用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构的制作方法

本实用新型涉及电动助力转向技术领域，具体涉及一种用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构。

背景技术：

电动助力转向系统(electricpowersteering，缩写eps)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统相比，电动助力转向系统具有很多优点，因此得到了越来越广泛的应用。电动助力转向系统主要包括扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元等，其中减速机构中包括蜗轮蜗杆机构。

如图1所示，为现有技术中一种电动助力转向系统中蜗轮与扭矩传感器的位置示意图。其中，扭矩传感器包括传感器上转子102和传感器下转子101，传感器102套设在上助力轴106的外部，传感器下转子101套设在传感器上转子102和下助力轴105的外部。蜗轮103也套设在下助力轴105的外部，蜗轮103与蜗杆104相配合。从图1中可以看出，现有技术中，传感器下转子101与下助力轴105相嵌合，并且传感器下转子101的下表面与蜗轮103的上表面之间具有较大的间距，从而使得整个结构沿上下方向的高度很大，这会导致助力机械总成具有很大尺寸，尤其是助力轴需要设置得很长。过大的尺寸会造成在车辆中布置和安装的困难。并且，采用该种结构的助力机械总成中，轴和蜗轮之间、轴和传感器下转子之间保持固定的力可能无法满足要求，从而会引起连接分离的故障。

此外，在现有技术中，蜗轮和扭矩传感器都是嵌设过盈压配在助力轴上或者通过焊接固定在助力轴上，这样需要在制备工艺中增加一个额外的固定步骤，例如增加一个蜗轮安装步骤和一个传感器下转子安装步骤，也会造成工艺流程的过于复杂和增加过多的装配时间。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构，将第一传感器转子和蜗轮一体成型设置，减小助力机械总成尺寸。

本实用新型实施例提供一种用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构，包括助力轴、第一传感器转子和蜗轮，所述第一传感器转子和所述蜗轮均套设于所述助力轴的外部，所述蜗轮包括蜗轮本体和环绕所述蜗轮本体设置的轮齿，所述蜗轮本体与所述第一传感器转子一体成型。

可选地，所述蜗轮本体和所述第一传感器转子均采用尼龙材料制成。

可选地，所述蜗轮本体和所述第一传感器转子通过一体注塑成型与所述助力轴相固定。

可选地，所述第一传感器转子为扭矩传感器的转子。

可选地，所述第一传感器转子为位置传感器的转子。

可选地，所述第一传感器转子同时作为扭矩传感器和位置传感器的转子。

可选地，所述结构还包括位置传感器齿轮，所述位置传感器齿轮与所述第一传感器转子相配合。

可选地，所述结构还包括第二传感器转子，所述助力轴包括第一助力轴和第二助力轴，所述第二传感器转子套设于所述第二助力轴的外部，所述蜗轮套设于所述第一助力轴的外部。

可选地，所述结构还包括传感器探头，所述第一传感器转子位于所述蜗轮和所述第二传感器转子之间，且所述第一传感器转子至少部分环绕所述第二传感器转子，所述传感器探头与所述第一传感器转子的侧面相配合。

可选地，所述结构还包括传感器探头，所述第一传感器转子形成于所述蜗轮本体的内部，所述第一传感器转子包括转子磁铁，所述传感器探头位于所述第一传感器转子和所述第二传感器转子之间。

本实用新型所提供的用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构具有如下优点：

本实用新型通过将蜗轮与第一传感器转子一体成型设置，减小了从第一传感器转子到蜗轮的高度，从而减小了助力机械总成尺寸，并且减小了与第一传感器转子以及蜗轮相配合的助力轴的轴长，可以更方便地将采用该结构的助力机械总成布置和安装到车辆中；进一步地，本实用新型中可以将蜗轮和第一传感器转子直接注塑成型，通过注塑成型保持蜗轮和第一传感器转子与助力轴的连接，无需额外增加蜗轮的安装步骤和第一传感器转子的安装步骤，并且提高了蜗轮以及第一传感器转子与助力轴的连接强度和稳定性，从而提高了电动助力转向系统的助力机械总成的结构稳定性，适用于大规模推广应用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是现有技术中的一种电动助力转向系统中蜗轮与传感器的位置示意图；

图2是本实用新型第一实施例的用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构的示意图；

图3是本实用新型第二实施例的用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构的示意图；

图4是本实用新型第三实施例的用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构的示意图；

图5是本实用新型第四实施例的用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构的示意图。

附图标记：

现有技术

101传感器下转子104蜗杆

102传感器上转子105下助力轴

103蜗轮106上助力轴

本实用新型

1第一传感器转子5第一助力轴

11第一传感器转子磁铁6第二助力轴

2第二传感器转子7传感器探头

3蜗轮8壳体

31蜗轮本体9轴承

32轮齿10位置传感器齿轮

4蜗杆

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

为了解决现有技术中的技术问题，本实用新型提供了一种用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构，通过将蜗轮与第一传感器转子一体成型设置，减小了从第一传感器转子到蜗轮的高度，从而减小了助力机械总成尺寸，并且减小了与第一传感器转子以及蜗轮相配合的助力轴的轴长，可以更方便地将采用该结构的助力机械总成布置和安装到车辆中。其中，第一传感器转子可以是扭矩传感器的转子，也可以是位置传感器的转子。

如图2所示，为本实用新型第一实施例的用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构的示意图。该集成结构包括助力轴、第一传感器转子1和蜗轮3，所述第一传感器转子1和所述蜗轮3均套设于所述助力轴的外部，所述蜗轮3包括蜗轮本体31和环绕所述蜗轮本体31设置的轮齿32，所述蜗轮本体31与所述第一传感器转子1一体成型。蜗轮3与蜗杆4相配合，蜗杆4安装于壳体8上。蜗轮3的蜗轮本体31通过轴承9与壳体8可旋转地连接。

在该实施例中，助力轴包括第一助力轴5和第二助力轴6。蜗轮3套设于第一助力轴5的外部，第二助力轴5的外部还套设有第二传感器转子2，而第一传感器转子1套设在第二助力轴5和第一传感器转子1的外部。由于蜗轮本体31和第一传感器转子1一体成型，减小了在图2中上下方向上助力机械总成的高度，并且减小了与蜗轮本体31以及第一传感器转子1相配合的助力轴的长度。同时，一体成型的蜗轮本体31和第一传感器转子1相比于现有技术来说加强了与助力轴的连续连接长度，提高了松脱扭矩。

在该实施例中，所述蜗轮本体31和所述第一传感器转子1均采用尼龙材料制成。尼龙材料可以采用现有的尼龙材料配方，例如尼龙66加25％玻纤的材料，具有硬度高、耐高温、耐磨的特性，更适合应用于需要有抗冲击性和高强度要求的产品中。而蜗轮3的轮齿32则可以采用尼龙66材料制成。该实施例中将蜗轮本体31设置为尼龙材料本体，也可以消除现有技术中采用金属制成的蜗轮对扭矩传感器的信号的影响，提高扭矩传感器信号检测和传输的准确性和稳定性。在其他可替代的实施方式中，所述蜗轮本体31和所述第一传感器转子1也可以采用其他类型的材料制成，例如塑料材料等，均属于本实用新型的保护范围之内。

在该实施例中，所述蜗轮本体31和所述第一传感器转子1通过一体注塑成型与所述助力轴相固定。例如，将助力轴预先设置于一体注塑成型的模具中，然后高压注塑尼龙材料，一体注塑形成固定于助力轴外部的蜗轮本体31和第一传感器转子1的一体成型件。通过一体注塑成型，减少了现有技术中制备工艺中蜗轮和传感器转子的固定装配步骤，缩短了助力机械总成的制备工艺流程，节省了制造时间，降低制造成本。此外，蜗轮本体31和第一传感器转子1通过一体注塑成型与助力轴直接固定，提高了蜗轮本体31与助力轴之间、第一传感器转子1和助力轴之间的连接强度，提高了整体结构强度和稳定性。但本实用新型不限于此种固定方式，在其他可替代的实施方式中，蜗轮本体31和第一传感器转子1的一体成型件可以通过嵌设或者焊接的方式与助力轴相连接，在制备过程中，蜗轮本体31和第一传感器转子1可以采用一个装配步骤装配到助力轴上，相比于现有技术同样也可以缩短工艺流程，节省制造时间。

在该实施例中，所述第一传感器转子1为扭矩传感器的转子。所述扭矩传感器还包括传感器探头7，所述第一传感器转子1位于所述蜗轮3和所述第二传感器转子2之间，且所述第一传感器转子1至少部分环绕所述第二传感器转子2，所述传感器探头7与所述第一传感器转子1的侧面相配合，从传感器探头7中可以读取到扭矩传感器的下转子101所转过的角度测量结果。

如图3所示，为本实用新型第二实施例的用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构的示意图。该实施例与第一实施例的区别在于：第一传感器转子1同时作为扭矩传感器和位置传感器的转子，所述集成结构还包括位置传感器齿轮10，所述位置传感器齿轮10与第一传感器转子1的下部相配合，且所述位置传感器齿轮10设置于蜗轮3的蜗轮本体31上方。所述扭矩传感器和所述位置传感器还包括一个传感器探头7，所述第一传感器转子1位于所述蜗轮3和所述第二传感器转子2之间，且所述第一传感器转子1至少部分环绕所述第二传感器转子2，所述传感器探头7与所述第一传感器转子1的侧面相配合，从传感器探头7中可以读取到扭矩传感器的测量结果和位置传感器的测量结果。

如图4所示，为本实用新型第三实施例的用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构的示意图。该实施例与第二实施例的区别在于：位置传感器齿轮10的位置不同。在该实施例中，位置传感器齿轮10与第一传感器转子1的上部相配合。

图2～4示出了本实用新型中的传感器转子应用于不同类型传感器的结构。在实际应用中，传感器转子可以作为扭矩传感器的转子，也可以作为位置传感器的转子，也可以同时作为扭矩传感器和位置传感器的转子，均属于本实用新型的保护范围之内。

如图5所示，为本实用新型第四实施例的用于电动助力转向的蜗轮与传感器转子集成结构的示意图。该实施例与第一实施例的区别在于：所述第一传感器转子1形成于所述蜗轮本体31的内部，所述第一传感器转子1包括转子磁铁11，所述传感器探头7位于所述第一传感器转子1和所述第二传感器转子2之间，且所述传感器探头7与所述转子磁铁11相对设置。该设计能够进一步的减小助力机械总成的轴向高度。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型通过将蜗轮与第一传感器转子一体成型设置，减小了从第一传感器转子到蜗轮的高度，从而减小了助力机械总成尺寸，并且减小了与第一传感器转子以及蜗轮相配合的助力轴的轴长，可以更方便地将采用该结构的助力机械总成布置和安装到车辆中；进一步地，本实用新型中可以将蜗轮和第一传感器转子直接注塑成型，通过注塑成型保持蜗轮和第一传感器转子与助力轴的连接，无需额外增加蜗轮的安装步骤和第一传感器转子的安装步骤，并且提高了蜗轮以及第一传感器转子与助力轴的连接强度和稳定性，从而提高了电动助力转向系统的助力机械总成的结构稳定性，适用于大规模推广应用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。