CN107933683B - 电动转向装置的减速器 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种电动转向装置的减速器。实施例提供了一种电动转向装置的减速器，其包括：蜗杆轴，具有连接到电动机轴的第一端和与第一端相对的第二端，其中第一蜗杆轴轴承和第二蜗杆轴轴承分别联接到第一端和第二端；齿轮箱，其中容纳有第一蜗杆轴轴承、第二蜗杆轴轴承和蜗杆轴；以及吸湿补偿构件，沿着蜗杆轴与蜗轮啮合的方向被支撑在齿轮箱的内周表面上并被联接到齿轮箱的内周表面，并且沿与其中蜗杆轴与蜗轮啮合的方向相反的方向支撑蜗杆轴。

Description

电动转向装置的减速器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月10日提交的申请号为10-2016-0130912的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文，如同本文中完全地阐述以用于所有目的。

技术领域

本文公开的实施例涉及一种电动转向装置的减速器。更具体地，本公开涉及一种电动辅助转向装置的减速器，该电动辅助转向装置的减速器设置有能够解决蜗轮吸湿性问题以及由此引发的问题的吸湿补偿构件。

背景技术

传统的电动转向装置的减速器具有如下问题：当通过电动机的驱动而旋转的蜗杆和蜗轮老化时，由于蜗杆和蜗轮的磨损出现反冲(backlash)和间隙而产生撞击噪声(rattle noise)。此外，存在的问题是当车轮在不平整的道路上行驶时，通过从车轮反向地输入的负载产生更严重的撞击噪声。

此外，蜗杆由诸如钢材的金属制成，而蜗轮是完全地或部分地(外周部分)由塑性材料制成，以便应对与蜗杆的摩擦阻力。当车辆在高温高湿地区中运行时，由塑料制成的蜗轮吸收水分并膨胀，使得蜗轮的尺寸改变以增加扭矩，导致驾驶员沉重的转向路感，以及性能的恶化。

发明内容

因此，在上述背景技术下已经构思了本文公开的实施例，这些实施例的目的在于提供一种电动转向装置的减速器，其中，通过使由于蜗轮的吸湿以及由此产生的涡轮变形而引起的扭矩增加最小化，可以防止驾驶员的转向路感和减速器的性能的恶化，可以防止由于蜗杆和蜗轮的磨损而出现的间隙，并且可以防止由反冲和反向的输入负载而产生的撞击噪声。

此外，本文公开的实施例的目的不限于此，并且上面未描述的其它目的可以由本领域普通技术人员从以下描述中清楚地理解。

为了实现这些目的，实施例提供了一种电动转向装置的减速器，该减速器包括：蜗杆轴，具有连接到电动机轴的第一端和与第一端相对的第二端，其中第一蜗杆轴轴承和第二蜗杆轴轴承分别联接到第一端和第二端；齿轮箱，其中容纳有第一蜗杆轴轴承、第二蜗杆轴轴承和蜗杆轴；以及吸湿补偿构件，沿蜗杆轴与蜗轮啮合的方向被支撑在齿轮箱的内周表面上并被联接到齿轮箱的内周表面，并且沿与蜗杆轴和蜗轮啮合的方向相反的方向支撑蜗杆轴。

根据上述实施例，通过使由于蜗轮的吸湿以及由此产生的蜗轮变形而引起的扭矩增加最小化，能够防止驾驶员的转向路感和减速器的性能恶化。

此外，在电动转向装置的减速器中，能够防止由于蜗杆和蜗轮的磨损而产生的间隙，并且能够防止由于反冲和反向的输入负载而产生的撞击噪声。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本公开的上述和其它目的、特征和优点将更加明显，其中：

图1是说明电动转向装置的配置的视图；

图2是说明电动转向装置的减速器的横截面视图；

图3是说明根据本文公开的实施例的电动转向装置的减速器的分解透视图；

图4是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的一部分的透视图；

图5是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的一部分的横截面视图；

图6是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的一部分的透视图；

图7是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的一部分的横截面视图；

图8是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的横截面视图；以及

图9是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的横截面视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述实施例。在对每一幅图中的元件添加附图标记过程中，虽然相同的元件在不同的附图中示出，但是如果可能的话，相同的元件将用相同的附图标记表示。此外，在本公开的以下描述中，当并入本文的已知功能和配置可使本公开的主题相当不清楚时，将省略对其的详细描述。

此外，当描述本公开的组件时，本文可以使用诸如第一、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，并且相应的结构元件的性能、顺序、次序等不受术语限制。应当注意的是，如果在说明书中描述了一个组件“连接”、“联接”或“结合”到另一个组件，则第三组件可以“连接”、“联接”或“结合”在第一组件与第二组件之间，但是第一组件也可以直接连接、联接或结合到第二组件。

图1是说明电动转向装置的配置的视图。如图1所示，传统的电动转向装置100包括：转向系统130，其从方向盘102连续到相对的车轮126；以及辅助动力机构140，其被配置为向转向系统130提供转向辅助动力。

转向系统130包括转向轴106，该转向轴106在一侧连接到方向盘102以与方向盘102一起旋转，并在另一侧经由一对万向接头104连接到小齿轮轴108。此外，小齿轮轴108通过齿条和小齿轮机构110连接到齿杆112，并且齿杆112的相对端分别通过拉杆122和转向节臂124连接到车轮126。

辅助动力机构140包括：扭矩传感器142，配置为感测由驾驶员施加到方向盘102的扭矩并输出与感测到的扭矩成比例的电信号；电子控制单元144，配置为基于从扭矩传感器142传送的电信号产生控制信号；电动机146，配置为基于从电子控制单元144传送的控制信号产生辅助动力；以及减速器150，包括蜗杆152和蜗轮156，以将由电动机146产生的辅助动力传递到转向轴106。

因此，电动转向装置被配置成使得通过方向盘102的旋转产生的扭矩经由齿条和小齿轮机构110传递到齿杆112，并且根据产生的扭矩由电动机146产生的辅助动力被传递到齿杆112。

也就是说，通过方向盘102的旋转产生的扭矩和由电动机146产生的辅助动力相互结合，使得齿杆112沿轴向移动。

图2是说明电动转向装置的减速器的横截面视图。如图2所示，减速器150设置有由蜗杆152形成的蜗杆轴254，蜗杆轴轴承257分别设置在蜗杆轴254的相对端，以便支撑蜗杆轴254。为了防止蜗杆轴轴承257在蜗杆轴254的轴向方向上松动，塞螺栓210紧固在阻尼联接器240和蜗杆轴轴承257之间，并且塞螺栓210由塞螺母220固定。

蜗杆轴254具有蜗杆轴254经由阻尼联接器240与电动机146连接的结构，使得蜗杆轴254通过电动机146的驱动而旋转。

此外，蜗轮156设置在蜗杆152的外径的一侧，以与形成在蜗杆轴254上的蜗杆152接合。蜗轮156被配置为通过安装在配置为传递由驾驶员操作的方向盘102的扭矩的转向轴106上的方式将通过电动机146的驱动施加的蜗杆轴254的扭矩传递到转向轴106。

蜗杆152、蜗轮156等设置在齿轮箱260内，电动机146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和电动机146通过具有螺栓250的电动机盖230彼此联接。

在每个蜗杆轴轴承257中，滚珠258插入在内座圈280和外座圈270之间，从而支撑在齿轮箱260的端部连接到电动机146的蜗杆轴254的旋转。

根据实施例的电动转向装置的减速器包括：吸湿补偿构件，沿蜗杆轴与蜗轮啮合的方向被支撑在齿轮箱的内周表面上并联接到齿轮箱的内周表面；和弹性构件，沿与蜗杆轴和蜗轮啮合的方向相反的方向被支撑在齿轮箱的内周表面上并联接到蜗轮箱的内周表面，从而使蜗轮的吸湿和由于蜗轮156的吸湿和由此产生的蜗轮的尺寸变形而引起的扭矩的增加最小化，并且可以防止由于蜗杆和蜗轮的磨损而产生的间隙，从而防止由于反冲和反向的输入负载而产生的撞击噪声。

图3是说明根据本文公开的实施例的电动转向装置的减速器的分解透视图。图4是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的一部分的透视图，图5是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的一部分的横截面视图，图6是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的一部分的透视图。图7是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的一部分的横截面视图。图8是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的横截面视图，图9是说明根据实施例的电动转向装置的减速器的横截面视图。

如图所示，根据实施例的电动转向装置的减速器包括：蜗杆轴254，具有连接到电动机轴的第一端和与第一端相对的第二端，其中第一蜗杆轴轴承256和第二蜗杆轴轴承257分别联接到第一端和第二端；齿轮箱260，其中容纳有第一蜗杆轴轴承256、第二蜗杆轴轴承257和蜗杆轴254；以及吸湿补偿构件310，沿蜗杆轴254与蜗轮156啮合的方向被支撑在齿轮箱260的内周表面上并联接到齿轮箱260的内周表面，并且沿与其中蜗杆轴与蜗轮啮合的方向相反的方向支撑蜗杆轴。

减速器被配置成使得蜗杆轴254和蜗轮156通过电动机146的驱动力彼此互锁，以便转动转向轴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分别紧固到蜗杆轴254的彼此相对的第一端和第二端，从而支撑蜗杆轴254的旋转，其中当电动机146被驱动时，蜗杆轴254与电动机146的轴互锁。

与转向轴201互锁的蜗轮156和蜗杆轴254与第一蜗杆轴轴承256和第二蜗杆轴轴承257一起容纳在齿轮箱260中。

此外，第二蜗杆轴轴承257由连接到蜗杆轴254的端部254a的内座圈257a、滚珠257c和外座圈257b组成。吸湿补偿构件310沿蜗杆轴254与蜗轮156啮合的方向被支撑并被联接在齿轮箱260的内周表面和第二蜗杆轴轴承257的外座圈257b之间，使得吸湿补偿构件310能够补偿因吸湿引起的蜗轮156的膨胀量。

此外，弹性构件320沿与其中蜗杆轴254与蜗轮156啮合的方向相反的方向被支撑并被联接在齿轮箱260的内周表面和第二蜗杆轴轴承257的外座圈257b之间即吸湿补偿构件310被联接的位置，使得弹性构件320能够在补偿蜗杆轴254与蜗轮156之间的间隙的同时吸收冲击和撞击噪声。

盖构件330可以联接到齿轮箱260，以防止弹性构件320与齿轮箱260分离。盖构件330可形成为与齿轮箱260螺旋联接，使得弹性构件320的弹性支撑力可以根据螺旋紧固量来调节，并且弹性构件320的可装配性可以得到提高。

这里，吸湿补偿构件310由在吸湿膨胀量方面与蜗轮156的塑性材料相同的塑性材料制成，使得吸湿补偿构件310也通过对应于蜗轮156的膨胀量的量膨胀。

也就是说，在车辆在高温高湿环境下运行的情况下，当由塑性材料形成的蜗轮156吸收周围空气中的水分并膨胀使得蜗轮156的尺寸改变时，吸湿补偿构件310也可以吸收水分以便同等地膨胀，从而将第二蜗杆轴轴承257和蜗杆轴254推到与蜗轮156相对的一侧，使得弹性构件320被压缩，因此，蜗杆轴254和蜗轮156之间不会产生过大的耦合力。

因此，吸湿补偿构件310吸收与蜗轮156的膨胀量相同的膨胀量，使得蜗杆轴254和蜗轮156的支撑力保持为与吸湿前施加的支撑力相同的支撑力。因此，可以使蜗杆轴254与蜗轮156之间的过大的扭矩增加最小化，因此防止转向路感恶化。

吸湿补偿构件310可以由选自由聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46和聚酰胺12构成的组的一种或多种材料形成。

此外，在楔形的第一补偿构件310a和楔形的第二补偿构件310b形成一对并且彼此接合的状态下，吸湿补偿构件310与齿轮箱260装配。

首先，如图4所示，第一补偿构件310a包括形成为楔形的多个突起311和各自形成在突起311之间的凹槽312，并且具有被设置成在齿轮箱260的方向上连接到第二蜗杆轴轴承257的形状。

另外，第二补偿构件310b与第一补偿构件310a成对地形成，使得第二补偿构件310b的突起311和凹槽312分别与第一补偿构件310a的凹槽312和突起311接合。

另外，如图5所示，在第一补偿构件310a和第二补偿构件310b彼此接合的状态下，在突起311的前端和凹槽312的内端之间设置有空间S，使得在第一补偿构件310a和第二补偿构件310b与环境空气之间的接触面积增加，因此，吸湿补偿构件310的吸湿和膨胀可以很好地进行。

另外，如图6和图7所示，第一补偿构件310a和第二补偿构件310b可以包括形成在每个突起311的彼此相对的第一侧和第二侧中的一侧或两侧上的一个或多个轨道凹槽313和315。由于以这种方式设置了轨道凹槽313和315，所以吸湿补偿构件310与环境空气之间的接触面积增加，使得吸湿补偿构件310的吸湿和膨胀可以很好地进行。

另外，如图7所示，第一补偿构件310a和第二补偿构件310b被设置为使得第一补偿构件310a的轨道凹槽315和第二补偿构件310b的轨道凹槽313在其中第一补偿构件310a和第二补偿构件310b彼此接合的状态下在第一补偿构件310a的轨道凹槽315和第二补偿构件310b的轨道凹槽313彼此对应的位置处彼此堆叠。因此，在轨道凹槽315和轨道凹槽313之间形成了空间S，使得与环境空气的接触面积增加，因此吸湿和膨胀可以很好地进行。

由于吸湿补偿构件310的体积远小于蜗轮156的体积，并且吸湿补偿构件310还装配在比蜗轮156更窄的空间内，因此可以防止吸湿补偿构件310的膨胀量与蜗轮156的膨胀量相比减小。

同时，调节构件340可以联接到形成在齿轮箱260中的紧固孔341，以便调节吸湿补偿构件310和弹性构件320的上部支撑力和下部支撑力，使得第一补偿构件310a和第二补偿构件310b可以沿其中第一补偿构件310a和第二补偿构件310b彼此接合的方向被支撑。

也就是说，与图3所示的坐标轴一样，蜗杆轴254的方向被设定为X轴，垂直于蜗杆轴254并将蜗杆轴254与蜗轮156的中心互相连接的方向被设定为Z轴，垂直于X轴和Z轴的方向被设定为Y轴，可以根据调节构件340进入如图9所示的紧固孔中的紧固深度来调节第一补偿构件310a和第二补偿构件310b的插入深度，图9示出了垂直于X轴的平面。

此外，与第二蜗杆轴轴承257联接的齿轮箱260的安装表面形成为使得安装表面260b在蜗杆轴254和蜗轮156彼此啮合的垂直方向上的间隙大于安装表面260a在左右方向上的间隙，从而第二蜗杆轴轴承沿竖直方向可移动。

因此，当操作者调节调节构件340的紧固量时，第一蜗杆轴轴承256的竖直位置被设定，同时弹性构件320的弹性支撑力也被调节。

根据具有上述形状和配置的实施例，在电动转向装置的减速器中，通过使由于蜗轮156的吸湿和由此产生的蜗轮的尺寸变形引起的扭矩增加最小化，可以防止驾驶员的转向路感和减速器的性能恶化。

此外，可以防止由于蜗杆和蜗轮的磨损而产生的间隙，并且可以防止由反冲和反向的输入负载产生的撞击噪声。

虽然构成本公开的实施例的所有元件已经在上文中被描述为结合成单个单元或结合以被作为单个单元进行操作，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，所有结构元件的至少两个元件可以选择性地结合并操作。

此外，由于诸如“包括”、“包含”和“具有”的术语意味着可能存在一个或多个相应的部件，所以除非它们被明确地描述为相反的，否则应解释为可以包括一个或多个其它部件。技术、科学等的所有术语均符合本领域技术人员理解的含义，除非被定义为相反的。辞典中出现的常用术语应在相关技术写作的背景下进行解释，而不是太理想地或不切实际地进行解释，除非本公开内容明确地这样定义了这些术语。

上述已经描述的实施例仅仅是为了说明本公开的技术理念的目的，并且本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，本公开中公开的实施例旨在说明本公开的技术理念的范围，并且本公开的范围不受实施例的限制。本公开的范围应根据权利要求以包括在等同于权利要求的范围内的所有技术理念均属于本公开的方式进行解释。

Claims (9)

1.一种电动转向装置的减速器，所述减速器包括：

蜗杆轴，所述蜗杆轴具有连接到电动机轴的第一端和与所述第一端相对的第二端，第一蜗杆轴轴承和第二蜗杆轴轴承分别联接到所述第一端和所述第二端；

齿轮箱，所述齿轮箱中容纳有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

吸湿补偿构件，所述吸湿补偿构件沿所述蜗杆轴与蜗轮啮合的方向被支撑在所述齿轮箱的内周表面上并被联接到所述齿轮箱的内周表面，并且沿与其中所述蜗杆轴与所述蜗轮啮合的方向相反的方向支撑所述蜗杆轴，

其中所述吸湿补偿构件包括具有楔形形状以彼此接合的第一补偿构件和第二补偿构件，

所述吸湿补偿构件由具有与形成所述蜗轮的塑性材料的吸湿膨胀量相等的吸湿膨胀量的塑性材料制成。

2.根据权利要求1所述的减速器，进一步包括：弹性构件，所述弹性构件沿与其中所述蜗杆轴与所述蜗轮啮合的方向相反的方向被支撑在所述齿轮箱的内周表面上并被联接到所述齿轮箱的内周表面，并且朝着所述吸湿补偿构件支撑所述蜗杆轴。

3.根据权利要求2所述的减速器，进一步包括：

盖构件，所述盖构件联接到所述齿轮箱，以便防止所述弹性构件分离。

4.根据权利要求2所述的减速器，其中，所述吸湿补偿构件由选自由聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46和聚酰胺12构成的组的一种或多种材料形成。

5.根据权利要求2所述的减速器，其中，

所述第一补偿构件包括：多个突起，所述多个突起的每一个形成为楔形；以及多个凹槽，所述多个凹槽的每一个形成在所述突起之间，并且所述第一补偿构件在所述齿轮箱的方向上连接到所述第二蜗杆轴轴承；并且

所述第二补偿构件与所述第一补偿构件成对形成，使得所述第二补偿构件的突起和凹槽分别与所述第一补偿构件的凹槽和突起接合。

6.根据权利要求5所述的减速器，其中，在所述第一补偿构件和所述第二补偿构件彼此接合的状态下，所述突起的前端和所述凹槽的内端之间设置有空间。

7.根据权利要求5所述的减速器，其中，所述第一补偿构件和所述第二补偿构件中的每一个包括形成在所述突起中的每一个的彼此相对的第一侧和第二侧的一侧或两侧上的一个或多个轨道凹槽。

8.根据权利要求7所述的减速器，其中，所述第一补偿构件和所述第二补偿构件设置成使得所述第一补偿构件的轨道凹槽和所述第二补偿构件的轨道凹槽在所述第一补偿构件和所述第二补偿构件彼此接合的状态下在所述第一补偿构件的轨道凹槽和所述第二补偿构件的轨道凹槽彼此对应的位置处彼此堆叠。

9.根据权利要求8所述的减速器，进一步包括：

调节构件，所述调节构件联接到形成在所述齿轮箱中的紧固孔，并且配置为沿所述第一补偿构件和所述第二补偿构件彼此插入的方向支撑所述第一补偿构件或所述第二补偿构件。

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