电动助力转向装置的制作方法

本发明涉及一种电动助力转向装置。尤其特别地，本发明涉及一种电动助力转向装置，其中当驾驶员突然操作方向盘，当驾驶员造成方向盘快速碰到左右锁定端，或当从路面反向输入的强大作用(impact)被传送时，皮带张力的增强能够防止跳齿现象的发生，其中跳齿现象使得形成在电机皮带轮和螺母皮带轮上的齿及皮带发生跳动，并且一张力调节构件在无需电机或操作者的操作情况下进行滑动，以增加所述电机皮带轮、所述螺母皮带轮和所述皮带之间的啮合区域，于是，可以防止因所述皮带的齿越过(moveover)所述电机皮带轮的齿所造成的噪音、振动及皮带受损，而且增加所述皮带的路径长度以增强所述皮带的张力。

背景技术：

图1是根据现有技术的一种传统电动助力转向装置的结构示意图。图2是根据现有技术的一电机皮带轮壳体和一齿条壳体的侧视图。

如图1所示，传统电动助力转向装置包括：一转向系统100和一辅助助力装置120，所述转向系统100从方向盘101延伸至相对的车轮108；所述辅助助力装置120给所述转向系统100提供转向辅助力。

所述转向系统100包括：一转向轴102，所述转向轴102的一端连接至所述方向盘101，并且与所述方向盘101一起旋转，所述转向轴102的另一端通过一对万向节103连接至小齿轮轴104。另外，所述小齿轮轴104通过一齿条齿杆机构105连接至一齿条杆109，所述齿条杆109的相对两端通过横拉杆106和转向节臂107连接至所述车轮108。

所述齿条齿杆机构105是通过形成在所述小齿轮轴104上的小齿轮111和形成在所述齿条杆109的外周表面一侧的齿条112而形成的，其中，所述小齿轮111与所述齿条杆109彼此啮合。因此，当驾驶员操作方向盘101时，在所述转向系统100内会产生一扭矩，并且所产生的扭矩经由所述齿条齿轮机构105和所述横拉杆106以使所述车轮108转向。

所述辅助助力装置120包括：一扭矩传感器121，所述扭矩传感器121用于检测驾驶员施加在所述方向盘101上的扭矩，并且输出一与所检测到的扭矩成比例的电信号；一电子控制单元123(electroniccontrolunit，简称ecu)，所述电子控制单元123用于根据所述扭矩传感器121所传送的电信号而生成一控制信号；一电机130，所述电机130用于根据所述电子控制单元123所传送的控制信号而产生一辅助助力；以及一皮带式变速器140，所述皮带式变速器140用于将所述电机130所产生的辅助助力经由一皮带而传送至所述齿条杆109。

因此，所述电动助力转向装置是如此配置，这样，通过所述方向盘101的旋转所产生的扭矩经由所述齿条齿杆机构105而被传送至所述齿条杆109，并且所述电机130根据所产生的扭矩而产生的辅助助力通过所述皮带式变速器140并经由一滚珠丝杠单元150而被传送至所述齿条杆109。亦即，所述转向系统100所产生的扭矩和所述电机130所产生的辅助助力相互结合，使得所述齿条杆109沿轴向方向滑动。

另外，如图2所示，通过多个螺栓209使得齿轮壳体235和齿条壳体207相耦接，从而固定所述电机130，其中所述齿轮壳体235包围所述电机130。在转向之时，当一电机轴203旋转而带动一皮带143时，使得一滚珠螺母205区域旋转，并且一作用力作用于通过皮带143的张力而彼此拉动所述电机轴203和所述齿条杆109轴的方向，其中所述齿条杆109设有滚珠螺母205。

如上所述的作用力集中在介于所述齿轮壳体235和所述齿条壳体207之间的螺栓209耦接区域，其为机械上最弱的部分。由于所述电机轴203在旋转时所产生的振动和碰撞而使所述螺栓209发生松动现象，所述电机轴203朝着设有所述滚珠螺母205的齿条杆109移动，因此，减少所述皮带143的张力，进而所述皮带143的齿越过(moveover)所述驱动滑轮210。于是会产生噪音，并且所述皮带143受损，进而转向辅助力也不能被正确地传送。

上述传统电动助力转向装置存有一问题在于：当驾驶员突然操作方向盘，当驾驶员造成方向盘快速碰到左右锁定端，或当从路面反向输入的强烈作用被传送时，会发生一跳齿现象(toothjumpphenomenon)，该现象使得形成在电机皮带轮和螺母皮带轮上的齿及皮带发生跳动，这样，转向辅助力不能够被正确地传送。

另外，传统电动助力转向装置还存在一问题在于，由于耐久性而使所述皮带的张力减小，因此，所述皮带、所述电机皮带轮和所述螺母皮带轮彼此之间不能够稳定地啮合，并且啮合区域减小，进而所述皮带的齿越过所述驱动滑轮的齿。于是产生噪音和振动，并且皮带受损。

另外，在车辆运转过程中遇到紧急情况并突然执行转向的状况下，会产生跳齿现象，从而造成车辆稳定性的致命问题。

技术实现要素：

本发明的一目的在于，提供一种电动助力转向装置，当驾驶员突然操作方向盘，当驾驶员造成方向盘快速碰到左右锁定端，或当从路面反向输入的强大作用(impact)被传送时，皮带的张力得到增强，以防止一跳齿现象的发生(其中跳齿现象使得形成在电机皮带轮、螺母皮带轮上的齿和皮带发生跳动)，从而改善车辆的行驶稳定性，并且通过避免振动和噪音的发生以提供给驾驶员一种舒适转向感。

另外，本发明的另一目的在于，提供一种电动助力转向装置，一张力调节构件在无需电机或操作者的操作情况下进行滑动，以增加所述电机皮带轮、所述螺母皮带轮和所述皮带之间的啮合区域，于是，可以防止因所述皮带的齿越过所述电机皮带轮的齿所造成的噪音、振动及皮带受损，而且增加所述皮带的路径长度以增强所述皮带的张力。

本发明的目的并非仅限于上述公开的，本领域技术人员可以通过以下描述而清楚地理解本发明的其他目的。

根据本发明，提供一种电动助力转向装置。所述电动助力转向装置包括：一齿条壳体，其包括一滑动凹槽，所述滑动凹槽形成在一电机耦接孔和一滚珠螺母耦接孔之间，其中在所述电机耦接孔内安装一电机皮带轮，在所述滚珠螺母耦接孔内安装一螺母皮带轮，所述滑动凹槽形成为沿垂直于安装有皮带的纵向方向上延伸；以及一张力调节构件，所述张力调节构件包括：一中间轴，所述中间轴的一端插入至所述滑动凹槽，所述中间轴的另一端耦接至一连接构件，一对辊(rollers)耦接至所述连接构件的相对两端，以紧固所述皮带的外周表面的相对两侧，所述中间轴沿所述滑动凹槽滑动以调整所述皮带的张力。

根据本发明的一方面，当驾驶员突然操作方向盘，当驾驶员造成方向盘快速碰到左右锁定端，或当从路面反向输入的强大作用(impact)被传送时，皮带的张力得到增强，以防止一跳齿现象的发生(其中跳齿现象使得形成在电机皮带轮、螺母皮带轮上的齿及皮带发生跳动)，从而改善车辆的行驶稳定性，与此同时，通过避免振动和噪音的发生以提供给驾驶员一种舒适转向感。

另外，一张力调节构件在无需电机或操作者的操作情况下进行滑动，以增加所述电机皮带轮、所述螺母皮带轮和所述皮带之间的啮合区域，于是可以防止因所述皮带的齿越过所述电机皮带轮的齿所造成的噪音、振动及皮带受损，而且增加所述皮带的路径长度以增强所述皮带的张力。

附图说明

结合参考以下的附图和详细说明将更好地理解本发明的上述和其他的目的、特性和优势，其中：

图1是根据现有技术的传统电动助力转向装置的结构示意图；

图2是根据现有技术的一电机皮带轮壳体和一齿条壳体的侧视图；

图3是根据本发明一实施例的电动助力转向装置的透视图；

图4是图3的侧视图；

图5a至图5d是根据本发明所述实施例的电动助力转向装置内的一滑动凹槽和一张力调节构件的变形实施例的图解视图；

图6a至图6b为根据本发明所述实施例的电动助力转向装置内的所述张力调节构件的耦接状态的变形实施例的截面剖视图；

图7a至图7c为根据本发明所述实施例的电动助力转向装置内的所述张力调节构件的操作的示意图；以及

图8为电动助力转向装置的扩展侧皮带的路径长度的减少量与电动助力转向装置的松弛侧皮带的路径长度的增加量之间的关系图。

具体实施方式

以下，结合参考附图，将具体描述本发明的具体实施例。在添加附图标记给每一附图中的构件时，值得注意的是，尽管显示在不同的附图中，但是它们表示相同或相似的构件。此外，在本发明的下文描述中，如果并入本文的已知功能和配置的详细描述会使本发明的主题变得不清楚，那么将其省略。

另外，在描述本发明的构件时，可以使用术语，例如第一、第二、a、b、(a)、(b)等类似词。这些术语仅是为了将一结构构件与其他结构构件区别出来，并且一相应结构构件的属性、次序、顺序等不应受限于该术语。应当指出，当在说明书中描述一个构件与另一个构件“连接”“耦接”“接合”时，虽然说明第一个构件可以直接地与第二个构件“连接”“耦接”“接合”，一第三个构件也可能在第一个构件与第二构件之间“连接”“耦接”“接合”。

图3是根据本发明一实施例的电动助力转向装置的透视图。图4是图3的侧视图。图5a至图5d是根据本发明所述实施例的电动助力转向装置内的一滑动凹槽和一张力调节构件的变形实施例的图解视图。图6a至图6b为根据本发明所述实施例的电动助力转向装置内的所述张力调节构件的耦接状态的变形实施例的截面剖视图。图7a至图7c为根据本发明所述实施例的电动助力转向装置内的所述张力调节构件的操作的示意图。图8为电动助力转向装置的扩展侧皮带的路径长度的减少量与电动助力转向装置的松弛侧皮带的路径长度的增加量之间的关系图。

如这些图及图1所示，根据本发明的一种电动助力转向装置包括：一齿条壳体305，所述齿条壳体305包括一滑动凹槽308，所述滑动凹槽308形成在一电机耦接孔331和一滚珠螺母耦接孔351之间，其中在所述电机耦接孔331内安装一电机皮带轮330，在所述滚珠螺母耦接孔351内安装一螺母皮带轮350，所述滑动凹槽308形成为沿垂直于安装有一皮带310的纵向方向上延伸；以及一张力调节构件370，所述张力调节构件370包括：一中间轴375，所述中间轴375的一端插入至所述滑动凹槽308，所述中间轴375的另一端耦接至一连接构件373，一对辊(rollers)371、372耦接至所述连接构件373的相对两端，以紧固所述皮带310的外周表面的相对两侧，所述中间轴375沿所述滑动凹槽308滑动以调整所述皮带310的张力。

所述电动助力转向装置包括一驱动单元和一从动单元，以辅助一转向力。

所述驱动单元包括：一电机301，其被一电子控制单元所控制；一电机皮带轮330，所述电机皮带轮330耦接至一电机轴303，以将所述电机301的驱动力经由所述皮带310而传送至所述螺母皮带轮350；以及所述皮带310等。

另外，所述皮带310围绕所述电机皮带轮330和所述螺母皮带轮350，以将所述电机皮带轮330的旋转力传送至所述螺母皮带轮350。

另外，所述皮带310被划分为一第一耦接部311、一第二耦接部312以及连接部313，其中所述第一耦接部311与所述电机皮带轮330相啮合，所述第二耦接部312与所述螺母皮带轮350相啮合，所述连接部313与所述第一耦接部311和所述第二耦接部312互连。

此处，所述辊371、372(将在下文中描述)受到所述连接部313的支撑，这样，可以增强所述皮带310的张力。

另外，所述从动单元包括：一滚珠螺母309，所述滚珠螺母309用以支撑在所述齿条壳体305内的齿条杆307及耦接至所述滚珠螺母309的外周表面的螺母皮带轮350，其中所述齿条壳体305包围所述齿条杆307。

另外，一齿轮壳体305a和一电机壳体302耦接至所述齿条壳体305。

所述齿条壳体305形成有电机耦接孔331和一滚珠螺母耦接孔351，其中在所述电机耦接孔311内安装所述电机皮带轮330，在所述滚珠螺母耦接孔351内安装所述螺母皮带轮350，这样，所述电机皮带轮330、所述螺母皮带轮350和所述皮带310被设置在所述齿条壳体305内，并且所述齿条壳体305通过一紧固件耦接至所述齿轮壳体305a。

连接至所述电机301的所述电机皮带轮330与连接至所述齿条杆307的螺母皮带轮350彼此平行设置，并且所述皮带310围绕在所述电机皮带轮330和所述螺母皮带轮350上，以将所述电机301的旋转力经由所述滚珠螺母309传送至所述齿条杆307，并且通过所述滚珠螺母309的运转而使所述齿条杆307从一侧移动至另一侧，从而产生一转向辅助力。

所述滚珠螺母309通过旋转的滚珠而耦接至所述齿条杆307，于是使得所述齿条杆307在所述齿条壳体305和所述齿轮壳体305a的内部滑动。所述螺母皮带轮350安装在所述滚珠螺母309的外周表面以旋转所述滚珠螺母309，这样，所述齿条杆307从一侧移动至另一侧，从而产生转向辅助力。

如上所述，使得所述滚珠螺母309旋转的所述螺母皮带轮350通过所述皮带310与所述电机皮带轮330协同旋转。当耐久性老化后，所述皮带310的张力降低，于是，所述电机皮带轮330、所述螺母皮带轮350和所述皮带310之间产生滑动，这使得助力传输性能变差。

另外，当装配所述齿条壳体305和所述电机301时，在测量所述皮带310的张力的同时，装配所述齿条壳体305和所述电机301在设置张力值的相应位置处。但是，当耐久性老化之后，由于张力的减小、方向盘101的突然操作、及从路面反向输入的作用等，因而产生所述皮带310的滑动。

尤其，当突然操作方向盘101或从路面反向输入的作用被传送时，可能会造成滑动，或者可能产生跳齿现象，以使得形成在所述电机皮带轮330和所述螺母皮带轮350上的齿及皮带310发生跳动，于是就产生了问题。

因此，本发明提供所述张力调节构件370，以调整所述皮带310的张力。所述张力调节构件370包括所述中间轴375、所述连接构件373以及所述一对辊371、372。

首先，所述中间轴375的一端插入至所述滑动凹槽308而可滑动，所述中间轴375的另一端耦接至所述连接构件373以与所述连接构件373一起沿着所述滑动凹槽308移动。

在所述连接构件373的相对两端分别设有所述一对辊371、372(例如一第一辊为371，一第二辊为372)的旋转轴371a、372a，并且所述第一辊371和所述第二辊372分别耦接至所述旋转轴371a、372a。

所述旋转轴371a、372a与所述中间轴375平行设置，并且与所述中间轴375间隔相同的间距。所述一对辊371、372分别通过旋转支撑组件371b和372b耦接至旋转轴371a、372a。

此处，所述旋转支撑组件371b、372b可以由例如针式轴承提供，并且支撑所述旋转轴371a、372a与所述一对辊371、372之间的间隙。

所述第一辊371和所述第二辊372向内紧固所述皮带310的外周表面的相对两侧，以扩展所述皮带310。

换言之，所述第一辊371和所述第二辊372与所述皮带310彼此啮合，且使得所述皮带310的相对两侧变窄，以增加所述皮带310的张力，这样，所述皮带310与所述电机皮带轮330和所述皮带310与所述螺母皮带轮350彼此稳定地啮合。

另外，由于所述皮带310、所述电机皮带轮330和所述螺母皮带轮350之间的啮合区域的增加，于是可以防止噪音、振动及所述皮带310受损的发生，其可能发生于所述皮带310的齿越过所述电机皮带轮330的齿。

此时，由于所述中间轴375滑动地插入至所述滑动凹槽308，当所述电机皮带轮330沿所述电机301的驱动力的一方向而旋转时，使得所述皮带310的任意一个连接部313拉紧(tensioned)，所述第一辊371和所述中间轴375沿所述滑动凹槽308滑动，因此，所述第二辊372也滑动，这样，使得所述皮带310的其余拉紧的连接部313进一步向内变紧。

由于所述电机皮带轮330在无需电机或操作者的操作下沿一方向旋转，因此，所述张力调节构件370沿所述滑动凹槽308滑动，于是调整了所述皮带310的张力。

另外，所述电机壳体302以如下方式耦接至所述齿条壳体305：所述电机轴303偏心地耦接至所述电机耦接孔311，这样，在设置所述张力调节构件370以调整所述皮带310的张力的情况下能够设置所述皮带310的张力值。

换言之，所述电机皮带轮330和所述电机轴303安装成偏心于所述电机耦接孔331。这样，通过旋转耦接至所述齿条壳体305的所述电机壳体302，可以调整所述皮带的张力。

同时，所述张力调节构件370的所述中间轴375沿着所述滑动凹槽308滑动，但是所述连接构件373、所述一对辊371、372不会相对于所述中间轴375旋转。

换言之，所述张力调节构件370仅执行与所述中间轴375一起的往复滑动运动，以调整所述皮带310的张力，其中所述中间轴375沿着所述滑动凹槽308滑动。

另外，当电机301突然旋转或反向旋转而使电机皮带轮330旋转时，所述张力调节构件370扩展所述皮带310的所述连接部313的其中之一，从而增加其余拉紧的所述连接部313的张力，而不是通过选择性施加一作用力于所述第一辊371或所述第二辊372以调整所述皮带的张力。

图5a至图5d显示所述张力调节构件370的变形实施例，所述张力调节构件370在避免旋转的同时仅执行往复滑动运动，其中所述滑动凹槽308和所述张力调节构件370被示意性示出。

首先，图5a显示所述滑动凹槽308形成在所述齿条壳体305内，所述张力调节构件370插入至所述滑动凹槽308以滑动。

另外，图5b显示一实施例，其中所述滑动凹槽308形成在所述齿条壳体305内，所述中间轴375与耦接至所述连接构件373一端相对的一端耦接至所述滑动凹槽308，突出于所述中间轴375相对两侧的一引导部576设置在所述中间轴375的所述端。

另外，图5c显示一实施例，其中所述滑动凹槽308形成在所述齿条壳体305内，一平面状578形成在插入至所述滑动凹槽308的所述中间轴375上。

所述平面状578与所述滑动凹槽308的内周表面接触，以防止所述中间轴375旋转，于是，允许所述张力调节构件370仅执行往复滑动运动。

另外，图5d显示一实施例，其中所述滑动凹槽308形成在所述齿条壳体305内，设置两个中间轴375，以插入至所述滑动凹槽308，并且与所述连接构件373相耦接。若有需要，可以设置多于两个的中间轴375。

当多个中间轴375插入至所述滑动凹槽308，以防止所述张力调节构件370的旋转。

另外，图6a和图6b显示实施例，其中，所述张力调节构件370插入至所述齿条壳体305和所述齿轮壳体305a，以防止所述张力调节构件370从所述滑动凹槽308脱离或倾斜。

参照图6a，所述齿轮305a也形成有另一滑动凹槽308a，其形状与所述滑动凹槽308相对应，且在面向所述齿条壳体305的所述滑动凹槽308的位置处。所述中间轴375形成为延伸，以至所述中间轴375的相对两端分别插入至所述滑动凹槽308、308a。

换言之，耦接至所述连接构件373的所述中间轴375的一端突出穿过所述连接构件373。所述中间轴375的相对两端插入至所述滑动凹槽308、308a以滑动，这样，所述中间轴375沿所述滑动凹槽308、308a的同时，而且为稳定地滑动。

另外，参照图6b，所述齿条壳体305包括一夹持部(holderportion)308b，其形成为从所述滑动凹槽308突出且朝向所述齿轮壳体305a。

所述夹持部308b形成为朝向所述齿轮壳体305a突出，以增加插入至所述滑动凹槽308的所述中间轴375的插入长度，并且支撑所述中间轴375。所述夹持部308b可以形成为从所述齿轮壳体305a的滑动凹槽308a朝向所述齿条壳体305突出。

因此，所述中间轴375插入至所述滑动凹槽308，以支撑所述夹持部308b，并且在不从所述滑动凹槽308脱离或倾斜的情况下稳定地滑动。

结合参考图7a至图7c，以下将详细描述通过所述张力调节构件370来调整皮带310的张力。

图7a显示所述电机301被驱动之前的一状态，其中，在图中，所述第一辊371支撑所述皮带310的左侧，所述第二辊372支撑所述皮带310的右侧。

另外，如图7b所示，当所述电机301被驱动时，所述电机轮滑330顺时针方向旋转，所述皮带310的左侧为扩展，而所述皮带310的右侧为松弛。所述皮带310的左侧使得所述第一辊371和所述张力调节构件370向左滑动，与此同时，所述第二辊372也向左滑动，从而使得所述皮带310的右侧扩展。

由于所述张力调节构件370向左滑动，因此，所述皮带310的右侧被向左拉而被高度拉紧。

此时，由于扩展侧的皮带310(即所述皮带310的左侧)的路径长度的减少量小于松弛侧的皮带310(即所述皮带310的右侧)的路径长度的增加量，因此，增加了整个皮带310的路径长度。所述皮带310的长度自身受到限制，而整个皮带310路径长度的增加，因此，增加所述皮带310的张力。

此处，所述皮带310的路径长度是指所述皮带310围绕并与所述电机皮带轮330、所述螺母皮带轮350及所述一对辊371、372相啮合状态下的一长度。在所述皮带310的路径长度比在所述皮带310啮合之前时的皮带310的长度更长的情况下，所述皮带310处于扩展状态。

相反，在所述皮带310的路径长度比在所述皮带310啮合之前时的皮带310的长度更短的情况下，所述皮带310处于拉紧状态。

另外，与此相反，图7c显示一状态，其中所述电机皮带轮330为逆时针旋转，以至所述张力调节构件370向右滑动。

与此有关的，图8显示一图表，从中可以看出扩展侧皮带310的路径长度的减少量与松弛侧皮带310的路径长度的增加量的关系。

从图中也可以看出，所述扩展侧皮带310的路径长度的减小量小于所述松弛侧皮带310的路径长度的增加量。由于增加了所述扩展侧皮带310的路径长度的减小量，因此，进一步增加所述松弛侧皮带310的路径长度的增加量。

亦即，由于所述扩展侧皮带310为扩展，因此，增加了所述扩展侧皮带310的路径长度的减小量与所述松弛侧皮带310的路径长度的增加量之间的差值，并且由于所述扩展侧皮带310为扩展，于是，也增加了所述皮带310的张力。

由于所述扩展侧皮带310为扩展，因此，所述中间轴375滑动至所述滑动凹槽308的相对两侧，并且由于所述中间轴375滑动至所述滑动凹槽308的相对两侧，因此，所述皮带310的张力因所述张力调节构件370而逐渐增加。

根据本发明具有上述形状和结构的实施例，当驾驶员造成方向盘快速碰到左右锁定端，或当从路面反向输入的强大作用(impact)被传送时，皮带的张力得到增强，以防止一跳齿现象的发生(其中跳齿现象使得形成在电机皮带轮、螺母皮带轮上的齿和皮带发生跳动)，从而改善车辆的行驶稳定性，与此同时，通过避免振动和噪音的发生，以提供给驾驶员一种舒适转向感。

另外，所述张力调节构件在无需电机或操作者的操作情况下进行滑动，以增加所述电机皮带轮、所述螺母皮带轮和所述皮带之间的啮合区域，于是，可以防止因所述皮带的齿越过所述电机皮带轮的齿所引起的噪音、振动及皮带受损，而且增加所述皮带的路径长度以增强所述皮带的张力。

甚至如上文所述，本发明的实施例中所有构件是以单个单元结合而成，或是以单个单元结合地进行操作，本发明的实施例不仅仅限于此。在不脱离本发明的范围情况下，在所有结构构件中，至少两个构件可以选择性结合和操作。

尽管本发明的优选实施例已经说明了用途，但是本领域的技术人员在不脱离本发明的范围和发明的精神的情况下能够理解不同的修改、补充和替代，这些修改、补充和替代也应视为本发明的保护范围。因此，在本发明中所披露的实施例意在说明本发明的技术思想的范围，并且该些实施例并不限定本发明的范围。本发明的范围要根据附属的权利要求，例如所有的技术想法包括等同于本发明的权利要求范围，来进行解释。