CN113548107A - 折叠式方向盘组件及包括折叠式方向盘组件的转向装置 - Google Patents

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CN113548107A CN202110377461.0A CN202110377461A CN113548107A CN 113548107 A CN113548107 A CN 113548107A CN 202110377461 A CN202110377461 A CN 202110377461A CN 113548107 A CN113548107 A CN 113548107A
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Abstract

折叠式方向盘组件及包括折叠式方向盘组件的转向装置。根据本实施例，可将方向盘收纳到车体内，特别地在自主行驶模式下确保驾驶座的空间，防止方向盘妨碍身体，实现驾驶者的舒适的驾驶动作,另外防止驾驶者介入转向。

Description

折叠式方向盘组件及包括折叠式方向盘组件的转向装置
技术领域
本实施例涉及折叠式方向盘组件及包括折叠式方向盘组件的转向装置，更具体地，涉及如下的折叠式方向盘组件及包括折叠式方向盘组件的转向装置：可将方向盘收纳到车体内，特别地，在自主行驶模式下确保驾驶座的空间，防止方向盘妨碍身体，可实现驾驶者的舒适的驾驶动作，另外防止驾驶者介入转向。
背景技术
近年来，研发了即便驾驶者不操作方向盘和油门踏板、刹车等，也会自动地送达到目的地的汽车。
自主行驶车辆的行驶模式中具有由驾驶者进行驾驶的驾驶者行驶模式和通过自主行驶系统而自动执行驾驶的自主行驶模式，在自主行驶中为了方便坐在驾驶座的驾驶者，需要确保更大的空间。
特别地，在自主行驶模式下如果将位于驾驶者的前方的方向盘收纳到车体内，则能够在空间上给驾驶者带来很大的方便，但由于自主行驶车辆根据驾驶者行驶模式或自主行驶模式而行驶，因此需要一种在驾驶者行驶模式下，像一般的车辆那样，可供驾驶者操作方向盘，而在自主行驶模式下可容易地收纳到车体的方向盘结构。
发明内容
本发明是在上述的背景下研发的，本发明涉及如下的折叠式方向盘组件及包括折叠式方向盘组件的转向装置：可将方向盘收纳到车体内，特别地在自主行驶模式下确保驾驶座的空间，防止方向盘妨碍身体，实现驾驶者的舒适的驾驶动作，另外防止驾驶者介入转向。
根据本实施例，提供一种折叠式方向盘组件，其包括：轴，其以与转向轴交叉的方式结合到转向轴；方向盘，其包括结合到轴的结合部而能够以轴的轴方向为中心进行旋转；凸轮部，其包括在圆周方向上固定于轴的固定凸轮及结合到结合部并被固定凸轮支承的移动凸轮；及驱动部，其使方向盘位于驾驶者能够操作的第1位置或在第1位置以轴为中心进行旋转的第2位置。
另外，根据本实施例.提供一种折叠式方向盘组件，其包括：轴，其以与转向轴交叉的方式结合到转向轴；方向盘，其包括结合到轴的结合部而能够以轴的轴方向为中心进行旋转；凸轮部，其包括在圆周方向上固定在轴上的固定凸轮及结合到结合部且被固定凸轮支承的移动凸轮；及驱动部，其向结合部施加扭矩，以使方向盘位于驾驶者能够操作的第1位置或在第1位置以轴为中心进行旋转的第2位置。
根据本实施例，可将方向盘收纳到车体内，特别地在自主行驶模式下确保驾驶座的空间，防止方向盘妨碍身体，实现驾驶者的舒适的驾驶动作，另外防止驾驶者介入转向。
附图说明
图1是本实施例的折叠式方向盘组件的分解立体图。
图2是图1的结合状态的立体图。
图3是表示在图2中将方向盘旋转的状态的立体图。
图4是对图1的一部分的分解立体图。
图5是对图2的一部分的截面图。
图6至图7是表示本实施例的折叠式方向盘组件的动作的图。
图8至图9是表示本实施例的折叠式方向盘组件的动作的图。
图10是本实施例的折叠式方向盘组件的立体图。
图11是图10的截面图。
图12至图13是表示本实施例的折叠式方向盘组件的动作的图。
(符号说明)
100：折叠式方向盘组件 101：转向轴
110：方向盘 111：毂
112：结合部 120：轴
130：凸轮部 140：铰链支架
150：驱动部 151：致动器
152：螺栓 153：螺母
211：支承部 411：台阶部
421：插入孔 431：固定凸轮
432：移动凸轮 433：第1阻挡器
434：第2阻挡器 435：铰链部
440：弹簧 450：螺母
1010：驱动部 1011：致动器
1012：缆线 1013：齿轮
1020：支承支架 1101：支架
具体实施方式
下面，参照例示图，对本公开的一部分实施例进行详细说明。在对各个图的构成要件附加符号时，对于相同的构成要件，即便图示于不同的图上，尽量使用相同的符号。另外，在对本实施例进行说明时，在判断为对相关的公知结构或功能的具体说明导致本技术思想的要旨不清楚的情况下，可省略其详细的说明。关于在本说明书中提及的“包括”、“具有”、“构成”，只要未使用“～仅”，就表示可追加其他部分。在用单数表示构成要件的情况下，在没有特别明确的记载的情况下，包括多数的情况。
另外，在对本公开的构成要件进行说明时，可使用第1、第2、A、B、a、b等用语。这样的用语仅用于将其构成要件与其他的构成要件区别开，其用语对该构成要件的本质、次数、顺序或数量等不作限定。
在对构成要件的位置关系进行说明时，在记载为两个以上的构成要件“连接”、“结合”或“连结”等的情况下，两个以上的构成要件既可以直接地“连接”、“结合”或“连结”，也可以是其他构成要件介于两个以上构成要件之间而实现“连接”、“结合”或“连结”。在此，其他构成要件包括在彼此“连接”、“结合”或“连结”的两个以上的构成要件中的一个以上中。
在对与构成要件、动作方法或制作方法等相关的时间流动关系进行说明时，例如利用“～之后”、“～接着”、“～然后”、“～之前”等说明时间性先后关系或流动性先后关系的情况下，如果未使用“立刻”或“直接”，则还包括不连续的情况。
另一方面，在提到关于构成要件的数值或其对应信息(例如：水平等)的情况下，即便没有另外的明确的记载，也应理解为数值或其对应信息包括因各种原因(例如：工序上的原因、内部或外部冲击、噪音等)而产生的误差范围。
图1是本实施例的折叠式方向盘组件的分解立体图，图2是图1的结合状态的立体图，图3是表示在图2中将方向盘旋转的状态的立体图，图4是对图1的一部分的分解立体图，图5是对图2的一部分的截面图，图6至图7是表示本实施例的折叠式方向盘组件的动作的图，图8至图9是表示本实施例的折叠式方向盘组件的动作的图，图10是本实施例的折叠式方向盘组件的立体图，图11是图10的截面图，图12至图13是表示本实施例的折叠式方向盘组件的动作的图。
本实施例的折叠式方向盘组件100包括：轴120，其以与转向轴101交叉的方式结合到转向轴101；方向盘110，其包括结合到轴120的结合部112而能够以轴120的轴方向为中心进行旋转；驱动部150、1010，它们使方向盘110位于驾驶者能够操作的第1位置或在第1位置以轴120为中心进行旋转的第2位置；凸轮部130，其包括在圆周方向上固定于轴120的固定凸轮431及结合到结合部112并被固定凸轮431支承的移动凸轮432，由此将方向盘110的旋转锁定在第1位置。
另外，根据本实施例，提供一种包括折叠式方向盘组件100的转向装置。
本实施例的折叠式方向盘组件100的驱动部150、1010使方向盘110相对于轴120而进行旋转，使方向盘110位于第1位置或第2位置，如图1至图9所示，驱动部向移动凸轮432施加扭矩或如图10至图13所示，向结合部112施加扭矩而使方向盘110进行旋转。但是，图示的驱动部为优选的实施例，本实施例的驱动部只要能够旋转方向盘110即可，不限于图示的实施例。
首先，参照图1至图3。
在本实施例的折叠式方向盘组件100中，方向盘110不直接结合到转向轴101，而是通过轴120结合到转向轴101。即，方向盘110的毂111不直接结合到转向轴101，而是结合到与转向轴101结合的轴120，从而与转向轴101连接。
轴120以与转向轴101交叉的方式结合到转向轴101。即，轴120的轴方向与转向轴101的轴方向垂直。轴120向方向盘110提供与转向轴101的轴方向垂直的方向上的旋转轴。
方向盘110包括与轴120结合的结合部112，方向盘110通过轴120与结合部112之间的滑动而以轴120的轴为中心进行旋转。
如图所示，结合部112从方向盘110的毂向前方突出而形成。向前方突出的结合部112与轴120结合，从而方向盘110以轴120的轴为中心进行旋转。
结合部112上形成有供轴120插入的插入孔421。即，轴120插入到插入孔421，由此结合部112与轴120结合，通过结合部112的内周面与轴120的外周面之间的滑动，方向盘110以轴120的轴为中心进行旋转。
如图所示，方向盘110上设有一对结合部112，在各个结合部112上形成有插入孔421，由此与轴120结合。
这样的一对结合部112分别结合到轴120的两端，转向轴101结合到轴120的中央部。即，一对结合部112沿着轴120的轴方向，中间隔着转向轴101的轴方向而位于两侧。如后述，一对结合部112中的某一个结合部112被支承部211支承，另一个结合部112上结合有移动凸轮432，结合部112通过凸轮部130而向轴120的轴方向加压，从而方向盘110的旋转被锁定。
方向盘110通过驱动部150而以轴120的轴为中心旋转，从第1位置向第2位置移动或从第2位置向第1位置移动，在驾驶者行驶模式下位于第1位置，并通过驾驶者的操作而以转向轴101的轴为中心进行旋转，当转换成自主行驶模式时，位于第2位置而收纳到车体内。轴120上结合有用于设置驱动部150的铰链支架140等，关于此，将在后面进行详细说明。
如图1及图2所示，方向盘110的第1位置是方向盘110与转向轴101配置在同一个轴上，由此能够以转向轴101的轴为中心进行旋转的位置，如图3所示，方向盘110的第2位置是方向盘110在第1位置以轴120的轴为中心进行旋转的位置。图中示出了方向盘110的第2位置朝向下侧的实施例，但方向盘110的第2位置也可朝向上侧。
位于第2位置的方向盘110可被收纳到车体内部。例如，通过转向轴101的缩短(telescope)动作，方向盘可被收纳到车辆的仪表盘内部。由此，例如在自主行驶模式下，确保更宽的驾驶座空间，防止方向盘妨碍身体，驾驶者可自由舒适地进行驾驶动作。另外，在自主行驶时，无需驾驶者的方向盘操作，而是通过系统而执行转向，通过将方向盘收纳到车体内，从而可从根本上防止驾驶者把持方向盘或在进行驾驶动作时进行干涉等介入转向的情况。
凸轮部130包括固定凸轮431及移动凸轮432。固定凸轮431在圆周方向上固定结合到轴120，在旋转方向盘110时不会被旋转，移动凸轮432结合到结合部112，在旋转方向盘110时一起被旋转。在固定凸轮431和移动凸轮432上分别形成有彼此支承的凸轮面，从而在旋转方向盘110时，固定凸轮431和移动凸轮432彼此远离或靠近，由此方向盘110的旋转被锁定或解锁。
因此，当方向盘110通过驱动部150而位于第1位置时，通过凸轮部130而旋转被锁定，从而防止方向盘110通过驾驶者或外力而被旋转，由此在驾驶者行驶模式下可实现安全的转向。
根据一个实施例，方向盘110的旋转在第1位置被锁定并在第2位置被解锁。即，方向盘110位于第1位置时，移动凸轮432和固定凸轮431彼此远离，结合部112向朝向支承部211的方向被施压，从而方向盘110的旋转被锁定，在方向盘110位于第2位置时，移动凸轮432和固定凸轮431靠近，施加到结合部112的压力被解除，方向盘110的旋转被解锁。
根据另一实施例，方向盘110的旋转不仅可在第1位置被锁定，也可在第2位置被锁定。即，在第1位置及第2位置，结合部112通过凸轮部130而被加压，方向盘110的旋转被锁定，在方向盘110从第1位置向第2位置移动的过程或从第2位置向第1位置移动的过程中，通过凸轮部130而解除向结合部112施加的压力，由此方向盘110的旋转被解锁。
参照图4至图5，在轴120形成有支承部211，支承部211在轴120的轴方向上支承一对结合部112中的某一个结合部112，移动凸轮432固定到一对结合部112中的另一个结合部。如图所示，结合部112及移动凸轮432通过分别形成在各自上的槽及突起压入而实现结合。
支承部211以比在轴120的一端结合有结合部112的部位更大的直径形成，从而在轴方向上支承结合部112。在结合部112与支承部211之间具备轴，例如滚针推力轴，由此支承结合部112的旋转。
在轴120的另一端结合有剩余一个结合部112，在轴120的另一端形成有在轴方向上支承结合部112的台阶部411。另外，在轴120的另一端及固定凸轮431分别形成彼此的倒角部，倒角部彼此被支承，从而轴120和固定凸轮431在圆周方向上被固定。
移动凸轮432位于结合部112与固定凸轮431之间而被固定凸轮431和凸轮面支承，并具备用于将固定凸轮431向移动凸轮432侧加压的弹簧440和结合到轴120而支承弹簧440的螺母450。
另一方面，固定凸轮431上还形成有与后述的螺母153铰链结合的铰链部435，关于此将在后面进行详细说明。
接着，参照图6至图7，在固定凸轮431形成有第1阻挡器433，在移动凸轮432形成有第2阻挡器434，第1阻挡器433和第2阻挡器434在方向盘110的第1位置及第2位置彼此被支承，并限制方向盘110的旋转范围。
图中图示了在固定凸轮431形成有彼此在圆周方向上隔开的一对第1阻挡器433，移动凸轮432的第2阻挡器434在第1阻挡器433之间移动，从而第1阻挡器433和第2阻挡器434在方向盘110的第1位置或第2位置被支承的实施例。第1阻挡器433及第2阻挡器434的配置或形状不限于图示的实施例，可具备各种形态。
方向盘110的旋转范围通过第1阻挡器433及第2阻挡器434而被限制，从而方向盘110通过驱动部150而旋转时，方向盘110准确地位于第1位置或第2位置。
下面，对用于旋转方向盘110的驱动部150进行说明。
使方向盘110旋转。驱动部150包括螺栓152及螺母153而向移动凸轮432传递动力。
图1至图9中图示了包括螺栓152及螺母153的驱动部150向移动凸轮432施加扭矩而旋转方向盘110的实施例。
具体地，参照图1及图8至图9，驱动部150包括铰链结合到移动凸轮432的螺母153、铰链结合到固定于轴120的铰链支架140且使与螺母153结合的螺栓152旋转的致动器151。
移动凸轮432上形成铰链部435而与螺母153铰链结合。螺母153可与铰链部435直接铰链结合，但如图所示，优选为通过另外的支架与铰链部435铰链结合。
铰链支架140的一端结合到轴120，致动器151铰链结合到铰链支架140的另一端。致动器151包括马达、减速器及结合有马达且收纳减速器的外壳，外壳铰链结合到铰链支架140。
螺栓152通过减速器而连接到马达，通过马达驱动而旋转，螺栓152与螺母153结合，从而当螺栓152旋转时，螺母153沿着螺栓152的轴而滑动。
因此，在通过对螺母153的螺栓152的滑动、对致动器151的铰链支架140的铰链结合及对螺母153的移动凸轮432的铰链结合而驱动致动器151时，向移动凸轮432施加扭矩，由此方向盘110进行旋转。
接着，对图10至图13所示的实施例进行说明。但是，为了便于说明，对与图1至图9中图示的实施例共同的结构使用相同的符号并省略详细的说明，以区别点为主进行说明。
参照图10，本实施例的折叠式方向盘组件100与上述的实施例相同地，方向盘110的结合部112结合到轴120而进行旋转，轴120上结合有将方向盘110的旋转锁定、解锁的凸轮部130。
驱动部1010包括齿轮1013而向结合部112施加扭矩，从而使方向盘110进行旋转。具体地，结合部112上形成齿轮齿，驱动部1010包括与结合部112的齿轮齿啮合的齿轮1013及用于旋转齿轮1013的致动器1011而向结合部112施加扭矩。
如图所示，结合部112的齿轮齿形成在结合部112的外侧面。
致动器1011包括马达、减速器及结合有马达且收纳减速器的外壳，通过支架而结合到轴120。
致动器1011和齿轮1013通过缆线1012而连接，缆线为将多个导线扭结的形态，具备柔软性，且可传递扭矩。
缆线1012的一端结合到齿轮1013，另一端在致动器1011的外壳内部与减速器连接。参照图10至图11，轴120上结合有支承与缆线1012的齿轮1013结合的端部的支承支架1020。
支承支架1020上可旋转地支承收纳缆线1012的一端的保持架1101。保持架1101形成为中空圆筒形状，内部收纳缆线1012的端部，保持架1101通过轴承而被支承支架1020支承。因此，致动器1011的动力通过支承支架1020及保持架1101并通过缆线1012而传递到齿轮1013。
参照图12至图13，在移动凸轮432及固定凸轮431具备用于限制方向盘110的旋转范围的第1阻挡器433及第2阻挡器434。与上述的实施例不同地，在移动凸轮432不形成铰链部。通过齿轮1013和结合部112的齿轮结合，驱动部1010的扭矩被传递到方向盘110而将方向盘110旋转，当方向盘110位于第1位置或第2位置时，第1阻挡器433及第2阻挡器434彼此支承，从而限制方向盘110的旋转范围。
根据具备以上这样的形状的折叠式方向盘组件及包括折叠式方向盘组件的转向装置，可将方向盘收纳到车体内，特别地在自主行驶模式下确保驾驶座的空间，防止方向盘妨碍身体，实现驾驶者的舒适的驾驶动作，另外防止驾驶者介入转向。
以上的说明仅对本公开的技术思想进行了例示性的说明，本领域的技术人员在不脱离本技术思想的本质特性的范围内可进行各种修改及变形。另外，本实施例并非对本公开的技术思想进行限定，而是对本公开进行说明，因此本技术思想的范围不限于这样的实施例。本公开的保护范围应根据下面的权利要求而解释，与其相同的范围内的所有技术思想应均包括在本公开的权利范围。

Claims (19)

1.一种折叠式方向盘组件，其包括：
轴，其以与转向轴交叉的方式结合到上述转向轴；
方向盘，其包括结合到上述轴的结合部而能够以上述轴的轴方向为中心进行旋转；
凸轮部，其包括在圆周方向上固定于上述轴的固定凸轮及结合到上述结合部并被上述固定凸轮支承的移动凸轮；及
驱动部，其向上述移动凸轮施加扭矩，以使上述方向盘位于驾驶者能够操作的第1位置或在上述第1位置以上述轴为中心进行旋转的第2位置。
2.根据权利要求1所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
上述结合部从上述方向盘的毂向前方突出而形成。
3.根据权利要求1所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
上述结合部上形成有供上述轴插入的结合孔。
4.根据权利要求1所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
上述结合部形成为一对而分别结合到上述轴的两端，上述轴的中央部结合到上述转向轴。
5.根据权利要求4所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
在上述轴上形成有支承部，该支承部在上述轴的轴方向上支承上述结合部中的某一个结合部，上述移动凸轮固定在上述结合部中的另一个结合部，
上述结合部中的某一个结合部通过上述凸轮部而向朝向上述支承部的方向被加压，由此上述方向盘的旋转被锁定。
6.根据权利要求1所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
上述方向盘的旋转通过上述凸轮部而被锁定在上述第1位置。
7.根据权利要求1所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
在上述固定凸轮上形成第1阻挡器，在上述移动凸轮形成第2阻挡器，上述第1阻挡器和第2阻挡器在上述方向盘的上述第1位置及上述第2位置彼此被支承。
8.根据权利要求1所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
上述驱动部包括：
螺母，其铰链结合到上述移动凸轮；及
致动器，其铰链结合到固定于上述轴的铰链支架而使与上述螺母结合的螺栓进行旋转。
9.一种折叠式方向盘组件，其包括：
轴，其以与转向轴交叉的方式结合到上述转向轴；
方向盘，其包括结合到上述轴的结合部而能够以上述轴的轴方向为中心进行旋转；
凸轮部，其包括在圆周方向上固定在上述轴上的固定凸轮及结合到上述结合部且被上述固定凸轮支承的移动凸轮；及
驱动部，其向上述结合部施加扭矩，以使上述方向盘位于驾驶者能够操作的第1位置或在上述第1位置以上述轴为中心进行旋转的第2位置。
10.根据权利要求9所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
上述结合部从上述方向盘的毂向前方突出而形成。
11.根据权利要求9所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
上述结合部上形成有供上述轴插入的结合孔。
12.根据权利要求9所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
上述结合部形成为一对而分别结合到上述轴的两端，上述轴的中央部结合到上述转向轴。
13.根据权利要求12所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
上述轴上形成有支承部，该支承部在上述轴的轴方向上支承上述结合部中的某一个结合部，上述移动凸轮固定到上述结合部中的另一个结合部，
上述结合部中的某一个结合部通过上述凸轮部而向朝向上述支承部的方向被加压，由此上述方向盘的旋转被锁定。
14.根据权利要求9所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
上述方向盘的旋转通过上述凸轮部而被锁定在上述第1位置。
15.根据权利要求9所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
在上述固定凸轮上形成有第1阻挡器，在上述移动凸轮形成有第2阻挡器，上述第1阻挡器和第2阻挡器在上述方向盘的上述第1位置及上述第2位置彼此被支承。
16.根据权利要求9所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
在上述结合部形成有齿轮齿，
上述驱动部包括：
齿轮，其与上述结合部的齿轮齿啮合；及
致动器，其使上述齿轮进行旋转。
17.根据权利要求16所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
上述致动器和齿轮通过缆线而连接。
18.根据权利要求17所述的折叠式方向盘组件，其特征在于，
在上述轴结合有支承支架，该支承支架支承与上述缆线的上述齿轮结合的端部。
19.一种转向装置，其包括根据权利要求1或9所述的折叠式方向盘组件。
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