齿条辅助式电动转向装置的制作方法

本发明是有关于一种齿条辅助式电动转向装置,特别是有关于一种齿条辅助式电动转向装置，可以减少震颤的噪音和方向盘的阻力，所述阻力是由于一滚珠螺帽和一齿条杆的运作而产生的震动所致，或由来自路面反向输入的冲击负载所致；以及改善驾驶可靠性。

背景技术：

一般齿条辅助式电动转向装置配置包括一转向系统，具有从一方向盘到两侧车轮的结构，以及一辅助动力机构，用来供应转向辅助动力至所述转向系统。

图1是一部份剖面示意图，说明一般的齿条辅助式电动转向装置，以及图2是一部份剖面示意图，说明一般齿条辅助式电动转向装置的一部份。

一般齿条辅助式电动转向装置配置包括：一转向系统100，包括从一方向盘105到两侧车轮150的一结构；以及一辅助动力机构160，用来供应转向辅助动力至所述转向系统。

所述转向系统100配置包括一转向轴110，其上端与所述方向盘105结合且接着与所述方向盘105一起转动，其下端通过一对万向接头115与一小齿轮轴120连接。此外，所述小齿轮轴120通过一齿条小齿轮机构135连接到一齿条杆155，且所述齿条杆155的两端都通过拉杆140以及转向节臂145连接到汽车车轮150。

所述齿条小齿轮机构135是由一小齿轮125和一齿条齿轮130啮合而形成，所述小齿轮125形成于所述小齿轮轴120的下端，所述齿条齿轮130形成于所述齿条杆155的一外周面的一侧上。

所述辅助动力机构160配置包括：一扭矩传感器117，探测驾驶员施予所述方向盘105的一转向扭力藉以按所述侦测转向扭力的比例输出一电子信号；一电子控制单元(ecu)，基于从扭矩传感器117接收的所述电子信号产生一控制信号；一电动机165，基于从所述电子控制单元接收的所述控制信号产生转向辅助动力；以及一带式驱动装置170，通过一传送带210传送所述电动机165所产生的所述辅助动力至所述齿条杆155。

所述带式驱动装置170是由下述元件所组成：一电动机165，其通过所述电子控制单元(ecu)来控制；一电动机皮带轮205a，其固定于所述电动机165的一轴部165a；一传送带210，缠绕在所述电动机皮带轮205a周围；一滚珠螺帽220，支撑一齿条外壳200内侧的所述齿条杆155，所述齿条外壳200密封所述齿条杆155；以及一螺帽滑轮205b，连接至所述滚珠螺帽220的一外周面。

所述滚珠螺帽220结合至所述齿条杆155通过多个滚珠的方式旋转，从而使所述齿条杆155在所述齿条外壳200内滑动。一轴承340，用以支撑所述滚珠螺帽220的转动，是被安装于所述滚珠螺帽220的外周面上。

然而，在上述现有技术中，当所述滚珠螺帽旋转以滑动所述齿条杆，会发生所述方面盘的阻力和噪音及振动，它们是所述齿条杆、所述滚珠螺帽、所述螺帽滑轮、所述轴承以及所述齿条外壳所引起的。

此外，当所述电动机作动所述传送带，所述滚珠螺帽与所述螺帽滑轮可能会因传送到所述滚珠螺帽与所述螺帽滑轮的震动而变形或损坏，或因为从路面通过所述齿条杆传来的冲击使所述方向盘在驾驶中被锁定从而造成严重的安全问题。

技术实现要素：

因此，本发明在前述背景中作出，且具有一目的为提供一种齿条辅助式电动转向装置，可以减少震颤的噪音和方向盘的阻力，所述阻力是由于一滚珠螺帽和一齿条杆的运作而产生的震动所致，或由来自路面反向输入的冲击负载所致；以及改善驾驶可靠性。

此外，本发明的目的不限于此，本领域的技术人员都可以明显地从下面的描述理解未在上面描述的其他目的。

为达成上述目的，本发明提供一种齿条辅助式电动转向装置，其可以包括：一滚珠螺帽，配置用以通过多个滚珠结合至一齿条杆的一外周侧，所述滚珠与所述滚珠螺帽的一内周面上形成的一螺纹相结合；一螺帽滑轮，配置用以在轴向上与所述滚珠螺帽的一中央部的一外周面相结合；以及一转动支撑件，配置用以连接于所述滚珠螺帽的所述外周面和一齿条外壳之间，同时支撑所述螺帽滑轮的两侧端部。

根据本发明，一震颤噪音以及一方向盘的阻力可被减低，所述阻力是由于所述滚珠螺帽和所述齿条杆的运作而产生的震动所致，或由来自路面反向输入的冲击负载所致，以及所述滚珠螺帽和所述螺帽滑轮受损的可能性可被降低，从而改善驾驶可靠性。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

本发明的上面以及其他目的、特征及优点将通过下列详细说明及附图可以更明确，其中：

图1是一部份剖面示意图，显示一般齿条辅助式电动转向装置。

图2是一剖面示意图，显示一般齿条辅助式电动转向装置的一部份。

图3是一分解透视图，显示本发明一实施例的一齿条辅助式电动转向装置的一部份。

图4是一分解透视图，显示本发明一实施例的一齿条辅助式电动转向装置的一部份。

图5是一剖面示意图，显示本发明一实施例的一齿条辅助式电动转向装置的一部份。

图6是一剖面示意图，显示本发明一实施例的一齿条辅助式电动转向装置的一部份。

图7是一剖面示意图，显示本发明一实施例的一齿条辅助式电动转向装置的一部份。

具体实施方式

下文中将配合所附图式来详细说明本发明的实施例。而下面的说明及图式中，若可能的话，相同或类似的元件是以相同的标号来加以标示，虽然他们出现在不同的图式中。再者，在下面的本发明的说明中，在会造成本发明的混淆不清的情形下，也会省略掉并入本文的已知功能与配置方式的详细描述。

再者，第一、第二、a、b、(a)、(b)等用语可能用于本文中以说明本发明的构造元件。此类用语仅用以区别对应构造元件与另一构造元件，但并不用以限制所述对应构造元件的本质、次序或顺序。必须注意的是，若说明一构造元件“连结”、“组装”或“连接”于另一构造元件，则一第三构造元件可被“连结”、“组装”或“连接”于所述第一和第二构造元件之间，虽然所述第一构造元件可能被直接“连结”、“组装”或“连接”至所述第二构造元件。

图3是一分解透视图，显示本发明一实施例的一齿条辅助式电动转向装置的一部份。图4是一分解透视图，显示本发明一实施例的一齿条辅助式电动转向装置的一部份。图5是一剖面示意图，显示本发明一实施例的一齿条辅助式电动转向装置的一部份。图6是一剖面示意图，显示本发明一实施例的一齿条辅助式电动转向装置的一部份。图7是一剖面示意图，显示本发明一实施例的一齿条辅助式电动转向装置的一部份。

如上述图中所示，所述齿条辅助式电动转项庄正，根据本发明，可包括：一滚珠螺帽310，以多个滚珠的方式结合至一齿条杆306的一外周面，所述滚珠与所述滚珠螺帽的一内周面上形成的一螺纹310a相结合；一螺帽滑轮303，在轴向上与所述滚珠螺帽310的一中央部的一外周面相结合；以及一转动支撑件320，用以连接于所述滚珠螺帽310的外周面和一齿条外壳305之间，同时支撑所述螺帽滑轮303的两侧端部。

所述齿条辅助式电动转向装置，根据本发明，采取一驱动机构以及一被驱动机构，所述驱动机构包括一电动机(见图2中的165)，其通过一电子控制单元(ecu)来控制；一电动机皮带轮302，结合至所述电动机的一轴部(图2的165a)；以及一传送带304。

此外，所述被驱动机构包含所述滚珠螺帽310，其支撑被密封于所述齿条外壳305内侧的所述齿条杆306，以及一螺帽滑轮303，结合至所述滚珠螺帽310的外周面。

所述电动机皮带轮302连接至所述电动机，是与结合至所述齿条杆306的所述螺帽滑轮303彼此平行设置。所述传送带304缠绕于所述电动机皮带轮302和所述螺帽滑轮303，以通过所述滚珠螺帽310将所述电动机的转动力传送至所述齿条杆306，以及所述齿条杆306通过所述滚珠螺帽310的运作而左右移动，从而产生转向辅助动力。

所述滚珠螺帽310以多个滚珠(未绘示)结合至所述齿条杆306，且接着旋转以滑动所述齿条外壳305内侧的所述齿条杆306，以及用于转动所述滚珠螺帽310的所述螺帽滑轮303在轴向上与所述滚珠螺帽310的外周面相结合。所述转动支撑件320结合至所述滚珠螺帽310的所述外周面的两侧，其支撑所述滚珠螺帽310的转动，同时支撑所述螺帽滑轮303的两侧端部。

提供一动力传输结构于所述滚珠螺帽310的所述内周面以及所述齿条杆306的所述外周面上，其在轴向上滑动所述齿条杆306以产生一转向辅助力。所述动力传输结构包含：一螺纹306a，在所述齿条杆306的所述外周面上形成螺旋状，以具有一半球形或一弧形的一剖面；插入其中的多个滚珠(未绘示)；以及一螺纹310a，在所述滚珠螺帽310的所述内周面上形成螺旋状，以具有一半球形或一弧形的一剖面对应于所述齿条杆306的所述螺纹306a。

所述滚珠螺帽310是一中空管，具有一螺纹310a于其内周面上，以及一大径部311，是在轴向上自所述中央部以径向向外凸出而形成。所述螺帽滑轮连接至所述大径部311的一外周面。

所述转动支撑件320，结合至所述滚珠螺帽310的所述外周面的所述两侧，设于所述滚珠螺帽310的所述两侧端部及所述大径部311的两侧上的两个阶梯部上，从而支撑所述螺帽华轮303的所述两侧端部。

此外，一凹槽311a形成于所述滚珠螺帽310的所述大径部311的圆周方向上，以及一公差环330连接于所述滚珠螺帽与所述螺帽滑轮303之间，以于一径向上施予一弹力，从而预防所述螺帽滑轮303从所述滚珠螺帽310飞出。

所述转动支撑件320包括：一内部支撑件321，结合所述滚珠螺帽310的外周面的一阶梯部，且由所述滚珠螺帽310的外周面的阶梯部所支撑；一外部支撑件323，结合所述所述齿条外壳305的一内周面的一阶梯部，且由所述所述齿条外壳305的内周面的阶梯部所支撑；以及一滚动件325，结合于所述内部支撑件321和所述外部支撑件323之间而被转动。

此外，所述内部支撑件321与所述外部支撑件323相对的表面是形成倾斜的，以及所述滚动件325结合至倾斜的表面上。因此，即使当发生于轴向上且具有一特定角度的一外部力量通过所述齿条杆306从路面传送时，以及当所述滚珠螺帽310运作时，此一结构可以抵挡所述滚珠螺帽310的转动负载。

再者，所述内部支撑件321与所述外部支撑件323的所述倾斜的表面分别具有联接凹槽324a及324b，与所述滚动件325相结合，以及一间隙w介于所述外部支撑件323的所述联接凹槽324b与所述滚动件325之间是配置为大于所述内部支撑件321的所述连接凹槽324a和所述滚动件325之间的一间隙。

据此，即使当所述滚珠螺帽310以所述轴向为支点在一个特定的角度转动时，所述滚动件325可在所述外部支撑件323的所述联接凹槽324b内侧瞬间和每分钟地在枢轴方向上移动，从而预防所述滚动件325在所述联接凹槽324b内被卡住，或预防其冲击。

一枢轴负载发生在所述滚珠螺帽310的所述轴向为支点的一特定角度上，是由于方向盘的一逆转的这种情况中，所述传送带304的一转动方向改变使张力改变而造成(亦即，当所述方向盘的操作方向改变时)，因为所述滚珠螺帽310与所述齿条杆306的运作所致的震动，或因为自路面反向输入的冲击负载所致。在这种情况下，所述转动支撑件320，基于所述滚珠螺帽310的一内中心部的一点(p)设置于所述圆周方向上，可以继续支撑所述滚珠螺帽310。

此处，所述滚动件325可设有多个滚轴或滚珠。在所述滚动件325设有多个滚轴的情况下，如图6所示，所述滚轴325结合至一位置，在所述位置处一条连接所述滚珠螺帽310的一内中心部的一点(p)以及所述滚轴325的一中心的一虚线l在一平面上是垂直于所述滚轴的一转动轴(r)，在所述平面中所述齿条杆306与所述滚珠螺帽310的一中轴形成一直线。

此外，在所述滚动件325设有多个滚珠的情况下，其分别进入并接触所述内部支撑件321和所述外部支撑件323于多个接触点(p1和p2)，如图7所示，所述滚珠325被连接以使所述接触点(p1和p2)定位于所述虚线l上，所述虚线在一平面上连接所述滚珠螺帽310的内中心部的点(p)以及所述滚珠325的中心，在所述平面中所述齿条杆306与所述滚珠螺帽310的中轴形成一直线。

因此，虽然各种负载(如所述滚珠螺帽310和所述齿条杆306运作所导致的震动，或从路面反向输入的冲击负载)被传送到所述滚珠螺帽，一震颤噪音与一方向盘的阻力可被减低，且进一步，可预防所述滚珠螺帽310及其多个滚珠的损坏。

与此同时，所述弹性支撑件301连接于所述外部支撑件323和所述齿条外壳305之间，以于所述轴向上提供一弹力，从而牢固地支撑所述转动支撑件320的一侧及其他侧，同时吸收所述滚珠螺帽310与所述齿条杆306运作所产生的震动，或吸收从路面反向输入的冲击负载。

此外，所述弹性支撑件301可结合于所述内部支撑件321与所述大径部311之间，以在所述轴向上提供一弹力。

此处，所述弹性支撑件301被塑型成一环状薄板，所述薄板由一金属所制成，且所述弹性支撑件301以一叶片弹簧形成，其内径部与外径部的凸出长度是彼此不同的，以在所述轴向可弹性变形，从而弹性支撑所述转动支撑件320于所述轴向，同时由所述齿条外壳305所支撑。

上面所述的本发明可以减少震颤的噪音和方向盘的阻力，所述阻力是由于一滚珠螺帽和一齿条杆的运作而产生的震动所致，或由来自路面反向输入的冲击负载所致；且所述滚珠螺帽和所述螺帽滑轮受损的可能性可被降低，从而改善驾驶可靠性改善驾驶可靠性。

在上述说明中，即使已说明本发明实施例的所有结构元件是结合为一单件或结合以作为一单件来进行操作，但本发明不需受限于上述实施例。亦即，所有结构元件中的至少两个元件可以选择性加以组装及操作而不背离本发明的范围。

此外，如“包括”、“构成”及“具有”的用语含意是可以存在一个或多个相关构件，除非有特别的反面说法，否则包括一个或多个相关构件的含意是成立的。所有包含一或多技术或科学用语的术语含意相同于与同一技术领域者了解的含意，除非没有以其它方式界定。一常用术语如由字典定义者将构成一相关描述的含意，而非构成想象中的或超出正常的含意，除非本发明已明确界定。

虽然为了举例说明已描述本发明的一较佳实施例，但那些本领域的技术人员将能了解各种可能性的修改、附加以及替代仍未脱离如本权利要求所揭露的发明精神及范围。因此，本发明揭露的实施例是意图表现本发明的技术创意范畴，且本发明的权利范围并不限于所述实施例。本发明的权利范围是构筑于附上的权利要求的基础上，以这样的方式，涵盖于权利要求均等范围中的所有技术创意皆属于本发明所有。