具有滑动接头的循环滚珠动力转向系统的制作方法

具有滑动接头的循环滚珠动力转向系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求享有于2020年7月28日提交的美国临时专利申请第63/057,637号的优先权，其公开内容通过引用而被整体并入本文。
技术领域
3.本公开涉及车辆转向系统，且更具体地涉及具有滑动接头的循环(recirculating)滚珠动力转向系统。


背景技术：

4.动力转向系统通过在由驾驶员提供的动力上增加动力并减少手动转动方向盘所需的力，来辅助车辆驾驶员进行转向。可作为这种动力转向系统的一部分的典型集成齿轮使用液压流体推压在齿条-活塞-螺母上，齿条-活塞-螺母驱动扇形齿轮，且因此在输出轴处提供辅助扭矩。所产生的扭矩用于减少驾驶员用于转向的力，如上所述。典型地，带齿的扇形齿轮被用来传递输出扭矩。然而，因为由连接从动螺母与扇形齿轮的一个或多个部件所产生的力，扇形齿轮在操作期间会导致不合期望的分离载荷(separating load)。


技术实现要素：

5.根据本公开的一个方案，提供了一种循环滚珠动力转向系统。该系统包括电机。该系统还包括滚珠螺杆，该滚珠螺杆由该电机能旋转地驱动。该系统进一步包括滚珠螺母，所述滚珠螺母在滚珠螺杆的旋转期间在直线方向上能沿滚珠螺杆平移。该系统再进一步包括滑动接头，该滑动接头与滚珠螺母的外表面滑动接触，该滑动接头能在相对于滚珠螺母的直线方向的非平行方向上运动。
6.根据本公开的另一方案，提供了一种循环滚珠动力转向系统。该系统包括电机。该系统还包括滚珠螺杆，该滚珠螺杆由该电机能旋转地驱动。该系统进一步包括滚珠螺母，该滚珠螺母能在滚珠螺杆的旋转期间沿滚珠螺杆平移。该系统再进一步包括滑动接头，该滑动接头与滚珠螺母的外表面滑动接触。该系统还包括杠杆臂，该杠杆臂从第一端延伸至第二端，该杠杆臂在杠杆臂的第一端附近枢转地联接至滑动接头。该系统进一步包括形成于杠杆臂的第二端上的扇形齿轮齿装置。
7.根据本公开的又一方案，提供了一种循环滚珠动力转向系统。该系统包括电机。该系统还包括滚珠螺杆，该滚珠螺杆由该电机能旋转地驱动。该系统进一步包括滚珠螺母，该滚珠螺母在滚珠螺杆的旋转期间能沿滚珠螺杆平移。该系统再进一步包括滑动接头，该滑动接头与滚珠螺母的外表面滑动接触。该系统还包括杠杆，该杠杆从第一端延伸至第二端，该杠杆在杠杆的第一端附近枢转地联接至滑动接头。该系统进一步包括摇臂轴(pitman shaft，连杆轴)，该摇臂轴在杠杆的第二端附近联接至杠杆。
附图说明
8.在本说明书结尾的权利要求书中特别指出了被视为本发明的主题并明确地要求保护。本发明的前述和其它特征及优点通过以下结合附图所作的详细描述显而易见，附图中：
9.图1是根据本公开的一方案的循环滚珠动力转向系统的一部分的立体图；
10.图2是示出本公开另一实施例的循环滚珠动力转向系统的正视图；
11.图3是图1中的循环滚珠动力转向系统的正视图；
12.图4是循环滚珠动力转向系统的滑动接头的立体图；以及
13.图5是循环滚珠动力转向系统的一臂的立体图。
具体实施方式
14.现在参考附图，其中将参考不限制本发明的具体实施例来描述本发明，所示出的是循环滚珠动力转向系统的一部分。本文公开的循环滚珠动力转向系统通过使用滑动接头和杠杆臂来减少系统的分离载荷。
15.参考图1和图3，示出的是用于基于信号来施加扭矩以提供转向的循环滚珠动力转向系统10。动力转向系统10包括驾驶员输入部12和辅助部14。驾驶员输入部12包括沿第一轴线20延伸的输入螺杆18以及转向轴16。辅助部14包括电机22、齿轮减速组件24、滚珠螺母26和滚珠螺杆28、滑动接头30和杠杆臂32。杠杆臂32旋转一辅助臂，该辅助臂将驾驶员输入部12操作性地连接至辅助部14。动力转向系统10获取驾驶员输入扭矩信号，且经由辅助部14向驾驶员输入部12提供转向扭矩。
16.电机22向齿轮减速组件24提供扭矩。作为非限制性示例，齿轮减速组件可包括蜗轮组件、或皮带与皮带轮装置。与齿轮减速组件24组合在一起的电机22使滚珠螺杆28旋转，滚珠螺杆将这种旋转转化为滚珠螺母26的直线运动。
17.参考图4，且继续参考图1和图3，更详细地示出了滚珠螺母26和滑动接头30。滚珠螺母26的旋转运动被限制为提供滚珠螺母26沿滚珠螺杆28的直线运动。滑动接头30被定位在滚珠螺母26的外表面40上。在一些实施例中，例如在图示实施例中，滚珠螺母26限定有袋状部(pocket)42，滑动接头30被定位在该袋状部内。在一些实施例中，另一滑动接头(图中未示)被定位在滚珠螺母26的相对于该外表面40的相对侧上，以构成一对滑动接头。
18.在滚珠螺母26的直线运动期间，滑动接头30对应于滚珠螺母26的直线运动方向直线地运动；但滑动接头30也能够在相对于滚珠螺母26的直线方向的非平行方向上滑动。在一些实施例中，滑动接头30运动的非平行方向大致垂直于滚珠螺母26的直线方向，但应理解，也可构想其它角度。
19.如图4和图5所示，杠杆臂32从第一端44延伸至第二端46。杠杆臂32包括大致圆柱形本体部48、从本体部48延伸的第一臂50、以及从本体部48延伸的第二臂52。第一臂50枢转地联接至滑动接头30，而第二臂52枢转地联接至另一滑动接头(图中未示)。换言之，杠杆臂32在杠杆臂32的第一端44附近枢转地联接至滑动接头30(以及另一滑动接头)。杠杆臂32在杠杆臂32的第二端46附近操作性地联接至驾驶员输入部12，如图1所示。如所示，杠杆臂32的第二端46上形成有扇形齿轮齿装置54。扇形齿轮齿装置54与驾驶员输入部12的螺母56接合。
20.尽管在本文中杠杆臂32与驾驶员输入部12的螺母56之间被描述和图示为具有直接连接，但应理解，可利用中间部件将杠杆臂32的枢转运动传递至螺母56。例如，杠杆臂32的第二端46可借助摇臂轴而间接地联接至驾驶员输入部12。在这样的示例中，摇臂轴上形成有扇形齿轮齿装置，而扇形齿轮齿装置与驾驶员输入部12的螺母56接合。可构想其它力/扭矩传输传送方案。
21.参考图2，其示出循环滚珠动力转向系统10的另一实施例。在所示实施例中，系统10没有独立的辅助部和驾驶员输入部，但驱动输入也穿过杠杆臂。这样就减少了所需部件的数量，但也使驾驶员具有可变转向比。
22.循环滚珠动力转向系统10的其它实施例可被用在线控转向系统中，其中系统10的驾驶员输入部被取消，而驾驶员输入被发送至该系统，以确定输入扭矩水平。这种类型的变化可以补偿变化比值，非常像如上所述的驾驶员输入借助扇形齿轮实现的变化。
23.本技术公开的实施例利用滑动接头30的滑动运动和杠杆臂32的枢转运动来减少或消除原本会由于固定枢轴联接引起的分离载荷。此外，这些实施例减少或消除了原本会由于齿条与扇形齿载荷引起的力矩。减少的分离载荷与减少的力矩会减少滚珠螺母26和滚珠螺杆28上的载荷，并且消除增加特征以抵抗这些载荷的需求。
24.尽管以上已结合仅有限数量的实施例而详细描述了本发明，但应容易地理解，本发明不限于所公开的这些实施例。反之，本发明能被修改以并入任何数量的变化、改变、替换或此前未被描述但与本发明的精神和范围相应的等效布置。此外，尽管已描述了本发明的各种实施例，但应理解，本发明的各方案可以仅包括所述实施例中的一些。因此，本发明不应被视为受到前述描述的限制。