[发明专利]电动式动力转向装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车用的电动式动力转向装置。

背景技术

为了减轻向汽车的转向轮（除了叉车等的特殊车辆之外，通常为前轮）施加转向角时的转向盘操作所需要的力，广泛地使用电动式动力转向装置，该电动式动力转向装置使用电动马达作为辅助动力源。虽然已知有各种各样的结构的电动式动力转向装置，但是在任何一种结构中，都是经由减速器向通过转向盘的操作而旋转的转向轴施加电动马达的辅助动力。作为该减速器一般使用蜗轮减速器。在使用蜗轮减速器的电动式动力转向装置的情况下，通过使由电动马达旋转驱动的蜗杆与和转向轴一起旋转的蜗轮啮合，向转向轴自由传递电动马达的辅助动力。

图5以及图6表示以往的电动式动力转向装置的1例。转向轴2的前端部旋转自如地支承于壳体3的内侧，在该转向轴2的前端部固定有蜗轮4。固定于电动马达5的输出轴6的蜗杆7与该蜗轮4啮合。通过利用电动马达6旋转驱动蜗杆7，在规定的方向向蜗轮4施加规定大小的辅助转矩。蜗杆7由蜗杆轴8、设置于蜗杆轴8的外周面的轴方向中间部的蜗杆齿9构成，蜗杆轴8的基端部以及前端部利用一对球轴承10a、10b旋转自如地支承在壳体3的内侧。另外，在蜗杆轴8的基端面开口的花键孔11和设置于输出轴6的前端部的花键轴部12进行花键卡合。另一方面，输出轴6利用一对球轴承14a、14b旋转自如地支承在马达外壳13的内侧。

在这样的电动式动力转向装置运转时，与从转向盘1向转向轴2施加的转矩的方向以及大小相对应地控制向电动马达5的通电方向以及通电量。另外，通过经由蜗杆7以及蜗轮4向转向轴2施加适当的辅助转矩，能够使通过中间轴15向转向齿轮单元16传递的转矩，比从转向轴2输入的转矩大。其结果，由于以比向转向盘1施加的操作力大的力推拉左右一对拉杆17，所以即使为小的操作力，也能够向左右一对转向轮施加所期望的转向角。

此时，由于辅助转矩的方向以及大小频繁地变化，所以若不采取任何对策，则在各部分将产生撞击声、振动等，给成员带来不适感。因此，对于蜗杆7和蜗轮4的啮合部，通过将蜗杆7的前端侧的球轴承10b向蜗轮4侧弹性地推压，能够消除该啮合部的齿隙，防止产生齿轮撞击声。

另外，以往也已知有如下的方案，即，在电动马达的输出轴的前端面与蜗杆轴的基端面之间设置有弹性部件，向相互离开的方向弹性地推压这些输出轴和蜗杆，从而抑制输出轴和蜗杆的晃荡（参照特开2002-255047号公报、特开2003-72563号公报、特开2008-213667号公报、特开2008-247190号公报、特开2008-290693号公报、特开2009-61898号公报）。另外，在特开2011-69495号公报中记载有如下的内容，即，作为支承蜗杆轴的基端部的球轴承，使用单列深槽型且为4点接触型的球轴承。

在电动式动力转向装置运转时，为了抑制因电动马达5的输出轴6向轴方向发生微小变位而产生的晃荡，需要向支承输出轴6的两端部的一对球轴承14a、14b施加预负荷。因此，如图7所示，在构成输出轴6的基端部侧的球轴承14a的外圈的基端面（图7的右端面）与马达外壳13的内端面之间设置有板簧（蝶形弹簧、弹簧垫圈、防松垫圈等）18。通过该板簧18的弹力，对球轴承14a、14b施加图7中的虚线所示那样的正面组合型（DF）的接触角以及预负荷。

在这样的以往结构的情况下，伴随着电动式动力转向装置的运转向板簧18反复施加压缩方向的力。即，伴随着蜗轮4与蜗杆齿9（参照图6）的啮合，从啮合部向设置有蜗杆齿9的蜗杆7施加反力。该反力中的轴方向成分的作用方向，每当从蜗杆7向蜗轮4传递的转矩的方向发生变化时进行反转。另一方面，输出轴6的前端侧的球轴承14b，从图7中的虚线所示的接触角的方向可知，支承上述反力中的从蜗杆7朝向输出轴6作用的轴方向成分的功能不足。因此，以大致原样的大小向板簧18反复施加相当于方向变化次数的压缩方向的力。其结果，伴随着长期间的使用，板簧18的弹力降低或者丧失，向球轴承14a、14b施加的预负荷降低或者丧失。特别是，由于板簧18的设置空间有限，伴随着电动式动力转向装置的运转的轴方向尺寸变化相对于板簧18的弹性行程（能够施加弹力的状态下的轴方向尺寸的变化量）的比例变大，所以板簧18的弹力容易降低或者丧失。