(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利

(10)【授权公告号】CN103269939B
(45)【授权公告日】20151202

(21)【申请号】201180061167.3
(22)【申请日】20111114
(30)【优先权数据】2010-286353_20101222_JP
(73)【专利权人】 株式会社捷太格特 ; 【地址】 日本大阪府 ;
(72)【发明人】 九郎丸善和 ;
(74)【专利代理机构】北京集佳知识产权代理有限公司 11227【代理人】李洋 ; 苏琳琳 ;
(51)【Int.CI.】 B62D 5/04 (2006.01) ; B62D 1/16 (2006.01) ;
(56)【对比文件】JP_2000002603_A_20000107 ; JP_2003182603_A_20030703 ; CN_1766359_A_20060503 ; CN_1665651_A_20050907 ; JP_2003048549_A_20030218 ; JP_2002104213_A_20020410 ; 【审查员】马坤

(54)【发明名称】车辆用转向操纵装置
(57)【摘要】本发明提供一种车辆用转向操纵装置。贯通中空的支承部件(3)的转向轴(2)包括经由扭杆(16)而在同轴上连结的上部轴(14)与下部轴(15)。保持于支承部件(3)的第一球轴承(33)将上部轴的上端(141)支承为可旋转。保持于支承部件(3)的第二球轴承(34)将下部轴(15)支承为可旋转。保持于下部轴(15)的第一轴间轴承(36、36A)将上部轴(14)的下端(142)支承为可旋转。保持于上部轴(14)的第二轴间轴承(37、37A)将下部轴(15)的上端(151)支承为可旋转。第一轴间轴承(36、36A)包括配置于第二球轴承(34)的轴承中心(C1)的径向内侧的部分。第一及第二轴间轴承(36、37、36A、37A)在转向轴(2)的轴向(X1)上分离。

【权利要求书】


1.一种车辆用转向操纵装置,其特征在于,具备:

中空的支承部件;

转向轴,该转向轴贯通所述支承部件,并包括经由扭杆而在同轴上连结的上部轴以及筒状的下部轴;

第一球轴承,该第一球轴承保持于所述支承部件,并将所述上部轴的上端支承为能够旋转;

第二球轴承,该第二球轴承保持于所述支承部件,并将所述下部轴支承为能够旋转;

第一轴间轴承,该第一轴间轴承由嵌合保持于所述下部轴的内周且嵌合于所述上部轴的外周的套筒构成,并将所述上部轴的下端支承为能够旋转;以及

第二轴间轴承,该第二轴间轴承由配置为从所述第一轴间轴承向所述转向轴的轴向上方分离并嵌合保持于所述下部轴的内周且嵌合于所述上部轴的外周的套筒构成,并将所述上部轴支承为能够旋转,

所述第一轴间轴承包括配置于所述第二球轴承的轴承中心的径向内侧的部分。

2.根据权利要求1所述的车辆用转向操纵装置,其特征在于,

所述车辆用转向操纵装置具备限制所述上部轴以及所述下部轴的相对旋转量的止动机构,

所述止动机构沿轴向配置于所述第一轴间轴承以及所述第二轴间轴承之间。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用转向操纵装置,其特征在于,

分别构成所述第一轴间轴承以及所述第二轴间轴承的套筒为合成树脂制。

【说明书】


车辆用转向操纵装置

【0001】技术领域

【0002】本发明涉及车辆用转向操纵装置。

【0003】背景技术

【0004】通常,在电动动力转向装置中,使用多个球轴承支承转向轴。例如在专利文献1中,转向轴由上部轴、以能够一起旋转的方式与上部轴的下端连结的中间轴、以及经由扭杆以能够相对旋转的方式与中间轴连结的下部轴构成。

【0005】由第一球轴承支承上部轴的上端。由第二球轴承支承中间轴。由第三球轴承以及第四球轴承将下部轴支承于隔着与该下部轴一起旋转的蜗轮的两侧。另外,在中间轴与下部轴嵌合的嵌合部分配置有套筒。

【0006】专利文献1:日本特开2003-341528号公报

【0007】在专利文献1中,所使用的球轴承的数量为四个,比较多,所以存在制造成本高的问题。但是,在减少球轴承的数量的情况下,会有下述忧虑。即、若基于在齿条轴的行程端产生的冲击负载而对中间轴作用较大的旋转扭矩,则基于在将中间轴与作为转向轴的元件的下部轴连结的万向接头产生的二次力偶而对下部轴作用较大的力矩载荷。因此,下部轴有产生倾倒的忧虑。倾倒的产生会对轴承寿命产生影响。另外,扭矩传感器的检测精度也会变差。

【0008】发明内容

【0009】本发明是鉴于上述课题而完成的,目的在于提供能够廉价地抑制转向轴的元件倾倒的车辆用转向操纵装置。

【0010】为了实现上述目的,技术方案1的发明提供一种车辆用转向操纵装置,该车辆用转向操纵装置具备:中空的支承部件;转向轴,该转向轴贯通上述支承部件,并包括经由扭杆而在同轴上连结的上部轴以及下部轴;第一球轴承,该第一球轴承保持于上述支承部件,并将上述上部轴的上端支承为能够旋转;第二球轴承,该第二球轴承保持于上述支承部件,并将上述下部轴支承为能够旋转;第一轴间轴承,该第一轴间轴承保持于上述下部轴,并将上述上部轴的下端支承为能够旋转;以及第二轴间轴承,该第二轴间轴承保持于上述上部轴,并将上述下部轴的上端支承为能够旋转,上述第一轴间轴承包括配置于上述第二球轴承的轴承中心的径向内侧的部分,上述第一轴间轴承以及上述第二轴间轴承在上述转向轴的轴向上分离。

【0011】另外,可以如技术方案2的发明那样,上述车辆用转向操纵装置具备限制上述上部轴以及上述下部轴的相对旋转量的止动机构,上述止动机构沿轴向配置于上述第一轴间轴承以及上述第二轴间轴承之间。

【0012】另外,可以如技术方案3的发明那样,上述第一轴间轴承以及上述第二轴间轴承中的至少一方包括套筒。

【0013】另外,可以如技术方案4的发明那样,上述第一轴间轴承以及上述第二轴间轴承中的至少一方包括滚针轴承。

【0014】根据技术方案1的发明,由第一球轴承支承上部轴的上端。由于将支承上部轴的下端的第一轴间轴承的一部分配置于支承下部轴的第二球轴承的径向内侧的位置,所以实际上能够由第二球轴承支承上部轴的下端。

【0015】另外,由于在沿轴向从第一轴间轴承分离的位置配置第二轴间轴承,所以具有下述的优点。即、基于力偶而产生以第二球轴承的轴承中心为支点使下部轴倾斜的力矩载荷,此时,能够通过如上述那样抑制倾倒的上部轴,经由第二轴间轴承,抑制下部轴倾倒。因此,能够通过使用数量较少的球轴承的廉价的结构,在抑制倾倒的状态下稳定地支承两轴。

【0016】为了进一步降低制造成本,优选至少一方的轴间轴承使用滑动轴承亦即套筒。然而,为了降低两轴间的旋转阻力,至少一方的轴间轴承可以使用滚针轴承。

【0017】根据技术方案2的发明,具有下述的优点。即、为了抑制下部轴倾倒,优选扩大第一轴间轴承与第二轴间轴承之间的间隔。另一方面,通常,由于采用基于上部轴与下部轴的相对旋转而检测转向操纵扭矩的方法,所以需要设置限制两轴的相对旋转量的止动件。在本发明中,由于将上述止动件配置于第一以及第二轴间轴承之间的空余空间,所以能够节省不必要的空间,并能够尽可能地降低下部轴的倾倒。

【0018】另外,如技术方案3那样,在第一轴间轴承以及第二轴间轴承中的至少一方包括套筒的情况下,能够降低制造成本。

【0019】另外,如技术方案4那样,在第一轴间轴承以及第二轴间轴承中的至少一方包括滚针轴承的情况下,能够抑制两轴间的旋转阻力。

【0020】附图说明

【0021】图1是本发明的一实施方式的车辆用转向操纵装置的示意剖视图。

【0022】图2是止动机构的简要剖视图。

【0023】图3是本发明的另一实施方式的车辆用转向操纵装置的示意剖视图。

【0024】具体实施方式

【0025】参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。

【0026】图1是作为本发明的一实施方式的车辆用转向操纵装置的电动动力转向装置100的简要剖视图。参照图1,电动动力转向装置100具备转向轴2,该转向轴2用于传递作为转向操纵部件的方向盘1的旋转。转向轴2具备:柱身(column shaft)4,其被固定于车身B的作为支承部件的转向柱3支承为能够旋转;中间轴6,其经由万向接头5与柱身4连结;以及小齿轮轴8,其经由万向接头7与中间轴6连结。

【0027】另外,电动动力转向装置100具备由齿轮齿条机构构成的转向机构A,该齿轮齿条机构具备:上述小齿轮轴8;以及齿条杆9,其具有与设置于小齿轮轴8的小齿轮8a啮合的齿条9a。

【0028】齿条杆9被壳体10支承为能够沿轴向移动。从壳体10突出的齿条杆9的两端分别经由对应的拉杆11以及转向节臂12而与转向轮13连结。

【0029】柱身4具备:筒状的上部轴14;筒状的下部轴15;以及以能够同轴地相对旋转的方式将上部轴14以及下部轴15连结的扭杆16。扭杆16的上端161通过使用细齿的压入而以能够一体旋转的方式与上部轴14连结。扭杆16的下端162以及下部轴15被将两者贯通的销17连结为能够一体旋转。

【0030】在上部轴14的上端141安装有作为转向操纵部件的方向盘1。下部轴15的下端经由万向接头5、中间轴6以及万向接头7而与转向机构A连结。

【0031】作为中空的支承部件的转向柱3具备:筒状的护套19;与护套19的下端191结合的壳体20;以及将壳体20的下部封闭的端盖21。转向柱3经由嵌合固定于端盖21的安装部件50而固定于车身。

【0032】在壳体20内收容有减速机构23,该减速机构23对产生转向操纵辅助力的电动马达22的输出旋转进行减速。减速机构23例如由蜗轮蜗杆(worm gear)机构构成,具备由电动马达22驱动的作为驱动齿轮的蜗杆轴24、以及与蜗杆轴24啮合的作为被动齿轮的蜗轮25。

【0033】蜗轮25具备:环形的心轴25a,其以能够一体旋转的方式嵌合于下部轴15的外周15a;以及合成树脂部件25b,其包围心轴25a的周围并在外周形成有齿。心轴25a例如在合成树脂部件25b的树脂成形时插入到模具内。心轴25a与成形而得的合成树脂部件25b以能够一体旋转的方式结合。

【0034】壳体20具有第一筒状部26、以及与第一筒状部26呈交叉状地设置的第二筒状部27,并由例如铝合金一体形成。在第一筒状部26收容有蜗杆轴24。在壳体20的第二筒状部27收容有减速机构23的蜗轮25和扭矩传感器28。第二筒状部27的上端27a嵌合于护套19。环形的端盖21与第二筒状部27的下端27b结合。

【0035】端盖21具有:环形板21a,其与蜗轮25的合成树脂部件25b的端面对置;大筒部21b,其从环形板21a的外缘向轴向下方延伸;以及小筒部21c,其从环形板21a的内缘向轴向上方延伸。小筒部21c侵入至蜗轮25的合成树脂部件25b的径向内侧。

【0036】另外,通过壳体20的外侧部与控制器外壳29划分控制室30。在控制室30内收容有ECU32(Electronic Control Unit:电子控制单元),该ECU32包括控制电动马达22的动作的控制基板31、动力基板(未图示)等。

【0037】本实施方式的特征在于支承转向轴2的柱身4的结构。具体而言,柱身4的上部轴14的上端141被在转向柱3的护套19保持的第一球轴承33支承为能够旋转。第一球轴承33具有:外圈33a,其嵌合固定于护套19的内周19a;内圈33b,其以能够一起旋转的方式嵌合于上部轴14的外周14a;以及多个滚珠33c,其夹持于外圈33a以及内圈33b之间。

【0038】另外,柱身4的下部轴15被在转向柱3的壳体20的端盖21的小筒部21c保持的第二球轴承34支承为能够旋转。第二球轴承34具有:外圈34a,其嵌合固定于小筒部21c的内周;内圈34b,其以能够一起旋转的方式嵌合于下部轴15的外周15a;以及多个滚珠34c,其夹持于外圈34a以及内圈34b之间。

【0039】在端盖21的小筒部21c的内周嵌合固定有安装部件50的嵌合筒51。第二球轴承34的外圈34a夹持于环形凸缘52与环形凸缘21d之间,其中,上述环形凸缘52设置于安装部件50的嵌合筒51的一端,上述环形凸缘21d设置于端盖21的小筒部21c的一端。由此,限制外圈34a沿转向轴2的轴向X1移动。

【0040】另外,第二球轴承34的内圈34b夹持于阶梯部15b与螺母35之间,其中,上述阶梯部15b设置于下部轴15的外周15a,上述螺母35与设置于下部轴15的外周15a的螺纹部旋合。由此,限制内圈34b以及下部轴15沿轴向X1相对移动。

【0041】另一方面,上部轴14的下部插入至下部轴15内,并经由作为第一轴间轴承的第一套筒36以及作为第二轴间轴承的第二套筒37而被支承为能够旋转。各套筒36、37均为滑动轴承,例如,各套筒可以是使润滑剂含浸到气孔而得的多孔性烧结合金套筒,也可以是合成树脂套筒。在套筒是合成树脂套筒的情况下,可以使用具有自润滑性的氟树脂。另外,可以在合成树脂套筒的滑动面覆盖固体润滑剂(例如二硫化钼)。

【0042】第一套筒36以及第二套筒37配置为在轴向X1上隔开规定间隔。第一套筒36嵌合保持于在下部轴15的内周15c设置的第一轴承保持部38,并将上部轴14的下端142支承为能够旋转。

【0043】第一套筒36包括配置于第二球轴承34的轴承中心C1的径向内侧的部分。另一方面,第二套筒37嵌合保持于在下部轴15的上端151的内周设置的第二轴承保持部39,并将上部轴14支承为能够旋转。

【0044】第一套筒36以及第二套筒37在轴向X1上分离,在第一套筒36以及第二套筒37之间配置有止动机构40,该止动机构40用于限制上部轴14以及下部轴15的相对旋转量。

【0045】如图2所示,止动机构40由凹部41与凸部42构成,其中,上述凹部41设置于下部轴15的内周15c,上述凸部42设置于上部轴14的外周14a并以在旋转方向具有间隙的方式配置在上述凹部41内。

【0046】根据本实施方式,由第一球轴承33支承上部轴14的上端141。另一方面,由于将支承上部轴14的下端142的第一轴间轴承(第一套筒36)的一部分配置于支承下部轴15的第二球轴承34的径向内侧的位置,所以实际上能够由第二球轴承34支承上部轴14的下端142。

【0047】另外,由于在从第一轴间轴承(第一套筒36)沿轴向X1分离的位置配置第二轴间轴承(第二套筒37),所以具有下述的优点。即、由于基于中间轴6的旋转扭矩而在万向接头5产生的二次力偶的影响,而产生以第二球轴承34的轴承中心C1为支点使下部轴15倾斜的力矩载荷,此时,能够通过如上述那样抑制倾倒的上部轴14,经由第二轴间轴承(第二套筒37),抑制下部轴15倾倒。

【0048】作为支承柱身4的球轴承,为支承上部轴14的第一球轴承33、与支承下部轴的第二球轴承34两个球轴承,所以能够实现低廉化,并能够在抑制倾倒的状态下稳定地支承两轴14、15。另外,能够预先防止由于两轴14、15倾倒而忧虑产生扭矩传感器28的检测精度恶化等恶劣影响。

【0049】另外,作为夹持于上部轴14与下部轴15之间的轴间轴承,使用第一套筒36以及第二套筒37,所以能够进一步降低制造成本。

【0050】为了抑制下部轴15倾倒,优选扩大两轴间轴承(第一套筒36以及第二套筒37)之间的间隔。另一方面,通常,在电动动力转向装置100中,由于采用基于上部轴14与下部轴15的相对旋转而检测转向操纵扭矩的方法,所以需要设置限制两轴14、15的相对旋转量的止动机构40。

【0051】在本实施方式中,由于将该止动机构40配置于两轴间轴承(第一套筒36以及第二套筒37)之间的空佘空间,所以能够节省不必要的空间,并能够尽可能地降低下部轴15的倾倒。

【0052】本发明不限定于上述实施方式,例如作为轴间轴承,可以代替图1的第一套筒36以及第二套筒37,而如图3所示那样使用滚针轴承36A、37A。在该情况下,能够降低上部轴14与下部轴15之间的旋转阻力。此外,也可以仅代替第一套筒36以及第二套筒37中的任一方而使用滚针轴承。

【0053】另外,虽然上述实施方式对将电动马达22的动力赋予支承于转向柱3的转向轴2的柱身4的下部轴15来进行转向操纵辅助的所谓的柱·辅助型电动动力转向装置进行了说明,但并不局限于此,也可以将本发明适用于将电动马达22的动力赋予转向轴2的小齿轮轴8来进行转向操纵辅助的所谓的小齿轮·辅助型电动动力转向装置。

【0054】以上,通过具体的方式对本发明详细地进行了说明,但理解了上述内容的本领域技术人员会容易地考虑到其变更、改变以及等同物。因此,本发明应包括权利要求的范围以及与之等同的范围。

【0055】附图标记说明:

【0056】1...方向盘;2...转向轴;3...转向柱(支承部件);4...柱身;6...中间轴;8...小齿轮轴;9...齿条杆;A...转向机构;14...上部轴;141...上端;142...下端;14a...外周;15...下部轴;151...上端;15a...外周;15b...阶梯部;15c...内周;16...扭杆;19...护套;20...壳体;21...端盖;22...电动马达;23...减速机构;24...蜗杆轴(驱动齿轮);25...蜗轮(被动齿轮);33...第一球轴承;34...第二球轴承;36...第一套筒(第一轴间轴承);36A...第一滚针轴承(第一轴间轴承);37...第二套筒(第二轴间轴承);37A...第二滚针轴承(第二轴间轴承);40...止动机构;41...凹部;42...凸部;100...电动动力转向装置(车辆用转向操纵装置);B...车身;C1...轴承中心;X1...轴向。

【说明书附图】


【0001】


图1

【0002】


图2

【0003】


图3