[发明专利]可变力转向致动器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年8月21日提交的美国临时申请No.60/957,114的优先 权。

技术领域

本申请涉及动力转向系统，尤其涉及与可变力动力转向系统结合使用的磁 性致动器。

背景技术

例如，机动车辆等中的动力转向系统被设计用以提供适当的液压或电力辅 助从而允许驾驶员完成机动车辆的转向。驾驶员通过旋转连接到第一轴上的方 向盘施加转向输入。第一轴旋转连接到第二轴上，依次地，第二轴连接到转向 机构上。第一轴和第二轴通过顺性构件，例如通过扭力杆，联接在一起传递扭 矩。扭力杆允许第一轴相对于第二轴转动预定大小的角度，例如，+/-12度。机 械停止避免产生进一步的运动。施加到转向机构上的转向助力的大小取决于扭 矩应变或扭力杆移动的程度。

示例性的动力转向系统是一种液压可变力转向装置，其具有比例控制阀和 磁性致动器用以改变扭力杆的有效顺从性。比例控制阀包括被连接到手动方向 盘上的阀槽，连接到车轮的阀体，以及设置在阀槽和阀体之间的扭力杆。节流 孔被设置在阀体和阀槽之间用以当阀槽被方向盘上的手动力相对于阀体从中心 位置转动时调节辅助转向推进压力。其结果是，扭力杆内的中心转矩会引起驾 驶员在方向盘上的触觉回馈。磁性致动器包括围绕附接到阀槽上的圆环设置的 永磁体。磁性致动器还包括附接到阀体上的磁极片，其具有位于磁性环外的外 部极性齿，位于磁性环内的内部极性齿，以及与极性齿形成磁耦合的励磁线圈。 内部齿和外部齿通过非磁性部分被连接在一起以使内部齿和外部齿去磁性耦 合。可对励磁线圈施加电流从而在磁极片和永磁磁环之间产生电磁转矩并且由 此根据流经线圈的电流方向增加或减小扭力杆的有效转矩。

当前磁性致动器中的极性齿的布置和形状时常会改变以获得所需的转矩。 当前磁性致动器中的极性齿成组进行布置。在一些情形中，每组中的齿具有不 同的轮廓，内部齿和外部齿并不对齐，和/或围绕磁性环非对称地布置极性齿组。 此外，磁性致动器通常比所需的尺寸要大的原因在于较差的磁力应用。这些设 计规格的结果是，电流磁性致动器难于进行制造而昂贵。

因此，需要开发一种尺寸较小且易于进行制造的经过改进的磁性致动器。

发明内容

在此描述用于动力转向系统中的磁性致动器。依照一个具体实施例，所述 磁性致动器包括：内环；设置在内环周围的外环；设置在内环上的第一对内齿， 所述第一对内齿部分地限定出位于第一对内齿之间具有第一角尺寸的缝隙；设 置在内环上的第二对内齿，所述第二对内齿部分地限定出位于第二对内齿之间 具有第二角尺寸的缝隙；设置在外环上的第一对外齿，所述第一对外齿部分地 限定出位于第一对外齿之间具有第三角尺寸的缝隙；和设置在外环上的第二对 外齿，所述第二对外齿部分地限定出位于第二对外齿之间具有第四角尺寸的缝 隙。

依照一个可选的具体实施例，一种磁性致动器包括：内环；设置在内环周 围的外环；设置在内环上的第一对内齿，所述第一对内齿部分地限定出位于第 一对内齿之间具有第一角尺寸的缝隙；设置在内环上的第三齿，所述第三齿包 括被第三齿部分限定出的第一凹槽；设置在外环上的第一对外齿，所述第一对 外齿部分地限定出位于第一对外齿之间具有第二角尺寸的缝隙；和设置在外环 上的第四齿，所述第四齿包括被第四齿部分限定出的第二凹槽。

附图说明

下面参考附图，在此所述的附图的意义仅是示例性的，而不是限制性的， 在所有附图中使用相似的附图标号表示相似的元件：

图1是具有独特齿形设计的磁性致动器的一个具体实施例的顶部平面图；

图2是磁性致动器的另一个具体实施例的顶部平面图；

图3是图2所示的磁性致动器的一个齿的设计的顶部平面图；以及

图4是磁性致动器中的一部分的透视图，图中示出了致动器中磁体的设计。

具体实施方式