CN218198468U - 伸缩执行器和转向柱组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及伸缩驱动技术领域,提供一种伸缩执行器和转向柱组件。伸缩执行器包括:平行传动组件,包括平行的螺杆轴和转动轴;驱动电机,通过齿轮组驱动平行传动组件,齿轮组包括连接在驱动电机与转动轴之间、用以驱动转动轴转动的啮合齿轮对和连接在转动轴与螺杆轴之间、用于驱动转动轴沿螺杆轴运动的啮合齿轮对;其中,连接在驱动电机与转动轴之间的啮合齿轮对的齿数比为非倍数比。本实用新型的伸缩执行器和转向柱组件,能够通过啮合齿轮对之间齿数比呈非倍数比的传动设计,有效地降低齿轮组的传动噪音,从而在伸缩执行器应用至转向柱组件等汽车内饰的伸缩驱动时能够有效满足乘员舱静音的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及伸缩驱动技术领域,具体地说,涉及一种伸缩执行器和转向柱组件。
背景技术
随着汽车技术的不断发展,越来越多的内饰需要伸缩驱动的设计。例如,汽车的方向盘,希望在无需使用时将其收缩进驾驶舱内,需要使用时将其伸展至合适位置。
在驱动方向盘伸缩的伸缩驱动结构中,单螺杆驱动结构较为常用。单螺杆驱动结构采用单根螺杆实现对方向盘所连的转向柱组件的伸缩驱动。单螺杆驱动结构通过齿轮组实现传动,齿轮组在传动时会产生一定的噪音。
随着方向盘伸缩设计引入线控转向系统(在线控转向系统中,方向盘与底盘不直接连接,方向盘具有更大的伸缩空间),对方向盘的伸缩距离有了更高的要求;想要在有限的时间里达到需要的伸缩距离,势必要加大齿轮组的转速,这导致齿轮组的传动噪音被进一步放大,无法满足乘员舱静音的要求。
需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供一种伸缩执行器和转向柱组件,能够通过啮合齿轮对之间齿数比呈非倍数比的传动设计,有效地降低齿轮组的传动噪音,从而在伸缩执行器应用至转向柱组件等汽车内饰的伸缩驱动时能够有效满足乘员舱静音的要求。
根据本实用新型的一个方面,提供一种伸缩执行器,包括:平行传动组件,包括平行的螺杆轴和转动轴;驱动电机,通过齿轮组驱动所述平行传动组件,所述齿轮组包括连接在所述驱动电机与所述转动轴之间、用以驱动所述转动轴转动的啮合齿轮对和连接在所述转动轴与所述螺杆轴之间、用于驱动所述转动轴沿所述螺杆轴运动的啮合齿轮对;其中,连接在所述驱动电机与所述转动轴之间的啮合齿轮对的齿数比为非倍数比。
上述的伸缩执行器,通过连接在驱动电机与转动轴之间、用以驱动转动轴转动的啮合齿轮对和连接在转动轴与螺杆轴之间、用于驱动转动轴沿螺杆轴运动的啮合齿轮对,实现对平行传动组件的有效驱动,使转动轴能够在驱动电机的驱动作用和齿轮组的传动作用下,沿着螺杆轴伸缩行进;
进一步地,通过将连接在驱动电机与转动轴之间的啮合齿轮对的齿数比设计为非倍数比,能够避免成倍数的齿轮传动比导致啮合齿轮对之间共振而引发阶次噪音,使齿轮组的传动噪音有效降低,从而在伸缩执行器应用至转向柱组件等汽车内饰的伸缩驱动时能够有效满足乘员舱静音的要求;尤其是在线控转向系统中,能够通过增加驱动电机的驱动力实现在有限的时间内达到需要的伸缩距离,不会因齿轮组的传动噪音而影响使用。
在一些实施例中,连接在所述驱动电机与所述转动轴之间的啮合齿轮对包括与所述驱动电机连接的第一对啮合齿轮和与所述转动轴连接的第二对啮合齿轮;所述第一对啮合齿轮的齿数比不同于所述第二对啮合齿轮的齿数比。
上述的伸缩执行器,通过与驱动电机连接的第一对啮合齿轮和与转动轴连接的第二对啮合齿轮的不同齿数比设计,使连接在驱动电机与转动轴之间的啮合齿轮对的齿轮传动比进一步错开,避免引发共振而放大噪音,能够有效地降低齿轮组的传动噪音。
在一些实施例中,连接在所述转动轴与所述螺杆轴之间的啮合齿轮对的齿数比为1:1。
上述的伸缩执行器,通过连接在转动轴与螺杆轴之间的啮合齿轮对具有相同齿数的设计,确保转动轴沿螺杆轴的行进速度与由转动轴带动行进的转动件的行进速度一致,以使转动轴所驱动的伸缩行程和转动件所驱动的伸缩行程同步进行,确保由伸缩执行器驱动的整个伸缩行程的稳定和高效。
在一些实施例中,所述转动轴形成为螺杆结构;所述伸缩执行器还包括螺接于所述转动轴的转动件,随所述转动轴转动,所述转动件沿所述转动轴运动。
上述的伸缩执行器,通过螺接于转动轴的转动件,实现当转动轴转动,转动件同步地沿转动轴运动。
在一些实施例中,所述螺杆轴的远端、所述转动轴的远端和所述齿轮组的壳体上、以及所述转动件上分别设置有供装配的支撑件。
上述的伸缩执行器,螺杆轴的的远端的支撑件可供运动组件的固定支座装配,转动轴的远端和齿轮组的壳体上的支撑件可供运动组件的第一运动件装配,转动件上的支撑件可供运动组件的第二运动件装配;从而,当驱动电机驱动平行传动组件,能够带动第一运动件相对固定支座、第二运动件相对第一运动件实现有效伸缩。
在一些实施例中,连接在所述转动轴与所述螺杆轴之间的啮合齿轮对,包括固定于所述转动轴的近端的第一齿轮;所述第一齿轮通过一对第一轴承可转动地支承,其中,位于所述第一齿轮与所述转动轴的远端之间的第一轴承、设置有向所述第一齿轮施加轴向预紧力的第一弹性件。
上述的伸缩执行器,通过一对第一轴承,实现对第一齿轮的转动支承;通过在位于第一齿轮与转动轴之间的第一轴承上设置第一弹性件,向第一齿轮的靠近转动轴的端面施加第一轴向预紧力,能够实现第一齿轮的靠近转动轴的端面的轴向预紧,有效避免运行过程中第一齿轮的靠近转动轴的端面与转动轴之间因轴向间隙而相对窜动,从而实现第一齿轮与转动轴的稳定配合并消除间隙,避免噪音产生。
在一些实施例中,连接在所述转动轴与所述螺杆轴之间的啮合齿轮对,还包括螺接于所述螺杆轴的第二齿轮;所述第二齿轮通过一对第二轴承可转动地支承,其中,位于所述第二齿轮与所述螺杆轴的远端之间的第二轴承、设置有向所述第二齿轮施加轴向预紧力的第二弹性件。
上述的伸缩执行器,通过一对第二轴承,实现对第二齿轮的转动支承;通过在靠近螺杆轴的远端的第二轴承上设置第二弹性件,向第二齿轮的靠近螺杆轴的远端的一侧施加轴向预紧力,避免第二齿轮的靠近螺杆轴的远端的一侧随着运行而相对窜动,确保第二齿轮与螺杆轴的稳定配合并消除间隙,避免噪音产生。
在一些实施例中,连接在所述驱动电机与所述转动轴之间的啮合齿轮对包括与所述驱动电机连接的第一对啮合齿轮;所述第一对啮合齿轮的自由端侧、分别通过对应的轴承可转动地支承,对应的轴承分别设置有向对应的齿轮施加轴向预紧力的弹性件。
上述的伸缩执行器,通过设置于第一对啮合齿轮的自由端侧的轴承,实现对第一对啮合齿轮的自由端侧的转动支承;此外,通过设置于第一对啮合齿轮的自由端侧的轴承上的弹性件,确保对第一对啮合齿轮的自由端侧的稳定支承。
根据本实用新型的又一个方面,提供一种转向柱组件,包括:可伸缩的转向柱,包括固定支座和相对所述固定支座可伸缩的第一运动件;如上述任意实施例所述的伸缩执行器,其中,所述螺杆轴的远端装配至所述固定支座、所述转动轴的远端和所述齿轮组的壳体装配至所述第一运动件;随所述转动轴朝向所述螺杆轴的远端运动,所述第一运动件朝向所述固定支座收缩;随所述转动轴背离所述螺杆轴的远端运动,所述第一运动件背离所述固定支座伸展。
上述的转向柱组件,采用伸缩执行器,能够在驱动电机驱动转动轴朝向螺杆轴的远端运动时,实现第一运动件朝向固定支座收缩的收缩行程,并在驱动电机驱动转动轴背离螺杆轴的远端运动时,实现第一运动件背离固定支座伸展的伸展行程,实现对可伸缩的转向柱的有效伸缩驱动;且伸缩执行器中,连接在驱动电机与转动轴之间的啮合齿轮对的齿数比为非倍数比,能够避免成倍数的齿轮传动比导致啮合齿轮对之间共振而引发阶次噪音的问题,使齿轮组的传动噪音有效降低,从而有效满足乘员舱静音的要求;尤其是在线控转向系统中,能够通过增加驱动电机的驱动力实现在有限的时间内达到需要的伸缩距离,不会因齿轮组的传动噪音而影响使用。
在一些实施例中,所述可伸缩的转向柱还包括相对所述第一运动件可伸缩的第二运动件;所述转动轴形成为螺杆结构,所述伸缩执行器还包括螺接于所述转动轴的转动件,所述转动件装配至所述第二运动件;随所述转动轴朝向所述螺杆轴的远端运动,所述转动件朝向所述转动轴的近端运动,所述第二运动件朝向所述第一运动件收缩;随所述转动轴背离所述螺杆轴的远端运动,所述转动件背离所述转动轴的近端运动,所述第二运动件背离所述第一运动件伸展。
上述的转向柱组件,通过螺接于转动轴的转动件,进一步实现对可伸缩的转向柱的第二运动件相对第一运动件的伸缩驱动,使转向柱组件具有转动轴带动第一运动件朝向固定支座收缩且转动件带动第二运动件朝向第一运动件收缩的两段收缩行程,便于方向盘完全收缩至驾驶舱下,满足线控转向系统中方向盘长距离收缩的需求;转向柱组件还具有转动轴带动第一运动件背离固定支座伸展且转动件带动第二运动件背离第一运动件伸展的两段伸展行程,以便于伸展状态下方向盘快速到达指定位置。
本实用新型与现有技术相比的有益效果至少包括:
本实用新型的伸缩执行器,能够通过驱动电机的驱动和齿轮组的传动,实现对平行传动组件的有效驱动,使转动轴沿着螺杆轴伸缩行进;
本实用新型的伸缩执行器,通过将连接在驱动电机与转动轴之间的啮合齿轮对的齿数比设计为非倍数比,能够避免成倍数的齿轮传动比导致啮合齿轮对之间共振而引发阶次噪音,使齿轮组的传动噪音有效降低,从而在伸缩执行器应用至转向柱组件等汽车内饰的伸缩驱动时能够有效满足乘员舱静音的要求;尤其是在线控转向系统中,能够通过增加驱动电机的驱动力实现在有限的时间内达到需要的伸缩距离,不会因齿轮组的传动噪音而影响使用;
此外,本实用新型的伸缩执行器,还能通过齿轮与传动轴之间轴向预紧力的设置,确保齿轮与传动轴之间的稳定配合,并能进一步避免因齿轮与传动轴之间的轴向配合间隙而导致的噪音问题。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本实用新型。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本实用新型的实施例,并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本实用新型实施例中伸缩执行器的结构示意图;
图2示出本实用新型实施例中齿轮组的配合结构示意图;
图3示出本实用新型实施例中轴向预紧力的施加示意图;
图4示出本实用新型实施例中转向柱组件的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反,提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略对它们的重复描述。
具体描述时使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型的实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
图1示出本实用新型实施例中伸缩执行器的结构,图2示出伸缩执行器中齿轮组的配合结构;结合图1和图2所示,本实用新型实施例提供的伸缩执行器,包括:
平行传动组件10,包括平行的螺杆轴11和转动轴12;
驱动电机20,通过齿轮组30驱动平行传动组件10,齿轮组30包括连接在驱动电机20与转动轴12之间、用以驱动转动轴12转动的啮合齿轮对21和连接在转动轴12与螺杆轴11之间、用于驱动转动轴12沿螺杆轴11运动的啮合齿轮对22;
其中,连接在驱动电机20与转动轴12之间的啮合齿轮对21的齿数比为非倍数比。
上述的伸缩执行器,通过连接在驱动电机20与转动轴12之间、用以驱动转动轴12转动的啮合齿轮对21和连接在转动轴12与螺杆轴11之间、用于驱动转动轴12沿螺杆轴11运动的啮合齿轮对22,实现对平行传动组件10的有效驱动,使转动轴12能够在驱动电机20的驱动作用和齿轮组30的传动作用下,沿着螺杆轴11伸缩行进,进而能够带动与转动轴12相连的运动件相对与螺杆轴11相连的固定支座的伸缩运动;
进一步地,通过将连接在驱动电机20与转动轴12之间的啮合齿轮对21的齿数比设计为非倍数比,能够避免成倍数的齿轮传动比导致啮合齿轮对21之间共振而引发阶次噪音,使齿轮组30的传动噪音有效降低,从而在伸缩执行器应用至转向柱组件等汽车内饰的伸缩驱动时能够有效满足乘员舱静音的要求;尤其是在线控转向系统中,能够通过增加驱动电机20的驱动力实现在有限的时间内达到需要的伸缩距离,不会因齿轮组30的传动噪音而影响使用。
在一些实施例中,连接在驱动电机20与转动轴12之间的啮合齿轮对21包括与驱动电机20连接的第一对啮合齿轮21a和与转动轴12连接的第二对啮合齿轮21b;第一对啮合齿轮21a的齿数比不同于第二对啮合齿轮21b的齿数比。
通过与驱动电机20连接的第一对啮合齿轮21a和与转动轴12连接的第二对啮合齿轮21b的不同齿数比设计,使连接在驱动电机20与转动轴12之间的啮合齿轮对21的齿轮传动比进一步错开,避免引发共振而放大噪音,能够有效地降低齿轮组30的传动噪音。
在一些具体设计中,第一对啮合齿轮21a的齿数比例如9:30;也即,与驱动电机20连接的齿轮(为便于全文描述一致,将与驱动电机20连接的齿轮定义为第五齿轮255)的齿数为9,与第五齿轮255啮合的齿轮(为便于全文描述一致,将与第五齿轮255啮合的齿轮定义为第四齿轮244)的齿数为30。第二对啮合齿轮21b的齿数比例如9:29;也即,与第四齿轮244连接的齿轮(为便于全文描述一致,将与第四齿轮244连接的齿轮定义为第三齿轮233)的齿数为9,与第三齿轮233啮合的齿轮(为便于全文描述一致,将与第三齿轮233啮合的齿轮定义为第一齿轮211)的齿数为29。
此处,对齿轮组30的各齿轮的编号定义(第五、第四等等),仅用于区分不同的齿轮,并非限定齿轮之间的传动顺序。
第五齿轮255、第四齿轮244、第三齿轮233和第一齿轮211的具体齿数,在考虑空间布局、与其他部件的干涉情况等基础上,可灵活设置,确保满足啮合齿轮对21的齿数比为非倍数比、且优选地第一对啮合齿轮21a的齿数比不同于第二对啮合齿轮21b的齿数比即可。
在一些实施例中,连接在转动轴12与螺杆轴11之间的啮合齿轮对22的齿数比为1:1。
通过连接在转动轴12与螺杆轴11之间的啮合齿轮对22具有相同齿数的设计,确保转动轴12沿螺杆轴11的行进速度与由转动轴12带动行进的转动件的行进速度一致,以使转动轴12所驱动的伸缩行程和转动件所驱动的伸缩行程同步进行,确保由伸缩执行器驱动的整个伸缩行程的稳定和高效。
啮合齿轮对22与第二对啮合齿轮21b共用第一齿轮211。如上述具体设计中列举的齿数,第一齿轮211的齿数为29,则与第一齿轮211啮合的齿轮(为便于全文描述一致,将与第一齿轮211啮合的齿轮定义为第二齿轮222)的齿数也为29。在其他实施例中,可以根据需要调整各齿轮的齿数,不以此处列举为限。
本实施例通过改进齿轮组30的齿数比,将原有的成倍数传动比调整为驱动电机20与转动轴12之间呈错齿比传动,能够有效降低啮合齿轮对21的阶次噪音,以使齿轮组30的传动噪音有效降低。
在一些实施例中,转动轴12形成为螺杆结构;伸缩执行器还包括螺接于转动轴12的转动件13,随转动轴12转动,转动件13沿转动轴12运动。
通过螺接于转动轴12的转动件13,实现当转动轴12转动,转动件13同步地沿转动轴12运动。
具体来说,驱动电机20的输出轴可通过联轴器连接第五齿轮255,以驱动第五齿轮255转动;第五齿轮255将扭矩和速度传递至相啮合的第四齿轮244;第四齿轮244与第三齿轮233同轴固定,以将扭矩和速度传递至第三齿轮233;第三齿轮233进一步将扭矩和速度传递至相啮合的第一齿轮211;转动轴12与第一齿轮211固定、共同旋转,从而带动转动件13形成沿转动轴12螺旋移动的力和速度;同时,第一齿轮211还将扭矩和速度传递至相啮合的第二齿轮222,第二齿轮222螺接于螺杆轴11,从而带动转动轴12形成沿转动轴12螺旋移动的力和速度。如此,当驱动电机20输出驱动能时,通过齿轮组30的传动,能够有效地驱动转动轴12沿螺杆轴11前进且转动件13同步地沿转动轴12前进,或者驱动转动轴12沿螺杆轴11后退且转动件13同步地沿转动轴12后退。
在一些实施例中,螺杆轴11的远端11d、转动轴12的远端12d和齿轮组30的壳体300上、以及转动件13上分别设置有供装配的支撑件。
具体来说,螺杆轴11的远端11d设置有第一支撑件31,转动轴12的远端12d和齿轮组30的壳体300上设置有第二支撑件32,转动件13上设置有第三支撑件33;第一支撑件31可供运动组件的固定支座装配,第二支撑件32可供运动组件的第一运动件装配,第三支撑件33可供运动组件的第二运动件装配;从而,当驱动电机20驱动平行传动组件10,能够带动第一运动件相对固定支座、第二运动件相对第一运动件实现高效、长行程的伸缩。
本实用新型的实施例中,螺杆轴11的远端11d是相对转动轴12而言的,将螺杆轴11的远离转动轴12的一端称为螺杆轴11的远端11d;同理,转动轴12的远端12d是相对螺杆轴11而言的,将转动轴12的远离螺杆轴11的一端称为转动轴12的远端12d。
图3示出本实用新型实施例中轴向预紧力的施加示意;结合图1至图3所示,在一些实施例中,连接在转动轴12与螺杆轴11之间的啮合齿轮对22,包括固定于转动轴12的近端12p(相对其远端12d而言)的第一齿轮211;第一齿轮211通过一对第一轴承41可转动地支承,其中,位于第一齿轮211与转动轴12的远端12d之间的第一轴承41、设置有向第一齿轮211施加轴向预紧力(下文称为第一轴向预紧力F1)的第一弹性件51。
通过一对第一轴承41,实现对第一齿轮211的转动支承;通过在位于第一齿轮211与转动轴12之间的第一轴承41上设置第一弹性件51,向第一齿轮211的靠近转动轴12的端面施加第一轴向预紧力F1,能够实现第一齿轮211的靠近转动轴12的端面的轴向预紧,有效避免运行过程中第一齿轮211的靠近转动轴12的端面与转动轴12之间因轴向间隙而窜动,从而实现第一齿轮211与转动轴12的稳定配合避免噪音产生。
如果将轴向预紧力施加在第一齿轮211的远离转动轴12的端面,则会由于第一齿轮211与转动轴12之间没有有效地轴向预紧而易窜动,影响传动稳定性。本实施例中,通过施加于第一齿轮211的轴向预紧力的方向的优化,使第一轴向预紧力F1施加于第一齿轮211的靠近转动轴12的端面,实现第一齿轮211与转动轴12的稳定配合。
第一弹性件51具体可以是弹簧。第一轴向预紧力F1的具体力值,可以通过基于轴向间隙的检测来调整弹簧的压缩量实现精确控制。
在一些实施例中,连接在转动轴12与螺杆轴11之间的啮合齿轮对22,还包括螺接于螺杆轴11的第二齿轮222;第二齿轮222通过一对第二轴承42可转动地支承,其中,位于第二齿轮222与螺杆轴11的远端11d之间的第二轴承42、设置有向第二齿轮222施加轴向预紧力(下文称为第二轴向预紧力F2)的第二弹性件52。
通过一对第二轴承42,实现对第二齿轮222的转动支承;通过在靠近螺杆轴11的远端11d的第二轴承42上设置第二弹性件52,向第二齿轮222的靠近螺杆轴11的远端11d的一侧施加第二轴向预紧力F2,避免第二齿轮222的靠近螺杆轴11的远端11d的一侧随着运行而窜动,确保第二齿轮222与螺杆轴11的稳定配合避免噪音产生。
在一些实施例中,第一对啮合齿轮21a的自由端侧、分别通过对应的轴承可转动地支承,对应的轴承分别设置有向对应的齿轮施加轴向预紧力的弹性件。
具体来说,第五齿轮255的自由端侧通过第三轴承43可转动地支承,第三轴承43设置有向第五齿轮255施加第三轴向预紧力F3的第三弹性件53,实现对第五齿轮255的自由端侧的稳定支承。第四齿轮244的自由端侧通过第四轴承44可转动地支承,第四轴承44设置有向第四齿轮244施加第四轴向预紧力F4的第四弹性件54,实现对第四齿轮244的自由端侧的稳定支承。
此外,第五齿轮255的相对其自由端侧的另一侧、以及第三齿轮233的远离第四齿轮244的一侧,分别通过对应的轴承45可转动地支承。
本实用新型实施例还提供一种转向柱组件,装配有上述任意实施例描述的伸缩执行器,以实现转向柱组件的伸缩运行。上述任意实施例描述的伸缩执行器的特征和原理均可应用至下面的转向柱组件的实施例。在下面的实施例中,对已经阐明的有关伸缩执行器的特征和原理不再重复说明。
图4示出本实用新型实施例中转向柱组件的结构;结合图1至图4所示,本实用新型实施例提供的转向柱组件,包括:
可伸缩的转向柱60,包括固定支座61和相对固定支座61可伸缩的第一运动件62;
伸缩执行器,其中,螺杆轴11的远端11d装配至固定支座61、转动轴12的远端12d和齿轮组30的壳体装配至第一运动件62;
随转动轴12朝向螺杆轴11的远端11d运动,第一运动件62朝向固定支座61收缩;
随转动轴12背离螺杆轴11的远端11d运动,第一运动件62背离固定支座61伸展。
上述的转向柱组件,采用伸缩执行器,使第一运动件62在转动轴12的带动下具有伸缩行程S1。具体来说,当驱动电机20驱动转动轴12朝向螺杆轴11的远端11d运动,第一运动件62具有朝向固定支座61收缩的收缩行程;当驱动电机20驱动转动轴12背离螺杆轴11的远端11d运动,第一运动件62具有背离固定支座61伸展的伸展行程;
从而,上述的转向柱组件,采用伸缩执行器,能够通过连接在驱动电机20与转动轴12之间的啮合齿轮对21的齿数比为非倍数比的传动设计,避免成倍数的齿轮传动比导致啮合齿轮对21之间共振而引发阶次噪音,使齿轮组30的传动噪音有效降低,从而有效满足乘员舱静音的要求;尤其是在线控转向系统中,能够通过增加驱动电机20的驱动力实现在有限的时间内达到需要的伸缩距离,不会因齿轮组30的传动噪音而影响使用。
在一些实施例中,可伸缩的转向柱60还包括相对第一运动件62可伸缩的第二运动件63;伸缩执行器中,螺接于转动轴12的转动件13装配至第二运动件62;随转动轴12朝向螺杆轴11的远端11d运动,转动件13朝向转动轴12的近端12p运动,第二运动件63朝向第一运动件62收缩;随转动轴12背离螺杆轴11的远端11d运动,转动件13背离转动轴12的近端12p运动,第二运动件63背离第一运动件62伸展。
上述的转向柱组件,通过螺接于转动轴12的转动件13,使第二运动件63在转动件13的带动下具有伸缩行程S2,使转向柱组件具有转动轴12带动第一运动件62朝向固定支座61收缩且转动件13带动第二运动件63朝向第一运动件62收缩的两段收缩行程,便于转向柱组件所连的方向盘完全收缩至驾驶舱下,满足线控转向系统中方向盘长距离收缩的需求;转向柱组件还具有转动轴12带动第一运动件62背离固定支座61伸展且转动件13带动第二运动件63背离第一运动件62伸展的两段伸展行程,以便于伸展状态下方向盘快速到达指定位置。
在上述实施例中,所说的固定支座61,具体是可伸缩的转向柱60的外管柱(在线控转向系统中,外管柱通常固连在扭矩反馈单元TFU:Torque Feedback Unit);所说的第一运动件62,具体是可伸缩的转向柱60的中管柱;所说的第二运动件63,具体是可伸缩的转向柱60的内管柱。
在其他实施例中,伸缩执行器也可用于汽车中其他需要伸缩驱动的内饰,例如座椅、仪表盘等;或者,伸缩执行器也可用于其他需要伸缩驱动的产品,不以汽车内饰为限。
综上,本实用新型的伸缩执行器,能够通过驱动电机20的驱动和齿轮组30的传动,实现对平行传动组件10的有效驱动,使转动轴12沿着螺杆轴11伸缩行进并带动转动件13沿着转动轴12伸缩行进;
本实用新型的伸缩执行器,通过将连接在驱动电机20与转动轴12之间的啮合齿轮对21的齿数比设计为非倍数比,能够避免成倍数的齿轮传动比导致啮合齿轮对21之间共振而引发阶次噪音,使齿轮组30的传动噪音有效降低,从而在伸缩执行器应用至转向柱组件等汽车内饰的伸缩驱动时能够有效满足乘员舱静音的要求;尤其是在线控转向系统中,能够通过增加驱动电机20的驱动力实现在5s内达到200mm的伸缩行程,伸缩执行器在高转速下仍能有极好的噪音表现,完全胜任乘员舱静音的要求;
此外,本实用新型的伸缩执行器,还能通过齿轮与传动轴之间轴向预紧力的设置,确保齿轮与传动轴之间的稳定配合,并能进一步避免因齿轮与传动轴之间的轴向配合间隙而导致的噪音问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种伸缩执行器,其特征在于,包括:
平行传动组件,包括平行的螺杆轴和转动轴;
驱动电机,通过齿轮组驱动所述平行传动组件,所述齿轮组包括连接在所述驱动电机与所述转动轴之间、用以驱动所述转动轴转动的啮合齿轮对和连接在所述转动轴与所述螺杆轴之间、用于驱动所述转动轴沿所述螺杆轴运动的啮合齿轮对;
其中,连接在所述驱动电机与所述转动轴之间的啮合齿轮对的齿数比为非倍数比。
2.如权利要求1所述的伸缩执行器,其特征在于,连接在所述驱动电机与所述转动轴之间的啮合齿轮对包括与所述驱动电机连接的第一对啮合齿轮和与所述转动轴连接的第二对啮合齿轮;
所述第一对啮合齿轮的齿数比不同于所述第二对啮合齿轮的齿数比。
3.如权利要求1所述的伸缩执行器,其特征在于,连接在所述转动轴与所述螺杆轴之间的啮合齿轮对的齿数比为1:1。
4.如权利要求1所述的伸缩执行器,其特征在于,所述转动轴形成为螺杆结构;
所述伸缩执行器还包括螺接于所述转动轴的转动件,随所述转动轴转动,所述转动件沿所述转动轴运动。
5.如权利要求4所述的伸缩执行器,其特征在于,所述螺杆轴的远端、所述转动轴的远端和所述齿轮组的壳体上、以及所述转动件上分别设置有供装配的支撑件。
6.如权利要求1-5任一项所述的伸缩执行器,其特征在于,连接在所述转动轴与所述螺杆轴之间的啮合齿轮对,包括固定于所述转动轴的近端的第一齿轮;
所述第一齿轮通过一对第一轴承可转动地支承,其中,位于所述第一齿轮与所述转动轴的远端之间的第一轴承、设置有向所述第一齿轮施加轴向预紧力的第一弹性件。
7.如权利要求6所述的伸缩执行器,其特征在于,连接在所述转动轴与所述螺杆轴之间的啮合齿轮对,还包括螺接于所述螺杆轴的第二齿轮;
所述第二齿轮通过一对第二轴承可转动地支承,其中,位于所述第二齿轮与所述螺杆轴的远端之间的第二轴承、设置有向所述第二齿轮施加轴向预紧力的第二弹性件。
8.如权利要求6所述的伸缩执行器,其特征在于,连接在所述驱动电机与所述转动轴之间的啮合齿轮对包括与所述驱动电机连接的第一对啮合齿轮;
所述第一对啮合齿轮的自由端侧、分别通过对应的轴承可转动地支承,对应的轴承分别设置有向对应的齿轮施加轴向预紧力的弹性件。
9.一种转向柱组件,其特征在于,包括:
可伸缩的转向柱,包括固定支座和相对所述固定支座可伸缩的第一运动件;
如权利要求1-8任一项所述的伸缩执行器,其中,所述螺杆轴的远端装配至所述固定支座、所述转动轴的远端和所述齿轮组的壳体装配至所述第一运动件;
随所述转动轴朝向所述螺杆轴的远端运动,所述第一运动件朝向所述固定支座收缩;
随所述转动轴背离所述螺杆轴的远端运动,所述第一运动件背离所述固定支座伸展。
10.如权利要求9所述的转向柱组件,其特征在于,所述可伸缩的转向柱还包括相对所述第一运动件可伸缩的第二运动件;
所述转动轴形成为螺杆结构,所述伸缩执行器还包括螺接于所述转动轴的转动件,所述转动件装配至所述第二运动件;
随所述转动轴朝向所述螺杆轴的远端运动,所述转动件朝向所述转动轴的近端运动,所述第二运动件朝向所述第一运动件收缩;
随所述转动轴背离所述螺杆轴的远端运动,所述转动件背离所述转动轴的近端运动,所述第二运动件背离所述第一运动件伸展。
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