CN107914761A - 电动助力转向装置的减速器 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种电动助力转向装置的减速器。本公开的实施例提供了一种电动助力转向装置的减速器，其包括：蜗杆轴，其具有分别联接到与马达轴连接的一个端部和与该端部相对的另一端部的第一蜗杆轴轴承和第二蜗杆轴轴承；齿轮箱，其容纳第一蜗杆轴轴承、第二蜗杆轴轴承和蜗杆轴；以及支撑构件，其联接到齿轮箱的内周表面以便将第二蜗杆轴的外轴承套朝向蜗轮支撑，并且填充有粘弹性流体。

Description

电动助力转向装置的减速器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年10月5日提交的申请号为10-2016-0128180的韩国专利申请的优先权，该申请通过引用并入本文，视为在此完全阐述。
技术领域
本公开涉及一种电动助力转向装置(electric power steering device)的减速器。更特别地，本公开涉及一种电动助力转向装置的减速器，其中防止了由蜗杆和蜗轮磨损而造成的任何间隙，减少了从路面转移的冲击造成的撞击噪音(rattle noise)，并且使由旋转扭矩的变化造成的间隙的变化量最小化，从而准确地协助驾驶员的方向盘操作力。
背景技术
通常，电动助力转向装置的减速器根据车辆行驶状态通过设置在车辆中的电子控制装置来控制马达的驱动，将由马达驱动造成的蜗杆轴的旋转力增加到由驾驶员操作的方向盘的旋转力，并将其转移到方向盘，从而平稳且稳定地保持驾驶员的转向/驾驶状态。
然而，这种电动助力转向装置的减速器的问题在于由马达驱动而旋转的蜗杆和蜗轮的长期使用及随后的磨损而造成的间隙可能产生噪声，或者由于蜗轮受潮而造成的间隙变化可能产生噪声。
另一个问题在于噪声可能由从路面通过车轮和转向轴传递的冲击声以及蜗杆和蜗轮的反冲产生。
还有另一个问题在于，由于上述问题，不可能准确地提供辅助驾驶员的方向盘操作力的转向助力。
发明内容
在该背景下，本公开的一个方面是提供一种电动助力转向装置的减速器，其中防止了由蜗杆和蜗轮磨损或蜗轮受潮而造成的任何间隙，减少了从路面转移的冲击造成的撞击噪音，并且使由旋转扭矩的变化造成的间隙的变化量最小化，从而准确地协助驾驶员的方向盘操作力。
此外，本公开的方面不限于此，本领域技术人员可从下面的描述中清楚地了解本公开的其它未提及的方面。
根据本公开的一个方面，提供了一种电动助力转向装置的减速器，其包括：蜗杆轴，其具有分别联接到与马达轴连接的一个端部和与该端部相对的另一端部的第一蜗杆轴轴承和第二蜗杆轴轴承；齿轮箱，其容纳第一蜗杆轴轴承、第二蜗杆轴轴承和蜗杆轴；以及支撑构件，其联接到齿轮箱以便将第二蜗杆轴轴承朝向蜗轮支撑，并且填充有粘弹性流体。
上述本公开的优点在于，关于电动助力转向装置的减速器，防止了由蜗杆和蜗轮磨损而造成的任何间隙，减少了从路面转移的冲击造成的撞击噪音，并且使由旋转扭矩的变化造成的间隙的变化量最小化，从而准确地协助驾驶员的方向盘操作力。
附图说明
本公开的上述和其他目的、特征和优点将从下面结合附图的具体实施方式中更明显，其中：
图1说明电动助力转向装置的配置；
图2是电动助力转向装置的减速器的截面图；
图3和图4是根据本公开的电动助力转向装置的减速器的截面图；并且
图5至图7是根据本公开的电动助力转向装置的减速器的部件的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。在每个附图中对元件添加附图标记，尽管在不同的附图中示出了相同的元件，但是如果可以，相同的元件将使用相同的附图标记表示。此外，在本公开的以下描述中，当确定描述可能使本公开的主题模糊时，将省略对并入本文的已知功能和配置的详细描述。
此外，当描述本公开的部件时，本文可使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语。这些术语仅用于区分一个结构元件和其他结构元件，并且相应结构元件的性质、顺序、序列等不受术语限制。应当注意的是，如果在说明书中描述一个部件“连接”、“联接”或“结合”到另一个部件，尽管第一部件可直接连接、联接或结合到第二部件，但是第三部件可“连接”、“联接”或“结合”在第一部件和第二部件之间。
图1说明了电动助力转向装置的配置。如图1所示，电动助力转向装置100包括从方向盘102到两个车轮126范围的转向系统130和向转向系统130提供转向助力的助力机构(assist power mechanism)140。
转向系统130包括转向轴106，其一侧连接到方向盘102以便与方向盘102一起旋转且其另一侧经由一对万向接头104与小齿轮轴108连接。小齿轮轴108经由齿条小齿轮机构部110连接到齿杆112，齿杆112的两端分别经由横拉杆122和转向节臂124连接到车辆的车轮126。
助力机构140包括：扭矩传感器142，其感测被施加到方向盘102的扭矩，并输出与感测到的扭矩成比例的电信号；电子控制装置144，其基于来自扭矩传感器142的电信号生成控制信号；马达146，其基于来自电子控制装置144的控制信号产生助力；以及减速器150，其具有蜗杆152和蜗轮156，以便将由马达146产生的助力传递到转向轴106。
因此，电动助力转向装置被构造成使得通过方向盘102的旋转而产生的扭矩经由齿条小齿轮机构部110被传递到齿杆112，并且由马达146产生的助力根据产生的扭矩被传递到齿杆112。
换言之，由方向盘102的旋转产生的扭矩和由马达146产生的助力被组合并使齿杆112沿轴向移动。
图2是电动助力转向装置的减速器的截面图。如图2所示，减速器150具有蜗杆轴254，其上形成有蜗杆152。蜗杆轴轴承257分别被安装在蜗杆轴254的两端，以便支撑蜗杆轴254。塞螺栓210被紧固在阻尼联接器240和蜗杆轴轴承257之间，以防止蜗杆轴轴承257在蜗杆轴254的轴向上产生间隙。塞螺栓210通过塞螺母220固定。
蜗杆轴254经由阻尼联接器240连接到马达146，使得蜗杆轴254通过马达146的驱动而旋转。
蜗轮156被设置在蜗杆152的外径的一侧，以便与形成在蜗杆轴254上的蜗杆152啮合。蜗轮156被安装在转向轴106上，使得由马达146驱动产生的蜗杆轴254的旋转力被传递到转向轴106，其中转向轴106传递由驾驶员操作的方向盘102的旋转力。
齿轮箱260容纳蜗杆152、蜗轮156等。马达146被设置在齿轮箱260的一侧，以便向蜗杆轴254提供驱动力。齿轮箱260和马达146使用螺栓250通过马达盖230联接。
每个蜗杆轴轴承257具有联接在内轴承套280和外轴承套270之间的滚珠258，以便在齿轮箱260的端部处支持连接到马达146的蜗杆轴254的旋转。
根据本公开的电动助力转向装置的减速器具有填充有粘弹性流体的支撑构件。支撑构件联接到齿轮箱的内周表面，以便将蜗杆轴轴承的外轴承套朝向蜗轮支撑。因此，防止了由蜗杆和蜗轮磨损而造成的任何间隙，减少了从路面转移的冲击造成的撞击噪音，并且使由旋转扭矩的变化造成的间隙的变化量最小化，从而准确地协助驾驶员的方向盘操作力。
图3和图4是根据本公开的电动助力转向装置的减速器的截面图。图5至图7是根据本公开的电动助力转向装置的减速器的部件的截面图。
如这些图所示，根据本公开的电动助力转向装置的减速器包括：蜗杆轴254，其具有分别联接到与马达轴连接的一个端部和与该端部相对的另一端部的第一蜗杆轴轴承256和第二蜗杆轴轴承257；齿轮箱260，其容纳第一蜗杆轴轴承256、第二蜗杆轴轴承257和蜗杆轴254；以及支撑构件310，其联接到齿轮箱260以便将第二蜗杆轴轴承257向蜗轮156支撑，并且支撑构件310填充有粘弹性流体。
减速器的操作如下：蜗杆轴254和蜗轮156通过马达146的驱动力相互作用并转动转向轴201，从而辅助驾驶员的转向力。第一蜗杆轴轴承256和第二蜗杆轴轴承257被分别紧固到马达(参见图2中的附图标记146)驱动期间与马达轴相互作用的蜗杆轴254的一个端部和与其相对的另一端部，从而支撑蜗杆轴254的旋转。
与转向轴201相互作用的蜗轮156和蜗杆轴254与第一蜗杆轴轴承256、第二蜗杆轴轴承257等一起被容纳在齿轮箱260中。
第二蜗杆轴轴承257包括联接到蜗杆轴254的端部的内轴承套257b、滚珠257c和外轴承套257a。支撑构件310联接到齿轮箱260的内周表面，以便将第二蜗杆轴轴承257的外轴承套257a朝向蜗轮156支撑。支撑构件310填充有粘弹性流体320。
弹性环271和衬套275可联接在第二蜗杆轴轴承257的内轴承套257b和蜗杆轴254的端部之间。
在这方面，支撑构件310主要包括联接到齿轮箱260的圆筒构件315和插入到圆筒构件315中以能够滑动的活塞构件313。
圆筒构件315具有设置在其内周表面上的阻隔部317，以便形成填充有粘弹性流体320的填充部311。活塞构件313包括位于填充部311内以便滑动的头部313a，以及穿过并联接到形成在圆筒构件315的阻隔部317中的通孔322的杆部313b。
圆筒构件315被压入配合并联接到齿轮箱260。可选地，螺纹部可被形成在圆筒构件315的外周表面上，并且可螺纹联接到形成在齿轮箱260的内周表面上的螺纹部。
头部313a具有被形成为穿过其一侧表面和另一侧表面的流动孔312，使得当活塞构件313滑动时，粘弹性流体320可通过流动孔312流动到活塞的一侧和另一侧。
在这种情况下，粘弹性流体320根据所转移的载荷的大小和时间表现出液体、固体、粘性体或弹性体的特性。
因此，当冲击从路面转移时，粘弹性流体320立即凝聚并起到其弹性模量基本上大于弹性体330的弹性模量的弹性体的作用。然后，粘弹性流体320吸收冲击，而活塞构件313不移动。当因蜗轮156磨损或因蜗轮156受潮而产生与蜗杆轴254的间隙时，粘弹性流体320起粘性体的作用并缓慢地流过流动孔312，使得活塞构件313能够朝向或远离蜗轮156移动。
密封构件324联接到阻隔部317的通孔322，并且被抵在/支撑在杆部313b的外周表面上，使得当活塞构件313移动时，防止粘弹性流体320向外泄漏。
支撑板313c在与端部319隔开的位置处在直径方向上形成在杆部313b的另一端部，即形成在与头部313a相对的端部上，使得弹性体330可联接在阻隔部317和支撑板313c之间。
粘弹性流体320和单独的弹性体330的这种联接确保了当蜗轮156被磨损或受潮并膨胀时，杆部313b的端部319可通过弹性体330的压缩和松弛而以恒定的载荷来支撑第二蜗杆轴轴承257。
间隙318形成在支撑板313c的外周表面和圆筒构件315的内周表面之间，以便当圆筒构件315移动时减小摩擦并防止在阻隔部317和支撑板313c之间产生真空。
同时，如图3、图4和图5所示，被设置在圆筒构件315的内周表面上的阻隔部317可一体地形成在圆筒构件315的内周表面上。可选地，阻隔部317可被支撑在形成在圆筒构件315的内周表面上的阶梯部316上，并由保持环335联接和保持。
当如图3、图4和图5所示圆筒构件315的内周表面和阻隔部317一体形成时，如图5的截面图所示，可设置两个单独的圆筒构件315，以便与活塞构件313组装，并且可在活塞构件313组装之后联接。
当如图6所示阻隔部317被单独形成并由保持环335保持在圆筒构件315的阶梯部316上时，圆筒构件315可被一体地形成，并且活塞构件313可通过保持环335联接。
如图7所示，阻隔部317可被形成为其一侧敞开的圆筒的形状，可具有形成在圆筒部317a的外周表面上的螺纹部，并且可与圆筒构件315螺纹联接。在这种情况下，圆筒构件315具有在其具有扩大直径的内周表面上形成的扩径部315a，在该扩径部315a的内周表面上形成有螺纹部。
此外，如图7所示，头部313a和杆部313b可单独形成，然后彼此联接。在这种情况下，紧固突起321可形成在头部313a的一个侧表面上，紧固槽323可形成在杆部313b的端部上，并且头部313a的紧固突起321和杆部313b的紧固槽323可彼此压入配合或螺纹联接。
具有上述形状和结构的本公开的优点在于，关于电动助力转向装置的减速器，防止了由蜗杆和蜗轮磨损或蜗轮受潮而造成的任何间隙，减少了从路面转移的冲击造成的撞击噪音，并且使由旋转扭矩的变化造成的间隙的变化量最小化，从而准确地协助驾驶员的方向盘操作力。
即使上面已经描述了本公开的实施例的所有部件被联接为单个单元或被联接以作为单个单元操作，但是本公开不必限于这样的实施例。也就是说，在不脱离本公开的范围的情况下，可选择性地连接和操作所有结构元件的至少两个元件。
此外，由于诸如“包括”、“包括有”和“具有”的术语指除非另有说明，否则可存在一个或多个相应的部件，应当理解的是，可包括一个或多个其它部件。除非另有说明，否则所有技术、科学或其他方面的术语均符合本领域技术人员理解的含义。除非本公开明确定义，否则词典中的常见术语应该在相关技术著作的背景下进行解释，而不能解释地太理想或不切实际。
尽管为了说明的目的描述了本公开的优选实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修改、添加和替换。因此，本发明中公开的实施例旨在说明本发明的技术理念的范围，本发明的范围不受实施例的限制。本发明的范围应基于所附权利要求进行解释，以此方式，包括在与权利要求相当的范围内所有的技术理念都属于本发明。

Claims (12)

1.一种电动助力转向装置的减速器，其包括：
蜗杆轴，其具有分别联接到与马达轴连接的一个端部和与所述一个端部相对的另一端部的第一蜗杆轴轴承和第二蜗杆轴轴承；
齿轮箱，其容纳所述第一蜗杆轴轴承、所述第二蜗杆轴轴承和所述蜗杆轴；以及
支撑构件，其联接到所述齿轮箱以便将所述第二蜗杆轴轴承朝向蜗轮支撑，并且填充有粘弹性流体。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置的减速器，其中所述支撑构件包括：
圆筒构件，其具有设置在内周表面上的阻隔部，以便形成填充有所述粘弹性流体的填充部；以及
活塞构件，其具有形成为贯穿并联接到形成在所述圆筒构件的阻隔部中的通孔的杆部，并且具有形成在所述杆部的一个端部以便位于所述填充部内并滑动的头部。
3.根据权利要求2所述的电动助力转向装置的减速器，其中所述圆筒构件被压入配合并联接到所述齿轮箱。
4.根据权利要求2所述的电动助力转向装置的减速器，其中所述圆筒构件具有形成在外周表面上的螺纹部并且螺纹联接到形成在所述齿轮箱上的螺纹部。
5.根据权利要求2所述的电动助力转向装置的减速器，其中所述头部具有被形成为贯穿一侧表面和另一侧表面的流动孔，使得当所述活塞构件滑动时，所述粘弹性流体可以流动。
6.根据权利要求2所述的电动助力转向装置的减速器，其中密封构件联接到所述阻隔部的通孔，并且抵靠所述杆部的外周表面密封。
7.根据权利要求5所述的电动助力转向装置的减速器，其中支撑板被设置在所述杆部的另一端部，并在与端部隔开的位置处形成在直径方向上，使得弹性体联接在所述阻隔部和所述支撑板之间。
8.根据权利要求7所述的电动助力转向装置的减速器，其中间隙被设置在所述支撑板的外周表面和所述圆筒构件的内周表面之间。
9.根据权利要求7所述的电动助力转向装置的减速器，其中所述阻隔部被一体地形成在所述圆筒构件的内周表面上。
10.根据权利要求7所述的电动助力转向装置的减速器，其中所述阻隔部被支撑在形成在所述圆筒构件的内周表面上的阶梯部上，并通过保持环联接。
11.根据权利要求7所述的电动助力转向装置的减速器，其中所述阻隔部具有一侧敞开的圆筒的形状，具有形成在外周表面上的螺纹部，并且螺纹联接到扩径部的内周表面上的螺纹部，所述扩径部形成在具有扩大直径的所述圆筒构件的内周表面上。
12.根据权利要求11所述的电动助力转向装置的减速器，其中紧固突起形成在所述头部的一个侧表面上，紧固槽形成在所述杆部的端部上，并且所述紧固突起和所述紧固槽彼此螺纹联接。
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