CN215553524U - 电动助力转向器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动助力转向器，其包含一壳体；一转向轴，能够往复位移地设置在壳体内并伸出壳体两端，其轴体具有齿条部及螺杆部；一螺帽，其组设在壳体内并螺接螺杆部；一马达，其受引擎控制单元(ECU)控制，其设置于壳体内，其具有一外转转子，外转转子结合于螺帽以驱动螺帽转动，进而带动杆体于壳体内往复位移；其中该螺帽的本体外环面设有支承法兰，支承法兰锁固在壳体内，于支承法兰与螺帽本体之间夹设有滚动件，借此形成可稳固支承螺帽的精简机构轴承，使电动助力转向器达到精省体积与制造成本的目的。

Description

电动助力转向器

技术领域

本实用新型关于一种电动助力转向器，尤指一种可借由外转马达提供直驱动力引动螺帽驱动转向轴的RD型EPS(Rack-direct-drive type electric power steering)的电动助力转向器设计。

背景技术

电动助力转向(Electric Power Steering, EPS)系统是一种借由电机提供辅助转矩的动力转向系统，相对于传统的液压助力转向系统，电动助力转向系统能够在车速改变时调整马达的转速进而提供优化的转向助力，同时兼顾低速时的便利性以及高速时的稳定性，此外由于减少了油泵、液压油管等组件，因此有利于搭配至不同的车型上，随着先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System, ADAS)以及无人自动驾驶技术的引进，方向盘以及转向柱逐渐成为非必要的组件，因此减少电动助力转向机构体积以及节省成本成为一个需要解决的问题。

此外，为了配合不同的车型，开发人员也致力于减少减速机构以及传动机构中组件的数量，避免组件因为老化或是组件彼此之间连接的干涉、间隙等误差，累积而影响计算车体转角或输出轴位置的可靠度。然而，上述前案皆需设置方向盘及转向柱，并将用于量测转向角度的传感器设置于转向柱，因此，用于安装转向柱的壳体需预留设置传感器的空间，而造成整体系统体积庞大的缺点，且在装配时，转向柱与传感器的组装结构以及相互配置关系会使得装配上的工序较多并且复杂，不只降低了组装便利性，还提升了组装的时间进而提升了生产成本，为此，RD型EPS的电动助力转向器乃较能达到缩减机构组件空间的要求。

而该RD型EPS的电动助力转向器所应用的驱动马达，采用中空型的内转马达，如中国台湾专利M590555号所公开的“电动助力转向系统”，其马达采用内转转子的形式，导致马达在结构尺寸上无法有多极数的设置，而极数较少的马达会有高转速、低扭矩的特性，致使在直接驱动需要高精度灵敏控制转向轴作动的滚珠螺帽上时，易会有控制点偏差的现象。

发明内容

为解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种电动助力转向器，使马达能有较为有效率精准的动力输出，减少螺帽伺服机构整体组件，达到组装便利性提升、降低生产成本的产业经济效益。

本实用新型的主目的在提供一种电动助力转向器，使电动助力方向机能够达到缩减机构组件空间的目的，使该螺帽配合一支承法兰形成一精简机构的轴承。

本实用新型的次一目的在提供一种电动助力转向器，该马达采用外转驱动形式，使马达的外转转子直接带动螺帽以驱动转向轴，达到高精准度的驱动转向轴的目的，并使马达极数提升达到低转数与高扭矩动力输出的目的。

为了达到上述目的，本实用新型的电动助力转向器，其较佳的技术方案包含一壳体、一转向轴、一螺帽及一马达，其中：

该壳体具有一第一壳体与一第二壳体，该第一壳体与该第二壳体为相连接的管体；

该转向轴能够轴向往复位移地设置在该壳体内，且其两端分别从该第一壳体与该第二壳体伸出，该转向轴的轴体具有一齿条部及一螺杆部；

该螺帽组设在该壳体内并螺接该转向轴的螺杆部，该螺帽通过一支承法兰组设在该壳体内；其中该支承法兰形成中央具有一通孔的环体，该通孔的孔壁凹设有一第一珠沟；该螺帽的外环面具有一第二珠沟，该第一珠沟与第二珠沟之间夹设数个滚动件；

该马达设置于该壳体内以带动该螺帽转动，进而驱动该转向轴于该壳体内轴向往复位移；该马达具有一中空状的马达定子及一外转转子，该马达定子供该转向轴穿过其中空部位，该外转转子呈筒杯形，该外转转子的一端与该螺帽相结合而得以驱动该螺帽转动。

上述的电动助力转向器中，该第一壳体为一多阶管径的管体，该第一壳体更大管径的一端内部形成一第一容置空间；该第二壳体为一多阶管径的管体，该第二壳体更大管径的一端内部形成有一第二容置空间；该支承法兰的环体开设有数个锁孔，及该第一壳体锁设在该支承法兰一侧，该第二壳体锁设在该支承法兰的另一侧。

上述的电动助力转向器中，该马达的马达定子锁固在该第一壳体的第一容置空间中，及该螺帽容设在第二壳体的第二容置空间中。

上述的电动助力转向器中，该滚动件为滚珠或滚柱其中之一。

上述的电动助力转向器中，该马达的外转转子于筒身径向内壁面上结合有数个感应磁石，该感应磁石相对于该外转转子径向筒身的另侧面张设有一支撑环，该支撑环位于该感应磁石与该马达定子的圆周之间。

上述的电动助力转向器中，该外转转子的筒杯形的底部设有数个穿孔供螺丝穿设以与该螺帽相锁合。

上述的电动助力转向器中，该支撑环为不锈钢材质，其直径及形体小于该外转转子。

附图说明

以下配合附图详细说明本实用新型的特征及优点：

图1为本实用新型电动助力转向器的立体外观示意图。

图2为本实用新型电动助力转向器的分解立体示意图。

图3为本实用新型电动助力转向器的组合剖面示意图。

图4为本实用新型电动助力转向器中该螺帽局部分解立体示意图。

图5为本实用新型电动助力转向器中该马达局部分解立体示意图。

部件名称：

1 壳体；11 第一壳体；12 第二壳体；13 第一容置空间；14 第二容置空间；2 转向轴；21 齿条部；22 螺杆部；3 螺帽；31 支承法兰；32 通孔；33 锁孔；34 第一珠沟；35 第二珠沟；36 滚动件；4 马达；41 马达定子；42 外转转子；421 感应磁石；422 支撑环；423 穿孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参阅图1、图2及图3所示，本实用新型的电动助力转向器，为一种外转马达提供直驱动力引动一螺帽以驱动一转向轴的RD型EPS(Rack-direct-drive type electric powersteering)的电动助力转向器，其较佳的具体实施例包含一壳体1、一转向轴2、一螺帽3及一马达4，其中：

该壳体1包含一第一壳体11与一第二壳体12，该第一壳体11为一多阶管径的管体，于管体一端较大阶管径内部形成有一第一容置空间13，该第一容置空间13供该马达4容设；该第二壳体12亦为一多阶管径的管体，于管体一端较大阶管径内部形成有一第二容置空间14，该第二容置空间14供该螺帽3容设。

该转向轴2能够轴向往复位移地设置在该壳体1内(如图2及图3所示)，且其两端分别从该第一壳体11与该第二壳体12伸出，该转向轴2的轴体具有一齿条部21及一螺杆部22。

该螺帽3组设在该壳体1内并螺接该转向轴2的螺杆部22，其主要以滚珠螺帽螺合该转向轴2以提供一引动效用，该螺帽3与传统滚珠螺帽结构相当，于此并不再赘述；本实用新型该螺帽3通过一支承法兰31而组设在该壳体1内，该支承法兰31中央形成有一通孔32的环体，环体开设有数个锁孔33，该通孔32的孔壁凹设有一第一珠沟34；该螺帽3于本体的外环面选定处加工成型有一第二珠沟35，于该第一珠沟34与第二珠沟35之间夹设有数个滚动件36，该滚动件36可为滚珠或滚柱，借此形成一可稳固支承螺帽3的精简机构轴承。

该马达4设于该壳体1内受引擎控制单元(ECU)控制，进而驱动该螺帽3转动，用以带动该转向轴2于该壳体1内轴项往复位移；该马达4为一中空马达形式，其由一中空状的马达定子41及一外转转子42所构成，中空状的该马达定子41提供该转向轴2能穿过其中空部位，使该马达4形成套设在该转向轴2上驱动的构造；该外转转子42采多极数设计，其略呈一筒杯形，于该外转转子42的筒身径向内壁面上结合有数个感应磁石421，该感应磁石421相对于该外转转子42径向筒身的另一侧面设有一支撑环422，使该支撑环位于该感应磁石与该马达定子41的圆周之间；该支撑环422为不锈钢材质制成，其直径及形体略小于该外转转子42；该外转转子42筒杯底部设有数个穿孔423，该数个穿孔423供该外转转子42与该螺帽3相锁合，进而使该外转转子42得以驱动该螺帽3转动。

本实用新型利用上述构件，使该螺帽3穿套螺合于该转向轴2的螺杆部22，并与该支承法兰31组成一机构轴承，使该支承法兰31能够在该支承法兰31中转动；该马达4的外转转子42与该螺帽3锁结，该马达定子41则锁固在该第一壳体11的第一容置空间13中；本实用新型又使该第一壳体11锁设在该支承法兰31一侧，而将该马达4的马达定子41与外转转子42套设组合在该第一容置空间13中；该第二壳体12将该螺帽3容设在该第二容置空间14中，并自该支承法兰31的另一侧予以罩套锁结；借此组成本实用新型的电动助力转向器，能够使整体结构更为精简，该马达4的动力输出更有效率地直接驱动该螺帽3，使计算车体转角或该转向轴2位置的可靠度提升。

参阅图3及图4所示，上述该螺帽3的第一珠沟34与第二珠沟35的形式，对应配合该滚动件36的大小与形式而定，本实用新型图示中所公开的滚动件36为圆形钢珠，因此第一珠沟34与第二珠沟35的形式则对应为哥德圆弧形，使滚动件36于第一珠沟34与第二珠沟35之间相对应夹设时，可在珠沟内具有极佳伺服效果的四点接触，使该螺帽3与该支承法兰31能通过中介的数个滚动件36保有确实稳定的滚转支撑效果。而圆形钢珠形式的滚动件36必非绝对限定本实用新型的应用手段，如滚动件36采用滚柱体形式，该第一珠沟34与该第二珠沟35则改用对应滚柱体的V型珠沟形式，亦可达成确实稳定的滚转支撑效果。

参阅图3及图5所示，上述该支撑环422的设置，主要提供该外转转子42的感应磁石421一径向的稳固支撑，使该马达4在运转时，该感应磁石421不会因电极与感应磁石421的交互磁吸作用，而与该马达定子41形成触接导致磨损的情事产生，此设计与一般的马达磁石采用胶合粘着的方式，更能大幅提供一极佳的绝对安全性，使马达的使用寿命能更加提升。

本实用新型依前述结构所组成的电动助力转向器，因该马达4所采用的转子形式为外转子结构，因此于该外转转子42上可组设的感应磁石421数量能达到多极数的设计，借此使该马达3具有低转速、高扭矩的特性，致使该螺帽3在直接驱动该转向轴2作动时，更具有轻巧、高精度灵敏控制的功效。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种电动助力转向器，其包含一壳体、一转向轴、一螺帽及一马达，其特征在于：

该壳体具有一第一壳体与一第二壳体，该第一壳体与该第二壳体为相连接的管体；

该转向轴能够轴向往复位移地设置在该壳体内，且其两端分别从该第一壳体与该第二壳体伸出，该转向轴的轴体具有一齿条部及一螺杆部；

该螺帽是组设在该壳体内并螺接该转向轴的螺杆部，该螺帽通过一支承法兰组设在该壳体内；其中该支承法兰形成中央具有一通孔的环体，该通孔的孔壁凹设有一第一珠沟；该螺帽的外环面具有一第二珠沟，该第一珠沟与第二珠沟之间夹设数个滚动件；

该马达设置于该壳体内以带动该螺帽转动，进而驱动该转向轴于该壳体内轴向往复位移；该马达具有一中空状的马达定子及一外转转子，该马达定子供该转向轴穿过其中空部位，该外转转子呈筒杯形，该外转转子的一端与该螺帽相结合而得以驱动该螺帽转动。

2.如权利要求1所述的电动助力转向器，其特征在于，该第一壳体为一多阶管径的管体，该第一壳体更大管径的一端内部形成一第一容置空间；该第二壳体为一多阶管径的管体，该第二壳体更大管径的一端内部形成有一第二容置空间；该支承法兰的环体开设有数个锁孔，及该第一壳体锁设在该支承法兰的一侧，该第二壳体锁设在该支承法兰的另一侧。

3.如权利要求２所述的电动助力转向器，其特征在于，该马达的马达定子锁固在该第一壳体的第一容置空间中，及该螺帽是容设在第二壳体的第二容置空间中。

4.如权利要求1所述的电动助力转向器，其特征在于，该滚动件为滚珠或滚柱其中之一。

5.如权利要求1所述的电动助力转向器，其特征在于，该马达的外转转子于筒身径向内壁面上结合有数个感应磁石，该感应磁石相对于该外转转子的径向筒身的另一侧面张设有一支撑环，该支撑环位于该感应磁石与该马达定子的圆周之间。

6.如权利要求５所述的电动助力转向器，其特征在于，该外转转子的筒杯形的底部设有数个穿孔供螺丝穿设以与该螺帽相锁合。

7.如权利要求５所述的电动助力转向器，其特征在于，该支撑环为不锈钢材质，其直径及形体小于该外转转子。

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