CN106143597A - 电动助力转向装置的减速器 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种电动助力转向装置的减速器。本发明一实施例提供的减速器包括：一蜗杆轴，所述蜗杆轴与一蜗轮相啮合；一蜗杆轴衬套，所述蜗杆轴衬套耦接至所述蜗杆轴的相对两端的其中一端的外部表面，其中，所述蜗杆轴与所述电机轴相耦接；以及一连接组件，所述连接组件的一侧耦接至所述蜗杆轴的外部周围，所述连接组件的另一侧耦接至所述电机轴的外部周围，从而所述电机轴的扭力可以被同轴地传送至所述蜗杆轴。

Description

电动助力转向装置的减速器

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向装置的减速器。尤其特别地，本发明涉及一种电动助力转向装置的减速器，其中蜗杆轴和电机轴彼此相连，这样，当执行正向/反向旋转时，传送至蜗杆轴和电机轴的振动和噪音被吸收，并且当嘎嘎噪音和振动减少的同时，防止所述蜗杆轴和所述电机轴之间发生滑动，从而改善驾驶员的转向感。

背景技术

图1是一种传统电动助力转向装置的配置示意图。如图1所示，一种电动助力转向装置100包括：一方向盘102，所述方向盘102设置在驾驶员座位处，一转向轴106，所述转向轴106连接至所述方向盘102，一转向柱130，所述转向柱130被配置为允许所述转向轴固定于车体，一齿条齿轮机构110，所述齿条齿轮机构110包括一齿条和一小齿轮，所述齿条和所述齿轮被配置为将所述转向轴106所输入的扭力转化为直线运动，以及一齿杆112，在所述齿杆112的相对两端分别设有一横拉杆122和一转向节臂124。

所述转向柱130包括：一转向轴106，所述转向轴106连接至所述方向盘102，并与所述方向盘102一起旋转，在所述转向轴106的另一端通过一对万向节104与小齿轮轴108（pinion shaft）相连。另外，所述小齿轮轴108通过所述齿条齿轮机构110连接至所述齿杆112。所述齿杆112的相对两端分别通过横拉杆122和转向节臂124连接至车轮126。

一辅助动力机构140包括：一扭力传感器142，所述扭力传感器142被配置为检测驾驶员施加于方向盘102的扭力，并输出与所检测到的扭力成比例的电子信号；一电子控制单元144，所述电子控制单元144被配置为根据所述扭力传感器142所传送的电子信号而产生一控制信号；一电机146，所述电机146被配置为根据所述电子控制单元144所传送的控制信号而产生一辅助力；以及一减速器150，所述减速器包括一蜗杆152和一蜗轮156，从而将所述电机146所产生的辅助力传送至所述转向轴106。

因此，像所述电动助力转向装置这样的配置，使得所述方向盘102的旋转所产生的扭力通过所述齿条齿轮结构110被传送至所述齿杆112，并且所述电机146根据所产生的扭力而产生的辅助力被传送至所述齿条112。

换言之，所述方向盘102的旋转所产生的扭力和所述电机146所产生的辅助力相互联合，于是使得所述齿杆112沿轴向移动。

图2是一种传统电动助力转向系统的减速器的截面图。如图2所示，所述减速器150设有一蜗杆轴254和多个蜗杆轴轴承257，所述蜗杆轴254与一蜗杆152相啮合，所述蜗杆轴轴承257设置在所述蜗杆轴254的相对两端，这样能够支撑所述蜗杆轴254。为了避免所述蜗杆轴轴承257在所述蜗杆轴254的轴向移动，一插塞栓210（plug bolt）紧固在一减振联合器240（damping coupler）和所述蜗杆轴轴承257之间，并且通过插件螺母220（plug nut）固定所述插塞栓210。

所述蜗杆轴254通过减振联合器240连接至所述电机146，以藉由所述电机146的驱动而转动。

另外，所述蜗轮156设置在所述蜗杆152的外径的一侧，与形成在蜗杆轴254的蜗杆152相啮合。所述蜗轮156安装在所述转向轴106上，其中，所述转向轴106用以传送驾驶员所操控的方向盘（图1所示）的扭力，于是，通过所述电机146的驱动而施加于所述蜗杆轴254的扭力被传送至所述转向轴106。

所述蜗杆152、所述蜗轮156及类似组件设置在齿轮护座260之内，提供驱动力至所述蜗杆轴254的电机146设置在所述齿轮护座260的一侧，所述齿轮护座260和所述电机146之间通过螺栓250及电机盖230而相互耦接。

如上所述的电动助力转向装置的减速器被配置为：根据车辆行驶条件，并通过设置在车辆内的电子控制单元而控制所述电机的驱动，并且通过所述电机的驱动而施加于所述蜗杆轴的扭力以及驾驶员操控方向盘的扭力被传送至所述转向轴，从而能够使驾驶员的转向驾驶状态保持其自如性和稳定性。

如上所述的电动助力转向装置的减速器存有一问题：当所述蜗杆轴和所述电机轴连接而正向/反向旋转时，在所述蜗杆轴和所述电机轴内会产生振动和噪音。

另外的一问题是在于，当反复进行正向/反向旋转时，所述蜗杆轴和所述电机轴之间会发生滑动，这样会产生嘎嘎噪音和振动，从而给驾驶员造成不舒适感。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一方面提供一种电动助力转向装置的减速器，其中，在所述减速器中的蜗杆轴和电机轴相互连接，当执行正向/反向旋转时，传送至所述蜗杆轴和所述电机轴的振动和噪音被吸收，并且当嘎嘎噪音和振动减少的同时，防止所述蜗杆轴和所述电机轴之间发生滑动，从而改善驾驶员的转向感。

进一步而言，本发明的方面不限于此。本领域技术人员可以通过下文的描述而清楚地理解本发明的其他未述方面。

为了实现上述一目的，本发明提供一种电动助力转向装置的减速器。所述减速器包括：一蜗杆轴，所述蜗杆轴与一蜗轮相啮合；一蜗杆轴衬套，所述蜗杆轴衬套耦接至所述蜗杆轴的相对两端的其中一端的外部表面，其中，所述蜗杆轴与所述电机轴相耦接；以及一连接组件，所述连接组件的一侧耦接至所述蜗杆轴的外部周围，所述连接组件的另一侧耦接至所述电机轴的外部周围，从而所述电机轴的扭力可以被同轴地传送至所述蜗杆轴。

根据本发明的实施例，当电动助力转向装置的减速器内的蜗杆轴和电机轴相互连接且执行正向/反向旋转时，传送至所述蜗杆轴和所述电机轴的振动和噪音被吸收，并且当嘎嘎噪音和振动减少的同时，防止所述蜗杆轴和所述电机轴之间发生滑动，从而改善驾驶员的转向感。

附图说明

结合参考以下的附图和详细说明将更好地理解本发明的上述和其他的目的、特性和优势，其中：

图1是一种传统电动助力转向装置的配置示意图；

图2是一种传统电动助力转向装置的减速器的截面图；

图3是根据本发明实施例的一电动助力转向装置的减速器的爆炸示意图；

图4和图5是根据本发明实施例的所述电动助力转向装置的所述减速器的一部分的截面图。

具体实施方式

以下，结合参考附图，将具体描述本发明的具体实施例。在描述本发明的组件时，可以使用术语，例如第一、第二、A、B、（a）、（b）等类似词。这些术语仅是为了将一结构组件与其他结构组件区别出来，并且一相应结构组件的属性、次序、顺序等不应受限于该术语。应当指出，当在说明书中描述一个组件与另一个组件“连接”“耦接” “接合”时，虽然说明第一个组件可以直接地与第二个组件“连接”“耦接”“接合”，一第三个组件也可能在第一个组件与第二组件之间“连接”“耦接”“接合”。

图3是根据本发明实施例的一电动助力转向装置的减速器的爆炸示意图。图4和图5是根据本发明实施例的所述电动助力转向装置的所述减速器的一部分的截面图。

如图所示，根据本发明一实施例的电动助力转向装置的减速器包括：一蜗杆轴254，所述蜗杆轴254与一蜗轮156相啮合；一蜗杆轴衬套310，所述蜗杆轴衬套310耦接至所述蜗杆轴254的相对两端的其中一端的外部表面，其中，所述蜗杆轴254与所述电机轴330相耦接；以及一连接组件320，所述连接组件320的一侧耦接至所述蜗杆轴310的外部周围，所述连接组件320的另一侧耦接至所述电机轴330的外部周围，从而可以将所述电机轴330的扭力同轴地传送至所述蜗杆轴254。

一蜗杆轴轴承257耦接至所述蜗杆轴254的相对两端的每一端，其中所述蜗杆轴254与所述电机轴330相耦接。所述蜗杆轴轴承257包括多个滚珠，所述滚珠耦接在所述蜗杆轴轴承的内圈和外圈之间，从而可以支撑所述蜗杆轴254的旋转。

由于所述蜗杆152和所述蜗轮156受到所述电机146的驱动力而彼此啮合，所述蜗杆152和所述蜗轮156彼此互锁以旋转所述转向轴106（参见图2），因此，所述减速器可以支撑所述驾驶员的转向力。所述蜗杆轴轴承257紧固于所述蜗杆轴254的相对两端的每一端，并且支撑所述蜗杆轴254的旋转，其中当所述电机146驱动时，所述蜗杆轴254与所述电机轴330彼此互锁。与所述转向轴互锁的所述蜗轮156和所述蜗杆轴254容纳在所述齿轮护座260之内。

所述蜗杆轴254与所述电机轴330互锁，并且通过所述电机146与所述电机轴330一同旋转。所述蜗杆轴254与所述蜗轮156相啮合。所述蜗杆轴衬套310耦接至所述蜗杆轴254的相对两端的其中一端的外部周围，并且耦接至所述连接组件320，其中所述蜗杆轴254与所述电机轴330相耦接。

所述连接组件320的一侧耦接至所述蜗杆轴轴承310的外部周围，所述连接组件320的另一侧耦接至所述电机轴330的外部周围，这样，所述蜗杆轴254和所述电机轴330彼此轴向地连接，并且所述电机轴330的扭力被同轴地传送至所述蜗杆轴254。

所述蜗杆轴衬套310为圆柱形，并且在主体311的圆周间隔位置上设置多个肋状物311a，其沿着所述主体311的轴向延长（elongated），并且朝内圆周表面和外圆周表面突出。

另外，凹槽301a和凹槽321a分别形成在所述蜗杆轴254的端部（end portion）以及所述连接组件320的内圆周表面，这样，所述蜗杆轴衬套310的肋状物311a可以插入至所述凹槽301a和所述凹槽321a。因此，当所述蜗杆轴衬套310耦接至所述蜗杆轴254的端部时，所述肋状物311a的内周围侧插入至形成在所述蜗杆轴254的端部的凹槽301a，所述肋状物311a的外周围侧插入并与形成在所述连接组件320的凹槽321a相接合(engaged in)。

另外，由于多个通孔（图中未标注）分别形成在所述蜗杆轴衬套310的肋状物311a内，因此，多个滚动组件315（rolling member）接合于多个通孔，这样所述滚动组件315的内侧和外侧可以分别插入至所述连接组件320的凹槽321a和所述蜗杆轴254的端部的凹槽301a。

另外，与多个滚动组件相接合的多个通孔可以彼此轴向地间隔开，并且多个滚动组件315分别与多个通孔相接合。

当所述滚动组件315以这种方式接合时，将所述蜗杆轴衬套310装配至所述蜗杆轴254就变得容易了。于是，可以顺利地组装所述蜗杆轴245和所述连接组件320，且两者无间隙。

另外，由于多个通孔分别形成在所述蜗杆轴衬套310的肋状物311a内，因此，多个减振组件313接合于多个通孔，这样，所述减振组件313的内侧和外侧可以分别插入至所述连接组件320的凹槽321a和所述蜗杆轴254的端部的凹槽301a。

此处，减振组件313是由一种材料制成，例如像天然橡胶（Natural Rubber，简称NR）、丁腈橡胶（Nitrile Butadiene Rubber，简称NBR）、氯丁橡胶（Chloroprene Rubber，简称CR）、三元乙丙橡胶（Ethylene Propylene Terpolymer，简称EPDM）、氟弹性体（Fluoro Elastomer，简称FPM）、丁苯橡胶（Styrene Butadine Rubber，简称SBR）、氯磺化聚乙烯（Chlorosulphonated Polyethylene，简称CSM）、聚氨酯（urethane）或硅树脂（silicone），使其具有耐候性（weather resistance）和柔性（flexibility），从而通过减振以吸收噪音和振动。

此处,所述滚动组件315被设置为分别与所述蜗杆轴254的凹槽301a和所述内部组件321的凹槽321a相接合，且在一个或多个位置处于点接触(in point contact)，所述减振组件313被设置为分别与所述蜗杆轴254的凹槽301a和所述内部组件321的凹槽321a相结合,从而形成间隙。

换言之，所述滚动组件315在一个或多个位置与所述内部组件321的凹槽321a点接触，同时，在一个或多个位置与所述蜗杆轴254的凹槽301a点接触。如图5所示的例子表明:一滚动组件315在两个位置P1与所述内部组件321的凹槽321a点接触，而且在两个位置P2与所述蜗杆轴254的凹槽301a点接触。

另外，一减振组件313与所述内部组件321的凹槽321a形成间隙G1，同时，所述减振组件313与所述蜗杆轴254的凹槽301a形成间隙G2。

这样，当所述滚动组件315分别与所述内部组件321的凹槽321a和所述蜗杆轴254的凹槽301a相接触，且所述减振组件313分别与所述内部组件321的凹槽321a和所述蜗杆轴254的凹槽301a形成间隙时，即使当运行所述电机146时发生枢轴移动（pivot movement），位于所述蜗杆轴254和所述电机轴330之间的连接部会弯曲至一预定角度，从而可以吸收振动和噪音。

换言之，当位于所述蜗杆轴254和所述电机轴330之间的连接部在枢轴上转动（pivoted）且弯曲至一预定角度时，所述滚动组件315保持与所述内部组件321和所述蜗杆轴254之间的接触状态。然而，所述减振组件313通过弯曲至相同角度而弹性变形，以与所述内部组件321和所述蜗杆轴254相接触，并且被所述内部组件321和所述蜗杆轴254支撑，从而可以吸收振动和噪音。

因此，所述减振组件压缩地抵靠在所述连接组件320的凹槽321a以及所述蜗杆轴254端部的凹槽301a，以与所述连接组件320的凹槽321a以及所述蜗杆轴254端部的凹槽301a紧密接触，从而可以吸收传送至所述蜗杆轴254和所述电机轴330的振动和噪音。随后，在减少嘎嘎噪音和振动的同时，可以防止所述蜗杆轴254和所述电机轴330之间发生滑动。

另外，多个通孔形成在所述蜗杆轴轴承310的肋状物311a内。在这种情况下，一减振组件313接合于一通孔，以插入至所述连接组件320的凹槽321a和所述蜗杆轴254端部的凹槽301a，其中所述通孔形成在多个肋状物311a中的任一所述肋状物311a内。一滚动组件315接合于形成在周向相邻的肋状物311a内的通孔，以插入至所述连接组件320的凹槽321a和所述蜗杆轴254端部的凹槽301a。

换言之，所述减振组件313和所述滚动组件315接合在所述肋状物311a内，并沿着圆周方向交替地设置，这样，当所述蜗杆轴衬套310耦接至所述蜗杆轴254时，所述蜗杆轴衬套310可以在中心至任何一侧没有偏离的情况下耦接至所述蜗杆轴254。一弹性支撑力可以均匀地被保持在一直径方向上。

换言之，例如，如图3和图5所示，六个肋状物311a形成在所述蜗杆轴轴承310上，所述滚动组件315可以耦接至三个肋状物311a且所述减振组件313也耦接至三个肋状物311a，这样，所述滚动组件315和所述减振组件313可以在所述肋状物311a内沿圆周方向交替地设置。

由于所述滚动组件315耦接至三个肋状物以支撑所述内部组件321和所述蜗杆轴254，并且一个减振组件313设置在每两个相邻的滚动组件315之间，即使所述蜗杆轴254和所述电机轴330之间的连接部弯曲至一预定角度而产生在枢轴上的转动，因此，所述滚动组件315保持与所述内部组件321和所述蜗杆轴254相接触的状态，所述减振组件313弹性地变形以与所述内部组件321和所述蜗杆轴254相接触，从而可以有效地吸收振动和噪音。

然而，本发明并不限于此。例如，在所述蜗杆轴衬套310设有三个肋状物311a时，一滚动组件315耦接至其中一个肋状物311a，多个减振组件313可以分别与剩余两个肋状物311a相接合。在另一实施例中，一减振组件耦接至其中一个肋状物311a，多个滚动组件315可以与其他两个肋状物311a相耦接。当然，也可以采用其他实施例。

同时，所述连接组件320包括：一内部组件321、一外部组件325以及一弹性组件323，并且具有自中心孔相互垂直径向凸出的形状，以防止在所述内部组件321、所述外部组件325和所述弹性组件323之间发生旋转滑动。

所述内部组件321由金属材料或烧结材料制成，并且凹槽321a形成在所述内部组件321的内部周围表面，使得所述蜗杆轴衬套310的肋状物311a、所述滚动组件315或所述减振组件313可插入至所述凹槽321a，这样，所述内部组件321可以与所述蜗杆轴衬套310的外部周围相耦接。

另外，所述外部组件由金属材料或烧结材料制成，并且耦接至所述电机轴330的外部周围。花键325a（splines）设置在与所述电机轴330耦接的中心耦接孔，并且与形成在电机轴330上的轴向花键相对应，从而不会发生相对所述电机轴330的旋转滑动。

另外，所述弹性组件323受压并紧密耦接在所述内部组件321和所述外部组件325之间，从而当所述蜗杆轴254和所述电机轴330彼此互锁而旋转时，通过所述蜗杆轴衬套310所传送的振动和噪音可以被吸收。

此处，弹性组件可以采用与上述减振组件313相同的材料制成。为了便于描述，图中的所述弹性组件323与所述外部组件325为分离的，且所述弹性组件323与所述外部组件325相耦接，而所述弹性组件323也可以整体塑造（integrally molded）在所述内部组件321和所述外部组件325之间。

同时，参考图1，根据本发明一实施例的减速器将构成一电动助力转向装置，该电动助力转向装置通过一减速器和一电机146以支撑方向盘的转向力。

换言之，通过装配一转向轴106（图1所示）、一转向柱130（图1所示）、一齿条齿轮机构110（图1所示）以及一齿杆112（图1所示）而配置一电动助力转向装置，其中，所述转向轴106与一方向盘相连，所述转向柱130用于使所述转向轴固定于车体，所述齿条齿轮机构包括一齿条和一小齿轮，两者安装在转向柱上，以将电机146的驱动力所输入的扭力转化为直线运动，在所述齿杆112的相对两端分别设有一横拉杆和转向节臂。

根据本发明实施例如上所述的形状结构和配置，当所述电动助力转向装置的的减速器内的蜗杆轴和电机轴相连，并执行正向/反向旋转时，传送至所述蜗杆轴和所述电机轴的振动和噪音可以被吸收，并且当嘎嘎噪音和振动减少的同时，防止所述蜗杆轴和电机轴之间发生滑动，从而改善驾驶员的转向感。

甚至如上文所述，本发明的实施例中所有组件是以单个单元结合而成，或是以单个单元结合地进行操作，本发明的实施例不仅仅限于此。在不脱离本发明的范围情况下，在所有结构组件中，至少两个组件可以选择性结合和操作。

尽管本发明的优选实施例已经说明了用途，但是本领域的技术人员在不脱离本发明的范围和发明的精神的情况下能够理解不同的修改、补充和替代，这些修改、补充和替代也应视为本发明的保护范围。因此，在本发明中所披露的实施例意在说明本发明的技术思想的范围，并且该些实施例并不限定本发明的范围。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 (10)

1.一种电动助力转向装置的减速器，其特征在于，所述减速器包括：

一蜗杆轴，所述蜗杆轴与一蜗轮相啮合；

一蜗杆轴衬套，所述蜗杆轴衬套耦接至所述蜗杆轴的相对两端的其中一端的外部表面，其中，所述蜗杆轴与所述电机轴相耦接；以及

一连接组件，所述连接组件的一侧耦接至所述蜗杆轴的外部周围，所述连接组件的另一侧耦接至所述电机轴的外部周围，从而所述电机轴的扭力被同轴地传送至所述蜗杆轴。

2.根据权利要求1所述的减速器，其特征在于，所述蜗杆轴为圆柱形，所述蜗杆轴设有多个肋状物，所述肋状物形成在圆周间隔位置上并朝内圆周表面和外圆周表面突出，且同时沿轴向延长；在所述蜗杆轴的端部以及所述连接组件的内圆周表面上并沿轴向形成多个凹槽，从而所述肋状物插入至所述凹槽。

3.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于，在所述蜗杆轴衬套的肋状物内形成多个通孔，多个滚动组件接合于所述多个通孔，以插入至所述凹槽。

4.根据权利要求3所述的减速器，其特征在于，所述多个通孔彼此轴向地间隔开，所述多个滚动组件分别与所述多个通孔相接合。

5.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于，在所述蜗杆轴衬套的肋状物内形成多个通孔，多个减振组件接合于所述多个通孔，以插入至所述凹槽。

6.根据权利要求2所述的减速器，其特征在于，在所述蜗杆轴衬套的肋状物内形成多个通孔，一减振组件接合于一形成在多个肋状物中的任一肋状物内的通孔，以插入至所述多个凹槽的其中一个，一滚动组件接合于一形成在周向相邻的肋状物内通孔，以插入至所述多个凹槽的其中一个，并且所述减振组件和所述滚动组件沿周向交替设置。

7.根据权利要求6所述的减速器，其特征在于，所述蜗杆轴设有六个肋状物，所述滚动组件耦接至其中三个肋状物，所述减振组件分别耦接至剩余三个肋状物，并且所述减振组件和所述滚动组件沿周向交替设置。

8.根据权利要求6所述的减速器，其特征在于，所述连接组件包括：一内部组件、一外部组件和一弹性组件；所述内部组件耦接至所述蜗杆轴衬套的外部周围，所述外部组件耦接至所述电机轴的外部周围，所述弹性组件插入在所述内部组件和所述外部组件之间，以与所述内部组件和所述外部组件紧密接触。

9.根据权利要求8所述的减速器，其特征在于，所述外部组件包括一花键，所述花键设置在一耦接孔，与形成在电机轴上的轴向花键相对应，其中所述电机轴耦接至所述耦接孔。

10.根据权利要求8所述的减速器，其特征在于，所述滚动组件接合于所述蜗杆轴以及所述内部组件的凹槽，以在一个或多个位置分别与所述凹槽点接触，所述减振组件接合于所述蜗杆轴以及所述内部组件的凹槽，以分别与所述凹槽形成间隔。