用于车辆的转向设备的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆的转向设备。


背景技术：

2.通常，转向设备已经被开发并应用于车辆，以通过辅助驾驶员的方向盘操作力来提供驾驶操作中的便利性，并且动力转向设备已经被开发并应用于使用液压压力的液压类型、同时使用液压压力和马达的电力的电动液压类型、以及仅使用马达的电力的电动类型。
3.近年来，取代了移除方向盘和车轮之间的机械连接装置，诸如转向柱或万向接头或小齿轮轴，已经开发并应用了使用电动马达的线控转向设备。
4.电动或线控转向式转向设备是一种通过由电子控制单元(ecu)控制来产生动力的驱动装置，该电子控制单元通过扭矩传感器确定方向盘的转向程度。电动或线控转向式转向设备包括移动所连接的拉杆的齿条杆和接收驱动装置的旋转力并将旋转力转换成齿条杆的轴向移动力并将其传递的从动装置。
5.这里，驱动装置包括由电子控制单元(ecu)控制的电动马达、固定到电动马达的轴的马达带轮和围绕马达带轮缠绕的带。从动装置包括围绕齿条杆的滚珠螺母和联接到滚珠螺母的外周表面并围绕带缠绕的螺母带轮。
6.通常，将马达带轮和螺母带轮连接的带通过压配合而结合，并且带的打滑发生在带和马达带轮之间或者带和螺母带轮之间，从而降低了动力传递效率并且降低了带的动力传递效率。该运动可能产生灰尘，并且存在降低转向感觉的问题。


技术实现要素：

7.技术问题
8.本实施方式防止了由于带打滑而引起的带的左右移动，并且防止了马达带轮或螺母带轮与带之间的跳齿。本实施方式可以提供一种能够通过减少在螺母带轮的操作期间产生的振动和咔嗒噪声来增加驾驶员的转向感觉的用于车辆的转向设备。
9.技术方案
10.本实施方式提供了一种用于车辆的转向设备，该转向设备包括：马达带轮，该马达带轮联接到驱动马达的旋转轴；螺母带轮，该螺母带轮联接到到滚珠螺母的外圆周表面；带，该带将马达带轮和螺母带轮连接；第一凹槽，该第一凹槽设置在马达带轮和螺母带轮中的至少一者的外周表面上；第二凹槽，该第二凹槽在与第一凹槽相对的位置处设置在带的内表面上；以及防滑构件，该防滑构件联接到第一凹槽。
11.有益效果
12.根据本实施方式，可以提供一种用于车辆的转向设备，该转向设备防止由于带的打滑而引起的带的左右移动，并且防止马达带轮或螺母带轮与带之间的跳齿。根据本实施方式，可以提供一种能够通过减少在螺母带轮的操作期间产生的振动和咔嗒噪声来增加驾驶员的转向感觉的用于车辆的转向设备。
附图说明
13.图1和图2是示出本实施方式中的用于车辆的转向设备的示意图。
14.图3是示出根据本实施方式的用于车辆的转向设备的一部分的立体图。
15.图4至图6是示出根据本实施方式的用于车辆的转向设备的一部分的分解立体图。
16.图7和图8是示出根据本实施方式的用于车辆的转向设备的一部分的立体图。
17.图9至图11是示出根据本实施方式的用于车辆的转向设备的一部分的侧视图和局部放大截面图。
18.图12是示出根据本实施方式的用于车辆的转向设备的一部分的局部截面图。
具体实施方式
19.在本公开的示例或实施方式的以下描述中，将参考附图，在附图中，通过图示示出了可以实现的特定示例或实施方式，并且即使当相同或相似的部件在彼此不同的附图中示出时，相同的附图标记和符号也可以用于表示相同或相似的部件。此外，在本公开的示例或实施方式的以下描述中，当确定描述可能使本公开的一些实施方式中的主题相当不清楚时，将省略对并入本文的公知功能和部件的详细描述。本文使用的术语例如“包括”、“具有”、“包含”、“构成”、“组成”和“形成”通常旨在允许添加其它部件，除非该术语与术语“仅”一起使用。如本文所用，单数形式旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。
20.诸如“第一”、“第二”、“a”、“b”、“(a)”或“(b)”的术语可在这里用于描述本公开的元件。这些术语中的每一个不用于限定元件的本质、顺序、序列或数目等，而仅用于将对应的元件与其它元件区分开来。
21.当提到第一元件“连接或联接到”第二元件、与第二元件“接触或重叠”等时，应当解释为，不仅第一元件可以“直接连接或联接到”第二元件或与第二元件“直接接触或重叠”，而且第三元件也可以“插设”在第一元件和第二元件之间，或者第一元件和第二元件可以经由第四元件彼此“连接或联接”、“接触或重叠”等。这里，第二元件可以包括在彼此“连接或联接”、“接触或重叠”等的两个或更多个元件中的至少一个中。
22.当使用诸如“之后”、“随后”、“下一个”、“之前”等的时间相关术语来描述元件或构造的过程或操作、在操作、处理、制造方法中的流程或步骤时，这些术语可以用于描述非连续的或非顺序的过程或操作，除非一起使用术语“直接”或“立即”。
23.另外，当提及任何尺寸、相对大小等时，应考虑到，即使在未指定相关描述时，元件或特征的数值或对应信息(例如，水平、范围等)也包括可由各种因素(例如，过程因素、内部或外部冲击、噪声等)引起的公差或误差范围。此外，术语“可以”完全包含术语“能够”的所有含义。
24.图1和图2是示出本实施方式中的用于车辆的转向设备的示意图。图3是示出根据本实施方式的用于车辆的转向设备的一部分的立体图。图4至图6是示出根据本实施方式的用于车辆的转向设备的一部分的分解立体图。图7和图8是示出根据本实施方式的用于车辆的转向设备的一部分的立体图。图9至图11是示出根据本实施方式的用于车辆的转向设备的一部分的侧视图和局部放大截面图。图12是示出根据本实施方式的用于车辆的转向设备的一部分的局部截面图。
25.如图1至图12所示，用于车辆的转向设备包括：马达带轮141，该马达带轮联接到驱
动马达121的旋转轴；螺母带轮145，该螺母带轮联接到滚珠螺母147的外圆周表面；带143，该带将马达带轮141和螺母带轮145连接；第一凹槽141a、145a，该第一凹槽设置在马达带轮141和螺母带轮145中的至少一者的外周表面上；第二凹槽143a，该第二凹槽设置在带143的内表面上与第一凹槽141a、145a相对的位置处；以及防滑构件149，该防滑构件联接到第一凹槽141a、145a。
26.参照图1，电动车辆转向设备包括转向系统100和用于向转向系统100供应转向辅助动力的辅助动力机构150。
27.转向系统100包括转向轴103。转向轴103具有连接到方向盘101的上端并与方向盘101一起旋转，并且下端经由一对万向接头115连接到小齿轮轴119。
28.齿条-小齿轮机构单元110通过使形成在小齿轮轴119的下端处的行星齿轮113和形成在齿条杆130的一个外周表面上的齿条齿轮117彼此啮合而形成。
29.辅助动力机构150包括检测由驾驶员施加到方向盘101的转向扭矩并输出与所感测到的转向扭矩成比例的电信号的扭矩传感器111、基于从扭矩传感器111传递的电信号产生控制信号的电子控制单元(ecu)、基于从电子控制单元(ecu)传递的控制信号产生转向辅助动力的动力马达121、以及用于将从动力马达121产生的辅助动力经由带143传递到齿条杆130的带式变速器140。
30.参照图2，在线控转向车辆转向设备中，角度传感器112和扭矩传感器111联接到与方向盘101连接的转向轴103的一侧，并且当操纵方向盘101时驾驶员转向，检测到驾驶员转向的角度传感器112和扭矩传感器111向电子控制单元(ecu)发送电信号以操作转向轴马达161和小齿轮轴马达121。
31.电子控制单元(ecu)基于从角度传感器112和扭矩传感器111发送的电信号以及从安装在车辆上的各种传感器发送的电信号来控制转向轴马达161并控制小齿轮轴马达121。
32.小齿轮轴马达121使连接到带式变速器140的齿条杆130滑动，以通过拉杆133和螺母臂135使两侧的车轮131转向。在自主驾驶期间，当驾驶员操纵方向盘101或执行转向轴103的转向时，转向轴马达161产生相反方向上的转向反作用力。
33.然而，尽管为了便于说明，图2示出了角度传感器112和扭矩传感器111设置在转向轴103上，但是当然可以设置用于将转向信息传递到电子控制单元(ecu)的马达位置传感器、各种雷达、摄像头图像传感器等，并且下面将省略对它们的详细描述。
34.图1的动力马达121和图2的小齿轮轴马达121可以使用相同的马达。以下，图1的动力马达121和图2的小齿轮轴马达121被称为驱动马达121以描述实施方式。
35.参照图1至图4，带式变速器140包括固定到驱动马达121的轴的马达带轮141、支撑齿条杆130的滚珠螺母147、联接到滚珠螺母147的外周表面的螺母带轮145、围绕马达带轮141和螺母带轮145缠绕的带143、马达带轮141、螺母带轮145和带143内置在其中的齿条壳体170。
36.滚珠螺母147通过滚珠与齿条杆130联接，并且旋转以使齿条杆130从齿条壳体170的内部滑动，并且支撑滚珠螺母147的旋转的轴承180安装在滚珠螺母147的外周表面上。
37.将带式变速器140的马达带轮141和螺母带轮145连接的带143通过压配合联接，从而带143的打滑可能发生在带143和马达带轮141之间或者带143和螺母带轮145之间。
38.参照图3和图4，第一凹槽145a可以在圆周方向上设置在螺母带轮145的外圆周表
面上。第一凹槽145a可以设置在螺母带轮145的主体的中央，但是不限于此。例如，第一凹槽145a可以设置有朝向螺母带轮145的一侧或另一侧的偏置。
39.带143可以在与螺母带轮145的第一凹槽145a相对的位置处设置有第二凹槽143a。第二凹槽143a可以在带143的纵向方向上设置在内表面的中央处，但是不限于此。例如，在第一凹槽145a朝向螺母带轮145的任一侧偏置的情况下设置第二凹槽143a时，第二凹槽143a向带143的一侧或另一侧移动。该第二凹槽可以被提供有偏置。
40.防滑构件149a可以联接到螺母带轮145的第一凹槽145a，防滑构件149a可以设置成在径向方向上比螺母带轮145的主体更突出。
41.防滑构件149a形成为环形形状，并且可以装配到第一凹槽145a中，或者可以沿着第一凹槽145a一体地熔合。在本实施方式中，作为示例，防滑构件149a被示出为装配到第一凹槽145a中。
42.防滑构件149a在螺母带轮145的外圆周表面上在径向方向上突出，并且防滑构件149a的径向突出部分可以沿着带143的第二凹槽143a插入和旋转。因此，通过设置在螺母带轮145的第一凹槽145a和带143的第二凹槽143a之间的防滑构件149a，能够防止螺母带轮145和带143之间的打滑。
43.在这种情况下，如图3和图4所示，通常，设置在螺母带轮145的两端处的凸缘可以省略，以便防止螺母带轮145和带143之间的打滑。
44.图4示出了仅螺母带轮145设置有第一凹槽145a和联接到第一凹槽145a的防滑构件149a，但是如图5所示，仅马达带轮141可以设置有第一凹槽141a和联接到第一凹槽141a的防滑构件149b。
45.参照图5，第一凹槽141a可以在圆周方向上设置在马达带轮141的外圆周表面上。第一凹槽141a可以设置在马达带轮141的主体的中央，但是不限于此。例如，第一凹槽141a可以设置成朝向马达带轮141的一侧或另一侧偏置。
46.第二凹槽143a可以在与马达带轮141的第一凹槽141a相对的位置处设置在带143的内表面上。第二凹槽143a可以设置在带143的纵向方向上的中央处，但是不限于此。例如，当第一凹槽141a设置有朝向马达带轮141的一侧的偏置时，第二凹槽143a可以设置有朝向带143的与所述一侧相反的另一侧的偏置。
47.防滑构件149b可联接到马达带轮141的第一凹槽141a，防滑构件149b可设置成在径向方向上比马达带轮141的外圆周表面更突出。防滑构件149b的突出部分可以沿着带143的第二凹槽143a插入和旋转。因此，通过设置在马达带轮141的第一凹槽141a与带143的第二凹槽143a之间的防滑构件149b，能够防止马达带轮141与带143之间的打滑。
48.图4和图5示出了仅螺母带轮145设置有第一凹槽145a，并且设置有联接到该第一凹槽的防滑构件149a，或者仅马达带轮141设置有第一凹槽141a，并且设置有联接到该第一凹槽的防滑构件149b，但是不限于此。
49.参照图6，第一凹槽141a和145a可以设置在马达带轮141和螺母带轮145中的每一者中。防滑构件149a和149b可以联接到马达带轮141的第一凹槽141a和螺母带轮145的第一凹槽145a中的每一者。防滑构件149a、149b中的每一个可以通过沿着设置在带中的第二凹槽143a插入而旋转。
50.通过设置在马达带轮141的第一凹槽141a和带143的第二凹槽143a之间的防滑构
件149b防止马达带轮141和带143之间的打滑。通过设置在螺母带轮145的第一凹槽145a和带143的第二凹槽143a之间的防滑构件149a，可以防止螺母带轮145和带143之间的打滑。
51.联接到马达带轮141的第一凹槽141a的防滑构件149b和联接到螺母带轮145的第一凹槽145a的防滑构件149a可具有不同的直径，但可具有相同的形状、结构和材料。
52.图7和图8是防滑构件149的形状的示例。它可以应用于联接到马达带轮141的第一凹槽141a的防滑构件149b和联接到螺母带轮145的第一凹槽145a的防滑构件149a。
53.参照图7和图8，防滑构件149可以设置有突出的支撑突起149c。突出的支撑突起149c的形状可以是如附图中所示的半球形形状，但是不限于此。例如，支撑突起149c的形状可以是矩形或菱形瓦形状、圆锥形形状或多棱锥形状，或者选自半球形、瓦形、圆锥形和多棱锥形状组中的两种或更多种的组合。防滑构件149的支撑突起149c可以增加接触表面的摩擦力。
54.可以设置防滑构件149的至少两个或更多个支撑突起149c。例如，设置三个支撑突起149c，并且支撑突起149c中的一个与相邻的支撑突起149c之间的角度可以被设置为与防滑构件149的中央成120度的间隔。在这种情况下，防滑构件的支撑突起149c能够稳定地支撑接触支撑表面。然而，本实施方式不限于此，并且由支撑突起149c中的每一个与相邻突起149c形成的角度可以彼此不同。随着防滑构件的支撑突起149c的数量增加，接触表面的摩擦力可进一步增加。
55.多个支撑突起149c可以设置成在防滑构件149的纵向方向上彼此间隔开。防滑构件149可以交替地设置有不具有突出的支撑突起149c的部分和突出的支撑突起149c。不具有突出的支撑突起149c的部分防止螺母带轮145或马达带轮141与带143之间的打滑，并且从防滑构件149突出的支撑突起149c可以增加接触表面的摩擦力，以防止螺母带轮145或马达带轮141与带143之间的跳齿。
56.多个支撑突起149c可以通过将相邻的支撑突起149c彼此连接而设置。在这种情况下，支撑突起149c可以使接触表面的摩擦力最大化。连接的支撑突起149c利用最大摩擦力防止螺母带轮145或马达带轮141与带143之间的打滑，并且防止螺母带轮141或马达带轮141与带143之间的跳齿。
57.参照图9，在防滑构件149b的外圆周表面上设置支撑突起149c，并且在防滑构件149的内圆周表面上可以没有支撑突起。防滑构件149b的内圆周表面可以装配并联接到马达带轮141的第一凹槽141a。设置在防滑构件149b的外圆周表面上的支撑突起149c可以沿着带143的第二凹槽143b插入。通过设置在防滑构件149b的外圆周表面上的支撑突起149c增加与带143的摩擦力，以防止马达带轮141和带143之间的跳齿。
58.支撑突起149c插入其中的第一插入凹槽143b可以设置在带143的第二凹槽143a中。第一插入凹槽143b可以设置成与防滑构件149b的外圆周支撑突起149c的形状互补的形状。第一插入凹槽143b可以通过形成带143的第二凹槽143a并再次对该第二凹槽进行处理使得第一插入凹槽143b设置在第二凹槽143a中而形成。然而，本发明不限于此，第二凹槽143a和第一插入凹槽143b可以同时形成在带143中。
59.设置在防滑构件149b的外圆周表面上的支撑突起149c具有与设置在带143的第二凹槽143a中的第一插入凹槽143b接合的结构，使得支撑突起149c和第一插入凹槽143b之间的接触面积增加，并且摩擦力可以进一步增加。
60.通过设置在马达带轮141的第一凹槽141a和带143的第二凹槽143a之间的防滑构件149b防止马达带轮141与带143之间的打滑。设置在防滑构件149b的外圆周表面上的支撑突起149c和设置在带143的第二凹槽143a中的第一插入凹槽143b之间的摩擦力增加，并且可以进一步防止马达带轮141和带143之间的跳齿。
61.图9示出了支撑突起149c设置在防滑构件149b的外圆周表面上，但是不限于此。
62.参照图10，支撑突起149c设置在防滑构件149b的内圆周表面上，并且防滑构件149b的外圆周表面可以不具有支撑突起。设置在防滑构件149b的内圆周表面上的支撑突起149c可以插入到第一凹槽141a中并与该第一凹槽联接。防滑构件149b的外周表面可以沿着带143的第二凹槽143a插入。通过设置在防滑构件149b的内圆周表面上的支撑突起149c，可以增加与马达带轮141的摩擦力，从而可以增加防滑构件149b和马达带轮141之间的联接力。
63.突起插入其中的第二插入凹槽141b可以设置在马达带轮141的第一凹槽141a中。第二插入凹槽141b可以设置成与设置在防滑构件149b的内圆周表面上的支撑突起149c的形状互补的形状。第一凹槽141a和第二插入凹槽141b可顺序地或同时地形成。
64.设置在防滑构件149b的内圆周表面上的支撑突起149c具有接合在设置在马达带轮141的第一凹槽141中的第二插入凹槽141b中的结构。因此，支撑突起149c和第二插入凹槽141b之间的接触面积增加，使得防滑构件149b和马达带轮141之间的联接力可以进一步增加。
65.通过设置在马达带轮141的第一凹槽141a和带143的第二凹槽143b之间的防滑构件149b，防止了马达带轮141和带143之间的打滑。由于支撑突起149c和防滑构件149b的第二插入凹槽141b之间的联接力增加，并且马达带轮141和带143之间的接触摩擦力增加，所以马达带轮141和带143之间的跳齿现象可以被进一步防止。
66.图9和图10示出了设置在防滑构件149b上的支撑突起149c被设置在外圆周表面或内圆周表面上，但是不限于此。
67.参照图11，支撑突起149c可以设置在防滑构件149b的外周表面和内周表面两者上。防滑构件149b的外圆周表面上的支撑突起149c-1增加与带143的第二凹槽143a的摩擦力，并且防滑构件149b的内圆周表面上的支撑突起149c-2增加与马达带轮141的第一凹槽141a的联接力。
68.马达带轮141的第一凹槽141a设置有供防滑构件149b的内圆周表面的支撑突起149c-2插入到其中的第二插入凹槽141b，带143的第二凹槽143a可以设置有供防滑构件149b的外圆周表面的支撑突起149c-1插入到其中的第一插入凹槽143b。在防滑构件149b的外周表面上的支撑突起149c-1具有与第一插入凹槽143b接合的结构，并且在防滑构件149b的内圆周表面上的支撑突起149c-2可以具有与第二插入凹槽141b接合的结构。
69.通过设置在第一凹槽141a和第二凹槽143a之间的防滑构件149b防止马达带轮141和带143之间的打滑。由于外圆周表面上的支撑突起149c-1与第一插入凹槽143b之间的摩擦力的增加以及支撑突起149c-2与内圆周表面上的第二插入凹槽141b之间的联接力的增加，可以进一步防止马达带轮141与带143之间的跳齿。
70.参照图9至图11描述的本实施方式不限于设置形成在马达带轮141中的第一凹槽141a和与该第一凹槽联接的防滑构件149b的情况。例如，当设置仅形成在螺母带轮145中的
第一凹槽145a和与该第一凹槽联接的防滑构件149a时，可以适用本发明。替代地，即使当防滑构件149a和149b分别联接到形成在马达带轮141和螺母带轮145中的第一凹槽141a和145a时，也可以应用上述实施方式。
71.防滑构件149a和149b可以由弹性材料制成。弹性材料可以是橡胶、氨基甲酸乙酯、特氟纶或硅树脂材料。例如，弹性材料包括nr(天然橡胶)、nbr(丁腈橡胶)、cr(氯丁二烯橡胶)、epdm(三元乙丙橡胶)、fpm(氟橡胶)、sbr(苯乙烯丁二烯橡胶)、csm(氯磺化聚乙烯)、氨基甲酸乙酯、特氟隆、硅树脂等，以增加防滑构件149a、149b与接触表面之间的摩擦力，可以吸收振动。
72.参照图12，带式变速器140包括由电子控制单元(ecu)控制的驱动马达121、固定到驱动马达121的轴的马达带轮141、围绕马达带轮141缠绕的带143、用于在围绕齿条杆130的齿条壳体170的内部支撑齿条杆130的滚珠螺母147、联接到滚珠螺母147的外圆周表面的螺母带轮145。滚珠螺母147通过滚珠联接到齿条杆130，并旋转以使齿条杆130从齿条壳体170的内部滑动，并且用于支撑滚珠螺母147旋转的轴承180安装在滚珠螺母147的外周表面上。
73.联接到设置在马达带轮141中的第一凹槽141a的防滑构件149b和联接到设置在螺母带轮145中的第一凹槽145a的防滑构件149a插入到设置成旋转的带143的第二凹槽143a中。
74.参照图12，用于在轴向方向上支撑螺母带轮145的固定构件144可以联接到滚珠螺母147的一端和另一端中的至少一者。固定构件144设置在滚珠螺母147的轴向方向上，并且可联接到形成在外圆周表面上的凹槽。通过固定构件144限制螺母带轮145的左右移动，从而进一步防止螺母带轮145和带143之间的打滑。
75.固定构件144可以是波形垫圈。波形垫圈可以包括在螺母带轮145的两个方向上的所有具有波形形状的弹性支撑件。波形垫圈可以吸收在螺母带轮145的旋转操作期间产生的振动并且减小咔嗒噪声。
76.根据本实施方式，可以提供一种用于车辆的转向设备，该转向设备防止由于带的打滑而引起的带的左右移动，并且防止马达带轮或螺母带轮与带之间的跳齿。根据本实施方式，可以提供一种能够通过减少在螺母带轮的操作期间产生的振动和咔嗒噪声来增加驾驶员的转向感觉的用于车辆的转向设备。
77.已经呈现了以上描述以使得本领域的任何技术人员能够做出和使用本公开的技术思想，并且已经在特定应用及其要求的上下文中提供了以上描述。对所描述的实施方式的各种修改、添加和替换对于本领域技术人员将是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文所定义的一般原理可以应用于其它实施方式和应用。以上描述和附图仅出于说明的目的提供了本公开的技术思想的示例。也就是说，所公开的实施方式旨在说明本公开的技术思想的范围。因此，本公开的范围不限于所示出的实施方式，而是应被赋予与权利要求一致的最广范围。本公开的保护范围应当基于所附权利要求来解释，并且在其等同物的范围内的所有技术思想应当被解释为包括在本公开的范围内。
78.相关申请的交叉引用
79.本技术要求于2021年2月18日提交的韩国专利申请no.10-2021-022076的优先权，该申请出于所有目的通过引用合并于此，如本文充分阐述的。