CN109455220A - 转向管柱电机与蜗杆的连接机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转向管柱电机与蜗杆的连接机构，包括：电机端卡接件，具有安装腔，安装腔的内壁上具有卡接凸台；蜗杆端卡接件，包括本体和卡爪，卡爪设置在本体的一端，且在该端的端面上，任意相邻两个卡爪之间具有一个凹槽；橡胶衬套，安装在安装腔内，其包括衬套本体和卡接凸起，卡接凸起设置在衬套本体朝向蜗杆端卡接件的一面，卡接凸起与凹槽一一相对布置，任意相邻两个卡接凸起之间具有一个用于容纳卡爪的第一卡槽；衬套本体朝向电机端卡接件的一面具有用于容纳卡接凸台的第二卡槽。本发明能够有效消除由于蜗杆轴向窜动导致的蜗轮蜗杆间隙变大后引起的蜗轮蜗杆撞击异响的问题，同时节约零部件成本，降低零部件尺寸控制难度。

Description

转向管柱电机与蜗杆的连接机构
技术领域
本发明涉及一种连接机构，特别是一种转向管柱电机与蜗杆的连接机构。
背景技术
现今大部分的乘用车转向系统分为方向盘、转向管柱、转向传动轴及转向器四大部分，随着技术的发展，国家及顾客对整车油耗的关注程度越来越高，管柱式电动助力转向系统逐渐成为中小型乘用车的标配。管柱式电动助力转向系统通过助力电机驱动蜗轮蜗杆减速机构继而为转向管柱提供助力。
现有技术中，如图1和图2所示，通常在电机卡爪100与橡胶衬套200之间有安装有选配的“O”型圈300，请结合图3和图4，通过测量电机壳体安装平面400到电机端卡爪端面500的距离与减速机构壳体安装平面600到橡胶衬套端面700的距离，最终确定选配的“O”型圈300的尺寸。通过增加选配的“O”型圈300能够消除由于电机800与蜗杆900连接轴线上的各零部件尺寸误差及装配误差导致的蜗杆的轴向窜动，消除由于蜗杆轴向窜动导致的蜗轮蜗杆间隙变大后引起的蜗轮蜗杆撞击异响问题。
现有技术中“O”型圈300的选配采用的是在线测量手段，该选配方法存在下述几方面的缺点：
一、“O”型圈300尺寸公差需控制在比较小的范围，增加了“O”型圈300的成本；
二、在线测量电机壳体安装平面400到电机端卡爪端面500的距离与减速机构壳体安装平面600到橡胶衬套端面700的距离对生产线工装夹具定位精度要求高、同时增加高精度测量设备均会增加产线设备成本，继而增加EPS管柱总成成本；
三、通过在线测量的方法选定“O”型圈，增加了装配工位时长，影响生产节拍；
发明内容
本发明的目的是提供一种转向管柱电机与蜗杆的连接机构，以解决现有技术中的不足，它能够有效消除由于蜗杆轴向窜动导致的蜗轮蜗杆间隙变大后引起的蜗轮蜗杆撞击异响的问题，同时节约零部件成本，降低零部件尺寸控制难度。
本发明提供了一种转向管柱电机与蜗杆的连接机构，包括：
电机端卡接件，具有安装腔，所述安装腔的内壁上具有卡接凸台；
蜗杆端卡接件，包括本体和卡爪，所述卡爪设置在所述本体的一端，且在该端的端面上，任意相邻两个所述卡爪之间具有一个凹槽；
橡胶衬套，安装在所述安装腔内，其包括衬套本体和卡接凸起，所述卡接凸起设置在所述衬套本体朝向所述蜗杆端卡接件的一面，所述卡接凸起与所述凹槽一一相对布置，任意相邻两个所述卡接凸起之间具有一个用于容纳所述卡爪的第一卡槽；所述衬套本体朝向所述电机端卡接件的一面具有用于容纳所述卡接凸台的第二卡槽。
优选地，所述电机端卡接件包括外壳和安装座，所述外壳为塑料件，所述安装座为金属件，所述外壳与所述安装座注塑为一体式结构，所述安装座安装在电机的输出轴上，二者为过盈配合；所述安装腔和所述卡接凸台均形成于所述外壳上。
优选地，所述卡接凸台的断面形状由梯形和圆弧形构成；所述第二卡槽的形状也由梯形和圆弧形构成。
优选地，每个所述卡接凸台沿其高度方向均具有一个盲孔。
优选地，所述安装座上具有安装盘，所述安装盘的外圆上具有齿。
优选地，所述凹槽为圆弧形凹槽，所述卡接凸起为圆弧形凸起。
优选地，所述第一卡槽和所述第二卡槽的侧壁上均形成有柱状凸起。
与现有技术相比，本发明包括电机端卡接件、蜗杆端卡接件和橡胶衬套，蜗杆端卡接件，包括本体和卡爪，所述卡爪设置在所述本体的一端，且在该端的端面上，任意相邻两个所述卡爪之间具有一个凹槽；橡胶衬套，安装在所述安装腔内，其包括衬套本体和卡接凸起，所述卡接凸起设置在所述衬套本体朝向所述蜗杆端卡接件的一面，所述卡接凸起与所述凹槽一一相对布置，任意相邻两个所述卡接凸起之间具有一个用于容纳所述卡爪的第一卡槽；所述衬套本体朝向所述电机端卡接件的一面具有用于容纳所述卡接凸台的第二卡槽。
通过优化橡胶衬套和蜗杆端卡接件的结构，取消了传统“O”型圈，在没有“O”型圈的情况下，通过橡胶衬套上的卡接凸起变形来消除由于电机与蜗杆连接轴线上的各零部件尺寸误差及装配误差导致的蜗杆的轴向窜动问题，进而消除撞击异响。由于无需设置“O”型圈，则无需在线测量，降低了EPS管柱总成成本的制造成本。
附图说明
图1是现有技术中转向管柱电机与蜗杆的连接机构的结构示意图；
图2是现有技术中连接机构的爆炸图；
图3是现有技术中电机总成的轴测图；
图4是现有技术中减速机构壳体的轴测图；
图5是本发明局部结构的剖视图；
图6是本发明的爆炸图；
图7是电机端卡接件的轴测图；
图8是安装座和安装盘的轴测图；
图9是橡胶衬套的轴测图。
附图标记说明：
现有技术：100-电机卡爪，200-橡胶衬套，300-“O”型圈，400-电机壳体安装平面，500-电机端卡爪端面，600-减速机构壳体安装平面，700-橡胶衬套端面，800-电机，900-蜗杆；
本发明：1-电机端卡接件，2-安装腔，3-卡接凸台，4-蜗杆端卡接件，5-本体，6-卡爪，7-凹槽，8-橡胶衬套，9-衬套本体，10-卡接凸起，11-第一卡槽，12-第二卡槽，13-外壳，14-安装座，15-盲孔，16-安装盘，17-齿，18-柱状凸起，19-电机。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明的实施例：如图5和图6所示，一种转向管柱电机与蜗杆的连接机构，包括：电机端卡接件1，安装与电机19的输出轴上，电机端卡接件1具有安装腔2，安装腔2的内壁上具有卡接凸台3；
蜗杆端卡接件4，与蜗杆固定安装在一起，蜗杆端卡接件4包括本体5和卡爪6，卡爪6设置在本体5的一端，且在该端的端面上，任意相邻两个卡爪6之间具有一个凹槽7，本体5的另一端与蜗杆固定连接；
橡胶衬套8，用于连接电机端卡接件1和蜗杆端卡接件4，橡胶衬套8安装在安装腔2内，橡胶衬套8包括衬套本体9和卡接凸起10，卡接凸起10设置在衬套本体9朝向蜗杆端卡接件4的一面，卡接凸起10与凹槽7一一相对布置，任意相邻两个卡接凸起10之间具有一个用于容纳卡爪6的第一卡槽11；衬套本体9朝向电机端卡接件1的一面具有用于容纳卡接凸台3的第二卡槽12。
装配状态下，橡胶衬套8卡接固定在安装腔2内，安装腔2内的卡接凸台3正好卡入第二卡槽12内，各个卡接凸起10均卡入蜗杆端卡接件4上的凹槽7内。此时橡胶衬套8受压变形，产生较大的压缩力，消除蜗杆轴向间隙，随着车辆行驶里程数的增加，蜗杆轴向间隙增加，各个卡接凸起10压缩力减小，但仍然能够消除蜗杆轴向间隙，采用该结构无需设置“O”形圈，也无需在线测量，不但有效地解决了间隙问题，而且还降低了转向管柱的制造成本，降低了装配难度。
在一种优选地实施方式中，电机端卡接件1包括外壳13和安装座14，外壳13为塑料件，安装座14为金属件，外壳13与安装座14注塑为一体式结构，所述安装座14安装在电机的输出轴上，二者为过盈配合；安装腔2和卡接凸台3均形成于外壳13上。
外壳13为塑料件，橡胶衬套8为橡胶件，塑料与橡胶材质的配合能够有效降低橡胶衬套8的磨损速度；提高其使用寿命；为了提高二者的连接可靠性，优选地，将卡接凸台3设计为近似于梯形的结构，即其断面形状由梯形和圆弧形构成；当然第二卡槽12的形状也应由梯形和圆弧形构成。
此外，为了降低装配难度，还可在每个卡接凸台3沿其高度方向均开设一个盲孔15。这样即使有制造误差，由于设置了盲孔15，卡接凸台3可产生一定的变形量，从而使装配更容易。
进一步，安装座14上具有安装盘16，安装盘16的外圆上具有齿17。这种结构设计可以使外壳13与安装座14的连接更加稳固，防止二者脱离影响使用。
更进一步，凹槽7为圆弧形凹槽，卡接凸起10为圆弧形凸起。第一卡槽11和第二卡槽12的侧壁上均形成有柱状凸起18。设计圆弧形凸起和圆弧形槽，一方面便于装配，另一方面可以降低制造工艺的难度，同时还能够有效提高橡胶衬托的径向及轴向刚度，产生较大的轴向压缩力。而柱状凸起18的设置可以使卡接配合时，获得较大过盈量的同时相互作用力较小，便于装配。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种转向管柱电机与蜗杆的连接机构，其特征在于，包括：
电机端卡接件(1)，具有安装腔(2)，所述安装腔(2)的内壁上具有卡接凸台(3)；
蜗杆端卡接件(4)，包括本体(5)和卡爪(6)，所述卡爪(6)设置在所述本体(5)的一端，且在该端的端面上，任意相邻两个所述卡爪(6)之间具有一个凹槽(7)；
橡胶衬套(8)，安装在所述安装腔(2)内，其包括衬套本体(9)和卡接凸起(10)，所述卡接凸起(10)设置在所述衬套本体(9)朝向所述蜗杆端卡接件(4)的一面，所述卡接凸起(10)与所述凹槽(7)一一相对布置，任意相邻两个所述卡接凸起(10)之间具有一个用于容纳所述卡爪(6)的第一卡槽(11)；所述衬套本体(9)朝向所述电机端卡接件(1)的一面具有用于容纳所述卡接凸台(3)的第二卡槽(12)。
2.根据权利要求1所述的转向管柱电机与蜗杆的连接机构，其特征在于：所述电机端卡接件(1)包括外壳(13)和安装座(14)，所述外壳(13)为塑料件，所述安装座(14)为金属件，所述外壳(13)与所述安装座(14)注塑为一体式结构，所述安装座(14)安装在电机(19)的输出轴上，二者为过盈配合；所述安装腔(2)和所述卡接凸台(3)均形成于所述外壳(13)上。
3.根据权利要求1或2所述的转向管柱电机与蜗杆的连接机构，其特征在于：所述卡接凸台(3)的断面形状由梯形和圆弧形构成；所述第二卡槽(12)的形状也由梯形和圆弧形构成。
4.根据权利要求3所述的转向管柱电机与蜗杆的连接机构，其特征在于：每个所述卡接凸台(3)沿其高度方向均具有一个盲孔(15)。
5.根据权利要求2所述的转向管柱电机与蜗杆的连接机构，其特征在于：所述安装座(14)上具有安装盘(16)，所述安装盘(16)的外圆上具有齿(17)。
6.根据权利要求1所述的转向管柱电机与蜗杆的连接机构，其特征在于：所述凹槽(7)为圆弧形凹槽，所述卡接凸起(10)为圆弧形凸起。
7.根据权利要求5所述的转向管柱电机与蜗杆的连接机构，其特征在于：所述第一卡槽(11)和所述第二卡槽(12)的侧壁上均形成有柱状凸起(18)。
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