專利名稱：電動式動力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車用的電動式動力轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術：
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)向角時的轉(zhuǎn)向盤操作所需要的力，廣泛地使用電動式動力轉(zhuǎn)向裝置，該電動式動力轉(zhuǎn)向裝置使用電動馬達作為輔助動力源。雖然已知有各種各樣的結(jié)構(gòu)的電動式動力轉(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)向軸施加電動馬達的輔助動力。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式動力轉(zhuǎn)向裝置的情況下，通過使由電動馬達旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的蝸桿與和轉(zhuǎn)向軸一起旋轉(zhuǎn)的蝸輪嚙合，向轉(zhuǎn)向軸自由傳遞電動馬達的輔助動力。
圖5以及圖6表示以往的電動式動力轉(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。固定于電動馬達5的輸出軸6的蝸桿7與該蝸輪4嚙合。通過利用電動馬達6旋轉(zhuǎn)驅(qū)動蝸桿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和設置于輸出軸6的前端部的花鍵軸部12進行花鍵卡合。另一方面，輸出軸6利用一對球軸承14a、14b旋轉(zhuǎn)自如地支承在馬達外殼13的內(nèi)側(cè)。在這樣的電動式動力轉(zhuǎn)向裝置運轉(zhuǎn)時，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應地控制向電動馬達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?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拉桿17，所以即使為小的操作力，也能夠向左右一對轉(zhuǎn)向輪施加所期望的轉(zhuǎn)向角。此時，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策，則在各部分將產(chǎn)生撞擊聲、振動等，給成員帶來不適感。因此，對于蝸桿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，在電動馬達的輸出軸的前端面與蝸桿軸的基端面之間設置有彈性部件，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號公報、特開2003-72563號公報、特開2008-213667號公報、特開2008-247190號公報、特開2008-290693號公報、特開2009-61898號公報)。另外，在特開2011-69495號公報中記載有如下的內(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點接觸型的球軸承。在電動式動力轉(zhuǎn)向裝置運轉(zhuǎn)時，為了抑制因電動馬達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的兩端部的一對球軸承14a、14b施加預負荷。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)與馬達外殼13的內(nèi)端面之間設置有板簧(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)的接觸角以及預負荷。在這樣的以往結(jié)構(gòu)的情況下，伴隨著電動式動力轉(zhuǎn)向裝置的運轉(zhuǎn)向板簧18反復施加壓縮方向的力。即，伴隨著蝸輪4與蝸桿齒9 (參照圖6)的嚙合，從嚙合部向設置有蝸桿齒9的蝸桿7施加反力。該反力中的軸方向成分的作用方向，每當從蝸桿7向蝸輪4傳遞的轉(zhuǎn)矩的方向發(fā)生變化時進行反轉(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反復施加相當于方向變化次數(shù)的壓縮 方向的力。其結(jié)果，伴隨著長期間的使用，板簧18的彈力降低或者喪失，向球軸承14a、14b施加的預負荷降低或者喪失。特別是，由于板簧18的設置空間有限，伴隨著電動式動力轉(zhuǎn)向裝置的運轉(zhuǎn)的軸方向尺寸變化相對于板簧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號所記載的那樣，通過在電動馬達的輸出軸的前端面與蝸桿軸的基端面之間設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，在以往的電動馬達的情況下，雖然利用一對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球軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承的輸出軸被向軸方向推壓的場合，代替一方的球軸承的預負荷上升，另一方的球軸承的預負荷降低。另外，在該另一方的球軸承的預負荷喪失了的場合，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。因此，存在僅通過在電動馬達的輸出軸的前端面與蝸桿軸的基端面之間設置彈性部件將無法充分地防止該輸出軸的晃蕩的問題。在先技術文獻專利文獻專利文獻I日本特開2002-255047號公報專利文獻2日本特開2003-72563號公報專利文獻3日本特開2008-213667號公報專利文獻4日本特開2008-247190號公報專利文獻5日本特開2008-290693號公報專利文獻6日本特開2009-61898號公報專利文獻7日本特開2011-69495號公報

實用新型內(nèi)容實用新型要解決的課題本實用新型鑒于上述那樣的情況，其目的在于實現(xiàn)一種電動式動力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)，該電動式動力轉(zhuǎn)向裝置通過不降低性能而長期間穩(wěn)定地抑制電動馬達的輸出軸的晃蕩，能夠減少在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動、異常噪聲的發(fā)生。用于解決課題的方案本實用新型的電動式動力轉(zhuǎn)向裝置具有殼體、旋轉(zhuǎn)軸、蝸輪、蝸桿、電動馬達。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，該蝸桿相對于上述殼體旋轉(zhuǎn)自如地被支承。另外，上述電動馬達具有支承固定于上述殼體的馬達外殼、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外殼的內(nèi)側(cè)的一對單列型球軸承，并且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述蝸桿。 在本實用新型的電動式動力轉(zhuǎn)向裝置中，上述一對單列型球軸承的每一個，在上述馬達外殼的內(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，通過對上述輸出軸施加從上述蝸桿離開的方向的彈力，對上述一對單列型球軸承施加并列組合型的接觸角以及預負荷。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荷最大，從而與對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)由能夠擴縮軸方向的厚度尺寸的環(huán)狀的板簧，與設置于上述馬達外殼的一部分的內(nèi)周面?zhèn)扰_階面抵接。在該場合，代替上述板簧，也能夠使用從厚度尺寸相互不同的多個種類的墊板中選擇的一個墊板。在本實用新型的電動式動力轉(zhuǎn)向裝置中，優(yōu)選的是，上述蝸桿軸的基端部，通過4點接觸型球軸承能夠進行軸方向的變位地支承于上述殼體的內(nèi)側(cè)。在該場合，優(yōu)選的是，在構(gòu)成上述4點接觸型球軸承的內(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擴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。或者，代替壓縮螺旋彈簧，能夠使用圓柱狀的橡膠塊。實用新型的效果根據(jù)本實用新型的電動式動力轉(zhuǎn)向裝置，能夠長期間穩(wěn)定地抑制電動馬達的輸出軸的晃蕩。即，能夠?qū)⒂糜趯㈦妱玉R達的輸出軸旋轉(zhuǎn)自如地支承在馬達外殼的內(nèi)側(cè)的一對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)由彈性部件進行的對上述輸出軸的推壓將所述一對球軸承的接觸角的朝向形成為上述一對球軸承的預負荷上升的方向。因此，即使對上述一對球軸承的任一個都能夠施加預負荷，或者即使不能夠施加預負荷，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，因此即使長期間使用，其彈性也不會降低或者喪失。其結(jié)果，能夠長期間穩(wěn)定地減輕在電動式動力轉(zhuǎn)向裝置運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動、異常噪聲。

圖I是表示本實用新型的實施方式的第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I的右上部的局部截面圖。
圖3是表示本實用新型的實施方式的第2例的與圖2相同的圖。圖4是表示本實用新型的實施方式的第3例的與圖I相同的圖。圖5是表示以往的電動式動力轉(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。
具體實施方式
實施方式的第I例圖I以及圖2表示本實用新型的實施方式的第I例。另外，本例的特征在于如下的結(jié)構(gòu)，S卩，為了防止電動馬達5的輸出軸6a的晃蕩，而相對于馬達外殼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略說明，以本例的特征部分為中心進行說明。本例的電動式動力轉(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以及電動馬達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 (參照圖5)，轉(zhuǎn)向軸2通過轉(zhuǎn)向盤I的操作而轉(zhuǎn)動。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，相對于殼體3旋轉(zhuǎn)自如地被支承。另外，電動馬達5具有馬達外殼13、輸出軸6a、一對單列型球軸承14a、14b，所述馬達外殼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，所述一對單列型球軸承14a、14b將輸出軸6a旋轉(zhuǎn)自如地支承在馬達外殼13的內(nèi)側(cè)，所述電動馬達5用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動蝸桿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)合電動馬達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點接觸型的球軸承IOA能夠相對于殼體3旋轉(zhuǎn)以及能夠在軸方向稍微進行變位地被支承。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，為設置于蝸桿軸8的外周面的臺階面)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擴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)部分為中心稍微進行擺動變位且能夠在軸方向稍微進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球軸承14a、14b旋轉(zhuǎn)自如地支承于馬達外殼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)支承固定于馬達外殼13的內(nèi)側(cè)?！ぞ唧w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)端面相當于內(nèi)周面?zhèn)扰_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，準備厚度尺寸逐漸稍微不同的多個種類的墊板。另外，通過選擇適當?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，嚴密地限制外圈24a的軸方向位置。另外，墊板26代替設置在球軸承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，也可以設置在內(nèi)圈28a的軸方向端面與輸出軸6a的臺階面29之間，或者除了設置在球軸承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，還可以設置在內(nèi)圈28a的軸方向端面與輸出軸6a的臺階面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)周面的臺階面27抵接。在本例的情況下，該臺階面27相當于內(nèi)周面?zhèn)扰_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的里端部的臺階面29抵接。在本例的情況下，該臺階面29相當于外周面?zhèn)扰_階面中的一方。[0051]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)面相當于外周面?zhèn)扰_階面中的另一方。另夕卜，通過將內(nèi)圈28b與輸出軸6a的過盈配合長度形成為最小限度，能夠提高組裝性。在該場合，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)以及預負荷。由于根據(jù)壓縮螺旋彈簧31的彈力在球軸承14a、14b上都施加預負荷，因此能夠適當?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?shù)叵拗茦?gòu)成這些球軸承14a、14b的外圈24a、24b與內(nèi)圈28a、28b的位置關系。在本例的情況下，通過適當?shù)叵拗茐|板26的厚度，能夠在球軸承14a、14b上同時施加預負荷。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)，也可以不使用臺階面而分別僅利用過盈配合進行固定。但是，為了充分且切實地獲得本實用新型的作用以及效果，最好將外圈以及內(nèi)圈高精度地固定在馬達外殼以及輸出軸的規(guī)定位置，并且，長期間地維持該狀態(tài)。另一方面，馬達外殼以及輸出軸，在電動式動力轉(zhuǎn)向裝置運轉(zhuǎn)時，不僅不能避免細微地振動，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動的可能性。從該觀點出發(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外殼以及輸出軸上，而是如本例那樣使用臺階面。另外，本實用新型的目的在于防止這些球軸承14a、14b的一方或者雙方的預負荷喪失、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、預負荷的值，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)，則通過在對一方的球軸承施加預負荷后使構(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負荷。這些一方的球軸承和另一方的球軸承可以任意設定為球軸承14a、14b中的任一個。將壓縮螺旋彈簧31所產(chǎn)生的軸方向的彈力的值，設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荷變得最大，從而與對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定為能夠向球軸承14a、14b同時施加預負荷的程度。通過這樣地限制壓縮螺旋彈簧31的彈力，壓縮螺旋彈簧31能夠以對球軸承14a、14b持續(xù)施加預負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，在電動式動力轉(zhuǎn)向裝置運轉(zhuǎn)時，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有時存在向從輸出軸6a離開的方向變位的傾向。在該場合，輸出軸6a根據(jù)作用于花鍵卡合部的摩擦力，處于被向圖I以及圖2的左方拉拽的傾向。另外，若實際上將輸出軸6a向圖I以及圖2的左方拉拽，則球軸承14a、14b的預負荷將喪失。與此相對，若如上述那樣將壓縮螺旋彈簧31的彈力設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實際上被朝向圖I以及圖2的左方拉拽。其結(jié)果，不論電動式動力轉(zhuǎn)向裝置的運轉(zhuǎn)狀況如何，都能夠以單列的4點接觸型的球軸承IOa為基點，總是對球軸承14a、14b施加預負荷，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。在本例的電動式動力轉(zhuǎn)向裝置的情況下，對用于能夠旋轉(zhuǎn)自如地支承電動馬達5的輸出軸6a的一對球軸承14a、14b的接觸角的方向進行了研究。具體地說，采用了以往作為電動馬達的輸出軸的支承結(jié)構(gòu)沒有采用過的并列組合型的結(jié)構(gòu)。這樣，通過對球軸承14a、14b的接觸角的方向進行研究，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，從而對球軸承14a、14b施加預負荷。能夠充分確保壓縮螺旋彈簧31的設置空間、特別是軸方向尺寸，而使用時的收縮量不特別大等的壓縮螺旋彈簧31的使用條件不是 特別的嚴格。因此，能夠長期間充分地確保壓縮螺旋彈簧31的彈力。其結(jié)果，能夠長期間穩(wěn)定地抑制電動馬達5的輸出軸6a的晃蕩。實施方式的第2例圖3表示本實用新型的實施方式的第2例。在本例的情況下，在實施方式的第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(參照圖2)，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 (參照圖I)的彈力，對一對球軸承14a、14b施加并列組合型的接觸角和預負荷。另外，對于板簧18，代替設置在球軸承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，也能夠設置在內(nèi)圈28a的軸方向端面與輸出軸6a的臺階面29之間，或者除了設置在球軸承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，還能夠設置在內(nèi)圈28a的軸方向端面與輸出軸6a的臺階面29之間。在這樣構(gòu)成的本例的情況下，相應于能夠擴縮板簧18a的軸方向尺寸的量，能夠容易進行同時對球軸承14a、14b施加預負荷的調(diào)節(jié)。雖然從壓縮螺旋彈簧31對這些球軸承14a、14b施加軸向負荷，但是該軸向負荷中的大部分，由蝸桿7側(cè)的球軸承14b進行支承。因此，能夠不向板簧18a反復施加大的軸向負荷地長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，不論電動式動力轉(zhuǎn)向裝置的運轉(zhuǎn)狀況如何，都能夠以單列的4點接觸型的球軸承IOa為基點，一直對球軸承14a、14b施加預負荷，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。其它部分的結(jié)構(gòu)以及作用，由于與實施方式的第I例相同，因此省略對相同部分的圖示以及說明。實施方式的第3例圖4表示本實用新型的實施方式的第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)以及作用與實施方式的第I例或者第2例相同，因此對相同部分標注同一符號并省略重復的說明。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本實用新型并不局限于圖示的示例，能夠適用于各種各樣的結(jié)構(gòu)的電動式動力轉(zhuǎn)向裝置。符號的說明I轉(zhuǎn)向盤2轉(zhuǎn)向軸3 殼體4 蝸輪5電動馬達6、6a 輸出軸7 蝸桿8蝸桿軸9蝸桿齒10a、10b、IOA 球軸承11花鍵孔12花鍵軸部13馬達外殼14a、14b 球軸承15中間軸16轉(zhuǎn)向齒輪單元17 拉桿l8、l8a 板簧19 蓋板20 外圈21 內(nèi)圈220 型環(huán)23彈性環(huán)24a、24b 外圈25小徑保持部26 墊板27臺階面28a、28b 內(nèi)圈29臺階面30凸邊部31壓縮螺旋彈簧32橡膠塊33 擋圈
權(quán)利要求1.一種電動式動力轉(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，該蝸桿相對于上述殼體旋轉(zhuǎn)自如地被支承； 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述蝸桿的電動馬達，具有支承固定于上述殼體的馬達外殼、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外殼的內(nèi)側(cè)的一對單列型球軸承， 上述一對單列型球軸承的每一個，在上述馬達外殼的內(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，通過對上述輸出軸施加從上述蝸桿離開的方向的彈力，對上述一對單列型球軸承施加并列組合型的接觸角以及預負荷。
2.如權(quán)利要求I所述的電動式動力轉(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荷變得最大，從而與對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I所述的電動式動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述外圈中的至少一方，經(jīng)由能夠擴縮軸方向的厚度尺寸的環(huán)狀的板簧，與設置于上述馬達外殼的一部分的內(nèi)周面?zhèn)扰_階面抵接。
4.如權(quán)利要求I所述的電動式動力轉(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種類的墊板中選擇的一個墊板，與設置于上述馬達外殼的一部分的內(nèi)周面?zhèn)扰_階面抵接。
5.如權(quán)利要求I所述的電動式動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 上述蝸桿軸的基端部，通過4點接觸型球軸承能夠進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所述的電動式動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 在構(gòu)成上述4點接觸型球軸承的內(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擴縮軸方向尺寸的方向的彈力。
7.如權(quán)利要求I所述的電動式動力轉(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I所述的電動式動力轉(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。
專利摘要本實用新型實現(xiàn)一種電動式動力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)，該電動式動力轉(zhuǎn)向裝置通過長期間穩(wěn)定地抑制電動馬達(5)的輸出軸(6a)的晃蕩，能夠穩(wěn)定地減輕在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動、異常噪聲。輸出軸(6a)的前端部和蝸桿(7)的基端部，以能夠進行轉(zhuǎn)矩的傳遞以及軸方向的相對變位的方式結(jié)合。在輸出軸(6a)與蝸桿(7)的結(jié)合部，設置有具有使輸出軸(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，對相對于馬達外殼(13)旋轉(zhuǎn)自如地支承輸出軸(6a)的一對球軸承(14a)、(14b)施加并列組合型的接觸角以及預負荷。
文檔編號B62D5/04GK202624348SQ20122028727
公開日2012年12月26日 申請日期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 申請人:日本精工株式會社