CN102245459B - 用于车辆的转向力传递设备 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的转向力传递设备，包括：(a)操作构件侧轴；(b)从操作构件侧轴偏移的转向装置侧轴；以及(c)旋转传递机构，包括：(c-1)设置在两个轴中的一者中的轴向突出部分以及(c-2)径向延伸槽，其设置在两个轴中的另一者中，使得轴向突出部分与径向延伸槽相配合。旋转传递机构被构造为改变两个轴之间的旋转相位差，同时通过两个轴中的另一者的旋转而使得两个轴中的一者旋转。两个轴中的一者的主体部分的轴向端部和两个轴中的另一者的轴向端部沿着轴向彼此重叠。

Description

用于车辆的转向力传递设备

相关申请

本申请基于2008年9月30日递交的日本专利申请No.2008-254781和No.2008-254782，并通过引用将其内容全部结合在这里。

技术领域

本发明涉及用于车辆的转向力传递设备，其被构造为将施加到车辆的转向操作构件的力传递到车辆的车轮转向装置。

背景技术

近年来，已经发展了一种用于车辆的转向力传递设备，其具有：(i)由车辆的操作者操作的转向操作构件以及(ii)构造为使得车辆的车轮转向的车轮转向装置。转向力传递设备包括在其轴向端部连接到转向操作构件的操作构件侧轴、在其轴向端部连接到车轮转向装置的转向装置侧轴以及旋转传递机构，该旋转传递机构被构造为改变操作构件侧轴的旋转相位与转向装置侧轴的旋转相位之间的旋转相位差，并且同时通过操作构件侧轴与转向装置侧轴中的另一者旋转使得操作构件侧轴与转向装置侧轴中的一者旋转。JP-H03-227772A、JP-H05-178222A和JP-H06-92245A公开了安装有上述旋转传递机构的转向力传递设备的示例。

发明内容

(A)发明概述

安装有上述旋转传递机构的转向力传递设备，相比于没有安装有上述旋转传递机构的转向力传递设备来说，更可能具有沿轴向测量的更大的长度。因此，安装有旋转传递机构的转向力传递设备具有难以安装到车辆中的困难，因为它相比于没有安装有旋转传递机构的转向力传递设备来说需要具有沿车辆的纵向测量的更大长度的安装空间。因此，安装有旋转传递机构的转向力传递设备仍然在具有各种问题(诸如上述安装困难)的发展阶段，并且仍然有发展空间。即，认为可以通过应用到设备的各种改善来增加转向力传递设备的实用性。本发明已经考虑到上述背景领域，并且具有提供具有高实用性的转向力传递设备的目的。

可以根据本发明的原理来实现该目的，其可以提供这样的转向力传递设备，包括：(a)可绕轴线旋转的操作构件侧轴；(b)可绕与操作构件侧轴平行并从操作构件侧轴的轴线偏移预定偏移距离的轴线旋转地转向装置侧轴；以及(c)旋转传递机构。该旋转传递机构包括(c-1)配合部分，其设置在作为操作构件侧轴和转向装置侧轴中的一者的第一轴中，并且与作为所述操作构件侧轴和所述转向装置侧轴中的另一者的第二轴的所述轴向相对端部保持配合。配合部分位于非中心位置，该非中心位置沿着第一轴的径向方向以比预定偏移距离大的距离远离第一轴的轴线。该旋转传递机构还包括(c-2)引导通道，其设置在第二轴的上述轴向相对端部中中，并与配合部分保持配合。所述引导通道沿着所述第二轴的径向方向延伸，以允许所述配合部分沿着径向方向移动。所述旋转传递机构构造为改变第一轴的旋转相位与第二轴的旋转相位之间的旋转相位差，同时通过第一轴和第二轴中的另一个轴的旋转使所述第一轴和所述第二轴中的一个轴旋转。第一轴包括：第一主体部分，其为第一轴的主体部分；径向延伸部分，其设置在第一主体部分的第二轴侧端部中，并且位于从第一主体部分的第二轴侧端沿着远离第二轴并与轴向方向平行的方向移动的轴向移动位置；以及轴向突出部分，其位于所述非中心位置并且从径向延伸部分沿着朝向第二轴并与轴向方向平行的方向突出。第一主体部分的第二轴侧端部位于第二轴的第一轴侧端部与第二轴沿着轴向的另一个轴向端部之间。

在根据本发明的转向力传递设备中，操作构件侧轴和转向装置侧轴中的一者的主体部分的轴向端部与操作构件侧轴和转向装置侧轴中的另一者的轴向端部沿着上述轴向方向彼此重叠。这种布置使得沿轴向测量具有更小长度的设备成为可能，由此使得可以有助于将设备安装到车辆上，即，改善了设备到车辆的可安装性。由于这种技术优点，本发明有效地改善了具有旋转传递机构的转向力传递设备的实用性。

(B)本发明的形式

将会描述时为含有可要求权利的特征(对其寻求保护)的本发明的各种形式(下文中在合适的地方称作“可要求权利的发明”)。在合适的地方，本发明的每种形式被如权利要求那样编号，并且从属于其他的一种或多种形式，这是为了更容易理解可要求权利的发明。应该注意，可要求权利的发明不限于在以下形式中描述的那些技术特征或其组合。即，应该理解应当考虑到以下各种形式和实施例的描述来解释可要求权利的发明的范围。受限于这种解释，可要求权利的发明的形式可以不仅由这些形式中的一者构成，还可以是由这些形式中的任何一者以及结合在其中的一种或多种组件来提供的形式或者是由不具有这里所列的一些组件的那些形式中的人也意者提供的形式。注意，下文中描述的形式(0)是作为可要求权利的发明的转向力传递设备的基础，并且可要求权利的发明可由在形式(0)中列出的特征与在适当地选择的一个或多个其他形式中的特征的组合。

(0)一种用于车辆的转向力传递设备，所述车辆具有(i)可由所述车辆的操作者操作的转向操作构件和(ii)构造为使所述车辆的车轮转向的车轮转向装置，所述转向力传递设备包括：

(a)操作构件侧轴，所述操作构件侧轴在其轴向相对端部中的一个端部处连接到所述转向操作构件，并可绕所述操作构件侧轴的轴线旋转；

(b)转向装置侧轴，所述转向装置侧轴在其轴向相对端部中的一个端部处连接到所述车轮转向装置，并可绕着所述转向装置侧轴的轴线旋转，所述转向装置侧轴的所述轴线平行于所述操作构件侧轴的所述轴线，并从所述操作构件侧轴的所述轴线偏移预定偏移距离；以及

(c)旋转传递机构，包括：

(c-1)配合部分，其设置在作为所述操作构件侧轴和所述转向装置侧轴中的一者的第一轴中，并且与作为所述操作构件侧轴和所述转向装置侧轴中的另一者的第二轴的所述轴向相对端部中的另一者保持配合，所述配合部分位于非中心位置，所述非中心位置沿着所述第一轴的径向方向以比所述预定偏移距离大的距离远离所述第一轴的所述轴线；以及

(c-2)引导通道，其设置在所述第二轴的所述轴向相对端部中的所述另一者中，并与所述配合部分保持配合，所述引导通道沿着所述第二轴的径向方向延伸，以允许所述配合部分沿着所述第二轴的径向方向移动，

其中，所述旋转传递机构构造为改变所述第一轴的旋转相位与所述第二轴的旋转相位之间的旋转相位差，同时通过所述第一轴和所述第二轴中的一个轴的旋转使所述第一轴和所述第二轴中的另一个轴旋转，

其中，所述第一轴包括：

第一主体部分，其为所述第一轴的主体部分，所述第一主体部分具有轴向相对端部，使得所述第一主体部分的所述轴向相对端部中的一者是所述第一主体部分的第二轴侧端部，所述第二轴侧端部比所述第一主体部分的所述轴向相对端部中的另一者更靠近所述第二轴；

径向延伸部分，其设置在所述第一主体部分的所述第二轴侧端部中，并且从所述第一主体部分沿着所述第一轴的径向方向向外延伸；以及

轴向突出部分，其设置在所述第一轴中并且位于所述非中心位置，所述轴向突出部分从所述径向延伸部分沿着朝向所述第二轴并与所述轴向方向平行的方向突出，

其中，所述第二轴包括：

第二主体部分，其为所述第二轴的主体部分，并且具有轴向相对端部，使得所述第二主体部分的所述轴向相对端部中的一者是所述第二主体部分的第一轴侧端部，所述第一轴侧端部比所述第二主体部分的所述轴向相对端部中的另一者更靠近所述第一轴；以及

径向突出部分，其设置在所述第二主体部分的所述第一轴侧端部中，并且从所述第二主体部分沿着所述第二轴的径向方向向外突出，所述径向突出部分具有径向延伸槽，所述径向延伸槽具有在所述径向突出部分的轴向端面中开口的开口并且沿着所述第二轴的径向方向延伸，

其中，通过所述开口将所述第一轴的所述轴向突出部分放入所述第二轴的所述径向延伸槽中，以使所述轴向突出部分配合在所述径向延伸槽中，由此所述轴向突出部分用作所述配合部分，同时所述径向延伸槽用作所述引导通道。

本形式(0)是作为可要求权利的发明的转向力传递设备的基础的形式，并且列出了将要被包括在转向力传递机构中的基础组件。在该形式(0)中列出的“旋转传递机构”被构造为改变作为两个轴各自的旋转相位之间的差的旋转角的差，即，改变操作构件侧轴的旋转角和转向装置侧轴的旋转角之间的差。例如，当操作构件侧轴被从预定旋转角(其建立了其中在两个轴各自的旋转相位之间没有差异(即，旋转相位差为零)的无差异状态)转动时，转向装置侧轴仅被旋转小于操作构件侧轴的旋转角度的角度，直到操作构件侧轴被旋转180°为止。在操作构件侧轴已经被旋转了180°时，转向装置侧轴也被旋转180°，使得两个轴的旋转角度之间的差变为零。即，在操作构件侧轴从预定旋转角旋转到作为另一个预定旋转角的180°的同时，两个轴的旋转角之间的差在前半阶段从零逐渐地增加并且在后半阶段逐渐减小到零。因此，使得两个轴旋转的各自的角速度之间的传动比(即，转向装置侧轴的转速与操作构件侧轴的转速的比率)随着操作构件侧轴从预定旋转角度旋转到180°而增加。在预定旋转角度与通过将转向操作构件定位在使得车轮保持在不被转向的状态下的中性操作位置而建立的操作构件侧轴的旋转角相对应时，在转向操作构件的操作角较小的阶段中获得了温和并稳定的转向性能，并且之后在转向操作构件的操作角较大的阶段中获得了高响应的转向性能。即，在安装有在形式(0)中描述的“转向力传递设备”的车辆中，可以在不提供所谓的VGRS(可变传动比转向)系统(即，该系统被构造为根据诸如电磁电机的致动器来改变车轮的转向量与转向操作构件的操作量的比率)的状态下向操作转向操作构件的车辆的操作者提供操作感。

在该形式(0)中描述的“径向延伸部分”可以设置在第一主体部分的第二轴侧端部的外周表面的一个部分或多个部分中，而不使其沿着第一轴的周向延伸经过360°，或者可以设置在第一主体部分的第二轴侧端部的整个外周表面中，以使其沿周向延伸经过360°。在后一种情况下，径向延伸部分例如可以是环形凸缘部分。此外，在该形式(0)中描述的“径向突出部分”可以设置在第二主体部分的第二轴侧端部的外周表面的一个部分或多个部分中，而不使其沿着第二轴的周向延伸经过360°，或者可以设置在第二主体部分的第二轴侧端部的整个外周表面中，以使其沿周向延伸经过360°。在后一种情况下，径向突出部分例如可以是环形凸缘部分。注意，转向装置侧轴的轴向相对端部中的上述一者和车轮转向装置可以直接彼此连接或者经由合适的构件(诸如中间轴和万向节)彼此连接，并且操作构件侧轴的轴向相对端部中的上述一者和转向操作构件可以直接彼此连接或者经由合适的构件(诸如中间轴和万向节)彼此连接。

(1)根据形式(0)的转向力传递设备，

其中，所述第一主体部分具有轴向相对端，使得所述第一主体部分的所述轴向相对端中的一者是所述第一主体部分的第二轴侧端，所述第二轴侧端比所述第一主体部分的所述轴向相对端中的另一者更靠近所述第二轴，

其中，所述径向延伸部分位于从所述第一主体部分的所述第二轴侧端沿着远离所述第二轴并与轴向方向平行的方向移动的轴向移动位置，所述轴向方向与所述第一轴的所述轴线和所述第二轴的所述轴线平行，

其中，所述第二轴具有轴向相对端，使得所述第二轴的所述轴向相对端中的一者是所述第二轴的第一轴侧端，所述第一轴侧端比所述第二轴的所述轴向相对端中的另一者更靠近所述第一轴，

其中，所述径向突出部分的所述轴向端面构成所述第二轴的所述第一轴侧端的表面，

并且其中，在所述轴向方向上，所述第一主体部分的所述第二轴侧端位于在所述第二轴的所述第一轴侧端与所述第二轴的所述轴向相对端部中的所述一者之间。

旋转传递机构被构造为使得轴向突出部分从设置在上述两个轴中的一者中的径向延伸部分沿着轴向突出，并且与设置在上述两个轴中的另一者中的径向延伸槽保持配合。在由此构造的旋转传递机构中，例如，轴向突出部分可以是圆柱形部分，并且可以可旋转地设置在径向延伸部分中，使得轴向突出部分可以在径向延伸槽内平滑地滚动并且移动，由此使得可以从两个轴中的一者向两个轴中的另一者平滑地传递旋转。在安装有这种旋转传递机构的转向力传递设备中，轴向突出部分和径向突出部分都需要被分别设置在第一轴和第二轴中。因此，与没安装有旋转传递机构的转向力传递设备相比，安装有上述旋转传递机构的转向力传递设备可以具有延其轴向方向测量的更大的长度。在转向力传递设备具有大长度的情况下，因为用于将设备安装到车辆中的可用空间有限，所以设备难以被安装到车辆中。

此外，存在转向力传递设备安装有所谓的动力转向装置(即，构造为辅助车轮转向的辅助装置)的情况。常见的动力转向装置被构造为产生取决于扭杆的扭曲变形的量的转向力，其中扭杆被包括在两个轴中的至少一个的、由至少两个部分(包括扭杆)构成的轴中。考虑到所需的扭杆的刚性程度，扭杆需要具有某一长度，因此不能期望减小两个轴中的上述一者沿着轴向的长度。因此，在安装有旋转传递机构的转向力传递设备中，期望在不减小两个轴中的每一者的长度的状态下减小转向力传递设备的长度。

考虑到上述内容，在根据该形式(1)的转向力传递设备中，两个轴中的一者的主体部分的轴向端部和两个轴中的另一者的主体部分的轴向端部沿着上述轴向方向彼此重叠。更具体地，第一主体部分的第二轴侧端沿着轴向位于第二轴的第一轴侧端与第二轴的轴向相对端部的上述一者之间，即，第一主体部分的第二轴侧端位于所述第二轴的第一轴侧端的相对侧中的、比相对侧中的另一者更加靠近第二轴的轴向相对端部的上述一者的那一者上，使得第一主体部分的轴向端部和第二轴的轴向端部沿着径向彼此重叠。这种配置使得有可能在不减小两个轴中的任何一者的长度的状态下减小沿着轴向测量的设备的整个轴向长度，并且因此改善了将设备安装到车辆上的可安装性。注意，在第二轴由操作构件侧轴提供的情况下，第二轴的轴向相对端部中的上述一者可以被称作第二轴的操作构件侧端部，并且在第二轴由转向装置侧轴提供的情况下，第二轴的轴向相对端部中的上述一者可以被称作第二轴的转向装置侧端部。

(2)根据形式(1)所述的转向力传递设备，其中，所述第二轴具有在所述径向突出部分的所述轴向端面中开口的凹部，并且其中，所述第一主体部分的所述第二轴侧端部被容纳在所述第二轴的所述凹部中。

在根据该形式(2)的设备中，第二轴具有在径向突出部分的轴向端面中开口的腔或凹部，并且第一主体部分在其第二轴侧端部处被容纳在该凹部中。这种配置使得可以将转向力传递设备的整个轴向长度减小与第一主体部分的第二轴侧端部(其被容纳在凹部中)的沿着轴向测量的长度相对应的量。

(3)根据形式(2)所述的转向力传递设备，其中，所述径向延伸槽具有作为所述径向延伸槽的径向相对端中的一者的近端，所述近端比所述径向相对端中的另一者更靠近所述第二轴的所述轴线，并且其中，所述径向延伸槽在其所述近端处与所述凹部连接。

(4)根据形式(3)所述的转向力传递设备，其中，在沿着所述轴向方向测量时，所述凹部具有与所述径向延伸槽的深度相同的深度。

在根据两个形式(3)或(4)中意者的转向力传递设备中，径向延伸槽和凹部被如上所述地构造。在根据以上两个形式中每一者的设备中，径向延伸槽和凹部具有允许径向延伸槽和凹部容易形成在第二轴中的简单的结构。即，径向延伸槽和凹部的简单的构造有利于在第二轴中形成径向延伸槽和凹部。

(5)根据形式(1)到(4)中任意一项所述的转向力传递设备，还包括壳体，所述壳体固定到所述车辆的车体的一部分，使得所述第一轴至少在所述第一轴的两个被支撑部分处被所述壳体支撑，所述至少两个被支撑部分沿着所述轴向方向彼此分开，其中，所述径向延伸部分是环形凸缘部分，其固定到所述第一主体部分并且与所述第一主体部分同轴，并且其中，所述径向延伸部分对应于所述第一轴的所述至少两个被支撑部分中的一者，并且具有所述第一轴在此处被所述壳体以可旋转的方式支撑的外周表面。

为了使得第一轴能由壳体可旋转地支撑，必须至少将两个轴承安装到第一轴主体部分的外周表面上。由于用于将转向力传递设备安装到车辆上的可用空间有限，所以存在对于第一轴的长度的限制，并且对于第一轴的长度的限制导致对于第一主体部分的长度的限制。因此期望轴承的个数较少，并且通过减小设置在第一主体部分的外周表面上的轴承的个数，可以增加对转向力传递设备进行设计的自由度。

在根据该形式(5)的转向力传递设备中，作为径向延伸部分的环形凸缘部分由壳体可旋转地支撑，使得至少一个轴承被安装到第一主体部分的外周表面上，即，使得安装到第一主体部分的外周表面上的轴承的个数可以仅为一个。因此，可以减小设置在第一主体部分的外周表面上的轴承的个数，并且因此减小用于将轴承设置在第一主体部分的外周表面上所需的空间。即，可以减小第一主体部分的外周表面上的、设置轴承所需的那部分的面积。第一主体部分的外周表面的所需部分的面积的减小导致对转向力传递设备进行设计的自由度的增加。具体地，例如，可以将转向力传递设备沿着轴向的长度减小与第一主体部分的外周表面的所需部分的面积减小相对应的量。此外，例如在其中轴向突出部分被压配合在设置在径向延伸部分中的孔中以使其可以被设置在径向延伸部分中的配置中，第一主体部分的外周表面的所需部分的面积的减小是有利的。即，在该配置中，通过将径向延伸部分沿着轴向的长度增加与第一主体部分的外周表面的所需部分的面积减小相对应的量，可以增加轴向突出部分的装配部分(该部分被装配在设置在径向延伸部分中的孔中)的长度。轴向突出部分的装配部分的增加导致由径向延伸部分保持轴向突出部分的刚性的增加。注意，因为第一轴由壳体可旋转地支撑，所以根据该形式(5)的设备对于其中设备被构造为转向柱的配置是有利的。

在形式(5)中描述的“壳体”可以被构造为不仅可旋转地支撑第一轴，并且还可旋转地支撑第二轴。此外，壳体可以构成车轮转向装置的一部分或转向柱的一部分。

(6)根据形式(5)所述的转向力传递设备，其中，所述第一主体部分具有轴向相对端，使得所述第一主体部分的所述轴向相对端中的一者是所述第一主体部分的第二轴侧端，所述第二轴侧端比所述第一主体部分的所述轴向相对端中的另一者更靠近所述第二轴，其中，所述第二轴具有轴向相对端，使得所述第二轴的所述轴向相对端中的一者是所述第二轴的第一轴侧端，所述第一轴侧端比所述第二轴的所述轴向相对端中的另一者更靠近所述第一轴，其中，设置在所述第一主体部分的所述第二轴侧端部中的所述径向延伸部分位于从所述第一主体部分的所述第二轴侧端沿着远离所述第二轴并与所述轴向方向平行的方向移动的轴向移动位置，并且其中，在所述轴向方向上，所述第一主体部分的所述第二轴侧端位于所述第二轴的所述第一轴侧端与所述第二轴的所述轴向相对端部中的所述一者之间。

(7)根据形式(6)所述的转向力传递设备，其中，所述第二轴具有在所述径向突出部分的所述轴向端面中开口的凹部，并且其中，所述第一主体部分的所述第二轴侧端部被容纳在所述第二轴的所述凹部中。

在根据上述两个形式(6)和(7)中每一者的转向力传递设备中，第一和第二轴被相对彼此定位，使得第一主体部分的轴向端部和第二主体的轴向端部沿着轴向彼此重叠，使得可以减小转向力传递设备的整体轴向长度。然而，在这种配置中，诸如径向延伸部分和轴承的组件不能够设置在第一主体部分的轴向端部的、与第二轴沿轴向重叠的外周表面中。即，在这种配置中，与其中第一主体部分的轴向端和第二轴的轴向端被设置为在中间具有小间隔的状态下彼此相对的配置相比，诸如径向延伸部分和轴承的组件难以被设置在第一主体部分的外周表面上，这导致了减小对转向力传递设备进行设计时的自由度。然而，由于其中作为径向延伸部分的环形凸缘部分由壳体可旋转地支撑的上述配置，可以减小在第一主体部分的外周表面上设置轴承所需的空间。因此，在根据形式(6)和(7)中任何一者的设备中，可以在不减小设计设备的自由度的状态下减小设备的整体轴向长度。

(8)根据形式(0)到(7)中任意一项所述的转向力传递设备，其中，所述第一主体部分是中空部分，所述中空部分具有沿着所述第一轴的所述轴线延伸的空间，并且其中，所述第一轴具有扭杆，所述扭杆设置在所述空间中并且具有作为所述扭杆的轴向相对端部中的一者的轴向端部，所述扭杆的所述轴向端部由所述第一主体部分的所述第二轴侧端部以不可旋转的方式保持，使得所述扭杆可通过施加到所述第一轴的旋转力而扭转，所述转向力传递设备还包括：辅助装置，其构造为基于所述扭杆的扭转变形量而生成辅助所述车轮转向的辅助力。

在根据本形式(8)的转向力传递设备中，设置了诸如所谓的动力转向装置的辅助装置。在具有动力转向装置的转向力传递设备中，存在这样的情况：扭杆同轴地设置在操作构件侧轴和转向装置侧轴中的一者中，并且动力转向装置产生车轮转向辅助力，使得所产生的辅助力的量由扭杆的扭曲变形量所决定。考虑到所需的扭杆的刚性程度，扭杆需要具有某一长度，因此不能期望减小两个轴中的上述一者(其中同轴地设置了扭杆)沿着轴向的长度。优选地将两个轴相对于彼此定位使得两个轴至少不饿愤怒地沿着轴向彼此重叠，以便于使得有可能在不减小两个轴中的每一者的长度的状态下减小设备的整体轴向长度。特别在根据形式(8)的设备中享有该技术优点。

(9)根据形式(8)所述的转向力传递设备，其中，所述第一轴是所述转向装置侧轴，而所述第二轴是所述操作构件侧轴。

考虑到在将所产生的辅助力施加到旋转传递机构的情况下施加到旋转传递机构的配合部分或其他组件的负荷，因为所产生的辅助力相当大，所以不期望将由辅助装置产生的车轮转向辅助力施加到旋转传递机构。在其中车轮转向辅助力没有被施加到旋转传递机构的根据该形式(9)的转向力传递设备中，可以减小施加到旋转传递机构的负荷，由此可以改善旋转传递机构的耐久性。

(10)根据形式(8)或(9)所述的转向力传递设备，其中，所述第一主体部分包括第一中空轴和第二中空轴，所述第一中空轴和所述第二中空轴能够在保持所述第一中空轴与所述第二中空轴之间的同轴关系的同时相对彼此旋转，其中，所述第一中空轴和所述第二中空轴彼此协作，以限定所述第一主体部分中的所述空间，并且其中，所述扭杆的、作为所述扭杆的所述轴向相对端部中的所述一者的轴向端部由所述第一中空轴以不可旋转的方式保持，而所述扭杆的、作为所述扭杆的所述轴向相对端部中的另一者的另一个轴向端部由所述第二中空轴以不可旋转的方式保持。

(11)根据形式(10)所述的转向力传递设备，还包括壳体，所述壳体固定到所述车辆的车体的一部分，使得所述第一轴至少在所述第一轴的两个被支撑部分处被所述壳体支撑，所述至少两个被支撑部分沿着所述轴向方向彼此分开，其中，所述径向延伸部分是环形凸缘部分，其固定到所述第一中空轴并且与所述第一中空轴同轴，其中，所述径向延伸部分对应于所述第一轴的所述至少两个被支撑部分中的一者，并且具有所述第一轴在此处被所述壳体以可旋转的方式支撑的外周表面，并且其中，所述第二中空轴包括与所述第二轴的所述至少两个被支撑部分中的另一者对应的被支撑部分，所述第二中空轴的所述被支撑部分具有所述第一轴在此处被所述壳体以可旋转的方式支撑的外周表面。

在根据以上两个形式(10)和(11)中每一者的转向力传递设备中，第一主体部分由两个中空轴和扭杆构成，其中，两个中空轴被彼此同轴地设置并且可以相对于彼此旋转，同时扭杆被设置在两个中空轴内部。在由此通过多个工件来构造第一主体部分的情况下，两个中空轴需要由壳体可旋转地保持，使得设置在第一主体部分的外周表面上的轴承的个数可能大于第一主体部分由单个工件构成的情况。因此，特别在根据形式(10)和(11)的设备中享有其中作为径向延伸部分的环形凸缘部分由壳体可旋转地支撑的上述配置提供的技术优点。

(12)根据形式(10)或(11)所述的转向力传递设备，其中，所述第一轴是所述转向装置侧轴，而所述第二轴是所述操作构件侧轴，并且其中，所述辅助装置构造为将辅助力施加到所述第二中空轴。

需要将蜗轮等设置在第二中空轴的外周表面上，以使得(由辅助装置产生的)车轮转动辅助力被施加到第二中空轴上。即，蜗轮需要用于在第一主体部分的外周表面上设置蜗轮的空间。因此，特别在根据形式(12)的设备中享有其中作为径向延伸部分的环形凸缘部分由壳体可旋转地支撑的上述配置提供的技术优点。

(13)根据形式(0)到(12)中任意一项所述的转向力传递设备，其中，所述径向延伸槽由一对侧壁表面限定，所述一对侧壁表面沿着所述第二轴的径向方向延伸并且彼此相对，并且其中，将与所述径向延伸槽配合的所述轴向突出部分置于所述一对侧壁表面之间，以在所述第二轴的圆周方向上限制所述轴向突出部分的移动。

在根据其中如形式(13)中规定地构造径向延伸槽的形式(13)的转向力传递设备中，可以由于第二轴的旋转而在第二轴的径向方向上引导轴向突出部分。

(14)根据形式(13)所述的转向力传递设备，其中，所述轴向突出部分包括辊子，其被置于所述侧壁表面之间，并且能够滚动以在所述径向延伸槽内运动。

在根据其中如形式(14)中规定地构造轴向突出部分的形式(14)的转向力传递设备中，轴向突出部分可以沿着一对侧壁表面移动，而在第二轴的周向上没有轴向突出部分的空隙。因此可以将操作构件侧轴的旋转平滑地传递到转向装置侧轴。

(15)根据形式(14)所述的转向力传递设备，其中，所述径向延伸部分具有孔，所述孔具有面向所述第二轴的所述第一轴侧端的所述表面的开口并且位于所述非中心位置，其中，所述轴向突出部分包括销，所述销具有装配部分和轴向突出部分，使得所述装配部分固定地装配在所述孔中，并且使得所述轴向突出部分从所述径向延伸部分沿着朝向所述第二轴并与所述轴向方向平行的方向突出，并且其中，所述辊子由所述销的所述轴向突出部分以可旋转的方式保持。

将操作构件侧轴的旋转经由轴向突出部分传递到转向装置侧轴。轴向突出部分接收通过操作构件侧轴的旋转而施加到其上的相对大的负荷。在根据该形式(15)的转向力传递设备中，包括在轴向突出部分中的销固定地安装到设置在径向延伸部分中的孔中。为了虽然将大负荷施加到轴向突出部分上仍然可靠地将销的装配部分保持在孔中，优选地使得销的装配部分具有大的轴向长度。在其中作为径向延伸部分的环形凸缘部分由壳体可旋转地支撑的上述配置中，可以减小第一主体部分的外周表面的、设置轴承所需的部分的面积。轴向延伸部分可以具有增加了与第一主体部分的外周表面的所需部分的面积减小相对应的量的轴向长度，由此可以增加销的装配部分的轴向长度。因此，特别在根据形式(15)的设备中享有其中作为径向延伸部分的环形凸缘部分由壳体可旋转地支撑的上述配置提供的技术优点。

附图说明

通过在结合考虑附图时阅读以下本发明的当前优选实施例的详细描述，本发明的上述和其他的目的、特征、优点和技术与工业意义将会变得更加明白，其中：

图1是概略地示出了具有根据可要求权利的发明的第一实施例构造的转向力传递设备的车辆转向系统的图；

图2是示出了设置在图1的车辆转向系统中的转向力传递设备的截面图；

图3是示出了设置在转向力传递设备中的EPS部分的截面图；

图4是沿着图3的线IV-IV取的截面图；

图5是示出了保持设置在转向力传递设备中的柱部分的易拆式支架的立体图；

图6是沿着图3的线IV-IV取得的并且示出了方向盘的操作中的四个阶段的一组截面图；

图7是示出了操作构件侧轴的旋转角与转向装置侧轴的旋转角之间的关系的图；

图8是示出了按照操作构件侧轴的旋转角而变化的转向装置侧轴与操作构件侧轴的传动比的图；

图9是沿着图3的线IV-IV取得的并且示出了操作构件侧轴的环形凸缘部分的内径和外径的一组截面图；

图10与作为比较示例的转向力传递设备相比较的根据第一实施例的转向力传递设备的一组视图；

图11是设置在根据可要求权利的发明的第二实施例构造的转向力传递设备中的EPS部分的截面图；

图12是示出了与根据第一实施例的转向力传递设备相比较的根据第二实施例的转向力传递设备的一组视图；以及

图13是示出了与比较示例的转向力传递设备相比较的根据第三实施例的转向力传递设备的一组视图。

具体实施方式

将要通过参照附图描述本发明的实施例。应当理解本发明不限于以下实施例，并且可以是本领域技术人员能够想到的具有各种变化和修改的其他实施例，诸如在“本发明的形式”中描述的那些。注意，在以下描述中，“前”和“后”将会被用来分别表示从车辆的向前行驶方向观察的前和后。

<第一实施例>

1.转向系统的整体构造

图1示出了安装到车辆上的车辆转向系统的整体构造。车辆转向系统具有根据本发明的第一实施例构造的转向力传递设备。本转向系统包括：方向盘10，其作为由车辆的操作者操作的转向操作构件；转向力传递设备12；车轮转向装置14，其构造为使得车辆的车轮转向；以及中间轴16，其设置在转向力传递设备12与车轮转向装置14之间。方向盘10由转向力传递设备12的轴向端部保持。设置万向节20以将中间轴16的轴向端部和包括在转向力传递设备12中的输出轴18相互连接。同时，设置另一个万向节24以将中间轴16的另一个轴向端部与车轮转向装置14的输入轴22的轴向端部相互连接。

本车辆转向系统被安装在车辆上，使其靠近方向盘10的部分(即，如图1所示的右侧部分)位于其靠近车轮转向装置14的部分(即，如图1所示的左侧部分)的后侧。中间轴16穿过形成为穿过仪表板26的通孔，其中仪表板将发动机室与乘客舱彼此分离。设置罩部28(boot)以覆盖中间轴16的与仪表板26的通孔相邻的部分。

除了上述输入轴22之外，车轮转向装置14包括壳体30和构造为使得车轮转向的转向杆32。转向杆32由壳体30保持，使得转向杆32沿着车辆的横向延伸并且使得转向杆可以延其轴向移动。转向杆32在其轴向相对端部处连接到保持各个右前轮和左前轮的各个转向节(未示出)。同时，输入轴22由壳体30可旋转地保持，并且与壳体30内的转向杆32相配合。小齿轮(未示出)被设置在输入轴22的前端部分或下端部分，并且与设置在转向杆32的轴向中间部分中的齿条(未示出)相啮合，使得输入轴22和转向杆32彼此保持配合。

转向力传递设备12被构造为所谓的转向柱，并且由车辆的车体的一部分通过设置在车辆的仪表板增强件34上的转向支撑件36固定地支撑。由此由车体的以部分支撑的转向力传递设备12采用使得设备12的前侧部分位于设备12的后侧部分的下侧的姿势，如图1所示。前支架38和易拆式支架40设置在转向力传递设备12中，在易拆式支架40位于前支架38的后侧上时，使得前支架38位于易拆式支架40的前侧上。前支架38和易拆式支架40被连接到转向支撑件38，由此使得转向力传递设备12在其两个部分由车体的一部分支撑。由此支撑的转向力传递设备12具有从仪表板42向后方突出的后端部分，使得方向盘10被安装到设备12的后端部分的最后端。柱盖44设置为覆盖转向力传递设备12的后端部分的、从仪表板42突出的大部分。此外，仪表板下盖46设置为覆盖转向力传递设备12的后端部分的下部。

图2是转向力传递设备12的轴向截面图。转向力传递设备12可以被分段为柱部分50和EPS部分52。柱部分50保持方向盘10，并且可以沿着轴向伸长和收缩。EPS部分52是构造为实现电动转向功能的主要部分。将会描述彼此结合的两个部分50、52。

柱部分50包括形式为主轴54的操作构件侧轴和形式为柱管56的管状壳体。主轴54具有与方向盘10固定地连接的后端部分(作为轴向相对端部中的一者)，因此主轴54作为保持方向盘10的操作构件侧轴。主轴54被引入柱管56中，并且由柱管56可旋转地保持，因此柱管56作为保持主轴54的管状壳体。主轴54包括上轴58和下轴60，使得上轴58由主轴54的后部或上部提供，同时下轴60由主轴54的前部或下部提供。上轴58是管轴，而下轴60是实心轴。下轴60的后端部分被引入上轴58的前端部分。上轴58具有花键内周表面，同时下轴60具有花键外周表面，因此上、下轴58、60被保持为彼此花键配合。因此，彼此连接的上、下轴58、60可以相对于彼此沿轴向移动并且不能相对于彼此转动，因此主轴54可以沿轴向伸长和收缩。下轴60包括下轴主体部分62和作为径向突出部分的圆形凸缘部分64。下轴主体部分62由下轴60的后部或上部提供。凸缘部分64由下轴60的前部或下部提供，以使其位于下轴主体部分62的前侧或下侧。作为径向突出部分的凸缘部分62具有比下轴主体部分62的外径更大的外径。下轴60在其圆形凸缘部分64处连接到下文中详细描述的EPS部分52。在本转向力传递设备12中，下轴60的下轴主体部分62与上轴58结合，以构成主轴54的主体部分。

柱管56包括作为第一管构件的上管66和作为第二管构件的下管68，使得上管66位于下管68的后侧或上侧并且使得下管68位于上管66的前侧或下侧，并且使得下轴60的后端部分被引入上轴58的前端部分。由此安装在上管66中的下管68是具有小直径部分70、大直径部分72以及将小直径部分70和大直径部分72彼此连接的阶梯部分74的阶梯管。小直径部分70具有比上管66的内径更小的外径，并且由下管68的后部或上部提供。大直径部分72具有比上管66的内径更大的外径，并且由下管68的前部或下部提供。衬垫(未示出)设置在下管68的小直径部分70与上管66之间。由于衬垫的设置，下管68在两个管66、68之间没有间隙的状态下被安装到上管66中，并且上管和下管66、68容易彼此相对移动。因此，柱管56适合于沿着轴向伸长或收缩。

径向轴承76、78分别设置在上管66的后端部分和下管68的前端部分，使得主轴54由柱管56经由轴承76、78可旋转地支撑。因此，柱部分50作为整体伸长或收缩，同时允许主轴54旋转。

图3示出了EPS部分52的轴向截面图，除了输出轴18之外，其包括辅助装置82和EPS壳体84。输出轴18被构造为输出施加到方向盘10的操作力，由此经由输出轴18将操作力传递到车轮转向装置14。辅助装置82具有作为动力源的电磁电机80，并且被构造为由于电动机80的激励而对输出轴18的旋转输出进行辅助。EPS壳体84可旋转地保持输出轴18，并且在其中容纳辅助装置82。输出轴18包括作为第二中空轴的输出侧轴86、作为第一中空轴的输入侧轴88以及彼此结合的扭杆90。输出侧轴86包括从EPS壳体84的前部突出的突出部分，并且在其突出部分经由万向节20连接到中间轴16，以将旋转传递到车轮转向装置14。

输入侧轴88被引入作为中空轴的输出轴86的后部内。轴承92被插入输出侧轴86的内周表面与输入侧轴88的外周表面之间，由此使得输出侧轴86与输入侧轴88在保持同轴关系的同时彼此相对旋转。输入侧轴88具有盲孔，该盲孔其沿轴向延伸并且在输入侧轴88的轴向相对端面中的前侧端面中开口。输出侧轴86具有沿径向延伸的通孔。扭杆90被设置在通过输入侧轴88的盲孔与输出侧轴86的通孔的结合而提供的空间中，即，由输出侧轴86与输入侧轴88的结合所限定空间中。扭杆90的轴向端部经由销94固定到输入侧轴88的盲孔的底部。扭杆90的另一个轴向端部经由销96固定到输出侧轴86的通孔的前端部分。由于这种构造，输出轴18允许扭杆90扭曲变形，并且输出轴18作为整体被允许扭曲与扭杆90的扭曲变形的量相对应的量。输出侧轴86在其外周处经由两个径向轴承98和100由EPS壳体84可旋转地保持。输入侧轴88在其外周上由EPS壳体84经由滚针轴承102可旋转地保持。

除了上述电磁电机80之外，辅助装置82包括蜗杆104和蜗轮106。蜗杆104连接到电磁电机80的电动机轴，并且与蜗轮106相啮合。蜗轮106被固定到输出轴18的输出侧轴86，以使其不能相对于输出侧轴86旋转。由于这种构造，旋转力被从电磁电机80经由蜗杆104施加到蜗轮106。即，辅助装置82被构造为使得电磁电机80产生车轮转向辅助力(也可以被称作“转向辅助力”)，车轮转向辅助力对输出轴18的旋转输出进行辅助以辅助要被转向的车轮。

EPS部分52包括构造为检测相对旋转移动量的旋转角传感器108，相对旋转移动量是输出侧轴86(扭杆90的上述另一个轴向端部固定到该输出侧轴86)的旋转角位置与输入侧轴88(扭杆90的上述轴向端部固定到盖输出侧轴88)的旋转角位置之间的差异。因此可以基于输出侧轴86的旋转角位置与输入侧轴88的旋转角位置之间的差，来估计转向扭矩。电磁电机80被控制为使其产生车轮转向辅助力，使得所产生的车轮转向辅助力的量是由转向扭矩的量所决定的。

输出轴18连接到主轴54的前端部分，使得输出轴18的旋转轴线和主轴54的旋转轴线彼此平行，并且彼此偏移预定偏移距离d。更详细地，构成主轴54的一部分的下轴60具有在圆形凸缘部分64的前端的表面上开口的凹部114，并且输入侧轴88的、构成输出轴18的一部分的后端部分被容纳在凹部114中。作为径向延伸部分的环形板116被固定地安装到内侧轴88上并且位于从输入侧轴88的后端沿着前方向(即，沿着远离主轴54的方向)偏移的轴向偏移位置。环形板116具有与圆形凸缘部分64的前端的表面在其中间限定有小的空隙的状态下相对的后端表面，如图3所示。

环形板116具有沿着轴向延伸的通孔并且位于沿着输出轴18的径向偏离或离开输出轴18的旋转轴偏离距离L的非中心位置，其中偏离距离L大于上述预定偏移距离d。环形板116的通孔接收包括固定地安装到通孔中的装配部分的销118。除了装配部分之外，销118还包括沿着向后的方向(即沿着朝向主轴54的方向)从环形板116突出的径向突出部分。在滚针轴承120被插入辊子122与销118的轴向突出部分之间的状态下，将圆柱形辊子122安装到销118的轴向突出部分上。在本转向力传递设备12中，滚针轴承120和辊子122彼此结合，以构成从环形板116沿平行于输入侧轴88的旋转轴平行的方向突出的轴向突出部分。轴向突出部分与输出轴18和环形板116相结合，以构成作为第一轴的转向装置侧轴。转向装置侧轴的主体部分由输入侧轴88和输出侧轴86构成。作为操作构件侧轴的主轴54被用作第二轴。

圆形凸缘部分64具有径向延伸槽124，其定位在与向后突出的辊子122相对的位置。槽124具有在凸缘部分64的前端面中开口的开口。如作为沿着图3的线IV-IV而取得的截面图的图4所示，槽124形成为从凹部114沿着主轴54的径向延伸，并且在沿着主轴54的周向测量时具有比辊子122的外径略大宽度。辊子122配合在槽124中，由此将输入侧轴88连接到构成主轴54的一部分的下轴60，即，将输出轴18连接到构成主轴54的一部分的下轴60。在沿着主轴54的径向测量时，槽124具有与凹部114基本相同的深度(即，也形成在凸缘部分64中)。注意，在本转向力传递设备12中，通过将销118、滚针轴承120和辊子122结合而构成的轴向突出部分被用作配合部分。

当方向盘10由车辆的操作者可操作地旋转时，主轴54绕其旋转轴旋转。在这种情况下，与设置在下轴60的圆形凸缘部分64中的径向延伸槽124相配合的辊子122由径向延伸槽124的一对侧壁表面126限制，使其不能沿着下轴60的周向移动，但是允许其沿着下轴60的径向移动。即，一对侧壁表面126作为一对引导表面，使得槽124作为引导通道。当辊子122在槽124中由于下轴60的旋转而移动时，旋转力被从下轴60经由诸如辊子122、销118和环形板116的组件传递到输入侧轴88，由此使得输入侧轴88绕其旋转轴旋转。因此，转向力传递设备12被安装有构造为将下轴60绕着旋转轴的旋转传递到输入侧轴88的旋转传递机构，由此使得输入侧轴88绕着从下轴60的旋转轴偏移预定偏移距离的旋转轴旋转。由于这种结构，转向力传递设备12被构造为将施加到方向盘10的转向力经由诸如中间轴16的组件传递给车轮转向装置16。注意，在本转向力传递设备12中，旋转传递机构通过径向延伸槽124、辊子122、销118和滚针轴承120的结合来构造。

转向力传递设备12在EPS部分52的前端部分和柱部分50的上管66处连接到车体的一部分。上述前支架38被固定地设置在EPS部分52的EPS壳体84中。前支架38具有轴接收孔(见图2)。具有轴接收孔132的轴接收构件134被固定到转向支撑件36(见图1)，使得转向力传递设备12由车体的一部分保持并且绕被引入前支架38的轴接收孔130和轴接收构件134的轴接收孔132中的支承轴136枢轴旋转。

同时，柱部分50由连接到转向保持件36的易拆式支架40保持。更详细地，如图5所示，易拆式支架40包括颠倒的U形保持构件142和连接板144。保持构件142被设置为保持安装到上管66的管接收构件140。连接板144被固定到保持构件142，并且被连接到转向保持件36。通过使用设置在连接板144中的槽146来将易拆式支架40固定到转向保持件36。管接收构件140和颠倒的U形保持构件142分别具有细长孔148、150。通过使用延伸通过细长孔148、150的杆152使得管接收构件140由颠倒的U型保持构件142握住。通过限制上管66移动的抓握力使得管接收构件140由保持构件142握住。可以通过操作操作杆154来减小抓握力。当通过操作杆154的操作来减小抓握力时，杆152被允许沿着细长孔148以及沿着细长孔150移动。因为杆152被允许沿着细长孔148移动，所以上管66被允许沿着轴向相对于下管68移动，连同允许上轴58沿着轴向相对于下轴60移动，由此使得柱部分50作为整体被允许伸长和收缩。同时，因为杆152被允许沿着细长孔150移动，所以转向力传递设备12被允许绕被引入前支架38的支撑轴136枢轴旋转。因此，本转向力传递设备12具有如上所述地构造的倾斜/伸缩式的机构156。

在由于车辆与另一个物体之间的一次碰撞而可能发生车辆的操作者与方向盘10之间的二次碰撞的情况下，易拆式支架40被从转向支撑件36移除，并且柱部分50收缩。转向力传递设备12具有被构造为吸收由二次碰撞所引起的冲击的冲击吸收机构157。通过使得EA板(U型板)158变形与转向柱56的收缩一同变形，有效地吸收了二次碰撞的冲击。

2.旋转传递机构的功能

在本转向力传递设备12中，两个轴60、88被相对于彼此定位，使得两个轴60、88的各自的轴线彼此偏移，并且通过旋转传递机构彼此连接。由于这种偏移配置，所以下轴60的旋转相位和输入侧轴88的旋转相位彼此偏移，使得两个轴60、88的各自的旋转相位之间的旋转相位差是可以改变的。

图6是沿着图3的线IV-IV取得的一组截面图(a)-(d)并且示出了下轴60的环形凸缘部分64、连接到凸缘部分64的输入侧轴88以及与形成在凸缘部分64中的径向延伸槽124相配合的辊子122。图6的图(a)示出了其中方向盘10定位在使得车轮被保持在没有转向的状态下的中性操作位置的阶段。图6的图(b)示出了其中方向盘10已经被从中性操作位置沿逆时针方向可操作地旋转了90°的阶段。图6的图(c)示出了其中方向盘10已经被从中性操作位置沿顺时针方向可操作地旋转了90°的阶段。图6的图(d)示出了其中方向盘10已经被从中性操作位置沿顺时针方向或逆时针方向可操作地旋转了180°的阶段。

如通过图6的图(a)-(d)可以理解的，当方向盘10被从中性操作位置沿顺时针或逆时针方向旋转90°时，下轴60被绕其旋转轴旋转了90°同时输入侧轴88绕其旋转轴旋转了小于90°的量。当方向盘10被从中性操作位置沿顺时针或逆时针方向旋转180°时，下轴60和输入侧轴88都被旋转了180°的量。图7示出了下轴60的旋转角α和输入侧轴88的旋转角β之间的关系。如通过图7很明显地，当方向盘被从中性操作位置旋转了小于180°的量时，输入侧轴88的旋转角β小于下轴60的旋转角α。当方向盘10被从中性操作位置旋转了180°时，输入侧轴88的旋转角β变为等于下轴60的旋转角α。即，当下轴60的旋转角α是0°或180°时(即，当下轴60的旋转相位是使得下轴60的旋转相位和输入侧轴88的旋转相位彼此一致的两个预定值中的任何一者时)，下轴60的旋转角α和输入侧轴88的旋转角β彼此相等，由此使得旋转相位差变为零。如图7所示，在将小于下轴60的旋转角α从0°变化到180°的过程中，旋转相位差逐渐地增加，直到下轴60的旋转角α变为某一值，并且之后在下轴60的旋转角α变为某一值之后逐渐地减小到零。当下轴60的旋转角α变为180°时，旋转相位差变为零。在将下轴60的旋转角α从0°改变到180°时，两个轴分别旋转的角速度之间的传动比(dβ/dα)，即，输入侧轴88(其作为转向装置侧轴)的旋转速度(dβ/dt)与下轴60(其作为操作构件侧轴)的旋转速度(dα/dt)之间的比率(dβ/dα)，根据下轴60的旋转角α而变化，如图8所示。

如通过图8可以理解的，传动比(dβ/dα)在下轴60的旋转角α为0°时最小，并且随着下轴60的旋转角α的增加而增加。即，在本转向力传递设备12中，在方向盘10的操作角较小的阶段中获得了温和并稳定的转向性能，并且之后在方向盘10的操作角较大的阶段中获得了高响应的转向性能。换言之，转向性能的响应程度随着方向盘10的操作角的增加而增加。注意，本转向系统具有操作范围限制机构(未示出)，其被构造为限制方向盘10的操作角的范围，使得方向盘10被允许从中性操作位置顺时针或逆时针旋转180°，其中180°作为可允许的最大操作角。

在图8的图示中，纵坐标的轴线表示作为输入侧轴88的转速与下轴60的转速之间的比率的传动比(dβ/dα)，其中“e”表示上述预定偏移距离d(如图4所示，输入侧轴88和下轴60的各自的轴线彼此偏移预定偏移距离d)与背离距离L(如图4所示，与径向延伸槽124配合的辊子122的位置从输入侧轴88的旋转轴背离或离开背离距离L)的比率。提供给操作方向盘10的车辆的操作者的操作杆根据该比率e的值而变化。

下轴60的环形凸缘部分64的内径(即，凹部114的直径)是确定为用于在方向盘10的操作期间避免输入侧轴88与凸缘部分64的内周表面干涉的值。更具体地，如与图6的图(a)相对应的图9的图(a)所示，圆形凸缘部分64的内径R1被确定为使得内径R1的一半大于输入侧轴88的外径R2的一半与上述偏移距离d(两个轴88和60的各自的轴线彼此偏移预定偏移距离d)的总和。即，环形凸缘部分64的内径R1被确定为使得满足以下公式(1)。在本转向力传递设备12中，圆形凸缘部分64的内径R1被由此确定，以避免输入侧轴88与圆形凸缘部分64的内周表面在方向盘10的操作期间干涉。

R1＞R2+2×d     (1)

此外，下轴60的环形凸缘部分的外径是确定为用于在方向盘10的操作期间避免辊子122从凸缘部分64的外周表面径向地向外突出的值。更具体地，如与图6的图(d)相对应的图9的图(b)所示，圆形凸缘部分64的外径R3被确定为使得外径R3的一半大于辊子122的外径R4的一半、上述偏移距离d以及上述背离距离L(辊子122的位置从输入侧轴88的旋转轴背离或离开背离距离L)的总和。即，环形凸缘部分64的外径R3被确定为使得满足以下公式(2)。在本转向力传递设备12中，圆形凸缘部分64的外径R3被由此确定，以在方向盘10的操作期间避免辊子122从凸缘部分64的外周表面径向地向外突出。

R3＞R4+2×(d+L)      (2)

3.本转向力传递设备优于其他转向力传递设备的优点

如图2和3所示，在转向力传递设备12中，构成转向装置侧轴的主体部分的输入侧轴88的后端沿着与输出轴18的旋转轴和主轴54的旋转轴平行的轴向位于作为操作构件侧轴的主轴54的前端的后侧，其中输入侧轴88构成转向装置侧轴的主体部分。换言之，输入侧轴88的后端沿着轴向位于主轴54的前端与主轴54的后端部之间。注意，在本设备12中，输入侧轴88的后端对应于第一主体部分的第二轴侧端，同时主轴54的前端对应于第二轴的第一轴侧端。图10是示出了转向力传递设备12(其中主轴54和输出轴18相对于彼此如上所述地定位)和作为比较示例的另一个转向力传递设备170的一组视图。

在图10中的图(a)中示出的转向力传递设备170中，主轴182和输出轴172相对于彼此定位，使得输出轴172的主体部分的后端和主轴182的前端彼此相对并且以小距离彼此隔开。在详细描述的设备170中，环形板174固定地安装到构成输出轴172的一部分的输入侧轴178的后端部。销176固定地设置在环形板174中，使其沿着向后方向突出。辊子180被在滚针轴承178插入中间的状态下安装到销176的轴向突出部分。构成主轴182的一部分的下轴183具有位于下轴183的前端部中的环形凸缘部分184。主轴182在环形凸缘部分184和上轴185(其构成主轴182的一部分)的后端部处由设备170的壳体188通过径向轴承186、187可旋转地支撑。环形板174的后端面与下轴183的环形凸缘部分184的前端面彼此相对，并且以小距离彼此隔开。径向延伸槽190形成在环形凸缘部分184的前端面中，并且位于与从环形板174沿着向后方向突出的辊子180相对的位置。径向延伸槽190从环形凸缘部分184的前端面的中心沿着凸缘部分184的径向延伸，并且具有比辊子180的外径略大的宽度。通过将辊子180配合到径向延伸槽190中，下轴183和输入侧轴173彼此连接，由此使得输出轴172可通过主轴182的旋转而旋转。

两个轴173、183被相对于彼此定位，使得两个轴173、183的各自的旋转轴彼此偏移与上述偏移距离d(在上述转向力传递设备12中，两个轴60、88的各自的旋转轴彼此偏移偏移距离d)相等的偏移距离。此外，辊子180与径向延伸槽190相配合的位置从输入侧轴173的旋转轴背离或离开与上述背离距离L(在上述转向力传递设备12中，与径向延伸槽124配合的辊子122的位置从输入侧轴88的旋转轴背离或离开背离距离L)相等的背离距离。即，转向力传递设备170被构造为向车辆操作者提供与上述转向力传递设备12大致相同的操作感。

如通过图10很明显地，转向力传递设备12具有比作为比较示例的转向力传递设备170更小的整体轴向长度。设备12、170的各自的整体轴向长度之间的差ΔL基本对应于设备12中输出轴18被引入下轴60的距离S(具体地，将输出轴18接合到凹部114中的距离)。因此，相比于与设备12提供基本相同的操作感的设备170，在沿着轴向测量时，设备12可以被制作为紧凑的尺寸，使得改善其安装到车辆上的可安装性。

设备的整体轴向长度的减小使得有可能将柱部分50的整体轴向长度增加与上述差ΔL相对应的值，并且因此增加柱部分50伸长和收缩的行程距离。因此，根据本发明的第一实施例构造的转向力传递设备12可以具有增加的吸收在车辆操作者与方向盘10的二次碰撞事件中引起的冲击的能力。

<第二实施例>

将会描述根据本发明的第二实施例构造的转向力传递设备200。本转向力传递设备200具有与设置在上述设备12中的EPS部分52构造上不同的EPS部分202。EPS部分202具有EPS壳体204，其中输出轴18在EPS壳体204的、与上述EPS部分52的EPS壳体84不同的部分处被可旋转地支撑。除了EPS部分的该不同部分之外，转向力传递设备200基本与上述设备12相同。在以下对于第二实施例的设备200的描述中，在上述设备12中使用的相同的附图标记被用于相同的功能对应元件，并且没有提供对于这些元件的重复的描述。

如图11所示，与上述EPS壳体84不同，在设置在本转向力传递设备200中的EPS部分202的EPS壳体204中，输出轴18在安装到输出轴18的轴向端部上的环形板206的外周表面处被可旋转地支撑。更详细地说，设备200包括环形板206，具有比第一实施例的设备12的环形板116的轴向长度更大的轴向长度。环形板206被固定地安装到输入侧轴88的、位于输入侧轴88的被容纳在凹部114中的被容纳部分的前侧的部分上。滚针轴承208被安装在作为环形凸缘部分的环形板206的外周表面上，使得环形板206由EPS壳体204通过滚针轴承208可旋转地支撑。同时，径向轴承98、100被安装到构成输出轴的一部分的输出侧轴86的外周表面上，使得输出侧轴86由EPS壳体204通过径向轴承98、100可旋转地支撑。在比环形板116具有更大轴向长度的环形板206中，提供了比上述销118具有更长的轴向长度的销210。与销118类似，销210包括安装到环形板206中的装配部分并且也包括从环形板206沿着向后方向突出的轴向突出部分。在滚针轴承120被插入辊子122与销120的轴向突出部分之间的状态下，辊子122被安装到销210的轴向突出部分上。

在本转向力传递设备200中，转向装置侧轴由诸如输出轴18、辊子122和环形板206的组件构成，并且在其被支撑的部分处由EPS壳体204通过轴承98、100、208可旋转地支撑，其中该被支撑的部分具有输出侧轴86的一部分和环形板206的形式。另一方面，在根据上述第一实施例的转向力传递设备12中，转向装置侧轴在其被支撑的部分处由EPS壳体204通过轴承98、100、102可旋转地支撑，其中该被支撑的部分具有输出侧轴86的一部分和输入侧轴88的一部分的形式。图12是其中上述第一实施例的设备12被示出在图(a)中同时本第二实施例的设备200被示出在图(b)中的一组图。

如通过图12很清楚地，转向力传递设备200具有与上述第一实施例的转向力传递设备12的整体轴向长度基本相等的整体轴向长度。即，与设备12类似，本设备200也可以被制作为沿着轴向测量的紧凑尺寸，使其安装到车辆上的可安装性得到改善。此外，在本设备200中，滚针轴承208设置在环形板206的外周表面上，而不是输入侧轴88的外周表面上，并且环形板206的轴向长度大于第一实施例的设备12的环形板116。所以，使得设备200的销210的装配部分在其轴向长度上大于设备12的销118的装配部分。因为主轴54的旋转被经由销210传递到输出轴18上，所以作用在销210上的负荷相对的较大。在本设备200中，使得销210的装配部分的轴向长度相对较大，因此即使在作用到销210上的负荷相当地增加时，仍然可以由环形板206可靠地保持销210，由此增加设备200整体的可靠性。

<第三实施例>

考虑到所需的刚度，包括在输出轴中的扭杆优选地尽可能得长。然而，在甚至可以通过减小的扭杆的轴向长度来可以获得所需刚度的情况下，可以通过减小扭杆的轴向长度来减小输出轴的轴向长度。此外，通过减小输出轴的轴向长度可以减小转向力传递设备的整体轴向长度。考虑到用于将设备安装到车辆上的可用有限空间，优选地减小转向力传递设备的整体轴向长度。在图12的图(a)中示出的第一实施例的转向力传递设备中，轴承100和102、旋转角传感器108和涡轮106被在中间具有小空隙的状态下设置在输出轴18的外周表面的、位于环形板116与轴承98之间的部分中。因此，在设备12中，输出轴18从EPS壳体84突出的部分需要具有某一量的轴向长度。此外，减小环形板116的轴向长度不是优选的，因为减小板116的轴向长度将会使得板116不可能被接收负荷的销118牢固地保持。因此，在设备12中，即使输出轴18的轴向长度减小了，这种输出轴18的轴向长度的减小将会仅导致通过将输出轴18引入凹部114所引起的减小量，并且不会导致设备12的整体轴向长度减小。作为其中扭杆和输出轴被缩短的示例，转向力传递设备220在图13的图(a)中示出。

在根据上述第二实施例的转向力传递设备200中，转向装置侧轴被EPS壳体206在环形板206处而不是在输入侧轴88处支撑，并且销210的装配部分(该部分被安装到板206中)具有相对大的轴向长度。因此，存在减小环形板206的轴向长度的余地。即，在其中转向装置侧轴被在输出侧轴和环形板处由EPS壳体支撑的转向力传递设备中，输出轴和环形板的各自的轴向长度可以被减小，由此使得设备的整体轴向长度可以被减小。根据本发明的第三实施例构造的转向力传递设备230在图13的图(b)中示出。在第三实施例的设备230中，通过减小输出轴和环形板的各自的轴向长度来减小整体轴向长度。

与图13的图(a)中示出的转向力传递设备220不同，在图13的图(b)中示出的转向力传递设备230中，滚针轴承234被安装到环形板232的外周表面上，并且使得环形板232的轴向长度大于被包括在图13的图(a)中示出的转向力传递设备220中的环形板236的轴向长度。如通过图13很清楚地，在第三实施例的设备230中，相比于作为比较示例的设备220，其整体长度变得更小，但是销238的装配部分的轴向长度变得更大。因此，在设备230中，可以使得整体轴向长度更加小，由此改善安装到车辆上的可安装性。同时，在设备230中，即使在施加到销238上的负荷相当地增加时，销238可以被环形板232可靠地保持，由此增加了设备230整体的可靠性。

Claims (15)

1.一种用于车辆的转向力传递设备，所述车辆具有(i)可由所述车辆的操作者操作的转向操作构件和(ii)构造为使所述车辆的车轮转向的车轮转向装置，所述转向力传递设备包括：

(a)操作构件侧轴，所述操作构件侧轴在其轴向相对端部中的一个端部处连接到所述转向操作构件，并可绕所述操作构件侧轴的轴线旋转；

(b)转向装置侧轴，所述转向装置侧轴在其轴向相对端部中的一个端部处连接到所述车轮转向装置，并可绕着所述转向装置侧轴的轴线旋转，所述转向装置侧轴的所述轴线平行于所述操作构件侧轴的所述轴线，并从所述操作构件侧轴的所述轴线偏移预定偏移距离；以及

(c)旋转传递机构，包括：

(c-1)配合部分，其设置在作为所述操作构件侧轴和所述转向装置侧轴中的一者的第一轴中，并且与作为所述操作构件侧轴和所述转向装置侧轴中的另一者的第二轴的所述轴向相对端部中的另一者保持配合，所述配合部分位于非中心位置，所述非中心位置沿着所述第一轴的径向方向以比所述预定偏移距离大的距离远离所述第一轴的所述轴线；以及

(c-2)引导通道，其设置在所述第二轴的所述轴向相对端部中的所述另一者中，并与所述配合部分保持配合，所述引导通道沿着所述第二轴的径向方向延伸，以允许所述配合部分沿着所述第二轴的径向方向移动，

其中，所述旋转传递机构构造为改变所述第一轴的旋转相位与所述第二轴的旋转相位之间的旋转相位差，同时通过所述第一轴和所述第二轴中的一个轴的旋转使所述第一轴和所述第二轴中的另一个轴旋转，

其中，所述第一轴包括：

第一主体部分，其为所述第一轴的主体部分并且位于所述第一轴的所述轴线上，所述第一主体部分具有轴向相对端部，使得所述第一主体部分的所述轴向相对端部中的一者是所述第一主体部分的第二轴侧端部，所述第二轴侧端部比所述第一主体部分的所述轴向相对端部中的另一者更靠近所述第二轴，所述第一主体部分具有轴向相对端，使得所述第一主体部分的所述轴向相对端中的一者是所述第一主体部分的第二轴侧端，所述第二轴侧端比所述第一主体部分的所述轴向相对端中的另一者更靠近所述第二轴；

径向延伸部分，其设置在所述第一主体部分的所述第二轴侧端部中，并且从所述第一主体部分沿着所述第一轴的径向方向向外延伸，所述径向延伸部分位于从所述第一主体部分的所述第二轴侧端沿着远离所述第二轴并与轴向方向平行的方向移动的轴向移动位置，所述轴向方向与所述第一轴的所述轴线和所述第二轴的所述轴线平行；以及

轴向突出部分，其设置在所述第一轴中并且位于所述非中心位置，所述轴向突出部分从所述径向延伸部分沿着朝向所述第二轴并与所述轴向方向平行的方向突出，

其中，所述第二轴包括：

第二主体部分，其为所述第二轴的主体部分，并且具有轴向相对端部，使得所述第二主体部分的所述轴向相对端部中的一者是所述第二主体部分的第一轴侧端部，所述第一轴侧端部比所述第二主体部分的所述轴向相对端部中的另一者更靠近所述第一轴；以及

径向突出部分，其设置在所述第二主体部分的所述第一轴侧端部中，并且从所述第二主体部分沿着所述第二轴的径向方向向外突出，所述径向突出部分具有径向延伸槽，所述径向延伸槽具有在所述径向突出部分的轴向端面中开口的开口并且沿着所述第二轴的径向方向延伸，

其中，通过所述开口将所述第一轴的所述轴向突出部分放入所述第二轴的所述径向延伸槽中，以使所述轴向突出部分配合在所述径向延伸槽中，由此所述轴向突出部分用作所述配合部分，同时所述径向延伸槽用作所述引导通道，

其中，所述第二轴具有轴向相对端，使得所述第二轴的所述轴向相对端中的一者是所述第二轴的第一轴侧端，所述第一轴侧端比所述第二轴的所述轴向相对端中的另一者更靠近所述第一轴，

其中，所述径向突出部分的所述轴向端面构成所述第二轴的所述第一轴侧端的表面，

并且其中，在所述轴向方向上，所述第一主体部分的所述第二轴侧端位于在所述第二轴的所述第一轴侧端与所述第二轴的所述轴向相对端部中的所述一者之间。

2.根据权利要求1所述的转向力传递设备，

其中，所述第二轴具有在所述径向突出部分的所述轴向端面中开口的凹部，

并且其中，所述第一主体部分的所述第二轴侧端部被容纳在所述第二轴的所述凹部中。

3.根据权利要求2所述的转向力传递设备，

其中，所述径向延伸槽具有作为所述径向延伸槽的径向相对端中的一者的近端，所述近端比所述径向相对端中的另一者更靠近所述第二轴的所述轴线，

并且其中，所述径向延伸槽在其所述近端处与所述凹部连接。

4.根据权利要求3所述的转向力传递设备，其中，在沿着所述轴向方向测量时，所述凹部具有与所述径向延伸槽的深度相同的深度。

5.根据权利要求1到4中任意一项所述的转向力传递设备，还包括壳体，所述壳体固定到所述车辆的车体的一部分，使得所述第一轴至少在所述第一轴的两个被支撑部分处被所述壳体支撑，所述至少两个被支撑部分沿着所述轴向方向彼此分开，

其中，所述径向延伸部分是环形凸缘部分，其固定到所述第一主体部分并且与所述第一主体部分同轴，

并且其中，所述径向延伸部分对应于所述第一轴的所述至少两个被支撑部分中的一者，并且具有所述第一轴在此处被所述壳体以可旋转的方式支撑的外周表面。

6.根据权利要求5所述的转向力传递设备，

其中，设置在所述第一主体部分的所述第二轴侧端部中的所述径向延伸部分位于从所述第一主体部分的所述第二轴侧端沿着远离所述第二轴并与所述轴向方向平行的方向移动的轴向移动位置，

并且其中，在所述轴向方向上，所述第一主体部分的所述第二轴侧端位于所述第二轴的所述第一轴侧端与所述第二轴的所述轴向相对端部中的所述一者之间。

7.根据权利要求6所述的转向力传递设备，

其中，所述第二轴具有在所述径向突出部分的所述轴向端面中开口的凹部，

并且其中，所述第一主体部分的所述第二轴侧端部被容纳在所述第二轴的所述凹部中。

8.根据权利要求1到3中任意一项所述的转向力传递设备，

其中，所述第一主体部分是中空部分，所述中空部分具有沿着所述第一轴的所述轴线延伸的空间，

并且其中，所述第一轴具有扭杆，所述扭杆设置在所述空间中并且具有作为所述扭杆的轴向相对端部中的一者的轴向端部，所述扭杆的所述轴向端部由所述第一主体部分的所述第二轴侧端部以不可旋转的方式保持，使得所述扭杆可通过施加到所述第一轴的旋转力而扭转，

所述转向力传递设备还包括：

辅助装置，其构造为基于所述扭杆的扭转变形量而生成辅助所述车轮转向的辅助力。

9.根据权利要求8所述的转向力传递设备，其中，所述第一轴是所述转向装置侧轴，而所述第二轴是所述操作构件侧轴。

10.根据权利要求8所述的转向力传递设备，

其中，所述第一主体部分包括第一中空轴和第二中空轴，所述第一中空轴和所述第二中空轴能够在保持所述第一中空轴与所述第二中空轴之间的同轴关系的同时相对彼此旋转，

其中，所述第一中空轴和所述第二中空轴彼此协作，以限定所述第一主体部分中的所述空间，

并且其中，所述扭杆的、作为所述扭杆的所述轴向相对端部中的所述一者的轴向端部由所述第一中空轴以不可旋转的方式保持，而所述扭杆的、作为所述扭杆的所述轴向相对端部中的另一者的另一个轴向端部由所述第二中空轴以不可旋转的方式保持。

11.根据权利要求10所述的转向力传递设备，还包括壳体，所述壳体固定到所述车辆的车体的一部分，使得所述第一轴至少在所述第一轴的两个被支撑部分处被所述壳体支撑，所述至少两个被支撑部分沿着所述轴向方向彼此分开，

其中，所述径向延伸部分是环形凸缘部分，其固定到所述第一中空轴并且与所述第一中空轴同轴，

其中，所述径向延伸部分对应于所述第一轴的所述至少两个被支撑部分中的一者，并且具有所述第一轴在此处被所述壳体以可旋转的方式支撑的外周表面，

并且其中，所述第二中空轴包括与所述第一轴的所述至少两个被支撑部分中的另一者对应的被支撑部分，所述第二中空轴的所述被支撑部分具有所述第一轴在此处被所述壳体以可旋转的方式支撑的外周表面。

12.根据权利要求10所述的转向力传递设备，

其中，所述第一轴是所述转向装置侧轴，而所述第二轴是所述操作构件侧轴，

并且其中，所述辅助装置构造为将辅助力施加到所述第二中空轴。

13.根据权利要求1所述的转向力传递设备，

其中，所述径向延伸槽由一对侧壁表面限定，所述一对侧壁表面沿着所述第二轴的径向方向延伸并且彼此相对，

并且其中，将与所述径向延伸槽配合的所述轴向突出部分置于所述一对侧壁表面之间，以在所述第二轴的圆周方向上限制所述轴向突出部分的移动。

14.根据权利要求13所述的转向力传递设备，其中，所述轴向突出部分包括辊子，其被置于所述侧壁表面之间，并且能够滚动以在所述径向延伸槽内运动。

15.根据权利要求14所述的转向力传递设备，

其中，所述径向延伸部分具有孔，所述孔具有面向所述第二轴的所述第一轴侧端的所述表面的开口并且位于所述非中心位置，

其中，所述轴向突出部分包括销，所述销具有装配部分和轴向突出部分，使得所述装配部分固定地装配在所述孔中，并且使得所述轴向突出部分从所述径向延伸部分沿着朝向所述第二轴并与所述轴向方向平行的方向突出，

并且其中，所述辊子由所述销的所述轴向突出部分以可旋转的方式保持。

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