[发明专利]蜗杆传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜗杆传动装置。

背景技术

电动转向设备通常设置有蜗杆传动装置，以便将电动马达的输出传递到转向机构。例如，在日本专利申请公开No.2006-194296(JP-A-2006-194296)中，蜗杆传动装置包括连接到电动马达的蜗杆轴和连接到转向轴的蜗轮。图6示出了与JP-A-2006-194296中描述的蜗杆传动装置类似的蜗杆传动装置100的示意性构造，该图示出了垂直于蜗轮中心轴线的截面(见JP-A-2006-194296的[0029]和[0030]段以及图7和8)。参见图6，蜗杆轴101由金属制成，蜗轮102由连接到转向轴或类似物的环形金属芯103和围绕芯103的外圆周的合成树脂构件104构成。在合成树脂构件104的外圆周上形成有与蜗杆轴101啮合的齿部104a。

在芯103的外圆周上形成有多渐开线花键105。合成树脂构件104接合到花键105上。

然而，电动转向设备的应用已经进入大型车辆上，比如具有大于等于2000cc的发动机排量的客车，而在大型车辆中作用在蜗杆传动装置上的载荷增大。因此，电动马达的输出功率增大，因而从电动马达传递到蜗轮的转矩增大。为此，当蜗杆传动装置100安装在大型车辆上时，在蜗杆轴101与蜗轮102的啮合区域106中，很大的力F101沿着蜗杆轴101的轴向方向作用在蜗轮102的齿部104a上。因此，合成树脂构件104沿着蜗轮102的圆周方向强有力地抵靠芯103的花键105。

结果，合成树脂构件104的内圆周部分104b的在圆周方向上与啮合区域106在相同位置处的部分104c在花键105上方浮动。这种现象发生的原因是由于花键105的锥形形状导致抑制合成树脂构件104的部分104c的浮动的力较弱。在这种浮动发生的情况下，大的弯曲(弯曲应力)就会在合成树脂构件104的内圆周部分104b中发生。从进一步提高蜗轮102的耐用性的观点讲，优选这种弯曲应力尽可能小。

因此，可能考虑将增大合成树脂构件104的厚度(在轴向方向上的厚度)和增大合成树脂构件104的弹性变形量作为用于减小合成树脂构件104的弯曲应力的手段。从而能够抑制合成树脂构件104的内圆周部分104b的浮动。然而，在增大线性膨胀系数高于金属的线性膨胀系数的合成树脂构件104的厚度的情况下，由温度变化引起的合成树脂构件104的膨胀/收缩量增大。在这种情况下，合成树脂构件104的齿部104a与蜗杆轴101的齿部101a之间的齿隙量难以保持在适当值。在齿隙小的情况下，蜗杆轴101与蜗轮102的啮合阻力倾向于较大，而在齿隙变大的情况下，蜗杆轴101与蜗轮102之间会产生啮合噪音(咔嗒声)。

发明内容

鉴于以上原因，本发明的目的是提供一种耐用性好且能够抑制由温度变化引起的性能上的改变的蜗杆传动装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种包括蜗杆轴和蜗轮的蜗杆传动装置，所述蜗轮包括环形的合成树脂构件和芯，所述合成树脂构件具有与所述蜗杆轴啮合的齿部，所述芯具有接合到所述合成树脂构件的内侧直径部的外侧直径部，其中，所述芯的所述外侧直径部具有接合齿部，所述接合齿部沿所述蜗轮的径向方向向外突出、并且与所述合成树脂构件的所述内侧直径部接合，并且，每个所述接合齿部包括加宽部，所述加宽部在所述蜗轮的圆周方向上的宽度沿所述径向方向向外增大。在这种情况下，所述接合齿部可以形成在所述芯的所述外侧直径部的整个圆周上，或者形成在所述芯的所述外侧直径部的部分中。

通过这样的蜗杆传动装置，当沿蜗杆轴轴向方向作用的力从蜗杆轴传递到蜗轮的合成树脂构件的齿部时，合成树脂构件的内侧直径部沿蜗轮的圆周方向抵压芯的接合齿部。在这种情况下，尽管合成树脂构件的内侧直径部沿径向方向向外移位，同时弹性变形，但是由于其内侧直径部被卡在加宽部上，所以限制了在径向方向上的向外移位。

因此，可以防止合成树脂构件相对于芯浮动。所以能够防止在合成树脂构件中发生因合成树脂构件的浮动而导致的在大的弯曲变形(弯曲应力)。于是，能够通过减小在合成树脂构件上的载荷而进一步提高蜗轮的耐用性。进一步地，因为合成树脂构件的耐用性不能通过增大合成树脂构件的厚度(在蜗轮的轴向方向上的厚度)和增大合成树脂构件的可能弹性变形而得到提高，所以可以减小合成树脂构件的厚度，从而能够减小由温度变化引起的合成树脂构件的膨胀/收缩量。因此，合成树脂构件的齿部与蜗杆轴的齿部之间的齿隙量能够保持在适当值。于是，能够实现抑制了由温度变化引起的性能上的改变的蜗杆传动装置。