CN210734279U - 电动助力转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种电动助力转向系统，包含：壳体；杆体，能够往复位移地设置在所述壳体内，并具有齿条部及螺杆部；齿轮，设置于所述壳体内并啮合啮合所述齿条部；螺帽，枢设在所述壳体内并螺接所述螺杆部；马达，设于所述壳体，并具有转子，所述转子用以驱动所述螺帽枢转，以带动所述杆体往复位移；以及支撑件，能够枢转地设在所述壳体内并螺接所述螺杆部，所述支撑件同时接设在所述转子并位于所述螺帽与所述齿条部之间。由所述支撑件搭配齿轮及螺帽的设置，使得杆体整体得到充份的支撑，以有效提高杆体整体刚性来抑制径向变形量的产生，以降低使用噪音并提升使用寿命。

Description

电动助力转向系统

技术领域

本实用新型与转向系统有关，特别是指一种电动助力转向系统。

背景技术

电动助力转向系统是在用户转动方向盘后，通过方向机柱驱动齿轮，被驱动的齿轮再带动杆体的齿条部分，使杆体线性位移，在此同时，装设在方向机柱上的角度传感器会传输讯号至电子控制单元，再由电子控制单元控制马达的转子转动，所述转子则同步带动螺帽旋转，再由螺帽驱动杆体上的螺杆部分移动，而产生对于使用者提供转向辅助力量的功效。

由于电动助力转向系统的杆体支撑点主要位于两侧，而中段部位则缺乏支撑力，因此当杆体作动达一定力量时中段部位会因为挫曲产生径向变形量，而杆体刚性不足将使噪音产生并因为无法维持同轴度导致使用寿命降低。

如图1所示，显示日本专利第2001097232号一种“电动助力转向系统”，其主要在于电动机转子11与螺母12之间设置有用于吸收螺母12的径向相对位移的弹性构件13，并通过弹性构件13的变形保持杆体14与螺母12的啮合保持平滑，达到抑制异常噪音的效果，并且可以防止振动、噪音等传递到转向机构。然而，弹性构件13在长时间使用下容易磨耗及老化，造成杆体14径向支撑力不足，进而影响杆体14的同轴度，更会使杆体14产生过大的径向变形量，最后导致作动不顺、异音产生，且在长时间不同轴的运作下使杆体14寿命降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电动助力转向系统，主要增加杆体径向支撑力，以抑制噪音产生。

为达前述目的，本实用新型提供一种电动助力转向系统，包含：一种电动助力转向系统，包含：壳体，具有第一开口及第二开口；杆体，能够往复位移地设置在所述壳体内并穿出所述第一开口及第二开口，所述杆体具有齿条部及螺杆部；齿轮，设置于所述壳体内并啮合所述齿条部；螺帽，枢设在所述壳体内并螺接所述螺杆部；马达，设于所述壳体，并具有转子，所述转子用以驱动所述螺帽枢转，以带动所述杆体往复位移；以及支撑件，能够枢转地设在所述壳体内并螺接所述螺杆部，所述支撑件同时接设在所述转子并位于所述螺帽与所述齿条部之间。

本实用新型的功效在于：由所述支撑件以能够枢转的方式设在所述壳体内并螺接所述杆体的螺杆部，并位于所述螺帽与所述杆体的齿条部之间，因此使得所述杆体中段部位由所述支撑件而获得支撑，并辅以所述齿轮与螺帽的设置，使得所述杆体的两侧分别由齿轮与螺帽而获得支撑，据此，所述杆体整体都能够得到充份的支撑，而得以有效提高杆体整体刚性来抑制径向变形量的产生，以降低使用噪音并提升使用寿命。同时，所述支撑件的设置并搭配所述螺帽得以有效保持螺杆的同轴度，使得作动过程更加平顺。

较佳地，其中所述支撑件为滚珠螺帽。

较佳地，其中所述杆体的螺杆部具有外螺纹槽，所述支撑件具有套置在所述螺杆部的穿孔，所述穿孔具有螺接所述外螺纹槽的螺纹凸部。

较佳地，其中更包含第一轴承及第二轴承，所述第一轴承具有固设在所述壳体的第一外环及相对所述第一外环枢转且供所述螺帽嵌设的第一内环，所述第二轴承具有固设在所述壳体的第二外环及相对所述第二外环枢转且供所述支撑件嵌设的第二内环。

较佳地，其中所述支撑件具有连接环部及嵌设环部，所述连接环部由多个螺丝固定在所述转子，所述嵌设部嵌设在所述第二内环。

较佳地，其中所述马达的转子具有第一端部及反向于所述第一端部的第二端部，所述第一端部连接带动所述螺帽，所述第二端部连接带动所述支撑件。据此，使得所述转子的两端部分别设有螺帽及支撑件，使得转子得以平衡的转动。

附图说明

图1是日本专利第2001097232号一种“电动助力转向系统”的其中一图式；

图2是本实用新型第一实施例的局部剖面立体图；

图3是本实用新型第一实施例的剖面图；

图4是本实用新型第一实施例的侧视图，显示杆体、齿轮、螺帽、马达的转子、及支撑件的组合状态；

图5是本实用新型第一实施例的立体图，显示支撑件的立体状态；

图6是本实用新型第二实施例的剖面图，显示另一种支撑件的剖面状态。

附图中符号标记说明：

现有技术：

电动机转子11 螺母12

弹性构件13 杆体14

本实用新型：

壳体20 第一开口21

第二开口22 容置空间23

杆体30 齿条部31

螺杆部32 外螺纹槽321

齿轮40 螺帽50

螺帽本体51 滚珠52

马达60 转子61

第一端部611 第二端部612

磁铁613 定子62

马达铁芯621 线圈622

支撑件70 螺帽本体71

内螺纹槽711 连接环部712

嵌设环部713 回流盖72

滚珠73支撑件70A

穿孔71A螺纹凸部72A

第一轴承81 第一外环811

第一内环812 第一滚珠813

第二轴承82 第二外环821

第二内环822 第二滚珠823

螺丝91

具体实施方式

下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2至图5所示，本实用新型实施例提供一种电动助力转向系统，其主要是由壳体20、杆体30、齿轮40、螺帽50、马达60、及支撑件71所组成。其中：

壳体20，具有第一开口21及第二开口22；本实施例中壳体20是由多件式壳件所组成，且组成后形成有容置空间23，第一、二开口21、22是与容置空间23相通；另外，壳体20在容置空间23的两侧各设置有第一轴承81及第二轴承82，第一轴承81具有固设在壳体20的第一外环811及由多个第一滚珠813而相对第一外环811枢转的第一内环812，第二轴承82具有固设在壳体20的第二外环821及由多个第二滚珠823而相对第二外环821枢转第二内环822。

杆体30，能够往复位移地设置在壳体20内并穿出第一开口21及第二开口23，杆体30具有齿条部31及螺杆部32。

齿轮40，设置于壳体20内并啮合杆体30的齿条部31；本实施例中，齿轮40会受到转向柱(steering column，图中未显示)带动而转动，转动的齿轮40会带动齿条部31使得杆体30往复位移。

螺帽50，可转动地设置在壳体20内并螺接杆体30的螺杆部32；本实施例中螺帽50是嵌设在第一轴承81的第一内环812，使得螺帽50得以原地枢转地设在壳体20内，当然螺帽50包含了螺帽本体51及多个循环滚动设在螺帽本体51及杆体30的螺杆部32之间的滚珠52。

马达60，设于壳体20，并具有转子61及相对于转子61设置的定子62，转子61用以驱动螺帽50枢转，以带动杆体30往复位移；本实施例中，转子61具有靠近第一轴承81的第一端部611、反向于第一端部611且较第一端部611靠近第二轴承82的第二端部612、及多个磁铁613，其中第一端部611连接带动螺帽50，而第一端部611与螺帽50的连接方式为相互嵌设，但不以此为限，两者亦可为相互螺设、或者由螺丝使两者相互固定、或是两者直接一体成形等方式来达成；另外马达60为直驱马达(direct drive motor)，使得转子61呈环状而套置在杆体30上且不与杆体30接触，定子62具备沿着周围方向以预定间隔呈同心状排列的多个马达铁芯621、及卷绕在各马达铁芯621的线圈622，其中线圈622在图式上仅示意绘制，由线圈622通电后产生的磁场，让转子61的磁铁613与其互相作用产生转动的动力。

支撑件70，能够枢转地设在壳体20内并螺接杆体20的螺杆部32，支撑件70同时接设在马达60的转子61并位于螺帽50与杆体20的齿条部31之间；本实施例中，如图5所示，支撑件70为螺帽，因此具有螺帽本体71、设在螺帽本体71内的回流盖72、及多个循环滚动地设在螺帽本体71内螺纹槽711的滚珠73，且各滚珠73部分位于杆体30的螺杆部32的外螺纹槽321，使得支撑件70得以螺接杆体20的螺杆部32；另外，螺帽本体71具有连接环部712及嵌设环部713，连接环部712由多个螺丝91固定在转子61的第二端部612，嵌设部713嵌设在第二内环822，使得支撑件70得以枢转地设在壳体20内，并同时可被马达60的转子61所带动；当然螺帽本体71的连接环部712除了由螺丝91固定在转子61的第二端部612之外，亦可以相互嵌设、相互螺设等方式来达成；值得一提的是，支撑件70最佳为金属制，使支撑件70具有充足的结构强度而得以提供杆体30较佳的支撑力，以避免长时间的使用而有支撑效果衰退等问题。

以上所述即为本实用新型实施例各主要构件的组态说明。至于本实用新型的作动方式与功效作以下说明。

当驾驶者转动方向盘时，壳体20内的齿轮40上的角度传感器(图上未示)会产生输入轴与输出轴的角度差讯号，ECU接收传感器所传递的讯号后，根据角度差讯号所适用的控制策略给马达60下达指令，马达60驱使转子61转动，而转子61、螺帽50、支撑件70在壳体20内各具有限位关系，同时马达60转子61的两侧分别与螺帽50及支撑件70之间具有同动的连结关系，因此马达60的转子61在转动的同时，亦会同步带动螺帽50及支撑件70原地旋转，进而将螺帽50及支撑件70的旋转运动转换为杆体30的轴向直线往复运动，使杆体30两端所连接的横拉杆(图上未示)得以推动车轮完成车辆转向动作。而本实用新型至少具有下述功效：

其一、所述电动助力转向系统得以增加杆体30径向支撑力，以抑制噪音产生。由于本实用新型特别将支撑件70以能够枢转的方式设在壳体20内并螺接杆体30的螺杆部32，并位于螺帽50与杆体30的齿条部31之间，因此使得杆体30中段部位由支撑件70而获得支撑，并辅以齿轮40与螺帽50的设置，使得杆体30的两侧分别由齿轮40与螺帽50而获得支撑，据此，杆体30整体都能够得到充份的支撑，而得以有效提高杆体30整体刚性来抑制径向变形量的产生，以降低使用噪音并提升使用寿命。

其二、所述电动助力转向系统得以增加杆体30的同轴度，使得作动过程更加平顺。由于支撑件70由第二轴承82而能够枢转地设在壳体20内，且支撑件70同时螺接杆体30的螺杆部32，另外，螺帽50由第一轴承81而能够枢转地设在壳体20内，且螺帽50同时螺接杆体30的螺杆部32，因此，杆体30同时受支撑件70与螺帽50所套设且为螺接支撑，而有效保持螺杆30的同轴度，使得杆体30的往复位移作动过程更加平顺。

如图6所示，本实用新型第二实施例所提供一种电动助力转向系统，其与第一实施例不同处在于：

杆体30的螺杆部32具有外螺纹槽321，支撑件70A为一体成型构件而具有供螺杆部32穿设的穿孔71A，穿孔71A具有螺接外螺纹槽321的螺纹凸部72A，也就是第二实施例中所提的支撑件70A是指非滚珠螺帽型态的支撑件，以构成另一种实施状态，而具有结构强度较佳、制作成本较低的功效。

综上所述，上述各实施例仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，皆应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电动助力转向系统，其特征在于，包含：

壳体，具有第一开口及第二开口；

杆体，能够往复位移地设置在所述壳体内并穿出所述第一开口及第二开口，所述杆体具有齿条部及螺杆部；

齿轮，设置于所述壳体内并啮合所述齿条部；

螺帽，枢设在所述壳体内并螺接所述螺杆部；

马达，设于所述壳体，并具有转子，所述转子用以驱动所述螺帽枢转，以带动所述杆体往复位移；以及

支撑件，能够枢转地设在所述壳体内并螺接所述螺杆部，所述支撑件同时接设在所述转子并位于所述螺帽与所述齿条部之间。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述支撑件为滚珠螺帽。

3.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述杆体的螺杆部具有外螺纹槽，所述支撑件具有供所述螺杆部穿设的穿孔，所述穿孔具有螺接所述外螺纹槽的螺纹凸部。

4.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，更包含第一轴承及第二轴承，所述第一轴承具有固设在所述壳体的第一外环及相对所述第一外环枢转且供所述螺帽嵌设的第一内环，所述第二轴承具有固设在所述壳体的第二外环及相对所述第二外环枢转且供所述支撑件嵌设的第二内环。

5.根据权利要求4所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述支撑件具有连接环部及嵌设环部，所述连接环部由多个螺丝固定在所述转子，所述嵌设部嵌设在所述第二内环。

6.根据权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述马达的转子具有第一端部及反向于所述第一端部的第二端部，所述第一端部连接带动所述螺帽，所述第二端部连接带动所述支撑件。

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