CN109572806A

CN109572806A - 电动转向设备的减速器

Info

Publication number: CN109572806A
Application number: CN201811150492.7A
Authority: CN
Inventors: 廉璱气; 金泰昊
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-09-29
Publication date: 2019-04-05
Anticipated expiration: 2038-09-29
Also published as: US11506244B2; CN109572806B; US20190101164A1

Abstract

本公开提供一种电动转向设备的减速器。该减速器的体积显著减小、部件的数量减少且生产过程缩短，并且可以在消除由轴和动力传递构件之间的间隙引起的噪音的同时防止在动力传递期间产生的振动和噪音。

Description

电动转向设备的减速器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月29日提交的申请号为10-2017-0128203和申请号为10-2017-0127054的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文用于如本文充分阐述的所有目的。

技术领域

这些实施例涉及一种电动转向设备(electric power steering apparatus，电动助力转向设备)的减速器，更具体地，涉及一种如下的电动转向设备的减速器，该电动转向设备的减速器的体积显著减小、部件的数量减少且生产过程缩短，并且能够通过消除由于轴和动力传输构件之间的间隙引起的噪音而防止动力传递期间产生的振动和噪音。

背景技术

允许驾驶员自由转动方向盘来改变车辆行驶方向的转向设备是用于通过任意改变车辆前轮的转向中心来辅助驾驶员沿期望的方向驾驶车辆的设备。

这种转向设备利用动力转向设备作为辅助动力机构，以在驾驶员在方向盘上用力时协助驾驶员。

液压动力转向设备具有一种如下的结构，该结构检测方向盘的转动、接收来自发动机的扭矩、启动液压泵、以及将液压传递到诸如安装在齿条杆或转向轴中的气缸的致动器，从而协助驾驶员的转向操作。

电动转向设备具有一种如下的结构，该结构检测方向盘的转动并启动安装在齿条或转向轴中的电机以辅助转动运动，从而促进转向设备的平稳运转。

然而，常规电动转向设备的减速器的动力传递构件具有这样的结构，其中内转子和外转子被压配合并且彼此直接接触。因此，在磨损或越野行驶期间反向输入很大的冲击，从而引起轴向偏离并且还会因为磨损而造成间隙和噪音。

发明内容

示例性实施例提供了一种电动转向设备的减速器，其能够减小对动力传递构件的轴向冲击和径向冲击，并且能够将动力从第一轴传递到第二轴而不会产生振动或噪音。

此外，示例性实施例的目的不限于此，本领域技术人员从以下描述中可以清楚地理解本文未提及的其他目的。

根据示例性实施例，本文提供了一种电动转向设备的减速器，其中第一轴和第二轴彼此连接以传递驱动电机的驱动力，该减速器包括：内转子，其包括相对于第二轴轴向形成的插入孔和相对于第二轴径向形成的第一突出部；弹性体，其形成为包围内转子的外周表面，该弹性体包括相对于第二轴径向形成的第二突出部和相对于第二轴轴向形成在第二突出部上的弹性突出部；和外转子，其联接到内转子，该外转子包括联接到第一轴并相对于第二轴径向形成的第三突出部。

此外，根据示例性实施例，本文提供了一种电动转向设备的减速器，该减速器包括：第一轴，其具有设置在外周表面上的至少一个突出部；第二轴，其在一端具有至少一个轴向延伸部；和动力传递构件，其具有第一联接部和第二联接部，其中第一联接部包括插入孔，突出部将插入该插入孔中使得第一轴在中央区域联接到第一联接部，延伸部将安装在第二联接部上使得第二轴在外周表面上联接到第二联接部。

根据示例性实施例，电动转向设备的减速器可以减小对动力传递构件的轴向冲击和径向冲击，并且可以将动力从第一轴传递到第二轴而不会产生振动和噪音。

通过示例性实施例的详细描述可以实现其他特征和优点。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他方面、特征和优点将更加明显，其中：

图1是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的示意图；

图2是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的截面图；

图3至图5是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的透视图；

图6是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的截面图；

图7是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的分解透视图；

图8是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的透视图；和

图9和图10是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述示例性实施例，使得本领域技术人员可以容易地实施它们。然而，这些示例性实施例可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。

为了清楚地描述示例性实施例，可以省略与实施例的本质无关的部分的描述，并且在整个说明书中相同或相似的元件由相同的附图标记表示。

此外，当一个部件被称为“包括有”元件时，应该理解的是，除非另外特别说明，否则它可以仅包括这些元件、或其他元件和这些元件。下文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例，并且不旨在限制本发明，除非本文另有定义，否则其具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。

图1是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的示意图；图2是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的截面图；图3至图5是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的透视图；图6是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的截面图；图7是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的分解透视图；图8是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的透视图；以及图9和图10是示出根据示例性实施例的电动转向设备的减速器的截面图。

首先，参照图1，电动转向设备包括：转向系统S，其从方向盘101到两个车轮108；和辅助动力机构121，其向转向系统S提供辅助转向动力。

转向系统S的一侧与方向盘101连接以与方向盘101一起转动，另一侧包括转向轴102，该转向轴102通过一对万向节103与小齿轮轴104连接。此外，小齿轮轴104通过齿条-小齿轮机构单元105与齿条杆连接，齿条杆的两端通过拉杆106和转向节臂107与车轮108连接。

齿条-小齿轮机构单元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齿轮109啮合而形成。因此，当驾驶员操作方向盘101时，在转向系统S中产生扭矩，车轮108由扭矩通过齿条-小齿轮机构单元105和拉杆106来转向。

辅助动力机构121包括：扭矩传感器125，其被配置成检测由驾驶员施加到方向盘101的扭矩并输出与检测到的扭矩成比例的电信号；电子控制单元123，其被配置成基于从扭矩传感器125传递的电信号来生成控制信号；驱动电机400，其被配置成基于从电子控制单元123传递的信号产生辅助动力；和减速器140，其被配置成将由驱动电机400产生的辅助动力传递到转向轴102。

电动转向设备的减速器可以与第一轴310和第二轴320连接以传递驱动电机400的驱动力，并且可以被配置成包括用于连接第一轴310和第一轴310的动力传递构件330。

本文中，动力传递构件330与连接至驱动电机400、诸如泵等的动力源以能够转动的第一轴310同轴地连接以将驱动力从动力源传递到第二轴320。在示例性实施例的详细描述中，将利用包括电机轴的电动转向设备的减速器作为示例来描述第一轴310，并且将利用包括蜗杆轴的电动转向设备的减速器作为示例来描述第二轴320。

在这种情况下，动力传递构件330可以用作动力连接设备，其用于通过连接产生电动转向设备的辅助动力的蜗杆轴和电机轴并将电机产生的辅助动力传递到联接到蜗轮的转向轴来协助驾驶员的转向力。

驱动电机400具有从驱动电机400的壳体向外延伸的第一轴310，并且外转子130的一侧与第一轴310连接以与第一轴310相互操作。

内转子110与第二轴320连接，并且内转子110具有如下的结构，其中内转子110的一侧插入到与第一轴310连接的外转子130中。

参照图3，动力传递构件330包括内转子110、弹性体120和外转子130。

动力传递构件330是一种动力连接设备，其用于通过连接产生电动转向设备的辅助动力的电机的第一轴310和第二轴320并将由电机产生的辅助动力传递到联接到蜗轮的转向轴来协助驾驶员的转向力。

动力传递构件330可包括：内转子110，其与第二轴320连接；外转子130，其与电机的第一轴310连接；和弹性体120，其形成在内转子110和外转子130之间。

内转子110具有相对于第二轴320轴向形成的插入孔112，并且包括相对于第二轴320径向形成的第一突出部114。详细地，第二轴320将相对于其自身轴向插入其中的插入孔112形成在内转子110中。

而且，在内转子110中形成一个或多个垂直于第二轴320的第一突出部114。本文中，可在上侧、下侧、左侧和右侧上形成四个第一突出部114。

弹性体120形成为包围内转子110的外周表面。弹性体120包括相对于第二轴320径向形成的第二突出部122，并包括相对于第二轴320轴向形成的弹性突出部124。

详细地，弹性体120形成为包围内转子110的外周表面。本文中，弹性体120的第二突出部122可以形成为包围并对应于内转子110的第一突出部114。

本文中，弹性体120可以形成为包围内转子110的外周表面。详细地，弹性体120可以形成为包围第一突出部114的外周表面的一部分。

本文中，当第二轴320的方向被称为第一突出部114的前表面时，弹性体120可以形成为包围除了第一突出部114的前表面之外的整个外周表面。在这种情况下，内转子110可以形成为从弹性体120向外突出。本文中，弹性突出部124可以形成在第二突出部122上以包围第一突出部114的后表面。

本文中，弹性突出部124形成在第二突出部122上，且弹性突出部124具有垂直于第二突出部122形成的第一表面124a和形成为弯曲形状并与第一表面124a的一端和第二突出部122的一部分连接的第二表面124b。也就是说，弹性突出部124可以在第二突出部122上形成为四分之一球形形状。

本文中，弹性突出部124的第一表面124a的梯度小于弹性突出部124的第二表面124b的梯度，并且因此在预加载期间可以向内引起载荷施加方向。

而且，弹性突出部124可以相对于第一轴310和第二轴320轴向地形成，即，垂直于第二突出部122形成。弹性突出部124可以朝向第一轴310形成。

本文中，可以将粘合剂施加到第一突出部114的外周表面上，使弹性体120与内转子110在该外周表面上接触。在这种情况下，可以将粘合剂施加到第一突出部114的外周表面上，由此使弹性体120相对于第二轴320轴向地与内转子110接触。因此，弹性体120和内转子110可以一体形成。

外转子130包括相对于第二轴320径向形成的第三突出部132，并且联接到内转子110。详细地，通过施加的粘合剂，外转子130联接到一体形成的内转子110和弹性体120。

本文中，对应于形成在内转子110上的第一突出部114和形成在弹性体120上的第二突出部122的第三突出部132可以形成在外转子130上。此外，外转子130可以联接到第一轴310。

弹性体120形成为包围内转子110。本文中，弹性体120形成为包围形成在内转子110上的第一突出部114。

在这种情况下，弹性体120可以形成为包围第一突出部114的外周表面的一部分。也就是说，弹性体120可以形成为不包围内转子110的前表面。

在这种情况下，对应于第一突出部114的第二突出部122可以形成在弹性体120上，并且可以形成为包围第一突出部114的外周表面的一部分。本文中，弹性突出部124可以形成在第二突出部122的后表面上。

弹性突出部124具有垂直于第二突出部122形成的第一表面124a和形成为弯曲形状并与第一表面124a的一端和第二突出部122的一部分连接的第二表面124b。

也就是说，弹性突出部124可以在第二突出部122上形成为四分之一球形形状，并且可以针对每个第二突出部122而形成。在这种情况下，第一突出部114的后表面可以被形成在第二突出部122上的弹性突出部124包围。

而且，弹性体120形成为包围内转子110。本文中，弹性体120形成为包围形成在内转子110上的第一突出部114。

详细地，弹性体120可以形成为包围内转子110的一部分。本文中，弹性体120形成为包围形成在内转子110上的第一突出部114。在这种情况下，对应于第一突出部114的第二突出部122可以形成在弹性体120上，并且可以形成为包围第一突出部114的外周表面的一部分。在这种情况下，内转子110可以形成为从弹性体120向外突出。

而且，弹性突出部124可以形成在弹性体120的第二突出部122的后表面上。弹性突出部124具有垂直于第二突出部122形成的第一表面124a和形成为弯曲形状并与第一表面124a的一端和第二突出部122的一部分连接的第二表面124b。

也就是说，弹性突出部124可以在第二突出部122上形成为四分之一球形形状。在这种情况下，第一突出部114的后表面可以被形成在第二突出部122上的弹性突出部124包围。

参照图7至图10，根据示例性实施例的电动转向设备的减速器包括：第一轴310，其具有设置在外周表面上的至少一个突出部311；第二轴320，其具有设置在一端的至少一个轴向延伸部321；和动力传递构件330，其具有第一联接部335和第二联接部331，其中第一联接部335包括插入孔333，突出部311将插入该插入孔333中使得第一轴在中央区域联接到第一联接部335，延伸部321将安装在第二联接部331上使得第二轴320在外周表面上联接到第二联接部331。

动力传递构件330可以同轴地连接第一轴310和第二轴320。为了传递动力，以双重的方式，第一轴310和第二轴320分别联接到动力传递构件330的中央区域和外周表面。

第一轴310具有设置在外周表面上的至少一个突出部311，第二轴320具有设置在一端的至少一个轴向延伸部321。因此，第一轴310和第二轴320可以联接到动力传递构件330。

动力传递构件330具有设置在中央区域中的第一联接部335，第一轴310将通过第一联接部335被联接。插入孔333设置在第一联接部335的内周表面上，第一轴310的突出部311将插入该插入孔333中。

另外，第二联接部331形成在动力传递构件330的外周表面上，其中第二轴的延伸部321将安装在第二联接部331上，并且第二轴320联接到动力传递构件330的外周表面上。

因此，与其中内转子和外转子被压配合的动力传递构件的常规结构相比，上述结构可以显著减小体积、减少部件的数量并缩短生产过程。

而且，当设置两个或更多个突出部311时，突出部311相对于第一轴310在周向上彼此等距地间隔开。因此，在动力传递期间可以无偏压地均匀转动。

而且，第二轴320的延伸部321可以包括与第一轴310的突出部311的数量相同数量的延伸部321。本文中，延伸部321可以与突出部311对应地在周向上布置。

而且，第二轴320的延伸部321可以根据突出部311之间的空间在周向上彼此等距地间隔开。因此，转动载荷在动力传递期间被均匀地施加，因此可以使振动降到最低。

动力传递构件330可包括形成在中央区域中的阻尼构件337和设置在阻尼构件337的两端的支撑构件339a和339b。

阻尼构件337具有分别设置在中央区域和外周表面上并且还由弹性材料形成的第一联接部335和第二联接部331。因此，可以在动力传递期间吸收噪音和施加到第一轴310和第二轴320的振动。

本文中，阻尼构件337可以由诸如天然橡胶(NR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、乙烯丙烯三元共聚物(EPDM)、氟橡胶(FPM)、丁苯橡胶(SBR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、聚氨酯、硅树脂等材料形成，以除了弹性之外提供耐久性和延展性，并且用作吸收噪音和振动的阻尼。

设置在阻尼构件337的两个轴向端部处的支撑构件339a和339b由具有比阻尼构件337的强度更大的强度的塑料树脂或金属材料形成，以在第一轴310和第二轴320的动力传递期间传递转动扭矩。

支撑构件339a和339b与阻尼构件337一体形成。或者，当在阻尼构件337的两个表面上形成联接孔332时，支撑构件339a和339b可被压配合到阻尼构件337的联接孔332中。在一些情况中，支撑构件339a和339b可以结合到或硫化到阻尼构件337。

另外，在支撑构件339a和339b的内周表面上设置径向向内突出的支撑突出部338，并且支撑突出部338与插入孔333对应的周向布置。因此，可以防止空转或第一轴310转动时的分离。

也就是说，在动力传递构件330的外周表面上，第二轴320的延伸部321联接到从阻尼构件337的外周表面凹入的第二联接部331，因此可以防止空转或转动期间的分离。

而且，在动力传递构件330的中央区域中，突出部311联接到插入孔333，并且与插入孔333对应布置的支撑突出部338联接到支撑孔334。因此，可以防止第一轴310空转或甚至在从驱动电机400传递高转动力时防止第一轴310分离。

因此，即使在驱动电机400重复正向转动和反向转动的电动转向设备中也可以可靠地传递扭矩，并且第一轴310和第二轴320可以仅与阻尼构件337保持接触，从而有效地吸收噪音和振动。

本文中，当没有施加外力时，阻尼构件337被按压的量可大约在10％至15％的范围内，并且可以根据传递的驱动力的大小而改变。

而且，在装配时，阻尼构件337通过突出部311和延伸部321弹性变形，从而进行按压和联接。

在这些实施例的以上描述中，第一轴310联接到动力传递构件330的中央区域，第二轴320联接到动力传递构件330的外周表面。然而，这仅仅是示例，本发明不限于此。应当注意的是，第一轴310将要联接到的延伸部321设置在动力传递构件330的外周表面上，并且突出部311联接到第二轴320的外周表面。

根据具有这种结构和这种形式的示例性实施例，与其中内转子和外转子压配合的动力传递构件的常规结构相比，这种结构和这种形式可以显著减小体积、减少部件的数量并缩短生产过程。

而且，根据示例性实施例，可以消除由于轴和动力传递构件之间的间隙引起的噪音，并且在动力传递期间防止两个轴彼此联接的部分处的振动和噪音。

本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变，因此，在本文描述的实施例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围不是由详细描述限定，而是由所附权利要求限定，并且权利要求及其等同物内的所有改变或修改将被解释为包括在本发明的范围内。

Claims

1.一种电动转向设备的减速器，在所述减速器中，第一轴和第二轴彼此连接以传递驱动电机的驱动力，所述减速器包括：

内转子，其包括相对于所述第二轴轴向形成的插入孔和相对于所述第二轴径向形成的第一突出部；

弹性体，其形成为包围所述内转子的外周表面，所述弹性体包括相对于所述第二轴径向形成的第二突出部和相对于所述第二轴轴向形成在所述第二突出部上的弹性突出部；和

外转子，其联接到所述内转子，所述外转子包括联接到所述第一轴并相对于所述第二轴径向形成的第三突出部。

2.根据权利要求1所述的减速器，其中，所述弹性体形成为包围所述第一突出部的外周表面，并且所述内转子从所述弹性体向外突出。

3.根据权利要求1所述的减速器，其中，所述弹性突出部朝向所述第一轴形成在所述第二突出部上。

4.根据权利要求1所述的减速器，其中，所述弹性突出部包括垂直于所述第二突出部形成的第一表面以及与所述第一表面的一端和所述第二突出部的一部分连接并形成为弯曲形状的第二表面。

5.根据权利要求4所述的减速器，其中，所述弹性突出部的第一表面的梯度比所述弹性突出部的第二表面的梯度小。

6.根据权利要求1所述的减速器，其中，在所述内转子中，粘合剂被施加到所述第一突出部与所述弹性体接触的上表面。

7.一种电动转向设备的减速器，所述减速器包括：

第一轴，其具有设置在外圆周表面上的至少一个突出部；

第二轴，其在一端具有至少一个轴向延伸部；以及

动力传递构件，其具有：第一联接部，所述第一联接部包括插入孔，所述突出部将插入所述插入孔中使得所述第一轴在中央区域中联接到所述第一联接部；和第二联接部，所述延伸部将安装在所述第二联接部上使得所述第二轴在外周表面上联接到所述第二联接部。

8.根据权利要求7所述的减速器，其中，当所述突出部包括两个或更多个突出部时，所述突出部相对于所述第一轴在周向上彼此间隔开。

9.根据权利要求8所述的减速器，其中，当所述延伸部包括两个或更多个延伸部时，所述延伸部与所述突出部对应的在周向上布置。

10.根据权利要求8所述的减速器，其中，所述突出部相对于所述第一轴在周向上彼此等距间隔开，并且所述延伸部根据所述突出部之间的空间在周向上彼此等距间隔开。

11.根据权利要求8所述的减速器，其中，所述动力传递构件包括：

阻尼构件，其由弹性材料形成，所述阻尼构件在中央区域和外周表面上具有第一联接部和第二联接部；和

支撑构件，其设置在所述阻尼构件的两个轴向端部处，并且由具有比所述阻尼构件的强度更大强度的材料形成。

12.根据权利要求11所述的减速器，其中，所述支撑构件与所述阻尼构件一体形成，或者被压配合到形成在所述阻尼构件的两个侧表面上的联接孔。

13.根据权利要求12所述的减速器，其中，所述支撑构件具有在内周表面上径向向内突出的支撑突出部。

14.根据权利要求13所述的减速器，其中，所述支撑突出部与所述插入孔对应的在周向上布置。