CN102639892A - 联轴机构 - Google Patents

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Abstract

电动转向装置的联轴机构(1)包括：联接基体(3)，该联接基体(3)联接到电动转向装置的电动机侧上的转动轴(2)；联接基体(5)，该联接基体(5)联接到用作转动轴的转向轴(4)；以及中间介入构件(8)，该中间介入构件(8)介于两联接基体(3)和(5)之间并适于与两联接基体(3)和(5)协配将转动轴(2)沿R方向的转动传递到转向轴(4)。

Description

联轴机构
技术领域
本发明涉及一种联轴机构，该联轴机构适于将转动轴联接到诸如电动转向装置中的电动机之类的转动源侧和将转动轴联接到诸如汽车的转向轴的操作侧。
背景技术
电动转向装置例如用于通过将基于电动机的输出转动轴的扭矩添加到基于人工操作的方向盘转动的扭矩来便于方向盘的人工转向。在这种电动转向装置中，方向盘侧上的转向轴和电动机的输出转动轴侧上的转动轴借助于联轴机构(联接件)联接。
在转向轴和转动轴借助于联轴机构联接的情况下，电动机的输出转动轴反向时的冲击和电动机电刷的振动可能通过联轴机构和转向轴传递到方向盘，由此给驾驶员造成不舒服的转向感觉。为了避免这一点，业已提出提供由诸如橡胶或软树脂制成的间隔件用于联轴机构。但是，如果间隔件由于重点放在降低冲击和振动而做得较软，由于软间隔件易于经受蠕变变形，并且由于间隔件上的重复负载会造成间隔件的永久变形，由此会发生联轴机构的松动。有可能也会造成驾驶员的转向感觉不舒服。另一方面，如果将重点放在耐用性而将间隔件做得较硬，则由于没有松动，转向的感觉与上述相反。但是，如上所述，由于传递到方向盘的冲击和振动，会使转向感觉不舒服。
因而，业已提出一种用于电动转向装置的联轴机构，其由一对转动传递构件、介于该对转动传递构件之间且可弹性变形的中间介入构件、联接到一转动轴的一联接基体以及联接到另一转动轴的另一联接基体组成。提出的该联轴机构是这样的联轴机构，其即使长期使用，也不会发生一转动轴(例如联接到电动机的输出转动轴的转动轴)与另一转动轴(例如联接到方向盘的转向轴)之间的沿转动方向的松动，这使得能够降低电动机反向时的冲击和电刷振动至方向盘的传递，因此耐久性优异，并防止方向盘变得不舒服(参见专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP-T-2002-518242
专利文献2：JP-A-2004-148990
专利文献3：JP-A-2004-149070
专利文献4：JP-A-2006-183676
发明内容
发明要解决的问题
顺便提及，对于这种提出的联轴机构，每个联接基体具有基部和从该基部的一轴向表面沿轴向一体突出的轴向突出部分，结果在一转动轴相对于另一转动轴轴向相对位移时，每个联接基体的轴向突出部分可能压抵并接触匹配的联接基体的基部，且因此由于该挤压和接触会产生碰撞噪声。此外，如果在将一转动轴的转动传递到另一转动轴时发生这种轴向相对位移，则可能由于挤压和接触会发出令人不快的摩擦噪声。此外，因为一转动轴相对于另一转动轴的轴向相对靠近和移位不能被吸收，可能不能降低电刷振动到方向盘的传递，这通过致使中间介入构件的径向突出部分内的轴向弹性压缩变形而使一转动轴相对于另一转动轴轴向相对移位。
如果将每个联接基体的轴向突出部分的轴向长度做短以避免这种挤压和接触，则绕每个联接基体的轴向突出部分的轴线方向相对于中间介入构件的接触面积变小，在该情况下，中间介入构件会异常变形，且中间介入构件经受过大的弹性压缩变形，由此可能造成耐用性下降。
在未设置专利文献4中提出的转动传递构件，且仅在两联接基体之间设置中间介入构件的联轴机构的情况下，也会发生这种问题。
考虑到上述问题设计了本发明，且本发明的目的是提供这样的联轴机构，其能够消除一转动轴相对于另一转动轴轴向相对位移时产生碰撞噪声，且不会在一转动轴的转动传递至另一转动轴时产生令人不快的摩擦噪声，且能够按要求固定每个联接基体的轴向突出部分相对于中间介入构件的径向突出部分绕轴线方向的接触面积，并避免介于联接基体之间的中间介入构件的径向突出部分的过度弹性压缩变形，由此防止耐用性下降。
解决问题的手段
根据本发明的联轴机构，该联轴机构通过介于两个转动轴之间而联接两个转动轴以将一转动轴的转动传递到另一转动轴，包括：一联接基体，该一联接基体联接到一转动轴；另一联接基体，该另一联接基体联接到另一转动轴；以及介于一联接基体和另一联接基体之间的中间介入构件；其中一联接基体和另一联接基体中的每个联接基体具有第一基部和第一轴向突出部分，该第一轴向突出部分与第一基部一体形成为从第一基部的一轴向表面沿轴向突出，一联接基体的第一轴向突出部分和另一联接基体的第一轴向突出部分绕轴线方向间隔设置，且中间介入构件具有：第二基部，该第二基部沿轴向介于一联接基体和另一联接基体的第一基部之间；至少一对径向突出部分，该至少一对径向突出部分在第二基部上一体形成为沿绕轴向方向彼此间隔开并从第二基部的外周边缘径向突出；第二轴向突出部分，该第二轴向突出部分在第二基部上一体形成为沿轴向从第二基部的一轴向表面突出；以及第三轴向突出部分，该第三轴向突出部分在第二基部上一体形成为沿轴向从第二基部的另一轴向表面突出；中间介入构件的成对径向突出部分中的每个径向突出部分的刚度比第一轴向突出部分的刚度小，并可弹性变形，一转动轴和一联接基体的第一基部中的至少一个在其一轴向表面与第二轴向突出部分的轴向表面接触，而另一转动轴和另一联接基体的第一基部中的至少一个在其一轴向表面与第三轴向突出部分的轴向表面接触，且其中一联接基体的第一轴向突出部分设置在绕轴线方向的一径向突出部分间隙内，且在其沿绕轴线方向的两侧表面与一径向突出部分的沿绕轴线方向的一侧表面和另一径向突出部分的沿绕轴线方向的另一侧表面接触，并延伸跨越和超过第二基部的另一轴向表面，且在其轴向远端表面与另一联接基体的第一基部的一轴向表面相对，其轴向远端表面与另一联接基体的第一基部的一轴向表面之间有间隙，而另一联接基体的第一轴向突出部分沿绕轴线方向设置在另一径向突出部分间隙内，且在其沿绕轴线方向的两侧表面与一径向突出部分的沿绕轴线方向的另一侧表面和另一径向突出部分的沿绕轴线方向的一侧表面接触，并延伸跨越和超过第二基部的一轴向表面，且在其轴向远端表面与一联接基体的第一基部的一轴向表面相对，其轴向远端表面与一联接基体的第一基部的一轴向表面之间有间隙。
根据本发明的联轴机构，一转动轴和一联接基体的第一基部中的至少一个在其一轴向表面与第二轴向突出部分的轴向表面接触，而另一转动轴和另一联接基体的第一基部中的至少一个在其一轴向表面与第三轴向突出部分与第三轴向突出部分的轴向表面接触。此外，一联接基体的第一轴向突出部分跨越并超过第二基体的另一轴向表面，且在其轴向远端表面与另一联接基体的第一基部的轴向表面相对，其轴向远端表面与另一联接基体的第一基部的轴向表面之间有间隙，而另一联接基体的第一轴向突出部分延伸跨越和超过第二基部的一轴向表面，且在其轴向远端表面与一联接基体的第一基部的一轴向表面相对，在其轴向远端表面与一联接基体的第一基部的一轴向表面之间有间隙。因此，能够避免一联接基体的轴向突出部分的远端表面与另一联接基体的第一基部的轴向表面之间的接触和另一联接基体的轴向突出部分的远端表面与一联接基体的第一基部的一轴向表面之间的接触。此外，能够允许一联接基体和另一联接基体的轴向突出部分沿绕轴线的方向与中间介入构件的径向突出部分的所有表面接触。此外，能够消除一转动轴相对于另一转动轴的相对轴向移位时发生碰撞噪声，且在一转动轴的转动传递到另一转动轴时不发生令人不快的摩擦噪声。此外，能够根据需要固定每个联接基体的轴向突出部分相对于中间介入构件的径向突出部分沿绕轴线方向的接触面积并避免中间介入构件的径向突出部分的过度弹性压缩变形，由此能够改进耐用性。
中间介入构件可具有一体形成在第二基体的一轴向表面上并从第二基体的一轴向表面沿轴向突出的一突起部和一体形成在第二基体的另一轴向表面上并从第二基体的另一轴向表面沿轴向突出的另一突起部。在该情况下，一突起部可形成间隙，该间隙小于另一联接基体的第一轴向突出部分的轴向远端表面与一联接基体的第一基部的一表面之间的相应间隙，而另一突起部可形成间隙，该间隙小于一联接基体的第一轴向突出部分的轴向远端表面与另一联接基体的第一基部的一表面之间的相应间隙。
在根据本发明的联轴机构中，一联接基体可直接联接至一转动轴，但也可通过诸如齿轮机构的另一转动传递机构间接联接到一转动轴，且这对于另一联接基体也同样适用。
根据本发明的联轴机构可以是用于电动转向装置的联轴机构，在该情况下，一转动轴可适于联接到电动机的输出转动轴，而另一转动轴可适于联接到汽车的转向轴。
本发明的优点
根据本发明，能够提供这样的联轴机构，其能够消除一转动轴相对于另一转动轴轴向相对位移时产生碰撞噪声，且不会在一转动轴的转动传递至另一转动轴时产生令人不快的摩擦噪声，且能够按要求固定每个联接基体的轴向突出部分相对于中间介入构件的径向突出部分绕轴线方向的接触面积，并避免介于联接基体之间的中间介入构件的径向突出部分的过度弹性压缩变形，由此防止耐用性下降。
附图简要说明
图1是本发明的一较佳实施例的说明性立体图；
图2是图1所示实施例的说明性正视图；以及
图3是沿图2所示的实施例中的线III-III沿箭头方向截取的说明性剖视图。
具体实施方式
接着，将基于附图所示较佳实施例给出实施本发明方式的更详细说明。应当注意，本发明并不限于该实施例。
在图1至3中，根据该实施例用于电动转向装置的联轴机构1包括：联接基体3，该联接基体3联接到电动转向装置的电动机侧上的转动轴2；联接基体5，该联接基体5联接到用作转动轴的转向轴4；以及中间介入构件8，该中间介入构件8介于两联接基体3和5之间并适于与两联接基体3和5协配将转动轴2沿R方向的转动传递到转向轴4。
刚性的联接基体3包括：环形基部11；两对轴向突出部分13，该两对轴向突出部分13沿A方向一体地从基部11的沿轴向(即A方向)的一环形表面12朝向联接基体5的基部16突出，并沿绕轴线的方向、即沿R方向以90°的等角度间隔布置；以及通孔14，该通孔14形成在基部11的中心。
转动轴2可在通孔14内配装和固定到基部11，在该实施例中转动轴2***通孔14内。但是，转动轴2也可在形成在基部11中心的有底凹部内配装和固定至基部11，或可还替代地与基部11一体形成。
刚性的联接基体5以与联接基体3相同的方式形成，并包括：环形基部16；两对轴向突出部分18，该两对轴向突出部分18沿A方向一体地从基部16的沿A方向的一环形表面17朝向联接基体3的基部11突出，并沿R方向以90°的等角度间隔布置；以及通孔19，该通孔19形成在基部16的中心。
转向轴4可在通孔19内配装和固定到基部16，在该实施例中转向轴4***通孔19内。但是，转向轴4也可在形成在基部16中心的有底凹部内配装和固定至基部16，或可还替代地与基部16一体形成。
每个轴向突出部分13沿R方向具有用作转动传递刚性表面的一对平坦侧表面21和22，且每个轴向突出部分18沿R方向也具有用作转动传递刚性表面的一对侧表面23和24。
中间介入构件8比联接基体3和5刚度小，且可弹性变形，并由诸如聚氨酯橡胶、聚酯弹性体等的橡胶弹性体制成。中间介入构件8包括：盘形基部71，该盘形基部71与基部11和16同轴地沿A方向介于基部11与16之间；四对径向突出部分73，这四对径向突出部分73与基部71一体设置成从基部71的圆柱形外周边缘72径向延伸并布置成沿R方向以45°的等角度间隔彼此隔开；轴向突出部分76，该轴向突出部分76与基部71一体形成为沿A方向从基部71的沿A方向的一平坦表面75朝向基部11突出；轴向突出部分78，该轴向突出部分78与基部71一体形成为沿A方向从基部71的沿A方向的另一平坦表面77朝向基部16突出；几个突起部102，各突起部102分别与每隔一个弹性可变形径向突出部分73的沿A方向的一平坦表面101以及基部71的与表面101平齐的一平坦表面75一体形成为从表面101和75沿A方向突出并在表面101和75上径向延伸；以及几个突起部104，与突起部102一样，各突起部104分别与每隔一个弹性可变形径向突出部分73的沿A方向的另一平坦表面103以及基部71的与表面103平齐的一平坦表面77一体形成为从表面103和77沿A方向突出并在表面103和77上径向延伸。以与轴向突出部分78相同的方式形成在平坦表面75上的轴向突出部分76类似地形成有沿A方向与轴向突出部分78相同的高度和相同的直径，但可不限于相同，而是可形成有沿A方向不同的高度和不同的径向长度。同样，以与突起部104相同的方式形成在平坦表面75侧和表面103侧上的突起部102类似地形成有沿A方向与突起部104相同的高度和相同的径向长度，但可不限于相同，而是可形成有沿A方向不同的高度和不同的径向长度。
在沿A方向夹在基部11与16之间的中间介入构件8中，每个径向突出部分73的刚度比联接基体3和5的每个径向突出部分13和18的刚度小，并可弹性变形，且具有沿R方向的侧表面79和80。
转动轴2和联接基体3的基部11分别在其沿A方向的表面12和81处与轴向突出部分76的沿A方向的表面82接触。联接基体3的每个轴向突出部分13沿R方向设置在中间介入构件8的每隔一个径向突出部分73间隙内，且在其沿R方向的两侧表面21和22与一径向突出部分73的沿R方向的一侧表面79和另一径向突出部分73的沿R方向的另一侧表面80接触，并延伸跨越和超过中间介入构件8的表面77，且在其沿A方向的远端表面83与联接基体5的基部16的表面17相对，远端表面83与表面17之间有间隙84。
转向轴4和联接基体5的基部16分别在其沿A方向的表面17和85处与轴向突出部分78的沿A方向的表面86接触。联接基体5的每个轴向突出部分18沿R方向设置在中间介入构件8的余下的每隔一径向突出部分73间隙内，且在其沿R方向的两侧表面23和24与另一径向突出部分73的沿R方向的一侧表面79和一径向突出部分73的沿R方向的另一侧表面80接触，并延伸跨越和超过中间介入构件8的表面75，且在其沿A方向的远端表面87与联接基体3的基部11的表面12相对，远端表面87与表面12之间有间隙88。突起部102沿A方向的长度(突出量)比轴向突出部分76沿A方向的长度短，形成间隙105，该间隙105比其沿A方向的远端表面106与表面12之间的相应间隙88小。类似地，突起部104沿A方向的长度(突出量)比轴向突出部分78沿A方向的长度短，形成间隙107，该间隙107比其沿A方向的远端表面108与表面17之间的相应间隙84小。
由于电动转向装置装备有用于将作为两个转动轴的转动轴2和转向轴4相互联接的上述联轴机构1，当驾驶员手动操作方向盘时，转向轴4沿R方向转动，且转向轴4沿R方向的转动通过诸如齿轮的未示出传动机构作为往复运动传递到拉杆，由此赋予方向盘以转向力。在驾驶员对方向盘的手动操作中，当受来自用于探测施加到方向盘的扭矩的扭矩探测器的探测信号控制的电动机运行时，转动轴2沿R方向转动。然后，在轴向突出部分13的侧表面21压抵侧表面79或其侧表面22压抵侧表面80而致使径向突出部分73沿R方向发生弹性变形之后，联接基体3沿R方向的转动通过径向突出部分73的侧表面80压抵轴向突出部分18的侧表面24或者通过径向突出部分73的侧表面79压抵轴向突出部分18的侧表面23而传递到联接基体5的轴向突出部分18。于是，将转动轴2沿R方向的扭矩添加到转向轴4沿R方向的扭矩，由此辅助驾驶员手动操作方向盘。
联轴机构1在两种状态下通过介于转动轴2与转向轴4之间来联接转动轴2和转向轴4以将转动轴2沿R方向的转动传递到作为另一转动轴的转向轴4，一种状态是方向盘未由驾驶员手动操作，且转向轴4未沿R方向转动，另一状态是方向盘由驾驶员手动操作且转向轴4沿R方向转动，在转动轴2沿R方向相对于转向轴4的相对转动非常小的情况下，径向突出部分73易于经受弹性压缩变形。于是，转动轴2沿R方向的这种非常小的相对转动几乎不传递到转向轴4。因此，能够减少将电动机反向时的冲击和电刷振动通过联轴机构1和转向轴4传递到方向盘，由此能够防止转向感觉不舒适。此外，能够避免一方面联接基体3的轴向突出部分13的远端表面83与另一方面联接基体5的基部16的表面17之间的接触，以及一方面联接基体5的轴向突出部分18的远端表面87与另一方面联接基体3的基部11的表面12之间的接触。此外，能够允许联接基体3和5的轴向突出部分13和18沿R方向与中间介入构件8的径向突出部分73的所有表面接触。此外，还能够消除转动轴2相对于转向轴4沿A方向的相对移位时发生的碰撞噪声，在转动轴2沿R方向的转动到转向轴4的传递中不产生令人不快的摩擦噪声。此外，能够根据需要固定联接基体3和5的每个轴向突出部分13和18相对于中间介入构件8的径向突出部分73沿R方向的接触面积并避免径向突出部分73的过度弹性压缩变形，由此能够改进耐用性。
此外，在联轴机构100的情况下，即使轴向突出部分76和78已经经受大弹性变形或永久变形，且轴向突出部分76和78的正确功能由此丧失，轴向突出部分76和78的功能也可通过突起部102和104相对于表面12和17的接触来代替。
尽管上述实施例中的联轴机构1包括单个中间介入构件8，但联轴机构1也可替代地包括两个或多个中间介入构件8。此外，联接基体3和5的轴向突出部分13和18和中间介入构件8的径向突出部分73的数量并不限于上述数量。基部11的表面12和转动轴2的表面81不一定彼此平齐，且基部16的表面17和转动轴4的表面85类似地不一定彼此平齐。
[附图标记的说明]
1：联轴机构
2：转动轴
3：联接基体
4：转向轴
5：联接基体
8：中间介入构件

Claims (2)

1.一种联轴机构，所述联轴机构通过介于两个转动轴之间而联接两个转动轴以将一转动轴的转动传递到另一转动轴，包括：一联接基体，所述一联接基体联接到一转动轴；另一联接基体，所述另一联接基体联接到另一转动轴；以及中间介入构件，所述中间介入构件介于所述一联接基体和所述另一联接基体之间；其中所述一联接基体和所述另一联接基体中的每个联接基体具有第一基部和第一轴向突出部分，所述第一轴向突出部分与所述第一基部一体形成为从所述第一基部的一轴向表面沿轴向突出，所述一联接基体的所述第一轴向突出部分和所述另一联接基体的所述第一轴向突出部分绕轴线方向间隔设置，且所述中间介入构件具有：第二基部，所述第二基部沿轴向介于所述一联接基体和所述另一联接基体的所述第一基部之间；至少一对径向突出部分，所述至少一对径向突出部分在所述第二基部上一体形成为沿轴向彼此间隔开并从所述第二基部的外周边缘径向突出；第二轴向突出部分，所述第二轴向突出部分在所述第二基部上一体形成为沿轴向从所述第二基部的一轴向表面突出；以及第三轴向突出部分，所述第三轴向突出部分在所述第二基部上一体形成为沿轴向从所述第二基部的另一轴向表面突出；所述中间介入构件的成对径向突出部分中的每个径向突出部分的刚度比所述第一轴向突出部分的刚度小，并可弹性变形，所述一转动轴和所述一联接基体的第一基部中的至少一个在其一轴向表面与所述第二轴向突出部分的轴向表面接触，而所述另一转动轴和所述另一联接基体的所述第一基部中的至少一个在其一轴向表面与所述第三轴向突出部分的轴向表面接触，且其中所述一联接基体的所述第一轴向突出部分设置在绕轴线方向的一径向突出部分间隙内，且在所述第一轴向突出部分沿绕轴线方向的两侧表面与一径向突出部分的沿绕轴线方向的一侧表面和另一径向突出部分的沿绕轴线方向的另一侧表面接触，并延伸跨越和超过所述第二基部的另一轴向表面，且在所述第一轴向突出部分轴向远端表面与所述另一联接基体的所述第一基部的一轴向表面相对，所述第一轴向突出部分轴向远端表面与所述另一联接基体的所述第一基部的一轴向表面之间有间隙，而所述另一联接基体的所述第一轴向突出部分沿绕轴线方向设置在另一径向突出部分间隙内，且在所述第一轴向突出部分沿绕轴线方向的两侧表面与一径向突出部分的沿绕轴线方向的另一侧表面和另一径向突出部分的沿绕轴线方向的一侧表面接触，并延伸跨越和超过所述第二基部的所述一轴向表面，且在所述第一轴向突出部分的轴向远端表面与所述一联接基体的所述第一基部的所述一轴向表面相对，所述第一轴向突出部分的轴向远端表面与所述一联接基体的所述第一基部的所述一轴向表面之间有间隙。
2.如权利要求1所述的联轴机构，其特征在于，所述中间介入构件具有一体形成在所述第二基体的所述一轴向表面上并从所述第二基体的所述一轴向表面沿轴向突出的一突起部和一体形成在所述第二基体的所述另一轴向表面上并从所述第二基体的所述另一轴向表面沿轴向突出的另一突起部，所述一突起部可形成间隙，所述一突起部形成的间隙小于其轴向远端表面与所述一联接基体的所述第一基部的一表面之间的相应间隙，而所述另一突起部可形成间隙，所述另一突起部形成的间隙小于其轴向远端表面与所述另一联接基体的所述第一基部的所述一表面之间的相应间隙。
CN201080051604.9A 2009-11-10 2010-10-27 联轴机构 Active CN102639892B (zh)

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