[发明专利]蜗轮和电动式动力转向装置

说明书

技术领域

本发明涉及构成蜗轮减速器的蜗轮和装入有该蜗轮的电动式动力转向装置。

背景技术

作为用于在对汽车的转向轮（除铲车等特殊车辆以外，通常是前轮）付与转向角时谋求减小转向盘的操作所需的力的装置，广泛使用将电动机用作辅助动力源的电动式动力转向装置。公知各种各样的构造的电动式动力转向装置，无论在哪种构造的情况下，电动机的辅助动力都是经由减速器付与旋转轴，利用转向盘的操作使该旋转轴旋转。作为该种减速器，通常使用蜗轮减速器。在使用了蜗轮减速器的电动式动力转向装置的情况下，使由电动机驱动旋转的蜗杆和与旋转轴一起旋转的蜗轮啮合，能够向旋转轴传递电动机的辅助动力。

图9和图10表示以往的电动式动力转向装置的一例。由转向盘1驱动旋转的转向轴2的前端部旋转自如地支承在外壳3的内侧，在利用该转向轴2驱动旋转的部分固定有蜗轮4。另一方面，蜗杆7与电动机5的输出轴6相连结。通过使该蜗杆7与蜗轮4啮合，能够自电动机5沿规定方向对蜗轮4付与规定大小的辅助扭矩。

在该种电动式动力转向装置运转时，依据自转向盘1施加于转向轴2的扭矩的方向及大小，控制向电动机5的通电方向及通电量。并且，经过蜗杆7和蜗轮4对转向轴2付与适当的辅助扭矩。因而，经过中间轴8传递到转向齿轮单元9的扭矩比自转向轴2输入的扭矩大。结果，能够利用比施加于转向盘1的操作力大的力推拉左右1对的横拉杆10，即使用较小的操作力，也能对左右1对的转向轮付与期望的转向角。

作为构成电动式动力转向装置的减速器的蜗轮4，如日本特开平11–301501号公报、日本特开2001–206230号公报、日本特开2004–34941号公报、日本特开2004–345573号公报和日本特开2006–22883号公报所述，广泛公知将金属制的毂部和合成树脂制的齿轮部组合而成的复合构造的蜗轮。即，利用金属制且圆环状的毂部构成用于外嵌固定于转向轴的部分，利用合成树脂制的齿轮部构成与蜗杆啮合的部分。通过使齿轮部由合成树脂制成，容易进行在蜗轮的外周面形成齿的作业，所以谋求低成本化。另外，也谋求在蜗轮与蜗杆相啮合的啮合部产生的打齿声的减小。图11表示日本特开2004–34941号公报所述的构造的蜗轮4a，图12表示装入有该蜗轮4a的电动式动力转向装置的主要部分。

蜗轮4a由毂部11和齿轮部12构成。利用铜系合金和铁系合金等金属将毂部11形成为圆环状。在毂部11的中心部设有用于将毂部11外嵌固定于输出轴13的圆形的安装孔14，在其轴向一面（图11和图12的左侧面）中的比外周缘部靠内径的部分设有沿轴向凹陷的环状凹部15，在其外周缘部的外周面设有沿圆周方向形成有凹凸的花键部（关于圆周方向的凹凸部）16。

另一方面，齿轮部12由混入有碳纤维和玻璃纤维等强化纤维的聚酰胺树脂和聚缩醛树脂等合成树脂制成，在外周面设置有蜗轮齿17。在将毂部11放置在模具中的状态下，向介于毂部11的靠外径的部分与模具的内表面之间的圆环状的型腔内送入合成树脂，从而形成齿轮部12。此时，自设置在毂部11的轴向另一面（图11和图12的右侧面）侧的环形浇注系统，将合成树脂送入到型腔内，在使该合成树脂覆盖毂部11的外周缘部整周的状态下，进行模制成形。构成齿轮部12的合成树脂中的与存在于毂部11的轴向一面侧的齿轮部12的内周缘部相当的部分，进入环状凹部15中的靠外径的部分而构成按压部18。另外，合成树脂也进入花键部16的底部，使毂部11和齿轮部12能传递扭矩地结合起来。此外，在去除与环形浇注系统相连的部分的合成树脂时，将其靠外径的部分留下而作为第二按压部19。采用该结构，使毂部11与齿轮部12牢固地结合。在自模具取出了毂部11和齿轮部12后，对齿轮部12的外周面的蜗轮齿17部分实施精加工用的切削加工。

该种蜗轮4a如图12所示，外嵌固定于电动式动力转向装置的输出轴13。输出轴13和由转向盘1（参照图9）驱动旋转的转向轴2利用扭力杆20结合。另外，在外壳3的内表面设置有扭矩传感器21，能够测量在转向轴2与输出轴13之间传递的扭矩。并且，根据该扭矩的测量值，对电动机5通电，经由蜗轮4a对输出轴13付与辅助扭矩。另外，作为该种电动式动力转向装置整体的结构和作用一直被广泛公知，所以省略对其详细说明。