CN110871835B

CN110871835B - 转向系统的动力传动装置

Info

Publication number: CN110871835B
Application number: CN201910826819.6A
Authority: CN
Inventors: 金宗汉
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2039-09-03
Also published as: KR102584761B1; CN110871835A; KR20200026506A; US11530723B2; US20200070884A1

Abstract

一种转向系统的动力传动装置。第一连接器包括联接到第一轴的第一联接部分以及从第一联接部分轴向突出的第一支撑部分。第二连接器包括联接到与第一轴同轴设置的第二轴的第二联接部分以及从第二联接部分轴向突出以与第一支撑部分周向间隔开的第二支撑部分。阻尼器轴向联接在第一连接器和第二连接器之间，并且包括周向支撑在第一支撑部分和第二支撑部分之间的叶片。

Description

转向系统的动力传动装置

技术领域

实施方式涉及转向系统的动力传动装置。更具体地，实施方式涉及一种转向系统的动力传动装置，该动力传动装置与现有技术的动力传动装置相比能够在可靠地维持强度的同时将扭矩从第一轴传递到第二轴而没有振动或噪声并吸收由于热或冲击引起的噪声。

背景技术

车辆的转向系统是允许驾驶者通过转动方向盘来自由地改变车辆行驶的方向的设备。转向系统用于改变车辆的前轮的旋转中心，从而帮助驾驶者将车辆转向他或她希望行驶的方向。转向系统可被实现为电动助力转向系统，其包括动力辅助机构以便减小驾驶者必须施加以改变前轮的取向的力的量。

电动助力转向系统被配置为检测方向盘的旋转并驱动设置在齿条或转向轴上的电机以辅助前轮旋转，以使得可有效地执行转向。

然而，在现有技术的这些电动助力转向系统中，动力传动装置被配置为使得内转子和外转子在彼此接合时简单地彼此适配，使得内转子的内部和外转子的内部彼此直接接触。当车辆已使用了特定时间段或者正在诸如砾石路的特定道路上行驶时，沿着转向轴可能反向地输入大量冲击，从而由于接触而导致内转子和外转子的游隙部分(play portion)中的磨损并生成噪声。

另外，可能需要将内转子和外转子彼此接合的处理以及将润滑油施加到内转子和外转子之间的空间的处理，从而增加组装处理中所需的步骤和制造成本，这产生问题。

发明内容

各方面提供了一种转向系统的动力传动装置，该动力传动装置与现有技术的动力传动装置相比能够在可靠地维持强度的同时将扭矩从第一轴传递到第二轴而没有振动或噪声，并吸收由于热或冲击引起的噪声。

本公开的目的不限于上述描述，本公开所属技术领域的普通技术人员将从下文提供的描述清楚地理解本文中未明确公开的其它目的。

根据一方面，实施方式提供了一种转向系统的动力传动装置，该动力传动装置包括：第一连接器，其包括联接到第一轴的第一联接部分以及从第一联接部分轴向突出的第一支撑部分；第二连接器，其包括联接到与第一轴同轴设置的第二轴的第二联接部分以及从第二联接部分轴向突出以与第一支撑部分周向间隔开的第二支撑部分；以及阻尼器，其轴向联接在第一连接器和第二连接器之间，并且包括周向支撑在第一支撑部分和第二支撑部分之间的叶片。

根据示例性实施方式，与现有技术的动力传动装置相比，转向系统的动力传动装置可在可靠地维持强度的同时将扭矩从第一轴传递到第二轴而没有振动或噪声并吸收由于热或冲击引起的噪声。

附图说明

本公开的以上和其它目的、特征和优点将从以下结合附图进行的详细描述更清楚地理解，附图中：

图1是示出根据实施方式的转向系统的示意图；

图2至图6是示出根据实施方式的转向系统的动力传动装置的部件的立体图；

图7是示出根据实施方式的转向系统的动力传动装置的正视图；以及

图8至图11是示出根据实施方式的转向系统的动力传动装置的横截面图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述本公开的一些实施方式。在通过标号指代附图的元件时，尽管示出于不同的图中，相同的元件将由相同的标号指代。此外，在本公开的以下描述中，本文中所包含的已知功能和配置的详细描述在可能使本公开的主题不清楚的情况下将被省略。

另外，本文中在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。这些术语中的每一个并非用于限定对应部件的本质、次序或顺序，而仅用于将对应部件与其它部件相区分。在描述特定结构元件“连接到”另一结构元件、“联接到”另一结构元件或“与”另一结构元件“接触”的情况下，其应该被解释为又一结构元件可“连接到”结构元件、“联接到”结构元件或“与”结构元件“接触”以及所述特定结构元件直接连接到另一结构元件或与另一结构元件直接接触。

图1是示出根据实施方式的转向系统的示意图，图2至图6是示出根据实施方式的转向系统的动力传动装置的部件的立体图，图7是示出根据实施方式的转向系统的动力传动装置的正视图，图8至图11是示出根据实施方式的转向系统的动力传动装置的横截面图。

如图所示，根据实施方式的转向系统的动力传动装置230包括第一连接器240a、第二连接器240b和阻尼器250。第一连接器240a包括联接到第一轴210的第一联接部分241a以及从第一联接部分241a的外周部分轴向突出的第一支撑部分243a。第二连接器240b包括联接到与第一轴210同轴设置的第二轴220的第二联接部分241b以及从第二联接部分241b的外周部分轴向突出以在周向方向上与第一支撑部分243a间隔开的第二支撑部分243b。阻尼器250在第一连接器240a和第二连接器240b之间轴向联接，并且包括在周向方向上支撑在第一支撑部分243a和第二支撑部分243b之间的叶片251a、261和251b。

动力传动装置230与连接到动力源(例如，电机或泵)并通过其旋转的第一轴210同轴连接，以将扭矩从动力源传递到第二轴220。在实施方式的详细描述中，作为示例，第一轴210将被描述为电动助力转向系统的电机轴，第二轴220将被描述为电动助力转向系统的蜗杆轴。

另外，第一连接器240a将被描述为联接到第一轴210，而第二连接器240b将被描述为联接到第二轴220。

作为参考，在这种情况下，动力传动装置230将生成电动助力转向系统的辅助动力的电机轴连接到蜗杆轴，以将电机所生成的辅助动力传递到联接到蜗轮350的转向轴340。这样，动力传动装置230用作辅助驾驶者的转向力的动力传动装置。

这里，将简要描述电动助力转向系统。如图1所示，电动助力转向系统包括：转向组件100，其包括多个部件，从方向盘101延伸到车轮108；以及动力辅助机构120，其向转向组件100提供转向辅助动力。

转向组件100包括转向轴102，其一个端部连接到方向盘101以连同方向盘101一起旋转，其另一端部经由一对万向节103连接到小齿轮轴104。

另外，小齿轮轴104经由齿轮齿条单元105连接到齿杆，齿杆的两端经由拉杆106和转向节臂107连接到车轮108。齿轮齿条单元105包括设置在小齿轮轴104上的小齿轮111和设置在齿杆的外周部分上的齿条112，小齿轮111和齿条112彼此啮合。根据此配置，当驾驶者操纵方向盘101时，转向组件100生成扭矩，该扭矩继而经由齿轮齿条单元105和拉杆106使车轮108转向。

动力辅助机构120包括：扭矩传感器125，其检测驾驶者施加到方向盘101的扭矩并输出与所检测到的扭矩的值成比例的电信号；电子控制单元123，其基于从扭矩传感器125施加的电信号来生成控制信号；电机130，其基于从电子控制单元123施加的信号来生成辅助动力；以及减速器140，其将辅助动力从电机传递到转向轴102。

如图2至图11所示，动力传动装置230可在动力传动装置230中将第一轴210和第二轴220同轴连接的同时在第一轴210和第二轴220之间传递动力。在这方面，包括第一连接器240a和第二连接器240b的连接器240联接到第一轴210和第二轴220，并且阻尼器330联接在第一连接器240a和第二连接器240b之间。

第一连接器240a包括联接到第一轴210的第一联接部分241a以及从第一联接部分241a的外周部分轴向突出的第一支撑部分243a。

第二连接器240b按照与第一连接器240a相同的方式配置。第二连接器240b包括：第二联接部分241b，其联接到与第一轴210同轴设置的第二轴220；以及第二支撑部分243b，其从第二联接部分241b的外周部分轴向突出以在周向方向上与第一支撑部分243a间隔开。

另外，阻尼器250在第一连接器240a和第二连接器240b之间轴向联接。阻尼器250包括在周向方向上支撑在第一连接器240a的第一支撑部分243a和第二连接器240b的第二支撑部分243b之间的叶片251a、261和251b。

第一连接器240a的第一联接部分241a具有第一适配凹陷248a，第一轴210适配到该第一适配凹陷248a中。第一适配凹陷248a设置在第一连接器240a的与第一支撑部分243a相对的部分中。在第一连接器240a中，第一突出端部245a可在与第一支撑部分243a相反的方向上从第一联接部分241a的一端轴向突出。第一适配凹陷248a可设置在第一联接部分241a和第一突出端部245a内。

锯齿轴向设置在第一适配凹陷248a的内周表面上以与第一轴210的对应锯齿啮合，以防止在第一轴210旋转期间空转或打滑。

第二连接器240b的第二联接部分241b具有第二适配凹陷248b，第二轴220适配到该第二适配凹陷248b中。第二适配凹陷248b设置在第二连接器240b的与第二支撑部分243b相对的部分中。在第二连接器240b中，第二突出端部245b可在与第二支撑部分243b相反的方向上从第二联接部分241b的一端轴向突出。第二适配凹陷248b可设置在第二联接部分241b和第二突出端部245b内。

锯齿轴向设置在第二适配凹陷248b的内周表面上以与第二轴220的对应锯齿啮合，以防止在第二轴220旋转期间空转或打滑。

在第一连接器240a和第二连接器240b之间轴向联接的阻尼器250包括第一外支撑构件250a、第二外支撑构件250b和内支撑构件260。第一外支撑构件250a具有从其环形第一主体253a的外周部分径向突出的第一外叶片251a。第二外支撑构件250b具有从其环形第二主体253b的外周部分径向突出的第二外叶片251b。内支撑构件260在第一外支撑构件250a和第二外支撑构件250b之间轴向联接，并且包括轴向支撑在第一外叶片251a和第二外叶片251b之间的内叶片261。

另外，内支撑构件260包括圆柱形轴向支撑构件270和径向支撑构件270b。轴向支撑构件270适配到第一外支撑构件250a和第二外支撑构件250b中。径向支撑构件270b包括连接到轴向支撑构件270的外周部分的内主体264以及设置在内主体264的外周部分上的内叶片261。轴向支撑构件270和径向支撑构件270b可被注塑成型为一体部件。

这里，螺纹部分273设置在轴向支撑构件270的外周上，其脊和槽在轴向方向上交替，从而当第一轴210和第二轴220移动或起作用时在吸收轴向载荷的同时允许轴向支撑构件270弹性变形。

另外，第一支撑部分243a的内周表面264a和第二支撑部分243b的内周表面在组装位置维持与内主体264的外周表面263的径向距离。

轴向支撑构件270由弹性材料制成。环形强度增强构件274设置在轴向支撑构件270内，并由金属或塑料制成。强度增强构件274、轴向支撑构件270和径向支撑构件270b可被注塑成型为一体部件。

轴向支撑构件270和径向支撑构件270b由选自(但不限于)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)、氨基甲酸乙脂和有机硅的材料制成。轴向支撑构件270和径向支撑构件270b具有吸收噪声和振动的阻尼功能。

强度增强构件274可不仅由金属而且由选自(但不限于)聚缩醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的工程塑料材料制成，以抑制噪声和振动。

另外，夹具孔262设置在轴向支撑构件270的一侧和另一侧中的一者或二者中。强度增强构件274被固定地保持在夹具孔262中，以与轴向支撑构件270成一体。

因此，在注塑成型内支撑构件260时，在成型夹具经由夹具孔262固定地保持强度增强构件274的位置，弹性材料可在强度增强构件274的外表面一体地成型，以使得轴向支撑构件270和强度增强构件274一体地注塑成型。

另外，即使当由第一轴210和第二轴220的移动导致的轴向载荷被传递到轴向支撑构件270时，轴向支撑构件270可由强度增强构件274支撑，从而维持强度。

径向支撑构件270b具有在轴向支撑构件270的外周表面和内主体264之间轴向延伸的通孔265。

另外，第一外支撑构件250a具有第一延伸部255a，第一延伸部255a从第一主体253a的内周部分轴向突出以延伸穿过径向支撑构件270b的对应通孔265。

另外，第二外支撑构件250b具有第二延伸部255b，第二延伸部255b从第二主体253b的内周部分轴向突出以延伸穿过与第一延伸部255a延伸穿过的通孔265周向相邻的对应通孔265。

因此，第一外支撑构件250a的第一延伸部255a和第二外支撑构件250b的第二延伸部255b在周向方向上交替地设置以分别延伸穿过并且联接到径向支撑构件270b的通孔265。

即，当在轴向方向上看阻尼器250时，第一延伸部255a和第二延伸部255b在周向方向上交替地设置，使得当第一轴210和第二轴220旋转时，周向支撑力可均匀地分布。

另外，第一外支撑构件250a在与径向支撑构件270b的通孔265对应的位置中具有设置在其内周部分中的第一连接凹陷257a，使得第二延伸部255b可延伸穿过通孔265以联接到第一连接凹陷257a。

各个第二延伸部255b具有设置在其外表面上的适配凹陷254b，并且各个第一连接凹陷257a具有适配突起256a，使得适配突起256a分别与适配凹陷254b啮合。因此，第一外支撑构件250a和第二外支撑构件250b联接以不在轴向方向上分离。

另外，第二外支撑构件250b与径向支撑构件270b的通孔265对应具有设置在其内周部分中的第二连接凹陷257b，使得第一延伸部255a可延伸穿过通孔265以联接到第二连接凹陷257b。

各个第一延伸部255a具有设置在其外表面上的适配凹陷，并且各个第二连接凹陷257b具有适配突起，使得连接凹陷257b的适配突起分别与第一延伸部255a的适配凹陷啮合。这样，第一延伸部255a可分别联接到第二连接凹陷257b，并且第二延伸部255b可分别联接到第一连接凹陷257a。

另外，轴向支撑构件270的一个端部271和另一端部277分别轴向突出超过第一外支撑构件250a和第二外支撑构件250b。

轴向支撑构件270的一个端部271被支撑在第一联接部分241a的内表面242a上，轴向支撑构件270的另一端部277被支撑在第二联接部分241b的内表面242b上。

另外，第一联接部分241a的内表面242a和第一外支撑构件250a彼此轴向间隔开，并且第二联接部分241b的内表面242b和第二外支撑构件250b彼此轴向间隔开。

因此，当由于第一轴210和第二轴220的移动而轴向施加载荷时，通过轴向支撑构件270的一个端部271和另一端部277的弹性变形而实现阻尼，从而防止由连接器240和阻尼器250之间的碰撞导致的噪声。

另外，内阻尼器250的第一外叶片251a、第二外叶片251b和内叶片261被设置为在轴向方向上交叠，以与第一支撑部分243a和第二支撑部分243b周向交替。

另外，各个内叶片261的周向宽度D2大于第一外叶片251a和第二外叶片251b中的每一个的周向宽度D1。

另外，周向方向上的内叶片261的两个侧表面261a由第一支撑部分243a和第二支撑部分243b的两个侧表面244a和244b支撑并弹性按压。

因此，当第一轴210和第二轴220旋转时，内叶片261的两个侧表面261a在由第一支撑部分243a和第二支撑部分243b的两个侧表面244a和244b支撑的同时在一个方向和另一方向上弹性变形，从而实现阻尼并防止由冲击导致的噪声。

根据具有上述结构和配置的实施方式，与现有技术的动力传动装置相比，转向系统的动力传动装置可在可靠地维持强度的同时将扭矩从第一轴传递到第二轴而没有振动或噪声，并且可吸收由于热或冲击引起的噪声。

尽管构成示例性实施方式的所有部件被描述为组合在一起或彼此协同操作，但本公开未必限于此。相反，在本公开的范围内，可从全部部件选择一个或更多个部件以组合在一起并以组合形式操作。

将理解，除非明确地相反描述，否则本文所使用的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体旨在涵盖非排他性包括。除非另外指明，否则本文所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。还将理解，诸如常用词典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关领域和本公开的上下文中的含义一致的含义，不应在理想化或过于正式的意义上解释，除非在本文中明确如此定义。

以上描述和附图仅出于例示目的提供了本公开的技术构思的示例。本公开所属技术领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的基本特征的情况下，可进行形式上的各种修改和改变，例如配置的组合、分离、置换和改变。因此，本公开所公开的实施方式旨在示出本公开的技术构思的范围，并且本公开的范围不由实施方式限制。本公开的范围应该基于所附权利要求来解释，使得包括在权利要求的等同范围内的所有技术构思属于本公开。

Claims

1.一种转向系统的动力传动装置，该动力传动装置包括：

第一连接器，该第一连接器包括联接到第一轴的第一联接部分以及从所述第一联接部分轴向突出的第一支撑部分；

第二连接器，该第二连接器包括联接到与所述第一轴同轴设置的第二轴的第二联接部分以及从所述第二联接部分轴向突出以与所述第一支撑部分周向间隔开的第二支撑部分；以及

阻尼器，该阻尼器轴向联接在所述第一连接器和所述第二连接器之间，并且包括周向支撑在所述第一支撑部分和所述第二支撑部分之间的叶片，

其中，所述阻尼器包括：

第一外支撑构件，该第一外支撑构件包括所述叶片当中从其环形第一主体的外周表面径向突出的第一外叶片；

第二外支撑构件，该第二外支撑构件包括所述叶片当中从其环形第二主体的外周表面径向突出的第二外叶片；以及

内支撑构件，该内支撑构件轴向联接在所述第一外支撑构件和所述第二外支撑构件之间，并且包括所述叶片当中轴向支撑在所述第一外叶片和所述第二外叶片之间的内叶片，

其中，所述内支撑构件包括圆柱形轴向支撑构件，该圆柱形轴向支撑构件适配到所述第一外支撑构件和所述第二外支撑构件中，

其中，所述轴向支撑构件具有设置在其外周表面上的螺纹部分，该螺纹部分包括轴向交替的脊和槽，

其中，所述轴向支撑构件由弹性材料制成，并且由金属或塑料制成的环形强度增强构件设置在所述轴向支撑构件内，

其中，所述轴向支撑构件在其一个侧表面和另一侧表面的一者或二者中具有夹具孔，所述强度增强构件被固定地保持在所述夹具孔中以与所述轴向支撑构件成一体，

其中，所述内支撑构件包括：

径向支撑构件，所述径向支撑构件包括连接到所述轴向支撑构件的外周表面的内主体以及设置在所述内主体的外周表面上的所述内叶片，

其中，所述第一支撑部分的内周表面和所述第二支撑部分的内周表面在组装位置维持与所述内主体的外周表面的径向距离。

2.根据权利要求1所述的动力传动装置，其中，所述第一联接部分具有第一适配凹陷，所述第一轴适配到该第一适配凹陷中，锯齿轴向设置在所述第一适配凹陷的内周表面上，并且所述第二联接部分具有第二适配凹陷，所述第二轴适配到该第二适配凹陷中，锯齿轴向设置在所述第二适配凹陷的内周表面上。

3.根据权利要求2所述的动力传动装置，其中，所述径向支撑构件具有在所述轴向支撑构件的外周表面和所述内主体之间轴向延伸的通孔。

4.根据权利要求3所述的动力传动装置，其中，所述第一外支撑构件具有第一延伸部，所述第一延伸部从所述第一主体的内周表面轴向突出以延伸穿过所述通孔当中的第一通孔。

5.根据权利要求4所述的动力传动装置，其中，所述第二外支撑构件具有第二延伸部，所述第二延伸部从所述第二主体的内周表面轴向突出以延伸穿过所述通孔当中与所述第一延伸部延伸穿过的所述第一通孔周向相邻的第二通孔。

6.根据权利要求5所述的动力传动装置，其中，所述第一延伸部和所述第二延伸部在彼此周向交替的同时延伸穿过所述通孔。

7.根据权利要求6所述的动力传动装置，其中，所述第一外支撑构件在与所述第二通孔对应的位置具有设置在其内周表面中的第一连接凹陷，使得所述第二延伸部通过所述第二通孔联接到所述第一连接凹陷。

8.根据权利要求7所述的动力传动装置，其中，各个所述第二延伸部具有设置在其外表面上的适配凹陷，并且各个所述第一连接凹陷具有适配突起，使得所述适配突起分别与所述适配凹陷啮合。

9.根据权利要求8所述的动力传动装置，其中，所述第二外支撑构件在与所述第一通孔对应的位置具有设置在其内周表面中的第二连接凹陷，使得所述第一延伸部通过所述通孔联接到所述第二连接凹陷。

10.根据权利要求9所述的动力传动装置，其中，各个所述第一延伸部具有设置在其外表面上的适配凹陷，并且各个所述第二连接凹陷具有适配突起，使得所述适配突起分别与所述适配凹陷啮合。

11.根据权利要求2所述的动力传动装置，其中，所述轴向支撑构件的一个端部和另一端部分别轴向突出超过所述第一外支撑构件和所述第二外支撑构件。

12.根据权利要求11所述的动力传动装置，其中，所述轴向支撑构件的所述一个端部被支撑在所述第一联接部分的内表面上，并且所述轴向支撑构件的所述另一端部被支撑在所述第二联接部分的内表面上。

13.根据权利要求2所述的动力传动装置，其中，所述第一外叶片、所述第二外叶片和所述内叶片被设置为在轴向方向上交叠，以与所述第一支撑部分和所述第二支撑部分周向交替。

14.根据权利要求13所述的动力传动装置，其中，各个所述内叶片的周向宽度大于所述第一外叶片和所述第二外叶片中的每一个的周向宽度。

15.根据权利要求14所述的动力传动装置，其中，周向方向上的所述内叶片的两个侧表面由所述第一支撑部分和所述第二支撑部分的两个侧表面支撑并弹性按压。