CN107097840B - 转向装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种转向装置，其具备：马达，其生成与施加于转向轴的转向扭矩相应的转矩；齿轮机构，其将转矩以预定的减速比放大，生成转向力；输出部，其将转向力向与车轮连结的转轮机构输出。输出部包括将转向力向转轮机构传递的传递部和将传递部与齿轮机构之间的机械连接解除的解除部。若在齿轮机构的固着的状态下因转向轴的旋转而在传递部产生的负荷扭矩超过阈值，则解除部将机械连接解除。若解除部将机械连接解除，则传递部绕旋转中心轴线旋转，将转向轴的旋转向转轮机构传递。

Description

转向装置

技术领域

本发明涉及将用于改变车轮的朝向的转向力输出的转向装置。

背景技术

将用于改变车轮的朝向的转向力输出的转向装置可搭载于各种车辆。日本特开2007-1564号公报公开一种具有将来自马达的转矩以预定的减速比放大、将较大的转向力输出的齿轮机构的转向装置。设计成改变车轮的朝向的转轮机构被来自转向装置的较大的转向力驱动。转向力经由转轮机构向车轮传递，改变车轮的朝向。

转向装置在各种使用环境下动作。异物有时也会因振动、冲击力而进入转向装置内。进入到转向装置内的异物有时也会引起齿轮机构的固着。固着了的齿轮机构有时会阻碍驾驶员的转向操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即使齿轮机构产生固着、驾驶员也可以进行转向操作的转向装置。

本发明的一技术方案的转向装置具备：马达，其生成与施加于转向轴的转向扭矩相应的转矩；齿轮机构，其将所述转矩以预定的减速比放大，生成转向力；输出部，其将所述转向力向与车轮连结的转轮机构输出。所述输出部包括：传递部，其将所述转向力向所述转轮机构传递；解除部，其将所述传递部和所述齿轮机构之间的机械连接解除。所述传递部与所述转向轴机械连接，且若所述转向力向所述传递部传递，则所述传递部以降低所述转向扭矩的方式绕预定的旋转中心轴线旋转。若在所述齿轮机构的固着的状态下因所述转向轴的旋转而在所述传递部产生的负荷扭矩超过阈值，则所述解除部解除所述机械连接。若所述解除部解除所述机械连接，则所述传递部绕所述旋转中心轴线旋转，将所述转向轴的所述旋转向所述转轮机构传递。

在上述的转向装置中，即使齿轮机构产生固着，驾驶员也可以进行转向操作。

上述的转向装置的目的、特征和优点通过以下的详细的说明和附图变得更清楚。

附图说明

图1是第1实施方式的转向装置的概念性的框图。

图2是第2实施方式的转向装置的概略的剖视图。

图3是沿着图2所示的A-A线的概略的剖视图。

图4是第3实施方式的转向装置的概略的剖视图。

图5是第4实施方式的转向装置的概略的剖视图。

具体实施方式

＜第1实施方式>

对于具有将由马达生成的转矩放大的齿轮机构的转向装置，驾驶员能以较小的力使转向轴旋转，改变车轮的朝向。然而，如果在齿轮机构产生固着，则齿轮机构阻碍驾驶员对转向轴的旋转操作。在第1实施方式中，对在齿轮机构的固着的状态下也可以根据驾驶员对转向轴的旋转操作而改变车轮的朝向的例示的转向装置进行说明。

图1是第1实施方式的转向装置100的概念性的框图。参照图1对转向装置100进行说明。

转向装置100具备马达200、齿轮机构300以及输出部400。输出部400包括解除部410、第1连结部420以及第2连结部430。

图1示出方向盘STW和从方向盘STW延伸的转向轴STS。转向轴STS与第1连结部420机械连结。若驾驶员使方向盘STW旋转，则在转向轴STS产生转向扭矩。转向轴STS与第1连结部420之间的连结构造也可以使用齿轮来构筑。作为替代，转向轴STS与第1连结部420之间的连结构造也可以是连杆机构、其他机械连接构造。本实施方式的原理并不限定于第1连结部420与转向轴STS之间的特定的机械连接构造。

图1还示出控制装置CTR。控制装置CTR包括扭矩传感器TQS和信号生成部SGT。扭矩传感器TQS对施加于转向轴STS的转向扭矩进行检测。也可以是，已知的扭矩检测技术适用于扭矩传感器TQS。本实施方式的原理并不限定于扭矩传感器TQS的特定的种类。

为了检测在转向轴STS产生的转向扭矩，如果要求扭矩传感器TQS与转向轴STS直接连接，则扭矩传感器TQS与转向轴STS机械连接。在其他情况下，也可以是，扭矩传感器TQS不与转向轴STS直接连接。扭矩传感器TQS与转向轴STS之间的机械的或者电气的连接构造依赖于扭矩传感器TQS的性能。因而，本实施方式的原理并不限定于转向轴STS与扭矩传感器TQS之间的特定的连接构造。

扭矩传感器TQS生成表示所检测到的转向扭矩的扭矩数据。扭矩数据从扭矩传感器TQS向信号生成部SGT输出。

以降低由扭矩数据表示的转向扭矩的方式信号生成部SGT生成驱动信号。驱动信号从信号生成部SGT向马达200输出。

马达200根据驱动信号生成转矩。将转矩作为马达200的旋转向齿轮机构300输出。齿轮机构300将转矩以预定的减速比放大，生成转向力。齿轮机构300也可以包括摆动齿轮和内齿轮。作为替代，齿轮机构300也可以包括行星齿轮和太阳齿轮。设计者能够将使用了齿轮的各种机构采用为齿轮机构300。本实施方式的原理并不限定于齿轮机构300的特定的构造。

转向力向解除部410、第1连结部420以及第2连结部430依次传递。作为替代，转向力也可以向解除部410、第2连结部430以及第1连结部420依次传递。本实施方式的原理并不限定于第1连结部420与第2连结部430之间的特定的位置关系。

第2连结部430与转轮机构STM连结。转向力从第2连结部430向转轮机构STM传递。转轮机构STM与车辆(未图示)的车轮(未图示)连结。转轮机构STM根据转向力来改变车轮的朝向。转轮机构STM也可以是转向臂。作为替代，转轮机构STM也可以是齿条。本实施方式的原理并不限定于转轮机构STM的特定的构造。在本实施方式中，传递部由第1连结部420和第2连结部430例示。

第2连结部430的构造也可以被定为适合作为转轮机构STM所使用的零部件。如果转轮机构STM是转向臂，则第2连结部430也可以是可插入转向臂的花键轴部。作为替代，第2连结部430也可以是安装有被插入转向臂的键的键构造部。本实施方式的原理并不限定于第2连结部430的特定的构造。

若在齿轮机构300产生固着，则从齿轮机构300向输出部400的转向力的传递丧失。其结果，即使驾驶员使方向盘STW旋转，输出部400也维持静止状态。转向轴STS被第1连结部420约束，因此，施加于转向轴STS的转向扭矩增大。增大了的转向扭矩经由第1连结部420向输出部400传递，成为作用于输出部400的负荷扭矩。

解除部410被设计成，若负荷扭矩超过阈值，则解除第1连结部420与齿轮机构300之间的机械连接。解除部410也可以设计为在输出部400中具有异常弱的机械的强度的部位。作为替代，解除部410也可以是离合器机构。本实施方式的原理并不限定于解除部410的特定的构造。

若解除部410将第1连结部420与齿轮机构300之间的机械连接解除，则第1连结部420和第2连结部430不被齿轮机构300约束，能够根据从转向轴STS传递到第1连结部420的转向扭矩而动作。其结果，在齿轮机构300的固着的状态下，转轮机构STM也能够使用经由转向轴STS、第1连结部420和第2连结部430传递来的转向扭矩来改变车轮的朝向。

＜第2实施方式>

设计者能够基于与第1实施方式相关联地进行了说明的设计原理设计各种转向装置。在第2实施方式中，对例示的转向装置进行说明。

图2是第2实施方式的转向装置100A的概略的剖视图。图3是沿着图2所示的A-A线的概略的剖视图。参照图1～图3对转向装置100A进行说明。

转向装置100A具备马达200A、齿轮机构300A以及输出部400A。马达200A与参照图1进行了说明的马达200相对应。与马达200有关的说明也可以援用到马达200A。齿轮机构300A与参照图1进行了说明的齿轮机构300相对应。与齿轮机构300有关的说明也可以援用到齿轮机构300A。输出部400A与参照图1进行了说明的输出部400相对应。与输出部400有关的说明也可以援用到输出部400A。

马达200A包括壳体210和旋转轴220。壳体210内置有线圈、定子芯，根据驱动信号生成转矩。旋转轴220从壳体210沿着输出轴线OPA延伸。在壳体210内生成的转矩作为旋转轴220的旋转输出。旋转轴220绕输出轴线OPA旋转。在旋转轴220的顶端部形成有齿轮部221。

齿轮机构300A包括外筒310、三个曲轴组装体320(图2示出三个曲轴组装体320中的一个)以及摆动部330。外筒310形成可收容三个曲轴组装体320和摆动部330的内部空间。三个曲轴组装体320分别在外筒310内与马达200A的齿轮部221连结，绕传递轴线TMA旋转。传递轴线TMA在与输出轴线OPA分开预定的距离的位置与输出轴线OPA大致平行地延伸。曲轴组装体320的绕传递轴线TMA的旋转引起摆动部330的摆动旋转。摆动部330的摆动旋转引起输出部400A的绕输出轴线OPA的旋转。

三个曲轴组装体320分别包括传递齿轮321、曲轴322、两个圆锥滚子轴承323、324以及两个滚针轴承325、326。曲轴322包括两个轴颈341、342和两个偏心部343、344。轴颈341、342绕传递轴线TMA同轴旋转。轴颈342位于轴颈341的相反侧。

传递齿轮321和圆锥滚子轴承323安装于轴颈341。传递齿轮321与旋转轴220的齿轮部221啮合。圆锥滚子轴承324安装于轴颈342。

偏心部343位于轴颈341、342之间。偏心部344位于偏心部343与轴颈342之间。偏心部343、344相对于传递轴线TMA偏心。偏心部343在偏心方向方面与偏心部344不同。

与马达200A的齿轮部221啮合的传递齿轮321安装于轴颈341，因此，轴颈341、342根据马达200A的旋转轴220的旋转而绕传递轴线TMA旋转。在这期间，偏心部343、344相对于传递轴线TMA进行偏心旋转。

外筒310相对于马达200A固定。外筒310包括第1筒部311、第2筒部312以及第3筒部313。

第1筒部311包括端壁314和周壁315。端壁314与马达200A的壳体210紧密接触。周壁315从端壁314的大致圆形的外周缘突出，包围旋转轴220和传递齿轮321。

第2筒部312包括周壁316和多个内齿销317。周壁316包围偏心部343、344和摆动部330。多个内齿销317分别是沿着输出轴线OPA的延伸方向延伸的圆柱状的构件。多个内齿销317分别嵌入被形成于周壁316的内表面的槽部。因而，多个内齿销317由周壁316恰当地保持。

如图3所示，多个内齿销317绕输出轴线OPA以大致恒定间隔配置。多个内齿销317各自的半周面从周壁316的内表面朝向输出轴线OPA突出。因而，多个内齿销317能够作为转向装置100A的内齿发挥功能。在本实施方式中，多个内齿由排列成环状的多个内齿销317例示。

如图2所示，第3筒部313包括周壁318和端壁319。第3筒部313的周壁318与第2筒部312的周壁316的端缘紧密接触。端壁319使由周壁318围成的大致圆形的空间局部地封闭。

摆动部330包括两个摆动齿轮331、332。在摆动齿轮331形成有三个圆形贯通孔。三个曲轴组装体320贯穿于摆动齿轮331的三个圆形开口孔。三个曲轴组装体320各自的滚针轴承325分别嵌入三个圆形贯通孔。在摆动齿轮332形成有三个圆形贯通孔。三个曲轴组装体320贯穿于摆动齿轮332的三个圆形开口孔。三个曲轴组装体320各自的滚针轴承326分别嵌入三个圆形贯通孔。

本实施方式的转向装置100A具备两个摆动齿轮331、332。作为替代，转向装置也可以具有单一的摆动齿轮。而且，作为替代，转向装置也可以具有超过2的数量的摆动齿轮。本实施方式的原理并不被几个摆动齿轮装入转向装置有任何限定。

摆动齿轮331、332与由多个内齿销317形成的内齿环啮合。在曲轴组装体320旋转期间，摆动齿轮331、332利用偏心部343、344进行摆动旋转。在此期间，摆动齿轮331、332的中心绕输出轴线OPA回旋移动。摆动齿轮331、332的摆动旋转运动向与摆动齿轮331、332连接的部位(例如曲轴组装体320)传递。在本实施方式中，旋转中心轴线由输出轴线OPA例示。

如上所述，偏心部343、344在偏心方向方面不同。因而，在摆动齿轮331、332的中心的回旋移动中产生回旋相位差。也可以是，以例如在摆动齿轮331、332的中心的回旋移动中产生180°的回旋相位差的方式对偏心部343、344进行设计。在该情况下，摆动齿轮331能够与多个内齿销317中的大致一半啮合，而摆动齿轮332与剩余的内齿销317啮合。

输出部400A包括齿轮架500和输出轴部600。齿轮架500在外筒310内绕输出轴线OPA旋转。输出轴部600安装于齿轮架500。转向臂PTM在外筒310外安装于输出轴部600。转向臂PTM与连结到车轮(未图示)的转向横拉杆臂(未图示)协作而形成参照图1进行了说明的转轮机构STM。

齿轮架500包括基部510和端板部520。端板部520位于基部510与第1筒部311的端壁314之间。

基部510包括基板部511(参照图2)和三个轴512(参照图3)。三个轴512从基板部511朝向端板部520突出。在摆动齿轮331、332分别形成有三个梯形贯通孔。三个轴512插入这些梯形贯通孔。这些梯形贯通孔的大小设定成在摆动齿轮331、332与轴512之间不产生干涉。

端板部520固定于三个轴512的顶端面。因而，摆动齿轮331、332在端板部520与基板部511之间进行摆动旋转。

在基板部511形成有三个贯通孔513(图2示出三个贯通孔513中的一个)。三个曲轴组装体320各自的圆锥滚子轴承324分别嵌入三个贯通孔513。在端板部520形成有三个贯通孔521(图2示出三个贯通孔521中的一个)。三个曲轴组装体320各自的圆锥滚子轴承323分别嵌入三个贯通孔521。因而，齿轮架500与曲轴组装体320连结。

摆动齿轮331、332的摆动旋转运动经由三个曲轴组装体320向齿轮架500传递。三个曲轴组装体320在摆动齿轮331、332的摆动旋转期间绕输出轴线OPA回旋移动，因此，齿轮架500能够绕输出轴线OPA旋转。

输出轴部600包括安装板610、狭窄部410A、轴430A以及连结齿轮420A。安装板610、狭窄部410A和轴430A一体地形成。狭窄部410A与参照图1进行了说明的解除部410相对应。与解除部410有关的说明援用到狭窄部410A。连结齿轮420A与参照图1进行了说明的第1连结部420相对应。与第1连结部420有关的说明援用到连结齿轮420A。

安装板610是与基板部511的端面(与第3筒部313的端壁319相对的端面)抵接的圆板状的部位。安装板610的中心与输出轴线OPA大致一致。安装板610被螺栓BLT固定于基板部511的端面(与第3筒部313的端壁319相对的端面)。因而，安装板610可与齿轮架500分离。

狭窄部410A沿着输出轴线OPA从安装板610朝向轴430A突出。狭窄部410A与安装板610和轴430A一体地连结。狭窄部410A在与输出轴线OPA正交的假想平面(未图示)上具有比安装板610和轴430A的截面小的截面。因而，狭窄部410A的容许扭转应力比安装板610和轴430A的容许扭转应力小。若将使狭窄部410A产生超过狭窄部410A的容许扭转应力的扭转应力的扭矩施加于轴430A，则狭窄部410A断裂。在本实施方式中，阈值由根据狭窄部410A的容许扭转应力和截面积确定的容许扭矩例示。

如图2所示，狭窄部410A配置于外筒310内。因而，由于狭窄部410A的断裂而产生的碎片大多被封入外筒310内。其结果，搭载有转向装置100A的车辆(未图示)不易由于狭窄部410A的碎片而破损。

轴430A从狭窄部410A朝向转向臂PTM沿着输出轴线OPA延伸。轴430A包括基端部431和与基端部431相反的一侧的顶端部432。狭窄部410A与基端部431一体地连结。顶端部432位于基端部431的相反侧。基端部431位于外筒310内，而顶端部432位于外筒310之外。转向臂PTM安装于顶端部432。顶端部432与参照图1进行了说明的第2连结部430相对应。与第2连结部430有关的说明也可以援用到顶端部432。在本实施方式中，旋转轴由轴430A例示。

花键加工也可以施加于顶端部432。在该情况下，轴430A的顶端部432被加工成花键轴。在转向臂PTM形成有与轴430A的顶端部432互补的花键孔。其结果，转向臂PTM能够与轴430A一体地旋转。作为替代，键槽也可以刻设于顶端部432。转向臂PTM也可以借助嵌入到键槽的键安装于顶端部432。其结果，转向臂PTM能够与轴430A一体地旋转。

转向装置100A具备齿轮箱筒440。齿轮箱筒440包括大致圆筒状的周壁441和使由周壁441围成的大致圆形的空间局部地封闭的端壁442。齿轮箱筒440的周壁441的端缘与第3筒部313的端壁319紧密接触。齿轮箱筒440与第3筒部313的端壁319协作而形成可收容连结齿轮420A的齿轮箱。

在第3筒部313的端壁319形成有贯通孔443。在齿轮箱筒440的端壁442形成有贯通孔444。输出轴线OPA与贯通孔443、444的中心大致一致。轴430A沿着输出轴线OPA延伸，并贯通贯通孔443、444。转向臂PTM在外筒310和齿轮箱筒440之外与轴430A的顶端部432连接。转向臂PTM沿着与输出轴线OPA大致正交的方向延伸。在齿轮架500旋转期间，转向臂PTM在与输出轴线OPA正交的面内摆动。

转向装置100A具备对输出轴线OPA进行规定的两个主轴承445、446。主轴承446位于主轴承445与转向臂PTM之间。主轴承445嵌入被形成于第3筒部313的端壁319的贯通孔443。主轴承446嵌入被形成于齿轮箱筒440的端壁442的贯通孔444。轴430A贯通主轴承445、446。因而，轴430A被主轴承445、446恰当地保持。

图2概略地表示转向轴STS和蜗轮WMG。蜗轮WMG以与转向轴STS一体的方式形成于转向轴STS的下端。蜗轮WMG基于与第1实施方式相关联地进行了说明控制原理与施加于转向轴STS的转向扭矩相应地与转向轴STS共同旋转。连结齿轮420A在主轴承445、446之间安装于轴430A。连结齿轮420A与蜗轮WMG啮合。在本实施方式中，转向齿轮由蜗轮WMG例示。作为替代，转向齿轮也可以是其他种类的齿轮零部件。本实施方式的原理并不限定于用作转向齿轮的特定的种类的齿轮零部件。

在齿轮机构300A正常动作期间，马达200A所输出的转矩被齿轮机构300A以预定的减速比放大，成为较大的转向力。转向力向齿轮架500和输出轴部600传递。其结果，转向臂PTM能够与输出轴部600共同绕输出轴线OPA摆动。

若驾驶员在齿轮机构300A的固着的状态下使转向轴STS旋转，则转矩施加于与转向轴STS的下端的蜗轮WMG啮合的连结齿轮420A。施加到连结齿轮420A的转矩使输出轴部600扭转。狭窄部410A具有异常小的截面积，因此，输出轴部600的扭转归结于狭窄部410A的断裂。若狭窄部410A断裂，轴430A未被齿轮机构300A约束，而能够随着施加于连结齿轮420A的转矩而旋转。其结果，安装到轴430A的转向臂PTM能够与转向轴STS的旋转相应地摆动。

在本实施方式中，连结齿轮420A位于狭窄部410A与转向臂PTM之间。作为替代，转向臂PTM也可以位于连结齿轮420A与狭窄部410A之间。

＜第3实施方式>

转轮机构也可以具有齿条来代替转向臂。在第3实施方式中，对驱动齿条的例示的转向装置进行说明。

图4是第3实施方式的转向装置100B的概略的剖视图。参照图1和图4对转向装置100B进行说明。第2实施方式的说明援用到标注有与第2实施方式相同的附图标记的要素。

转向装置100B具备马达200A、齿轮机构300A、齿轮箱筒440以及主轴承445、446。第2实施方式的说明援用到这些要素。

转向装置100B还具备输出部400B。输出部400B与参照图1进行了说明的输出部400相对应。与输出部400有关的说明也可以援用到输出部400B。

与第2实施方式同样地，输出部400B包括齿轮架500。第2实施方式的说明援用到齿轮架500。

输出部400B还包括输出轴部600B。与第2实施方式同样地，输出轴部600B包括安装板610、狭窄部410A以及连结齿轮420A。第2实施方式的说明援用到这些要素。

输出轴部600B还包括轴430B。与第2实施方式同样地，轴430B包括基端部431。第2实施方式的说明援用到基端部431。在本实施方式中，旋转轴由轴430B例示。

轴430B还包括顶端部432B。输出部400B还包括小齿轮433。小齿轮433安装于顶端部432B。作为替代，小齿轮433也可以与顶端部432B一体地形成。小齿轮433与轴430B一体地绕输出轴线OPA旋转。顶端部432B和小齿轮433与参照图1进行了说明的第2连结部430相对应。

图4表示与小齿轮433啮合的齿条RCK。齿条RCK与车辆(未图示)的车轮(未图示)连结。小齿轮433的旋转被转换成齿条RCK的直线运动。利用齿条RCK的直线运动改变车轮的朝向。

在齿轮机构300A正常动作期间，马达200A输出的转矩被齿轮机构300A以预定的减速比放大，成为较大的转向力。转向力向齿轮架500和输出轴部600B传递。其结果，齿条RCK从小齿轮433承受较大的转向力而进行直线运动。

若驾驶员在齿轮机构300A的固着的状态下使转向轴STS旋转，则转矩施加于与转向轴STS的下端的蜗轮WMG啮合的连结齿轮420A。施加到连结齿轮420A的转矩使输出轴部600B扭转。狭窄部410A具有异常小的截面积，因此，输出轴部600B的扭转归结于狭窄部410A的断裂。若狭窄部410A断裂，则轴430B未被齿轮机构300A约束，而能够随着施加于连结齿轮420A的转矩而旋转。其结果，安装到轴430B的小齿轮433能够绕输出轴线OPA旋转，使齿条RCK直线移动。

＜第4实施方式>

转向机构也可以具有离合器机构来代替狭窄部。在第4实施方式中，对例示的具有离合器机构的转向装置进行说明。

图5是第4实施方式的转向装置100C的概略的剖视图。参照图1和图5对转向装置100C进行说明。第2实施方式的说明援用到标注有与第2实施方式相同的附图标记的要素。

转向装置100C具备马达200A、齿轮机构300A、齿轮箱筒440以及主轴承445、446。第2实施方式的说明援用到这些要素。

转向装置100C还具备输出部400C。输出部400C与参照图1进行了说明的输出部400相对应。与输出部400有关的说明也可以援用到输出部400C。

与第2实施方式同样地，输出部400C包括齿轮架500。第2实施方式的说明援用到齿轮架500。

输出部400C还包括输出轴部600C。与第2实施方式同样地，输出轴部600C包括轴430A和连结齿轮420A。第2实施方式的说明援用到这些要素。

输出部400C还具备离合器机构410C。离合器机构410C与参照图1进行了说明的解除部410相对应。与解除部410有关的说明也可以援用到离合器机构410C。

离合器机构410C包括安装部610C、两个离合器摩擦片411、412以及多个弹簧413。安装部610C包括安装板611和保持筒612。安装板611是与基板部511的端面(与第3筒部313的端壁319相对的端面)抵接的圆板状的部位。安装板611的中心与输出轴线OPA大致一致。安装板611被螺栓BLT固定于基板部511的端面(与第3筒部313的端壁319相对的端面)。因而，安装板611可从齿轮架500分离。保持筒612是从安装板611朝向第3筒部313的端壁319突出的大致圆筒状的部位。多个弹簧413配置于保持筒612内。配置于齿轮架500与轴430A之间的离合器摩擦片411在保持筒612内与多个弹簧413连结。多个弹簧413将离合器摩擦片411从保持筒612沿着输出轴线OPA朝向第3筒部313的端壁319推出。此时，离合器摩擦片411被局部地收容于保持筒612内。保持筒612也可以以对离合器摩擦片411的绕输出轴线OPA的旋转进行约束的方式形成。因而，离合器摩擦片411与齿轮架500共同旋转。在本实施方式中，第1离合器摩擦片由离合器摩擦片411例示。

离合器摩擦片412安装于轴430A的基端部431。因而，离合器摩擦片412位于离合器摩擦片411与轴430A之间。离合器摩擦片411被多个弹簧413按压于离合器摩擦片412。在本实施方式中，第2离合器摩擦片由离合器摩擦片412例示。

如果施加于轴430A的负荷扭矩不超过预定的阈值，离合器摩擦片411、412就一体地旋转。若施加于轴430A的负荷扭矩超过预定的阈值，则离合器摩擦片412在输入到连结齿轮420A的转向力的作用下与离合器摩擦片411独立地旋转。因而，即使齿轮机构300A固着，轴430A也能够与转向轴STS的旋转相应地旋转，使转向臂PTM摆动。

与上述的各种实施方式相关联进行了说明的设计原理可适用于各种转向装置。与上述的各种实施方式中的一个实施方式相关联地进行了说明的各种特征中的一部分特征也可以适用于与另一个实施方式相关联地进行了说明的转向装置。

与上述的实施方式相关联地进行了说明的转向装置主要具备以下的特征。

上述的实施方式的一技术方案的转向装置具备：马达，其生成与施加于转向轴的转向扭矩相应的转矩；齿轮机构，其将所述转矩以预定的减速比放大，生成转向力；输出部，其将所述转向力向与车轮连结的转轮机构输出。所述输出部包括：传递部，其将所述转向力向所述转轮机构传递；解除部，其将所述传递部与所述齿轮机构之间的机械连接解除。所述传递部与所述转向轴机械连接，且若所述转向力向所述传递部传递，则所述传递部以降低所述转向扭矩的方式绕预定的旋转中心轴线旋转。若在所述齿轮机构的固着的状态下因所述转向轴的旋转而在所述传递部产生的负荷扭矩超过阈值，则所述解除部解除所述机械连接。若所述解除部解除所述机械连接，则所述传递部绕所述旋转中心轴线旋转，将所述转向轴的所述旋转向所述转轮机构传递。

根据上述的结构，传递部与转向轴机械连接，因此，若驾驶员使转向轴旋转，则转向扭矩施加于转向轴。马达根据转向扭矩生成转矩。转矩被齿轮机构以预定的减速比放大，成为转向力。若转向力向传递部传递，则传递部以降低转向轴的转向扭矩的方式绕预定的旋转中心轴线旋转。在此期间，转向力从传递部向转轮机构传递，车轮的朝向被改变。因而，与转向轴的旋转相应的车轮的朝向的改变可达成。

在齿轮机构产生了固着的期间内，若驾驶员使转向轴旋转，则施加于传递部的负荷扭矩增大。若负荷扭矩超过阈值，则传递部与齿轮机构之间的机械连接被解除部解除。因而，传递部能够根据驾驶员对转向轴的旋转操作而绕旋转中心轴线旋转。其结果，在齿轮机构的固着的状态下，转向轴的旋转也被传递部向转轮机构传递。

关于上述的结构，也可以是，所述传递部包括输出轴部，该输出轴部具有与所述转向轴连结的第1连结部和与所述转轮机构连结的第2连结部。

根据上述的结构，第1连结部与转向轴连结，因此，若驾驶员使转向轴旋转，则转向扭矩施加于转向轴。如果齿轮机构没有固着，马达生成与产生于转向轴的转向扭矩相应的转矩，之后，转矩被齿轮机构放大，成为转向力。此时，输出轴部以降低转向轴的转向扭矩的方式绕旋转中心轴线旋转。第2连结部与转轮机构连结，因此，传递部的绕旋转中心轴线的旋转向转轮机构传递。

在齿轮机构产生了固着期间，若驾驶员使转向轴旋转，则第1连结部与转向轴连结，因此，齿轮机构对输出轴的绕旋转中心轴线的旋转进行约束，而转向轴欲使输出轴部旋转。其结果，在输出轴部产生的负荷扭矩增大。若负荷扭矩超过阈值，则输出轴部与齿轮机构之间的机械连接被解除部解除。因而，输出轴部能够根据驾驶员对转向轴的旋转操作而绕旋转中心轴线旋转。其结果，在齿轮机构的固着的状态下，转向轴的旋转也被输出轴部向转轮机构传递。

关于上述的结构，也可以是，所述输出轴部包括沿着所述旋转中心轴线延伸的旋转轴。也可以是，所述第1连结部包括安装于所述旋转轴的连结齿轮。也可以是，所述连结齿轮连结于与所述转向轴共同旋转的转向齿轮。

根据上述的结构，连结齿轮连结于与转向轴共同旋转的转向齿轮，因此，若驾驶员使转向轴旋转，则转向扭矩施加于转向轴。如果齿轮机构没有固着，马达就生成与在转向轴产生的转向扭矩相应的转矩，之后，转矩被齿轮机构放大，成为转向力。此时，旋转轴以降低转向轴的转向扭矩的方式绕旋转中心轴线旋转。第2连结部与转轮机构连结，因此，旋转轴的绕旋转中心轴线的旋转向转轮机构传递。

在齿轮机构产生了固着期间，若驾驶员使转向轴旋转，则连结齿轮与转向齿轮连结，因此，齿轮机构对旋转轴的绕旋转中心轴线的旋转进行约束，而转向轴欲使旋转轴旋转。其结果，在旋转轴产生的负荷扭矩增大。若负荷扭矩超过阈值，则旋转轴与齿轮机构之间的机械连接被解除部解除。因而，旋转轴能够根据驾驶员对转向轴的旋转操作而绕旋转中心轴线旋转。其结果，在齿轮机构的固着的状态下，转向轴的旋转也被旋转轴向转轮机构传递。

关于上述的结构，也可以是，所述输出部包括齿轮架，该齿轮架与所述齿轮机构连结，绕所述旋转中心轴线旋转。也可以是，所述旋转轴包括在所述旋转轴与所述齿轮架之间具有异常小的截面的狭窄部作为所述解除部。也可以是，若所述负荷扭矩超过所述阈值，则所述狭窄部断裂。

根据上述的结构，若负荷扭矩超过阈值，则狭窄部断裂，因此，连结齿轮与齿轮机构之间的机械连接被狭窄部解除。因而，连结齿轮利用驾驶员对转向轴的旋转操作而旋转。旋转轴也与连结齿轮的旋转一体地旋转，因此，车轮的朝向可根据驾驶员对转向轴的旋转操作而改变。

关于上述的结构，也可以是，所述齿轮机构包括：外筒，其形成有多个内齿；摆动齿轮，其与所述多个内齿啮合；曲轴组装体，其以所述摆动齿轮的中心绕所述输出部的旋转中心轴线回旋的方式对所述摆动齿轮赋予摆动旋转。也可以是，所述齿轮架与所述曲轴组装体连结、且在所述外筒内绕所述旋转中心轴线旋转。也可以是，所述狭窄部收容于所述外筒内。

根据上述的结构，连结齿轮与转向齿轮连结，因此，若驾驶员使转向轴旋转，则转向扭矩施加于转向轴。马达根据转向扭矩生成转矩。与外筒的内齿啮合的摆动齿轮被曲轴组装体赋予摆动旋转，因此，齿轮机构能够以较大的减速比将来自马达的转矩放大，生成较大的转向力。齿轮架和旋转轴在较大的转向力下绕旋转中心轴线旋转，因此，驾驶员能够以较小的力改变车轮的朝向。

在齿轮机构产生了固着期间，若驾驶员使转向轴旋转，则连结齿轮欲被转向齿轮旋转，而齿轮机构阻碍旋转轴和连结齿轮的旋转。其结果，施加于旋转轴的负荷扭矩增大。若负荷扭矩超过阈值，则狭窄部断裂。狭窄部被收容于外筒内，因此，因狭窄部的断裂而产生的碎片大多能够落在外筒内。

关于上述的结构，也可以是，所述输出部包括齿轮架，该齿轮架与所述齿轮机构连结，绕所述旋转中心轴线旋转。也可以是，所述解除部包括配置于所述旋转轴与所述齿轮架之间的离合器机构。也可以是，所述离合器机构具有配置于所述齿轮架与所述旋转轴之间的第1离合器摩擦片和配置于所述第1离合器摩擦片与所述旋转轴之间的第2离合器摩擦片。也可以是，如果所述负荷扭矩不超过所述阈值，则所述第1离合器摩擦片和所述第2离合器摩擦片一体地旋转。也可以是，若所述负荷扭矩超过所述阈值，则所述第1离合器摩擦片和所述第2离合器摩擦片中的一者与所述第1离合器摩擦片和所述第2离合器摩擦片中的另一者独立地旋转。

根据上述的结构，若负荷扭矩超过阈值，则第1离合器摩擦片和第2离合器摩擦片中的一者相比于第1离合器摩擦片和第2离合器摩擦片中的另一者独立地旋转，因此，连结齿轮利用驾驶员对转向轴的旋转操作而旋转。旋转轴也与连结齿轮的旋转一体地旋转，因此，车轮的朝向可根据驾驶员对转向轴的旋转操作而改变。

关于上述的结构，也可以是，所述第2连结部包括形成于所述旋转轴的花键轴部或键构造部。也可以是，所述转轮机构包括安装于所述花键轴部或所述键构造部的转向臂。

根据上述的结构，若解除部将机械连接解除，则连结齿轮将转向扭矩经由旋转轴和花键轴部或键构造部向转向臂传递，因此，在齿轮机构的固着的状态下，车轮的朝向也可以根据驾驶员对转向轴的旋转操作而改变。

关于上述的结构，也可以是，所述第2连结部包括绕所述旋转中心轴线与所述旋转轴一体地旋转的小齿轮。也可以是，所述转轮机构包括与所述小齿轮啮合的齿条。

根据上述的结构，若解除部将机械连接解除，则连结齿轮将转向扭矩经由旋转轴和小齿轮向齿条传递，因此，在齿轮机构的固着的状态下，车轮的朝向也可以根据驾驶员对转向轴的旋转操作而改变。

产业上的可利用性

上述的实施方式的原理可恰当地利用于各种车辆的设计。

Claims (9)

1.一种转向装置，其中，

该转向装置具备：

马达，其生成与施加于转向轴的转向扭矩相应的转矩；

齿轮机构，其将所述转矩以预定的减速比放大，生成转向力；以及

输出部，其将所述转向力向与车轮连结的转轮机构输出，

所述输出部包括：

传递部，其具有与所述转向轴连结的第1连结部和与所述转轮机构连结的第2连结部，该传递部将所述转向力向所述转轮机构传递；以及

旋转轴，其设于在所述齿轮机构生成的所述转向力的传递路径中的所述齿轮机构与所述第1连结部之间，绕预定的旋转中心轴线旋转，并且，沿着所述预定的旋转中心轴线延伸，

所述旋转轴包括相对于该旋转轴的其他部分具有异常小的截面且与所述其他部分设为一体的狭窄部，

所述狭窄部是解除部，对于在所述齿轮机构的固着的状态下因所述转向轴的旋转而在所述传递部产生的负荷扭矩超过阈值的情况，该解除部断裂，将所述传递部与所述齿轮机构之间的机械连接解除，

若由于所述负荷扭矩超过阈值而所述解除部将所述机械连接解除，则所述转向轴的所述旋转经由所述第1连结部和所述第2连结部向所述转轮机构传递。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其中，

所述齿轮机构包括：外筒，其形成有多个内齿；摆动齿轮，其与所述多个内齿啮合；曲轴组装体，其以所述摆动齿轮的中心绕所述输出部的旋转中心轴线回旋的方式对所述摆动齿轮赋予摆动旋转，

所述狭窄部收容于所述外筒内。

3.根据权利要求1或2所述的转向装置，其中，

所述第1连结部包括安装于所述旋转轴的连结齿轮，

所述连结齿轮连结于与所述转向轴共同旋转的转向齿轮，

所述输出部还具有齿轮架，该齿轮架设于所述传递路径中的所述解除部与所述齿轮机构之间，绕所述旋转中心轴线旋转。

4.根据权利要求1或2所述的转向装置，其中，

所述第2连结部包括形成于所述旋转轴的花键轴部或键构造部，

所述转轮机构包括安装于所述花键轴部或所述键构造部的转向臂。

5.根据权利要求1或2所述的转向装置，其中，

所述第2连结部包括绕所述旋转中心轴线与所述旋转轴一体地旋转的小齿轮，

所述转轮机构包括与所述小齿轮啮合的齿条。

6.一种转向装置，其中，

该转向装置具备：

马达，其生成与施加于转向轴的转向扭矩相应的转矩；

齿轮机构，其将所述转矩以预定的减速比放大，生成转向力；以及

输出部，其将所述转向力向与车轮连结的转轮机构输出，

所述输出部包括：

传递部，其具有与所述转向轴连结的第1连结部和与所述转轮机构连结的第2连结部，该传递部将所述转向力向所述转轮机构传递；

旋转轴，其设于在所述齿轮机构生成的所述转向力的传递路径中的所述齿轮机构与所述第1连结部之间，绕预定的旋转中心轴线旋转，并且，沿着所述预定的旋转中心轴线延伸；以及

解除部，对于在所述齿轮机构的固着的状态下因所述转向轴的旋转而在所述传递部产生的负荷扭矩超过阈值的情况，该解除部将所述传递部与所述齿轮机构之间的机械连接解除，

所述解除部包括配置于所述传递路径中的所述旋转轴与所述齿轮机构之间的离合器机构，

所述离合器机构具有与所述齿轮机构连接的第1离合器摩擦片和与所述旋转轴的靠所述齿轮机构那一侧的端部连接的第2离合器摩擦片，

若所述负荷扭矩超过阈值，则通过使所述第1离合器摩擦片与所述第2离合器摩擦片分离开从而使所述解除部将所述机械连接解除，所述转向轴的所述旋转经由所述第1连结部和所述第2连结部向所述转轮机构传递，

若所述负荷扭矩不超过所述阈值，则所述第1离合器摩擦片和所述第2离合器摩擦片一体地旋转。

7.根据权利要求6所述的转向装置，其中，

所述第1连结部包括安装于所述旋转轴的连结齿轮，

所述连结齿轮连结于与所述转向轴共同旋转的转向齿轮，

所述输出部还具有齿轮架，该齿轮架设于所述传递路径中的所述解除部与所述齿轮机构之间，绕所述旋转中心轴线旋转。

8.根据权利要求6所述的转向装置，其中，

所述第2连结部包括形成于所述旋转轴的花键轴部或键构造部，

所述转轮机构包括安装于所述花键轴部或所述键构造部的转向臂。

9.根据权利要求6所述的转向装置，其中，

所述第2连结部包括绕所述旋转中心轴线与所述旋转轴一体地旋转的小齿轮，

所述转轮机构包括与所述小齿轮啮合的齿条。

Images