CN104210537B - 车辆电动助力转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆电动助力转向装置。所述车辆电动助力转向装置具有一同轴设置一电机轴、一输入轴及一小齿轮轴等的结构，以改进在常规技术中实质上外露电动机的结构，以便避免妨碍其他结构，从而形成的所述转向装置的布局结构是紧凑的。
Description
技术领域
本发明涉及一车辆电动助力转向装置，更具体地，涉及一车辆电动助力转向装置，具有一同轴设置一电机轴、一输入轴及一小齿轮轴等的结构，改进在常规技术中实质上外露电动机的结构以避免妨碍其他结构，从而形成所述转向装置的一紧凑的布局结构。
背景技术
图1是一传统电动助力转向装置的结构的示意图。
如图1所示的，一车辆的传统电动助力转向装置100包括一转向系统，从一方向盘101延伸至车轮108；以及，一辅助动力机制120，用于向所述转向系统提供一辅助转向力。
所述转向系统包括一转向轴102，其一端连接至所述方向盘101而另一端通过一万向接头103连接至一驱动轴。
所述驱动轴包括一输入轴104，连接至所述转向轴102；以及，一小齿轮轴106，所述小齿轮轴通过一扭杆(图中未示)连接至所述输入轴104并具有一安装在其下端的主动齿轮111(pinion gear)。
所述安装在小齿轮轴106的主动齿轮111与一形成于一齿杆109外周面的齿条112齿啮合，并且，所述齿杆109的两端分别通过拉杆151和转向节臂153连接至车辆车轮108。
所述辅助动力机制120包括一扭矩传感器125，用于在驾驶员转动所述方向盘101时探测产生于所述输入轴104上的扭矩，并输出一与所探测到的扭矩成比例的电信号；一电子控制单元123，用于基于从所述扭矩传感器125传输的电信号来生成一控制信号；一电动机130，用于基于从所述电子控制单元123传输的控制信号来生成一辅助动力；以及蜗杆141和蜗轮143，用于将一辅助动力从所述电动机130转移至所述小齿轮轴106。
然而，在车辆传统电动助力转向装置中，所述电动机、蜗杆及蜗轮等被用于构建所述辅助动力机制120的一减速器。在此结构中，当所述电动机、蜗杆及蜗轮等安装在车辆上时，所述电动机实际上是外露的并且妨碍其他结构。因此，布局中存在不足之处。
发明内容
因此，本发明解决了上述发生在现有技术中的问题，并且，本发明的一方面是提供一车辆电动助力转向装置，具有一同轴设置一电机轴、一输入轴及一小齿轮轴等的结构，以改善在常规技术中实质上外露电动机的结构，以便避免妨碍其他结构，从而形成所述转向装置的一紧凑的布局结构。
本发明的此方面不限于此，并且，本领域技术人员通过以下描述将显而易见地理解本发明的其他方面。
根据本发明的一方面，提供一电动助力转向装置。所述电动助力转向装置包括：一电动机，所述电动机支撑于一壳体的内周面上、具有一中空形状并包括一安装在其一端外周面上的子齿轮；一行星齿轮总成，所述行星齿轮总成包括数个与一装配在所述壳体内的第一齿圈内啮合的第一行星齿轮、数个分别通过一连接轴连接至所述数个第一行星齿轮并与一第二齿圈内啮合的第二行星齿轮，以及一托架，所述连接轴的两端均耦合至所述托架并由所述托架支撑；以及，一小齿轮轴，所述小齿轮轴贯穿所述电机轴，一主动齿轮安装在所述小齿轮轴的一端的外表面上，以与形成于一齿杆上的齿条啮合，所述小齿轮轴的另一端通过所述扭杆连接至所述输入轴，所述小齿轮轴连接至所述第二齿圈。
根据本发明一实施例，一车辆电动助力转向装置具有一同轴设置一电机轴、一输入轴及一小齿轮轴等的结构，以改善在常规技术中实质上外露电动机的结构，以便避免妨碍其他结构，从而形成的所述转向装置的布局结构是紧凑的。
附图说明
通过以下的详细描述和所附附图，本发明的上述及其他物体、特征和优点将是显而易见的，其中：
图1是显示一传统电动助力转向装置的结构的示意图；
图2是显示根据本发明一实施例的电动助力转向装置的结构的示意图；
图3是部分显示图2的电动助力转向装置的剖视图；
图4是部分显示图3的电动助力转向装置的分解透视图；
图5是显示图3的行星齿轮总成的透视图；
图6是显示图5的行星齿轮总成的分解透视图；以及，
图7是显示图4的连接轴及第一和第二行星齿轮的分解透视图。
图中的部分标号说明
109：齿杆
112：齿条
210：电动机
230：行星齿轮总成
250：小齿轮轴
251：主动齿轮
290：输入轴
310：壳体
311：电机轴
330：扭杆
351：子齿轮
352：第二行星齿轮
353：第一齿圈
354：托架
355：第一行星齿轮
357：连接轴
359：第二齿圈。
具体实施方式
以下，将参考附图，对本发明的示例性实施例进行描述。当描述本发明的组件时，本文可能使用例如第一、第二、A、B、(a)、(b)之类的术语。这些用语都不用于定义一相应组件的本质、顺序或次序等，而仅仅用于区别相应组件与其他组件。在描述到某一构件是“连接”、“耦合”或“接触”至另一构件时，应当解释为不但所述某一构件是直接连接至或直接与另一构件接触，而且另一构件可以“连接”、“耦合”或“接触”至所述构件。
图2是显示根据本发明一实施例的电动助力转向装置的结构的示意图。图3是部分显示图2的电动助力转向装置的剖视图。图4是部分显示图3的电动助力转向装置的分解透视图。图5是显示图3的行星齿轮总成的透视图。图6是显示图5的行星齿轮总成的分解透视图。图7是显示图4的连接轴及第一和第二行星齿轮的分解透视图。
如图所示的，根据本发明一实施例，车辆的所述电动助力转向装置200包括：一电动机210，所述电动机支撑于一壳体310的内周面上并在安装有一子齿轮351的一端的外周面上具有一中空电机轴311；一行星齿轮总成，所述行星齿轮总成具有：数个第一行星齿轮355，所述第一行星齿轮与所述子齿轮351外啮合并与一装配在所述壳体310内的第一齿圈353内啮合、数个第二行星齿轮352，所述第二行星齿轮分别通过连接轴357连接至所述第一行星齿轮355并与一第二齿圈359内啮合、以及一托架354，所述托架用于支撑所述连接轴357的两端；以及，一小齿轮轴250，所述小齿轮轴贯穿所述电机轴311，一主动齿轮251安装在所述小齿轮轴的一端并与形成于一齿杆109上的齿条112啮合，所述小齿轮轴的另一端通过一扭杆330连接至所述输入轴290，并且，所述小齿轮轴连接至所述第二齿圈359。
所述输入轴290通过一万向接头103连接至一转向轴102，所述转向轴102连接至一方向盘101。这样，在所述方向盘101转动时，所述转向轴102及输入轴290相互关联并一起转动。
所述电动机210支撑在所述壳体310的内周面上，所述电动机具有一中空形的电机轴311，所述子齿轮351整体安装在所述电机轴311一端的内周面上。
另一方面，所述电动机210基于从一电子控制单元(ECU)123传输的控制信号来生成一辅助动力，所述电动机应用该辅助动力通过所述电机轴311来转动所述子齿轮351。
进一步地，所述电动机210装备有安装在电动机上部的输入轴290和下文描述的小齿轮轴250，以及一用于测量施加于所述输入轴290的扭矩值的扭矩传感器270，并且，所述由扭矩传感器270测量得的输入轴290的扭矩值被转换为一电信号并被转移至所述ECU 123，以便控制所述电动机210。
所述行星齿轮总成230包括数个第一行星齿轮355、数个第二行星齿轮352、一第一齿圈353、一第二齿圈359以及一托架354。
所述第一行星齿轮355设置在所述子齿轮351及第一齿圈353之间，并与所述子齿轮外啮合而与所述第一齿圈353内啮合。所述第一齿圈353装配在所述壳体310内。
因此，在由所述电动机210提供的辅助动力转动所述安装在电机轴311上的子齿轮351时，所述与子齿轮351外啮合的第一行星齿轮355转动，并围绕着所述子齿轮351在所述子齿轮351与第一齿圈353之间旋转。
所述第二行星齿轮352分别通过所述连接轴357连接至所述第一行星齿轮355。所述连接轴357和第一及第二行星齿轮352以这样的方式彼此耦合：一第一锯齿部分711轴向形成于所述连接轴357的外周面上，一第二锯齿部分713形成于每一数个第一行星齿轮355的内周面上，一第三锯齿部分715形成于每一数个第二行星齿轮352的内周面上，从而，所述第一行星齿轮355和第二行星齿轮352可以通过所述锯齿耦合至所述连接轴357。
另一方面，所述第二行星齿轮352与所述第二齿圈359内啮合。由于所述第一行星齿轮355如上描述地转动和旋转，所述第二行星齿轮352也转动和旋转。因此，当所述第二齿圈359转动时，由所述电动机210提供的辅助动力转动所述小齿轮轴250，所述小齿轮轴通过一连接体370连接至所述第二齿圈359并下文描述。
此处，所述第二齿圈359装备在具有一中空圆柱形的连接体370内，这样，所述第二齿圈359的转动力通过所述连接体370被转移至所述小齿轮轴250。
所述连接轴357的两端都耦合至所述托架354并由所述托架支撑。将详细描述所述托架354的结构。所述托架354包括：一第一支撑部411，所述第一支撑部为一环形并具有一第一孔413，所述连接轴357的一端插入所述第一孔内；一第二支撑部415，所述第二支撑部为一环形并具有一第二孔417，所述第二孔与所述第一孔相对，并且所述连接轴357的另一端插入所述第二孔内；以及，一连接部419，所述连接部将所述第一支撑部411与所述第二支撑部415连接，并支撑所述第一支撑部411和第二支撑部415。
所述第一支撑部411可以由一环形板构成。由于所述第一孔413形成于所述第一支撑部411，所述连接轴357的一端插入所述第一孔413并与所述第一孔413耦合。
所述第二支撑部415也可以由一环形板构成。由于所述第二孔417形成于所述第二支撑部415，所述连接轴357的另一端插入所述第二孔417并与所述第二孔417耦合。
所述连接部419将所述第一支撑部411与所述第二支撑部415连接，所述连接部可以是一体成型于所述第一支撑部411或第二支撑部415上。
也就是说，当所述连接部419是一体成型于所述第一支撑部411上时，所述连接部419与所述第一支撑部411可以是形成为一个结构。在附图中显示了所述结构。
当然，或者，所述连接部419一体成型于所述第二支撑部415上，从而所述第二支撑部415与所述连接部419构成一个结构。
如上描述的，由于所述连接部419一体成型于所述第一支撑部411或第二支撑部415上，部件的管理是方便的，并且，所述行星齿轮352和355及托架354可以很容易地组装和分离。
另一方面，一第一轴承431安装在所述连接轴357的一端的外周面上并可压入所述第一孔413内，同时，一第二轴承731安装在所述连接轴357的另一端的外周面上并可压入所述第二孔417内。
所述小齿轮轴250贯穿所述电机轴311，并且小齿轮轴的一端形成一主动齿轮251以与形成于所述齿杆109上的齿条112啮合，小齿轮轴的另一端通过所述扭杆扭杆330连接至所述输入轴290。
进一步地，所述小齿轮轴311通过所述连接体370连接至所述第二齿圈359，并因此与所述第二齿圈359一起转动。
以下，参照附图将描述根据本发明一实施例的车辆电动助力转向装置的操作。
在驾驶员转动所述方向盘101时，所述转向轴102及通过所述万向接头103连接至所述转向轴102的输入轴290转动。依次地，通过所述扭杆330连接至所述输入轴290的小齿轮轴250转动，从而所述方向盘101的转动力转换为一驱动力，使所述齿杆109直接向左右移动。
所述扭矩传感器270测量所述输入轴290的扭矩值，测量得的扭矩值被转换为一电信号并传送至所述ECU 123。
另一方面，所以所述ECU 123基于从所述扭矩传感器270传送来的电信号及从不同传感器传送来的电信号，控制所述电动机210生成所述辅助动力，并且，所生成的辅助动力转动所述电机轴311，导致转动所述子齿轮351。
然后，在所述子齿轮351转动时，插在所述子齿轮351和第一齿圈353之间的所述第一行星齿轮355转动并旋转，同时，通过所述连接轴357连接至所述第一行星齿轮的所述第二行星齿轮也转动并旋转。于是，与所述第二行星齿轮352相啮合的第二齿圈359转动，以使通过所述连接体370连接至所述第二齿圈359的所述小齿轮轴250转动。因此，所述电动机210的辅助动力被转移至所述小齿轮轴250以便辅助驾驶员的转向力。
如上描述的，根据本发明的实施例，一车辆电动助力转向装置具有一同轴设置一电机轴、一输入轴及一小齿轮轴等的结构，以改进在常规技术中实质上外露电动机的结构，以便避免妨碍其他结构，从而形成的所述转向装置的布局结构是紧凑的。
即使如上所述，本发明一实施例的所述组件被组合成一单一单元或作为一单一单元操作，本发明并不一定限于一实施例。在不脱离本发明范围下，可以选择性地结合或操作所有构成要素的至少两个要素。
尽管为了说明的目的而描述了本发明的实施例，本领域技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神下，多种修改、添加或替换是可行的。本发明的范围应在所附权利要求的基础上，以一种所述技术思路包含在与属于本发明的权利要求相当的范围内的方式进行解释。
Claims (6)
1.一种车辆电动助力转向装置，包括：
一电动机，所述电动机支撑在一壳体的内周面上、具有一中空形状并包括一安装在电动机一端外周面上的子齿轮；
一行星齿轮总成，所述行星齿轮总成包括数个与一装配在所述壳体内的第一齿圈内啮合的第一行星齿轮、数个分别通过一连接轴连接至所述数个第一行星齿轮并与一第二齿圈内啮合的第二行星齿轮，以及一托架，所述连接轴的两端均耦合至所述托架并由所述托架支撑；以及，
一小齿轮轴，所述小齿轮轴贯穿一电机轴，所述小齿轮轴的一端的外表面上安装有一主动齿轮，以与形成于一齿杆上的齿条啮合，所述小齿轮轴的另一端通过一扭杆连接至一输入轴，所述小齿轮轴连接至所述第二齿圈。
2.如权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述电动助力转向装置进一步包括一扭矩传感器，所述扭矩传感器安装在所述电动机的上部并连接至所述输入轴和小齿轮轴，以便在操作方向盘时测量施加于所述输入轴的扭矩值。
3.如权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述托架包括：
一第一支撑部，所述第一支撑部为一环形并具有一第一孔，所述连接轴的一端插入所述第一孔内并与所述第一孔耦合；
一第二支撑部，所述第二支撑部为一环形并具有一第二孔，所述第二孔与所述第一孔相对，并且所述连接轴的另一端插入所述第二孔内并与所述第二孔耦合；以及，
一连接部，所述连接部将所述第一支撑部与所述第二支撑部连接，并支撑所述第一支撑部和第二支撑部。
4.如权利要求2或3所述的电动助力转向装置，其特征在于，一第一锯齿部分轴向形成于所述连接轴的外周面上；一第二锯齿部分形成于所述数个第一行星齿轮的内周面上，以与所述第一锯齿部分相对应；以及，一与所述第一锯齿部分相对应的第三锯齿部分形成于所述数个第二行星齿轮的内周面上；从而，所述第一行星齿轮和第二行星齿轮可以通过所述锯齿连接至所述连接轴。
5.如权利要求4所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述电动助力转向装置进一步包括：一第一轴承，所述第一轴承安装在所述连接轴的一端的外周面上；以及，一第二轴承，所述第二轴承安装在所述连接轴的另一端的外周面上。
6.如权利要求3所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述连接部一体成型于所述第一支撑部或第二支撑部上。
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