CN221162975U - 电动转向装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电动转向装置和车辆。电动转向装置包括：芯轴组件，所述芯轴组件能够绕沿轴向的轴线转动，所述芯轴组件包括沿所述轴向相对的第一端和第二端，在所述第一端和第二端之间的所述轴线上设置第一蜗轮和第二蜗杆部分，所述芯轴组件的第一端接收输入扭矩；转向电机，所述转向电机包括第一蜗杆部分，其与所述芯轴组件的第一蜗轮啮合以形成第一蜗轮蜗杆传动系；以及输出轴，所述输出轴上设置有扇形蜗轮，所述扇形蜗轮与所述第二蜗杆部分啮合以形成第二蜗轮蜗杆传动系。根据本实用新型的实施例的电动转向装置能够在紧凑结构中实现较大的传动比。

Description

电动转向装置和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆转向装置领域，更具体地，本实用新型涉及一种电动转向装置和具有该电动转向装置的车辆。

背景技术

电动转向装置在驾驶员操作方向盘时提供助力。在现有的电动转向装置中，包括电驱动模块和传动模块，传动模块中具有转轴，转轴通过滚珠丝杠机构驱动螺母，螺母上具有若干齿以驱动输出轴。

对于商用车辆或重型卡车而言，对于转向助力的需求较大，期望的是以紧凑的结构实现更大的传动比。

实用新型内容

本申请的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。

根据一方面，提供了一种电动转向装置，包括：

芯轴组件，所述芯轴组件能够绕沿轴向轴线转动，所述芯轴组件包括沿所述轴向相对的第一端和第二端，在所述第一端和第二端之间的所述轴线上设置第一蜗轮和第二蜗杆部分，所述芯轴组件的第一端接收输入扭矩；

转向电机，所述转向电机包括第一蜗杆部分，所述第一蜗杆部分与所述芯轴组件的第一蜗轮啮合以形成第一蜗轮蜗杆传动系；以及

输出轴，所述输出轴上设置有扇形蜗轮，所述扇形蜗轮与所述第二蜗杆部分啮合以形成第二蜗轮蜗杆传动系。

可选地，在所述的电动转向装置的实施例中，在所述电动转向装置中，所述第一蜗轮蜗杆传动系和所述第二蜗轮蜗杆传动系一起实现1∶20的传动比。

可选地，在所述的电动转向装置的实施例中，所述转向电机与所述输出轴处于所述芯轴组件的同一侧。

可选地，在所述的电动转向装置的实施例中，所述的电动转向装置由第一模块和第二模块组装形成：

所述第一模块包括：

第一壳体，所述第一壳体的一端处设置的第一端盖，所述第一壳体和所述第一端盖之间限定第一腔室，所述第一蜗轮蜗杆传动系位于所述第一腔室中；以及

所述第二模块包括：

第二壳体所述第二壳体限定第二腔室，所述第二蜗轮蜗杆传动系位于所述第二腔室中；

在所述第一模块和所述第二模块组装时，所述第二壳体连接至所述第一壳体的与所述第一端盖相对的连接端处。

可选地，在所述的电动转向装置的实施例中，所述芯轴组件包括：

输入轴；

与所述输入轴同轴连接的扭转杆；

与所述扭转杆同轴连接的过渡轴，所述第一蜗轮(26)通过花键设置在，所述第一蜗轮容纳在所述第一腔室中；以及

与所述过渡轴同轴连接的蜗杆轴，所述蜗杆轴具有所述蜗杆部分，所述蜗杆轴和所述扇形蜗轮容纳在所述第二腔室中并相互啮合；

所述输入轴，所述扭转杆和所述过渡轴属于所述第一模块，所述过渡轴的端部从所述第一壳体的所述连接端伸出，所述蜗杆轴属于所述第二模块，其中，在所述第一模块与所述第二模块组装时，所述过渡轴的端部插入所述蜗杆轴的端部的盲孔中。

可选地，在所述的电动转向装置的实施例中，所述第一模块还包括所述第一壳体和所述第一端盖之间的轴承支架，所述第一端盖、所述轴承支架、所述第一壳体和所述第二壳体具有位置对应的螺栓孔，并通过多个螺栓连接在一起。

可选地，在所述的电动转向装置的实施例中，所述轴承架与第一端盖之间具有第一密封圈，所述轴承架与第一壳体之间设置有第二密封圈，所述第一壳体和所述第二壳体之间设置有第三密封圈，所述第一壳体和所述第二壳体之间设置有围绕所述过渡轴的第四密封圈。

可选地，在所述的电动转向装置的实施例中，所述输出轴定向成垂直于所述轴线，其中，所述输出轴由一对轴承支撑在所述第二壳体中，所述扇形蜗轮位于所述一对轴承之间，所述输出轴的端部延伸至所述第二壳体的外部，其中，所述一对轴承为偏心轴承，以用于调节所述第二蜗杆部分与所述扇形蜗轮之间的间隙。

可选地，在所述的电动转向装置的实施例中，所述蜗杆轴包括相对的第一端和第二端，所述蜗杆轴的第一端和第二端分别由第一轴承和第二轴承支撑在所述第二壳体中，所述蜗杆轴的第一端连接至所述过渡轴，其中，所述第二壳体由第二端盖封闭，所述第二轴承与所述第二端盖之间设置有垫片，由此限定所述蜗杆轴的轴向位置。

可选地，在所述的电动转向装置的实施例中，所述第一轴承和所述第二轴承在径向上设置在所述第二壳体和所述蜗杆轴之间。

还提供了一种车辆，所述车辆包括根据各个实施例所述的电动转向装置。

根据本实用新型的实施例的电动转向装置能够在紧凑结构中实现较大的传动比。

附图说明

参照附图，本申请的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的电动转向装置的立体图；

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的电动转向装置在去除第二壳体时的立体图；以及

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的电动转向装置的纵剖面图。

具体实施方式

参考图1至图3来介绍根据本实用新型的实施例的电动转向装置。电动转向装置包括：芯轴组件2，芯轴组件2能够绕沿轴向的轴线x转动，芯轴组件2包括沿所述轴向相对的第一端(图中的上端)和第二端(图中的下端)，在所述第一端和第二端之间的所述轴线上设置第一蜗轮26和第二蜗杆部分250，所述芯轴组件2的第一端接收输入扭矩；转向电机1，所述转向电机1包括第一蜗杆部分，例如转向电机1的输出轴可构造成蜗杆或者转向电机1的输出轴可同轴连接至蜗杆，以与所述芯轴组件2的第一蜗轮26啮合以形成第一蜗轮蜗杆传动系，由此向所述芯轴组件2施加助力扭矩；以及输出轴3，所述输出轴3上设置有扇形蜗轮33，所述扇形蜗轮33与所述第二蜗杆部分250啮合以形成第二蜗轮蜗杆传动系，使得所述扇形蜗轮33随所述芯轴组件2的转动而转动。根据本实用新型的实施例的电动转向装置通过两组蜗轮蜗杆传动系实现紧凑结构中的电机助力扭矩的有效放大，有利于应用于重型卡车或商用车辆。

在一些实施例中，扇形蜗轮33的齿数大于3，优选地大于8，例如包括10-20个齿。在一些实施例中，扇形蜗轮33所对应的圆心角大于60度，例如70至100度。扇形蜗轮的该设计足以满足普通转向系统的转向需求。

在一些实施例中，在电动转向装置中，所述第一蜗轮蜗杆传动系和所述第二蜗轮蜗杆传动系一起实现1∶20的传动比。在一些实施例中，转向电机1与输出轴3处于芯轴组件2的同一侧(即如沿轴向轴线x观察，转向电机1与输出轴3至少部分地重叠)，由此使电动转向装置的结构更紧凑。在一些实施例中，输出轴3的转动轴线与芯轴组件2的轴向轴线x垂直，转向电机1的输出轴的旋转轴线与芯轴组件2的轴向轴线x垂直，在一些实施例中，输出轴3的转动轴线与转向电机1的输出轴的旋转轴线基本垂直。

在一些实施例中，电动转向装置采用模块化设计，大致由第一模块和第二模块组装形成，所述第一模块包括：第一壳体23，所述第一壳体23的一端处设置的第一端盖22，第一壳体23和所述第一端盖22之间限定第一腔室，所述第一蜗轮蜗杆传动系位于所述第一腔室中，第一壳体23还可包括用于安装转向电机的凸缘233；以及所述第二模块包括：第二壳体24，所述第二壳体限定第二腔室，所述第二蜗轮蜗杆传动系位于所述第二腔室中，在所述第一模块和所述第二模块组装时，所述第二壳体连接至所述第一壳体的与所述第一端盖相对的连接端处。在一些实施例中，第一腔室和第二腔室相互隔开，例如彼此密封。第一腔室和第二腔室中可均提供有促进蜗轮蜗杆系工作的润滑油。第一壳体23和第二壳体24的相关部件可在不同的产线上分别生产并且在后续工序中组装在一起。

在一些实施例中，所述第一壳体23和所述第一端盖22之间设置有轴承支架273，所述第一端盖22、所述轴承支架273、所述第一壳体23和所述第二壳体24具有位置对应的螺栓孔，并通过多个螺栓5连接在一起。在一些实施例中，轴承架273与第一端盖22之间具有第一密封圈71，轴承架273与第一壳体23之间设置有第二密封圈72，第一壳体23和第二壳体24之间设置有第三密封圈73，第一密封圈71，第一密封圈72和第三密封圈73用于第一腔室和第二腔室与外界之间的密封。此外，第一壳体23和第二壳体24之间具有围绕芯轴组件2的第四密封圈74，该第四密封圈74用于第一腔室和第二腔室之间的密封。

在一些实施例中，芯轴组件2包括：输入轴29；与所述输入轴29同轴连接的扭转杆21；与所述扭转杆21同轴连接的过渡轴28；过渡轴28上设置有第一蜗轮26，例如第一蜗轮26通过花键连接至过渡轴28，第一蜗轮26容纳在所述第一腔室中；以及与所述过渡轴28同轴连接的蜗杆轴25，所述蜗杆轴25具有所述蜗杆部分250，所述蜗杆轴25和所述扇形蜗轮33容纳在所述第二腔室中并相互啮合。所述输入轴29，所述扭转杆21和所述过渡轴28属于所述第一模块，所述过渡轴28的端部从所述第一壳体23的所述连接端伸出，所述蜗杆轴25属于所述第二模块，其中，在第一模块与第二模块组装时，过渡轴28的端部插入蜗杆轴25的端部的盲孔中。在一些实施例中，扭转杆21的第一端211与所述输入轴29过盈配合，在一些实施例中，扭转杆21的第二端212通过销281与过渡轴28连接。在一些实施例中，第一蜗轮26在第一腔室中通过小轴承271，272支撑，第一小轴承271由轴承支架273支撑，第二小轴承272由第一壳体23的端部支撑。在一些实施例中，第一端盖22内部设置有位置传感器221，位置传感器221用于监测输入轴29的角度位置，并将角度位置信号通过连线4发送给转向电机1的控制单元，由此确定转向电机1的扭矩。在一些实施例中，轴承支架273将第一腔室分割成用于布置角度传感器的干区和用于布置第一蜗轮蜗杆传动系的湿区，为实现该目的，轴承支架273可提供有若干密封件。在一些实施例中，芯轴组件2的输入轴29暴露于第一壳体外部以用于接收输入扭矩，例如输入轴29与车辆方向盘连接以接收驾驶员施加的转向扭矩，另外，输出轴3的端部34延伸至第二壳体24外部，以连接至转向机构，例如齿条转向机构等在一些实施例中，输出轴3由一对轴承31，32支撑在所述第二壳体24中，所述扇形蜗轮33位于所述一对轴承31，32之间，所述输出轴3的端部34延伸至所述第二壳体24的外部，其中，所述一对轴承31，32为偏心轴承，以用于调节所述第二蜗杆部分250与所述扇形蜗轮之间的间隙。在一些实施例中，蜗杆轴25包括相对的第一端253和第二端254，所述蜗杆轴25的第一端253和第二端254分别由第一轴承251和第二轴承252支撑在所述第二壳体24中，所述蜗杆轴25的第一端253连接至所述过渡轴28，例如蜗杆轴25的第一端253具有方形孔以容纳过渡轴28的方形端部。在一些实施例中，所述第二壳体24由第二端盖241封闭，所述第二轴承252与所述第二端盖241之间设置有垫片242，可通过选择适当厚度的垫片242来调节所述蜗杆轴25的轴向位置，由此保证蜗杆轴25的轴向位置固定。在一些实施例中，第一轴承251和第二轴承252在径向上设置在所述第二壳体24和所述蜗杆轴25之间。在一些实施例中，第一轴承251和第二轴承252为角接触轴承。较大尺寸的第一轴承251和第二轴承252能够有效承载径向和轴向的载荷。

根据另一方面，还提供了一种车辆，所述车辆包括根据各个实施例的电动转向装置。根据本实用新型的电动转向装置结构更紧凑，并且能够提供有效的扭矩放大。

本申请以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本申请的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本实用新型的原理更容易理解。在不脱离本申请的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本申请进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本申请的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动转向装置，其特征在于，包括:

芯轴组件(2)，所述芯轴组件(2)能够绕沿轴向的轴线(x)转动，所述芯轴组件(2)包括沿所述轴向相对的第一端和第二端，在所述第一端和第二端之间的所述轴线上设置第一蜗轮(26)和第二蜗杆部分(250)，所述芯轴组件(2)的第一端接收输入扭矩；

转向电机(1)，所述转向电机(1)包括第一蜗杆部分，所述第一蜗杆部分与所述芯轴组件(2)的第一蜗轮(26)啮合形成第一蜗轮蜗杆传动系；以及

输出轴(3)，所述输出轴(3)上设置有扇形蜗轮(33)，所述扇形蜗轮(33)与所述第二蜗杆部分(250)啮合以形成第二蜗轮蜗杆传动系。

2.根据权利要求1所述的电动转向装置，其特征在于，在所述电动转向装置中，所述第一蜗轮蜗杆传动系和所述第二蜗轮蜗杆传动系一起实现1:20的传动比。

3.根据权利要求1所述的电动转向装置，其特征在于，所述转向电机(1)与所述输出轴(3)处于所述芯轴组件(2)的同一侧。

4.根据权利要求1所述的电动转向装置，其特征在于，所述的电动转向装置由第一模块和第二模块组装形成：

所述第一模块包括：

第一壳体(23)，所述第一壳体(23)的一端处设置的第一端盖(22)，所述第一壳体(23)和所述第一端盖(22)之间限定第一腔室，所述第一蜗轮蜗杆传动系位于所述第一腔室中；以及

所述第二模块包括：

第二壳体(24)，所述第二壳体(24)限定第二腔室，所述第二蜗轮蜗杆传动系位于所述第二腔室中；

在所述第一模块和所述第二模块组装时，所述第二壳体(24)连接至所述第一壳体(23)的与所述第一端盖(22)相对的连接端处。

5.根据权利要求4所述的电动转向装置，其特征在于，所述芯轴组件包括：

输入轴(29)；

与所述输入轴(29)同轴连接的扭转杆(21)；

与所述扭转杆(21)同轴连接的过渡轴(28)，所述第一蜗轮(26)通过花键设置在所述过渡轴(28)上，所述第一蜗轮(26)容纳在所述第一腔室中；以及

与所述过渡轴(28)同轴连接的蜗杆轴(25)，所述蜗杆轴(25)具有所述第二蜗杆部分(250)，所述蜗杆轴(25)和所述扇形蜗轮(33)容纳在所述第二腔室中并相互啮合；所述输入轴(29)，所述扭转杆(21)和所述过渡轴(28)属于所述第一模块，所述过渡轴(28)的端部从所述第一壳体(23)的所述连接端伸出，所述蜗杆轴(25)属于所述第二模块，其中，在所述第一模块与所述第二模块组装时，所述过渡轴(28)的端部插入所述蜗杆轴(25)的端部的盲孔中。

6.根据权利要求5所述的电动转向装置，其特征在于，所述第一模块还包括所述第一壳体(23)和所述第一端盖(22)之间的轴承支架(273)，所述第一端盖(22)、所述轴承支架(273)、所述第一壳体(23)和所述第二壳体(24)具有位置对应的螺栓孔，并通过多个螺栓(5)连接在一起，其中，所述轴承支架(273)与第一端盖(22)之间具有第一密封圈(71)，所述轴承支架(273)与第一壳体(23)之间设置有第二密封圈(72)，所述第一壳体(23)和所述第二壳体(24)之间设置有第三密封圈(73)，所述第一壳体(23)和所述第二壳体(24)之间设置有围绕所述过渡轴(28)的第四密封圈(74)。

7.根据权利要求4所述的电动转向装置，其特征在于，所述输出轴(3)定向成垂直于所述轴线(x)，其中，所述输出轴(3)由一对轴承(31,32)支撑在所述第二壳体(24)中，所述扇形蜗轮(33)位于所述一对轴承(31,32)之间，所述输出轴(3)的端部(34)延伸至所述第二壳体(24)的外部，其中，所述一对轴承(31,32)为偏心轴承，以用于调节所述第二蜗杆部分(250)与所述扇形蜗轮(33)之间的间隙。

8.根据权利要求5所述的电动转向装置，其特征在于，所述蜗杆轴(25)包括相对的第一端(253)和第二端(254)，所述蜗杆轴(25)的第一端(253)和第二端(254)分别由第一轴承(251)和第二轴承(252)支撑在所述第二壳体(24)中，所述蜗杆轴(25)的第一端(253)连接至所述过渡轴(28)，其中，所述第二壳体(24)由第二端盖(241)封闭，所述第二轴承(252)与所述第二端盖(241)之间设置有垫片(242)，由此限定所述蜗杆轴(25)的轴向位置。

9.根据权利要求8所述的电动转向装置，其特征在于，所述第一轴承(251)和所述第二轴承(252)在径向上设置在所述第二壳体(24)和所述蜗杆轴(25)之间。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-9中任一项所述的电动转向装置。