CN102442342A

CN102442342A - 齿条驱动式电动助力转向装置

Info

Publication number: CN102442342A
Application number: CN2011102952320A
Authority: CN
Inventors: 李济虎; 许南焕
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2011-10-08
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2031-10-08
Also published as: US8783409B2; US20120080257A1; KR101181074B1; KR20120034906A; CN102442342B

Abstract

本发明是一种齿条驱动式电动助力转向装置，在滚珠可被注入其装置的情况下，端盖被装配在一个滚珠螺母内，当所述滚珠循环传动时，撞击噪声和摩擦噪声可以被减少，同时用于注入所述滚珠一单独装配设备是不需要的，这样可以缩短制造和装配过程。

Description

齿条驱动式电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及一种齿条驱动式电动助力转向装置，尤其涉及一种齿条驱动式电动助力转向装置，它减轻由路面传送至一方向盘和一齿条杆的撞击和振动，当齿条杆在滑动时，也减少齿条杆内部和齿条罩所产生的噪音，使电动助力转向装置平稳地操作, 减少了噪音并且给驾驶员一种舒适的驾驶感。

背景技术

尽管混合助力转向装置是使用一种混合泵产生的混合压力，作为汽车的助力转向装置已经被广泛地使用了，近来，使用电动马达的电动助力转向装置也逐渐变得普遍了。

一种常规电动助力驱动装置包括一个转向系统从一个转向盘扩展至两个转向盘，和一个辅助动力机构装置用于提供一辅助动力至所述转向系统。

所述辅助动力机构装置包括一个扭矩传感器，其设置为检测一驾驶员施加在转向盘上的转向扭矩；一个电子控制单元（ECU）,其设置为产生一个控制信号是基于由所述扭矩传感器传输来的一电子信号；一个马达，其设置为产生一个辅助转向动力是基于由所述电子控制单元传输来的一控制信号；一个皮带型传送单元，其设置为依靠一皮带在所述马达内产生的一辅助动力传送至一齿条杆。

图1是一种传统齿条驱动式电动助力转向装置的局部剖面示意图，图2是所述传统齿条驱动式电动助力转向装置的局部剖面示意图。

如同图1和图2所示的，所述传统齿条驱动式电动助力转向装置包括一个齿条杆140在一汽车的反方向上扩展且齿条杆140的外部周围表面上包括一个齿条齿轮，一个小齿轮轴110包括一个与所述齿条齿轮相啮合的小齿轮轮齿，一个滚珠螺母通过滚珠与一个外部螺旋槽（screw groove）145相啮合，一个皮带型传送单元150设置为与所述滚珠螺母210、一马达轴155和一马达150相连接。

所述小齿轮轴110通过一个转向轴与所述转向盘相连接，所述齿条杆140在其外部表面上具有一预设定长度的所述外部螺旋槽145，所述齿条杆安装在一个齿条罩120内。

所述皮带型传送单元160包括一根皮带连接所述马达轴155和所述滚珠螺母210，将所述马达150内所产生的一辅助转向动力以适当的比例传送至施加在所述转向盘上的转向扭矩，通过所述滚珠螺母210至所述齿条杆140。

图2中所述传统齿条驱动式电动助力转向装置包括一个齿条杆140，在所述齿条杆外部周围表面上具有一外部螺旋槽145；一个滚珠螺母210有一中间路径215随滚珠220循环，当所述滚珠220设置为滚动时，所述齿条杆140的外部螺旋槽145和所述中间路径215相接触；和一个端盖230附着在所述滚珠螺母210的一端。

当所述齿条驱动式电动助力转向装置在所述齿条杆140上滑动，所述滚珠220设置为滚动，所述滚珠220与所述齿条杆140的外部螺旋槽145和所述滚珠螺母210的一内部螺旋槽相接触。

然而，根据所述传统齿条驱动式电动助力转向装置，所述端盖是暴露在所述滚珠螺母的外面。进一步地说，当所述滚珠在循环时，撞击噪音和摩擦噪音随之增加，因为所述滚珠的方向是在快速地变换着。更进一步，当所述滚珠通过一种装配设备被注入后，所述端盖需要再被装配，使得整个过程效率低下。

发明内容

所以，本发明的提出是为了解决上述在现有技术中出现的问题，同时，本发明的特点之一是提供一种齿条驱动式电动助力转向装置，在滚珠可被注入其装置的情况下，端盖被装配在一个滚珠螺母内，当所述滚珠循环时，撞击噪声和摩擦噪声可以被减少，同时用于注入所述滚珠的一单独装配设备是不需要的，这样可以缩短制造和装配过程。

根据本发明的特点之一，它是提供一种齿条驱动式电动助力转向装置包括：一个齿条杆，在所述齿条杆外部表面上具有一外部的螺旋槽；一个滚珠螺母，在所述滚珠螺母内部周围表面上具有一内部螺旋槽，与在所述齿条杆的外部螺旋槽相对应，通过滚珠与所述齿条杆结合，同时所述滚珠螺母具有一个滚珠循环通道，轴向地经过所述滚珠螺母的内部周围表面和外部周围表面两者之间；一对端盖各自具有一个滚珠注入通道，端盖的一侧是与所述滚珠循环通道相连通的，端盖的相对一侧是与所述齿条杆的外部螺旋槽和所述滚珠螺母的内部螺旋槽相连通的，端盖和所述滚珠螺母的相对内部两端相结合；一对端盖环各自相结合于所述端盖的外侧，以阻止所述滚珠产生分离。

如上述讨论的，根据本发明所述齿条驱动式电动助力转向装置，在滚珠可被注入其装置的情况下，端盖被装配在一个滚珠螺母内，当所述滚珠循环时，撞击噪声和摩擦噪声可以被减少，同时用于注入所述滚珠一单独装配设备是不需要的，这样可以缩短制造和装配过程。

附图说明

通过下面的具体描述并结合附图，对本发明的目的、特点和效果做详细的阐述：

图1是一种传统齿条驱动式电动助力转向装置的局部剖面示意图；

图2是所述传统齿条驱动式电动助力转向装置的局部剖面示意图；

图3是根据本发明实施例中齿条驱动式电动助力转向装置的局部剖面示意图；

图4是根据本发明实施例中所述齿条驱动式电动助力转向装置的一个端盖的透视图；

图5是根据本发明实施例中所述齿条驱动式电动助力转向装置的一部分装配示意图；

图6是根据本发明实施例中所述齿条驱动式电动助力转向装置的所述端盖的分解透视图；

图7是根据本发明实施例中所述齿条驱动式电动助力转向装置的一端环和所述端盖彼此结合状态的透视图。

具体实施方式

以下，本发明的实施例将参照附属图来具体描述。在下面的描述过程中，同样的元素虽然它们在不同的图中出现，但会被作为相同的参考数字。此外，在本发明的下面描述过程中，对于那些已知功能或不兼容配置的引入，若可能会使本发明的事物关系变得不明确，那么将其忽略。

此外，在描述本发明的组件时，可以使用的术语，例如第一，第二，A，B,(a),(b)或等类似词。这些用词不是为了用于定义一个实质，次序或者相应组件的顺序，而是仅仅为了把一相应组件与其他组件区别出来。应当指出，当在规范中描述一个组件与另一个组件“连接”(connected)“结合”(coupled)“联合”(joined)时，只是说明第一个组件直接地与第二个组件“连接”“结合”“联合”，但第三个组件可能与第一个组件或第二组件“连接”“结合”“联合”。

图3是根据本发明实施例中齿条驱动式电动助力转向装置的局部剖面示意图。图4是根据本发明实施例中所述齿条驱动式电动助力转向装置的一个端盖的透视图。图5是根据本发明实施例中所述齿条驱动式电动助力转向装置的一部分装配示意图。图6是根据本发明实施例中所述齿条驱动式电动助力转向装置的所述端盖的分解透视图。图7是根据本发明实施例中所述齿条驱动式电动助力转向装置的一端环和所述端盖彼此结合状态的透视图。

如图所示，本发明所述齿条驱动式电动助力转向装置包括：一齿条杆140，在所述齿条杆外部表面上具有一外部螺旋槽145；一个滚珠螺母310，在所述滚珠螺母内部周围表面上具有一内部螺旋槽315与所述齿条杆140的外部螺旋槽145相对应，通过滚珠来与所述齿条杆140结合，同时所述滚珠螺母具有一个滚珠循环通道317，轴向地经过所述滚珠螺母310内部周围表面和外部周围表面两者之间；一对端盖340各自具有一个滚珠注入通道345，所述端盖的一侧是与所述滚珠循环通道相连通的，所述端盖的相对另一侧是与所述齿条杆140的外部螺旋槽145和所述滚珠螺母310的内部螺旋槽315相连通的，所述端盖和所述滚珠螺母310的相对内部两端相结合；一对端盖环330各自相结合于所述端盖340的外侧，以阻止所述滚珠220产生分离。

所述齿条驱动式电动助力转向装置是通过一驱动单元和一被驱动单元来操作的。所述驱动单元包括一个电动马达（参见图1的马达150）被一电子控制单元（ECU）所控制，一驱动滑轮（未图示）固定在所述电动马达的轴上，和一驱动皮带（未图示）缠绕在所述驱动滑轮上。所述被驱动单元包括一滚珠螺母310安装在一齿条罩内，绕着所述齿条杆140以支撑所述齿条杆140，和一被驱动滑轮（未图示）设置为绕着所述滚珠螺母310旋转。

所述电动马达的驱动滑轮和所述被驱动滑轮彼此平行地排列着。所述驱动皮带缠绕在所述驱动滑轮和所述被驱动滑轮上，以传送所述电动马达的一旋转力至所述滚珠螺母310，通过所述滚珠螺母310的一操作来移动所述齿条杆140，生成一辅助转向动力。

所述滚珠螺母310通过所述滚珠220与所述齿条杆140相结合，以通过驱动滑轮和被驱动滑轮相连接的所述驱动皮带来达到旋转，借助一旋转力在所述齿条杆140上滑动。

在所述滚珠螺母310和所述齿条杆140内提供一能量传送结构，以轴向在所述齿条杆上滑动，生成一辅助转向动力。所述能量传送结构包括在所述齿条杆140的外部周围表面上形成所述外部螺旋槽145，是一种具有半球或半椭圆部分的螺旋式形状，所述滚珠220，和在所述齿条杆140的内部周围表面上形成所述内部螺旋槽315，是一种具有半球或半椭圆部分的螺旋形状，与外部螺旋槽145相对应。

通过滚珠与所述齿条杆140相结合的所述滚珠螺母310是一中空管道，在所述滚珠螺母内部周围表面上具有一内部螺旋槽315，所述滚珠循环通道形成在所述滚珠螺母310的内部周围表面和外部周围表面两者之间，经过在所述齿条杆140的一中心轴方向上的所述滚珠螺母310，在这种情况下，当所述滚珠螺母310旋转以滑动所述齿条杆140，所述滚珠220循环通过所述齿条杆140的外部螺旋槽145和内部螺旋槽315、所述滚珠螺母310和所述滚珠循环通道317。

所述端盖340与所述滚珠螺母310的内侧相结合，用于自动注入和循环所述滚珠220。所述端盖环330在所述端盖340的外侧，与所述端盖340相结合，以阻止所述滚珠220产生分离。管塞320与所述端盖环330相结合，以至于所述端盖340和所述端盖环330被固定在所述滚珠螺母310的内侧，不需要被分离。

所述端盖340与所述滚珠220循环经过的所述滚珠螺母310的相对内部两端相结合。每一个端盖340有一个引珠通道345，所述端盖一侧是与所述滚珠循环通道317相连接，所述端盖相对另一侧是与所述齿条杆140、所述滚珠螺母310的外部螺旋槽145和内部螺旋槽315相连接。因为每一个端盖340有一个滚珠注入孔343，经过所述引珠通道，其方向上与所述滚珠循环通道317相连接，在所述齿条杆140与所述滚珠螺母310相啮合之后，所述滚珠220可能会从外部自动地注入。

每个所述端盖环330支撑着所述端盖340，并与所述端盖340相结合在所述滚珠螺母310的相对内部两端，所述端盖环具有一突出物335是从所述端盖环330的一侧在一中心轴的方向上突出，所述突出物335插入所述端盖340的滚珠注入孔，并与所述滚珠注入孔相结合，用于与所述引珠通道345光滑连接，在所述滚珠被注入后，阻止所述滚珠220产生分离。

所述突出物335与所述端盖340相结合，以至于所述突出物335的一外端形成所述滚珠循环通道317，所述突出335的一内端与所述引珠通道345相连接，这样所述滚珠才能循环。一个滚珠定位凹槽337形成在所述突出物335内，呈一弯曲表面。

因此，在注入所述滚珠之后，所述端盖环330结合以至于所述突出物335堵住了所述滚珠注入孔343，以阻止所述滚珠220产生分离，并且通过所述滚珠定位凹槽337允许所述滚珠220的循环。

每一个所述滚珠定位凹槽337的一内端有着与所述引珠通道345相同的曲率半径，并且与所述引珠通道345在切线方向相连接，借此所述滚珠220可以光滑地循环且不会产生一捕获感。

所述滚珠定位凹槽337和所述引珠通道345的一连接部分的曲度不是快速地改变，而是平滑地改变，以至于当所述滚珠220朝着所述滚珠定位凹槽337和来自所述滚珠循环通道317的所述引珠通道345被注入时，它们可光滑地经过，以减少一捕获感和噪音。

所述端盖330是一工程塑料材料，以至于所述220可通过所述滚珠循环通道317来接触所述滚珠定位凹槽337，当作为一气门，有可能减少撞击噪音。

所述端盖340可能是由铁或镍通过烧结而成的，或者由一金属材料做成或者一工程塑料材料制成。所述端盖340可能被分成两部分或多部分，并且包括一结合单元347a和347b在分离表面，以至于它们即使在被分离后，它们仍能够被结合。图6为所述端盖340分离成两部分的实例示意图。

如同图6所示，用于结合和固定分离的所述端盖340的所述结合单元包括结合凸起物347a，所述结合凸起物在所述端盖340的一分离表面的相应位置上突出，和结合凹槽347b，所述结合凹槽插入所述结合凸起物347a内部并与所述结合凸起物结合。

同时，如上所述的结合单元是简单说明，但本发明不仅仅限于此。这就是说，所述端盖340可能会通过结合或是溶合装配在一起。

同时, 所述引珠通道345和所述齿条杆140的外部螺旋槽145的一结合部分有着与所述外部螺旋槽145相同的曲率半径，以至于所述滚珠220可以被注入或者循环而不会引起捕捉感。

所述引珠通道345与所述外部螺旋槽145和所述内部螺旋槽315在切线方向上相连接，并且扩展至一个叉形的弯曲形状是从与所述滚珠螺母310的滚珠循环通道317相连接的一部分，至与所述外部螺旋槽145和所述内部螺旋槽315相连接的一部分，借此，当所述滚珠螺母310和所述端盖340被装配后，所述滚珠220被注入，所述滚珠220可以光滑地循环。

那就是说，所述滚珠定位凹槽337和所述引珠通道345与所述轴向形状的滚珠循环通道317、螺旋式的所述外部螺旋槽145和所述内部螺旋槽315相连接，以至于它们形成一个滑顺的弯曲表面。

因此，如图3和图5所示，在所述齿条杆140和所述滚珠螺母310彼此相结合之后，如果所述滚珠220被注入至所述端盖340的引珠通道345，接着所述端盖340是结合的，然后在一个所述端盖环330结合之前，所述滚珠220通过所述引珠通道345，在所述滚珠循环通道317、所述外部螺旋槽145和所述内部螺旋槽315内循环，以被自动注入。

所述端盖340与所述滚珠螺母310的相对两端相结合，结合在与所述循环通道317彼此相对应连接的地方，并且通过所述滚珠螺母310相对外侧的所述滚珠注入孔343，以将所述滚珠220自动注入。

若所述滚珠220被完全自动注入，所述端盖环330的突出物335与所述端盖340的滚珠注入孔343相结合，管塞与所述端盖环330的外部相结合，以完成装配过程。

如上述所述，根据用于一汽车的本发明所述齿条驱动式电动助力转向装置，在滚珠可被注入其装置的情况下，端盖被装配在一个滚珠螺母内，当所述滚珠循环时，撞击噪声和摩擦噪声可以被减少，同时用于注入所述滚珠一单独装配设备是不需要的，这样可以缩短制造和装配过程。

尽管已经描述了构成本发明实施例的所有组件结合为一个或是整体地操作，本发明不仅仅限于此。那就是说，本发明的一个或多个组件可以选择性地结合和操作并不脱离本发明的范围。

此外，术语，例如“包括”(“including”)“构成”(“comprising”)“具有”(“having”)意味着一个或多个相应的组件存在，除非，它们有相反意思的描述。它应该被理解为包括一个或多个组件在内。所有术语所包含的一个或多个技术领域的意思与本领域的技术人员通常所理解的意思是相同的，除非它有别的定义。通常一个在字典中有所定义的术语要根据上下文的相关描述来进行解释，而不应该理想化，或者超出本意来进行解释，除非在当前规范中有明确的定义。

虽然本发明的最佳实施例已经说明了用途，但是在本领域的技术人员不得脱离其说明书的范围和发明的精神，来进行不同的修改、补充和替代。而本发明的实施例只是为了说明本发明的技术思想范围，而不是仅仅限于本发明的实施例。本发明的范围要根据附属的权利要求，例如所有的技术想法包括等同于本发明的权利要求范围，来进行解释。

Claims

1.一种齿条驱动式电动助力转向装置包括：

一个齿条杆，在所述齿条杆外部表面上具有一外部螺旋槽；

一个滚珠螺母，在所述滚珠螺母内部周围表面上具有一内部螺旋槽，与在所述齿条杆的外部螺旋槽相对应，通过多个滚珠与所述齿条杆结合，所述滚珠螺母具有一个滚珠循环通道，轴向地经过所述滚珠螺母的内部周围表面和外部周围表面两者之间；

一对端盖，各自具有一个滚珠注入通道，所述端盖的一侧是与所述滚珠循环通道相连通，所述端盖的相对另一侧是与所述齿条杆的外部螺旋槽和所述滚珠螺母的内部螺旋槽相连通，所述端盖和所述滚珠螺母的相对内端相结合；以及

一对端盖环，各自相结合于所述一对端盖的外侧，以阻止所述滚珠产生分离。

2.如权利要求1所述齿条驱动式电动助力转向装置，其特征在于，进一步包括管塞，结合在所述滚珠螺母两端的内侧，以固定两端所述端盖环。

3.如权利要求1所述齿条驱动式电动助力转向装置，其特征在于，每一个所述端盖有一个滚珠注入孔，在所述滚珠注入孔与所述滚珠循环通道的连接方向上是通过所述引珠通道，每一个所述端盖环有一个突出物，从一侧表面轴向地突出，并且所述突出物插入所述滚珠注入孔内并与所述滚珠注入孔相结合。

4.如权利要求3所述齿条驱动式电动助力转向装置，其特征在于，所述滚珠定位凹槽与所述引珠通道相连接，并且所述滚珠定位凹槽形成在所述突出物的一端，以呈一弯曲表面，以使所述滚珠循环传动。

5.如权利要求4所述齿条驱动式电动助力转向装置，其特征在于，所述滚珠定位凹槽有着与所述引珠通道相同的曲率半径，并且在切线方向上与所述引珠通道相连接。

6.如权利要求1所述齿条驱动式电动助力转向装置，其特征在于，每一个所述端盖在端盖分离的表面上包括一个结合单元，以至于所述端盖沿着所述引珠通道被分离成两部分。

7.如权利要求6所述齿条驱动式电动助力转向装置，其特征在于，所述结合部分有一个结合凸起物和结合凹槽，形成在所述端盖的分离表面的彼此对应位置上。

8.如权利要求1所述齿条驱动式电动助力转向装置，其特征在于，所述端盖的引珠通道具有与所述外部螺旋槽和内部螺旋槽相同的曲率半径，与所述外部螺旋槽和内部螺旋槽连接一部分。

9.如权利要求1所述齿条驱动式电动助力转向装置，其特征在于，所述端盖的引珠通道在切线方向上与所述外部螺旋槽和内部螺旋槽相连接。

10.如权利要求1所述齿条驱动式电动助力转向装置，其特征在于，所述端盖的引珠通道扩展至一个叉形的弯曲形状，是从与所述滚珠螺母的滚珠循环通道相连接的一部分，至与所述外部螺旋槽和所述内部螺旋槽相连接的一部分，以使所述滚珠被注入并且可以滑顺地循环。