專利名稱：電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車用的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù)：
為了減輕向汽車的轉(zhuǎn)向輪(除了叉車等的特殊車輛之外，通常為前輪)施加轉(zhuǎn)向角時(shí)的轉(zhuǎn)向盤操作所需要的力，廣泛地使用電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，該電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置使用電動(dòng)馬達(dá)作為輔助動(dòng)力源。雖然已知有各種各樣的結(jié)構(gòu)的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，但是在任何一種結(jié)構(gòu)中，都是經(jīng)由減速器向通過轉(zhuǎn)向盤的操作而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向軸施加電動(dòng)馬達(dá)的輔助動(dòng)力。作為該減速器一般使用蝸輪減速器。在使用蝸輪減速器的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的情況下，通過使由電動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的蝸桿與和轉(zhuǎn)向軸一起旋轉(zhuǎn)的蝸輪嚙合，向轉(zhuǎn)向軸自由傳遞電動(dòng)馬達(dá)的輔助動(dòng)力。圖5以及圖6表示以往的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的I例。轉(zhuǎn)向軸2的前端部旋轉(zhuǎn)自如地支承于殼體3的內(nèi)側(cè)，在該轉(zhuǎn)向軸2的前端部固定有蝸輪4。固定于電動(dòng)馬達(dá)5的輸出軸6的蝸桿7與該蝸輪4嚙合。通過利用電動(dòng)馬達(dá)6旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)蝸桿7，在規(guī)定的方向向蝸輪4施加規(guī)定大小的輔助轉(zhuǎn)矩。蝸桿7由蝸桿軸8、設(shè)置于蝸桿軸8的外周面的軸方向中間部的蝸桿齒9構(gòu)成，蝸桿軸8的基端部以及前端部利用一對(duì)球軸承10a、10b旋轉(zhuǎn)自如地支承在殼體3的內(nèi)側(cè)。另外，在蝸桿軸8的基端面開口的花鍵孔11和設(shè)置于輸出軸6的前端部的花鍵軸部12進(jìn)行花鍵卡合。另一方面，輸出軸6利用一對(duì)球軸承14a、14b旋轉(zhuǎn)自如地支承在馬達(dá)外殼13的內(nèi)側(cè)。在這樣的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，與從轉(zhuǎn)向盤I向轉(zhuǎn)向軸2施加的轉(zhuǎn)矩的方向以及大小相對(duì)應(yīng)地控制向電動(dòng)馬達(dá)5的通電方向以及通電量。另外，通過經(jīng)由蝸桿7以及蝸輪4向轉(zhuǎn)向軸2施加適當(dāng)?shù)妮o助轉(zhuǎn)矩，能夠使通過中間軸15向轉(zhuǎn)向齒輪單元16傳遞的轉(zhuǎn)矩，比從轉(zhuǎn)向軸2輸入的轉(zhuǎn)矩大。其結(jié)果，由于以比向轉(zhuǎn)向盤I施加的操作力大的力推拉左右一對(duì)拉桿17，所以即使為小的操作力，也能夠向左右一對(duì)轉(zhuǎn)向輪施加所期望的轉(zhuǎn)向角。此時(shí)，由于輔助轉(zhuǎn)矩的方向以及大小頻繁地變化，所以若不采取任何對(duì)策，則在各部分將產(chǎn)生撞擊聲、振動(dòng)等，給成員帶來不適感。因此，對(duì)于蝸桿7和蝸輪4的嚙合部，通過將蝸桿7的前端側(cè)的球軸承IOb向蝸輪4側(cè)彈性地推壓，能夠消除該嚙合部的齒隙，防止產(chǎn)生齒輪撞擊聲。另外，以往也已知有如下的方案，即，在電動(dòng)馬達(dá)的輸出軸的前端面與蝸桿軸的基端面之間設(shè)置有彈性部件，向相互離開的方向彈性地推壓這些輸出軸和蝸桿，從而抑制輸出軸和蝸桿的晃蕩(參照特開2002-255047號(hào)公報(bào)、特開2003-72563號(hào)公報(bào)、特開2008-213667號(hào)公報(bào)、特開2008-247190號(hào)公報(bào)、特開2008-290693號(hào)公報(bào)、特開2009-61898號(hào)公報(bào))。另外，在特開2011-69495號(hào)公報(bào)中記載有如下的內(nèi)容，即，作為支承蝸桿軸的基端部的球軸承，使用單列深槽型且為4點(diǎn)接觸型的球軸承。在電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為了抑制因電動(dòng)馬達(dá)5的輸出軸6向軸方向發(fā)生微小變位而產(chǎn)生的晃蕩,需要向支承輸出軸6的兩端部的一對(duì)球軸承14a、14b施加預(yù)負(fù)荷。因此，如圖7所示，在構(gòu)成輸出軸6的基端部側(cè)的球軸承14a的外圈的基端面(圖7的右端面)與馬達(dá)外殼13的內(nèi)端面之間設(shè)置有板簧(蝶形彈簧、彈簧墊圈、防松墊圈等)18。通過該板簧18的彈力，對(duì)球軸承14a、14b施加圖7中的虛線所示那樣的正面組合型(DF)的接觸角以及預(yù)負(fù)荷。在這樣的以往結(jié)構(gòu)的情況下，伴隨著電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)向板簧18反復(fù)施加壓縮方向的力。即，伴隨著蝸輪4與蝸桿齒9 (參照?qǐng)D6)的嚙合，從嚙合部向設(shè)置有蝸桿齒9的蝸桿7施加反力。該反力中的軸方向成分的作用方向，每當(dāng)從蝸桿7向蝸輪4傳遞的轉(zhuǎn)矩的方向發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行反轉(zhuǎn)。另一方面，輸出軸6的前端側(cè)的球軸承14b，從圖7中的虛線所示的接觸角的方向可知，支承上述反力中的從蝸桿7朝向輸出軸6作用的軸方向成分的功能不足。因此，以大致原樣的大小向板簧18反復(fù)施加相當(dāng)于方向變化次數(shù)的壓縮方向的力。其結(jié)果，伴隨著長(zhǎng)期間的使用，板簧18的彈力降低或者喪失，向球軸承14a、14b施加的預(yù)負(fù)荷降低或者喪失。特別是，由于板簧18的設(shè)置空間有限，伴隨著電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的軸方向尺寸變化相對(duì)于板簧18的彈性行程(能夠施加彈力的狀態(tài)下的軸方向尺寸的變化量)的比例變大，所以板簧18的彈力容易降低或者喪失。如特開2008-290693號(hào)所記載的那樣，通過在電動(dòng)馬達(dá)的輸出軸的前端面與蝸桿軸的基端面之間設(shè)置容易確保比板簧大的彈性行程的彈性部件，雖然能夠在一定程度上減輕該輸出軸的軸方向的晃蕩，但是仍然不是十分充分。即，在以往的電動(dòng)馬達(dá)的情況下，雖然利用一對(duì)球軸承支承輸出軸的兩端部，但是向構(gòu)成這些球軸承的滾珠施加的接觸角的方向是相互相反的。即，在這些球軸承上施加背面組合型(DB)或者正面組合型(DF)的接觸角。在任一種情況下，在由接觸角的方向相互不同的一對(duì)球軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承的輸出軸被向軸方向推壓的場(chǎng)合，代替一方的球軸承的預(yù)負(fù)荷上升，另一方的球軸承的預(yù)負(fù)荷降低。另外，在該另一方的球軸承的預(yù)負(fù)荷喪失了的場(chǎng)合，在該另一方的球軸承部分有可能產(chǎn)生撞擊聲等的異常噪聲或者振動(dòng)。因此，存在僅通過在電動(dòng)馬達(dá)的輸出軸的前端面與蝸桿軸的基端面之間設(shè)置彈性部件將無法充分地防止該輸出軸的晃蕩的問題。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本特開2002-255047號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2003-72563號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開2008-213667號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本特開2008-247190號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5日本特開2008-290693號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6日本特開2009-61898號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7日本特開2011-69495號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明鑒于上述那樣的情況，其目的在于實(shí)現(xiàn)一種電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)，該電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置通過不降低性能而長(zhǎng)期間穩(wěn)定地抑制電動(dòng)馬達(dá)的輸出軸的晃蕩，能夠減少在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)、異常噪聲的發(fā)生。用于解決課題的方案本發(fā)明的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置具有殼體、旋轉(zhuǎn)軸、蝸輪、蝸桿、電動(dòng)馬達(dá)。上述殼體支承固定在車體或者固定于車體的部分上。上述旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于上述殼體旋轉(zhuǎn)自如地被支承，具有與用于向轉(zhuǎn)向輪施加轉(zhuǎn)向角的機(jī)構(gòu)連接的前端部、和與轉(zhuǎn)向盤連接的后端部。上述蝸輪在上述殼體的內(nèi)側(cè)同心地被支承固定在上述旋轉(zhuǎn)軸的一部分上，與上述旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)。上述蝸桿具有包括基端部和設(shè)置在軸方向中間部的蝸桿齒的蝸桿軸，在使上述蝸桿齒與上述蝸輪嚙合的狀態(tài)下，該蝸桿相對(duì)于上述殼體旋轉(zhuǎn)自如地被支承。另外，上述電動(dòng)馬達(dá)具有支承固定于上述殼體的馬達(dá)外殼、包括能夠傳遞轉(zhuǎn)矩地與上述蝸桿軸的基端部結(jié)合的前端部的輸出軸、將上述輸出軸旋轉(zhuǎn)自如地支承在上述馬達(dá)外殼的內(nèi)側(cè)的一對(duì)單列型球軸承，并且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上述蝸桿。在本發(fā)明的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，上述一對(duì)單列型球軸承的每一個(gè)，在上述馬達(dá)外殼的內(nèi)側(cè)具有以限制從上述蝸桿離開的方向的變位的狀態(tài)被支承的外圈，在上述輸出軸的一部分上具有以限制接近上述蝸桿的方向的變位的狀態(tài)被外嵌的內(nèi)圈。另外，上述蝸桿軸的基端部，具有基端面和卡合孔，該卡合孔的截面形狀為非圓形，在上述基端面上開口并且具有內(nèi)端面，上述輸出軸的前端部具有截面形狀為非圓形的桿狀部件，該桿狀部件與上述卡合孔卡合且具有前端面。并且，在上述卡合孔的內(nèi)端面與上述卡合桿部的前端面之間，以在軸方向被彈性地壓縮的狀態(tài)夾持有具有軸方向的彈力的彈性部件，通過對(duì)上述輸出軸施加從上述蝸桿離開的方向的彈力，對(duì)上述一對(duì)單列型球軸承施加并列組合型的接觸角以及預(yù)負(fù)荷。上述蝸桿軸的基端部與上述輸出軸的前端部的卡合最好為花鍵卡合。即，由花鍵孔構(gòu)成上述卡合孔，由花鍵軸構(gòu)成上述桿狀部件。通過使這些花鍵孔與花鍵軸卡合，在上述輸出軸的前端部與上述蝸桿軸的基端部之間形成花鍵卡合部。而且，由上述蝸輪與上述蝸桿的嚙合部傳遞的轉(zhuǎn)矩最大，從上述嚙合部向上述蝸桿施加的徑向方向的反力最大，由此向上述花鍵卡合部施加的徑向負(fù)荷最大，從而與對(duì)于上述花鍵卡合部向軸方向變位的摩擦阻力變得最大的狀態(tài)下的該摩擦阻力的值相比，上述彈性部件所施加的上述彈力的值大。優(yōu)選的是，上述外圈中的至少一方，經(jīng)由能夠擴(kuò)縮軸方向的厚度尺寸的環(huán)狀的板簧，與設(shè)置于上述馬達(dá)外殼的一部分的內(nèi)周面?zhèn)扰_(tái)階面抵接。在該場(chǎng)合，代替上述板簧，也能夠使用從厚度尺寸相互不同的多個(gè)種類的墊板中選擇的一個(gè)墊板。在本發(fā)明的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，優(yōu)選的是，上述蝸桿軸的基端部，通過4點(diǎn)接觸型球軸承能夠進(jìn)行軸方向的變位地支承于上述殼體的內(nèi)側(cè)。在該場(chǎng)合，優(yōu)選的是，在構(gòu)成上述4點(diǎn)接觸型球軸承的內(nèi)圈的軸方向兩端面與固定于上述蝸桿軸的部分之間分別夾持有彈性部件，該彈性部件具有能夠彈性地?cái)U(kuò)縮軸方向尺寸的方向的彈力。作為夾持在上述卡合孔的內(nèi)端面與上述卡合桿部的前端面之間的上述彈性部件，能夠使用壓縮螺旋彈簧?；蛘?，代替壓縮螺旋彈簧，能夠使用圓柱狀的橡膠塊。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，能夠長(zhǎng)期間穩(wěn)定地抑制電動(dòng)馬達(dá)的輸出軸的晃蕩。即，能夠?qū)⒂糜趯㈦妱?dòng)馬達(dá)的輸出軸旋轉(zhuǎn)自如地支承在馬達(dá)外殼的內(nèi)側(cè)的一對(duì)球軸承的接觸角的朝向形成為相同的方向，并且，能夠根據(jù)由彈性部件進(jìn)行的對(duì)上述輸出軸的推壓將所述一對(duì)球軸承的接觸角的朝向形成為上述一對(duì)球軸承的預(yù)負(fù)荷上升的方向。因此，即使對(duì)上述一對(duì)球軸承的任一個(gè)都能夠施加預(yù)負(fù)荷，或者即使不能夠施加預(yù)負(fù)荷，也能夠?qū)⑵鋬?nèi)部間隙抑制成不產(chǎn)生不適的噪音、振動(dòng)的很小程度。另外，作為夾持于上述卡合孔的內(nèi)端面與上述卡合桿部的前端面之間的上述彈性部件，能夠使用軸方向尺寸比上述輸出軸的軸方向變位量大的部件，因此即使長(zhǎng)期間使用，其彈性也不會(huì)降低或者喪失。其結(jié)果，能夠長(zhǎng)期間穩(wěn)定地減輕在電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)、異常噪聲。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第I例的、從與圖6相同的方向觀察的局部截面圖。圖2是表示圖1的右上部的局部截面圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第2例的與圖2相同的圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第3例的與圖1相同的圖。圖5是表示以往的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的I例的局部剖切側(cè)視圖。圖6是圖5的A-A截面放大圖。圖7是表示用于防止馬達(dá)的輸出軸晃蕩的以往結(jié)構(gòu)的I例的與圖2相同的圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式的第I例圖1以及圖2表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第I例。另外，本例的特征在于如下的結(jié)構(gòu)，即，為了防止電動(dòng)馬達(dá)5的輸出軸6a的晃蕩，而相對(duì)于馬達(dá)外殼13旋轉(zhuǎn)自如地支承輸出軸6a的結(jié)構(gòu)；以及用于相對(duì)于殼體3旋轉(zhuǎn)自如地支承輸出軸6a的前端部與構(gòu)成蝸桿7的蝸桿軸8的基端部的結(jié)合部的結(jié)構(gòu)。其它部分的結(jié)構(gòu)以及作用與以往的結(jié)構(gòu)大致相同，因此對(duì)于與以往結(jié)構(gòu)相同的部分的結(jié)構(gòu)以及作用省略說明或者簡(jiǎn)略說明，以本例的特征部分為中心進(jìn)行說明。本例的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置也具有殼體3、作為旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向軸2、蝸輪4、蝸桿7以及電動(dòng)馬達(dá)5。其中，殼體3不能旋轉(zhuǎn)地固定在車體或者固定于車體的部分上。在轉(zhuǎn)向軸2的后端部連接著轉(zhuǎn)向盤I (參照?qǐng)D5)，轉(zhuǎn)向軸2通過轉(zhuǎn)向盤I的操作而轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，轉(zhuǎn)向軸2的前端部與伴隨著轉(zhuǎn)向軸2的旋轉(zhuǎn)而向轉(zhuǎn)向輪施加轉(zhuǎn)向角的機(jī)構(gòu)連接。蝸輪4在殼體3的內(nèi)側(cè)，同心地支承固定于轉(zhuǎn)向軸2的一部分(通常為轉(zhuǎn)向軸2的前端部)，能夠與轉(zhuǎn)向軸2 —起旋轉(zhuǎn)。另外，蝸桿7具有在軸方向中間部設(shè)置有蝸桿齒9的蝸桿軸8，在使蝸桿齒9與蝸輪4嚙合的狀態(tài)下，相對(duì)于殼體3旋轉(zhuǎn)自如地被支承。另外，電動(dòng)馬達(dá)5具有馬達(dá)外殼13、輸出軸6a、一對(duì)單列型球軸承14a、14b，所述馬達(dá)外殼13支承固定于殼體3，所述輸出軸6a具有能夠傳遞轉(zhuǎn)矩地與蝸桿軸8的基端部結(jié)合的前端部，所述一對(duì)單列型球軸承14a、14b將輸出軸6a旋轉(zhuǎn)自如地支承在馬達(dá)外殼13的內(nèi)側(cè)，所述電動(dòng)馬達(dá)5用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)蝸桿7。另外，通過作為卡合孔的花鍵孔11與作為卡合桿部的花鍵軸部12的花鍵卡合，能夠傳遞轉(zhuǎn)矩地結(jié)合電動(dòng)馬達(dá)5的輸出軸6a的前端部和構(gòu)成蝸桿7的蝸桿軸8的基端部。但是，輸出軸的前端部與蝸桿軸的基端部的卡合，即使為花鍵卡合以外的結(jié)構(gòu)，也可以通過能夠傳遞轉(zhuǎn)矩地結(jié)合輸出軸和蝸桿軸的其它公知的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。作為這樣的結(jié)構(gòu)，例如能夠列舉出使截面形狀為長(zhǎng)圓形的卡合孔和卡合桿部卡合的結(jié)構(gòu)，或者鍵卡合結(jié)構(gòu)。蝸桿軸8的基端部，在該花鍵卡合部的周圍，利用單列的4點(diǎn)接觸型的球軸承IOA能夠相對(duì)于殼體3旋轉(zhuǎn)以及能夠在軸方向稍微進(jìn)行變位地被支承。球軸承IOA的外圈20，以過盈配合內(nèi)嵌固定于殼體3的一部分，球軸承IOA的內(nèi)圈21利用間隙配合外嵌于蝸桿軸8的基端部。在設(shè)置于蝸桿軸8的基端部外周面的卡定槽的底面與內(nèi)圈21的內(nèi)周面之間，以彈性地壓縮的狀態(tài)夾持有O型環(huán)22。另外，在內(nèi)圈21的軸方向兩端面與固定于蝸桿7的部分(在圖示的例子中，為設(shè)置于蝸桿軸8的外周面的臺(tái)階面)之間，分別夾持有彈性環(huán)23。這些彈性環(huán)23，分別具有能夠彈性地?cái)U(kuò)縮軸方向尺寸的方向的彈力。因此，蝸桿7能夠不晃蕩、能夠以內(nèi)圈21的內(nèi)側(cè)部分為中心稍微進(jìn)行擺動(dòng)變位且能夠在軸方向稍微進(jìn)行變位地支承于殼體3的內(nèi)側(cè)。輸出軸6a分別通過單列深槽型的一對(duì)球軸承14a、14b旋轉(zhuǎn)自如地支承于馬達(dá)外殼13。另外，作為這些球軸承，可以使用單列角接觸型球軸承。構(gòu)成這些球軸承14a、14b的外圈24a、24b，以阻止從蝸桿7離開的方向的變位的狀態(tài)支承固定于馬達(dá)外殼13的內(nèi)側(cè)。具體地說，用于支承輸出軸6a的基端部(圖2的右端部)的球軸承14a的外圈24a，以間隙配合內(nèi)嵌固定在有底圓筒狀的小徑保持部25，該有底圓筒狀的小徑保持部25形成在構(gòu)成馬達(dá)外殼13的底板的中央部。在本例的情況下，小徑保持部25的內(nèi)端面相當(dāng)于內(nèi)周面?zhèn)扰_(tái)階面中的一方。另外，在本例的情況下，在小徑保持部25的內(nèi)端面與外圈24a的軸方向端面之間夾持有墊板26。作為墊板26，準(zhǔn)備厚度尺寸逐漸稍微不同的多個(gè)種類的墊板。另外，通過選擇適當(dāng)?shù)暮穸瘸叽绲膲|板26，并夾持在小徑保持部25的內(nèi)端面與外圈24a的軸方向端面之間，嚴(yán)密地限制外圈24a的軸方向位置。另外，墊板26代替設(shè)置在球軸承14a的外圈24a的軸方向端面與小徑保持部25的內(nèi)端面之間的部分，也可以設(shè)置在內(nèi)圈28a的軸方向端面與輸出軸6a的臺(tái)階面29之間，或者除了設(shè)置在球軸承14a的外圈24a的軸方向端面與小徑保持部25的內(nèi)端面之間的部分，還可以設(shè)置在內(nèi)圈28a的軸方向端面與輸出軸6a的臺(tái)階面29之間。但是，如圖示例那樣，在外圈24a的軸方向端面與相向面之間設(shè)置墊板26這一結(jié)構(gòu)，能夠使墊板26的直徑較大，并且容易確保負(fù)荷容量，因此比較有利。另外，用于支承輸出軸6a的靠近前端的部分(圖2的左側(cè)部分)的球軸承14b的外圈24b,以過盈配合內(nèi)嵌于覆蓋在馬達(dá)外殼13的開口部的蓋板19的中央孔,并且，軸方向端面與形成于該中央孔的內(nèi)周面的臺(tái)階面27抵接。在本例的情況下，該臺(tái)階面27相當(dāng)于內(nèi)周面?zhèn)扰_(tái)階面中的另一方。通過以上的結(jié)構(gòu)，球軸承14a、14b的外圈24a、24b，以分別阻止從蝸桿7離開的方向的變位的狀態(tài)支承固定在馬達(dá)外殼13的內(nèi)側(cè)。另一方面，構(gòu)成球軸承14a、14b的內(nèi)圈28a、28b，以阻止接近蝸桿7 —側(cè)的方向的變位的狀態(tài)，分別以過盈配合外嵌固定于上述輸出軸6a。具體地說，用于支承輸出軸6a的基端部的球軸承14a的內(nèi)圈28a,以過盈配合外嵌固定在形成于輸出軸6a的基端部的小徑保持部25，內(nèi)圈28a的軸方向端面與形成在小徑保持部25的里端部的臺(tái)階面29抵接。在本例的情況下，該臺(tái)階面29相當(dāng)于外周面?zhèn)扰_(tái)階面中的一方。
另外，用于支承輸出軸6a的靠近前端的部分的球軸承14b的內(nèi)圈28b，從輸出軸6a的基端側(cè)以過盈配合外嵌固定于輸出軸6a的靠近前端的部分。在輸出軸6a的外周面的靠近前端的部分，形成有向外凸緣狀的凸邊部30，內(nèi)圈28b的軸方向端面與凸邊部30的軸方向側(cè)面抵接。在本例的情況下，該軸方向側(cè)面相當(dāng)于外周面?zhèn)扰_(tái)階面中的另一方。另夕卜，通過將內(nèi)圈28b與輸出軸6a的過盈配合長(zhǎng)度形成為最小限度，能夠提高組裝性。在該場(chǎng)合，也可以以與和內(nèi)圈28b的軸方向的端面相向的面抵接的方式，將擋圈(C環(huán))33外嵌于輸出軸6a。通過以上的結(jié)構(gòu)，球軸承14a、14b的內(nèi)圈28a、28b，分別以阻止接近蝸桿7的方向的變位的狀態(tài)支承固定在輸出軸6a的基端部以及靠近前端的部分。另外，在花鍵孔11的內(nèi)端面與花鍵軸部12的前端面之間，以彈性地壓縮的狀態(tài)夾持有作為彈性部件的壓縮螺旋彈簧31。并且，在輸出軸6a上施加從蝸桿7離開的方向的彈力。根據(jù)該彈力，在旋轉(zhuǎn)自如地支承輸出軸6a的球軸承14a、14b上，如圖2中的虛線α、β所示，施加并列組合型的接觸角(相互相同的方向的接觸角)以及預(yù)負(fù)荷。由于根據(jù)壓縮螺旋彈簧31的彈力在球軸承14a、14b上都施加預(yù)負(fù)荷，因此能夠適當(dāng)?shù)叵拗七@些球軸承14a、14b的內(nèi)部間隙(特別是軸向間隙)，并且還能夠適當(dāng)?shù)叵拗茦?gòu)成這些球軸承14a、14b的外圈24a、24b與內(nèi)圈28a、28b的位置關(guān)系。在本例的情況下，通過適當(dāng)?shù)叵拗茐|板26的厚度，能夠在球軸承14a、14b上同時(shí)施加預(yù)負(fù)荷。

另外，作為將構(gòu)成球軸承的外圈以及內(nèi)圈分別支承固定在馬達(dá)外殼以及輸出軸的規(guī)定部分的結(jié)構(gòu)，也可以不使用臺(tái)階面而分別僅利用過盈配合進(jìn)行固定。但是，為了充分且切實(shí)地獲得本發(fā)明的作用以及效果，最好將外圈以及內(nèi)圈高精度地固定在馬達(dá)外殼以及輸出軸的規(guī)定位置，并且，長(zhǎng)期間地維持該狀態(tài)。另一方面，馬達(dá)外殼以及輸出軸，在電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不僅不能避免細(xì)微地振動(dòng)，而且過盈量有可能根據(jù)溫度變化而降低，不能夠完全否定嵌合面錯(cuò)動(dòng)的可能性。從該觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選的是，不將外圈以及內(nèi)圈僅利用過盈配合支承固定在馬達(dá)外殼以及輸出軸上，而是如本例那樣使用臺(tái)階面。另外，本發(fā)明的目的在于防止這些球軸承14a、14b的一方或者雙方的預(yù)負(fù)荷喪失、在球軸承14a、14b的部分發(fā)生晃蕩。因此，這些球軸承14a、14b的接觸角、預(yù)負(fù)荷的值，不必形成為相互相同。例如，一方的球軸承的接觸角以及軸向間隙，也可以形成為相比另一方的球軸承的接觸角以及軸向間隙逐漸變小。若采用這樣的結(jié)構(gòu)，則通過在對(duì)一方的球軸承施加預(yù)負(fù)荷后使構(gòu)成該一方的球軸承的外圈和內(nèi)圈向軸方向變位的量增多，另一方的球軸承也容易施加預(yù)負(fù)荷。這些一方的球軸承和另一方的球軸承可以任意設(shè)定為球軸承14a、14b中的任一個(gè)。將壓縮螺旋彈簧31所產(chǎn)生的軸方向的彈力的值，設(shè)定為比作用于花鍵孔11與花鍵軸部12的花鍵卡合部的軸方向摩擦力的最大值大。具體地說，由蝸輪4和蝸桿7的嚙合部傳遞的轉(zhuǎn)矩變得最大，從該嚙合部向蝸桿7施加的徑向方向的反力變得最大，由此向花鍵卡合部施加的徑向負(fù)荷變得最大，從而與對(duì)于該花鍵卡合部向軸方向變位的摩擦阻力變得最大的狀態(tài)下的該軸方向的摩擦阻力的值相比，將壓縮螺旋彈簧31產(chǎn)生的軸方向的彈力的值較大地設(shè)定為能夠向球軸承14a、14b同時(shí)施加預(yù)負(fù)荷的程度。通過這樣地限制壓縮螺旋彈簧31的彈力，壓縮螺旋彈簧31能夠以對(duì)球軸承14a、14b持續(xù)施加預(yù)負(fù)荷的大小的力一直將輸出軸6a持續(xù)向圖2的右方推壓。即，在電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于從蝸桿7朝向蝸輪4的輔助轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，蝸桿7有時(shí)存在向從輸出軸6a離開的方向變位的傾向。在該場(chǎng)合，輸出軸6a根據(jù)作用于花鍵卡合部的摩擦力，處于被向圖1以及圖2的左方拉拽的傾向。另外，若實(shí)際上將輸出軸6a向圖1以及圖2的左方拉拽，則球軸承14a、14b的預(yù)負(fù)荷將喪失。與此相對(duì)，若如上述那樣將壓縮螺旋彈簧31的彈力設(shè)定為比作用于花鍵卡合部的摩擦力大，則能夠防止輸出軸6a實(shí)際上被朝向圖1以及圖2的左方拉拽。其結(jié)果，不論電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況如何，都能夠以單列的4點(diǎn)接觸型的球軸承IOa為基點(diǎn)，總是對(duì)球軸承14a、14b施加預(yù)負(fù)荷，能夠防止在這些球軸承14a、14b的旋轉(zhuǎn)支承部處產(chǎn)生因晃蕩而引起的異常噪聲、振動(dòng)。在本例的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的情況下，對(duì)用于能夠旋轉(zhuǎn)自如地支承電動(dòng)馬達(dá)5的輸出軸6a的一對(duì)球軸承14a、14b的接觸角的方向進(jìn)行了研究。具體地說，采用了以往作為電動(dòng)馬達(dá)的輸出軸的支承結(jié)構(gòu)沒有采用過的并列組合型的結(jié)構(gòu)。這樣，通過對(duì)球軸承14a、14b的接觸角的方向進(jìn)行研究，并且利用壓縮螺旋彈簧31向從蝸桿7離開的方向推壓輸出軸6a，從而對(duì)球軸承14a、14b施加預(yù)負(fù)荷。能夠充分確保壓縮螺旋彈簧31的設(shè)置空間、特別是軸方向尺寸，而使用時(shí)的收縮量不特別大等的壓縮螺旋彈簧31的使用條件不是特別的嚴(yán)格。因此，能夠長(zhǎng)期間充分地確保壓縮螺旋彈簧31的彈力。其結(jié)果，能夠長(zhǎng)期間穩(wěn)定地抑制電動(dòng)馬達(dá)5的輸出軸6a的晃蕩。實(shí)施方式的第2例圖3表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第2例。在本例的情況下，在實(shí)施方式的第I例中，代替夾持在小徑保持部25的內(nèi)端面與外圈24a的軸方向端面之間的墊板26 (參照?qǐng)D2)，使用板簧18a。另外，利用將外圈24a向圖3的左方推壓的板簧18a的彈力，和將輸出軸6a向圖3的右方推壓的壓縮螺旋彈簧31 (參照?qǐng)D1)的彈力，對(duì)一對(duì)球軸承14a、14b施加并列組合型的接觸角和預(yù)負(fù)荷。另外，對(duì)于板簧18，代替設(shè)置在球軸承14a的外圈24a的軸方向端面與小徑保持部25的內(nèi)端面之間的部分，也能夠設(shè)置在內(nèi)圈28a的軸方向端面與輸出軸6a的臺(tái)階面29之間，或者除了設(shè)置在球軸承14a的外圈24a的軸方向端面與小徑保持部25的內(nèi)端面之間的部分,還能夠設(shè)置在內(nèi)圈28a的軸方向端面與輸出軸6a的臺(tái)階面29之間。在這樣構(gòu)成的本例的情況下，相應(yīng)于能夠擴(kuò)縮板簧18a的軸方向尺寸的量，能夠容易進(jìn)行同時(shí)對(duì)球軸承14a、14b施加預(yù)負(fù)荷的調(diào)節(jié)。雖然從壓縮螺旋彈簧31對(duì)這些球軸承14a、14b施加軸向負(fù)荷，但是該軸向負(fù)荷中的大部分，由蝸桿7側(cè)的球軸承14b進(jìn)行支承。因此，能夠不向板簧18a反復(fù)施加大的軸向負(fù)荷地長(zhǎng)期間充分確保該板簧18a的彈力。由此，能夠由壓縮螺旋彈簧31填密球軸承14b的內(nèi)部間隙，能夠由板簧18a填密軸承14a的內(nèi)部間隙。其結(jié)果，不論電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況如何，都能夠以單列的4點(diǎn)接觸型的球軸承IOa為基點(diǎn)，一直對(duì)球軸承14a、14b施加預(yù)負(fù)荷，因此在這些球軸承14a、14b的旋轉(zhuǎn)支承部，能夠防止發(fā)生因晃蕩而引起的異常噪聲、振動(dòng)。其它部分的結(jié)構(gòu)以及作用，由于與實(shí)施方式的第I例相同，因此省略對(duì)相同部分的圖示以及說明。實(shí)施方式的第3例圖4表示本發(fā)明的實(shí)施方式的第3例。在本例的情況下，作為用于在離開的方向推壓輸出軸6a的彈性部件，對(duì)蝸桿7使用圓柱狀的橡膠塊32。其它部分的結(jié)構(gòu)以及作用與實(shí)施方式的第I例或者第2例相同，因此對(duì)相同部分標(biāo)注同一符號(hào)并省略重復(fù)的說明。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明并不局限于圖示的示例，能夠適用于各種各樣的結(jié)構(gòu)的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。符號(hào)的說明I轉(zhuǎn)向盤2轉(zhuǎn)向軸3 殼體4 蝸輪5電動(dòng)馬達(dá)6、6a 輸出軸7 蝸桿8蝸桿軸9蝸桿齒IOaUObUOA 球軸承11花鍵孔12花鍵軸部13馬達(dá)外殼14a、14b 球軸承15中間軸16轉(zhuǎn)向齒輪單元17 拉桿18、18a 板簧19 蓋板20 外圈21 內(nèi)圈22 O 型環(huán)23彈性環(huán)24a、24b 外圈25小徑保持部26 墊板27臺(tái)階面28a、28b 內(nèi)圈29臺(tái)階面30凸邊部31壓縮螺旋彈簧32橡膠塊33 擋圈
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，具有 殼體，支承固定在車體或者固定于車體的部分上； 旋轉(zhuǎn)軸，相對(duì)于上述殼體旋轉(zhuǎn)自如地被支承，具有與用于向轉(zhuǎn)向輪施加轉(zhuǎn)向角的機(jī)構(gòu)連接的前端部、和與轉(zhuǎn)向盤連接的后端部； 蝸輪，在上述殼體的內(nèi)側(cè)同心地被支承固定在上述旋轉(zhuǎn)軸的一部分上，與上述旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)； 蝸桿，具有包括基端部和設(shè)置在軸方向中間部的蝸桿齒的蝸桿軸，在使上述蝸桿齒與上述蝸輪嚙合的狀態(tài)下，該蝸桿相對(duì)于上述殼體旋轉(zhuǎn)自如地被支承； 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上述蝸桿的電動(dòng)馬達(dá)，具有支承固定于上述殼體的馬達(dá)外殼、包括能夠傳遞轉(zhuǎn)矩地與上述蝸桿軸的基端部結(jié)合的前端部的輸出軸、將上述輸出軸旋轉(zhuǎn)自如地支承在上述馬達(dá)外殼的內(nèi)側(cè)的一對(duì)單列型球軸承， 上述一對(duì)單列型球軸承的每一個(gè)，在上述馬達(dá)外殼的內(nèi)側(cè)具有以限制從上述蝸桿離開的方向的變位的狀態(tài)被支承的外圈，在上述輸出軸的一部分上具有以限制接近上述蝸桿的方向的變位的狀態(tài)被外嵌的內(nèi)圈， 上述蝸桿軸的基端部，具有基端面和卡合孔，該卡合孔的截面形狀為非圓形，在上述基端面上開口并且具有內(nèi)端面，上述輸出軸的前端部具有截面形狀為非圓形的桿狀部件，該桿狀部件與上述卡合孔卡合且具有前端面， 在上述卡合孔的內(nèi)端面與上述卡合桿部的前端面之間，以在軸方向被彈性地壓縮的狀態(tài)夾持有具有軸方向的彈力的彈性部件，通過對(duì)上述輸出軸施加從上述蝸桿離開的方向的彈力，對(duì)上述一對(duì)單列型球軸承施加并列組合型的接觸角以及預(yù)負(fù)荷。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述卡合孔為花鍵孔，上述桿狀部件為花鍵軸，通過這些花鍵孔與花鍵軸卡合，在上述輸出軸的前端部與上述蝸桿軸的基端部之間形成花鍵卡合部，由上述蝸輪與上述蝸桿的嚙合部傳遞的轉(zhuǎn)矩變得最大，從上述嚙合部向上述蝸桿施加的徑向方向的反力變得最大，由此向上述花鍵卡合部施加的徑向負(fù)荷變得最大，從而與對(duì)于上述花鍵卡合部向軸方向變位的摩擦阻力變得最大的狀態(tài)下的該摩擦阻力的值相比，上述彈性部件所施加的上述彈力的值大。
3.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述外圈中的至少一方，經(jīng)由能夠擴(kuò)縮軸方向的厚度尺寸的環(huán)狀的板簧，與設(shè)置于上述馬達(dá)外殼的一部分的內(nèi)周面?zhèn)扰_(tái)階面抵接。
4.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述外圈中的至少一方，經(jīng)由從厚度尺寸相互不同的多個(gè)種類的墊板中選擇的一個(gè)墊板，與設(shè)置于上述馬達(dá)外殼的一部分的內(nèi)周面?zhèn)扰_(tái)階面抵接。
5.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述蝸桿軸的基端部，通過4點(diǎn)接觸型球軸承能夠進(jìn)行軸方向的變位地支承于上述殼體的內(nèi)側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 在構(gòu)成上述4點(diǎn)接觸型球軸承的內(nèi)圈的軸方向兩端面與固定于上述蝸桿軸的部分之間分別夾持有彈性部件，該彈性部件具有能夠彈性地?cái)U(kuò)縮軸方向尺寸的方向的彈力。
7.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 夾持在上述卡合孔的內(nèi)端面與上述卡合桿部的前端面之間的上述彈性部件為壓縮螺旋彈黃。
8.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 夾持在上述卡合孔的內(nèi)端面與上述卡合桿部的前端面之間的上述彈性部件為圓柱狀的橡膠塊。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)，該電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置通過長(zhǎng)期間穩(wěn)定地抑制電動(dòng)馬達(dá)(5)的輸出軸(6a)的晃蕩，能夠穩(wěn)定地減輕在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)、異常噪聲。輸出軸(6a)的前端部和蝸桿(7)的基端部，以能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的傳遞以及軸方向的相對(duì)變位的方式結(jié)合。在輸出軸(6a)與蝸桿(7)的結(jié)合部，設(shè)置有具有使輸出軸(6a)和蝸桿(7)離開的方向的彈力的彈性部件(31)。根據(jù)彈性部件(31)的彈力，對(duì)相對(duì)于馬達(dá)外殼(13)旋轉(zhuǎn)自如地支承輸出軸(6a)的一對(duì)球軸承(14a)、(14b)施加并列組合型的接觸角以及預(yù)負(fù)荷。
文檔編號(hào)B62D5/04GK103043093SQ20121020246
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者石井徹, 山本武士, 澤克彥 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社