CN209566974U - 一种循环球式电动转向器 - Google Patents

Abstract

一种循环球式电动转向器，涉及电动转向器技术领域，包括转向器壳体，所述转向器壳体内安装有输入轴、输出轴以及摇臂轴，其特征是，所述输出轴包括平滑段和螺杆段，所述螺杆段上安装有转向活塞螺母，螺杆段与转向活塞螺母通过钢球组成滚珠丝杠副，所述转向活塞螺母的外部轮廓与转向器壳体的内壁间隙配合并在壳体内腔轴向滑动，所述转向活塞螺母与摇臂轴啮合，这种循环球式电动转向器内部结构较为牢靠，使用过程中转向活塞螺母将力传递给了转向器壳体，减小了输出轴螺杆段的受力，使得螺杆不再容易变形，从而大大降低了转向器出现卡滞、卡死和失效的可能性。

Description

一种循环球式电动转向器

技术领域：

本实用新型涉及电动转向器技术领域，尤其涉及一种循环球式电动转向器。

背景技术：

电动转向系统（Electrical Power Steering System、EPS）经过这些年的发展，已取得了长足进步，已在乘用车领域得到了广泛的应用和普及。EPS不仅能在给车辆提供最佳的转向助力，而且在辅助驾驶方面，提供了越来越多的功能，如自动泊车、驾驶模式切换、车道保持、侧风补偿、转向力矩补偿等，是汽车转向系统的发展方向。目前车辆上面主要采用EPS分管柱助力式、齿轮齿条助力式和循环球助力式三种，前两种主要用于乘用车领域；但在商用车领域因电动循环球转向器的结构和自身刚性问题影响，会出现螺杆因变形导致卡滞、钢球表层剥落、卡死等问题，使用效果不佳。现有技术中缺少结构较为牢靠、耐用的循环球式电动转向器。

实用新型内容：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种循环球式电动转向器，内部结构较为牢靠，较为耐用，更加安全。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的：

一种循环球式电动转向器，包括转向器壳体，所述转向器壳体内安装有输入轴、输出轴以及摇臂轴，其特征是，所述输出轴包括平滑段和螺杆段，所述螺杆段上安装有转向活塞螺母，螺杆段与转向活塞螺母通过钢球组成滚珠丝杠副，所述转向活塞螺母的外部轮廓与转向器壳体的内壁间隙配合并在壳体内腔轴向滑动，所述转向活塞螺母与摇臂轴啮合。

在本实用新型的另一个方面中，所述转向器壳体中部固定有支撑座，输出轴的平滑段通过2个角接触球轴承安装在支撑座上。

在本实用新型的另一个方面中，所述输出轴的平滑段上安装有蜗轮，平滑段开有内孔，平滑段的内孔与输入轴内孔通过扭杆固定在一起。

在本实用新型的另一个方面中，扭杆的一端与输出轴的平滑段内孔过盈连接，另一端与输入轴内孔通过销轴铆接固定在一起。

在本实用新型的另一个方面中，输出轴与输入轴相连的轴肩上安装有输出转矩和转角信号的传感器，传感器的上下部份分别焊接固定在输出轴平滑段和输入轴上。

在本实用新型的另一个方面中，所述传感器为非接触式。

在本实用新型的另一个方面中，摇臂轴安装在转向器壳体内部，摇臂轴前端和转向器壳体之间支撑有2个滚针轴承；摇臂轴后端安装有调整螺钉和垫片，所述调整螺钉安装在侧盖上，用锁紧螺母定位锁紧；侧盖与转向器壳体螺纹连接固定。

在本实用新型的另一个方面中，所述摇臂轴前端和转向器壳体之间装有骨架油封。

在本实用新型的另一个方面中，还包括助力电机和减速机，所述减速机的壳体内安装有蜗杆以及支撑蜗杆的蜗杆支撑轴承I和蜗杆支撑轴承II，蜗杆支撑轴承I和蜗杆支撑轴承II的前端分别装有减震橡胶垫I和减震橡胶垫II；蜗杆支撑轴承I前端装有螺塞，螺塞通过锁母固定在减速器壳体内；蜗杆通过联轴器与助力电机连接。

本实用新型的有益效果是：这种循环球式电动转向器内部结构较为牢靠，使用过程中转向活塞螺母将力传递给了转向器壳体，减小了输出轴螺杆段的受力，使得螺杆不再容易变形，从而大大降低了转向器出现卡滞、卡死和失效的可能性。

附图说明：

图1 是本实用新型实施例主视图剖视结构示意图。

图2 是图1的A-A剖视结构示意图。

图3 是图1的B-B剖视结构示意图。

附图中：1、转向器壳体，2、摇臂轴，3、转向活塞螺母，4、输出轴，5、支撑座，6、钢球，7、钢球导管，8、钢球导管压板，9、侧盖，10、锁紧螺母，11、角接触球轴承，12、蜗轮，13、蜗杆，14、联轴器，15、蜗杆支撑轴承I，16、蜗杆支撑轴承II，17、减震橡胶垫I，18、减震橡胶垫II，19、助力电机，20、滚针轴承I，21、垫片，22、臂轴锁紧螺母，23、调整螺钉，24、滚针轴承II，25、扭杆，26、传感器铁环，27、传感器本体，28、输入轴，29、销轴，30、平键，31、骨架油封I，32、滚针轴承Ⅲ，33、滚针轴承Ⅳ，34、骨架油封II，35、上盖，36、骨架油封Ⅲ，37、深沟球轴承，38、螺塞，39、锁母。

具体实施方式：

下面结合附图及实施例对本实用新型的实施方式做进一步说明：

在对本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的描述为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

一种循环球式电动转向器，包括转向器壳体1，所述转向器壳体1内安装有输入轴28、输出轴4以及摇臂轴2，所述输出轴4包括平滑段和螺杆段，平滑段和螺杆段为一体结构，所述螺杆段上安装有转向活塞螺母3，螺杆段与转向活塞螺母3通过钢球组成滚珠丝杠副，所述转向活塞螺母3的外部轮廓与转向器壳体1的内壁间隙配合并在壳体内腔轴向滑动，所述转向活塞螺母3与摇臂轴2啮合。所述转向器壳体1中部固定有支撑座5，转向器壳体1分为前部和后部，支撑座5通过螺纹连接在转向器壳体1的前部和后部之间，输出轴的平滑段通过2个角接触球轴承11安装在支撑座5上。所述输出轴的平滑段上安装有蜗轮12，平滑段开有内孔，平滑段的内孔与输入轴28内孔通过扭杆25固定在一起。扭杆25的一端与输出轴的平滑段内孔过盈连接，另一端与输入轴28内孔通过销轴铆接固定在一起。输出轴与输入轴28相连的轴肩上安装有输出转矩和转角信号的传感器，传感器的上下部份分别用激光焊接固定在输出轴平滑段和输入轴28上。所述传感器为非接触式，可采用海拉传感器，传感器的本体27和铁环26分别用激光焊接固定在输出轴和输入轴28上。摇臂轴2安装在转向器壳体1内部，摇臂轴2前端和转向器壳体1之间支撑有2个滚针轴承；摇臂轴2后端安装有调整螺钉23和垫片21，所述调整螺钉安装在侧盖9上，用锁紧螺母定位锁紧；侧盖9与转向器壳体1螺纹连接固定。所述摇臂轴2前端和转向器壳体1之间装有骨架油封。还包括助力电机19和减速机，所述减速机的壳体内安装有蜗杆13以及支撑蜗杆13的蜗杆支撑轴承I15和蜗杆支撑轴承II16，蜗杆支撑轴承I15和蜗杆支撑轴承II16的前端分别装有减震橡胶垫I17和减震橡胶垫II18；减震橡胶垫I和减震橡胶垫II起到调节蜗轮蜗杆间隙的作用，蜗杆支撑轴承I前端装有螺塞38，螺塞通过锁母39固定在减速器壳体内；蜗杆通过联轴器与助力电机19连接，传递扭矩；助力电机19可以根据车况车型号选择使用有刷或无刷电机。

当车辆转向时，工作过程如下：

本循环球式电动助力转向器在工作时，转动方向盘，给输入轴28输入转矩，输入轴28与输出轴之间产生转角，扭杆25产生弹性变形，通过传感器将产生的扭矩信号和转角信号输出并传入控制器（ECU），由控制器来按照设定好的控制模式控制助力电机19工作，助力电机19输出相应的扭矩，将扭矩依次传递给蜗杆13 和蜗轮12，通过减速放大之后，由蜗轮12带动输出轴转动，输出轴螺杆段的转动带动套装在其中部的转向活塞螺母3作直线移动，再由转向活塞螺母3 带动摇臂轴2 做旋转运动，最终通过摇臂轴2带动摇臂左右摆动，输出转向力矩。

转向器壳体采用了活塞腔结构；当摇臂轴的反向作用力大时，转向活塞螺母3将力传递给了转向器壳体，减小了输出轴螺杆段的受力，大大降低了输出轴螺杆段变形的概率，从而大大降低了转向器出现卡滞、卡死和失效的可能性；转向器壳体活塞腔内表面涂有耐高温的耐磨涂层，将转向器壳体内腔活塞缸表面硬度提高到与活塞螺母一致，大大提高了转向器的使用寿命，使循环球电动转向器更可靠、更安全；

输出轴采用了2个角接触球轴安装在支撑座上（也可以是1个轴承安装在支撑座上，一个轴承安装在转向器壳体末端），与转向活塞螺母3通过钢球组成了一个滚珠丝杠副，引导转向活塞螺母3在壳体活塞腔内上下滑动；这种结构可以承受很大的载荷，满足各种载重汽车及大客车对转向器的要求；

传感器采用了非接触式的海拉传感器，既有转矩信号输出，又有转角信号输出，从而增加了循环球式电动转向器的主动回正车道保持、侧风补偿等性能，可进一步向自动驾驶发展。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种循环球式电动转向器，包括转向器壳体，所述转向器壳体内安装有输入轴、输出轴以及摇臂轴，其特征是，所述输出轴包括平滑段和螺杆段，所述螺杆段上安装有转向活塞螺母，螺杆段与转向活塞螺母通过钢球组成滚珠丝杠副，所述转向活塞螺母的外部轮廓与转向器壳体的内壁间隙配合并在壳体内腔轴向滑动，所述转向活塞螺母与摇臂轴啮合。

2.根据权利要求1所述的一种循环球式电动转向器，其特征在于，所述转向器壳体中部固定有支撑座，输出轴的平滑段通过2个角接触球轴承安装在支撑座上。

3.根据权利要求1所述的一种循环球式电动转向器，其特征在于，所述输出轴的平滑段上安装有蜗轮，平滑段开有内孔，平滑段的内孔与输入轴内孔通过扭杆固定在一起。

4.根据权利要求3所述的一种循环球式电动转向器，其特征在于，扭杆的一端与输出轴的平滑段内孔过盈连接，另一端与输入轴内孔通过销轴铆接固定在一起。

5.根据权利要求1所述的一种循环球式电动转向器，其特征在于，输出轴与输入轴相连的轴肩上安装有输出转矩和转角信号的传感器，传感器的上下部份分别焊接固定在输出轴平滑段和输入轴上。

6.根据权利要求5所述的一种循环球式电动转向器，其特征在于，所述传感器为非接触式。

7.根据权利要求1所述的一种循环球式电动转向器，其特征在于，摇臂轴安装在转向器壳体内部，摇臂轴前端和转向器壳体之间支撑有2个滚针轴承；摇臂轴后端安装有调整螺钉和垫片，所述调整螺钉安装在侧盖上，用锁紧螺母定位锁紧；侧盖与转向器壳体螺纹连接固定。

8.根据权利要求1所述的一种循环球式电动转向器，其特征在于，所述摇臂轴前端和转向器壳体之间装有骨架油封。

9.根据权利要求1所述的一种循环球式电动转向器，其特征在于，还包括助力电机和减速机，所述减速机的壳体内安装有蜗杆以及支撑蜗杆的蜗杆支撑轴承I和蜗杆支撑轴承II，蜗杆支撑轴承I和蜗杆支撑轴承II的前端分别装有减震橡胶垫I和减震橡胶垫II；蜗杆支撑轴承I前端装有螺塞，螺塞通过锁母固定在减速器壳体内；蜗杆通过联轴器与助力电机连接。