CN203612044U - 一种汽车齿条助力式电动转向助力*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种汽车齿条助力式电动转向助力***，包括壳体以及固定于该壳体中部的电机定子，所述电机定子内设有电机转子，所述电机转子两端分别连接一螺杆，其中一所述螺杆通过滚珠丝杠结构与固定于所述壳体内的循环球螺母相配合，另一所述螺杆通过滚珠丝杠结构与设于所述壳体内的齿条相配合，所述齿条外表面与输入轴齿轮啮合，两个所述螺杆外端分别通过球头销与转向拉杆相连，所述输入轴齿轮驱动所述齿条沿着所述壳体径向移动。本实用新型***结构紧凑、坚固、高效、体积小，且输出能力高，在机舱内方便布置，可广泛应用于中大型车辆内。

Description

一种汽车齿条助力式电动转向助力***

技术领域

本实用新型涉及汽车转向***技术领域，特别是指一种汽车齿条助力式电动转向助力***。 

背景技术

目前，电动助力转向***已经较为广泛地应用到了中小型汽车上，齿条助力式（P-EPS）电动助力***相对于管柱助力式（C-EPS）及小齿轮助力式（R-EPS）可以获得更大的齿条驱动力，以应用至较大型的车辆。应用较多的齿条助力式电动助力***的电机置于转向器外部，通过齿型带或齿轮传动将动力传到转向器上，再由转向器中的滚珠丝杠结构将转动转换成齿条的往复运动。另外，也有将电机集成到转向器上的结构，该种结构中的电机转子采用中空结构，齿条穿过中空轴，转子上带有循环球螺母，齿条上设有螺杆，通过螺母和螺杆配合的滚珠丝杠机构将中空转子的转动转化成齿条的往复运动。 

然而，采用外置电机的结构，电机及减速机构体积大，需要占用较大的发动机舱空间，不方便布置。采用中空转子的电机结构复杂，成本高；由于齿条需要穿过中空轴，半径不宜太大，齿条最大输出力受到限制；该种结构电机只能采用贴片式永磁直流电机，且由于转子采用中空结构，电机效率受到极大的影响；当助力电机由于某种原因（断电或者电机出现故障）停止工作时，转向时电机产生的磁阻转矩会造成转向沉重。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种汽车齿条助力式电动转向助力***，解决了现有技术中的转向助力***结构复杂、占用空间大、成本高使用不便等问题。 

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种汽车齿条助力式电动 转向助力***，包括壳体以及固定于该壳体中部的电机定子，所述电机定子内设有电机转子，所述电机转子两端分别连接一螺杆，其中一所述螺杆通过滚珠丝杠结构与固定于所述壳体内的循环球螺母相配合，另一所述螺杆通过滚珠丝杠结构与设于所述壳体内的齿条相配合，所述齿条外表面与输入轴齿轮啮合，两个所述螺杆外端分别通过球头销与转向拉杆相连，所述输入轴齿轮驱动所述齿条沿着所述壳体径向移动。 

其中，所述转向拉杆和螺杆的铰接处设有外护套。 

其中，所述电机转子和螺杆一体成型。 

其中，用以驱动所述电机转子转动的电机采用开关磁组电机。 

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下： 

上述方案中，将助力电机集成到转向器内部，结构更为简单可靠，易于布置；齿条在两端设有滚珠丝杠螺母，受力也比较均衡；由于取消了中空转子，转向器内部结构更为简化，相同的外壳，齿条直径可以更大，因而同等转矩的电机可以做的更细长，方便在整车上的布置；由于采用实心的转子，转子内部磁路分布较好，电机的效率可以得到大幅的提升；电机形式选择更加灵活，可以采用贴片式或内置式永磁电机，也可以采用转子结构更为坚固的开关磁阻电机；优选采用开关磁阻电机，该***将不需要额外的离合器，***更加安全可靠，由于开关磁阻电机转子没有永磁体，当电机由于某种原因（断电或者电机出现故障）停止工作时，转子转动不会引起磁阻转矩造成转向沉重。 

附图说明

图1是本实用新型实施例的汽车齿条助力式电动转向助力***的轴侧图； 

图2是本实用新型实施例的汽车齿条助力式电动转向助力***的剖面图； 

图3是本实用新型实施例的汽车齿条助力式电动转向助力***的滚珠丝杠结构图。 

［主要元件符号说明］ 

1：壳体； 

2：齿条； 

3：螺杆； 

4：电机定子； 

5：电机转子； 

6：循环球螺母； 

7：转向拉杆； 

8：球头销； 

9：输入轴齿轮； 

10：钢球； 

11：外护套。 

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。 

本实用新型针对现有技术中的转向助力***结构复杂、占用空间大、成本高使用不便等问题，提供一种汽车齿条助力式电动转向助力***。 

如图1至图3所示的，本实用新型提供的汽车齿条助力式电动转向助力***，包括壳体1以及固定于该壳体1中部的电机定子4，所述电机定子4内设有电机转子5，所述电机转子5两端分别连接一螺杆3，所述电机转子5和螺杆3一体成型制成一齿条轴，其中一所述螺杆3通过滚珠丝杠结构与固定于所述壳体1内的循环球螺母6相配合，另一所述螺杆3通过滚珠丝杠结构与设于所述壳体1内的齿条2相配合，所述齿条2外表面与输入轴齿轮9啮合，两个所述螺杆3外端分别通过球头销8与转向拉杆7相连，所述输入轴齿轮9驱动所述齿条2沿着所述壳体1径向移动。所述转向拉杆7和螺杆3的铰接处设有外护套11。 

如图1所示的，用以驱动所述电机转子5转动的电机采用开关磁组电机。当然，电机形式的选择可以更加灵活，还可以采用贴片式或内置式永磁电机。采用开关磁阻电机，该***将不需要额外的离合器，***更加安全可靠，由于开关磁阻电机转子没有永磁体，当电机由于某种原因（断电或者电机出现故障）停止工作时，转子转动不会引起磁阻转矩造成转向沉重。 

该***工作过程如下： 

当驾驶员转动转向盘时，输入轴齿轮9带动齿条2沿着壳体1轴向移动，齿条2与齿条轴上的螺杆3通过滚珠丝杠结构连接，齿条2的移动转变成齿条轴3的转动，循环球螺母6与螺杆3也通过滚珠丝杠结构连接，而由于循环球螺母6固定于转向器壳体1内，齿条轴3的转动转化成轴向移动从而带动转向拉杆7移动改变车轮转角。与此同时，传感器产生的信号传到电机控制器上，控制器控制助力电机定子4通电，通过电机转子5驱动齿条轴转动，齿条轴的转动同样通过与循环球螺母6的滚珠丝杠结构转化为往复的运动，从而产生转向助力磁阻转矩。 

如图3所示的，当齿条轴转动时，螺杆3随着转动，通过钢球10将力传到循环球螺母6，由于循环球螺母6固定于转向器的壳体1上，反作用力使得齿条轴沿轴向移动。同时，在螺杆3、循环球螺母6以及钢球10间的摩擦力偶作用下，所有钢球便在螺旋导管状通道中滚动，形成循环的球流。 

本实用新型具有如下优点： 

1、将助力电机集成到转向器内部，结构更为简单可靠，易于布置；齿条在两端设有滚珠丝杠螺母，受力也比较均衡。 

2、由于取消了中空转子，转向器内部结构更为简化，相同的外壳，齿条直径可以更大，因而同等转矩的电机可以做的更细长，方便在整车上的布置。 

3、由于采用实心的转子，转子内部磁路分布较好，电机的效率可以得到大幅的提升。 

4、电机形式选择更加灵活，可以采用贴片式或内置式永磁电机，也可以采用转子结构更为坚固的开关磁阻电机。 

5、优选采用开关磁阻电机，该***将不需要额外的离合器，***更加安全可靠，由于开关磁阻电机转子没有永磁体，当电机由于某种原因（断电或者电机出现故障）停止工作时，转子转动不会引起磁阻转矩造成转向沉重。 

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (4)

1.一种汽车齿条助力式电动转向助力***，其特征在于，包括壳体以及固定于该壳体中部的电机定子，所述电机定子内设有电机转子，所述电机转子两端分别连接一螺杆，其中一所述螺杆通过滚珠丝杠结构与固定于所述壳体内的循环球螺母相配合，另一所述螺杆通过滚珠丝杠结构与设于所述壳体内的齿条相配合，所述齿条外表面与输入轴齿轮啮合，两个所述螺杆外端分别通过球头销与转向拉杆相连，所述输入轴齿轮驱动所述齿条沿着所述壳体径向移动。

2.根据权利要求1所述的汽车齿条助力式电动转向助力***，其特征在于，所述转向拉杆和螺杆的铰接处设有外护套。

3.根据权利要求1所述的汽车齿条助力式电动转向助力***，其特征在于，所述电机转子和螺杆一体成型。

4.根据权利要求1所述的汽车齿条助力式电动转向助力***，其特征在于，用以驱动所述电机转子转动的电机采用开关磁组电机。

Images