CN101128682A - 用于电动转向装置的轴联接机构 - Google Patents

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Abstract

一种用于电动转向装置的轴联接机构(1)，包括与旋转轴(2)联接的联接基体(3)、与用作旋转轴的转向轴(4)联接的联接基体(5)、和设置在两联接基体(3)和(5)之间并将联接基体(3)沿围绕轴向方向，即R方向的旋转传递到联接基体(5)作为沿R方向的旋转的旋转传递件(6)。

Description

用于电动转向装置的轴联接机构
技术领域
本发明涉及适用于将电动转向装置中诸如电动机之类的旋转电源侧上的旋转轴与诸如汽车的转向轴之类的操作侧旋转轴联接的轴联接机构。
背景技术
专利文件1：JP-A-2002-518242
专利文件2：JP-A-2004-148990
专利文件3：JP-A-2004-149070
电动转向装置是通过将基于电动机的输出旋转轴的旋转的扭矩加到基于手动操作的转向轮的旋转的扭矩上而便于转向轮的手动转向。在这种电动转向装置中，转向轮侧的转向轴和电动机的输出旋转轴侧上的旋转轴通过轴联接机构(联轴器)联接。
在转向轴和旋转轴通过轴联接机构联接的情况下，有可能在电动机的输出旋转轴反转和电动机的电刷震动时的冲击通过轴联接机构和转向轴传递到转向轮，由此对驾驶员引起不愉悦的转向感觉。为了避免这样，业已提出由诸如橡胶或软树脂制成的间隔器用于轴联接机构。
发明内容
本发明要解决的问题
如果间隔件通过将重点放在降低冲击和震动而制得更软，但因为软的间隔件易于经受蠕变变形，由于间隔件上的重复负载引起的间隔件的永久变形，轴联接机构可能发生打滑。也能够使驾驶员的转向感觉不良。
另一方面，如果间隔件通过将重点放在耐用性上而制得很硬，因为没有打滑而与以上相反转向感觉得到改善。但是，如上所述，转向感觉会变得不舒适因为冲击和震动会传递到转向轮。
考虑到上述环境设计了本发明，且其目标是提供一种用于电动转向装置的轴联接机构，其中在围绕轴线方向的打滑很难在一个旋转轴，例如联接到电动机的输出旋转轴的旋转轴，和另一旋转轴，例如联接到转向轮的转向轴之间发生，这能够降低在电动机反转和电刷震动时传递到转向轮的冲击，且因此不仅耐用性优越还能防止转向感觉变得不舒服。
解决问题的方法
根据本发明的轴联接机构，用于通过设置在两旋转轴之间而将两旋转轴联接以将一旋转轴的旋转传递到另一旋转轴，该机构包括：与一旋转轴联接的一个联接基体、与另一旋转轴联接的另一联接基体、和设置在一个和另一个联接基体之间用于将一个联接基体沿围绕轴线方向的旋转传递到另一联接基体的旋转传递件，其中一个和另一个联接基体中的每一个具有基部和一体从该基部轴向突起的突起部分，且旋转传递件具有沿围绕轴线方向彼此间隔且径向延伸的至少一对突起部分和一体设置在这对突起部分的至少每一个上并适于与一个或另一个联接基体的基部接触的突起，一个联接基体的突起部分置于一对突起部分之间沿围绕轴线方向的突起部分间隙中，另一联接基体的突起部分置于一对突起部分之间沿围绕轴线方向的另一突起部分间隙中，旋转传递件至少在其突起部分处的刚度小于一个和另一个联接基体的突起部分的刚度，并可在沿围绕轴线方向弹性变形。
根据本发明的轴联接机构，在设置在一个和另一个联接基体之间且刚度小于一个和另一联接基体并可弹性变形的旋转传递件中，一体设置在其一对突起部分的每一个上的突起适于与一个或另一个联接基体的基部接触。于是，旋转传递件的一对突起部分沿围绕轴线方向的压缩变形受到突起部与联接基体的基部接触的抑制。因此，能够防止这对突起部分在围绕轴线方向的反复大压缩变形，并降低旋转传递件的一对突起部分由于蠕变的永久变形。因此，能够降低电动机反转和电刷震动时传递到转动轮的冲击，并能够消除两旋转轴之间沿旋转方向的打滑。因此，可防止转向感觉变得不舒服，且可使轴连接机构耐用性优越并可具有稳定的性能。
在本发明中，如果用作间隔件的旋转传递件由诸如聚氨酯橡胶或聚酯弹性体的橡胶弹性体制成这就足够了，但也可由其它弹性体制成。
在本发明的较佳实例中，旋转传递件具有环形基部，且旋转传递件的突起部分一体设置在基部上的方式是从旋转传递件的基部的外周界边缘径向延伸，每个突起设置的方式是径向延伸并横越旋转传递件的基部和突起部分两者。如果使用这种突起，能够抑制基本上整个旋转传递件沿围绕轴线方向的压缩变形。因此，能够更有效地防止旋转传递件的突起部分围绕轴线方向的反复大压缩变形，并更显著地降低旋转传递件由于蠕变的永久变形。
较佳的是，突起设置在旋转传递件的突起部分的每个轴向表面上。在这种情况下，设置在旋转传递件的突起部分的轴向表面上的突起可适于与一联接基体的基部接触，且旋转传递件的突起部分的另一轴向表面上设置的突起适于与另一个联接基体的基部接触。在突起设置在旋转传递件的相应突起部分的每个轴向表面上的情况下，能够使突起较低，且能够抑制旋转传递件在两轴向的压缩变形。因此，能够防止旋转传递件的突起部分的弯曲的压缩变形。
突起适于在旋转传递件的突起部分沿围绕轴线方向压缩变形之前不与一个或另一个联接基体的基部接触，而突起部分适于在旋转传递件的突起部分沿围绕轴线方向压缩变形之后与一个或另一个联接基体的基部接触。或者，突起适于在旋转传递件的突起部分沿围绕轴线方向压缩变形之前和之后与一个或另一个联接基体的基部接触。
可使用单个突起作为设置在旋转传递件的突起部分的每一个上的突起，但也可在其上设置多个突起。在多个突起的情况下，能够更有效地抑制旋转传递件的突起部分围绕轴线方向的压缩变形。该突起可以是径向延伸的细长突起，并可替代地构形成圆柱或截锥形式。
在较佳实例中，一个和另一个联接基体的突起部分的每一个在其沿围绕轴线方向的侧表面与旋转传递件沿围绕轴线方向与其相对的突起部分的每个的其围绕轴线方向的侧表面接触。在这种情况下，能够确保在一旋转轴相对于另一旋转轴相对初始旋转时不发生游隙。
一个联接基体可通过直接与一旋转轴固定，但也可通过诸如齿轮的其它旋转传递机构间接地联接到一旋转轴上。另一联接基体也一样适用。
该轴联接机构是用于电动转向装置的轴联接机构。在这种情况下，一旋转轴可适于与电动机的输出旋转轴联接，而另一旋转轴可适于与汽车的转向轴联接。
本发明的优点
根据本发明，能够提供一种用于电动转向装置的轴联接机构，其中沿围绕方向的打滑很难在一个旋转轴，例如联接到电动机的输出旋转轴的旋转轴，和另一旋转轴，例如联接到转向轮的转向轴之间发生，这能够降低在电动机反转和电刷震动时传递到转向轮的冲击，且因此这耐用性优越且防止转向感觉变得不舒服。
接下来，根据图中所示优选实施例给出实施本发明的更详细说明。应当注意本发明并不限于该实施例。
附图说明
图1是本发明优选实施例的分解立体图；
图2是图1所示实施例组装状态的正视图；
图3是沿图2所示实施例的线III-III的箭头方向截取的截面图；
图4是说明图1所示实施例的操作的图；
图5是本发明另一优选实施例的正视图。
具体实施方式
在图1至3中，根据该实施例用于电动转向装置的轴联接机构1由与旋转轴2联接的联接基体3、与用作旋转轴的转向轴4联接的联接基体5、以及设置在联接基体3和联接基体5之间并将联接基体3沿围绕轴线方向，即R方向的旋转传递到以沿R方向旋转的联接基体5旋转传递件6组成。
旋转轴2是电动转向装置的电动机侧的旋转轴。刚性的联接基体3包括环形基部11、沿轴向方向(即A方向)从基部11的一环形表面12一体突出并沿围绕轴线方向即R方向以90°等角间距设置的两对突起部分13、和旋转轴2安装并固定在其中的通孔14。刚性的联接基体5的结构与联接基体3相同，包括与基部11同心设置的环形基部16、沿A方向从基部16的一环形表面17一体突出并沿R方向90°等角间距设置的两对突起部分18、和旋转轴4安装并固定在其中的通孔19。因此联接基体5形成与联接基体3相同。
每个突起部分13在R方向具有一对侧表面21和22，用作旋转传递刚性表面，且每个突起部分18也在R方向具有一对侧表面23和24，用作旋转传递刚性表面。
旋转传递件6的刚度小于联接基体3和5，且可弹性变形，并由诸如聚氨酯橡胶或聚酯弹性体的橡胶弹性体制成。旋转传递件6包括环形基部31，与基部11和16同心设置；四对突起部分33，与基部31一体设置的并从基部31的圆柱形外周界边缘32径向延伸且沿R方向以45°等角间隔彼此隔开；以及突起36和37，一体设置在基部31沿A方向的相应表面34和35以及沿A方向面向环形表面12和17的突起部分33上，且其适于与基部11和16的环形表面12和17接触。
每个突起部分33在R方向具有侧表面38和39。以径向延伸并跨过基部31和突起部分33两者的方式各设置在旋转传递件6沿A方向的一表面34上的突起36，与基部11的环形表面12接触。同时，以径向延伸并跨过基部31和突起部分33两者的方式各设置在旋转传递件6沿A方向的另一表面35上的突起37，与基部16的环形表面17接触。
联接基体3的每个突起部分13沿R方向置于旋转传递件6的相应一对突起部分33的一组突起部分33之间，即突起部分33的交替两个之间。联接基体5的每个突起部分18沿R方向置于旋转传递件6的相应一对突起部分33的另一组突起部分33之间，即突起部分33的交替两个之间。联接体3的每个突起部分13在其R方向的侧表面21和22和沿R方向与其相对的旋转传递件6的突起部分33的沿R方向的每个侧表面38和39接触。
装备有上述轴联接机构1的电动转向装置用于使旋转轴2和转向轴4(这是两个旋转轴)相互联接，当驾驶员人工操作转向轮时，转向轴4沿R方向旋转，且转向轴4沿R方向的旋转通过诸如齿轮的未示出传递机构传递到拉杆等作为往复运动，由此对转向轮赋予转向力。在由驾驶员进行的转向轮的人工操作中，当由来自用于探测施加到转向轮上扭矩的扭矩探测器的探测信号控制的电动机运行时，旋转轴2沿R方向旋转。然后基于突起部分33由于突起部分13而沿R方向压缩变形，联接基体3沿R方向的旋转传递到联接基体5的突起部分18作为沿R方向的旋转。于是，旋转轴2沿R方向的扭矩增加到沿R方向转向轴4的扭矩上，由此有助于由驾驶员进行的转向轮的人工操作。
由于轴联接机构1，在转向轮不由驾驶员人工操作且转向轮4不沿R方向旋转和转向轮由驾驶员人工操作且转向轴4沿R方向旋转的两种状态中，在旋转轴2沿R方向相对于转向轴4的相对旋转很小的情况下，突起部分33易于经受压力变形。结果，旋转轴2沿R方向的这种非常小的相对旋转几乎不传递到转向轴4。因此，能够降低在电动机反转和电刷震动时通过轴联接机构1和转向轴4传递到转向轮的冲击，由此能够防止转向感觉变得不舒服。此外，由于一体设置在相应突起部分33上的突起36和37适于与基部11和16的相应环形表面12和17接触，因此旋转传递件6的突起部分33沿R方向的压缩变形由伴随有相应突起36和37塌陷的与基部11和16的环形表面12和17的接触而受到抑制，如图4所示。因此，能够防止突起部分33沿R方向的反复的大的压缩变形。因此，能够减小包括突起部分33的旋转传递件6由于蠕变的永久变形，由此能够获得耐用性优越且具有稳定性能的轴联接机构。
尽管上述实施例中的轴联接机构1包括单个旋转传递件6，但轴连接机构1也可包括一个叠放在另一个上的两个或多个旋转传递件6。此外，联接基体3和5的突起部分13和18、以及旋转传递件6的突起部分33并不限于上述数量。联接基体3和5的突起部分13和18的数量可分别是至少一个，且旋转传递件6的突起部分33的数量可以是至少两个。
此外，如上所述，在旋转传递件6的突起部分33沿R方向压缩变形之前和之后，相应的突起36和37可适于与基部11和16的相应环形表面12和17接触。或者，但是突起36和37也可适于在旋转传递件6的突起部分33沿R方向压缩变形之前不与基部11和16的相应环形表面12和17接触，而突起36和37可适于在旋转传递件6的突起部分33沿R方向压缩变形之后与基部11和16的相应环形表面12和17接触。此外，不同于在所有突起部分33上设置突起36和37，突起36和37可设置在每隔一个突起部分33上，在这种情况下，使得设有突起36的突起部分33与设有突起37的突起部分33不同。此外，可在基部31和每个突起部分33的相应表面34和35上一体地设置多个突起36和37，如图5所示。

Claims (9)

1.一种轴联接机构，用于通过设置在两旋转轴之间而将所述两旋转轴联接以将一旋转轴的旋转传递到另一旋转轴，该机构包括：与一旋转轴联接的一个联接基体、与另一旋转轴联接的另一联接基体、和设置在所述一个和所述另一个联接基体之间用于将所述一个联接基体沿围绕轴线方向的旋转传递到另一联接基体的旋转传递件，其中所述一个和所述另一个联接基体中的每一个具有基部和从该基部轴向一体突起的突起部分，且所述旋转传递件具有沿围绕轴线方向彼此间隔且径向延伸的至少一对突起部分和一体设置在所述成对突起部分的至少每一个上并适于与所述一个或所述另一个联接基体的基部接触的突起，所述一个联接基体的所述突起部分沿围绕轴线方向置于所述成对突起部分之间的突起部分间隙中，所述另一联接基体的所述突起部分沿围绕轴线方向置于所述成对突起部分之间的另一突起部分间隙中，所述旋转传递件至少在其突起部分处的刚度小于所述一个和所述另一个联接基体的所述突起部分的刚度，并可在沿围绕轴线方向弹性变形。
2.如权利要求1所述的轴联接机构，其特征在于，所述旋转传递件具有环形基部，所述旋转传递件的所述突起部分一体设置在所述基部上的方式是从所述旋转传递件的所述基部的外周界边缘径向延伸，每个突起设置的方式是径向延伸并横跨所述旋转传递件的所述基部和所述突起部分两者。
3.如权利要求1或2所述的轴联接机构，其特征在于，所述突起设置在所述旋转传递件的所述突起部分的每个轴向表面上。
4.如权利要求3所述的轴联接机构，其特征在于，所述旋转传递件的所述突起部分的一个轴向表面上设置的所述突起适于与所述一个联接基体的所述基部接触，且所述旋转传递件的所述突起部分的另一轴向表面上设置的所述突起适于与所述另一个联接基体的所述基部接触。
5.如权利要求1至4中任一项所述的轴联接机构，其特征在于，所述突起适于在所述旋转传递件的所述突起部分沿围绕轴线方向压缩变形之前不与所述一个或所述另一个联接基体的所述基部接触，而所述突起适于在所述旋转传递件的所述突起部分沿围绕轴线方向压缩变形之后与所述一个或所述另一个联接基体的所述基部接触。
6.如权利要求1至4中任一项所述的轴联接机构，其特征在于，所述突起适于在所述旋转传递件的所述突起部分沿围绕轴线方向压缩变形之前和之后与所述一个或所述另一个联接基体的所述基部接触。
7.如权利要求1至6中任一项所述的轴联接机构，其特征在于，多个突起一体设置在所述旋转传递件的所述突起部分中的每一个上。
8.如权利要求1至7中任一项所述的轴联接机构，其特征在于，所述一个和所述另一个联接基体的所述突起部分中的每一个在其沿围绕轴线方向的侧表面处与所述旋转传递件沿围绕轴线方向与其相对的突起部分中的每一个的沿围绕轴线方向的侧表面接触。
9.如权利要求1至8中任一项所述的轴联接机构，其特征在于，所述轴联接机构是用于电动转向装置的轴联接机构，所述旋转轴适于与电动机的输出旋转轴联接，而所述另一旋转轴适于与汽车的转向轴联接。
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