CN213649709U - 一种电动助力转向器和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电动助力转向器和车辆，电动助力转向器包括丝杆、多根滚柱以及齿条螺母，齿条螺母具有可供丝杆穿过的通腔，通腔侧壁设有螺旋线沟槽，滚柱中部设有外螺纹且同时啮合于丝杆和螺旋线沟槽；滚柱两端部各设有周向延伸的环形凸条，通腔两端对应设有环形凸台，环形凸台上设有可供环形凸条置入滑动限位的凹槽。本实用新型中，在装配时，只需保证滚柱与丝杆、螺旋线沟槽啮合，并将滚柱两端的环形凸条置入凹槽内即可，通过环形凸条和凹槽的相互配合，可以限制多个滚柱的装配位置，装配简单，所需要的装配精度低，具有相关配件误差和粗糙度容忍范围大等特点，减少了助力转向器的装配难度。

Description

一种电动助力转向器和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆转向器技术领域，尤其涉及一种电动助力转向器和车辆。

背景技术

车辆的电动转向器是一种在驾驶员操作方向盘时提供助力的装置，转向器的作用是把来自转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，以减少驾驶员扭动方向盘的所需要的扭力，从而使实现车辆的转向。为方便控制并提高车辆高速时的稳定可靠性，现有车辆上的转向器一般使用电动助力转向器，即由电动机直接提供助力，电控单元根据车速决定电动机的助力效果。

现有的技术中，电动助力转向器具有丝杆和齿条螺母，由电机驱动丝杆转动，带动齿条螺母轴向转动，齿条螺母的外齿条与转向柱啮合，驱动转向柱转动实现转向；在丝杆和齿条螺母之间，设置多个行星运动的滚柱，为保证滚柱的精确装配位置并实现丝杆和滚柱的啮合以及齿条螺母和丝杆的啮合，滚柱的两端需要设置直齿和齿条螺母的内齿圈啮合。但该电动助力转向器的结构较为复杂、相关配件的制作精度要求较高，导致装配精度要求高、装配过程复杂。例如，对内齿圈的压装相位有很高的精度要求，若两端的内齿圈在径向有偏转角度误差，很容易造成装不上的情况且滚柱一方面与内齿圈啮合，一方面与螺旋槽啮合，故各个行星滚柱的轴向位置不同，装配过程复杂，增加了装配的难度。

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器和车辆，以解决现有技术中的电动助力转向器，结构较为复杂、装配精度要求高导致的装配复杂、难度大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种电动助力转向器，包括丝杆、齿条螺母和多根滚柱，所述齿条螺母具有可供所述丝杆穿过的通腔，所述通腔侧壁设有螺旋线沟槽；

所述滚柱的中部设有外螺纹，所述滚柱同时啮合于所述丝杆和所述螺旋线沟槽；

所述滚柱的两端部设有周向延伸的环形凸条，所述通腔的两端对应设有环形凸台，所述环形凸台上设有可供所述环形凸条置入并滑动限位的凹槽。

优选的，所述环形凸条为凸廓形的环状凸条。

优选的，所述环形凸条的横截面两侧为弧形，所述凹槽的横截面面为三角形。

优选的，所述环形凸条的高度小于所述外螺纹。

优选的，所述螺旋线沟槽为三角形螺旋线沟槽。

优选的，所述电动助力转向器还包括保持架，所述保持架的端面均匀开设有多个可供所述滚柱插入的通孔。

优选的，所述电动助力转向器还包括用于限制所述保持架轴向位置的挡圈。

优选的，在所述齿条螺母的内两端，各设有一组所述保持架和所述挡圈。

优选的，所述电动助力转向器还包括摇臂轴和用于驱动所述丝杆转动的电机驱动组件，所述摇臂轴侧壁设有摇臂，所述摇臂末端设有用于啮合至所述齿条螺母的外齿条。

一种车辆，包括上述的电动助力转向器。

本实用新型提供的电动助力转向器和车辆的有益效果在于：电动助力转向器包括丝杆、齿条螺母和多根滚柱，在装配电动助力转向器时，只需要保证滚柱与丝杆、螺旋线沟槽啮合，并且将滚柱两端的环形凸条置入凹槽内即可完成装配，通过滚柱两端的环形凸条和齿条螺母上凹槽之间的相互配合，可以限制多个滚柱的装配位置，装配时无需对准啮合，可以直接置入，装配简单，具有相关配件误差和粗糙度容忍范围大等特点，从而减少了助力转向器的装配难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为齿条螺母、丝杆以及多个滚柱的爆炸示意图；

图2为滚柱的结构示意图；

图3为齿条螺母的剖视示意图；

图4为凹槽和环形凸条的配合示意图；

图5为一种电动助力转向器的整体示意图。

其中，图中各附图标记：1-丝杆；2-齿条螺母；21-通腔；22-螺旋线沟槽；23-环形凸台；231-凹槽；3-滚柱；31-外螺纹；32-环形凸条；33-转轴部；4-保持架；5-孔用压扁钢丝挡圈；6-电机驱动组件；7-摇臂轴。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的一种电动助力转向器进行说明。

本实例中提供一种电动助力转向器，包括丝杆1、多根滚柱3以及齿条螺母2。其中齿条螺母2具有通腔21，通腔21侧壁设有螺旋线沟槽22，丝杆1置入通腔21内，各滚柱3位于丝杆1和通腔21侧壁之间。滚柱3的中部设有外螺纹31，同时啮合于丝杆1和螺旋线沟槽22；滚柱3的两端部各设有周向延伸的环形凸条32。在通腔21的两端对应设有环形凸台23，环形凸台23上设有可供环形凸条32置入并滑动限位的凹槽231。

在装配时，只需要保证滚柱3与丝杆1、螺旋线沟槽22啮合，并且将滚柱3两端的环形凸条32置入凹槽231内即可完成装配。环形凸条32和凹槽231的配合方式，与现有技术中将滚柱和齿条螺母的内齿圈啮合的配合方式相比，在装配时直接置入即可，无需对准啮合，所需要的配件加工精度要求低，从而使得装配精度低、装配时的相位要求均较低，且结构简单，装配零部件减少，大大提高了生产效率和良品率。此外，由于配件精度要求较低，环形凸条32和凹槽231相比于传统的齿轮啮合，能在更大的误差和粗糙度范围内保持平稳运行，从而避免因装配、生产等误差需要内齿圈矫正滚柱姿态，造成装配完成投入、使用中的丝杆1副破坏或者滚柱3丝杆1副卡滞等问题，具有较长的使用寿命。

优选的，环形凸条32为凸廓形的环状凸条，环形凸条32的横截面形状是近似三角形侧边外凸为弧形的形状，环形凸条32的截面具有两侧边和顶端，截面倾斜且对称的两侧边具有一定的导向性，在装配中便于定位，进一步地降低了装配复杂度。

优选的，如图4所示，环形凸条32的横截面两侧边均为弧形，凹槽231的横截面为三角形，换言之，在横截面中，环形凸条32的两侧壁和上端部与凹槽231各面均为点接触，转动过程中减少了面接触的摩擦力和磨损，减少因加工误差、使用磨蹭等所带来的运动卡滞等问题，延长了使用寿命。

优选的，如图1至图5所示，滚柱3上环形凸条32的高度大于螺旋线沟槽22的上端面，相应地，滚柱3上环形凸条32的高度小于外螺纹31。也即，环形凸条32和凹槽231的配合位置所在的平面，与滚柱3与丝杆1啮合位置所在的平面不重合，以避免环形凸条32在转动的过程中接触丝杆1螺纹发生干涉。

优选的，本实施中的螺旋线沟槽22为三角形螺旋线沟槽22，便于生产制造并与滚柱3配合。

优选的，如图1至图3所示，电动助力转向器还包括呈环形的保持架4，保持架4中部可供丝杆1穿过，其端面均匀开设有多个可供滚柱3插入的通孔，各滚柱3对应插入通孔，以保持多个滚柱3之间始终相距，避免接触导致转动干涉、破坏外螺纹31。

优选的，电动助力转向器还包括用于限制保持架4轴向位置的挡圈，该挡圈为孔用压扁钢丝挡圈5，压扁钢丝挡圈5安装在齿条螺母2的内腔21中，以避免保持架4轴向滑动脱离滚柱3。

优选的，本实施例中包括两组孔用压扁钢丝挡圈5和保持架4，分别设在齿条螺母2内部的两端，对应的，各滚柱3两端均设有转轴部33，插入对应的通孔，保持滚柱3两端位置，避免倾斜后接触干涉。

优选的，本实施例中的滚柱3数量为8个，环绕丝杆1的周向均匀布置，保证力能够较为均匀的传递。

优选的，如图1至图5所示，电动助力转向器还包括摇臂轴和用于驱动丝杆1转动的电机驱动组件6，摇臂轴7侧壁设有摇臂7，摇臂7的末端设有用于啮合至齿条螺母2的外齿条。电机驱动组件6包括电机和相应的减速机构，输出转矩带动丝杆1转动，通过滚轮3将转矩传递至齿条螺母2，齿条螺母2的三角形螺旋线沟槽22将转矩转换为直线力矩，从而驱动齿条螺母2直线运动。齿条螺母2位移后，由于齿条螺母2外侧的齿条与摇臂末端的外齿条啮合，会带动摇臂末端摆动，最终驱动摇臂轴7转动。

在一实施例中，提供一种车辆，包括上述的电动助力转向器。采用本实施例中的电动助力转向器，在车辆行驶过程中，通过电机驱动组件6输出转矩，带动电动助力转向器中的丝杆1转动，丝杆1带动各滚柱3转动并将转矩传递至齿条螺母2，齿条螺母2轴向运动并传递转矩至摇臂7，带动摇臂7摆动，最终驱动转向柱转动，减少方向盘上施加的转向力大小，完成车辆转弯时的助力。

本实施例中的电动助力转向器的工作原理，在电动助力转向器的配件生产完成进行装配时，滚柱3只需要与丝杆1、齿条螺母2内侧壁啮合，并且将其两端的环形凸条32置入凹槽231内即完成滚柱3的装配，无需对准啮合至内齿圈，所需要的装配精度低、装配难度低。在使用电动助力转向器时，通过电机驱动组件6输出转矩，带动丝杆1转动，丝杆1带动各滚柱3转动并将转矩传递至齿条螺母2，齿条螺母2轴向运动传递至力矩至摇臂7，带动其摆动，最终驱动转向柱转动，完成转弯时的助力。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动助力转向器，其特征在于，包括丝杆、齿条螺母和多根滚柱，所述齿条螺母具有可供所述丝杆穿过的通腔，所述通腔侧壁设有螺旋线沟槽；

所述滚柱的中部设有外螺纹，所述滚柱同时啮合于所述丝杆和所述螺旋线沟槽；

所述滚柱的两端部设有周向延伸的环形凸条，所述通腔的两端对应设有环形凸台，所述环形凸台上设有可供所述环形凸条置入并滑动限位的凹槽。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向器，其特征在于，所述环形凸条的为凸廓形的环状凸条。

3.根据权利要求2所述的电动助力转向器，其特征在于，所述环形凸条的横截面两侧为弧形，所述凹槽的横截面为三角形。

4.根据权利要求1所述的电动助力转向器，其特征在于，所述环形凸条的高度小于所述外螺纹。

5.根据权利要求1所述的电动助力转向器，其特征在于，所述螺旋线沟槽为三角形螺旋线沟槽。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电动助力转向器，其特征在于，所述电动助力转向器还包括保持架，所述保持架的端面均匀开设有多个可供所述滚柱插入的通孔。

7.根据权利要求6所述的电动助力转向器，其特征在于，所述电动助力转向器还包括用于限制所述保持架轴向位置的挡圈。

8.根据权利要求7所述的电动助力转向器，其特征在于，在所述齿条螺母的内两端，各设有一组所述保持架和所述挡圈。

9.根据权利要求1-5任一项所述的电动助力转向器，其特征在于，所述电动助力转向器还包括摇臂轴和用于驱动所述丝杆转动的电机驱动组件，所述摇臂轴侧壁设有摇臂，所述摇臂末端设有用于啮合至所述齿条螺母的外齿条。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电动助力转向器。

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