CN1652959A - 电动转向部件 - Google Patents
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Abstract
一种电动转向部件,其包括转向部件(32)、球状螺母组件(70)、轴承组件(80)和电动马达(60)。所述转向部件(32)包括带有外螺纹(42)的螺杆部分(40)。为了实现转向部件(32)的轴向运动,球状螺母组件(70)被可操作地连接到螺杆部分(40)上。球状螺母组件(70)包括转子轴(76)和球状螺母(72),所述球状螺母(72)被固定到所述转子轴(76)上,以随其旋转。轴承组件(80)由所述转子轴(76)承载,以相对转向部件(32)可旋转地支撑球状螺母组件(70)。电动马达(60)经由滑轮组件(82)被可操作地联结到转子轴(76)上。电动转向部件还包括被置于转子轴(76)的表面(114)之间的绝缘体(74)。绝缘体(74)将球状螺母隔离,以由此降低球状螺母组件(70)内的噪音。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆的电动转向部件,尤其涉及一种适用于这种车辆的电动转向部件中的改进的齿条驱动组件。
背景技术
一种用于将车辆的转向盘转向的电动转向部件包括球状螺母,其用于在轴向可运动地齿条部件和电动马达之间传递力。一旦电动转向部件的电动马达开动,球状螺母相对齿条部件被驱动旋转。球状螺母的可旋转的力被球传递到齿条部件上,从而轴向驱动齿条部件。利用球,可将齿条部件的轴向运动转化成转向盘的转向运动。
可以各种已知的方式将上述的电动转向部件的电动马达联结,以驱动球状螺母。一种这种方式包括带驱动组件,其中电动马达的输出轴经由带被连接到滑轮组件上。滑轮组件通常包括滑轮,其中,所述滑轮被可操作地固定到球状螺母上,所以在开动电动马达时,球状螺母可与滑轮一起旋转。这种型式的电动转向部件具有优于其他已知的电动转向部件的优点。然而,在开动这种型式的电动转向部件时,从齿条驱动组件的一个或多个相连的元件中可产生不希望有的噪音。因此,期望能够提供用于电动转向部件的齿条驱动组件的改进结构,其不但降低了组件内的噪音,还简单廉价。
发明概述
本发明涉及一种齿条驱动组件的改进结构,所述齿条驱动组件适用于车辆的电动转向部件中。电动转向部件包括转向部件、球状螺母组件、轴承组件和电动马达。转向部件被置于齿条罩内,包括可操作地连接到车辆的转向盘上的齿条部分和具有外螺纹旋绕的螺杆部分。球状螺母组件被可操作地连接到转向部件的齿条部分的螺杆部分上,以在车辆的转向盘旋转时实现转向部件的轴向运动。球状螺母组件包括转子轴和球状螺母,所述球状螺母固定到转子轴上,以随其旋转。球状螺母包括外表面,转子轴包括内表面。轴承组件被转子轴承载,以相对转向部件可旋转地支撑球状螺母组件。电动马达经由滑轮组件被可操作地联结到转子轴上。电动转向部件还包括绝缘体,所述绝缘体置于球状螺母的至少一部分外表面和转子轴的内表面之间。绝缘体将球状螺母与滑轮组件和轴承组件中的至少一个隔离,以由此降低球状螺母组件内的噪音。
对于本领域技术人员来说,在根据附图阅读时,本发明的其他优点将从下面优选实施例的详细叙述中变得明显。
附图说明
图1是依照本发明的车辆的电动转向部件的第一实施例的部分侧视图。
图2是在图1中示出的部分车辆的电动转向部件的视图。
图3是图1和2中示出的一部分车辆的电动转向部件的放大截面图。
图4是依照本发明的车辆的电动转向部件的第二实施例的部分放大图。
具体实施例
现参考图1-3,示出依照本发明构造的车辆的电动转向部件的第一实施例,该车辆的电动转向部件用附图标记10表示。图中示出的车辆的电动转向部件10是由齿条驱动的车辆的电动带转向部件(vehicleelectric belt driven rack drive steering assembly),并与车辆的前驱动轮(未示出)相连。在现有技术中已知电动转向部件10的一般结构和操作。因此,仅仅详细解释并说明那些为全面理解本发明所必须的电动转向部件10的部分。而且,尽管将叙述和说明的本发明与这儿披露的具体电动转向部件10相关,但是,可以理解,本发明可用于其他电动转向部件方面。
示出的电动转向部件10包括车辆转向盘12和可旋转的输入轴14,该可旋转的输入轴14以未示出的方式可操作地连接到转向盘12上,以随其绕转向轴线X1转动。扭矩传感器16被置于小齿轮箱18内部,并环绕输入轴14。扭矩传感器16包括线圈(未示出),该线圈响应输入轴14的旋转并在整个电线20上示出电信号,所述电信号指示施加的扭矩的方向和大小。
扭杆20将输入轴14连接到位于小齿轮箱18内的小齿轮22上。扭杆20响应于施加到转向盘12上的转向扭矩而弯曲。在扭杆20弯曲时,在输入轴14和小齿轮22之间发生相对旋转。
小齿轮箱18附在齿条罩30上。线性可移动的转向部件32轴向延伸穿过齿条罩30。转向部件32沿着齿条轴线X2可线性(或轴向)移动。转向部件32的齿条部分34设有一系列的齿条齿(未示出),所述齿条齿与设在小齿轮22上的齿轮齿(未示出)啮合。转向部件32还包括带有外螺纹42的螺杆部分40。转向部件32通过置于转向部件32的远端的横杆(未示出)与车辆的转向盘(未示出)相连。转向部件32沿着齿条轴线X2的线性运动导致转向盘的转向运动,这是一种已知的方式。
齿条罩30通常是圆柱形结构,包括第一部分50、第二部分52和第三部分54。第一部分50通过适当的装置(例如通过多个螺栓和螺母(未示出))被连接到第二部分52上。同样地,第二部分52通过适当的装置(例如通过多个螺栓和螺母(仅仅在图1中示出螺栓,其附图标记是170))被连接到第三部分54上。第一部分50设有径向扩大端50A,第三部分54设有径向扩大端54A。部分50的扩大端50A及部分54的扩大端54A与第二部分配合,从而形成环形室56。可替换地,如果需要,齿条罩30的结构可以不同于所述的结构。例如,如果需要,齿条罩30可以是少于三个部分或多于三个部分的结构。
转向部件10还包括电动马达60,如将在以下详述的,为了根据转向盘12的旋转而实现转向部件32的轴向运动,所述电动马达60可驱动地连接到球状螺母组件70上。在电动马达60不能带动转向部件32实现轴向运动的情况下,小齿轮24上的齿轮齿和转向部件的齿条部分34上的齿条齿之间的机械连接容许手动转向车辆。球状螺母组件70置于齿条罩30的室56内,并环绕转向部件32的螺杆部分40。如在图2和3所更好的示出的,球状螺母组件70包括球状螺母72、绝缘体74和转子轴76。如将在以下叙述的,球状螺母72被固定到转子轴76上,以随其旋转。
球状螺母72具有分别相对设置的第一端部90和第二端部92,并具有分别延伸在两端部之间的圆柱形内表面94和圆柱形外表面96。球状螺母72的第一端部90朝向齿条罩30的第一部分50的端部50A轴向凸出。球状螺母72的第二端部92朝向齿条罩30的第三部分54的端部54A轴向凸出。第二端部92设有形成在其圆柱形内表面94上的螺纹98。球状螺母72还包括凸起的肩部或凸缘102,该凸起的肩部或凸缘102设在其圆柱形外表面96上,在以下叙述其目的。
转子轴76具有分别相对放置的第一端部110和第二端部112,并具有分别延伸在这两端部之间的圆柱形内表面114和圆柱形外表面116。转子轴76的第一端部110朝向齿条罩30的第一部分50的端部50A轴向凸出并被轴承组件80支撑。在示出的实施例中,轴承组件80是球轴承或滑动轴承。第一端部110还包括设在其圆柱形内表面114上的凸起的肩部120。
转子轴76的第二端部112朝向齿条罩30的第三部分54的端部54A凸出。第二端部112设有形成在其圆柱形内表面114上的第一环形凹槽或凹口122,并设有形成在其圆柱形外表面116上的第二环形凹槽124。转子轴76还包括设在其圆柱形外表面116上的凸起的肩部或凸缘118,在以下叙述其目的。
轴承组件80被置于转子轴76的第一端部110的圆柱形外表面116上。在示出的实施例中,为了完成这一点,扳手螺母78旋到转子轴76的第一端部110的圆柱形外表面116上的螺纹130上。随着扳手螺母78靠在轴承组件80的邻接表面上被上紧,轴承组件80的相对侧的表面与转子轴76的凸肩126的连带表面结合。如将在以下叙述的,轴承组件80是可操作的,从而相对转向部件32可旋转地支撑球状螺母72。可替换地,也可用其他方法将轴承组件80保持在转子轴76上和/或相对转向部件32可旋转地支撑球状螺母72。在示出的实施例中,轴承组件80是球轴承。可替换地,如果需要,可以使用其他型式的轴承组件。
电动转向部件10还包括滑轮组件82,该滑轮组件82置于转子轴76的第二端部112的圆柱形外表面116上。为了完成这一点,滑轮组件82的一端邻接转子轴76的肩部126,置于凹槽124内的扣套140邻接滑轮组件82的相对的第二端。通过适当的装置将转子轴76固定到滑轮组件82上,以随其旋转。在示出的实施例中,转子轴76包括一个凹键槽142,该凹键槽142用于接收滑轮组件82的凸键144,以便用键将转子轴76固定到滑轮组件82上,以随其旋转。可替换地,可用其它方法将转子轴76固定到滑轮组件82上。
在示出的实施例中,绝缘体74被置于球状螺母72和转子轴76的选择的邻接表面之间。特别地,在示出的实施例中,绝缘体74被置于球状螺母72的第一端部90的圆柱形外表面96和转子轴76的第一端部110的圆柱形内表面114之间,以及球状螺母72的第二端部92的圆柱形外表面96和转子轴76的第二端部112的圆柱形内表面114之间。优选地,绝缘体74由适当的阻尼材料形成,并在模制过程中被模制在球状螺母72和转子轴76之间的适当位置上,以便稳固地将球状螺母72固定到转子轴76上,以随其旋转。用于绝缘体74的适当材料是橡胶材料,如来自丁腈橡胶族的橡胶。优选地,橡胶是低弹性复合橡胶(dead compound rubber),并且具有较低的肖氏硬度A。可替换地,如果需要,绝缘体74可由其它适当的材料形成。
在示出的实施例中,绝缘体74可操作地将球状螺母72固定或结合到转子轴76上,以随其旋转。而且,如图3所示,扣套150被置于转子轴76的凹槽122内。扣套150是可操作的,从而捕获在该扣套150和转子轴76的凸肩120之间的球状螺母72的凸缘102,以有助于将球状螺母72和转子轴76连接在一起。可替换地,如果需要,球状螺母72、绝缘体74和/或转子轴76中的一个或多个的位置和/或组成可以不同于所述的情况。例如,如图4示出的实施例中,如果需要,绝缘体74可被仅仅设在球状螺母72的第二端部92和转子轴76的第二端部112之间。如果是这种情况,如果需要,那么转子轴76也可仅仅包括第二端部92(未示出)。另外,如果需要,可利用其它适当的装置将转子轴76和球状螺母72连接在一起。
球状螺母组件70还包括多个力传递部件(force-transmittingmember)160。该力传递部件160包括球(在图1中示出),所述球被置于球状螺母72的内螺纹98和转向部件32的螺杆部分40的外螺纹42之间。球160被以已知的方式置于球状螺母组件70内。球状螺母组件70还包括再循环通道(未示出),用于在转向部件32相对球状螺母组件70的轴向运动下将球160再循环。
电动马达60相对齿条罩30被适当的装置支撑。电动马达60包括输出轴162,该输出轴162被连接到部件164上,以随其旋转。在示出的实施例中,部件164是同步皮带。同步皮带164可操作地连接到滑轮组件82上。因此,在开动电动马达60时,同步皮带164绕输出轴162旋转,以便带动滑轮组件82旋转。滑轮组件82的旋转致使球状螺母组件72旋转,由此通过球160产生转向部件32的轴向运动。
转向部件10还包括电动控制装置或控制器180。控制器180优选被以已知的方式固定到齿条罩30上。控制器180通过电线182被电连接到电动马达60上,并通过电线20被电连接到扭矩传感器16上。控制器180是可操作的,以从扭矩传感器16接收电信号,并根据接受的电信号来控制电动马达60。在转向扭矩被施加到车辆转向盘12时,输入轴14绕轴线X1旋转。由扭矩传感器16感知施加的转向扭矩的方向和大小。扭矩传感器16将电信号输出到控制器180上。电动马达60被控制器180传递到该电动马达60的控制信号激励,并且致使该电动马达60的马达输出轴162绕马达轴线X3旋转。
旋转的马达轴162经由带164来带动滑轮组件82旋转,该带164反过来又将电动马达60的驱动力传递到球状螺母组件70的球状螺母72上。球状螺母72的旋转导致转向部件32的线性运动。球160将球状螺母72的旋转力传递到转向部件32的齿条部分34上。因为球状螺母72被轴向固定在适当的位置上,作为响应,转向部件32被驱动轴向运动,从而实现了车辆的转向盘的转向运动。电动马达60因此响应于施加的转向扭矩来提供转向帮助。
本发明的电动转向部件10的一个优点在于,绝缘体74通过将球状螺母72与滑轮组件82和轴承组件80中的至少一个隔离,来有效地缓冲或降低球状螺母组件70内的噪音。优选地,如在本发明的优选实施例中所述的,绝缘体74将球状螺母72与滑轮组件82和轴承组件80有效地隔离。
根据专利法的条款,已经在优选实施例中叙述并说明了本发明的原理和操作模式。然而,应该理解,只要不偏离本发明的精神或范围,也可用不同于具体解释和说明的方式来实现本发明。
Claims (20)
1.一种适用于车辆的电动转向部件中的齿条驱动组件,包括:
转向部件,其被置于齿条罩内,包括可操作地连接到车辆的转向盘上的齿条部分和螺杆部分;
球状螺母组件,该球状螺母组件被可操作地连接到所述转向部件的所述齿条部分的所述螺杆部分上,用于在车辆的转向盘旋转时实现所述转向部件的轴向运动,所述球状螺母组件包括球状螺母和转子轴,所述球状螺母被可操作地联结到所述转子轴上,以随其旋转,所述球状螺母包括外表面,所述转子轴包括内表面;
轴承组件,其由所述转子轴承载,用于相对所述转向部件可旋转地支撑所述球状螺母组件;
电动马达,其通过滑轮组件可操作地连接到所述转子轴上;以及
绝缘体,其被置于所述球状螺母的至少一部分所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述滑轮组件和所述轴承组件中的至少一个隔离,并降低所述球状螺母组件内的噪音。
2.如权利要求1所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述绝缘体被置于所述球状螺母的所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述滑轮组件隔离。
3.如权利要求1所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述绝缘体被置于所述球状螺母的所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述轴承组件隔离。
4.如权利要求1所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述绝缘体包括第一绝缘体和第二绝缘体,其中,所述第一绝缘体被置于所述球状螺母的所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述滑轮组件隔离,所述第二绝缘体被置于所述球状螺母的所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述轴承组件隔离。
5.如权利要求1所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述绝缘体由橡胶形成。
6.如权利要求1所述的齿条驱动组件,其特征在于:在模制过程中,所述绝缘体被模制在所述球状螺母和所述转子轴之间的位置上,以便将所述球状螺母可操作地结合到所述转子轴上,以随其旋转。
7.如权利要求1所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述转子轴包括形成在其外表面上的凸肩,所述凸肩将所述轴承组件和所述滑轮组件间隔开。
8.如权利要求7所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述轴承组件靠着所述转子轴的所述凸肩被一部件加载。
9.如权利要求1所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述滑轮组件和所述转子轴被键连接在一起,以一起旋转。
10.一种适用于车辆的电动转向部件的齿条驱动组件中的球状螺母组件,所述齿条驱动组件包括置于齿条罩内的转向部件,该转向部件具有可操作地连接到车辆的转向盘上齿条部分和螺杆部分,所述车辆的电动转向部件包括电动马达,该电动马达通过滑轮组件可操作地连接到球状螺母组件上,所述球状螺母组件包括:
球状螺母组件,该球状螺母组件被可操作地连接到所述转向部件的所述齿条部分的所述螺杆部分上,用于在车辆的转向盘旋转时实现所述转向部件的轴向运动,所述球状螺母组件包括球状螺母和转子轴,所述球状螺母被可操作地联结到所述转子轴上,以随其旋转,所述球状螺母包括外表面,所述转子轴包括内表面;
轴承组件,其由所述转子轴承载,用于相对所述转向部件可旋转地支撑所述球状螺母组件;以及
绝缘体,其被置于所述球状螺母的至少一部分所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述滑轮组件和所述轴承组件中的至少一个隔离,并降低所述球状螺母组件内的噪音。
11.如权利要求10所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述绝缘体被置于所述球状螺母的所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述滑轮组件隔离。
12.如权利要求10所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述绝缘体被置于所述球状螺母的所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述轴承组件隔离。
13.如权利要求10所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述绝缘体包括第一绝缘体和第二绝缘体,其中,所述第一绝缘体被置于所述球状螺母的所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述滑轮组件隔离,所述第二绝缘体被置于所述球状螺母的所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述轴承组件隔离。
14.如权利要求10所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述绝缘体由橡胶形成。
15.如权利要求10所述的齿条驱动组件,其特征在于:在模制过程中,所述绝缘体被模制在所述球状螺母和所述转子轴之间的位置上,以便将所述球状螺母可操作地结合到所述转子轴上,以随其旋转。
16.如权利要求1所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述转子轴包括形成在其外表面上的凸肩,所述凸肩将所述轴承组件和所述滑轮组件间隔开。
17.如权利要求16所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述轴承组件靠着所述转子轴的所述凸肩被一部件加载。
18.一种适用于车辆的电动转向部件中的齿条驱动组件,包括:
转向部件,其被置于齿条罩内,包括可操作地连接到车辆的转向盘上的齿条部分和具有外螺纹旋绕的螺杆部分;
球状螺母组件,该球状螺母组件被可操作地连接到所述转向部件的所述齿条部分的所述螺杆部分上,用于在车辆的转向盘旋转时实现所述转向部件的轴向运动,所述球状螺母组件包括球状螺母和转子轴,所述球状螺母被可操作地联结到所述转子轴上,以随其旋转,所述球状螺母包括外表面,所述转子轴包括内表面;
轴承组件,其由所述转子轴承载,用于相对所述转向部件可旋转地支撑所述球状螺母组件;
电动马达,其通过滑轮组件可操作地连接到所述转子轴上;以及
绝缘体,其由橡胶形成,并被置于所述球状螺母的至少一部分所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述滑轮组件和所述轴承组件隔离,并降低所述球状螺母组件内的噪音。
19.如权利要求18所述的齿条驱动组件,其特征在于:所述绝缘体包括第一绝缘体和第二绝缘体,其中,所述第一绝缘体被置于所述球状螺母的所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述滑轮组件隔离,所述第二绝缘体被置于所述球状螺母的所述外表面和所述转子轴的所述内表面之间,以由此将所述球状螺母与所述轴承组件隔离。
20.如权利要求1所述的齿条驱动组件,其特征在于:在模制过程中,所述绝缘体被模制在所述球状螺母和所述转子轴之间的位置上,以便将所述球状螺母可操作地结合到所述转子轴上,以随其旋转。
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