CN202847793U - 用于马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构 - Google Patents

用于马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种用于马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构，可以有效地吸收来自所述蜗杆的轴向负载与震动。所述阻尼结构包括：蜗杆，配置于壳体内，并且可转动地啮合于蜗轮，其中多个轴承件被设置于所述蜗杆的两端，以使所述蜗杆转动；第一环形件以及第二环形件，由钢材形成，并且分别配置于其中一个轴承件的外圈的左右两侧；第一弹性件以及第二弹性件，由弹性变形材料形成，以吸收轴向传送的负载，并且分别配置于所述第一与第二环形件的外侧；以及第三环形件，配置于所述第一弹性件的外侧，以吸收轴向负载。

Description

用于马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构
技术领域
本实用新型涉及一种用于马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构，尤其涉及一种可支撑轴向负载，有效地吸收作用于轴承以及蜗杆的震动，并且可随轴向位移而弹性变形以提高其耐久性的用于马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构。 
背景技术
马达驱动式动力转向(Motor driven power steering，MDPS)系统取代了典型的液压动力转向系统，使用电动马达以及电子控制组件来提供辅助转向力。特别是，MDPS系统的马达以及电子控制组件取代了液压动力转向系统的液压部件，例如油槽(oil tank)、泵(pump)以及软管(hose)。 
因为MDPS系统的体积以及重量小于液压动力转向系统的体积以及重量，所以MDPS系统被广泛地使用于车辆中。 
所述MDPS系统将驾驶盘连接到变速箱，并且包括马达。连接到马达的柱轴的一端通过万向接头连接到所述变速箱。轴的两端耦接到球形接头，并且通过所述变速箱以齿条和齿轮的方式左右移动。所述球形接头分别通过连接杆连接到左右杆轮的转向节(转向节)。 
所述MDPS系统的马达部件包括壳体，其中连接到所述驾驶盘的柱轴插入蜗轮的中央。所述蜗轮啮合于蜗杆，此蜗杆耦接到所述马达，并且包括位于其外周面上的螺纹。 
所述蜗杆与蜗轮之间的间隙会随着所述马达的加速/减速以及扭矩的变化而增加，使得所述蜗杆与蜗轮之间的啮合不稳定并且引起噪音问题。 
当所述蜗杆被安装于所述蜗轮上时，垂直负载会施加于所述蜗杆。此外，当所述蜗轮转动时，作为反作用力的轴向负载会施加于所述蜗杆。 
随着车辆性能的改良，轴向负载以及垂直负载的耐害补偿(tolerance compensating)对于避免噪音以及提高耐久性而言是很重要的。 
实用新型内容
本实用新型提供一种用于马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构，其可有效地吸收来自蜗杆的轴向负载以及震动。 
本实用新型也提供一种用于马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构，其具有可以抵抗轴向负载的改良结构，以提高部件的耐久性。 
根据本实用新型的一方面，提供了用于马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构，包括：蜗杆，配置于壳体内，并且可转动地啮合于蜗轮，其中多个轴承件被设置于所述蜗杆的两端，以使所述蜗杆转动；第一环形件以及第二环形件，由钢材形成，并且分别配置于其中一个轴承件的外圈的左右两侧；以及，第一弹性件以及第二弹性件，由弹性变形材料形成，以吸收轴向传送的负载，并且分别配置于所述第一与第二环形件的外侧。 
所述阻尼结构还可包括第三环形件，配置于所述第一弹性件的外侧，以吸收轴向负载。 
所述第三环形件可能被固定于所述壳体的内周面的卡环支撑，所述第三环形件的一部分接触所述卡环，并且该部分的宽度大于其他部分的宽度。 
所述第一与第二弹性件可能是由橡胶材料或氨基甲酸酯材料所形成。 
多个弹性变形凸起可能被设置于所述第一与第二弹性件的侧面上。 
附图说明
参见附图详细描述本实用新型的示范性实施例，将更明白本实用新型的上述和其它特征与优点，其中： 
图1是依据本实用新型的实施例的一种马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构的立体图； 
图2是图1的阻尼结构在第一到第三环形件以及第一与第二弹性件耦接到蜗杆之前的爆炸图； 
图3是图1的阻尼结构耦的剖面图； 
图4是依据本实用新型的另一实施例的一种马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构的立体图； 
图5A、6A以及7A是图4的第一与第二弹性件的凸起的前视图； 
图5B、6B以及7B是图4的每个第一与第二弹性件的剖面图； 
图8是依据本实用新型的另一实施例的一种马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构的剖面图； 
图9A的曲线图表示量测典型的阻尼结构所得到的噪音值；以及 
图9B的曲线图表示量测本实用新型的另一实施例的阻尼结构所得到的噪音值。 
具体实施方式
在相关技术中，由钢材以及橡胶材料集成以吸收震动的阻尼器可能配设于工作轴的外周面，并且邻接轴承的内圈。在这种情况下，由蜗杆传送过来的轴向负载可能使钢材与橡胶材料相互移动，使钢材变形，并且破坏橡胶材料。 
此外，若轴向负载被持续传送到所述阻尼器，钢材与橡胶材料之间的结合可能会分离。 
本实用新型提供一种用于马达驱动式动力转向系统的蜗杆阻尼结构，其可有效地吸收蜗杆传送的轴向负载，提高部件的耐久性，并且降低噪音。 
以下将搭配附图来描述较佳实施例。 
如图1至3所示，依据本实用新型的实施例的一种马达驱动式动力转向系统的阻尼结构包括：蜗杆20，配置于壳体10内，并且可转动地啮合于蜗轮，其中轴承件40与50设置在所述蜗杆20的两端以使蜗杆20转动；第一与第二环形件110与120，是由钢材形成，并且分别配置于所述轴承件50的外圈的左右两侧；第一与第二弹性件210与220，是由可弹性变形的材料制成，以吸收轴向传送的负载，并且分别配置于所述第一与第二环形件110与120的外侧；以及，第三环形件130，配置于所述第一弹性件210的外侧，以吸收轴向负载。 
更详细而言，所述第一与第二弹性件210与220是由可以随轴向传送的负载而弹性变形的材料来形成。例如，用以形成第一与第二弹性件210与220的材料可以是橡胶材料或氨基甲酸酯材料。 
所述第一到第三环形件110、120以及130具有垫圈的形状，并且是用钢材来形成，以支撑轴向负载。 
所述轴承件50邻近于马达(图未示)。 
也就是说，所述第一与第二环形件110与120的部分侧面会与所述轴承件50邻近于其外周面的侧部呈面接触。 
因此，来自蜗杆20的轴向负载会通过所述轴承件50被传送到所述第一到第三环形件110、120与130，以及第一与第二弹性件210与220。如此一来，不只第一到第三环形件110、120与130以及第一与第二弹性件210与220可以间接吸收所述轴向负载，所述轴向负载也可以被分散。 
所述第三环形件130接触固定在壳体10的内周面的卡环15，并且被所述卡环15支撑。 
所述第二弹性件220与固定凸起12呈面接触，所述固定凸起12是位于壳体10的内周面上的阶梯状凸起，并且所述第二弹性件220被所述固定凸起12支撑。 
以下将依据本实用新型的实施例来描述前述阻尼结构的组装操作。 
如图3所示，所述第一与第二环形件110与120配置于所述轴承件50的外圈的左右两侧，所述轴承件50配置于所述蜗杆20的一端，并且所述第一与第二弹性件210与220分别配置于所述第一与第二环形件110与120的外侧(位于所述轴承件50的两对侧)。 
之后，所述第三环形件130设置于第一弹性件210的外侧，而完全地组装所述阻尼结构。 
此时，所述第二弹性件220与壳体10的固定凸起12面接触，并且被固定凸起12支撑。所述设置于所述第二弹性件220对侧的第三环形件130被固定于壳体10的内周面的卡环15支撑。 
依据所述完整组装的阻尼结构的操作。所述蜗杆20通过轮齿啮合于所述蜗轮，将驱动力由所述马达传送至所述蜗轮，以提供辅助转向力至连接到所述蜗轮与驾驶盘的柱轴(图未示)。 
此时，当轴向负载被传送到所述蜗杆20时，所述第一与第二弹性件210与220会弹性变形，以吸收所述轴向负载造成的震动。此外，第一到第三环形件110、120与130传送来自所述轴承件50的轴向负载，并且支撑所述第一与第二弹性件210与220。 
更详细而言，所述第一与第二环形件110与120配置于所述轴承件50的两侧，以传送轴向负载到第一与第二弹性件210与220，而所述第三环形件130借助于卡环15来支撑所述第一弹性件210。 
图4到7B为依照本实用新型的另一实施例的阻尼结构的示意图。如图4到7B所示，用以构成阻尼器的第一与第二弹性件210与220以及第一到第三环形件110、120与130，与前述实施例相同，并且，凸起212与222凸出于所述第一与第二弹性件210与220的侧面。 
所述凸起212与222可能具有不同的形状，例如三角锥形(triangular pyramid shape)、圆形(circular shape)以及矩形(rectangular shape)，如图5A到7B所示。 
在本实施例以及前述实施例中，以相似的附图标记来表示相似的组件，且相关描述将被省略。 
所述凸起212与222凸出于所述第一与第二弹性件210与220的侧面，并且相互分离以形成具有凹陷或凸起的横切面的压花图案(embossing pattern)。 
据此，由于第一与第二弹性件210与220会弹性变形，当轴向负载被传送到所述第一与第二弹性件210与220时，所述第一与第二弹性件210与220以及所述第一到第三环形件110、120与130之间的面接触的部位可以在所述凸起212与222之间的容差空间内变形。 
尽管所述凸起212与222配置于所述第一与第二弹性件210与220的两侧面，所述凸起212与222也可能因为制程因素而只配置在所述侧面中的一个。 
也就是说，当轴向负载被传送到所述第一与第二弹性件210与220时，所述凸起212与222会朝向所述容差空间变形，以吸收并且分散所述轴向负载。所述容差空间例如是所述凸起212与222之间的凹陷。 
因此，所述第一与第二弹性件210与220的耐久性可以被提高。 
图8是依据本实用新型的另一实施例的阻尼结构的剖面图。如图8所示，轴向负载由蜗杆20被传送到第三环形件130，且所述第三环形件130的一部分的宽度大于其他部分的宽度。 
更详细而言，所述第三环形件130包括与卡环15面接触的宽度延伸 部130A。所述宽度延伸部130A的宽度大于邻近于所述第三环形件130的中央的其他部分的宽度，并且对应于所述宽度延伸部130A的第一弹性件210的一部分的宽度小于所述第一弹性件210的其他部分的宽度。 
接触所述卡环15的所述宽度延伸部130A对应于所述第三环形件130的外缘，并且以特定的角度渐缩，以连接所述第三环形件130的所述其他部分。 
由于接触所述卡环15并且对应于所述第三环形件130外缘的所述宽度延伸部130A的宽度大于邻近于所述第三环形件130中央的其他部分的宽度，所述宽度延伸部130A的强度增加。因此，当蜗轮30以及蜗杆20执行转向操作时。所述宽度延伸部130A可以有效地支撑来自轴承件50的轴向负载。 
如此一来，可以避免由钢材形成的所述第三环形件130因为来自蜗杆20的负载而变形以及破裂。 
依据上述实施例，所述垫圈形状的第一到第三环形件110、120与130相互分离，并且所述第一与第二弹性件210与220配置于所述轴承件50以及所述第一到第三环形件110、120与130之间。因此，传送到所述蜗杆20的轴向负载所造成的震动可以被吸收，以提高所述阻尼结构的部件的耐久性，并且减少噪音。 
所述噪音的减少被清楚地表示于图9A与9B中。图9A的曲线图表示量测具有典型的蜗杆的阻尼结构所得到的噪音值，而图9B的曲线图表示量测具有本实用新型的实施例的蜗杆的阻尼结构所得到的噪音值。 
依据上述实施例，第一到第三环形件以及第一与第二弹性件相互分离，并且所述第一与第二弹性件是由会随着传送的负载而变形的材料来形成，因此可以避免第一到第三环形件以及第一与第二弹性件之间的连接部分的破损，以提高所述部件的耐久性。 
此外，多个凸起设置于所述第一与第二弹性件的侧面，以形成容差空间，用以吸收并且分散由被传送的轴向负载所造成的震动，因此可以有效地吸收被传送的轴向负载，减少噪音，并且提高部件的耐久性。 

Claims (4)

1.一种用于马达驱动式动力转向系统的阻尼结构，其特征在于包括：
蜗杆，配置于壳体内，并且可转动地啮合于蜗轮，其中多个轴承件被设置于所述蜗杆的两端，以使所述蜗杆转动；
第一环形件以及第二环形件，由钢材形成，并且分别配置于其中一个轴承件的外圈的左右两侧；以及
第一弹性件以及第二弹性件，由弹性变形材料形成，以吸收轴向传送的负载，并且分别配置于所述第一与第二环形件的外侧。
2.根据权利要求1所述的阻尼结构，其特征是更包括第三环形件，配置于所述第一弹性件的外侧，以吸收轴向负载。
3.根据权利要求2所述的阻尼结构，其特征是所述第三环形件被固定于所述壳体的内周面的卡环支撑，所述第三环形件的一部分接触所述卡环，并且该部分的宽度大于其他部分的宽度。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的阻尼结构，其特征是多个弹性变形凸起被设置于所述第一与第二弹性件的侧面上。 
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