CN109305218B - 电动助力转向系统的齿条定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动助力转向系统的齿条定位装置，包括用于在齿条的一端对齿条进行定位的第一定位机构、用于在齿条的另一端对齿条进行定位的第二定位机构和用于在齿条两端之间的位置处对齿条进行定位的第三定位机构，第三定位机构位于第一定位机构和第二定位机构之间。本发明电动助力转向系统的齿条定位装置，通过第一定位机构、第二定位机构和第三定位机构的配合，可以大大减少齿条工作过程中径向位置和角度的变化，提高齿条定位效果，保证齿条和助力齿轮之间啮合良好，达到助力效果平稳的效果；减少方向盘的卡顿，提高驾驶人员的舒适度，减少噪音和摩擦，延长电动助力转向系统的使用寿命。

Description

电动助力转向系统的齿条定位装置

技术领域

本发明属于车辆转向系统技术领域，具体地说，本发明涉及一种电动助力转向系统的齿条定位装置。

背景技术

电动助力转向系统的齿条定位方式是齿条一端与衬套内孔间隙配合，齿条另一端由支撑座提供径向弹性限位，此种定位结构中，衬套定位端径向可调节范围小,齿条支撑座定位端径向可调节范围大，齿条两端的定位方式不同，径向受力不均，导致齿条在轴向运动的同时会有较大的径向位移，导致衬套内圈容易磨损，降低使用寿命，增大噪音。

目前使用的齿条支撑座，其材料是粉末冶金，齿条支撑座工作端面顶住齿条,另一端的圆柱形凹槽中安装压紧弹簧，以一个帽型螺钉定位,帽型螺钉装配完成后,需调节螺钉的装配位置来调节压紧弹簧的形变量，进而调节齿条的位置，过程繁琐且难以保证产品的一致性。

整个系统在较大外力冲击或震动下，齿条在径向方向会发生较大的位置变化，同时角度会发生较大的变化,进而影响齿条与助力小齿轮和输出轴齿轮的啮合，影响驾驶员手感和助力系统的助力效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种电动助力转向系统的齿条定位装置，目的是提高齿条定位效果。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：电动助力转向系统的齿条定位装置，包括用于在齿条的一端对齿条进行定位的第一定位机构、用于在齿条的另一端对齿条进行定位的第二定位机构和用于在齿条两端之间的位置处对齿条进行定位的第三定位机构，第三定位机构位于第一定位机构和第二定位机构之间。

所述齿条为可移动的设置于转向机壳体中，所述第一定位机构为设置于转向机壳体中的第一衬套，第一衬套套设于齿条上。

所述第一衬套与所述转向机壳体为过盈配合，第一衬套位于转向机壳体的端部。

所述齿条为可移动的设置于转向机壳体中，所述第二定位机构为设置于转向机壳体中的第二衬套，第二衬套套设于齿条上。

所述第二衬套与所述转向机壳体为过盈配合，第二衬套位于转向机壳体的端部。

所述第三定位机构包括齿条支撑座、压紧盖板以及设置于齿条支撑座和压紧盖板之间且用于对齿条支撑座施加弹性作用力的压紧弹簧。

所述齿条为可移动的设置于转向机壳体中，转向机壳体具有容纳所述齿条支撑座的容置腔，所述压紧盖板与转向机壳体连接。

所述压紧盖板通过螺栓安装在所述转向机壳体上，压紧盖板位于转向机壳体的外侧。

所述第三定位机构还包括套设于所述齿条支撑座上的密封圈。

所述密封圈在所述齿条支撑座上沿齿条支撑座的轴向布置一个或多个。

本发明电动助力转向系统的齿条定位装置，通过第一定位机构、第二定位机构和第三定位机构的配合，可以大大减少齿条工作过程中径向位置和角度的变化，提高齿条定位效果，保证齿条和助力齿轮之间啮合良好，达到助力效果平稳的效果；减少方向盘的卡顿，提高驾驶人员的舒适度，减少噪音和摩擦，延长电动助力转向系统的使用寿命。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明电动助力转向系统的齿条定位装置的结构示意图；

图2是第一衬套和第二衬套的结构示意图；

图3是第三定位机构的分解示意图；

图4是第三定位机构的剖视图；

图5是齿条支撑座的结构示意图；

图中标记为：1、电机；2、减速机构；3、第一衬套；4、第二衬套；5、第三定位机构；501、齿条支撑座；502、压紧弹簧；503、压紧盖板；504、螺栓；505、密封圈；506、容置槽；507、工作面；508、弹簧安装腔；6、输入轴；7、扭矩传感器；8、转向机壳体；9、防尘罩；10、齿条。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1至图5所示，本发明提供了一种电动助力转向系统的齿条定位装置，包括用于在齿条的一端对齿条进行定位的第一定位机构、用于在齿条的另一端对齿条进行定位的第二定位机构和用于在齿条两端之间的位置处对齿条进行定位的第三定位机构5，第三定位机构5位于第一定位机构和第二定位机构之间。

具体地说，如图1和图3所示，电动助力转向系统包括电机1、减速机构2、齿条和转向机壳体8，齿条为可移动的设置于转向机壳体8中，转向机壳体8为两端开口且内部中空的结构，减速机构2与电机1和齿条连接，减速机构2用于将电机1产生的旋转力传递至齿条，减速机构2的动力输出部件为与齿条相啮合的助力齿轮，助力齿轮驱动齿条在转向机壳体8中沿轴向做往复直线运动，助力齿轮插入转向机壳体8的内部，电机1位于转向机壳体8的外部。第一定位机构设置在转向机壳体8的长度方向上的一端，第二定位机构设置于转向机壳体8的长度方向上的另一端，第三定位机构5设置于转向机壳体8上且第三定位机构5的位置位于转向机壳体8的两端之间，通过第一定位机构、第二定位机构和第三定位机构5的配合，可以大大减少齿条工作过程中径向位置和角度的变化，提高齿条定位效果，保证齿条和助力齿轮之间啮合良好，达到助力效果平稳的效果；减少方向盘的卡顿，提高驾驶人员的舒适度，减少噪音和摩擦，延长电动助力转向系统的使用寿命。

如图1至图3所示，第一定位机构为设置于转向机壳体8中的第一衬套3，第一衬套3套设于齿条上。作为优选的，第一衬套3与转向机壳体8为过盈配合，第一衬套3位于转向机壳体8的端部。第一衬套3为圆环形结构，齿条的端部穿过第一衬套3且齿条的该端伸出至转向机壳体8的外部。第一衬套3是以压装的方式安装在转向机壳体8的内腔体中，第一衬套3的外壁和转向机壳体8的内腔通过过盈配合的方式实现衬套的固定，齿条的外圆面与第一衬套3的内圆面之间具有间隙且该间隙较小，齿条与第一衬套3之间通过间隙配合实现定位，保证齿条径向仅能在非常小的角度可变范围内活动。

如图1至图3所示，第二定位机构为设置于转向机壳体8中的第二衬套4，第二衬套4套设于齿条上。作为优选的，第二衬套4与转向机壳体8为过盈配合，第二衬套4位于转向机壳体8的端部，第一衬套3和第二衬套4位于转向机壳体8的相对两端。第一衬套3和第二衬套4的结构相同，第二衬套4为圆环形结构，齿条的端部穿过第二衬套4且齿条的该端伸出至转向机壳体8的外部。第二衬套4是以压装的方式安装在转向机壳体8的内腔体中，第二衬套4的外壁和转向机壳体8的内腔通过过盈配合的方式实现衬套的固定，齿条的外圆面与第二衬套4的内圆面之间具有间隙且该间隙较小，齿条与第二衬套4之间通过间隙配合实现定位，保证齿条径向仅能在非常小的角度可变范围内活动。

如图1所示，在转向机壳体8的轴向上，第一定位机构、第三定位机构5和第二定位机构为依次布置，第三定位机构5位于第一定位机构和第二定位机构之间且第三定位机构5与第一定位机构之间的距离小于第三定位机构5与第二定位机构之间的距离，本发明的齿条定位装置是通过齿条两端分别与两个衬套的内孔间隙配合实现，并通过两个衬套之间的第三定位机构5进行辅助的径向位移补偿，第三定位机构5用于对齿条提供沿径向的弹性支撑作用，给予齿条相应的角度变化补偿，进一步减小齿条在径向位置和角度的变化，减小衬套内壁的磨损，降低噪音，延长使用寿命。如图3至图5所示，第三定位机构5包括齿条支撑座501、压紧盖板503以及设置于齿条支撑座501和压紧盖板503之间且用于对齿条支撑座501施加弹性作用力的压紧弹簧502。转向机壳体8具有容纳齿条支撑座501的容置腔，该容置腔为圆形腔体且容置腔为在转向机壳体8的侧壁上沿转向机壳体8的径向贯穿设置，容置腔位于转向机壳体8的两端之间。压紧盖板503、压紧弹簧502、齿条支撑座501和齿条为沿容置腔的轴向依次不知，齿条支撑座501为圆柱体，齿条支撑座501的外直径与容置腔的直径大小相同，齿条支撑座501为可移动的设置于转向机壳体8的容置腔中，压紧盖板503与转向机壳体8连接且压紧盖板503与转向机壳体8保持相对固定。

如图3至图5所示，弹性元件为圆柱螺旋弹簧且为压缩弹簧，弹性元件与齿条支撑座501为同轴设置，弹性元件夹在压紧盖板503和齿条支撑座501之间，弹性元件的两端分别抵触压紧盖板503和齿条支撑座501，弹性元件对齿条支撑座501施加沿轴向的压力，确保齿轮齿条的啮合间隙符合要求，提高了可靠性。弹性元件的外直径小于齿条支撑座501的外直径，齿条支撑座501具有让弹性元件嵌入的弹簧安装腔508，该弹簧安装腔508为圆形腔体且弹簧安装腔508为从齿条支撑座501的面朝压紧盖板503的端面中心处开始沿齿条支撑座501的轴向朝向齿条支撑座501的内部凹入形成的腔体，该弹簧安装腔508的直径略大于弹性元件的外直径，弹簧安装腔508对弹性元件起到定位作用，避免弹性元件发生弯曲，提高了可靠性和稳定性。

如图3和图4所示，压紧盖板503通过螺栓504安装在转向机壳体8上，压紧盖板503位于转向机壳体8的外侧，压紧盖板503具有让螺栓504穿过的通孔，转向机壳体8具有让螺栓504嵌入的内螺纹孔。作为优选的，压紧盖板503是通过两个螺栓504安装在转向机壳体8上，螺栓504的轴线与齿条支撑座501的轴线相平行，两个螺栓504是以齿条支撑座501的轴线为中心线沿周向均匀分布，两个螺栓504之间的夹角为180度。压紧端盖与转向机壳体8之间通过两个螺栓504固定，保证压紧弹簧502具有相同的弹性形变，不必再进行压紧弹簧502弹性形变的调试，简化工艺路线，更好地保证产品一致性。

如图3至图5所示，第三定位机构5还包括套设于齿条支撑座501上的密封圈505，密封圈505夹在齿条支撑座501和容置腔的内壁面之间。密封圈505至少设置一个，当密封圈505设置多个时，多个密封圈505在齿条支撑座501上沿齿条支撑座501的轴向依次布置。齿条支撑座501的外圆面上设有容纳密封圈505的容置槽506，容置槽506为在齿条支撑座501的外圆面上沿整个周向延伸的环形凹槽，密封圈505为O型圈。密封圈505的设置，可避免转向机壳体8内的油液泄漏。

如图3至图5所示，在本实施例中，密封圈505设置两个，容置槽506也设置两个，各个容置槽506中分别安装一个密封圈505。

如图3至图5所示，齿条支撑座501具有工作面507，该工作面507为圆弧面，工作面507位于齿条支撑座501的一端，弹簧安装腔508位于齿条支撑座501的另一端，工作面507与齿条同轴，在齿条支撑座501上，工作面507所在的一端形成让齿条嵌入的圆弧形凹槽。工作面507上涂覆有聚四氟乙烯，工作面507上形成涂层，该涂层与齿条的外圆面接触，以提高耐磨性，延长使用寿命。作为优选的，齿条支撑座501所用的材料是铝合金，具有强度大、重量轻的优点。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.电动助力转向系统的齿条定位装置，其特征在于：包括用于在齿条的一端对齿条进行定位的第一定位机构、用于在齿条的另一端对齿条进行定位的第二定位机构和用于在齿条两端之间的位置处对齿条进行定位的第三定位机构，第三定位机构位于第一定位机构和第二定位机构之间；

在转向机壳体的轴向上，第一定位机构、第三定位机构和第二定位机构为依次布置，第三定位机构位于第一定位机构和第二定位机构之间且第三定位机构与第一定位机构之间的距离小于第三定位机构与第二定位机构之间的距离，第三定位机构用于对齿条提供沿径向的弹性支撑作用；

第一定位机构为设置于转向机壳体中的第一衬套，第一衬套套设于齿条上；第一衬套与转向机壳体为过盈配合，第一衬套位于转向机壳体的端部；第一衬套为圆环形结构，齿条的端部穿过第一衬套且齿条的该端伸出至转向机壳体的外部；

第一衬套是以压装的方式安装在转向机壳体的内腔体中，第一衬套的外壁和转向机壳体的内腔通过过盈配合的方式实现衬套的固定，齿条与第一衬套之间通过间隙配合实现定位；

第二定位机构为设置于转向机壳体中的第二衬套，第二衬套套设于齿条上；第二衬套与转向机壳体为过盈配合，第二衬套位于转向机壳体的端部，第一衬套和第二衬套位于转向机壳体的相对两端；第二衬套为圆环形结构，齿条的端部穿过第二衬套且齿条的该端伸出至转向机壳体的外部；

第二衬套是以压装的方式安装在转向机壳体的内腔体中，第二衬套的外壁和转向机壳体的内腔通过过盈配合的方式实现衬套的固定，齿条与第二衬套之间通过间隙配合实现定位；

第三定位机构包括齿条支撑座、压紧盖板以及设置于齿条支撑座和压紧盖板之间且用于对齿条支撑座施加弹性作用力的压紧弹簧；转向机壳体具有容纳齿条支撑座的容置腔，该容置腔为圆形腔体且容置腔为在转向机壳体的侧壁上沿转向机壳体的径向贯穿设置，容置腔位于转向机壳体的两端之间；压紧盖板、压紧弹簧、齿条支撑座和齿条为沿容置腔的轴向依次布置，齿条支撑座为圆柱体，齿条支撑座的外直径与容置腔的直径大小相同，齿条支撑座为可移动的设置于转向机壳体的容置腔中，压紧盖板与转向机壳体连接且压紧盖板与转向机壳体保持相对固定。

2.根据权利要求1所述的电动助力转向系统的齿条定位装置，其特征在于：所述压紧盖板通过螺栓安装在所述转向机壳体上，压紧盖板位于转向机壳体的外侧。

3.根据权利要求1所述的电动助力转向系统的齿条定位装置，其特征在于：所述第三定位机构还包括套设于所述齿条支撑座上的密封圈。

4.根据权利要求3所述的电动助力转向系统的齿条定位装置，其特征在于：所述密封圈在所述齿条支撑座上沿齿条支撑座的轴向布置一个或多个。