本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反,提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開,并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0040]如圖1所示,在本實用新型的一個實施例中,汽車轉向助力器包括管柱軸1、扭矩傳感器3、蝸輪傳動機構4和控制電路板(圖中未示出)。其中,管柱軸I包括與汽車方向盤2固定連接的第一管柱軸11、與第一管柱軸11同軸心固定連接的第一對接軸12和與第一對接軸12相對設置的第二對接軸13,其中,第一對接軸12上與第二對接軸13相對設置的端面上設置有第一盲孔,第二對接軸13上與第一對接軸12相對設置的端面上設置有第二盲孔。扭矩傳感器3包括第一轉軸31、第二轉軸32和感應元件,其中,第一轉軸31包括第一軸體部分和與第一軸體部分連接的第一傳動部分,并且第一軸體部分固定在第一對接軸12上的第一盲孔內;第二轉軸32包括第二軸體部分和與第二軸體部分連接的第二傳動部分,且第二軸體部分固定在第二對接軸13上的第二盲孔內;第一傳動部分與第二傳動部分相連接,感應元件設置于第一傳動部分和第二傳動部分相連接的端面上。第一轉軸31和第二轉軸32用于傳遞第一對接軸12和第二對接軸13之間的轉動,感應元件用于通過第一轉軸31和第二轉軸32測量汽車方向盤2的扭矩。第一管柱軸11、第一對接軸12和第二對接軸13的同軸心設置,使得固定于第一對接軸12上的第一盲孔內的第一轉軸31和固定于第二對接軸13上的第二盲孔內的第二轉軸32之間的轉動傳遞更加直接,從而使得設置于第一轉軸31的第一傳動部分和第二轉軸32的第二傳動部分相連接的端面上的感應元件能夠更好的采集扭矩。此外,扭矩傳感器3直接一體化組裝在第一對接軸12和第二對接軸13之間,使得汽車轉向助力器的結構更加緊湊和可靠。
[0041 ]蝸輪傳動機構4包括與汽車的直流電機5的輸出軸連接的蝸桿41、與蝸桿41嚙合傳動的蝸輪42以及與第二對接軸13同軸心固定連接的蝸輪軸。蝸輪傳動機構作為減速機構,并且蝸輪軸與第二對接軸13同軸心固定連接,使得減速機構的轉動能夠直接的傳遞到第二對接軸13上。
[0042]控制電路板分別與直流電機5和扭矩傳感器3的感應元件連接。直接電機5和感應元件連接在控制電路板上,使得汽車轉向助力器可以通過控制電路板來控制直流電機以及感應元件的工作。優(yōu)選的,控制電路板還可以與汽車的車身電源連接,即控制電路板可以使用車身電源進行供電。
[0043]下面針對以上轉向助力器的結構,對轉向助力器的工作原理進行如下說明。
[0044]在本實施例中,當汽車方向盤2發(fā)生轉動時,汽車方向盤2帶動與汽車方向盤2固定連接的第一管柱軸11發(fā)生轉動,第一管柱軸11帶動與第一管柱軸11固定連接的第一對接軸12發(fā)生轉動。由于扭矩傳感器3的第一轉軸31的第一軸體部分固定在第一對接軸12內的盲孔內,因此第一對接軸12轉動帶動第一轉軸31的第一軸體部分轉動,從而與第一軸體部分連接的第一傳動部分轉動。由于第一傳動部分和第二轉軸32的第二傳動部分連接,因此第一傳動部分轉動帶動第二傳動部分轉動,并在此過程中,設置于第一傳動部分和第二傳動部分相連接的端面上的感應元件采集扭矩,并將采集的數據傳輸至與感應元件連接的控制電路板上,從而檢測汽車方向盤的轉動。另外,由于第二軸體部分固定連接于第二對接軸13的第二盲孔內,因此第二轉軸32轉動帶動第二對接軸13轉動。此外,蝸輪傳動機構4的蝸桿41與直接電機5的輸出軸連接,即直接電機5驅動蝸桿41轉動,蝸桿41轉動從而帶動與蝸桿41嚙合的蝸輪42轉動,蝸輪42轉動帶動蝸輪軸轉動,又由于蝸輪軸與第二對接軸13同軸心固定連接,因此蝸輪軸與第二對接軸13產生聯(lián)動,以此實現汽車方向盤2的轉動。
[0045]在本實施例中,第一對接軸和第二對接軸同軸心相對設置的結構使得扭矩傳感器的轉動傳遞更加直接,同時也使得汽車轉向助力器的整體結構更加穩(wěn)定緊湊,解決了現有的電動助力轉動系統(tǒng)中電位計占用空間較大的問題;此外,扭矩傳感器直接一體化組裝在第一對接軸和第二對接軸之間,一方面使得汽車轉向助力器的體積更小更緊湊,另一方面減小了感應元件的受損情況,增加了感應元件的使用壽命;另外,蝸輪傳動機構作為蝸輪蝸桿減速機構,結構緊湊、安裝方便,同樣使得汽車轉向助力器的整體結構更加穩(wěn)定緊湊。
[0046]如圖2和圖3所示,第一轉軸的第一傳動部分包括第一圓盤311和繞第一圓盤311的部分邊緣設置的第一凸起結構312;第二轉軸的第二傳動部分包括第二圓盤321和繞第二圓盤321的部分邊緣設置的第二凸起結構322。其中,第一凸起結構312和第二凸起結構322相對合形成圍繞第一圓盤311和第二圓盤321的邊緣的空心柱體結構。優(yōu)選的,第一凸起結構312和第二凸起結構322可以為半圓形凸臺。
[0047]此外,感應元件可以包括第一傳感器33和第二傳感器34。第一凸起結構312包括垂直于第一圓盤311的第一平面和第二平面,第二凸起結構322包括垂直于第二圓盤321的第三平面和第四平面,當第一凸起結構312與第二凸起結構322相對合時,第一平面和第三平面相貼合,第二平面和第四平面相貼合,并且,第一傳感器33可以設置于第一凸起結構312的第一平面或第二凸起結構322的第三平面上,第二傳感器34可以設置于第二凸起結構312的第二平面或第二凸起結構322的第四平面上。具體的,第一傳感器33和第二傳感器34均連接至控制電路板上。
[0048]在本實施例中,在汽車方向盤轉向系統(tǒng)的動力傳遞中,第一傳感器和第二傳感器可以通過第一凸起結構和第二凸起結構相對合的表面的擠壓來獲得扭矩。另外,第一傳感器和第二傳感器設置在不同的平面上,使得扭矩傳感器能夠非常精確的判定扭矩的方向,即判定扭矩為正方向扭矩還是反方向扭矩。
[0049]可選的,第一傳感器33和第二傳感器34可為壓力傳感器。壓力傳感器傳遞壓力信息較為可靠,且壓力傳感器的壽命更長,使得汽車方向盤轉向系統(tǒng)可以不用頻繁的更換傳感器,節(jié)約了成本。
[0050]參見圖3,在本實用新型的另一個實施例中,第一轉軸的第一軸體部分的圓周面上設置有第一對接平面(圖中未示出),第二轉軸的第二軸體部分的圓周面上設置有第二對接平面35,相應的,第一對接軸的第一盲孔內設置有與第一對接平面相配合的第三對接平面,第二對接軸的第二盲孔內設置有與第二對接平面35相配合的第四對接平面,其中,第一軸體部分固定在第一盲孔內時,第一對接平面和第三對接平面配合固定,第二軸體部分固定在第二盲孔內時,第二對接平面35與第四對接平面配合固定。具體的,第一對接平面和第二對接平面的形狀可以為馬蹄形。
[0051 ]在本實施例中,第一對接平面和第二對接平面的設置使得第一對接軸和第一轉軸之間的轉動以及第二對接軸和第二轉軸之間的轉動更加穩(wěn)妥。
[0052]參見圖4,在本實用新型的另一個實施例中,汽車轉向助力器還包括一軸向支架,第一轉軸31的第一軸體部分靠近第一圓盤311的外圓周上設置有第一軸承313,第二轉軸32的第二軸體部分靠近第二圓盤321的外圓周上設置有第二軸承323,其中,第一軸承313和第二軸承323的內圈均為固定內圈,第一軸承313和第二軸承323的外圈均為轉動外圈,且第一軸承313的外圈表面沿外圈徑向方向設置有第一徑向支架36,第二軸承323的外圈表面沿外圈徑向方向設置有第二徑向支架37,并且第一徑向支架36的端部和第二徑向支架37的端部分別與軸向支架6連接。
[0053]在本實施例中,第一徑向支架、第二徑向支架和軸向支架能夠可靠的將扭矩傳感器進行限位,以防止扭矩傳感器發(fā)生松動。
[0054]繼續(xù)參見圖4,在本實用新型的另一個實施例中,汽車轉向助力器還包括一殼體(圖中未示出),蝸輪傳動機構4中的蝸桿41的兩端分別安裝有第三軸承,蝸輪軸的兩端分別安裝有第四軸承,第三軸承和第四軸承均固定于殼體上。優(yōu)選的,直流電機5同樣固定在殼體上。
[0055]在本實施例中,蝸輪傳動機構作為減速機構,通過殼體作為安裝基礎,使得蝸輪傳動機構的結構更加緊湊。
[0056]繼續(xù)參見圖4?圖7,在本實用新型的另一個實施例中,汽車轉向助力器還包括一控制箱7,控制箱7通