CN109383618B - 电动力转向设备 - Google Patents

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Abstract

电动力转向设备。一种电动力转向设备包括：滚珠螺母，其联接到位于其中的齿杆，使所述齿杆滑动并且具有第一联接部，所述第一联接部被形成为从外圆周表面的一侧沿径向突出，使得紧固构件联接到所述第一联接部；螺母皮带轮，其具有第二联接部，所述第二联接部被形成为从其中具有中空部的内圆周表面沿径向突出，与所述第一联接部接触并且与所述紧固构件联接，并且所述螺母皮带轮具有与所述皮带连接并且使所述滚珠螺母转动的外圆周表面；以及防变形构件，其与所述螺母皮带轮的其中形成有所述第二联接部的一部分的相对端联接。

Description

电动力转向设备
技术领域
本公开涉及电动力转向设备，更具体地说，涉及这样一种电动力转向设备，其用于通过在显著减轻螺母皮带轮的重量并且减少由于对抗皮带的摩擦而产生的噪音的同时增强螺母皮带轮的刚性来防止螺母皮带轮在转向操作中由于皮带张力而立即凹陷并且防止螺母皮带轮与皮带之间的齿跳。
背景技术
通常，现有的电动力转向设备包括作为组件的通过皮带连接到电机的滚珠螺母、电机皮带轮、螺母皮带轮、根据滚珠螺母的转动而滑动的齿杆等，这些组件将电机的驱动力传递给齿杆并且产生用于辅助驾驶员的转向力的辅助转向力。
然而，在现有的电动力转向设备中，滚珠螺母和螺母皮带轮通过装配(fitting)联接在一起，并且滚珠螺母在螺母皮带轮中滑动。因此，动力传递效率低下并且没有传递准确的辅助转向力。
另外，由于螺母皮带轮为了显著减轻其重量而由塑料材料制成，因此螺母皮带轮在转向操作中由于皮带张力而立即凹陷，并且在螺母皮带轮和皮带之间发生齿跳。
发明内容
本公开的各个实施方式可提供一种电动力转向设备，在该电动力转向设备中，与根据相关技术中的通过装配而联接在一起的滚珠螺母与螺母皮带轮相比，滚珠螺母与螺母皮带轮之间的联接力增加，其中，防止了在高速行驶期间由于滑动的螺母皮带轮导致的辅助转向力的变化或不可操纵的情况发生，从而为驾驶员提供了稳定的转向环境。
在本公开的一些实施方式中，一种电动力转向设备可通过在显著减轻螺母皮带轮的重量并且减少由于对抗皮带的摩擦而产生的噪音的同时增强螺母皮带轮的刚性来防止螺母皮带轮在转向操作中由于皮带张力而立即凹陷并且防止螺母皮带轮与皮带之间的齿跳。
本公开的某些实施方式中，电动力转向设备的防变形构件和螺母皮带轮可通过注塑成型来容易地制造，并且电动力转向设备的防变形构件可设置在螺母皮带轮内部，从而可精确制造螺母皮带轮的尺寸。
本公开的目的不限于此，并且对于本领域普通技术人员来说，其它未提及的目的可根据下面的描述而变得明显。
本公开的一些实施方式可提供一种电动力转向设备，该电动力转向设备包括：滚珠螺母，该滚珠螺母被配置为与位于其中的齿杆联接并且使齿杆滑动，并且具有第一联接部，所述第一联接部被形成为从外圆周表面的一侧沿径向突出，使得紧固构件与第一联接部联接；螺母皮带轮，该螺母皮带轮被配置为具有第二联接部，所述第二联接部被形成为从其中具有中空部的内圆周表面沿径向突出，并且与所述第一联接部接触并且与紧固构件联接，并且该螺母皮带轮具有与皮带连接并且使滚珠螺母转动的外圆周表面；以及防变形构件，该防变形构件被配置为与螺母皮带轮的其中形成有第二联接部的一部分的相对端联接。
附图说明
根据以下结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将变得更明显，在附图中：
图1是示意性示出根据本公开的一个实施方式的电动力转向设备的图；
图2是示意性示出根据本公开的一个实施方式的电动力转向设备的一部分的局部截面图；
图3是示出根据本公开的一个实施方式的电动力转向设备的一部分的立体图；
图4是图3的截面图；
图5和图6是示出根据本公开的实施方式的电动力转向设备的一部分的立体图；
图7和图8是示出根据本公开的实施方式的电动力转向设备的一部分的截面图；
图9是示出根据本公开的一个实施方式的电动力转向设备的一部分的立体图；
图10和图11是示出根据本公开的实施方式的电动力转向设备的一部分的截面图；以及
图12和图13是示出根据本公开的实施方式的电动力转向设备的一部分的截面图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本公开的实施方式。在向每幅图中的元件添加附图标记时，尽管相同的元件可能被示出在不同的图中，但是尽可能地，使相同的元件由相同的附图标记表示。此外，在本公开的以下描述中，当确定对本文所包含的已知功能和配置的详细描述会使本公开的主题更加不明确时，将省略其详细描述。
在描述本公开的实施方式的元件时，可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)之类的术语。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件，而不限制元件的本质、序列、顺序等。应该注意的是，当一个组件被描述为“连接”、“联接”或“结合”到另一个组件时，尽管该组件可直接“连接”、“联接”或“结合”到另一个组件，但是也可能存在另一个组件“连接”、“联接”或“结合”在这两个组件之间。
图1是示意性示出根据本公开的一个实施方式的电动力转向设备的图，图2是示意性示出根据本公开的一个实施方式的电动力转向设备的一部分的局部截面图，图3是示出根据本公开的一个实施方式的电动力转向设备的一部分的立体图，图4是图3的截面图，图5和图6是示出根据本公开的实施方式的电动力转向设备的一部分的立体图，图7和图8是示出根据本公开的实施方式的电动力转向设备的一部分的截面图。图9是示出根据本公开的一个实施方式的电动力转向设备的一部分的立体图，图10和图11是示出根据本公开的实施方式的电动力转向设备的一部分的截面图，并且图12和图13是示出根据本公开的实施方式的电动力转向设备的一部分的截面图。
首先参照图1和图2，根据本公开的一个实施方式的电动力转向设备包括：驱动装置120，其由电力控制单元(ECU)控制，该驱动装置120通过安装在转向柱110上的转矩传感器111来确定方向盘113的转向程度，从而产生动力；齿杆130，其根据转向程度使与轮131连接的拉杆133移动；以及被驱动装置140，其接收驱动装置120的旋转力并且将其转换为轴向运动力，并且将该轴向运动力传递到齿杆130。
如图2所示，驱动装置120包括由ECU控制的电动机210、固定到电动机210的电机轴212的驱动皮带轮211以及缠绕在驱动皮带轮211周围的驱动皮带213。
被驱动装置140具有在围绕齿杆130的齿条壳体220中支承齿杆130的滚珠螺母230以及在滚珠螺母230的外圆周表面上组装并形成的螺母皮带轮240。
与电动机210的电机轴212连接的驱动皮带轮211和与滚珠螺母230联接的螺母皮带轮240彼此平行设置。驱动皮带213被装配在驱动皮带轮211和螺母皮带轮240上，以将电动机210的旋转力传递到齿杆130，并且齿杆130通过滚珠螺母230的操作左右移动，从而产生辅助力。
在滚珠螺母230的内圆周表面上形成具有半圆形截面的内圆周螺旋槽，并且在齿杆130的外圆周表面上形成具有半圆形截面的外圆周螺旋槽。滚珠被***到内圆周螺旋槽和外圆周螺旋槽之间。
螺母皮带轮240被装配并联接到滚珠螺母230的一侧，并且滚珠轴承250联接到滚珠螺母230的另一侧并且支承滚珠螺母230。
电机轴212通过轴承290旋转地联接到电动机210，并且驱动皮带轮211被装配并联接到电机轴212的一端。
下面将参照图3至图9来更加详细地描述本发明的实施方式。根据本发明的一个实施方式的电动力转向设备包括：滚珠螺母310，其与位于其中的齿杆301联接，使齿杆301滑动，并且具有第一联接部413，该第一联接部413被形成为从外圆周表面的一侧沿径向突出，使得紧固构件303与第一联接部413联接；螺母皮带轮330，其具有第二联接部333，该第二联接部333被形成为从其中具有中空部的内圆周表面沿径向突出，并且与第一联接部413接触并且与紧固构件303联接，并且该螺母皮带轮330具有与皮带213连接并使滚珠螺母310转动的外圆周表面；以及环形防变形构件350，其与螺母皮带轮330的其中形成有第二联接部333的一部分的相对端联接。
在电动力转向设备中，螺母皮带轮330与使齿杆301左右滑动的滚珠螺母310联接。因此，当ECU驱动电动机210(见图2)时，皮带213传递旋转力并且使滚珠螺母310转动。然后，齿杆301左右滑动并辅助驾驶员的转向力。
滚珠螺母310与位于其中的齿杆301联接并使齿杆301滑动，并且沿径向突出的第一联接部413形成在滚珠螺母310的外圆周表面的一侧。
在第一联接部413中，形成有与紧固构件303联接的第一联接孔414，并且紧固构件303与第一联接孔414螺纹啮合。
轴承305与滚珠螺母310的外圆周表面联接，并且与齿条壳体220(见图2)的内部联接，使得滚珠螺母310可被旋转地支承在齿条壳体220中。
这里，轴承305被装配在滚珠螺母310中并且与其联接。如图所示，轴承305可通过形成在滚珠螺母310上的凸起(raise)(未示出)或自锁螺母(未示出)来定位并固定，或者轴承305的内环可以与滚珠螺母310一体地形成。
螺母皮带轮330与滚珠螺母310的外圆周表面联接，并且在皮带213运转时使滚珠螺母310转动。
螺母皮带轮330被形成为中空形状。第二联接部333被形成为从螺母皮带轮330的内圆周表面的一侧沿径向突出并且与第一联接部413接触，并且形成有与紧固构件303联接的第二联接孔334。
第一联接孔414和第二联接孔334形成在滚珠螺母310和螺母皮带轮330的在周界方向上彼此对应的位置处。例如，附图示出了第一联接孔414和第二联接孔334被形成在四个位置处并且紧固构件303联接到所述位置中的每一个位置，但是每个位置处的第一联接孔414、第二联接孔334和紧固构件303中的两个或更多个沿周界方向设置。
当紧固构件303通过第二联接孔334固定到第一联接孔414时，螺母皮带轮330联接到滚珠螺母310。结果，显著增加了滚珠螺母310与螺母皮带轮330之间的联接力，并且防止滚珠螺母310在螺母皮带轮330中滑动。因此，可防止辅助转向力的变化并且防止高速行驶期间的不可操纵的情况。
皮带213与螺母皮带轮330的外圆周表面连接并且使滚珠螺母310转动。例如，皮带轮齿轮331可形成在螺母皮带轮330的外圆周表面上并且与皮带213啮合以使螺母皮带轮330转动，并且当皮带213运转时，通过螺母皮带轮330的皮带轮齿轮331施加皮带张力。
螺母皮带轮330具有特定刚性，以便随着皮带213的运转而转动，并且可由塑料材料形成以减轻重量并减少由于与皮带213啮合而引起的噪音。防变形构件350被设置为防止螺母皮带轮330的相对端凹陷。
防变形构件350被形成为环形，并且设置在螺母皮带轮330的其中形成有第二联接部333的一部分的相对端，并且防变形构件350防止螺母皮带轮330的相对端凹陷。
当皮带213运转时，皮带张力的负荷被施加到皮带213和螺母皮带轮330。由于螺母皮带轮330由塑料材料制成，因此螺母皮带轮330会立即变形并凹陷。具体地，防变形构件350被设置为防止螺母皮带轮330的与滚珠螺母310联接的一部分的相对端变形。
防变形构件350可由具有高强度的钢材料等形成。例如，螺母皮带轮330可以通过注塑成型来形成并且联接到防变形构件350。
由于防变形构件350与通过注塑成型的螺母皮带轮330的相对端一体地形成，因此当螺母皮带轮330的相对端可能变形时，防变形构件350支承并保持螺母皮带轮330的相对端的形状。
螺母皮带轮330的一端与滚珠螺母310的第一联接部413联接，从而可保持其形状。相对端与防变形构件350一体地形成，从而可保持其形状。结果，能够防止螺母皮带轮330由于皮带张力而凹陷。
防变形构件350的一个侧表面可以与螺母皮带轮330的相对端的侧表面接触并联接，或者可以***到螺母皮带轮330的相对端中并与其联接。
由具有高强度的材料形成的防变形构件350支承螺母皮带轮330的相对端，并且防止甚至在皮带张力被立即施加到螺母皮带轮330时螺母皮带轮330的相对端凹陷。
如图5至图8所示，突出物551被形成为从防变形构件550的与螺母皮带轮330联接的侧部沿轴向突出，以便帮助防变形构件550和螺母皮带轮330的注塑成型。
如图5所示，多个突出物551被形成为在防变形构件550的侧表面上沿周界方向彼此间隔开。
换句换说，多个突出物551被形成为以突出形状从防变形构件550突出。
由于突出物551是在通过注塑成型形成防变形构件550和螺母皮带轮330时在螺母皮带轮的侧表面的各个孔内通过注塑成型来形成，因此有助于注塑成型。
另外，如图6所示，突出物551沿周界方向形成以从防变形构件550的侧表面沿轴向突出。
换句话说，突出物551从防变形构件550以环形突出，从而可有助于突出物551和螺母皮带轮330的注塑成型。
这种突出物551可突出特定长度以支承螺母皮带轮330的相对端(如图7所示)，或者可以延伸到第二联接部333，以增强螺母皮带轮330的一端与相对端之间的刚性(如图8所示)。
当如图8所示形成作为延伸到第二联接部333的突出物551的延伸部653时，延伸部653设置在螺母皮带轮330的相对端与第二联接部333之间的螺母皮带轮330中，以增强刚性并且防止螺母皮带轮330变形。
为了便于其上已经形成有延伸部653的防变形构件550以及螺母皮带轮330的注塑成型，可对延伸部653的内圆周表面和外圆周表面进行滚花(knurled)。
作为这种防变形构件的另一示例，如图9至图11所示，支承部755被形成为从防变形构件750的与螺母皮带轮330联接的侧表面沿轴向突出，并且支承螺母皮带轮330的内圆周表面。
如图9和图10所示，支承部755通过支承螺母皮带轮330的内圆周表面来防止螺母皮带轮330变形，并且被形成为圆柱形。
另外，如图9所示，凹陷或凸起的多个不平坦部757呈对角地形成在支承部755的外圆周表面上，使得防变形构件750和螺母皮带轮330可通过注塑成型容易地形成。
图9的上部放大立体图示出了其中不平坦部757a被形成在支承部755的外圆周表面上突出的示例，并且下部放大立体图示出了其中不平坦部757b被形成为在支承部755的外圆周表面上凹陷的示例。
不平坦部757提高了防变形构件750和螺母皮带轮330之间的联接力，使得防变形构件750和螺母皮带轮330可通过注塑成型容易地形成。
另外，如图11所示，弯曲部859被形成为从支承部755的延伸端沿径向向内突出，从而增强第二联接部333的刚性。
弯曲部859延伸到第二联接部333的第二联接孔334，从而增强螺母皮带轮330的与紧固构件303联接的一部分的刚性。
另外，弯曲部859在支承部755的端部处弯曲并设置在第二联接部333中，从而增强了第二联接部333的刚性，并且防止甚至在皮带张力被瞬间施加时第二联接部333的变形。
如图12和图13所示，在沿轴向方向与防变形构件350间隔开的位置处附加设置环形刚性增强构件970。
防变形构件350通过注塑成型来形成并且在沿反向轴向方向与刚性增强构件970间隔开的位置处与螺母皮带轮330设置在一起，并且增强螺母皮带轮330的相对端与第二联接部333之间的刚性。
这里，如图12所示，刚性增强构件970的外圆周表面的直径被形成为小于螺母皮带轮330的外圆周表面的直径。换句话说，刚性增强构件970的外圆周表面的直径被形成为小于皮带轮齿轮331的谷部的直径，使得刚性增强构件970可以不从皮带轮齿轮331突出。
另外，如图13所示，在刚性增强构件970的两个侧表面中的一个或两个上形成沿轴向方向突出的突出物971，以有助于刚性增强构件970和螺母皮带轮330的注塑成型。
图13示出在刚性增强构件970的两个侧表面上都形成突出物971的示例
可在沿轴向方向彼此间隔开的位置处设置多个刚性增强构件970。随着刚性增强构件970的数目的增加，螺母皮带轮330的刚性增加。
根据本公开的具有这种形式和结构的实施方式，与根据相关技术的通过装配而联接在一起的滚珠螺母和螺母皮带轮相比，显著增加了滚珠螺母与螺母皮带轮之间的联接力，并且防止在高速行驶期间由于滑动的螺母皮带轮导致的辅助转向力的变化或不可操纵的情况发生，从而为驾驶员提供稳定的转向环境。
另外，能够通过在显著减轻螺母皮带轮的重量并且减少由于与皮带摩擦而引起的噪音的同时增强螺母皮带轮的刚性来防止螺母皮带轮在转向操作中由于皮带张力而立即凹陷并且防止螺母皮带轮与皮带之间的齿跳。
此外，由于防变形构件是通过注塑成型与螺母皮带轮一起制造的，因此很容易制造防变形构件和螺母皮带轮。另外，由于防变形构件被设置在螺母皮带轮中，因此可精确地制造螺母皮带轮的尺寸。
即使本公开的实施方式的所有组件都已经被描述为组合成单个单元或者组合成作为单个单元来操作，但是本公开不一定限于这些实施方式。换句话说，可以在不脱离本公开的客观范围的情况下选择性地组合并操作所有结构组件中的至少两个。
仅出于说明的目的描述了本公开的以上实施方式，并且本领域技术人员将领会的是，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下对实施方式进行各种修改和改变。因此，本公开的实施方式不旨在限制，而是为了说明本公开的技术思想，并且本公开的技术思想的范围不受这些实施方式的限制。本公开的范围应按照包括在与权利要求等同范围内的所有技术思想都属于本公开的方式基于所附的权利要求来进行解释。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年8月8日提交的韩国专利申请No.10-2017-0100069的优先权，该韩国专利申请出于所有目的通过引用合并于此，如同其在此完全阐述一样。

Claims (14)

1.一种电动力转向设备，该电动力转向设备包括：
滚珠螺母，该滚珠螺母联接到齿杆并且被配置为使所述齿杆滑动，所述滚珠螺母包括从所述滚珠螺母的外表面向外突出以与紧固构件联接的第一联接部；
螺母皮带轮，该螺母皮带轮被配置为使所述滚珠螺母转动，并且包括与皮带相关联的外表面和被形成为从所述螺母皮带轮的内部中空表面向内突出的第二联接部，所述螺母皮带轮的所述第二联接部通过所述紧固构件固定到所述滚珠螺母的所述第一联接部；以及
防变形构件，该防变形构件的一个侧表面与所述螺母皮带轮的其中形成有所述螺母皮带轮的所述第二联接部的位置相对的部分联接，并且被配置为保持所述螺母皮带轮的所述部分的形状，
其中，至少一个突出部被形成为从所述防变形构件的与所述螺母皮带轮联接的所述一个侧表面朝向所述螺母皮带轮突出，并且***到所述螺母皮带轮中并与所述螺母皮带轮联接。
2.根据权利要求1所述的电动力转向设备，其中，所述螺母皮带轮和所述防变形构件以及所述至少一个突出部以联接在一起的方式来注塑成型。
3.根据权利要求1所述的电动力转向设备，其中，所述至少一个突出部被设置为在所述防变形构件的所述一个侧表面上彼此间隔开。
4.根据权利要求1所述的电动力转向设备，其中，所述至少一个突出部围绕所述防变形构件的圆周形成，以从所述防变形构件的与所述螺母皮带轮联接的所述一个侧表面朝向所述螺母皮带轮突出。
5.根据权利要求1所述的电动力转向设备，其中，所述至少一个突出部被形成为向所述螺母皮带轮的所述第二联接部延伸。
6.根据权利要求2所述的电动力转向设备，其中，支承部被形成为从所述防变形构件的与所述螺母皮带轮接触的所述一个侧表面朝向所述螺母皮带轮的所述第二联接部突出，并且被配置为支承所述螺母皮带轮的内表面。
7.根据权利要求6所述的电动力转向设备，其中，凹陷或凸起的一个或更多个不平坦部被形成在所述防变形构件的所述支承部的外表面上。
8.根据权利要求6所述的电动力转向设备，其中，弯曲部被形成为从所述防变形构件的所述支承部的一端向内突出。
9.根据权利要求2所述的电动力转向设备，该电动力转向设备还包括一个或更多个环形刚性增强构件，所述一个或更多个环形刚性增强构件被设置为与所述防变形构件间隔开。
10.根据权利要求9所述的电动力转向设备，其中，沿着与齿杆的轴平行的方向突出的一个或更多个突出物被形成在所述刚性增强构件的侧表面中的一个或两个侧表面上。
11.根据权利要求1所述的电动力转向设备，其中，所述防变形构件包括其强度比所述螺母皮带轮的强度高的材料。
12.根据权利要求1所述的电动力转向设备，其中，所述防变形构件被固定到所述螺母皮带轮的一端。
13.根据权利要求12所述的电动力转向设备，其中，所述螺母皮带轮的所述第二联接部被形成在所述螺母皮带轮的另一端。
14.根据权利要求7所述的电动力转向设备，其中，所述一个或更多个不平坦部呈对角地布置在所述防变形构件的所述支承部的外表面上。
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