TWM604850U

TWM604850U - 支撐潤滑結構及使用其之電動助力轉向裝置

Info

Publication number: TWM604850U
Application number: TW109209253U
Authority: TW
Inventors: 游智傑; 鄭博謙; 黃鈺升; 留偉倫
Original assignee: 上銀科技股份有限公司
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2020-07-20
Publication date: 2020-12-01
Also published as: DE202021101869U1; JP3232479U

Abstract

本創作有關於一種支撐潤滑結構，其包含有一個支撐塊及一個襯墊。襯墊設於支撐塊之底端且具有一個呈弧狀之接觸面，該接觸面具有至少二個儲油槽，各該儲油槽具有一個封閉端與一個開口端，該等封閉端用來將潤滑油保持在內，該等開口端位於接觸面之左右二相對側，以利於潤滑油的進出。藉此，本創作之支撐潤滑結構有效地減少接觸區域的面積，進而減少接觸阻力及增加潤滑效果。此外，本創作更提供一個使用前述支撐潤滑結構之電動助力轉向裝置。

Description

支撐潤滑結構及使用其之電動助力轉向裝置

本創作與電動助力轉向裝置有關，特別是指一種支撐潤滑結構及使用其之電動助力轉向裝置。

中國專利申請公開號CN101180199A揭露一種齒條導承和具有該齒條導承的齒條-小齒輪型轉向裝置（rack guide and rack-and-pinion type steering apparatus having the rack guide），其中，該齒條導承（rack guide）通過本身的滑動表面與齒條的滑動表面接觸，用以導引齒條沿A方向進行線性運動，並通過彈性裝置的彈力確保齒輪與齒條之間的嚙合。但是因為齒條導承與齒條之間的接觸面積大，所以驅動阻力會隨之增加而導致轉向不順暢，除了驅動阻力增加以外，潤滑油也保持不易，長期下來會導致磨耗量上升，造成齒輪與齒條的間隙變大，進而導致路感回饋不佳及影響轉向手感。

美國專利公告號US9296412B2揭露一種轉向節叉組件（steering yoke assembly），該轉向節叉組件供齒條軸（rack shaft）承靠，且該轉向節叉組件於接觸面設置二個襯墊（bearing pad），藉此形成供潤滑油通過的間隙，但是此一方案為兩件式結構，因此具有開發成本高及組裝費時的問題。

本創作之主要目的在於提供一種支撐潤滑結構，其能減少接觸阻力及提升接觸區域的潤滑效果，以增加運作順暢度。

為了達成上述主要目的，本創作之支撐潤滑結構包含有一個支撐塊與一個襯墊。該支撐塊設於一根軸桿上方，該襯墊設於該支撐塊之底端且具有一個呈弧狀之接觸面，該襯墊以該接觸面抵接該軸桿之外周面，此外，該接觸面具有至少二個儲油槽，各該儲油槽具有一個封閉端與一個開口端，該等封閉端用來保持潤滑油，該等開口端位於該接觸面之二相對側，以利於在該軸桿往復線性位移時讓潤滑油能夠順利地從不同方向的開口端進入該等儲油槽內。

由上述可知，本創作之支撐潤滑結構利用在該接觸面設置至少二個儲油槽的設計，可大幅減少該接觸面與該軸桿之間的接觸阻力，並且讓該接觸面與該軸桿之間有間隙讓潤滑油通過，藉以提升接觸區域的潤滑效果及增加運作順暢度。

較佳地，該等儲油槽相對於該接觸面之中心呈旋轉對稱，一方面讓該等儲油槽具有相同的構型，另一方面讓該等開口端位於該接觸面之左右二相對側。

較佳地，各該儲油槽採取深度漸變或寬度漸變的設計，一方面讓潤滑油順利進出該等開口端，另一方面讓潤滑油保持在該等封閉端。

較佳地，該等儲油槽可以左右各二個，各該儲油槽具有一該開口端與一該封閉端，或者是左右各一個，然後區分成一條主流道與二條連接該主流道之支流道，該主流道具有該開口端，各該支流道具有一該封閉端。

較佳地，該等儲油槽之總面積為該接觸面之面積的20%-50%。

較佳地，該接觸面相對於一個假想平面呈對稱設置，該假想平面通過該軸桿之軸心，各該儲油槽之分布區域與該假想平面之間具有30-60度的圓心角，如此可以讓各該儲油槽確實位於該接觸面與該軸桿的接觸區域內。

較佳地，該支撐塊之底端具有一個承接弧面，該襯墊具有一個承靠弧面，該襯墊以該承靠弧面抵接於該支撐塊之承接弧面。此外，該支撐塊之承接弧面設置一個定位孔或至少一條定位凹槽，該襯墊之承靠弧面相對應設置一個定位柱或一個定位凸部，該襯墊以該定位柱或該定位凸部分別嵌設於該定位孔或該定位凹槽內，如此讓該襯墊在組裝後具有良好的定位效果。

本創作之次一目的在於提供一種電動助力轉向裝置，其包含有一個動力單元、一根軸桿、一個齒輪，以及一個前述支撐潤滑結構。該動力單元具有一個馬達與一個螺帽，該螺帽連接該馬達，使該螺帽受該馬達之驅動而原地轉動；該軸桿具有一個齒條部與一個螺紋部，該軸桿以該螺紋部螺設於該螺帽，使該軸桿受該螺帽之驅動而沿其本身之軸向移動；該齒輪嚙接該軸桿之齒條部，用以驅動該軸桿沿其軸向移動；該支撐潤滑結構設於該軸桿上方，並以該襯墊之接觸面抵接該軸桿之外周面。藉此，當該小齒條在左右轉向時會帶動該軸桿沿其本身之軸向線性位移，此時該軸桿在線性位移時可讓潤滑油經由該等開口端流入該等儲油槽內，進而降低轉向阻力及增加轉向手感。

有關本創作所提供對於支撐潤滑結構及使用其之電動助力轉向裝置的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本創作領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本創作所列舉的特定實施例，僅係用於說明本創作，並非用以限制本創作之專利申請範圍。

申請人首先在此說明，於整篇說明書中，包括以下介紹的實施例以及申請專利範圍的請求項中，有關方向性的名詞皆以圖式中的方向為基準。其次，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之元件標號，代表相同或近似之元件或其結構特徵。

請先參閱圖1，圖1當中所顯示的電動助力轉向裝置10包含有一個動力單元11、一根軸桿15及一個齒輪18。動力單元11具有一台馬達12與一個螺帽(圖中未示)，螺帽固設於一個殼體13且經由一個減速機14(如皮帶與皮帶輪的組合)連接馬達12，使螺帽受馬達12的驅動時會在殼體13內原地轉動；軸桿15具有一個齒條部16與一個螺紋部17，軸桿15以螺紋部17螺設於螺帽，使軸桿15受螺帽的驅動而沿其本身軸向線性位移；齒輪18嚙接軸桿15之齒條部16，使齒輪18受到方向機柱(圖中未示)的驅動時會帶動軸桿15沿其本身軸向線性位移。藉此，當使用者轉動方向盤後，由方向機柱驅動齒輪18，然後由齒輪18帶動軸桿15產生線性位移，在此同時，裝設於方向機柱之角度感測器(圖中未示)會傳輸訊號給電子控制單元(圖中未示)，再由電子控制單元控制馬達12運轉，使螺帽在馬達12的帶動之下帶動軸桿15產生線性位移，如此即可對使用者提供轉向輔助力量。

請再參閱圖2及圖3，本創作之支撐潤滑結構20位於軸桿15上方且包含有一個支撐塊30與一個襯墊40。

支撐塊30之底端具有一個承接弧面32，承接弧面32具有一個呈圓形之定位孔34及二條定位凹槽36，二條定位凹槽36位於定位孔34的兩側。

襯墊40的材質可以是工程塑膠、金屬合金或合成樹脂，在此不加以限定。如圖3及圖6所示，襯墊40具有一個承靠弧面42，承靠弧面42具有一個定位柱44及二條定位凸部45，二條定位凸部45位於定位柱44的兩側，襯墊40以承靠弧面42抵接於支撐塊30之承接弧面32，然後一方面以定位柱44插設於支撐塊30之定位孔34內，另一方面以二條定位凸部45嵌設於支撐塊30之二條定位凹槽36內，使襯墊40在組裝於支撐塊30後具有良好的定位效果。此外，襯墊40更具有一個呈弧狀之接觸面46，襯墊40以接觸面46抵接軸桿15之外周面152(如圖6所示)。在本實施例中，如圖4所示，接觸面46具有四個以兩兩並排的方式設置之儲油槽48，各個儲油槽48具有一個封閉端482與一個開口端484，四個儲油槽48相對於接觸面46之中心呈旋轉對稱，使得四個開口端484以兩兩成對的方式位於接觸面46之左右二相對側，如此讓軸桿15在往復地線性移動時，潤滑油能順利地從不同方向的開口端484進入該等儲油槽48內，並利用該等封閉端482將潤滑油保持在內，且該等儲油槽48呈旋轉對稱的設計也有利於自動化加工。再如圖5所示，各個儲油槽48之深度自開口端484朝封閉端482的方向逐漸減少，各個儲油槽48之開口端484的深度D1大於封閉端482的深度D2，藉由增加開口端484的深度大小，使更多潤滑油能夠通過，以增加潤滑效果。在本實施例中，該等儲油槽48深度係以從開口端484逐漸減少後再以等深度延伸至封閉端482的方式為例，因此，圖5中係以開口端484深度D1和封閉端深度D2相同深度的部分標示，顯示開口端484的深度D1大於封閉端482的深度D2的情況。

如圖7所示，接觸面46相對於一個假想平面P呈左右對稱，假想平面P通過軸桿15之軸心A，左右二邊儲油槽48的所在位置與假想平面P之間具有30-60度的圓心角θ；此外，如圖4所示，該等儲油槽48之總面積為接觸面46之面積的20%-50%，如此可以讓左右二邊的儲油槽48確實位於接觸面46與軸桿15的接觸區域內，並且提供足夠的潤滑效果。

在此需要補充說明的是，儲油槽的構型可以有不同變化，如圖8所示，接觸面46具有二個儲油槽50，二個儲油槽50相對於接觸面46之中心呈旋轉對稱，且各個儲油槽50具有一條主流道52與二條連接主流道52之支流道54，主流道52具有一個開口端522，每一條支流道54具有一個封閉端542，此外，主流道52的寬度W自開口端522朝該等支流道54的方向逐漸減少，藉由增加開口端522的寬度大小，使更多潤滑油能夠通過，以增加潤滑效果。至於在第2實施例中，左右二邊儲油槽50的所在位置與假想平面P之間同樣具有30-60度的圓心角θ，二個儲油槽50之總面積同樣為接觸面46之面積的20%-50%。

由上述可知，本創作之支撐潤滑結構20利用在接觸面46設置至少二個儲油槽48、50的設計，可大幅減少接觸面46與軸桿15之間的接觸阻力，並且讓接觸面46與該軸桿15之間有間隙讓潤滑油通過，然後搭配儲油槽48、50的深度漸變或寬度漸變的設計，以利於軸桿15在線性移動時讓潤滑油順利補充於該等儲油槽48、50內，藉以提升接觸區域的潤滑效果、降低轉向阻力及增加運作順暢度。

10:電動助力轉向裝置 11:動力單元 12:馬達 13:殼體 14:減速機 15:軸桿 152:外周面 A:軸桿的軸心 16:齒條部 17:螺紋部 18:齒輪 20:支撐潤滑結構 30:支撐塊 32:承接弧面 34:定位孔 36:定位凹槽 40:襯墊 42:承靠弧面 44:定位柱 45:定位凸部 46:接觸面 48:儲油槽 482:封閉端 484:開口端 D1:開口端的深度 D2:封閉端的深度 50:儲油槽 52:主流道 522:開口端 W:寬度 54:支流道 542:封閉端 P:假想平面 θ:圓心角

圖1為本創作之支撐潤滑結構應用於電動助力轉向裝置的立體圖。圖2為本創作第1實施例之支撐潤滑結構的立體圖。圖3為本創作第1實施例之支撐潤滑結構的立體分解圖。圖4為本創作第1實施例之支撐潤滑結構所提供之襯墊的底視圖。圖5為圖4沿5-5剖線之剖視圖。圖6為本創作第1實施例之支撐潤滑結構配合軸桿使用的局部剖視圖。圖7為本創作第1實施例之支撐潤滑結構所提供之襯墊搭配軸桿使用的局部剖視圖。圖8為本創作第2實施例之支撐潤滑結構所提供之襯墊的底視圖。

30:支撐塊

32:承接弧面

34:定位孔

36:定位凹槽

40:襯墊

42:承靠弧面

45:定位凸部

46:接觸面

48:儲油槽

482:封閉端

484:開口端

Claims

一種支撐潤滑結構，用以支撐一軸桿，該支撐潤滑結構包含有: 一支撐塊，設於該軸桿上方；以及一襯墊，設於該支撐塊之底端且具有一呈弧狀之接觸面，該襯墊以該接觸面抵接該軸桿之外周面，該接觸面具有至少二儲油槽，各該儲油槽具有一封閉端與一開口端，該等開口端位於該接觸面之二相對側。
如請求項1所述之支撐潤滑結構，其中，該等儲油槽相對於該接觸面之中心呈旋轉對稱。
如請求項1所述之支撐潤滑結構，其中，各該儲油槽之深度自該開口端朝該封閉端的方向逐漸減少。
如請求項1所述之支撐潤滑結構，其中，各該儲油槽具有一主流道與二連接該主流道之支流道，該主流道具有該開口端，各該支流道具有一該封閉端。
如請求項4所述之支撐潤滑結構，其中，該主流道的寬度自該開口端朝該等支流道的方向逐漸減少。
如請求項1所述之支撐潤滑結構，其中，該等儲油槽之總面積為該接觸面之面積的20%-50%。
如請求項1所述之支撐潤滑結構，其中，該接觸面相對於一假想平面呈對稱設置，該假想平面通過該軸桿之軸心，各該儲油槽之分布區域與該假想平面之間具有30-60度的圓心角。
如請求項1所述之支撐潤滑結構，其中，該支撐塊之底端具有一承接弧面，該襯墊具有一承靠弧面，該襯墊以該承靠弧面抵接於該支撐塊之承接弧面。
如請求項8所述之支撐潤滑結構，其中，該支撐塊之承接弧面具有一定位孔，該襯墊之承靠弧面具有一定位柱，該定位柱插設於該定位孔內。
如請求項8或9所述之支撐潤滑結構，其中，該支撐塊之承接弧面具有一定位凹槽，該襯墊之承靠弧面具有一定位凸部，該定位凸部插設於該定位凹槽內。
一種電動助力轉向裝置，包含有: 一動力單元，具有一馬達與一螺帽，該螺帽連接該馬達，使該螺帽受該馬達之驅動而原地轉動；一軸桿，具有一齒條部與一螺紋部，該軸桿以該螺紋部螺設於該螺帽，使該軸桿受該螺帽之驅動而沿其本身之軸向移動；一齒輪，嚙接該軸桿之齒條部；以及一如請求項1所述之支撐潤滑結構，設於該軸桿上方，該襯墊以該接觸面抵接該軸桿之外周面。
如請求項11所述之電動助力轉向裝置，其中，該等儲油槽相對於該接觸面的中心呈旋轉對稱。
如請求項11所述之電動助力轉向裝置，其中，各該儲油槽之深度自該開口端朝該封閉端的方向逐漸減少。
如請求項11所述之電動助力轉向裝置，其中，各該儲油槽具有一主流道與二連接該主流道之支流道，該主流道具有該開口端，各該支流道具有一該封閉端。
如請求項14所述之電動助力轉向裝置，其中，該主流道的寬度自該開口端朝該等支流道的方向逐漸減少。
如請求項11所述之電動助力轉向裝置，其中，該等儲油槽之總面積為該接觸面之面積的20%-50%。
如請求項11所述之電動助力轉向裝置，其中，該接觸面相對於一假想平面呈對稱設置，該假想平面通過該軸桿之軸心，各該儲油槽之分布區域與該假想平面之間具有30-60度的圓心角。
如請求項11所述之電動助力轉向裝置，其中，該支撐塊之底端具有一承接弧面，該襯墊具有一承靠弧面，該襯墊以該承靠弧面抵接於該支撐塊之承接弧面。
如請求項18所述之電動助力轉向裝置，其中，該支撐塊之承接弧面具有一定位孔，該襯墊之承靠弧面具有一定位柱，該定位柱插設於該定位孔內。
如請求項18或19所述之電動助力轉向裝置，其中，該支撐塊之承接弧面具有一定位凹槽，該襯墊之承靠弧面具有一定位凸部，該定位凸部插設於該定位凹槽內。