專利名稱：一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向軸，用于安裝扭矩轉(zhuǎn)角傳感器， 進而實現(xiàn)扭矩轉(zhuǎn)角傳感器的精確定位和過載保護，屬于運輸工具領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是近些年出現(xiàn)的一種新型動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，主要由傳感器、 控制裝置、減速機構(gòu)和執(zhí)行電機等組成。其中重要的一點就轉(zhuǎn)動軸上的傳感器 所發(fā)出的信號必須真實地反映轉(zhuǎn)動軸上的扭矩和轉(zhuǎn)向角度。通常在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向軸設(shè)計中，多數(shù)是設(shè)計一個傳感器變送機構(gòu)， 即在上轉(zhuǎn)向軸上設(shè)一個滑套，在滑套的外周面上設(shè)有環(huán)形凹槽，槽內(nèi)裝有滾珠， 當(dāng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動時，滑套可隨轉(zhuǎn)向軸軸向移動，電位計上定位軸的端部和所述環(huán) 形外凹槽相接產(chǎn)生一個和扭矩成正比的轉(zhuǎn)角信號。另外，輸入軸與輸出軸之間 的過載保護連接方式為花鍵配合，即輸入軸的配合端部有4個對稱的凹槽，輸 出軸的配合端部同樣有4個相對應(yīng)的凸槽。中國專利公開號CN2756527Y，公告 日為2006年2月28日，發(fā)明名稱為汽車電動助力轉(zhuǎn)向軸總成，開了一種類 似的技術(shù)方案。然而，上述定位計式扭矩傳感器只能檢測方向盤的扭矩信號，不能檢測方 向盤的轉(zhuǎn)角信號。而且這種變送機構(gòu)環(huán)形凹槽精度要求高，加工難度大，成本 高。凹槽、滾珠和電位計上定位軸的端部存在間隙和摩擦，勢必增加傳感器響 應(yīng)時間，同時傳感器的死區(qū)也會加大。輸入軸與輸出軸的配合加工比較復(fù)雜， 且配合面較小，容易產(chǎn)生扭桿上的力矩波動。發(fā)明內(nèi)容本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn) 向軸，用于安裝扭矩轉(zhuǎn)角傳感器，進而實現(xiàn)扭矩轉(zhuǎn)角傳感器的精確定位和過載 保護。本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本實用新型主要包括輸入軸、 輸出軸、扭桿。其連接方式為輸入軸上端與方向盤固定連接，下端通過扭桿 與輸出軸相互連接，傳遞駕駛員作用在方向盤上的扭矩；輸出軸通過萬向傳動 裝置及齒條式轉(zhuǎn)向裝置與要轉(zhuǎn)向的車輪連接；輸入軸與輸出軸配合處安裝扭矩 轉(zhuǎn)角傳感器。輸入軸在與輸出軸配合的端部為168°的平面，且端部為中心對稱 形狀。輸出軸的內(nèi)孔與輸出軸的端部配合的是180。的平面，且內(nèi)孔也為中心對 稱形狀。這種配合方式使輸入軸與輸出軸在配合時有±6°的相對旋轉(zhuǎn)范圍。扭 桿兩端分別與輸入軸與輸出軸內(nèi)孔過盈配合。輸入軸與傳感器的扭矩轉(zhuǎn)子通過 鍵配合，輸出軸與傳感器位置轉(zhuǎn)子通過鍵配合，同時輸出軸與傳感器的配合面 為滾花配合。通過調(diào)節(jié)輸出軸與傳感器位置轉(zhuǎn)子的配合位置實現(xiàn)對扭矩轉(zhuǎn)角傳感器安裝 定位，確保在傳感器安裝過程中測量扭矩輸出信號為2.5V時扭桿沒有變形，降 低了安裝誤差。同時輸入端與輸出端在配合時有土6。的旋轉(zhuǎn)范圍，從而使扭桿 的變形范圍在機械部件上限制為±6° ，而扭矩轉(zhuǎn)角復(fù)合傳感器測量扭桿的變形 范圍為±8° 。設(shè)計這種過載保護裝置可以防止扭桿變形超出傳感器的測量范 圍，避免造成對傳感器的損壞。當(dāng)扭矩輸出信號為2.5V時表明扭桿沒有形變， 扭矩為零，此時輸入軸與輸出軸的配合面為對稱的6。。本實用新型具有實質(zhì)性特點和顯著進步。這種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向軸可 以安裝扭矩轉(zhuǎn)角復(fù)合傳感器，能夠同時測量轉(zhuǎn)向軸的扭矩和轉(zhuǎn)角。輸入軸與輸 出軸的這種配合方法結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，且在轉(zhuǎn)向過程確保輸入軸與輸出軸 為面配合。減少由于機械配合產(chǎn)生的振動和沖擊，保證了助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的平順 性和穩(wěn)定性。更有利于保證扭矩轉(zhuǎn)角復(fù)合傳感器的安裝定位精度，同時也實現(xiàn) 了對扭矩轉(zhuǎn)角復(fù)合傳感器的過載保護。


圖l是扭矩轉(zhuǎn)角復(fù)合傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是扭矩轉(zhuǎn)角復(fù)合傳感器安裝圖。
具體實施方式
如圖l、圖2所示，本實用新型主要包括輸入軸lO與輸出軸ll、扭桿12。其連接方式為圖l中l(wèi)、 2是扭矩轉(zhuǎn)角復(fù)合傳感器的外殼，3是數(shù)據(jù)線輸出端，4、 5是可以與外殼發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的內(nèi)圈。4稱為位置轉(zhuǎn)子，與輸出軸ll連接，5稱為 扭矩轉(zhuǎn)子，與輸入軸10連接。圖2是本實用新型設(shè)計的扭矩轉(zhuǎn)角復(fù)合傳感器13的安裝裝置的裝配圖。輸 入軸10上端與方向盤固定連接，下端通過扭桿12與輸出軸11相互連接，傳遞 駕駛員作用在方向盤上的扭矩；輸出軸11通過萬向傳動裝置及齒條式轉(zhuǎn)向裝置 與要轉(zhuǎn)向的車輪連接；輸入軸10與輸出軸11配合處安裝扭矩轉(zhuǎn)角傳感器13。 輸入軸10在與輸出軸11配合的端部為6、 7形成的168°平面，且端部為中心 對稱形狀。輸出軸11的內(nèi)孔與輸出軸10的端部配合的8、 9是180°的兩個平 面，且內(nèi)孔也為中心對稱形狀。這種配合方式使輸入軸與輸出軸在配合時有土6 °的相對旋轉(zhuǎn)范圍。扭桿12兩端分別與輸入軸IO端部的內(nèi)孔和輸出軸11內(nèi)孔 過盈配合。輸入軸10與扭矩轉(zhuǎn)角復(fù)合傳感器13的扭矩轉(zhuǎn)子5通過鍵14配合， 輸出軸11與傳感器位置轉(zhuǎn)子4通過鍵15配合，同時輸出軸11與扭矩轉(zhuǎn)角復(fù)合 傳感器13的配合面16為滾花配合。
權(quán)利要求1. 一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向軸，其特征是，包括輸入軸(10)、輸出軸(11)、扭桿(12)，其連接方式為輸入軸(10)上端與方向盤固定連接，下端通過扭桿(12)與輸出軸(11)相互連接，傳遞駕駛員作用在方向盤上的扭矩；輸出軸(11)通過萬向傳動裝置及齒條式轉(zhuǎn)向裝置與要轉(zhuǎn)向的車輪連接；輸入軸(10)與輸出軸(11)配合處安裝扭矩轉(zhuǎn)角傳感器(13)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向軸裝置，其特征在于-輸入軸(10)在與輸出軸(11)配合的端部平面(6)、端部平面(7)之間的角度為 168° ，且端部為中心對稱形狀，輸出軸(ll)的內(nèi)孔與輸出軸(10)的端部配合 的是平面(8)、平面(9)，這種配合方式使輸入軸(10)與輸出軸(11)配合時有 ±6°的相對旋轉(zhuǎn)范圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向軸裝置，其特征在于-扭桿(12)兩端分別與輸入軸(IO)與輸出軸(ll)內(nèi)孔過盈配合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向軸裝置，其特征在于-輸入軸(10)與傳感器的扭矩轉(zhuǎn)子(5)通過鍵(14)配合，輸出軸(ll)與傳感器位 置轉(zhuǎn)子(4)通過鍵(15)配合，同時輸出軸(11)與傳感器(13)的配合面(16)為滾 花配合。
專利摘要一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向軸，如圖2所示，包括輸入軸(10)、輸出軸(11)、扭桿(12)?？蓪崿F(xiàn)扭矩轉(zhuǎn)角復(fù)合傳感器(13)設(shè)安裝定位及過載保護功能。扭矩轉(zhuǎn)角傳感器(13)的扭矩轉(zhuǎn)子(5)與輸入軸(10)通過鍵(14)配合，傳感器位置轉(zhuǎn)子(4)與輸出軸(11)通過鍵(15)配合，同時輸出軸(11)與傳感器(13)的配合面(16)為滾花配合。扭桿(12)兩端分別與輸入軸(10)與輸出軸(11)內(nèi)孔過盈配合。如圖3所示，輸入軸(10)在與輸出軸(11)配合的端部平面(6)、端部平面(7)之間的角度為168°，且端部為中心對稱形狀。輸出軸(11)在與輸出軸(10)配合的是平面(8)、平面(9)。
文檔編號B62D6/10GK201109444SQ200720070200
公開日2008年9月3日 申請日期2007年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月24日
發(fā)明者欣 李, 趙學(xué)平, 杰 陳 申請人:上海交大神舟汽車設(shè)計開發(fā)有限公司