CN107416013A - 动力传递机构和转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种动力传递机构，其包括电机、主动滑轮、从动滑轮、皮带、壳体和封盖。电机包括输出轴和电机主体。主动滑轮配置为与输出轴一起转动。皮带卷绕在主动滑轮和从动滑轮上以将扭矩从主动滑轮传递至从动滑轮。壳体容纳主动滑轮、皮带和从动滑轮。壳体包括作业窗，作业窗面向皮带且通过作业窗从壳体的外部对皮带进行作业。封盖配置为在不进行作业时封闭作业窗。封盖包括具有透气性和水不渗透性的多孔部。

Description

动力传递机构和转向装置
相关申请的交叉引用
本申请根据美国法典第35条119款主张基于2016年3月29日提交的2016-66910号日本专利申请的优先权。该申请的内容通过引用整体并入。
技术领域
本发明涉及一种动力传递机构和一种转向装置。
背景技术
一种电动助力转向(EPS)系统和一种线控转向型(SWB)转向系统包括施加车轮转向助力或车轮转向力的电机。日本专利申请特开2015-174615号公报公开了由此种电机产生的动力通过(例如)皮带传动动力传递机构传递至转化机构，并且在转化机构内转化为在车轮转向轴的轴向上的力。
发明内容
根据本发明的一个方面，动力传递机构包括电机、主动滑轮、从动滑轮、皮带、壳体和封盖。电机包括输出轴和电机主体。主动滑轮配置为与输出轴一起转动。皮带卷绕在主动滑轮和从动滑轮上以将扭矩从主动滑轮传递至从动滑轮。壳体容纳主动滑轮、皮带和从动滑轮。壳体包括作业窗，该作业窗面向皮带且通过该作业窗从壳体的外部对皮带进行作业。封盖配置为在不进行作业时封闭作业窗。封盖包括具有透气性和水不渗透性的多孔部。
根据本发明的另一个方面，转向装置包括动力传递机构。动力传递机构包括电机、主动滑轮、从动滑轮、皮带、壳体和封盖。电机包括输出轴和电机主体。主动滑轮配置为与输出轴一起转动。皮带卷绕在主动滑轮和从动滑轮上以将扭矩从主动滑轮传递至从动滑轮。壳体容纳主动滑轮、皮带和从动滑轮。壳体包括作业窗，该作业窗面向皮带且通过该作业窗从壳体的外部对皮带进行作业。封盖配置为在不进行作业时封闭作业窗。封盖包括具有透气性和水不渗透性的多孔部。
附图说明
结合附图、参考以下详细描述可更好地理解本发明，从而获得对本发明的更完整的评价及其诸多优点，其中：
图1为示出根据实施例1的转向装置的示例性配制的简图；
图2A和图2B为实施例1中车轮转向力发生器及其周围部件的示例性配制的透视图；
图3为实施例1中车轮转向力发生器及其周围部件的示例性配制的侧视图；
图4为沿图2A、图2B和图3中的线A-A截取的截面图；
图5A和图5B为实施例1中封盖的截面图；
图6A和图6B为实施例1中封盖的透视图；
图7A和图7B为实施例3中封盖及其周围部件的透视图；以及
图8为沿图7A中的线B-B截取的截面图。
具体实施方式
接下来参照附图对实施例进行说明，其中在各附图中，类似的附图标号表示对应的或相同的元件。
实施例1
参考图1至图6B对实施例1进行说明。
图1为示出根据实施例1的转向装置1的示例性配制的简图。如图1所示，转向装置1包括转向单元10、车轮转向单元20和控制器(图1中未示出)。转向单元10接受驾驶员的转向操作。车轮转向单元20根据转向单元10接受的转向操作使车轮400转向。应注意的是在下文所述的转向装置1中，采用使电机施加助力的电动助力转向系统。然而，这不应限制实施例1。也可采用线控转向型转向系统，在该系统内，能够机械耦合和解耦转向单元10与车轮转向单元20之间的扭矩传递路径，并且当解耦扭矩传递路径时，根据转向单元10接受的转向操作来电控制车轮400的转向角度。
转向单元10
如图1所示，转向单元10包括转向构件102、转向轴104、第一万向节106和中间轴108。转向构件102、转向轴104和中间轴108以扭矩可传递的方式彼此耦合。在本说明书中，“以扭矩可传递的方式耦合”是指将第一构件与第二构件以第二构件依照第一构件的转动而转动的方式进行耦合。例如，其含义至少包括第一构件和第二构件互成一体的情形、第二构件直接或间接地固定于第一构件的情形、以及第一构件和第二构件通过部件(如接头)以第一构件和第二构件相互结合运行的方式彼此耦合的情形。
在实施例1中，转向轴104的上端以转向构件102和转向轴104一体转动的方式固定于转向构件102。转向轴104的下端与中间轴108的上端通过第一万向节106以转向轴104和中间轴108相互结合运行的方式耦合。
应注意的是“上端”是指在根据驾驶员的转向操作的转向力传递路径的上游侧的端部(即，输入侧一端)，而“下端”是指在转向力传递路径的下游侧的端部(即，输出侧一端)(下文同样适用)。
如图1所示，将具有环状外形的转向轮作为转向构件102的示例。然而，这不应限制实施例1。也可使用具有其他外形和机构的装置，只要该装置能够接受驾驶员的转向操作即可。
转向单元20
车轮转向单元20是根据已被转向单元10接受的驾驶员的转向操作来使车轮400转向的结构。
如图1所示，车轮转向单元20包括第二万向节(万向节)202、小齿轮轴(输入轴)204、小齿轮206、齿条杆(车轮转向轴)208、拉杆210、转向节臂212和车轮转向力发生器(动力传递机构)220。中间轴108、小齿轮轴204和小齿轮206以扭矩可传递的方式彼此耦合。
在实施例1中，小齿轮206固定于小齿轮轴204的下端且与小齿轮轴204一起转动。中间轴108的下端与小齿轮轴204的上端通过第二万向节202以中间轴108和小齿轮轴204相互结合运行的方式耦合。
齿条杆208是根据小齿轮206的转动使车轮400转向的结构。齿条杆208上形成与小齿轮206啮合的齿条齿。
在具有上述配置的转向装置1中，当驾驶员通过转向构件102进行转向操作时，小齿轮206转动以使齿条杆在齿条杆的轴向移位。因此，通过位于齿条杆两端的拉杆210和与拉杆210耦合的转向节臂212使车轮400转向。
在图1所示的示例中，通过小齿轮206和齿条齿在小齿轮轴204和齿条杆之间传递转向力。然而，这不应限制实施例1。也可采用其他配置，只要在小齿轮轴204和齿条杆之间能够传递转向力即可。
车轮转向力发生器
图2A和2B为车轮转向力发生器220及其周围部件的示例性配置的透视图。图3为车轮转向力发生器220及其周围部件的示例性配置的侧视图。图4为沿图2A、图2B和图3中的线A-A截取的截面图。
如图2A至图4所示，车轮转向力发生器220包括，例如，电机300、主动滑轮303、从动滑轮304、皮带305、转化机构306、第一壳体401、第二壳体402、第三壳体403、封盖404和套管407。应注意的是部分车轮转向力发生器220(主动滑轮303、从动滑轮304和皮带305)用作动力传递机构。
电机300包括电机主体301和输出轴302。主动滑轮303安排为与输出轴302一起转动。皮带305卷绕在主动滑轮303和从动滑轮304上以将扭矩从主动滑轮303传递至从动滑轮304。
从动滑轮304固定于螺母501。于是，从主动滑轮303传递到了从动滑轮304的扭矩传递至螺母501。
转化机构306是将从动滑轮304的转动转化为齿条杆208在轴向上的直线运动的结构。在图4中所示的转化机构306中，采用所谓的滚珠丝杠机构。滚珠丝杠机构包括螺母501、螺旋凹槽309和多个滚珠(未示出)。螺母501具有形成有螺旋凹槽308的内表面。电机300产生的扭矩驱动螺母501转动。螺旋凹槽309形成于齿条杆208的外表面且具有与螺母501的螺旋凹槽308相同的节距。多个滚珠夹在螺母501的螺旋凹槽和齿条杆208的螺旋凹槽之间。
应注意的是转化机构306的具体配置不应限于上述示例。也可采用其他配置，只要从动滑轮304的转动能够转化为齿条杆208在轴向上的直线运动即可。
在本说明书中，电机主体301包括使输出轴302转动的部件、容纳这些部件的外壳310(参见图2A和图2B)和控制器500(后文再述)。如图2A和图2B所示，外壳310包括突缘311。将插入形成在突缘311上的通孔中的螺栓(未示出)拧紧以将电机主体301固定于第二壳体402。电机主体301还包括与突缘311类似的(从输出轴302处看)位于与突缘311侧相对的一侧的部件。
控制器
控制器500至少具有根据驾驶员的转向操作来控制电机300产生的扭矩的结构。在图2A和图2B所示的示例中，控制器500设置在电机300的输出轴侧并且包括在电机主体301内。
控制器500可包括，例如，控制引擎的引擎控制单元(ECU)和检测输出轴302的转动角度的旋转变压器传感器。
应注意的是控制器500可设置在与电机300的输出侧相对的一侧。
壳体
如图4所示，第一壳体401容纳部分齿条杆208、部分转化机构306和从动滑轮304。套管407附接于第一壳体401。
如图4所示，第二壳体402固定于第一壳体401且容纳输出轴302和主动滑轮303。如图4所示，第二壳体402上形成有细长孔。将电机主体301固定于第二壳体402的螺栓(未示出)插入细长孔中。第二壳体402还包括作业窗312，该作业窗面向皮带305以从第二壳体402的外部对皮带305进行作业。
在实施例1中，如图4所示，作业窗312面向皮带305卷绕在主动滑轮303上的位置。从第三壳体403取下封盖404即可通过作业窗312检查皮带305是如何卷绕在主动滑轮303上的。
应注意的是作业窗312设置为面向皮带305意味着能够通过作业窗312对皮带305进行所需作业。在实施例1中，如图4所示，这意味着作业窗312设置在能通过作业窗312目视查看皮带305卷绕在主动滑轮303上的位置的位置。检查皮带305是如何卷绕在主动滑轮303上的是指目视查看皮带305是否正常地卷绕在主动滑轮303上。
作业窗312不应限于任何特定外形。它可具有诸如环形和多边形的所需外形。例如，可根据皮带305的宽度按需设置作业窗312的尺寸。
在实施例1中，作业窗312形成在第二壳体402内以面向皮带305卷绕在主动滑轮303上的位置。然而，本发明不应限于该配置。在一个修改例中，例如，作业窗312可形成在第一壳体401内以面向皮带305卷绕在从动滑轮304上的位置，以便检查皮带305是如何卷绕在从动滑轮304上的。
第三壳体403固定于第一壳体401并且容纳齿条杆208的其他部分。
应注意的是第一壳体401、第二壳体402和第三壳体403整体上构成一个壳体，并且它们的至少一部分可一体成形。
封盖
接下来参考图4至图6B对封盖404进行说明。图5A和图5B为封盖404的示例的截面图，图6A和图6B为封盖404的示例的透视图。
如图4所示，封盖404附接于第二壳体402以盖住输出轴302的在与电机主体301侧相对的一侧的端部。当不对皮带305进行作业时，封盖404封闭作业窗312。
如图5A至图6B所示，封盖404包括封盖主体405和多孔部406。封盖主体405具有通孔405a和凹部405b。多孔部406具有透气性和水不渗透性并且插入通孔405a中。以这种方式，多孔部406附接于封闭皮带405用作业窗312的封盖404。这使得无需加工壳体就能按要求确保壳体(例如，第二壳体402)的透气性。
在实施例1中，部分封盖404由多孔部405构成。然而，本发明不应限于该配置。例如，整个封盖404可由多孔材料形成。由于在确保透气性和水不渗透性的同时能减少成本，所以优选地，部分封盖404应由多孔材料形成。
如图5A和图5B所示，封盖主体405的螺纹部405c形成为将封盖主体405紧固在第二壳体402中。
更具体地，如图6A和图6B所示，螺纹部405c通过螺纹旋拧在第二壳体402中。由于封盖主体405的螺纹部405c旋拧在第二壳体402中并且由于封盖主体405包括多孔部406，因此易于将多孔部406附接于第二壳体402。此外还易于将封盖404从第二壳体402取下。故而易于通过作业窗312检查皮带305在主动滑轮303上的卷绕状态。
如图5A至图6B所示，封盖主体405包括与工具嵌合以使封盖主体405转动的凹部405b。通孔405a形成在凹部405b内。
在实施例1中，如图6A和6B所示，凹部405b具有六边形的外形以使诸如六角扳手的常规工具能与凹部405b嵌合。通过这种配置，转动与凹部405b嵌合的六角扳手即可轻松地将封盖主体405的螺纹部405c旋拧在第二壳体402中。在本发明中，凹部405b不应限于六边形，也可以为矩形或五边形，只要凹部能与工具嵌合即可。
可按照能封闭作业窗312的要求来设置封盖404的尺寸。
多孔构件
多孔部406具有透气性和水不渗透性且插入封盖主体405的通孔405a中。
如图5B所示，多孔部406包括嵌合部406a和盖部406b。嵌合部406a嵌合在通孔405a内。盖部406b盖住通孔405a。由图5清楚可知，嵌合部406a分叉成两部分，其两个分叉部分之间的距离从盖部406b朝嵌合部406a的末端部406c增加。嵌合部406a的两个分叉部分都从盖部406b朝末端部406c变细。两个末端部406c都比嵌合部406a的其它任何部分粗。
图6A示出了没有将多孔部406插入封盖主体405中时的状态。从该状态可以变成如图6B所示的多孔部406被压入封盖主体405内的状态。如图5A所示，当多孔部406插入封盖主体405的通孔405a中时，嵌合部406a的两个分叉部分在与多孔部406插入通孔405a的方向垂直且使两个分叉部分彼此远离的方向上施力(如图5B所示)。由此将两个分叉部分嵌合在通孔405a内。末端部406c与封盖主体405的在作业窗312侧的表面紧密接触。这种布置可防止多孔部406易于从封盖主体405脱离，并且当封盖404附接于第二壳体402时，还可防止来自外部的除气体之外的物质进入以便确保水不渗透性。
在实施例1中，多孔部406不一定包括盖部406b。多孔部406可具有所需外形，只要多孔部406与封盖主体405紧密接触从而当封盖404附接于壳体(例如第二壳体402)时防止来自外部的除气体之外的物质进入以便确保水不渗透性即可。多孔部406不一定形成为插入封盖主体405中。例如，多孔部406可与封盖主体405一体，部分或全部封盖404可由多孔材料形成。
作为多孔部406，可采用任意材料，只要它具有透气性和水不渗透性即可。例如，可采用多孔聚四氟乙烯。特别地，当多孔部406由多孔聚四氟乙烯制成时，多孔部406具有(例如)优异的透气性、水不渗透性和耐高温性。
作为市售多孔聚四氟乙烯材料，可举出的示例有Gore-Tex(注册商标)。
可按照能封闭封盖主体405的通孔405a的要求来设置多孔部406的尺寸。
实施例2
在实施例1中，作业窗312用于检查皮带305是如何卷绕在主动滑轮303上的。作为替代，例如，作业窗312可用于将皮带305卷绕在主动滑轮303上。
具体地，如图4所示，作业窗312面向皮带305卷绕在主动滑轮303上的位置，也就是说，作业窗312可设置在与实施例1相同的位置处。
在实施例2中，作业窗312的尺寸与实施例1中相同。实施例1中的作业窗312仅用于检查皮带305是如何卷绕在主动滑轮303上的，而实施例2中的作业窗312实际上用于将皮带305卷绕在主动滑轮303上。因而，实施例2中的作业窗312可制作得比实施例1中的作业窗312大。也就是说，可扩大作业窗312的外部形状，并且可增加封闭作业窗的封盖404的外径。
实施例2中的作业窗312不应限于特定外形，也可具有诸如圆形或多边形的所需外形。例如，可根据皮带305的宽度按需设置作业窗312的尺寸。
通过这种配置，即使皮带305扭拧卷绕在主动滑轮303上，也能重新将皮带305卷绕在主动滑轮303上以解开皮带305的扭拧。因此，皮带305能以良好状态卷绕在主动滑轮303上。
以与实施例1类似的方式，作业窗312面向皮带305卷绕在主动滑轮303上的位置。然而，作业窗312可设置为面向皮带305卷绕在从动滑轮304上的位置以便将皮带305卷绕在从动滑轮304上。作业窗312可设置为同时面向皮带305卷绕在主动滑轮303上的位置和皮带305卷绕在从动滑轮304上的位置。
实施例3
在实施例1和2中，作业窗312用于检查皮带305是如何卷绕在主动滑轮303上的和用于将皮带305卷绕在主动滑轮303上。作为替代，作业窗313可与卷绕在主动滑轮303和从动滑轮304上的皮带305的表面相对以便检查皮带305的张力。下面主要对实施例3的不同于实施例1和2的各方面进行说明。
图7A和图7B为根据实施例3的封盖404的透视图。图8为沿图7A中的线B-B截取的截面图。图8只示出了所需的最少部件，省略了其他部件。如图7A所示，作业窗313设置在与实施例1和2中的作业窗312垂直的平面上。如图7B所示，当从第二壳体402取下封盖404时，能通过作业窗313看到皮带305。
从图8清楚可知，封盖404与卷绕在主动滑轮303和从动滑轮304上的皮带305的表面相对。因而，当从第二壳体402取下封盖404时，能通过作业窗313检查皮带305的张力。
作为通过作业窗313来检查皮带305的张力的方法，例如，可采用以杆推动皮带305来检查张力的常规测量方法。
实施例3中的作业窗313不应限于特定外形，而是可具有诸如环形和多边形的所需外形。例如，可根据检查杆的直径按需设置作业窗313的尺寸。
容纳动力传递机构的壳体(齿轮箱)需具有防水性。防止壳体内部压力的增加以避免附接于壳体的部件(如套管)变形也是有必要的。
为解决以上问题，例如，可将具有透气性和水不渗透性的多孔材料附接于壳体以允许气体流入和流出壳体。然而，为将多孔材料附接于壳体，有必要对壳体进行加工。这可能会限制可以附接多孔材料的位置，并且也会产生加工成本。
这些实施例恰当地确保了容纳动力传递机构的壳体的透气性。
显而易见地，鉴于上述教导，对本发明的各种修改和变化是可能的。因此，应理解，在所附的权利要求的范围内，可以不同于本文具体描述的方式实践本发明。

Claims (20)

1.一种动力传递机构，其包括：
电机，其包括输出轴和电机主体；
主动滑轮，其配置为与所述输出轴一起转动；
从动滑轮；
皮带，其卷绕在所述主动滑轮和所述从动滑轮上，以将扭矩从所述主动滑轮传递至所述从动滑轮；
壳体，其容纳所述主动滑轮、所述皮带和所述从动滑轮，所述壳体包括作业窗，所述作业窗面向所述皮带且通过所述作业窗从所述壳体的外部对所述皮带进行作业；以及
封盖，其配置为在不进行所述作业时封闭所述作业窗，所述封盖包括具有透气性和水不渗透性的多孔部。
2.根据权利要求1所述的动力传递机构，其进一步包括：
车轮转向轴，其在所述车轮转向轴的轴向可移动以使车轮转向；以及
转化机构，其配置为将所述从动滑轮的转动转化为所述车轮转向轴在所述车轮转向轴的轴向上的移动，
其中所述壳体对部分所述车轮转向轴和部分所述转化机构进行容纳。
3.根据权利要求1所述的动力传递机构，
其中所述作业窗面向所述皮带卷绕在所述主动滑轮或所述从动滑轮上的位置，并且
其中所述作业包括检查所述皮带是如何卷绕在所述主动滑轮或所述从动滑轮上的。
4.根据权利要求1所述的动力传递机构，
其中所述作业窗面向所述皮带卷绕在所述主动滑轮或所述从动滑轮上的位置，并且
其中所述作业包括将所述皮带卷绕在所述主动滑轮或所述从动滑轮上。
5.根据权利要求1所述的动力传递机构，
其中所述作业窗与卷绕在所述主动滑轮和所述从动滑轮上的所述皮带的表面相对，并且
其中所述作业包括检查所述皮带的张力。
6.根据权利要求1所述的动力传递机构，其中，
所述封盖包括
封盖主体，其包括通孔；以及
所述多孔部，其插入所述通孔中。
7.根据权利要求6所述的动力传递机构，其中，
所述多孔部包括
盖部，其配置为盖住所述通孔，以及
嵌合部，其可嵌合在所述通孔内。
8.根据权利要求6所述的动力传递机构，其中，
所述封盖主体包括
螺纹部，其可旋拧在所述壳体内，以及
凹部，其与工具可嵌合以使所述封盖主体转动并且其内设置有所述通孔。
9.根据权利要求1所述的动力传递机构，其中，
所述多孔部由多孔聚四氟乙烯制成。
10.一种转向装置，其包括动力传递机构，所述动力传递机构包括：
电机，其包括输出轴和电机主体；
主动滑轮，其配置为与所述输出轴一起转动；
从动滑轮；
皮带，其卷绕在所述主动滑轮和所述从动滑轮上，以将扭矩从所述主动滑轮传递至所述从动滑轮；
壳体，其容纳所述主动滑轮、所述皮带和所述从动滑轮，所述壳体包括作业窗，所述作业窗面向所述皮带且通过所述作业窗从所述壳体的外部对所述皮带进行作业；以及
封盖，其配置为在不进行所述作业时封闭所述作业窗，所述封盖包括具有透气性和水不渗透性的多孔部。
11.根据权利要求2所述的动力传递机构，
其中所述作业窗面向所述皮带卷绕在所述主动滑轮或所述从动滑轮上的位置，并且
其中所述作业包括检查所述皮带是如何卷绕在所述主动滑轮或所述从动滑轮上的。
12.根据权利要求2所述的动力传递机构，
其中所述作业窗面向所述皮带卷绕在所述主动滑轮或所述从动滑轮上的位置，并且
其中所述作业包括将所述皮带卷绕在所述主动滑轮或所述从动滑轮上。
13.根据权利要求2所述的动力传递机构，
其中所述作业窗与卷绕在所述主动滑轮和所述从动滑轮上的所述皮带的表面相对，并且
其中所述作业包括检查所述皮带的张力。
14.根据权利要求2所述的动力传递机构，其中，
所述封盖包括
封盖主体，其包括通孔；以及
所述多孔部，其插入所述通孔中。
15.根据权利要求3所述的动力传递机构，其中，
所述封盖包括
封盖主体，其包括通孔；以及
所述多孔部，其插入所述通孔中。
16.根据权利要求4所述的动力传递机构，其中，
所述封盖包括
封盖主体，其包括通孔；以及
所述多孔部，其插入所述通孔中。
17.根据权利要求5所述的动力传递机构，其中，
所述封盖包括
封盖主体，其包括通孔；以及
所述多孔部，其插入所述通孔中。
18.根据权利要求11所述的动力传递机构，其中，
所述封盖包括
封盖主体，其包括通孔；以及
所述多孔部，其插入所述通孔中。
19.根据权利要求12所述的动力传递机构，其中，
所述封盖包括
封盖主体，其包括通孔；以及
所述多孔部，其插入所述通孔中。
20.根据权利要求13所述的动力传递机构，其中，
所述封盖包括
封盖主体，其包括通孔；以及
所述多孔部，其插入所述通孔中。
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