CN110091910A - 具有补偿机构的动力转向组件 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种轴承调节组件，其包括与蜗轮接合的蜗杆。还提供一种动力转向组件，其包括壳体。该组件还包括设置在壳体中的蜗轮，该蜗轮能围绕第一轴线旋转。该组件还包括至少部分地被设置在壳体内的蜗杆，该蜗杆被设置为接合蜗轮，并且围绕第二轴线旋转。该组件还进一步包括被设置在蜗杆的第一端部附近的第一蜗杆轴承。该组件还包括被设置在蜗杆的第二端部附近的第二蜗杆轴承。该组件还包括补偿机构，其设置在壳体内并且接合第一蜗杆轴承，该补偿机构能够调节以偏置第一蜗杆轴承，以便维持或调节蜗轮与蜗杆之间的齿轮啮合载荷。

Description

具有补偿机构的动力转向组件
相关申请的交叉引用
本专利申请要求享有于2018年1月31日提交的美国临时专利申请序列号62/624,323的优先权权益，其全部内容通过援引并入本文。
技术领域
本发明涉及动力转向组件，特别地涉及具有补偿机构的动力转向组件。
背景技术
车辆可以采用动力转向辅助机构。动力转向辅助机构通过蜗杆/蜗轮减速组件给车辆的转向轴提供扭矩辅助。该蜗杆/蜗轮减速组件可能随着时间推移而磨损并且可能影响整体系统感觉和NVH性能。随着时间推移的磨损会减少蜗杆/蜗轮减速组件之间的摩擦，并且可能导致不良的NVH性能。
发明内容
根据本公开的一个方面，一种动力转向组件包括壳体。该组件还包括设置在壳体中的蜗轮，该蜗轮能围绕第一轴线旋转。该组件还包括至少部分地被设置在壳体内的蜗杆，该蜗杆被设置为接合蜗轮，并且围绕第二轴线旋转。该组件还进一步包括被设置在蜗杆的第一端部附近的第一蜗杆轴承。该组件还包括被设置在蜗杆的第二端部附近的第二蜗杆轴承。该组件还包括补偿机构，其设置在壳体内并且接合第一蜗杆轴承，该补偿机构能够调节以偏置第一蜗杆轴承，以便维持或调节蜗轮与蜗杆之间的齿轮啮合载荷。该补偿机构可进一步包括从所述内部部分延伸的弹簧支承定位部，所述内部部分围绕所述第一蜗杆轴承的至少一部分，所述弹簧支承定位部接触所述弹簧。
根据本公开的另一个方面，一种轴承调节组件包括与蜗轮接合的蜗杆。该组件还包括位于蜗杆的一端部附近的蜗杆轴承。该组件还包括接合蜗杆轴承的补偿机构，该补偿机构能调节以偏置蜗杆轴承，以维持或调解蜗轮与蜗杆之间的齿轮啮合载荷。所述蜗杆、所述蜗轮和所述补偿机构可至少部分地位于壳体内，所述壳体限定弹簧孔，所述弹簧定位在所述弹簧孔内。所述弹簧孔可被定向为垂直于所述蜗杆的纵向轴线。所述补偿机构可包括：主体部分；臂，从所述主体部分延伸；以及弹簧支承定位部，从所述主体部分延伸，所述主体部分围绕所述蜗杆轴承的至少一部分，所述臂以铰接方式与所述壳体接合，以及所述弹簧支承定位部接触所述弹簧。所述内部部分和所述外部部分均是注射成型部件。所述外部部分可以是机加工的铝制部件。
这些和其它优点和特征将从结合附图的以下说明而变得更为明显。
附图说明
被视为本发明的主题在作为说明书总结的权利要求书中被特别地指出并被清楚地请求保护。本发明的前述和其他特征和优点从下面结合附图的详细描述而变得明显，其中：
图1是动力转向组件的局部横截面图；
图2是图1的侧视图，示出了被安装在动力转向组件的壳体内的补偿机构；
图3是图2的剖视图，进一步示出了补偿机构；
图4是根据本公开另一方面的补偿机构的正视图；
图5是根据本公开另一方面的补偿机构的正视图；
图6是根据本公开另一方面的补偿机构的剖视图；
图7是图6的补偿机构的端视图；以及
图8是根据本公开另一方面的补偿机构的立体图。
具体实施方式
现在参考附图，其中将参考特定实施例描述本发明，但不限制本发明，应理解的是，所公开的实施例仅是本公开的说明，其可以以各种形式和替代形式实施。所公开的实施例的各种元件可以被组合或省略，以形成本公开的其它实施例。附图不一定是按比例的；某些特征可能被放大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本公开的代表性基础。
参考图1，其示出了动力转向组件10的局部横截面图。该动力转向组件10可以是电动力转向传动箱或诸如此类。该动力转向组件10包括壳体12、蜗轮14、蜗杆16和补偿机构18。
壳体12限定第一内腔部分20，该第一内腔部分20接纳和容置蜗轮14、以及第一控制轴22的一部分。第一控制轴22的至少一部分沿着第一轴线24延伸穿过蜗轮14和壳体12。该壳体12还限定第二内腔部分26，该第二内腔部分26沿着第二轴线28在第一端部30与第二端部32之间延伸。该第一端部30和第二端部32可以是开口端部。在一些实施例中，第一端部30可以是封闭的。第二轴线28可以被设置为横向于(transverse to)第一轴线24。
第二内腔部分26接纳和容置蜗杆16的至少一部分。蜗杆16的螺纹被设置为接合蜗轮14，使得蜗杆16围绕第二轴线28的旋转致使蜗轮14旋转，并且由此导致第一控制轴22围绕第一轴线24旋转。蜗杆16可以通过第二控制轴34的至少一部分被限定，第二控制轴34沿着第二轴线延伸且至少部分地延伸超出第二端部32。第二控制轴34可以通过第一蜗杆轴承36(本文中也称为外蜗杆轴承36)和第二蜗杆轴承38(本文中也称为内蜗杆轴承38)而被可旋转地支承，该第一蜗杆轴承36被设置在第二内腔部分26的第一端部30附近，并且该第二蜗杆轴承38被设置在第二内腔部分26的第二端部32附近。第二内腔部分26的第一端部32还限定一弹簧孔40(图3)。弹簧孔40沿着大致垂直于第二轴线28设置的弹簧孔轴线42(图3)延伸。
壳体12的第三内腔部分44从第二内腔部分26的第二端部32延伸。该第三内腔部分44可以是电机锥壳。第二控制轴34的至少一部分延伸进入并且至少部分地通过第三内腔部分44。
现在参考图2和图3，补偿机构18被更详细地示出。该补偿机构18被设置在第二内腔部分26的第一端部30附近。补偿机构18被设置在外蜗杆轴承36附近。补偿机构18与壳体12交界(interface，相接)，以使补偿机构18保持就位。补偿机构18被设置为通过维持或调节蜗轮14与蜗杆16之间的齿轮啮合载荷来减少在动力转向组件10的壳体12内蜗杆16与蜗轮14交界面寿命上的构建摩擦变化和摩擦改变。补偿机构18还可以被设置为，将蜗杆16与蜗轮14交界面之间的摩擦设定至精确的初始目标或净构建目标，从而减小整体制造变化。
补偿机构18是具有主体部分50的单个一体成型的部件，该主体部分50的横截面基本呈圆形，并且围绕着外蜗杆轴承36。该主体部分50被设置在壳体12的第二内腔部分26内，该主体部分具有受控间隙51，该受控间隙存在于主体部分50的外径与壳体12之间。该受控间隙51是被机加工到壳体12内的应变限制器。臂52从主体部分50延伸，且被压配合到壳体12中。该臂52包括铰接部54，该铰接部54能弯曲并且允许外蜗杆轴承36围绕或者相对于内蜗杆轴承38浮动。
补偿机构18包括从主体部分50延伸的弹簧定位支承部60。该弹簧定位支承部60延伸得足够远以被定位在壳体12的弹簧孔40的一端部附近。弹簧孔40与弹簧定位支承部60对准。诸如弹簧的偏置构件62至少部分地被壳体12的弹簧孔40接纳。偏置构件62通过弹簧定位支承部60来保持或夹持。弹簧夹持器64用于压缩该偏置构件62，而将蜗杆16加载到蜗轮14中。弹簧62和铰接部54具有低弹簧率(spring rate，弹簧刚度)，以最小化齿轮啮合中的载荷变化，从而补偿蜗杆对蜗轮随着时间推移产生的变化和磨损。恒定的加载可以使得蜗杆与蜗轮之间的摩擦变化较小，从而改善动力转向组件的NVH、行驶和操纵性能。
参考图4，其示出了以附图标记118标识的补偿机构的另一实施例。在所示的实施例中，补偿机构118包括外部部分120和内部部分122，外部部分120是注射成型部件，内部部分122是独立的注射成型部件。外部部分120和内部部分122在销式锁定特征(部)124处被压在一起。外部部分120和内部部分122被组装到壳体12中，且被组装到外蜗杆轴承36上。在多个部件是独立的情况下，补偿机构118便于控制两个部件之间的间隙，而没有对需要配合在那个区域中将其模制成一个构件的注射模制钢厚度的约束。
外部部分120与壳体12交界。内部部分122被设置在具有销式锁定特征部124的外部部分120中并被铰接式地连接到该外部部分120，如上所述，由此形成铰接件126。内部部分122至少部分地围绕外蜗杆轴承36来设置。内部部分122包括臂128，该臂128限定弹簧定位支承部130。由于铰接件126，内部部分122被设置为能相对于外部部分120枢转或移动，以便调节或维持蜗杆16与蜗轮14之间的齿轮啮合载荷，从而补偿蜗杆16对蜗轮14的变化和磨损。
轴承保持部通过外部部分120的内表面而至少部分地被限定。该轴承保持部保持或者至少部分地接纳外蜗杆轴承36。铰接件126和轴承保持部允许外蜗杆轴承36围绕或者相对于内蜗杆轴承38浮动。
可以通过外部部分120或内部部分122的至少其中之一限定后止面(backstopsurface)。补偿机构118的后止面能够在加载期间控制蜗杆16可以相对于蜗轮14移动或行进的量和方向。这种受限的行进影响或作用于NVH性能和传动性能(gear performance，齿轮性能)。这种受限的行进还限制在轴承保持部和铰接件126上的应变，以便确保耐用性或坚固性。
如结合图1-图3所示实施例的以上描述，壳体12限定弹簧孔40。诸如弹簧的偏置构件至少部分地被壳体12的弹簧孔40接纳，并且被弹簧定位支承部130保持或夹持。弹簧夹持器被用于压缩该偏置构件，将蜗杆16装载到蜗轮14中。弹簧和铰接件126具有低弹簧率，以便最小化进入齿轮啮合的荷载变化，补偿蜗杆到蜗轮的随着时间推移的变化和磨损。一致的装载可以导致蜗杆与蜗轮之间的摩擦变化较小，从而改善动力转向组件的NVH、行驶和操纵性能。
现在参考图5，其示出了根据另一实施例的用附图标记28标识的补偿机构。该补偿机构218包括机加工金属外部部分220。在一些实施例中，机加工金属外部部分220是机加工铝件。如同图4的实施例那样，内部部分122被固定到具有销式锁定特征部124的外部部分220。
图6和图7示出了补偿机构318的另一实施例。在所示的实施例中，该补偿机构318包括轴承保持部332，该轴承保持部332并不围绕挠性铰接件(flexing hinge)枢转。而是，轴承保持部332在槽334内径向地滑动，以便实现外蜗杆轴承36的如上所述的移动。图6和图7中所示的实施例是模块化设计，并且可以在同一壳体上被替换为不同的消隙机构(delashmechanism)。壳体334可以螺栓连接到壳体12，并且补偿机构318在被机加工到壳体12内的槽中径向地滑动，并且可以不需要小的壳体334。
图8示出了补偿机构418的另一实施例。在所示的实施例中，使用拉伸螺旋弹簧420来改变补偿机构418在壳体12内所需要的封装空间。如所示，调节螺栓430与弹簧调节器432螺纹接合。该弹簧调节器432被定位成在壳体12的孔内滑动。弹簧434由于在一个端部处与弹簧调节器432接合而在相反的端部处与同外蜗杆轴承36接触的补偿机构418接合而处于张紧状态。
应理解的是，尽管上述实施例涉及压缩或拉伸螺旋弹簧，其它合适的偏置装置也是可以被考虑的。这些替代的偏置装置可以以所示情形的替代方式被定向。
虽然仅结合有限数量的实施例已经详细描述了本发明，应容易理解的是，本发明并非限制为这些公开的实施例。而是，本发明可以被修改为结合此前并未描述但与本发明的精神和范围相当的任意数量的变型、改变、替换或等同设置。另外，虽然已经描述了本发明的不同实施例，但应该理解的是，本发明的多个方面可以仅包括所描述的多个实施例中的一些。因此，本发明不应被视为被前述描述所限制。

Claims (15)

1.一种动力转向组件，包括：
壳体；
蜗轮，被设置在所述壳体内，所述蜗轮能够围绕第一轴线旋转；
蜗杆，至少部分地被设置在所述壳体内，所述蜗杆被设置为接合所述蜗轮，并且围绕第二轴线旋转；
第一蜗杆轴承，被设置在所述蜗杆的第一端部附近；
第二蜗杆轴承，被设置在所述蜗杆的第二端部附近；以及
补偿机构，被设置在所述壳体内且接合所述第一蜗杆轴承，所述补偿机构能调节以偏置所述第一蜗杆轴承，以便维持或调节所述蜗轮与所述蜗杆之间的齿轮啮合载荷。
2.根据权利要求1所述的动力转向组件，其中所述壳体限定弹簧孔，所述动力转向组件还包括弹簧，所述弹簧位于所述弹簧孔内并且与所述补偿机构接合，所述弹簧的压缩调节所述补偿机构对所述第一蜗杆轴承的偏置。
3.根据权利要求2所述的动力转向组件，其中所述弹簧孔垂直于所述第二轴线。
4.根据权利要求2所述的动力转向组件，其中所述补偿机构是单个一体成型的部件。
5.根据权利要求4所述的动力转向组件，其中所述补偿机构包括：主体部分；臂，从所述主体部分延伸；以及弹簧支承定位部，从所述主体部分延伸，所述主体部分围绕所述第一蜗杆轴承的至少一部分，所述臂与所述壳体以铰接方式接合，并且所述弹簧支承定位部接触所述弹簧。
6.根据权利要求2所述的动力转向组件，其中所述补偿机构包括彼此操作性联结的内部部分和外部部分，所述内部部分和所述外部部分是两个独立形成的部件。
7.根据权利要求6所述的动力转向组件，其中所述内部部分和所述外部部分均是注射成型部件。
8.根据权利要求6所述的动力转向组件，其中所述外部部分是机加工的铝制部件。
9.根据权利要求6所述的动力转向组件，其中所述内部部分通过从所述内部部分延伸的铰接件以铰接方式操作性地联结到所述外部部分，所述铰接件在其一端部处具有销式锁定特征部，所述销式锁定特征部被压配合到所述外部部分的接纳特征部中。
10.根据权利要求2所述的动力转向组件，其中所述补偿机构在平行于所述弹簧孔的壳体槽内滑动，以便调节所述第一蜗杆轴承。
11.一种轴承调节组件，包括：
蜗杆，与蜗轮接合；
蜗杆轴承，位于所述蜗杆的一端部的附近；以及
补偿机构，接合所述蜗杆轴承，所述补偿机构能调节以偏置所述蜗杆轴承，以便维持或调节所述蜗轮与所述蜗杆之间的齿轮啮合载荷。
12.根据权利要求11所述的轴承调节组件，其中所述补偿机构通过弹簧调节。
13.根据权利要求12所述的轴承调节组件，其中所述蜗杆、所述蜗轮和所述补偿机构至少部分地位于壳体内，所述壳体限定弹簧孔，所述弹簧被定位在所述弹簧孔内。
14.根据权利要求13所述的轴承调节组件，其中所述补偿机构是单个一体成型的部件。
15.根据权利要求13所述的轴承调节组件，其中所述补偿机构包括内部部分和外部部分，所述内部部分和所述外部部分通过从所述内部部分延伸的铰接件以铰接方式彼此操作性联结，所述铰接件在其一端部处具有销式锁定特征部，所述销式锁定特征部被压配合到所述外部部分的接纳特征部中，所述内部部分和所述外部部分是两个独立形成的部件，所述补偿机构还包括从所述内部部分延伸的弹簧支承定位部，所述内部部分围绕所述第一蜗杆轴承的至少一部分，所述弹簧支承定位部接触所述弹簧。
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