CN106904214B - 电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置 - Google Patents

电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置，包括电机(1)、与电机(1)相连的电机轴(2)、蜗杆(3)，其中电机轴(2)的端部设有第一安装法兰(5)，并且蜗杆(3)的端部设有第二安装法兰(6)。其特征在于，在电机轴(2)的第一安装法兰(5)与蜗杆(3)的第二安装法兰(6)之间设有至少一个碟片(4)。本发明提供的用于用于电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置结构简单，在高效率地传递电机扭矩的同时，可以有效地补偿电机轴与蜗杆轴之间的径向偏差和轴向偏差。

Description

电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置
技术领域
本发明涉及车辆的电动助力转向系统，尤其涉及汽车电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置。
背景技术
随着汽车行业迅速发展，对转向器的使用性能要求也越来越高。传统的纯机械转向器和液压转向器已经不能满足汽车行业的发展，特别是在中高档车尤显如此，取而代之的是电动助力转向器。电动助力转向器(Electric Power Steering，EPS)是一种节能、安全、环保的高科技型汽车转向装置，代表着汽车转向系统的发展方向。EPS已成为全球汽车产品竞争的关键技术之一，EPS结构紧凑，易于装配和维护，集成性好。对于小齿轮电动助力转向器和管柱式电动助力转向器，都需要使用到蜗轮蜗杆装置。在这些电动助力转向器中，蜗杆与电机轴相连接，在电机轴的作用下蜗杆带动蜗轮转动，从而蜗轮蜗杆起到减速和传递扭矩的作用。
现有电动助力转向系统的电机与蜗杆主要采用直接花键连接。花键连接对电极、蜗杆和壳体部件的加工精度要求极高，在装配时一旦蜗杆与电机轴在轴向和/或径向超差后，蜗杆与电机装配困难，甚至无法正常装配，即使在装配之后，电机轴和蜗杆轴之间的径向偏差和/或轴向偏差也无法得到有效补偿，而机构间隙最终会造成蜗轮蜗杆装置传动间隙过大，易于产生异响，同时由于不正常的啮合而产生异常磨损。在另一现有技术中，在蜗杆轴与电机轴之间使用了塑性耦合连接。尽管该连接方式可以在一定程度上补偿电机轴与蜗杆轴之间的径向偏差，但仍无法补偿轴向偏差。
发明内容
本发明的目的就是针对现有电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置的问题，提供一种新型的电机与蜗杆连接装置，该电机与蜗杆连接装置在能够同时补偿电机轴与蜗杆轴之间的径向偏差和轴向偏差的同时，还具有结构简单、易于装配等优点。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提出了一种电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置。该电机与蜗杆连接装置包括包括电机、与电机相连的电机轴和蜗杆，其中电机轴的端部设有第一安装法兰，并且蜗杆的端部设有第二安装法兰。其特征在于，在电机轴的第一安装法兰与蜗杆的第二安装法兰之间设有至少一个碟片。
优选地，可以在电机轴的第一安装法兰与蜗杆的第二安装法兰之间仅设有一个碟片。
优选地，碟片可以设有至少一个第一通孔，其中第一螺栓穿过第一安装法兰和第一通孔将碟片连接到电机轴，并且碟片还可以设有至少一个第二通孔、其中第二螺栓穿过第二安装法兰和第二通孔将碟片连接到蜗杆。
优选地，还可以在电机轴的第一安装法兰与蜗杆的第二安装法兰之间设有至少两个碟片。
优选地，上述至少两个碟片中毗邻电机轴的第一碟片可设有至少一个第一通孔，其中第一螺栓穿过第一安装法兰和第一通孔将第一碟片连接到电机轴，并且上述至少两个碟片中毗邻蜗杆的第二碟片可设有至少一个第二通孔、其中第二螺栓穿过第二安装法兰和第二通孔将第二碟片连接到蜗杆。
优选地，至少两个碟片中彼此相邻的碟片可以利用另外的螺栓彼此连接。
优选地，碟片的第一通孔可以是至少三个，并且碟片的第二通孔可以是至少三个。
优选地，在碟片的通孔中还可设有中空管状的橡胶部件。
优选地，上述至少一个碟片可以是圆形、三角形、正方形、多边形、带中孔圆形中的一种形状。
根据本发明的另一方面，还提出了一种使用如上所述的电机与蜗 杆连接装置的电动助力转向系统。
本发明提供的用于电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置以及相应的电动助力转向系统结构简单、成本优势明显，在高效率地传递电机扭矩的同时，可以很好地补偿电机轴与蜗杆轴之间的径向偏差和轴向偏差两者，有效消除部件间因不正常啮合产生的异响与磨损，可广泛应用于当前各种类型的转向柱上。
附图说明
下文将结合附图对本发明的示例性实施例进行更为详细的说明。其中，
图1示出了根据本发明实施例的电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置的分解示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明示例性的实施例作详细说明。为了清楚和简要起见，实际的实施例并不局限于说明书中所描述的这些技术特征。需要说明的是，在对任何一个实际实施例进行改进、变型的过程中，为实现某一特定的目标，该改进、变型的过程可能是非常复杂和耗时的，但是这对于知晓本发明益处的本领域技术人员来说仍然是常规技术手段。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围包括但不仅限于下述的实施例。
图1根据本发明实施例的电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置的分解示意图。如图1所示的电机与蜗杆连接装置包括电机1和蜗杆3。电机1包括电机轴2，其与蜗杆3轴联在一起，用于驱动蜗杆3转动。电机轴2朝向蜗杆3的端部设有安装法兰5，并且蜗杆3朝向电机1的端部设有安装法兰6。如图1所示，在安装法兰5和安装法兰6之间设有一个或多个碟片(或碟形弹簧)4。根据本发明的一个实施例，在安装法兰5和安装法兰6之间设有一个碟片4，如图1所示。碟片4 上设有多个通孔7，9，其中第一通孔7与安装法兰5上的通孔相对应，并且第二通孔9与安装法兰6上的通孔相对应。电机轴2侧的第一螺栓8可以依次穿过安装法兰5以及碟片4上的第一通孔7通过例如螺栓螺母的方式将碟片4连接到电机轴2。并且，蜗杆3侧的第二螺栓8'可以依次穿过安装法兰6以及碟片4上的第二通孔9通过例如螺栓螺母的方式将碟片4连接到蜗杆3。从而蜗杆3通过碟片4被轴联至电机1的电机轴2上。这里因为蜗杆3和电机1分别与碟片4独立连接，利用碟片4的弹性，可以有效补偿电机轴和蜗杆轴之间的径向偏移以及轴向偏移，消除了部件之间的间隙，从而避免了部件间不正常啮合而产生的异响或磨损。
根据本发明的一个优选实施例，碟片4的第一通孔7为至少3个，优选为3个；并且碟片4的第二通孔9为至少3个，优选为3个。而且，碟片4的多个通孔可以是没有螺纹的，从而碟片与相应安装法兰是通过螺栓螺母的方式锁住连接的。根据本发明的一个优选实施例，碟片4的材质可以是不锈钢。此外，本领域普通技术人员很容易想到，对碟片4的形状加以优化以适应于径向和轴向方向上的不同刚度。根据本发明的一个优选实施例，碟片4可以是圆形、三角形、正方形、多边形或者带中孔圆形。碟片4的厚度例如在0.5mm-5mm之间。
根据本发明的另一个实施例，蜗杆3和电机1之间的碟片可以是不只一个，其数量可以适当选择，使得可以确保所需的补偿量以及刚度。在碟片为多个的情况下(图1中未示出)，毗邻电机轴2侧的第一碟片仍可通过第一螺栓8被连接到电机轴2，并且，毗邻蜗杆3侧的第二碟片仍可通过第二螺栓8'被连接到蜗杆2。这里，多个碟片中彼此相邻的碟片之间是通过螺栓彼此相连接的。通过这种特别设计的连接方式，可以有效补偿电机轴和蜗杆轴之间的径向偏移以及轴向偏移，从而例如避免了部件间不正常啮合而产生的异响或磨损。
根据本发明的一个优选实施例，在碟片4的多个通孔中可设有橡胶部件，该橡胶部件可以是中空管状的形式，用以降低磨损、并提供径向弹性补偿。
这里为简单起见，并未在图1中示出与蜗轮蜗杆机构的其他部件，其他部件的结构与布局对本领域技术人员来说是公知的，如与蜗杆啮合的蜗轮以及蜗杆蜗轮机构之外的壳体结构。
根据本发明的另一优选实施例，还提出了一种使用了如图1所示的电机与蜗杆连接装置电动助力转向系统。由于其核心部件与结构已在上文进行了详细的描述，因此这里不再赘述。
尽管基于优选的实施例对本发明进行了详细描述，但是本领域技术人员应该知晓，本发明请求保护的范围并不局限于该优选的实施例。在不脱离本发明的精神和主旨的情况下，本领域的普通技术人员在理解本发明的基础上能够对实施例进行各种变化和修改，并且因此落入本发明所附权利要求限定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置，包括电机(1)、与电机(1)相连的电机轴(2)、蜗杆(3)，其中电机轴(2)的端部设有第一安装法兰(5)，并且蜗杆(3)的端部设有第二安装法兰(6)，其特征在于，
在电机轴(2)的第一安装法兰(5)与蜗杆(3)的第二安装法兰(6)之间设有至少一个碟片(4)，
当在电机轴(2)的第一安装法兰(5)与蜗杆(3)的第二安装法兰(6)之间设有一个碟片(4)时，所述碟片(4)设有至少一个第一通孔(7)，其中第一螺栓(8)穿过第一安装法兰(5)和第一通孔(7)将碟片(4)连接到电机轴(2)，并且碟片(4)还设有至少一个第二通孔(9)、其中第二螺栓(8')穿过第二安装法兰(6)和第二通孔(9)将碟片(4)连接到蜗杆(3)，
当在电机轴(2)的第一安装法兰(5)与蜗杆(3)的第二安装法兰(6)之间设有至少两个碟片(4)时，所述至少两个碟片(4)中毗邻电机轴(2)的第一碟片设有至少一个第一通孔(7)，其中第一螺栓(8)穿过第一安装法兰(5)和第一通孔(7)将第一碟片连接到电机轴(2)，并且所述至少两个碟片(4)中毗邻蜗杆(3)的第二碟片设有至少一个第二通孔(9)、其中第二螺栓(8')穿过第二安装法兰(6)和第二通孔(9)将第二碟片连接到蜗杆(3)。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置，其特征在于，所述至少两个碟片(4)中彼此相邻的碟片是利用另外的螺栓彼此连接的。
3.根据权利要求1所述的电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置，其特征在于，所述碟片的第一通孔(7)为至少三个，并且所述碟片的第二通孔(9)为至少三个。
4.根据权利要求3所述的电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置，其特征在于，在碟片(4)的通孔(7，9)中还设有中空管状的橡胶部件。
5.根据权利要求1所述的电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置，其特征在于，所述至少一个碟片(4)为圆形、三角形、正方形、多边形、带中孔圆形中的一种形状。
6.根据权利要求1所述的电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置，其特征在于，所述至少一个碟片(4)的厚度在0.5mm-5mm之间。
7.一种电动助力转向系统，其特征在于，所述电动助力转向系统具有根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的用于电动助力转向系统的电机与蜗杆连接装置。
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