电动动力转向装置的制作方法

电动动力转向装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年8月10日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2021-0104994的韩国专利申请的权益和优先权，该申请的全部公开内容通过引用并入本文以用于所有目的，如同在本技术中充分阐述一样。
技术领域
3.本公开的实施例涉及一种电动动力转向装置，并且更具体地，涉及一种即使是在与乘用车辆相比需要较大的转向力的卡车或公共汽车的情况下也可以通过减速器传递放大的转向扭矩并且通过改善诸如滚珠螺母、滚珠螺杆、扇形轴和外壳的动力传动部件的耐久性来提高驾驶员的便利性的电动动力转向装置。


背景技术：

4.通常，车辆的转向装置是一种根据驾驶员的意愿改变车辆方向的装置。这是一种通过任意改变车辆前轮的旋转中心来辅助驾驶员以使车辆沿期望方向前进的装置。
5.另一方面，动力转向装置是一种允许以较小的力容易地改变车辆的行驶方向的装置，当驾驶员操作方向盘时，助力器用于利用方向盘操作力来辅助驾驶员。
6.这种动力转向装置主要分为电动动力转向装置(eps)和液压动力转向装置(hps)。
7.在液压动力转向装置中，连接到引擎的旋转轴的液压泵向连接到齿条杆的操作缸供应液压油，使得驾驶员可以利用较小的力进行转向。当供应液压油的操作缸的活塞移动时，其辅助转向操作力。
8.另一方面，电动动力转向装置是一种利用电机的动力来辅助方向盘的操作力的转向系统，因为该转向系统具有电机而非液压泵和操作缸。
9.然而，在与乘用车相比需要较大的转向力的卡车或公共汽车的情况下，出于需要高输出的原因而使用液压动力转向装置。由于液压动力转向装置不具有电子控制装置，因此存在无法使用利用电子控制装置的诸如自动停车、车道保持和自主驾驶的功能的问题。
10.因此，与乘用车相比，即使是在需要相对较大的转向力的卡车或公共汽车的情况下，也需要实现使用电子控制装置的自动停车、车道保持和自主驾驶。而且，需要通过传递放大的转向扭矩和改善动力传递部件的耐久性来提高驾驶员的便利性。


技术实现要素：

11.本公开的实施例可以提供一种电动动力转向装置，其即使是在与乘用车相比需要相对较大的转向力的卡车或公共汽车的情况下，也可以通过减速器传递放大的转向扭矩。本公开的实施例可以提供一种电动动力转向装置，其可以通过改善诸如滚珠螺母、滚珠螺杆、扇形轴和外壳的动力传递部件的耐久性来提高驾驶员的便利性。
12.另外，本公开的实施例的目的不限于此，并且本领域技术人员通过以下描述可以清楚地理解未提及的其他目的。
13.根据本公开的实施例的电动动力转向装置可以包括：滚珠螺杆，其具有形成在外周面上的外螺纹槽；滚珠螺母，其具有形成在外周面的一侧上的齿轮部和与外螺纹槽相对应的、形成在内周面上的内螺纹槽，滚珠螺母通过滚珠连接到滚珠螺杆并且沿轴向方向滑动；扇形轴，其在外周面上具有联接到滚珠螺母的齿轮部的轴齿轮并且在滚珠螺母沿轴向方向滑动时旋转；滑动支撑构件，联接到滚珠螺母的外周面，支撑在外壳的内周面上，并与滚珠螺母一起沿轴向滑动。
14.根据本公开的实施例，在与乘用车相比需要相对较大的转向力的卡车或公共汽车的情况下，通过减速器传递放大的转向扭矩，并且可以通过改善诸如滚珠螺母、滚珠螺杆、扇形轴、外壳的动力传递部件的耐久性来提高驾驶员的便利性。
附图说明
15.本公开的上述和其它方面、特征和优点将从以下结合附图的具体实施方式中变得更加明显，其中：
16.图1是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的示意图；
17.图2至图4是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的立体图；
18.图5和图6是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的分解立体图；
19.图7是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的截面图；
20.图8是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的分解立体图；
21.图9和图10是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的截面图。
具体实施方式
22.在本公开的示例或实施例的以下描述中，将参照附图，其中通过图示的方式示出了可以实施的具体示例或实施例，并且其中即使相同的附图标记和符号在彼此不同的附图中示出它们也可以用于表示相同或相似的部件。进一步地，在本公开的示例或实施例的以下描述中，当确定对并入本文中的众所周知的功能和部件的详细描述可能模糊本公开的一些实施例中的主题时，将省略其描述。诸如本文使用的“包括”、“具有”、“包含”、“由......构成”、“由......组成”、“由......形成”的术语通常旨在允许添加其他部件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。如本文所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式旨在包括复数形式。
23.诸如“第一”、“第二”、“a”、“b”、“(a)”或“(b)”的术语可以在本文中用于描述本公开的元件。这些术语中的每一个均不用于限定元件的要素、顺序、次序或数量等，而仅用于将相应元件与其他元件区分开来。
24.当提到第一元件与第二元件“连接或联接”、“接触或重叠”时，应当解释的是，第一元件不仅可以与第二元件“直接连接或联接”或“直接接触或重叠”，而且也可以在第一元件与第二元件之间“插入”第三元件，或者第一元件和第二元件可以通过第四元件相互“连接或联接”、“接触或重叠”等。此处，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。
25.当诸如“之后”、“随后”、“接下来”、“之前”等时间相对术语用于描述元件或配置的过程或操作，或者操作、处理、制造方法中的流程或步骤时，除非与术语“直接”或“紧接”一
起使用，否则这些术语还可以用于描述非连续或非顺序的过程或操作。
26.另外，当提及任何尺寸、相对尺寸等时，即使没有指定相关描述，也应该考虑到元件或特征的数值或者相应信息(例如，级别、范围等)包括可能由各种因素(例如，过程因素、内部或外部影响、噪音等)引起的公差或误差范围。进一步地，术语“可以”充分涵盖术语“能够”的所有含义。
27.图1是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的示意图，图2至图4是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的立体图，图5和图6是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的分解立体图，图7是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的截面图，图8是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的分解立体图，图9和图10是示出根据本公开的实施例的电动动力转向装置的截面图。
28.根据本公开的实施例的电动动力转向装置可以包括：滚珠螺杆210，其具有形成在外周面上的外螺纹槽211；滚珠螺母220，其具有形成在外周面的一侧上的齿轮部226和与外螺纹槽211相对应的、形成在内周面上的内螺纹槽221，滚珠螺母220通过滚珠207连接到滚珠螺杆210并且沿轴向方向滑动；扇形轴203，其在外周面上具有连接到滚珠螺母220的齿轮部226的轴齿轮203a并且在滚珠螺母220沿轴向方向滑动时旋转；和滑动支撑构件230，其联接到滚珠螺母220的外周面，支撑在外壳135的内周面上，并与滚珠螺母220一起沿轴向滑动。
29.在根据本公开的实施例的电动动力转向装置中，角度传感器105和扭矩传感器107设置在与方向盘101连接的转向轴103上。当驾驶员操纵方向盘101时，检测方向盘的角度传感器105和扭矩传感器107将电信号传送到电子控制装置(ecu)110。电子控制装置110将操作信号值传送到驱动电机120。
30.电子控制装置110基于从角度传感器105和扭矩传感器107输入的电信号值以及从安装在车辆上的其他传感器接收到的电信号值来控制驱动电机120的操作电流值。
31.在本公开的实施例的附图中，为了便于说明，作为示例，简要示出了角度传感器105、扭矩传感器107、车速传感器102、电机旋转角传感器106。然而，可以提供用于将转向信息传输到电子控制装置110的各种雷达、激光雷达、相机图像传感器等，并且将省略对这些各种传感器的详细描述。
32.驱动电机120可以包括第一驱动电机120a和第二驱动电机120b。驱动电机120通过减速器130操作连接到扇形轴203的摇杆臂(pitman arm)131，使得连接到摇杆臂131的连杆111连接到车轮119l和119r，并且车轮119l和119r通过连接到的连杆115和117转向。
33.滚珠螺杆210具有形成在外周面上的外螺纹槽211，并且上端联接到转向轴103以与转向轴103一起旋转。
34.联接到滚珠螺杆210的外周侧的滚珠螺母220具有形成在外周面上的齿轮部226，并且与滚珠螺杆210的外螺纹槽211相对应的内螺纹槽221形成在滚珠螺母220的内周面上。因此，滚珠螺母220经由滚珠207联接到滚珠螺杆210并沿轴向方向滑动。
35.沿与滚珠螺母220的旋转轴垂直的方向设置的扇形轴203在外周面上设置有联接到滚珠螺母220的齿轮部226的轴齿轮203a。当滚珠螺母220沿轴向方向滑动时，扇形轴203在旋转的同时操作摇杆臂131。
36.而且，联接到滚珠螺母220的外周面的滑动支撑构件230与滚珠螺母220一起沿轴
向方向滑动，并被支撑在外壳135的内周面上。
37.滚珠螺母220形成为具有形成在内周面上的内螺纹槽221的柱形形状，并且在外周面的一侧和另一侧上在彼此相对的位置处设置有切割面223a和223b。另外，一个切割面223a和另一切割面223b连接到周向面，并且设置了联接到滑动支撑构件230的支撑面225。
38.也就是说，滚珠螺母220具有形成在外周面的相对的位置处的切割面223a和223b，齿轮部226形成在其余外周面的一侧，并且支撑面225形成在与其相对的另一侧。
39.与外螺纹槽211和内螺纹槽221连通的第一连通孔227a和第二连通孔227b设置在沿切割面223a的轴向方向的一侧和另一侧。并且滚珠循环管240的一端241-1和另一端241-2联接到第一连通孔227a和第二连通孔227b。
40.滚珠循环管240的一端241-1和另一端241-2沿垂直于切割面223a的方向形成，使得一端241-1和另一端241-2插入第一连通孔227a和第二连通孔227b中。连接滚珠循环管240的一端241-1和另一端241-2的连接部243沿与切割面223a平行的方向形成，并被支撑和安装在切割面223a上。
41.另外，滚珠支撑部241a形成在滚珠循环管240的一端241-1和另一端241-2。滚珠支撑部241a以楔形形状从一端241-1和另一端241-2突出，并沿与内螺纹槽221的螺旋方向相同的方向设置。因此，减轻了滚珠207通过第一连通孔227a和第二连通孔227b流入内螺纹槽221时的冲击，并且在滚珠207循环时产生平滑的循环而没有拥塞感。
42.而且，第一连通孔227a和第二连通孔227b设置在切割面223a的对角位置处。
43.因此，当滚珠沿内螺纹槽221和外螺纹槽211移动时，滚珠通过滚珠循环管240穿过第一连通孔227a和第二连通孔227b。然后，滚珠再次沿着滚珠螺母220的内螺纹槽221和滚珠螺杆210的外螺纹槽211循环。
44.用于固定滚珠循环管240的固定构件250联接到滚珠螺母220的切割面223a。
45.固定构件250包括具有联接到切割面223a的两端的固定法兰255、以及在固定法兰255之间弯曲以环绕滚珠循环管240的外表面并与之紧密接触的紧密接触部253。
46.另外，固定法兰255上设置有通孔251，固定构件270穿过通孔251，并且固定槽222设置在滚珠螺母220的切割面223a上的、与固定法兰255的通孔251相对应的位置处。因此，滚珠循环管240和固定构件250通过通孔251和固定槽222由固定构件270固定。
47.滑动支撑构件230在支撑面225上沿轴向方向两侧间隔开，并且两个或更多个滑动支撑构件230可以联接到支撑面225。
48.另外，沿轴向方向形成的固定槽224形成在切割面223a和223b的周向端，并且滑动支撑构件230的两端联接到固定槽224。
49.固定槽224形成为在切割面223a、223b的两端沿轴向方向开口。
50.滑动支撑构件230包括弯曲部235，其形成为具有与支撑面225相同的曲率，使得弯曲部235与支撑面225紧密接触并与其联接。弯曲部235的两端中的每一端都设置有锁定部237，锁定部237被弯曲以分别插入到固定槽224中。
51.滑动支撑构件230的锁定部237在弯曲部235上呈圆形弯曲，并且端部形成为垂直于切割面223a和223b并插入到固定槽224中以防止锁定部237分离。在组装期间，锁定部237通过固定槽224的开口部沿滚珠螺母220的轴向方向移动并进行组装。
52.另一方面，滚珠螺母220的支撑面225设置有一个或多个座槽229，滑动支撑构件
230插入到座槽229中。
53.座槽229从滚珠螺母220的支撑面225径向凹陷，并且沿支撑面225的轴向方向两侧间隔开，并且可以设置两个或更多个座槽229。滑动支撑构件230可以分别联接到座槽229中的每一个。
54.座槽229的深度“d”形成为小于滑动支撑构件230的厚度。因此，在滑动支撑构件230联接到座槽229的状态下，滑动支撑构件230从支撑面225突出并且由外壳135支撑。
55.滑动支撑构件230包括联接到座槽229的弯曲部235以及设置在弯曲部235的两端并连接到固定槽224的锁定部237。
56.滑动支撑构件230的锁定部237联接到固定槽224，滑动支撑构件230的弯曲部235置于并固定在座槽229中。
57.另外，座槽229和固定槽224中的每一个的端部形成为彼此间隔开，使得锁定部237不分离。
58.在根据本公开的实施例的电动动力转向装置中，除了从角度传感器105和扭矩传感器107传输的电信号之外，电子控制装置110还基于从车速传感器104、电机旋转角传感器106等输入的电信号值控制驱动电机120的操作电流值。
59.转向轴103可以包括输入轴201和输出轴204，并且由连接到驱动电机120的减速器130旋转。当根据车辆的引擎室的布局而一体式设置转向轴103时，转向轴103本身可以是输入轴201。而且，当两个或更多个转向轴103通过万向节等弯曲时，转向轴103可以联接到输入轴201。
60.而且，输入轴201和输出轴204是中空的，并且扭杆202与内部空间联接。用于检测在驾驶员操纵方向盘时产生的转向扭矩的扭矩传感器设置在输入轴201的外周侧。
61.并且，为了防止驱动电机120在发生故障时无法转向，驱动电机120可以包括第一驱动电机120a和第二驱动电机120b。
62.减速器130包括分别与第一驱动电机120a和第二驱动电机120b联接以旋转的第一齿轮构件205a和第二齿轮构件205b，以及第三齿轮构件207，第三齿轮构件207联接到第一齿轮构件205a和第二齿轮构件205b以在第一驱动电机120a和第二驱动电机120b旋转时使输出轴204旋转。
63.第一齿轮构件205a和第二齿轮构件205b分别连接到第一驱动电机120a和第二驱动电机120b的轴，并与第三齿轮构件207联动旋转。此处，第一齿轮构件205a、第二齿轮构件205b和第三齿轮构件207可以是蜗杆和蜗轮齿轮或者锥齿轮等。在本公开中，示出蜗杆和蜗轮齿轮作为示例。
64.在滚珠螺杆210的上端与外壳135之间设置有用于支撑滚珠螺杆210的旋转的第一旋转支撑构件208。在滚珠螺杆210的下端与外壳135之间设置有用于支撑滚珠螺杆210的旋转的第二旋转支撑构件209。
65.另外，在一些情况下，当电机中的一个无法运行或者当需要更大的转向力时，电子控制装置可以针对另一电机产生更高的输出。
66.也就是说，电子控制装置比较由检测第一驱动电机120a和第二驱动电机120b中的每一个的运行状态的电机旋转角传感器106检测到的信号与预设数据。而且，当确定电机中的一个无法运行或发生故障时，电子控制装置可以相应地增大或减小另一电机的输出。
67.如上所述，根据本公开的实施例，在与乘用车相比需要相对较大的转向力的卡车或公共汽车的情况下，通过减速器传递放大的转向扭矩，并且可以通过改善诸如滚珠螺母、滚珠螺杆、扇形轴、外壳等动力传递部件的耐久性来提高驾驶员的便利性。
68.以上描述被示出使得本领域的任意技术人员能够实现和使用本公开的技术思想，并且以上描述已经在特定应用及其要求的上下文中提供。对所描述的实施例的各种修改、添加和替换对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且本文定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下应用于其他实施例和应用。以上描述和附图仅出于说明性目的提供本公开的技术思想的示例。也就是说，所公开的实施例旨在示出本公开的技术思想的范围。因此，本公开的范围不限于所示的实施例，而是符合与权利要求书一致的最宽范围。本公开的保护范围应基于所附权利要求书来解释，并且凡属于其等同范围内的技术思想均应解释为包括在本公开的范围内。