CN201604687U - 电动式动力转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电动式动力转向装置，属于车辆技术领域。它解决了现有的电动式动力转向装置整体尺寸较长、整个底盘难以布局、安全性能较差的问题。本电动式动力转向装置，包括具有一根输出轴的电动转向机构、传感器轴和上轴，传感器轴上端与输出轴相联，传感器轴下端与上轴上端相联，在上轴侧部具有能插入锁定销的锁孔，输出轴与上轴之间通过轴向定位结构相联且传感器轴和上轴能在输出轴的带动下转动，当轴向定位结构所受的轴向作用力大于设定值时，该轴向定位结构将失效并使传感器轴下端部与上轴下端部轴向靠拢且传感器轴下端部至少能到达锁孔处。本实用新型具有结构紧凑、易于安装布局、工作性能稳定可靠、使用寿命长且安全系数高的优点。

Description

电动式动力转向装置

技术领域

本实用新型属于车辆技术领域，涉及转向装置，尤其是涉及一种电动式动力转向装置。

背景技术

转向系统是车辆底盘中极为重要的组成部分，它不仅影响安全性、操纵舒适性和可靠性，而且还影响使用经济性。车辆的转向系统结构复杂，涉及面广，对零部件的可靠性要求较高，也是车辆底盘设计中难度大、技术含量较高的部分。电动式动力转向装置是新型转向装置，由于它节能，故受到人们的重视。它是利用蓄电池转动电机产生推力。由于不直接使用发动机的动力，所以大大降低了发动机的功率损失(液压式最大损失5-10马力)，且不需要液压管路，便于安装。

现有的电动式动力转向装置的整体尺寸较长，造成整个底盘难以布局，且在工作时容易产生异响，严重影响车辆性能，且安全性能较差。通过对大量事故的调查发现，在正面碰撞发生时，车辆前部变形往往会影响到转向系统，使转向柱和方向盘向驾驶员方向移动。显然，这种运动是相当危险的。

为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种汽车电动转向管柱[申请号：200820032607.8]，包括管柱体、上轴、外管、角度调节支架、手柄锁紧装置、电机。上轴固定于外管中，外管安装于管柱体中，角度调节支架上开有长槽，手柄锁紧装置包括手柄、凸轮、凸轮限位块、插入块、螺钉、螺母，手柄连接于凸轮上，插入块位于外管内，所述外管上开有长圆孔，管柱体上开有长圆槽，所述螺钉连接于插入块上，依次穿过外管上的长圆孔、管柱体上的长圆槽及角度调节支架上的长槽，再顺序连接凸轮限位块、凸轮及螺母。还有人将电动式动力转向装置的电动机、减速箱等结构设置在转向管柱的侧部，试图缩短整个装置的长度。但是，上述方案仍然存在着结构复杂，制造成本高，难以布局安装，使用寿命较短等技术问题。此外，安全性能也难以得到保障。另一方面，本领域技术人员一直以来存在着上轴的锁定孔中需要插入锁定销，因此在遇到碰撞收缩时，传感器轴的前端绝对不能到达锁定孔或者超过锁定孔，否则会造成锁定孔被封堵，无法实现正常锁定。造成了传感器轴的行程较短，整个转向柱的伸缩量较小的问题。因此，在发生碰撞时易于对司机造成伤害。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种结构紧凑，易于安装布局，工作性能稳定可靠，使用寿命长且安全系数高的电动式动力转向装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本电动式动力转向装置，包括具有一根输出轴的电动转向机构、传感器轴和上轴，所述的传感器轴上端与输出轴相联，传感器轴下端与上轴上端相联，在上轴侧部具有能插入锁定销的锁孔，其特征在于，所述的输出轴与上轴之间通过轴向定位结构相联且传感器轴和上轴能在输出轴的带动下转动，当轴向定位结构所受的轴向作用力大于设定值时，该轴向定位结构将失效并使传感器轴下端部与上轴下端部轴向靠拢且传感器轴下端部至少能到达锁孔处。

本实用新型结构紧凑，易于布局，且工作性能稳定，在工作时不会产生任何异响。在正常工作时，锁定销插在锁孔内，承受大部分的轴向作用力，传感器轴和上轴固连在一起。当发生碰撞时，锁定销已经拔出锁孔，此时轴向定位结构受到轴向作用力。当轴向作用力超过其机械承受力范围时，即超过设定值时，轴向定位结构被破坏，从而使传感器轴和上轴能够轴向相对移动。这样就能够缩短整体长度，从而避免对驾驶员造成伤害。由于本实用新型中，克服了现有技术存在的技术偏见，传感器轴下端部至少能到达锁孔，因此收缩量大大增加，有效地提高了安全性能。

在上述的电动式动力转向装置中，所述的上轴外围套有中柱筒，在中柱筒的侧部开有与上述锁孔对应设置且供锁定销穿过的通孔，所述的中柱筒上固定有与车体固定连接的上支架，所述的上支架朝向电动转向机构的一侧具有倾斜面。

由于上支架朝向电动转向机构的一侧具有倾斜面，因此能够有效避免上支架和电动转向机构之间的干涉，进一步缩短整个电动式动力转向装置的长度，使整体结构紧凑。

在上述的电动式动力转向装置中，本转向装置还包括一个下支架，所述的下支架固定在电动转向机构上，且下支架和上支架分别位于电动转向机构的两侧。上下支架分别位于电动转向机构的两侧，使得受力更加平衡。

在上述的电动式动力转向装置中，所述的上轴为中空体，所述的传感器轴插于上轴内，所述的上轴和传感器轴之间通过花键结构周向定位。

在上述的电动式动力转向装置中，所述的轴向定位结构固设在上轴内壁与传感器轴外壁之间，且轴向定位结构的机械强度小于上轴和传感器轴的机械强度。

在上述的电动式动力转向装置中，所述的上轴的上端侧部开有连接孔，所述的上轴内壁与传感器轴外壁之间具有与连接孔贯通的环形间隙，上述的轴向定位结构由塑料制成且通过注塑方式成型于上述环形间隙和连接孔之间。

在上述的电动式动力转向装置中，所述的上支架呈Ω型且套在中柱筒外侧，所述的上支架两端分别具有倾斜面，所述的上支架由板材冲压弯折成型。

在上述的电动式动力转向装置中，所述的电动转向机构上固定有法兰，上述的输出轴穿设在法兰中，在法兰的外侧分布有若干筋条，所述的中柱筒的上端套在法兰外侧，所述的中柱筒下端和上轴之间设有轴承。

与现有的技术相比，本电动式动力转向装置的优点在于：1、整体结构简单、紧凑，易于车辆底盘布局，传动效率高，安装于车辆时不会导致车辆底盘产生异响。2、工作稳定性高，轴向伸缩量大，能够有效提高车辆的安全性能。3、生产成本低，易于加工制造，使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型提供的剖视结构示意图。

图2是图1中A-A沿线的放大剖视图。

图3是本实用新型提供的收缩状态时的剖视结构示意图。

图4是本实用新型提供的俯视结构示意图。

图5是图4中B-B沿线的剖视图。

图6是本实用新型提供的上支架主视图。

图7是本实用新型提供的上支架侧视图。

图8是本实用新型提供的上支架俯视图。

图中，电动转向机构10、法兰11、筋条11a、壳体12、电动机13、减速箱14、蜗轮15、蜗杆16、输出轴1、传感器轴2、上轴3、锁孔31、连接孔32、中柱筒4、通孔41、上支架5、倾斜面51、下支架6、轴向定位结构7、轴承8。

具体实施方式

如图1-5所示，本电动式动力转向装置包括具有一根输出轴1的电动转向机构10、传感器轴2和上轴3。电动转向机构10包括壳体12，设置在壳体12上的电动机13、减速箱14、蜗轮15、蜗杆16和输出轴1。输出轴1的上端通过传动机构与方向盘相联，输出轴1的下端与传感器轴2上端固连，传感器轴2下端与上轴3上端相联。在输出轴1上连接有蜗轮15，减速箱14的一端与电动机13相联，另一端与蜗杆16相联，且蜗轮15与蜗杆16相啮合。电动转向机构10上固定有法兰11，上述的输出轴1穿设在法兰11中。在法兰11的外侧分布有若干筋条11a，中柱筒4的上端套在法兰11外侧，中柱筒4下端和上轴3之间设有轴承8。当电动机13转动时能通过减速箱14、蜗杆16和蜗轮15带动输出轴1转动。

本实施例中，在上轴3侧部具有能插入锁定销的锁孔31，输出轴1与上轴3之间通过轴向定位结构7相联且传感器轴2和上轴3能在输出轴1的带动下转动。上轴3为中空体，传感器轴2插于上轴3内，上轴3和传感器轴2之间通过花键结构周向定位。上轴3外围套有中柱筒4，在中柱筒4的侧部开有与上述锁孔31对应设置且供锁定销穿过的通孔41。当轴向定位结构7所受的轴向作用力大于设定值时，该轴向定位结构7将失效并使传感器轴2下端部与上轴3下端部轴向靠拢且传感器轴2下端部至少能到达锁孔31处。

更具体地说轴向定位结构7固设在上轴3内壁与传感器轴2外壁之间，且轴向定位结构7的机械强度小于上轴3和传感器轴2的机械强度。上轴3的上端侧部开有连接孔32，所述的上轴3内壁与传感器轴2外壁之间具有与连接孔32贯通的环形间隙，上述的轴向定位结构7由塑料制成且通过注塑方式成型于上述环形间隙和连接孔32之间。

如图1-5所示，中柱筒4上固定有与车体固定连接的上支架5，上支架5朝向电动转向机构10的一侧具有倾斜面51。下支架6固定在电动转向机构10上，且下支架6和上支架5分别位于电动转向机构的两侧。如图6-8所示，上支架5呈Ω型且套在中柱筒4外侧，上支架5两端分别具有倾斜面51，上支架5由板材冲压弯折成型。由于上支架5朝向电动转向机构10的一侧具有倾斜面51，因此能够有效避免上支架5和电动转向机构10之间的干涉，进一步缩短整个电动式动力转向装置的长度，使整体结构紧凑。

在正常工作时，锁定销插在锁孔31内，承受大部分的轴向作用力，传感器轴2和上轴3固连在一起。当发生碰撞时，锁定销已经拔出锁孔31，此时轴向定位结构7受到轴向作用力。当轴向作用力超过其机械承受力范围时，即超过设定值时，轴向定位结构7被破坏，从而使传感器轴2和上轴3能够轴向相对移动。本实用新型中，传感器轴2下端部至少能到达锁孔31，因此收缩量大大增加，有效地提高了安全性能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电动转向机构10、法兰11、壳体12、电动机13、减速箱14、蜗轮15、蜗杆16、输出轴1、传感器轴2、上轴3、锁孔31、连接孔32、中柱筒4、通孔41、上支架5、倾斜面51、下支架6、轴向定位结构7、轴承8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (8)

1.一种电动式动力转向装置，包括具有一根输出轴(1)的电动转向机构(10)、传感器轴(2)和上轴(3)，所述的传感器轴(2)上端与输出轴(1)相联，传感器轴(2)下端与上轴(3)上端相联，在上轴(3)侧部具有能插入锁定销的锁孔(31)，其特征在于，所述的输出轴(1)与上轴(3)之间通过轴向定位结构(7)相联且传感器轴(2)和上轴(3)能在输出轴(1)的带动下转动，当轴向定位结构(7)所受的轴向作用力大于设定值时，该轴向定位结构(7)将失效并使传感器轴(2)下端部与上轴(3)下端部轴向靠拢且传感器轴(2)下端部至少能到达锁孔(31)处。

2.根据权利要求1所述的电动式动力转向装置，其特征在于，所述的上轴(3)外围套有中柱筒(4)，在中柱筒(4)的侧部开有与上述锁孔(31)对应设置且供锁定销穿过的通孔(41)，所述的中柱筒(4)上固定有与车体固定连接的上支架(5)，所述的上支架(5)朝向电动转向机构(10)的一侧具有倾斜面(51)。

3.根据权利要求2所述的电动式动力转向装置，其特征在于，本转向装置还包括一个下支架(6)，所述的下支架(6)固定在电动转向机构(10)上，且下支架(6)和上支架(5)分别位于电动转向机构()的两侧。

4.根据权利要求1或2或3所述的电动式动力转向装置，其特征在于，所述的上轴(3)为中空体，所述的传感器轴(2)插于上轴(3)内，所述的上轴(3)和传感器轴(2)之间通过花键结构周向定位。

5.根据权利要求4所述的电动式动力转向装置，其特征在于，所述的轴向定位结构(7)固设在上轴(3)内壁与传感器轴(2)外壁之间，且轴向定位结构(7)的机械强度小于上轴(3)和传感器轴(2)的机械强度。

6.根据权利要求5所述的电动式动力转向装置，其特征在于，所述的上轴(3)的上端侧部开有连接孔(32)，所述的上轴(3)内壁与传感器轴(2)外壁之间具有与连接孔(32)贯通的环形间隙，上述的轴向定位结构(7)由塑料制成且通过注塑方式成型于上述环形间隙和连接孔(32)之间。

7.根据权利要求2或3所述的电动式动力转向装置，其特征在于，所述的上支架(5)呈Ω型且套在中柱筒(4)外侧，所述的上支架(5)两端分别具有倾斜面(51)，所述的上支架(5)由板材冲压弯折成型。

8.根据权利要求7所述的电动式动力转向装置，其特征在于，所述的电动转向机构(10)上固定有法兰(11)，上述的输出轴(1)穿设在法兰(11)中，在法兰(11)的外侧分布有若干筋条(11a)，所述的中柱筒(4)的上端套在法兰(11)外侧，所述的中柱筒(4)下端和上轴(3)之间设有轴承(8)。

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