CN211568080U - 一种汽车电动助力转向轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车转向系统领域，公开了一种汽车电动助力转向轴，该转向轴包括：输入输出轴组合，减速机构，传感装置，上壳体，下壳体，上套筒，下套筒，端盖，上支架组合，缓冲支架，其特征是：上套筒中安装有上轴承，下壳体中安装有下轴承，输入输出轴组合通过上轴承和下轴承支撑，由输入轴上部，输入轴连接轴，输入轴下部，输出轴组成，输入轴下部上安装有传感装置；减速机构为蜗轮蜗杆副，蜗轮安装在输出轴上，蜗杆安装在下壳体空腔内；上壳体一端与端盖连接，一端与下壳体连接；上支架组合一端连接上套筒，一端与下壳体连接；缓冲支架穿过下套筒，通过螺钉结构连接端盖上止口。

Description

一种汽车电动助力转向轴

技术领域

本实用新型涉及一种汽车电动助力转向轴，具体使用在汽车转向系统中。

背景技术

汽车电动助力转向轴，属于电动转向操纵机构的一部分，一般通过支架与整车连接，安装在汽车转向盘和转向传动轴之间，将驾驶员的输入扭矩传递到转向传动轴，再将扭矩传递到汽车转向器，带动横拉杆做轴向运动，实现汽车转向。

现有的汽车电动助力转向轴，大部分采用安装支架上装配保险块结构，保险块通过尼龙注塑方式固定在安装支架上。碰撞过程中，通过剪断定位保险块，来提供一部分溃缩力。此种结构在碰撞中后期，由于转矩的产生，使转向轴绕整车安装点产生一个翻转力，在翻转力的作用下，转向轴套管之前的摩擦力增大，溃缩力不容易控制。

因此，在现有的汽车电动助力转向轴基础上，通过增加防翻转机构来抵挡翻转力，改善溃缩力的控制。

发明内容

本实用新型属于汽车转向系统领域，属于转向操纵机构的一部分，属于安全件。汽车普及率已越来越高，同时汽车的安全性要求也越来越高，尤其是乘用车。汽车电动助力转向装置在国内的发展已近20年，由于其提升驾驶员舒适性和轻便性，以及效率高，省油，容易与其他高级功能融合的优点，汽车电动助力转向装置的普及越来越高，是乘用车转向装置的发展方向。

当汽车遭遇碰撞时，根据GB11557要求，按照规定的试验程序，人体模块以24.1km/h～25.3km/h的相对速度装机转向操纵装置时，转向操纵装置作用在人体模块上的水平力不得超过11123N。

该要求反应到转向轴上，是转向轴的溃缩吸能性能。

电动助力转向轴是利用电控单元，控制电机驱动减速机构，通过电机辅助助力，提升驾驶员的驾驶舒适性，轻便性，减速机构为蜗轮蜗杆副，电控单元采集传感器信号，传感器有扭矩传感器和有角度扭矩一体式传感器，传感器安装在转向轴的轴类零件上，通过采集输入轴的扭矩或角度信号。

转向轴能量吸收装置由机械结构组成，常用的有输入输出轴结构，安装支板保险结构，上下套筒结构。当汽车遭遇碰撞时，转向盘与驾驶员直接接触，方向盘连接的转向轴受到撞击力，整体沿轴向向下运动，首先是安装支板保险结构受力后被剪切，剪切力是能量吸收的一个力。

输入输出轴也可进行吸能设计，在两轴配合之间填充物，保证输入轴与输出轴的同轴，可形成销状实体，也可通过装配关系保证，通过对销状实体的剪切，控制溃缩力；或通过控制摩擦力来控制溃缩力。

上下套筒也可进行吸能设计，通过设置套筒的拉拔筋，控制套筒产生相对滑移运动时的摩擦力，来控制套筒溃缩力。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种汽车电动助力转向轴，该转向轴包括输入输出轴组合，减速机构，传感装置，上壳体，下壳体，上套筒，下套筒，端盖，上支架组合，缓冲支架。上套筒中安装有上轴承，下壳体中安装有下轴承，输入输出轴组合通过上轴承和下轴承支撑，由输入轴上部，输入轴连接轴，输入轴下部，输出轴组成，输入轴下部上安装有传感装置；减速机构为蜗轮蜗杆副，蜗轮安装在输出轴上，蜗杆安装在下壳体空腔内；上壳体一端与端盖连接，一端与下壳体连接；上支架组合一端连接上套筒，一端与下壳体连接；缓冲支架穿过下套筒，通过螺钉结构连接端盖上止口。

转向轴采用的传感装置装配方式为，传感装置安装在输入输出轴组合中的输入轴下部上，输入轴下部与传感装置之间安装有隔套，隔套另一端通过螺母锁紧，传感装置的出线口与角向定位口安装在上壳体腔内。

转向轴上支架组合采用钢制结构，采用钣金加工方式。一端与上套筒组合中的U型支架连接，另一端与下壳体的芯轴孔连接，芯轴孔与整车安装点连接。上支架组合上段设置平行的滑槽，滑槽的长度为上套筒溃缩滑移的距离，滑槽的一侧安装有滑行板，滑行板通过螺钉栓接结构与滑槽连接，上支架组合中的上支架板设有通孔，通过螺栓结构与整车连接。

本实用新型的有益效果是：当产品平台确定后，仅需根据整车装配点及装配方式，对下壳体安装点进行调整设计，就可以轻松满足装配要求，可以降低壳体的开发费用及时间。传感器通过衬套结构与输入轴连接，退装方便，可对故障件传感器进行拆解重新利用。

当整车遭遇碰撞时，转向轴的输入轴上部和输入轴下部，受到碰撞力产生溃缩滑移，进一步的，达到一定溃缩量后，转向轴的上套筒与下套筒发生相对位移，同时，上支架板中的滑行板连同上套筒组合一起往下滑移，直至与缓冲支架接触，发生挤压，当整个碰撞结束时，三个溃缩机构全部发生作用，转向操纵装置作用在人体模块上的水平力不得超过11123N。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型技术方案结构图。

图2是本实用新型结构俯视图。

图3是本实用新型结构左视图。

图4是本实用新型结构右视图。

图5是本实用新型结构立体图。

图6是本实用新型中缓冲支板的立体图。

图7是本实用新型中上支架组合的结构图。

图中：1.输入输出轴组合，2.上套筒，3.上支架组合，4.端盖，5.传感装置，6.上壳体，7.蜗轮，8. 下壳体，8a.芯轴，9.上轴承，10.U型支架，11.下套筒，12.缓冲支架，13.辅助轴承，14.蜗杆组合，15. 下轴承，1a.输入轴上部，1b.输入轴连接轴，1c.输入轴下部，1d.螺母，1e.衬套，1f.输出轴，1g.扭杆， 3a.上支架，3b.滑槽，3c.安装孔，3d.螺钉，3e.滑行板。

具体实施方式

本实用新型的结构及连接关系完全反映在图1至图5中。上套筒2中安装有上轴承9，下壳体8中安装有下轴承15，输入输出轴组合1通过上轴承9和下轴承15支撑，由输入轴上部1a，输入轴连接轴1b，输入轴下部1c，输出轴1f组成，输入轴下部1c上安装有传感装置5，传感装置5与输入轴下部1c之间安装有衬套1e，衬套1e由螺母1d锁紧，输入轴下部1c与输出轴1f的中心孔腔内安装扭杆1g。减速机构为蜗轮蜗杆副，输出轴1f上安装有蜗轮7，与蜗轮7配合的蜗杆组合14安装在是上壳体6腔内，上壳体6一端与端盖4连接，另一端与下壳体8连接，下壳体8上的侧向安装孔内装配芯轴8a，芯轴8a两端与上支架组合3连接，上支架组合3的另一端与U型支架10连接。

缓冲支架12带有沿周向均匀分布的缓冲撑板，缓冲支架12由钢材制成，通过螺钉结构与端盖4上止口连接，缓冲支架12穿过下套筒11，与上套筒2靠近的一面与上套筒2端面平行，并大于上套筒2端面截面。

上支架3a上设置两条平行的滑槽3b，滑行板3e紧贴上支架3a，通过成对的螺钉3d栓接结构，穿过滑槽3b，与上支架3a连接。上支架3a上设置与整车安装孔相等的孔位，保证与整车的装配关系。

本实施例主要阐述上支架组合3的结构和输入输出轴组合1的结构，上支架组合3采用钢制结构，为钣金件，整体采用对称结构，中间悬空，一端与上套筒组合的U型支架10连接，一端与下壳体8连接。

具体的，上支架组合3上开有2条平行滑槽3b，滑槽3b的长度大于转向轴要求的整体溃缩距离，滑槽3b一侧安装有滑行板3e，滑行板3e上带有成对的通孔，通过螺钉3d栓接结构与U型支架10连接，U 型支架10通过螺栓结构抱紧上套筒2。

具体的，上支架组合3的另一端通过钣金折弯，两侧紧贴下壳体8与整车的安装点，芯轴8a中穿过螺栓与整车安装。上壳体6安装点安防位置可根据与整车的装配点，角度及距离可进行个性化设计，仅需进行下壳体8的改型设计可满足安装尺寸。

输入输出轴组合1通过上轴承9和下轴承15支撑，上轴承9安装在上套筒2中，外圈与上套筒2内壁过盈配合，输入轴上部1a与输入轴连接轴1b通过花键结构连接，输入轴连接轴1b与输入轴下部1c通过焊接方式连接，输入轴下部1c与输出轴1f可发生相对转动，扭杆1g一端与输入轴下部1c内孔过盈配合，一端与输出轴1f内孔间隙配合，输出轴1f与扭杆1g配合区域由销连接。下轴承15安装在下壳体8 中，下壳体8为法兰结构，与上壳体6连接，下轴承15一侧通过螺母锁紧定位。

转向轴的减速机构为蜗轮蜗杆副，蜗轮7安装在输出轴上，蜗杆组合13安装在上壳体6腔内，蜗杆可双向转动。

传感装置5安装在输入轴下部1c上，传感装置5与输入轴下部之间装配衬套1e，具体的，传感装置焊接在衬套上，衬套1e通过螺母1d锁紧，传感装置5的出线口及角向定位口安装在上壳体6腔内，传感装置5与蜗轮7之间安装辅助轴承13。

传感装置5采用新安装方式，通过使用辅助轴承13，上壳体6和下壳体8分离装配，可减少一个壳体的使用，装配结构紧凑，拆装简易，转向轴机械结构发生故障时，可通过松开螺母1d，退出传感装置5和衬套1e，保全传感装置5。

采用上支架组合3作为溃缩结构的一部分，结合输入输出轴组合1，上下套筒组合上的溃缩结构，缓冲支架12安装在端盖4一侧，下套筒11与缓冲支架12之间的距离小于滑行板3e在滑槽3b内滑行的距离，缓冲支架12为钢制件，支撑脚12c沿周向均匀分布，缓冲支架支撑脚12c的开槽12b呈楔形，上小下大，靠近下套筒11端为开口大头，缓冲支架12上端面截面大于下套筒11横截面。

Claims (7)

1.一种汽车电动助力转向轴，该转向轴包括：输入输出轴组合，减速机构，传感装置，上壳体，下壳体，上套筒，下套筒，端盖，上支架组合，缓冲支架，其特征是：上套筒中安装有上轴承，下壳体中安装有下轴承，输入输出轴组合通过上轴承和下轴承支撑，由输入轴上部，输入轴连接轴，输入轴下部，输出轴组成，输入轴下部上安装有传感装置；减速机构为蜗轮蜗杆副，蜗轮安装在输出轴上，蜗杆安装在下壳体空腔内；上壳体一端与端盖连接，一端与下壳体连接；上支架组合一端连接上套筒，一端与下壳体连接；缓冲支架穿过下套筒，通过螺钉结构连接端盖上止口。

2.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向轴，其特征是：上轴承与下轴承之间安装有辅助轴承。

3.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向轴，其特征是：输入轴下部与传感装置之间安装有衬套，衬套另一端通过螺母锁紧，传感装置的出线口及角向定位口安装在上壳体空腔内。

4.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向轴，其特征是：上支架组合采用钢制结构，采用钣金加工方式。

5.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向轴，其特征是：缓冲支架由钢材制成，缓冲支架支撑脚沿周向均匀分布，缓冲支架支撑脚的开槽呈楔形，靠近下套筒端为开口大头。

6.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向轴，其特征是：上支架组合通过下壳体芯轴孔，与整车安装点连接。

7.根据权利要求1所述的汽车电动助力转向轴，其特征是：上支架组合设有平行的滑槽，滑槽一侧安装有滑行板，滑行板通过螺钉栓接结构与滑槽连接。

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