电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及车辆的操纵机构，具体地，涉及用于车辆的电动助力转向装置。

背景技术

车辆的转向装置控制车轮的转动。在车辆的转向操作期间，一般是通过转动方向盘，并且利用电动机驱动车轮进行转向，即，电动助力转向。这种电动助力转向装置通常包括电动机、输出构件和传动机构，传动机构将电动机的旋转运动传递到输出构件，从而输出构件能够在一定角度范围内进行旋转。该输出构件可以致动转向拉杆，以使得车轮转向。

发明内容

在电动助力转向装置中，输出构件布置在传动机构的一侧，在使用时将向传动机构施加弯矩。传动机构的零件在该弯矩的作用下将加速磨损，由此，使用寿命较短。此外，考虑到弯矩，传动机构无法承受较大的轴向力，因此，这种电动助力转向装置不适于用在重载车辆中。

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种使用寿命长且适用于重载车辆的转向装置。

本发明提供一种电动助力转向装置，其用于车辆的转向操作，包括壳体以及设置在所述壳体内的传动机构和输出构件，所述传动机构用于将旋转运动传递到所述输出构件，

其中，

所述电动助力转向装置还包括设置在所述壳体和所述传动机构之间的径向支撑件，所述径向支撑件用于提供指向所述输出构件所在一侧的径向支撑力，以抵抗所述输出构件施加在所述传动机构上的弯矩。

根据本发明的实施例，所述传动机构包括线性致动器，所述线性致动器被构造为包括螺母的滚珠丝杠组件或行星滚柱丝杠组件，所述径向支撑件设置在所述壳体和所述螺母之间。

根据本发明的实施例，所述径向支撑件在圆周方向上完全包围所述螺母，且设置在与所述输出构件不产生干涉的位置。

根据本发明的实施例，所述电动助力转向装置包括至少两个相对于所述输出构件轴向对称设置的所述径向支撑件，所述径向支撑件构造为滑动轴承、直线轴承或衬套。

根据本发明的实施例，所述径向支撑件在圆周方向上未完全包围所述螺母，且至少部分与所述输出构件在周向上相对。

根据本发明的实施例，所述径向支撑件在轴向上与所述输出构件对应，或所述电动助力转向装置包括至少两个相对于所述输出构件轴向对称设置的所述径向支撑件。

根据本发明的实施例，所述螺母及所述壳体上设置有用于接收所述径向支撑件的接收部。

根据本发明的实施例，所述接收部被构造为所述螺母在轴向方向上延伸的接收平面。

根据本发明的实施例，所述径向支撑件被构造为平面直线滚针轴承，并且，所述平面直线滚针轴承的滚针被设置为在所述接收平面上滚动。

根据本发明的实施例，所述径向支撑件被构造为导轨-球组件，并且，所述导轨-球组件的滑块和导轨分别被接收固定在所述螺母和所述壳体上的所述接收部。

根据本发明的实施例，所述径向支撑件被设置为施加到所述螺母的外周面和/或所述壳体的内周面的耐磨涂层。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。在附图中，相同的符号标示相同的元件，其中：

图1示意性地示出根据本发明第一实施例的电动助力转向装置。

图2示意性地示出根据本发明第二实施例的电动助力转向装置。

具体实施方式

以下将结合附图描述根据本发明的电动助力转向装置的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明描述的各个实施例既可以单独使用，也可以任意组合，本发明的保护范围由权利要求书限定。

此外，空间相关术语(诸如“上”、“下”、“左”和“右”等)用于描述附图所示的元件与另一个元件的相对位置关系。因此，空间相关术语可以应用到使用时与附图所示的方向不同的方向中。显然，虽然为了易于说明，所有这些空间相关术语指的是附图所示的方向，但是本领域技术人员能够理解可以使用与附图中所示的方向不同的方向。

图1示意性地示出根据本发明第一实施例的电动助力转向装置。以下参照图1描述根据本发明第一实施例的电动助力转向装置。

如图1所示，本发明提供一种电动助力转向装置10，其用于车辆的转向操作，并且包括电动机(未示出)、输出构件100和传动机构200。以下进行详细描述电动助力转向装置10的上述部件。

电动机在控制单元的控制下旋转，并且经由电动机的输出轴输出旋转运动。在本发明的一个实施例中，电动机可以构造为多相电动机，该电动机被设置为具有多相冗余结构，以改善了电动机的驱动可靠性。例如，当电动机的一个或几个定子绕组出现故障时，只需降载运行而不必停机。与此同时，还可以通过其他冗余设计提升转向功能安全等级，如双电源、双电控等。

传动机构200用于将电动机输出的旋转运动传递到输出构件100。在图1所示的实施例中，传动机构200被设置为包括滚珠丝杠组件，该滚珠丝杠组件包括螺杆201、螺母202和钢球203。该螺杆201与电动机的输出轴传动连接以接收电动机的旋转运动，螺杆201的旋转使得钢球203相对于螺杆201在预定轨道上滚动，进而驱动螺母202相对于螺杆201在图1所示的左右方向上移动，换言之，驱动螺母202在滚珠丝杠组件的轴向上移动。由此，传动机构200的螺杆201和钢球203将电动机的旋转运动转换为螺母202的直线运动。此外，传动机构200还包括设置在螺母202处的齿条部2022以及设置在输出构件处100的扇形齿轮部101，并且，齿条部2022的齿和扇形齿轮部101的齿相互啮合。因此，当螺母202相对于螺杆201在图1所示的左右方向上移动时，通过齿条部2022和扇形齿轮部101的齿之间的啮合，输出构件100将旋转，使得输出构件100致动转向拉杆(未示出)，以使得车轮转向。由此，传动机构200的螺母202上的齿条部2022配合扇形齿轮部101将螺母202的直线运动转换为输出构件100的旋转运动。

而且，在本发明的电动助力转向装置10中，如图1所示，电动助力转向装置10还包括径向支撑件300和用于容纳传动机构200输出构件和100的壳体400，该径向支撑件300设置在壳体400和传动机构200之间，并且具体地，该径向支撑件300设置在壳体400和传动机构200的螺母202之间。在图1示出的本发明第一实施例的电动助力转向装置10中，该径向支撑件300在圆周方向上完全包围螺母202，能够理解，该径向支撑件300满足以下条件，即，其被设置在与输出构件100不产生干涉的位置处。例如，为了均匀地支撑传动构件200，该径向支撑件300的数量被设置为至少两个并且相对于输出构件100轴向对称设置，即，如图1所示的相对于输出构件100左右对称地设置，需要说明的是，尽管图1示出了径向支撑件300相对于输出构件100左右对称设置各一个，但是这仅仅是示例，本发明的电动助力转向装置不限于此，例如，还可以设置为：径向支撑件相对于输出构件轴向对称设置各两个或更多个。又例如，径向支撑件300可以被构造为滑动轴承、直线轴承或衬套，且如图1所示，径向支撑件300的轴向方向与螺母202的轴向方向共线。为了更好的接收径向支撑件300，螺母202上设置有用于接收径向支撑件300的接收部2021，该接收部2021具体地为一个平面，例如，通过对螺母202的外周面洗削加工以获得该平面。该接收平面被构造为沿着滚珠丝杠组件的轴向方向上，在螺母202轴向上的整个长度或部分长度上延伸。同样地，壳体400上也设置有用于接收径向支撑件300的接收部，壳体400上设置的该接收部2021也可以设置为一个平面。

能够理解，在传动机构200的齿条部2022通过与输出构件100的扇形齿轮部101的齿啮合以驱动输出构件100旋转时，传动机构200自身将受到输出构件100施加的弯矩。在本发明的电动助力转向装置10中，径向支撑件300能够为传动机构200、本实施例中具体地为滚珠丝杠组件，提供图1中向下方向的径向支撑力，换言之，该支撑力指向输出构件100所在一侧(具体地为下侧)，以抵抗输出构件100施加在滚珠丝杠组件200上的弯矩。

因此，在本发明的电动助力转向装置中，由于设置了用于抵抗输出构件施加在滚珠丝杠组件上的弯矩，因此，传动机构的零件耐磨，从而有利于较长的使用寿命。同时，传动机构能够承受较大的轴向力，因此，适于用在重载车辆中。

图2示出根据本发明第二实施例的电动助力转向装置。以下参照图2描述根据本发明第二实施例的电动助力转向装置。需要说明的是，本发明第二实施例的电动助力转向装置与以上描述的本发明第一实施例的电动助力转向装置基本相同，以下描述仅针对两者之间的不同之处，相同之处不再描述以避免冗余。

如图2所示，在本发明第二实施例的电动助力转向装置10′中，径向支撑件300在圆周方向上未完全包围螺母202，且至少部分与输出构件100周向上相对。需要说明的是，在本发明中，径向支撑件至少部分和输出构件在在周向上相对是指，径向支撑件的至少一部分与输出构件在周向上相距大约180度。作为示例，还可以设置为，径向支撑件在轴向上与输出构件对应，即，在图2所示的电动助力转向装置10′的布置方位上，径向支撑件和输出构件一上一下地对应布置(未示出)。作为另一示例，还可以设置为，至少两个径向支撑件相对于输出构件轴向对称设置，即，如图2所示的相对于输出构件100左右对称地设置，需要说明的是，尽管图2示出了径向支撑件300相对于输出构件100左右对称设置各一个，但是这仅仅是示例，本发明的电动助力转向轴承不限于此，而是可以根据需要设置径向支撑件的数量。

此外，在本发明的第二实施例中，径向支撑件300被构造为平面直线滚针轴承。该径向支撑件300的滚针被保持在壳体400和螺母202两者的平面上，使得滚针在图2所示的上下方向上分别与壳体400和螺母202接触，并且能够在壳体400和螺母202的表面上滚动。作为一个优选实施例，为了滚针在螺母202的表面上进行纯滚动以减小两者的摩擦，滚针被布置为其轴线与螺母202的轴线垂直，即，在图2所示的放置方位，滚针被布置为其轴线垂直于纸面。作为一个优选实施例，径向支撑件还设置有保持架，该保持架用于将多个滚针保持在各自的位置以避免多个滚针之间产生摩擦或运动干涉。为了更好的接收径向支撑件300，螺母202上设置有用于接收径向支撑件300的接收部2021，该接收部2021具体地为一个平面，例如，通过对螺母202的外周面洗削加工以获得该平面。该接收平面被构造为沿着滚珠丝杠组件的轴向方向上，在螺母202轴向上的整个长度或部分长度上延伸。同样地，壳体400上也设置有用于接收径向支撑件300的接收部，壳体400上设置的该接收部2021也可以设置为一个平面。

以及，需要说明的是，根据本发明的电动助力转向装置中的传动机构不限于以上参照图1和图2描述的具体示例。传动机构的线性致动器不限于滚珠丝杠组件，而是可以采用能够将电动机的旋转运动转换为直线运动的任何机构，例如，行星滚柱丝杠组件；以及，传动机构的运动转换构件不限于齿条-齿轮啮合的形式，而是可以选择能够将线性致动器的直线运动转换为旋转运动的任何组件。

对于以上描述的本发明的第一实施例和第二实施例，作为替换例，径向支撑件300还可以被构造为导轨-球组件(未示出)，该导轨-球组件包括导轨、滑块和容纳在两者之间的球，并且，导轨-球组件的滑块和导轨分别被接收固定在螺母和壳体的接收部。当导轨和滑块发生相对移动时，球将在导轨和滑块两者上滚动，以减少导轨和滑块在相对移动期间的摩擦力。该导轨用于引导导轨-球组件中的球滚动，并且优选地为直线导轨。滑块设置在螺母202上，例如，设置在螺母202的轴向中间处，并且，滑块与螺母202一起移动，因此，滑块与螺母202两者相对于导轨的移动方向一致。该径向支撑件300的球被保持在壳体400上的导轨和螺母202上的滑块之间，使得在螺母202相对于壳体400移动时，球在螺母202上的滑块和壳体400上的导轨两者上发生滚动。为了更好的接收导轨-球组件，螺母202上设置有用于接收径向支撑件300(更具体地，滑块)的接收部2021，该接收部2021具体地为一个平面，例如，通过对螺母202的外周面洗削加工以获得该平面。该接收平面被构造为沿着滚珠丝杠组件的轴向方向上，在螺母202轴向上的整个长度或部分长度上延伸。

对于以上描述的本发明的第一实施例和第二实施例，作为替换例，径向支撑件300可以被设置为耐磨涂层。具体地，径向支撑件300被设置为施加到螺母202的外周面上的螺母耐磨涂层和壳体的内周面上的壳体耐磨涂层，该螺母耐磨涂层可以设置在螺母202的整个外周面上，或者，仅设置在螺母的与壳体相对的部分外周面上，同样地，壳体耐磨涂层可以设置在壳体的整个内周面上，或者，仅设置在壳体的与螺母相对的部分内周面上。例如，通过对螺母202的外周面洗削加工以获得该平面。该接收平面被构造为沿着滚珠丝杠组件的轴向方向上，在螺母202轴向上的整个长度或部分长度上延伸，螺母耐磨涂层也可以设置在该接收平面上。

如前所述，尽管说明中已经参考附图对本发明的示例性实施例进行了说明，但是本发明不限于上述具体实施方式，本发明的保护范围应当由权利要求书及其等同含义来限定。