电动助力转向装置的减速器的制作方法

本发明涉及一种电动助力转向装置的减速器。尤其特别地，本发明涉及一种电动助力转向装置的减速器，当高能量(high-energy)的电动助力从蜗杆轴通过蜗轮传递至转向轴时，该减速器能够改善蜗轮的可成形性(formability)和精度，并且增加蜗轮的机械强度和耐久性，从而能够长时间稳定地使用所述减速器。

背景技术：

通常，安装在车辆上的动力辅助转向装置包括一电动助力转向装置，其中，一转向动力是由一电机控制。所述电动助力转向装置根据由诸如速度传感器和转向扭矩传感器的各种传感器所检测到的车辆驾驶状况而准确地驱动电子控制系统中的电机，并且所述电机产生的扭矩通过减速器被传送至一转向柱或一小齿轮，以便辅助一驾驶员的转向助力，其中驾驶员操作一连接至所述转向柱和所述小齿轮的方向盘。

因此，所述电动助力转向装置提供使驾驶员能够保持最佳转向状态的转向性能。例如，所述电动助力转向装置在车辆低速行驶时提供轻便且舒适的转向状态，在车辆高速行驶时提供沉重且稳定的转向状态，并且能够使驾驶员在意外紧急情况下执行快速转向，以应对紧急情况。

像这样的所述电动助力转向装置根据安装位置可以分为各种类型。包括一电机的减速器通常安装在一转向柱区域处，所述转向柱区域用于固定一转向轴至一框架或齿轮箱区域，其中耦接至齿条杆的小齿轮安装在所述齿轮箱区域中，所述转向轴连接驾驶员座椅处的方向盘至在车辆下部内的一齿轮箱。所述电动助力转向设备允许由驾驶员操作的方向盘的旋转力通过电机和减速器传递至一齿条杆。

图1是一传统电动助力转向装置的减速器的内部结构的剖视图。

传统的减速器包括由诸如钢的金属制成的蜗杆轴104，并且具有形成在所述蜗杆轴104的中心部分中的蜗杆102，蜗杆轴承106分别安装在所述蜗杆轴104的两端，以支撑所述蜗杆轴104，并且所述蜗杆轴104连接至电机轴108，使得所述蜗杆轴104通过电机110的驱动而旋转。

由例如树脂组合物制成的蜗轮114设置在所述蜗杆102的外径的一侧，以与形成在所述蜗杆轴104的中心部分中的作为减速齿轮的所述蜗杆102相啮合，并且所述蜗轮114安装在一转向轴112上，用于传递由驾驶员操作的方向盘(未示出)的旋转力，使得通过驱动所述电机110的所述蜗杆轴104的旋转力被传递至所述转向轴112。所述蜗轮114和通过蜗轮方式(worm-gearscheme)啮合的蜗杆轴104安装在一壳体116的内部，以被保护而不受到外部的影响。

安装在车辆上的电子控制装置(未示出)根据车辆驾驶状况而控制电机110的驱动，并且通过所述电机110的驱动的所述蜗杆轴104的旋转力被加至由驾驶员操作的方向盘的旋转力中，并被传递至所述转向轴112，从而平稳且稳定地保持驾驶员的转向驾驶条件。

在这种情况下，如上所述的减速器的蜗轮减少电机的转数，并将减小的旋转传递至所述转向轴。如上所述，由树脂组合物制成的齿轮和由金属制成的齿轮可以成对形成。

然而，由于传统减速器具有的结构为旋转的蜗杆轴、蜗轮和转向轴彼此啮合，因此，由旋转所产生的振动和噪音直接地传递至驾驶员，并且在极端情况下，可能降低所述减速器的内部部件的耐久性，或者部件可能受到损坏。

特别是，当行驶在颠簸的道路上时，从车轮通过齿条杆和转向轴传递的负载瞬时增加，于是，可能进一步增加所述减速器所产生的振动和噪音，从而使得驾驶员感到不舒服。

技术实现要素：

本发明是在上述背景下提出的，涉及一种电动助力转向装置的减速器。本发明的目的在于，当高能量的电动助力从蜗杆轴通过蜗轮传递至转向轴时，该减速器能够改善蜗轮的可成形性和精度，并增加蜗轮的机械强度和耐久性，从而能够长时间地稳定使用所述减速器。

为了达到此目的，本发明提供一种电动助力转向装置的减速器，所述减速器包括：一蜗轮和一连接至电机轴的蜗杆轴，所述蜗轮和所述蜗杆轴彼此啮合，以提供一辅助转向动力至一转向轴，其中，所述蜗轮包括：一环形衬套，所述转向轴插入至所述衬套，并且所述衬套具有形成在其外周围侧的多个外突起，所述多个外突起沿圆周方向间隔开；一齿形部，所述齿形部包括：齿轮齿，所述齿轮齿与所述蜗杆轴相啮合，并形成在所述齿形部的外周表面；以及内突起，所述内突起形成在所述齿形部的内周表面，并且沿圆周方向而径向突出；一环形插入环，所述插入环插入至所述齿形部内侧，并且在所述插入环的外周围侧形成支撑突起；以及一凸台，所述凸台一体注射成型在所述衬套的外周围侧和所述齿形部的内周围侧之间。

另外，本发明提供一种电动助力转向装置的减速器，所述减速器包括：一蜗轮和一连接至电机轴的蜗杆轴，所述蜗轮和所述蜗杆轴彼此啮合，以提供一辅助转向动力至一转向轴，其中所述蜗轮包括：一插入盘(insertdisc)，所述插入盘包括一小直径部和一大直径部，所述小直径部具有形成在所述小直径部的中心部分的轴连接孔，所述大直径部具有形成在所述大直径部的外周围侧的支撑突起，其中，所述转向轴插入至所述轴连接孔；以及一齿形部，所述齿形部一体注射成型在所述插入盘的外周围侧，所述齿形部包括：齿轮齿，所述齿轮齿与所述蜗杆轴相啮合，并且形成在所述齿形部的外周表面，以及凹槽部，所述凹槽部形成在所述齿形部的内周表面，其中，大直径部的支撑突起插入至所述凹槽部。

根据本发明，当高能量的电动助力从蜗杆轴通过蜗轮传递至转向轴时，所述电动助力转向装置的减速器能够改善蜗轮的可成形性和精度，并增加蜗轮的机械强度和耐久性，从而能够长时间地稳定使用所述减速器。

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是一种传统电动助力转向装置的减速器的内部结构的剖视图；

图2是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的局部的透视图；

图3和图4是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的局部的俯视图；

图5是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的局部剖视透视图；

图6是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的局部分解透视图；

图7是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的蜗轮的透视图；

图8是一透视图，其包括根据本发明又一实施例的电动助力转向装置的减速器的局部剖视图；

图9和图10是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的局部的俯视图；

图11是一透视图，其包括根据本发明又一实施例的电动助力转向装置的减速器的蜗轮的局部剖视图；以及

图12是图11的剖视图。

具体实施方式

以下，结合参考附图，将具体描述本发明的实施例。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2是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的局部的透视图。图3和图4是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的局部的俯视图。图5是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的局部剖视透视图。图6是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的局部分解透视图。图7是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的蜗轮的透视图。图8是一透视图，其包括根据本发明又一实施例的电动助力转向装置的减速器的局部剖视图。图9和图10是根据本发明的电动助力转向装置的减速器的局部的俯视图。图11是一透视图，其包括根据本发明又一实施例的电动助力转向装置的减速器的蜗轮的局部剖视图。图12是图11的剖视图。

参见图2至图7所示，在根据本发明的电动助力转向装置的减速器中，一蜗轮300包括：一环形衬套330，一转向轴插入至所述衬套330，并且所述衬套330具有形成在其外周围侧的多个外突起330a，所述多个外突起330a沿圆周方向间隔开；一齿形部320，所述齿形部320包括：齿形齿320a，所述齿形齿320a与蜗杆轴相啮合，并形成在所述齿形部320的外周表面；以及内突起320b，所述内突起320b形成在所述齿形部320的内周表面，并且沿圆周方向而径向突出；一环形插入环310，所述插入环310插入至所述齿形部320内侧，并且在所述插入环310的外周围侧形成支撑突起311；以及一凸台340，所述凸台340一体注射成型在所述衬套330的外周围侧和所述齿形部320的内周围侧之间。

在所述减速器中，旋转力通过由电机的驱动力旋转的蜗杆轴(参见图1中的标号104)和蜗轮300的介质而被传送，并且根据蜗杆轴和蜗轮齿轮的齿轮比而减速或加速。所述减速器包括：一金属蜗杆轴和一蜗轮300，所述蜗杆轴具有形成在其中的蜗杆齿，所述蜗轮300形成在所述蜗杆轴的外径一侧，使得与形成在所述蜗杆轴的外周围的蜗杆齿相啮合。

像这种的减速器安装在所述电动助力转向装置上，并通过电机的驱动力使蜗杆轴与蜗轮之间互相作用以转动所述转向轴，从而辅助驾驶员的转向动力。蜗杆轴轴承固定在所述蜗杆轴的两端，以支撑所述蜗杆轴的旋转，其中所述蜗杆轴在驱动电机时与电机轴互相配合，并且所述蜗杆轴和与所述转向轴互相配合的所述蜗轮安装在一齿轮箱(gearhousing)内。

同时，当驾驶员操作方向盘时，将方向盘的旋转力传递至齿条杆的转向轴可以从方向盘连接至转向柱、万向节、齿轮箱(具有安装在其中的齿条和小齿轮)，并且所述减速器可以耦接至安装在所述齿轮箱中的转向轴(或小齿轮)。

因此，当所述蜗杆轴通过所述电机的驱动而旋转时，与所述蜗杆轴连接的所述蜗轮旋转。接着，所述蜗轮耦接至转向柱的转向轴或齿轮箱的转向轴，从而辅助驾驶员的转向动力。

在这种情况下，所述蜗轮300包括：一衬套330，所述转向轴耦接至所述衬套330；一凸台340，所述凸台340一体成型在所述衬套330的外周围侧；以及齿形部320，所述齿形部320一体成型在所述凸台340的外周围侧，并且所述齿形部320与所述蜗杆轴相啮合。

由钢材制成的衬套330具有类似环的基本中空形状，其中，所述转向轴延伸穿过并耦接至所述衬套330的中心部分。在所述衬套330的外周表面上形成多个外突起330a，所述多个外突起330a沿圆周方向具有预定的间隔。

同时，所述齿形部320与所述插入环310一体注射成型，在此状态下，所述插入环310插入至所述齿形部320，并且所述齿形部320包括齿轮齿320a，所述齿轮齿320a与所述蜗杆轴相啮合，并且所述齿轮齿320a形成在所述齿形部320的外周表面。

此外，所述凸台340一体注射成型在所述衬套330的外周围侧和所述齿形部320的内周围侧之间。具体而言，通过将所述衬套330设置在所述齿形部320的内侧中心，所述齿形部320与所述插入环310一体注射成型，然后向其注入塑性树脂(plasticresin)，从而形成所述凸台340。

在这种情况下，所述插入环310具有沿圆周方向连接的多个支撑突起311，以提高耦接强度和耐久强度，同时当所述插入环310与所述齿形部320注射成型时，所述支撑突起311防止所述插入环310与所述齿形部320分离。

所述支撑突起311具有沿径向方向向外减小的宽度，并且包括端部突起313，其中所述端部突起313在所述支撑突起311的径向最外部且沿圆周方向朝两侧突起。因此，相对于所述齿形部320的分离强度不仅在径向方向增加，而且也在圆周方向上增加，使得即使在传递高能量的电动助力时，所述插入环310也能够满足耐久强度。

此外，在所述支撑突起311的两个侧表面形成连接至所述端部突起313的多个连接突起315。通过在所述连接突起315和所述端部突起313之间填充塑性树脂，以形成所述齿形部320，使得所述插入环310可以具有相对于所述齿形部320的进一步改善的耐久强度和分离强度。

如图3所示，所述连接突起315可以形成为具有不同的突起尺寸，并且具有大突起尺寸的连接突起315和具有小突起尺寸的连接突起315交替设置，从而增加耦接强度和耐久强度，同时当所述插入环310与所述齿形部320注射成型时，防止所述插入环310与所述齿形部320分离。

另外，如图4所示，所述支撑突起311可以包括位于所述端部突起313之间的外周表面上的外周表面突起313a。所述外周表面突起313a具有比所述端部突起313的突起尺寸更小的突起尺寸，从而增加相对所述齿形部320沿圆周方向的分离强度，这样即使在传递高能量的电动助力的情况下，也能够在防止所述插入环310从所述齿形部320脱离的同时满足耐久强度。

所述齿形部320是通过注射玻璃纤维混合的增强聚酰胺(pa)树脂而形成的，其中形成所述齿形部320的聚酰胺树脂是聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46和聚酰胺12中的一种，并且所述齿形部320是通过混合所述聚酰胺树脂和玻璃纤维重量的25％至50％而形成的，从而提高耐磨性和耐久性。

此外，所述凸台340是通过在所述衬套330的外侧和所述齿形部320的内侧之间注射玻璃纤维混合的增强聚酰胺树脂而形成的。

也就是说，所述凸台340包括：内圆柱部341和外圆柱部343，其中，所述内圆柱部341围绕所述衬套330的外周表面并连接至所述衬套330的外周表面，所述外圆柱部343围绕所述齿形部320的内周表面并连接至所述齿形部320的内周表面。所述内圆柱部341和所述外圆柱部343在一模具中一体注射成型，使得所述内圆柱部341和所述外圆柱部343通过沿径向方向形成的多个肋345而彼此连接。

在这种情况下，用于注射成型所述凸台340的聚酰胺树脂可以为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46和聚酰胺12中的一种，并且所述凸台340可以通过混合所述聚酰胺树脂和玻璃纤维重量的25％至50％而形成。因此，与凸台仅由聚酰胺树脂形成的情况相比，所述凸台340具有改进的硬度、拉伸强度、伸长率、抗弯刚度及高温物理性能，也具有优异的摩擦特性，因此，所述凸台340具有改进的耐久性。

同时，参见图8至图12所示，在根据本发明的电动助力转向装置的减速器中，蜗轮380包括：一插入盘350，所述插入盘350包括小直径部357a和大直径部357b，所述小直径部357a具有形成在所述小直径部357a的中心部分的轴连接孔356；所述大直径部357b具有形成在所述大直径部357b的外周围侧的支撑突起351，其中，所述转向轴插入至所述轴连接孔356；以及一齿形部360，所述齿形部360一体注射成型在所述插入盘350的外周围侧，所述齿形部360包括：齿轮齿360a，所述齿轮齿360a与所述蜗杆轴相啮合，并形成在所述齿形部360的外周表面，以及凹槽部361，所述凹槽部361形成在所述齿形部360的内周表面，其中，所述大直径部357b的所述支撑突起351插入至所述凹槽部361。

所述插入盘350包括：小直径部357a和大直径部357b，所述小直径部357a具有形成在所述插入盘350的中心部分的轴连接孔356，所述大直径部357b具有形成在所述插入盘350的外周围侧的支撑突起351，其中，所述转向轴插入至所述轴连接孔356。

另外，所述齿形部360一体注射成型在所述插入盘350的外周围侧，并且包括齿轮齿360a，其中所述齿轮齿360a与蜗杆轴相啮合，并形成在所述齿形部360的外周表面；以及凹槽部361，所述凹槽部361形成在所述齿形部360的内周表面，其中，所述大直径部357b的所述支撑突起351插入至所述凹槽部361。

所述插入盘350包括在径向方向上连接所述小直径部357a和所述大直径部357b的连接部359，并且所述连接部359形成为与所述小直径部357a和所述大直径部357b在轴向方向成阶梯状，从而提高所述插入盘350的扭转强度，并且同时减小整个蜗轮的重量。

此外，所述齿形部360与所述插入盘350一体注射成型，同时围绕所述大直径部357b的一侧表面和另一侧表面。

在这种情况下，所述插入盘350具有多个支撑突起351，所述多个支撑突起351沿圆周方向连接，以提高耦接强度和耐久强度，同时当所述插入盘350与所述齿形部360注射成型时，所述支撑突起351防止所述插入盘350与所述齿形部360分离。

另外，所述支撑突起351具有沿径向方向向外减小的宽度，并且包括端部突起353，其中，所述端部突起353在所述支撑突起351的径向最外部且沿圆周方向朝两侧突起。因此，相对于所述齿形部360的分离强度不仅在径向方向增加，而且也在圆周方向上增加，使得即使在传递高能量的电动助力时，所述插入盘350也能够满足耐久强度。

此外，在所述支撑突起351的两个侧表面形成连接至所述端部突起353的多个连接突起355。通过在所述连接突起355和所述端部突起353之间填充塑性树脂，以形成所述齿形部360，使得所述插入环350可以具有相对于所述齿形部360的进一步改善的耐久强度和分离强度。

如图9所示，所述连接突起355可以形成为具有不同的突起尺寸，并且具有大突起尺寸的连接突起355和具有小突起尺寸的连接突起355交替设置，从而增加耦接强度和耐久强度，同时当所述插入盘350与所述齿形部360注射成型时，防止所述插入盘350与所述齿形部360分离。

另外，如图10所示，所述支撑突起351可以包括位于所述端部突起353之间的外周表面上的外周表面突起353a。所述外周表面突起353a具有比所述端部突起353的突起尺寸更小的突起尺寸，从而增加相对于所述齿形部360沿圆周方向的分离强度，这样即使在传递高能量的电动助力的情况下，也能够在防止所述插入盘350从所述齿形部360脱离的同时满足耐久强度。

所述齿形部360是通过注射玻璃纤维混合的增强聚酰胺(pa)树脂而形成的，其中形成所述齿形部360的聚酰胺树脂是聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46和聚酰胺12中的一种，并且所述齿形部360是通过混合所述聚酰胺树脂和玻璃纤维重量的25％至50％而形成的。

因此，与齿形部360仅由聚酰胺树脂形成的情况相比，所述齿形部360具有改进的硬度、拉伸强度、伸长率、抗弯刚度及高温物理性能，也具有优异的摩擦特性，因此，所述齿形部360具有改进的耐久性。

根据本发明，当高能量的电动助力从蜗杆轴通过蜗轮传递至转向轴时，所述电动助力转向装置的减速器能够改善蜗轮的可成形性和精度，并增加蜗轮的机械强度和耐久性，从而能够长时间地稳定使用所述减速器。

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。也就是说，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。

此外，术语，例如“包括”、“构成”、“具有”意味着一个或多个相应组件存在，除非它们被明确地描述为相反意思。它应该被理解为包括一个或多个组件在内。包含技术、科学或其他方面的所有术语所达成一致的意思与本领域的技术人员通常所理解的意思是相同的，除非它有别的定义。通常一个在字典中有所定义的术语要根据上下文的相关描述来进行解释，而不应该理想化，或者超出本意来进行解释，除非在本发明中有明确的定义。

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。