一種汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，包括殼體以及固定于該殼體中部的電機定子，所述電機定子內(nèi)設有電機轉(zhuǎn)子，所述電機轉(zhuǎn)子兩端分別連接一螺桿，其中一所述螺桿通過滾珠絲杠結(jié)構與固定于所述殼體內(nèi)的循環(huán)球螺母相配合，另一所述螺桿通過滾珠絲杠結(jié)構與設于所述殼體內(nèi)的齒條相配合，所述齒條外表面與輸入軸齒輪嚙合，兩個所述螺桿外端分別通過球頭銷與轉(zhuǎn)向拉桿相連，所述輸入軸齒輪驅(qū)動所述齒條沿著所述殼體徑向移動。本實用新型系統(tǒng)結(jié)構緊湊、堅固、高效、體積小，且輸出能力高，在機艙內(nèi)方便布置，可廣泛應用于中大型車輛內(nèi)。
【專利說明】一種汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)【技術領域】，特別是指一種汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)較為廣泛地應用到了中小型汽車上，齒條助力式(P-EPS)電動助力系統(tǒng)相對于管柱助力式(C-EPS)及小齒輪助力式(R-EPS)可以獲得更大的齒條驅(qū)動力，以應用至較大型的車輛。應用較多的齒條助力式電動助力系統(tǒng)的電機置于轉(zhuǎn)向器外部，通過齒型帶或齒輪傳動將動力傳到轉(zhuǎn)向器上，再由轉(zhuǎn)向器中的滾珠絲杠結(jié)構將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成齒條的往復運動。另外，也有將電機集成到轉(zhuǎn)向器上的結(jié)構，該種結(jié)構中的電機轉(zhuǎn)子采用中空結(jié)構，齒條穿過中空軸，轉(zhuǎn)子上帶有循環(huán)球螺母，齒條上設有螺桿，通過螺母和螺桿配合的滾珠絲杠機構將中空轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成齒條的往復運動。
[0003]然而，采用外置電機的結(jié)構，電機及減速機構體積大，需要占用較大的發(fā)動機艙空間，不方便布置。采用中空轉(zhuǎn)子的電機結(jié)構復雜，成本高；由于齒條需要穿過中空軸，半徑不宜太大，齒條最大輸出力受到限制；該種結(jié)構電機只能采用貼片式永磁直流電機，且由于轉(zhuǎn)子采用中空結(jié)構，電機效率受到極大的影響；當助力電機由于某種原因(斷電或者電機出現(xiàn)故障)停止工作時，轉(zhuǎn)向時電機產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩會造成轉(zhuǎn)向沉重。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術中的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)結(jié)構復雜、占用空間大、成本高使用不便等問題。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型的實施例提供一種汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，包括殼體以及固定于該殼體中部的電機定子，所述電機定子內(nèi)設有電機轉(zhuǎn)子，所述電機轉(zhuǎn)子兩端分別連接一螺桿，其中一所述螺桿通過滾珠絲杠結(jié)構與固定于所述殼體內(nèi)的循環(huán)球螺母相配合，另一所述螺桿通過滾珠絲杠結(jié)構與設于所述殼體內(nèi)的齒條相配合，所述齒條外表面與輸入軸齒輪嚙合，兩個所述螺桿外端分別通過球頭銷與轉(zhuǎn)向拉桿相連，所述輸入軸齒輪驅(qū)動所述齒條沿著所述殼體徑向移動。
[0006]其中，所述轉(zhuǎn)向拉桿和螺桿的鉸接處設有外護套。
[0007]其中，所述電機轉(zhuǎn)子和螺桿一體成型。
[0008]其中，用以驅(qū)動所述電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的電機采用開關磁組電機。
[0009]本實用新型的上述技術方案的有益效果如下:
[0010]上述方案中，將助力電機集成到轉(zhuǎn)向器內(nèi)部，結(jié)構更為簡單可靠，易于布置；齒條在兩端設有滾珠絲杠螺母，受力也比較均衡；由于取消了中空轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)向器內(nèi)部結(jié)構更為簡化，相同的外殼，齒條直徑可以更大，因而同等轉(zhuǎn)矩的電機可以做的更細長，方便在整車上的布置；由于采用實心的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子內(nèi)部磁路分布較好，電機的效率可以得到大幅的提升；電機形式選擇更加靈活，可以采用貼片式或內(nèi)置式永磁電機，也可以采用轉(zhuǎn)子結(jié)構更為堅固的開關磁阻電機；優(yōu)選采用開關磁阻電機，該系統(tǒng)將不需要額外的離合器，系統(tǒng)更加安全可靠，由于開關磁阻電機轉(zhuǎn)子沒有永磁體，當電機由于某種原因(斷電或者電機出現(xiàn)故障)停止工作時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動不會引起磁阻轉(zhuǎn)矩造成轉(zhuǎn)向沉重。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型實施例的汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的軸側(cè)圖；
[0012]圖2是本實用新型實施例的汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的剖面圖；
[0013]圖3是本實用新型實施例的汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的滾珠絲杠結(jié)構圖。
[0014][主要元件符號說明]
[0015]1:殼體；
[0016]2:齒條；
[0017]3:螺桿；
[0018]4:電機定子；
[0019]5:電機轉(zhuǎn)子；
[0020]6:循環(huán)球螺母；
[0021]7:轉(zhuǎn)向拉桿；
[0022]8:球頭銷；
[0023]9:輸入軸齒輪；
[0024]10:鋼球；
[0025]11:外護套。
【具體實施方式】
[0026]為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0027]本實用新型針對現(xiàn)有技術中的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)結(jié)構復雜、占用空間大、成本高使用不便等問題，提供一種汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)。
[0028]如圖1至圖3所示的，本實用新型提供的汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，包括殼體I以及固定于該殼體I中部的電機定子4，所述電機定子4內(nèi)設有電機轉(zhuǎn)子5，所述電機轉(zhuǎn)子5兩端分別連接一螺桿3，所述電機轉(zhuǎn)子5和螺桿3 —體成型制成一齒條軸，其中一所述螺桿3通過滾珠絲杠結(jié)構與固定于所述殼體I內(nèi)的循環(huán)球螺母6相配合，另一所述螺桿3通過滾珠絲杠結(jié)構與設于所述殼體I內(nèi)的齒條2相配合,所述齒條2外表面與輸入軸齒輪9嚙合，兩個所述螺桿3外端分別通過球頭銷8與轉(zhuǎn)向拉桿7相連，所述輸入軸齒輪9驅(qū)動所述齒條2沿著所述殼體I徑向移動。所述轉(zhuǎn)向拉桿7和螺桿3的鉸接處設有外護套11。
[0029]如圖1所示的，用以驅(qū)動所述電機轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動的電機采用開關磁組電機。當然，電機形式的選擇可以更加靈活，還可以采用貼片式或內(nèi)置式永磁電機。采用開關磁阻電機，該系統(tǒng)將不需要額外的離合器，系統(tǒng)更加安全可靠，由于開關磁阻電機轉(zhuǎn)子沒有永磁體，當電機由于某種原因(斷電或者電機出現(xiàn)故障)停止工作時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動不會引起磁阻轉(zhuǎn)矩造成轉(zhuǎn)向沉重。
[0030]該系統(tǒng)工作過程如下:
[0031]當駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，輸入軸齒輪9帶動齒條2沿著殼體I軸向移動，齒條2與齒條軸上的螺桿3通過滾珠絲杠結(jié)構連接，齒條2的移動轉(zhuǎn)變成齒條軸3的轉(zhuǎn)動，循環(huán)球螺母6與螺桿3也通過滾珠絲杠結(jié)構連接,而由于循環(huán)球螺母6固定于轉(zhuǎn)向器殼體I內(nèi)，齒條軸3的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成軸向移動從而帶動轉(zhuǎn)向拉桿7移動改變車輪轉(zhuǎn)角。與此同時，傳感器產(chǎn)生的信號傳到電機控制器上，控制器控制助力電機定子4通電，通過電機轉(zhuǎn)子5驅(qū)動齒條軸轉(zhuǎn)動，齒條軸的轉(zhuǎn)動同樣通過與循環(huán)球螺母6的滾珠絲杠結(jié)構轉(zhuǎn)化為往復的運動，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力磁阻轉(zhuǎn)矩。
[0032]如圖3所示的，當齒條軸轉(zhuǎn)動時，螺桿3隨著轉(zhuǎn)動，通過鋼球10將力傳到循環(huán)球螺母6，由于循環(huán)球螺母6固定于轉(zhuǎn)向器的殼體I上，反作用力使得齒條軸沿軸向移動。同時，在螺桿3、循環(huán)球螺母6以及鋼球10間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋導管狀通道中滾動，形成循環(huán)的球流。
[0033]本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0034]1、將助力電機集成到轉(zhuǎn)向器內(nèi)部，結(jié)構更為簡單可靠，易于布置；齒條在兩端設有滾珠絲杠螺母，受力也比較均衡。
[0035]2、由于取消了中空轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)向器內(nèi)部結(jié)構更為簡化，相同的外殼，齒條直徑可以更大，因而同等轉(zhuǎn)矩的電機可以做的更細長，方便在整車上的布置。
[0036]3、由于采用實心的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子內(nèi)部磁路分布較好，電機的效率可以得到大幅的提升。
[0037]4、電機形式選擇更加靈活，可以采用貼片式或內(nèi)置式永磁電機，也可以采用轉(zhuǎn)子結(jié)構更為堅固的開關磁阻電機。
[0038]5、優(yōu)選采用開關磁阻電機，該系統(tǒng)將不需要額外的離合器，系統(tǒng)更加安全可靠，由于開關磁阻電機轉(zhuǎn)子沒有永磁體，當電機由于某種原因(斷電或者電機出現(xiàn)故障)停止工作時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動不會引起磁阻轉(zhuǎn)矩造成轉(zhuǎn)向沉重。
[0039]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，其特征在于，包括殼體以及固定于該殼體中部的電機定子，所述電機定子內(nèi)設有電機轉(zhuǎn)子，所述電機轉(zhuǎn)子兩端分別連接一螺桿，其中一所述螺桿通過滾珠絲杠結(jié)構與固定于所述殼體內(nèi)的循環(huán)球螺母相配合，另一所述螺桿通過滾珠絲杠結(jié)構與設于所述殼體內(nèi)的齒條相配合，所述齒條外表面與輸入軸齒輪哨合，兩個所述螺桿外端分別通過球頭銷與轉(zhuǎn)向拉桿相連，所述輸入軸齒輪驅(qū)動所述齒條沿著所述殼體徑向移動。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向拉桿和螺桿的鉸接處設有外護套。
3.根據(jù)權利要求1所述的汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，其特征在于，所述電機轉(zhuǎn)子和螺桿一體成型。
4.根據(jù)權利要求1所述的汽車齒條助力式電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，其特征在于，用以驅(qū)動所述電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的電機采用開關磁組電機。
【文檔編號】B62D3/12GK203612044SQ201320778646
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權日:2013年12月2日
【發(fā)明者】溫有東, 肖軍, 陳德利 申請人:北京汽車股份有限公司