CN114435465A - 带有限幅器衬套的悬臂式蜗轮组件 - Google Patents

Abstract

一种动力转向组件，包括电机，该电机具有从该电机延伸出的输出轴。该组件也包括壳体，该壳体具有操作性地连结到转向轴的蜗轮，该蜗轮绕蜗轮轴线能够旋转。该组件还包括电机和蜗杆，该蜗杆被设置为与蜗轮啮合，该蜗杆作为单个且整体成形的轴从电机的输出轴延伸，该单个且整体成形的轴沿轴向方向从第一端延伸到第二端，并呈悬臂状以允许第二端偏转。该组件还进一步包括衬套，该衬套围绕轴的靠近轴的第二端的一部分，该衬套和轴的该部分限定该衬套和轴的该部分之间的间隙。

Description

带有限幅器衬套的悬臂式蜗轮组件

背景技术

车辆可采用动力转向机构，该机构通过蜗杆/蜗轮减速组件向车辆的转向轴提供扭矩辅助和/或向手轮提供道路反馈。悬臂式蜗杆的各种设置可能受到过度约束(over-constrained)，或者另一方面允许被弯曲至断裂点。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供一种动力转向组件，其包括电机，该电机具有从该电机延伸的输出轴。该组件还包括壳体，该壳体具有操作性地连结到转向轴的蜗轮，该蜗轮绕蜗轮轴线能够旋转。该组件还包括电机和蜗杆，该蜗杆被设置为与蜗轮啮合，该蜗杆作为单个且整体成形的轴从电机的输出轴延伸，该单个且整体成形的轴沿轴向方向从第一端延伸到第二端，并且呈悬臂状以允许第二端偏转。该组件还进一步包括衬套，该衬套围绕轴的靠近轴的第二端的那一部分，该衬套和轴的该部分在它们之间限定一间隙。

根据本公开的另一个方面，提供一种动力转向组件，其包括电机，该电机具有从该电机延伸的输出轴。该组件还包括壳体，该壳体具有操作性地连结到转向轴的蜗轮，该蜗轮绕蜗轮轴线能够旋转。该组件还包括电机和蜗杆，该蜗杆被设置为与蜗轮啮合，该蜗杆作为单个且整体成形的轴从电机的输出轴延伸，该单个且整体成形的轴沿轴向方向从第一端延伸到第二端，并呈悬臂状以允许第二端偏转。该组件还进一步包括壳体的一部分，该壳体的一部分围绕轴的靠近轴的第二端的一部分，该壳体的该一部分和轴的该一部分限定它们之间的间隙。

根据本公开的另一个方面，提供了一种组装动力转向组件的方法。该方法包括线性地调节动力转向组件的至少一个部件，以设定由蜗杆的螺纹和蜗轮的轮齿之间的接触而引起的反向驱动(backdrive，倒车)。该方法还包括以悬臂方式支撑蜗杆，以允许蜗杆的一端偏转。该方法还进一步包括限制蜗杆的该端的偏转。

通过以下结合附图的描述，这些和其它优点和特征将变得明显。

附图说明

在本说明书的结论中的权利要求特别地指出并明确地要求保护作为本发明的主题。本发明的上述和其它特征以及优点将在以下结合附图进行的详细描述中变得明显，其中：

图1为动力转向组件一部分的立体视图；以及

图2为动力转向组件的蜗轮组件的正视图。

具体实施方式

现在参考附图，本发明将参考具体实施例进行描述，但不限于此。应理解的是，本公开的实施例仅为对本公开的说明，本公开可以以各种形式和替代形式来实施。可以组合或省略本公开的实施例的各种元素以形成本公开的其它实施例。附图不一定是按比例的，因为一些特征可能被放大或缩小，以示出特定组件的细节。因此，这里所公开的具体结构和功能方面的细节不应被解释为限制性的，而是仅作为本发明的代表性基础指导本领域技术人员以多种方式应用本公开。

参考图1，转向柱组件的一部分被示出，并用附图标记10来概括地表示。转向柱组件10包括转向轴12，转向轴12在一端操作性地连结到转向输入装置(例如方向盘)，并连结到一个或多个中间组件，由中间组件将转向轴的旋转传送到车辆的车轮。转向轴12的车轮连接可以是电气式的，例如线控转向应用(steer-by-wire application)中。转向轴12至少部分地被上护套14围绕，上护套14在下护套16内延伸。

现在参考图2，同时继续参考图1，动力转向组件20被设置为通过转向柱组件10执行的转向操作(steering maneuvers)来协助车辆驾驶员。动力转向组件20包括蜗轮22，蜗轮22至少部分地被设置在第一壳体24内(图1)。在示出的实施例中，下护套16的一部分为第一壳体24，这是因为它们是一体形成的部件。动力转向组件20也包括蜗杆26，蜗杆26至少部分地被设置在第二壳体28内，第二壳体28还容置电动致动器，例如电机30。尽管以上描述的以及在图中示出的蜗杆26和蜗轮22位于不同的壳体内，但应理解的是，在一些实施例中采用单一壳体，用以至少部分地容纳蜗杆26和蜗轮22两者。

电机30包括电机轴，该电机轴在电机30运行期间旋转。该电机轴与蜗杆26被集成为单个且整体的部件(即轴)，作为电机30的可旋转输出构件延伸。因此，在本文中蜗杆26和电机轴也可以被称为轴，并用附图标记26表示。蜗杆26的螺纹被设置为与蜗轮22啮合，使得蜗杆26的旋转引起蜗轮22的旋转。蜗轮22操作性地连结到转向轴12，以向转向轴12提供扭矩，用以在转弯操作(turning maneuvers，即EPS)中协助驾驶员或向驾驶员提供道路反馈的阻力(即线控转向)。

轴26沿轴向方向从第一端34延伸到第二端36。轴26的电机轴部分相比于第二端36更靠近第一端34。轴26的蜗杆部分更靠近轴26的第二端36。第一轴承38位于轴26的电机轴部分附近，用以支撑轴26。换句话说，第一轴承38相比于第二端36更靠近轴的第一端34。与第一轴承38的位置和第一端34之间的距离相比，第二轴承40在轴向方向上与第一轴承38间隔开，并位于更远离轴的第一端34的位置。第二轴承40使轴26的蜗杆段(即，轴26的带有螺纹的部分)呈悬臂状。

由于组件的悬臂性质，轴26的第二端36被允许随着动力转向组件20的加载而偏转。限幅器衬套50围绕轴26的靠近第二端36的那一部分。限幅器衬套50和轴26之间存在间隙以避免过度约束组件。然而，该间隙虽然被调节以避免限幅器衬套50和轴26之间在正常运行情况下接触，但是允许在极限运行情况下接触，以确保蜗杆轴26在明显偏转时不会断裂。

尽管限幅器衬套50有助于以上描述的轴26的受控间隙，但应理解的是，替代实施例不包括限幅器衬套，而仅依赖于周围壳体的结构。

本文所描述的实施例可以与转向辅助组件20的线性滑动能力相结合。如在2019年10月10提交的美国专利No.16/598827(其整体通过参考被引入本文)所描述的，在由附图标记60所标记的方向上，线性滑动设定了转向辅助组件20的摩擦力。然而，应理解的是，其它设置摩擦力的方法也在考虑之内。

虽然仅结合有限数量的实施例对本发明进行详细描述，但应理解的是本发明不限于这些公开的实施例，相反本发明可以被修改以包含之前未描述的任何数量的变化、改变、替换或等效物，而这些都包含在本发明的精神和范围内。此外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但应理解的是本发明的各个方面可以仅包括所描述的实施例中的一些实施例。相应地，本发明不应视为被上述描述限制。

Claims (13)

1.一种动力转向组件，包括：

电机，具有从所述电机延伸出的输出轴；

壳体，容纳操作性地连结到转向轴的蜗轮，所述蜗轮绕蜗轮轴线能够旋转；

电机和蜗杆，所述蜗杆被设置为与所述蜗轮啮合，所述蜗杆作为单个且整体成形的轴从所述电机的输出轴延伸，所述单个且整体成形的轴沿轴向方向从第一端延伸到第二端，并呈悬臂状以允许所述第二端偏转；以及

衬套，围绕所述轴的靠近所述轴的第二端的一部分，所述衬套和所述轴的该部分限定所述衬套和所述轴的该部分之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的动力转向组件，其中，所述轴的第一端由第一轴承支撑，所述轴的中间部分通过第二轴承呈悬臂状。

3.根据权利要求1所述的动力转向组件，其中，所述衬套和所述轴的该部分之间的间隙允许所述轴的第二端在所述衬套和所述轴的该部分接触之前偏转预定量。

4.根据权利要求1所述的动力转向组件，其中，所述壳体能够线性地移动以设定所述系统的摩擦等级。

5.根据权利要求1所述的动力转向组件，其中，所述组件为线控转向系统的一部分。

6.一种动力转向组件，包括：

电机，具有从所述电机延伸出的输出轴；

壳体，具有操作性地连结到转向轴的蜗轮，所述蜗轮绕蜗轮轴线能够旋转；

电机和蜗杆，所述蜗杆被设置为与所述蜗轮啮合，所述蜗杆作为单个且整体成形的轴从所述电机的输出轴延伸，所述单个且整体成形的轴沿轴向方向从第一端延伸到第二端，并呈悬臂状以允许所述第二端偏转；以及

所述壳体的一部分，围绕所述轴的靠近第二端的一部分，所述壳体的该部分和所述轴的该部分限定两者之间的间隙。

7.根据权利要求6所述的动力转向组件，其中，所述轴的第一端由第一轴承支撑，所述轴的中间部分通过第二轴承呈悬臂状。

8.根据权利要求6所述的动力转向组件，其中，所述衬套和所述轴的该部分之间的间隙允许所述轴的第二端在所述衬套和所述轴的该部分接触之前偏转预定量。

9.根据权利要求6所述的动力转向组件，其中，所述壳体能够线性地移动以设定所述系统的反向驱动。

10.根据权利要求6所述的动力转向组件，其中，所述组件为线控转向系统的一部分。

11.一种组装动力转向组件的方法，包括：

线性地调节所述动力转向组件的至少一个部件，以设定由蜗杆的螺纹和蜗轮的轮齿之间的接触引起的反向驱动；

以悬臂方式支撑所述蜗杆，以允许所述蜗杆的一端偏转；以及

限制所述蜗杆的该端的偏转。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过衬套来限制所述蜗杆的该端的偏转，所述衬套围绕所述蜗杆的靠近所述蜗杆的该端的一部分。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，通过壳体的一部分来限制所述蜗杆的该端的偏转，所述壳体的该部分围绕所述蜗杆的靠近所述蜗杆的该端的一部分。

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