CN106167039B - 车辆助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种车辆助力转向装置，包括：齿条壳体，其围绕齿杆，在齿条壳体一侧具有转向轴穿过的开口部，其中从开口部外部圆周表面突出的紧固部具有与紧固件螺纹连接的紧固孔；扭矩传感器盖，在其内部设有扭矩传感器，且扭矩传感器盖具有转向轴穿过的连通孔和第一贯通部，第一贯通部具有紧固件穿过的第一通孔，第一贯通部与紧固孔相对应；盖连接件，其具有插入部和第二贯通部，以连接齿条壳体和扭矩传感器盖，插入部具有开口部插入并耦接的插入孔，第二贯通部具有与紧固孔对应的第二通孔，且紧固件穿过第二通孔，盖连接件的外部周围形成与扭矩传感器盖的外部周围相对应的形状，且盖连接件朝扭矩传感器盖突出，从而扭矩传感器盖耦接至盖连接件。

Description

车辆助力转向装置

技术领域

本发明涉及一种车辆助力转向装置。尤其特别地，涉及一种车辆助力转向装置，其中复合(complex)齿条壳体结构(rack housing structure)是独立制造并且耦接而成的，以简化所述齿条壳体的形状，从而能够避免在制造所述齿条壳体的主模芯(main core)内产生薄弱部分，从而减少主模芯的裂纹，并且能够减少制造齿条壳体的滑动型芯(slidecore)的数量，从而有助于维护主模芯和滑动型芯，并且减少制造过程和时间。

背景技术

图1是一种车辆助力转向装置的示意图，图2是根据现有技术的车辆助力转向装置的一部分的分解透视图。

如图1所示，根据现有技术所述助力转向装置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104，所述转向轴104连接至所述方向盘102，一转向柱106，所述转向柱106用于使所述转向轴104固定于车体；一齿条108(rack gear)和一小齿轮110(pinion gear)将所述转向轴104所输入的旋转力转化为直线运动；一齿杆140，在所述齿杆140的相对两端设有内部球接头130(inner ball joints)；一齿条壳体150，所述齿条壳体150围绕所述齿杆140的外部圆周表面；横拉杆160，所述横拉杆160与所述内部球接头130的滚珠整体成型(integrally formed)；以及外部球接头170，所述外部球接头170设置在所述横拉杆160的远端，并且连接至车轮180的转向节190。

如图2所示，根据现有技术的车辆助力转向装置100包括：齿杆140，所述齿杆140沿着车辆的横向方向延伸，并且在所述齿杆140的外部圆周表面的一侧包括齿条108；转向轴104，所述转向轴104包括小齿轮110，所述小齿轮110与所述齿条108相啮合；一扭矩传感器207，所述扭矩传感器207耦接至所述转向轴104；以及齿条壳体150，所述齿杆140、所述转向轴104、所述扭矩传感器207等组件容纳于所述齿条壳体150内。

在现有技术的车辆助力转向装置100中，所述转向轴104和所述扭矩传感器207耦接至所述齿条壳体150，插入至所述齿条壳体150的一侧的配线209的连接器211耦接至所述扭矩传感器207，所述配线209通过配线盖219插入至所述齿条壳体150，其中所述配线盖219通过固定螺栓221固定于所述齿条壳体150。

当所述转向轴104和所述扭矩传感器207耦接至所述齿条壳体150，齿条壳盖215(rack housing cover)具有一密封组件213，且所述齿条壳盖215的顶部与所述密封组件213相耦接，所述齿条壳盖215通过紧固件217耦接至所述齿条壳体150。

然而，由于所述齿条壳体的复合形状以及滑动型芯的数量而导致用于制造齿条壳体的主模芯削弱且开裂(crack)，因此制造齿条壳体的费用昂贵，而且不易于进行用于制造齿条壳体的主模芯和滑动型芯的维护。另外，齿条壳体铸造设备也变得较大。

进一步，在制造具有复合形状的齿条壳体过程中，滑动型芯的数量也会增加制造过程、时间及费用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一方面提供一种车辆助力转向装置，在齿条壳体的制造中，复合的结构是独立制造并且耦接而成的，以简化所述齿条壳体的形状，从而能够避免在制造所述齿条壳体的主模芯内产生薄弱部分，并且减少用于制造齿条壳体的滑动型芯的数量，因而可以减少制造过程和时间。

本发明的另一方面提供一种车辆助力转向装置，其能够减少用于制造齿条壳体的主模芯的裂纹；因一些形状滑块(shape slides)变为相对简单的销滑块(pin slides)而有助于滑动型芯的维护；以及使齿条壳体铸造设备紧凑。

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，本发明提供一种车辆助力转向装置，其包括：一齿条壳体，所述齿条壳体围绕一齿杆，并且在所述齿条壳体的一侧具有一开口部，一转向轴穿过所述开口部，其中一紧固部从所述开口部的外部圆周表面突出，而且所述紧固部具有一紧固孔，一紧固件螺纹连接至所述紧固孔；一扭矩传感器盖，在所述扭矩传感器盖内设有一扭矩传感器，并且所述扭矩传感器盖具有一连通孔和一第一贯通部，所述转向轴穿过所述连通孔，所述第一贯通部具有一第一通孔，所述紧固件穿过所述第一通孔，其中所述第一贯通部设置为与所述紧固孔相对应；以及一盖连接件，所述盖连接件具有一插入部和一第二贯通部，以连接至所述齿条壳体和所述扭矩传感器盖，所述插入部具有一插入孔，所述开口部插入并耦接至所述插入孔，所述第二贯通部具有一第二通孔，所述第二通孔与所述紧固孔相对应，并且所述紧固件穿过所述第二通孔，其中所述盖连接件的外部周围形成与所述扭矩传感器盖的外部周围相对应的形状，并且所述盖连接件朝所述扭矩传感器盖突出，从而所述扭矩传感器盖耦接至所述盖连接件。

如上所述，根据本发明实施例的一种车辆助力转向装置，在齿条壳体的制造中，复合的结构是独立制造并且耦接而成的，以简化所述齿条壳体的形状，从而能够避免在制造所述齿条壳体的主模芯内产生薄弱部分，并且减少用于制造齿条壳体的滑动型芯的数量，因而可以减少制造过程和时间。

另外，本发明能够减少用于制造齿条壳体的主模芯的裂纹；因一些形状滑块(shape slides)变为相对简单的销滑块(pin slides)而有助于滑动型芯的维护；以及使齿条壳体铸造设备紧凑。

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是一种车辆助力转向装置的示意图。

图2是根据现有技术的车辆助力转向装置的分解透视图。

图3是根据本发明实施例的一种车辆助力转向装置的分解透视图。

图4是图3所示的助力转向装置的一部分的分解透视图。

图5是图4所示的侧视图。

图中的标号分别表示：

104、转向轴；150、齿条壳体；311、开口部；

312、小齿轮开口部；313、凹槽；

315、紧固部；330、盖连接件；

337、盖密封件；338、壳密封件；

350、扭矩传感器盖、351、盖开口部；352、连通孔；

355、第一贯通部；356、第一通孔；

370、紧固件；415a、第一增强部；

416、紧固孔；417a、第一阶状安装部；

417b、第二阶状安装部；331、插入部；

332、插入孔；335、第二贯通部；

336、第二通孔；515b、第二增强部。

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。在整个说明书中，值得注意的是，尽管在不同的附图提供相同或相似的附图标记，但是它们表示相同或相似的组件。此外，在本发明的下文描述中，若并入本文的已知功能和配置的详细描述会使本发明的主题变得不清楚，因而将其省略。

另外，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种车辆助力转向装置的分解透视图。图4是图3所示的助力转向装置的一部分的分解透视图。图5是图4所示的侧视图。

如图1及图3至图5所示，根据本发明实施例的车辆助力转向装置100包括：一齿条壳体150，所述齿条壳体150围绕一齿杆140，并且在所述齿条壳体150的一侧具有一开口部311，一转向轴104穿过所述开口部311，其中紧固部315从所述开口部311的外部圆周表面突出，而且所述紧固部315具有紧固孔416，紧固件370螺纹连接至所述紧固孔416；一扭矩传感器盖350，在所述扭矩传感器盖350内具有一扭矩传感器207，并且所述扭矩传感器盖350具有一连通孔352和第一贯通部355，所述转向轴104穿过所述连通孔352，所述第一贯通部355具有第一通孔356，所述紧固件370穿过所述第一通孔356，其中所述第一贯通部355设置为与所述紧固孔416和所述紧固部315相对应；以及一盖连接件330，所述盖连接件330具有一插入部331和第二贯通部335，以连接至所述齿条壳体150和所述扭矩传感器盖350，所述插入部331具有一插入孔332，所述开口部311插入并耦接至所述插入孔332，所述第二贯通部335具有第二通孔336，所述第二通孔336与所述紧固孔416相对应，并且所述紧固件370穿过所述第二通孔336，其中所述盖连接件330的外部周围形成与所述扭矩传感器盖350的外部周围相对应的形状，并且所述盖连接件330朝所述扭矩传感器盖350突出，从而所述扭矩传感器盖350耦接至所述盖连接件330。

当驾驶员转动方向盘102时，车辆助力转向装置100用于使车轮180转向。当驾驶员转动方向盘102时，所述转向轴104旋转，一形成在所述转向轴104远端的小齿轮110也相应地旋转。所述小齿轮110与形成在所述齿杆140上的齿条108相啮合，从而所述小齿轮110的旋转运动转化为所述齿杆140沿左右方向的直线运动，并且该直线运动通过横拉杆160和转向节190而被传送至车轮180。

另外，举例来说，当所述旋转轴104旋转时，所述扭矩传感器207可以检测一扭矩，并将检测到的扭矩转化为一电子信号，以及传送电子信号至一电子控制单元(图中未示)。所述电子控制单元(图中未示)将所述电子信号转送至一电机(图中未示)，所述电机(图中未示)通过旋转一小齿轮轴(图中未示)而提供一转向辅助力至所述齿杆140，其中，一第二齿轮(图中未示)形成在所述齿杆140上，一第二小齿轮形成在所述小齿轮轴上。

所述齿条壳体150围绕所述齿杆140，在所述齿条壳体150的一侧形成所述开口部311，在所述齿条壳体150的另一侧形成一小齿轮开口部312，从而所述转向轴104和所述小齿轮轴(图未示)啮合于所述齿杆140。所述转向轴104与所述齿杆140相啮合，并且插入至所述开口部311，所述小齿轮轴(图中未示)与所述齿杆140相啮合，并且插入至所述小齿轮开口部312。

所述扭矩传感器盖350围绕所述扭矩传感器207，并且通过所述盖连接件330耦接至所述齿条壳体150的开口部311，其中所述扭矩传感器207用于检测所述转向轴104的扭矩并传送一信号至所述电子控制单元(图中未示)。以下将提供详细的描述。

首先，在现有技术中，一齿条壳体的开口部具有一大开口，以容纳一扭矩传感器。因此，通过使用滑动型芯以铸造所述开口部。然而，在本发明的实施例中，所述开口部311具有一小开口，并且相应地使用销滑块以铸造所述开口部311。因此，铸造齿条壳体的主模芯的薄弱部分得到加强。

另外，所述紧固部315从所述开口部311的外部圆周表面的上端间隔开的位置突出，而且与所述紧固件370螺纹连接的紧固孔416形成在所述紧固部315，这样，所述紧固件370可以螺纹连接至所述齿条壳体150。

在本实施例中，可以通过使用主模芯和销滑块以铸造所述开口部311的所述紧固部315和所述紧固孔416。

所述扭矩传感器盖350具有一盖开口部351，所述盖开口部351在所述扭矩传感器盖350的底部开口。所述扭矩传感器盖350通过盖连接件330耦接至所述齿条壳体150。所述扭矩传感器盖350具有连通孔352，所述连通孔352形成在所述扭矩传感器盖350的上部，这样，所述转向轴104可以从所述扭矩传感器盖350经由所述连通孔352而朝外突出。

进一步，所述扭矩传感器盖350包括所述第一贯通部355，所述第一贯通部355具有所述第一通孔356，所述第一通孔356与所述紧固孔416相对应，所述紧固件370螺纹连接至所述紧固孔416，同时所述紧固件370穿过所述第一通孔356以及所述第二通孔336将在下文中描述。

所述盖连接件330包括具有所述第二通孔336的第二贯通部335，所述第二通孔336与所述紧固孔416相对应，从而所述盖连接件330耦接在所述齿条壳体150和所述扭矩传感器盖350。所述盖连接件330耦接在所述齿条壳体150的开口部311和所述扭矩传感器盖350之间。

在此实施例中，所述第二通孔336比所述第一通孔356和所述紧固孔416大，这样，所述紧固件370可以容易地穿过所述第二通孔336。因此，所述盖连接件330和所述扭矩传感器盖350可以容易地装配至所述齿条壳体150。

进一步，所述盖连接件330具有一防水表面339，以防止异物或水分渗入(infiltrate)至所述齿条壳体150。所述盖连接件330的外部形成与所述扭矩传感器盖350的外部相对应的形状。

况且，设置在所述防水表面339的一侧的所述插入部331具有插入孔332，所述齿条壳体150的开口部311耦接至所述插入孔332。设置在所述防水表面339的外部周围的第二贯通部335具有第二通孔336，所述紧固件370穿过所述第二通孔336。

如上文所述，由于所述防水表面339设置在所述盖连接件330上，因此所述盖连接件330密封介于所述扭矩传感器盖350的盖开口部351和所述齿条壳体150的开口部311之间的空间，以防止杂质(如灰尘、水分等)渗入至所述齿条壳体150，其中所述盖开口部351具有一大开口以容纳所述扭矩传感器，所述开口部311具有一小开口以使所述转向轴104插入至所述开口部311。

由于所述盖连接件330的外部周围形成与所述扭矩传感器盖350的外部周围相对应的形状且所述盖连接件330朝外突出，因此所述盖连接件330的突出上端部和所述盖开口部351的下端部装配在一起且彼此接触。在所述盖连接件330的上端部和所述盖开口部351的下端部之间设有一盖密封件337。

换言之，为了防止杂质渗入至所述盖连接件330和所述扭矩传感器盖350之间，所述上端部沿所述盖连接件330的外部周围从所述盖连接件330突出，并且在所述盖连接件330的上端部和所述扭矩传感器盖350的下端部之间设置所述盖密封件337，同时所述盖密封件337受压于所述盖连接件330的上端部和所述扭矩传感器盖350的下端部之间。

在此实施例中，所述盖密封件337受压的同时，所述紧固件370螺纹连接至所述紧固孔416。

进一步，所述插入孔332形成在所述盖连接件330的中心，并且所述开口部311插入且耦接至所述插入孔332。所述开口部311装配至所述插入孔332的同时，所述开口部311的外部圆周表面与所述插入孔332的内部圆周表面相接触。在所述插入孔332的内部圆周表面和所述开口部311的外部圆周表面之间设置有壳密封件338(housing sealing member)。

为了容纳(receive)所述壳密封件338，在所述插入孔332的内部圆周表面上或在所述开口部311的外部圆周表面上并沿圆周方向凹入地形成(concavely formed)一凹槽313，这样，所述壳密封件338可以插入并装配至所述凹槽313。

进一步，所述盖连接件330的插入部331可以从所述防水表面339向上和向下突出，这样所述壳密封件338可以稳定地位于所述插入部331的内部圆周表面和所述开口部311的外部圆周表面之间且不分离。

所述盖密封件337和所述壳密封件338可以防止杂质、灰尘或类似物从外部渗入至所述齿条壳体150，并且所述盖密封件337和所述壳密封件338可以吸收所述齿条壳体150和所述盖连接件330之间的振动、噪音等。

由于所述盖连接件330，因此可以通过使用销滑块以铸造所述齿条壳体150的开口部311，这样，用于制造齿条壳体150的主模芯的薄弱部分可以得到加强，进而防止主模芯的裂纹(fracture)。

换言之，在现有技术中，由于将一滑动型芯加至一主模芯，因此，所述主模芯的一部分变薄，使得所述主模芯削弱(weakened)，其中所述主模芯为一用于铸造齿条壳体的整体结构(whole frame)。然而，在本发明实施例中，通过使用销滑块而不是滑动型芯以铸造所述齿条壳体的开口部，从而防止在主模芯内产生薄弱部分。

另外，用于制造齿条壳体的滑动型芯数量减少，因此，有可能减少制造过程和时间。

尤其，在车辆助力转向装置的实施例中，所述转向轴104和小齿轮轴(图未示)与所述齿杆140相啮合，即使所述转向轴104与所述齿杆140啮合的方向不同于所述小齿轮轴与所述齿杆140啮合的方向，但是仍可以减少主模芯的裂纹，而且由于形状滑块变为相对简单的销滑块，因此有助于所述滑动型芯的维护，而且使齿条壳体铸造设备紧凑。

进一步，所述紧固件370螺纹连接至形成在所述齿条壳体150的紧固部315的所述紧固孔416的同时，所述紧固件370穿过所述扭矩传感器盖350的第一通孔356和所述盖连接件330的第二通孔336。因此，所述盖连接件330和所述扭矩传感器盖350可以装配至所述齿条壳体150。

至少两个紧固部315从所述开口部311的外部圆周表面突出。所述扭矩传感器盖350具有至少两个第一贯通孔355和第一通孔356，其中第一贯通孔355和第一通孔356与形成在各自紧固部315的紧固孔416相对应，所述盖连接件330具有至少两个第二贯通孔335和第二通孔336，其中第二贯通孔335和第二通孔336与形成在各自紧固部315的紧固孔416相对应。

进一步，当装配所述盖连接件330至所述开口部311时，为了固定地对准所述盖连接件330和所述开口部311时，所述第二贯通部335和所述插入部331朝所述齿条壳体150突出，第一阶状安装部417a形成在所述紧固部315的远端部且围绕所述紧固孔416，第二阶状安装部417b形成在紧固部315的朝向所述开口部311的端部，且第二阶状安装部417b围绕所述开口部311，这样就能够增强装配的效率。

换言之，所述第二贯通部335装配至并位于第一阶状安装部417a，所述插入部331装配至并位于第二阶状安装部417b，于是可以判断是否将所述盖连接件330正确地装配至所述齿条壳体150，进而有助于将所述盖连接件330装配到所述齿条壳体150上，而且增强了装配效率。

所述紧固部315具有第一增强部415a和第二增强部515b，其中第一增强部415a具有逐渐增加的宽度，所述第二增强部515b具有从所述紧固部315的远端朝所述开口部311逐渐增加的厚度。在制造所述齿条壳体中，所述第一增强部415a和所述第二增强部515b可以增强所述开口部311和所述紧固部315之间的刚度(rigidity)，这样就能够容易地制造齿条壳体150。

进一步，位于所述紧固孔416和所述开口部311之间的每一所述紧固部315的内部形成(concavely formed)向内凹，这样就能够在制造齿条壳体150时节省材料费用，而且也能够降低所述齿条壳体150的重量。

如上所述，根据本发明实施例的一种车辆助力转向装置，在齿条壳体的制造中，复合的结构是独立制造并且耦接而成的，以简化所述齿条壳体的形状，从而能够避免在制造所述齿条壳体的主模芯内产生薄弱部分，并且减少用于制造齿条壳体的滑动型芯的数量，因而可以减少制造过程和时间。

另外，本发明能够减少用于制造齿条壳体的主模芯的裂纹；因一些形状滑块(shape slides)变为相对简单的销滑块(pin slides)而有助于滑动型芯的维护；以及使齿条壳体铸造设备紧凑。

如上文所述，构成本发明实施例的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 (8)

1.一种车辆助力转向装置，其特征在于，包括：

一齿条壳体，所述齿条壳体围绕一齿杆，并且在所述齿条壳体的一侧具有一开口部，一转向轴穿过所述开口部，其中一紧固部从所述开口部的外部圆周表面突出，并且所述紧固部具有一与紧固件螺纹连接的紧固孔；

一扭矩传感器盖，在所述扭矩传感器盖内设有一扭矩传感器，并且所述扭矩传感器盖具有一连通孔和一第一贯通部，其中所述转向轴穿过所述连通孔，所述第一贯通部具有一第一通孔，所述紧固件穿过所述第一通孔，其中所述第一贯通部设置为与所述紧固孔相对应；以及

一盖连接件，所述盖连接件具有一插入部和一第二贯通部，以连接至所述齿条壳体和所述扭矩传感器盖，其中所述插入部具有一插入孔，所述开口部插入并耦接至所述插入孔，所述第二贯通部具有一第二通孔，所述第二通孔与所述紧固孔相对应，并且所述紧固件穿过所述第二通孔，其中所述盖连接件的外部周围形成与所述扭矩传感器盖的外部周围相对应的形状，并且所述盖连接件朝所述扭矩传感器盖突出，从而所述扭矩传感器盖耦接至所述盖连接件。

2.根据权利要求1所述的车辆助力转向装置，其特征在于，至少两个紧固部从所述开口部的外部圆周表面突出，每一所述紧固部具有紧固孔，并且至少两个第一贯通部、第二贯通部、第一通孔及第二通孔形成与所述紧固部和所述紧固孔相对应。

3.根据权利要求1所述的车辆助力转向装置，其特征在于，所述齿条壳体具有一小齿轮开口部，所述小齿轮开口部形成在所述齿条壳体的另一侧，其中一小齿轮轴穿过所述小齿轮开口部。

4.根据权利要求1所述的车辆助力转向装置，其特征在于，一壳密封件耦接在所述开口部的外部圆周表面和所述插入部的内部圆周表面之间，并且所述壳密封件受压于所述开口部的外部圆周表面和所述插入部的内部圆周表面之间。

5.根据权利要求4所述的车辆助力转向装置，其特征在于，在所述开口部的外部圆周表面或在所述插入孔的内部圆周表面并沿圆周方向凹入地形成一凹槽，从而所述壳密封件耦接至所述凹槽。

6.根据权利要求1所述的车辆助力转向装置，其特征在于，所述第二贯通部和所述插入部朝所述齿条壳体突出，一第一阶状安装部形成在所述紧固部的远端部并围绕所述紧固孔，一第二阶状安装部形成在所述紧固部的朝向所述开口部的端部，并围绕所述开口部。

7.根据权利要求1所述的车辆助力转向装置，其特征在于，所述紧固部具有一第一增强部和一第二增强部，所述第一增强部具有逐渐增大的宽度，所述第二增强部具有从所述紧固部的远端朝所述开口部逐渐增加的厚度。

8.根据权利要求1所述的车辆助力转向装置，其特征在于，所述第二通孔比所述紧固孔大，从而使得所述紧固件容易地穿过所述第二通孔。