车辆转向设备的制作方法

实施方式涉及一种车辆转向设备，更具体地，涉及一种具有这样的结构的车辆转向设备，借助该结构能够提高传感器转子对热和磨损的耐久性，能够防止传感器转子的平坦度在将传感器转子联接至转向轴的敛缝期间降低从而能够更精确地检测驾驶员的转向扭矩，能够简化制造过程，并且能够降低制造成本。

背景技术：

转向轴包括：连接至方向盘的输入轴；连接至与齿条接合的小齿轮轴的输出轴；以及连接输入轴和输出轴的扭杆。扭矩传感器和转子连接至输入轴和输出轴中的每一者，以检测响应于驾驶员操纵方向盘而产生的扭矩，并将表示扭矩的信号传输至电控单元(ecu)。以这种方式，能够改善驾驶员的操纵感、车辆的可靠性等。

也就是说，当驾驶员通过操纵方向盘旋转输入轴时，扭杆以预定角度倾斜，使得输入轴和输出轴之间具有相位差，然后根据扭杆的强度计算转向扭矩。

通过检测相对于转子的相位差的扭矩传感器获得输入轴和输出轴之间的相位差。转子包括面向扭矩传感器的叶片以及联接至叶片和输出轴的套筒。

然而，在现有技术的转向设备中，由塑料形成的套管和由钢形成的叶片通过模制而连接，这可能导致复杂的制造过程。特别地，由塑料形成的套管可能在高温环境中变形或磨损，并且转子的平坦度可能降低。因此，可能无法获得精确的相位差，这是有问题的。

另选地，在现有技术的转向设备中，套筒和叶片分别由钢形成，然后通过焊接而联接。然而，即使在这种情况下，制造过程也可能是复杂的。特别地，在敛缝期间可能降低套筒的平坦度，从而可能无法获得精确的相位差，这是有问题的。

技术实现要素：

各个方面提供了一种车辆转向设备，其具有这样一种结构，借助该结构能够提高传感器转子对热和磨损的耐久性，能够防止传感器转子的平坦度在将传感器转子联接至转向轴的敛缝期间降低从而能够更精确地检测驾驶员的转向扭矩，能够简化制造过程，并且能够降低制造成本。

本公开的目的不限于上述描述，并且本公开所属技术领域的普通技术人员将从下文提供的描述中清楚地理解本文未明确公开的其他目的。

根据一个方面，一种车辆转向设备可包括：第一轴，扭杆的一端及扭矩传感器联接至所述第一轴；第二轴，所述扭杆的另一端联接至所述第二轴，所述第二轴的一个端部的外周表面中具有凹口；以及传感器转子，该传感器转子包括：环形主体，该主体联接至所述第二轴的所述一个端部的所述外周表面，在所述主体的内周表面中设置有在一个轴向方向上敞开的阶梯部分；以及叶片，所述叶片从所述主体的外周部分突出成面对所述扭矩传感器。

根据示例性实施方式，能够提高传感器转子对热和磨损的耐久性，能够防止传感器转子的平坦度在用于将传感器转子联接到转向轴的敛缝期间降低，从而能够更精确地检测驾驶员的转向扭矩，能够简化制造过程，并且能够降低制造成本。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其他目的、特征和优点，在附图中：

图1是示出根据实施方式的车辆转向设备的分解立体图；

图2和图3是示出图1中所示的车辆转向设备的部分的立体图；

图4和图5是示出根据实施方式的车辆转向设备的部分的立体图；

图6至图9是示出根据实施方式的车辆转向设备的剖视图；

图10是示出根据实施方式的车辆转向设备的分解立体图；

图11是示出图10中所示的车辆转向设备的剖视图；

图12至图13是示出根据实施方式的车辆转向设备的立体图；以及

图14是示出图12中所示的车辆转向设备的部分的组件的剖视图。

具体实施方式

在以下对本公开的实施例或实施方式的描述中，将参考附图，在附图中以图示的方式示出了可以实施的具体实施例或实施方式，并且其中相同的附图标记和标号即使在彼此不同的附图中示出也可以用于表示相同或相似的部件。此外，在本公开的实施例或实施方式的以下描述中，当确定描述可能使得本公开的一些实施方式中的主题相当不清楚时，将省略对本文中包含的公知功能和部件的详细描述。本文中使用的诸如“包括”、“具有”、“包含”、“构成”、“组成”和“由......形成”之类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。如本文中所用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式旨在包括复数形式。

本文中可以使用诸如“第一”、“第二”、“a”、“b”、“(a)”或“(b)”的术语来描述本公开的元件。这些术语中的每一个均不用于定义元件的本质、顺序、次序或数量等，而仅用于将对应元件与其他元件区分开。

当提到第一元件与第二元件“连接或联接”、“接触或重叠”等时，应该解释为，不仅第一元件与第二元件可以“直接连接或联接”或者“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。

当时间相关的术语(例如“在……之后”、“继……之后”、“接着”、“之前”等)用于描述元件或构造的过程或操作或者操作、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或非顺序的过程或操作，除非一起使用术语“直接”或“立即”。

此外，当提到任何尺寸、相对大小等时，即使未详细说明相关描述也应该考虑元件或特征的数值或相应的信息(例如，水平、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)导致的公差或误差范围。此外，术语“可以”完全包含术语“能够”的所有含义。

图1是示出根据实施方式的车辆转向设备的分解立体图，图2和图3是示出图1中所示的车辆转向设备的部分的立体图，图4和图5是示出根据实施方式的车辆转向设备的部分的立体图，图6至图9是示出根据实施方式的车辆转向设备的剖视图，图10是示出根据实施方式的车辆转向设备的分解立体图，图11是示出图10中所示的车辆转向设备的剖视图，图12至图13是示出根据实施方式的车辆转向设备的立体图，并且图14是示出图12中所示的车辆转向设备的部分的组件的剖视图。

参照图1至图14，根据实施方式的车辆转向设备100包括：第一轴103，扭杆107的一端和扭矩传感器120联接至第一轴103；第二轴105，扭杆107的另一端联接至第二轴105，第二轴105在其一个端部的外周表面中具有凹口133；以及传感器转子110，该传感器转子110包括：环形主体111，该环形主体111联接至第二轴105的所述一个端部的外周表面，该环形主体111的内周表面中设置有在一个轴向方向上敞开的阶梯部分；以及叶片113，所述叶片113从主体111的外周部分突出成面对扭矩传感器120。

第一轴103和第二轴105中的一者连接至待由驾驶员旋转的方向盘101。由驾驶员操纵方向盘101产生的扭矩由传感器转子110和扭矩传感器120测量。

在下文中，为了简洁起见，方向盘101将被描述为连接至第一轴103(如图中所示)。然而，本公开不限于此。

第一轴103和第二轴105中的每一者均具有中空结构，并且扭杆107装配到第一轴103和第二轴105中并且联接至第一轴103和第二轴105。

联轴器150在径向延伸穿过装配到第一轴103和第二轴105中的扭杆107的一端和另一端的同时联接至扭杆107的一端和另一端，使得扭杆107的一端和另一端分别固定至第一轴103和第二轴105，从而与第一轴103和第二轴105一起旋转。

第一轴103可以装配到第二轴105中，使得第一轴103和第二轴105经由轴承140彼此联接。也就是说，轴承140设置在第一轴103的外周表面和第二轴105的内周表面之间。

轴承140可以实施成具有抵抗径向载荷的高强度水平的滚针轴承。

当经由轴承140联接的第一轴103和第二轴105旋转时，联接至第一轴103的扭矩传感器120可以基于相对于联接至第二轴105的传感器转子110的相位差检测第一轴103和第二轴105之间的相位差，使得可以基于检测到的相位差和扭杆107的强度之间的关系来计算驾驶员的转向扭矩。

也就是说，当响应于第一轴103被驾驶员操纵而将扭矩传递至第二轴105时，扭杆107倾斜，从而导致联接至扭杆107的一端的第一轴103和联接至扭杆107的另一端的第二轴105之间的相位差，使得扭矩传感器120检测第一轴103和第二轴105之间的相位差。

传感器转子110包括：环形主体111，其联接至第二轴105的外周表面；以及叶片113，其从主体111的外周部分突出。叶片113联接至第二轴105以面对扭矩传感器120。

如图中所示，每个叶片113均可以构造成使得其径向宽度随着径向向外延伸而增大。叶片113在一个轴向方向上面向扭矩传感器120的侧表面设置成限定单个平面。扭矩传感器120检测叶片113的位置变化，以检测通过扭杆107的倾斜产生的第一轴103和第二轴105之间的相位差。

扭矩传感器120基于检测到的相位差将电信号传递至设置在车辆中的电子控制装置(ecu，未示出)，并且电子控制装置基于所接收的电信号产生控制信号以控制设置在车辆中的马达等，从而能够改善驾驶员的操纵感、车辆的可靠性等。

传感器转子110由诸如钢之类的金属形成，以具有对热和磨损的高度的耐久性。这可以防止传感器转子110由于在第一轴103和第二轴105的旋转期间发生的热或摩擦而变形，从而可以维持传感器转子110面向扭矩传感器120的一个轴向侧表面的平坦度。扭矩传感器120可以更精确地检测第一轴103和第二轴105之间的相位差。

另外，因为主体111和叶片113一体化制造，所以去除了组装过程，从而便利于制造过程并降低制造成本。

传感器转子110可以压配合并联接至第二轴105。

这里，第二轴105可以包括凸缘形支撑件135，凸缘形支撑件135从第二轴105的外周表面突出并支撑在主体111的另一侧表面上，以通过限制传感器转子110压配合的轴向距离而确定传感器转子110的联接位置。

也就是说，如图中所示，支撑件135从第二轴105的外周表面径向突出。当传感器转子110轴向压配合时，传感器转子110的联接位置由主体111的另一侧表面支撑在支撑件135上确定。

此外，参照图2，主体111可以具有从其另一个轴向侧表面突出的突起201，以支撑在第二轴105的外周表面上。

阶梯部分131(131a，131b)设置在主体111的内周表面中，传感器转子110的支撑在第二轴105的外周表面上的面积减小，并且主体111的轴向厚度减小。传感器转子110可以由于在第二轴105的压配合期间施加到其上的压力而变形，叶片113的平坦度可能降低，并且扭矩传感器120的精度可能降低。为了防止这些问题，提供突起201。

也就是说，从主体111的另一侧表面突出的突起201可以在传感器转子110压配合在第二轴105周围期间增加传感器转子110的支撑在第二轴105的外周表面上的面积，并且可以增加主体111的支撑在第二轴105上的部分的轴向厚度，从而提高装配的可靠性。

因为突起201从主体111的另一侧表面轴向突出，所以当传感器转子110压配合到第二轴105的外周表面中时，突起201的远端支撑在支撑件135上。

突起201可以是沿周向方向延伸的环形突起。换句话说，突起201的内径与主体111的内径相同，使得传感器转子110可以均匀地支撑在第二轴105的外周表面上。

另外，阶梯部分131b可以是通过在主体111的一个轴向侧表面中增加主体111的内径而提供的环形阶梯部分。主体111构造成使得一个侧表面凹陷，而另一侧表面突出。以这种方式，突起201和阶梯部分131b两者可以通过单个过程同时被制造，从而简化了制造过程，同时降低了制造成本。

此外，可以在第二轴105中设置有凹口133，并且突起301可以从主体111的内周表面突出以装配到凹口133中，以便固定压配合到第二轴105的外周表面中的传感器转子110使其不沿周向方向移动。

具体地，扭矩传感器120必须固定至第一轴103，并且传感器转子110必须固定至第二轴105，使得扭矩传感器120可以基于相对于传感器转子110的相位差检测第一轴103和第二轴105之间的相位差。如果传感器转子110沿着第二轴105的外周表面滑动而不是沿周向方向固定，则扭矩传感器120不能精确地检测第一轴103和第二轴105之间的相位差。

因此，设置凹口133和突起301以将传感器转子110沿周向方向固定在第二轴105的外周表面上。

如稍后将描述的，可以通过在将传感器转子110压配合到第二轴105中之后对主体111进行敛缝来设置突起301。当主体111被敛缝并且塑性变形时，叶片113的平坦度由于诸如叶片113的扭曲之类的位置的微小变化而降低，从而降低扭矩传感器120的精度。为了防止这个问题，可以通过对阶梯部分131敛缝来提供突起301。

也就是说，因为阶梯部分131在一个轴向方向上敞开的同时在主体111的内周表面中呈阶梯状，所以阶梯部分131的一个轴向侧表面被敛缝，从而形成待装配到凹口133中的突起301。

因为在相对于由叶片113限定的平面呈阶梯状的阶梯部分131的一个轴向侧表面上进行敛缝，所以叶片113的平坦度不受敛缝的影响，因此，不降低扭矩传感器120的精度。

如图3中所示，阶梯部分131a可以设置在与凹口133对应的位置中。

通过使第二轴105的外周表面的一部分凹陷而提供凹口133。通过在阶梯部分131a对应于凹口133的位置中敛缝从而形成突起301而为凹口133提供突起301。

另选地，如图4中所示，可以通过增加内周表面的内径来提供阶梯部分131b。

也就是说，可以通过增加主体111的一个轴向侧的内周表面的内径以与第二轴105的外周表面间隔开来提供阶梯部分131b。阶梯部分131b可以是沿周向方向延伸的环形部分，而不是设置在与凹口133对应的位置中。

如图5中所示，因为提供了环形阶梯部分131b，所以传感器转子110可以不管凹口133的位置如何而装配到第二轴105中。通过将阶梯部分131b的待装配到凹口133中的部分敛缝来提供突起301，使得传感器转子110在周向方向上固定在第二轴105的外周表面上。

这里，在通过增加主体111的内周表面的内径而在主体111的一个轴向侧表面上提供阶梯部分131b并且在另一侧表面上提供环形突起201(如上所述)的情况下，可以通过冲压加工等一体地提供阶梯部分131b和突起201。因此，可以简化制造过程并降低制造成本。

冲压加工是通过使用模具压制一块金属片而使这块金属变形成预期形状的过程。换句话说，当通过按压主体111的内周部分来提供阶梯部分131b时，突起201在另一侧突出。以这种方式，可以以简单的方式同时形成阶梯部分131b和突起201，从而简化了制造过程并降低了制造成本。

此外，参照图6至图8，凹口133可以延伸至第二轴105的一个远端。换句话说，凹口133形成为在一个轴向方向上敞开。

因为凹口133在一个轴向方向上是敞开的，所以在传感器转子110压配合到第二轴105中之后，可以通过将阶梯部分131轴向敛缝来提供装配到凹口133中的突起301。

凹口133上可以形成有斜面133a，并且阶梯部分131可以被敛缝，从而允许突起301被支撑在斜面133a上。另选地，台阶部分133b可以形成在凹口133上，从而允许突起301坐置于台阶部分133b上。

也就是说，突起301构造成径向地且轴向地支撑在凹口133内，使得传感器转子110可以固定在第二轴105的外周表面上。

如图中所示，当通过将阶梯部分131敛缝而形成突起301时，可以在阶梯部分131中形成轴向呈阶梯状的第一凹陷部701和801或轴向凹陷的第二凹陷部703和803。如上所述，因为第一凹陷部701和801或第二凹陷部703和803设置在相对于由叶片113限定的平面呈阶梯状的阶梯部分131上，所以敛缝不会降低叶片113的平坦部分的平坦度或扭矩传感器120的精度。

另外，如上所述，连接至方向盘101的第一轴103是接收驾驶员的转向扭矩的输入轴。第二轴105可以是联接至与蜗杆轴1101接合的蜗轮1003的输出轴，或者可以是与齿条杆1201接合的小齿轮轴1203。

首先，如图10和图11中所示，与蜗杆轴1101接合的蜗轮1003可以联接至第二轴105。

蜗杆轴1101连接至马达以使蜗轮1003旋转。马达连接至电子控制装置，以提供辅助扭矩，辅助驾驶员产生转向扭矩。电子控制装置接收由扭矩传感器120等收集的信息并产生控制信号。

第一轴103和第二轴105经由第一轴承1103和第二轴承1105支撑到壳体1001。

另选地，如图12至图14中所示，第二轴105可以是与齿条杆1201接合的小齿轮轴1203。

也就是说，小齿轮1213设置在第二轴105的外周表面上，以与设置在齿条杆1201上的齿条1211接合。

尽管未在附图中示出，但是齿条杆1201可以在其外周表面上设置有螺纹，使得滚珠螺母与螺纹接合。旋转滚珠螺母的马达可以对齿条杆1201产生轴向辅助动力，从而辅助驾驶员产生的转向扭矩。

第一轴103与方向盘101作为一体一起旋转，并且扭矩传感器120检测相对于小齿轮轴1203的相位差并将电信号传递至控制马达的电子控制装置。

根据具有上述构造的车辆转向设备，设置在传感器转子的主体上的阶梯部分通过敛缝装配到设置在第二轴的外周表面中的凹口中，使得传感器转子沿周向方向固定在

第二轴的外周表面上。另外，相对于由面向扭矩传感器的叶片限定的平面呈阶梯状的阶梯部分被敛缝，使得叶片的平坦度不会因敛缝而降低。因此，扭矩传感器的精度不会降低。

另外，因为传感器转子由诸如钢之类的金属形成，所以能够提高传感器转子对热和磨损的耐久性。可以防止因第一轴和第二轴的旋转期间产生的热或摩擦而引起的传感器转子的变形或者扭矩传感器的精度降低。

另外，因为一体地制造传感器转子的支撑在第二轴上的主体以及传感器转子的面向扭矩传感器的叶片，所以能够去除组装过程，从而便利于制造过程并降低制造成本。

另外，设置在传感器转子上的突起增加了传感器转子的支撑在第二轴的外周表面上的面积，从而提高了装配的可靠性。因此，即使在阶梯部分设置在主体上的情况下，也能够防止传感器转子在压配合在第二轴周围的同时由于压力而变形。

另外，因为环形阶梯部分和环形突起设置在主体的一个侧表面和另一个侧表面上，所以能够通过轴向按压主体的内径部分来同时形成阶梯部分和突起，从而减少了制造过程并降低了制造成本。

提供了以上描述以使得本领域的任何技术人员能够作出和使用本公开的技术构思，并且已经在特定应用及其要求的背景下提供了以上描述。对于本领域技术人员来说，对所描述的实施方式的各种修改、添加和替换将是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文中定义的一般原理可以应用于其他实施方式和应用。以上描述和附图仅出于说明性目的提供了本公开的技术构思的实施例。也就是说，所公开的实施方式旨在说明本公开的技术构思的范围。因此，本公开的范围不限于所示的实施方式，而是被赋予与权利要求一致的最宽范围。应基于以下权利要求来解释本公开的保护范围，并且在其等同物的范围内的所有技术构思都应被解释为包括在本公开的范围内。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年9月21日提交的申请号为10-2018-0114145的韩国专利申请的优先权，出于所有目的其内容通过引用结合于此，如同在此完全阐述一样。