电动助力转向装置
阅读：959发布：2023-01-23
专利汇可以提供电动助力转向装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种电动助 力 转向装置，其在将横轴作为转向轮的旋转量、纵轴作为操 舵 扭矩 的二轴 坐标系 中，将对 齿条 保持架 向齿条杆侧施力的施力部件的施加力进行设定，以在齿条杆与齿条保持架的相对移动开始之前的区域中，转向轮的旋转量越大，操舵扭矩越大。，下面是电动助力转向装置专利的具体信息内容。
1.一种电动助力转向装置，其特征在于，具有：
操舵机构，其具有随着方向盘的操舵操作而旋转的操舵轴、以及设置于所述操舵轴的小齿轮及与所述小齿轮啮合的齿条齿，并且包括将所述小齿轮的旋转运动转换为轴向运动的齿条杆；
扭力杆，其设置在所述操舵轴上；
壳体部件，其具有收纳所述小齿轮的小齿轮收纳部、收纳所述齿条杆的齿条杆收纳部、以及相对于所述齿条杆设置在所述小齿轮收纳部的相反一侧的齿条保持架收纳部；
齿条保持架，其在所述齿条保持架收纳部内，在所述齿条杆的长度方向上可摆动地被支承；
电动马达，其与基于所述扭力杆的扭转量及所述扭力杆的弹簧常数求出的操舵扭矩相对应，向所述操舵机构施加操舵力；
施力部件，其对所述齿条保持架向所述齿条杆侧施力，其中，
在将横轴作为所述方向盘的旋转量、纵轴作为所述操舵扭矩的二轴坐标系中，将随着所述方向盘的旋转、所述扭力杆的扭转量增加且未发生所述小齿轮的旋转及所述齿条杆的轴向移动的区域设为第一区域，将所述第一区域中所述操舵扭矩的增加相对于所述方向盘的旋转量的倾斜度设为L1，
将随着所述方向盘的旋转、所述齿条保持架进行摆动，随着所述齿条保持架的摆动、所述齿条杆发生轴向移动，并且未发生所述齿条保持架与所述齿条杆的滑动的区域设为第二区域，
将随着所述方向盘的旋转、伴随着所述齿条保持架与所述齿条杆的滑动且所述齿条杆发生轴向移动的区域设为第三区域，将所述第三区域中的所述操舵扭矩的增加相对于所述方向盘的旋转量的倾斜度设为L2，
将所述第一区域与所述第二区域的分界点设为a，将所述第二区域与所述第三区域的分界点设为b，将维持所述倾斜度L1而延伸至比所述分界点a的所述方向盘的旋转量大的范围的第一虚拟线与维持所述倾斜度L2而延伸至比所述分界点b的所述方向盘的旋转量小的范围的第二虚拟线的交点作为分界点c，此时，
施力部件对所述齿条保持架向所述齿条杆侧施力，以在所述二轴坐标系中，使所述分界点a产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量及所述操舵扭矩小的区域，并且使所述分界点b产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量大的区域。
2.如权利要求1所述的助力转向装置，其特征在于，
所述齿条保持架具有：
保持架主体部，其相对于所述施力部件的施力方向的正交截面的外形形成为大致圆形；齿条杆抵接部，其设置于所述保持架主体部的所述齿条杆侧且与所述齿条杆抵接；施力部件收纳凹部，其设置为向所述齿条杆抵接部的相反一侧开口；密封环槽，是设置于所述保持架主体部外周侧的环状槽，且形成为相对于所述施力部件的施力方向的正交截面的形状为大致圆环状；O环，其设置于所述密封环槽，由弹性材料形成，并且在所述齿条保持架收纳部内将所述齿条保持架可在所述齿条杆的长度方向上摆动地支承，
所述施力部件收纳凹部设置为，所述施力部件收纳凹部的底部在所述施力部件的施力方向上与所述密封环槽重叠。
3.如权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述齿条保持架具有：第二密封环槽，是设置于所述保持架主体部外周侧的环状槽，形成为相对于所述施力部件的施力方向的正交截面的形状为大致圆环状，并且设置于比所述密封环槽更靠近所述抵接部的相反一侧；第二O环，其设置于所述第二密封环槽且由弹性部件形成。
4.如权利要求3所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述O环形成为使所述O环的施加力大于所述第二O环的施加力。
5.如权利要求4所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述密封环槽形成为，使其从所述保持架主体部的外周面至所述密封环槽的底面的距离即槽深比所述第二密封环槽的槽深浅，
所述O环与所述第二O环具有相同形状。
6.如权利要求4所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述密封环槽从所述保持架主体部的外周面至所述密封环槽的底面的距离即槽深形成为与所述第二密封环槽的槽深相同的深度，
所述O环形成为，使所述O环在连同所述齿条保持架一起收纳于所述齿条保持架收纳部内的状态下的压缩率大于所述第二O环的压缩率。
7.如权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述O环在所述齿条保持架上只设置一个。
8.如权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述齿条杆抵接部具有：支承面，其设置于所述保持架主体部的所述齿条杆侧端部、且以沿着所述齿条杆的外周面的方式形成为圆弧状；一对突出部，其由周向宽度向着所述支承面的周向一侧端部逐渐减小而形成的第一突出部与周向宽度向着所述支承面的周向另一侧逐渐减小而形成的第二突出部构成；倒角部，是所述支承面中的与所述齿条杆抵接的部分，且设置于所述支承面的缘部。
9.如权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述施力部件设置为，使所述分界点a的所述操舵扭矩的大小大于所述分界点c的所述操舵扭矩的大小的一半。
10.如权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述施力部件设置为，使所述分界点b的所述方向盘的旋转量小于通过所述电动马达开始施加操舵力的所述方向盘的旋转量。
11.如权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述电动马达经由设置于所述扭力杆的所述小齿轮侧的减速机来施加操舵力。
12.如权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述齿条杆在所述齿条杆的长度方向上具有设置于与所述齿条齿分开的位置上的马达侧齿条齿，
所述电动马达经由与所述马达侧齿条齿啮合的第二小齿轮，向所述操舵机构施加操舵力。
13.如权利要求12所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述施力部件设置为，在所述电动马达经由所述第二小齿轮及所述马达侧齿条齿而与所述操舵机构连接的状态下，在所述二轴坐标系中，使所述分界点a产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量及所述操舵扭矩小的区域，并且使所述分界点b产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量大的区域。
14.如权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，
所述齿条保持架设置为，在所述齿条杆的长度方向上进行了最大量摆动的状态下与所述齿条保持架收纳部不发生干涉。
电动助力转向装置
技术领域
[0001] 本发明涉及电动助力转向装置。
背景技术
[0003] 现有技术文献
[0005] 专利文献1：(日本)特开2012-218512公报
发明内容
[0006] 发明所要解决的技术问题
[0007] 但是，在专利文献1记载的技术中，存在齿条保持架的设定负载大、齿条杆在移动开始时难以顺利工作的问题。即，在方向盘的旋转量增大、使齿条杆开始实际移动时，齿条杆移动开始前所产生的移动开始前的操舵扭矩大于移动开始后所需要的移动开始后的操舵扭矩，之后，因为要减小至移动开始后的操舵扭矩，并且使齿条杆开始移动，因此存在不能提高操舵感的问题。
[0008] 本发明的目的在于，提供一种能够提高操舵感的电动助力转向装置。
[0009] 用于解决技术问题的技术方案
[0010] 为了达到上述目的，本发明的电动助力转向装置具有对所述齿条保持架向所述齿条杆侧施力的施力部件，其中，将横轴作为方向盘的旋转量、将纵轴作为操舵扭矩的二轴坐标系中，将随着所述方向盘的旋转、扭力杆的扭转量增加、并且未发生小齿轮的旋转及齿条杆的轴向移动的区域作为第一区域，将所述第一区域中所述操舵扭矩的增加相对于所述方向盘的旋转量的倾斜度作为L1，将随着所述方向盘的旋转、齿条保持架进行摆动、随着所述齿条保持架的摆动、所述齿条杆发生轴向移动、并且未发生所述齿条保持架与所述齿条杆的滑动的区域作为第二区域，将随着所述方向盘的旋转、伴随着所述齿条保持架与所述齿条杆的滑动、并且所述齿条杆发生轴向移动的区域作为第三区域，将所述第三区域中所述操舵扭矩的增加相对于所述方向盘的旋转量的倾斜度作为L2，将所述第一区域与所述第二区域的分界点作为a，将所述第二区域与所述第三区域的分界点作为b，将维持所述倾斜度L1而延伸至比所述分界点a的所述方向盘的旋转量大的范围的第一虚拟线与维持所述倾斜度L2而延伸至比所述分界点b的所述方向盘的旋转量较小的范围的第二虚拟线的交点作为分界点c，此时，施力部件对所述齿条保持架向所述齿条杆侧施力，在所述二轴坐标系中，使所述分界点a产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量及所述操舵扭矩小的区域，并且使所述分界点b产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量大的区域。
[0011] 发明的效果
[0012] 因此，较小地设定施力部件的设定负载以使分界点a以更小的操舵角产生，能够使开始转动方向盘的动作顺畅。另外，因为使分界点b产生在操舵角比分界点c大的区域，所以操舵角/操舵扭矩特性平滑地连接，能够提高操舵感。附图说明
[0013] 图1是表示第一实施例的电动助力转向装置的概要图。
[0014] 图2是第一实施例的电动助力转向装置的外观图。
[0015] 图3是图1所示的齿条齿轮机构附近的放大剖视图。
[0016] 图4是表示第一实施例的齿条保持架主体结构的图。
[0017] 图5是表示第一实施例的齿条齿轮机构附近的作用的概要图。
[0018] 图6是表示齿条齿轮机构的操舵扭矩特性的图。
[0019] 图7是表示O环与齿条保持架的摆动中心的关系的图。
[0020] 图8是第二实施例的齿条齿轮机构附近的剖视图。
具体实施方式
[0021] 〔第一实施例〕
[0022] 图1是表示第一实施例的电动助力转向装置的概要图。第一实施例的电动助力转向装置EPS具有：操舵机构、减速齿轮机构、电动马达3、齿隙调整机构30。操舵机构具有由与方向盘SW连接的转向轴S1、经由万向节连接的中间轴S2、经由万向节连接的小齿轮轴PS构成的操舵轴。而且，构成形成于小齿轮轴PS前端的小齿轮PG与形成于齿条杆RB的齿条齿RG啮合的齿条齿轮机构。上述操舵轴与齿条齿轮机构结合而构成操舵机构。在小齿轮轴PS上具有用来检测作用于方向盘SW与小齿轮PG之间的扭矩的扭矩传感器TS。扭矩传感器TS具有扭转量检测线圈TBC与扭力杆TB。扭力杆TB设置于小齿轮轴PS上，是基于作用于方向盘SW与小齿轮PG之间的扭矩来进行扭转的扭转棒。扭转量检测线圈TBC处于扭力杆TB的外周、且比齿条杆RB更位于方向盘SW侧。扭矩传感器TS基于通过扭转量检测线圈TBC检测的扭力杆TB的扭转量及扭力杆TB的弹簧常数，而检测驾驶员的操舵扭矩。当小齿轮PG与方向盘SW的旋转对应地旋转时，齿条杆RB左右移动。通过该齿条杆RB的移动，经由连杆机构TR对转向轮FR、FL进行转向。
[0023] 在小齿轮轴PS上设有后面叙述的减速齿轮机构，构成为将电动马达3的旋转力向操舵机构传递的结构，本实施例中的电动助力转向装置是所谓的单小齿轮辅助式。电动马达3配置在小齿轮轴PS的与方向盘SW侧相反的一侧(以下记述为小齿轮轴PS的前端侧)。另外，通过控制器ECU控制其工作，由蓄电池BATT提供电力。通过以上的结构，当方向盘的旋转量为规定旋转量以上时，从电动马达3输出与由扭矩传感器TS检测的操舵扭矩相对应的辅助扭矩。
[0024] 图2是第一实施例的电动助力转向装置的外观图。图2(a)是从车辆的前方正面侧观察的主视图，图2(b)是从车辆的底面侧观察的仰视图。电动助力转向装置EPS具有：收纳扭矩传感器TS的扭矩传感器壳体THS、收纳减速齿轮机构的齿轮壳体HS、收纳电动马达3的马达壳体MHS、封闭马达壳体MHS的马达盖MC、收纳小齿轮PG及齿条杆RB的齿条壳体RHS。齿轮壳体HS具有：收纳蜗轮WW的轮收纳部HS1、以及收纳蜗杆轴WS的轴收纳部HS2。
[0025] 在小齿轮轴PS安装有树脂制蜗轮WW。该蜗轮WW啮合有与电动马达3连结的金属制蜗杆轴WS，构成蜗齿WG所形成的减速齿轮机构。当将蜗轮WW的旋转轴定义为轮轴OWW、将蜗杆轴WS的旋转轴定义为转轴OWS时，转轴OWS以相对于与轮轴OWW正交的平面倾斜的状态进行交叉。由电动马达3输出的扭矩从蜗杆轴WS向蜗轮WW传递，对小齿轮轴PS施加辅助扭矩。另外，蜗轮WW将来自小齿轮轴PS的扭矩及旋转向蜗杆轴WS传递。蜗杆轴WS将来自蜗轮WW的扭矩及旋转向电动马达3传递。
[0026] 图3是图1所示的齿条齿轮机构附近的放大剖视图。将齿条杆RB与小齿轮轴PS接近、分离的方向作为y轴方向，将与小齿轮轴PS平行的方向(垂直方向)作为z轴方向，将y轴及z轴正交的方向(纸面垂直方向)作为x轴方向。形成于小齿轮轴PS前端侧的小齿轮PG及齿条杆RB收纳在齿条壳体RHS内。齿条壳体RHS具有：齿条杆收纳部7，其在x轴向上延伸且可轴向移动地收纳齿条杆RB；大致圆筒状的小齿轮收纳部8，其以面对齿条杆RB的前面侧且与齿条杆收纳部7交叉的方式沿z轴向形成、将小齿轮轴PS旋转自如地收纳；齿条保持架收纳部9，其以面对齿条杆RB的背面的方式从齿条杆收纳部7向齿条杆RB的背面侧在y轴方向上延长设置。轴承10可旋转地支承在小齿轮轴PS的一端。
[0027] 在齿条保持架收纳部9收纳有：齿条保持架14，其收纳安装于收纳部内壁9a内、对形成于齿条杆RB背面侧的截面圆弧状的凸状滑动面Rba进行支承；螺旋弹簧11，经由齿条保持架14而对齿条杆RB向小齿轮轴PS侧施力的施力部件。另外，在齿条保持架收纳部9之中、与齿条杆收纳部7相反一侧的开口端的内周侧螺合有螺旋弹簧11一端落座的有底圆筒状盖体12。盖体12在使盖体12进退移动而调整螺旋弹簧11的施加力的基础上，通过锁紧螺母13进行固定。齿条保持架14在齿条保持架收纳部9内保持微小的径向间隙，向y轴方向滑动自如地被收纳。
[0028] 图4是表示第一实施例的齿条保持架主体结构的图。图4(a)是从x轴向观察的齿条保持架主体的侧视图，图4(b)是A-A剖视图。齿条保持架14具有：保持架主体部15，其相对于螺旋弹簧11的施力方向的正交截面的外形形成为大致圆形；保持座16，其设置于保持架主体部15的齿条杆RB侧且成为与齿条杆RB抵接的齿条杆抵接部；施力部件收纳凹部20(参照图4(b))，其向保持座16的相反一侧开口而设置；密封环槽17，是设置于保持架主体部15外周侧的环状槽、且以相对于螺旋弹簧11的施力方向的正交截面的形状为大致圆环状的方式形成；O环18，其设置于密封环槽17，由弹性材料形成且在齿条保持架收纳部9内将齿条保持架14可在齿条杆RB的长度方向上摆动地支承。在第一实施例中，O环18在齿条保持架14上只设置一个。
[0029] 施力部件收纳凹部20设置为，施力部件收纳凹部20的底部21在螺旋弹簧11的施力方向上，与密封环槽17重叠。换言之，使密封环槽17、即O环18所形成的齿条保持架14的摆动中心与施力部件收纳凹部20的底部、即以螺旋弹簧11的前端为支点的摆动中心重叠。由此，抑制螺旋弹簧11的设定负载相对于齿条保持架14的倾斜度的增加量，使齿条保持架14顺畅地摆动(参照图7)。
[0030] 保持座16具有：支承面161，其设置于保持架主体部15的齿条杆侧端部且以沿着齿条杆RB的外周面的方式形成为圆弧状；一对突出部162、163，其由周向宽度向着支承面161的周向一侧端部逐渐减小而形成的第一突出部162与周向宽度向着支承面161的周向另一侧逐渐减小而形成的第二突出部163构成；倒角部16a，是支承面161中的与齿条杆RB抵接的部分且设置于支承面161的缘部。
[0031] 接着，针对第一实施例的作用进行说明。图5是表示第一实施例的齿条齿轮机构附近的作用的概要图。图5(a)表示操舵开始前的状态，图5(b)表示操舵开始后的状态。如图5(a)所示，在操舵开始前，齿条保持架14由于O环18的弹力而位于齿条保持架收纳部9内的大致中央，通过螺旋弹簧11按压齿条杆RB。在该状态下，当驾驶员开始对方向盘SW进行操舵时，首先，扭力杆TB扭转，从小齿轮PG向齿条齿RG传递扭矩。此时，如图5(b)所示，在齿条保持架14的保持座16与齿条杆RB的凸状滑动面RBa之间进行滑动前，在齿条保持架14中发生倾倒。由于该倾倒，导致齿条杆RB移动，之后，保持座16与凸状滑动面RBa之间进行滑动的同时齿条杆RB进行移动。
[0032] 在此，在说明第一实施例的作用的过程中，与比较例对比进行说明。图6是表示齿条齿轮机构的操舵扭矩特性的图。图6(a)是将横轴作为方向盘SW的旋转量、纵轴作为操舵扭矩的二轴坐标系。图6(b)是将横轴作为齿条杆移动量、纵轴作为操舵扭矩的二轴坐标系。以实线表示比较例的特性，以虚线表示实施例的特性。比较例是在现有的车辆中采用的齿条齿轮机构的特性。
[0033] 在比较例的车辆中，因为螺旋弹簧11的设定负载大，所以，在齿条保持架14中难以发生倾倒，并且保持座16与凸状滑动面RBa之间的静摩擦力大。因此，如图6(b)所示，当方向盘SW的旋转量开始增大时，扭力杆TB扭转，升高至规定的扭矩值TA，之后，由于齿条保持架14的倾倒等，保持座16与凸状滑动面RBa之间的静摩擦力切换为动摩擦力，操舵扭矩降低至比规定的扭矩值TA小的规定的扭矩值TB后，齿条杆RB开始移动。因此，如图6(a)、(b)的实线所示，在齿条杆RB开始移动前的阶段，操舵扭矩过冲，不能说操舵感令人满意。
[0034] 因此，在第一实施例中，将螺旋弹簧11的设定负载设定为图6(a)的虚线所示的特性。具体而言，将随着方向盘SW的旋转、扭力杆TB的扭转量增加、并且未发生小齿轮PG的旋转及齿条杆RB的轴向移动的区域作为第一区域。而且，将第一区域中的操舵扭矩的增加相对于方向盘SW的旋转量的倾斜度作为L1。然后，将随着方向盘SW的旋转、齿条保持架14进行摆动(参照图5(b))、随着齿条保持架14的摆动、齿条杆发生轴向移动(图5(b)：相当于外观上的行程)、并且未发生齿条保持架14与齿条杆RB的滑动的区域作为第二区域。接着，将随着方向盘SW的旋转、伴随着齿条保持架14与齿条杆RB的滑动的同时，齿条杆RB发生轴向移动的区域作为第三区域。而且，将第三区域中操舵扭矩的增加相对于方向盘SW的旋转量的倾斜度作为L2。
[0035] 将第一区域与第二区域的分界点设为a，将第二区域与第三区域的分界点设为b，将维持倾斜度L1、延伸至比分界点a的方向盘SW的旋转量大的范围的第一虚拟线与维持倾斜度L2、延伸至比分界点b的方向盘SW的旋转量小的范围的第二虚拟线的交点设为分界点c。此时，设定负载及弹簧常数来设定对齿条保持架14向齿条杆RB侧施力的螺旋弹簧11的施加力，以在二轴坐标系中，使分界点a产生在与分界点c相比方向盘SW的旋转量及操舵扭矩小的区域，并且分界点b产生在与分界点c相比方向盘SW的旋转量大的区域。
[0036] 换言之，对螺旋弹簧11的特性进行设定，以使当方向盘SW的旋转量增大时，齿条杆RB在齿条保持架14与凸状滑动面RBa的滑动开始之前的阶段不产生比开始滑动时的操舵扭矩大的操舵扭矩。即，由于比开始滑动时的操舵扭矩TB小的规定的扭矩值TC，而使齿条保持架14发生倾倒，由此，使外观上的行程发生。然后，如图5(b)所示，在齿条保持架14倾倒后，使齿条保持架14与凸状滑动面RBa的滑动顺畅地开始。由此，能够使开始转动方向盘SW的动作顺畅。
[0037] 另外，因为分界点b产生在比分界点c的操舵角大的区域，所以，相对于方向盘的旋转量的操舵扭矩特性变得平滑，能够提高操舵感。另外，将电动助力转向装置EPS的辅助扭矩施加的开始时刻设定为比分界点b的方向盘旋转量大的规定旋转量。即，当在齿条保持架14与齿条杆RB进行相对移动前的静摩擦力产生的时刻施加辅助扭矩时，在齿条保持架14与齿条杆RB开始相对移动而切换为动摩擦力时，可能对操舵感造成不适感。因此，因为在第三区域即动摩擦力的区域中通过电动马达3施加辅助扭矩，所以能够使施加了辅助扭矩的状态下的操舵感稳定。
[0038] 此外，将齿条保持架14开始倾倒的规定的扭矩值TC设定为大于操舵扭矩TB的一半。因此，通过抑制到达操舵扭矩TB之前的方向盘旋转量过大，能够获得操舵感中的刚性感。
[0039] 接着，针对用来有效得到上述作用的其他结构进行说明。图7是表示O环与齿条保持架的摆动中心的关系的图。图7(a)表示在摆动中心的y轴方向下方设置了O环的比较例，图7(b)表示设定摆动中心处于收纳O环18的密封环槽17的y轴方向范围内的第一实施例。
[0040] 在比较例的情况下，在摆动中心的y轴方向下方设置有O环18。例如，图7(a)中，当齿条保持架14在顺时针方向上摆动时，O环18的左侧外周端与收纳部内壁9a发生干涉。其中，因为O环18的右侧外周端与收纳部内壁9a之间存在间隙，所以，能够进一步摆动。但是，为了进一步摆动，则需要对抗螺旋弹簧11的施加力来将齿条保持架14向y轴方向下方按压的同时进行摆动。这样，螺旋弹簧11的施加力增强，齿条保持架14与齿条杆RB之间的摩擦力增强。另外，需要克服螺旋弹簧11的施加力的同时进行摆动，不能确保顺畅的摆动运动。
[0041] 对此，在第一实施例中，在施力方向即y轴方向上，设置为摆动中心与密封环槽17重叠。另外，在第一实施例中，设置为，即使齿条保持架14进行摆动，也不会与齿条保持架收纳部9发生干涉。因此，在齿条保持架14摆动时，能够避免O环18的外周端与收纳部内壁9a过度干涉。另外，例如在图7(b)中，当齿条保持架14在顺时针方向上摆动时，虽然螺旋弹簧11的右侧被压下去，但同时螺旋弹簧11的左侧通过螺旋弹簧11被推上去，所以，能够抑制螺旋弹簧11的施加力随着摆动而增加。因此，能够抑制螺旋弹簧11的设定负载的增加量，能够使齿条保持架的摆动顺畅。
[0042] [第一实施例的效果]
[0043] 下面，列举通过第一实施例掌握的本发明的效果。
[0044] (1-1)一种电动助力转向装置，其特征在于，具有：
[0045] 操舵机构，其具有随着方向盘SW的操舵操作而旋转的小齿轮轴PS(操舵轴)、以及设置于小齿轮轴PS的小齿轮PG及与小齿轮PG啮合的齿条齿RG，并且包括将小齿轮PG的旋转运动转换为轴向运动的齿条杆RB；
[0046] 扭力杆TB，其设置于小齿轮轴PS；
[0047] 齿条壳体RHS(壳体部件)，其具有收纳小齿轮PG的小齿轮收纳部8、收纳齿条杆RB的齿条杆收纳部7、以及相对于齿条杆RB而设置在小齿轮收纳部8的相反一侧的齿条保持架收纳部9；
[0048] 齿条保持架14，其在齿条保持架收纳部9内，在齿条杆RB的长度方向上可摆动地被支承；
[0049] 电动马达3，其与基于扭力杆TB的扭转量及扭力杆TB的弹簧常数求出的操舵扭矩相对应，向操舵机构施加操舵力；
[0050] 螺旋弹簧11(施力部件)，其对齿条保持架14向齿条杆RB侧施力，其中，[0051] 在将横轴作为方向盘SW的旋转量、纵轴作为操舵扭矩的二轴坐标系中，[0052] 当将随着方向盘SW的旋转、扭力杆TB的扭转量增加、并且未发生小齿轮PG的旋转及齿条杆RB的轴向移动的区域作为第一区域，将第一区域中的操舵扭矩的增加相对于方向盘SW的旋转量的倾斜度作为L1，
[0053] 将随着方向盘SW的旋转、齿条保持架14进行摆动、随着齿条保持架14的摆动、齿条杆RB发生轴向移动、并且未发生齿条保持架14与齿条杆RB的滑动的区域作为第二区域，[0054] 将随着方向盘SW的旋转、伴随着齿条保持架14与齿条杆RB的滑动的同时齿条杆RB发生轴向移动的区域作为第三区域，将第三区域中的操舵扭矩的增加相对于方向盘SW的旋转量的倾斜度作为L2，
[0055] 将第一区域与第二区域的分界点设为a、将第二区域与第三区域的分界点设为b、将维持倾斜度L1、延伸至比分界点a的方向盘SW的旋转量大的范围的第一虚拟线与维持倾斜度L2、延伸至比分界点b的方向盘SW的旋转量小的范围的第二虚拟线的交点设为分界点c，此时，
[0056] 螺旋弹簧11(施力部件)对齿条保持架14向齿条杆RB侧施力，在二轴坐标系中，以使分界点a产生在与分界点c相比方向盘SW的旋转量及操舵扭矩小的区域，并且分界点b产生在与分界点c相比方向盘SW的旋转量大的区域。
[0057] 为了以更小的方向盘旋转量产生分界点a而较小地设定螺旋弹簧11的设定负载，由此，能够使开始转动方向盘的动作顺畅。另外，通过分界点b产生在比分界点c的方向盘的旋转量大的区域，相对于操舵角的操舵扭矩特性变得平滑，能够提高操舵感。
[0058] (2-2)在上述(1-1)记载的电动助力转向装置中，其特征在于，
[0059] 齿条保持架14具有：保持架主体部15，其相对于螺旋弹簧11的施力方向的正交截面的外形形成为大致圆形；保持座16(齿条杆抵接部)，其设置于保持架主体部15的齿条杆RB侧且与齿条杆RB抵接；施力部件收纳凹部20，其设置为面向保持座16的相反一侧并开口；密封环槽17，是设置于保持架主体部15外周侧的环状槽，且形成为相对于螺旋弹簧11的施力方向的正交截面的形状为大致圆环状；O环18，其设置于密封环槽17、由弹性材料形成、且在齿条保持架收纳部9内将齿条保持架14可在齿条杆RB的长度方向上摆动地支承，[0060] 施力部件收纳凹部20设置为，施力部件收纳凹部20的底部21在螺旋弹簧11的施力方向上与密封环槽17重叠。
[0061] 通过使密封环槽17、即O环18所引起的齿条保持架14的摆动中心与施力部件收纳凹部20的底部21、即以施力部件的前端为支点的摆动中心重叠，能够抑制螺旋弹簧11的设定负载相对于齿条保持架14的倾斜度的增加量，能够使齿条保持架14的摆动顺畅。
[0062] (3-7)在上述(2-2)记载的电动助力转向装置中，其特征在于，
[0063] O环18在齿条保持架14中只设置一个。
[0064] 因此，齿条保持架14的摆动变得容易，能够使开始转动方向盘SW的动作顺畅。
[0065] (4-8)在上述(1-1)记载的电动助力转向装置中，其特征在于，
[0066] 保持座16具有：支承面161，其设置于保持架主体部15的齿条杆侧端部且以沿着齿条杆RB的外周面的方式形成为圆弧状；一对突出部162、163，其由周向宽度向着支承面161的周向一侧端部逐渐减小而形成的第一突出部162与周向宽度向着支承面161的周向另一侧逐渐减小而形成的第二突出部163构成；倒角部16a，是支承面161中的与齿条杆RB抵接的部分，且设置于支承面161缘部。
[0067] 通过设置倒角部16a，与在倒角部16a的一部分留有角状部分的情况相比，能够抑制被该角状部分卡住。
[0068] (5-9)在上述(1-1)记载的电动助力转向装置中，其特征在于，
[0069] 螺旋弹簧11设置为，使分界点a的操舵扭矩的大小大于分界点c的操舵扭矩的大小的一半。
[0070] 通过抑制分界点b的方向盘SW旋转量过大，能够表现出操舵感的刚性感。
[0071] (6-10)在上述(1-1)记载的电动助力转向装置中，其特征在于，
[0072] 螺旋弹簧11设置为，使分界点b的方向盘SW的旋转量小于通过电动马达3开始施加辅助扭矩的方向盘SW的旋转量。
[0073] 因为齿条保持架14在第三区域即动摩擦力进行作用的区域中通过电动马达3施加辅助扭矩，所以，能够使在施加了辅助扭矩的状态下的操舵感稳定。
[0074] (7-11)在上述(1-1)记载的电动助力转向装置中，其特征在于，
[0075] 电动马达3经由设置于扭力杆TB的小齿轮PG侧的减速机来施加操舵力。
[0076] 所谓单小齿轮辅助式助力转向装置与双小齿轮辅助式相比，小齿轮PG的负载增大。这样，通过在摩擦条件更严苛的类型中采用本发明，能够更有效地提高操舵感。
[0077] (8-14)在上述(1-1)记载的电动助力转向装置中，其特征在于，
[0078] 齿条保持架14设置为在齿条杆RB的长度方向上进行了最大量摆动的状态下与齿条保持架收纳部9不发生干涉。通过设置为使齿条保持架14与齿条保持架收纳部9不发生干涉，能够抑制随着干涉而卡住齿条保持架14。
[0079] 〔第二实施例〕
[0080] 接着，针对第二实施例进行说明。图8是第二实施例的齿条齿轮机构附近的剖视图。在第一实施例中，O环18在齿条保持架14上只设置了一个。与之相对，在第二实施例中，具有两个O环这一点是其不同之处。齿条保持架14具有：第一密封环槽17a，是设置于保持架主体部15外周侧环状槽，形成为相对于螺旋弹簧11的施力方向的正交截面的形状为大致圆环状，且形成于与第一实施例相同位置上；第一O环18a，其设置于第一密封环槽17a且由弹性部件形成；第二密封环槽17b，其设置于第一密封环槽17a的靠近保持座16的相反一侧；第二O环18b，其设置于第二密封环槽17b且由弹性部件形成。
[0081] 第一密封环槽17a形成为使其从保持架主体部15的外周面至第一密封环槽17a的底面的距离即槽深比第二密封环槽17b的槽深浅。另外，第一O环18a与第二O环18b具有相同形状。由此，第一O环18a形成为使第一O环18a的施加力大于第二O环18b的施加力。换言之，形成为使第一密封环槽17a的底面直径da大于第二密封环槽17b的底面直径db。
[0082] 这样，通过具有两个O环，抑制齿条保持架14过于倾斜。另外，通过设定使第一O环18a的施加力大于第二O环18b的施加力，能够确保齿条保持架14的摆动，并且使齿条保持架
14稳定。
14稳定。
[0083] 如上所述，第二实施例能够得到以下的作用效果。
[0084] (9-3)一种电动助力转向装置，其特征在于，齿条保持架14具有：第二密封环槽17b，是其设置于保持架主体部15外周侧的环状槽，形成为相对于螺旋弹簧11的施力方向的正交截面的形状为大致圆环状，且设置于比设有第一O环18a的第一密封环槽17a更靠近保持座16的相反一侧；第二O环18b，其设置于第二密封环槽17b且由弹性部件形成。
[0085] 因此，能够抑制齿条保持架14过于倾斜。
[0086] (10-4)在上述(9-3)记载的电动助力转向装置中，其特征在于，
[0087] 第一O环18a形成为使第一O环18a的施加力大于第二O环18b的施加力。
[0088] 因此，能够确保齿条保持架14的摆动，并且使齿条保持架14稳定。
[0089] (11-5)在上述(10-4)记载的电动助力转向装置中，其特征在于，[0090] 第一密封环槽17a形成为使其从保持架主体部15的外周面至第一密封环槽17a底面的距离即槽深比第二密封环槽17b的槽深浅，
[0091] 第一O环18a与第二O环18b具有相同形状。
[0092] 因此，通过实现O环的共通性而实现了成本降低及组装性提高，并且能够通过槽深度的不同来改变各自的设定负载。
[0093] (其他的实施例)
[0094] 上面，基于第一、第二实施例说明了本发明，但也可以采用其他的结构。例如，在第二实施例中，通过改变第一密封环槽17a与第二密封环槽17b的槽深，而改变了第一O环18a与第二O环18b的设定负载。以此相对，也可以使两个密封环槽的深度相同，通过使第一O环18a与第二O环18b的压缩率不同来改变设定负载。
[0095] 另外，在第一、第二实施例中，表示了单小齿轮辅助式电动助力转向装置，但也可以是设置于在齿条杆RB的长度方向上与实施例的设置于齿条齿轮机构的电动助力转向装置的位置分离的位置上的双小齿轮辅助式电动助力转向装置。此时，螺旋弹簧11希望设置为，在电动马达经由第二小齿轮及马达侧齿条齿而与操舵机构连接的状态下，在二轴坐标系中，分界点a产生在与分界点c相比方向盘的旋转量及操舵扭矩小的区域，并且分界点b产生在与分界点c相比方向盘的旋转量大的区域。扭矩传感器TS设置在方向盘SW与小齿轮PG之间，而非具有电动马达的第二小齿轮侧，在方向盘SW的旋转量为规定旋转量之前，不产生辅助扭矩。换言之，形成为方向盘SW旋转、伴随齿条杆RB的移动而拖拉第二小齿轮侧的减速机或电动马达的状态。即使在该情况下，通过避免操舵扭矩过冲，也能够得到良好的操舵感。
[0096] 下面，针对基于其他实施例的技术思想进行列举。
[0097] (12-6)一种电动助力转向装置，其特征在于，所述密封环槽从所述保持架主体部的外周面至所述密封环槽的底面的距离即槽深形成为与所述第二密封环槽的槽深相同的深度，
[0098] 所述O环形成为，所述O环在连同所述齿条保持架一起收纳于所述齿条保持架收纳部内的状态下的压缩率大于所述第二O环的压缩率。
[0099] 因此，通过使环槽的深度相同，并且改变O环的宽度或材质等，使压缩率发生变化，能够调整各自的设定负载。
[0100] (13-12)一种电动助力转向装置，其特征在于，
[0101] 所述齿条杆在所述齿条杆的长度方向上具有设置于与所述齿条齿分开的位置的马达侧齿条齿，
[0102] 所述电动马达经由与所述马达侧齿条齿啮合的第二小齿轮，向所述操舵机构施加操舵力。
[0103] 在所谓单小齿轮辅助式中能够提高操舵感。具体而言，通过以更小的方向盘的旋转量产生分界点a的方式较小地设定螺旋弹簧11的设定负载，能够使开始转动方向盘的动作顺畅。另外，通过使分界点b产生在方向盘的旋转量比分界点c大的区域，相对于操舵角的操舵扭矩特性变得平滑，能够提高操舵感。
[0104] (14-13)一种电动助力转向装置，其特征在于，所述施力部件设置为，在所述电动马达经由所述第二小齿轮及所述马达侧齿条齿而与所述操舵机构连接的状态下，在所述二轴坐标系中，使所述分界点a产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量及所述操舵扭矩小的区域，并且使所述分界点b产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量大的区域。
[0105] 即使在齿条杆拖拉第二小齿轮侧的减速机及电动马达的状态下，也能够得到上述(13-12)所示的作用效果，能够提高操舵感。
[0106] 作为基于以上说明的实施方式的电动助力转向装置，例如可以考虑如下所述的方式。
[0107] 即，相关的电动助力转向装置具有：操舵机构，其具有随着方向盘的操舵操作而旋转的操舵轴、以及设置于所述操舵轴的小齿轮及与所述小齿轮啮合的齿条齿、并且包括将所述小齿轮的旋转运动转换为轴向运动的齿条杆；扭力杆，其设置于所述操舵轴；壳体部件，其具有收纳所述小齿轮的小齿轮收纳部、收纳所述齿条杆的齿条杆收纳部、以及相对于所述齿条杆而设置在所述小齿轮收纳部的相反一侧的齿条保持架收纳部；齿条保持架，其在所述齿条保持架收纳部内，在所述齿条杆的长度方向上可摆动地被支承；电动马达，其与基于所述扭力杆的扭转量及所述扭力杆的弹簧常数求出的操舵扭矩相对应，向所述操舵机构施加操舵力；施力部件，其对所述齿条保持架向所述齿条杆侧施力，其中，在将横轴作为所述方向盘的旋转量、纵轴作为所述操舵扭矩的二轴坐标系中，将随着所述方向盘的旋转、所述扭力杆的扭转量增加、并且未发生所述小齿轮的旋转及所述齿条杆的轴向移动的区域作为第一区域，将所述第一区域中的所述操舵扭矩的增加相对于所述方向盘的旋转量的倾斜度作为L1，将随着所述方向盘的旋转、所述齿条保持架进行摆动、随着所述齿条保持架的摆动、所述齿条杆发生轴向移动、并且未发生所述齿条保持架与所述齿条杆的滑动的区域作为第二区域，将随着所述方向盘的旋转、伴随着所述齿条保持架与所述齿条杆的滑动的同时所述齿条杆发生轴向移动的区域作为第三区域，将所述第三区域中所述操舵扭矩的增加相对于所述方向盘的旋转量的倾斜度作为L2，将所述第一区域与所述第二区域的分界点作为a，将所述第二区域与所述第三区域的分界点作为b，将维持所述倾斜度L1、延伸至比所述分界点a的所述方向盘的旋转量大的范围的第一虚拟线与维持所述倾斜度L2、延伸至比所述分界点b的所述方向盘的旋转量小的范围的第二虚拟线的交点作为分界点c，此时，施力部件对所述齿条保持架向所述齿条杆侧施力，在所述二轴坐标系中，使所述分界点a产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量及所述操舵扭矩小的区域，并且使所述分界点b产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量大的区域。
[0108] 在所述电动助力转向装置的优选方式中，所述齿条保持架具有：保持架主体部，其相对于所述施力部件的施力方向的正交截面的外形形成为大致圆形；齿条杆抵接部，其设置在所述保持架主体部的所述齿条杆侧且与所述齿条杆抵接；施力部件收纳凹部，其设置为向所述齿条杆抵接部的相反一侧开口；密封环槽，是设置于所述保持架主体部外周侧的环状槽，且形成为相对于所述施力部件的施力方向的正交截面的形状为大致圆环状；O环，其设置于所述密封环槽，由弹性材料形成，并且在所述齿条保持架收纳部内将所述齿条保持架可在所述齿条杆的长度方向上摆动地支承。所述施力部件收纳凹部设置为，使所述施力部件收纳凹部的底部在所述施力部件的施力方向上与所述密封环槽重叠。
[0109] 在其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述齿条保持架具有：第二密封环槽，是设置于所述保持架主体部外周侧的环状槽，形成为相对于所述施力部件的施力方向的正交截面的形状为大致圆环状，并且设置于比所述密封环槽更靠近所述抵接部的相反一侧；第二O环，其设置于所述第二密封环槽且由弹性部件形成。
[0110] 在另一其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述O环形成为使所述O环的施加力大于所述第二O环的施加力。
[0111] 在另一其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述密封环槽形成为从所述保持架主体部的外周面至所述密封环槽的底面的距离即槽深比所述第二密封环槽的槽深浅，所述O环与所述第二O环具有相同形状。
[0112] 在另一其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述密封环槽从所述保持架主体部的外周面至所述密封环槽的底面的距离即槽深形成为与所述第二密封环槽的槽深相同的深度，所述O环形成为，使所述O环在连同所述齿条保持架一起收纳在所述齿条保持架收纳部内的状态下的压缩率大于所述第二O环的压缩率。
[0113] 在另一其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述O环在所述齿条保持架上只设置一个。
[0114] 在另一其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述齿条杆抵接部具有：支承面，其设置于所述保持架主体部的所述齿条杆侧端部，且沿着所述齿条杆的外周面而形成为圆弧状；一对突出部，其由周向宽度向着所述支承面的周向一侧端部逐渐减小而形成的第一突出部与周向宽度向着所述支承面的周向另一侧逐渐减小而形成的第二突出部构成；倒角部，是所述支承面中与所述齿条杆抵接的部分且设置于所述支承面缘部。
[0115] 在另一其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述施力部件设置为，使所述分界点a的所述操舵扭矩的大小大于所述分界点c的所述操舵扭矩的大小的一半。
[0116] 在另一其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述施力部件设置为，使所述分界点b的所述方向盘的旋转量小于通过所述电动马达开始施加操舵力的所述方向盘的旋转量。
[0117] 在另一其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述电动马达经由设置于所述扭力杆的所述小齿轮侧的减速机来施加操舵力。
[0118] 在另一其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述齿条杆在所述齿条杆的长度方向上具有设置于与所述齿条齿分开的位置上的马达侧齿条齿，所述电动马达经由与所述马达侧齿条齿啮合的第二小齿轮，向所述操舵机构施加操舵力。
[0119] 在另一其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述施力部件设置为，在所述电动马达经由所述第二小齿轮及所述马达侧齿条齿而与所述操舵机构连接的状态下，在所述二轴坐标系中，使所述分界点a产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量及所述操舵扭矩小的区域，并且使所述分界点b产生在与所述分界点c相比所述方向盘的旋转量大的区域。
[0120] 在另一其他的优选方式中，在所述电动助力转向装置的任一方式中，所述齿条保持架设置为在所述齿条杆的长度方向上进行了最大量摆动的状态下，与所述齿条保持架收纳部不发生干涉。
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