CN212373480U - 车辆的转向器、转向系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆的转向器、转向系统和车辆，车辆的转向器包括壳体、输入轴、输出轴、转动件、动力机构和轴承组件，壳体具有开口，输出轴的部分穿过开口并伸出壳体外，输出轴相对壳体可移动，转动件设于壳体内，转动件可转动地套设在输出轴上，动力机构分别与输入轴和转动件相连，动力机构用于驱动转动件转动以带动输出轴移动，轴承组件可承受轴向载荷和径向载荷，轴承组件设在转动件和壳体的内壁面之间。根据本实用新型的车辆的转向器，当应用在车辆上时，输出轴可与车辆的转向直拉杆相连，使得车辆可取消垂臂，此外设置了可承受轴向载荷和径向载荷的轴承组件，因此可提高转向器的承载能力，使得转向器能够应用在重型汽车上。

Description

车辆的转向器、转向系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，尤其是涉及一种车辆的转向器、转向系统和车辆。

背景技术

相关技术中，一些转向器的工作过程大多数是电机通过蜗轮蜗杆减速增扭后带动丝杆转动，丝杆带动齿条螺母移动，而齿条螺母与输出轴之间是形成为齿轮齿条的配合形式的，因此齿条螺母移动可带动输出轴转动。又由于输出轴是与车辆的垂臂相连的，因此输出轴可带动垂臂转动，垂臂转动后带动转向直拉杆移动，转向直拉杆在转向球头的配合下带动前桥上的转向节臂做旋转运动，便可实现车轮的转向。这类转向器由于结构上的限制，导致自身的承载能力较小，一般多应用在轻、中型商用车上，难以应用在重型汽车上。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提供一种车辆的转向器，转向器的承载能力较高，可应用在重型汽车上。

本实用新型的第二个目的在于提供一种包括上述转向器的转向系统。

本实用新型的第三个目的在于提供一种包括上述转向系统的车辆。

根据本实用新型实施例的车辆的转向器，包括：壳体，所述壳体具有开口；输入轴；输出轴，所述输出轴的部分穿过开口并伸出所述壳体外，沿所述输出轴的轴向，所述输出轴相对所述壳体可移动；转动件，所述转动件设于所述壳体内，所述转动件可转动地套设在所述输出轴上；动力机构，所述动力机构分别与所述输入轴和所述转动件相连，所述动力机构用于驱动所述转动件转动以带动所述输出轴移动；和可承受轴向载荷和径向载荷的轴承组件，所述轴承组件设在所述转动件和所述壳体的内壁面之间。

根据本实用新型实施例的转向器，由于通过动力机构驱动转动件移动，转动件进而带动输出轴移动，因此当转向器应用在车辆上时，输出轴可与车辆的转向直拉杆相连，使得车辆可取消垂臂，精简整体结构，此外，转动件与壳体的内壁面设置了可承受轴向载荷和径向载荷的轴承组件，因此有利于使得转动件在较为复杂的载荷情况(例如多载荷、重载荷)下，仍能稳定的工作，进而可提高转向器的承载能力，使得转向器能够应用在重型汽车上。

在本实用新型的一些实施例中，所述轴承组件包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承为两个且分别设于所述转动件的轴向两端以用于承受轴向载荷，所述第二轴承外套在所述转动件上以用于承受径向载荷。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一轴承为平面推力轴承，所述第二轴承为滚针轴承。

在本实用新型的一些实施例中，所述转动件的邻近所述开口的部分内周壁与所述输出轴的外周壁之间设有密封件。

在本实用新型的一些实施例中，所述输出轴的外周壁上限定有螺旋的滚道，所述密封件的内周壁上设有与所述滚道配合的螺旋凸起。

在本实用新型的一些实施例中，还包括密封法兰，所述密封法兰设有避让孔，所述密封法兰设于所述开口处，所述输出轴穿设于所述避让孔。

在本实用新型的一些实施例中，所述密封法兰包括轴向两端敞开的套筒和翻边，所述套筒限定出所述避让孔，所述翻边设于所述套筒的轴向一端的外周壁并沿所述套筒的周向方向延伸成环形，所述翻边抵接在所述壳体的外表面上，所述套筒的轴向另一端伸入所述壳体内，所述套筒的外周壁与所述壳体的内壁之间设有密封圈和/或所述套筒的内周壁的部分与所述转动件的外周壁之间设有密封圈。

在本实用新型的一些实施例中，所述动力机构包括电机和位于所述壳体内的第一传动组件，所述第一传动组件为减速传动组件，所述第一传动组件分别与所述电机、所述输入轴和所述转动件相连。

在本实用新型的一些实施例中，还包括连接件，所述连接件位于所述第一传动组件和所述转动件之间并分别与所述第一传动组件和所述转动件相连。

在本实用新型的一些实施例中，所述连接件被构造成筒状，所述连接件的邻近所述开口的一端敞开，所述连接件的敞开端与所述转动件可拆卸相连，所述输出轴的部分通过所述敞开端伸入所述连接件内。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，其中所述第一齿轮与所述电机的电机轴相连，所述第二齿轮与所述连接件相连，所述第二齿轮与所述输入轴相连。

在本实用新型的一些实施例中，所述动力机构还包括第二传动组件，所述输入轴通过所述第二传动组件与所述第二齿轮相连。

在本实用新型的一些实施例中，所述第二传动组件包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合，其中所述输入轴与所述第一锥齿轮相连，所述第二锥齿轮与所述第二齿轮相连并与所述第二齿轮同步转动。

在本实用新型的一些实施例中，所述输入轴相对所述第一锥齿轮在预设角度内可转动。

在本实用新型的一些实施例中，还包括检测元件，所述检测元件用于检测所述输入轴的扭矩和/或转动角度并生成检测信号，所述检测元件适于将所述检测信号传递给所述车辆的控制机构以便于所述控制机构根据所述检测信号控制所述动力机构工作。

在本实用新型的一些实施例中，所述转动件为螺母，所述输出轴为丝杆。

在本实用新型的一些实施例中，所述螺母和所述丝杆组成为内循环式滚珠丝杆运动副。

根据本实用新型实施例的转向系统，包括：转向器，所述转向器为上述的转向器；转向操纵机构，所述转向操纵机构与所述输入轴相连；和转向传动机构，所述转向传动机构与所述输出轴相连。

根据本实用新型实施例的转向系统，由于转向器通过动力机构驱动转动件移动，转动件进而带动输出轴移动，因此当转向器应用在车辆上时，输出轴可与车辆的转向直拉杆相连，使得车辆可取消垂臂，精简整体结构，此外，转动件与壳体的内壁面设置了可承受轴向载荷和径向载荷的轴承组件，因此有利于使得转动件在较为复杂的载荷情况 (例如多载荷、重载荷)下，仍能稳定的工作，进而可提高转向器的承载能力，使得转向器能够应用在重型汽车上。

根据本实用新型实施例的车辆，包括上述的转向系统。

根据本实用新型实施例的车辆，由于转向器通过动力机构驱动转动件移动，转动件进而带动输出轴移动，因此当转向器应用在车辆上时，输出轴可与车辆的转向直拉杆相连，使得车辆可取消垂臂，精简整体结构，此外，转动件与壳体的内壁面设置了可承受轴向载荷和径向载荷的轴承组件，因此有利于使得转动件在较为复杂的载荷情况(例如多载荷、重载荷)下，仍能稳定的工作，进而可提高转向器的承载能力，使得转向器能够应用在重型汽车上。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的转向器的剖视图；

图2是图1中第二传动组件部位的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的输入轴与第一锥齿轮装配后的剖视图；

图4是图1中第一传动组件部位的示意图；

图5是图1中转动件部位的示意图；

图6是根据本实用新型实施例的控制原理示意图。

附图标记：

转向器100；

壳体1；开口1a；第一腔室1b；第二腔室1c；第三腔室1d；第四腔室1e；第一端盖11；第一分壳12；第二端盖13；第二分壳14；第三分壳15；第四台阶部151；第五台阶部152；

输入轴2；本体21；扭杆22；

输出轴3；

转动件4；密封件41；第二台阶部42；第三台阶部43；

动力机构5；电机51；第一传动组件52；第一齿轮521；第二齿轮522；第二传动组件53；第一锥齿轮531；第二锥齿轮532；

轴承组件6；第一轴承61；第二轴承62；

检测元件7；

密封法兰8；套筒81；翻边82；第一台阶部83；密封圈84；

连接件9。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的车辆的转向器100、转向系统和车辆，其中转向器100的作用主要是把来自方向盘的转向力矩和转向角进行适当的变换，再输出给转向拉杆机构，从而使车辆转向。转向器100的种类有很多，在下面的描述中，以转向器100为电动助力转向器为例进行说明，电动助力转向器由电机直接提供转向助力，相较于液压转向器而言，电动助力转向器更加便于操控，而且不需要设置油泵、油管等部件，因此结构比较紧凑，占用空间小，而且不存在液压油泄露所导致的污染问题。

如图1和图5所示，根据本实用新型实施例的车辆的转向器100，包括壳体1、输入轴2、输出轴3、转动件4、动力机构5和轴承组件6。具体地，输入轴2适于与车辆的方向盘相连，以向转向器100传递来自方向盘的转向力。

如图1和图5所示，壳体1具有开口1a，输出轴3的部分穿过开口1a并伸出壳体 1外，其中输出轴3的伸出壳体1外的部分适于与车辆的转向直拉杆相连，沿输出轴3 的轴向(例如左右方向)，输出轴3相对壳体1可移动，由此在实际应用中，输出轴3 移动时便可带动转向直拉杆移动从而实现车辆的转向。

如图1和图5所示，转动件4设于壳体1内，转动件4可转动地套设在输出轴3上，也就是说转动件4可相对输出轴3转动，动力机构5分别与输入轴2和转动件4相连，动力机构5用于驱动转动件4转动以带动输出轴3移动，也就是说，动力机构5通过驱动转动件4转动间接提供输出轴3移动的动力，进而可为车辆的转向提供助力。

如图5所示，轴承组件6为可承受轴向载荷和径向载荷的轴承组件，轴承组件6设在转动件4和壳体1的内壁面之间，由此转动件4可通过轴承组件6实现与壳体1的转动相连，而且由于轴承组件6可承受轴向载荷和径向载荷，因此有利于使得转动件4在较为复杂的载荷情况(例如多载荷、重载荷)下，仍能稳定的工作，进而可提高转向器 100的承载能力，使得转向器100能够应用在重型汽车上。

相关技术中，轻、中型商用车的转向器的工作过程大多数是电机通过蜗轮蜗杆减速增扭后带动丝杆转动，丝杆带动齿条螺母移动，而齿条螺母与输出轴之间是形成为齿轮齿条的配合形式的，因此齿条螺母移动可带动输出轴转动。又由于输出轴是与车辆的垂臂相连的，因此输出轴可带动垂臂转动，垂臂转动后带动转向直拉杆移动，转向直拉杆在转向球头的配合下带动前桥上的转向节臂做旋转运动，便可实现车轮的转向。这种转向器很难应用在重型汽车上，因为要实现重型汽车的转向，转向器需要承受较大的载荷，从蜗轮蜗杆减速结构来说，经过计算在重型汽车上要想采用蜗轮蜗杆结构则必须更改蜗轮蜗杆的材质，蜗轮蜗杆不能采用像轻型车上的尼龙材质，而是需要采用锡青铜材质，这样势必增加转向器的重量，而且由于蜗轮蜗杆的传动效率较低，因此还需要增大蜗轮蜗杆的尺寸，进而会增大转向器的尺寸，这就需要整车则需要提供更大的底盘空间和重量空间，不便使用。

而根据本实用新型实施例的转向器100，由于通过动力机构5驱动转动件4移动，转动件4进而带动输出轴3移动，因此当转向器100应用在车辆上时，输出轴3可与车辆的转向直拉杆相连，使得车辆可取消垂臂，精简整体结构，此外，转动件4与壳体1 的内壁面设置了可承受轴向载荷和径向载荷的轴承组件6，因此有利于使得转动件4在较为复杂的载荷情况(例如多载荷、重载荷)下，仍能稳定的工作，进而可提高转向器 100的承载能力，使得转向器100能够应用在重型汽车上。

在本实用新型的一些实施例中，如图2和图6所示，转向器100还包括检测元件7，检测元件7用于检测输入轴2的扭矩和/或转动角度并生成检测信号，检测元件7适于将检测信号传递给车辆的控制机构以便于控制机构根据检测信号控制动力机构5工作，由此转向器100便可为车辆的转向提供助力。

具体应用中，检测元件7例如可为传感器，而且根据实际控制需求，可设置传感器检测输入轴2的扭矩，或者检测输入轴2的转动角度，或者检测输入轴2的扭矩以及转动角度，控制机构例如可为车辆的ECU(即电子控制单元)。

在本实用新型的一些实施例中，轴承组件6可为圆锥滚子轴承或者角接触球轴承。圆锥滚子轴承或者角接触球轴承均能同时承受轴向载荷和径向载荷，实际装配时，圆锥滚子轴承或者角接触球轴承一般是成对使用的，即可以在转动件4的轴向两端分别设置圆锥滚子轴承或者角接触球轴承。具体应用中，可根据所承受载荷的大小，选用满足需求的圆锥滚子轴承或者角接触球轴承。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，轴承组件6包括第一轴承61和第二轴承62，第一轴承61为两个且分别设于转动件4的轴向两端(例如左右两端)以用于承受轴向载荷，第二轴承62外套在转动件4上以用于承受径向载荷，由此，通过第一轴承61和第二轴承62的配合，便可有效提高转动件4的承受载荷的能力，相较于采用圆锥滚子轴承或者角接触球轴承而言，这种采用两种轴承来分别承受轴向载荷和径向载荷的结构形式更有利于缩减转向器100的整体结构尺寸和提高承载能力。因为轴承是标准件，在既能满足轴向载荷的承载能力又能满足径向载荷的承载能力下，选用的圆锥滚子轴承或者角接触球轴承的尺寸会比较大，这就会导致与轴承配合的转动件4以及壳体 1的尺寸都需要相应的增大，从而会加大转向器100的尺寸，不便安装，而且在装配到同等尺寸转动件4上的情况下，转向器100采用第一轴承61和第二轴承62的配合形式下的承载能力要比采用圆锥滚子轴承或者角接触球轴承形式下的承载能力高。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，第一轴承61为平面推力轴承，第二轴承62为滚针轴承，由此结构简单，便于装配。

在实际应用中，第一轴承61至于是为推力球轴承还是推力滚子轴承，这里不作限制，可根据实际需求选择。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，转动件4为螺母，输出轴3为丝杆，这种结构形式简单，便于实现，而且丝杆螺母的传动形式承载能力强，能较好地满足使用需求。

在本实用新型的一些实施例中，螺母和丝杆组成为内循环式滚珠丝杆运动副，从而一方面可减小摩擦损失，提高传动效率，另一方面不会影响在螺母外周壁上套设滚针轴承。

具体地，对于滚珠丝杆而言，增加滚珠数量n，可以提高承载能力，但是滚珠流动性变坏，从而使传动效率降低。因为滚珠本身有误差，所以共同参加滚珠数量并不是全部滚珠数。经验证明，每个环路中的滚珠数以不超过60粒为好，为保证尽可能多的滚珠都能承载，应分组装配。每个环路中的滚珠数可用下式计算

式中D为滚珠中心距；W为一个环路中的滚珠工作圈数；n为不包括环流导管中的滚珠数；α0为螺旋线导程角；d滚珠直径，相关的结构和工作原理已被本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。

实际加工装配转向器100时，可根据传动需求选用合适的滚珠丝杆以减少生产成本。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，转动件4的邻近开口1a的部分内周壁(例如内周壁的左侧部分)与输出轴3的外周壁之间设有密封件41，由此设置的密封件41可提高转向器100的密封性，避免壳体1内的润滑油脂等从转动件4的内周壁与输出轴3的外周壁之间外泄。

进一步地，输出轴3的外周壁上限定有螺旋的滚道，密封件41的内周壁上设有与滚道配合的螺旋凸起，由此可以提高密封件41的密封效果。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，转向器100还包括密封法兰8，密封法兰8设有避让孔，密封法兰8设于开口1a处，输出轴3穿设于避让孔，由此密封法兰8可对开口1a处起到一定的密封作用，而且结构简单，便于实现。

具体在实际应用中，对密封法兰8进行加工使得密封法兰8具有密封面，当密封法兰8安装在壳体1上时，密封面与壳体1的外表面抵接便可使密封法兰8具有一定的密封作用。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，密封法兰8包括轴向两端敞开的套筒81和翻边82，套筒81限定出避让孔，翻边82设于套筒81的轴向一端的外周壁并沿套筒81的周向方向延伸成环形，翻边82抵接在壳体1的外表面上，套筒81的轴向另一端伸入壳体1内，套筒81的外周壁与壳体1的内壁之间设有密封圈84和/或套筒81的内周壁的部分与转动件4的外周壁之间设有密封圈84，由此可以进一步提高密封组件的整体密封效果。

具体而言，例如，参照图5，套筒81的左端和右端均敞开，从而限定出沿左右方向延伸的避让孔，套筒81的外周壁的左端设有翻边82，翻边82沿套筒81的周向方向延伸成环形。当密封法兰8安装到壳体1上时，翻边82与壳体1的外表面抵接，套筒81 伸入壳体1内并外套在转动件4上。

为了进一步提高密封效果，套筒81上还设有密封圈84，其中，密封圈84可以设置在套筒81的外周壁与壳体1的内壁之间，也可以设置在套筒81的内周壁与转动件4的外周壁之间，也可以设置在套筒81的外周壁与壳体1的内壁之间以及套筒81的内周壁与转动件4的外周壁之间。

实际应用中，密封圈84可为O形圈。进一步地，为了方便安装密封圈84，套筒81 的外周壁和/或内周壁上还可设有环形的密封圈槽，O形圈设于密封圈槽中。

实际应用中，翻边82与壳体1通过紧固件可拆卸相连，由此方便密封法兰8与壳体1的拆装，这里的紧固件例如可为螺钉。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，密封法兰8上设有第一台阶部83，转动件4的轴向一端设有第二台阶部42，转动件4的轴向另一端设有第三台阶部43，壳体1上设有第四台阶部151，第一轴承61为两个，一个第一轴承61抵接在第一台阶部 83和第二台阶部42之间，另一个第一轴承61抵接在第三台阶部43和第四台阶部151 之间，由此可实现第一轴承61的安装。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，壳体1的内周壁上设有第五台阶部152，壳体1的内周壁上设有卡簧，第二轴承62的轴向一端与第五台阶部152抵接，第二轴承62的轴向另一端与卡簧抵接，由此可实现第二轴承62的安装。

在本实用新型的一些实施例中，如图1和图4所示，动力机构5包括电机51和位于壳体1内的第一传动组件52，第一传动组件52为减速传动组件，第一传动组件52 分别与电机51、输入轴2和转动件4相连，由此，电机51的动力经第一传动组件52 传动后可传递给转动件4。

由于在实际车辆转向过程中，相较于输出运动而言，转向器100更多的是需要输出力矩，因此在实际应用中，第一传动组件52通常为减速机构，由此可以增大电机51最终传递给转动件4的力矩。

具体地，减速传动机构可为一级减速机构，也可为二级减速机构等，可根据实际需求选择，本实用新型对此不作限制。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、图4和图5所示，转向器100还包括连接件9，连接件9位于第一传动组件52和转动件4之间并分别与第一传动组件52和转动件4相连，由此第一传动组件52输出的动力可通过连接件9传递给转动件4，而且设置连接件9后，可更方便地根据输出轴3的移动范围来布置转动件4的安装位置。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，连接件9被构造成筒状，连接件9的邻近开口1a的一端(例如左端)敞开，连接件9的敞开端与转动件4可拆卸相连，输出轴3的部分通过敞开端伸入连接件9内，由此有利于减小转向器100在输出轴3移动方向上的整体尺寸，可使得转向器100的结构紧凑。

进一步地，参照图5，输出轴3与连接件9同轴设置，输出轴3的外周壁与连接件 9的内周壁之间留有间隙，由此可使得输出轴3与连接件9之间互不干涉，即输出轴3 不会影响连接件9的转动，连接件9不会影响输出轴3的移动。

实际应用中，能实现转动件4与连接件9之间可拆卸相连的形式有跟多，例如，转动件4与连接件9通过螺钉相连，这种连接形式简单，而且连接强度大，连接可靠，又例如，转动件4与连接件9花键连接，由此结构简单，便于实现。

在本实用新型的一些实施例中，如图4所示，第一传动组件52包括第一齿轮521 和第二齿轮522，第一齿轮521与第二齿轮522啮合，其中第一齿轮521与电机51的电机51轴相连，第二齿轮522与连接件9相连，第二齿轮522与输入轴2相连，也就是说电机51可带动第一齿轮521转动，第一齿轮521带动第二齿轮522转动，第二齿轮 522进而再带动丝杆转动，由此结构简单，而且采用齿轮传动后，可以提高承载能力并能保证具有较为精确的传动比，工作可靠。

具体而言，例如，参照图4，第一齿轮521和第二齿轮522均为直齿圆柱齿轮，由此结构简单，便于加工。

实际装配时，考虑到第一齿轮521和第二齿轮522主要承受的是啮合时产生的径向载荷，因此在第一齿轮521的轴向两端以及第二齿轮522的轴向两端可设置深沟球轴承。

可以理解的是，第一传动组件52除了上述的两齿轮啮合的结构形式外，还可以为其他的结构形式，例如行星齿轮减速结构等，具体可根据生产成本、安装空间等因素灵活选择，本实用新型对此不作限制。

在本实用新型的一些实施例中，如图4所示，连接件9与第二齿轮522花键连接，由此结构简单，装配方便。

实际装配时，由于连接件9主要承受的也是径向载荷，因此，如图4所示，在连接件9的轴向一端设置有深沟球轴承。

在本实用新型的一些实施例中，动力机构5还包括第二传动组件53，输入轴2通过第二传动组件53与第二齿轮522相连，由此结构简单，而且输入轴2上来自方向盘的转向力经第二传动组件53的传动作用后再传递给第二齿轮522，有利于更好地匹配电机 51传递给第二齿轮522的动力，由此不仅有利于提高转向器100的辅助转向作用，而且反馈到司机转动方向盘时，还有利于提升方向盘的转动手感。

在本实用新型的一些实施例中，如图1和图2所示，第二传动组件53包括第一锥齿轮531和第二锥齿轮532，第一锥齿轮531与第二锥齿轮532啮合，其中输入轴2与第一锥齿轮531相连，第二锥齿轮532与第二齿轮522相连并与第二齿轮522同步转动，采用锥齿轮传动后可以提高转向器100整体结构的紧凑性。

具体而言，例如，参照图2，输入轴2竖向布置，第一锥齿轮531为大锥齿轮，第一锥齿轮531的中心轴线竖向设置，第二锥齿轮532为小锥齿轮，第二锥齿轮532的中心轴线水平设置，第二锥齿轮532与第二齿轮522同轴设置并通过花键相连。

具体应用中，第一锥齿轮531和第二锥齿轮532组成加速传动机构，由此在当司机转动转向盘时，不需转动较大角度即可使得第二锥齿轮532具有较高的转速，使得第二锥齿轮532能较好地匹配第二齿轮522的转速，从而可保证方向盘的转向手感以及转向轻便型，又不至于方向盘出现打手的现象。

可以理解的是，除了上述的锥齿轮传动形式外，第二传动组件53还可为其他的结构形式，本实用新型不作限制。

在本实用新型的一些实施例中，输入轴2相对第一锥齿轮531在预设角度内可转动，由此可方便传感器能及时检测到输入轴2相对第一锥齿轮531的转动，以便于传感器能快速将检测信号传递给ECU，使得ECU能及时启动电机51，为车辆转向提供助力。

具体而言，例如，参照图3，输入轴2与第一锥齿轮531通过花键相连，其中，输入轴2上设有外花键，第一锥齿轮531上设有内花键，并且外花键与内花键之间具有间隙，以使得输入轴2需要转动预设角度才会使得外花键与内花键抵接进而带动第一锥齿轮531转动，这个预设角度可根据实际需求设定，这里例如可为5度。这种结构形式不仅方便传感器检测输入轴2的扭矩和/或转角，而且使得输入轴2与第一锥齿轮531存在机械连接，这样即便在电机51失效的情况下，也能保证司机可以降低车速停下车辆。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，输入轴2包括本体21和扭杆22，本体21的部分伸出壳体1外，本体21的剩余部分设于壳体1内，本体21相对壳体1可转动，其中本体21的位于壳体1的部分上设有传感器，本体21上设有沿其轴向延伸并且两端敞开的安装通孔，扭杆22插入到安装通孔内并有部分伸出安装通孔外，扭杆22 的位于安装通孔的部分与本体21相连，扭杆22的伸出安装通孔外的部分与第一锥齿轮 531相连。

具体而言，参照图2和图6，本体21伸出壳体1外的部分上通常设有花键，以便于本体21能与方向盘的连接管柱花键相连，进而传递来自方向盘的转向力，扭杆22与本体21通过插销固定连接，扭杆22与第一锥齿轮531通过花键相连，由此在当本体21 受到方向盘的转向力转动时，由于扭杆22与本体21通过插销固定连接，因此本体21 便会带动扭杆22转动，而扭杆22受力后会扭曲，又由于扭杆22与第一锥齿轮531通过花键相连，因此扭杆22便会带动第一锥齿轮531转动。在这个过程中，传感器通过检测扭杆22的扭矩和/或转动角度便可实现对输入轴2的扭矩和/或转动角度的检测，并且传感器可生成检测信号并能将检测信号传递给车辆的ECU，进而ECU便可根据检测信号控制电机51工作，例如控制电机51的电流及转速等，进而可调整电机51的扭矩以便于转向器100能提供合适的转向助力。相关的检测过程和控制过程已被本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。

下面参考图1-图5并结合上述的具体实施例对壳体1的结构作详细描述。

如图1所示，壳体1内限定出第一腔室1b、第二腔室1c、第三腔室1d和第四腔室1e，其中，第一腔室1b与第二腔室1c连通，第二腔室1c与第三腔室1d连通，第三腔室1d与第四腔室1e连通，第一腔室1b适于容放检测元件7(即上文的传感器)，第二腔室1c适于容放第二传动组件53(即上文的第一锥齿轮531和第二锥齿轮532)，第三腔室1d适于容放第一传动组件52(即上文的第一齿轮521和第二齿轮522)，第四腔室1e适于容放转动件4、轴承组件6和连接件9。

具体地，如图1和图所示，壳体1包括第一端盖11、第一分壳12、第二端盖13、第二分壳14和第三分壳15，其中，第一分壳12限定出沿上下方向排布的上腔室和下腔室，上腔室和下腔室通过第一通口连通，上腔室的上端敞开，第一端盖11盖设在上腔室的上端与以上腔室限定出第一腔室1b，第一端盖11与第一分壳12通过螺钉相连，第一端盖11上设有第二通口，输入轴2位于上腔室内且输入轴2的上部分通过第二通口伸出壳体1外。

第一锥齿轮531位于下腔室且第一锥齿轮531的轮毂设置在第一通口，其中第一端盖11与第一分壳12之间设有第一密封圈，第一通口处设有第二密封圈，第二通口处设有油封，从而可实现对第一腔室1b的密封，避免外界水汽或者其他腔室的润滑油进入第一腔室1b，损坏传感器。

如图1、图2和图4所示，下腔室的底端和左端敞开，第二端盖13盖设在下腔室的底端并与第一分壳12通过螺钉相连，第二分壳14设于第一分壳12的左端并遮盖下腔室的左端，第二分壳14与第一分壳12通过螺钉相连，第二分壳14上设有便于第二锥齿轮532的轮轴穿过的第三通口，由此第二端盖13、第一分壳12和第二分壳14共同限定出了第二腔室1c，其中，第二端盖13与第一分壳12之间设有第三密封圈，第二分壳 14与第一分壳12之间设有第四密封圈，由此可避免第二腔室1c的润滑油脂外泄。

如图4所示，第二分壳14的左端敞开，第三分壳15设于第二分壳14的左端并与第二分壳14通过螺钉相连，由此可限定出第三腔室1d，其中，第三分壳15与第二分壳 14之间设有第五密封圈，由此可避免第三腔室1d的润滑油脂外泄，第一齿轮521安装在第三腔室1d的上方，第二齿轮522安装在第三腔室1d的下方。

如图1、图4和图5所示，第三分壳15的一部分向左凹陷并被构造成轴向两端敞开的套管，由此可限定出第四腔室1e，其中套管的敞开的左端限定出上述的开口1a，转动件4、第一轴承61、第二轴承62和连接件9均设置在第四腔室1e内，套管的敞开的右端与第三腔室1d连通，以便于连接件9与第二齿轮522相连。

根据本实用新型实施例的转向系统，包括转向器100、转向操纵机构和转向传动机构，转向器100为上述的转向器100，转向操纵机构与输入轴2相连，转向传动机构与转向器100的输出轴3相连。其中，转向操纵机构适于将司机转动转向盘的动力通过输入轴2传递给转向器100，转向传动机构适于将转向器100的动力传递给转向轮以使转向轮转向。

根据本实用新型实施例的转向系统，由于转向器100通过动力机构5驱动转动件4移动，转动件4进而带动输出轴3移动，因此当转向器100应用在车辆上时，输出轴3 可与车辆的转向直拉杆相连，使得车辆可取消垂臂，精简整体结构，此外，转动件4与壳体1的内壁面设置了可承受轴向载荷和径向载荷的轴承组件6，因此有利于使得转动件4在较为复杂的载荷情况(例如多载荷、重载荷)下，仍能稳定的工作，进而可提高转向器100的承载能力，使得转向器100能够应用在重型汽车上。

根据本实用新型实施例的车辆，包括上述的转向系统。

根据本实用新型实施例的车辆，由于转向器100通过动力机构5驱动转动件4移动，转动件4进而带动输出轴3移动，因此当转向器100应用在车辆上时，输出轴3可与车辆的转向直拉杆相连，使得车辆可取消垂臂，精简整体结构，此外，转动件4与壳体1 的内壁面设置了可承受轴向载荷和径向载荷的轴承组件6，因此有利于使得转动件4在较为复杂的载荷情况(例如多载荷、重载荷)下，仍能稳定的工作，进而可提高转向器 100的承载能力，使得转向器100能够应用在重型汽车上。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选的实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (19)

1.一种车辆的转向器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有开口；

输入轴；

输出轴，所述输出轴的部分穿过开口并伸出所述壳体外，沿所述输出轴的轴向，所述输出轴相对所述壳体可移动；

转动件，所述转动件设于所述壳体内，所述转动件可转动地套设在所述输出轴上；

动力机构，所述动力机构分别与所述输入轴和所述转动件相连，所述动力机构用于驱动所述转动件转动以带动所述输出轴移动；和

可承受轴向载荷和径向载荷的轴承组件，所述轴承组件设在所述转动件和所述壳体的内壁面之间。

2.根据权利要求1所述的车辆的转向器，其特征在于，所述轴承组件包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承为两个且分别设于所述转动件的轴向两端以用于承受轴向载荷，所述第二轴承外套在所述转动件上以用于承受径向载荷。

3.根据权利要求2所述的车辆的转向器，其特征在于，所述第一轴承为平面推力轴承，所述第二轴承为滚针轴承。

4.根据权利要求1所述的车辆的转向器，其特征在于，所述转动件的邻近所述开口的部分内周壁与所述输出轴的外周壁之间设有密封件。

5.根据权利要求4所述的车辆的转向器，其特征在于，所述输出轴的外周壁上限定有螺旋的滚道，所述密封件的内周壁上设有与所述滚道配合的螺旋凸起。

6.根据权利要求1所述的车辆的转向器，其特征在于，还包括密封法兰，所述密封法兰设有避让孔，所述密封法兰设于所述开口处，所述输出轴穿设于所述避让孔。

7.根据权利要求6所述的车辆的转向器，其特征在于，所述密封法兰包括轴向两端敞开的套筒和翻边，所述套筒限定出所述避让孔，所述翻边设于所述套筒的轴向一端的外周壁并沿所述套筒的周向方向延伸成环形，所述翻边抵接在所述壳体的外表面上，所述套筒的轴向另一端伸入所述壳体内，所述套筒的外周壁与所述壳体的内壁之间设有密封圈和/或所述套筒的内周壁的部分与所述转动件的外周壁之间设有密封圈。

8.根据权利要求1所述的车辆的转向器，其特征在于，所述动力机构包括电机和位于所述壳体内的第一传动组件，所述第一传动组件为减速传动组件，所述第一传动组件分别与所述电机、所述输入轴和所述转动件相连。

9.根据权利要求8所述的车辆的转向器，其特征在于，还包括连接件，所述连接件位于所述第一传动组件和所述转动件之间并分别与所述第一传动组件和所述转动件相连。

10.根据权利要求9所述的车辆的转向器，其特征在于，所述连接件被构造成筒状，所述连接件的邻近所述开口的一端敞开，所述连接件的敞开端与所述转动件可拆卸相连，所述输出轴的部分通过所述敞开端伸入所述连接件内。

11.根据权利要求9所述的车辆的转向器，其特征在于，所述第一传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，其中所述第一齿轮与所述电机的电机轴相连，所述第二齿轮与所述连接件相连，所述第二齿轮与所述输入轴相连。

12.根据权利要求11所述的车辆的转向器，其特征在于，所述动力机构还包括第二传动组件，所述输入轴通过所述第二传动组件与所述第二齿轮相连。

13.根据权利要求12所述的车辆的转向器，其特征在于，所述第二传动组件包括第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合，其中所述输入轴与所述第一锥齿轮相连，所述第二锥齿轮与所述第二齿轮相连并与所述第二齿轮同步转动。

14.根据权利要求13所述的车辆的转向器，其特征在于，所述输入轴相对所述第一锥齿轮在预设角度内可转动。

15.根据权利要求1所述的车辆的转向器，其特征在于，还包括检测元件，所述检测元件用于检测所述输入轴的扭矩和/或转动角度并生成检测信号，所述检测元件适于将所述检测信号传递给所述车辆的控制机构以便于所述控制机构根据所述检测信号控制所述动力机构工作。

16.根据权利要求1-15任一项所述的车辆的转向器，其特征在于，所述转动件为螺母，所述输出轴为丝杆。

17.根据权利要求16所述的车辆的转向器，其特征在于，所述螺母和所述丝杆组成为内循环式滚珠丝杆运动副。

18.一种转向系统，其特征在于，包括：

转向器，所述转向器为权利要求1-17中任一项所述的转向器；

转向操纵机构，所述转向操纵机构与所述输入轴相连；和

转向传动机构，所述转向传动机构与所述输出轴相连。

19.一种车辆，其特征在于，包括权利要求18所述的转向系统。

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