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蜗轮机构和装配有该蜗轮机构的电动转向装置

蜗轮机构和装配有该蜗轮机构的电动转向装置

一种蜗轮机构,它包括主动蜗杆、与主动蜗杆啮合并用来从主动蜗杆将扭矩转递给负载端的扭矩传递蜗轮、和辅助蜗轮。将辅助蜗轮的节径设定为大于扭矩传递蜗轮的节径。因此,可以通过辅助蜗轮以与扭矩传递蜗轮不同的啮合相位与蜗杆啮合来消除不期望有的齿隙。该涡轮机构还包括弹性部件,用来相对于扭矩传递蜗轮弹性推动辅助蜗轮,在扭矩传递蜗轮和辅助蜗轮与蜗杆啮合的位置处,蜗杆的齿在其相对表面处保持在扭矩传递蜗轮的齿和辅助蜗轮的齿之间,弹性部件沿着使蜗杆的齿保持在这些齿之间的方向弹性推动辅助蜗轮,在辅助蜗轮与蜗杆啮合时所限定的蜗杆的节径小于在扭矩传递蜗轮与蜗杆啮合时所限定的蜗杆的节径。

接下来,将主要参照图9对蜗轮机构44的动作进行说明。在图9中,蜗杆47的齿131显示为在齿隙(即,在扭矩传递蜗轮48的左右齿103之间的凹形空间)接合。在该状态中,在蜗杆47的齿131和扭矩传递蜗轮48的右齿103之间留有微小的齿隙(即,间隙)。在蜗杆47在图9的状态中沿着向前方向转动时,蜗杆47的齿131沿着箭头R1的方向(即,图9的逆时针方向)挤压着扭矩传递蜗轮48的左齿103的右表面103b,从而使得蜗轮48沿着逆时针方向转动。在那时,在齿103和131之间不会产生出任何撞击声。辅助蜗轮49通过中间位置保持机构120与扭矩传递蜗轮48—起转动。另--方面,在蜗杆47在图9的状态中沿着相反的方向转动时,蜗杆47的齿131沿着箭头R2的方向(即,图9的顺时针方向)挤压辅助蜗轮49的齿113的左表面113a,从而使得蜗轮49克服压縮弹簧123的推动力沿着顺时针方向转动。当辅助蜗轮49沿着箭头R2的方向转过与留在齿103和131之间的齿隙(间隙)相对应的给定角度时,蜗杆47的齿131的右表面131与扭矩传递蜗轮48的右齿103的左表面103a接触。那时,蜗杆47的齿131轻柔地接触扭矩传递蜗轮48的齿103,同时克服三个压縮弹簧123的推动力挤压辅助蜗轮49的齿113;因此在齿103和131之间只产生出较小的撞击声。在蜗杆47沿着反向方向进一步转动时,扭矩传递蜗轮48也沿着箭头R2的方向转动。在该情况中,辅助蜗轮49也通过中间位置保持机构120与扭矩传递蜗轮48—起转动。可以将压縮弹簧(弹性部件)123的弹性推动力设定为适当的强度。例如,可以将压縮弹簧123的弹性推动力设定为这样的强度,从而减小当驾驶员在汽车以高速或中速行驶期间使电动转向装置10的转向盘(参见图1)转动时在齿103和131之间的撞击声;这是因为优选地减小了在汽车高速或中速行驶期间的撞击声以便提高在车厢中的舒适性。也就是说,在上述本发明的布置中可以进一步降低在齿103和131之间的撞击声。另外,如沿着在图8的部分(a)中的轴向方向观看蜗杆47—样,可以将扭矩传递蜗轮48的齿宽设定为关于蜗轮48与蜗杆47啮合的啮合区域(B卩,关于如在图8的部分(a)中所示一样的垂直穿过蜗杆47的中心的中心线CW)对称。另外,扭矩传递蜗轮48可以一体地形成,而不必形成特定的沟槽以便在其中保持齿隙减小部件。因此,该实施例能提高扭矩蜗轮48的齿103的加工精确度,由此确保蜗轮48与蜗杆47进行适当的啮合接合。当在图9所示的实施例中已经通过蜗杆47的反向转动使扭矩传递蜗轮48沿着箭头R2的方向转动时,在蜗杆47的齿131和蜗轮48的左齿103之间留有微小的齿隙(间隙)。因此,当随后使蜗杆47沿着向前方向转动时,在齿103和131之间会出现撞击声。为了避免这种不便,将在该实施例中的压縮弹簧123的弹性推动力设置为这样的强度,从而减小驾驶员在汽车高速或中速行驶期间使电动转向装置10(参见图1)的转向盘转动时在齿103和131之间产生出的撞击声。因为由于该实施例的布置较小的转向辅助扭矩就足够了,因此这些压縮弹簧123可以具有相对较小的弹性推动力。因此,在这样的转向条件下,可以减小当蜗杆47沿着反向方向转动时在齿103和131之间产生出的撞击声。当需要相对较大的转向辅助扭矩时,例如在汽车静止期间(即,在汽车停止期间)要操纵转向盘21时,即使相对松散的防噪措施也能正确地消除在车厢中的噪声。接下来,将参照图10-图16D对本发明的蜗轮机构的第二实施例进行说明。与在图1-9的第一实施例中相同的部件由相同的参考符号表示,并且在这里将不再详细说明以避免不必要的重复;具体地说,在该第二实施例中采用了与在图l-5中所示的相同结构。如图IO所示,包括在蜗轮机构44A中的多个中间位置保持机构120A的每一个构成为沿着这样一个方向弹性推动辅助蜗轮49,即己经相对于扭矩传递蜗轮48转动的辅助蜗轮49转动回到初始的中间位置。

如果在电动转向装置中釆用了图19A至19C的蜗轮机构200或图20A和20B的蜗轮机构300,也需要减小在汽车驾驶员操纵转向盘时可能在齿之间产生出的冲击或撞击声,以便减小在车厢中的噪音。

根据本发明的另一个方面,提供一种改进的蜗轮机构,它包括:主动蜗杆;与该蜗杆啮合的扭矩传递蜗轮,用来从所述蜗杆将扭矩转递给负载端;辅助蜗轮,其没有任何齿隙地与所述蜗杆啮合并且其节径大于所述扭矩传递蜗轮的节径;弹性部件,用来在所述辅助蜗轮相对于所述

现在将对装配有本发明的蜗轮机构的电动转向装置进行说明。

在图20A的蜗轮机构300中,与输出轴303连接的从动蜗轮304与通过电机轴305与电机301连接的主动蜗杆302啮合。如在图20B中可以看出,蜗轮304的每个齿311具有与蜗杆302的齿302a啮合的啮合区域312(在该图中的阴影部分)。蜗轮304具有一环形保持沟槽部分313,它形成在每个齿311的齿宽即面宽(沿着图20B的左右方向延伸)的一个侧面中并且位于每个齿311的啮合区域312的外面,并且橡胶O形环321装配在该环形沟槽部分313中并且固定在其上。通过接触蜗杆302的顶部平台(即,齿顶表面)302b来使橡胶O形环321稍微变形,并且其弹性回复力向啮合齿区域施加预加载荷,由此减小齿隙。

蜗轮机构为传动机构,它包括与主动蜗杆啮合的蜗轮,从而可以从该蜗杆通过蜗轮将扭矩传递给负载端(即,负载部件)。在这种蜗轮机构领域中,已经开发出各种技术来减小不期望有的齿隙(参见日本专利申请

根据本发明的另一个方面,提供一种改进的蜗轮机构,它包括:主动蜗杆;与该蜗杆啮合的扭矩传递蜗轮,用来从所述蜗杆将扭矩转递给负载端;辅助蜗轮,其没有任何齿隙地与所述蜗杆啮合并且其节径大于所述扭矩传递蜗轮的节径;弹性部件,用来在所述辅助蜗轮相对于所述

装置,它包括:蜗轮机构;从转向盘延伸至汽车的可转向车轮的转向系统;以及电机,用来产生用来响应于由汽车驾驶员进行的转向盘的转向操作而辅助可转向车轮转向的转向辅助力矩或者产生用于使可转向车轮转向的所有必要力矩,并且通过蜗轮机构将该转向辅助力矩或所有必要力矩提供给转向系统。在本发明的电动转向装置中,该蜗轮机构包括:主动蜗杆;与所述蜗杆啮合的扭矩传递蜗轮,用来从蜗杆将扭矩转递给负载端;辅助蜗轮,它与蜗杆啮合并且其节径大于扭矩传递蜗轮的节径;以及弹性部件,用来相对于扭矩传递蜗轮弹性推动辅助蜗轮。在扭矩传递蜗轮和辅助蜗轮与蜗杆啮合的位置处,蜗杆的齿在其相对表面处保持在扭矩传递蜗轮和辅助蜗轮的齿之间,该弹性部件沿着使蜗杆的齿保持在这些齿之间这样一个方向弹性推动所述辅助蜗轮,在辅助蜗轮与蜗杆啮合时所限定的蜗杆的节径小于在扭矩传递蜗轮与蜗杆啮合时所限定的蜗杆的节径。

接下来,将主要参照图9对蜗轮机构44的动作进行说明。在图9中,蜗杆47的齿131显示为在齿隙(即,在扭矩传递蜗轮48的左右齿103之间的凹形空间)接合。在该状态中,在蜗杆47的齿131和扭矩传递蜗轮48的右齿103之间留有微小的齿隙(即,间隙)。在蜗杆47在图9的状态中沿着向前方向转动时,蜗杆47的齿131沿着箭头R1的方向(即,图9的逆时针方向)挤压着扭矩传递蜗轮48的左齿103的右表面103b,从而使得蜗轮48沿着逆时针方向转动。在那时,在齿103和131之间不会产生出任何撞击声。辅助蜗轮49通过中间位置保持机构120与扭矩传递蜗轮48—起转动。另--方面,在蜗杆47在图9的状态中沿着相反的方向转动时,蜗杆47的齿131沿着箭头R2的方向(即,图9的顺时针方向)挤压辅助蜗轮49的齿113的左表面113a,从而使得蜗轮49克服压縮弹簧123的推动力沿着顺时针方向转动。当辅助蜗轮49沿着箭头R2的方向转过与留在齿103和131之间的齿隙(间隙)相对应的给定角度时,蜗杆47的齿131的右表面131与扭矩传递蜗轮48的右齿103的左表面103a接触。那时,蜗杆47的齿131轻柔地接触扭矩传递蜗轮48的齿103,同时克服三个压縮弹簧123的推动力挤压辅助蜗轮49的齿113;因此在齿103和131之间只产生出较小的撞击声。在蜗杆47沿着反向方向进一步转动时,扭矩传递蜗轮48也沿着箭头R2的方向转动。在该情况中,辅助蜗轮49也通过中间位置保持机构120与扭矩传递蜗轮48—起转动。可以将压縮弹簧(弹性部件)123的弹性推动力设定为适当的强度。例如,可以将压縮弹簧123的弹性推动力设定为这样的强度,从而减小当驾驶员在汽车以高速或中速行驶期间使电动转向装置10的转向盘(参见图1)转动时在齿103和131之间的撞击声;这是因为优选地减小了在汽车高速或中速行驶期间的撞击声以便提高在车厢中的舒适性。也就是说,在上述本发明的布置中可以进一步降低在齿103和131之间的撞击声。另外,如沿着在图8的部分(a)中的轴向方向观看蜗杆47—样,可以将扭矩传递蜗轮48的齿宽设定为关于蜗轮48与蜗杆47啮合的啮合区域(B卩,关于如在图8的部分(a)中所示一样的垂直穿过蜗杆47的中心的中心线CW)对称。另外,扭矩传递蜗轮48可以一体地形成,而不必形成特定的沟槽以便在其中保持齿隙减小部件。因此,该实施例能提高扭矩蜗轮48的齿103的加工精确度,由此确保蜗轮48与蜗杆47进行适当的啮合接合。当在图9所示的实施例中已经通过蜗杆47的反向转动使扭矩传递蜗轮48沿着箭头R2的方向转动时,在蜗杆47的齿131和蜗轮48的左齿103之间留有微小的齿隙(间隙)。因此,当随后使蜗杆47沿着向前方向转动时,在齿103和131之间会出现撞击声。为了避免这种不便,将在该实施例中的压縮弹簧123的弹性推动力设置为这样的强度,从而减小驾驶员在汽车高速或中速行驶期间使电动转向装置10(参见图1)的转向盘转动时在齿103和131之间产生出的撞击声。因为由于该实施例的布置较小的转向辅助扭矩就足够了,因此这些压縮弹簧123可以具有相对较小的弹性推动力。因此,在这样的转向条件下,可以减小当蜗杆47沿着反向方向转动时在齿103和131之间产生出的撞击声。当需要相对较大的转向辅助扭矩时,例如在汽车静止期间(即,在汽车停止期间)要操纵转向盘21时,即使相对松散的防噪措施也能正确地消除在车厢中的噪声。接下来,将参照图10-图16D对本发明的蜗轮机构的第二实施例进行说明。与在图1-9的第一实施例中相同的部件由相同的参考符号表示,并且在这里将不再详细说明以避免不必要的重复;具体地说,在该第二实施例中采用了与在图l-5中所示的相同结构。如图IO所示,包括在蜗轮机构44A中的多个中间位置保持机构120A的每一个构成为沿着这样一个方向弹性推动辅助蜗轮49,即己经相对于扭矩传递蜗轮48转动的辅助蜗轮49转动回到初始的中间位置。

另外,在图20A和20B的传统蜗轮机构300中,其中环形保持沟槽部分313形成在每个齿311的齿宽的一个侧面中并且位于每个齿311的啮合区域312的外面,沿着齿厚方向的弯曲刚度在每个齿宽的相对侧面之间将不同,这使得接触压力在该齿宽的相对侧面之间不均匀。因此,在该蜗轮机构300中也要作出进一步的考虑或改进以便提高该蜗轮机构300的耐久性。

欢迎阅读本文章: 李大猛

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