CN114435464A - 转向装置的动力传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种转向装置的动力传输装置，该转向装置的动力传输装置包括：第一联接构件，包括径向突出的第一大直径部和形成在第一联接构件的中央部分的第一联接孔，并联接到第一轴和第二轴中的任意一个；第二联接构件，包括在对应于第一大直径部的位置处径向突出的第二大直径部和形成在第二联接构件的中央部分的第二联接孔，并联接到第一轴和第二轴中的另一个；以及中间构件，包括联接在第一大直径部和第二大直径部之间的插入端以及弹性可变形的弹性突起，并且联接在第一联接构件和第二联接构件之间。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年10月30日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2020-0143517的韩国专利申请的优先权权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及转向装置的动力传输装置。更具体地，本公开涉及一种转向装置的动力传输装置，与传统动力传输装置相比，该转向装置的动力传输装置能够：在没有振动或噪音的情况下，在保持刚度的同时准确地将旋转力从第一轴传递到第二轴；吸收因热或冲击引起的振动和噪音；并增强耐久性。
背景技术
通常，车辆转向装置是用于使驾驶员能够通过转动方向盘来改变车辆行驶的方向的装置。车辆转向装置是用于通过使车辆的前轮旋转所围绕的旋转中心改变期望角度来辅助驾驶员使车辆在驾驶员期望行驶的方向上转向的辅助装置。在这样的转向系统中，电动助力转向装置被用作用于减轻驾驶员转动方向盘所需的力的辅助动力机构。
电动助力转向装置具有检测方向盘的旋转并驱动安装在齿条或转向轴上的马达以辅助旋转运动的结构，从而使转向装置能够有效地操作。
然而，在这种传统电动助力转向装置中的动力传输装置中，在由于使用动力传输装置超过一定时间而耐久性降低的情况下，或在道路上行驶，例如越野行驶时，巨大的冲击可以通过转向轴反向传递。从而，具有由于接触而增加噪音、磨损和游隙的缺点。
尤其是，传统动力传输装置具有诸如由于由耐久性降低后的动力传输装置中的高温引起的老化、磨损、永久压缩等造成的嘎嘎声和噪音增加、刚度降低等的一些缺点。
发明内容
为了解决这些问题，本公开的实施例提供一种转向装置的动力传输装置，与传统动力传输装置相比，该转向装置的动力传输装置能够：在没有振动或噪音的情况下，在保持刚度的同时将旋转力从第一轴传递到第二轴；吸收因热或冲击引起的噪音；并增强耐久性。
本公开的目的不限于此，本领域技术人员从以下描述可以清楚地理解其它目的。
根据本公开的方面，提供一种转向装置的动力传输装置，该转向装置的动力传输装置包括：第一联接构件，包括径向突出的第一大直径部和形成在第一联接构件的中央部分的第一联接孔，并联接到第一轴和第二轴中的任意一个；第二联接构件，包括在对应于第一大直径部的位置处径向突出的第二大直径部和形成在第二联接构件的中央部分的第二联接孔，并联接到第一轴和第二轴中的另一个；以及中间构件，包括联接在第一大直径部和第二大直径部之间的插入端以及位于中间构件的轴向端面上、由第一联接构件的内侧表面支撑并弹性可变形的弹性突起，并且联接在第一联接构件和第二联接构件之间。
根据本公开的实施例，可以提供转向装置的动力传输装置，与传统动力传输装置相比，该转向装置的动力传输装置能够：在没有振动或噪音的情况下，在保持刚度的同时将旋转力从第一轴传递到第二轴；吸收因热或冲击引起的噪音；并增强耐久性。
附图说明
附图被包括以提供对本公开的进一步理解并且被并入并构成本公开的一部分，附图示出本公开的方面并且与描述一起用于说明本公开的原理。在图中：
图1示意性地示出根据本公开的方面的转向装置；
图2是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的分解立体图；
图3是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的截面图；
图4至图6是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的立体图；
图7是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的一部分的前视图；
图8是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的一部分的截面图；
图9是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的一部分的立体图；以及
图10和图11是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的截面图。
具体实施方式
在本公开的示例或实施例的以下描述中，将参照附图，在附图中通过图解的方式示出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即使在彼此不同的附图中示出也可以用来表示相同或相似的组件。此外，在本公开的示例或实施例的以下描述中，当确定对并入本文的公知功能和组件的详细描述可能使本公开的一些实施例中的主题相当不清楚时，将省略该描述。本文使用的诸如“包括”、“具有”、“包含”、“构成”、“组成”和“形成”的术语通常旨在允许添加其它组件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。如本文所使用的，单数形式旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。
诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(A)”或“(B)”的术语可以在本文中用于描述本公开的元件。这些术语中的每一个都不用于限定元件的本质、顺序、次序或数量等，而仅用于将相应元件与其它元件区分开。
当诸如“之后”、“随后”、“接下来”、“之前”等的时间关系术语用于描述元件或构造的加工或操作或者操作、加工、制造方法中的流程或步骤时，这些术语可以用于描述非连续或非顺序的加工或操作，除非同时使用术语“直接”或“紧接”。
另外，当提及任何尺寸、相对大小等时，应考虑元件或特征的数值或相应信息(例如，级别、范围等)包括可能由各种因素(例如，加工因素、内部或外部冲击、噪音等)引起的容差或误差范围，即使未说明相关描述。此外，术语“可”完全包含术语“可以”的所有含义。
图1示意性地示出根据本公开的方面的转向装置；图2是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的分解立体图；图3是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的截面图；图4至图6是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的立体图；图7是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的一部分的前视图；图8是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的一部分的截面图；图9是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的一部分的立体图；并且图10和图11是根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的截面图。
如这些图所示，根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置200包括：第一联接构件210，包括径向突出的第一大直径部211和形成在第一联接构件210的中央部分的第一联接孔212，并联接到第一轴201和第二轴203中的任意一个；第二联接构件220，包括在对应于第一大直径部211的位置处径向突出的第二大直径部221和形成在第二联接构件220的中央部分的第二联接孔222，并联接到第一轴201和第二轴203中的另一个；以及中间构件230，包括联接在第一大直径部211和第二大直径部221之间的插入端231以及位于中间构件230的轴向端面上、支撑在第一联接构件210的内侧表面215a上并弹性可变形的弹性突起235，并且联接在第一联接构件210和第二联接构件220之间。
动力传输装置200可以与通过与诸如马达、泵等的动力源连接而可旋转的第一轴201同轴连接，并将来自动力源的旋转力(即，扭矩)传递到第二轴203。在下文中，根据本公开的方面的转向装置的动力传输装置的实施例将通过集中于但不限于包括马达轴作为第一轴201并包括蜗杆轴作为第二轴203的电动助力转向装置来描述。
此外，讨论但不限于第一联接构件210联接到第一轴201并且第二联接构件220联接到第二轴203的实施例。
在这些情况下，要注意的是，动力传输装置200可以通过连接在被构造成为电动助力转向装置产生辅助动力的马达的轴和蜗杆轴之间并将马达产生的辅助动力传递到与蜗轮联接的转向轴而用作用于辅助驾驶员的转向力的动力连接装置。
此处，如图1所示，电动助力转向装置包括从方向盘101机械连接到两个车轮108的转向机构100以及用于向转向机构100提供转向辅助动力的辅助动力装置120。
转向机构100可以包括转向轴102。转向轴102的一侧可以与方向盘101连接以与方向盘101一起旋转，转向轴102的另一侧可以通过一对万向节103与小齿轮轴104连接。
此外，小齿轮轴104可以通过齿条-小齿轮组件105与齿杆连接，并且齿杆的两端可以通过横拉杆106和转向节臂107连接到车轮108。由于齿条-小齿轮组件105由形成在小齿轮轴104上的小齿轮111和形成在齿杆的外周表面的一侧上的齿条112的联接(engagement)产生，因此当驾驶员转动方向盘101时，可以通过转向机构100产生扭矩，从而可以通过扭矩通过齿条-小齿轮组件105和横拉杆106使车轮108转向。
辅助动力装置120可以包括用于检测由驾驶员施加到方向盘101的扭矩并生成与施加的扭矩成比例的电信号的扭矩传感器125、用于基于从扭矩传感器125发送的电信号生成控制信号的电子控制单元(ECU)123、用于基于从电子控制单元发送的信号产生辅助动力的马达130以及用于将马达130提供的辅助动力传递到转向轴102的减速器140。
此处，如图2至图10所示，为了使动力传输装置200能够通过第一轴201和第二轴203之间的同轴连接传递动力，动力传输装置200的第一联接构件210和第二联接构件220可以分别联接到第一轴201和第二轴203，并且中间构件230可以联接在第一联接构件210和第二联接构件220之间。
作为马达轴的第一轴201可以通过第一轴承202由第一壳体207支撑，作为蜗杆轴的第二轴203可以通过第二轴承204由第二壳体205支撑。第一轴201和第二轴203可以通过动力传输装置200彼此联接。
第一联接构件210可以包括径向突出并且彼此周向间隔开的一个或多个第一大直径部211以及联接到第一轴201并形成为穿过第一联接构件210的中央部分的第一联接孔212。
此外，形成为相对于第一大直径部211的外周表面径向阶梯下降的一个或多个凹陷部216可以分别形成在彼此相邻的第一大直径部211之间。因此，第一大直径部211和凹陷部216径向交替布置。
轴向形成在第一联接孔212的内周表面上的锯齿可以与轴向形成在第一轴201上的锯齿联接，轴向形成在第一轴201上的锯齿形成为对应于第一联接孔212的锯齿。从而，可以防止第一轴201旋转时第一轴201空转。
第二联接构件220可以包括在对应于一个或多个第一大直径部211的位置处径向突出并且彼此周向间隔开的一个或多个第二大直径部221以及形成为轴向穿过第二联接构件220的中央部分的第二联接孔222。
轴向形成在第二联接孔222的内周表面上的锯齿可以与轴向形成在第二轴203上的锯齿联接，轴向形成在第二轴203上的锯齿形成为对应于第二联接孔222的锯齿。从而，可以防止第二轴203旋转时第二轴203空转。
第一联接构件210可以包括圆柱部213和径向部215，中间构件230和第二联接构件220插入圆柱部213中，径向部215从圆柱部213的内周端部向内延伸并在第一联接构件210的中央部分具有第一联接孔212。
此外，联接在第一联接构件210和第二联接构件220之间的中间构件230可以包括一个或多个插入端231和一个或多个弹性突起235，一个或多个插入端231分别联接在第一大直径部211和第二大直径部221之间，并且一个或多个弹性突起235位于中间构件230的轴向端面上、支撑在第一联接构件210的内侧表面215a上并且弹性可变形。
形成为径向突出的一个或多个突出端231a可以周向形成在一个或多个插入端231的外周表面。由此，当中间构件230联接到第一联接构件210时，在被弹性压缩的同时，突出端231a可以支撑第一大直径部211的内周表面，从而吸收冲击和噪音。
此外，在一个或多个突出端231a的两个圆周侧上形成为相对于圆周侧径向阶梯下降的一个或多个阶梯下降部231b形成在一个或多个插入端231的外周表面上。由此，在被径向弹性压缩的同时，突出端231a可以吸收由于从突出端231a的两侧周向膨胀而导致的变形。
因此，当第一联接构件210和中间构件230联接时，可以有效地吸收径向和/或圆周方向上的组装误差或制造误差，同时刚度地保持第一轴201和第二轴203的同轴连接。
此外，中间构件230可以包括一个或多个向内凹陷部233，每个向内凹陷部233形成在彼此周向相邻的插入端231之间，并且形成为相对于插入端231径向阶梯下降。
此处，在第一轴201和第二轴203彼此联接并旋转时，当偏离对应的同轴连接的冲击载荷输入时，向内凹陷部233可以使插入端231能够容易地在圆周和径向方向上弹性变形。从而，可以有效地吸收相应的振动和噪音，并防止第一联接构件210和第二联接件220变形或损坏。
此外，特别地，因为中间构件230在高温下的热膨胀可以通过向内凹陷部233在圆周方向上的膨胀而被吸收，所以在旋转力从第一轴201传递到第二轴203时，可以在没有振动或噪音的情况下保持刚度并且吸收由热或冲击引起的噪音。
中间构件230可以包括圆柱壁239和径向壁236，第二联接构件220插入到圆柱壁239中，径向壁236从圆柱壁239的圆周端向内延伸并具有形成在中间构件230的中央部分的通孔237。插入端231、突出端231a、阶梯下降部231b、向内凹陷部233等可以形成在圆柱壁239的外表面上，并且弹性突起235可以形成在径向壁236的外表面上。
形成在中间构件230的轴向端面上，即，形成在径向壁236的外表面上的弹性突起235可以形成为彼此周向间隔开。例如，如图所示，每个弹性突起235可以设置在四个插入端231中的每一个中。
每个弹性突起235可以形成为从每个插入端231的轴向端面轴向突出，并且因此在组装时被弹性压缩的同时被联接。因此，可以有效地吸收轴向的冲击和载荷。
此外，在弹性突起235的轴向边缘和与插入端231连接的区域之间设置有空的空间235d。由此，即使在耐久性降低的情况下发生中间构件230的磨损或永久变形，但除了吸收轴向冲击和载荷外，弹性突起235的弹性恢复力也可以保持在一定水平以上。
如图6至图8所示，弹性突起235可以包括连接到插入端231的轴向端面并轴向突出的连接突起235a以及一对支撑突起235b，一对支撑突起235b从连接突起235a的边缘向两侧分支，彼此间隔开以在一对支撑突起235b之间形成空间235d，具有形成在一对支撑突起235b的边缘之间并与空间235d连通的开口235c，并且弹性地支撑在第一联接构件210的内侧表面215a上。
由于连接突起235a具有比一对支撑突起235b更大的横截面积，因此，可以确保插入端231和一对支撑突起235b之间的高刚度以支撑一对支撑突起235b的弹性变形。
此处，一对支撑突起235b的边缘可以形成为朝向彼此向内弯曲，使得开口235c的尺寸小于空间235d的尺寸。
此外，一对支撑突起235b的开口235c可以位于第一联接构件210的内侧表面215a上，并且一对支撑突起235b可以形成为设置有空间235d的圆柱形截面形状。
因此，由于与连接突起235a相比具有相对较低刚度的一对支撑突起235b在一对支撑突起235b弹性变形的情况下被组装，因此，振动和噪音可以被吸收。此外，当从外部传递强冲击时，随着连接突起235a弹性变形，可以吸收这种冲击。
如图9至图10所示，弹性突起235可以包括连接突起235a和支撑突起235b，连接突起235a连接到插入端231的轴向端面并轴向突出，支撑突起235b包括从连接突起235a的边缘在径向方向上朝向特定位置弯曲，即径向向内弯曲以在其中形成空间235d的边缘，并且弹性地支撑在第一联接构件210的内侧表面215a上。
为了使支撑突起235b的边缘与第一联接构件210的内侧表面215a间隔开，支撑在第一联接构件210上的支撑突起235b的外侧表面可以形成为具有向外弯曲的形状，从而，当第一轴201和第二轴203旋转时，可以使由于支撑突起235b和第一联接构件210之间的过度接触而导致的磨损等最小化并减少摩擦噪音。
另外，由于连接到支撑突起235b的连接突起235a的一部分的内侧表面，即，形成由形成有中间构件230的通孔237的径向壁236和支撑突起235b的包围产生的空间235d的内侧表面形成为具有弯曲形状，因此支撑突起235b的弹性变形能够在耐久性降低的情况下继续。
如图11所示，弹性突起235可以包括连接突起235a和一对支撑突起235b，连接突起235a连接到插入端231的轴向端面并轴向突出，一对支撑突起235b包括从连接突起235a的边缘向径向两侧倾斜弯曲以在一对支撑突起235b之间形成空间235d的边缘，并且弹性地支撑在第一联接构件210的内侧表面215a上。
在这种情况下，因为一对支撑突起235b中的每一个的厚度小于连接突起235a的厚度，所以一对支撑突起235b可以在一对支撑突起235b弹性变形的情况下被组装，从而可以吸收振动和噪音。此外，当从外部传递强冲击时，随着连接突起235a弹性变形，可以吸收这种冲击。
因此，当第一轴201和第二轴203联接并正常旋转时，振动和噪音可以被一对支撑突起235b的弹性支撑力吸收，并且当从外部传递强冲击，例如路面不平整时，这种冲击可以被大于连接突起235a的弹性支撑力吸收。
第一联接构件210和第二联接构件220可以包括诸如钢的金属材料或者诸如聚缩醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等的基于工程塑料的材料。
另外，为了具有耐候性和柔韧性以及弹性，中间构件230可以包括诸如天然橡胶(NR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、乙丙三元共聚物(EPDM)、氟橡胶(FPM)、丁苯橡胶(SBR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、氨基甲酸乙酯和硅胶等的材料，并起到阻尼器的作用以吸收噪音和振动。
根据本文描述的实施例的结构和形状，可以提供转向装置的动力传输装置，与传统动力传输装置相比，该转向装置的动力传输装置能够：在没有振动或噪音的情况下，在保持刚度的同时将旋转力从第一轴传递到第二轴；吸收因热或冲击引起的噪音；并增强耐久性。
已经提供了以上描述以使本领域技术人员能够做出和使用本公开的技术思想，并且已经在特定应用及其要求的上下文中提供了以上描述。在不脱离本公开的思想和范围的情况下，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，并且本文定义的一般原理可以应用于其它实施例和应用。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。即，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的实施例，而是与与权利要求一致的最宽范围相一致。本公开的保护范围应该基于所附权利要求书来解释，在所附权利要求书的等同范围内的所有技术思想均应解释为包含在本公开的范围内。
Claims (18)
1.一种转向装置的动力传输装置，包括：
第一联接构件，包括径向突出的第一大直径部和形成在所述第一联接构件的中央部分的第一联接孔，并联接到第一轴和第二轴中的任意一个；
第二联接构件，包括在对应于所述第一大直径部的位置处径向突出的第二大直径部和形成在所述第二联接构件的中央部分的第二联接孔，并联接到所述第一轴和所述第二轴中的另一个；以及
中间构件，包括联接在所述第一大直径部和所述第二大直径部之间的插入端以及设置在所述中间构件的轴向端面上、支撑在所述第一联接构件的内侧表面上并弹性可变形的弹性突起，并且联接在所述第一联接构件和所述第二联接构件之间。
2.根据权利要求1所述的转向装置的动力传输装置，其中，锯齿被轴向设置在所述第一联接孔的内周表面上。
3.根据权利要求1所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述第一联接构件包括：
圆柱部，所述中间构件和所述第二联接构件插入所述圆柱部中；以及
径向部，从所述圆柱部的内周端部向内延伸并在所述第一联接构件的中央部分具有所述第一联接孔。
4.根据权利要求1所述的转向装置的动力传输装置，其中，锯齿被轴向设置在所述第二联接孔的内周表面上。
5.根据权利要求1所述的转向装置的动力传输装置，其中，径向突出的突出端被周向设置在所述插入端的外周表面上。
6.根据权利要求5所述的转向装置的动力传输装置，其中，设置在所述突出端的两个圆周侧上以相对于所述圆周侧径向阶梯下降的阶梯下降部被设置在所述插入端的外周表面上。
7.根据权利要求1所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述插入端包括多个插入端，并且所述中间构件包括在彼此周向相邻的多个插入端之间相对于所述多个插入端径向阶梯下降的一个或多个向内凹陷部。
8.根据权利要求1所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述弹性突起包括彼此周向间隔开的多个弹性突起。
9.根据权利要求1所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述弹性突起包括多个弹性突起，所述插入端包括多个插入端，并且
其中，所述多个弹性突起中的每一个从所述多个插入端中的每一个的轴向端面轴向突出。
10.根据权利要求9所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述弹性突起在所述弹性突起的轴向边缘和与所述插入端连接的区域之间具有空间。
11.根据权利要求10所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述弹性突起包括：
连接突起，连接到所述插入端的轴向端面并轴向突出；以及
一对支撑突起，从所述连接突起的边缘向两侧分支，彼此间隔开以形成所述空间，具有形成在所述一对支撑突起的边缘之间并与所述空间连通的开口，并且弹性地支撑在所述第一联接构件的内侧表面上。
12.根据权利要求11所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述一对支撑突起的边缘形成为朝向彼此向内弯曲，使得所述开口的尺寸小于所述空间的尺寸。
13.根据权利要求11所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述开口位于所述第一联接构件的内侧表面上，并且所述一对支撑突起具有设置有所述空间的圆柱形截面形状。
14.根据权利要求10所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述弹性突起包括：
连接突起，连接到所述插入端的轴向端面并轴向突出；以及
支撑突起，包括从所述连接突起的边缘在径向方向上朝向特定位置弯曲以形成所述空间的边缘，并且弹性地支撑在所述第一联接构件的内侧表面上。
15.根据权利要求14所述的转向装置的动力传输装置，其中，支撑在所述第一联接构件的内侧表面上的所述支撑突起的外侧表面具有向外弯曲的表面，使得所述支撑突起的边缘与所述第一联接构件的内侧表面间隔开。
16.根据权利要求14所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述连接突起的与所述支撑突起连接的区域具有弯曲形状。
17.根据权利要求10所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述弹性突起包括：
连接突起，连接到所述插入端的轴向端面并轴向突出；以及
一对支撑突起，包括从所述连接突起的边缘向径向两侧倾斜弯曲以形成所述空间的边缘，并且弹性地支撑在所述第一联接构件的内侧表面上。
18.根据权利要求17所述的转向装置的动力传输装置，其中，所述一对支撑突起中的每一个的厚度小于所述连接突起的厚度。
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