CN104097683B - 用于车辆的电动助力转向设备及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆的电动助力转向设备及其组装方法。根据本发明，设置在轮毂和蜗杆轴之间的弹性构件不会抑制蜗杆轴在轴向方向和径向方向上的运动，能够简化组装马达的驱动轴和蜗杆轴的过程，并且能够减少组装所需的时间。

Description

用于车辆的电动助力转向设备及其组装方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的电动助力转向设备及其组装方法，并且更具体地涉及这样一种用于车辆的电动助力转向设备及其组装方法，其中设置在轮毂和蜗杆轴之间的弹性构件不抑制该蜗杆轴在轴向方向和径向方向上的运动，能够简化马达的驱动轴和蜗杆轴的组装过程，并且能够减少组装所需的时间。
背景技术
图1是示出了传统的电动助力转向设备中的马达的一部分以及该马达的减速机构的剖视图。图2是示出了传统的电动助力转向设备中的马达的一部分以及该马达的减速机构的分解立体图。
如这两幅图中所示，电动助力转向设备中的马达以及该马达的减速机构包括马达180、驱动轴105、内转子120、外转子115、弹性本体110、第一轴承150、蜗杆轴135、蜗杆145、第二轴承170、压紧螺钉155、压缩弹簧165和齿轮箱160。
马达180包括在马达壳体的外部延伸的驱动轴105，内部为中空的外转子115在一个端部与驱动轴105连接，以与驱动轴105联动。
第一轴承150和第二轴承170这样支撑蜗杆轴135，以使得蜗杆145被固定至安装转向轴130的蜗轮140侧。扭力杆被结合在转向轴130中。
压缩弹簧165通过被压靠在压紧螺钉155上而朝向蜗轮140支撑蜗杆145并且还支撑第二轴承170。因而，当压紧螺钉155被拧紧时，压紧螺钉155被移动而接触压缩弹簧165。因此，蜗杆145能够通过压缩弹簧165的压缩力而与蜗轮140牢固地接合。
内转子120连接至蜗杆轴135，其中内转子120被构造成插入外转子115中，该外转子115在其一个端部处于驱动轴105连接。
同时，阻尼联轴器210包括所述外转子115、弹性本体110和内转子120。阻尼联轴器210将马达180的驱动轴105和蜗杆轴135相互连接。
这里，外转子115被构造成使得内转子120可以被插入在外转子中，并且弹性本体110设置在内转子120和外转子115之间。
另外，内转子120形成有孔245，其中锯齿部沿着轴向方向形成在该孔245中并且与蜗杆轴135连接，该蜗杆轴135被加工有与孔245的锯齿部相对的第一锯齿部250。具有形成有锯齿部的孔（未示出）的外转子115与轮毂270连接，该轮毂270包括在其轴向方向上形成在其外周表面上的第二锯齿部242。
轮毂270包括孔240，在该孔240中沿着轴向方向形成有待与马达180的驱动轴105连接的锯齿部。
然而，由于如上所述的传统的电动助力转向设备的阻尼联轴器被构造成使得马达的驱动轴和外转子彼此锯齿接合并且蜗杆轴和内转子也彼此锯齿接合，因此当将阻尼联轴器联接至驱动轴和蜗杆轴时必须对准锯齿部，从而组装阻尼联轴器。因此，组装性能不好，并且增加了组装所需的时间。
另外，设置在外转子和内转子之间的弹性本体相当抑制蜗杆轴在径向方向上的运动，这导致阻尼联轴器的间隙补偿功能劣化。
发明内容
因而，为了解决现有技术中出现的上述问题而做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种用于车辆的电动助力转向设备及其组装方法，其中设置在轮毂和蜗杆轴之间的弹性构件不会抑制蜗杆轴在轴向方向和径向方向上的运动，能够简化马达的驱动轴和蜗杆轴的组装过程，并且能够减少组装所需的时间。
本发明的目的不限于此，并且从如下描述中本领域技术人员将清楚地理解没有描述的其他目的。
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种电动助力转向设备，该电动助力转向设备包括：轮毂，该轮毂具有形成在其一个端部处的联接孔和形成在另一个端部处的插入孔，该插入孔呈现从所述轮毂的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸的形状，马达的驱动轴被插入所述联接孔内；具有翼部的弹性构件，所述翼部从所述弹性构件的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸以插入并接合在所述插入孔中，所述弹性构件在一个轴向端部处被封闭而在另一个轴向端部处形成有紧固孔，所述紧固孔呈现从该弹性构件的中心以轮辐状图案延伸的形状，并且所述翼部的径向长度被设定成比在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的部分的径向长度短，使得在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的部分之中在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的每个部分处在每个翼部和所述插入孔的内壁之间在所述径向方向上都形成预定间隙空间；以及蜗杆轴，该蜗杆轴在其外周表面的一个端部处具有联接部，该联接部沿着径向方向以轮辐状图案延伸以插入并接合在所述紧固孔中。
根据本发明的另一个示例性实施方式，提供了一种组装用于车辆的电动助力转向设备的方法。该方法包括：将轮毂和弹性构件彼此联接，其中，所述轮毂具有形成在其一个端部的联接孔和形成在另一个端部的插入孔，该插入孔呈现从所述轮毂的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸的形状，马达的驱动轴被插入所述联接孔内，并且所述弹性构件具有翼部，所述翼部从所述弹性构件的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸，所述弹性构件在一个轴向端部处被封闭而在另一个轴向端部处形成有紧固孔，所述紧固孔呈现从该弹性构件的中心以轮辐状图案延伸的形状，并且所述翼部的径向长度被设定成比在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的部分的径向长度短；将与所述弹性构件相联接的所述轮毂联接至所述马达的驱动轴；以及将蜗杆轴联接至所述弹性构件，其中，所述蜗杆轴在其外周表面的一个端部处具有在径向方向以轮辐状图案延伸以插入并接合在所述紧固孔内的联接部和在所述蜗杆轴的所述一个端部上沿轴向方向形成的突起。
根据本发明，设置在轮毂和蜗杆轴之间的弹性构件不会抑制蜗杆轴在轴向方向和径向方向上的运动。
另外，根据本发明，能够简化组装马达的驱动轴和蜗杆轴的过程，并且能够减少组装所需的时间。
附图说明
本发明的上述及其他目的、特征和优点将从如下结合附图的详细描述中变得更为清楚，其中：
图1是示出了传统的电动助力转向设备中的马达的一部分和该马达的减速机构的剖视图；
图2是示出了该传统的电动助力转向设备中的马达的一部分和该马达的减速机构的分解立体图；
图3是根据本发明的示例性实施方式的电动助力转向设备的一部分的分解立体图；
图4是更详细地示出了图3的一部分的分解立体图；
图5是示出了图4的部件的组装状态的剖视图；以及
图6a至图6c示出了图3中所示的零部件的组装步骤。
具体实施方式
下面，将参照附图描述本发明的示例性实施方式。
图3是根据本发明的示例性实施方式的电动助力转向设备的一部分的分解立体图。图4是更详细地示出了图3的一部分的分解立体图。图5是示出了图4的部件的组装状态的剖视图。图6a至图6c示出了图3中所示的零部件的组装步骤。
如图所示，根据本发明的示例性实施方式的电动助力转向设备包括：轮毂330，该轮毂330具有形成在其一个端部处的联接孔331和形成在另一个端部处的插入孔433，该插入孔433呈现从所述轮毂330的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸的形状，马达310的驱动轴311被插入所述联接孔331内；具有翼部351的弹性构件350，所述翼部351从所述弹性构件的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸以插入并接合在插入孔433中，所述弹性构件350在一个轴向端部处被封闭而在另一个轴向端部处形成有呈现从其中心以轮辐状图案延伸的形状的紧固孔453，并且所述翼部351的径向长度被设成成比在所述插入孔433中以所述轮辐状图案延伸的部分的径向长度短，使得在所述插入孔433中以轮辐状图案延伸的部分之中在所述插入孔433中以轮辐状图案延伸的每个部分处在每个翼部351和插入孔433的内壁之间在径向方向上都形成预定间隙空间；以及蜗杆轴370，该蜗杆轴370在其外周表面的一个端部处具有联接部373，该联接部373沿着径向方向以轮辐状图案延伸以插入并接合在所述紧固孔453中。
马达310具有在马达壳体外部延伸的驱动轴311。
轮毂330具有这样的构造，其中供马达310的驱动轴311插入的联接孔331形成在该轮毂的一个端部处，并且所述插入孔433形成在另一个端部处，该插入孔433呈现沿着径向方向从中心以轮辐状图案延伸的形状。
同时，在马达310的驱动轴311的外周表面上，沿着轴向方向形成有锯齿部（未示出），而且在联接孔331的内周表面上，也形成锯齿部，从而马达310的驱动轴311和轮毂330可以彼此锯齿接合。
另外，在轮毂330的另一个端部处形成的插入孔433可以形成为沿着径向方向从中心以轮辐状图案延伸的形状。在本示例性实施方式中，示出了这样的一个示例，其中，插入孔433包括三个凹部，这三个凹部在该插入孔433的周向方向上以等距间隔布置并且从轮毂330的纵向轴线开始沿着径向方向延伸，使得每个凹部的宽度在径向方向上朝向外周向逐渐增加。
同时，围绕弹性构件350的一个轴向端部的端面的周缘形成有隆起部353。当弹性构件350被插入轮毂330的插入孔433中时，隆起部353接触联接孔331的周面431（该周面还形成了插入孔433位于该插入孔433的一侧的底面），如下所述，该周面431垂直于轮毂330内的中心轴线。
弹性构件350具有沿着径向方向从中心以轮辐状图案延伸的翼部351以插入并接合在形成在轮毂330中的插入孔433中。弹性构件350的一个轴向端部被封闭，而另一个端部形成有紧固孔453，该紧固孔453具有沿着翼部351在径向方向上从中心以轮辐状图案延伸的形状。
弹性构件350可以由诸如聚氨酯、天然橡胶材料或聚酯弹性体（PE）之类的弹性材料形成。
另外，翼部351的径向长度被设定成比插入孔433的径向长度短，使得当弹性构件350被插入并接合在轮毂330的插入孔433中时，在径向方向上在翼部351和插入孔433的内壁之间形成预定间隙空间S1（参见图5）。
也就是说，如图5所示，弹性构件350的翼部351在径向方向上的径向长度D1被设定成比形成在轮毂330中的插入孔433的径向长度D1短预定程度，从而在径向方向上在弹性构件350的翼部351和轮毂330的插入孔433的内壁之间形成预定间隙空间（S1）。
由于翼部351的径向长度被设定成比插入孔433的径向长度短，使得如上所述在径向方向上在翼部351和插入孔433之间形成预定间隙空间S1，因此，蜗杆轴371在径向方向上的运动不会受到弹性构件350干扰。
另外，在布置连接部355的位置处在互连相邻的翼部351的每个连接部355与插入孔433的内周表面之间也形成有预定间隙空间S2，从而弹性构件350不会干扰蜗杆轴370在径向方向上的运动。
然而，弹性构件350的每个翼部351在周向方向上的两个相反侧表面与插入孔433的面向所述两个相反侧表面部的内周表面紧密接触。由于如上所述弹性构件350的每个翼部351的相反两侧在周向方向上与插入孔433的内周表面紧密接触，所以能够将马达310的驱动轴311的旋转力没有损失地完全传递到蜗杆轴370。
如上所述，隆起部353还形成在弹性构件350的一个轴向端部的端面上的周缘处，以与轮毂330的联接孔331的周面431接触。隆起部353在弹性构件350的一个轴向端部的端面的周向边缘和轮毂330的联接孔331的周面431之间形成间隙空间，从而使得蜗杆轴370的轴向运动不会受到弹性构件350的抑制。
蜗杆371形成在蜗杆轴370的外周表面上，以与蜗轮140接合。在蜗杆轴370的外周表面的一个端部处，联接部373被形成为以轮辐状图案延伸。联接部373被插入弹性构件350的紧固孔453内。
通过在蜗杆轴370的外周表面的一个端部处形成以轮辐状图案延伸的联接部373，可以稳定组装蜗杆轴370和弹性构件350以及进一步的轮毂330等。
同时，在蜗杆轴370的一个端部上沿着轴向方向还形成突起375，以在蜗杆轴370被插入弹性构件350的紧固孔453内时将蜗杆轴370对中。为了允许蜗杆轴370的突起375顺畅地插入弹性构件350的紧固孔453的中心中，而在紧固孔453的中心的边缘上形成锥形表面455，另外，为了允许蜗杆轴370的联接部373顺畅地插入紧固孔453内，可以使紧固孔453的其余边缘（上述锥形表面455之外的边缘）也是锥形的。
参照图6a至图6c以及图3至图5，将详细地描述组装根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的电动助力转向设备中的马达、轮毂、弹性构件、蜗杆轴等的方法。
首先，将轮毂330和弹性构件350彼此联接（联接轮毂和弹性构件的步骤）。这里，如上所述，轮毂330具有这样的构造，其中，供马达310的驱动轴311插入的联接孔331形成在该轮毂330的一侧，并且插入孔433形成在另一侧并呈现沿着径向方向从中心以轮辐状图案延伸的形状。弹性构件350具有沿着径向方向从中心以轮辐状图案延伸的翼部351以插入并接合在形成在轮毂330中的插入孔433中。弹性构件350的一个轴向端部是封闭的，而另一个端部形成有紧固孔453，该紧固孔453沿着翼部351在径向方向上从中心以轮辐状图案延伸。翼部351的径向长度被设定成比插入孔433的径向长度短，使得在径向方向上在翼部351和插入孔433的内壁之间形成预定间隙空间S1。
随后，将与弹性构件350联接的轮毂330联接至马达310的驱动轴311（联接驱动轴和轮毂的步骤）。
与之前不同的是，其中将轮毂330联接至马达310的驱动轴311（联接驱动轴和轮毂的步骤）并且之后将弹性构件350联接至轮毂330（联接轮毂和弹性构件的步骤）的实施例也是可行的。
因而，将蜗杆轴370联接至弹性构件350（联接弹性构件和蜗杆轴的步骤），其中蜗杆轴370与蜗轮140进行齿联接，这是因为蜗杆371形成在外周表面上并且以轮辐状图案延伸的联接部373形成在外周表面的一个端部处以插入并接合在紧固孔453内。
更详细地参照弹性构件350和蜗杆轴370的联接步骤的一个示例，将蜗杆轴370放置在马达310的下面，将蜗杆轴370的突起375的中心和弹性构件350的紧固孔453的中心以同轴线方式对准，然后旋转蜗杆轴370，使得蜗杆轴370的联接部373能够借助马达310的重量而插入弹性构件350的紧固孔453内，以接合在弹性构件350的紧固孔453内（参见图6b和图6c）。
如上所述，当在联接弹性构件和蜗杆轴的步骤中旋转蜗杆轴370时，马达310借助其重量而向下移动，此时蜗杆轴370的联接部453和弹性构件350的紧固孔453彼此对准，使得蜗杆轴370的联接部373能够被自动地插入到弹性构件350的紧固孔453内。因而，将马达310和蜗杆轴370彼此联接。
另外，当蜗杆轴370的突起375中心和紧固孔453以及弹性构件350的中心以同轴线方式对准时，蜗杆轴370和弹性构件350的紧固孔453的对准中心在蜗杆轴370旋转时不彼此偏离。因此，能够容易地将蜗杆轴370和弹性构件350彼此联接。
如上所述，根据本发明的上述示例性实施方式，可以防止在轮毂和蜗杆轴之间设置的弹性构件抑制蜗杆轴在轴向方向和径向方向上的运动。
另外，根据本发明的示例性实施方式，能够简化马达的驱动轴和蜗杆轴的组装过程，并且能够减少组装所需的时间。
相关申请的交叉参考
本申请要求2013年4月2日提交的韩国专利申请No.10-2013-0035689的优先权以及根据35U.S.C.§119(a)的权益，出于全面之目的，通过参考将其结合于此，就像这里完全阐述的一样。

Claims (12)

1.一种电动助力转向设备，该电动助力转向设备包括：
轮毂，该轮毂具有形成在其一个端部处的联接孔和形成在另一个端部处的插入孔，该插入孔呈现从所述轮毂的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸的形状，马达的驱动轴被插入所述联接孔内；
具有翼部的弹性构件，所述翼部从所述弹性构件的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸以插入并接合在所述插入孔中，所述弹性构件在一个轴向端部处被封闭而在另一个轴向端部处形成有紧固孔，所述紧固孔呈现从该弹性构件的中心以轮辐状图案延伸的形状，并且所述翼部的径向长度被设定成比在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的部分的径向长度短，使得在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的部分之中在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的每个部分处在每个翼部和所述插入孔的内壁之间在径向方向上都形成第一预定间隙空间；以及
蜗杆轴，该蜗杆轴在其外周表面的一个端部处具有联接部，该联接部沿着径向方向以轮辐状图案延伸以插入并接合在所述紧固孔中，
其中，所述弹性构件还包括互连相邻的翼部的连接部，使得在所述连接部与所述插入孔的内周表面之间形成第二预定间隙空间。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向设备，其中，所述弹性构件的每个翼部在周向方向上的两个相反侧表面与所述插入孔的所述内周表面紧密接触。
3.根据权利要求1所述的电动助力转向设备，其中，围绕所述弹性构件的所述一个轴向端部的端面的周缘形成用以与所述轮毂的所述插入孔的周面接触的隆起部。
4.根据权利要求2所述的电动助力转向设备，其中，围绕所述弹性构件的所述一个轴向端部的端面的周缘形成用以与所述轮毂的所述插入孔的周面接触的隆起部。
5.根据权利要求1所述的电动助力转向设备，其中，在所述蜗杆轴的所述一个端部上沿着轴向方向形成突起，以在所述蜗杆轴被插入所述弹性构件的所述紧固孔内时将所述蜗杆轴对中。
6.根据权利要求2所述的电动助力转向设备，其中，在所述蜗杆轴的所述一个端部上沿着轴向方向形成突起，以在所述蜗杆轴被插入所述弹性构件的所述紧固孔内时将所述蜗杆轴对中。
7.根据权利要求3所述的电动助力转向设备，其中，在所述蜗杆轴的所述一个端部上沿着轴向方向形成突起，以在所述蜗杆轴被插入所述弹性构件的所述紧固孔内时将所述蜗杆轴对中。
8.根据权利要求4所述的电动助力转向设备，其中，在所述蜗杆轴的所述一个端部上沿着轴向方向形成突起，以在所述蜗杆轴被插入所述弹性构件的所述紧固孔内时将所述蜗杆轴对中。
9.一种组装用于车辆的电动助力转向设备的方法，该方法包括：
将轮毂和弹性构件彼此联接，其中，所述轮毂具有形成在其一个端部处的联接孔和形成在另一个端部处的插入孔，该插入孔呈现从所述轮毂的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸的形状，马达的驱动轴被插入所述联接孔内，并且所述弹性构件具有翼部，所述翼部从所述弹性构件的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸，所述弹性构件在一个轴向端部处被封闭而在另一个轴向端部处形成有紧固孔，所述紧固孔呈现从该弹性构件的中心以轮辐状图案延伸的形状，并且所述翼部的径向长度被设定成比在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的部分的径向长度短，使得在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的部分之中在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的每个部分处在每个翼部和所述插入孔的内壁之间在径向方向上都形成第一预定间隙空间；
将与所述弹性构件相联接的所述轮毂联接至所述马达的所述驱动轴；以及
将蜗杆轴联接至所述弹性构件，其中，所述蜗杆轴在其外周表面的一个端部处具有在径向方向以轮辐状图案延伸以插入并接合在所述紧固孔内的联接部以及在所述蜗杆轴的所述一个端部上沿轴向方向形成的突起，
其中，所述弹性构件还包括互连相邻的翼部的连接部，使得在所述连接部与所述插入孔的内周表面之间形成第二预定间隙空间。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，当联接所述弹性构件和所述蜗杆轴时，将所述蜗杆轴放置在所述马达的下面，将所述蜗杆轴的所述突起的中心和所述弹性构件的所述紧固孔的中心以同轴线方式对准，然后旋转所述蜗杆轴，使得所述蜗杆轴的所述联接部能够借助所述马达的重量而插入所述弹性构件的所述紧固孔内，以接合在所述弹性构件的所述紧固孔内。
11.一种组装用于车辆的电动助力转向设备的方法，该方法包括：
将驱动轴和轮毂彼此联接，其中，所述轮毂具有形成在其一个端部处的联接孔和形成在另一个端部处的插入孔，该插入孔呈现从该轮毂的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸的形状，马达的驱动轴被插入所述联接孔内；
将所述轮毂和弹性构件彼此联接，其中，所述弹性构件具有翼部，所述翼部从所述弹性构件的中心沿着径向方向以轮辐状图案延伸，所述弹性构件在一个轴向端部处被封闭而在另一个轴向端部处形成有紧固孔，所述紧固孔呈现从该弹性构件的中心以轮辐状图案延伸的形状，并且所述翼部的径向长度被设定成比在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的部分的径向长度短，使得在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的部分之中在所述插入孔中以轮辐状图案延伸的每个部分处在每个翼部和所述插入孔的内壁之间在径向方向上都形成第一预定间隙空间；以及
将蜗杆轴联接至所述弹性构件，其中，所述蜗杆轴在其外周表面的一个端部处具有在径向方向以轮辐状图案延伸以插入并接合在所述紧固孔内的联接部以及在所述蜗杆轴的所述一个端部上沿轴向方向形成的突起，
其中，所述弹性构件还包括互连相邻的翼部的连接部，使得在所述连接部与所述插入孔的内周表面之间形成第二预定间隙空间。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，当联接所述弹性构件和所述蜗杆轴时，将所述蜗杆轴放置在所述马达的下面，将所述蜗杆轴的所述突起的中心和所述弹性构件的所述紧固孔的中心以同轴线方式对准，然后旋转所述蜗杆轴，使得所述蜗杆轴的所述联接部能够借助所述马达的重量而插入所述弹性构件的所述紧固孔内，以接合在所述弹性构件的所述紧固孔内。
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