CN109109966A - 电动助力转向器及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动助力转向器，包括壳体、齿条、传动件、圆筒体以及电机组。圆筒体的内侧壁具有第一缺口，传动件的外侧壁具有第二缺口，该第一缺口与第二缺口组成一弧形腔。弧形腔内设有金属嵌入件以及位于该金属嵌入件两侧的橡胶嵌入件，该橡胶嵌入件抵靠在弧形腔的端面上。电机组带动圆筒体转动，圆筒体经橡胶嵌入件带动传动件转动，进而带动齿条移动，达到电动助力之目的。橡胶嵌入件因圆筒体的转动产生弹性形变，传动件的转动滞后于圆筒体，保持驾驶者的转向操作感。本发明还公开了一种带有该电动助力转向器的汽车。

Description

电动助力转向器及汽车

技术领域

本发明涉及一种电动助力转向器，属于汽车领域。

背景技术

本申请已知的现有技术为JP2012-007391及JP2013-108374。在现有技术中，电机驱动圆筒体转动，圆筒体经轴承带动齿条轴移动。在电机驱动开始时，圆筒体是可以横向移动微小距离，由滚珠丝杠带动的齿条的移动滞后，以保证驾驶者的操纵感。圆筒体经弹性体固定于壳体与轴承内。圆筒体移动时，其与电机输出轴处于交错状态，传动带产生应力和变形，影响设备寿命。

发明内容

本发明提出了一种电动助力转向器，限制圆筒体的移动以避免传动带变形，控制齿条滞后移动，保持操作感。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种电动助力转向器，其特征在于，包括：

壳体，该壳体具有一两侧开口的容置室；

齿条，该齿条可移动地穿过所述容置室，该齿条具有一螺旋槽；

传动件，所述传动件套在所述齿条外侧，该传动件具有一回转孔，该回转孔与所述螺旋槽组成一循环通道，多个滚珠位于该循环通道内；

圆筒体，该圆筒体套在所述传动件的外侧；以及

电机组，该电机组安装与所述壳体的之内，该电机组经一传动带连接至所述圆筒体，其中，

所述圆筒体的内侧壁具有第一缺口，所述传动件的外侧壁具有第二缺口，该第一缺口与第二缺口组成一弧形腔，该弧形腔内设有金属嵌入件以及位于该金属嵌入件两侧的橡胶嵌入件，该橡胶嵌入件抵靠在所述弧形腔的端面上。

在本发明的这种电动助力转向器中，所述圆筒体经第一轴承部安装于所述容置室内，该第一轴承连接至一第一环部，该限位环限制所述金属嵌入件和/或橡胶嵌入件至少一个方向的位移。

在本发明的这种电动助力转向器中，所述传动件经第二轴承部安装于所述容置室内，该第二轴承连接至一第二环部，该限位环限制所述金属嵌入件和/或橡胶嵌入件至少一个方向的位移。

在本发明的这种电动助力转向器中，所述壳体的侧壁设有操作孔和排水阀。

在本发明的这种电动助力转向器中，所述齿条的两端均连接至拉杆。

一种汽车，其特征在于，包括悬架、车轮以及所述电动助力转向器。

电机组带动圆筒体转动，圆筒体经橡胶嵌入件带动传动件转动，进而带动齿条移动，达到电动助力之目的。橡胶嵌入件因圆筒体的转动产生弹性形变，传动件的转动滞后于圆筒体，保持驾驶者的转向操作感。金属嵌入件可降低橡胶嵌入件的长度，保持必要的刚性。传动件的滞后时间亦可经该金属嵌入件调节。

附图说明

图1为本发明的转向器的示意图；

图2为图1的另一方向的示意图；

图3为本发明的转向器另一处的示意图；

图4为图3的另一方向的示意图；

图5为本发明的转向器又一处的示意图；

图6为本发明的电动汽车的示意图；

图7为图6的部分结构示意图；

图8为发明的方向控制装置的示意图；

图9为图8的局部视图；

图10为图8中的固定部件的爆炸图；

图11为图8的从动夹持组的结构图；

图12为图9的放大图；

图13为图9的主动夹持组的结构图；

图14为图9的原理图；

图15为本发明的制动器的示意图；

图16为图15一处的剖视图；

图17为图15另一处的剖视图；

图18为图17的一个工作状态的示意图；

图19为图17的另一工作状态的示意图；

图20为图15的弹性件的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参照图1至5，本发明的电动助力转向器600包括壳体610、齿条620、圆筒体630、斜齿轮650以及操纵杆640。在本实施例中，壳体610大致由相互扣接的第一铸造件611和第二铸造件612组成。壳体610具有一两侧开口的容置室613以及与该容置室613相交的传动室614，壳体610的侧壁设有操作孔615和排水阀616。该齿条620可转动地穿过所述容置室613，该斜齿轮650可转动地安装在所述传动室614内。传动室614底部具有盖部617，盖部617与斜齿轮650，斜齿轮650与传动室614之间通过轴承618连接。斜齿轮650啮合至所述齿条620，该操纵杆640连接至所述斜齿轮650。方向控制装置500经操纵杆640带动斜齿轮650转动，从而带动齿条620移动。齿条620的两端均连接至拉杆621，齿条620经过拉杆621带动车轮400转动。齿条620侧壁由定位机构622固定，用于保持齿条620与斜齿轮650的接触。

本发明可以通过电机组助力转向。在助力结构内增设传动件690可保持转向操纵感，电动助力起作用时间晚于转向时间，保持操作者的初始转向力。传动件690套在齿条620外侧，圆筒体630套在传动件690的外侧。齿条620具有一螺旋槽623，传动件690具有一回转孔651，该回转孔651与所述螺旋槽623组成一循环通道652，多个滚珠653位于该循环通道652内。滚珠丝杆结构可将传动件690的转动转变为齿条620的移动。电机组660安装与壳体610的一侧，该电机组660经一传动带661连接至所述圆筒体630。

圆筒体630的内侧壁具有第一缺口631，传动件690的外侧壁具有第二缺口654，该第一缺口631与第二缺口654组成一弧形腔655。弧形腔655内设有金属嵌入件656以及位于该金属嵌入件656两侧的橡胶嵌入件657，该橡胶嵌入件657抵靠在所述弧形腔655的端面上。电机组660带动圆筒体630转动，圆筒体630经橡胶嵌入件带动传动件690转动，进而带动齿条620移动，达到电动助力之目的。橡胶嵌入件657因圆筒体630的转动产生弹性形变，传动件690的转动滞后于圆筒体630，保持驾驶者的转向操作感。金属嵌入件656可降低橡胶嵌入件657的长度，保持必要的刚性。传动件690的滞后时间亦可经该金属嵌入件656调节。

圆筒体630经第一轴承部632安装于容置室613内，该第一轴承632连接至一第一环部633，该环部633限制所述金属嵌入件和/或橡胶嵌入件至少一个方向的位移。传动件690经第二轴承部658安装于所述容置室613内，该第二轴承部658连接至一第二环部659，该环部659限制所述金属嵌入件和橡胶嵌入件至少一个方向的位移。本实施例通过第一环部633和第二环部659控制嵌入件（656、657）的位置。此外，亦可通过过盈配合的嵌入件（656、657）限制位置。

斜齿轮650与操纵杆640之间设置测量转角转矩的腔室670。该腔室670内设置多组齿轮组671和多组位移传感器672。一齿轮组671安装于斜齿条620外侧，该齿轮组671包括内齿轮673、外齿轮674以及行星轮675。外齿轮674的齿数大于内齿轮673齿数的两倍。内齿轮673经一套管676安装在斜齿轮上，所述外齿674固定在所述传动室614内，所述行星轮675同时啮合在所述外齿轮674和内齿轮673上，该行星轮675的下端部具有一延伸臂677。位移传感器672安装在所述齿轮组671的下方，该位移传感器672的感应面与延伸臂677相接触。位移传感器672例如是电阻式传感器。延伸臂与感应面接触位置确定了电阻值，信号经线路679连接至外置处理器。处理器据此计算行星齿轮的位置，从而确定内齿轮673转角。具体而言，外齿轮齿数N1，内齿轮齿数N2，行星轮齿数N3。驾驶者转动方向盘，齿轮转过的齿数为n。外齿轮转角为N1/n，内齿轮转角位N2/n，行星轮公转转角为N1/n。当外齿轮齿数大于内齿轮齿数的两倍时，内齿轮转动两圈以内，行星轮公转角度小于一个周期。行星轮675与内齿轮673同步转动，当内齿轮673的齿数远小于外齿轮674时，行星轮675不会形成圆周运动。因此转角计算结果唯一。齿轮组671具有多个行星轮675，多个行星齿轮可计算出平均值。一组的齿轮组671安装于操纵杆640，其连接方式与斜齿轮650相同。齿轮组671将行星齿轮的位移传递至位移传感器672。操纵杆640经一芯轴678连接至所述斜齿轮650。根据操纵杆640的齿轮组671与斜齿轮650的齿轮组671的转角差可确定芯轴678转矩。

如图6至20，本发明涉及电动汽车，主要包括车体100、底盘200、悬架300、车轮400、方向控制装置500、转向器600以及制动器700。底盘200位于车体100下方，悬架300安装在底盘200上，车轮400安装在悬架300两侧。方向控制装置500经转向器600连接车轮400，制动器700安装在车轮400内侧。这种电动汽车还具有电动驱动器等部件。为视图清晰，图中省略了部分结构。

本发明的方向控制装置500主要由活动部件510、固定部件520、主动夹持组530、从动夹持组540、螺杆550以及方向盘560、连杆组570。驾驶者转动方向盘560，活动部件510经连杆组570、转向器600带动车轮400偏转。主动夹持组530件和从动夹持组540件经螺杆550连接，调整螺杆550加持力度，可以改变活动部件510与固定部件520的夹角，进而调整方向盘560的位置。活动部件510包括壳体511、外柱512以及内柱513。壳体511的两侧面均具有第一条形孔514，所述外柱512可转动地固定于壳体511内，内柱513可移动地套在外柱512内。方向盘560连接至所述外柱512，连杆组570连接至内柱513。方向盘560亦可经一连接片561与壳体511连接。固定部件520包括第一夹板521和第二夹板522，该第一夹板521和第二夹板522分别位于所述壳体511的两侧。该第一夹板521和第二夹板均设有第二条形孔523，该第二条形孔523与第一条形孔514垂直。

主动夹持组530主要由把手531、转动体532组成。转动体532具有第一斜面533和阻挡面534，所述把手531的端面沿该第一斜面533向阻挡面534滑动时，该把手531向所述转动体532靠拢。第一夹板521的一个侧面具有第二斜面515，把手531带动转动体532沿所述第二斜面515滑动时，该把手531远离所述转动体532。第一斜面533与第二斜面515处于交叉状态，两组斜面为斜向的引导面，用于引导把手531和转动体532沿轴线往复移动。所述把手531具有突出部536，该突出部536的端面沿所述第一斜面533滑动，所述阻挡面534限制该突出部534的转动。从动夹持组540包括固定板541、移动板542、簧片543。固定板541安装在壳体511的另一个侧面上，该固定板541具有与第二条形孔523相匹配的通孔548，移动板542经一锯齿部544与固定板541啮合。簧片543位于该固定板541与移动板542之间，簧片543的中心孔穿过螺杆550。具体而言，锯齿部544之间具有一滑槽545，所述簧片543具有第一翻折部546和第二翻折部547，该第一翻折部546固定在移动板542上，第二翻折部547位于该滑槽内。簧片543卡在滑槽545内带动移动板542移动，选择不同的啮合位置。螺杆550的一侧可移动地固定于所述转动体532上，另一侧连接至所述移动板542，该螺杆550的端部可转动地连接至所述把手531。螺杆550具有凸起551和环形凸肋552，所述通孔548内具有环形槽501，所述环形凸肋552在该环形槽501内移动。环形槽501确定了螺杆550的轴线位置。所述移动板542具有导向槽502，该凸起551沿导向槽502移动，该导向槽502包括螺旋段503和环形段504。凸起551从环形段504滑入螺旋503段时，移动板542远离所述固定板541。环形段的弧度数与第一斜面533相等。把手531在第一斜面533上滑动时，凸起551沿环形段滑动。转动体532在第二斜面515滑动时，凸起551沿螺旋段滑动。

转动把手531时，突出部534滑入第二斜面515，把手531靠近转动体532。第一夹板521和第二夹板522相互松开，操作者可调节螺杆550在第二条形孔523的位置。继续转动把手531，突出部534带动转动体532转动，转动体532沿第一斜面533滑动。第一夹板521和第二夹板522夹持移动部件。螺杆550转动时，移动件沿导向槽502的移动方向远离固定件，从而可调整螺杆550在第一条形孔514的位置。在本发明中，把手531转动时，方向盘560依次完成两个方向上的调整，提高操作者调节方向盘560时的准确性。在本发明中，移动板542的外侧设有一套环548。所述固定件还包括分别安装于第一夹板521和第二夹板522的第一扭簧523和第二扭簧524，该第一扭簧523的末端连接至所述把手531，该第二扭簧524的末端抵靠在所述套环548上。两组扭簧可保持移动板542和把手531的夹持状态，并保证外力消失后把手531恢复到初始位置，即第一斜面533的起始位置。起始位置可由一定位部535确定。固定部件520还包括连接板525，该连接板525固定于新能源汽车的车体100，所述第一夹板521和第二夹板522具有延伸孔526，该连接板525经一锚固件527连接至所述延伸孔526。该结构可在安装时确定把手531的位置，用于不同型号的车体100。锚固件527经一定位片528固定于所述延伸孔526内。定位片528加强了锚固件527的定位作用。连接板525的中部也与固定部件520连接。在本实施例中，活动部件510的后方设置延伸部件516。该延伸部件516具有条形孔517，两组扭簧经一杆件518相互固结，并穿过该条形孔517。

本发明的制动器700包括卡钳710、活塞720、一对制动衬块730、转轴740、制动盘750。卡钳710具有相互对立的安装臂711和安装槽712，活塞720安装在所述安装槽712内。其中一个制动衬块730固定在所述安装臂711上，另一个制动衬块730安装在所述活塞720上。安装臂711内亦可安装与活塞720连接的驱动部件，带动制动盘750移动。活塞720的外圆周经柔性件721与卡钳710连接，用于阻挡外部杂物。制动衬块730组成一制动间隙731，制动盘750固定在转轴740上，该制动盘750至少部分的伸入所述制动间隙731。制动时活塞720带动制动衬块730相互靠近，夹持制动盘750。制动衬块730经滑轴安装于卡钳710上。虽然其纵向位移被限制，但是由于制动力的存在，制动衬块730不可避免的产生横移。活塞720和安装臂711具有一安装部713，所述制动衬块730具有一耳部732。该安装部713与耳部732之间设有一弹性片760，弹性片760可降低制动衬块730横移时的噪音。

弹性片760依次由定位段761、连接段762、压制段763、反弹段764、支持段765组成，各段之间采用弧形结构连接。安装部713由突出部分714、凹陷部分715和缺口716组成。耳部732具有依次连接的上表面733、侧面734以及下表面735。耳部732的长度大于所述凹陷部分715的深度。制动衬块730移动时，耳部732不会干涉连接段762的移动。弹性片760沿安装部713壁面分布，限制耳部732与安装部713的直接接触。定位段761安装于突出部分714的顶部。具体而言，突出部分714的上表面具有一弧形槽717，所述定位段761具有一弧形部766，该弧形部766位于所述弧形槽717内。该弧形部766可降低定位段761移动时噪音。连接段762绕过突出部分714，连接段762与突出部分714构成一拉力变形间隙701。压制段763与凹陷部分715的侧壁相接触，所述上表面733与压制段763相接触。压制段763、凹陷部分715以及上表面733构成一相互贴合的三组面部，相互之间保持面接触。制动盘750制动时，耳部732受迫进入凹陷部分715，其上表面733与压制段763保持面接触。连接段762受拉变形，压制段763与反弹段764保持与耳部732紧密接触，降低制动音。

反弹段764位于凹陷部分715的底面内，所述反弹段764与侧面构成一反弹变形间隙702。反弹变形间隙702的宽度小于拉力变形间隙701。支持段765从缺口716伸出，该支持段765至少部分的顶在所述下表面735上。支持段765为翻折结构767，该翻折结构767的至少一个端点压制所述下表面735，支持段765至少部分的与所述下表面735构成一压力变形间隙703。制动衬块730受迫振动时，支持段765始终保持与下表面735接触，降低撞击噪音。支持段765的变形带动反弹段764弯曲，反弹段764与侧面接触，阻止耳部732进一步滑动引起噪音并提高耳部732恢复速度。由于缺口716的存在，支持段765受压时在缺口716的范围内变形，避免支持段765与安装部713产生接触噪音。在本发明中，弹性片760嵌合在安装部713内。其连接段762、压制段763以及反弹段764的两侧延伸出包覆面768，该包覆面768包裹在所述安装部713的两侧。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电动助力转向器，其特征在于，包括：

壳体，该壳体具有一两侧开口的容置室；

齿条，该齿条可移动地穿过所述容置室，该齿条具有一螺旋槽；

传动件，所述传动件套在所述齿条外侧，该传动件具有一回转孔，该回转孔与所述螺旋槽组成一循环通道，多个滚珠位于该循环通道内；

圆筒体，该圆筒体套在所述传动件的外侧；以及

电机组，该电机组安装与所述壳体的之内，该电机组经一传动带连接至所述圆筒体，其中，

所述圆筒体的内侧壁具有第一缺口，所述传动件的外侧壁具有第二缺口，该第一缺口与第二缺口组成一弧形腔，该弧形腔内设有金属嵌入件以及位于该金属嵌入件两侧的橡胶嵌入件，该橡胶嵌入件抵靠在所述弧形腔的端面上。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向器，其特征在于，所述圆筒体经第一轴承部安装于所述容置室内，该第一轴承连接至一第一环部，该限位环限制所述金属嵌入件和/或橡胶嵌入件至少一个方向的位移。

3.根据权利要求2所述的电动助力转向器，其特征在于，所述传动件经第二轴承部安装于所述容置室内，该第二轴承连接至一第二环部，该限位环限制所述金属嵌入件和/或橡胶嵌入件至少一个方向的位移。

4.根据权利要求1所述的电动助力转向器，其特征在于，所述壳体的侧壁设有操作孔和排水阀。

5.根据权利要求1所述的电动助力转向器，其特征在于，所述齿条的两端均连接至一拉杆。

6.一种汽车，其特征在于，包括悬架、车轮以及权利要求1所述电动助力转向器。