带式电动转向装置.pdf

本发明公开了一种带式电动转向装置，其包括：齿轮箱壳体，其包封着齿条和滚珠丝杠；电机皮带轮壳体，其联结到齿轮箱壳体上且包封着电机；用于将电机的转动力传递到齿条杆上的带体；和锁紧垫圈，其夹入在螺栓头和齿轮箱壳体之间，用于防止当电机皮带轮壳体联结到齿轮箱壳体上时螺栓发生松动。

1.  一种带式电动转向装置，其包括：
齿轮箱壳体，其包封着齿条和滚珠丝杠；
电机皮带轮壳体，其联结到齿轮箱壳体上且包封着电机；
用于将电机的转动力传递到齿条杆上的带体；和
锁紧垫圈，其夹入在螺栓头和齿轮箱壳体之间，用于防止当电机皮带轮壳体联结到齿轮箱壳体上时螺栓发生松动。

2.  如权利要求1所述的带式电动转向装置，其中：锯齿形的第一突起形成在齿轮箱壳体的螺栓导向孔的两个边缘处，其中电机皮带轮壳体联结到该齿轮箱壳体上；并且，方形垫圈夹入在螺栓头和齿轮箱壳体之间，且具有分别与第一突起相接合的第二突起。

3.  如权利要求1所述的带式电动转向装置，其中：锁紧垫圈是盘形弹簧垫圈、C形弹簧垫圈、外齿垫圈、内齿垫圈和盘形垫圈之一。

4.  如权利要求2所述的带式电动转向装置，其中：锁紧垫圈是盘形弹簧垫圈、C形弹簧垫圈、外齿垫圈、内齿垫圈和盘形垫圈之一。

带式电动转向装置
技术领域
本发明涉及一种带式电动转向装置。更具体地说，本发明涉及这样一种带式电动转向装置，其中电机皮带轮壳体和齿轮箱壳体通过螺栓进行连接且可防止螺栓松动，进而可防止电机皮带轮壳体偏倾。
背景技术
通常地，使用液压泵的液压力的液压转向装置用作机动车的动力转向装置。自从1990年以来，使用电机的电动转向装置最终普及开来。
在传统的液压转向装置中，液压泵(其作为动力源，协助产生液压转向装置用的动力)由机动车发动机来操作，且不管方向盘如何转动总是耗费能量。另一方面，在电动转向装置中，如果方向盘转动且产生转矩，则由电能所操作的电机会提供转向助力(assisting power)。因此，当使用电动转向装置时，与液压转向装置相比有可能提高能量效率。
图1是机动车用的传统电动转向装置结构的示意图。
如图1所示，传统电动转向装置包括从方向盘101延伸到两侧车轮108的转向系统100，和用于提供转向动力的助力机构120。
转向系统100包括转向轴，其一端连接到方向盘101上以连同方向盘101一同转动，且另一端通过一对万向节103连接到小齿轮轴104。此外，小齿轮轴104通过齿条-齿轮传动机构105连接到齿条杆109上，同时齿条杆109的两端分别通过系杆106和转向节臂107连接到机动车的两个车轮上。
齿条-齿轮传动机构105具有安装在小齿轮轴104上的小齿轮111和安装在齿轮杆109一端周面上并与小齿轮111相啮合的齿条112。当驾驶员操作方向盘101时，在转向系统100中产生转矩，且使得齿条-齿轮传动机构105和系杆106对车轮108进行转向。
助力机构120包括：转矩传感器121，用于感应被驾驶员施加到方向盘101上的转矩，从而与被感应转矩成比例地输出电信号；电控单元123，用来产生取决于从转矩传感器121所传递电信号的控制信号；电机130，用于根据从电控单元123传递的控制信号而产生转向动力；和带式动力传递装置140，用于将电机130产生的助力通过带体传递至齿条杆109。
相应地，在电动转向装置中，由方向盘101所产生的转矩通过齿条-齿轮传动机构105传递给齿条杆109。取决于所产生的转矩由电机130而产生的转动助力通过滚珠丝杠150传递至齿条杆109。换句话说，齿条杆在转向系统100中产生的转矩和电机130所产生的助力的作用下沿其轴向移动。
图2是机动车用的传统电动转向装置的剖视图。
如图2所示，用于机动车的传统动力转向机构包括：齿条杆109，其横跨机动车而延伸且具有安装其外周面上的齿条；小齿轮轴104，其具有与齿条相啮合的小齿轮；滚珠丝杠单元150，其具有滚珠210、滚珠丝杠203和通过滚珠201与滚珠丝杠203相啮合的滚珠螺母205；带式动力传递机构140，其将滚珠螺母205连接到电机轴221上；和电机130。此外，电机皮带轮壳体240包封着电机，且通过螺栓连接固定到齿轮箱壳体250。
小齿轮轴104通过转向轴连接到方向盘上，且齿条杆109容纳在齿条壳体223中，其中该齿条杆109具有在其一端形成有预定长度的螺纹。
滚珠丝杠单元150包括滚珠螺母205和滚珠201，其中滚珠螺母205被形成为与齿条杆109同轴且包封着齿条杆109，并且滚珠201布置在齿条杆109的外周面上并接触滚珠丝杠203。滚珠螺母205随着电机轴221的转动而转动。轴承207夹入在滚珠螺母205的外表面和齿条壳体223的内表面之间，以使得滚珠螺母205平滑地旋转。
带式动力传递装置140包括将电机轴221连接到滚珠螺母205上的带体230，且将从转向动力(其与施加到方向盘上的转向转矩成比例地从电机130产生)通过滚珠螺母205传递至齿条杆109。换句话说，随着电机轴221转动，滚珠螺母205通过经带体230接收电机轴221的转动力而旋转。当滚珠螺母205转动时，齿条杆109直地沿齿条杆109的轴线方向移动。
图3是机动车用的传统电动转向装置的电机皮带轮壳体和齿轮箱壳体的侧视图。
通过使用螺栓将电机皮带轮壳体240连接到齿轮箱壳体250上，使得电机固定到齿轮箱壳体250上。在车轮的转向过程中，电机221旋转以操作带体230，进而使得滚珠螺母205旋转。这样，带体230的拉紧施加到电机轴221和设置有滚珠螺母205的齿条杆109上，以使得电机轴221和齿条杆109的力朝向彼此地拉动电机轴221和齿条杆109。该力集中于皮带轮壳体240和齿轮箱壳体250的螺栓联结部分，从而该螺栓联结部分机械强度被削弱。此外，在车轮的转向过程中，电机轴221旋转同时产生振动和冲击等，会使得螺栓松动。结果产生了这样一个缺点：电机轴221朝向设置有滚珠螺母205的齿条杆109方向移动，从而减少了带体230的拉紧程度，进而使得带体230和皮带之间产生了噪音以及会破坏带体230。
发明内容
相应地，本发明的致力于解决现有技术中存在的上述问题，且本发明的一个目的是提供一种带式电动转向装置，其具有电机皮带轮壳体的组合结构，该组合结构在电机皮带轮壳体利用螺栓联结到齿轮箱壳体时能够防止螺栓松动和电机皮带轮壳体偏斜。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种带式电动转向装置，其包括：齿轮箱壳体，其包封着齿条和滚珠丝杠；电机皮带轮壳体，其联结到齿轮箱壳体上且包封着电机；用于将电机的转动力传递到齿条杆上的带体；和锁紧垫圈，其夹入在螺栓头和齿轮箱壳体之间，用于防止当电机皮带轮壳体联结到齿轮箱壳体上时螺栓发生松动。
附图说明
本发明的上述和其它目标、特征和优点通过以下参照附图所做的详细说明而变得更清楚，其中：
图1是机动车用的传统电动转向装置结构的示意图；
图2是机动车用的传统电动转向装置的剖视图；
图3是机动车用的传统电动转向装置的电机皮带轮壳体和齿轮箱壳体的侧视图；
图4是根据本发明第一实施例的、图3中的椭圆B所标记部分的局部剖视图；
图5A是根据本发明第二实施例的、图3中的椭圆B所标记部分的前视图；
图5B是根据本发明第二实施例的、图3中的椭圆B所标记部分的侧视图；且
图6显示了用于防止图4和5B中螺栓松动的垫圈。
具体实施方式
以下将参考附图来描述本发明的优选实施例。在以下的描述和附图中，相同的附图标记代表相同或相似的部件，且将省略对于相同或相似的部件的重复描述。
图4是根据本发明第一实施例的、图3中的椭圆B所标记部分的局部剖视图。在图4中，显示了利用螺栓而组合起来的电机皮带轮壳体240和齿轮箱壳体250，其中锁紧垫圈430夹在螺栓头410和齿轮箱壳体250之间。
图5A是根据本发明第二实施例的、图3中的椭圆B所标记部分的前视图，且图5B是根据本发明第二实施例的、图3中的椭圆B所标记部分的侧视图。
带体230的拉紧产生了沿图5B中箭头所示方向作用于电机皮带轮壳体240(其通过螺栓安装且固定到齿轮箱壳体250)上的力。第一突起500形成在导向孔350的两侧边缘处以防止电机皮带轮壳体240沿图5B中所标示的方向移动。块状垫圈510设置在螺栓头410和齿轮箱壳体250之间，且具有形成于其表面上的第二突起530和形成与其中央部分处的螺栓孔。锁紧垫圈430夹入在螺栓头410和块状垫圈510之间，以利用形成在齿轮箱250的导向孔350的两侧边缘处的第一突起500和形成在块状垫圈510上的第二突起530来防止电机皮带轮壳体240移动。此外，锁紧垫圈430夹入在螺栓头410和块状垫圈510之间，以防止螺栓400由于在机动车的操作过程中所产生的振动而松动。
图6显示了用于防止图4和5B中螺栓松动的垫圈。
垫圈通常用于防止由于螺栓或螺母的联结力导致螺栓头或螺母破坏将联结的物体，或防止由于机械振动导致联结的螺栓或螺母松动。
由金属材料制成的“炸面圈”形的平垫圈通常用作防止材料破坏的垫圈。以下垫圈主要用作防止螺栓松动的垫圈40，例如：通过切割盘簧的一部分而制成的C形弹簧垫圈600，具有盘形形状的盘形弹簧垫圈610，在内周上形成有内齿的内齿垫圈620，在外周上形成有外齿的外齿垫圈630，在内外周上形成有内外齿的内外齿垫圈640，和在外周上形成有突起的盘形垫圈650。
如上所述，根据本发明，电机皮带轮壳体通过使用锁紧垫圈和类似物联结到齿轮箱壳体上，进而有可能防止螺栓松动和电机轴移动到带有滚珠螺母的齿条杆。因此，具有这样一个优势，即可提前防止带体拉紧度减小和噪音的生成以及对带体的损害。
尽管已经出于示例的目的描述了本发明的优选实施例，但是本领域的熟练技术人员能够在不偏离后附权利要求书所限定的本发明范围和主旨的情况下做出各种修改、变更和替换。