電機驅動動力轉向系統的降噪裝置的製作方法

2023-09-21 08:33:45 2

專利名稱：電機驅動動力轉向系統的降噪裝置的製作方法
電機驅動動力轉向系統的降噪，
相關申請的交叉引用
本申請要求申請號為10-2008-0049178和10-2008-0103232、申請日分別為 2008年5月27日和2008年10月21日的韓國專利申請的優先權，並出於所有 目的將其全文引入作為參考。
駄領域
本發明涉及一種電機驅動動力轉向系統，特別是電機驅動動力轉向系統 (motor driven power steering system)的降噪裝置(noise reduction device),其能 夠通過將用於可轉動地支撐蝸輪軸(worm gear shaft)的軸承的內圈支撐在彈性 體上，有效地斷氐控制方向盤的轉向時在軸承中產生的操作噪聲。
背景獄
輔助駕駛員控制方向盤的力的動力轉向系統作為車輛的轉向系統己經被人
們廣泛所知，並且fflil產生油壓輔助駕駛員控制方向盤的力的液壓動力轉向系 統已經經常用於動力轉向系統。然而近來，已經使用通過電機的轉動力輔助駕 駛員控帝仿向盤的力的環境友好的電機驅動動力轉向系統作為動力轉向系統。
電機驅動動力轉向系統通過在車輛低速行駛時通過增加轉向助力使得方向 盤的控制力更輕，而在降低轉向助力時使得方向盤的控制力更重，從而實現駕 駛穩定性，並且通過在緊急瞎況下離針夬速轉向為駕駛員提供最優的轉向助力。
電機驅動轉向系統根據電機的安裝位置分為各種類型。圖1示出了電機安 裝在轉向柱(steerigncolumn)上的柱型電機驅動動力轉向系統。
艮口，蝸f&^輪(worn wheel gear) 2—體地安裝在與方向盤可旋轉連接的轉 向柱1的周邊以便可以旋轉。與蝸l^輪2嚙合的蝸輪3形成在渦輪軸3a上。 渦輪軸3a在其兩端由軸承4a和4b支撐。渦輪軸3a ffl31聯軸器(coupling) 6 與電機5連接，以傳遞來自電機5的轉動力。
蝸輪齒輪2和蝸輪3組成降低驅動電機5的織的減速裝置，以將已經降低的,傳邀合轉向柱1。
當支持力增加時，由於磨損的產生在蝸輪3和蝸輪齒輪2的齒之間形成間 隙。蝸輪3的一側支撐在例如板簧3b的彈性體上，以通過防止間隙的產牛使得 蝸輪3和蝸輪齒輪2的齒總是相互嚙合，並且一個軸承4a由傾斜軸承4a (tilt bearing)構成，以允許渦輪軸3a向蝸輪2傾斜。
圖2是示出電機5禾鵬輪軸3a的連接狀態的截面圖。艮卩，動力傳輸元件7 ffl31齒槽(spline)與電機5的驅動軸5a—體安裝以可以轉動，動力傳輸元件7 M聯軸器6與渦輪軸3a連接，以允許電機5的轉動力M電機5的驅動軸5a、 動力傳輸元件7和聯軸器6傳輸給渦輪軸3a，襯套(bush) 8插入渦輪軸3a並 彈性地支撐渦輪軸3a，驅動電機5的驅動軸5a的彈簧9安裝在襯套8的外周。
圖3是職由器6的主視圖。聯軸器6包括聯軸器主體6a和8個臂6b，該聯 軸器主體6a在其中心具有裝配孔以插入電機5的驅動軸5a， 8個臂6b在徑向 上延伸並突出，同時在周向上以規則的間隔布置在聯軸器主體6a的外周，其中 8個聯軸器 L6c形鵬臂6b之間，從動力傳輸元件7突出的凸部(protection) 和從渦輪軸3a突出的凸部交替地插入在8個聯軸器孔6c中，使得動力傳輸元 件7經由聯軸器6與渦輪軸3a連接。
聯軸器6通常由彈性體例如橡膠製成。因此，聯軸器6吸收並降低電機5 的轉矩的突變，並M^將電機5的轉動力傳輸給渦輪軸3a時的振動。
圖4是示出聯軸器6和傾斜軸承4a之間的布置關係的放大截面圖。艮P，傾 斜軸承4a包括牢固地安裝在殼體上的外圈4aa、壓裝在渦輪軸3a的外周中的內 圈4ab和插入在外圈4aa和內圈4ab之間的多個滾珠4ac，其中接收滾珠4ac的 接收槽4ad形成在外圈4aa和內圈4ab的表面上並且彼此相對，接收槽4ad的直 徑大於,4ac的直徑，使得在滾珠4ac位於接收槽4ad中的狀態下，滾珠4ac 可以在上下左右方向上移動。
因此，M傾斜軸承4a安裝並支撐的渦輪軸3a可以M傾斜軸承4a的接 收槽在軸向上移動，並且可以向蝸輪齒輪2傾斜。
聯軸器6可以僅僅發揮傳輸電機5和蝸輪3之間的電機5轉動力的功能， 但聯軸器6不能發揮任何在軸向上支撐蝸輪3的功能。
然而，在經由如上戶腿的傾斜軸承4a支撐渦輪軸3a的結構中，在停車和 在起伏的路面上駕駛車輛時，在使渦輪軸3a左右轉向之後釋放渦輪軸3a時，渦輪軸3a左右移動。在這種情況中，支撐渦輪軸3a的傾斜軸承4a的滾珠4ac 也會由於渦輪軸3a的左右運動而在介於內圈4ab和外圈4aa之間左右移動，從 而產生操作噪聲。
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
本發明的各個方面涉及提供一種電機驅動動力轉向系統的降噪裝置，其能 夠通過彈性地支撐傾斜軸承的左右運動，該傾,斜軸承可旋轉地支撐渦輪軸，來 降低控制方向盤時在傾斜軸承中產生的操作噪聲，從而改善車輛的駕駛舒適性 和轉向操作感。
在本發明的一個方面，電機驅動動力轉向系統的降噪裝置可以包括渦輪
軸，該渦輪軸的一端與傾斜軸承連接，該傾斜軸承與殼體(housing)連接，並 可轉動地支撐渦輪軸；驅動軸，其與電機連接；動力傳輸元件，其與電機的驅 動軸整體裝配；聯軸器，其與電機的驅動軸的一端連接，並將電機的驅動軸與 渦輪軸整體連接，以便能夠在其間轉動，其中聯軸器包括聯軸器主體；和彈性 緩衝元件(cushion member),該彈性緩衝元件形成在聯軸器的一個或兩個側面 上以緩衝振動禾口減噪聲。
聯軸器可以包括多個臂，其在聯軸器主體的周向上以預定間隔，從聯軸器 主體的外周在徑向上突出。
降噪裝置可以進一步包括彈性致動元件，其置於電機和聯軸器之間，並且 朝向渦輪軸彈性i敏動聯軸器。齊性致動元件可以安驗電機的驅動軸上。
齊性致動元件可以包括制動器，其緊固在固定元件上，並可滑動地接收 電機的驅動軸；彈簧座，其形成在聯軸器上和彈性元件，其置於制動器和彈 簧座之間，以將彈簧座朝向渦輪軸偏壓。彈性元件可以是螺旋彈簧。
彈性緩衝元件可以置於渦輪軸和聯軸器之間。彈性緩衝元件可以彈性地支 撐傾斜軸承的內圈或者渦輪軸的前端。彈性緩衝元件可以包括形成在聯軸器的 臂上的多個彈性凸部，多個臂設置成在聯軸器主體的周向上以預定間隔從聯軸 器主體的夕卜周在徑向上突出。彈性緩衝元件可以是安裝在聯軸器主體上、並且
7朝向渦輪軸彎曲的板簧(plate spring)。彈性緩衝元件可以是多個片簧(leaf spring),其安裝在聯軸器主體上，在聯軸器主體的周向上以預定間隔布置，並 且朝向渦輪軸彎曲。
面向動力傳輸元件的彈性緩衝元件可以彈性地支撐動力傳輸元件。彈性緩 衝元件可以包括形成在聯軸器的臂上的多個彈性凸部，多個臂設置成在聯軸器 主體的周向上以預定間隔從聯軸器主體的外周在徑向上突出。彈性緩衝元件可 以是安裝在聯軸器主體上、並且朝向動力傳輸元件彎曲的板簧。彈性緩衝元件 可以是多個片簧，其安裝在聯軸器主體上，在聯軸器主體的周向上以預定間隔 布置，並且朝向動力傳輸元件彎曲。
在聯軸器的兩^ht厠上形成的彈性緩衝元件可以布置成基於聯軸器而左右對稱。
本發明的方法和裝置具有其他特徵和優點，這些特徵和優點如併入本文中 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示出了己知電機驅動動力轉向系統的剖面透視圖。
圖2是圖1的主要部件的放大截面圖。
圖3是聯軸器的主視圖。
圖4是圖2的主要部件的放大截面圖。
圖5是示出本發明的第一示例性實施方式的具有降噪裝置的電機驅動動力 轉向系統的主要部件的主視圖。
圖6是圖5的主要部件的截面圖。
圖7是示出本發明的第一示例性實施方式的聯軸器的平面圖。 圖8是示出本發明的第二示例性實施方式的具有降噪裝置的電機驅動動力 轉向系統的主要部件的主視圖。
圖9是圖8的主要部件的截面圖。
圖10是示出本發明的第三示例性實施方式的具有降噪裝置的電機驅動動力 轉向系統的主要部件的主視圖。
圖11是圖10的主要部件的截面圖。圖12是示出本發明的第四示例性實施方式的具有降噪裝置的電機驅動動力 轉向系統的主要部件的透視圖。
圖13是圖12的主要部件的截面圖。
圖14是示出本發明的第五示例性實施方式的具有降噪裝置的電機驅動動力 轉向系統的主要部件的主視圖。
圖15是圖14的主要部件的截面圖。
具體鄉方式
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。
圖5是示出本發明的第一示例性實施方式的具有降噪裝置的電機驅動動力 轉向系統的主要部件的主視圖。即，置於電機驅動軸11和渦輪軸12之間的聯 軸器13將電機驅動軸11的轉動力傳輸給渦輪軸12，渦輪軸12的與驅動軸11 相對的一端由傾斜軸承14可轉動地支撐，並且多個彈性凸部13a在聯軸器13 的表面上朝向渦輪軸12整體地突出，JJt表面與聯軸器13的渦輪軸12相對。
制動器15可以與固定元件連接，彈簧座13b形成在與制動器15相對的聯 軸器13的側面上，並且螺旋彈簧16作為彈性體插入制動器15和彈簧座13b之 間，從而在將聯軸器13朝向渦輪軸12彈性推壓的同時彈性地支撐聯軸器13。 在本發明的示例性實施方式中，固定元件可以是殼體，並且制動器15可滑動地 接收驅動軸11 ，使得彈簧座13b可以相對於制動器15而移動。
圖6是圖5的主要部件的截面圖。傾斜軸承14包括固定在殼體17上的外 圈14a、 M^配在渦輪軸12中而被支撐的內圈14b、置於外圈14a禾吶圈14b 之間的多個、M^ 14c，和形成在彼此相對的外圈14a和內圈14b的內表面上的接 收槽14d，接收槽14d的直徑大於滾珠14c的直徑，以接收滾珠14c。
如圖7所示，聯軸器13包括聯軸器主體13c和多個臂13d，聯軸器主體13c 在其中心具有裝配孔以裝配到電機的驅動軸11中，多個臂13d在徑向上突出，
同時以預定間隔在周向上布置在聯軸器主體13c的外周，其中彈性凸部13a在
9^臂13d上整體突出。每個彈性凸部13a與內圈14b緊密接觸，以彈性地支 撐內圈14b。
3關軸器13可以由具有適當彈性的橡膠材料製成。
與電機驅動軸11 S^連接以便可以轉動的動力傳輸元件lla和渦輪軸12 與聯軸器13連接。因此，M聯軸器13將電機的轉動力傳輸給渦輪軸12的過 程與己知的電機驅動動力轉向系統相同。
因此，當傾斜軸承14的內圈14b在軸向方向移動時，同時渦輪軸12根據 方向盤的操作在軸向方向被推動，螺旋彈簧16 ilil聯軸器13彈性地支撐傾斜 軸承14，並且聯軸器13的彈性凸部13a也彈性地支撐傾斜軸承14。因此，傾 斜軸承14的軸向支撐強度增加，而且fflil適當地吸收在傾斜軸承14中產生的 衝擊，傾斜軸承14中產生的操作噪聲得以降低。
圖8是示出本發明的第二示例性實施方式的具有降噪裝置的電機驅動動力 轉向系統的主要部件的主年見圖。即，置於電機驅動軸11和渦輪軸12之間的聯 軸器13將電機驅動軸II的轉動力傳輸給渦輪軸12，與驅動軸11相對的渦輪軸 12的一端Mii傾斜軸承14被可轉動地支撐，並且多個平緩地彎向渦輪軸12的 板簧25辦地、且牢固i鵬接在聯軸器13的表面上，該表面朝向渦輪軸12與 聯軸器13的渦輪軸12相對。
圖9是圖8的主要部j牛的截面圖。傾斜軸承14包括固定在殼體17上的外 圈14a、通31^配在渦輪軸12中而被支撐的內圈14b、置於外圈14a和內圈14b 之間的多個滾珠14c，和形j^S彼此相對的外圈14a和內圈14b的內表面上的接 收槽14d，接收槽14d的直徑大於滾珠14c的直徑，以接收滾珠14c。
板簧25的外周與傾斜軸承14的內圈14b直接緊密接觸，或者彈性地支撐 內圈14b而渦輪軸12置於其間。
因此，當傾斜軸承14也在軸向方向移動時，同時渦輪軸12根據方向盤的 操作在軸向方向被推動，板簧25彈性地支撐傾斜軸承14。因此，傾斜軸承14 的軸向支撐5，增加，而M31板簧25吸收在傾斜軸承14中產生的衝擊，操 作噪聲得以降低。
在本發明的其它示例性實施方式中，圖5禾n 6所示的示例性實施方式可以 應用於當前的示例性實施方式中。例如，可以裝配有制動器15，其牢固地安裝 在驅動軸11的外周上，彈簧座13b可以形成在與制動器15相對的聯軸器13的側面上，並且螺旋彈簧16可以作為彈性體插入制動器15和彈簧座13b之間， 從而在用板簧25將聯軸器13朝向渦輪軸12彈性推壓的同時，彈性地支撐聯軸 器13。
圖10和圖11分別是示出本發明的第三示例性實施方式的具有降噪裝置的 電機驅動動力轉向系統的主要部件的主視圖和截面圖。在本發明的第三示例性 實施例中，聯軸器主體13c與電機相對的一個側面和聯軸器主體13c與渦輪軸 12相對的另Hi面中的每一側面上均連蹄板簧25，使得減振和吸收衝擊的效 果要優於第二示例性實施方式，從而改善降低噪聲的效果。
艮P，板簧25置於連接驅動軸11和聯軸器13的動力傳輸元件lla和聯軸器 13與電機相對的一，面之間。
在本發明的其它示例性實施方式中，圖5和6所示的示例性實施方式可以 應用於當前的示例性實施方式中。例如，可以裝配有制動器15，其牢固地安裝 在驅動軸11的外周上，彈簧座13b可以形成在與制動器15相對的聯軸器13的 側面上，並且螺旋彈簧16可以作為彈性術垂入制動器15和彈簧座13b之間， 從而在用板簧25將聯軸器13朝向渦輪軸12彈性推壓的同時，彈性地支撐聯軸 器13。
圖12和圖13分別是示出本發明的第四示例性實施方式的具有降噪裝置的 電機驅動動力轉向系統的主要部件的透視圖和截面圖。本發明的第四示例性實 施方式與其它示例性實施方式的不同在於，〗吏用多個片簧35來代替板簧25，在
彈性支撐傾斜軸承14方面第四示例性實施方式和其它示例性實施方式相同。
每個片簧35均在一端與聯軸器主體13c牢固地連接，同時旨片簧35另 一端與傾斜軸承14的內圈14b直接緊密接觸，或者M:彎向渦輪車由12而與渦 輪軸12的前端緊密接觸，並且每個片簧35在周向上以預定角度布置成複數個。 在本發明的其它示例性實施方式中，圖5和6所示的示例性實施方式可以 應用於當前的示例性實施方式中。例如，可以裝配有制動器15，其牢固地安裝 在驅動軸11的外周上，彈簧座13b可以形成在與制動器15相對的聯軸器13的 側面上，並且螺旋彈簧16可以作為彈性j糊入制動器15和彈簧座13b之間， 從而在用與聯軸器主體13c牢固連接的片簧35將聯軸器13朝向渦輪軸12彈性 推壓的同時，彈性地支撐聯軸器13。
圖14和圖15分別是示出本發明的第五示例性實施方式的具有降噪裝置的
ii電機驅動動力轉向系統的主要部件的主視圖和截面圖。在第五示例性實施方式
中，片簧35連接在聯軸器主體13c與電極相對的一個側面上，並且皿接在聯 軸器主體13c與渦輪軸12相對的另一個側面上，使得減振和吸收衝擊的效果要 好於第四示例性實施方式中的片簧35，從而改善斷氏噪聲的效果。
艮口，在彼此相對的連接電機驅動軸11的動力傳輸元件lla的表面和聯軸器 13的表面之間也置有片簧35。
安驗聯軸器13的兩^iPI靦上的片簧35基於聯軸器13而左右娥敘腿接。
在本發明的其它示例性實施方式中，圖5禾卩6所示的示例性實施方式可以 應用於當前的示例性實施方式中。例如，可以裝配有制動器15，其牢固地安裝 在驅動軸11的外周上，彈簧座13b可以形成在與制動器15相對的聯軸器13的 側面上，並且螺旋彈簧16可以作為彈性體插入制動器15和彈簧座13b之間， 從而在用安裝在聯軸器主體13c的兩，面上的片簧35將聯軸器13朝向渦輪 軸12彈性推壓的同時，彈性地支撐ra器13。
通過根據本發明各個方面的的電機驅動動力轉向系統的降噪裝置，通過從 聯軸器突出的多個彈性凸部以及支撐聯軸器的彈性體例如彈簧，來彈性地支撐 可轉動支撐渦輪軸的傾斜軸承的內圈，從而充分吸收渦輪軸的運動和對傾斜軸 承的衝擊，並且通過即使對於聯軸器和電機之間的連接部分也提供彈性體，來 實現減振功能，從而可以通過有效斷氐控制方向盤時傾斜軸承的操作噪聲來改 善方向盤的操作感和駕駛舒適性。
為便於所附權利要求的解釋和準確定義，術語"左"、"右"、"上"和"下" 用於參照附圖所示出的特徵的位置來描,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， 鑑於上述教導可以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
1.一種電機驅動動力轉向系統的降噪裝置，包括渦輪軸，其一端與傾斜軸承連接，所述傾斜軸承與殼體連接，並可轉動地支撐所述渦輪軸；驅動軸，其與電機連接；動力傳輸元件，其與所述電機的所述驅動軸整體裝配；聯軸器，其與所述電機的所述驅動軸的一端連接，並將所述電機的所述驅動軸與所述渦輪軸整體連接，以便能夠在其間轉動，其中所述聯軸器包括聯軸器主體；和彈性緩衝元件，其形成在所述聯軸器的一個或兩個側面上以緩衝振動和/或噪聲。
2. 根據權利要求1所述的降噪裝置，其中所述聯軸器包括多個臂，所述多 個臂在所述聯軸器主體的周向上以預定間隔，從所述聯軸器主體的外周在徑向 上突出。
3. 根據權禾頓求1戶腿的降噪裝置，其進一步包括彈性致動元件，所述彈 性致動元件置於所述電機和所述聯軸器之間，並且朝向所述渦輪軸彈性地致動 所述聯軸器。
4. 根據權利要求3所述的降噪裝置，其中所述彈性致動元件安裝在所述電 機的所述驅動軸上。
5. 根據權禾腰求3戶腿的降噪裝置，其中所述彈性致動元件包括制動器，其緊固在固定元件上，並可滑動地樹炒;f述電機的所述驅動軸；彈簧座，其形 戶皿聯軸器上；和彈性元件，其置於所述制動器和所述彈簧座之間，以將所述彈簧座朝向所 述渦輪軸偏壓。
6. 根據權利要求5戶腿的降噪裝置，其中所述彈性元件是螺旋彈簧。
7. 根據權利要求1 ,聽述的降噪裝置，其中所述彈性緩衝元件置於所述渦輪 軸和所述聯軸器之間。
8. 根據權利要求7所述的降噪裝置，其中所述彈性緩衝元件彈性地支撐所 述傾斜軸承的內圈或者所述渦輪軸的前端。
9. 根據權禾腰求8戶腿的降噪裝置，其中所述彈性緩衝元件包括形成在所 述聯軸器的臂上的多個彈性凸部，多個臂設置成在所述聯軸器主體的周向上以 預定間隔從所述聯軸器主體的夕卜周在徑向上突出。
10. 根據權利要求8所述的降噪裝置，其中所述彈性緩衝元件是安裝在所述 聯軸器主體上、並且朝向所述渦輪軸彎曲的板簧。
11. 根據權禾腰求8所述的降噪裝置，其中所述彈性緩衝元件是多個片簧， 其安裝在所述聯軸器主體上，在所述聯軸器主體的周向上以預定間隔布置，並 且朝向所述渦輪軸彎曲。
12. 根據權利要求1所述的降噪裝置，其中面向所述動力傳輸元件的所述彈 性緩衝元件齊性地支撐所述動力傳輸元件。
13. 根據豐又利要求12所述的降噪裝置，其中所述彈性緩衝元件包括形成在 所述聯軸器的臂上的多個彈性凸部，多個臂設置成在所述聯軸器主體的周向上 以預定間隔從戶，聯軸器主體的外周在徑向上突出。
14. 根據權利要求12所述的降噪裝置，其中所述彈性緩衝元件是安裝在所 述聯軸器主體上、並且朝向戶腿動力傳輸元件彎曲的板簧。
15. 根據權利要求12所述的降噪裝置，其中所述彈性緩衝元件是多個片簧，其安裝在戶，聯軸器主體上，在所述聯軸器主體的周向上以預定間隔布置，並 且朝向戶，動力傳輸元件彎曲。
16. 根據權利要求1所述的降噪裝置，其中在所述聯軸器的兩個頂靦上形成的所述彈性緩衝元件布置成基於戶;M聯軸器而左右對稱。
17. —種載客輔，其包括如權禾腰求1所述的降噪裝置。
全文摘要
一種電機驅動動力轉向系統的降噪裝置可以包括渦輪軸，其一端與傾斜軸承連接，該傾斜軸承與殼體連接，並可轉動地支撐渦輪軸；驅動軸，其與電機連接；動力傳輸元件，其與電機的驅動軸整體裝配；聯軸器，其與電機的驅動軸的一端連接，並將電機的驅動軸與渦輪軸整體連接，以可在其間轉動，其中聯軸器包括聯軸器主體；和彈性緩衝元件，其形成在聯軸器的一個或兩個側面上以緩衝振動和/或噪聲。
文檔編號B62D5/00GK101590871SQ200810190958
公開日2009年12月2日 申請日期2008年12月29日 優先權日2008年5月27日
發明者崔滄茂, 李炅馥 申請人:現代自動車株式會社