電動機驅動動力轉向機構的撓性聯軸器的製作方法

2023-10-18 07:14:59

專利名稱：電動機驅動動力轉向機構的撓性聯軸器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動機驅動動力轉向系統(motor-driven power steering system),其通過防止傾斜軸承的內圈沿蝸杆軸的軸向移動，使 得當轉動方向盤時能夠防止噪聲或喀噠喀噠(rattling)的噪聲。
背景技術：
通常，將動力轉向分成使用油的液壓的類型和使用電動機動力的 類型。 _ .
液壓動力轉向在方向盤被駕駛員轉動的方向上提供液壓，以幫助 操縱，該液壓是使用發動機的動力通過液壓泵壓縮流體而產生的，電 動機驅動動力轉向(在下文中稱作MDPS)使用電動機來提高轉向力。
根據MDPS，電動機根據行駛條件自動執行控制功能，因此，與 液壓動力轉向相比，能夠改善轉向性能和轉向反應。
此外，MDPS包括在其中裝配有轉向軸的蝸輪以及與蝸輪相連接 的蝸杆軸，並進一步包括對蝸輪與蝸杆軸的接合加以優化的傾斜軸承。
然而，根據相關技術中的MDPS，在車輛停止的同時當已經轉動 的方向盤被釋放時，產生諸如咔嗒(clatter)之類的悶聲(deadsound)。 此外，當車輛在粗糙的道路或崎嶇的道路上行駛時，由於從路面傳送 給轉向軸的反作用力很大，蝸輪與蝸杆軸之間的間隙產生喀噠喀噠的 噪聲。
當傾斜軸承的內圈沿蝸杆軸的軸向移動時，生成上述噪聲。 在此背景技術部分中公開的上述信息僅用於增強對本發明通用背 景技術的理解，而不應當被視作是認可或以任何形式暗示該信息形成本領域普通技術人員已經知曉的現有技術。

發明內容
本發明的各個方面旨在提供一種電動機驅動動力轉向系統的撓性 連軸器，其通過改進結構使得傾斜軸承的內圈不能沿蝸杆軸的軸向移 動，從而防止噪聲，以提高產品對於消費者的可靠性。
在本發明的一個方面，用於電動機驅動的動力轉向系統的撓性聯 軸器組件可以包括聯軸器部件，其在裝配在電動機端部上的同時裝 配在聯軸器殼中，並與聯軸器殼整體旋轉；和/或多個彈性突出部，其 從聯軸器部件的兩側整體突出，並且其端部支撐聯軸器殼、並支撐蝸 杆軸的凸緣(flange)。彈性突出部可以整體形成在從聯軸器部件徑向 突出的多個翼狀物的兩側。
彈性突出部可以由聚氨酯製成。
在本發明的另一方面，用於電動機驅動的動力轉向系統的聯軸器 組件可以包括聯軸器殼，其與電動機軸相連接；蝸杆軸，其包括在 該蝸杆軸的一個端部形成的凸緣；聯軸器部件，其布置在聯軸器殼與 凸緣之間，其中，該聯軸器部件裝配在聯軸器殼中，並與在聯軸器殼 中形成的電動機軸可旋轉地連接，使得該聯軸器部件與聯軸器殼整體 旋轉；和/或彈性突出部，其從聯軸器部件的側面整體突出。
蝸杆軸軸承可以形成在蝸杆軸的另一端部，以可旋轉地支撐該蝸 杆軸。
第一彈性部件可以連接到罩和蝸杆軸軸承上，使得蝸杆軸被朝向 聯軸器部件而彈性偏壓。
傾斜軸承(tiltbearing)可以布置在蝸杆軸的一個端部上，並且通 過凸緣和布置在蝸杆軸上的鎖定部件連接。鎖定部件可以連接到在蝸 杆軸的外周上形成的鎖定槽上。蝸杆軸軸承可以包括與蝸杆軸連接 的內圈；與內圈接合的外圈；和/或布置在內圈與外圈之間的滾珠，其 中內圈的曲率中心與外圈的曲率中心以預定的距離相互偏置。
聯軸器部件可以進一步包括由其徑向延伸的翼狀物，並且彈性突 出部形成在翼狀物的面向聯軸器殼和/或凸緣的側面上。
彈性突出部可以整體形成在從聯軸器徑向突出的多個翼狀物的側
6面上。彈性突出部可以形成在翼狀物的面向聯軸器殼和/或凸緣的側面 上。
彈性突出物可以由聚氨酯製成。
蝸杆軸可以包括在蝸杆軸的一個端部布置的套筒(bush)，該套筒
由第二彈性部件朝向凸緣支撐，並且該套筒的一個端部容納電動機軸 的穿過聯軸器部件的一個端部。第二彈性部件可以布置在蝸杆軸中。 電動機軸的一個端部可以是錐形的。
根據本發明的用於電動機驅動動力轉向系統的撓性連軸器包括主 體和多個彈性突出部。主體在裝配在電動機端部上的同時裝配在聯軸 器殼中，並與聯軸器殼整體旋轉。彈性突出部從主體的兩側整體突出， 並且其端部支撐聯軸器殼、並支撐蝸杆軸的凸緣。
本發明的方法和裝置具有其他特徵和優點，這些特徵和優點如並 入本文中的附圖以及以下的具體實施方式
中所詳細描述，或者由其將 是顯而易見的，附圖和具體實施方式
一起用於闡明本發明的某些原理。


圖1是說明示例性電動機驅動動力轉向系統的構造的視圖。
圖2是包括在電動機驅動動力轉向系統中的示例性傾斜軸承的橫 剖面圖。
圖3是表示由根據本發明示例性實施方式的撓性連軸器定位蝸杆 軸的橫剖面圖。
圖4是根據本發明示例性實施方式的撓性連軸器的透視圖。
具體實施例方式
下面將詳細地參照本發明的各個實施方式，其實施例圖示在附圖 中，並在下文加以說明。儘管本發明將結合示例性實施方式進行描述， 但應當理解，本說明書無意於將本發明局限於這些示例性實施方式。 相反，本發明不僅要涵蓋這些示例性實施方案，還要涵蓋各種替換方 式、變化方式、等同方式和其它實施方式，其均可以包括在所附權利 要求限定的本發明的精神和範圍之內。
如圖1所示，根據本發明的各種實施方式的電動機驅動動力轉向(MDPS)系統包括蝸輪11，其中裝配有轉向軸1;蝸杆軸12，其 與蝸輪11接合；傾斜軸承13和蝸杆軸軸承14，其裝配在蝸杆軸12的 兩端；電動機15，其通過傾斜軸承13與蝸杆軸12的端部連接，並且 通過電子控制單元ECU的控制驅動，以將動力傳送給蝸杆軸12;和板 簧18，其一端由螺栓17固定在圍繞蝸輪11的罩16的一部分上，另一 端彎曲成L形，並穿過罩16，使得該端部擠壓蝸杆軸軸承14。
在該構造中，板簧18使用其彈力將蝸杆軸軸承14壓向蝸輪11， 以消除蝸輪11與蝸杆軸12之間的上部或下部間隙。因此，蝸杆軸應 該能夠被板簧18的壓力從軸向中心線Cl向上/向下傾斜C2、 C3，並 且，使蝸杆軸12傾斜的部件是傾斜軸承13。
艮口，如圖2所示，傾斜軸承由內圈13a、外圈13b和多個滾珠軸承 13e組成，上述內圈13a裝配在蝸杆軸12的外周上，上述外圈13b固 定在罩16上，上述多個滾珠13e布置在內圈13a與外圈13b的軸承槽 13c、 13d之間，並允許內圈13a與外圈13b的相對旋轉。
在上述構造中，內圈13a與外圈13b的軸承槽13c、 13d形成為大 於滾珠13e的橢圓形，使得傾斜軸承13允許蝸杆軸12傾斜。
另一方面，參照圖3所示的放大的橫剖面圖，更加詳細地描述 MDPS中的蝸杆軸12、傾斜軸承13、和電動機15的連接結構。
電動機15包括電動機軸15a和電動機殼15b，並且，聯軸器殼21 通過鋸齒(serration)裝配在發動機軸15a上，並與電動機軸15a整體 旋轉。
電動機殼15b與MDPS的罩16結合。
殼槽21a形成在聯軸器殼21面向蝸杆軸12的一側，撓性連軸器 22布置在殼槽21a中。
撓性連軸器22在裝配在發動機軸15a端部的同時，裝配在聯軸器 殼21與蝸杆軸12之間，以將聯軸器殼21的旋轉力傳送給蝸杆軸12。
此外，如圖4所示，撓性連軸器22由如下部件組成主體22b， 其在中央具有電動機軸孔22a，以容納電動機軸15a;以及多個翼狀物 22c，其從主體22b徑向突出，其中，彈性突出部22d形成在每個翼狀 物22c的兩個側面上。在本發明的各個實施方式中，彈性突出部可以 由聚氨酯製成。例如，如圖4所示，設置八個翼狀物22c，並且在翼狀物22c之間 相應形成有八個槽。此外，在蝸杆軸12上形成四個殼突出部，該四個 殼突出部，穿過翼狀物22c與未插有殼突出部的其他四個槽中插入的 四個軸突出部之間的一個槽，插入槽中。
因此，聯軸器殼21通過撓性連軸器22與蝸杆軸12連接，使得旋 轉力能夠從電動機軸15a通過聯軸器殼21和撓性連軸器22傳送給蝸 杆軸12。
在撓性連軸器22裝配在電動機軸15a上之後，蝸杆軸12裝配在 穿過撓性連軸器22的電動機軸15a的端部。
軸槽12a穿過蝸杆軸12在縱向上形成，並且電動機軸15a插入軸 槽12a中，徑向延伸的凸緣12b形成在通過其插入有電動機軸15a的 端部。
因此，當蝸杆軸12裝配在電動機軸15a上時，燒性連軸器22的 彈性突出部22d支撐聯軸器殼21的殼槽21a，並支撐蝸杆軸12的凸緣 12b。
由多個切片組成的套筒23，在蝸杆軸12的軸槽12a中裝配在電動 機軸15a上，並接收由在蝸杆軸12的徑向上布置的彈簧部件24產生 的朝向電動機軸15a的彈力。電動機軸15a的一個端部包括錐形端部 15b，使得套筒23和電動機軸15a能夠更加緊密地相互連接。
套筒23由蝸杆軸12的凸緣12b逆著彈簧部件24的彈力而支撐。 因此，當蝸杆軸12的凸緣23b逆著彈簧部件24的彈力而支撐套筒23 時，蝸杆軸12向撓性連軸器22移動，使得蝸杆軸12與蝸輪11的接 合中在軸向上的間隙得以減小。
傾斜軸承13的內圈13a圍繞蝸杆軸12的外周而裝配，並且內圈 13a的側面由蝸杆軸12的凸緣12b以及鎖定部件12c所支撐。
因此，根據本發明的各個實施方式，在蝸杆軸12的軸向上，撓性 連軸器22的彈性突出部22d擠壓蝸杆軸12的凸緣12b，凸緣12b擠壓 傾斜軸承13的內圈13a。此外，內環13a由定位在凸緣12b相對於傾 斜軸承13的相反方向上的鎖定部件12c所支撐，並且鎖定部件12c接 合在蝸杆軸12上形成的鎖定槽12d中，使得內環13a由於凸緣12b和 鎖定部件12c而不能沿蝸杆軸12的軸向移動。
9結果，由於傾斜軸承13的內環13a不能沿蝸杆軸12的軸向移動， 因此當已經轉動的方向盤被釋放時，能夠防止諸如咔嗒之類的悶聲。
詳細地，當已經轉動的方向盤被釋放時，使蝸杆軸12沿軸向移動 的力通過蝸杆軸11的旋轉而施加於蝸杆軸12，其中，因為撓性連軸器 22的彈性突出部22d在軸向上支撐蝸杆軸12，所以蝸杆軸12不能沿 軸向移動，因此，裝配在蝸杆軸12上的傾斜軸承13的內圈13a不能 沿蝸杆軸12的軸向移動。結果，當已經轉動的方向盤被釋放時，能夠 防止諸如咔嗒之類的悶聲。
此外，根據本發明的各個實施方式，能夠防止喀噠喀噠的噪聲。
艮P，當車輛在粗糙的道路或崎嶇的道路上行駛時，大的反作用力 從路面傳輸給轉向軸，使蝸輪11被旋轉，並且使蝸杆軸12沿軸向移 動的力被施加於蝸杆軸12。
在該條件下，由於撓性連軸器22的彈性突出部22d在軸向上支撐 蝸杆軸，傾斜軸承13的內圈13a也不能夠沿蝸杆軸12的軸向移動。 因此，能夠有效地防止喀噠喀噠的噪聲。 -——簡言之，通過使用撓性連軸器形成的彈性突出部防止蝸杆軸以及 傾斜軸承的內圈沿軸向移動，能夠防止當已經轉動的方向盤被釋放時 或大的反作用力從路面傳送給轉向軸時所生成的大的噪聲。
如果不是像本發明示例性實施方式中那樣將撓性連軸器22設置有 彈性突出部22d，則可以在軸向上支撐蝸杆軸12，使得當已經轉動的 方向盤被釋放時或大的反作用力從路面傳輸給轉向軸時，在軸向12上 移動的傾斜軸承13的內圈13a產生很大的噪聲。
因此，能夠通過防止MDPS中的噪聲來改進內部的安靜，並且能 夠提高產品對於消費者的可靠性。
為便於所附權利要求的解釋和準確定義，術語"上"或"下"、"前" 或"後"、"內"或"外"等用於參照附圖所示出的特徵的位置來描述 示例性實施方式的這些特徵。
出於解釋和描述的目的，已經進行了對本發明具體示例性實施方 式的前述描述。它們不是要對本發明進行窮盡或將其限制於所公開的 精確形式，顯然，鑑於上述教導進行多種更改和變化。選擇和描述示 例性實施方式，以便解釋本發明的某些原理及其實際應用，從而使本
10領域技術人員能夠實施和利用本發明的各種示例性實施方式，以及其 各種替代方式和變化方式。本發明的範圍旨在由所附權利要求及其等 同方式加以限定。
權利要求
1.一種用於電動機驅動的動力轉向系統的撓性聯軸器組件，其包括聯軸器部件，其在裝配在電動機端部上的同時裝配在聯軸器殼中，並且與所述聯軸器殼整體旋轉；以及多個彈性突出部，其從所述聯軸器部件的兩側整體突出，並且其端部支撐所述聯軸器殼、並支撐蝸杆軸的凸緣。
2. 如權利要求1中所述的撓性聯軸器組件，其中所述彈性突出部 整體形成在從所述聯軸器部件徑向突出的多個翼狀物的兩側。
3. 如權利要求1中所述的撓性聯軸器組件，其中所述彈性突出部 由聚氨酯製成。
4. 一種用於電動機驅動的動力轉向系統的聯軸器組件，其包括 聯軸器殼，其與電動機軸相連接；蝸杆軸，其包括在所述蝸杆軸的一個端部形成的凸緣； 聯軸器部件，其布置在所述聯軸器殼與所述凸緣之間，其中，所 述聯軸器部件裝配在所述聯軸器殼中，並且與在所述聯軸器殼中形成 的所述電動機軸可旋轉地連接，使得所述聯軸器部件與所述聯軸器殼 整體旋轉；以及彈性突出部，其從所述聯軸器部件的側面整體突出。
5. 如權利要求4中所述的聯軸器組件，其中蝸杆軸軸承形成在所 述蝸杆軸的另一端部，以可旋轉地支撐所述蝸杆軸。
6. 如權利要求4中所述的聯軸器組件，其中第一彈性部件連接到 罩和所述蝸杆軸軸承上，使得所述蝸杆軸被朝向所述聯軸器部件而彈 性偏壓。
7. 如權利要求4中所述的聯軸器組件，其中傾斜軸承布置在所述蝸杆軸的所述一個端部上，並且通過所述凸緣和布置在所述蝸杆軸上 的鎖定部件連接。
8. 如權利要求7中所述的聯軸器組件，其中所述鎖定部件連接到 在所述蝸杆軸的外周上形成的鎖定槽上。
9. 如權利要求7中所述的聯軸器組件，其中所述蝸杆軸軸承包括: 與所述蝸杆軸連接的內圈；與所述內圈接合的外圈；以及布置在所述內圈與所述外圈之間的滾珠，其中，所述內圈的曲率 中心與所述外圈的曲率中心以預定的距離相互偏置。
10. 如權利要求4中所述的聯軸器組件，其中所述聯軸器部件進 一步包括由其徑向延伸的翼狀物，並且所述彈性突出部形成在所述翼 狀物的面向所述聯軸器殼和/或所述凸緣的側面上。
11. 如權利要求4中所述的聯軸器組件，其中所述彈性突出部整 體形成在從所述聯軸器徑向突出的多個翼狀物的側面上。
12. 如權利要求ll中所述的聯軸器組件，其中所述彈性突出部形 成在所述翼狀物的面向所述聯軸器殼和/或所述凸緣的側面上。
13. 如權利要求4中所述的聯軸器組件，其中所述彈性突出物由 聚氮酯製成。
14. 如權利要求4中所述的聯軸器組件，其中所述蝸杆軸包括在 所述蝸杆軸的所述一個端部布置的套筒，所述套筒由第二彈性部件朝 向所述凸緣支撐，並且所述套筒的一個端部容納所述電動機軸的穿過 所述聯軸器部件的一個端部。
15. 如權利要求14中所述的聯軸器組件，其中所述第二彈性部件 布置在所述蝸杆軸中。
16. 如權利要求14中所述的聯軸器組件，其中所述電動機軸的所 述一個端部是錐形的。
17. —種動力轉向機構，其包括如權利要求1所述的聯軸器組件。
18. —種動力轉向機構，其包括如權利要求4所述的聯軸器組件。
19. 一種客運車輛，其包括如權利要求1所述的聯軸器組件。
20. —種客運車輛，其包括如權利要求4所述的聯軸器組件。
全文摘要
一種用於電動機驅動的動力轉向系統的撓性聯軸器組件可以包括聯軸器殼，其與電動機軸相連接；蝸杆軸，其包括在該蝸杆軸的一個端部形成的凸緣；聯軸器部件，其布置在聯軸器殼與凸緣之間，其中聯軸器部件裝配在聯軸器殼中，並與在聯軸器殼中形成的電動機軸可旋轉地連接，使得聯軸器部件與聯軸器殼整體旋轉；和彈性突出部，其從聯軸器部件的側面整體突出。
文檔編號F16D3/56GK101586631SQ200810179000
公開日2009年11月25日 申請日期2008年12月3日 優先權日2008年5月20日
發明者樸相敦 申請人:現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社