CN115447661A

CN115447661A - 柔性电机安装件

Info

Publication number: CN115447661A
Application number: CN202110635588.8A
Authority: CN
Inventors: R·J·帕夫劳克; R·D·莫斯贝; B·索特; N·J·梅尔
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2021-06-08
Filing date: 2021-06-08
Publication date: 2022-12-09

Abstract

一种动力辅助组件，包括辅助壳体和电机壳体。辅助壳体包括限定辅助边缘的电机部分，且电机壳体限定用于安装至辅助边缘的电机边缘。安装垫由电机部分和电机壳体其中之一限定，肩面由电机部分和电机壳体中的另一个限定。安装部分限定孔。安装夹具限定孔并且包括本体部分和从本体部分横向延伸的夹持部分。紧固件延伸穿过安装部分的孔和安装夹具的孔，夹持部分压靠在肩面上以使电机壳体保持抵靠安装部分。

Description

柔性电机安装件

技术领域

本文描述的实施例涉及柔性电机安装件，并且更具体地，涉及包括安装夹具的柔性电机安装件。

背景技术

运载工具(诸如轿车、卡车、运动型多用途车、跨界车、小型货车、船舶、飞机、全地形运载工具、休闲车或其他合适的运载工具)包括各种转向系统体系，例如线控转向(Steer-by-Wire，SbW)和驾驶员界面转向。通常，这些不同的转向体系包括电动助力转向(Electric Power Steering，EPS)系统，所述电动助力转向系统包括诸如方向盘、柱、齿条-小齿轮传动装置(rack-pinion gear，齿轮齿条传动装置)、电动机致动器等部件。EPS通过提供必要的辅助扭矩来帮助操作员使运载工具转向。辅助扭矩基于操作员施加的扭矩。在稳态意义上，操作员扭矩和辅助扭矩会抵消由于轮胎-路面相互作用而产生的齿条力。

典型的EPS系统包括具有固定的安装垫的辅助壳体和附接至安装垫的电机组件。安装垫的确切定向和位置对于运载工具和程序是特定的以满足特定的封装要求，并且通常因程序而异。这需要研发特定于程序的辅助壳体，这对于低容量程序来说成本过高。

因此，包括可调节的电机定向的EPS系统将为低容量程序提供具有成本效益的设计解决方案，并为新运载工具中EPS组件的安装和测试提供适应便利。

发明内容

为了能更好地理解下面对本发明的详细描述，上文已经相当宽泛地概述了本发明的特征和技术优点。下文将描述构成本发明权利要求的主题的本发明的附加特征和优点。本领域技术人员应当认识到，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本发明相同目的的其他实施例的基础。本领域技术人员还应意识到，这样的等效实施例不脱离所附权利要求中所阐述的本发明的精神和范围。本部分提供了对本公开的一般性概述，并且不应被解释为与本公开相关的所有目的、方案、特征和优点的完整和全面的列示。

根据本发明的一个方案，提供了一种动力辅助组件。该动力辅助组件包括辅助壳体和电机壳体。辅助壳体包括限定辅助边缘的电机部分，电机壳体限定用于安装至辅助边缘的电机边缘。安装垫由电机部分和电机壳体其中之一限定，肩面由电机部分和电机壳体中的另一个限定。安装部分限定一孔。安装夹具限定一孔并且包括本体部分和从本体部分横向延伸的夹持部分。紧固件延伸穿过安装部分的孔和安装夹具的孔，并且夹持部分压靠在肩面上以使电机壳体保持抵靠安装部分。

根据另一个方案，提供了一种用于将电机壳体安装至组件的安装夹具。该安装夹具包括本体部分和从本体部分横向延伸的夹持部分。一孔延伸穿过安装夹具以接收紧固件。本体部分包括底表面，该底表面通过外本体侧表面和内本体侧表面与夹持部分间隔开。夹持部分包括从本体部分横向延伸的底夹持表面，其中，底夹持表面通过外夹持侧表面和内夹持侧表面与顶夹持表面间隔开。

从以下结合附图的描述中，这些以及其他优点和特征将变得更加明显。

附图说明

在本说明书结尾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中显而易见，其中：

图1示意性示出了根据本公开原理的包括动力辅助组件的动力转向系统；

图2是包括一对固定(static，静止)安装垫的现有技术动力辅助组件的立体图；

图3是根据本公开原理的配置为齿条辅助系统并包括安装夹具的动力辅助组件的立体图；

图4是根据本公开原理的夹持到电机壳体的电机安装部分的立体图；

图5是根据本公开原理的安装夹具的上部立体图；

图6是根据本公开原理的安装夹具的下部立体图；以及

图7是根据本公开原理的动力辅助组件的第二实施例的立体图。

具体实施方式

以下讨论针对本公开的各种实施例。本文所公开的实施例不应被解释为或以其他方式用作限制本公开(包括权利要求)的范围。此外，本领域技术人员将理解，以下描述具有广泛的应用，并且对任何实施例的讨论仅意在作为该实施例的示例，而非旨在暗示本公开(包括权利要求)的范围受限于该实施例。

本文描述的本发明可以并入任何合适的运载工具(诸如轿车、卡车、运动型多用途车、小型货车、跨界车、任何其他客用运载工具、任何合适的商用运载工具或任何其他合适的运载工具)中。此外，本公开的原理可以应用于其他运载工具，诸如飞机、船、火车、无人驾驶飞机或其他合适的运载工具。此外，本发明可以并入各种转向系统体系和电动助力转向(EPS)系统中。

现在参考附图，其中本文示出并描述了各种实施例，但不限于此，图1和图2示出了本发明的背景和环境，而图3至图7示出了动力辅助组件的实施例，该动力辅助组件包括柔性电机安装件，从而产生了具有适应性和成本效益的解决方案。

首先参考图1，大体示出了动力转向系统20。动力转向系统20可被配置为驾驶员界面转向系统、自动驾驶系统或允许驾驶员界面和自动转向的系统。转向系统可以包括输入装置22(诸如方向盘或其它HWA)，其中驾驶员可以通过转动方向盘而机械地提供转向输入。安全气囊装置24可以位于输入装置22上或位于输入装置22附近。转向柱26沿从输入装置22到输出组件28的一轴线延伸。转向柱26可以包括至少两个可轴向调节部件，例如，相对于彼此可轴向调节的第一部分30和第二部分32。输出组件28可以包括小齿轮轴组件、I-轴、万向节、线控转向部件或传统上与输入装置22相对定位的任何其他特征。输出组件28可以经由连接件36与动力辅助组件34(RWA)连接。连接件36可以是转向装置输入轴、小齿轮轴组件的延续部或有线或无线数字通信协议其中之一。

动力辅助组件34可以包括转向装置部件38，诸如齿条和小齿轮、循环球型转向装置，或与自动转向系统、驾驶员界面转向系统或其组合相关的任何其他类型的转向装置组件。然后，动力辅助组件34可以经由转向装置部件38可操作地连接至驱动轴组件40。在操作中，驾驶员输入装置22的致动引起动力辅助组件34的响应移动并引起驱动轴组件40使相关运载工具的驱动轮42转动。动力辅助组件34可以是单小齿轮式电动助力转向(SPEPS)系统、双小齿轮式电动助力转向(DPEPS)系统、柱式电动助力转向(CEPS)系统或循环球型齿条式电动助力转向(REPS)系统的一部分。

现在参考图2，大体上示出了现有技术的动力辅助组件34’。现有技术的动力辅助组件34’包括壳体44’。壳体44’包括电机部分46’，该电机部分限定了用于电机壳体(未示出)的附接的边缘48’。传统的电机部分46’包括固定地(statically，静止地)位于边缘48’周围的安装垫50’，其连接至电机壳体上的相应连接特征，所述相应连接特征通过紧固件也是固定的，所述紧固件延伸穿过安装垫50’和电机壳体的连接特征两者。安装垫50’的确切定向和位置对于运载工具程序是特定的以满足封装要求，因此对于不同的程序必须进行重建。

图3和图4示出了根据本公开原理的动力辅助组件34的第一实施例。在一些实施例中，动力辅助组件34可被配置为齿条辅助系统52，其包括辅助壳体44，所述辅助壳体限定输入齿轮部分54和转向齿条部分56。在一些实施例中，辅助壳体44(例如齿条壳体)可以是压铸壳体。辅助壳体44还包括用于安装电机壳体58的电机部分46。电机壳体58包含电机部件。电机部分46包括辅助边缘48。电机壳体58限定了在连接期间与辅助边缘48对准的电机壳体边缘60。

电机壳体58通过至少一个安装夹具62连接到辅助边缘48。在一些实施例中，壳体58通过至少两个安装夹具62连接到辅助边缘48。更具体地，每个安装夹具62限定了本体部分64和从本体部分64横向延伸的夹持部分66(图5和图6)。安装夹具62限定了孔68(图5和图6)以接收紧固件70，所述孔延伸穿过本体部分64和夹持部分66。在组装期间，电机壳体58和辅助壳体44其中之一限定用于接收紧固件70的孔72，而电机壳体58和辅助壳体44中的另一个限定用于与夹持部分66接合的至少一个肩面74。在一些实施例中，安装夹具中的孔68是有螺纹的。在一些实施例中，紧固件70包括螺母。因此，当紧固件通过有螺纹的内部、螺母或起组合拧紧到孔72中时，夹持部分66紧靠肩面74以将电机壳体58锁定到辅助壳体44上。

在图3和图4的示例性配置中，轴向壳体44在辅助边缘48上或在辅助边缘48附近限定了至少一个安装垫50。所述至少一个安装垫50限定了接收紧固件70的孔72。电机壳体58限定了所述至少一个肩面74。所述至少一个肩面74被设置在围绕电机壳体边缘60延伸的凸缘76上，该凸缘横向面对电机壳体边缘60或与电机壳体边缘60相对。电机壳体58包括与凸缘76相邻的围绕电机壳体58延伸的环形突出部77。在一些实施例中，凸缘76包括凸缘半径Rf，环形突出部77包括突出部半径Rp，并且电机壳体58包括电机半径Rm。在一些实施例中，凸缘半径Rf大于突出部半径Rp和电机半径Rm，并且突出部半径Rp大于电机半径Rm。

图5是根据本公开原理的安装夹具62的上部立体图，图6是根据本公开原理的安装夹具62的下部立体图。安装夹具62限定了本体部分64和从本体部分64横向地(大于、小于或等于90°)延伸的夹持部分66，并且本体部分64限定了孔68。本体部分64包括底表面80，底表面80通过外本体侧表面82和内本体侧表面84与夹持部分66间隔开。在一些实施例中，内本体侧表面84可以是凹形的，例如，限定向内本体半径RI。在一些实施例中，外本体侧表面82可以是凸形的，例如，限定在本体顶点90处合并的第一本体保持表面86和第二本体保持表面88，所述本体顶点90可以被倒圆。

夹持部分66包括从本体部分64横向地(大于、小于或等于90°)延伸的底夹持表面91。底夹持表面91通过外夹持侧表面94和内夹持侧表面96与顶夹持表面92间隔开。在一些实施例中，内夹持侧表面96可以是凹形的，例如，限定向内夹持半径Ri。在一些实施例中，外夹持侧表面94可以是凸形的，例如，限定在本体顶点102处合并的第一夹持保持表面98和第二夹持保持表面100，本体顶点102可以被倒圆。在一些实施例中，外本体侧表面82与外夹持侧表面94齐平，并且内本体侧表面84通过底夹持表面91与内夹持侧表面96间隔开。在一些实施例中，向内本体半径RI大于向内夹持半径Ri。在一些实施例中，安装夹具62是由钢形成的一体结构。在一些实施例中，夹持侧表面94、内本体侧表面84和底夹持表面91中的至少一个包括非光滑构造(例如滚花)，以增强夹持力并防止电机壳体58与辅助壳体44的电机部分46之间的任何径向滑动。

在一些实施例中，凸缘半径Rf等于向内本体半径RI或以其他方式与向内本体半径RI匹配，向内夹持半径Ri等于突出部半径Rp或以其他方式与突出部半径Rp匹配。在一些实施例中，凸缘半径Rf等于向内本体半径RI或以其他方式与向内本体半径RI匹配，向内夹持半径Ri等于电机半径Rm或以其他方式与电机半径Rm匹配。在一些实施例中，突出部半径Rp等于向内本体半径RI或以其他方式与向内本体半径RI匹配，向内夹持半径Ri等于电机半径Rm或以其他方式与电机半径Rm匹配。因此，当动力辅助组件34被组装时，夹持部分66的底夹持表面91的径向宽度等于或基本等于凸缘半径Rf与突出部半径Rp和电机半径Rm其中之一之间的差。然而，在一些实施例中，夹持部分66的底夹持表面91的径向宽度等于或基本等于突出部半径Rp与电机半径Rm之间的差。在一些实施例中，凸缘76、环形突出部77和电机壳体58中的至少一个包括非光滑构造(例如滚花)，以进一步增强夹持力并防止电机壳体58与辅助壳体44的电机部分46之间的任何径向滑动。

图7示出了根据本公开原理的动力辅助组件134的第二实施例。除非另有详细说明，否则第二实施例可以与图3和图4中示出的第一实施例共享所有相同的特征、元件、材料。例如，安装夹具62可以用在任一实施例中。然而，在第二实施例中，电机壳体158限定了至少一个安装垫150，所述安装垫限定孔172。在一些实施例中，孔172是有螺纹的。在一些实施例中，紧固件70包括螺母。因此，当紧固件70通过有螺纹的内部、螺母或它们的组合拧紧到孔172中时，夹持部分66紧靠肩面174以将电机壳体158锁定到辅助壳体144上。

此外，至少一个肩面174位于辅助壳体144的电机部分146上。更具体地，肩面174可以设置在围绕电机部分146延伸的凸缘176上，该凸缘横向面对辅助边缘148或与辅助边缘148相对。电机部分146包括与凸缘176相邻的围绕电机部分146延伸的环形突出部177。在一些实施例中，凸缘176包括凸缘半径rf，环形突出部177包括突出部半径rp，电机部分146包括电机部分半径rm。在一些实施例中，凸缘半径rf大于突出部半径rp，并且突出部半径rp大于电机部分半径rm。在一些实施例中，电机部分半径rm在与辅助边缘148相反的方向上是非连续的(例如，圆形或锥形)。

在一些实施例中，凸缘半径rf等于向内本体半径RI或以其他方式与向内本体半径RI匹配，向内夹持半径Ri等于突出部半径rp或以其他方式与突出部半径rp匹配。在一些实施例中，凸缘半径rf等于向内本体半径RI或以其他方式与向内本体半径RI匹配，向内夹持半径Ri等于电机部分半径rm或以其他方式与电机部分半径rm匹配。在一些实施例中，突出部半径rp等于向内本体半径RI或以其他方式与向内本体半径RI匹配，向内夹持半径Ri等于电机部分半径rm或以其他方式与电机部分半径rm匹配。因此，当动力辅助组件134被组装时，夹持部分66的底夹持表面91的径向宽度等于或基本等于凸缘半径rf与突出部半径rp和电机部分半径rm其中之一之间的差。然而，在一些实施例中，夹持部分66的底夹持表面91的径向宽度等于或基本等于突出部半径rp与电机部分半径rm之间的差。在一些实施例中，凸缘176、环形突出部177和电机部分146中的至少一个包括非光滑构造(例如滚花)，以进一步增强夹持力并防止电机壳体158与辅助壳体144的电机部分146之间的任何径向滑动。

应当理解，除非另有说明，否则本文描述的安装部分还可以是除动力辅助组件之外的组件的一部分。例如，转向系统或其他汽车系统的其他部分和/或组件上的安装部分。

尽管仅结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但是应该容易理解，本发明不限于这些公开的实施例。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例，但是应当理解，本发明的方案可以仅包括所描述的实施例中的一些。此外，任何一个实施例的任何特征、元件、部件或优点可用于任何其他实施例。因此，本发明不应被视为受到上述描述的限制。

Claims

1.一种动力辅助组件，包括：

辅助壳体和电机壳体；

所述辅助壳体包括限定辅助边缘的电机部分，且所述电机壳体限定用于安装至所述辅助边缘的电机边缘；

安装垫和肩面，所述安装垫由所述电机部分和所述电机壳体其中之一限定，所述肩面由所述电机部分和所述电机壳体中的另一个限定；

安装部分，限定一孔；

安装夹具，限定一孔，并且包括本体部分和从所述本体部分横向延伸的夹持部分；以及

紧固件，所述紧固件延伸穿过所述安装部分的孔和所述安装夹具的孔，并且所述夹持部分压靠在所述肩面上以使所述电机壳体保持抵靠所述安装部分。

2.根据权利要求1所述的动力辅助组件，其中，所述肩面和所述夹持部分包括非光滑表面。

3.根据权利要求1所述的动力辅助组件，其中，所述肩面由围绕所述电机部分和所述电机壳体其中之一延伸的凸缘限定。

4.根据权利要求3所述的动力辅助组件，其中，所述本体部分包括底表面，所述底表面通过外本体侧表面和内本体侧表面与所述夹持部分间隔开。

5.根据权利要求4所述的动力辅助组件，其中，所述夹持部分包括与所述肩面接合并从所述本体部分横向延伸的底夹持表面，其中所述底夹持表面通过外夹持侧表面和内夹持侧表面与顶夹持表面间隔开。

6.根据权利要求5所述的动力辅助组件，其中，所述底夹持表面包括非光滑表面。

7.根据权利要求5所述的动力辅助组件，其中，所述内本体侧表面是凹形的。

8.根据权利要求7所述的动力辅助组件，其中，所述内夹持侧表面是凹形的。

9.根据权利要求8所述的动力辅助组件，其中，所述电机壳体限定具有凸缘半径的凸缘和与所述凸缘相邻的具有突出部半径的环形突出部，其中所述突出部半径小于所述凸缘半径。

10.根据权利要求9所述的动力辅助组件，其中，所述内本体侧表面沿所述凸缘半径接触所述凸缘，并且其中所述内夹持侧表面沿所述突出部半径接触所述环形突出部。

11.根据权利要求8所述的动力辅助组件，其中，所述辅助壳体的电机部分限定具有凸缘半径的凸缘和与所述凸缘相邻的具有突出部半径的环形突出部，其中所述突出部半径小于所述凸缘半径。

12.根据权利要求11所述的动力辅助组件，其中，所述内本体侧表面沿所述凸缘半径接触所述凸缘，并且其中所述内夹持侧表面沿所述突出部半径接触所述环形突出部。

13.一种用于将电机壳体安装至组件的安装夹具，所述安装夹具包括：

本体部分和从所述本体部分横向延伸的夹持部分；

孔，延伸穿过所述安装夹具以接收紧固件；

所述本体部分包括底表面，所述底表面通过外本体侧表面和内本体侧表面与所述夹持部分间隔开；并且

所述夹持部分包括从所述本体部分横向延伸的底夹持表面，其中，所述底夹持表面通过外夹持侧表面和内夹持侧表面与顶夹持表面间隔开。

14.根据权利要求13所述的安装夹具，其中，所述夹持部分的底夹持表面、内夹持侧表面和内本体侧表面中的至少一个限定非光滑构造。

15.根据权利要求13所述的安装夹具，其中，所述安装夹具是一体形成的。