CN112829824A - 电动动力转向聚合物驱动带轮 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电动动力转向聚合物驱动带轮。电动动力转向驱动带轮组件包括马达轴。所述带轮组件还包括联接至所述马达轴的驱动带轮。所述驱动带轮包括径向保持部,所述径向保持部具有内径,所述内径限定了所述马达轴被布置在其内的中心开口的第一部分。驱动带轮还包括轴向保持部,轴向保持部从径向保持部沿轴向方向延伸,轴向保持部限定了马达轴布置在其内的中心开口的第二部分,轴向保持部的内径与所述马达轴花键接合以将所述驱动带轮旋转地联接至所述马达轴,所述轴向保持部包括从轴向保持部的内径沿径向向内突出的凸缘,用于布置在所述马达轴的沟槽中。
Description
技术领域
本公开一般性涉及转向系统,更具体地涉及电动动力转向聚合物驱动带轮。
背景技术
车辆转向系统典型地包括驾驶员界面,例如与转向柱一端部连接的转向盘。当驾驶员旋转转向盘时,角运动被传递到转向柱,转向柱然后旋转。转向柱的另一端部通过例如齿条和小齿轮被连接至车辆的转向轮。当转向柱旋转时,齿条和小齿轮影响车轮的转弯,从而使车辆朝所需的方向转向。
许多转向系统包括转向辅助机构,该转向辅助机构减少了驾驶员必须施加使转向盘旋转所需量的力量。典型机构包括驱动辅助机构的电动马达的马达轴。一些辅助机构包括带轮组件,通过将旋转从马达轴传递到驱动带轮来使带轮组件致动,驱动带轮进而经由一个或多个传动带来驱动一个或多个带轮的旋转。
典型的驱动带轮由烧结铁制成,烧结铁需要进行后处理以获得正确的孔径。由于过盈配合,这种设计依靠摩擦将马达扭矩传递至同步传动带。上述设计的组件需要压力机将带轮组装到马达轴上。降低了与材料和组装过程相关成本的组件在本领域中更受欢迎。
发明内容
根据本公开的一方面,一种电动动力转向驱动带轮组件包括马达轴,所述马达轴从电动马达沿轴向方向延伸。所述带轮组件还包括驱动带轮,驱动带轮被联接至马达轴并被布置在马达轴和传动带之间,以将马达轴的旋转传递至传动带。驱动带轮包括径向保持部,径向保持部具有内径,所属内径限定了中心开口的第一部分,所述马达轴被布置在所述中心开口内,径向保持部将传动带的径向载荷传递至马达轴。驱动带轮还包括轴向保持部,所述轴向保持部从径向保持部沿轴向方向延伸,轴向保持部限定了马达轴被布置在其内的中心开口的第二部分,轴向保持部的内径与马达轴花键接合以将驱动带轮旋转地联接至马达轴,轴向保持部包括从轴向保持部的内径沿径向向内突出的凸缘,用于布置在马达轴的沟槽内,以相对于马达轴沿轴向保持驱动带轮。
根据本公开的另一方面,一种电动动力转向驱动带轮组件包括马达轴,马达轴从电动马达沿轴向方向延伸。带轮组件还包括驱动带轮,驱动带轮被联接至马达轴并被布置在马达轴和传动带之间,以将马达轴的旋转传递至传动带。驱动带轮由聚合物材料形成。驱动带轮包括径向保持部,径向保持部具有内径,内径限定了马达轴被布置在其内的中心开口的第一部分,径向保持部将传动带的径向载荷传递至马达轴。驱动带轮还包括轴向保持部,轴向保持部从径向保持部沿轴向方向延伸,轴向保持部限定了马达轴被布置在其内的中心开口的第二部分,轴向保持部的内径与马达轴花键接合以将驱动带轮旋转地联接至马达轴,轴向保持部包括第一弧形部和第二弧形部,所述第一弧形部和所述第二弧形部通过沿轴向延伸的槽部彼此隔开,用以为轴向保持部提供柔韧性。
根据本公开的又一方面,提供了一种驱动带轮,驱动带轮用于联接至为车辆电动动力转向系统提供动力的电动马达的马达轴。驱动带轮包括径向保持部,径向保持部具有内径,所属内径限定了马达轴被布置在其内的中心开口的第一部分。驱动带轮还包括轴向保持部,轴向保持部从径向保持部沿轴向方向延伸,轴向保持部限定了马达轴被布置在其内的中心开口的第二部分,轴向保持部包括从轴向保持部的内径沿径向向内突出的凸缘,用于布置在马达轴的沟槽内,以相对于马达轴沿轴向保持驱动带轮,轴向保持部包括第一弧形部和第二弧形部,所述第一弧形部和所述第二弧形部通过沿轴向延伸的槽部彼此隔开,用以为轴向保持部提供柔韧性,驱动带轮由聚合物材料形成。
这些以及其他优点和特征从以下结合附图的描述变得更加明显。
附图说明
在作为说明书总结的权利要求中特别指出并且明确要求保护被视为本发明的主题。本发明的前述及其他特征和优点从以下结合附图的详细描述是显而易见的,其中:
图1是驱动带轮组件的示意性剖视图;
图2是驱动带轮组件的驱动带轮的第一端部立体图;
图3是驱动带轮的第二端部立体图;
图4是驱动带轮的侧视图;
图5是驱动带轮的横截面图;
图6是驱动带轮的第一端部正视图;以及
图7是驱动带轮的第二端部正视图。
具体实施方式
现在参考参照具体实施方式描述了本发明的附图,应当理解的是,所公开的实施方式仅仅是本公开的以各种和替代形式来体现的图解。所公开的实施方式的各种元素可以被组合或省略以形成本公开的其他实施方式。附图不一定按比例绘制;一些特征可能被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此,本文所公开的具体结构和功能性细节不应被解释为限制性,而是仅作为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。
图1示出了电动动力转向(EPS)系统10的一部分。EPS系统可以与机动车辆一起使用。EPS系统10包括具有诸如电动马达(未示出)的动力装置的动力包。该动力包是一组件,其包括各种部件、例如马达壳体12中的马达和控制器。马达轴14相对于电动马达沿轴向方向A从动力包离开延伸至轴远端端部15。
驱动带轮16被联接至马达轴14。驱动带轮16至少部分地由聚合物材料形成。在一些实施方式中,驱动带轮16是注塑成型的聚合物驱动带轮。驱动带轮16限定了沿轴向方向A延伸的基本柱体形的开口18。开口18的尺寸被设置为围绕处在其中的马达轴14的一部分。驱动带轮16的一部分位于马达轴14和传动带20之间。传动带20围绕驱动带轮16和从动带轮(未示出),以将驱动带轮16的旋转传递至从动带轮,从动带轮最终产生用于转向操纵的辅助力的传递。例如,可以将辅助力提供给转向系统的齿条构件(未示出)以使车轮旋转。
尽管本文描述的驱动带轮组件涉及齿条式电动动力转向系统,但应理解,所公开的本发明的范围涵盖了受益于该驱动带轮组件的其他应用。
图2-图7在附加细节中示出了驱动带轮16。参考图2-图7,并继续参考图1,驱动带轮16包括从第一端部32延伸至第二端部34的径向保持部30。径向保持部30从内径36沿径向延伸至外径38。内径36围绕马达轴14的一部分。在一些实施方式中,内径36和马达轴14处于过盈压配合状态。在其他实施方式中,内径36和马达轴具有滑动配合关系。
环形腹板40从径向保持部30沿径向向外延伸,以将径向保持部分30连接到驱动带轮16的齿形部分42。如图1所示,环形腹板40被用于特定应用,然而具有不同设计需求(例如,轴和带轮之间的过盈程度、最终外径公差灵敏度、成型性等)的其他实施方式不需要如图2-图7所示的这种腹板40。齿形部分42具有外径表面,该外径表面包括多个齿部44以与传动带20接合。径向保持部30将传动带20的径向载荷传递到马达轴14。设置环形腹板40的实施方式提供了齿面与径向保持部的几何尺寸隔离,因为其减少了由于压配合而产生的膨胀。环形腹板40还通过使在注塑成型中存在问题的厚节段最小化而有助于带轮的制造。环形腹板40还减少了大型带轮的质量。
驱动带轮16的轴向保持部50从径向保持部30的第二端部34沿轴向离开地延伸至驱动带轮远端端部52。与径向保持部30一样,轴向保持部50从内径沿径向向外延伸到外径。轴向保持部50的内径与径向保持部30的内径一起限定了中心开口18的其余部分。在一些实施方式中,中心开口18的横截面面积沿其整个轴向距离保持基本恒定。然而在一些实施方式中,随着开口从由径向保持部30限定的部分过渡到由轴向保持部50限定的部分,开口18逐渐变细以减小横截面面积。轴向保持部50的内径在其上具有花键54,以旋转地联接至马达轴14的花键区域56。
轴向保持部50包括第一弧形部58和第二弧形部60,它们通过沿轴向延伸的槽部62彼此隔开。换言之,轴向保持部50不在周缘方向上连续延伸。在一些实施方式中,弧形部58、60的横截面是半圆形的。槽部62在第一弧形部和第二弧形部60之间提供了材料方面的断裂。由于驱动带轮16由诸如聚合物的材料形成,其不像金属那样坚硬,所以材料方面的断裂为轴向保持部50提供了柔韧性。这在将驱动带轮16组装到马达轴14的过程中是有益的。特别地,马达轴14可以被插入至驱动带轮16的(或越过马达轴14安装的驱动带轮16的)中心开口18内,同时容纳轴向保持部50的沿径向向内突出的轴向保持特征部70。
尽管上述将轴向保持部50描述为具有两个弧形部58、60,但是应当理解,轴向保持部50可以包括更多的弧形部,每个弧形部由各自的槽部62隔开。在这些实施方式中,弧形部是沿轴向延伸的指状部。
轴向保持特征部70是任何沿径向向内突出的结构、例如凸缘,并提供驱动带轮16相对于马达轴14的轴向保持。在组装过程中,驱动带轮16相对于马达轴14沿轴向滑动越过马达轴14,直到轴向保持特征部70位于马达轴14的凹槽72内。在一些实施方式中,凹槽72被定位在马达轴14的远端端部15附近,并且轴向保持特征部70被定位在驱动带轮远端端部52处。轴向保持部50的柔韧性能力使弧形部58、60能够在组装期间向外偏转,以使轴向保持特征部70能够越过马达轴14的外径移动,直到轴向保持特征部70处在(例如,卡入)马达轴14的凹槽72中。
一旦驱动带轮16和马达轴14处于组装状态(即,轴向保持特征部70在沟槽72内),轴向保持部50偏转的能力被围绕轴向保持部50的压缩环74消除。在一些组装过程中,在将驱动带轮16组装到马达轴14之前,将压缩环74组装至驱动带轮16。在其它实施方式中,根本不需要压缩环。在一些实施方式中,压缩环74是开口金属环,例如开口钢环。
本文公开的实施方式降低了驱动带轮的成本。
尽管仅结合有限数量的实施方式在细节上描述了本发明,但是应该容易理解,本发明不限于这些公开的实施方式。相反,本发明可以被修改为包括迄今为止未描述但与本发明的构思和范围相称的任何数量的变型、改变、替换或等效布置。另外,尽管已经描述了本发明的各种实施方式,但是应当理解,本发明的方面可以仅包括所描述的实施方式中的一些。因此,本发明不应被视为受到上述描述的限制。
Claims (20)
1.一种电动动力转向驱动带轮组件,包括:
马达轴,所述马达轴从电动马达沿轴向方向延伸;以及
驱动带轮,所述驱动带轮被联接至所述马达轴并被布置在所述马达轴和传动带之间,以将所述马达轴的旋转传递至所述传动带,所述驱动带轮包括:
径向保持部,所述径向保持部具有内径,所述内径限定了所述马达轴被布置在其内的中心开口的第一部分,所述径向保持部将所述传动带的径向载荷传递至所述马达轴;以及
轴向保持部,所述轴向保持部从所述径向保持部沿所述轴向方向延伸,所述轴向保持部限定了所述马达轴被布置在其内的所述中心开口的第二部分,所述轴向保持部的内径与所述马达轴花键接合以将所述驱动带轮旋转地联接至所述马达轴,所述轴向保持部包括从所述轴向保持部的内径沿径向向内突出的凸缘,用于布置在所述马达轴的沟槽内,以相对于所述马达轴沿轴向保持所述驱动带轮。
2.如权利要求1所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述驱动带轮由聚合物材料形成。
3.如权利要求1所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述驱动带轮的轴向保持部的凸缘被定位在所述驱动带轮的轴向端部上。
4.如权利要求3所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述凸缘所定位的所述轴向端部是所述驱动带轮相对于所述电动马达的位置的远端端部。
5.如权利要求1所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述驱动带轮的所述轴向保持部包括多个弧形部,每个所述弧形部通过至少一个沿轴向延伸的槽部彼此隔开,用于为所述轴向保持部提供柔韧性。
6.如权利要求5所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述多个弧形部包括第一弧形部和第二弧形部,所述第一弧形部和所述第二弧形部分别具有半圆形横截面。
7.如权利要求5所述的电动动力转向驱动带轮组件,还包括围绕所述轴向保持部的压缩环。
8.如权利要求7所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述压缩环是开口金属环。
9.如权利要求1所述的电动动力转向驱动带轮组件,还包括处在所述驱动带轮的外径上的齿形部分,用于与所述传动带接合。
10.如权利要求9所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述驱动带轮的外径的齿形部分通过环形腹板与所述径向保持部连接。
11.一种电动动力转向驱动带轮组件,包括:
马达轴,所述马达轴从电动马达沿轴向方向延伸;以及
驱动带轮,所述驱动带轮被联接至所述马达轴并被布置在所述马达轴和传动带之间,以将所述马达轴的旋转传递至所述传动带,所述驱动带轮由聚合物材料形成并且包括:
径向保持部,所述径向保持部具有内径,所述内径限定了所述马达轴被布置在其内的中心开口的第一部分,所述径向保持部将所述传动带的径向载荷传递至所述马达轴;以及
轴向保持部,所述轴向保持部从所述径向保持部沿所述轴向方向延伸,所述轴向保持部限定了所述马达轴被布置在其内的所述中心开口的第二部分,所述轴向保持部的内径与所述马达轴花键接合以将所述驱动带轮旋转地联接至所述马达轴,所述轴向保持部包括第一弧形部和第二弧形部,所述第一弧形部和所述第二弧形部通过沿轴向延伸的槽部彼此隔开,用于为所述轴向保持部提供柔韧性。
12.如权利要求11所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述第一弧形部和所述第二弧形部分别具有半圆形横截面。
13.如权利要求12所述的电动动力转向驱动带轮组件,还包括围绕所述轴向保持部的压缩环。
14.如权利要求13所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述压缩环是开口金属环。
15.如权利要求11所述的电动动力转向驱动带轮组件,进一步包括凸缘,所述凸缘从所述轴向保持部的内径沿径向向内突出,用于布置在所述马达轴的沟槽内,以相对于所述马达轴沿轴向保持所述驱动带轮。
16.如权利要求15所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述驱动带轮的所述轴向保持部的所述凸缘被定位在所述驱动带轮的轴向端部上。
17.如权利要求16所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述凸缘所定位的所述轴向端部是所述驱动带轮相对于所述电动马达的位置的远端端部。
18.如权利要求11所述的电动动力转向驱动带轮组件,还包括处在所述驱动带轮的外径上的齿形部分,用于与所述传动带接合。
19.如权利要求18所述的电动动力转向驱动带轮组件,其中,所述驱动带轮的外径的齿形部分通过环形腹板与所述径向保持部连接。
20.一种驱动带轮,用于联接至为车辆电动动力转向系统提供动力的电动马达的马达轴,所述驱动带轮包括:
径向保持部,所述径向保持部具有内径,所述内径限定了所述马达轴被布置在其内的中心开口的第一部分;以及
轴向保持部,所述轴向保持部从所述径向保持部沿所述轴向方向延伸,所述轴向保持部限定了所述马达轴被布置在其内的所述中心开口的第二部分,所述轴向保持部包括从所述轴向保持部的内径沿径向向内突出的凸缘,用于布置在所述马达轴的沟槽内,以相对于所述马达轴沿轴向保持所述驱动带轮,所述轴向保持部包括第一弧形部和第二弧形部,所述第一弧形部和所述第二弧形部通过沿轴向延伸的槽部彼此隔开,以为所述轴向保持部提供柔韧性,所述驱动带轮由聚合物材料形成。
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