CN101586631A - 电动机驱动动力转向机构的挠性联轴器 - Google Patents

电动机驱动动力转向机构的挠性联轴器 Download PDF

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Abstract

一种用于电动机驱动的动力转向系统的挠性联轴器组件可以包括：联轴器壳，其与电动机轴相连接；蜗杆轴，其包括在该蜗杆轴的一个端部形成的凸缘；联轴器部件，其布置在联轴器壳与凸缘之间，其中联轴器部件装配在联轴器壳中，并与在联轴器壳中形成的电动机轴可旋转地连接，使得联轴器部件与联轴器壳整体旋转；和弹性突出部，其从联轴器部件的侧面整体突出。

Description

电动机驱动动力转向机构的挠性联轴器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年5月20日提交的韩国专利申请第10-2008-0046722号的优先权，其全文出于全部目的结合于此以供参考。
技术领域
本发明涉及一种电动机驱动动力转向系统(motor-driven powersteering system)，其通过防止倾斜轴承的内圈沿蜗杆轴的轴向移动，使得当转动方向盘时能够防止噪声或喀哒喀哒(rattling)的噪声。
背景技术
通常，将动力转向分成使用油的液压的类型和使用电动机动力的类型。
液压动力转向在方向盘被驾驶员转动的方向上提供液压，以帮助操纵，该液压是使用发动机的动力通过液压泵压缩流体而产生的，电动机驱动动力转向(在下文中称作MDPS)使用电动机来提高转向力。
根据MDPS，电动机根据行驶条件自动执行控制功能，因此，与液压动力转向相比，能够改善转向性能和转向反应。
此外，MDPS包括在其中装配有转向轴的蜗轮以及与蜗轮相连接的蜗杆轴，并进一步包括对蜗轮与蜗杆轴的接合加以优化的倾斜轴承。
然而，根据相关技术中的MDPS，在车辆停止的同时当已经转动的方向盘被释放时，产生诸如咔嗒(clatter)之类的闷声(dead sound)。此外，当车辆在粗糙的道路或崎岖的道路上行驶时，由于从路面传送给转向轴的反作用力很大，蜗轮与蜗杆轴之间的间隙产生喀哒喀哒的噪声。
当倾斜轴承的内圈沿蜗杆轴的轴向移动时，生成上述噪声。
在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明通用背景技术的理解，而不应当被视作是认可或以任何形式暗示该信息形成本领域普通技术人员已经知晓的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种电动机驱动动力转向系统的挠性连轴器，其通过改进结构使得倾斜轴承的内圈不能沿蜗杆轴的轴向移动，从而防止噪声，以提高产品对于消费者的可靠性。
在本发明的一个方面，用于电动机驱动的动力转向系统的挠性联轴器组件可以包括：联轴器部件，其在装配在电动机端部上的同时装配在联轴器壳中，并与联轴器壳整体旋转；和/或多个弹性突出部，其从联轴器部件的两侧整体突出，并且其端部支撑联轴器壳、并支撑蜗杆轴的凸缘(flange)。弹性突出部可以整体形成在从联轴器部件径向突出的多个翼状物的两侧。
弹性突出部可以由聚氨酯制成。
在本发明的另一方面，用于电动机驱动的动力转向系统的联轴器组件可以包括：联轴器壳，其与电动机轴相连接；蜗杆轴，其包括在该蜗杆轴的一个端部形成的凸缘；联轴器部件，其布置在联轴器壳与凸缘之间，其中，该联轴器部件装配在联轴器壳中，并与在联轴器壳中形成的电动机轴可旋转地连接，使得该联轴器部件与联轴器壳整体旋转；和/或弹性突出部，其从联轴器部件的侧面整体突出。
蜗杆轴轴承可以形成在蜗杆轴的另一端部，以可旋转地支撑该蜗杆轴。
第一弹性部件可以连接到罩和蜗杆轴轴承上，使得蜗杆轴被朝向联轴器部件而弹性偏压。
倾斜轴承(tilt bearing)可以布置在蜗杆轴的一个端部上，并且通过凸缘和布置在蜗杆轴上的锁定部件连接。锁定部件可以连接到在蜗杆轴的外周上形成的锁定槽上。蜗杆轴轴承可以包括：与蜗杆轴连接的内圈；与内圈接合的外圈；和/或布置在内圈与外圈之间的滚珠，其中内圈的曲率中心与外圈的曲率中心以预定的距离相互偏置。
联轴器部件可以进一步包括由其径向延伸的翼状物，并且弹性突出部形成在翼状物的面向联轴器壳和/或凸缘的侧面上。
弹性突出部可以整体形成在从联轴器径向突出的多个翼状物的侧面上。弹性突出部可以形成在翼状物的面向联轴器壳和/或凸缘的侧面上。
弹性突出物可以由聚氨酯制成。
蜗杆轴可以包括在蜗杆轴的一个端部布置的套筒(bush)，该套筒由第二弹性部件朝向凸缘支撑，并且该套筒的一个端部容纳电动机轴的穿过联轴器部件的一个端部。第二弹性部件可以布置在蜗杆轴中。电动机轴的一个端部可以是锥形的。
根据本发明的用于电动机驱动动力转向系统的挠性连轴器包括主体和多个弹性突出部。主体在装配在电动机端部上的同时装配在联轴器壳中，并与联轴器壳整体旋转。弹性突出部从主体的两侧整体突出，并且其端部支撑联轴器壳、并支撑蜗杆轴的凸缘。
本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点如并入本文中的附图以及以下的具体实施方式中所详细描述，或者由其将是显而易见的，附图和具体实施方式一起用于阐明本发明的某些原理。
附图说明
图1是说明示例性电动机驱动动力转向系统的构造的视图。
图2是包括在电动机驱动动力转向系统中的示例性倾斜轴承的横剖面图。
图3是表示由根据本发明示例性实施方式的挠性连轴器定位蜗杆轴的横剖面图。
图4是根据本发明示例性实施方式的挠性连轴器的透视图。
具体实施方式
下面将详细地参照本发明的各个实施方式，其实施例图示在附图中，并在下文加以说明。尽管本发明将结合示例性实施方式进行描述，但应当理解，本说明书无意于将本发明局限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性实施方案，还要涵盖各种替换方式、变化方式、等同方式和其它实施方式，其均可以包括在所附权利要求限定的本发明的精神和范围之内。
如图1所示，根据本发明的各种实施方式的电动机驱动动力转向(MDPS)系统包括：蜗轮11，其中装配有转向轴1；蜗杆轴12，其与蜗轮11接合；倾斜轴承13和蜗杆轴轴承14，其装配在蜗杆轴12的两端；电动机15，其通过倾斜轴承13与蜗杆轴12的端部连接，并且通过电子控制单元ECU的控制驱动，以将动力传送给蜗杆轴12；和板簧18，其一端由螺栓17固定在围绕蜗轮11的罩16的一部分上，另一端弯曲成L形，并穿过罩16，使得该端部挤压蜗杆轴轴承14。
在该构造中，板簧18使用其弹力将蜗杆轴轴承14压向蜗轮11，以消除蜗轮11与蜗杆轴12之间的上部或下部间隙。因此，蜗杆轴应该能够被板簧18的压力从轴向中心线C1向上/向下倾斜C2、C3，并且，使蜗杆轴12倾斜的部件是倾斜轴承13。
即，如图2所示，倾斜轴承由内圈13a、外圈13b和多个滚珠轴承13e组成，上述内圈13a装配在蜗杆轴12的外周上，上述外圈13b固定在罩16上，上述多个滚珠13e布置在内圈13a与外圈13b的轴承槽13c、13d之间，并允许内圈13a与外圈13b的相对旋转。
在上述构造中，内圈13a与外圈13b的轴承槽13c、13d形成为大于滚珠13e的椭圆形，使得倾斜轴承13允许蜗杆轴12倾斜。
另一方面，参照图3所示的放大的横剖面图，更加详细地描述MDPS中的蜗杆轴12、倾斜轴承13、和电动机15的连接结构。
电动机15包括电动机轴15a和电动机壳15b，并且，联轴器壳21通过锯齿(serration)装配在发动机轴15a上，并与电动机轴15a整体旋转。
电动机壳15b与MDPS的罩16结合。
壳槽21a形成在联轴器壳21面向蜗杆轴12的一侧，挠性连轴器22布置在壳槽21a中。
挠性连轴器22在装配在发动机轴15a端部的同时，装配在联轴器壳21与蜗杆轴12之间，以将联轴器壳21的旋转力传送给蜗杆轴12。
此外，如图4所示，挠性连轴器22由如下部件组成：主体22b，其在中央具有电动机轴孔22a，以容纳电动机轴15a；以及多个翼状物22c，其从主体22b径向突出，其中，弹性突出部22d形成在每个翼状物22c的两个侧面上。在本发明的各个实施方式中，弹性突出部可以由聚氨酯制成。
例如，如图4所示，设置八个翼状物22c，并且在翼状物22c之间相应形成有八个槽。此外，在蜗杆轴12上形成四个壳突出部，该四个壳突出部，穿过翼状物22c与未插有壳突出部的其他四个槽中插入的四个轴突出部之间的一个槽，插入槽中。
因此，联轴器壳21通过挠性连轴器22与蜗杆轴12连接，使得旋转力能够从电动机轴15a通过联轴器壳21和挠性连轴器22传送给蜗杆轴12。
在挠性连轴器22装配在电动机轴15a上之后，蜗杆轴12装配在穿过挠性连轴器22的电动机轴15a的端部。
轴槽12a穿过蜗杆轴12在纵向上形成，并且电动机轴15a插入轴槽12a中，径向延伸的凸缘12b形成在通过其插入有电动机轴15a的端部。
因此，当蜗杆轴12装配在电动机轴15a上时，挠性连轴器22的弹性突出部22d支撑联轴器壳21的壳槽21a，并支撑蜗杆轴12的凸缘12b。
由多个切片组成的套筒23，在蜗杆轴12的轴槽12a中装配在电动机轴15a上，并接收由在蜗杆轴12的径向上布置的弹簧部件24产生的朝向电动机轴15a的弹力。电动机轴15a的一个端部包括锥形端部15b，使得套筒23和电动机轴15a能够更加紧密地相互连接。
套筒23由蜗杆轴12的凸缘12b逆着弹簧部件24的弹力而支撑。因此，当蜗杆轴12的凸缘23b逆着弹簧部件24的弹力而支撑套筒23时，蜗杆轴12向挠性连轴器22移动，使得蜗杆轴12与蜗轮11的接合中在轴向上的间隙得以减小。
倾斜轴承13的内圈13a围绕蜗杆轴12的外周而装配，并且内圈13a的侧面由蜗杆轴12的凸缘12b以及锁定部件12c所支撑。
因此，根据本发明的各个实施方式，在蜗杆轴12的轴向上，挠性连轴器22的弹性突出部22d挤压蜗杆轴12的凸缘12b，凸缘12b挤压倾斜轴承13的内圈13a。此外，内环13a由定位在凸缘12b相对于倾斜轴承13的相反方向上的锁定部件12c所支撑，并且锁定部件12c接合在蜗杆轴12上形成的锁定槽12d中，使得内环13a由于凸缘12b和锁定部件12c而不能沿蜗杆轴12的轴向移动。
结果，由于倾斜轴承13的内环13a不能沿蜗杆轴12的轴向移动，因此当已经转动的方向盘被释放时，能够防止诸如咔嗒之类的闷声。
详细地，当已经转动的方向盘被释放时，使蜗杆轴12沿轴向移动的力通过蜗杆轴11的旋转而施加于蜗杆轴12，其中，因为挠性连轴器22的弹性突出部22d在轴向上支撑蜗杆轴12，所以蜗杆轴12不能沿轴向移动，因此，装配在蜗杆轴12上的倾斜轴承13的内圈13a不能沿蜗杆轴12的轴向移动。结果，当已经转动的方向盘被释放时，能够防止诸如咔嗒之类的闷声。
此外，根据本发明的各个实施方式，能够防止喀哒喀哒的噪声。
即，当车辆在粗糙的道路或崎岖的道路上行驶时，大的反作用力从路面传输给转向轴，使蜗轮11被旋转，并且使蜗杆轴12沿轴向移动的力被施加于蜗杆轴12。
在该条件下，由于挠性连轴器22的弹性突出部22d在轴向上支撑蜗杆轴，倾斜轴承13的内圈13a也不能够沿蜗杆轴12的轴向移动。因此，能够有效地防止喀哒喀哒的噪声。
简言之，通过使用挠性连轴器形成的弹性突出部防止蜗杆轴以及倾斜轴承的内圈沿轴向移动，能够防止当已经转动的方向盘被释放时或大的反作用力从路面传送给转向轴时所生成的大的噪声。
如果不是像本发明示例性实施方式中那样将挠性连轴器22设置有弹性突出部22d，则可以在轴向上支撑蜗杆轴12，使得当已经转动的方向盘被释放时或大的反作用力从路面传输给转向轴时，在轴向12上移动的倾斜轴承13的内圈13a产生很大的噪声。
因此，能够通过防止MDPS中的噪声来改进内部的安静，并且能够提高产品对于消费者的可靠性。
为便于所附权利要求的解释和准确定义，术语“上”或“下”、“前”或“后”、“内”或“外”等用于参照附图所示出的特征的位置来描述示例性实施方式的这些特征。
出于解释和描述的目的，已经进行了对本发明具体示例性实施方式的前述描述。它们不是要对本发明进行穷尽或将其限制于所公开的精确形式，显然，鉴于上述教导进行多种更改和变化。选择和描述示例性实施方式，以便解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能够实施和利用本发明的各种示例性实施方式，以及其各种替代方式和变化方式。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同方式加以限定。

Claims (20)

1.一种用于电动机驱动的动力转向系统的挠性联轴器组件，其包括：
联轴器部件，其在装配在电动机端部上的同时装配在联轴器壳中，并且与所述联轴器壳整体旋转；以及
多个弹性突出部，其从所述联轴器部件的两侧整体突出，并且其端部支撑所述联轴器壳、并支撑蜗杆轴的凸缘。
2.如权利要求1中所述的挠性联轴器组件，其中所述弹性突出部整体形成在从所述联轴器部件径向突出的多个翼状物的两侧。
3.如权利要求1中所述的挠性联轴器组件，其中所述弹性突出部由聚氨酯制成。
4.一种用于电动机驱动的动力转向系统的联轴器组件，其包括：
联轴器壳，其与电动机轴相连接；
蜗杆轴，其包括在所述蜗杆轴的一个端部形成的凸缘；
联轴器部件，其布置在所述联轴器壳与所述凸缘之间，其中，所述联轴器部件装配在所述联轴器壳中，并且与在所述联轴器壳中形成的所述电动机轴可旋转地连接，使得所述联轴器部件与所述联轴器壳整体旋转；以及
弹性突出部，其从所述联轴器部件的侧面整体突出。
5.如权利要求4中所述的联轴器组件，其中蜗杆轴轴承形成在所述蜗杆轴的另一端部，以可旋转地支撑所述蜗杆轴。
6.如权利要求4中所述的联轴器组件，其中第一弹性部件连接到罩和所述蜗杆轴轴承上，使得所述蜗杆轴被朝向所述联轴器部件而弹性偏压。
7.如权利要求4中所述的联轴器组件，其中倾斜轴承布置在所述蜗杆轴的所述一个端部上，并且通过所述凸缘和布置在所述蜗杆轴上的锁定部件连接。
8.如权利要求7中所述的联轴器组件，其中所述锁定部件连接到在所述蜗杆轴的外周上形成的锁定槽上。
9.如权利要求7中所述的联轴器组件，其中所述蜗杆轴轴承包括：
与所述蜗杆轴连接的内圈；
与所述内圈接合的外圈；以及
布置在所述内圈与所述外圈之间的滚珠，其中，所述内圈的曲率中心与所述外圈的曲率中心以预定的距离相互偏置。
10.如权利要求4中所述的联轴器组件，其中所述联轴器部件进一步包括由其径向延伸的翼状物，并且所述弹性突出部形成在所述翼状物的面向所述联轴器壳和/或所述凸缘的侧面上。
11.如权利要求4中所述的联轴器组件，其中所述弹性突出部整体形成在从所述联轴器径向突出的多个翼状物的侧面上。
12.如权利要求11中所述的联轴器组件，其中所述弹性突出部形成在所述翼状物的面向所述联轴器壳和/或所述凸缘的侧面上。
13.如权利要求4中所述的联轴器组件，其中所述弹性突出物由聚氨酯制成。
14.如权利要求4中所述的联轴器组件，其中所述蜗杆轴包括在所述蜗杆轴的所述一个端部布置的套筒，所述套筒由第二弹性部件朝向所述凸缘支撑，并且所述套筒的一个端部容纳所述电动机轴的穿过所述联轴器部件的一个端部。
15.如权利要求14中所述的联轴器组件，其中所述第二弹性部件布置在所述蜗杆轴中。
16.如权利要求14中所述的联轴器组件，其中所述电动机轴的所述一个端部是锥形的。
17.一种动力转向机构，其包括如权利要求1所述的联轴器组件。
18.一种动力转向机构，其包括如权利要求4所述的联轴器组件。
19.一种客运车辆，其包括如权利要求1所述的联轴器组件。
20.一种客运车辆，其包括如权利要求4所述的联轴器组件。
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