CN108284870A - 用于车辆的转向柱 - Google Patents

Abstract

本文公开的实施例涉及一种车辆的转向柱。该转向柱包括：输入轴，其具有连接到方向盘的第一端和联接扭矩传感器的外周表面；输出轴，其连接到输入轴的剩余端并具有联接蜗轮的外周表面；以及轴承模块，其具有被配置成在其内周表面上支撑输出轴的输出轴轴承，轴承模块滑动以联接到其中容纳输入轴和输出轴的齿轮箱。

Description

用于车辆的转向柱

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年1月10日提交的申请号为10-2017-0003475的韩国专利申请的优先权，其通过引用并入本文以用于如本文充分阐述的所有目的。

技术领域

本文公开的实施例涉及一种用于车辆的转向柱(在下文中，简称为“车辆转向柱”)。本文公开的实施例涉及一种车辆转向柱，其中在转向辅助力从电机被提供到其的蜗杆轴、蜗轮、扭矩传感器等被联接的位置处，旋转阻力减小并且传感器的精度提高，且防止轴承由于传递到输入轴和输出轴的冲击而变形或断裂，使得输入轴和输出轴不被扭转或从预定位置分离。

背景技术

通常，车辆转向设备包括动力转向系统，其用作辅助动力机构以便减小驾驶员需要施加的力。动力转向系统被分类为液压动力转向系统或电动转向系统，其中液压动力转向系统通过利用发动机的动力来使液压泵运转而使用液压来辅助转向力，电动转向系统使用电动机。

液压动力转向系统具有一种结构，在该结构中，感测方向盘的旋转，从发动机接收扭矩以使液压泵运转，并且液压被传递到设置在齿条杆或转向轴中的诸如气缸的驱动单元，从而辅助驾驶员的转向力。

电动转向系统具有一种结构，在该结构中，感测方向盘的旋转以使安装在齿条或转向轴中的电机运转来辅助旋转运动，从而使转向装置平稳地运转。电动转向系统通常被分类为齿条驱动型(R-EPS)或柱驱动型(C-EPS)。

因为设置在这种常规的车辆转向设备中的转向柱具有由于转向柱的结构而将轴承仅支撑在输出轴的外周表面上的结构，所以组装性较差，且难以将输入轴和输出轴同轴对齐。

特别地，存在下列问题：输入轴和输出轴在提供有来自电机的转向辅助力的蜗杆轴、蜗轮、扭矩传感器等被联接的位置处被扭转或分离，由此旋转阻力增大，难以利用传感器来执行精确感测，并且不能够提供正确的转向辅助力。

发明内容

本文公开的实施例是在上述背景下完成的。本文公开的实施例的示例在于提供一种车辆转向柱，其中在蜗杆轴、蜗轮、扭矩传感器等被联接的位置处，旋转阻力减小并且传感器的精度提高，其中转向辅助力从电机提供到蜗杆轴、蜗轮、扭矩传感器等，且防止轴承由于传递到输入轴和输出轴的冲击而变形或断裂，使得输入轴和输出轴不被扭转或从预定位置分离。

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。

根据上述方面，本文公开的实施例提供了一种车辆转向柱，其包括：输入轴，其具有连接到方向盘的第一端和联接扭矩传感器的外周表面；输出轴，其连接到输入轴的剩余端并具有联接蜗轮的外周表面；以及轴承模块，其具有被配置成在其内周表面上支撑输出轴的输出轴轴承，轴承模块滑动以联接到其中容纳输入轴和输出轴的齿轮箱。

根据上面公开的这些实施例，在蜗杆轴、蜗轮、扭矩传感器等被联接的位置处，旋转阻力可以减小并且传感器的精度可以提高，其中转向辅助力从电机被提供到蜗杆轴、蜗轮、扭矩传感器等，且可以防止轴承由于传递到输入轴和输出轴的冲击而变形或断裂，使得输入轴和输出轴不被扭转或从预定位置分离。

附图说明

从结合附图的下面详细描述中将更清楚地理解本公开上述的和其他的方面、特征和优点，其中：

图1是说明根据本实施例的车辆转向设备的示意图；

图2是说明根据本实施例的车辆转向柱的透视图；

图3是说明根据本实施例的车辆转向柱的一部分的分解透视图；

图4是说明根据本实施例的车辆转向柱的一部分的截面图；以及

图5是说明根据本实施例的车辆转向柱的一部分的横截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述实施例。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，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，当对并入本文的已知功能和配置的详细描述可能使本公开的主题模糊而不清楚时，将省略它。

此外，当描述本公开的部件时，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，当在说明书中描述一个部件“连接”、“联接”或“接合”到另一个部件时，尽管第一部件可直接连接、联接或接合到第二部件，但是第三部件可“连接”、“联接”和“接合”在第一部件和第二部件之间。

图1是说明根据本实施例的车辆转向设备的示意图。如图所示，根据实施例的车辆转向设备包括从方向盘101延伸到相对的车轮108的转向系统100和提供转向辅助动力的辅助动力机构120。

转向系统100包括：转向轴102，其在一侧处连接到方向盘101以与方向盘101一起旋转，并且在另一侧处经由一对万向接头103连接到小齿轮轴104。

另外，小齿轮轴104通过齿条小齿轮机构部105连接到齿条杆，齿条杆的相对端通过横拉杆106和转向节臂107连接到车轮108。齿条小齿轮机构部105通过使形成在小齿轮轴104上的小齿轮111与形成在齿条杆的外周表面的一侧上的齿条112啮合而形成。因此，当驾驶员操作方向盘101时，在转向系统100中产生扭矩，且车轮108经由齿条小齿轮机构部105和横拉杆106靠扭矩而转向。

辅助动力机构120包括：扭矩传感器125，其被配置成感测驾驶员施加到方向盘101的扭矩并输出与所感测的扭矩成比例的电信号；电子控制单元(ECU)123，其被配置成基于从扭矩传感器125传递的电信号产生控制信号；电机130，其被配置成基于从ECU 123传递的控制信号产生辅助动力；以及包括蜗轮141和蜗杆轴143的减速器140，其将由电机146产生的辅助动力传递到转向轴102。

图2是说明根据本实施例的车辆转向柱的透视图，图3是说明根据本实施例的车辆转向柱的一部分的分解透视图，图4是说明根据本实施例的车辆转向柱的一部分的截面图，图5是说明根据本实施例的车辆转向柱的横截面图。

如这些图所示，根据本实施例的车辆转向柱包括：输入轴310a，其在其一端处连接到方向盘(参照图1的101)，并且具有联接扭矩传感器330的外周表面；输出轴310b，其联接到输入轴310a的剩余端并且具有联接蜗轮340的外周表面；以及轴承模块320，包括输出轴轴承323，其中在输出轴轴承323的内周表面上支撑输出轴310b，使得轴承模块320在输出轴310b上滑动以联接到其中容纳输入轴310a和输出轴310b的齿轮箱350。

扭矩传感器330联接到与方向盘连接的输入轴310a的外周表面，以便测量在驾驶员操作方向盘时所产生的扭矩，并且输入轴310a通过辅助动力机构将转向辅助力传递到输出轴310b。

这里，辅助动力机构包括：扭矩传感器330，其被配置成感测当驾驶员操作方向盘时的扭矩并输出与所感测的扭矩成比例的电信号；电子控制单元(未示出)，其被配置成基于从扭矩传感器330传递的电信号来产生控制信号；电机，其被配置成基于从电子控制单元传递的控制信号产生辅助动力；以及蜗杆轴303和蜗轮340，其被配置成将由电机产生的辅助动力传递到输出轴310b。

输入轴310a的一端连接到方向盘，扭矩传感器330联接到输入轴310的外周表面。输出轴310b的一端连接到输入轴310a的剩余端，输出轴的剩余端经由万向接头(参见图1的101)连接到小齿轮轴。扭杆302的一端联接到输入轴310a的内部，扭杆302的剩余端联接到输出轴310b的内部。

另外，蜗轮340联接到与输入轴310a的剩余端连接的输出轴310b的一端的外周表面，使得通过电子控制单元基于来自联接到输入轴310a的扭矩传感器330的信号驱动的电机驱动蜗杆轴303并且连接到蜗杆轴303的蜗轮340在与输出轴310b一起旋转的同时将由电机产生的转向辅助力传递到输出轴310b。

同时，输出轴310b被配置成使得内轴承307通过锁定螺母306在邻近蜗轮340的位置处被固定到其外周表面，使得蜗轮340的旋转得到无振动或无振荡地支撑，并且输入轴310a被配置成使得输入轴轴承305在邻近扭矩传感器330的位置处联接到其外周表面，使得扭矩传感器330的旋转得到无振动或振荡地支撑。

另外，具有用于支撑输出轴310b的旋转的输出轴轴承323的轴承模块320在与蜗轮340相对的位置处联接到输出轴310b，使得输出轴310b可以被旋转而在旋转期间不颤动或偏离预定位置，从而提高组装性并提高蜗轮340的转向辅助力传递效率。

轴承模块320可滑动地组装到输出轴310b的外周侧，以联接到其中容纳输入轴310a、输出轴310b等的齿轮箱350。此处，轴承模块320通常可包括模块箱321、轴承衬套327、固定构件333等。

齿轮箱350具有其中设置在输入轴310a侧的第一齿轮箱350a和设置在输出轴310b侧的第二齿轮箱350b彼此联接的结构。

模块箱321具有其中输出轴轴承323联接到模块箱321的内周表面的圆柱形形状。模块箱321在其中央部的内周表面上具有阶梯部321a，其中阶梯部321a向内突出，以固定输出轴轴承323被联接的位置。

因此，输出轴轴承323的内部位置通过阶梯部321a固定，固定构件333联接到模块箱321的端部的内周表面，从而防止输出轴轴承323分离，并因此固定输出轴轴承323的外部位置。

另外，在齿轮箱350a和350b中形成有安置表面352，使得模块箱321可以安置在安置表面352上并固定到安置表面352，其中该安置表面352突出并形成平坦表面，使得可滑动地联接到输出轴310b的模块箱321安置于其上。

另外，包括分别与设置在安置表面352中的紧固孔351连通的固定孔321b的紧固凸缘形成在模块箱321的外周表面上，使得模块箱321可在输出轴310b的外周表面上滑动的同时支撑在安置表面上，从而通过紧固构件325联接到紧固孔351和固定孔321b。

同时，轴承衬套327在轴承模块320的滑动组装期间被插入到输出轴轴承323的内圈中并联接到输出轴310b的外周表面。弹性环315在安置轴承衬套327的位置处联接到输出轴310b的外周表面。

另外，联接弹性环315的插入槽313形成在输出轴310b的外周表面，使得弹性环315可以在轴承模块320的滑动组装期间固定就位同时防止其分离。

也就是说，具有增大的直径的衬套安置表面311形成在其上安置轴承衬套327的输出轴310b的外周表面上，插入槽313在圆周方向上形成在衬套安置表面311的外周表面中，使得弹性环315在轴承模块320的滑动组装过程中被弹性地变形到插入槽313中以被组装。

因此，在轴承模块320在输出轴310b上的滑动组装期间，可以通过紧固构件325将轴承模块320联接到齿轮箱350a和350b，同时通过弹性环315和轴承衬套327的弹力将输出轴310b和输入轴310a定位成相互同轴。

另外，如图3和图4所示，固定构件333形成为具有切口侧的环形形状，并且在弹性变形的同时联接到设置在模块箱321的端部的内周表面的固定槽329。可选地，如图5所示，固定构件333可以是螺纹联接到模块箱321的端部的内周表面的锁定螺钉。

因此，输出轴轴承323可以通过固定构件333而被牢固地支撑在轴向及径向，从而同轴地支撑输出轴310b和输入轴310a，而不会摆动或从预定位置分离。

然而，本公开不一定限于此，并且模块箱321的内圈可进行填隙以支撑和固定输出轴轴承323的外圈，以便防止输出轴轴承323分离。

根据上面公开的这些实施例，在蜗杆轴、蜗轮、扭矩传感器等被联接的位置处，旋转阻力可以减小并且传感器的精度可以提高，其中转向辅助力从电机被提供到蜗杆轴、蜗轮、扭矩传感器等，并且可以防止轴承由于传递到输入轴和输出轴的冲击而变形或断裂，使得输入轴和输出轴不被扭转或从预定位置分离。

尽管构成本公开的实施例的所有元件在上面被描述为组合成单个单元或进行组合以作为单个单元来操作，但是本公开不一定限于这种实施例。也就是说，在不脱离本公开的范围的情况下，可选择性地接合和操作所有结构元件的至少两个元件。

另外，由于诸如“包括”、“包含”和“具有”的术语是指可存在一个或多个相应的部件，所以除非另有相反说明，否则应当理解的是，可包括一个或多个其它部件。除非另有相反说明，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，而不是太理想或不切实际。

以上实施例仅为了说明本公开的技术思想的目的而进行描述，并且本领域技术人员将理解的是，在不脱离本公开的范围和实质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，本公开的范围不受实施例的限制。本公开的范围应以包括在等同于权利要求的范围内的所有技术理念属于本公开的方式并基于所附权利要求进行解释。

Claims (8)

1.一种用于车辆的转向柱，其包括：

输入轴，其具有连接到方向盘的第一端和联接扭矩传感器的外周表面；

输出轴，其连接到所述输入轴的剩余端并具有联接蜗轮的外周表面；以及

轴承模块，其具有被配置成在其内周表面上支撑所述输出轴的输出轴轴承，所述轴承模块滑动以联接到其中容纳所述输入轴和所述输出轴的齿轮箱。

2.根据权利要求1所述的转向柱，其中所述轴承模块包括：

模块箱，其具有在其内周表面上的输出轴轴承并联接到所述齿轮箱；

轴承衬套，其插入到所述输出轴轴承的内圈中，在所述输出轴的外周表面上滑动并联接到所述输出轴的外周表面，以在所述输出轴的外周表面上被支撑；以及

固定构件，其联接到所述模块箱的端部的内周表面，以防止所述输出轴轴承分离。

3.根据权利要求2所述的转向柱，其中所述模块箱具有设置在其中央部的内周表面上并向内突出以固定所述输出轴轴承的位置的阶梯部。

4.根据权利要求2所述的转向柱，其中所述齿轮箱具有安置表面，所述安置表面突出并形成平坦表面，以允许所述模块箱被安置在其上。

5.根据权利要求4所述的转向柱，其中所述模块箱具有形成在其外周表面上并具有与设置在所述安置表面上的紧固孔连通的固定孔的紧固凸缘，并且所述模块箱在所述输出轴的外周表面上滑动，在所述安置表面上被支撑并通过紧固构件联接到所述紧固孔和所述固定孔。

6.根据权利要求2所述的转向柱，其进一步包括：

弹性环，其在一个位置处联接到所述输出轴的外周表面，

其中所述轴承衬套被安置，其中插入槽形成在所述输出轴的外周表面中，并且所述弹性环联接到所述插入槽。

7.根据权利要求2所述的转向柱，其中所述固定构件形成为具有切口侧的环形形状，并且被弹性变形并联接到设置在所述模块箱的内周表面中的固定槽。

8.根据权利要求2所述的转向柱，其中所述固定构件是螺纹联接到所述模块箱的内周表面的锁定螺钉。