CN220147412U - 转向器和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转向器和车辆，转向器包括：驱动电机；套筒，套筒与驱动电机的转子固定连接；助力杆和滚柱，套筒套设于助力杆外侧，滚柱设于套筒和助力杆之间且与助力杆平行，滚柱与套筒、助力杆均螺纹连接，以使套筒转动时通过滚柱驱动助力杆沿自身轴向方向移动。由此，通过滚柱与助力杆传动配合，滚柱与助力杆之间的传动接触面积增加，以有效提高转向器的刚度以及承载能力，从而提高转向器的使用寿命，并且套筒、滚柱、与助力杆为螺纹配合，便于三者的拆装，从而便于转向器的装配生产以及维护，同时本申请中的助力杆的导程不限于整数，并且助力杆的导程减小，无需设置电机减速机构，有利于简化转向器的结构。

Description

转向器和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种转向器和车辆。

背景技术

相关技术中，电动助力转向器通常采用滚珠、丝杠传动，然而滚珠、丝杠的传动刚度低，承载能力以及抗冲击性能差，从而导致转向器的使用寿命短。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种转向器，以提高转向器的抗冲击性能，并且便于转向器的拆装。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种转向器，包括：驱动电机；套筒，所述套筒与所述驱动电机的转子固定连接；助力杆和滚柱，所述套筒套设于所述助力杆外侧，所述滚柱设于所述套筒和所述助力杆之间且与所述助力杆平行，所述滚柱与所述套筒、所述助力杆均螺纹连接，以使所述套筒转动时通过所述滚柱驱动所述助力杆沿自身轴向方向移动。

根据本实用新型的一些实施例，所述套筒的内周壁具有第一螺纹部，所述滚柱的外周壁具有第二螺纹部，所述助力杆的外周壁具有第三螺纹部，所述第二螺纹部与所述第一螺纹部、所述第三螺纹部均螺接。

根据本实用新型的一些实施例，所述滚柱的外周壁具有第一限位部，所述套筒的内周壁具有第二限位部，通过所述第一限位部和所述第二限位部限位配合，以在所述滚柱的轴向对所述滚柱限位。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一限位部为凸台和凹槽中的一个，所述第二限位部为所述凸台和所述凹槽中的另一个，所述凸台装配于所述凹槽内。

根据本实用新型的一些实施例，所述滚柱为多个，多个所述滚柱沿所述助力杆的周向排布。

根据本实用新型的一些实施例，所述转向器还包括：电控锁，所述电控锁具有锁杆，所述套筒具有锁孔，所述锁杆适于插入或拔出所述锁孔。

根据本实用新型的一些实施例，所述锁孔为多个，多个所述锁孔沿所述套筒的周向依次排布。

根据本实用新型的一些实施例，所述转向器还包括：连接件，所述连接件连接在所述转子和所述套筒之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述连接件套设于所述助力杆的外侧。

相对于现有技术，本实用新型所述的转向器具有以下优势：

通过滚柱与助力杆传动配合，滚柱与助力杆之间的传动接触面积增加，以有效提高转向器的刚度以及承载能力，提高转向器的抗冲击能力，从而提高转向器的使用寿命，并且套筒、滚柱、与助力杆为螺纹配合，便于三者的拆装，从而便于转向器的装配生产以及维护，同时本申请中的助力杆的导程不限于整数，并且助力杆的导程减小，无需设置电机减速机构，简化转向器的结构，有利于减小转向器的尺寸。

本实用新型的另一目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆，包括上述的转向器。

所述车辆与上述转向器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的转向器的剖视图；

图2为本实用新型实施例所述的转向器在电控锁位置处的放大图。

附图标记说明：

转向器100、驱动电机10、转子11、定子12、

套筒20、第一螺纹部21、锁孔22、第一防脱凸起23、第二防脱凸起24、行星架25、

助力杆30、第三螺纹部31、

滚柱40、第二螺纹部41、第一限位部42、第二限位部43、

电控锁50、锁杆51、线圈52、弹性件53、

连接件60、外壳70、端盖71、轴承72、接插件80、

电机控制器91、传感器92、磁环93。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

根据本实用新型的转向器100，转向器100可以应用于车辆，以用于车辆的助力转向，但本实用新型不限于此，转向器100还可以应用于其他需要转向的设备上，本实用新型以转向器100设置在车辆上为例进行说明，其中，转向器100可以为电动助力转向器。

如图1所示，根据本实用新型的转向器100，包括：驱动电机10、套筒20、助力杆30和滚柱40，套筒20与驱动电机10的转子11固定连接，套筒20套设于助力杆30外侧，滚柱40设于套筒20和助力杆30之间且与助力杆30平行，滚柱40与套筒20、助力杆30均螺纹连接，以使套筒20转动时通过滚柱40驱动助力杆30沿自身轴向方向移动。

具体地，驱动电机10的转子11与套筒20刚性连接，转子11可以带动套筒20同步转动，助力杆30可移动地设置在转向器100内，套筒20套设在助力杆30的径向外侧，并且套筒20与助力杆30之间形成有间隙，滚柱40设置在间隙内，并且滚柱40、套筒20和助力杆30的中心轴线平行设置，滚柱40的外周壁形成有螺纹结构。

进一步地，助力杆30构造为丝杆，助力杆30的外周壁上形成有螺纹结构，套筒20内周壁上均形成有螺纹结构，以使得滚柱40与套筒20、滚柱40与助力杆30之间为螺纹配合，滚柱40与套筒20以及滚柱40与助力杆30之间通过螺纹结构实现传动配合，以便于实现动力传输。

当驱动电机10工作时，转子11带动套筒20同步转动，同时套筒20与滚柱40螺纹配合，滚柱40与助力杆30螺纹配合，从而使得套筒20可以通过滚柱40驱动助力杆30转动，并且通过滚柱40与套筒20、助力杆30均螺纹配合，可以驱动助力杆30沿其轴向方向移动，助力杆30与车轮传动相连，以便于推动车轮转向，从而实现车轮的转向助力。

其中，滚柱40与助力杆30平行设置可以保证滚柱40与助力杆30之间动力传递的效果，并且滚柱40与助力杆30之间的接触面积，以有效提高转向器100的刚度以及承载能力，并且负载可以通过多个接触点瞬间释放，有效提高转向器100的抗冲击能力，从而可以有效提高转向器100的使用寿命。

此外，套筒20、滚柱40、与助力杆30为螺纹配合，便于三者的拆装，从而便于转向器100的装配生产以及维护。

相关技术中，电动助力转向器通常采用滚珠、丝杠进行传动，钢球与丝杠之间的传动接触点少，接触点的曲率半径小，传动承载能力以及抗冲击性能差，导致其使用寿命短，并且采用滚珠、丝杠的转向器在装配完成后丝杠无法从螺母中旋出，不便于拆装维护。

本申请通过设置滚柱40与助力杆30传动配合，滚柱40与助力杆30之间的传动接触面积大，有效提高转向器100的刚度以及承载能力，从而提高转向器100的抗冲击能力，提高转向器100的使用寿命，并且套筒20、滚柱40、与助力杆30为螺纹配合，便于三者的拆装，从而便于转向器100的装配生产以及维护。

此外，相关技术中，滚珠、丝杠的导程受钢珠尺寸的限制只能是整数的导程，导致其导程受限，而本申请所采用的助力杆30的导程与螺距为函数关系，可以设计为整数或小数，滚柱40的尺寸对导程不会产生限制，并且，与相关技术相比，助力杆30的导程减小，无需设置电机减速机构，简化转向器100的结构，有利于减小转向器100的尺寸。

根据本实用新型的转向器100，通过滚柱40与助力杆30传动配合，滚柱40与助力杆30之间的传动接触面积大，以有效提高转向器100的刚度以及承载能力，提高转向器100的抗冲击能力，从而提高转向器100的使用寿命，并且套筒20、滚柱40、与助力杆30为螺纹配合，便于三者的拆装，从而便于转向器100的装配生产以及维护，同时本申请中的助力杆30的导程不限于整数，并且助力杆30的导程减小，无需设置电机减速机构，简化转向器100的结构，有利于减小转向器100的尺寸。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，转向器100还包括外壳70，外壳70内设置有轴承72，轴承72设置在外壳70的一端，并且轴承72与外壳70过盈配合，以使得轴承72可以固定在外壳70上，套筒20通过轴承72与外壳70相连，以便于套筒20相对外壳70转动。

进一步地，套筒20的轴向尺寸大于轴承72的轴向尺寸，轴承72设置在套筒20的中间位置，以保证套筒20转动时的稳定性，套筒20上设置有第一防脱凸起23和第二防脱凸起24，第一防脱凸起23和第二防脱凸起24沿径向方向自套筒20向远离套筒20中心轴线的方向延伸，并且第一防脱凸起23与第二防脱凸起24在轴向方向上间隔设置，第一防脱凸起23与轴承72在轴向方向上的一侧面止抵，第二防脱凸起24与轴承72在轴向方向上的另一侧面止抵，从而防止轴承72发生偏转，保证轴承72处于中立位，提高轴承72的稳定性，并且可以提高动力传递效果。

其中，第一防脱凸起23和第二防脱凸起24可以与套筒20一体成型，以便于转向器100的装配；第一防脱凸起23和第二防脱凸起24也可以与套筒20分体设置，例如：第一防脱凸起23和第二防脱凸起24可以构造为轴承72套，以便于套筒20的加工。

在本实用新型的一些实施例中，驱动电机10、套筒20、助力杆30以及滚柱40设置在外壳70内，并且驱动电机10与套筒20在轴向方向上间隔设置，驱动电机10还包括定子12，定子12固定在外壳70内，转子11设置在定子12内侧，定子12可以产生磁场以驱动转子11转动，并且可以控制转子11的转速，转子11与套筒20传动相连，从而转子11可以带动套筒20同步转动。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，套筒20的内周壁具有第一螺纹部21，滚柱40的外周壁具有第二螺纹部41，助力杆30的外周壁具有第三螺纹部31，第二螺纹部41与第一螺纹部21、第三螺纹部31均螺接。

具体地，滚柱40设置在套筒20内，通过设置第一螺纹部21和第二螺纹部41使得套筒20与滚柱40可以螺纹配合，滚柱40设置在助力杆30的径向外侧，通过设置第二螺纹部41和第三螺纹部31使得滚柱40与助力杆30可以螺纹配合，当驱动电机10驱动套筒20转动时，套筒20可以带动滚柱40转动，并且滚柱40可以带动助力杆30转动，同时可以将助力杆30的旋转运动转换为沿轴向方向的移动，以便于推动车轮转向，实现车轮的转向助力。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，滚柱40的外周壁具有第一限位部42，套筒20的内周壁具有第二限位部43，通过第一限位部42和第二限位部43限位配合，以在滚柱40的轴向对滚柱40限位。

具体地，第一限位部42与第二限位部43在径向方向上相对设置，以便于第一限位部42与第二限位部43限位配合，提高滚柱40的装配可靠性，防止滚柱40在转动时沿轴向方向移动，从而防止滚柱40自套筒20内脱出，保证滚柱40的动力传递效果。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，第一限位部42为凸台和凹槽中的一个，第二限位部43为凸台和凹槽中的另一个，凸台装配于凹槽内。

具体地，第二限位部43可以构造为凹槽，并且第二限位部43内无需设置螺纹，第二限位部43自套筒20的内周壁沿径向方向向远离套筒20的中心轴线的方向凹入，第一限位部42可以构造为凸台，第一限位部42自滚柱40的外周壁向远离滚柱40中心轴线的方向隆起，第一限位部42可以嵌设在第二限位部43中，在轴向方向上，第一限位部42与第二限位部43的两侧壁止抵配合，以使得套筒20可以在轴向方向上对滚柱40限位，防止滚柱40自套筒20内脱出，提高滚柱40的连接可靠性。

进一步地，由于第一限位部42构造为凸台，使得滚柱40在第一限位部42位置处的径向尺寸大于滚柱40的其余位置(即除形成有第一限位部42之外的位置)的径向尺寸，便于使滚柱40在第一限位部42位置处与助力杆30螺纹配合，从而可以实现滚柱40与助力杆30之间的传动。

可选地，第一限位部42可以构造为凹槽，第一限位部42自滚柱40外周壁沿径向向靠近滚柱40中心轴线的方向凹入，第二限位部43可以构造为凸台，第二限位部43自套筒20的内周壁沿径向向靠近套筒20中心轴线的方向隆起，第二限位部43嵌设至第一限位部42内，此种结构所达到的技术效果与上述结构所达到的技术效果相同，在此不一一赘述。

其中，将第一限位部42构造为凹槽，第二限位部43构造为凸台，此种结构下滚柱40与套筒20在第一限位部42和第二限位部43的位置处螺纹配合，滚柱40的其余位置与助力杆30螺纹配合。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，滚柱40为多个，多个滚柱40沿助力杆30的周向排布。

具体地，套筒20内设置有行星架25，行星架25上设置有一个中心过孔以及多个安装孔，安装孔沿中心过孔的轴向方向上均匀间隔排布，助力杆30穿设于中心过孔中，每个滚柱40安装在一个安装孔内，使得多个滚柱40沿助力杆30的轴向方向均匀间隔排布，并且行星架25可以使得多个滚柱40与助力杆30平行设置。

进一步地，多个滚柱40可以进一步提高转向器100的传动承载能力，提高转向器100的抗冲击能力，从而提高转向器100的使用寿命，并且行星架25可以在径向方向上对滚柱40限位，防止滚柱40因离心力而产生滑动或因撞击而产生噪音，同时多个滚柱40均匀分布不会因撞击而引起振动，可以有效提高滚柱40助力杆30传动的极限速度。

相关技术中，采用滚珠丝杠进行传动的电动助力转向器中钢球用于传递载荷，随着电机转速的提高，钢球的离心力变大，导致钢球产生滑动，并且钢球与回珠管壁撞击摩擦滚珠丝杠传动的极限速度过快会引起强烈的振动，同时产生噪音以及噪声能量损耗，导致丝杠传动的极限速度有限。

结合图1和图2，在本实用新型的一些实施例中，转向器100还包括：电控锁50，电控锁50具有锁杆51，套筒20具有锁孔22，锁杆51适于插入或拔出锁孔22。

具体地，电控锁50包括：线圈52、锁杆51和弹性件53，套筒20上开设有所锁孔22，锁孔22在径向方向上贯穿套筒20的壁面设置，锁杆51与锁孔22在径向方向上相对设置，并且锁杆51可以选择性地与锁孔22锁止配合，从而使得锁杆51选择地与套筒20锁止配合，锁孔22与滚柱40在轴向方向间隔设置，以防止滚柱40与锁杆51之间相互干涉，影响锁止效果。

当然可以理解的是，锁孔22设置在套筒20上，使得电控锁50可以直接与套筒20锁止配合，无需再设置其余的锁止配合结构，可以有效简化转向器100的结构，便于转向器100的加工装配，同时有利于减小转向器100的尺寸。

进一步地，转向器100上设置有接插件80，电控锁50的线束通过接插件80与驱动电机10相连，弹性件53可以构造为弹簧，弹性件53支撑在锁杆51与电控锁50的壳体之间，其中，线圈52通电后产生的电磁力可以驱动锁杆51将弹性件53压缩，并且使得锁杆51自锁孔22中退回，以解除电控锁50对套筒20的锁止状态，从而解除电机的锁止状态，使得转向器100可以正常工作。

此外，转向器100还包括电机控制器91，电机控制器91可以设置在外壳70上，并且电机控制器91可以控制线圈52的通电状态，当转向器100未启动或发生故障时，电机控制器91可以将线圈52断电，此时弹性件53释放能量将锁杆51推入锁孔22内，以将套筒20锁止，从而将电机锁止，以实现转向器100的关闭。

进一步地，锁孔22设置有多个，多个锁孔22沿套筒20的周向方向依次排布，并且锁杆51可以与多个锁孔22中的一个锁止配合，以提高锁杆51与套筒20锁止配合的便利性，降低锁杆51与套筒20锁止配合的难度。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，转向器100还包括：连接件60，连接件60连接在转子11和套筒20之间。

具体地，连接件60可以构造为钢管，连接件60设置在转子11内侧并且与转子11过盈刚性连接，同时连接件60与套管刚性连接，以使得套筒20可以通过连接件60与转子11传动相连，从而转子11可以驱动套筒20正转或反转。

进一步地，连接件60与套筒20和转子11之间刚性连接可以保证连接件60与套筒20和转子11之间的连接可靠性，保证动力传递的效果。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，连接件60套设于助力杆30的外侧。

具体地，助力杆30插设于连接件60中，并且助力杆30悬置在连接件60内，以使得助力杆30与连接件60的运动相互独立，防止连接件60与助力杆30之间相互干涉，保证动力传递的效果。

进一步地，连接件60套设在助力杆30上以合理利用转向器100内部空间，使得转向器100的结构更加紧凑，有效减小转向器100的轴向尺寸，减小转向器100的占用空间。

在本实用新型的一些实施例中，转向器100还包括端盖71，端盖71设置在外壳70的一端，并且端盖71与外壳70相连，以将转向系内部封闭，防止灰尘等进入转向器100内部而导致转向器100内部零件磨损，提高转向器100的使用寿命。

进一步地，连接件60远离套筒20的一端穿设于端盖71，并且连接件60远离套筒20的一端固定安装有磁环93，磁环93可以感应助力杆30的运动位置，转向器100上还设置有传感器92，磁环93可以将助力杆30的位置信息传递给传感器92，传感器92将助力杆30的位置信息转换为电信号并发送给电机控制器91，电机控制器91可以改变定子12产生的磁场从而控制转子11输出的转速。

下面简单描述本实用新型的转向器100的工作过程。

转向器100开启，电控锁50通电后解除锁杆51与锁孔22的配合状态，以释放套筒20，同时驱动电机10工作，转子11转动带动连接件60转动，连接件60带动套筒20转动，套筒20与滚柱40螺纹配合，以带动滚柱40转动，同时滚柱40与助力杆30之间为螺纹配合，从而滚柱40在带动助力杆30转动的同时可以驱动助力杆30沿轴向方向移动，以便于实现转向助力。

根据本实用新型的车辆台，包括上述的转向器100。

由于车辆设置有上述的转向器100，因此通过滚柱40与助力杆30传动配合，滚柱40与助力杆30之间的传动接触面积大，以有效提高转向器100的刚度以及承载能力，提高转向器100的抗冲击能力，从而提高转向器100的使用寿命，并且套筒20、滚柱40、与助力杆30为螺纹配合，便于三者的拆装，从而便于转向器100的装配生产以及维护，同时本申请中的助力杆30的导程不限于整数，并且助力杆30的导程减小，无需设置电机减速机构，简化转向器100的结构，有利于减小转向器100的尺寸。

以上所述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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转向器，其特征在于，包括：

驱动电机(10)；

套筒(20)，所述套筒(20)与所述驱动电机(10)的转子(11)固定连接；

助力杆(30)和滚柱(40)，所述套筒(20)套设于所述助力杆(30)外侧，所述滚柱(40)设于所述套筒(20)和所述助力杆(30)之间且与所述助力杆(30)平行，所述滚柱(40)与所述套筒(20)、所述助力杆(30)均螺纹连接，以使所述套筒(20)转动时通过所述滚柱(40)驱动所述助力杆(30)沿自身轴向方向移动。

2.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述套筒(20)的内周壁具有第一螺纹部(21)，所述滚柱(40)的外周壁具有第二螺纹部(41)，所述助力杆(30)的外周壁具有第三螺纹部(31)，所述第二螺纹部(41)与所述第一螺纹部(21)、所述第三螺纹部(31)均螺接。

3.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述滚柱(40)的外周壁具有第一限位部(42)，所述套筒(20)的内周壁具有第二限位部(43)，通过所述第一限位部(42)和所述第二限位部(43)限位配合，以在所述滚柱(40)的轴向对所述滚柱(40)限位。

4.根据权利要求3所述的转向器，其特征在于，所述第一限位部(42)为凸台和凹槽中的一个，所述第二限位部(43)为所述凸台和所述凹槽中的另一个，所述凸台装配于所述凹槽内。

5.根据权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述滚柱(40)为多个，多个所述滚柱(40)沿所述助力杆(30)的周向排布。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的转向器，其特征在于，还包括：电控锁(50)，所述电控锁(50)具有锁杆(51)，所述套筒(20)具有锁孔(22)，所述锁杆(51)适于插入或拔出所述锁孔(22)。

7.根据权利要求6所述的转向器，其特征在于，所述锁孔(22)为多个，多个所述锁孔(22)沿所述套筒(20)的周向依次排布。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的转向器，其特征在于，还包括：连接件(60)，所述连接件(60)连接在所述转子(11)和所述套筒(20)之间。

9.根据权利要求8所述的转向器，其特征在于，所述连接件(60)套设于所述助力杆(30)的外侧。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的转向器。