專利名稱：帶式傳動器及具有該傳動器的電動轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶式傳動器以及具有該傳動器的汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置。更具體為，本發(fā)明涉及一種具有張緊器的帶式傳動器，該張緊器布置在帶內(nèi)側(cè)并與帶接觸，該傳動器將主動軸連接到從動軸，以在張緊器無額外的支撐結(jié)構(gòu)的情況下調(diào)整帶張力，由此減少零件的數(shù)量并節(jié)約制造成本，還涉及具有該傳動器的汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù)：
雖然利用液力泵工作的液力轉(zhuǎn)向裝置通常被用于汽車用動力轉(zhuǎn)向裝置，但是利用電動機(jī)工作的電動轉(zhuǎn)向裝置的使用也從20世紀(jì)90年代以來逐漸呈上升的趨勢。
傳統(tǒng)的液力轉(zhuǎn)向裝置具有由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的液力泵或轉(zhuǎn)向動力源，由此不管方向盤是否旋轉(zhuǎn)，都不斷消耗能量。在電動轉(zhuǎn)向裝置中，當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)方向盤產(chǎn)生轉(zhuǎn)向扭矩時(shí)，電動機(jī)供應(yīng)與轉(zhuǎn)向扭矩成比例的轉(zhuǎn)向動力。因此，當(dāng)使用電動轉(zhuǎn)向裝置代替液力轉(zhuǎn)向裝置時(shí)，電動轉(zhuǎn)向裝置的使用可提高能量效率。
圖1是傳統(tǒng)的汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置的示意圖。
如圖1所示，汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置通常包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100以及給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100供應(yīng)轉(zhuǎn)向動力的轉(zhuǎn)向動力機(jī)構(gòu)120，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100從方向盤101開始到兩個(gè)車輪108。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100包括轉(zhuǎn)向軸102，該軸的頂部連接到方向盤101，以使轉(zhuǎn)向軸102可隨著方向盤101旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向軸102還在底部通過一對萬向節(jié)103連接到小齒輪軸104。小齒輪軸104通過齒條-小齒輪機(jī)構(gòu)105連接到齒桿109。齒桿109的兩端通過拉桿106和轉(zhuǎn)向節(jié)臂107連接到汽車的車輪108。
齒條-小齒輪機(jī)構(gòu)105包括相互嚙合的小齒輪111和齒條112，小齒輪111設(shè)置在小齒輪軸104的底部，而齒條112形成在齒桿109上。齒條-小齒輪機(jī)構(gòu)105將小齒輪軸104的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為齒桿109的線性運(yùn)動。因此，當(dāng)司機(jī)操縱方向盤101時(shí)，小齒輪軸104旋轉(zhuǎn)使齒桿109線性運(yùn)動，進(jìn)而又通過拉桿106和轉(zhuǎn)向節(jié)臂107使車輪108轉(zhuǎn)向。
轉(zhuǎn)向動力機(jī)構(gòu)120包括扭矩傳感器121，用于檢測司機(jī)施加到方向盤的轉(zhuǎn)向扭矩。該扭矩傳感器產(chǎn)生與所檢測的轉(zhuǎn)向扭矩成比例的電信號。轉(zhuǎn)向動力機(jī)構(gòu)120還包括電子控制單元(ECU)123，用于響應(yīng)來自扭矩傳感器121的電信號產(chǎn)生控制信號；電機(jī)，用于響應(yīng)來自ECU 123的控制信號產(chǎn)生轉(zhuǎn)向動力；以及帶式傳動器140，用于通過帶將轉(zhuǎn)向動力從電機(jī)130傳遞到齒桿109。
因此，電動轉(zhuǎn)向裝置被構(gòu)造為方向盤101旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩通過齒條-小齒輪機(jī)構(gòu)105傳遞到齒桿109；以及由電機(jī)130響應(yīng)轉(zhuǎn)向扭矩產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向動力通過帶式傳動器140傳遞到齒桿109。即，由轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100產(chǎn)生的扭矩與由電機(jī)130產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向動力結(jié)合，使齒桿109沿軸向運(yùn)動。
圖2是傳統(tǒng)的汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置的側(cè)視圖，該圖被局部剖切。
如圖2所示，傳統(tǒng)的汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置包括齒桿109，其沿汽車橫向延伸，并具有形成在齒桿109外周的齒條；小齒輪軸104，其具有與齒條嚙合的小齒輪；滾珠絲杠210，其具有通過滾珠201與滾珠絲杠203嚙合的滾珠螺母205；帶式傳動器140，其將滾珠螺母205連接到電機(jī)軸221和電機(jī)130。
小齒輪軸104通過轉(zhuǎn)向軸連接到方向盤，并且齒桿109具有形成在外周上的預(yù)定長度的螺紋，該齒桿109容納在齒條外殼223內(nèi)。此外，齒條外殼223包括齒條側(cè)的第一外殼225以及電機(jī)側(cè)的第二外殼227。
帶式傳動器140包括用于連接電機(jī)軸221和滾珠螺母205的帶。利用該帶式傳動器140，轉(zhuǎn)向動力由電機(jī)130產(chǎn)生，該轉(zhuǎn)向動力與施加到方向盤的轉(zhuǎn)向扭矩成比例，然后該轉(zhuǎn)向動力通過滾珠螺母205傳遞到齒桿109。
帶式傳動器140是有利的，因?yàn)槠浞乐过X桿109的任何振動或沖擊直接傳到電機(jī)130。然而，作為缺點(diǎn)，由帶或帶輪的磨損引起的帶張力的改變在帶內(nèi)產(chǎn)生振動，又傳到汽車體產(chǎn)生噪音。
作為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷的方法，緊靠帶外表面的張緊器T被如圖3所示安裝并調(diào)整帶張力。
現(xiàn)有技術(shù)的張緊器T包括伸出電機(jī)殼的支撐凸起301、穿過支撐凸起301的第一支撐軸303、以預(yù)定距離與支撐凸起301隔開的張緊器帶輪305、穿過張緊器帶輪305的第二支撐軸307、將第一支撐軸303連接到第二支撐軸307的搖桿309、以及沿一個(gè)方向推壓搖桿309的扭簧311。
該結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)張緊器T利用扭簧311調(diào)整帶302的張力，扭簧311對搖桿309施加彈力使其由外向內(nèi)推壓帶302。
然而，有一個(gè)缺點(diǎn)是，傳統(tǒng)方法對張緊器T需要許多額外的零件，使制造工藝復(fù)雜，并導(dǎo)致增加了制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明已被作出以解決出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，并且本發(fā)明的目的是在帶內(nèi)側(cè)布置張緊器與帶接觸，以調(diào)整帶的張力，而張緊器不需額外的支撐結(jié)構(gòu)，由此減少零件的數(shù)量，簡化制造工藝，并節(jié)約制造成本。
為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供一種帶式傳動器，其包括可旋轉(zhuǎn)的主動軸；與該主動軸連接的主動輪；以預(yù)定距離與主動軸隔開的可旋轉(zhuǎn)的從動軸；與從動軸連接的從動輪；將主動軸與從動軸連接的帶；以及布置在帶內(nèi)側(cè)并與帶接觸的張緊器。
為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明還提供一種汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置，其包括小齒輪軸，其連接到汽車的方向盤，并具有形成在一端上的小齒輪；齒桿，其連接到汽車的兩個(gè)車輪，并具有形成在一端部與小齒輪嚙合的齒條以及形成在另一端部的滾珠絲杠；電機(jī)，其用于產(chǎn)生與由方向盤產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩成比例的轉(zhuǎn)向動力；電機(jī)帶輪，其與電機(jī)的電機(jī)軸連接；滾珠螺母，其通過滾珠與齒桿的滾珠絲杠嚙合；滾珠螺母帶輪，其設(shè)置在滾珠螺母的外周上；帶，其將電機(jī)帶輪連接到滾珠螺母帶輪；以及張緊器，其布置在帶內(nèi)側(cè)并與帶接觸。


結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面的詳細(xì)描述中更加明了，其中圖1是傳統(tǒng)的汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置的示意圖；圖2是傳統(tǒng)的汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置的局部剖切的側(cè)視圖；圖3是傳統(tǒng)張緊器的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的帶式傳動器的透視圖；圖5是圖4所示的帶式傳動器的前視圖；圖6a是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置的圖；圖6b是圖6a所示的電動轉(zhuǎn)向裝置的放大圖，該圖局部剖切；以及圖7是沿圖6b中的線A-A’的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在下面的描述及附圖中，相同的附圖標(biāo)記被從頭到尾用于表示相同或類似的零件，并且省略已知功能或零件的詳細(xì)描述，因?yàn)樗鼈兛赡懿槐匾啬：龑Ρ景l(fā)明的理解。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的帶式傳動器的透視圖，而圖5是圖4所示的帶式傳動器的前視圖。
如圖4和5所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的帶式電動傳動器包括可旋轉(zhuǎn)的主動軸401；與主動軸401連接的主動輪403；與主動軸401間隔預(yù)定距離的可旋轉(zhuǎn)的從動軸402；與從動軸402連接的從動輪404；將主動軸401與從動軸402連接的帶302；以及緊靠帶302內(nèi)周的張緊器T。
主動軸401是具有預(yù)定直徑的圓柱形轉(zhuǎn)軸，將輸入的旋轉(zhuǎn)力傳遞到從動軸402。驅(qū)動器如電機(jī)連接到主動軸401的輸入側(cè)405以旋轉(zhuǎn)主動軸401。
主動輪403被構(gòu)造為環(huán)繞主動軸401的輸出側(cè)407的外周，并且?guī)?02接觸主動輪403的外周運(yùn)動，以將來自主動軸401的旋轉(zhuǎn)力傳遞到從動軸402。主動輪403可與主動軸401設(shè)置為一體，并且凸起可形成在主動輪403的外周和帶302的內(nèi)周上，以使帶302可與主動輪403可靠接觸。
從動軸402用于輸出從主動軸401傳遞來的旋轉(zhuǎn)力。從動軸402以預(yù)定距離與主動軸401分開，以從主動軸401接收旋轉(zhuǎn)力。
從動輪404被構(gòu)造為環(huán)繞從動軸402的外周，并用于當(dāng)與主動軸401連接的帶302接觸從動輪404的外周運(yùn)動時(shí)，將旋轉(zhuǎn)力從帶302傳遞到從動軸402。
帶302將主動軸401連接到從動軸402，以將旋轉(zhuǎn)力從主動軸401傳遞到從動軸402。帶302可設(shè)置為一個(gè)或更多，并由各種材料如金屬和塑料制成。帶302還可在其內(nèi)周上設(shè)置與主動軸401和/或從動軸402的凸起嚙合的凸起。
張緊器T具有圓柱形構(gòu)造，與帶302的內(nèi)周接觸。張緊器T還可做成空心以減輕重量。優(yōu)選地，張緊器T具有大于帶未與張緊器T內(nèi)接觸時(shí)帶302的內(nèi)部寬度的直徑，(在此術(shù)語“內(nèi)接觸”指張緊器T布置在帶302的內(nèi)側(cè)并與其接觸)，以使安裝在帶302內(nèi)側(cè)的張緊器T推壓帶302的內(nèi)周使帶302張緊。
在張緊器T安裝成接觸帶302的內(nèi)周時(shí)，由于來自帶302沿相反方向運(yùn)動的兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)力，張緊器T可始終維持固定位置。因此，該發(fā)明的張緊器T不需額外的支撐結(jié)構(gòu)，不像傳統(tǒng)的張緊器那樣被構(gòu)造為接觸帶外表面。所以，本發(fā)明可有利地減少零件的數(shù)量并簡化制造工藝，由此節(jié)約制造成本。
張緊器T還可由彈性材料如塑料制成，以解決由于帶302的內(nèi)周或張緊器T的外周磨損引起的帶松弛。那么，即使帶302由于磨損而松弛，張緊器T由其彈性產(chǎn)生的彈力向外推帶302，以使帶302能夠維持其張力。
圖6a是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置的示意圖，圖6b是圖6a所示的電動轉(zhuǎn)向裝置的放大圖，該圖示局部剖切；以及圖7是沿圖6b中的線A-A’的剖視圖。
如圖6a、6b和7所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置包括汽車方向盤101；小齒輪軸104，其連接到方向盤101，并且在其底部形成有小齒輪111；齒桿109，其連接到兩個(gè)車輪108并具有齒條112，該齒條形成在齒桿的一個(gè)部分上并與小齒輪111嚙合；電機(jī)130，其用于產(chǎn)生與由方向盤101產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩成比例的轉(zhuǎn)向動力；電機(jī)帶輪601，其與電機(jī)軸221連接；滾珠螺母205，其通過滾珠201與齒桿109的滾珠絲杠203嚙合；滾珠螺母帶輪602，其布置在滾珠螺母205的外周上；帶302，其將電機(jī)帶輪601連接到滾珠螺母帶輪602；以及張緊器T，其接觸帶302的內(nèi)周。
小齒輪軸104通過轉(zhuǎn)向軸102連接到方向盤101，并且小齒輪111形成在小齒輪軸104的底部。
齒桿109容納在齒條外殼內(nèi)，并且在兩端通過拉桿106和轉(zhuǎn)向節(jié)臂107連接到車輪108。齒條112形成在齒桿109的一個(gè)部分上，并且與小齒輪111嚙合。而且，防止?jié)櫥瑒┬孤┑拿芊饧O(shè)置在齒桿109兩端內(nèi)側(cè)的預(yù)定部分處。
齒桿109在一側(cè)通過帶302從電機(jī)軸221接收動力。在齒桿109另一側(cè)的外周，螺旋槽延伸預(yù)定的長度，形成滾珠絲杠203。
滾珠螺母205通過滾珠201與滾珠絲杠203嚙合，環(huán)繞齒桿109的外周。
滾珠螺母帶輪602布置在滾珠螺母205的外周上，將帶302連接到滾珠螺母205。滾珠螺母帶輪602還可與滾珠螺母205做成一體。此外，凸起可形成在滾珠螺母帶輪602的外周上。
電機(jī)130包括電機(jī)外殼611；蓋613，用于關(guān)閉電機(jī)外殼611的開口端；圓柱形定子615，其容納在電機(jī)外殼611內(nèi)；轉(zhuǎn)子617，其布置在定子615內(nèi)側(cè)；以及電機(jī)軸221，其與轉(zhuǎn)子617一體地連接。
電機(jī)軸221與齒桿109平行布置，其左端621由安裝在電機(jī)外殼611內(nèi)的第一軸承623可旋轉(zhuǎn)地支撐，其中部由安裝在蓋613內(nèi)的第二軸承627可旋轉(zhuǎn)地支撐。蓋613還利用螺栓629與電機(jī)外殼611連接。
電機(jī)帶輪601布置在電機(jī)軸221的右端628，并且?guī)?02與電機(jī)帶輪601連接，以使由電機(jī)130產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向動力可被傳遞到齒桿109。電機(jī)帶輪601可與電機(jī)軸221做成一體。此外，凸起可形成在電機(jī)帶輪601的外周上。
帶302將電機(jī)帶輪601連接到滾珠螺母帶輪602，以將轉(zhuǎn)向動力從電機(jī)130傳遞到齒桿109。若需要，凸起可形成在帶302的內(nèi)周上，以與形成在電機(jī)帶輪601或滾珠螺母帶輪602外周上的凸起嚙合，以使帶302可被驅(qū)動與電機(jī)帶輪601或滾珠螺母帶輪602緊密接觸。
如在第一實(shí)施例中那樣，張緊器T接觸帶302的內(nèi)周，以向外推帶302，使帶302能夠維持其張力。
由于其它零件具有與第一實(shí)施例的相同構(gòu)造和操作，相同的附圖標(biāo)記被用于表示相同或類似的零件，而不再對其詳細(xì)描述。
根據(jù)上文中描述的本發(fā)明，張緊器設(shè)置在帶內(nèi)側(cè)并與帶接觸以調(diào)整帶張力，而不需額外的支撐結(jié)構(gòu)。這因此可有利地減少零件的數(shù)量并簡化制造工藝，由此節(jié)約制造成本。
能理解到，雖然本發(fā)明已相對于優(yōu)選實(shí)施例被圖示并描述，這些實(shí)施例僅是說明性的，并且本發(fā)明絕不限于此。相反，應(yīng)預(yù)料到，具體化本發(fā)明原理的改變和變形將毫無疑問地被本領(lǐng)域技術(shù)人員想到。因此可預(yù)料并預(yù)期本發(fā)明將延伸至所有的可將該發(fā)明的廣泛原理包容在所附權(quán)利要求的全部精神和范圍內(nèi)的改變和變形及它們的等同物。
權(quán)利要求
1.一種帶式傳動器，其包括可旋轉(zhuǎn)的主動軸；與該主動軸連接的主動輪；以預(yù)定距離與主動軸隔開的可旋轉(zhuǎn)的從動軸；與從動軸連接的從動輪；將主動軸連接到從動軸的帶；以及布置在帶內(nèi)側(cè)并與帶接觸的張緊器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶式傳動器，其中，主動輪在外周上具有凸起，從動輪在外周上具有凸起，從動輪的凸起被以與主動輪的凸起相同的方式構(gòu)造，帶在內(nèi)周上具有與主動輪和從動輪的凸起嚙合的凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶式傳動器，其中，在張緊器被布置在帶內(nèi)側(cè)并與帶接觸之前，張緊器具有大于帶的內(nèi)部寬度的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的帶式傳動器，其中，張緊器由彈性材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶式傳動器，其中，張緊器由塑料制成。
6.一種汽車用電動轉(zhuǎn)向裝置，其包括小齒輪軸，其連接到汽車的方向盤，并具有形成在一端上的小齒輪；齒桿，其連接到汽車的兩個(gè)車輪，并且具有形成在一端部與小齒輪嚙合的齒條以及形成在另一端部的滾珠絲杠；電機(jī)，其用于產(chǎn)生與由方向盤產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩成比例的轉(zhuǎn)向動力；電機(jī)帶輪，其與電機(jī)的電機(jī)軸連接；滾珠螺母，其通過滾珠與齒桿的滾珠絲杠嚙合；滾珠螺母帶輪，其設(shè)置在滾珠螺母的外周上；帶，其將電機(jī)帶輪連接到滾珠螺母帶輪；以及張緊器，其布置在帶內(nèi)側(cè)并與帶接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動轉(zhuǎn)向裝置，其中，電機(jī)帶輪在外周上具有凸起，滾珠螺母帶輪在外周上具有凸起，滾珠螺母帶輪的凸起被以與電機(jī)帶輪的凸起相同的方式構(gòu)造，并且?guī)г趦?nèi)周上具有與電機(jī)帶輪和滾珠螺母帶輪的凸起嚙合的凸起。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動轉(zhuǎn)向裝置，其中，在張緊器被布置在帶內(nèi)側(cè)并與帶接觸之前，張緊器具有大于帶的內(nèi)部寬度的寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的帶式傳動器，其中，張緊器由彈性材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶式傳動器。在該帶式傳動器中，可旋轉(zhuǎn)的主動軸與主動輪連接，并且可旋轉(zhuǎn)的從動軸以預(yù)定距離與主動軸隔開。從動輪與從動軸連接，主動軸通過帶與從動軸連接，并且張緊器布置在帶內(nèi)側(cè)并與帶接觸。利用本發(fā)明，設(shè)置在帶內(nèi)側(cè)的張緊器接觸帶的內(nèi)周以調(diào)整帶張力而不需額外的支撐結(jié)構(gòu)。因此可有利地減少零件的數(shù)量并簡化制造工藝，由此節(jié)約制造成本。
文檔編號F16H25/22GK1952442SQ200610075450
公開日2007年4月25日 申請日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月19日
發(fā)明者曹希權(quán), 南宮鑄, 宋浚圭 申請人:株式會社萬都