專利名稱：電動轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對電動轉(zhuǎn)向裝置的改進。
背景技術(shù)：
近年來，許多車輛采用了電動轉(zhuǎn)向裝置來減少駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤所用的轉(zhuǎn)向力，從而駕駛員可舒適地使車輛轉(zhuǎn)向。這些裝置通常用在大型車輛中。對于包括該電動轉(zhuǎn)向裝置的大型車輛而言，這些裝置的電動機不可避免地尺寸變大以便產(chǎn)生更大的輔助轉(zhuǎn)矩。但是，這些電動機的尺寸應(yīng)該設(shè)定成可設(shè)置在車輛的狹小空間內(nèi)。這些車輛必須包括大容量電路以便驅(qū)動電動機。配置這些電路將導(dǎo)致車輛成本增加。
為了解決上述問題，已經(jīng)開發(fā)出包括代替一個大型電動機的兩個小型電動機的電動轉(zhuǎn)向裝置。從例如題目為“ELECTRIC POWER STEERINGAPPARATUS(電動轉(zhuǎn)向裝置)”的日本專利特開平公開5-155343中已知這些電動轉(zhuǎn)向裝置。
圖26示意性地顯示出在該文獻中所披露的電動轉(zhuǎn)向裝置。
總體上由附圖標記700表示的電動轉(zhuǎn)向裝置包括轉(zhuǎn)向盤701、與轉(zhuǎn)向盤701連接的轉(zhuǎn)向齒輪702、與左右車輪711、711連接的齒條軸703、安裝在該齒輪702上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器704、可響應(yīng)于傳感器704的操作而操作的控制裝置705、由控制裝置705控制的輔助電動機706、707以及分別由電動機706、707驅(qū)動的轉(zhuǎn)向齒輪708、709。
當通過施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩而使轉(zhuǎn)向盤701轉(zhuǎn)動時，該轉(zhuǎn)向齒輪702將轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條軸703。同時，控制裝置705根據(jù)由轉(zhuǎn)矩傳感器704檢測到的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動電動機706、707。然后電動機706、707產(chǎn)生出與該轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的輔助轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)向齒輪708、709將來自電動機706、707的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條軸703。然后齒條軸703使車輪711、711轉(zhuǎn)動。由附圖標記712表示的是車速傳感器。
該電動轉(zhuǎn)向裝置700的尺寸應(yīng)該盡可能的小，以便設(shè)置在車輛的狹小空間內(nèi)。減小該電動轉(zhuǎn)向裝置700的尺寸需要考慮設(shè)置這兩個電動機的位置。因此，為改進該電動轉(zhuǎn)向裝置留下了空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種包括兩個電動機的電動轉(zhuǎn)向裝置，每個電動機設(shè)置在這樣的位置處以減小該電動轉(zhuǎn)向裝置的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電動轉(zhuǎn)向裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)向盤；與車輪連接的齒條軸，該齒條軸通過轉(zhuǎn)向軸和齒條小齒輪機構(gòu)與該轉(zhuǎn)向盤連接；第一電動機，用于產(chǎn)生施加在轉(zhuǎn)向軸上或施加在轉(zhuǎn)向軸和齒條小齒輪機構(gòu)之間的動力；以及第二電動機，用于產(chǎn)生施加在齒條軸上的動力。
由第一電動機產(chǎn)生的動力施加在轉(zhuǎn)向軸上或施加在轉(zhuǎn)向軸和齒條小齒輪機構(gòu)之間，而由第二電動機產(chǎn)生的動力施加在齒條軸上。第一和第二電動機設(shè)置在相互遠離的不同位置處。這些電動機可以更加自由地設(shè)置在車體內(nèi)。換句話說，這些電動機可以以適應(yīng)車體內(nèi)空間的方式設(shè)置。因此，車體可以容易提供設(shè)置這些電動機的空間。這樣布置的電動轉(zhuǎn)向裝置的尺寸較小。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種電動轉(zhuǎn)向裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)向盤；與車輪連接的齒條軸，該齒條軸通過轉(zhuǎn)向軸和齒條小齒輪機構(gòu)與該轉(zhuǎn)向盤連接；以及兩個電動機，它們相鄰設(shè)置并且通過傳動機構(gòu)和滾珠絲杠與齒條軸連接。
這兩個電動機圍繞齒條軸設(shè)置，用來將施加在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳遞給車輪。更具體地，這些電動機通過傳動機構(gòu)和小型滾珠絲杠與齒條軸連接。這兩個電動機相互靠近地設(shè)置在齒條軸附近。由于這些電動機如此緊湊地設(shè)置，因此該電動轉(zhuǎn)向裝置尺寸較小。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種電動轉(zhuǎn)向裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)向盤；與車輪連接的齒條軸，該齒條軸通過轉(zhuǎn)向軸、小齒輪軸和具有形成在小齒輪軸上的小齒輪的齒條小齒輪機構(gòu)而與該轉(zhuǎn)向盤連接；以及兩個電動機，用來產(chǎn)生施加在小齒輪軸上的動力，這兩個電動機與小齒輪軸連接，并且小齒輪設(shè)置在它們之間。
這兩個電動機分開安裝或連接在小齒輪軸上，以便將施加在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條軸。該小齒輪插設(shè)在兩個電動機之間。由這兩個電動機產(chǎn)生的動力施加在小齒輪軸上。這兩個電動機設(shè)置在小齒輪軸附近。因為這些電動機緊湊地設(shè)置，所以該電動轉(zhuǎn)向裝置尺寸較小。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種電動轉(zhuǎn)向裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)向盤；與車輪連接的齒條軸，該齒條軸通過轉(zhuǎn)向軸與該轉(zhuǎn)向盤連接；小齒輪軸，它通過齒條小齒輪機構(gòu)與齒條軸連接；第一電動機，用于產(chǎn)生施加在小齒輪軸上的動力；以及第二電動機，用于產(chǎn)生通過滾珠絲杠施加在齒條軸上的動力。
轉(zhuǎn)向盤通過轉(zhuǎn)向軸與齒條軸連接。小齒輪軸也通過齒條小齒輪機構(gòu)與齒條軸連接。設(shè)置第一電動機用來產(chǎn)生施加在小齒輪軸上的動力，并設(shè)置第二電動機用來產(chǎn)生通過小型滾珠絲杠施加在齒條軸上的動力。這兩個電動機設(shè)置在齒條軸附近。因為這些電動機緊湊地設(shè)置，所以該電動轉(zhuǎn)向裝置尺寸較小。


下面將參照附圖僅以示例的方式詳細地描述本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例，在圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置的示意圖；圖2為圖1的裝置的外殼的前視圖；圖3為沿著圖2的線3-3剖開的剖視圖；圖4為沿著圖3的線4-4剖開的剖視圖；圖5為沿著圖2的線5-5剖開的剖視圖；圖6為沿著圖5的線6-6剖開的剖視圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置的示意圖；
圖8為圖7的裝置的外殼的前視圖；圖9為圖7的裝置的外殼、第三電動機和滾珠絲杠的剖視圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置的示意圖；圖11為圖10的裝置的透視圖；圖12為沿著圖11的線12-12剖開的剖視圖；圖13為沿著圖12的線13-13剖開的剖視圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置的示意圖；圖15為一前視圖，顯示出圖14的裝置的外殼；圖16為沿著圖15的線16-16剖開的剖視圖；圖17為圖14的裝置的一部分的視圖，包括外殼、滾珠絲杠、齒條軸、第一和第二電動機以及第一和第二皮帶傳動機構(gòu)，并且局部示出了外殼和滾珠絲杠的剖面；圖18為根據(jù)本發(fā)明第五實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置的示意圖；圖19為圖18的裝置的一部分的視圖，包括外殼、齒條軸、第一和第二電動機、第一和第二皮帶傳動機構(gòu)以及滾珠絲杠，并且局部示出了外殼和滾珠絲杠的剖面；圖20為圖18的裝置的外殼以及第一和第二電動機的前視圖；圖21為根據(jù)本發(fā)明第六實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置的示意圖；圖22為圖21的裝置的外殼的前視圖；圖23為沿著圖22的線23-23剖開的剖視圖；圖24為根據(jù)本發(fā)明第七實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置的示意圖；圖25為圖24的裝置的外殼的前視圖；和圖26為傳統(tǒng)的電動轉(zhuǎn)向裝置。
具體實施例方式
參照圖1至6，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置10。該裝置10包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)20和用于向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)20提供輔助轉(zhuǎn)矩的輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)30。
如圖1所示，該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)20包括轉(zhuǎn)向盤21、在一個端部處安裝在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向軸22、其一個端部與轉(zhuǎn)向軸22的另一個端部連接的萬向節(jié)23、其一個端部與萬向節(jié)23的另一個端部連接的小齒輪軸24以及通過齒條小齒輪機構(gòu)25與小齒輪軸24的另一個端部連接的齒條軸26a。該齒條軸26a的右端與右系桿27的一個端部連接。該齒條軸26a的左端與左系桿27的一個端部連接。右系桿27通過轉(zhuǎn)向節(jié)28與右車輪29連接。左系桿27通過轉(zhuǎn)向節(jié)28與左車輪29連接。齒條軸26a的左右端部將由駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩輸出。這樣布置的裝置10通常被稱為“端部取力式(end-take-off)”轉(zhuǎn)向裝置。
齒條小齒輪機構(gòu)25包括形成在小齒輪軸24上的小齒輪25a，和形成在齒條軸26a上的齒條25b。小齒輪25a與齒條25b嚙合。
在駕駛員向轉(zhuǎn)向盤21施加轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩以使轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩通過齒條小齒輪機構(gòu)25、齒條軸26a和系桿27、27傳遞給左右車輪29、29。
輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)30包括轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31、控制部分32以及第一和第二輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置40、50。該傳感器31為磁致伸縮轉(zhuǎn)矩傳感器。
當傳感器31檢測到轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩以產(chǎn)生表示檢測到轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的的檢測信號時，控制部分32根據(jù)該檢測信號產(chǎn)生出電動機控制信號。第一和第二電動機41、51根據(jù)該電動機控制信號產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的輔助轉(zhuǎn)矩或動力。如后面所述，由第一和第二電動機41、51產(chǎn)生的動力被傳遞給車輪29、29。
第一輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置40包括第一電動機41和用作轉(zhuǎn)矩傳遞構(gòu)件的第一蝸輪機構(gòu)42，該第一蝸輪機構(gòu)用來將由第一電動機41產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給小齒輪軸24。
第一蝸輪機構(gòu)42包括具有形成在其上的第一蝸桿44的第一蝸桿軸43，和安裝在小齒輪軸24上的第一蝸輪45。第一蝸桿44與第一蝸輪45嚙合。第一電動機41具有通過聯(lián)軸節(jié)46與第一蝸桿軸43連接的電動機軸41a。
第二輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置50包括第二電動機51、第二蝸輪機構(gòu)52、輔助小齒輪軸57和輔助齒條小齒輪機構(gòu)58。第二電動機51通過第二蝸輪機構(gòu)52、輔助小齒輪軸57和輔助齒條小齒輪機構(gòu)58而與齒條軸26a連接。輔助齒條小齒輪機構(gòu)58包括形成在輔助小齒輪軸57上的小齒輪58a，和形成在齒條軸26a上的齒條58b。小齒輪58a與齒條58b嚙合。
第二蝸輪機構(gòu)52包括具有形成在其上的第二蝸桿54的第二蝸桿軸53，和安裝在輔助小齒輪軸57上的第二蝸輪55。第二蝸桿54與第二蝸輪55嚙合。第二電動機51具有通過聯(lián)軸節(jié)56與第二蝸桿軸53連接的電動機軸51a。
由第一電動機41產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩通過聯(lián)軸節(jié)46、第一蝸輪機構(gòu)42、小齒輪軸24和齒條小齒輪機構(gòu)25傳遞給齒條軸26a。由第二電動機51產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩通過聯(lián)軸節(jié)56、第二蝸輪機構(gòu)52、輔助小齒輪軸57和輔助齒條小齒輪機構(gòu)58傳遞給齒條軸26a。
因此，由駕駛員產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩與由第一和第二電動機41、51產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩結(jié)合，從而形成復(fù)合轉(zhuǎn)矩。該復(fù)合轉(zhuǎn)矩施加在齒條軸26a上，從而使車輪29、29轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)動。
從上面的說明中可以看出，提供了這樣一種電動轉(zhuǎn)向裝置10，它包括轉(zhuǎn)向盤21；與車輪29、29連接的齒條軸26a，該齒條軸26a通過轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25與轉(zhuǎn)向盤21連接；第一電動機41，用于產(chǎn)生施加在轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25之間的動力；以及第二電動機51，用來產(chǎn)生施加在齒條軸26a上的動力。
如圖2所示，齒條軸26a容納在沿車體(未示出)橫向延伸的外殼61a內(nèi)。該齒條軸26a可以在外殼61a內(nèi)軸向滑動。該外殼61a具有待安裝在車體上的安裝部分62。附圖標記63、64分別表示球接頭和防塵套。
如圖3所示，外殼61a在其中裝有齒條小齒輪機構(gòu)25和第一蝸輪機構(gòu)42。外殼61a具有兩個向上開口的頂部。其中一個頂部由蓋子65封閉。另一個由蓋子91封閉(參見圖2或圖5)。小齒輪軸24穿過蓋子65插入到外殼61a中。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31在蓋子65內(nèi)靠近小齒輪軸24設(shè)置。
小齒輪軸24的上部、中部和下部分別由三個軸承66、67、68可轉(zhuǎn)動地支撐。這些軸承沿垂直方向相互間隔開。小齒輪軸24的中部和下部裝在外殼61a中。該小齒輪軸24的上部設(shè)置在蓋子65內(nèi)。該外殼61a具有裝在其中的齒條引導(dǎo)件70A。
設(shè)置齒條引導(dǎo)件70A用來推壓與齒條25b相對的齒條軸26a的背面部分。更具體地，齒條引導(dǎo)件70A包括引導(dǎo)部分71、調(diào)節(jié)螺栓73和插設(shè)在引導(dǎo)部分71和螺栓73之間的壓縮彈簧72。設(shè)置螺栓73用來使彈簧72將引導(dǎo)部分71壓靠在齒條軸26a的背面部分上。
將螺栓73擰入到外殼61a中，從而沿著這樣的方向推壓壓縮彈簧72，以便用適合在齒條25b上施加預(yù)載荷的力來推壓引導(dǎo)部分71。齒條25b壓靠小齒輪25a以承受該預(yù)載荷，從而建立與小齒輪25b的嚙合。附圖標記69、74、75分別表示油封、接觸構(gòu)件和鎖緊螺母。齒條軸26a可以沿著接觸構(gòu)件74滑動，并且背面部分保持與接觸構(gòu)件74接觸。
如圖4所示，第一電動機41安裝在外殼61a上，并且具有基本上水平延伸進入外殼61a中的電動機軸41a。
水平延伸的第一蝸桿軸43的兩個相對端部由軸承81、82旋轉(zhuǎn)支撐。第一蝸桿軸43被封裝在設(shè)在外殼61a內(nèi)的中空偏心套筒83中。附圖標記84、85表示螺母。旋轉(zhuǎn)套筒83以調(diào)節(jié)形成在第一蝸桿44和第一蝸輪45之間的齒隙。
如圖5所示，外殼61a在其中裝有第二蝸輪機構(gòu)52和輔助齒條小齒輪機構(gòu)58。外殼61a的頂部由蓋子91封閉。
輔助小齒輪軸57的上部、中部和下部分別由軸承92、93、94旋轉(zhuǎn)支撐。這些軸承92、93、94沿垂直方向相互間隔開。輔助小齒輪軸57的上部設(shè)置在外殼61a的頂部上方并且設(shè)置在蓋子91內(nèi)。該輔助小齒輪軸57的中部和下部裝在外殼61a內(nèi)。該外殼61a具有裝在其中的齒條引導(dǎo)件70B。
齒條引導(dǎo)件70B的結(jié)構(gòu)與齒條引導(dǎo)件70A相同。即，設(shè)置齒條引導(dǎo)件70B用來推壓與齒條58b相對的齒條軸26a的背面部分。該齒條引導(dǎo)件70B的部件由與齒條引導(dǎo)件70A相同的附圖標記表示。
如圖6所示，第二電動機51安裝在外殼61a上，并且具有基本上水平延伸進入外殼61a中的電動機軸51a。
水平延伸的第二蝸桿軸53的兩個相對端部由軸承95、96旋轉(zhuǎn)支撐。第二蝸桿軸53被封裝在設(shè)在外殼61a內(nèi)的中空偏心套筒97中。附圖標記98、99表示螺母。旋轉(zhuǎn)套筒97以調(diào)節(jié)形成在第二蝸桿54和第二蝸輪55之間的齒隙。
如參照圖1至圖6所述，第一電動機41產(chǎn)生施加在小齒輪軸24上的動力，該小齒輪軸24設(shè)在轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25之間，而第二電動機51產(chǎn)生施加在齒條軸26a上的動力。第一和第二電動機41、51相互遠離設(shè)置。該電動轉(zhuǎn)向裝置10的優(yōu)點在于，電動機可以更自由地以適應(yīng)車體內(nèi)空間的方式設(shè)置。這使得更容易限定設(shè)置這些電動機的空間。另外，這樣布置的電動轉(zhuǎn)向裝置10可以具有較小的尺寸。
另外，齒條小齒輪機構(gòu)25將施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和由第一電動機41產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條軸26a，且沒有受到從第二電動機51提供的動力。該布置有助于齒條小齒輪機構(gòu)25保持足夠的強度。
參照圖7至圖9，示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置100。該電動轉(zhuǎn)向裝置100與電動轉(zhuǎn)向裝置10相同，除了輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)30包括代替第二輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置50的第三輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置150。在圖7至圖9中，電動轉(zhuǎn)向裝置100與電動轉(zhuǎn)向裝置10相同的部件用相同的附圖標記標出，并且將省略對其的詳細說明。
更具體地，該裝置100的輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)30包括轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31、控制部分32以及第一和第三輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置40、150。第三輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置150包括第三電動機151和用來使電動機151與齒條軸26b連接的滾珠絲杠160。
如圖7所示，該齒條軸26b具有形成在其一個端部上的齒條25b。除了齒條25b之外，該齒條軸26b具有形成在其上的螺紋部分161。該齒條25b和螺紋部分161彼此分開設(shè)置。如后面所述，滾珠絲杠160具有安裝在螺紋部分161上的螺母163。第三電動機151為中空的，以允許齒條軸26b能夠從中延伸穿過。第三電動機151與螺母163連接。該螺母163設(shè)置在齒條25b和第三電動機151之間。第三電動機151通常被稱為“同軸式電動機”。
根據(jù)從控制部分32輸出的電動機控制信號，第一和第三電動機41、151產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的輔助轉(zhuǎn)矩(動力)。由第三電動機151產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩通過滾珠絲杠160傳遞給齒條軸26b。駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩以及由第一和第三電動機41、151產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩組合在一起以形成復(fù)合轉(zhuǎn)矩。該復(fù)合轉(zhuǎn)矩被傳遞給齒條軸26b，從而使車輪29、29轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)動。
在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置100中，轉(zhuǎn)向盤21通過轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25而與齒條軸26b連接。該齒條軸26b與車輪29、29連接。第一電動機41產(chǎn)生施加在小齒輪軸24上的動力，該小齒輪軸24設(shè)在轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25之間，而第三電動機151產(chǎn)生施加在齒條軸26b上的動力。
如圖8所示，該電動轉(zhuǎn)向裝置100包括外殼61b。該外殼61b包括大體上為管狀結(jié)構(gòu)的第一和第二外殼部分171、172。第一外殼部分171的一個端部與第二外殼部分172的一個端部螺栓連接，從而提供具有細長的齒輪箱結(jié)構(gòu)的外殼61b。第二外殼172用作將第三電動機151封裝在其中的電動機殼。
應(yīng)理解，第一輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置40以參照圖3和圖4所述的方式布置。沿著圖8的線3A-3A剖開形成剖視3，從而顯示第一輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置40的剖面。
如圖9所示，第三電動機151包括裝配在第二外殼部分172內(nèi)的圓柱形定子152、設(shè)置在定子152內(nèi)的轉(zhuǎn)子153以及與轉(zhuǎn)子153結(jié)合的管狀電動機軸154。電動機軸154為中空的，以允許齒條軸26b能夠從中延伸穿過。電動機軸154可以相對于齒條軸26b轉(zhuǎn)動。該電動機軸154的內(nèi)徑大于螺紋部分161的外徑。
滾珠絲杠160為傳統(tǒng)類型的滾珠絲杠，并且包括形成在齒條軸26b上的用作外螺紋的螺紋部分161、設(shè)置在螺紋部分161的圓周表面上的多個滾珠162和安裝在滾珠162上的螺母163。該螺母163用作中空的外部圓筒形構(gòu)件，以允許螺紋部分161從中延伸穿過。滾珠絲杠160的螺母163和滾珠162能夠?qū)⒂傻谌妱訖C151產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給螺紋部分161。螺母163具有沿著其內(nèi)表面形成的螺紋部分或溝槽。該溝槽具有螺旋線形式。這些滾珠162沿著溝槽導(dǎo)向。螺母163具有形成在其中的管道(未示出)。該管道在溝槽的相對端部之間延伸。設(shè)置該管道用來將已經(jīng)被引導(dǎo)至溝槽的一個端部的相應(yīng)滾珠引導(dǎo)至溝槽的另一個端部。
第一外殼部分171包括裝配到第二外殼部分172中的滾珠絲杠外殼部分171a。該滾珠絲杠外殼部分171a通過第一軸承181支撐螺母163，從而使螺母163可轉(zhuǎn)動但是不可軸向運動。該螺母163具有與溝槽分開形成的連接孔163a。電動機軸154具有以這種方式裝配到連接孔163a中的輸出端154a，從而將第三電動機151的動力傳遞給螺母163。
在第一外殼部分171內(nèi)，電動機軸154的輸出端154a和螺母163由第一軸承181旋轉(zhuǎn)地支撐。電動機軸154具有與輸出端154a相對的另一個輸出端154b。在第二外殼部分172內(nèi)，該輸出端154b由第二軸承182可轉(zhuǎn)動地支撐。
如參照圖7至圖9所述，第一電動機41產(chǎn)生施加在小齒輪軸24上的動力，該小齒輪軸24設(shè)在轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25之間，而第三電動機151產(chǎn)生施加在齒條軸26b上的動力。第一和第三電動機41、151相互遠離設(shè)置。該電動轉(zhuǎn)向裝置100的優(yōu)點在于，電動機可以更自由地以適應(yīng)車體內(nèi)空間的方式設(shè)置。這使得更容易限定設(shè)置這些電動機的空間。另外，該電動轉(zhuǎn)向裝置100可以具有較小的尺寸。
該電動轉(zhuǎn)向裝置100包括第三電動機151，用來產(chǎn)生通過小型滾珠絲杠160施加在齒條軸26b上的動力。這使得更容易限定設(shè)置這些電動機41、151的空間。另外，該電動轉(zhuǎn)向裝置100可以具有較小的尺寸。另外，不再需要上述輔助齒條小齒輪機構(gòu)、輔助小齒輪軸和齒條引導(dǎo)件，用于將第三電動機151的動力傳遞給齒條軸26b。這樣的優(yōu)點在于，可以將齒條軸26b縮短一定長度，否則沿著該長度將設(shè)置輔助小齒輪軸和輔助齒條小齒輪機構(gòu)。這導(dǎo)致齒條軸26b的成本降低。
而且，傳動構(gòu)件(即，用來將施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和由第一電動機41產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條軸26b的齒條小齒輪機構(gòu)25)不會受到從第三電動機151提供的動力。這種布置有助于齒條小齒輪機構(gòu)25保持足夠的強度。
參照圖10至圖13，示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置200。
如圖10所示，該電動轉(zhuǎn)向裝置200與電動轉(zhuǎn)向裝置100相同，除了輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)30包括代替第一輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置40的第四輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置240。該第四輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置240包括第一電動機41，其設(shè)置在能夠向轉(zhuǎn)向軸22提供動力的位置處。在圖10至圖13中，電動轉(zhuǎn)向裝置200與電動轉(zhuǎn)向裝置100相同的部件用相同的附圖標記標識，并且將省略對其的詳細說明。
第四輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置240包括第一電動機41和第一蝸輪機構(gòu)42，該第一蝸輪機構(gòu)用于將由第一電動機41產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給轉(zhuǎn)向軸22。第一蝸輪機構(gòu)42包括第一蝸桿軸43，該第一蝸桿軸43具有形成在其上的第一蝸桿44；和安裝在轉(zhuǎn)向軸22上的第一蝸輪45。第一蝸桿44與第一蝸輪45嚙合。
如圖11所示，電動轉(zhuǎn)向裝置200包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)20以及第三和第四輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置150、240。
如圖12所示，該電動轉(zhuǎn)向裝置200包括轉(zhuǎn)向軸22、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31和第一蝸輪機構(gòu)42。第一蝸輪機構(gòu)42裝在外殼261中。該外殼261具有向上開口的頂部。該頂部由蓋子265封閉。轉(zhuǎn)向軸22延伸穿過蓋子265和外殼261。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸22附近。
轉(zhuǎn)向軸22的上部和下部分別由上下軸承266、267可轉(zhuǎn)動地支撐。轉(zhuǎn)向軸22的上部設(shè)置在蓋子265內(nèi)，而轉(zhuǎn)向軸22的下部設(shè)置在外殼261內(nèi)。附圖標記268、269表示油封。
沿著圖12中的線4A-4A剖開形成剖視4，以顯示第一蝸輪機構(gòu)42的剖面，在圖12中用轉(zhuǎn)向軸22代替小齒輪軸24。
圖13為圖3的視圖，其中去除了轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31和第一蝸輪機構(gòu)42。
如參照圖10至圖13所述，第一電動機41產(chǎn)生施加在轉(zhuǎn)向軸22上的動力，而第三電動機151產(chǎn)生施加在齒條軸26b上的動力。第一和第三電動機41、151相互遠離地設(shè)置。該電動轉(zhuǎn)向裝置200的優(yōu)點在于，電動機可以更自由地以適應(yīng)車體內(nèi)空間的方式設(shè)置。這使得更容易限定設(shè)置這些電動機的空間。另外，該電動轉(zhuǎn)向裝置200可以具有較小的尺寸。
另外，小齒輪軸24上沒有安裝任何電動機。換句話說，在小齒輪軸24周圍可以形成自由空間，否則該空間將由電動機占據(jù)。該空間可以有利地用于其它目的。
從圖10和圖11中可以看出，該電動轉(zhuǎn)向裝置200包括第三電動機151，用于產(chǎn)生通過小型滾珠絲杠160傳遞給齒條軸26b的動力。這使得該車輛更容易提供用來設(shè)置電動機41、151的空間。可以使該電動轉(zhuǎn)向裝置200具有較小的尺寸。另外，無需任何輔助齒條小齒輪機構(gòu)、輔助小齒輪軸和齒條引導(dǎo)件，用于將第三電動機151的動力傳遞給齒條軸26b。這樣的優(yōu)點在于，可以將齒條軸26b縮短一定的長度，否則沿著該長度將設(shè)置輔助小齒輪軸和輔助齒條小齒輪機構(gòu)。這導(dǎo)致齒條軸26b的成本降低。
而且，傳動構(gòu)件(即，用來將施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和由第一電動機41產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條軸26b的齒條小齒輪機構(gòu)25)不會受到從第三電動機151提供的動力。這種布置有助于齒條小齒輪機構(gòu)25保持足夠的強度。
參照圖14至圖17，示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置300。該電動轉(zhuǎn)向裝置300與電動轉(zhuǎn)向裝置10相同，除了如后面所述，輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)30由輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)330代替。在圖14至圖17中，該裝置300與裝置10相同的部件由相同的附圖標記標出，并且將省略對其的詳細說明。
如圖14所示，在傳感器31檢測到轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩以產(chǎn)生檢測信號時，控制部分32根據(jù)該檢測信號產(chǎn)生電動機控制信號。第一和第二電動機41、51根據(jù)該電動機控制信號產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的輔助轉(zhuǎn)矩或動力。由第一和第二電動機41、51產(chǎn)生的動力被傳遞給齒條軸26c，以使車輪29、29轉(zhuǎn)動。該齒條軸26c具有形成在其上的齒條25b。
輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)330包括轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31、控制部分32以及第一和第二轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置340、350。
第一輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置340包括第一電動機41、第一皮帶傳動機構(gòu)341和滾珠絲杠360。第一皮帶傳動機構(gòu)341和滾珠絲杠360布置成將由第一電動機41產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條軸26c。
第二輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置350包括第二電動機51、第二皮帶傳動機構(gòu)351和滾珠絲杠360。第二皮帶傳動機構(gòu)351和滾珠絲杠360布置成將由第二電動機51產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條軸26c。
由第一和第二電動機41、51產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩通過滾珠絲杠360傳遞給齒條軸26c。由第一和第二電動機41、51產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩以及由駕駛員產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩結(jié)合在一起，以形成復(fù)合轉(zhuǎn)矩。該復(fù)合轉(zhuǎn)矩被傳遞給齒條軸26c，從而使車輪29、29轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)動。
從前面說明中可以看出，提供了這樣一種電動轉(zhuǎn)向裝置300，它包括轉(zhuǎn)向盤21；與車輪29、29連接的齒條軸26c，該齒條軸26c通過轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25而與轉(zhuǎn)向盤21連接；以及兩個電動機41、51，它們相鄰設(shè)置并且通過傳動機構(gòu)341、351和滾珠絲杠360與齒條軸26c連接。
如圖15所示，齒條小齒輪機構(gòu)25和滾珠絲杠360裝在外殼61c中。該外殼61c具有沿著其外圓周表面設(shè)置的第一和第二電動機41、51。
該外殼61c包括第一和第二外殼部分371、372。該第一外殼部分371的一個端部與第二外殼部分372的一個端部螺栓連接，從而形成具有細長齒輪箱結(jié)構(gòu)的外殼61c。該外殼61c沿車體橫向延伸。
圖16為圖3的除去了第一蝸輪機構(gòu)42的視圖。
如圖17所示，更具體地，第一外殼部分371具有形成在其一個端部處的凸緣371a，而第二外殼部分372具有形成在其一個端部處的凸緣372a。凸緣371a、372a螺栓連接在一起。
第一和第二電動機41、51與齒條軸26c平行地延伸。更具體地，第一和第二電動機41、51沿著外殼61c的外圓周表面設(shè)置，并且電動機軸41a和電動機軸51a沿著與齒條軸26c平行的相同方向延伸。第一和第二電動機41、51安裝在第二外殼部分372上。更具體地，第一和第二電動機41、51安裝在凸緣372a上。在圖17中，第一電動機41設(shè)置在齒條軸26c上方，而第二電動機51設(shè)置在齒條軸26c下方。此外，第一和第二電動機41、51設(shè)置成基本沿垂直方向相互對準。
第一皮帶傳動機構(gòu)341包括安裝或連接在第一電動機41的電動機軸41a上的第一主動皮帶輪342、接合或安裝在滾珠絲杠360的螺母363上的第一從動皮帶輪343、以及在皮帶輪342、343上運轉(zhuǎn)的第一皮帶344。
第二皮帶傳動機構(gòu)351包括安裝或連接在第二電動機51的電動機軸51a上的第二主動皮帶輪352、接合或安裝在滾珠絲杠360的螺母363上的第二從動皮帶輪353、以及在這些皮帶輪352、353上運轉(zhuǎn)的第二皮帶354。
如該圖所示，機構(gòu)341、351與凸緣372a并排設(shè)置。從該圖可以看出，機構(gòu)341設(shè)置在螺母363和齒條26c上方。機構(gòu)351設(shè)置在螺母363和齒條軸26c下方。皮帶輪343、353設(shè)置在凸緣372a和軸承381之間。皮帶輪343、353在螺母363的縱向上并排設(shè)置。皮帶輪353比皮帶輪343更靠近軸承381設(shè)置。
滾珠絲杠360為普通類型的滾珠絲杠，并且包括形成在齒條軸26c上、用作外螺紋的螺紋部分361、設(shè)置在螺紋部分361的圓周表面上的多個滾珠362、以及安裝在滾珠362上的螺母363。該螺母363用作中空的外部圓筒形構(gòu)件，以允許螺紋部分361從中延伸穿過。螺母363和滾珠362能夠?qū)⒂傻谝缓偷诙妱訖C41、51所產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給螺紋部分361。螺母363具有沿著其內(nèi)表面形成的螺紋部分或溝槽。該溝槽具有螺旋線形式。這些滾珠362沿著溝槽導(dǎo)向。螺母363具有形成在其中的管道(未示出)。該管道在溝槽的相對端部之間延伸。設(shè)置該管道用來將已經(jīng)被引導(dǎo)至溝槽的一個端部的相應(yīng)滾珠引導(dǎo)至溝槽的另一個端部。
第一外殼部分371包括與凸緣371a成一體的滾珠絲杠外殼部分371b。該滾珠絲杠外殼部分371b通過軸承381支撐螺母363，從而使該螺母363可以轉(zhuǎn)動但不可軸向運動。
如參照圖14至圖17所述，該電動轉(zhuǎn)向裝置300包括兩個圍繞齒條軸26c設(shè)置的電動機41、51，所述齒條軸用來將施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩以及由電動機41、51產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給車輪29、29。電動機41、51通過機構(gòu)341、351和單個小型滾珠絲杠360與齒條軸26c連接。這兩個電動機41、51相互靠近地設(shè)置在齒條軸26c附近。換句話說，電動機41、51可以緊湊地設(shè)置。該電動轉(zhuǎn)向裝置300的尺寸可以做得較小，因此在車體內(nèi)所占據(jù)的空間較小。
另外，不必在轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25之間設(shè)置任何電動機。換句話說，在轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25之間可以形成一自由空間，否則在該空間內(nèi)將設(shè)置電動機。該空間可以用于其它目的。
因為這兩個電動機41、51通過單個滾珠絲杠360與齒條軸26c連接，所以不需要任何用來使電動機41、51與齒條軸26c連接的齒條小齒輪機構(gòu)。因此，除了齒條引導(dǎo)件70A之外不需要任何齒條引導(dǎo)件。這樣布置的電動轉(zhuǎn)向裝置300結(jié)構(gòu)簡單。
電動機41、51通過皮帶傳動機構(gòu)341、351和滾珠絲杠360與齒條軸26c連接。這使得能夠減小在齒條軸26c和每個電動機軸41a、51a之間的距離。因此，可以更加自由地設(shè)置電動機41、51。
電動機41、51是公知的、比上述同軸式電動機更便宜的電動機。
參照圖18至圖20，顯示出根據(jù)本發(fā)明第五實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置400。該電動轉(zhuǎn)向裝置400與電動轉(zhuǎn)向裝置300相同，除了電動機41、51設(shè)置在與在第四實施例不同的位置處。在圖18至圖20中，該裝置400與電動轉(zhuǎn)向裝置300相同的部件用相同的附圖標記標出，并且將省略對其的詳細說明。
如圖18所示，轉(zhuǎn)向盤21通過轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25與齒條軸26c連接。該齒條軸26c與車輪29、29連接。這兩個電動機41、51圍繞齒條軸26c設(shè)置。更具體地，這些電動機41、51通過第一和第二皮帶傳動機構(gòu)341、351以及單個滾珠絲杠360′與齒條軸26c連接。滾珠絲杠360′包括螺紋部分361、多個滾珠362和安裝在滾珠362上的螺母363′。
如圖19所示，電動機軸41a的一個端部設(shè)置成與電動機軸51a的一個端部成相對關(guān)系。電動機軸41a、51a與齒條軸26c平行。第一和第二電動機41、51沿著外殼61c′的外圓周表面設(shè)置。電動機41、51沿著相對的方向延伸并且平行于齒條軸26c設(shè)置。該外殼61c′包括第一和第二外殼部分371′、372′。第一電動機41安裝在第一外殼部分371′上，而第二電動機51安裝在第二外殼部分372′上。
第一外殼部分371′具有形成在其一個端部處的凸緣371a′，而第二外殼部分372′具有形成在其一個端部處的凸緣372a′。凸緣371a′、372a′具有插設(shè)在它們之間的中間凸緣373。該中間凸緣373與凸緣371a′、372a′螺栓連接。該中間凸緣373通過軸承381′支撐螺母363′，從而使該螺母363′可以轉(zhuǎn)動但不可軸向運動。第一電動機41安裝在凸緣371a′上。第二電動機51安裝在凸緣372a′上。從該圖中可以看出，凸緣371a′、372a′設(shè)置在齒條軸26c上方。第一從動皮帶輪343接合或安裝在滾珠絲杠360′的螺母363′上。同樣，第二從動皮帶輪353接合或安裝在螺母363′上。如圖19所示，機構(gòu)341、351設(shè)置在螺母363′和齒條軸26c上方。機構(gòu)341與凸緣371a′并排設(shè)置。機構(gòu)351與凸緣372a′并排設(shè)置。皮帶輪343、353具有設(shè)置在它們之間的軸承381′。
如圖20所示，第一和第二電動機41、51相互水平對準并且沿著外殼61c′的外圓周表面設(shè)置。
如參照圖18至圖20所述，兩個電動機41、51設(shè)置在齒條軸26c上方，其中齒條軸26c用于將施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩和由電動機41、51產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩傳遞給車輪29、29。更具體地，電動機41、51通過傳動機構(gòu)341、351和小型滾珠絲杠360′與齒條軸26c連接。電動機41、51彼此靠近地設(shè)置在齒條軸26c附近。換句話說，這些電動機41、51緊湊地設(shè)置。這樣布置的電動轉(zhuǎn)向裝置400具有較小的尺寸。
另外，不必在轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25之間設(shè)置任何電動機。換句話說，在轉(zhuǎn)向軸22和齒條小齒輪機構(gòu)25之間可以形成一自由空間。該空間可以用于其它目的。
因為這兩個電動機41、51通過單個滾珠絲杠360′與齒條軸26c連接，所以不需要任何用于使電動機41、51與齒條軸26c連接的齒條小齒輪機構(gòu)。因此，除了齒條引導(dǎo)件70A之外，不需要任何其它齒條引導(dǎo)件。這樣布置的電動轉(zhuǎn)向裝置400結(jié)構(gòu)簡單。
電動機41、51通過皮帶傳動機構(gòu)341、351和滾珠絲杠360′與齒條軸26c連接。這使得能夠減小在齒條軸26c和每個電動機軸41a、51a之間的距離。因此可以更加自由地設(shè)置電動機41、51。
電動機41、51是公知的、比上述同軸式電動機更便宜的電動機。
電動機41、51沿著相對的方向延伸并且平行于齒條軸26c。更具體地，電動機軸41a的一個端部設(shè)置成與電動機軸51a的一個端部成相對關(guān)系。電動機41、51沿著外殼61c′的外圓周表面設(shè)置。從圖20中可以看出，第一和第二電動機41、51設(shè)置在齒條軸26c上方，從而增大了離地高度。因此，可保護這樣布置的電動機41、51免于受到地面上的外來物體的影響。
通過將第一和第二電動機41、51設(shè)置在外殼61c′上方而不是設(shè)置在其前面，車體的車體框架可以在車體與位于其前方的某些物體碰撞時經(jīng)歷塑性變形以降低撞擊中的沖擊能量。
參照圖21至圖23，顯示出根據(jù)本發(fā)明第六實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置500。該電動轉(zhuǎn)向裝置500與電動轉(zhuǎn)向裝置10相同，除了如在下面所述，輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)30包括代替輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置50的第五輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置550。在圖21至圖23中，該電動轉(zhuǎn)向裝置500與電動轉(zhuǎn)向裝置10相同的部件用相同的附圖標記標出，并且將省略對其的詳細說明。
如圖21所示，輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)30包括轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31、控制部分32、第一輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置40和第五輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置550。第五輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置550包括第二電動機51和第二蝸輪機構(gòu)52。
與第一輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置40一樣，該第五輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置550包括安裝在小齒輪軸24上的第二蝸輪55。該布置消除了如在本發(fā)明第一實施例中的裝置10的第二輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置50中一樣，為輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置550配備輔助齒條小齒輪機構(gòu)和輔助小齒輪軸的必要。
電動轉(zhuǎn)向裝置500的輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)30的電動機41、51產(chǎn)生施加在小齒輪軸24上的輔助轉(zhuǎn)矩。因此，該齒條小齒輪機構(gòu)25將施加在小齒輪軸24上的輔助轉(zhuǎn)矩和由駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條軸26d。除了齒條25b之外，在齒條軸26d上沒有形成任何其它齒條。
即，由駕駛員產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩以及由第一和第二電動機41、51產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩組合在一起，以形成復(fù)合轉(zhuǎn)矩。該復(fù)合轉(zhuǎn)矩通過齒條小齒輪機構(gòu)25傳遞給齒條軸26d，從而使車輪29、29轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)動。
從圖21中可以看出，兩個電動機41、51相互分開設(shè)置并且與小齒輪軸24連接。小齒輪25a設(shè)置在電動機41、51之間。這兩個電動機41、51產(chǎn)生施加在小齒輪軸24上的動力。
如圖22所示，第一電動機41設(shè)置在齒條軸26d上方，而第二電動機51設(shè)置在齒條軸26d下方。
如圖23所示，電動轉(zhuǎn)向裝置500包括小齒輪軸24、齒條小齒輪機構(gòu)25、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31、第一和第二蝸輪機構(gòu)42、52以及外殼61d。該外殼61d具有裝在其中的第一蝸輪機構(gòu)42和齒條小齒輪機構(gòu)25。該外殼61d具有分別向上和向下開口的上端和下端。該外殼61d的上下端部分別由蓋子65、565封閉。附圖標記568表示軸承。
沿著圖23的線4B-4B剖開形成剖視4，用來顯示第一蝸輪機構(gòu)42的剖面。
還有，沿著圖23的線6A-6A剖開形成剖視6，用來顯示第二渦輪機構(gòu)52的剖面，在圖23中輔助小齒輪軸57由小齒輪軸24代替。
在用于將施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條軸26d的小齒輪軸24附近，兩個電動機41、51按照這樣一種方式相互分開設(shè)置，從而給小齒輪軸24提供輔助轉(zhuǎn)矩。小齒輪25a設(shè)在電動機41、51之間。電動機41、51產(chǎn)生施加在小齒輪軸24上的動力。因為電動機41、51這樣緊湊地或靠近小齒輪軸24設(shè)置，所以該電動轉(zhuǎn)向裝置500的尺寸較小。
通過這種布置，無需將任何電動機連接在齒條軸26d上。也無需設(shè)置用來使電動機與齒條軸26d連接的另外的構(gòu)件。因此，在齒條軸26d周圍可以形成自由空間。該空間可以用于其它目的。
如圖23所示，所有齒條小齒輪機構(gòu)25和用于傳遞分別由第一和第二電動機41、51產(chǎn)生的動力的兩個傳動構(gòu)件(即，第一和第二蝸輪機構(gòu)42、52)安裝在小齒輪軸24上。這意味著，在將齒條小齒輪機構(gòu)25安裝在小齒輪軸24上并且電動機41、51設(shè)置在小齒輪軸24附近時，可以對小齒輪軸24進行觀察，以查看小齒輪軸24是否提供了適當?shù)墓δ?。因此，受到觀察的所有小齒輪軸可以提供基本上相同的功能。
如果電動機51設(shè)在第一電動機41和小齒輪25a之間，并且第二蝸輪機構(gòu)52設(shè)置在第一蝸輪機構(gòu)42和小齒輪25a之間，則將增大在小齒輪25a和第一蝸輪機構(gòu)42(與第二蝸輪機構(gòu)52相比，其設(shè)在更上面處)的第一蝸輪45之間的距離。這不利地導(dǎo)致在小齒輪25a和與萬向節(jié)23連接的小齒輪軸24的遠端之間的距離增大。
但是，對于電動轉(zhuǎn)向裝置500，第一蝸輪45可以設(shè)置在離小齒輪軸25a更近的距離處。更具體地，在第二蝸輪機構(gòu)52設(shè)置在小齒輪25a下方的情況下，在小齒輪25a和第一蝸輪45之間的距離與在第二蝸輪機構(gòu)52設(shè)置在小齒輪25a上方的情況相比更小。這導(dǎo)致在小齒輪25a和小齒輪軸24的遠端之間的距離減小。
這種距離減小有助于保持小齒輪軸24的剛性。該電動轉(zhuǎn)向裝置500的優(yōu)點在于，可以防止由于在齒條25b和小齒輪25a之間的嚙合接合而出現(xiàn)的振動通過小齒輪軸24傳遞給轉(zhuǎn)向盤21。
參照圖24至圖25，顯示出根據(jù)本發(fā)明第七實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置600。如將在后面所述，該電動轉(zhuǎn)向裝置600與電動轉(zhuǎn)向裝置100相同，除了輔助轉(zhuǎn)矩機構(gòu)30包括代替第一輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置40的第六輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置640。在圖24和圖25中，該電動轉(zhuǎn)向裝置600與電動轉(zhuǎn)向裝置100相同的部件用相同的附圖標記標出，并且將省略對其的詳細說明。
如圖24所示，該電動轉(zhuǎn)向裝置600包括第三輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置150和第六輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置640，該第六輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置與電動轉(zhuǎn)向裝置10的第二輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置50執(zhí)行相同的功能。
該第六輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置640包括第二電動機51、第二蝸輪機構(gòu)52、輔助小齒輪軸57和輔助齒條小齒輪機構(gòu)58。
轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31檢測出施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，以產(chǎn)生表示檢測到該轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的檢測信號?？刂撇糠?2根據(jù)該檢測信號產(chǎn)生電動機控制信號。第二和第三電動機51、151根據(jù)該電動機控制信號產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的輔助轉(zhuǎn)矩。
由第二電動機51產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩通過聯(lián)軸節(jié)56、第二蝸輪機構(gòu)52、輔助小齒輪軸57和輔助齒條小齒輪機構(gòu)58傳遞給齒條軸26e。由第三電動機151產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩可以通過滾珠絲杠160傳遞給齒條軸26e。該齒條軸26e具有形成在其上的齒條25b、58b和螺紋部分161。
可以將由駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、由電動機51產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩和由電動機151產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)矩組合在一起，以形成復(fù)合轉(zhuǎn)矩。該復(fù)合轉(zhuǎn)矩被傳遞給齒條軸26e，從而使車輪29、29轉(zhuǎn)動。
輔助小齒輪軸57通過輔助齒條小齒輪機構(gòu)58安裝或連接在齒條軸26e上。第二電動機51產(chǎn)生施加在輔助小齒輪軸57上的動力，而第三電動機151產(chǎn)生通過滾珠絲杠160施加在齒條軸26e上的動力。
如圖25所示，小齒輪軸24、第六輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置640和第三轉(zhuǎn)矩裝置150安裝在外殼61e上。
第六輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置640在結(jié)構(gòu)上與如在圖5和圖6中所示的第二輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置50相同。沿著圖25的線5A-5A剖開形成剖視5，以顯示出第二輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置50(即，第六輔助轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置640)的剖面。
沿著圖25的線16A-16A剖開形成剖視16，以顯示出小齒輪軸24、齒條小齒輪機構(gòu)25和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31。
從圖24和圖25中可以看出，輔助小齒輪軸57通過輔助齒條小齒輪機構(gòu)58與齒條軸26e連接，其中齒條軸26e通過轉(zhuǎn)向軸22連接到轉(zhuǎn)向盤21。第二電動機51產(chǎn)生施加在輔助小齒輪軸57上的動力，而第三電動機151產(chǎn)生通過小型滾珠絲杠160施加在齒條軸26e上的動力。這些電動機51、151緊湊地或靠近齒條軸26e設(shè)置。具有這樣緊湊布置的電動機51、151的該電動轉(zhuǎn)向裝置600的尺寸可以做得較小。
在轉(zhuǎn)向軸22和齒條軸26e之間沒有連接任何電動機。因此，在轉(zhuǎn)向軸22和小齒輪軸24周圍可以形成一自由空間。該空間可以用于其它目的。
用于將施加在轉(zhuǎn)向盤21上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳遞給齒條軸26e的傳動構(gòu)件(即，齒條小齒輪機構(gòu)25)沒有承受由這些電動機產(chǎn)生的任何動力。該布置有助于傳動構(gòu)件保持足夠的強度。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、由電動機51產(chǎn)生的動力和由電動機151產(chǎn)生的動力，被傳遞給齒條軸26e的三個不同部分。這種布置有助于齒條軸26e保持足夠的強度。
在參照圖1至圖25所述的所有本發(fā)明實施例中，小齒輪軸24可以與轉(zhuǎn)向軸22分開或單獨設(shè)置，而不是直接連接在轉(zhuǎn)向軸22上。在這種情況下，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳感器31檢測到施加在轉(zhuǎn)向盤22上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，以產(chǎn)生表示檢測到該轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的檢測信號。根據(jù)該檢測信號，任何動力源(例如，除了上述電動機之外的其它電動機)產(chǎn)生與該轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩相同的轉(zhuǎn)矩，然后將該轉(zhuǎn)矩傳遞給小齒輪軸24。
工業(yè)實用性通過上述布置，本發(fā)明的電動轉(zhuǎn)向裝置包括兩個電動機。這些電動機彼此分開地設(shè)置?？梢宰杂傻貙⑦@兩個電動機設(shè)置在形成于車內(nèi)的空間中。該裝置尤其適用于大型車輛。
權(quán)利要求
1.一種電動轉(zhuǎn)向裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)向盤；與車輪連接的齒條軸，所述齒條軸通過轉(zhuǎn)向軸和齒條小齒輪機構(gòu)與所述轉(zhuǎn)向盤連接；第一電動機，用于產(chǎn)生施加在所述轉(zhuǎn)向軸上或施加在所述轉(zhuǎn)向軸和所述齒條小齒輪機構(gòu)之間的動力；和第二電動機，用于產(chǎn)生施加在所述齒條軸上的動力。
2.一種電動轉(zhuǎn)向裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)向盤；與車輪連接的齒條軸，所述齒條軸通過轉(zhuǎn)向軸和齒條小齒輪機構(gòu)與所述轉(zhuǎn)向盤連接；和兩個電動機，它們相鄰設(shè)置并且通過傳動機構(gòu)和滾珠絲杠與所述齒條軸連接。
3.一種電動轉(zhuǎn)向裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)向盤；與車輪連接的齒條軸，所述齒條軸通過轉(zhuǎn)向軸、小齒輪軸和具有形成在所述小齒輪軸上的小齒輪的齒條小齒輪機構(gòu)與所述轉(zhuǎn)向盤連接；和兩個電動機，用來產(chǎn)生施加在所述小齒輪軸上的動力，所述這兩個電動機與所述小齒輪軸連接，并且所述小齒輪設(shè)置在它們之間。
4.一種電動轉(zhuǎn)向裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)向盤；與車輪連接的齒條軸，所述齒條軸通過轉(zhuǎn)向軸與所述轉(zhuǎn)向盤連接；小齒輪軸，它通過齒條小齒輪機構(gòu)與所述齒條軸連接；第一電動機，用于產(chǎn)生施加在所述小齒輪軸上的動力；和第二電動機，用于產(chǎn)生通過滾珠絲杠施加在所述齒條軸上的動力。
全文摘要
一種電動轉(zhuǎn)向裝置(10)，該裝置包括轉(zhuǎn)向盤(21)、轉(zhuǎn)向軸(22)、齒條小齒輪機構(gòu)(25)和齒條軸(26)，該齒條軸通過所述轉(zhuǎn)向軸和所述齒條小齒輪機構(gòu)與轉(zhuǎn)向盤連接。齒條軸與車輪(29，29)連接。該電動轉(zhuǎn)向裝置還包括用于產(chǎn)生施加在轉(zhuǎn)向軸上的動力的第一電動機(41)和用于產(chǎn)生施加在齒條軸上的動力的第二電動機(51)。
文檔編號B62D3/08GK1675100SQ0381901
公開日2005年9月28日 申請日期2003年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者古海洋, 鶴宮修, 市村博, 稻葉和彥, 宮下勝行, 柳沼隆宏, 菅野智明, 北澤浩一, 森下文寬 申請人:本田技研工業(yè)株式會社