CN213473277U - 转向传动机构和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转向传动机构和具有其的车辆，所述转向传动机构包括：输入轴和输出轴，所述输入轴的端部可转动地支撑于所述输出端的端部，且所述输入轴设有第一周向限位部，所述输出轴设有第二周向限位部，所述第一周向限位部与所述第二周向限位部在周向上限位配合；弹性件，所述弹性件安装于所述输入轴和所述输出轴之间，且所述弹性件的至少部分位于所述第一周向限位部和所述第二周向限位部之间。本实用新型实施例的转向传动机构，通过输入轴与输出轴进行配合，再与弹性件进行配合固定，使用橡胶弹性件替代现有技术中的扭杆及圆柱销，优化了装配工艺，节约成本，实现总成轻量化，有效缩短转向器总成的轴向尺寸。

Description

转向传动机构和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆制造技术领域，尤其是涉及一种转向传动机构和具有该转向传动机构的车辆。

背景技术

与汽车相关的各零部件产品的市场不断发展壮大，汽车转向助力装置也在不断地进步。自液压助力转向器问世，通过扭杆的扭转控制阀开度从而提供助力的“归零”控制方式，至如今EPS通过扭杆的扭转检测驾驶员输入扭矩从而追加额外助力扭矩的“力矩”控制策略。目前在产的汽车动力转向器都在使用扭杆作为输入轴与输出轴的连接部件，扭杆常与输入轴或输出轴其一过盈压装，而与另一零件通过穿孔打销连接。现有技术中，扭杆存在着很多问题，如加工工艺复杂，整体重量和体积偏大，存在改进的空间。

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，本实用新型的一个目的在于提出一种转向传动机构，所述转向传动机构通过弹性件与输入轴和输出轴配合，从而组成了一个整体，优化了装配工艺，节约了成本，实现总成轻量化和小型化。

根据本实用新型实施例的转向传动机构，包括：输入轴和输出轴，所述输入轴的端部可转动地支撑于所述输出端的端部，且所述输入轴设有第一周向限位部，所述输出轴设有第二周向限位部，所述第一周向限位部与所述第二周向限位部在周向上限位配合；弹性件，所述弹性件安装于所述输入轴和所述输出轴之间，且所述弹性件的至少部分位于所述第一周向限位部和所述第二周向限位部之间。

本实用新型实施例的转向传动机构，通过输入轴与输出轴进行配合，再与弹性件进行配合固定，形成一个完整的转向传动机构，优化了装配工艺，使用橡胶弹性件进行替代，节约成本，实现总成轻量化，有效缩短转向器总成的轴向尺寸。

根据本实用新型实施例的转向传动机构，所述第一周向限位部包括沿径向凸出的限位凸块，所述第二周向限位部包括沿径向贯通的限位凹槽，所述限位凸块伸至所述限位凹槽内，所述弹性件的至少部分伸至所述限位凸块的外侧壁与所述限位凹槽的内侧壁之间。

根据本实用新型实施例的转向传动机构，所述限位凸块为沿所述输入轴的周向间隔开设置的多个，所述限位凹槽为沿所述输出轴的周向间隔开设置的多个，多个所述限位凸块和多个所述限位凹槽一一对应。

根据本实用新型实施例的转向传动机构，所述弹性件包括上连接部、中间弹性块和下连接部，所述上连接部伸至相邻两个所述限位凸块之间，所述下连接部伸至所述限位凹槽内，所述上连接部与所述下连接部通过所述中间弹性块相连，且所述中间弹性块位于所述限位凸块的外侧壁与所述限位凹槽的内侧壁之间。

根据本实用新型实施例的转向传动机构，所述弹性件包括多组弹性块，多组所述弹性块与多个所述限位凸块一一对应，每组所述弹性块包括两个沿周向间隔开的子弹性块，且每组的两个所述子弹性块分别位于对应所述限位凸块的两侧。

根据本实用新型实施例的转向传动机构，所述弹性件包括外环部和设于所述外环部的内周壁的多组所述弹性块，所述外环部套设于所述输出轴的端部外，多组所述弹性块与多个所述限位凸块一一对应，每组所述弹性块包括两个沿周向间隔开的子弹性块，且每组的两个所述子弹性块分别位于对应所述限位凸块的两侧。

根据本实用新型实施例的转向传动机构，还包括：挡圈组件，所述挡圈组件套设于所述输出轴的端部，且所述挡圈组件抵压于所述弹性件的外周壁。

根据本实用新型实施例的转向传动机构，其特征在于，还包括：传感器组件和磁环，所述传感器组件套设于所述输出轴的端部，且所述传感器组件抵压于所述弹性件的外周壁，所述传感器组件和所述磁环用于检测所述弹性件的转角，且所述传感器组件和所述磁环与助力电机控制器电连接。

根据本实用新型实施例的转向传动机构，其特征在于，所述输出轴的端部设有中空的安装孔，所述输入轴的端部伸至所述安装孔内，且所述输入轴的端部通过轴承支撑于所述安装孔的内壁。

本实用新型又提出了一种车辆。

根据本实用新型实施例的车辆，设置有上述任一种实施例所述的转向传动机构。

所述车辆和所述前端模块安装支架相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

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是本实用新型一些实施例的转向传动机构的结构示意图；

图2是本实用新型另一些实施例的转向传动机构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的转向传动机构的工作截面；

图4是图3中I处的放大图；

图5是本实用新型实施例的转向传动机构的工作截面(另一轴向位置)；

图6是图5中II处的放大图；

图7是本实用新型一些实施例的转向传动机构的弹性件的结构示意图；

图8是本实用新型另一些实施例的转向传动机构的弹性件的结构示意图；

图9是本实用新型另一些实施例的转向传动机构的弹性件的结构示意图；

图10是本实用新型实施例的转向传动机构的输入轴的结构示意图；

图11是本实用新型实施例的转向传动机构的输出轴的结构示意图。

附图标记：

转向传动机构100，

输入轴10，限位凸块11，

输出轴20，限位凹槽21，安装孔22，

弹性件30，外环部31，子弹性块32，上连接部33，中间弹性块34，下连接部35，

挡圈组件40，轴承50，传感器组件60，磁环70。

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。

如无特殊的说明，本申请中的前后方向为车辆的纵向，即X向；左右方向为车辆的横向，即Y向；上下方向为车辆的竖向，即Z向。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系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的限制。

下面参考图1-图9描述根据本实用新型实施例的转向传动机构100。

如图1所示，根据本实用新型实施例的转向传动机构100包括：弹性件30、输入轴10和输出轴20。

其中，输入轴10与方向盘联动，输出轴20与车轮联动，输入轴10的端部可转动地支撑于输出端的端部，且输入轴10设有第一周向限位部，输出轴20设有第二周向限位部，第一周向限位部与第二周向限位部在周向上限位配合，也就是说，输入轴10可与输出轴20相对转动，且在输入轴10转动至第一周向限位部与第二周向限位部在周向上预紧时，输入轴10可带动输出轴20转动，以使输入轴10和输出轴20既可相对转动也可在转动一定幅度后二者之间进行动力传递。

需要说明的是，输入轴10与输出轴20分别固定于两个壳体之上，输入轴10内部可开设减重盲孔，以实现轻量化，减少零件数量，或开设通孔，通过导向套、O形圈等零件保证总成密封性。

如图1和图2所示，弹性件30安装于输入轴10和输出轴20之间，且弹性件30的至少部分位于第一周向限位部和第二周向限位部之间，由此，在输入轴10与输出轴20相对转动时，第一周向限位部和第二周向限位部对弹性件30进行挤压、预紧。其中，输入轴10与输出轴20同时直接或间接与弹性件30相连接，当驾驶员转动方向盘时，弹性件30的主体部分受力产生变形，使输入轴10与输出轴20产生相对转角。其中，本申请中的弹性件30可代替现有技术中的扭杆，以通过获取弹性件30的变形量获取输入轴10与输出轴20的相对转角，并将该转角信号传递至控制器，控制电机产生合适的助力，从而辅助转向。如在液压助力转向系统中通过控制转角的大小达成控制阀体的开闭及控制流量的效果，使液压系统输出适当的助力。

其中，在正常工作状态时，输入轴10与输出轴20在周向上始终保留有间隙，当驾驶员输入超出转向助力装置设计的输入扭矩值后或是转向助力装置发生失效时，输入轴10可挤压弹性件30以使第一周向限位部和第二周向限位部连接以操纵转向。同时，通过第一周向限位部和第二周向限位部的配合，可起到限制输入轴10和输出轴20最大相对转角的作用，进而防止弹性件30受力产生的变形过大，减少由此产生的失效风险失效保护的作用。

其中，弹性件30可为橡胶或是在金属或塑料基体上注塑形成的复合材料产品，可为一单独的零部件或多块相互独立的弹性件30，亦可为与输入轴10、输出轴20一体成型的橡胶组件。同时，输入轴10或输出轴20中一者或多者在径向方向与弹性件30留有间隙。

由此，本申请中的输入轴10与输出轴20之间通过弹性件30连接配合，取消了现有技术中扭杆的设置，同时避免了在输入轴10或输出轴20上进行打孔及安装圆柱销，优化装配工艺，加快生产节拍，去除打孔工序可有效控制总成清洁度。且使用弹性件30弹性件30替代扭杆，取消了圆柱销，节约了成本。弹性件30采购成本较低，更简化了装配工艺也会降低生产成本。其次使用橡胶件代替铁制品，相对现有技术中的转向传动机构100可实现10％或更高的减重效果，且本申请中的转向传动机构100在适用于循环球式转向器可利于缩短转向器总成的轴向尺寸，相对传统的机电伺服助力总成的轴向尺寸可缩减约10％。

本实用新型实施例的转向传动机构100，输入轴10与输出轴20安装配合且在输入轴10和输出轴20之间通过弹性件30连接，形成一个完整的转向传动机构100，优化了装配工艺，使用弹性件30替代扭杆及圆柱销，节约成本，实现总成轻量化，有效缩短转向器总成的轴向尺寸。

在一些实施例中，第一周向限位部包括沿径向凸出的限位凸块11，第二周向限位部包括沿径向贯通的限位凹槽21，其中，如图10所示，限位凸块11设于输入轴10的外周壁，且限位凸块11在输入轴10的外周壁沿径向上凸出设置，限位凹槽21为在输出轴20的端面上凹陷形成，限位凸块11伸至限位凹槽21内，弹性件30的至少部分伸至限位凸块11的外侧壁与限位凹槽21的内侧壁之间。

也就是说，限位凸块11伸至限位凹槽21内，且限位凹槽21沿周向的延伸长度大于限位凸块11沿周向的延伸长度，以使限位凸块11与限位凹槽21的内壁之间形成有安装间隙，使得弹性件30的至少部分可安装于限位凸块11与限位凹槽21的内壁之间。这样，在输入轴10转动时，限位凸块11开始作用，限位凸块11的外侧壁与限位凹槽21的内侧壁靠近，弹性件30始终保持在两个侧壁之间，以使限位凸块11对弹性件30进行挤压，从而便于根据弹性件30的变形量获取输入轴10与输出轴20的相对转角以及驾驶员的输入扭矩。

在一些实施例中，限位凸块11为沿输入轴10的周向间隔开设置的多个，限位凹槽21为沿输出轴20的周向间隔开设置的多个，多个限位凸块11和多个限位凹槽21一一对应。限位凸块11为两个，且两个限位凸块11在输入轴10的径向上正对设置，且如图11所示，限位凹槽21为两个，且两个限位凹槽21设于输出轴20的端面上，这样，在将输入轴10与输出轴20安装配合时，两个限位凸块11分别对应插入两个限位凹槽21内，且每个限位凹槽21与对应的限位凸块11之间具有设有弹性件30。以在输入轴10转动时，两个限位凸块11分别挤压对应的限位凹槽21内的弹性件30。

其中，多个限位凸块11以及多个限位凹槽21的设置，保证了输出轴20和输入轴10安装的精度，当输入轴10和输出轴20转动到一定程度时，多个限位凸块11同时作用于弹性件30以及限位凹槽21的内壁，利于将受力均匀分散，避免了受力不均的情况。

在一些实施例中，如图7所示，弹性件30包括上连接部33、中间弹性块34和下连接部35，上连接部33伸至相邻两个限位凸块11之间，下连接部35伸至限位凹槽21内，上连接部33与下连接部35通过中间弹性块34相连，且中间弹性块34位于限位凸块11的外侧壁与限位凹槽21的内侧壁之间。

如图7所示，上连接部33和下连接部35均为沿径向正对且沿周向间隔开设置的两个，两个上连接部33和两个下连接部35在周向上交错设置且在轴向上平行间隔开，中间弹性块34为四个，每个上连接部33的两端的下表面均通过中间弹性块34分别与两个下连接部35相连，且两个下连接部35的两端的上表面均通过中间弹性块34分别与两个上连接部33相连。

这样，在实际的安装中，下连接部35以及相邻的两个中间弹性块34安装于限位凹槽21内，且相邻的两个中间弹性块34形成安装空间，且四个中间弹性块34分别形成两组安装空间，且两个限位凸块11分别伸至两组安装空间内，且上连接部33的下侧面抵压于输出轴20的端部同时抵压于两个限位凸块11之间的端面。

在一些实施例中，弹性件30包括多组弹性块，多组弹性块与多个限位凸块11一一对应，如图8所示，弹性件30包括两组弹性块，且每组弹性块包括两个沿周向间隔开的子弹性块32，且每组的两个子弹性块32分别位于对应限位凸块11的两侧。

需要说明的是，两个限位凸块11分别对应安装于两个限位凹槽21内，两个限位凸块11与两个限位凹槽21在输出轴20的周向上形成四个间隙，可将四个子弹性块32分别安装于四个间隙中。这样，在每个限位凸块11沿周向的两侧与限位凹槽21的内壁之间均设有一个子弹性块32，这样，在输入轴10顺时针或逆时针转动时，限位凸块11均能够与转动方向上限位凹槽21的内壁对子弹性块32进行挤压。

在一些实施例中，弹性件30包括外环部31和多组弹性块，多组弹性块设于外环部31的内周壁，外环部31套设于输出轴20的端部外，多组弹性块与多个限位凸块11一一对应，每组弹性块包括两个沿周向间隔开的子弹性块32，且每组的两个子弹性块32分别位于对应限位凸块11的两侧。

如图9所示，外环部31内设有两组弹性块，且每组弹性块包括两个子弹性块32，这样，在将弹性件30安装于输入轴10和输出轴20之间时，可将外环部31套设于输出轴20，同时使得两组弹性块分别伸至两个限位凹槽21内，且在每组的两个子弹性块32之间形成安装空间，最后再将输入轴10安装于输出轴20，使得两个限位凸台分别伸至两组弹性块的子弹性块32限定出的安装空间内，由此，可实现输入轴10、输出轴20和弹性件30的安装配合，且在输入轴10转动时，限位凸台能够与限位凹槽21的内壁有效地抵压子弹性块32。由上述可知，本申请中的弹性件30可为整体式结构，也可为分体式结构。

在一些实施例中，如图1所示，转向传动机构100还包括：挡圈组件40，挡圈组件40套设于输出轴20的端部，且挡圈组件40抵压于弹性件30的外周壁。也就是说，本申请中通过设置挡圈组件40可对弹性件30起到径向限位的作用，以使弹性件30始终位于输入轴10和输出轴20之间，这样，在输入轴10相对于输出轴20转动时，限位凸块11能够对弹性件30进行有效地挤压。

在一些实施例中，挡圈组件40可以固定连接在输入轴10或输出轴20上，亦或是与弹性件30固定连接，如弹性件30为通过二次注塑等方式与挡圈组件40配合在一起，如图5所示，挡圈组件40可与输入轴10为间隙配合，或者也可与输出轴20为间隙配合。而当驾驶员转动方向盘时，使输入轴10与输出轴20产生相对转角，弹性件30的主体部分受力产生变形，挡圈组件40可以防止弹性件30受力产生的形变过大，减小由此产生的失效风险。

具体地，如图3和图4所示，本申请中的弹性件30位于输入轴10与输出轴20之间，弹性件30的外圈由挡圈组件40限制以防止弹性件30向外变形，且内圈与输入轴10留有间隙，由于橡胶的不可压缩性，当弹性件30受力时会向内变形使该间隙减小，间隙保证了变形的顺利。

在一些实施例中，如图2所示，转向传动机构100还包括：传感器组件60和磁环70，传感器组件60套设于输出轴20的端部，磁环70套设于输入轴10的端部，且传感器组件60抵压于弹性件30的外周壁，传感器组件60和磁环70用于检测弹性件30的转角，且传感器组件60和磁环70与助力电机控制器电连接。其中，传感器组件60可以采用霍尔式传感器。

也就是说，本申请中通过在输出轴20的端部设置传感器组件60，可使得传感器组件60能够对弹性件30起到径向限位的作用，以使弹性件30始终位于输入轴10和输出轴20之间，这样，在输入轴10相对于输出轴20转动时，限位凸块11能够对弹性件30进行有效地挤压。即在此实施例中，使用传感器组件60代替挡圈组件40，限制弹性件30的位移方向。

在具体的实施例中，弹性件30的工作位置和传感器组件60安装位置在输出轴20上处于同一轴向位置，且输出轴20与传感器组件60固定连接，输入轴10与磁环70固定连接。其中，传感器组件60和磁环70可用于检测输入轴10与输出轴20的相对转角。这样，当驾驶员在转动方向盘时，输入轴10会与方向盘同步转动，此时弹性件30受力发生形变，导致输入轴10与输出轴20间产生相对转角，分别固定于输入轴10与输出轴20上的磁环70、传感器组件60将此转角信号检测到并发至助力电机控制器中，控制电机给出合适的扭矩以辅助转向。

且在一些实施例中，输入轴10与磁环70通过磁环配合面焊接成一体，通过输入轴10的轴肩对磁环70进行轴向定位。

在一些实施例中，输出轴20的端部设有中空的安装孔22，输入轴10的端部伸至安装孔22内，且输入轴10的端部通过轴承50支撑于安装孔22的内壁。通过将输入轴10的端部通过轴承50安装在安装孔22内，即实现了输出轴20和输入轴10的转动配合，当输入轴10发生转动时，弹性件30受力发生形变，从而使输入轴10与输出轴20间可以产生相对转角。这样，输入轴10伸入输出轴20的安装孔22内，利于输入轴10和输出轴20共同轴向上的空间，缩短转向传动机构100的轴向长度。

本实用新型又提出了一种车辆。

根据本实用新型实施例的车辆，设置有上述任一种实施例的转向传动机构100。通过输入轴10与输出轴20进行配合，再与弹性件30进行配合固定，形成一个完整的转向传动机构100，优化了装配工艺，使用橡胶弹性件30进行替代，节约成本，实现总成轻量化，有效缩短转向器总成的轴向尺寸。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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 (10)

1.一种转向传动机构(100)，其特征在于，包括：

输入轴(10)和输出轴(20)，所述输入轴(10)的端部可转动地支撑于所述输出轴(20)的端部，且所述输入轴(10)设有第一周向限位部，所述输出轴(20)设有第二周向限位部，所述第一周向限位部与所述第二周向限位部在周向上限位配合；

弹性件(30)，所述弹性件(30)安装于所述输入轴(10)和所述输出轴(20)之间，且所述弹性件(30)的至少部分位于所述第一周向限位部和所述第二周向限位部之间。

2.根据权利要求1所述的转向传动机构(100)，其特征在于，所述第一周向限位部包括沿径向凸出的限位凸块(11)，所述第二周向限位部包括沿径向贯通的限位凹槽(21)，所述限位凸块(11)伸至所述限位凹槽(21)内，所述弹性件(30)的至少部分伸至所述限位凸块(11)的外侧壁与所述限位凹槽(21)的内侧壁之间。

3.根据权利要求2所述的转向传动机构(100)，其特征在于，所述限位凸块(11)为沿所述输入轴(10)的周向间隔开设置的多个，所述限位凹槽(21)为沿所述输出轴(20)的周向间隔开设置的多个，多个所述限位凸块(11)和多个所述限位凹槽(21)一一对应。

4.根据权利要求3所述的转向传动机构(100)，其特征在于，所述弹性件(30)包括上连接部(33)、中间弹性块(34)和下连接部(35)，所述上连接部(33)伸至相邻两个所述限位凸块(11)之间，所述下连接部(35)伸至所述限位凹槽(21)内，所述上连接部(33)与所述下连接部(35)通过所述中间弹性块(34)相连，且所述中间弹性块(34)位于所述限位凸块(11)的外侧壁与所述限位凹槽(21)的内侧壁之间。

5.根据权利要求3所述的转向传动机构(100)，其特征在于，所述弹性件(30)包括多组弹性块，多组所述弹性块与多个所述限位凸块(11)一一对应，每组所述弹性块包括两个沿周向间隔开的子弹性块(32)，且每组的两个所述子弹性块(32)分别位于对应所述限位凸块(11)的两侧。

6.根据权利要求5所述的转向传动机构(100)，其特征在于，所述弹性件(30)包括外环部(31)和设于所述外环部(31)的内周壁的多组所述弹性块，所述外环部(31)套设于所述输出轴(20)的端部外，多组所述弹性块与多个所述限位凸块(11)一一对应，每组所述弹性块包括两个沿周向间隔开的子弹性块(32)，且每组的两个所述子弹性块(32)分别位于对应所述限位凸块(11)的两侧。

7.根据权利要求1所述的转向传动机构(100)，其特征在于，还包括：挡圈组件(40)，所述挡圈组件(40)套设于所述输出轴(20)的端部，且所述挡圈组件(40)抵压于所述弹性件(30)的外周壁。

8.根据权利要求1所述的转向传动机构(100)，其特征在于，还包括：传感器组件(60)和磁环(70)，所述传感器组件(60)套设于所述输出轴(20)的端部，且所述传感器组件(60)抵压于所述弹性件(30)的外周壁，所述传感器组件(60)和所述磁环(70)用于检测所述弹性件(30)的转角，且所述传感器组件(60)和所述磁环(70)与助力电机控制器电连接。

9.根据权利要求1所述的转向传动机构(100)，其特征在于，所述输出轴(20)的端部设有中空的安装孔(22)，所述输入轴(10)的端部伸至所述安装孔(22)内，且所述输入轴(10)的端部通过轴承(50)支撑于所述安装孔(22)的内壁。

10.一种车辆，其特征在于，设置有权利要求1-9中任一项所述的转向传动机构(100)。

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