CN113544043A - 齿条驱动电动动力辅助转向装置 - Google Patents

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CN113544043A CN202080019723.XA CN202080019723A CN113544043A CN 113544043 A CN113544043 A CN 113544043A CN 202080019723 A CN202080019723 A CN 202080019723A CN 113544043 A CN113544043 A CN 113544043A
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Abstract

本发明的实施例涉及一种齿条驱动电动动力辅助转向装置。本发明的实施例提供一种齿条驱动电动动力辅助转向装置，包括：齿条，该齿条在齿条壳体中沿轴向方向滑动并具有形成在其外周表面处的外周螺纹槽；滚珠螺母，该滚珠螺母具有形成在其内外周表面处并与齿条的外周螺纹槽相对应的内周螺纹槽，并具有形成在外周表面和内周表面之间的滚珠循环通道，该滚珠循环通道沿轴向方向穿过滚珠螺母；端盖，该端盖分别耦合到滚珠循环通道的一端和另一端，端盖中的每一个都具有滚珠返回孔，用于使滚珠循环通过滚珠循环通道、外周螺纹槽和内周螺纹槽；以及支撑构件，该支撑构件耦合到滚珠螺母的内周表面同时沿轴向方向支撑端盖。

Description

齿条驱动电动动力辅助转向装置
技术领域
本文实施例涉及一种齿条驱动动力辅助转向装置，更具体地，涉及如下齿条驱动动力辅助转向装置，利用该装置，能够通过简化结构和减少装配在滚珠螺母和齿条的滚珠循环结构中的部件数量来减少成本和组装步骤的同时，提高行驶稳定性和持续性。
背景技术
通常，传统的电动动力辅助转向装置具有：滚珠螺母，其与电机和皮带连接；以及齿条，其通过电机皮带轮、螺母皮带轮和滚珠螺母的旋转而滑动；作为将电机的驱动力传递给齿条并生成转向辅助力以辅助用户的转向力的组件。
然而，由于滚珠螺母和齿条的滚珠循环结构中配备有复杂结构和许多组件，这种传统的电动动力辅助转向装置的成本和组装步骤都会增加。
进一步地，由于例如滚珠螺母旋转以滑动齿条时，滚珠螺母和齿条的操作引起的振动或来自路面的反向冲击载荷导致所装配的组件经常发生故障，从而影响行驶稳定性和持续性。
发明内容
本实施例是在上述背景下构思的，并且旨在通过简化结构并减少齿条驱动动力辅助转向装置中滚珠螺母和齿条的滚珠循环结构中装配的部件数量而减少成本和组装步骤的同时提高行驶稳定性和持续性。
本实施例的目的不限于上述目的，通过以下详细描述，其他目的对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
根据本实施例，提供一种齿条驱动动力辅助转向装置，包括：齿条，该齿条在齿条壳体内轴向滑动并且具有形成在外周表面中的外周螺旋槽；滚珠螺母，该滚珠螺母具有形成在内周表面中的内周螺纹槽，该内周螺纹槽与齿条的外周螺纹槽相对应；滚珠循环路径，该滚珠循环路径穿过滚珠螺母轴向地形成在内周表面与外周表面之间；端盖，该端盖具有滚珠返回孔以使滚珠沿着滚珠循环路径、外周螺旋槽和内周螺旋槽循环，该端盖耦合到滚珠循环路径的第一端和第二端中的每一个；以及支撑构件，该支撑构件耦合到滚珠螺母的内周表面同时轴向地支撑端盖。
根据本实施例，可以通过简化结构并减少配备在滚珠螺母和齿条的滚珠循环结构中的部件数量来减少成本和组装步骤。
进一步地，根据本实施例，可以通过减少由于滚珠螺母和齿条的操作引起的振动或来自路面的反向冲击载荷而导致的部件故障，来提高行驶稳定性和持续性。
附图说明
图1是示意性地示出了根据本实施例的齿条驱动动力辅助转向装置的局部截面图；
图2是示出了根据本实施例的齿条驱动动力辅助转向装置的一部分的分解立体图；并且
图3至图11是示出了根据本实施例的齿条驱动动力辅助转向装置的一部分的截面图。
具体实施方式
在对本公开的示例或实施例的以下描述中，将参照附图，在附图中通过图示的方式显示了可以实施的具体示例或实施例，并且在附图中相同的附图标记和符号可以用来表示相同或相似的组件，即使这些组件在不同的附图中显示。进一步地，在对本公开的示例或实施例的以下描述中，当确定其描述可能使本公开的一些实施例中的主题不清楚时，将省略对并入本文的公知功能和组件的详细描述。
在本文中可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(A)”或“(B)”的术语来描述本公开的元件。这些术语中的每一个都不是用来定义元件的本质、顺序、序列或数量等，而仅用于将相应的元件与其他元件区分开来。当提及第一元件与第二元件“连接或耦合”、“接触或重叠”等时，应当解释为，不仅第一元件可以“直接连接或耦合到”或“直接接触或重叠到”第二元件，而且第三元件也可以“插入”在第一元件和第二元件之间，或者第一元件和第二元件可以通过第四元件相互“连接或耦合”、“接触或重叠”等。
图1是示意性地示出了根据本实施例的齿条驱动动力辅助转向装置的局部截面图。图2是示出了根据本实施例的齿条驱动动力辅助转向装置的一部分的分解立体图。图3至图11是示出了根据本实施例的齿条驱动动力辅助转向装置的一部分的截面图。
如图所示，根据本实施例，齿条驱动动力辅助转向装置包括：齿条155，该齿条155在齿条壳体201内轴向滑动并具有形成在其外周表面中的外周螺纹槽155a；滚珠螺母220，该滚珠螺母220具有形成在其内周表面中的内周螺纹槽225，该内周螺纹槽225与齿条155的外周螺纹槽155a相对应；滚珠循环路径221，该滚珠循环路径221穿过滚珠螺母220轴向地形成在内周表面与外周界表面之间；端盖229，该端盖229具有滚珠返回孔229a以使滚珠沿着滚珠循环路径221、外周螺旋槽155a和内周螺旋槽225循环，端盖229耦合到滚珠循环路径221的第一端和第二端中的每一个；以及支撑构件213，该支撑构件213耦合到滚珠螺母220的内周表面同时轴向地支撑端盖229。
首先，参照图1，根据本实施例的齿条驱动动力辅助转向装置包括：转向系统100，其从转向盘105连接到两个相对的车轮150；以及辅助动力机构160，其向转向系统提供转向辅助动力。
转向系统100包括转向轴110，转向轴110具有上端和下端，该上端连接到转向盘105以随转向盘105旋转，该下端通过一对万向节115连接到小齿轮轴120。
进一步地，小齿轮轴120通过齿条-小齿轮机构部件135连接到齿条155，并且齿条155的两个相对端通过杆140和转向节臂145连接到车辆的车轮150。
齿条-小齿轮机构部件135形成为：形成在小齿轮轴120的下端的小齿轮125与形成在齿条155的外周表面的一侧上的齿条齿轮130啮合。
辅助动力机构160包括：扭矩传感器117，其检测由驾驶员施加到转向盘105的转向扭矩并输出与检测到的转向扭矩成比例的电信号；电子控制单元ECU，其基于从扭矩传感器117提供的电信号生成控制信号；电机165，其基于从电子控制单元提供的控制信号生成转向辅助动力；以及皮带式传动装置170，其将由电机165生成的辅助动力通过皮带传递到齿条155。
这种齿条驱动动力辅助转向装置包括驱动装置和从动装置。驱动装置包括：电机165，其由电子控制单元ECU控制；电机皮带轮，其耦合到电机轴；以及皮带210。
从动装置包括：滚珠螺母220，其在围绕齿条155的齿条壳体201的内部支撑齿条155；以及螺母皮带轮207，其耦合到滚珠螺母220的外周表面。
连接到电机的电机皮带轮和连接到齿条155的螺母皮带轮207被布置成使得它们的旋转轴线彼此平行。皮带210缠绕在电机皮带轮和螺母皮带轮207上以通过滚珠螺母220将电机的旋转力传递到齿条155。通过滚珠螺母220的操作，齿条左右移动，生成转向辅助动力。
滚珠螺母220通过滚珠(未示出)与齿条155耦合，并且在旋转的同时，使齿条155在齿条壳体201内部滑动。螺母皮带轮207耦合到滚珠螺母220的外周表面的一侧以使滚珠螺母220旋转，并且轴承205安装在滚珠螺母220的外周表面的另一侧以支撑旋转。
动力传动结构被提供在齿条155的外周表面和滚珠螺母220的内周表面上，以轴向地滑动齿条155以生成转向辅助动力。动力传动结构包括螺旋形地形成在齿条的外周表面中并具有半圆形或弧形横截面的外周螺纹槽155a、插入其中的滚珠、以及螺旋形地形成在滚珠螺母220的内周表面以与外周螺纹槽155a相对应并具有半圆形或弧形截面的内周螺纹槽225。
滚珠螺母220是在其内周表面中形成有内周螺纹槽225的中空管。锁紧螺钉227设置在与滚珠螺母220的外周表面耦合的轴承205的外圈的端部处，并且螺纹连接到齿条壳体201的内周表面以被固定同时支撑轴承205。
进一步地，滚珠循环路径221形成在滚珠螺母220和滚珠循环路径221的一侧。端盖229具有滚珠返回孔229a以允许滚珠沿着滚珠循环路径221、外周螺纹槽155a和内周螺纹槽225循环，并耦合到滚珠循环路径221的两个相对侧。
滚珠螺母220包括小直径部分220a和大直径部分220b，小直径部分220a具有内周螺纹槽225，大直径部分220b在小直径部分220a的两个相对端处具有扩大的内径。支撑构件213耦合到大直径部分220b的内周表面以轴向地支撑端盖229。
支撑构件213耦合到阶梯部分，在阶梯部分，大直径部分220b和小直径部分220a在径向方向上向内弹性变形的状态下被连接。
螺母皮带轮207与容差环耦合，该容差环在螺母皮带轮207和滚珠螺母220的外周表面之间径向地产生弹力，从而防止从滚珠螺母220脱离。
锁紧螺钉227在轴承205的外圈的第一侧，螺纹连接到齿条壳体201的内周表面，支撑轴承205的外圈。轴承支撑构件209在轴承205的内圈的第二侧，螺纹连接到滚珠螺母220的外周表面，支撑轴承205。
轴承205可滑动地组装到滚珠螺母220的外周表面上，并且轴承205的内圈的第一侧被支撑并固定到座部分223，该座部分223在滚珠螺母220的大致中间部分具有扩大的直径。
插入凹部222形成在滚珠螺母220的大直径部分220b的内周表面中以允许支撑构件213插入其中，以便支撑构件213支撑在插入凹部222中同时紧固端盖229。
支撑构件213形成为环形形状，使得其径向外端被插入到插入凹部222中，并且其径向内端形成为到达小直径部分220a的内周表面。
支撑构件213由弹性的环形塑料材料形成，以便如果装配到插入凹部222中，则在径向方向上向内可弹性变形，从而便于组装。进一步地，支撑构件213可以形成为在其侧面具有切口的环形形状。
进一步地，如图8所示，支撑构件213具有形成在轴向外表面中的座槽213b，并且用于在径向方向上弹性支撑支撑构件213的弹性构件213a可以装配到座槽213b中。
弹性构件213a形成为在其一个周侧具有切口的环形形状，并且可弹性变形并装配到支撑构件213的座槽213b中以径向地产生弹性恢复力。
进一步地，如图9所示，支撑构件213可以具有形成在内周表面中的座槽213b，并且用于在径向方向上弹性支撑支撑构件213的弹性构件213a可以装配到座槽213b中。
在这种情况下，如上所述，弹性构件213a形成为在其周侧具有切口的环形形状，并且在装配到支撑构件213的座槽213b之后，弹性构件213a在径向方向上向外弹性地支撑弹性构件213。
进一步地，支撑构件213在支撑端盖229的一侧设有阻尼器212，以吸收沿端盖229循环的滚珠的振动和噪音。
轴承支撑构件209耦合到滚珠螺母220的轴向端部以轴向地支撑用于支撑滚珠螺母220的旋转的轴承205，并防止其脱离。
如图10和图11所示，轴承支撑构件209包括耦合到滚珠螺母220的外周表面的外耦合部分209a、耦合到滚珠螺母220的内周表面以轴向地支撑端盖229的内耦合部分209b以及连接它们的侧面部分209c。
内耦合部分209b在支撑端盖229的一侧设有阻尼器208，以吸收沿端盖229循环的滚珠的振动和噪音。
轴承支撑构件209的侧面部分209c被耦合来支撑滚珠螺母220的一端。侧面部分209c的外端和内端分别连接到外耦合部分209a和内耦合部分209b，从而耦合成环绕滚珠螺母220端部的外周表面和内周表面。
螺纹部分形成在外耦合部分209a的内周表面上以与形成在滚珠螺母220的外周表面上的螺纹部分螺纹连接，或者螺纹部分形成在内耦合部分209b的外周表面上以与形成在滚珠螺母220的内周表面上的螺纹部分螺纹连接。
因此，轴承支撑构件209螺纹连接到滚珠螺母220的端部，支撑并固定轴承205和端盖229。
在外耦合部分209a的一端，外支撑端209d可以径向向外突出以支撑轴承205的内圈，从而增加对轴承205的内圈的支撑面积并且因此实现稳定的支撑。进一步地，由于当轴承支撑构件209被耦合时工具被外支撑端209d的阶梯部分支撑，所以可以方便组装。
进一步地，如图11所示，在内耦合部分209b的一端处，内支撑端209e可以径向向内突出以支撑端盖229的侧表面，从而增加对端盖229的支撑面积并且允许更稳定地支撑端盖229的侧表面。
根据本实施例，可以通过简化结构并减少装配在滚珠螺母和齿条的滚珠循环结构中的部件数量来减少成本和组装步骤。
进一步地，根据本实施例，可以通过减少由于滚珠螺母和齿条的操作引起的振动或来自路面的反向冲击载荷而导致的组件故障，来提高行驶稳定性和持续性。
虽然上面描述了所有组件被组合成一个或组合地操作，但是本公开的实施例不限于此。只要属于实施例的目标的范围内，可以选择性地组合和操作一个或多个组件。
当一个元件“包含”、“包括”或“具有”另一元件时，该元件可以进一步包括但不排除另一元件，并且术语“包括”、“包括”和“具有”应理解为不排除存在或增加一个或多个特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的可能性。除非另有定义，本文中使用的所有科学和技术术语的含义可以与本领域技术人员通常理解的含义相同。应进一步理解的是，术语，例如那些在词典被定义的，应被解释为具有与其在相关领域的背景中的含义相一致的含义，并且除非在本文中明确定义，否则不应以理想化或过于正式的含义来解释。
上述描述是为了使本领域的任何技术人员能够产生和使用本公开的技术思想，并在特定应用及其要求的背景下提供。对所描述的实施例的各种修改、添加和替换对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。以上描述和附图仅出于说明的目的提供了本公开的技术思想的示例。也就是说，所公开的实施例旨在说明本公开的技术思想的范围。因此，本公开的范围不限于所示出的实施例，而是应被赋予与权利要求一致的最宽的范围。本公开的保护范围应以所附权利要求为准，凡在其等同范围内的技术思想均应理解为包括在本公开的保护范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年3月8日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2019-0026684的韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种齿条驱动动力辅助转向装置，包括：
齿条，所述齿条在齿条壳体内轴向滑动并且具有形成在外周表面中的外周螺旋槽；
滚珠螺母，所述滚珠螺母具有形成在内周表面中的内周螺纹槽，所述内周螺纹槽与所述齿条的所述外周螺纹槽相对应；
滚珠循环路径，所述滚珠循环路径穿过所述滚珠螺母轴向地形成在所述内周表面与所述外周表面之间；
端盖，所述端盖具有滚珠返回孔以使滚珠沿着所述滚珠循环路径、所述外周螺旋槽和所述内周螺旋槽循环，所述端盖耦合到所述滚珠循环路径的第一端和第二端中的每一个；以及
支撑构件，所述支撑构件耦合到所述滚珠螺母的所述内周表面同时轴向地支撑所述端盖。
2.根据权利要求1所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述滚珠螺母在所述内周表面具有小直径部分和大直径部分，所述小直径部分具有内周螺纹槽，所述大直径部分具有较大的直径并设置在所述小直径部分的两个相对端上，并且其中所述支撑构件耦合到所述大直径部分的内周表面。
3.根据权利要求2所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述支撑构件耦合到阶梯部分，在所述阶梯部分，所述大直径部分和所述小直径部分连接在一起。
4.根据权利要求2所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，插入凹部形成在所述大直径部分的内周表面的两个相对侧上，以装配所述支撑构件。
5.根据权利要求4所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述支撑构件形成为环形形状，并且具有装配到所述插入凹部中的径向外端和形成到所述小直径部分的内周表面的径向内端。
6.根据权利要求2所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述支撑构件由环形弹性塑料材料形成。
7.根据权利要求2所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述支撑构件由在一侧具有切口的环形弹性塑料材料形成。
8.根据权利要求2所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述支撑构件在轴向外表面中具有座槽，并且其中弹性构件被装配在所述座槽中，以径向弹性地支撑所述支撑构件。
9.根据权利要求8所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述弹性构件形成为在周侧具有切口的环形形状。
10.根据权利要求2所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述支撑构件在支撑所述端盖的侧表面上具有阻尼器。
11.根据权利要求2所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述支撑构件在内周表面中具有座槽，并且其中弹性构件被装配到所述座槽中，以径向弹性地支撑所述支撑构件。
12.根据权利要求11所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述弹性构件形成为在周侧具有切口的环形形状。
13.根据权利要求1所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，轴承支撑构件耦合到所述滚珠螺母的轴向端部以轴向地支撑轴承并防止所述轴承脱离，所述轴承支撑所述滚珠螺母的旋转。
14.根据权利要求13所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述轴承支撑构件包括耦合到所述滚珠螺母的外周表面的外耦合部分和耦合到所述滚珠螺母的内周表面以轴向地支撑所述端盖的内耦合部分。
15.根据权利要求14所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述内耦合部分在支撑所述端盖的侧表面上具有阻尼器。
16.根据权利要求15所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，所述轴承支撑构件包括支撑所述滚珠螺母的一端的侧面部分，并且其中所述侧面部分的外端和内端分别连接到所述外耦合部分和所述内耦合部分。
17.根据权利要求16所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，螺纹部分形成在所述外耦合部分的内周表面中以与形成在所述滚珠螺母的外周表面中的螺纹部分螺纹连接。
18.根据权利要求17所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，螺纹部分形成在所述内耦合部分的外周表面中以与形成在所述滚珠螺母的内周表面中的螺纹部分螺纹连接。
19.根据权利要求18所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，径向向外突出的外支撑端形成在所述外耦合部分的一端以支撑所述轴承的内圈。
20.根据权利要求19所述的齿条驱动动力辅助转向装置，其中，径向向内突出的内支撑端形成在所述内耦合部分的一端以支撑所述端盖的侧表面。
CN202080019723.XA 2019-03-08 2020-02-25 齿条驱动电动动力辅助转向装置 Pending CN113544043A (zh)

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