齒條驅動型動力輔助轉向裝置的制作方法

專利名稱：齒條驅動型動力輔助轉向裝置的制作方法
齒條驅動型動力輔助轉向裝置
技術領域：
本發明涉及一種齒條驅動型動力輔助轉向裝置，特別有關一種齒條驅動型動力輔助轉向裝置，可以避免鎖固螺絲(lock screw)因為軸向與徑向振動而產生松脫、可減少滾珠螺帽與齒條桿(rack bar)通過軸承傳遞的振動以及噪音、以及可提供駕駛者舒適的轉向操作效，其中當齒條桿并且滾珠螺帽轉動時，所述齒條桿、滾珠螺帽以及齒條護座產生所述軸向與徑向振動。
背景技術：
車輛的動力輔助轉向裝置通常采用液壓(hydraulic)動力轉向裝置，其使用液壓動力泵(hydraulic power pump)作為液壓動力。然而使用馬達的電力轉向裝置目前已經被廣泛地應用。
通用電力轉向裝置包括轉向系統(steering system)以及輔助動力機制(auxiliary power mechanism),其中所述轉向系統從一轉向輪延伸至兩側的車輪,所述輔助動力機制提供輔助動力給該轉向系統。所述輔助動力機制包括一扭矩傳感器、一電子控制單元(Electric ControlUnit，ECU)、一馬達以及一皮帶型電力裝置，所述扭矩傳感器用以感測駕駛者施加于轉向輪的轉向扭矩，并且輸出與感測的轉向扭矩成比例的電氣信號；所述電子控制單元基于來自所述扭矩傳感器的電氣信號產生控制信號；所述馬達基于來自所述電子控制單元的控制信號產生輔助轉向動力；以及所述皮帶型電力裝置通過一皮帶傳遞所述馬達產生的輔助轉向動力至所述齒條桿。圖I顯示現有技術中齒條驅動型動力輔助轉向裝置之局部剖面示意圖。圖2顯示現有技術中一部分的齒條驅動型動力輔助轉向裝置的剖面示意圖。如圖I以及圖2所示，現有的齒條驅動型動力輔助轉向裝置包括齒條桿140、小尺輪軸110、滾珠螺帽210、皮帶型電力裝置160以及馬達150，其中所述齒條桿140在車輛的橫軸方向延伸，并且在齒條桿140的外圍周邊表面的一側形成一齒條齒輪(rack gear),所述小尺輪軸110通過滾珠220嚙合于一外圍周邊螺紋溝槽145，所述皮帶型電力裝置160用以連接滾珠螺帽210與馬達軸155。小尺輪軸110通過轉向軸連接一轉向輪，具有外圍周邊螺紋溝槽145的齒條桿140嵌入于齒條護座120中，其中外圍周邊螺紋溝槽145在齒條桿的外表面之一側邊包括一預定長度。所述皮帶型電力裝置160包括用以連接馬達軸155與滾珠螺帽210的皮帶，所述皮帶型電力裝置160通過滾珠螺帽210傳送輔助轉向動力至齒條桿140，其中瑪達150產生的輔助轉向動力與施加于轉向輪的轉向扭矩成比例。如圖2所示，現有的齒條驅動型動力輔助轉向裝置包括齒條桿140、滾珠螺帽210、滾珠螺帽210、滾珠220以及端帽(end cap) 230，其中齒條桿140在其外圍表面設有外圍周邊螺紋溝槽145，滾珠螺帽210設有中心路徑215以使滾珠220可循環運行(circulation)，當滾珠220與齒條桿140的外圍周邊螺紋溝槽145以及中心路徑215接觸時產生滾動，端帽230依附于滾珠螺帽210的末端部。在現有的齒條驅動型動力輔助轉向裝置中，當滾珠220與齒條桿140的外圍周邊螺紋溝槽145接觸并且與滾珠螺帽210的內面周邊螺紋溝槽接觸時，齒條桿140根據滾珠220的滾動移動(rolling movement)產生滑動。然而當滾珠螺帽轉動形成齒條桿滑動時，現有的齒條驅動型動力輔助轉向裝置會有來自于齒條桿、滾珠螺帽、軸承、齒條護座所產生的噪音以及振動的問題，并且產生的噪音以及振動以會傳遞至其它部件而導致所述的耦接部件松動。此外，所傳遞的噪音以及振動以及所述的耦接部件的噪音以及振動也會傳給駕駛者，因而降低駕駛者的轉向舒適度。

發明內容
因此，為解決上述現有技術產生的問題，本發明提供一種齒條驅動型動力輔助轉向裝置，可以避免鎖固螺絲因為軸向與徑向振動而產生松脫、可減少滾珠螺帽與齒條桿通過軸承傳遞的振動以及噪音、以及可提供駕駛者舒適的轉向操作效，其中當齒條桿并且滾珠螺帽轉動時，所述齒條桿、滾珠螺帽以及齒條護座產生所述軸向與徑向振動。為完成上述之目的，本發明提供一種齒條驅動型動力輔助轉向裝置，所述動力輔助轉向裝置包括一滾珠螺帽，用以滑動一齒條桿，當所述滾珠螺帽通過若干滾珠耦接于所述齒條桿時，所述滾珠螺帽產生轉動；一軸承，固定于所述滾珠螺帽的一外圍周邊表面，并且所述軸承用以支撐所述滾珠螺帽的轉動；一鎖固螺絲，耦接于所述軸承的拱背曲線與一齒輪護座之間，并且所述鎖固螺絲用以支撐所述軸承；以及一固定環，耦接于一齒條護座與所述齒輪護座之間，所述固定環設有至少一支撐部，所述支撐部用以支撐所述鎖固螺絲于一中心軸的方向。因此，本發明用于車輛的齒條驅動型動力輔助轉向裝置，可以避免鎖固螺絲因為軸向與徑向振動而產生松脫、可減少滾珠螺帽與齒條桿通過軸承傳遞的振動以及噪音、以及可提供駕駛者舒適的轉向操作效，其中當齒條桿并且滾珠螺帽轉動時，所述齒條桿、滾珠螺帽以及齒條護座產生所述軸向與徑向振動。

本發明上述目的、特征及優點將結合以下詳細說明與所附圖式具體呈現。圖I顯示現有技術中齒條驅動型動力輔助轉向裝置之局部剖面示意圖。圖2顯示現有技術中一部分的齒條驅動型動力輔助轉向裝置的剖面示意圖。圖3顯示根據本發明實施例中齒條驅動型動力輔助轉向裝置的爆炸透視圖。圖4顯示根據本發明實施例中齒條驅動型動力輔助轉向裝置的剖面示意圖。圖5顯示根據本發明實施例中齒條驅動型動力輔助轉向裝置的側視圖。圖6顯示沿著圖5的方向A的剖面示意圖。圖7顯示根據本發明實施例中一部分的齒條驅動型動力輔助轉向裝置的爆炸透視圖。圖8顯示圖7的修正實施例的爆炸透視圖。具體實施方式
接著，本發明之實施例將對照所附圖式描述如下。各附圖中的組件以其所標示之標號代表，但出現在不同附圖中的相同組件，盡可能以相同的標號表示。再者，在不會使得本發明之標的不清楚的情形下，本發明之以下描述中，功能及結構已知的詳細描述在此將會省略。此外，在描述本發明之組件的過程中可能會使用如第一、第二、A、B、(a)、(b)之類的字詞，這些字詞并非用以限定相應組件的實質、順序或序列，而僅用于與其它組件區隔。此外，當說明書描述某一組件“連接”、“嚙合”或“裝配”至另一組件時，應當被理解為此組件可以是直接地與另一組件連接、嚙合或裝配在一起，但在上述兩個組件之間還仍然可以有其它的組件與之“連接”、“嚙合”或“裝配”。圖3顯示根據本發明實施例中齒條驅動型動力輔助轉向裝置的爆炸透視圖。圖4顯示根據本發明實施例中齒條驅動型動力輔助轉向裝置的剖面示意圖。圖5顯示根據本發明實施例中齒條驅動型動力輔助轉向裝置的側視圖。圖6顯示沿著圖5的方向A的剖面示 意圖。圖7顯示根據本發明實施例中一部分的齒條驅動型動力輔助轉向裝置的爆炸透視圖。圖8顯示圖7的修正實施例的爆炸透視圖。如圖3至圖8所示，本發明的齒條驅動型動力輔助轉向裝置包括滾珠螺帽325、軸承309、鎖固螺絲307以及固定環320，其中所述滾珠螺帽325用以滑動一齒條桿140，并且滾珠螺帽325將會轉動，此時滾珠螺帽325通過滾珠以與所述齒條桿140嚙合，軸承309固定于滾珠螺帽325的外圍周邊表面，軸承309用以支撐所述滾珠螺帽325的轉動，鎖固螺絲307耦接于軸承309的拱背曲線(extrados)與齒輪護座305之間，所述鎖固螺絲307用以支撐軸承309，固定環320耦接于齒條護座303與齒輪護座305之間，所述固定環320設有至少一支撐部323，用以支撐鎖固螺絲307于一中心軸的方向上。本發明的齒條驅動型動力輔助轉向裝置包括一驅動裝置(driving means)以及一受驅動裝置(driven means)。所述驅動裝置包括連接于一電子控制單元(ECT)的電力馬達150、固定于電力馬達150的承軸155的驅動皮帶輪(driving pulley) 330、以及一驅動皮帶335。此外，所述受驅動裝置包括滾珠螺帽325用以支撐齒條桿140于齒條護座303的內側，其中所述齒條護座303圍住所述齒條桿140以及一受驅動皮帶輪310，所述受驅動皮帶輪310形成于滾珠螺帽325的外圍周邊表面或是耦接于所述滾珠螺帽325的外圍周邊表面。連接于電力馬達150的驅動皮帶輪330以及連接于齒條桿140的受驅動皮帶輪310以平行方式設置，驅動皮帶335適配(fitted)于驅動皮帶輪330與受驅動皮帶輪310，使得電力馬達150的轉動力通過所述滾珠螺帽325傳送至齒條桿140，并且利用滾珠螺帽325的移動以使齒條桿140可以在左邊方向或是右邊方向移動，因而產生輔助轉向動力。當滾珠螺帽325通過滾珠以與齒條桿140嚙合并且轉動時，滾珠螺帽325可以使得齒條桿140在齒條護座303與齒輪護座305的內部產生滑動。用以支撐所述滾珠螺帽325產生轉動的軸承309固定于滾珠螺帽325的外圍周邊表面。一動力傳送結構形成于所述滾珠螺帽325的內面周邊表面以及齒條桿140的外圍周邊表面，以通過滑動所述齒條桿140于軸方向，以產生所述輔助轉向動力。所述動力傳送結構包括外圍周邊螺紋溝槽145、滾珠(未圖示)以及內面周邊螺紋溝槽327，其中所述外圍周邊螺紋溝槽145形成于齒條桿140的外圍周邊表面，并且外圍周邊螺紋溝槽145的形狀類似螺旋(spiral)形狀以及半球形剖面(domed section),所述滾珠插入于所述外圍周邊螺紋溝槽145中，所述內面周邊螺紋溝槽327形成于滾珠螺帽325的內面周邊表面，并且內面周邊螺紋溝槽327的形狀類似螺旋(spiral)形狀以及半球形剖面(domed section),使得所述內面周邊螺紋溝槽327相對應于所述外圍周邊螺紋溝槽145。滾珠螺帽325是設有內面周邊螺紋溝槽327的中空管(hollow tube)，內面周邊螺紋溝槽327設置于所述滾珠螺帽325的內表面。所述受驅動皮帶輪310安裝于滾珠螺帽325的外圍周邊表面的兩側，所述軸承309安裝于滾珠螺帽325的一端部的外圍周邊側。當鎖固螺絲307支撐軸承309時，所述鎖固螺絲307以螺絲組裝方式固定于齒輪護座305的內面周邊表面307a，其位于軸承309的拱背曲線的末端端部(distal end)以及位于軸承309的外圍周邊表面。當所述固定環320避免鎖固螺絲307松脫時，耦接于齒條護座303與齒輪護座305 之間的固定環320包括至少一支撐部323，用以支撐鎖固螺絲307于一中心軸的方向上，使得所述固定環320可以抑制(damp)通過軸承309所傳送的振動以及噪音。進一步地，如圖7所示，一檢查孔(check hole) 329形成于所述齒條護座303與齒輪護座305的耦接區域，以從外部檢查固定環320的組裝是否被忽略掉。因此部件的組裝是否被一漏掉可檢查出來而不需要在轉向裝置最終組裝完成之后還要拆卸才能進行檢查。圖7顯示檢查孔329形成于述齒條護座303的實施例。此外，支撐部323從所述固定環320整合地延伸并且突出，使得支撐部323定位于鎖固螺絲307的側表面，齒條護座303設有底座凹型區域320a以供所述固定環320插設，并且所述支座凹型區域320a設有支座凹型區域323a以供支撐部323插設。當支撐部323插入所述齒輪護座305的支座凹型區域323a時，所述支撐部323的厚度從所述齒輪護座305的支座凹型區域323a突出形成，并且當所述齒條護座303耦接所述齒輪護座305時，所述支撐部323受到壓縮頂住并且耦接所述鎖固螺絲307的側表面。應注意的是，所述支撐部323插設的一固定凹型區域(未圖示)可形成于鎖固螺絲307的側表面。因此當所述齒條護座303通過一固定件(fastening member) f禹接所述齒輪護座305時，此時所述齒條護座303接觸所述齒輪護座305，使得固定環320受到壓縮并且同時支撐所述支撐部323，而且所述固定環320被壓頂住鎖固螺絲307的側表面。因此軸承所傳遞的振動以及噪音可以受到抑制，故可防止鎖固螺絲307產生松脫。進一步地，如圖8所示，所述固定環320設有從固定環320整合延伸并且突出的凸塊(protrusion) 321，當固定環320耦接于齒條護座303與齒輪護座305之間時，所述凸塊321曝露于外部，以檢測固定環320的耦接位置，或是檢測固定環320是否已經耦接妥當。另外，齒條護座303與齒輪護座305兩者任一設有插入凹型區域321a以供所述凸塊321插設，使得當固定環320耦接于齒條護座303與齒輪護座305之間時，所述凸塊321設置于插入凹型區域321a之位置，以組裝所述固定環320。圖8顯示所述插入凹型區域321a形成于齒條護座303的實施例。
所述固定環320的材質例如是天然橡膠(Natural Rubber, NR)、聚丁二烯橡膠(Polybutadiene Rubber, BR)、丁臆橡膠(Nitrile Butadiene Rubber, NBR)、氯丁橡膠(Chloroprene Rubber, CR)、三兀乙丙橡膠(Ethylene Propylene Terpolymer, EPDM)、氟橡膠(Fluoro Elastomer, FPM)、丁苯橡膠(Styrene Butadine Rubber, SBR)、氯橫化聚乙烯橡膠(Chlorosulphonated Polyethylene, CSM)、娃(silicon)、以及胺基甲酸酯(urethane)。如上所述，本發明可以避免鎖固螺絲因為軸向與徑向振動而產生松脫、可減少滾珠螺帽與齒條桿通過軸承傳遞的振動以及噪音、以及可提供駕駛者舒適的轉向操作等功效，其中當齒條桿并且滾珠螺帽轉動時，所述齒條桿、滾珠螺帽以及齒條護座產生所述軸向與徑向振動。即使在本發明具體實施方式
中的所有組件都可以組合在一起的情況下，本發明也并不僅限于此，所有的組件都可以在不脫離發明原理的前提下進行選擇性組合。并且，本文中的措辭與用語均以描述為目的，并不對技術內容起到限制作用。采用 “包括”、“有……構成”以及“具有”等其它類似的詞，則意味著包含了后文列出的項目以及和它們等價的其它項目。除非本文在其它位置有特殊的定義，所有的術語，包括科學和技術術語，都應當被理解為本領域內技術人員所公知的意義。就像字典中的解釋一樣，除非本文在其它位置有明確的定義，所有通常采用的術語都應當被解釋為該技術環境下的含義，而不應當被解釋為主觀的或者字面的含義。本發明前文所述的優選實施方式是用以舉例說明并描述本發明的目的。不應當將本發明限制在所揭露的內容之內，還有可能通過來自于上述記載內容中的啟示和對本發明的實踐來獲得對本發明的調整和改變。因此，本發明所給出的具體實施方式
并不是限制而是解釋本發明的技術精神，本發明的保護范圍并不受制于具體實施方式
。本發明的保護范圍應當由權利要求確定，對本發明的等同替換也應當視為不超出本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種齒條驅動型動力輔助轉向裝置，其特征在于，所述動力輔助轉向裝置包括 一滾珠螺帽，用以滑動一齒條桿，當所述滾珠螺帽通過若干滾珠耦接于所述齒條桿時，所述滾珠螺帽產生轉動； 一軸承，固定于所述滾珠螺帽的一外圍周邊表面，并且所述軸承用以支撐所述滾珠螺帽的轉動； 一鎖固螺絲，耦接于所述軸承的拱背曲線與一齒輪護座之間，并且所述鎖固螺絲用以支撐所述軸承；以及 一固定環，耦接于一齒條護座與所述齒輪護座之間，所述固定環設有至少一支撐部，所述支撐部用以支撐所述鎖固螺絲于一中心軸的方向。
2.根據權利要求I所述的齒條驅動型動力輔助轉向裝置，其特征在于所述齒條護座與所述齒輪護座兩者任一者設有一底座凹型區域，以供所述固定環插設。
3.根據權利要求2所述的齒條驅動型動力輔助轉向裝置，其特征在于所述支撐部從所述固定環整合地延伸并且突出，使得所述支撐部定位于所述鎖固螺絲的側表面。
4.根據權利要求3所述的齒條驅動型動力輔助轉向裝置，其特征在于所述底座凹型區域包括一支座凹型區域，以供所述支撐部插設。
5.根據權利要求4所述的齒條驅動型動力輔助轉向裝置，其特征在于所述支撐部從所述支座凹型區域突出形成，當所述齒條護座耦接所述齒輪護座時，所述支撐部受到壓縮頂住并且接所述鎖固螺絲的側表面。
6.根據權利要求5所述的齒條驅動型動力輔助轉向裝置，其特征在于所述鎖固螺絲設有提供所述支撐部插設的一固定凹型區域，所述固定凹型區域形成于所述鎖固螺絲的側表面。
7.根據權利要求I所述的齒條驅動型動力輔助轉向裝置，其特征在于一檢查孔形成于所述齒條護座與所述齒輪護座的耦接區域，以從外部檢查所述固定環的組裝是否被忽略掉。
8.根據權利要求I所述的齒條驅動型動力輔助轉向裝置，其特征在于當所述固定環耦接于齒條護座與齒輪護座之間時，所述固定環包括曝露于外部的一凸塊，以檢測所述固定環的耦接位置，或是檢測所述固定環是否已經耦接妥。
9.根據權利要求8所述的齒條驅動型動力輔助轉向裝置，其特征在于所述凸塊從所述固定環整合延伸并且突出。
10.根據權利要求9所述的齒條驅動型動力輔助轉向裝置，其特征在于所述齒條護座與所述齒輪護座兩者任一者設有一插入凹型區域，以供所述凸塊插設。
11.根據權利要求I至10任意一項所述的齒條驅動型動力輔助轉向裝置，其特征在于所述固定環的材質是選自于天然橡膠、聚丁二烯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、三元乙丙橡膠、氟橡膠、丁苯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、硅以及胺基甲酸酯所組成群組。
全文摘要
本發明揭示一種齒條驅動型動力輔助轉向裝置，可以避免鎖固螺絲因為軸向與徑向振動而產生松脫、可減少滾珠螺帽與齒條桿通過軸承傳遞的振動以及噪音、以及可提供駕駛者舒適的轉向操作等功效，其中當齒條桿并且滾珠螺帽轉動時，所述齒條桿、滾珠螺帽以及齒條護座產生所述軸向與徑向振動。
文檔編號B62D3/08GK102795259SQ20121016763
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月25日 優先權日2011年5月25日
發明者池性昊, 裵泓容 申請人:萬都株式會社