CN107750218A - 一种用于电动助力转向装置的变速器 - Google Patents

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Abstract

一种用于在这样的类型的电动助力转向系统中使用的变速器(4)，其中，电动机(1)通过变速器连接到转向机构的部分，变速器包括壳体、由蜗杆轴(15)承载的蜗杆(15a)和由输出轴(2)承载的蜗轮(10)，蜗杆轴相对于壳体被尾轴承组件(13)支撑，其中轴承组件被轴承座相对于变速器壳体定位，该座包括固定到轴承组件(13)的轴承座部件(16)和固定到变速器壳体上的反应部件(18)，轴承座部件通过至少两个连接元件(17)而连接到反应部件，两个元件间隔开使得它们实际上与轴承座部件和反应部件一起作用，以便形成平行四边形连杆机构，平行四边形连杆机构使得轴承座能够在一个方向上相对于反应部件相对自由地移动，同时使得轴承座在与所述方向正交的两个方向上相对地限制以防止运动。

Description

一种用于电动助力转向装置的变速器
技术领域
本发明涉及电动助力转向装置的改进，特别涉及用于在包括蜗杆和蜗轮组件的类型的电动助力转向系统中使用的变速器组件，所述蜗杆和蜗轮组件用于将转矩从电动机传递到操作地联接到所述电动机的转向轴或输出轴。
背景技术
已知的是，提供一种用于车辆的动力转向系统，该系统包括：具有定子和转子的电动机；输入轴，所述输入轴操作地连接到转子并且适于与所述转子一起旋转；与转向轴相关联的输出轴；和变速器，所述变速器适于将转矩从输入轴传递到输出轴，以响应由转矩传感器产生的输出轴中的转矩的测量。电动机通常被这样操作：随着所测量的转矩增加而将增加的转矩施加到输出轴，从而施加帮助减少使车辆转向所需的力的辅助。
在一种简单的布置中，输入轴承载蜗杆，输出轴承载着蜗轮。蜗杆与蜗轮的齿相啮合以便传递转矩。该系统是简单和牢固的，同时以少的组件数量提供相对高的传动比。但是，由于蜗杆与蜗轮之间的不正确啮合，在这种变速器中存在噪音和振动的问题。
在蜗杆的齿与蜗轮的齿之间存在过大的间隙的情况下传递零转矩或低转矩时，在蜗杆与蜗轮的轴线之间具有固定的中心距的用于电动助力转向系统的蜗杆与蜗轮的变速器容易发生咔哒声响。替代地，如果在蜗杆与蜗轮之间存在强制啮合，则由于齿之间的干涉而容易产生高摩擦。
在申请人的较早专利EP1087883Bl中教导了该问题的解决方案。该文献公开了一种变速器组件，所述变速器组件包括位于或接近于电动机端的蜗杆轴主轴承的中心处的枢转装置，以便允许蜗杆轴轴线围绕其标称位置在蜗轮的平面内转过小角度，所述小角度通常小于正/负0.5度。尾轴承的外座圈被具有足够力的弹簧朝向蜗轮偏置，以在变速器的输出扭矩为0至(通常为)4Nm左右的水平时确保蜗杆齿与蜗轮齿保持双侧面接触。这消除了低转矩下蜗杆齿与蜗轮齿之间的齿隙，从而防止发生咔哒声响。
尾轴承的外座圈通常被引导，使得所述外座圈只能在蜗轮的平面中移动。该引导由这样的部件提供，所述部件插入到变速器壳体中并具有短槽，轴承的外座圈能够沿着所述短槽滑动通常最大为正/负0.5毫米左右。有时被称为“椭圆环”的导向部件必须设计成使其本身不会成为另外的咔哒声响的源。因此，所述导向部件必须轻轻地抓住尾轴承的外座圈的相对侧，而不产生足够的摩擦，以防止其相当自由地滑动的能力。同时必须防止由于蜗轮齿螺旋角的影响而产生的垂直于蜗轮平面的轴承的显著偏转。这些要求通常是相冲突的要求，需要高度非线性型的横向柔性以实现令人满意的性能。
椭圆环还可以包含软止动件，所述软止动件将防止当在更高的转矩下尾轴承被蜗轮齿分离力所强制到槽的一个端部时的能够听到的撞击。虽然该布置效果良好，但是它可能导致轴承的小量、非期望的横向移动以及一起的对该轴承沿槽运动的过多的摩擦限制。
发明内容
根据第一方面，提供了一种用于这样的类型的电动助力转向系统中使用的变速器，在所述类型的电动助力转向系统中，电动机通过变速器连接到转向机构的一部分，变速器包括壳体、由蜗杆轴承载的蜗杆、和由输出轴承载的蜗轮，蜗杆轴相对于壳体被尾轴承组件所支撑，其中轴承组件相对于变速器壳体被轴承座定位，该座包括固定到轴承组件的轴承座部件和固定到变速器壳体上的反应部件，轴承座部件通过至少两个连接元件而被连接到反应部件，两个元件被间隔开使得它们实际上与轴承座部件和反应部件一起作用，以便形成平行四边形连杆机构，该平行四边形连杆机构使得轴承座能够在一个方向上相对于反应部件相对自由地移动，同时在与所述方向正交的两个方向上使得所述轴承座被相对地限制移动。
平行四边形连杆机构，其中两个元件、轴承座和反应部件因此形成连杆机构的四个杆，该连杆机构使得轴承座部件以及因此的轴承组件能够在一个方向F1上平移，而不会在另外两个正交的方向(特别是与蜗杆轴的轴线正交的方向F2)上平移。这提供了对轴承组件的运动的控制，以及因此提供对蜗杆轴的运动的控制。
连杆中的每个可以包括板簧，弹簧的一个端部连接到轴承座部件，另一个端部连接到反应部件。每个板簧可以包括大致平坦的细长部分，弹簧在移动要被限制的方向上相对较宽，而在允许作为平行四边形的部分而偏转的方向上相对较薄。
每个板簧可以包括钢制板簧。钢是优选的材料，因为它相对易于以较低的成本来工作，不容易疲劳并且是可预测的。其他材料也可以使用，例如复合材料板簧。板簧可以在一个运动位置平行于蜗杆轴的标称轴线，也可以在另一位置与蜗杆轴的标称轴线稍微成一定角度。
例如在蜗杆轴直接位于蜗轮上方的情况下，连杆机构的每个元件使得轴承组件能够相对自由地上下移动，同时限制任何侧向到侧向的运动。当然，由于轴承组件固定到轴承座上，结果是连杆机构控制了该轴承组件的运动。
板簧这个词表示一种弹簧元件，其在一个端部处固定到轴承座，而在另一个端部处固定到反应部件上，所述弹簧元件是弹性的，使得当其处于负载下时可以弯曲。
板簧通过弯曲实现期望的偏转，但是在一个替代方案中，该元件可以包括刚性元件，所述刚性元件通过枢轴被连接到轴承座部件和反应部件，所述刚性元件的旋转使得连杆机构能够移动。
通过使用合适的元件，可以提供弯曲和枢转的组合。
轴承座部件和反应部件中的每个可以是大体上环形的，具有内径和外径，所述两个部件沿共同的轴线偏移一定距离，所述距离取决于两个板簧的长度。两个环形部件可以具有孔，蜗杆轴穿过所述孔。像这样，每个部件通常可以包括环形构件。
轴承座部件和反应部件可以沿着蜗杆轴向地间隔开，使得每个板簧也大体上在沿着该轴的轴线方向上延伸，以便桥接该座部件与反应部件之间的间隙。
通过将轴承组件的至少部分定位在轴承座部件中的环形凹部中，轴承组件可以被固定到轴承座部件。同样地，通过将反应部件定位在壳体中的凹部中，反应部件可以被固定到变速器壳体。
两个板簧中的一个可以位于蜗杆轴的轴线的第一侧，另一个板簧可以位于蜗杆轴的轴线的相对的侧。
通过将反应部件定位在变速器壳体中的孔内，反应部件可以被连接到变速器。该孔可以是环形的，孔的内径近似等于反应部件的外径。孔与外径之间可以具有过盈配合。
尾轴承组件可以包括：具有凹槽的大体圆柱形的内座圈；具有凹槽的大体圆柱形的外座圈；和位于内座圈与外座圈之间的多个球轴承。
在轴承座部件的旁边可以存在间隙，以便允许轴承座部件相对于反应部件的移动。优选地，当偏转约为0.5mm时，使轴承座部件垂直地相对于反应部件偏转的力不应超过约5牛顿。要注意的是，在冲击负载的情况下，在一侧到另一侧的方向上作用在尾轴承上的力可以超过500牛顿。因此，在设计中应该考虑板簧抵抗屈曲的横向稳定性。优选地，板簧由弹簧级钢制成。
通过将部件包覆成型到板簧上的过程，两个元件可以被附接到轴承座部件和/或到反应部件。因此，一旦被包覆成型，所述两个元件可以整合到两个部件。
两个元件可以在一个端部处连接在一起以便形成单个U形部分，其中连接部分在大体上竖直的平面中延伸并且位于蜗杆轴的端部的外侧。该连接部分可以是刚性的，或者也可以能够弯曲以使得元件能够作为平行连杆机构运动。
通过由弯曲成U形的单个线材所形成的每个板簧可以方便地实现U形部件。替代地，一对弹簧也可以形成为一对U形弯曲线材，每根所述线材都处于竖直平面并且分开与板簧的宽度相似的距离。
在改进中，轴承座可以包括一对调节环，其中反应部件可以经由一对调节环而安装到变速器壳体，所述一对调节环提供对蜗杆轴相对于蜗轮轴线的向外行程的调节。向外行程这个词表示在设置平行连杆机构的情况下在平行连杆机构的运动方向上的行程。
调节环可以包括位置环和调节器环，其中使用的位置环位于变速器壳体中的凹部内并且成形为使得所述位置环可以相对于变速器壳体以至少两个不同的角度方位来定位，位置环具有限定内周壁的孔，孔的轴线取决于所述位置环相对于变速器壳体处于两个位置中的哪一个位置而位于不同的平面中，并且其中，使用的调节器环位于位置环的孔内并且被成形为使得所述调节器环可以在孔中以至少两个不同位置定向，调节器环还包括孔，所述调节器环的孔的轴线平行于位置环中的孔的轴线，但是从所述位置环中的孔的轴线偏移一定量，所述量取决于所述调节器环处于至少两个位置中的哪一个位置，并且其中，调节器环支撑轴承座的反应部件。
通过设置两个可以在至少两个不同位置设置的调节环，每个环的孔的轴线对于每个位置处于不同的平面中，可以按使得轴承座的轴线能够调整的方式将两个环定向。
优选地，位置环中的孔是圆柱形的，和/或调节环的外壁也是可调节的，从而使得能够通过在组装期间将部件旋转到期望位置来实现无限数量的不同角度位置，并因此实现轴承座的轴线的细微变化。
例如，位置环的内孔和调节器环的外径可以与相对于蜗杆轴的标称轴线水平地偏移的轴线同心。
因此，两个调节环可以被布置成通过旋转或以其他方式改变它们的相对位置来提供在朝向/远离蜗轮的径向方向上对该尾轴承的轴线的调节。
在一个位置，位置环的外径可以与标称蜗杆轴轴线位置同心，而位置环的内径可以在非常小但相对于变速器壳体大体上垂直的位移中偏移小尺寸。调节环的外径可以相对于其内径相似地偏移，当在使用时内径与标称蜗杆轴轴线同心。
当在中间调节位置以所述环的相对角度方位来组装时，所述两个调节环的外径与内径同心。当被插入到次级组装的一对环时，反应部件因此与位置环的外径同心，并且因此与标称蜗杆轴线同心。此后，如果该调节器环相对于位置环旋转了几度，则位置环移动非常小但相对于变速器壳体大体上垂直的位移。
在所有的径向方向上，轴承座部件与调节器环之间可以存在间隙。这使得“支在弹簧上的蜗杆”的垂直运动能够发生。为了防止噪音，例如软橡胶限位挡块(所谓的“软止动件”)的缓冲元件可以位于尾轴承的外径与调节器环的内径之间，当在较高转矩下蜗杆轴在被强制离开蜗轮时这防止了撞击噪音。虽然橡胶方便，但所述缓冲元件也可以是任何弹性体或者其它的软弹性材料或任何其它的小弹簧。
调节器环可以具有杆，组装者可将力施加在所述杆上，导致调节器环相对于位置环旋转。
棘轮装置可以结合到位置环的外缘和调节器环的杆中，以便有助于任何相对角度调节的进行和保持。
尽管已经描述调节环用于与座部件/反应部件组合使用，但轴承组件也可以直接安装到调节环，并且可以设置允许一些径向运动的替代装置，例如申请人较早的椭圆形轴承布置。我们保留为调节环的特征获得单独保护的权利。
因此，在另一方面，本发明提供了一种用于这样的类型的电动助力转向系统中使用的变速器，在所述类型的电动助力转向系统中，电动机通过变速器连接到转向机构的一部分，变速器包括壳体、由蜗杆轴承载的蜗杆、和由输出轴承载的蜗轮，蜗杆轴相对于壳体被尾轴承组件所支撑，其中轴承组件通过一对调节环相对于变速器的壳体而被支撑，所述一对调节环通过调节环的相对角度运动提供对蜗杆轴相对于蜗轮轴线的向外行程的调节。
调节环可以包括位置环和调节器环，其中，使用的位置环位于变速器壳体中的凹部内并且成形为使得所述位置环可以相对于变速器壳体以至少两个不同的角度方位来定位，位置环具有限定内周壁的孔，孔的轴线取决于所述位置环相对于变速器壳体处于两个位置中的哪一个位置而位于不同的平面中，并且其中，使用的调节器环位于位置环的孔内并且被成形为使得所述调节器环可以在孔中以至少两个不同位置定向，调节器环还包括孔，所述调节器环的孔的轴线平行于位置环中的孔的轴线，但是从所述位置环中的孔的轴线偏移一定量，所述量取决于所述调节器环处于至少两个位置中的哪一个位置，并且其中，调节器环支撑尾轴承组件。
轴承组件可以包括单座圈深球沟球轴承。
内座圈和外座圈可以围绕共同的轴线布置，如在轴承制造领域所公知的那样。
轴承壳体可以位于孔内，所述轴承壳体具有接合阶梯部的一个面，所述阶梯部可以由孔的基部(设置有盲孔)所限定，以防止所述轴承壳体轴向移动。
根据另外的方面，提供了一种这样的类型的电动助力转向系统，在所述类型的电动助力转向系统中，通过由蜗杆轴承载的蜗杆和由输出杆承载的蜗轮，电动机连接到转向机构的一部分，所述输出轴操作地联接到转向机构，该轴被支撑在尾轴承组件中，其中，轴承组件通过轴承座而相对于变速器壳体定位，该座包括具有凹部的轴承座部件和安装到变速器壳体上的反应部件，所述轴承座部件被固定到轴承组件，轴承座部件通过至少两个板簧而连接到反应部件，以便定位该尾轴承组件，两个板簧间隔开使得它们实际上充当平行四边形连杆机构，以便使得轴承座能够在一个方向上相对于反应部件相对自由地移动，同时使得所述轴承座在与所述平面正交的两个平面中被相对地限制运动。
轴承座可以包括一对调节环，其中，反应部件可以经由一对调节环安装到变速器壳体，所述一对调节环提供对蜗杆轴相对于蜗轮轴线的向外行程的调节。
调节环可以包括位置环和调节器环，其中，使用的位置环位于变速器壳体中的凹部内并且成形为使得所述位置环可以相对于变速器壳体以至少两个不同的角度方位来定位，位置环具有限定内周壁的孔，孔的轴线取决于所述位置环相对于变速器壳体处于至少两个位置中的哪一个位置而位于不同的平面中，并且其中，使用的调节器环位于位置环的孔内并且被成形为使得所述调节器环可以在孔中以至少两个不同位置定向，调节器环还包括孔，所述调节器环的孔的轴线平行于位置环中的孔的轴线，但是从所述位置环中的孔的轴线偏移一定量，所述量取决于所述调节器环处于至少两个位置中的哪一个位置，并且其中，调节器环支撑轴承座的反应部件。
本发明的第二层面可以包含本发明的第一层面的任何特征，另外还包括调节环。
附图说明
现在将参考附图仅通过示例来描述本发明的若干实施例，附图中：
图1是电动助力转向系统的实施例的关键机械部件的示意图；
图2是在图1的装置中使用以便从电动机传递转矩的蜗杆和蜗轮的主要部件的第一轴测图；
图3是图2所示类型的变速器的实施例的透视图；
图4是用于定位图3的A部分中所示的变速器的主轴承的第一布置的局部剖视放大视图；
图5是除了图6至图8以外的图3和图4的轴承座和反应部件的视图；
图6是图1至图3的实施例，并且是图4的布置的替代实施例；
图7示出了图5和图6的实施例的位置环、调节器环、轴承座和反应部件的详细视图的分解图；
图8示出了图7的组件的装配后的视图；
图9和图10从略微不同的角度示出了图6至8的位置环；
图11示出了图6至8的调节器环；
图12(a)示出了包括脊形部分的位置环；
图12(b)示出了具有脊形杆的调节器环；
图13(a)和图13(b)示出了用于在本发明的任何实施例中使用的各种弹簧类型的实施例；而
图14(a)～(c)示出了处于相对运动的各种位置的轴承座和反应部件。
具体实施方式
附图的图1示出了用于车辆的转向装置。该装置包括电动机1，所述电动机作用于输入轴2并作用到蜗杆和蜗轮型的变速器4。转向柱5承载转矩传感器6，所述转矩传感器适于测量由转向柱5承载的转矩。该转矩由驾驶员转动转向盘150而产生。来自该传感器6的输出信号T被馈送到信号处理装置(所述信号处理装置为数字信号处理器7的形式)。信号处理器7生成表示电动机1所需的转矩的电动机驱动信号，该信号通过电线8施加到电动机驱动电路9。
变速器4的部件在附图的图2和图3中更详细地示出。图2示出了蜗杆轴15和蜗轮10，而图3示出了本发明的实施例中的这些部件。电动机1的输出轴2承载蜗杆轴15，另一个输出轴(未示出)则承载蜗轮10。在蜗杆轴15上承载的蜗杆的齿15a与蜗轮10的齿10a互相啮合，以便传递来自电动机1的转矩。
变速器4设置有可调整的轴心距离，其中蜗杆15a被压入与蜗轮10啮合，使得接合齿的两侧(齿面)至少在传递零转矩或低转矩时接触。
蜗杆轴15在一个端部处被固定到主球轴承11的内圈，所述主球轴承11的外圈又被轴向和径向地支撑在变速器壳体(见图1中的12)中。主球轴承11向蜗杆轴15提供足够的角度自由度，使得所述蜗杆轴能够充分地铰接(即，围绕平行于蜗轮10的轴线的轴线枢转)，以适应组件的公差、温度变化和磨损。如所示，主轴承11位于蜗杆轴15的驱动端(即联接到电动机1的端部)处。
在相对的端部上(框A中所示)，蜗杆轴15被配合到轴承组件13，特别是配合到尾轴承组件。轴承13相对于变速器壳体12仅被径向支撑。轴承13不提供蜗杆轴15的轴向控制。但是，轴承13在一个径向方向(一侧到另一侧)受到限制，但具有少量自由度以便在径向方向上以垂直角度(当蜗杆轴15正好位于蜗轮10上方时，上下地)平移。所述后者方向的取向使得蜗杆轴15能够围绕主轴承11枢转，并因此移动而进入和离开与蜗轮10的啮合。
对该实施例中尾轴承13的径向移动的所需的限制是通过将尾轴承13支撑在轴承座3中来实现的，所述轴承座包括轴承座部件16、两个元件17和反应部件18，所述轴承座又固定到变速器壳体12。所述两个元件、座部件和反应部件一起形成四连杆平行连杆机构的四个杆。这控制轴承组件在F2和F3两个方向上的运动。在该实施例中，球轴承被压到蜗杆上，并且不需要沿着蜗杆轴的轴线的方向F1上的额外限制。
所示的两个元件包括平行的板簧17，而这些板簧将轴承座部件16与反应部件18的至少部分连接，所述反应部件被刚性地安装在变速器壳体12中。轴承座部件沿蜗杆轴的轴线F1方向从反应部件偏移。当反应部件18刚性地安装在变速器壳体12中时，它不会相对于变速器壳体12移动。当具有Y-Y方向的分量的力被施加在蜗杆上时，由弹簧连接到反应部件18的轴承座部件16相对于反应部件18如图5所示在F3方向上沿着线Y-Y移动到间隙中。这是因为，弹簧17相对于在蜗杆轴线的方向(F1)上和在涡轮轴线的方向(F2)上作用在轴承13上的力来说是相对刚性的，但是在轴承自由运动的预期方向(F3，沿Y-Y线)上是相对柔性的。(Y-Y)方向上平行四边形运动的三个阶段在图14(a)至图14(c)中示出。图14(a)示出了处于中性位置的轴承座部件16和反应部件18。图14(b)示出了在(Y-Y)方向上向上移动后在该方向上受力的轴承座16，而图14(c)示出了在(Y-Y)方向上受力后、在(Y-Y)方向上向下移动后的(Y-Y)的情况。
实际上，假如在尾轴承13与其座3之间允许少量的轴向移动，那么在方向F1上作用在尾部球轴承13上的负载接近零。例如，尾轴承13可以滑动配合在座3中，和/或可以安装在轴承座16中的O形环中，和/或可以经由O形环安装到蜗杆轴15，所述O形环将相对高的径向刚度与相对低的轴向刚度结合起来，在后一种情况下橡胶在剪切中起作用。替代地，该球轴承13可以由滚针轴承或滚柱轴承代替。要注意的是，在蜗杆的电动机1端部处存在“主”球轴承11，其功能包括支撑轴向力，所述轴向力由蜗轮10施加在蜗杆轴15上(见图3)。
在图5至图11所示的第二实施例中，尾轴承组件11、包括轴承座部件的轴承座3、弹簧17和定位组件3的反应部件18以与第一实施例的轴承座16、弹簧17和反应部件18相同的方式运行。但是，座3还包括一对调节环19、20。轴承座部件16经由调节环19、20而安装到变速器壳体12，所述调节环对蜗杆轴相对于蜗轮轴线(即，中心点)的向外行程提供调节，在蜗轮10直接位于蜗杆轴15上方的情况下使用时所述蜗杆轴能够围绕所述中心点上下移动。
调节环包括位置环20和调节器环19。使用的位置环20位于变速器壳体12中的凹部内，并且成形为使得所述位置环可以相对于变速器壳体12以至少两个不同的角度方位定位。位置环20具有限定内周壁24的孔34，所述孔的轴线取决于所述位置环相对于变速器壳体12处于两个位置中的哪一个位置而位于不同的平面中。使用的调节器环19位于位置环20的孔34内并且被成形为使得所述调节器环可以在孔34中以至少两个不同位置定向。
调节器环19还包括孔36，所述孔的轴线平行于位置环20中的孔34的轴线但是从所述位置环中的孔的轴线偏离一定量，所述量取决于所述调节器环处于至少两个位置中的哪一个位置，并且其中调节器环19支撑该轴承座的反应部件18。
通过设置两个可以在至少两个不同位置设置的调节环19、20，每个环19、20的孔34、36的轴线对于每个位置处于不同的平面中，可以按照使得轴承座的轴线可以被调整的方式将两个环19、20定向。
优选地，位置环20中的孔34如图所示是圆柱形的，和/或调节环的外壁也是可调节的，从而使得能够通过在组装期间将部件旋转到期望位置来实现无限数量的不同角度位置，并因此实现轴承座的轴线的细微变化。
因此，两个调节环34、36被布置成通过旋转或以其他方式改变它们的相对位置来提供在朝向/远离蜗轮10的径向方向上对尾轴承11的轴线的调节。
在一个位置中，位置环20的外径23与标称蜗杆轴15轴线位置同心，而所述位置环的内径23在如图8所示的箭头F2的方向(或者在相反的方向)上偏移小的尺寸。调节器环19的外径21类似地相对于其内径22偏移，后者与标称蜗杆轴15轴线同心。
当在中间调整位置中以环19、20的相对角度方位组装时，调节环19、20具有同心的外径23和内径22。当如图8所示被插入到次级组装的一对环时，反应部件18因此与位置环20的外径23同心，并且因此与标称蜗杆轴线标称地同心。此后，如果(优选地通过将力施加在调节器环19的杆27上)将调节器环19相对于位置环20旋转几度，则位置环20移动非常小的但相对于变速器壳体12大体上垂直的位移。
应当注意的是，在所有的径向方向上，在轴承座16与调节器环19之间存在间隙。这使得“支在弹簧上的蜗杆”的垂直运动能够发生。但是，存在着可选的橡胶限位挡块40＝(所谓的“软止动件”)，所述橡胶限位挡块被结合到轴承座16的外径中，所述轴承座在穿过蜗杆轴线的竖直平面上居中并且当在更高的转矩下蜗杆轴15被强制离开蜗轮10时防止撞击噪音。来自调节器环19的弓形突出部25提供用于让软止动件紧靠作用的抵靠部。所述突出部周向延伸足够的角度，以确保所述突出部的一些部分在每个可能的调节设置下与软止动件对准。
棘轮装置可以结合到调节器环19的轮缘和位置环20的轮缘中，以便有助于调节的进行和保持。在一个实施例中，棘轮装置包括：位置环20上的脊形部分33；和在调节器环19上的具有脊形部分的杆34。在安装期间，组装者可以在杆34上施加足够的力，导致调节环19相对于位置环20旋转。位置环20的脊形部分33和杆34的脊形部分35相接合，因此当组装者停止向杆34施加旋转力时，调节环19和位置环20由于脊的机械接合而保持就位。位置环20的脊形部分33和杆34的脊形部分35在图12(a)和图12(b)中示出。
已经描述调节环19、20用于与座部件/反应部件组合使用，轴承组件可以被直接安装到调节环19、20并且可以设置允许一些径向运动的替代装置。
图13(a)至图13(d)示出了在本发明的任何实施例中可以使用的一些弹簧17。
在图13(a)中，弹簧17是两个扁平件29(优选地为钢，更优选地为弹簧钢)。图13(b)示出了U形弹簧30，所述U形弹簧可以通过弯曲一个平坦的金属片或者将两个如图13(a)所示的平坦片29附接到第三个平坦弹簧片来形成。
弹簧17可以在模制时被附接或者形成为轴承座13的部分。这示出在图5和图8中。但是替代地，弹簧17可以被附接到反应部件18，使得所述反应部件与轴承座13接合。通过将部件16、18包覆模制到板簧17上，弹簧还可以被附接到轴承座16和反应部件18。

Claims (17)

1.一种用于在这样的类型的电动助力转向系统中使用的变速器，在所述类型的电动助力转向系统中，电动机通过所述变速器连接到转向机构的部分，所述变速器包括壳体、由蜗杆轴所承载的蜗杆和由输出轴所承载的蜗轮，所述蜗杆轴被尾轴承组件相对于所述壳体支撑，其中所述轴承组件被轴承座相对于所述变速器壳体定位，所述轴承座包括固定到所述轴承组件的轴承座部件和固定到所述变速器壳体上的反应部件，所述轴承座部件通过至少两个连接元件而连接到所述反应部件，所述两个连接元件间隔开，从而使得它们实际上与所述轴承座部件和所述反应部件一起作用，以便形成平行四边形连杆机构，所述平行四边形连杆机构使得所述轴承座能够在一个方向上相对于所述反应部件相对自由地移动，同时使得所述轴承座在与所述方向正交的两个方向上被相对地限制以防止运动。
2.如权利要求1所述的变速器，其中，每个所述元件包括板簧。
3.如权利要求1或2所述的变速器，其中，所述轴承座部件和所述反应部件中的每个是大体上环形的并且具有内径和外径，所述两个部件沿共同的轴线偏移一定距离，所述距离取决于所述两个板簧的长度。
4.如前述权利要求中任一项所述的变速器，其中，通过将所述反应部件定位在所述变速器壳体中的孔内，所述反应部件连接到所述变速器。
5.如前述权利要求中任一项所述的变速器，其中，所述连接元件由弹簧级钢制成。
6.如前述权利要求中任一项所述的变速器，其中，通过将所述部件包覆成型到所述板簧上的过程，所述连接元件被附接到所述轴承座部件和/或被附接到所述反应部件。
7.如前述权利要求中任一项所述的变速器，其中，所述反应部件经由一对调节环安装到所述变速器壳体，所述一对调节环提供对所述蜗杆轴相对于所述蜗轮轴线的向外行程的调节。
8.如权利要求7所述的变速器，其中，所述调节环包括位置环和调节器环，其中，使用的所述位置环位于所述变速器壳体中的凹部内并且成形为使得所述调节器环能够相对于所述变速器壳体以至少两个不同的角度方位来定位，所述位置环具有限定内周壁的孔，所述孔的轴线相对于所述变速器壳体中的所述凹部的轴线位于不同的平面中，并且其中使用的所述调节器环位于所述位置环的孔内并且被成形为使得所述调节器环能够在所述孔中在至少两个不同位置定向，所述调节器环还包括孔，所述调节器环的孔的轴线平行于所述位置环中的孔的轴线，但是从所述位置环中的孔的轴线偏移一定量，所述量取决于所述调节器环处于所述至少两个位置中的哪一个位置，并且其中所述调节器环支撑所述轴承座的反应部件。
9.如权利要求8所述的变速器，其中，所述位置环中的所述孔是圆柱形的，和/或所述调节环的外壁也是能够调节的，从而使得能够通过在组装期间将所述部件旋转到期望位置来实现无限数量的不同角度位置，并因此实现所述轴承座的轴线的细微变化。
10.如权利要求8或9所述的变速器，其中，在一个位置中，所述位置环的外径与所述标称蜗杆轴轴线位置同心，而所述位置环的内径以非常小但相对于所述变速器壳体大体上水平的位移来偏移小尺寸，同时所述调节环的外径相对于其内径相似地偏移，当处于一个调节位置时所述调节环的内径与所述标称蜗杆轴轴线同心。
11.如权利要求8至10中任一项所述的变速器，其中，当在中间调节位置以所述调节环的相对角度方位来组装时，所述两个调节环的外径与内径同心。
12.如权利要求8至11中任一项所述的变速器，其中，在所有径向方向上，在所述轴承座部件与所述调节器环之间存在间隙。
13.如权利要求8至12中任一项所述的变速器，其中，所述调节器环具有杆，组装者能够将力施加在所述杆上以使所述调节器环相对于所述位置环旋转。
14.如权利要求8至13中任一项所述的变速器，其中，棘轮装置被结合到所述位置环的外缘和所述调节器环的杆中，以便有助于任何相对角度调节的进行和保持。
15.一种这样的类型的电动助力转向系统，在所述类型的电动助力转向系统中，通过由蜗杆轴所承载的蜗杆和由输出轴所承载的蜗轮，电动机连接到转向机构的一部分，所述输出轴操作地联接到所述转向机构，所述蜗杆轴被支撑在尾轴承组件中，其中所述轴承组件被轴承座相对于所述变速器壳体定位，所述轴承座包括反应部件和具有凹部的轴承座部件，所述轴承座部件被固定到所述轴承组件，所述反应部件被安装到所述变速器壳体，所述轴承座部件通过至少两个板簧连接到所述反应部件以便定位所述尾轴承组件，所述两个板簧间隔开，从而使得它们实际上充当平行四边形连杆机构，以便使得所述轴承座能够在一个方向上相对于所述反应部件相对自由地移动，同时使得所述轴承座在与所述平面正交的两个平面中被相对地限制以防止运动。
16.如权利要求15所述的电动助力转向系统，其中，所述反应部件经由一对调节环而安装到所述变速器壳体，所述一对调节环提供对所述蜗杆轴相对于所述蜗轮轴线的向外行程的调节。
17.如权利要求15或16所述的电动助力转向系统，其中，所述调节环包括位置环和调节器环，其中，使用的所述位置环位于所述变速器壳体中的所述凹部内并且成形为使得所述位置环能够相对于所述变速器壳体以至少两个不同的角度方位来定位，所述位置环具有限定内周壁的孔，所述孔的轴线取决于所述位置环相对于所述变速器壳体处于所述两个位置中的哪一个位置而位于不同的平面中，并且其中，使用的所述调节器环位于所述位置环的孔内并且被成形为使得所述调节器环能够在所述孔中在至少两个不同位置定向，所述调节器环还包括孔，所述调节器环的孔的轴线平行于所述位置环中的孔的轴线，但是从所述位置环中的孔的轴线偏移一定量，所述量取决于所述调节器环处于所述至少两个位置中的哪一个位置，并且其中，所述调节器环支撑所述轴承座的反应部件。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201504958D0 (en) * 2015-03-24 2015-05-06 Trw Ltd A gearbox assembly for an electric power steering assembly
GB201616486D0 (en) 2016-09-28 2016-11-09 Trw Limited A gearbox assembly for an electric power steering apparatus
KR101957349B1 (ko) * 2016-12-29 2019-06-19 이래에이엠에스 주식회사 전동식 파워 스티어링 시스템
EP3770718B1 (en) * 2018-03-19 2022-12-28 Alps Alpine Co., Ltd. Input device
KR102033558B1 (ko) * 2018-05-18 2019-10-17 주식회사 만도 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기
KR102692481B1 (ko) * 2019-02-12 2024-08-07 현대자동차주식회사 전동 조향장치의 노이즈 저감 장치
DE102019115232A1 (de) * 2019-06-05 2020-12-10 Zf Automotive Germany Gmbh Elektromechanisch unterstütztes Lenksystem
DE102020201761A1 (de) * 2020-02-12 2021-08-12 Thyssenkrupp Ag Lageranordnung
GB2611512A (en) 2021-07-23 2023-04-12 Zf Steering Systems Poland Sp Z O O A gearbox assembly for an electric power steering apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1633375A (zh) * 2003-02-20 2005-06-29 日本精工株式会社 电动转向装置
CN1738983A (zh) * 2003-06-25 2006-02-22 日本精工株式会社 蜗轮减速器及电动式动力转向装置
CN101734279A (zh) * 2008-11-12 2010-06-16 万都株式会社 电子助力转向装置中的减速器
CN102649445A (zh) * 2011-02-24 2012-08-29 株式会社昭和 电动助力转向装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2335606A (en) * 1942-09-04 1943-11-30 Michigan Tool Co Worm-gear mounting
CH434928A (it) * 1965-09-17 1967-04-30 Fiat Spa Dispositivo per comandare la traslazione a differenti velocità di slitte di macchine utensili
JPH1068995A (ja) 1996-08-26 1998-03-10 Hitachi Denshi Ltd ウォーム歯車バックラッシュ除去機構
GB9718574D0 (en) * 1997-09-03 1997-11-05 Lucas Ind Plc Improvements relating to gears
DE19811977A1 (de) 1998-03-19 1999-09-30 Mannesmann Vdo Ag Schneckengetriebe
GB9812844D0 (en) 1998-06-16 1998-08-12 Lucas Ind Plc Improvements relating to electrical power assisted steering
DE19952869A1 (de) * 1999-11-03 2001-05-10 Flender A F & Co Lagerbuchse
FR2808759B1 (fr) * 2000-05-10 2005-08-26 Koyo Seiko Co Appareil de direction assistee electrique
JP2003166602A (ja) 2001-11-29 2003-06-13 Hitachi Kokusai Electric Inc ウォームホイール回転伝達方法及びウォーム歯車回転伝達装置
JP2005256930A (ja) 2004-03-11 2005-09-22 Hitachi Kokusai Electric Inc ウォーム歯車機構及びカメラ旋回装置
JP2006044449A (ja) * 2004-08-04 2006-02-16 Favess Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2006175891A (ja) 2004-12-20 2006-07-06 Favess Co Ltd 電動パワーステアリング装置
FR2880661B1 (fr) * 2005-01-10 2008-08-08 Timken France Soc Par Actions Module de roulement
US7721616B2 (en) * 2005-12-05 2010-05-25 Gm Global Technology Operations, Inc. Sprung gear set and method
GB0611718D0 (en) * 2006-06-14 2006-07-26 Trw Lucasvarity Electric Steer Improvements relating to electric power assisted steering systems
JP2009286387A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Hyundai Motor Co Ltd 電動式パワーステアリング装置の騒音低減装置
JP4866931B2 (ja) * 2009-03-24 2012-02-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーステアリング装置
KR20110025256A (ko) * 2009-09-04 2011-03-10 (주)유스텍 위치 결정용 핀
JP5641195B2 (ja) * 2010-04-13 2014-12-17 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
JP5708981B2 (ja) * 2010-09-09 2015-04-30 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
FR2972514B1 (fr) * 2011-03-09 2013-09-06 Skf Ab Dispositif de compensation d'usure pour engrenage.
DE102011015883A1 (de) * 2011-04-04 2012-10-04 Thyssenkrupp Presta Ag Elektromechanische Servolenkung mit Spielausgleich für das Schneckenradgetriebe
JP2013184502A (ja) 2012-03-06 2013-09-19 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
EP2842835A4 (en) * 2012-04-25 2016-04-06 Jtekt Corp ELECTRICAL POWER STEERING DEVICE
JP6129774B2 (ja) * 2014-03-24 2017-05-17 株式会社ショーワ パワーステアリング装置
KR102281674B1 (ko) * 2015-01-12 2021-07-27 주식회사 만도 자동차의 감속기
DE102017219395A1 (de) * 2017-10-27 2019-05-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorspanneinrichtung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1633375A (zh) * 2003-02-20 2005-06-29 日本精工株式会社 电动转向装置
CN1738983A (zh) * 2003-06-25 2006-02-22 日本精工株式会社 蜗轮减速器及电动式动力转向装置
CN101734279A (zh) * 2008-11-12 2010-06-16 万都株式会社 电子助力转向装置中的减速器
CN102649445A (zh) * 2011-02-24 2012-08-29 株式会社昭和 电动助力转向装置

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