專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，具體地涉及這樣一種電動(dòng)轉(zhuǎn)向 裝置通過(guò)調(diào)整彈性支撐蝸桿軸并隨著蝸桿軸的移動(dòng)同時(shí)改變相對(duì) 蝸桿軸的軸向方向的角度的彈性元件，能夠補(bǔ)償在蝸桿和蝸輪之間 的間隙。
背景技術(shù)：
如現(xiàn)有技術(shù)所知，作為汽車(chē)的轉(zhuǎn)向裝置，已經(jīng)使用利用液力泵 的液壓的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。但是，使用馬達(dá)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置從20
世紀(jì)90年代開(kāi)始廣泛使用。
與現(xiàn)有的液壓轉(zhuǎn)向裝置相比，在液壓轉(zhuǎn)向裝置中提供輔助的轉(zhuǎn) 向動(dòng)力的動(dòng)力源的液力泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，以致無(wú)論轉(zhuǎn)向輪是否旋轉(zhuǎn) 它持續(xù)消耗能量。電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置如此設(shè)計(jì)，以致在通過(guò)轉(zhuǎn)向輪旋轉(zhuǎn) 出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩時(shí)，馬達(dá)提供與產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩成比例的輔助轉(zhuǎn)向動(dòng)力。從而， 電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的使用能夠相對(duì)于液壓轉(zhuǎn)向裝置提高能量效率。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)圖，圖2是根據(jù)現(xiàn) 有技術(shù)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的局部剖視圖。
如圖1和圖2所示，電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置通常包括從轉(zhuǎn)向輪101延
伸到兩個(gè)輪108的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100，以及向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100提供輔助動(dòng) 力的輔助動(dòng)力機(jī)構(gòu)120。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100包括轉(zhuǎn)向軸102，其中其上部連接到轉(zhuǎn)向輪101 以便與其一起旋轉(zhuǎn)，下部通過(guò)一對(duì)萬(wàn)向節(jié)103連接到小齒輪軸104。 此外，小齒輪軸104通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)105連接到齒條109，并且
齒條109在兩端通過(guò)連桿106和關(guān)節(jié)臂107連接到輪108。
齒輪齒條機(jī)構(gòu)105如此設(shè)計(jì)，以致設(shè)在小齒輪軸104下部的小 齒輪111和設(shè)在齒條109圓周一側(cè)的齒條齒輪彼此嚙合，以便小齒 輪軸104的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)105轉(zhuǎn)化為齒條109的線性 運(yùn)動(dòng)。從而，當(dāng)駕駛員操縱轉(zhuǎn)向輪101時(shí)，小齒輪軸104旋轉(zhuǎn)，允 許齒條109在軸向線性移動(dòng)，導(dǎo)致輪108通過(guò)連桿106和關(guān)節(jié)臂107 轉(zhuǎn)向。
輔助動(dòng)力機(jī)構(gòu)120包括扭矩傳感器121，其檢測(cè)由駕駛員施 加到轉(zhuǎn)向輪101的轉(zhuǎn)向矩，并輸出與檢測(cè)的轉(zhuǎn)向矩成比例的電子信 號(hào)；電子控制單元(ECU) 123，其基于從扭矩傳感器121傳送的 電子信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)；馬達(dá)130，其基于從ECU123傳送的控制 信號(hào)產(chǎn)生輔助轉(zhuǎn)向動(dòng)力；以及減速設(shè)備140，其具有用于將從馬達(dá) 130產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)向動(dòng)力傳送到轉(zhuǎn)向軸102的蝸桿201和蝸輪203。
減速設(shè)備140包括蝸桿軸210，在其圓周的一側(cè)具有蝸桿201， 并在兩端通過(guò)軸承205和206旋轉(zhuǎn)支撐，其中設(shè)計(jì)蝸桿201與設(shè)在 轉(zhuǎn)向軸102的圓周的特定位置的蝸輪203嚙合，并且蝸桿軸210由 馬達(dá)130驅(qū)動(dòng)。
因此，在電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置中，由轉(zhuǎn)向輪101的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向矩 通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)105傳送到齒條109，并且基于產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向矩從 馬達(dá)130產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)向動(dòng)力通過(guò)減速設(shè)備140傳送到轉(zhuǎn)向軸102。 即，從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)IOO產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向矩和從馬達(dá)130產(chǎn)生的輔助轉(zhuǎn)向動(dòng) 力組合在一起，允許齒條109按照軸向方向移動(dòng)。
但是，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的減速設(shè)備中，隨著時(shí)間過(guò)去，由汽車(chē) 駕駛的持續(xù)轉(zhuǎn)向造成蝸桿201和蝸輪203的齒的磨損。此外，由于 多數(shù)蝸輪203由合成樹(shù)脂制成，蝸輪203經(jīng)常在寒冷的冬季收縮。
在蝸輪201和蝸桿203的齒磨損或蝸輪203收縮的情況下，在 蝸桿201和蝸輪203的齒之間出現(xiàn)間隙，在蝸桿201和蝸輪203之
間的齒嚙合導(dǎo)致有問(wèn)題的后沖。
更進(jìn)一步地，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的減速設(shè)備具有由于反沖等出現(xiàn)反 向輸入的問(wèn)題，以致在向減速設(shè)備施加多余扭矩下，從在蝸桿軸和 設(shè)在其兩端的軸承之間的間隙產(chǎn)生噪音。
為了解決這些問(wèn)題，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，兩個(gè)彈性體插入蝸桿軸， 以致在蝸桿軸的徑向方向和軸向方向施加彈性力，但是其導(dǎo)致部件 數(shù)量增加和工作過(guò)程延長(zhǎng)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，做出本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題，并且本發(fā)
明提供了這樣一種電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置通過(guò)調(diào)整彈性支撐蝸桿軸并隨著 蝸桿軸的移動(dòng)同時(shí)改變相對(duì)蝸桿軸的軸向方向的角度的彈性元件， 能夠補(bǔ)償在蝸桿和蝸輪之間的間隙。
按照本發(fā)明的一方面，提供的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置包括殼體；設(shè)在 殼體中的蝸輪；與殼體中的蝸輪嚙合的蝸桿軸；安裝在蝸桿軸一側(cè) 的外周上的軸承；以及彈性元件，其支撐該一側(cè)，同時(shí)隨著蝸桿軸 的移動(dòng)使相對(duì)于蝸桿軸的軸向方向的角度持續(xù)變化。


本發(fā)明的以上和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)參照附圖從下列 詳細(xì)描述中顯而易見(jiàn)，其中
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的局部剖視圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的局部剖視圖4是根據(jù)本發(fā)明的抗旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的局部剖視圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一抗旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；以及
圖6是示出了蝸桿軸按照蝸輪方向移位的狀態(tài)的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在下列說(shuō)明和附 圖中，同一標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件。此外，在本發(fā)明的下列說(shuō) 明中，當(dāng)它可能使本發(fā)明的主題不清楚時(shí)，將省略此處包含的已知 功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說(shuō)明。
圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的局部剖視圖。
如圖3所示，電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置包括殼體301;設(shè)在殼體301中
的蝸輪303;與在殼體301中的蝸輪303嚙合的蝸桿軸305;安裝 在蝸桿軸305的圓周上的第一軸承307;支撐蝸桿軸305的彈性元 件309;設(shè)置在彈性元件309 —端的第一支撐311;接觸第一支撐 311的第二支撐313;設(shè)在彈性元件309另一端的固定元件314;以 及與軸承307分離并設(shè)在殼體301內(nèi)圓周上的緩沖元件315。
殼體301覆蓋蝸輪303和蝸桿軸305，并分成兩個(gè)部分， 一部 分覆蓋蝸輪303，另一部分覆蓋蝸桿軸305。
蝸輪303形成在轉(zhuǎn)向軸317的外圓周上，并通過(guò)與蝸桿軸305 嚙合接收動(dòng)力。
蝸桿軸305在它的一端通過(guò)彈性聯(lián)軸節(jié)319彈性地連接到馬達(dá) 軸321，由馬達(dá)323旋轉(zhuǎn)。第二軸承308設(shè)在蝸桿軸305 —側(cè)的外 圓周上，以致蝸桿軸305不僅能夠平滑旋轉(zhuǎn)，而且能夠相對(duì)于蝸桿 軸305的軸向方向以一定的角度傾轉(zhuǎn)。
此外，待與蝸輪303嚙合的蝸桿325形成在蝸桿軸305的外圓 周上，以致在蝸桿軸305旋轉(zhuǎn)時(shí)，它與蝸輪303嚙合，向轉(zhuǎn)向軸317 提供輔助轉(zhuǎn)向力。
第一軸承307設(shè)在蝸桿軸305的另一端，以便支撐蝸桿軸305 的旋轉(zhuǎn)。
彈性元件309相對(duì)蝸桿軸305的軸向方向以傾斜方向向蝸桿軸 305施加彈性力。作為彈性元件309，可以使用壓縮彈簧，但不限 于此。
第一支撐311設(shè)在彈性元件309的一端，并且在外圓周的一端 設(shè)有突起327，其優(yōu)選為諸如球形或橢圓形的圓形。
第二支撐313具有相反的側(cè)， 一側(cè)設(shè)有其中插入突起327的凹 部329，另一側(cè)接觸第一軸承307。凹部329優(yōu)選在內(nèi)方向上呈圓 形，以便在其內(nèi)接收突起327。同時(shí)，第二支撐313可以如此形成， 以致其另一側(cè)接觸第一軸承307的外環(huán)331。
固定元件314支撐彈性元件309的另一端。在此，固定元件設(shè) 有斜槽316，彈性元件的另一端座落于斜槽上，以致當(dāng)相對(duì)蝸桿軸 305的軸向方向傾斜時(shí)，彈性元件309能夠?qū)ξ仐U軸305施加彈性 力。
同時(shí)，固定元件314接觸殼體301的內(nèi)圓周，并且在它相對(duì)殼 體301旋轉(zhuǎn)的情況下，彈性元件309的彈性力施加的方向發(fā)生改變， 以致需要相對(duì)殼體301支撐固定元件314。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的抗旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。 如圖4所示，嚙合突起401設(shè)在固定元件314的外圓周上，并 且嚙合凹槽403形成在殼體301上以便在其內(nèi)接收嚙合突起，以致 當(dāng)固定元件314試圖相對(duì)殼體301旋轉(zhuǎn)時(shí)，嚙合突起401由嚙合凹 槽403限制，從而固定固定元件314的位置。同時(shí)，嚙合突起401 和嚙合凹槽403能夠分別形成在殼體301和固定元件314上。 圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一抗旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。 如圖5所示，抗旋轉(zhuǎn)孔501分別形成在固定元件314和殼體301 的外圓周上，并且彈性銷(xiāo)503設(shè)在抗旋轉(zhuǎn)孔501中，以致彈性銷(xiāo) 503分別向固定元件314和殼體301施加彈性力，使得固定元件314
相對(duì)殼體301無(wú)移動(dòng)地固定。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，彈性元件309的彈 性力通過(guò)第一支撐311的突起327傳遞給第二支撐313的凹部329， 然后通過(guò)第二支撐313傳遞給第一軸承307的外環(huán)331，最后傳遞 給蝸桿軸305。
如果需要，在彈性元件309的另一端設(shè)置與第一支撐311相同 的第三支撐(未示出)，并且在固定元件314上設(shè)置接收第三支撐 的突起(未示出)的凹部(未示出)。
同時(shí)，彈性元件309的彈性力傾斜于蝸桿軸305的軸向方向起 作用，并且分解成軸向分力和徑向分力。
因?yàn)檩S向力也傳遞給接觸蝸桿軸305的外圓周的第二軸承308， 在驅(qū)動(dòng)蝸桿軸305時(shí)，減少了當(dāng)?shù)诙S承308與殼體301或蝸桿軸 305的外圓周接觸時(shí)出現(xiàn)的沖擊噪音。
徑向力朝向蝸輪303推動(dòng)蝸桿軸305，補(bǔ)償在蝸輪303和蝸桿 軸305之間的間隙。
緩沖元件315設(shè)在殼體301的內(nèi)圓周上，以致與第一軸承307 分離，并且當(dāng)蝸桿軸相對(duì)其軸向以一定角度移動(dòng)時(shí)，提供了相對(duì)軸 承307的吸振功能。
圖6是示出了蝸桿軸按照蝸輪方向移位的狀態(tài)的局部剖視圖。
如圖6所示，在蝸輪303由于環(huán)境溫度下降而收縮、齒輪齒磨 損等的情況下，在蝸輪303和蝸桿軸305之間可能出現(xiàn)間隙。在這 種情況下，通過(guò)彈性元件309的彈性力按照蝸桿軸305的直徑方向 施加的徑向力，蝸桿軸305朝向蝸輪303移位，從而補(bǔ)償間隙。
此外，在這種情況下，第一支撐311的突起327和第二支撐313 的凹部329形狀類(lèi)似球或其它，以致蝸桿軸305和彈性元件309能 夠平滑移動(dòng)。
更進(jìn)一步地，在這種情況下，位于蝸輪303側(cè)的緩沖元件315 吸收當(dāng)?shù)谝惠S承307與蝸輪接觸時(shí)出現(xiàn)的沖擊，從而減少傳遞給殼 體301的沖擊。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置了彈性元件以彈性支撐蝸桿軸， 同時(shí)隨著蝸桿軸的移動(dòng)相對(duì)蝸桿軸的軸向方向變化彈性元件的角 度，提供了補(bǔ)償蝸桿和蝸輪之間的間隙的效果。
雖然為了解釋目的已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的 技術(shù)人員應(yīng)該理解在不脫離如附加權(quán)利要求公開(kāi)的本發(fā)明的范圍 和精神的情況下，可以作各種修改、添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，包括殼體；設(shè)在殼體中的蝸輪；與殼體中的蝸輪嚙合的蝸桿軸；安裝在蝸桿軸一側(cè)的外周上的軸承；以及彈性元件，其支撐該一側(cè)，同時(shí)隨著蝸桿軸的移動(dòng)使相對(duì)于蝸桿軸的軸向的角度持續(xù)變化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，還包括設(shè)在彈性元 件一端上的第一支撐、和具有相反端的第二支撐，所述相反端的一 端接觸第一支撐，另一端接觸軸承的外環(huán)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，其中第一支撐設(shè)有 突起，并且第二支撐在所述一端內(nèi)設(shè)有接收該突起的凹部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，還包括設(shè)在殼體內(nèi) 圓周上以與軸承分離的緩沖元件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，還包括具有斜槽的 固定元件，彈性元件的另一端座落于該斜槽上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，還包括在彈性元件另 一端上具有突起的第三支撐，并且設(shè)置固定元件，所述固定元件具 有在內(nèi)部接收該突起的凹部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，其中抗旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)在 固定元件的外圓周和殼體的內(nèi)圓周上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，其中抗旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括 嚙合突起和在內(nèi)部接收該嚙合突起的嚙合凹槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，其中抗旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括 抗旋轉(zhuǎn)孔和插入所述抗旋轉(zhuǎn)孔的彈性銷(xiāo)，所述抗旋轉(zhuǎn)孔分別設(shè)在固 定元件的外圓周和殼體的內(nèi)圓周上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。該裝置包括殼體；設(shè)在殼體中的蝸輪；與殼體中的蝸輪嚙合的蝸桿軸；安裝在蝸桿軸一側(cè)的外周上的軸承；以及彈性元件，其支撐該一側(cè)，同時(shí)隨著蝸桿軸的移動(dòng)保持其相對(duì)蝸桿軸的軸向方向的角度變化，從而提供了補(bǔ)償在蝸桿和蝸輪之間的間隙的效果。
文檔編號(hào)B62D3/04GK101101054SQ20071012719
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月5日
發(fā)明者宋浚圭, 金成柱, 金秉國(guó) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社萬(wàn)都