)板在附圖 中未示出，并且平行于該上板并從該上板21向下延伸，并且該下柱3保 持在該左右側(cè)板的內(nèi)表面之間，以便傾斜和滑動(dòng)。
用于調(diào)節(jié)伸縮位置的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5連接于下柱3的的下表面的外 周上。而且，用于調(diào)節(jié)傾斜位置傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6連接于車身連接支架2 的下部。
連接于該傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的傾斜電機(jī)61的未示出的輸出軸的蝸桿 62與連接于進(jìn)給螺桿軸63的下部的渦輪64嚙合，以將傾斜電機(jī)61的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)遞給進(jìn)給螺桿軸63 (見(jiàn)圖3)。
該進(jìn)給螺桿軸63豎直地(沿著圖2和圖3中的豎直方向)延伸到該 傾斜電機(jī)61的中心軸線，并且該進(jìn)給螺桿軸63的上端和下端由軸承631 和632以可旋轉(zhuǎn)方式支撐在車身連接支架2上。進(jìn)給螺母65擰到形成在 該進(jìn)給螺桿軸63的外周上的外螺紋上。該進(jìn)給螺桿軸63和進(jìn)給螺母65 形成傾斜驅(qū)動(dòng)進(jìn)給螺紋機(jī)構(gòu)。
傾斜驅(qū)動(dòng)力傳遞凸起651 —體地形成在進(jìn)給螺母65中。該傾斜驅(qū)動(dòng) 力傳遞凸起651朝著下柱3的中心軸線伸出。傾斜驅(qū)動(dòng)力傳遞凸起651的 端部配合在形成于該下柱3中的接合孔66中。當(dāng)進(jìn)給螺桿軸63轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 該進(jìn)給螺母65和傾斜驅(qū)動(dòng)力傳遞凸起651沿著豎直方向進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)。
在圖2中可以部分看見(jiàn)的伸縮電機(jī)51連接于下柱3的下表面的外周 上。進(jìn)給螺桿軸53以平行于下柱3的中心軸線的方式連接于下柱3的下 表面，并且在車身后側(cè)(圖2中的右側(cè))的進(jìn)給螺桿軸53的端部連接于 凸緣41的下端，該凸緣41固定于車身后側(cè)的上柱4的端部。
連接于伸縮電機(jī)51的未示出的輸出軸的蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給在該附 圖中未示出的渦輪，以轉(zhuǎn)動(dòng)在附圖中未示出的并且擰到該進(jìn)給螺桿軸 53上的進(jìn)給螺母。該進(jìn)給螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠使該進(jìn)給螺桿軸53往復(fù)運(yùn)動(dòng) (在圖2中向左和向右)，使得能夠調(diào)節(jié)上柱的伸縮位置。
在這種電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置101中，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)103的傾斜位置需要調(diào)節(jié)時(shí)， 駕駛員操作在附圖中未示出的開(kāi)關(guān)，以沿正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的方向旋轉(zhuǎn)該傾 斜電機(jī)61。然后，進(jìn)給螺桿軸63在傾斜電機(jī)61的旋轉(zhuǎn)下轉(zhuǎn)動(dòng)，使得進(jìn) 給螺母65線性地移動(dòng)。
然后，與進(jìn)給螺母65 —體形成的傾斜驅(qū)動(dòng)力傳遞凸起進(jìn)行線性運(yùn) 動(dòng)。由于該傾斜驅(qū)動(dòng)力傳遞凸651與下柱3的接合孔66接合，該下柱3通過(guò)作為支承點(diǎn)的傾斜中心軸32向上或向下傾斜。
而且，在這種電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置101中，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)103的伸縮位置需要 調(diào)節(jié)時(shí)，駕駛員操作在附圖中未示出的開(kāi)關(guān)，以沿著正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的方 向旋轉(zhuǎn)該伸縮電機(jī)51。然后，進(jìn)給螺桿軸53根據(jù)伸縮電機(jī)51的旋轉(zhuǎn)平 行于下柱3的中心軸線移動(dòng)，使得上柱4進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)。
圖4是示出伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置101的主要部件的前視圖。如圖4所 示，該伸縮式電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置101包括下柱(外柱)3和上柱(內(nèi)柱)4。
該上柱4配合在該下柱3的內(nèi)周上，以便能夠調(diào)節(jié)伸縮位置(平行 于下柱的中心軸線滑動(dòng))。上轉(zhuǎn)向軸102A以可旋轉(zhuǎn)方式支撐在該上柱4 上。轉(zhuǎn)向盤(pán)103固定在該車身后側(cè)(圖4中的右側(cè))中的上轉(zhuǎn)向軸102A 的端部。
下轉(zhuǎn)向軸102B以可旋轉(zhuǎn)方式支撐在該下柱3上。下轉(zhuǎn)向軸102B花 鍵連接于上轉(zhuǎn)向軸102A。因此，上轉(zhuǎn)向軸102A的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給下轉(zhuǎn)向軸 102B，而與上柱4的伸縮位置無(wú)關(guān)。
在車身前側(cè)的下轉(zhuǎn)向軸102B(圖4中的左側(cè))通過(guò)萬(wàn)向接頭104(見(jiàn) 圖l)連接于轉(zhuǎn)向器107 (見(jiàn)圖l)。當(dāng)駕駛員用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)103時(shí)， 通過(guò)上轉(zhuǎn)向軸102A下轉(zhuǎn)向軸102B轉(zhuǎn)動(dòng)，使得能夠改變輪的轉(zhuǎn)向角。
用于調(diào)節(jié)伸縮位置的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5連接于下柱3的的下表面的外 周上。進(jìn)給螺桿軸53以平行于下柱3的中心軸線的方式連接于下柱3的 下表面，并且在車身后側(cè)(圖4的右側(cè))的進(jìn)給螺桿軸53的端部連接于 凸緣41的下端，該凸緣41固定于車身后側(cè)的上柱4的端部。
伸縮電機(jī)51連接于下柱3的下表面上。連接于伸縮電機(jī)51的未示出 的輸出軸的蝸桿52的旋轉(zhuǎn)傳遞給渦輪54，以轉(zhuǎn)動(dòng)擰到該進(jìn)給螺桿軸53上的進(jìn)給螺母55。該進(jìn)給螺母55通過(guò)軸承56A和56B以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式支撐 在該下柱3的下表面上。
該進(jìn)給螺母55的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠使該進(jìn)給螺桿軸53往復(fù)運(yùn)動(dòng)(在圖4中向 左和向右)，使得能夠調(diào)節(jié)上柱4的伸縮位置。伸縮驅(qū)動(dòng)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu) 由進(jìn)給螺桿軸53和進(jìn)給螺母55形成。
而且，在這種電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置101中，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)103的伸縮位置需要 調(diào)節(jié)時(shí)，駕駛員操作在附圖中未示出的開(kāi)關(guān)，以沿著正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的方 向旋轉(zhuǎn)該伸縮電機(jī)51。然后，進(jìn)給螺桿軸53根據(jù)伸縮電機(jī)51的旋轉(zhuǎn)平 行于下柱3的中心軸線移動(dòng)，使得上柱4進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的第一至第三實(shí)施例。 第一實(shí)施例
圖5是示出本發(fā)明第一實(shí)施例的用于傾斜驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給螺桿軸63和 進(jìn)給螺母65或用于伸縮驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給螺桿軸53和進(jìn)給螺母55的螺紋部件 的局部放大剖視圖。圖5 (1)示出在高溫下的狀態(tài)，圖5 (2)示出在 正常溫度下的狀態(tài)，并且圖5 (3)示出在低溫下的狀態(tài)。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，進(jìn)給螺桿軸53和63用諸如S45C、 S50C 等的金屬制造。該進(jìn)給螺桿軸53和63的材料可以是金屬并且可以用鋁 或不銹鋼。而且，該進(jìn)給螺母55和65可以用諸如PPS (聚苯硫醚)、芳 族聚酰胺樹(shù)脂、聚酰胺二酰亞胺樹(shù)脂、聚酰胺MXD6樹(shù)脂、總芳族聚酰 胺樹(shù)脂、POM、改型的聚酰胺6T的合成樹(shù)脂形成。而且進(jìn)給螺桿軸53 和63和進(jìn)給螺母55和65的名義尺寸是M12，螺距設(shè)定為2mm，并且進(jìn)給 螺母55和65的軸向長(zhǎng)度設(shè)定為20mm。
如圖5 (2)所示，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中在常溫的狀態(tài)下，進(jìn) 給螺母55和65的螺距B2形成為稍大于進(jìn)給螺桿軸53和63的螺距A2。在本發(fā)明的實(shí)施例中，常溫是指大約10到30。C。在常溫狀態(tài)下，螺距B2 和A2之間的差異希望大致設(shè)設(shè)定在進(jìn)給螺母55和65的軸向長(zhǎng)度的 0.025%至0.075%的范圍內(nèi)。
因此，如圖5 (2)所示，由于進(jìn)給螺母55和65的螺紋以小干涉壓 緊到進(jìn)給螺桿軸53、 63的螺紋上，所以在進(jìn)給螺桿軸53、 63和進(jìn)給螺 母55、 65之間沒(méi)有間隙，以便能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)的進(jìn)給操作。由于千涉小， 操作轉(zhuǎn)矩不增加。
如圖5 (3)所示，在低溫狀態(tài)下，由于用合成樹(shù)脂制成的進(jìn)給螺 母55和65的熱膨脹系數(shù)大于進(jìn)給螺桿軸53和63的熱膨脹系數(shù)，所以進(jìn) 給螺母55和65比進(jìn)給螺桿軸53和63收縮得多。結(jié)果，進(jìn)給螺母55和65 的螺距B1與進(jìn)給螺桿軸53和63的螺距A1具有大致相同的尺寸。因此， 由于即便在低溫下在進(jìn)給螺母55和65與進(jìn)給螺桿軸53和63之間的干涉 不大，因此不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)矩的增加、轉(zhuǎn)矩的變化和操作聲音的增大，并 且能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)的進(jìn)給操作。
而且，由于操作轉(zhuǎn)矩不增加，用于驅(qū)動(dòng)螺桿軸機(jī)構(gòu)的電機(jī)的輸出 可以減小。結(jié)果，由于能夠使電機(jī)緊湊，所以生產(chǎn)成本減少，并且空 間可以小，改善布置的自由度。
如圖5 (1)所示，在高溫狀態(tài)下，由于用合成樹(shù)脂制成的進(jìn)給螺 母55和65的熱膨脹系數(shù)大于進(jìn)給螺桿軸53和63的熱膨脹系數(shù)，所以進(jìn) 給螺母55和65比進(jìn)給螺桿軸53和63膨脹得多。結(jié)果，進(jìn)給螺母55和65 的螺距B3大于進(jìn)給螺桿軸53和63的螺距A3。
因此，在進(jìn)給螺母55和65的螺紋與進(jìn)給螺桿軸53和63的螺紋之間 的干涉大于常溫下的干涉。但是，用合成樹(shù)脂制成的進(jìn)給螺母55和65 在高溫下比在常溫下易于彎曲。因此，在進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)操作期間，進(jìn) 給螺母55和65的螺紋彎曲成抑制轉(zhuǎn)矩的增加、轉(zhuǎn)矩的變化和操作聲音的增大。因而能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)的進(jìn)給操作。
當(dāng)由于熱膨脹而發(fā)生變形時(shí)，由于線性膨脹系數(shù)是常數(shù)，所以由 于溫度變化引起的變形的量是常數(shù)，并且高溫下的扭曲量和低溫下的 扭曲量是相同的。但是，由于因?yàn)闇囟茸兓饤钍夏Ａ康淖兓?以在高溫下的應(yīng)力不同于低溫下的應(yīng)力。該應(yīng)力與外螺紋和內(nèi)螺紋之 間收縮壓力成比例。而且，由于接觸壓力與該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的操作轉(zhuǎn) 矩成比例，所以由于溫度變化引起的操作轉(zhuǎn)矩的變化在高溫下和在低 溫下是不同的。
通常，在樹(shù)脂中，由于溫度較高，楊氏模量比較小。例如，作為 一種芳族聚酰胺樹(shù)脂的Zaitd (注冊(cè)商標(biāo))的楊氏模量在-40'C是 10.9GPa，而在8(TC是7.7GPa。因此，即便當(dāng)由于溫度變化引起的變形 量是常數(shù)并且在高溫下和低溫下的變形量是相同的，在高溫下楊氏模 量較小，使得應(yīng)力可以減小。結(jié)果，操作轉(zhuǎn)矩也可以減小。因此，與 低溫下出現(xiàn)的干涉相比，在高溫下出現(xiàn)的干涉使得更加能夠?qū)⒏缮鎸?duì) 操作轉(zhuǎn)矩增加的影響抑制在低水平。
由于干涉對(duì)進(jìn)給螺母55和65的螺紋的作用在高溫狀態(tài)下增大，可 能會(huì)出現(xiàn)進(jìn)給螺母55和65產(chǎn)生蠕變(當(dāng)在高溫下施加載荷時(shí)塑性變形 隨著時(shí)間逐漸產(chǎn)生的現(xiàn)象)的問(wèn)題。特別是，在本發(fā)明中，由于在常 溫下在外螺紋和內(nèi)螺紋中提供微小的干涉，所以在高溫下通常得到較 大的干涉。因此在這種狀態(tài)下，蠕變易于發(fā)生。
為了避免這個(gè)問(wèn)題，對(duì)于作為進(jìn)給螺母55和65的材料的合成樹(shù)脂， 該合成樹(shù)脂可以選擇成合成樹(shù)脂玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)(當(dāng)聚合物材料被加熱 到稱之為玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)，從玻璃態(tài)硬度狀態(tài)改變到橡膠狀態(tài)的現(xiàn)象， 并且發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變的溫度稱為玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn))的值超過(guò)該進(jìn)給螺桿 機(jī)構(gòu)的工作溫度的范圍的上限值。在本發(fā)明中，蠕變?cè)诟邷叵驴煽康?發(fā)生。因此，較之傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)，玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)更有效地位于該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)工作溫度范圍之外。
例如，當(dāng)該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)工作溫度范圍在從-4(TC到8(TC時(shí)，作為 進(jìn)給螺母55的材料的合成樹(shù)脂，可以選擇其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的值超過(guò)80
t:的作為合成樹(shù)脂的聚苯乙烯。
第二實(shí)施例
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖6是示出本發(fā)明第二實(shí)施例的 進(jìn)給螺桿軸53和63和進(jìn)給螺母55和65的螺紋部件的剖視圖。圖6 (1) 是示出螺紋部件的整個(gè)部件的剖視圖，圖6 (2)是示出圖6 (1)中的P 部分的放大剖示圖，并且圖6 (3)是示出當(dāng)進(jìn)給螺母的螺紋和進(jìn)給螺 桿軸的螺紋之間的干涉大時(shí)的狀態(tài)的該P(yáng)部分的放大剖視圖。在下面的 說(shuō)明中，只描述與第一實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)部分，并且重復(fù)的說(shuō)明將被 略去。而且，與第一實(shí)施例相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示并描述。
第二實(shí)施例是第一實(shí)施例的修改的實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，環(huán) 形槽沿進(jìn)給螺母55和65的軸向方向形成在兩端面中。在該實(shí)施例的結(jié) 構(gòu)中，當(dāng)進(jìn)給螺母55和65的螺紋與進(jìn)給螺桿軸53和63的螺紋之間的干 涉大時(shí)，進(jìn)給螺母55和65沿軸向方向兩端側(cè)的螺紋沿著徑向方向向外 彎曲，以抑制螺紋部件的壓力增加。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，進(jìn)給螺桿軸53和63用諸如S45C、 S50C 等的金屬形成，而進(jìn)給螺母55和65用如第一實(shí)施例中的合成樹(shù)脂形成。 而且，如圖6 (1)所示，在常溫狀態(tài)下，進(jìn)給螺母55和65的螺距B2形 成為稍大于進(jìn)給螺桿軸53和63的螺距A2。
如圖6 (1)和6 (2)所示，在進(jìn)給螺母55和65沿軸向方向的端面 71A和71A中，形成環(huán)形槽72和72。該環(huán)形槽72和72繞進(jìn)給螺母55和65 的中心軸線73形成為圓環(huán)形狀并且槽的寬度W設(shè)定為固定值。環(huán)形槽72 和72的槽的深度H1設(shè)定成約為該進(jìn)給螺母55和65的螺距B2的1.5倍值。例如，在高溫下，用合成樹(shù)脂形成的進(jìn)給螺母55和65比用金屬制 成的進(jìn)給螺桿軸53和63膨脹得多。結(jié)果，進(jìn)給螺母55和65的螺紋與進(jìn) 給螺桿軸53和63的螺紋之間的干涉大。
由于進(jìn)給螺母55和65的螺距B2形成為稍大于進(jìn)給螺桿軸53和63的 螺距A2，進(jìn)給螺母55和65的沿軸向方向的兩端側(cè)的螺紋緊緊壓到進(jìn)給 螺桿軸53和63的兩端側(cè)的螺紋上。因此，如圖6 (3)的雙點(diǎn)劃線所示， 進(jìn)給螺母55和65沿軸向方向的兩端側(cè)的螺紋(在環(huán)形槽72和72的槽深 度H1部分附近的螺紋)沿著徑向方向被向外彎曲，以抑制螺紋部件的 壓力過(guò)分的增加。
因此，即便在進(jìn)給螺母55和65與進(jìn)給螺桿軸53和63不是高度精確 地工作時(shí)，由于溫度變化引起的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩的增加、轉(zhuǎn)矩的 變化和操作聲音的增大能夠被抑制在低水平，因此能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)的進(jìn) 給操作。
第三實(shí)施例
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖7是示出本發(fā)明第三實(shí)施例的 進(jìn)給螺桿軸53和63和進(jìn)給螺母的55和65的螺紋部件的剖視圖。圖7 (1) 是示出螺紋部件的整個(gè)部件的剖視圖，圖7 (2)是示出圖7 (1)中的Q 部分的放大剖視圖，并且圖7 (3)是示出當(dāng)進(jìn)給螺母的螺紋和進(jìn)給螺 桿軸的螺紋之間的干涉大時(shí)的狀態(tài)的該Q部分的放大剖視圖。在下面的 說(shuō)明中，只描述與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)部分，并且重 復(fù)的說(shuō)明將被略去。而且，與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例相同的部件用 相同的附圖標(biāo)記表示并描述。
第三實(shí)施例是第二實(shí)施例的修改的實(shí)施例，并且示出沿進(jìn)給螺母 55和65的軸向方向形成在兩端面中的環(huán)形槽的構(gòu)造的修改例子。在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，進(jìn)給螺桿軸53和63用諸如S45C、 S50C 等的金屬形成，而進(jìn)給螺母55和65用如第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中的 合成樹(shù)脂形成。而且，如圖7 (1)所示，在常溫狀態(tài)下，進(jìn)給螺母55 和65的螺距B2形成為稍大于進(jìn)給螺桿軸53和63的螺距A2。
如圖7 (1)和7 (2)所示，在進(jìn)給螺母55和65沿軸向方向的端面 71A和71A中，形成環(huán)形槽74和74。該環(huán)形槽74和74繞進(jìn)給螺母55和65 的中心軸線73形成為圓環(huán)形狀并且形成為錐形形狀，使得在槽的開(kāi)口 側(cè)的槽的寬度W2大于槽底側(cè)的槽的寬度W1。
在第三實(shí)施例中，只有環(huán)形槽74和74的內(nèi)周表面741形成為錐形形 狀(內(nèi)周表面741的開(kāi)口側(cè)具有小直徑)。但是外周表面742也可以形 成錐形形狀(外周表面742的開(kāi)口側(cè)具有大直徑)。環(huán)形槽74和74的深 度H2設(shè)定成約為該進(jìn)給螺母55和65的螺距B2的1.5倍值。
例如，在高溫下，用合成樹(shù)脂形成的進(jìn)給螺母55和65比用金屬制 成的進(jìn)給螺桿軸53和63膨脹得多。結(jié)果，進(jìn)給螺母55和65的螺紋與進(jìn) 給螺桿軸53和63的螺紋之間的干涉大。
由于進(jìn)給螺母55和65的螺距B2形成為稍大于進(jìn)給螺桿軸53和63的 螺距A2，進(jìn)給螺母55和65沿軸向方向的兩端側(cè)的螺紋緊緊壓到進(jìn)給螺 桿軸53和63的兩端側(cè)的螺紋上。
因此，如圖7 (3)的雙點(diǎn)劃線所示，進(jìn)給螺母55和65沿軸向方向 兩端側(cè)的螺紋(在環(huán)形槽74和74的槽深度H2部分附近的螺紋)沿著徑 向方向被向外彎曲，以抑制螺紋連接部分的壓力過(guò)分地增加。環(huán)形槽 74和74的內(nèi)周表面741的開(kāi)口側(cè)形成具有小直徑。因此，當(dāng)環(huán)形槽74和 74越接近開(kāi)口側(cè)時(shí)，螺紋的剛度越減小。因此，與實(shí)施例2相比，在兩 端側(cè)的螺紋能夠比較容易沿著徑向方向向外彎曲。因此，即便在進(jìn)給螺母55和65和進(jìn)給螺桿軸53和63不是高度精確 地工作時(shí)，由于溫度變化引起的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩的增加、轉(zhuǎn)矩的 變化和操作聲音的增大能夠被抑制在低水平，因此能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)的進(jìn) 給操作。
在第二和第三實(shí)施例中，環(huán)形槽72或74沿進(jìn)給螺母55和65的軸向 方向形成在兩個(gè)端面中，但是，環(huán)形槽72或74也可以沿進(jìn)給螺母55和 65的軸向方向形成在一個(gè)端面中。
現(xiàn)在將對(duì)測(cè)試的結(jié)果給出說(shuō)明，以認(rèn)識(shí)上述實(shí)施例的進(jìn)給螺桿機(jī) 構(gòu)的操作轉(zhuǎn)矩如何根據(jù)工作溫度變化。圖8是圖表，示出本發(fā)明的進(jìn)給 螺桿機(jī)構(gòu)的操作轉(zhuǎn)矩如何根據(jù)工作溫度的變化而變化的測(cè)試結(jié)果，以 便檢查由于進(jìn)給螺母和進(jìn)給螺桿軸之間的螺距差異引起的特性差異并 且獲得用于確定螺距的適當(dāng)差異的數(shù)據(jù)。
在圖8所示的測(cè)試中，使用由諸如S45C、 S50C等的鐵形成的進(jìn)給 螺桿軸、和由PPS (聚苯硫醚)形成的進(jìn)給螺母。進(jìn)給螺桿軸和進(jìn)給螺 母的標(biāo)稱尺寸是M12，進(jìn)給螺母的軸向長(zhǎng)度設(shè)定為20mm并且進(jìn)給螺母 的螺距設(shè)定成在常溫下為2.000mm并且固定。
作為進(jìn)給螺桿軸的螺距，采用1.995mm、 1.990mm、 1.985mm、和 1.980mm四種。也就是，在進(jìn)給螺母與進(jìn)給螺桿結(jié)合中采用四種進(jìn)給螺 桿機(jī)構(gòu)，以便進(jìn)給螺母的螺距比在常溫狀態(tài)下的進(jìn)給螺桿軸的螺距大5 "、lOu、 15u和20"，以認(rèn)識(shí)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的操作轉(zhuǎn)矩如何根據(jù)工 作溫度變化。
如圖8的圖表所示，在所有的四種測(cè)試的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)工作 溫度低于常溫時(shí)，操作轉(zhuǎn)矩逐漸減小。當(dāng)工作溫度高于常溫時(shí)，操作 轉(zhuǎn)矩增加，但是操作轉(zhuǎn)矩的增加被抑制在較小的值。在這種情況下，在進(jìn)給螺母和進(jìn)給螺桿軸的之間的螺距差異為20 U的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)工作溫度低時(shí)，操作轉(zhuǎn)矩為O。由于操作轉(zhuǎn)矩 為O意味著在進(jìn)給螺桿軸上產(chǎn)生間隙，所以操作轉(zhuǎn)矩為O對(duì)于進(jìn)給螺桿 機(jī)構(gòu)的特性和用于轉(zhuǎn)向裝置的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)不是優(yōu)選地。因此，相對(duì)
于進(jìn)給螺母具有5u 、 10u和15"的螺距差異的三種進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn) 向裝置是合乎需要的。也就是，認(rèn)識(shí)到在常溫狀態(tài)下，進(jìn)給螺母和進(jìn) 給螺桿軸之間的螺距差異希望大致設(shè)定在進(jìn)給螺母的軸向長(zhǎng)度的 0.025%到0.075%的范圍內(nèi)。
圖9是圖表，用于說(shuō)明傳統(tǒng)的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)根據(jù)工作溫度而變的操 作轉(zhuǎn)矩特性和本發(fā)明的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)根據(jù)工作溫度而變的操作轉(zhuǎn)矩特 性之間的差異。
如圖9 (1)所示，在傳統(tǒng)的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)中，在常溫下用合成樹(shù) 脂制成的進(jìn)給螺母的螺距和用金屬制成的進(jìn)給螺桿軸的螺距具有相同 的尺寸，當(dāng)工作溫度低于常溫時(shí)，用合成樹(shù)脂制成的進(jìn)給螺母沿著軸 向方向和徑向方向收縮。因此，進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)沿著軸向方向和徑向方 向的干涉增大，使得當(dāng)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)操作時(shí)，操作轉(zhuǎn)矩增加。當(dāng)操作 轉(zhuǎn)矩增加時(shí)，需要具有大輸出的大電機(jī)。
如其中相比較地，如圖9 (2)所示，在本發(fā)明的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)中， 在常溫下用合成樹(shù)脂制成的進(jìn)給螺母的螺距形成為大于用金屬制成的 進(jìn)給螺桿的螺距。由于進(jìn)給螺母的螺紋在常溫下以小的干涉壓到進(jìn)給 螺桿軸的螺紋上，因此操作轉(zhuǎn)矩低。
如從圖8所示的結(jié)果清楚地看到的，當(dāng)操作溫度低于常溫時(shí)，由于 進(jìn)給螺母比進(jìn)給螺桿軸收縮得多，所以進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的干涉減小。因 此，進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的操作轉(zhuǎn)矩逐漸減小。當(dāng)工作溫度高于常溫時(shí)，由 于用樹(shù)脂形成的進(jìn)給螺母的熱膨脹系數(shù)大于進(jìn)給螺桿軸的熱膨脹系 數(shù)，所以進(jìn)給螺母膨脹比進(jìn)給螺桿軸膨脹得多。結(jié)果，進(jìn)給螺母的螺紋和進(jìn)給螺桿軸的螺紋之間的干涉大于常溫下的干涉。
但是，用樹(shù)脂制成的進(jìn)給螺母相對(duì)于常溫下的情況而言在高溫狀 態(tài)下更加易于彎曲。因此，當(dāng)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)操作時(shí)，由于進(jìn)給螺母的 螺紋彎曲并且操作轉(zhuǎn)矩的增加被抑制，所以能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)的進(jìn)給操作。 結(jié)果，用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的電機(jī)的輸出可以減小并且可以使電機(jī) 緊湊。
圖10是圖表，用于說(shuō)明傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向裝置的操作轉(zhuǎn)矩和操作力如何 根據(jù)工作溫度而變化。圖11是圖表，用于說(shuō)明本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置的操 作轉(zhuǎn)矩和操作力如何隨著工作溫度而變化。
如圖IO (1)所示，在除了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向裝置的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)之外的其 它部件中，當(dāng)工作溫度低于常溫時(shí)，由于施加于操作部件或滑動(dòng)部件 的油脂的粘性高，操作力增加。而且，如圖IO (2)所示，在傳統(tǒng)的轉(zhuǎn) 向裝置的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)工作溫度低于常溫時(shí)，用合成樹(shù)脂制成 的進(jìn)給螺母沿軸向方向和徑向方向收縮。因此，進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)沿軸向 方向和徑向方向的干涉增加，使得當(dāng)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)操作時(shí)操作力矩增 加。
結(jié)果，如圖10(3)所示，由于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向裝置的整個(gè)部件具有通過(guò) 增加圖IO (1)的操作力和圖IO (2)的操作力得到的操作力，所以當(dāng) 工作溫度低于常溫時(shí)，操作力增加。因此，需要具有大輸出的大電機(jī)， 使得生產(chǎn)成本增加，需要大的空間并且布置的自由度受到限制。
如其中相比較地，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置，如圖ll (1)所示，在 除了本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)之外的其它部件中，當(dāng)工作溫 度低于常溫時(shí)，由于施加于操作部件或滑動(dòng)部件的油脂的粘性高，所 以像除了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向裝置的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)之外的其它部件一樣，操作力 增加。但是，如圖ll (2)所示，在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)中， 當(dāng)工作溫度低于常溫時(shí)，由于進(jìn)給螺母比進(jìn)給螺桿軸收縮得多，所以 進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的干涉減小。因此，進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的操作轉(zhuǎn)矩逐漸減小。
結(jié)果，如圖ll (3)所示，由于本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置的整個(gè)部件具有 通過(guò)增加圖ll (1)的操作力和圖ll (2)的操作力得到的操作力，所 以即便當(dāng)工作溫度低于常溫時(shí)，操作力的增加被抑制在較小的值。因 此，可使電機(jī)緊湊，空間可以減小并且改善布置自由度。
在上述實(shí)施例中，下柱3由外柱形成而上柱4由內(nèi)柱形成，但是下 柱3也可以由內(nèi)柱形成而上柱4可以由外柱形成。
第四實(shí)施例
現(xiàn)在將描述涉及螺紋寬度的本發(fā)明的第四實(shí)施例。
圖12是示出用于上述傾斜驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給螺桿軸63和進(jìn)給螺母65或用 于伸縮驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給螺桿軸53和進(jìn)給螺母55的螺紋部件的局部放大剖視 圖。如圖12所示，進(jìn)給螺母55和65的螺紋寬度W2形成為大于進(jìn)給螺桿 軸53和63的螺紋寬度W1。在這里，螺紋寬度W2和螺紋寬度W1是指在 包含螺桿的軸線70的截面中在有效直徑71的位置測(cè)量的螺紋寬度。
在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，進(jìn)給螺桿軸53和63用諸如S45C、 S50C 等的金屬形成。進(jìn)給螺桿軸53和63的材料可以金屬，并且可使用鋁、 不銹鋼或黃銅。而且，進(jìn)給螺母55和65用諸如PPS (聚苯硫醚)、芳族 聚酰胺樹(shù)脂、聚酰胺二酰亞胺樹(shù)脂、聚酰胺MXD6樹(shù)脂、總芳族聚酰胺 樹(shù)脂、POM、改型的聚酰胺6T、 PEEK (聚醚醚酮)、PA (聚酰胺) 等的合成樹(shù)脂形成。
在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，進(jìn)給螺母55和65的螺紋寬度W2與進(jìn)給螺桿軸53和63的螺紋寬度W1之比形成為與進(jìn)給螺母55和65的材料強(qiáng)度 和進(jìn)給螺桿軸53和63的材料強(qiáng)度的反數(shù)成比例。圖13是示出用于計(jì)算 進(jìn)給螺桿軸53和63的螺紋寬度W1和進(jìn)給螺母55和65的螺紋寬度W2的
方法的一個(gè)例子的局部放大剖視圖。
在圖13中，進(jìn)給螺桿軸53和63的外徑Dl設(shè)定成12.4mm，而進(jìn)給螺 母55和65的內(nèi)徑D2設(shè)定成10.4mm。在這種進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)中，進(jìn)給螺桿 軸53和63和進(jìn)給螺母55和65的嚙合高度H由下式得到
H= (Dl-D2) /2= (12.4-10.4) /2=1.0mm
假定進(jìn)給螺桿軸53和63的剪切長(zhǎng)度是L1，進(jìn)給螺母55和65的剪切 長(zhǎng)度是L2，剪切長(zhǎng)度是L1和剪切長(zhǎng)度L2的總剪切長(zhǎng)度是L，螺紋的螺距 P是2.0mm，并且螺紋的半角是15。，則總的剪切長(zhǎng)度由下式得到
L=L1+L2= P+H*tanO*2=2.0+L0*tan(15° )=2.536mm
假設(shè)進(jìn)給螺桿軸53和63的材料是S45C，進(jìn)給螺桿軸的剪切強(qiáng)度Tl 是400N/mm2。假定進(jìn)給螺母55和65的材料芳族聚酰胺樹(shù)脂，進(jìn)給螺母 的剪切強(qiáng)度T2是95N/mm、當(dāng)進(jìn)給螺桿軸53和63的剪切長(zhǎng)度Ll被計(jì)算成 以便具有與進(jìn)給螺母55和65的剪切強(qiáng)度和進(jìn)給螺桿軸53和63的剪切強(qiáng) 度的反數(shù)成比例的值時(shí)，得到
L1=L*(t2*D1 *tt)/((t1 *D2*tt)+(t2*D1 *兀))
=2.536*(95* 12.4ti)/((400* 10.4*兀)+(95* 12.4*兀))
K).560mm。
同樣，當(dāng)進(jìn)給螺母55和65的剪切長(zhǎng)度L2被計(jì)算成以便具有與進(jìn)給 螺母55和65的剪切強(qiáng)度和進(jìn)給螺桿軸53和63的剪切強(qiáng)度的反數(shù)成比例
的值時(shí)，得到
L2=L*(Tl*D2*7t)/((Tl*D2*7i)+(T2*Dl*7t))
=2.536*(400*10.4兀)/"400*10.4*兀)+(95*12.4*兀)) =1.976mm。因此，進(jìn)給螺桿軸53和63的螺紋寬度W1由下式得到 <formula>formula see original document page 33</formula>
而且，進(jìn)給螺母55和65的螺紋寬度W2由下式得到 <formula>formula see original document page 33</formula>
因此，進(jìn)給螺母55和65和進(jìn)給螺桿軸53和63在螺紋位置具有同樣 的螺紋承載能力，進(jìn)給螺母55和65的軸向長(zhǎng)度(嚙合長(zhǎng)度)LN (見(jiàn)圖 12)可以縮短。因此，可以使進(jìn)給螺母緊湊，進(jìn)給螺母的重量可以減 小，并且生產(chǎn)成本可以降低。而且，由于進(jìn)給螺桿軸53和63的螺紋寬 度W1減小，進(jìn)給螺桿軸變輕并且生產(chǎn)成本可以減少。
而且，當(dāng)進(jìn)給螺桿軸53和63是滾壓的螺桿時(shí)，生產(chǎn)成本可以更加 減少。
在上述第四實(shí)施例中，下柱3由外柱形成而上柱4由內(nèi)柱形成，但 是下柱3也可以由內(nèi)柱形成而上柱4可以由外柱形成。
根據(jù)第四實(shí)施例，提供下述(1-1)到(1-3)的轉(zhuǎn)向裝置。
U-l)—種轉(zhuǎn)向裝置，包括 轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向盤(pán)在車身的后側(cè)安裝在該轉(zhuǎn)向軸上； 柱，該柱通過(guò)車身連接支架連接到車身上，支撐該轉(zhuǎn)向軸，以便
自由轉(zhuǎn)動(dòng)，并且通過(guò)將傾斜中心軸線當(dāng)作支承點(diǎn)能夠調(diào)節(jié)傾斜位置，
或沿著該轉(zhuǎn)向軸的中心軸線調(diào)節(jié)伸縮位置；
電致動(dòng)器，該電致動(dòng)器設(shè)置在該柱上或車身連接支架上； 進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)由該電致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，并且通過(guò)相
互螺紋連接的由金屬制成的進(jìn)給螺桿軸和由合成樹(shù)脂制成的進(jìn)給螺母
的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行該柱的傾斜運(yùn)動(dòng)或伸縮運(yùn)動(dòng)，其中，該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)給螺母的螺紋寬度形成為大于該進(jìn)給螺桿軸的螺紋寬度。(1-2)根據(jù)(1-1)的轉(zhuǎn)向裝置，其中該進(jìn)給螺母的螺紋寬度與該 進(jìn)給螺桿軸的螺紋寬度之比形成為與該進(jìn)給螺母的材料強(qiáng)度和該進(jìn)給 螺桿軸的材料強(qiáng)度的反數(shù)成比例。(1-3)根據(jù)(1-1)或(1-2)的轉(zhuǎn)向裝置，其中該進(jìn)給螺桿軸是滾壓的螺桿?，F(xiàn)在將描述本發(fā)明的第五實(shí)施例至第八實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的 詳細(xì)結(jié)構(gòu)第五實(shí)施例圖14是示出本發(fā)明第五實(shí)施例的伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的主要部件 的前視局部剖視圖。圖15是示出圖14所示的伸縮型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部 件的剖視圖。如圖14至圖15所示，該伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置1101包括下柱(外柱) 1003和上柱(內(nèi)柱)1004。殼體1050形成在該下柱1003的下表面的外周中，用于進(jìn)行伸縮位 置調(diào)節(jié)的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1005在該殼體1050中。在該下柱1003的下表面 上，以平行于該下柱1003的中心軸線的方式布置圓桿形的進(jìn)給螺桿軸 1053。在車身后部(圖14的右側(cè))的該進(jìn)給螺桿軸1053的一端連接于 凸緣1041的下端，該凸緣1041固定于在車身后側(cè)的上柱1004。伸縮電機(jī)1051連接于殼體1050。連接于在附圖中未示出的該伸縮 電機(jī)1051的輸出軸的蝸桿1052的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給渦輪1054，以轉(zhuǎn)動(dòng)擰到該 進(jìn)給螺桿軸1053上的進(jìn)給螺母1055。該渦輪1054形成在該進(jìn)給螺母 1055的外周上。該進(jìn)給螺母1055支撐在殼體1050上，以便通過(guò)軸承1056 和1057自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在殼體1050中，截面為大直徑圓形的孔1501形成在開(kāi)口端側(cè)(圖 15中的右側(cè))，并且截面為小直徑圓形的孔1052形成在封閉端側(cè)(圖 15中的左側(cè))。軸承1057的外環(huán)1057A內(nèi)部配合在該大直徑的孔1051 中。軸承1056的外環(huán)1056A內(nèi)部地配合在該小直徑的孔1052中，軸承 1056的外環(huán)1056A的外徑小于軸承1057的外環(huán)1057A。而且在殼體1050 上，在封閉端側(cè)(圖15中的左側(cè))中，形成直徑大于該進(jìn)給螺桿軸53 的外徑尺寸的通孔1056并連接于封閉端面1055，并且進(jìn)給螺桿軸1053 具有空間地穿過(guò)該通孔1056。
而且，在大直徑孔1051中，內(nèi)螺紋1503形成在開(kāi)口端側(cè)并且形成 在軸承壓緊螺母1058的外周上的外螺紋1581擰到該內(nèi)螺紋1503中，以 用該軸承壓緊螺母1058的左端面1582朝左壓軸承1057的外環(huán)1057A的 右端面1571A。鎖緊螺母1059擰到該軸承壓緊螺母1058的外螺紋1581 上，以將鎖緊螺母1059的左端面1591壓在殼體1050的右端面1504上并 且鎖緊該軸承壓緊螺母1058。
軸承1056的外環(huán)1056A的左端面1561A鄰接在小直徑孔1502的左 端處的封閉端面1505。進(jìn)給螺母1055的右端面1551和左端面1552的外 徑尺寸設(shè)計(jì)成大于軸承1057的內(nèi)環(huán)1057B和軸承1056的內(nèi)環(huán)1056B的內(nèi) 徑的尺寸，并小于軸承1057的內(nèi)環(huán)1057B和軸承1056的內(nèi)環(huán)1056B的外 徑的尺寸。于是，軸承1057的內(nèi)環(huán)1057B的左端面1571B鄰接右端面 1551，而軸承1056的內(nèi)環(huán)1056B的右端面1561B鄰接左端面1552。
當(dāng)軸承1057的外環(huán)1507A的右端面1571A被軸承壓緊螺母1058的 左端面1582朝左壓緊時(shí)，其壓緊力通過(guò)軸承1057的內(nèi)環(huán)1057B的左端面 1571B、進(jìn)給螺母1055的右端面1551、進(jìn)給螺母1055的左端面1552、軸 承1056的內(nèi)環(huán)1056B的右端面1561B、以及軸承1056的外環(huán)1056A的左 端面1561A傳遞給小直徑孔1502的左端處的封閉端面1505。因此，適當(dāng) 的加壓力能夠施加于軸承1056和1057。在這種電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置1101中，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)1103的伸縮位置需要調(diào)節(jié) 時(shí)，駕駛員操作在附圖中未示出的開(kāi)關(guān)，以沿著正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的方向旋
轉(zhuǎn)該伸縮電機(jī)1051。然后，伸縮電機(jī)1051的旋轉(zhuǎn)使進(jìn)給螺桿1053能夠 平行于下柱10033的中心軸線線性地移動(dòng)。因此上柱1004進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)。
在該伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1005中，當(dāng)溫度變化時(shí)，軸向尺寸分別與殼體 1050、進(jìn)給螺母1055、軸承1056和1057的材料的線性膨脹系數(shù)成比例 地相應(yīng)地變化。在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于殼體1050用鋁形成，所以 進(jìn)給螺母1055用芳族聚酰胺樹(shù)脂形成，而軸承1056和1057用軸承鋼 (USJ2)形成，線性膨脹系數(shù)相應(yīng)明顯不同。因此，由于軸向尺寸的 變化明顯不同，所以初始設(shè)定的加壓力改變。
為了防止即便在溫度變化時(shí)初始設(shè)定加壓力變化，各部件的尺寸 可以分別設(shè)定成以便進(jìn)給螺母1055和軸承1056和1057的總的軸向尺寸 的變化恒定地等于用于容納該進(jìn)給螺母1055和軸承1056和1057的殼體 1050的軸向尺寸的變化。
也就是，在圖15中，假定殼體1050的軸承1056和1057的兩端面之 間的距離為A，進(jìn)給螺母1055的右端面1551和左端面1552之間的距離為 B，軸承1056的軸向?qū)挾葹镃，并且軸承1057的軸向?qū)挾葹镈。而且， 假定殼體1050的線性膨脹系數(shù)為K1，進(jìn)給螺母1055的線性膨脹系數(shù)為 K2，并且軸承1056和1057的線性膨脹系數(shù)為K3，則得到
A=B+C+D，并建立
A Kl =B K2+(C+D) K3
可以設(shè)定殼體1050的軸承1056和1057的兩端面之間的距離A、進(jìn)給 螺母1055的右端面1551和左端面1552之間的距離B、軸承1056的軸向?qū)?度C、以及軸承1057的軸向?qū)挾菵，以便同時(shí)滿足上述兩個(gè)等式。當(dāng)如上所述設(shè)置相應(yīng)部件的尺寸時(shí)，即使如果溫度變化，進(jìn)給螺
母1055和軸承1056和1057的軸向尺寸的總的變化恒定地等于用于容納 該進(jìn)給螺母1055和軸承1056和1057的殼體1050的軸向尺寸的變化。因
而，不會(huì)出現(xiàn)初始設(shè)定的加壓力的變化，在轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給螺母期間也不會(huì) 出現(xiàn)操作轉(zhuǎn)矩的增加和敲擊聲音的產(chǎn)生。
而且，從上述兩個(gè)等式可以得到 (B+C+D) K1==B K2+(C+D) K3
在這里，例如，假定殼體1050的線性膨脹系數(shù)Kl為2.36x10—5,進(jìn)給 螺母1055的線性膨脹系數(shù)K2為4x10—s,并且軸承1056和1057的線性膨脹 系數(shù)K3為1.17xl(T5，那么建立
(B+C+D) 2.36=B 4+(C+D) 1.17，并得至廿
B=0.73 (C+D)
因此，可設(shè)定進(jìn)給螺母1055的右端面1551和左端面1552之間的距 離B、軸承1056的軸向?qū)挾菴、以及軸承1057的軸向?qū)挾菵，以滿足這 個(gè)等式。
有時(shí)候，由于該伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1005的布局限制，不能分別設(shè)定部 件的尺寸，以便同時(shí)滿足上述兩個(gè)等式。在這種情況下，玻璃纖維添 加到該樹(shù)脂制成的進(jìn)給螺母1055中，以改變?cè)撨M(jìn)給螺母1055的線性膨 脹系數(shù)K2。因此，當(dāng)布局的限制被消除時(shí)，部件的尺寸能夠分別設(shè)定， 以便同時(shí)滿足上述兩個(gè)等式。該玻璃纖維添加的量?jī)?yōu)選為30到70的質(zhì) 量百分比。
第六實(shí)施例
圖16是示出本發(fā)明第六實(shí)施例的伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的主要部件 的前視局部剖視圖。圖17是示出圖16中所示的伸縮型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要 部件的剖視圖。在下面描述的說(shuō)明中，只描述與上述實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)部分和操作，并且重復(fù)的說(shuō)明將被略去。而且，與上述實(shí)施例相同 的部件用相同的附圖標(biāo)記表示并描述。
該第六實(shí)施例是在開(kāi)口端側(cè)的軸承1057的外環(huán)1057A不用殼體 1050支撐而用軸承壓緊螺母1058支撐的例子。g卩，如圖16和圖17所示， 上柱1004配合于下柱1003的內(nèi)周，使得能夠調(diào)節(jié)伸縮位置(平行于該 線柱1003的中心軸線滑動(dòng))。上轉(zhuǎn)向軸1102A支撐在上柱1004上以自由 轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向盤(pán)1003固定于在車身后側(cè)(圖16中的右側(cè))的上轉(zhuǎn)向軸1102A 的端部。
下轉(zhuǎn)向軸1102B支撐在下柱1003上以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。該下轉(zhuǎn)向軸1102B 花鍵連接于該上轉(zhuǎn)向軸1102A。因此，上轉(zhuǎn)向軸1102A的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給下 轉(zhuǎn)向軸1102B，與該上柱1004的位置無(wú)關(guān)。
殼體1050形成在該下柱1003的下表面的外周上，用于進(jìn)行伸縮位 置調(diào)節(jié)的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1005結(jié)合在該殼體1050中。在該下柱1003的下 表面中，以平行于該下柱1003的中心軸線的方式布置圓桿形的進(jìn)給螺 桿軸1053，并且在車身后側(cè)(圖16的右側(cè))的該進(jìn)給螺桿軸1053的端 部連接于凸緣1041的下端，該凸緣1041固定于在車身后側(cè)的上柱1004。
伸縮電機(jī)1051連接于殼體1050。連接于伸縮電機(jī)1051的在附圖中 未示出的輸出軸的蝸桿1052的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給渦輪1054，以轉(zhuǎn)動(dòng)擰到該進(jìn) 給螺桿軸1053上的進(jìn)給螺母1055。該渦輪1054形成在該進(jìn)給螺母1055 的外周上。該進(jìn)給螺母1055通過(guò)軸承1056和1057以可旋轉(zhuǎn)方式支撐。
在殼體1050中，截面為大直徑圓形的孔1501形成在開(kāi)口端側(cè)(圖 17中的右側(cè))，并且截面為小直徑圓形的孔1052形成在封閉端側(cè)(圖 17中的左側(cè))。在大直徑孔1051中，內(nèi)螺紋1503形成在開(kāi)口端側(cè)，而 形成軸承壓緊螺母1058的外周上的外螺紋1581擰到該內(nèi)螺紋1503中。軸承孔1583形成在軸承壓緊螺母1058的左部。軸承1057的外環(huán) 1057A內(nèi)部地配合于該軸承孔1083。而且，軸承1056的外環(huán)1056A內(nèi)部 地配合小直徑孔1502，該軸承1056的外環(huán)1056A的外徑與軸承1057的外 環(huán)1057A的外徑相同。即軸承1056和1057是同樣的部件。
而且該軸承壓緊螺母1058通過(guò)軸承孔1583的的階梯表面1584朝左 壓在軸承1057的外環(huán)1057A的右端面1571A上。鎖緊螺母1059擰到該軸 承壓緊螺母1058的外螺紋1581上，以將鎖緊螺母1059的左端面1591壓 到殼體1050的右端面1504上并且鎖緊該軸承壓緊螺母1058。在該第六 實(shí)施例中，由于殼體1050、進(jìn)給螺母1055以及軸承1056和1057的材料 分別不同，因此它們的線性膨脹系數(shù)也明顯不同。
軸承1056的外環(huán)1056A的左端面1561A鄰接在小直徑孔1502的左 端處的封閉端面1505。當(dāng)軸承1057的外環(huán)1057A的右端面1571A被該軸 承壓緊螺母1058的階梯表面1584朝左壓緊時(shí)，其壓緊力通過(guò)軸承1057 的內(nèi)環(huán)1057B的左端面1571B、進(jìn)給螺母1055的右端面1551、進(jìn)給螺母 1055的左端面1552、軸承1056的內(nèi)環(huán)1056B的右端面1561B以及軸承 1056的外環(huán)1056A的左端面1561A傳遞給在小直徑孔1052的左端處的封 閉端面1505。因此，合適的加壓力能夠施加給軸承1056和1057。
在圖17中的第六實(shí)施例的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1005中，假定殼體1050的 軸承1056和1057的兩端面之間的距離為A，進(jìn)給螺母1055的右端面1551 和左端面1552之間的距離為B，軸承1056的軸向?qū)挾葹镃，以及軸承1057 的軸向?qū)挾葹镈。而且，假定殼體1050的線性膨脹系數(shù)為K1，進(jìn)給螺母 1055的線性膨脹系數(shù)為K2，并且軸承1056和1057的線性膨脹系數(shù)為K3， 則得到
A=B+C+D，并建立
A Kl =B K2+(C+D) K3
可以設(shè)置殼體1050的軸承1056和1057的兩端面之間的距離A、進(jìn)給螺母1055的右端面1551和左端面1552之間的距離B、軸承1056的軸向?qū)?度C、以及軸承1057的軸向?qū)挾菵，以便同時(shí)滿足上述兩個(gè)等式。
當(dāng)如上所述設(shè)定各部件的尺寸時(shí)，即使溫度變化，進(jìn)給螺母1055 和軸承1056和1057沿軸向尺寸的總變化恒定地等于用于容納該進(jìn)給螺 母1055和軸承1056和1057的殼體1050的軸向尺寸的變化。因而不會(huì)出 現(xiàn)初始設(shè)定的加壓力的變化，在轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給螺母時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)操作轉(zhuǎn)矩 的增加和敲擊聲音的產(chǎn)生。
在第六實(shí)施例中，由于軸承1057的外環(huán)1057A的外徑尺寸小于第五 實(shí)施例的該軸承的外徑的尺寸，所以可以使伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1005緊湊， 并且軸承1056和1057可以做成相同的部件。因此，部件的數(shù)目可以減
第七實(shí)施例
圖18是示出本發(fā)明第七實(shí)施例的伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的主要部件 的前視局部剖視圖。圖19是示出圖18所示的伸縮型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部 件的剖視圖。在下面的說(shuō)明中，只描述與上述實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)部分 和操作，并且重復(fù)的說(shuō)明將被略去。而且，與上述實(shí)施例相同的部件 用相同的附圖標(biāo)記表示并描述。
第七實(shí)施例是第六實(shí)施例的修改的實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，在 開(kāi)口端側(cè)的軸承1057的外環(huán)1057A由軸承壓緊螺母1058支撐，并且在開(kāi) 口端側(cè)的軸承1057的外環(huán)1057A的外徑小于在封閉端側(cè)的軸承1056的 外環(huán)1056A的外徑。
殼體1050形成在該下柱1003的下表面的外周上，用調(diào)節(jié)伸縮位置 的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1005安裝在該殼體內(nèi)。在該下柱1003的下表面上，以 平行于該下柱1003的中心軸線的方式布置圓桿形的進(jìn)給螺桿軸1053， 并且在車身后側(cè)(圖18的右側(cè))的該進(jìn)給螺桿軸1053的端部連接于凸緣1041的下端，該凸緣1041固定于在車身后側(cè)的上柱1004。
伸縮電機(jī)1051連接于殼體1050。連接于伸縮電機(jī)1051的在附圖中 未示出的輸出軸的蝸桿1052的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給渦輪1054，以轉(zhuǎn)動(dòng)擰到該進(jìn) 給螺桿軸1053上的進(jìn)給螺母1055。該渦輪1054形成在該進(jìn)給螺母1055 的外周上。該進(jìn)給螺母1055通過(guò)軸承1056和1057支撐以自由轉(zhuǎn)動(dòng).
在殼體1050中，截面為大直徑圓形的孔1501形成在開(kāi)口端側(cè)(圖 19中的右側(cè))，并且截面為小直徑圓形的孔1052形成在封閉端側(cè)(圖 19中的左側(cè))。在大直徑孔1051中，內(nèi)螺紋1503形成在開(kāi)口端側(cè)，而 形成在軸承壓緊螺母1058的外周上的外螺紋1581擰到該內(nèi)螺紋1503中。
軸承1056的外環(huán)1056A內(nèi)部地配合在小直徑孔1502中4由承孔1585 形成在軸承壓緊螺母1058的左部，其直徑小于小直徑孔1502的內(nèi)徑。 軸承10 5 7的外環(huán)10 5 7A內(nèi)部地配合在該軸承孔15 8 5中。軸承10 5 7的外環(huán) 1057A的外徑形成為小于軸承1056的外環(huán)1056A的外徑。
而且該軸承壓緊螺母1058通過(guò)軸承孔1583的階梯表面1584朝左壓 軸承1057的外環(huán)1057A的右端面1571A。鎖緊螺母1059擰到該軸承壓緊 螺母1058的外螺紋1581上，以將鎖緊螺母1059的左端面1591壓到殼體 1050的右端面1504上并且鎖緊該軸承壓緊螺母1058。在該第七實(shí)施例 中，由于殼體1050、進(jìn)給螺母1055以及軸承1056和1057的材料分別不 同，因此它們的線性膨脹系數(shù)也相應(yīng)地明顯不同。
軸承1056的外環(huán)1056A的左端面1561A鄰接在小直徑孔1502的左 端處的封閉端面1505。當(dāng)軸承1057的外環(huán)1057A的右端面1571A由該軸 承壓緊螺母1058的階梯表面1586朝左壓緊時(shí)，其壓緊力通過(guò)軸承1057 的內(nèi)環(huán)1057B的左端面1571B、進(jìn)給螺母1055的右端面1551、進(jìn)給螺母 1055的左端面1552、軸承1056的內(nèi)環(huán)1056B的右端面1561B以及軸承1056的外環(huán)1056A的左端面1561A傳遞給小直徑孔1052的左端處的封閉 端面1505。因此，合適的加壓力能夠施加給軸承1056和1057。在圖19中的第七實(shí)施例的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1005中，假定殼體1050的 軸承1056和1057的兩端面之間的距離為A、進(jìn)給螺母1055的右端面1551 和左端面1552之間的距離為B、軸承1056的軸向?qū)挾葹镃、以及軸承1057 的軸向?qū)挾葹镈。而且，假定殼體1050的線性膨脹系數(shù)為K1，進(jìn)給螺母 1055的線性膨脹系數(shù)為K2，并且軸承1056和1057的線性膨脹系數(shù)為K3， 則A=B+C+D，并建立A K1=B K2+(C+D) K3可以設(shè)定殼體1050的軸承1056和1057的兩端面之間的距離A、進(jìn)給 螺母1055的右端面1551和左端面1552之間的距離B、軸承1056的軸向?qū)?度C、以及軸承1057的軸向?qū)挾菵，以便同時(shí)滿足上述兩個(gè)等式。當(dāng)如上所述設(shè)定相應(yīng)部件的尺寸時(shí)，即使如果溫度變化，進(jìn)給螺 母1055和軸承1056和1057的軸向尺寸的總變化恒定地等于用于容納該 進(jìn)給螺母1055和軸承1056和1057的殼體1050的軸向尺寸的變化。因而 不會(huì)出現(xiàn)初始設(shè)定的加壓力的變化，在轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給螺母期間也不會(huì)出現(xiàn) 操作轉(zhuǎn)矩的增加和敲擊聲音的產(chǎn)生。在第七實(shí)施例中，由于在開(kāi)口端側(cè)的軸承1057的外環(huán)1057A的外徑 尺寸可以做成小于在封閉端側(cè)的軸承1056的外環(huán)1056A的外徑的尺寸， 因此可以使伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1005緊湊。第八實(shí)施例圖20是示出本發(fā)明第八實(shí)施例的傾斜和伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的主 要部件的前視圖。圖21是沿圖20的XXI-XXI線截取的剖視圖，并示出傾 斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部件。圖22是沿圖21的XXII-XXII線截取的剖視圖，并示出傾斜電機(jī)和蝸桿主要部件。在下面的說(shuō)明中，只描述與上述實(shí) 施例不同的結(jié)構(gòu)部分和操作，并且重復(fù)的說(shuō)明將被略去。而且，與上 述實(shí)施例相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示并描述。第八實(shí)施例示出應(yīng)用于傾斜和伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的例子。如圖 20和21所示，本發(fā)明的傾斜和伸縮型電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置1101包括車身連接支架1002、下柱(外柱)1003和上柱(內(nèi)柱)1004。在車身后側(cè)的該車身連接支架1002具有固定于車身1011的上板 1021。支架1031 —體形成在車身前側(cè)的下柱1003的端部。傾斜的中 心軸1032連接于該支架1031。在車身前側(cè)的空心和圓柱形的下柱1003 的端部被支撐在車身1011上，以便能夠?qū)A斜的中心軸1032當(dāng)作支 承點(diǎn)調(diào)節(jié)傾斜位置(在平行于圖20的紙張表面的平面中擺動(dòng))。在車身連接支架1002的上板中，形成左側(cè)板1022和右側(cè)板1022， 它們平行于該上板1021并從該上板向下延伸，并且下柱1003保持在 該左右側(cè)板1022和1022的內(nèi)側(cè)表面之間，以便傾斜和滑動(dòng)。用于調(diào)節(jié)伸縮位置的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1005連接于該下柱1003的下 表面的外周上。而且在圖20中可部分地看見(jiàn)的伸縮電機(jī)51連接于該 下柱1003的下表面的外周上。進(jìn)給螺桿軸1053以平行于該下柱1003 的中心軸線方式連接于該下柱1003的下表面，并且在車身后側(cè)(圖20 中的右端)的該進(jìn)給螺桿軸1053的端部連接于凸緣1041的下端，該 凸緣1041固定于在車身后側(cè)的上柱1004的端部。連接于該伸縮電機(jī)1051的未示出的輸出軸的蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給在 附圖中未示出的渦輪，以轉(zhuǎn)動(dòng)未示出的擰到該進(jìn)給螺桿軸1053上的進(jìn) 給螺母。該進(jìn)給螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)使進(jìn)給螺桿軸1053能夠往復(fù)運(yùn)動(dòng)(在圖20 中的左右運(yùn)動(dòng))，使得上柱1004的伸縮位置能夠被調(diào)節(jié)。由于伸縮驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)1005具有與第五至第七實(shí)施例的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，因而略去其詳細(xì)描述。而且，用于調(diào)節(jié)傾斜位置的傾斜驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)1006連接于車身連接支架1002的下部。連接于用于傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1006的傾斜電機(jī)1061的輸 出軸1611 (圖22)的蝸桿1062與渦輪1064嚙合，以將傾斜電機(jī)1061 的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成連接于進(jìn)給螺桿軸63的下端的進(jìn)給螺桿軸10663往復(fù)運(yùn) 動(dòng)。蝸桿1062支撐在車身連接支架1002的下端，以便通過(guò)軸承1612 和1613自由轉(zhuǎn)動(dòng)。具有形成在其外周上的渦輪的進(jìn)給螺母1065擰到 用金屬制成的進(jìn)給螺桿軸1063上(見(jiàn)圖21)。該進(jìn)給螺桿軸1063豎直地延伸(沿著圖20和21的豎直方向)到 傾斜電機(jī)1061的中心軸線。用金屬制成的傾斜驅(qū)動(dòng)力傳輸銷1631固 定于該進(jìn)給螺桿軸1063的上端。該傾斜驅(qū)動(dòng)力傳輸銷1631朝著下柱 1003的中心軸線伸出，并且傾斜驅(qū)動(dòng)力傳輸銷1631的端部配合到形成 在該下柱1003中的細(xì)長(zhǎng)孔1033 (該細(xì)長(zhǎng)孔1033的長(zhǎng)直徑側(cè)沿著以直 角與圖21的紙張表面相交的方向布置)。當(dāng)進(jìn)給螺母1065轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該傾斜驅(qū)動(dòng)力傳輸銷1631沿著豎直方 向與進(jìn)給螺桿軸1063 —起豎直地線性移動(dòng)。該進(jìn)給螺桿軸1063沿著 圖20的豎直方向線性地移動(dòng)。如其中相比較地，下柱1003通過(guò)將傾 斜中心軸1032當(dāng)作支承點(diǎn)擺動(dòng)。因此，在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)之間產(chǎn)生偏移，但 是這種偏移能夠通過(guò)沿著細(xì)長(zhǎng)孔1033在圖20中左右滑動(dòng)該傾斜驅(qū)動(dòng) 力傳輸銷1631被吸收。在這種電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置1101中，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)1003的傾斜位置需要調(diào) 節(jié)時(shí)，駕駛員操作在附圖中未示出的開(kāi)關(guān)，以沿正向或反向的方向轉(zhuǎn) 動(dòng)傾斜電機(jī)1061。然后在傾斜電機(jī)1061的轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，該進(jìn)給螺母 1065轉(zhuǎn)動(dòng)，使得進(jìn)給螺桿軸1063線性移動(dòng)。于是，與進(jìn)給螺桿軸1063 —體形成的傾斜驅(qū)動(dòng)力傳輸銷1631進(jìn)行線性移動(dòng)。由于傾斜驅(qū)動(dòng)力傳輸銷1631接合在下柱1003的細(xì)長(zhǎng)孔 1033中，該下柱1003通過(guò)將傾斜中心軸1032當(dāng)作支承點(diǎn)而向上向下 傾斜。
傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在其內(nèi)的殼體1060形成在車身連接支架1002 的下表面。在該殼體1060中，截面為大直徑圓形的孔1601形成在開(kāi) 口端側(cè)(圖21中的下側(cè))，而截面為小直徑圓形的孔1062形成在封 閉端側(cè)(圖21中的上側(cè))。在大直徑孔1061中，內(nèi)螺紋1603形成在 開(kāi)口端側(cè)，而形成軸承壓緊螺母1068的外周上的外螺紋擰到該內(nèi)螺紋 1603上。
軸承1066的外環(huán)內(nèi)部地配合于小直徑孔1602。在軸承壓緊螺母 1068的上部形成軸承孔1685，其直徑小于小直徑孔1602的內(nèi)徑。軸 承1067的外環(huán)內(nèi)部地配合于該軸承孔1685。軸承1067的外環(huán)的外徑 形成為小于軸承1066的外環(huán)。
而且，軸承壓緊螺母1068通過(guò)軸承孔1685的階梯表面向上壓緊 軸承1067的外環(huán)的下端面。鎖緊螺母1069被擰到該軸承壓緊螺母1068 的外螺紋1681上，以將鎖緊螺母1069的上端面壓到殼體1060的下端 面上并鎖緊該軸承壓緊螺母1068。在本發(fā)明的第八實(shí)施例中由于殼體 1060、進(jìn)給螺母1065和軸承066和1067的材料分別不同，其線膨脹 系數(shù)也相應(yīng)地明顯不同。
軸承1066的上端面鄰接在小直徑孔1062的上端處的封閉端面。 當(dāng)軸承1067的外環(huán)的下端面被軸承壓緊螺母1068的階梯表面向上壓 緊時(shí)，其壓緊力通過(guò)軸承1067的內(nèi)環(huán)的上端面、進(jìn)給螺母1065的下 端面、進(jìn)給螺母1065的上端面、軸承1066的內(nèi)環(huán)的下端面、以及軸 承1066的外環(huán)的上端面?zhèn)鬟f給在小直徑孔1062的上端處的封閉端面。 因此合適的壓力能夠施加給軸承1066和1067。在圖21中，在本發(fā)明的第八實(shí)施例的傾斜驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1006中，假 定殼體1060的軸承1066和1067的兩端面之間的距離為A、進(jìn)給螺母 1065的下端面和上端面之間的距離為B、軸承1066的軸向?qū)挾葹镃、 軸承1067的軸向?qū)挾葹镈。而且，假定殼體1060的材料的線性膨脹 系數(shù)為Kl，進(jìn)給螺母1065的材料的線性膨脹系數(shù)為K2，軸承1066 和1067的材料的線性膨脹系數(shù)為K3，則
A=B+C+D，并建立
A K1=B K2 (C+D) K3
可以設(shè)定殼體1060的軸承1066和1067的兩端面之間的距離A， 進(jìn)給螺母1065的下端面和上端面之間的距離B，軸承1066的軸向?qū)挾?C，軸承1067的軸向?qū)挾菵，以便同時(shí)滿足上述兩個(gè)等式。
當(dāng)如上所述設(shè)定相應(yīng)部件的尺寸時(shí)，即便如果溫度變化，進(jìn)給螺 母1065和軸承1066和1067沿軸向尺寸的總變化也恒定地等于用于容 納該進(jìn)給螺母1065和軸承1066和1067的殼體1060的軸向尺寸的變 化。因而不會(huì)發(fā)生初始設(shè)定的加壓力的變化，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)該進(jìn)給螺母 期間也不會(huì)發(fā)生操作轉(zhuǎn)矩的增加和撞擊聲音的增大。
在第八實(shí)施例中，由于在開(kāi)口端側(cè)的軸承1067的外環(huán)的外徑的尺 寸可制造成小于封閉端側(cè)的軸承1066的外環(huán)的尺寸，可以使該傾斜驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)緊湊。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，下柱1003由外柱形成，而上柱1004由內(nèi) 柱形成。但是，下柱1003可以由內(nèi)柱形成，上柱1004可以由外柱形成。
根據(jù)第五至第八實(shí)施例，提供下述(2—1)到(2 — 7)的轉(zhuǎn)向裝置。(2—1) 一種轉(zhuǎn)向裝置，包括 轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向盤(pán)在車身后側(cè)安裝在該轉(zhuǎn)向軸上；
柱，該柱通過(guò)車身連接支架連接到車身上，支撐該轉(zhuǎn)向軸，以便 自由轉(zhuǎn)動(dòng)，并且通過(guò)將傾斜中心軸線作為支承點(diǎn)能夠進(jìn)行傾斜位置的 調(diào)節(jié)，或沿著轉(zhuǎn)向軸的中心軸線進(jìn)行伸縮位置的調(diào)節(jié)；
電致動(dòng)器，該電致動(dòng)器設(shè)置在該柱上或車身連接支架上；
進(jìn)給螺母，該進(jìn)給螺母由該電致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)；
軸承，該軸承沿著軸向方向支撐該進(jìn)給螺母的兩端，以便自由轉(zhuǎn)
動(dòng)；
殼體，該殼體容納該進(jìn)給螺母和軸承；
進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)具有進(jìn)給螺桿軸，該進(jìn)給螺桿軸 擰到該進(jìn)給螺母上并且根據(jù)該進(jìn)給螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)線性地移動(dòng)，以進(jìn)行該 柱的傾斜運(yùn)動(dòng)或伸縮運(yùn)動(dòng)，其中該進(jìn)給螺母、軸承和殼體的軸向尺寸 設(shè)置成使得由于溫度變化引起的該進(jìn)給螺母和軸承的軸向尺寸的總變 化等于由于溫度變化引起的該殼體的軸向尺寸變化。
(2 — 2)根據(jù)(2—1)的轉(zhuǎn)向裝置，其中在殼體開(kāi)口端側(cè)的軸承 的外環(huán)可以內(nèi)部地配合于形成在軸承壓緊螺母上的軸承孔中，該軸承 壓緊螺母擰到殼體的開(kāi)口端側(cè)。
(2 — 3)根據(jù)(2 — 2)的轉(zhuǎn)向裝置，其中在殼體開(kāi)口端側(cè)的軸承 外環(huán)的外徑可以形成為與該殼體封閉端側(cè)的軸承外環(huán)的外徑具有同樣 的尺寸。
(2 — 4)根據(jù)上述(2 — 2)的轉(zhuǎn)向裝置，其中在殼體開(kāi)口端側(cè)的 軸承外環(huán)的外徑的尺寸可以形成為小于該殼體封閉端側(cè)的軸承外環(huán)的 外徑的尺寸。
(2 — 5)根據(jù)上述(2—1)至(2 — 4)中任何一項(xiàng)的轉(zhuǎn)向裝置， 其中該殼體可以用鋁制造，該進(jìn)給螺母可以用樹(shù)脂制造，而該軸承用軸承鋼制造。
(2 — 6)根據(jù)上述(2—1)的轉(zhuǎn)向裝置，其中該進(jìn)給螺母可以用 樹(shù)脂和玻璃纖維制造。
(2 — 7)根據(jù)上述(2 — 6)的轉(zhuǎn)向裝置，其中該玻璃纖維的添加 量可以設(shè)定為30至70的質(zhì)量百分比。
已經(jīng)參考具體實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)和范圍的情況下可以進(jìn)行各種 變化和修改。
本發(fā)明基于以下日本專利申請(qǐng)
2006年3月8日提交的日本專利申請(qǐng)(P2006 — 062225) 2006年5月29日提交的日本專利申請(qǐng)(P2006— 148175) 2006年6月27日提交的日本專利申請(qǐng)(P2006— 177317) 2007年1月9日提交的日本專利申請(qǐng)(P2007 —001673)
它們的內(nèi)容結(jié)合于此供參考
工業(yè)實(shí)用性
在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置和進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)中，在常溫下，用合成樹(shù)脂 制成的進(jìn)給螺母的螺距形成為大于用金屬制造的進(jìn)給螺桿軸螺距。因 此，即便在工作溫度變化時(shí)，操作力矩不增加，操作轉(zhuǎn)矩不變化，并 且操作聲音不增大。由于操作力矩不增加，用于驅(qū)動(dòng)該進(jìn)給螺桿架構(gòu) 的電機(jī)的輸出可以減小。結(jié)果，可以使電機(jī)緊湊以減少生產(chǎn)成本，并 且空間可以減小以改善布置的自由度。而且，進(jìn)給螺母自身的結(jié)構(gòu)可 以簡(jiǎn)化，使得進(jìn)給螺母的加工成本減少，并且進(jìn)給螺母沿軸向的尺寸 可以縮短。
本發(fā)明的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)具有當(dāng)進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)工作溫度較高時(shí)，用于操作該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)需要的操作轉(zhuǎn)矩變大的性質(zhì)。因此本發(fā)明的進(jìn) 給螺桿機(jī)構(gòu)被用于轉(zhuǎn)向裝置使得在低溫下操作轉(zhuǎn)矩的增加能夠作為該 轉(zhuǎn)向裝置的整體部分被抑制。結(jié)果，由于進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)能夠用輸出低 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此可以使電機(jī)緊湊，生產(chǎn)成本可以減少并且空間可以 小，并且布置的自由都可以改善。
而且，在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置中，進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)給螺母的螺紋 寬度可以形成為大于進(jìn)給螺桿軸的螺紋寬度。因此，進(jìn)給螺母軸向長(zhǎng) 度可以變短。因此進(jìn)給螺母的重量可以減小并且生產(chǎn)成本可以降低。
在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置中，進(jìn)給螺母、軸承和殼體的軸向尺寸可以 設(shè)定成使得進(jìn)給螺母和軸承由于溫度變化引起的軸向尺寸的總變化與 殼體由于溫度變化引起的軸向尺寸變化相同。因此，由于溫度變化引 起的壓力變化被抑制，在進(jìn)給螺母轉(zhuǎn)動(dòng)期間操作轉(zhuǎn)矩的增加、撞擊聲 音的產(chǎn)生能夠被抑制。
權(quán)利要求
1.一種進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，包括進(jìn)給螺桿軸，該進(jìn)給螺桿軸由金屬制成；和進(jìn)給螺母，該進(jìn)給螺母由合成樹(shù)脂制成，該進(jìn)給螺母擰到該進(jìn)給螺桿軸上并且相對(duì)于該進(jìn)給螺桿軸移動(dòng)，其中該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)具有隨著該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的工作溫度變高，操作該螺桿機(jī)構(gòu)所需的操作轉(zhuǎn)矩變大的性質(zhì)。
2. —種進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，包括 進(jìn)給螺桿軸，該進(jìn)給螺桿軸由金屬制成；和進(jìn)給螺母，該進(jìn)給螺母由合成樹(shù)脂制成，該進(jìn)給螺母擰到該進(jìn)給 螺桿軸上并且相對(duì)于該進(jìn)給螺桿軸移動(dòng)，其中該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)給螺母的螺距形成為大于該進(jìn)給螺桿軸在常 溫下的螺距。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的進(jìn)給進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，其中該進(jìn)給螺母的螺距形成為大致大于該進(jìn)給螺桿軸的螺距，在該進(jìn) 給螺母的軸向長(zhǎng)度的0.025%到0.075%的范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，其中 環(huán)形槽沿該進(jìn)給螺母的軸向方向形成在端面中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，其中形成該環(huán)形槽形的內(nèi)周表面，使得具有朝著環(huán)形槽的開(kāi)口側(cè)減小 的直徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，其中形成該進(jìn)給螺母的合成樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)是超過(guò)該進(jìn)給螺桿機(jī) 構(gòu)的工作溫度范圍的上限值的值。
7. —種轉(zhuǎn)向裝置，包括轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向盤(pán)在車身后側(cè)安裝在該轉(zhuǎn)向軸上；柱，該柱以可旋轉(zhuǎn)方式支撐該轉(zhuǎn)向軸，并且相對(duì)于作為支承點(diǎn)的 傾斜中心軸線調(diào)節(jié)傾斜位置，或沿著該轉(zhuǎn)向軸的中心軸線調(diào)節(jié)伸縮位 置；車身連接支架，該車身連接支架將該柱連接到車身上； 電致動(dòng)器，該電致動(dòng)器設(shè)置在該柱上或該車身連接支架上； 根據(jù)權(quán)利要求1的進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)，其通過(guò)該電致動(dòng)器進(jìn)行該柱的 傾斜運(yùn)動(dòng)或伸縮運(yùn)動(dòng)。
8. —種轉(zhuǎn)向裝置，包括轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向盤(pán)在車身后側(cè)安裝在該轉(zhuǎn)向軸上-，柱，該柱以可旋轉(zhuǎn)方式支撐該轉(zhuǎn)向軸，并且相對(duì)于作為支承點(diǎn)的 傾斜中心軸線調(diào)節(jié)傾斜位置，或沿著該轉(zhuǎn)向軸的中心軸線調(diào)節(jié)伸縮位 置'-車身連接支架，該車身連接支架將該柱連接到車身上； 電致動(dòng)器，該電致動(dòng)器設(shè)置在該柱上或該車身連接支架上； 根據(jù)權(quán)利要求2的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其通過(guò)該電致動(dòng)器進(jìn)行該柱的傾斜 運(yùn)動(dòng)或伸縮運(yùn)動(dòng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的轉(zhuǎn)向裝置，其中該進(jìn)給螺母的螺距形成為大致上大于該進(jìn)給螺桿軸的螺距，在該 進(jìn)給螺母軸向長(zhǎng)度的0.025%到0.075%的范圍內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的轉(zhuǎn)向裝置，其中 環(huán)形槽沿該進(jìn)給螺母的軸向方向形成在端面中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO的轉(zhuǎn)向裝置，其中該環(huán)形槽的內(nèi)周表面形成為具有朝著環(huán)形槽的開(kāi)口側(cè)減小的直徑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8的轉(zhuǎn)向裝置，其中形成該進(jìn)給螺母的合成樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)是超過(guò)該進(jìn)給螺桿機(jī) 構(gòu)工作的溫度范圍的上限值的值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7的轉(zhuǎn)向裝置，其中該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)給螺母的螺紋寬度形成為大于該螺桿軸的螺 紋寬度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的轉(zhuǎn)向裝置，其中該進(jìn)給螺母的螺紋寬度與該進(jìn)給螺桿軸的螺紋寬度的比率形成為 與該進(jìn)給螺母的材料強(qiáng)度和該進(jìn)給螺桿軸的材料強(qiáng)度的反數(shù)成比例D
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的轉(zhuǎn)向裝置，其中 該進(jìn)給螺桿軸是滾壓螺桿。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8的轉(zhuǎn)向裝置，其中該進(jìn)給螺桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)給螺母的螺紋寬度形成為大于該進(jìn)給螺桿軸 的螺紋寬度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的轉(zhuǎn)向裝置，其中該進(jìn)給螺母的螺紋寬度與該進(jìn)給螺桿軸的螺紋寬度的比率形成為 與該進(jìn)給螺母的材料強(qiáng)度和該進(jìn)給螺桿軸的材料強(qiáng)度的反數(shù)成比例。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16的轉(zhuǎn)向裝置，其中 該進(jìn)給螺桿軸是滾壓螺桿。
全文摘要
在常溫狀態(tài)下，進(jìn)給螺母55、65的螺距B2形成為稍大于該進(jìn)給螺桿軸53、63的螺距A2。因此，由于該進(jìn)給螺母55、65的螺紋以小干涉壓到該進(jìn)給螺桿軸53、63的螺紋上，因此在該進(jìn)給螺桿軸53、63和該進(jìn)給螺母55、65之間沒(méi)有間隙，以便能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)的進(jìn)給操作。在低溫狀態(tài)下，進(jìn)給螺母55、65收縮大于進(jìn)給螺桿軸53、63。結(jié)果，該進(jìn)給螺母55、65的螺距B1具有與該進(jìn)給螺桿軸53、63的螺距A1大致相同的尺寸。
文檔編號(hào)B62D1/18GK101310127SQ200780000159
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2007年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者岡田淳, 力石一穗, 加藤寬, 巖川將人 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社