CN113677586B - 转向装置 - Google Patents

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Abstract

转向装置具备：方向盘；转向轴；转向柱；使转向柱倾斜的倾斜位置调整机构；以及联轴器，该联轴器将转向轴与固定侧旋转体倾斜自如地连结，该固定侧旋转体与由倾斜位置调整机构实现的倾斜动作不联动地被支承于车身侧。联轴器配置于比固定侧旋转体靠方向盘侧的位置。

Description

转向装置
技术领域
本发明涉及转向装置。
背景技术
图20示出以往已知的汽车的转向装置的一例。该转向装置具备驾驶员操作的方向盘1、转向轴2、转向柱3、一对万向接头(万向联轴器)4a、4b、中间轴5、齿轮齿条式的转向器单元6、以及一对拉杆7。
在以下的说明中，转向装置的前后方向、宽度方向以及上下方向是指组装有转向装置的车身的前后方向、宽度方向以及上下方向。另外，关于宽度方向，将以从正上方观察车身时以行进方向为上方的方式配置车身时的右侧称为“右”，将左侧称为“左”。
转向柱3构成为筒状，朝向前方而向下方倾斜地配置，其一部分被支承于车身。转向轴2旋转自如地支承于转向柱3的内侧。方向盘1支承固定于转向轴2的后端部。转向轴2的前端部经由一对万向接头4a、4b及中间轴5与转向器单元6的小齿轮轴8连接。因此，通过使方向盘1旋转，从而小齿轮轴8旋转。小齿轮轴8的旋转被转换为未图示的齿条轴的直线运动，由此，一对拉杆7被推拉。由此，对一对操舵轮赋予与方向盘1的操作量对应的舵角。
此时，根据马达壳体9内的扭矩传感器(未图示)的检测信号、车速等，电动马达10向正反任一方向以规定的旋转扭矩旋转，该旋转经由减速齿轮(未图示)传递至传感器输出轴11。由此实现操舵辅助。
针对上述那样的电动动力转向装置，开发了通过电信号传递方向盘1的操作的线控转向方式的转向系统(例如，专利文献1)。在线控转向方式中，代替上述的电动马达10，如图21所示，在转向轴2设置有对驾驶员(方向盘1)施加操舵反作用力的反作用力产生部15。反作用力产生部15具备反作用力致动器(Reaction force actuator)作为驱动源。另外，在转向轴2设置有操舵角传感器13以及扭矩传感器14。反作用力产生部15在其内部具备检测反作用力致动器的旋转角的操舵侧解析器16。
在这样的转向系统中，可以是在比反作用力产生部15靠车身前方侧配置有能够将转向轴2与对操舵轮进行操舵驱动的操舵驱动部之间物理地联接、断开的电磁离合器的结构，也可以是从反作用力产生部15输出用于驱动操舵驱动部的驱动信号的结构。
在使用例如电磁离合器的情况下，在电磁离合器断开的状态下，操舵驱动部不将转向轴2的旋转传递到小齿轮轴8侧，在电磁离合器联接的状态下，将从转向轴2输入的操舵扭矩向小齿轮轴8侧传递。另外，操舵驱动部将从操舵轮输入的反作用力扭矩向转向轴2侧传递。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-35041号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
通常，转向柱配置于在车身侧固定的顶部托架19的下方且比在车身的前方侧设置的前围板20靠后方的位置。在上述线控转向方式的转向系统中，在使用图20所示的转向柱3的情况下，如图21所示，作为重物的的固定侧旋转体的反作用力产生部15配置于转向柱3的前端部。因此，在延长转向柱3的伸长长度的情况下，从倾斜枢轴Pv到反作用力产生部15的距离L变长。另外，图22表示从车身侧方观察转向装置周边的概略。
当如上述那样使反作用力产生部15的重量支承于转向柱3时，即使将倾斜枢轴Pv设为固定状态，转向柱3也以倾斜枢轴Pv为中心而容易地旋转(倾斜)。随着距离L变长，与反作用力产生部15的重量引起的对倾斜枢轴Pv的负荷增加。因此，虽然也能够提高倾斜枢轴Pv周围的刚性而利用转向柱3可靠地支承反作用力产生部15，但在该情况下，转向装置的重量增大，结构复杂化。
并且，向反作用力产生部15供给电源用的电缆18在使转向柱3进行倾斜动作时被拖拽，根据使用状况而发生与前围板20等的接触、摩擦等，电缆18有可能产生损伤、破损。
而且，在反作用力产生部15因倾斜动作而大幅移动的情况下，变得难以在反作用力产生部15侧配置离合器。因此，虽然也可以将反作用力产生部15与转向柱3分别组装于车身，但在反作用力产生部15侧和转向柱3侧会产生轴折弯的部分。因此，在该结构中，转向装置的组装性降低。
这样，在反作用力产生部15向车身的配置中存在很多问题，存在研究的余地。
本发明的目的在于提供一种转向装置，在线控转向方式的转向系统中，能够不妨碍转向柱的倾斜动作且不使组装性降低地配置作为重物的固定侧旋转体。
用于解决问题的技术手段
本发明由下述的结构构成。
一种转向装置，具备：
方向盘；
转向轴，所述转向轴与所述方向盘连接；
转向柱，所述转向柱在内径侧旋转自如地支承所述转向轴，且所述转向柱被支承于车身；
倾斜位置调整机构，所述倾斜位置调整机构使所述转向柱倾斜；以及
联轴器，所述联轴器将所述转向轴与固定侧旋转体倾斜自如地连结，所述固定侧旋转体与由所述倾斜位置调整机构实现的倾斜动作不联动地被支承于车身侧；
所述联轴器配置于比所述固定侧旋转体靠所述方向盘侧的位置。
发明效果
根据本发明，在线控转向方式的转向系统中，能够不妨碍转向柱的倾斜动作且不使组装性降低地配置作为重物的固定侧旋转体。
附图说明
图1是示意性地表示组装有第一实施方式的转向装置的车身的驾驶席及其周边部的侧视图。
图2是第一实施方式所涉及的线控转向方式的转向装置周围的示意图。
图3是从侧方观察图1所示的转向装置的主要部分概略侧视图。
图4是从下侧观察图1所示的转向装置的主要部分概略平面图。
图5是表示使转向装置进行倾斜动作的情况的概略侧视图。
图6是从侧方观察的第二实施方式的转向装置的主要部分概略侧视图。
图7是从侧方观察的第三实施方式的转向装置的主要部分概略侧视图。
图8是从下方观察的第四实施方式的转向装置的主要部分概略平面图。
图9是从下方观察的第五实施方式的转向装置的主要部分概略平面图。
图10是从侧方观察的第六实施方式的转向装置的主要部分概略侧视图。
图11是从下侧观察图10所示的转向装置的主要部分概略平面图。
图12是从侧方观察的第七实施方式的转向装置的主要部分概略侧视图。
图13是从侧方观察的第八实施方式的转向装置的主要部分概略侧视图。
图14是从侧方观察的第九实施方式的转向装置的主要部分概略侧视图。
图15是从侧方观察的第十实施方式的转向装置的主要部分概略侧视图。
图16是从侧方观察的第十一实施方式的转向装置的主要部分概略侧视图。
图17是表示使图16所示的转向装置进行倾斜动作及伸缩动作的状态的主要部分概略侧视图。
图18是从侧方观察的第十二实施方式的转向装置的主要部分概略侧视图。
图19是从侧方观察的第十二实施方式的另一结构的转向装置的主要部分概略侧视图。
图20是表示现有的汽车的转向装置的一例的概略结构图。
图21是反作用力致动器的剖视图。
图22是表示将线控转向方式的反作用力致动器固定于转向柱的前端而使其倾斜动作的状态的说明图。
符号说明
21方向盘
23转向柱轴
25反作用力产生部(固定侧旋转体)
27转向轴
29转向柱
31顶部托架
33前围板
35驱动轴
37联轴器
51倾斜驱动部
53伸缩驱动部
100，200，300，400，500，600，700，800，900，1000，1100，1200，1300转向装置
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
以下说明的各实施方式的转向装置是通过传感器检测转向角度、操舵力，并将其作为电信号向操舵驱动部发送，由此左右转向操舵轮的线控转向方式的转向装置。
＜第一实施方式＞
图1及图2是示意性地表示组装有第一实施方式的转向装置100的车身的驾驶席及其周边部的侧视图。
转向装置100具备方向盘21、转向柱轴23、倾斜位置调整机构以及联轴器37。转向柱轴23安装有方向盘21，被与车身一体固定的顶部托架31支承。
在联轴器37上连接有固定侧旋转体，该固定侧旋转体不与倾斜位置调整机构的倾斜动作联动地支承于车身侧。该固定侧旋转体是重量比较大的部件，在此具备驱动轴35和反作用力产生部25，该反作用力产生部25使驱动轴35产生与施加于方向盘21的操舵扫描相应的反作用力。反作用力产生部25具备对驾驶员M(方向盘21)施加操舵反作用力的反作用力致动器。作为固定侧旋转体，不限于上述的反作用力产生部25，也可以是其他部件(旋转的轴体、或者在其一部分具有旋转的部位的任意的个体)。
另外，在转向柱轴23上设置有对作为驾驶员M的操舵量的操舵角进行检测的操舵角传感器75、对作为驾驶员M的操舵量的操舵扭矩进行检测的扭矩传感器76。
本实施方式所涉及的线控转向方式的转向装置100中，作为操舵部件的方向盘21与左右1组前轮即一对转舵轮70机械地分离。并且，利用各种传感器来检测方向盘21的旋转量、旋转力等，根据这些传感器信息来控制与转舵轮70机械连接的致动器72的动作，从而调节一对转舵轮70的转舵角(轮胎角)。
操舵角传感器75检测方向盘21的操舵角，在图2所示的例子中，操舵角传感器75组装于反作用力产生部25的与车辆后方邻接的部分。扭矩传感器76检测施加于方向盘21的操舵扭矩，在图2所示的例子中，组装于反作用力产生部25的与车辆前方邻接的部分。转舵角传感器77检测一对转舵轮70的转舵角。在图2所示的例子中，转舵角传感器77配置于一侧(图2中的左侧)的转舵轮70的附近。
对ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)73，除了输入操舵角传感器75、扭矩传感器76、转舵角传感器77的信号以外，还输入来自车辆所具备的传感器类71的信号。在此的传感器类71中包括如下等传感器：车速传感器，其用于检测车辆的速度即车速；加速操作量传感器，其用于检测驾驶员M对加速踏板的操作量；制动操作量传感器，其用于检测驾驶员M对制动踏板的操作量；上下加速度传感器，其用于检测车辆的上下加速度；横向加速度传感器，其用于检测车辆的横向加速度；以及偏航传感器等，其用于检测车辆的偏航率。
ECU73根据由操舵角传感器75检测出的操舵角、由车速传感器检测出的车速来设定目标转舵角。而且，ECU73根据该目标转舵角与由转舵角传感器77检测出的转舵角的偏差，经由第一驱动电路79对致动器72进行驱动控制(转舵控制)。由此，以使转舵轮70的转舵角成为目标转舵角的方式进行调节。另外，ECU73根据操舵角传感器75、扭矩传感器76、转舵角传感器77以及传感器类71的检测信号，经由第二驱动电路78对反作用力产生部25进行驱动控制(反作用力控制)。由此，对转向柱轴23施加与方向盘21的操舵方向相反方向的适当的反作用力。
致动器72具备支承固定于车身的壳体80、作为驱动源的电动马达81、反向输入切断离合器82、减速机构83以及作为旋转直动转换机构的齿轮齿条机构84。
电动马达81具有能够进行两个方向的旋转驱动的驱动轴(输出轴)85，并支承于壳体80。上述的转舵控制通过控制驱动轴85的旋转方向以及旋转量等来进行。
反向输入切断离合器82是锁定式的反向输入切断离合器，容纳于壳体80内。反向输入切断离合器82具有反向输入切断功能，该反向输入切断功能将输入到输入部件86的全部旋转扭矩传递到输出部件87，与此相对，不将反向输入到输出部件87的旋转扭矩传递到输入部件86或者仅传递其一部分而切断剩余部分。在图2所示的例子中，输入部件86以能够传递扭矩的方式与电动马达81的驱动轴85连接。
减速机构83容纳在壳体80内，对从输入部输入的旋转扭矩进行减速并从输出部输出。在图2所示的例子中，减速机构83是通过使各自的旋转中心轴相互平行地配置的多个齿轮彼此啮合而构成的平行轴齿轮机构。减速机构83的输入部能够传递扭矩地与反向输入切断离合器82的输出部件87连接。
作为减速机构83，除了平行轴齿轮机构以外，还可以采用行星齿轮机构、锥齿轮机构、波动齿轮机构、摆线减速机构、带驱动式减速机构、链驱动式减速机构、楔形辊式牵引传动减速机构、它们的组合等各种减速机构。
齿轮齿条机构84构成为包括作为旋转部件的小齿轮轴88和作为直动部件的齿条轴89，并容纳于壳体80内。小齿轮轴88在轴向的一部分具有小齿轮齿90。齿条轴89在轴向中间部的侧面具有齿条齿91。另外，齿条轴89在使其轴向与车辆的宽度方向(图2的左右方向)一致的状态下，相对于壳体80仅能够进行轴向的位移地被支承。另外，小齿轮轴88将其中心轴相对于齿条轴89的中心轴配置在扭转的位置，并且在使小齿轮齿90与齿条齿91啮合的状态下，相对于壳体80仅能够自转地被支承。具有这样的结构的齿轮齿条机构84能够将小齿轮轴88的旋转运动转换为齿条轴89的直线运动(轴向运动)。小齿轮轴88以能够传递旋转扭矩的方式与减速机构83的输出部连接。
一对拉杆92各自的基端部经由球面接头(未图示)与齿条轴89的轴向两端部结合。拉杆92各自的末端部存在于壳体80外，以能够摆动的方式与左右一对转向节臂93的基端部结合。左右一对转向节臂93各自的末端部固定于左右一对转向节(未图示)。另外，左右一对转向节分别被支承为能够相对于车身以主销(未图示)为中心进行摆动。左右一对转舵轮70分别经由轮毂单元轴承(未图示)以能够旋转的方式支承于左右一对转向节。
当随着方向盘21的操作，通过ECU73设定目标转舵角并驱动电动马达81，使驱动轴85旋转时，该旋转经由反向输入切断离合器82和减速机构83传递到小齿轮轴88。并且，小齿轮轴88的旋转被转换为齿条轴89的直线运动，左右一对拉杆92被推拉。其结果是，左右一对转向节臂93进行摆动位移，由此左右一对转向节以主销为中心摆动位移，左右一对转舵轮70的转舵角被调节为目标转舵角。
另外，在根据转舵轮70从路面受到的反作用力而向反向输入切断离合器82的输出部件87反向输入旋转扭矩的情况下，反向输入切断离合器82防止输出部件87的旋转(将输出部件87锁定)，使向输出部件87反向输入的旋转扭矩不向输入部件86传递。或者，抑制输出部件87的旋转(半锁定输出部件87)，仅将反向输入到输出部件87的旋转扭矩的一部分传递给输入部件86，剩余部分被切断。其结果，即使驾驶员M将手从方向盘21放开，在锁定输出部件87的情况下，也能够保持转舵轮70的转舵角。另外，在半锁定输出部件87的情况下，能够防止转舵轮70的转舵角急剧变化。因此，对于转舵轮70从路面受到的反作用力，没有需要通过电动马达81产生用于保持转舵轮70的转舵角、防止转舵轮70的转舵角急剧变化的力。相应地，能够减少电动马达81的电力消耗量。
图3是从侧面观察图1所示的转向装置100的主要部分概略侧视图。图4是从下侧观察图1所示的转向装置100的主要部分概略平面图。
如图1至图3所示，转向柱轴23具有：转向轴27，其与方向盘21连接；以及转向柱29，其内部插通有转向轴27。
转向轴27具备内轴27A和外轴27B。内轴27A和外轴27B被锯齿嵌合，以能够自由传递旋转扭矩且能够在轴向上相对位移地被组合。
插通有转向轴27的筒状的转向柱29具备外柱29A和内柱29B。外柱29A和内柱29B以能够伸缩动作的方式组合。转向柱29也可以是在碰撞时受到了轴向的冲击的情况下，吸收由该冲击产生的能量并且使转向柱29的全长收缩的压溃结构。
转向柱29支承于顶部托架31的前方侧支承片31b、后方侧支承片31c，能够进行倾斜动作。这样的倾斜位置调整机构以及伸缩位置调整机构既可以是后述的第十一实施方式(图16、图17)所示那样的电动型，也可以是手动型。这样的转向柱轴23是以往公知的，能够应用公知的结构而省略详细的说明。在以下的说明中，顶部托架31的前方侧支承片31b、后方侧支承片31c如图1、图4那样省略图示。
反作用力产生部25构成为包括作为反作用力致动器进行动作的电动马达(未图示)。反作用力产生部25将电动马达作为驱动源，通过蜗杆以及蜗轮等使电动马达的旋转速度减速，并且增强旋转驱动力，经由驱动轴35对转向柱轴23施加相对于操舵的反作用力。另外，反作用力产生部25根据ECU43的指示，对电动马达、各种传感器进行控制。
反作用力产生部25固定于顶部托架31的车身前侧的安装部31a(参照图3)。在该情况下，转向轴27和反作用力产生部25通过相同的固定部件(顶部托架31)固定于车身。反作用力产生部25向车身的固定部件不限于此，也可以是与将转向轴27固定于车身侧的固定部件不同的部件。在任一情况下，反作用力产生部25和转向轴27彼此分别固定于车身。
反作用力产生部25除了上述的反作用力致动器等的结构之外，还可以具备附加的部件。顶部托架31以覆盖比与车身一体地固定的前围板33靠后方的车室内空间的方式配置。
反作用力产生部25的驱动轴35的末端经由联轴器37与转向轴27的内轴27A的前方端部连接。即，联轴器37配置于比反作用力产生部25靠方向盘21侧的位置。另外，在比联轴器37靠方向盘21侧的位置配置有倾斜位置调整机构、伸缩位置调整机构。
联轴器37将驱动轴35与内轴27A倾斜自如地连结。联轴器37能够采用公知的结构，关于其结构的详细内容，例如，适当参照日本特开平8-295246号公报、日本特开2008-174239号公报等。进而，联轴器37也可以采用拖拉机联轴器(Tracta joint)、龙门联轴器(Rzeppa joint)、通球联轴器(Weiss joint)、康普森联轴器(Thompson joint)、桩头联轴器(Yordak joint)、滚刀联轴器(Hobson joint)、圆盘联轴器(Malpezzi joint)等。
在本结构中，从图4所示的车身的下侧观察，由联轴器37连结的反作用力产生部25的驱动轴35与转向轴27的内轴27A相互不倾斜地配置于一条直线上。另外，转向轴27与反作用力产生部25经由联轴器37连结，相互独立地固定于车身。因此，反作用力产生部25即使在由倾斜位置调整机构对转向轴27进行位置调整时，其设置位置也不会在车身内部移动，而维持固定于车身的状态。即，反作用力产生部25以不从动于由倾斜位置调整机构对转向柱29进行的位置调整动作的支承结构固定于车身侧。
图5是表示使转向装置100进行倾斜动作的情况的概略侧视图。如图5所示，由于转向柱轴23的倾斜动作，驱动轴35与内轴27A以能够将联轴器37作为折点位置折弯的状态连结。此时，在从车辆侧方观察转向装置100的情况下，构成为倾斜动作的旋转中心与联轴器37的位置一致。从车身的侧面观察，驱动轴35与内轴27A在一条直线上或弯曲地连结。此外，在图5的例子的情况下，在倾斜位置的调整范围中的中央的位置(中立位置)，驱动轴35与内轴27A成为一条直线，它们的轴向一致。
根据本实施方式的转向装置100，反作用力产生部25通过安装部31a而固定于顶部托架31，因此反作用力产生部25的重量不会被转向柱轴23负载。由此，转向柱轴23在倾斜动作时，在倾斜枢轴(转向柱29与顶部托架31的前方侧支承片31b被支承为旋转自如的支承轴)中，不会不经意地旋转(倾斜)而稳定地被支承于顶部托架31。另外，不需要对倾斜枢轴周围进行加强而提高刚性，能够实现转向装置100的轻量化。
并且，反作用力产生部25的供给电源用的电缆(在图1～图5中未图示)在倾斜动作时不会移动，因此不会对电缆带来由摩擦引起的损伤。
此外，由于反作用力产生部25固定于车身侧，所以与反作用力产生部25连接的离合器等的配置的限制减少，能够提高设计自由度。
另外，在倾斜动作时成为可动侧的转向柱轴23和反作用力产生部25由同一个顶部托架31支承。因此，能够将反作用力产生部25作为与转向柱轴23配合的一个部件(单元)向车身组装，能够提高转向装置100的组装性。
而且，转向轴27的内轴27A与反作用力产生部25的驱动轴35在经由联轴器37而相互连结的状态下组装于车身。因此，与将两个部件分别地安装于车身后再将轴彼此连结的情况相比，能够得到高的对准精度。由此，能够抑制安装误差，能够更顺利地进行转向轴27的旋转动作、倾斜动作以及伸缩动作。
在转向轴27与反作用力产生部25的驱动轴35倾斜地连结的情况下，从驱动轴35向转向轴27传递的旋转角速度以及旋转扭矩产生变动。联轴器37的联轴器角(倾斜角)越大，该旋转角速度和旋转扭矩的变动越增加。这样的变动作为反作用而传递到方向盘21，有时会给操作方向盘21的驾驶员带来不适感。
因此，为了不给驾驶员带来不适感，反作用力产生部25优选根据联轴器37的联轴器角来调整产生的反作用力，以消除旋转角速度以及旋转扭矩的变动的至少一部分、优选消除全部。
在该情况下，将联轴器37的每个联轴器角的旋转角速度及旋转扭矩的关系以数学式、映射等形式存储于未图示的存储部。并且，设置对联轴器37的联轴器角以及联轴器37的旋转相位(旋转角度)进行检测的传感器(未图示)，根据来自该传感器的检测值和存储于存储部的每个联轴器角的关系，求出由联轴器37传递的旋转角速度及旋转扭矩的变动，并且由反作用力产生部25产生抵消所求出的变动的辅助扭矩。另外，也可以使用联轴器37的联轴器角和联轴器37的旋转相位这两者的信息来设定辅助扭矩，但也可以仅检测任一者来设定辅助扭矩。
另外，作为检测联轴器37的联轴器角的传感器，除了使用直接检测联轴器37的联轴器角的传感器之外，例如也可以使用检测与联轴器37的联轴器角等价的量的转向柱29的倾斜角度、方向盘21的高度位置的传感器。作为这些传感器，例如能够使用位移传感器。在使用传感器的检测值计算联轴器37的联轴器角时，作为该基准值，例如能够利用预先设定的联轴器角(转向柱29的倾斜角度、方向盘21的高度位置)的标准值(标称值等)。
作为检测联轴器37的旋转相位的传感器，除了使用直接检测联轴器37的旋转相位的传感器之外，例如也可以使用检测与联轴器37的旋转相位等价的量的转向轴27、方向盘21的旋转相位(旋转角度)的传感器。作为这些传感器，例如能够使用包含编码器的旋转传感器、反作用力产生部25所具备的操舵侧旋转变压器等。
进而，优选转向柱29的内径比联轴器37的外径大，在转向柱29的内侧配置联轴器37。例如，联轴器37的外径可以构成为小于内柱29B的内径。在该情况下，能够缩短轴向长度而成为紧凑的结构，并且能够可靠地保护联轴器37。
＜第二实施方式＞
接下来，对第二实施方式的转向装置进行说明。在以下的说明中，对与第一实施方式相同或通用的构成要素标注相同符号，并适当省略其说明。
图6是从侧方观察的第二实施方式的转向装置200的主要部分概略侧视图。
本实施方式的转向装置200中，反作用力产生部25朝上倾斜地配置。即，反作用力产生部25固定于顶部托架31的朝上倾斜的安装部31a，驱动轴35朝向车身前方而向上方倾斜地配置。另外，驱动轴35朝向车身后方而向下方倾斜，并与联轴器37连结。这里的安装部31a的倾斜角也可以根据能够进行倾斜位置调整的范围、顶部托架31的车身前后方向的长度等来设定。例如，安装部31a的倾斜角也可以与能够进行倾斜位置调整的范围中的中央的位置处的、驱动轴35与内轴27A所成的角度一致。
此外，如第一实施方式所述，在转向轴27与反作用力产生部25的驱动轴35倾斜地连结的情况下，从驱动轴35向转向轴27传递的旋转角速度以及旋转扭矩产生变动。因此，在本实施方式中，也考虑该连接的倾斜(例如，安装部31a的倾斜)，反作用力产生部25调整产生的反作用力，以使旋转角速度和旋转扭矩的变动的至少一部分抵消，优选全部抵消，以使驾驶员不会感到不适感。
根据本结构的转向装置200，能够得到第一实施方式的作用效果，并且将反作用力产生部25朝上方倾斜地配置，因此在与第一实施方式的图1比较的情况下，能够在反作用力产生部25的下方确保空余空间SP1。
空余空间SP1使驾驶席的脚下空间在上下方向上变宽，扩大了脚下空间。相应地，能够提高驾驶席的乘坐性。通常，在驾驶席的脚下空间配置有制动踏板、加速踏板等部件、空调(automotive air conditioner)的管道、膝部气囊、电气部件等。另外，在驾驶员斜倚时，脚尖的位置有可能接近空间的顶端。即使在这样的情况下，通过使脚下的空间变宽，从而也能够在空间具有富余的布局，能够提高设计自由度。
＜第三实施方式＞
接着，对第三实施方式的转向装置进行说明。
图7是从侧方观察的第三实施方式的转向装置300的主要部分概略侧视图。
本实施方式的转向装置300中，反作用力产生部25朝下倾斜地配置。即，反作用力产生部25固定于顶部托架31的朝下方倾斜的安装部31a，驱动轴35朝向车身前方而向下方倾斜地配置。另外，驱动轴35朝向车身后方而向上方倾斜，并与联轴器37连结。这里的安装部31a的倾斜角也可以根据能够进行倾斜位置调整的范围、顶部托架31的车身前后方向的长度等来设定。另外，在本实施方式中，反作用力产生部25也考虑该连接的倾斜(例如，安装部31a的倾斜)而调整产生的反作用力。
根据本结构的转向装置300，能够得到第一实施方式的作用效果，并且将反作用力产生部25朝下倾斜地配置，因此在与第一实施方式的图1比较的情况下，能够在反作用力产生部25的上方，即顶部托架31的上方确保空余空间SP2。
通常，在顶部支架31的上方的仪表板等配置有车身的电装系统的部件、平视显示器的单元等。通过确保空余空间PS2，能够容易地进行避免与这些部件、单元等的干涉的布局，设计自由度提高。
＜第四实施方式＞
接下来，对第四实施方式的转向装置进行说明。
图8是从下方观察的第四实施方式的转向装置400的主要部分概略平面图。
本实施方式的转向装置400中，反作用力产生部25从转向轴27的轴线方向倾斜地配置。即，在使图8的仰视图反转的车身的俯视观察时，反作用力产生部25向车身的左侧倾斜地配置。即，在车身的俯视观察时，反作用力产生部25向左倾斜地固定于顶部托架31，驱动轴35朝向车身前方而向左方倾斜地配置。另外，驱动轴35的后端朝向车身后方倾斜并与联轴器37连结。这里的反作用力产生部25(驱动轴35)的倾斜角也可以根据能够进行倾斜位置调整的范围、联轴器37的功能等来设定。另外，在本实施方式中，考虑到该连接的倾斜，反作用力产生部25也调整产生的反作用力。另外，根据反作用力产生部25的倾斜角，顶部托架31的安装部31a的形状可以与第一实施方式的图3的形状不同。
根据本结构的转向装置400，能够得到第一实施方式的作用效果，并且在车身的俯视观察时，朝向车身前方而向左倾斜地配置反作用力产生部25，因此在与第一实施方式的图4比较的情况下，能够在反作用力产生部25的右方确保空余空间SP3。例如，在反作用力产生部25构成为具备蜗杆减速器的情况下，设想构成为马达等从壳体突出。在这样的情况下，通过在反作用力产生部25的与空余空间SP3侧相反的一侧设定突出位置、突出方向，从而能够可靠地确保空余空间SP3，能够进一步提高布局的自由度。
＜第五实施方式＞
接下来，对第五实施方式的转向装置进行说明。
图9是从下方观察的第五实施方式的转向装置500的主要部分概略平面图。
本实施方式的转向装置500中，反作用力产生部25从转向轴27的轴线方向倾斜地配置。即，在使图9的仰视图反转的车身的俯视观察时，反作用力产生部25向车身的右侧倾斜地配置。即，在车身的俯视观察时，反作用力产生部25向右倾斜地固定于顶部托架31，在从车身上方观察的俯视观察时，驱动轴35朝向车身前方而向右方倾斜地配置。另外，驱动轴35朝向车身后方倾斜并与联轴器37连结。这里的反作用力产生部25(驱动轴35)的倾斜角也可以根据能够进行倾斜位置调整的范围、联轴器37的功能等来设定。另外，在本实施方式中，考虑到该连接的倾斜，反作用力产生部25也调整产生的反作用力。另外，根据反作用力产生部25的倾斜角，顶部托架31的安装部31a的形状可以与第一实施方式的图3的形状不同。
根据本结构的转向装置500，能够得到第一实施方式的作用效果，并且在车身的俯视观察时，向右倾斜地配置反作用力产生部25，因此在与第一实施方式的图4比较的情况下，能够在反作用力产生部25的左方确保空余空间SP4。
上述的第四、第五实施方式的转向装置400、500通过确保空余空间SP3、SP4，能够容易地实现避免与各部件的干涉的布局，能够提高设计自由度。
另外，通过适当组合使反作用力产生部25向上下方向倾斜的第二、第三实施方式和使反作用力产生部25向左右方向倾斜的第四、第五实施方式，由此例如能够在右上、左下等所希望的位置选择性地确保空余空间。这样，通过在上下方向和左右方向同时倾斜，能够确保更大的空余空间，布局等的设计自由度进一步提高。
＜第六实施方式＞
接下来，对第六实施方式的转向装置进行说明。
图10是从侧方观察的第六实施方式的转向装置600的主要部分概略侧视图。图11是从下侧观察图10所示的转向装置600的主要部分概略平面图。
本实施方式的转向装置600中，反作用力产生部25固定于前围板33。其他结构与第二～第五实施方式相同。即使在该情况下，通过使反作用力产生部25向上下方向、左右方向倾斜，也能够选择性地确保空余空间。另外，即使在由倾斜位置调整机构对转向轴27进行位置调整时，反作用力产生部25也不会从车身移动，而维持固定于车身侧的前围板的状态。
＜第七实施例＞
接下来，对第七实施方式的转向装置进行说明。另外，在以下说明的第七～第十实施方式中，代替线控转向方式，对机械方式的转向系统的结构例进行说明。
图12是从侧方观察的第七实施方式的转向装置700的主要部分概略侧视图。
本实施方式的转向装置700中，反作用力产生部25固定于前围板33，且离合器41夹着前围板33而与反作用力产生部25连接。离合器41的输出轴43适当地经由联轴器45与对操舵轮进行操舵的操舵驱动部连接，根据方向盘21的操舵操作对操舵轮进行操舵。其他结构与第六实施方式相同。
＜第八实施方式＞
接下来，对第八实施方式的转向装置进行说明。
图13是从侧方观察的第八实施方式的转向装置800的主要部分概略侧视图。
本实施方式的转向装置800中，反作用力产生部25和离合器41一体地构成。另外，通过将离合器41固定在前围板33上，从而将反作用力产生部25和离合器41均配置在车身的室内侧。
＜第九实施方式＞
接下来，对第九实施方式的转向装置进行说明。
图14是从侧方观察的第九实施方式的转向装置900的主要部分概略侧视图。
本实施方式的转向装置900中，反作用力产生部25固定于前围板33，且从前围板33向车身前方突出的反作用力产生部25的驱动轴35经由联轴器49与离合器41的输出轴43连结。
＜第十实施方式＞
接下来，对第十实施方式的转向装置进行说明。
图15是从侧方观察的第十实施方式的转向装置1000的主要部分概略侧视图。
本实施方式的转向装置1000中，反作用力产生部25固定于顶部托架31的安装部31a，离合器41固定于前围板33。安装部31a与第三实施方式(图7)相同，由顶部托架31的前方朝下倾斜地构成。因此，驱动轴35朝向车身前方而向下方倾斜，并被固定配置于安装部31a。另外，驱动轴35朝向车身后方而向上方倾斜，并与联轴器37连结。反作用力产生部25的驱动轴35向前围板33侧突出，贯穿前围板33而与离合器41连接。离合器41的输出轴43经由联轴器45与未图示的操舵驱动部连接。
通过以上的第七～第十实施方式的转向装置700、800、900、1000，也能够将反作用力产生部25配置成不妨碍转向柱的倾斜动作，而且不使组装性降低。
＜第十一实施方式＞
接下来，对第十一实施方式的转向装置进行说明。
图16是从侧方观察的第十一实施方式的转向装置1100的主要部分概略侧视图。图17是表示使图16所示的转向装置1100进行倾斜动作及伸缩动作的状态的主要部分概略侧视图。
如图16、图17所示，本实施方式的转向装置1100通过电动马达实现倾斜动作及伸缩动作。
转向装置1100具备方向盘21、转向柱轴23、反作用力产生部25、倾斜驱动部51以及伸缩驱动部53。
反作用力产生部25固定在顶部托架31的安装部31a。转向柱29的外柱29A经由未图示的支承轴向上下方向倾斜自如地支承于前方侧支承片31b。另外，反作用力产生部25的驱动轴35通过联轴器37与转向轴27的内轴(未图示)连结。
L字型的撑条55以支点55a为中心旋转自如地安装在顶部托架31的后方侧支承片31c。外柱29A的后方侧倾斜自如地支承于撑条55的一端部55b，倾斜滑块57能够倾斜地设置于撑条55的另一端部55c。倾斜滑块57与倾斜马达59的丝杠轴61螺合，通过由倾斜马达59进行的丝杠轴61的旋转驱动而沿着丝杠轴61移动。该倾斜马达59以支承轴63为中心倾斜自如地支承于外柱29A。
当驱动倾斜马达59时，倾斜滑块57沿着丝杠轴61移动，撑条55的另一端部55c向前后方向移动。由此，撑条55以支点55a为中心旋转。于是，外柱29A以与顶部托架31的前方侧支承片31b的支承轴为中心倾斜。以这种方式实现倾斜操作。另外，即使在利用倾斜位置调整机构对转向轴27进行位置调整时，反作用力产生部25也维持固定于对转向轴27倾斜自如地进行支承的顶部托架31的状态，不会从车身移动。
另外，在外柱29A上固定有伸缩马达65。在伸缩马达65的螺纹轴67螺合设置有伸缩滑块69。伸缩滑块69固定于内柱29B。
当驱动伸缩马达65时，伸缩滑块69沿着丝杠轴67移动，由此，内柱29B沿轴向进退。此时，虽然未图示，但转向轴27的内轴和外轴也在轴向上进退。这样实现伸缩动作。
图16、图17所示的联轴器37也可以与顶部托架31的前方侧支承片31b对外柱29A进行支承的支承轴(倾斜枢轴)在转向轴27的轴向上一致。在该情况下，能够简化用于倾斜动作的机构，另外，倾斜枢轴配置在外柱29A的前方，因此能够扩大倾斜动作的行程。
＜第十二实施方式＞
接下来，对第十二实施方式的转向装置进行说明。
图18是从侧方观察的第十二实施方式的转向装置1200的主要部分概略侧视图。图18表示通过手动进行方向盘21的倾斜位置调整的结构例。
本实施方式的转向装置1200中，顶部托架31形成为L字状，反作用力产生部25通过安装部件31d固定于安装部31a。作为安装部件31d，例如可以使用进行锯齿嵌合的螺栓。倾斜杆32设置于顶部托架31的后方侧支承片31c，在调整转向柱轴23(方向盘21)的倾斜位置时使用。
图19是从侧方观察的第十二实施方式的另一结构的转向装置1300的主要部分概略侧视图。图19表示通过电动进行方向盘21的倾斜位置调整的结构例。图18和图19仅是倾斜位置调整的机构是电动型还是手动型不同，其他的结构是同样的。
根据本结构的转向装置1200、1300，与第一实施方式相比，能够将顶部托架31的车辆前后方向的长度构成得较短。由此，能够实现转向装置周围的紧凑化，提高设计自由度。
另外，通过使安装部的结构通用化，不管转向装置的倾斜位置调整机构是电动型还是手动型都能够进行具有互换性的设计。即，能够实现转向装置的模块化。
本发明并不限定于上述的实施方式，将实施方式的各结构相互组合、本领域技术人员基于说明书的记载以及公知的技术进行变更、应用也是本发明的构思，包含在要求保护的范围内。
如上所述，在本说明书中公开了以下事项。
(1)一种转向装置，具备：
方向盘；
转向轴，所述转向轴与所述方向盘连接；
转向柱，所述转向柱在内径侧旋转自如地支承所述转向轴，且所述转向柱被支承于车身；
倾斜位置调整机构，所述倾斜位置调整机构使所述转向柱倾斜；以及
联轴器，所述联轴器将所述转向轴与固定侧旋转体倾斜自如地连结，所述固定侧旋转体与由所述倾斜位置调整机构实现的倾斜动作不联动地被支承于车身侧；
所述联轴器配置于比所述固定侧旋转体靠所述方向盘侧的位置。
根据该转向装置，在线控转向方式的转向装置中，固定侧旋转体经由配置于比固定侧旋转体靠方向盘侧的联轴器与转向轴连结。由此，转向柱的倾斜动作不会影响固定侧旋转体，不会产生由倾斜动作导致的固定侧旋转体的移动。因此，能够提高固定侧旋转体的配置自由度，能够提高转向装置的组装性。
(2)根据(1)所述的转向装置，其中，
所述固定侧旋转体具备：
驱动轴；以及
反作用力产生部，所述反作用力产生部使所述驱动轴产生与施加于所述方向盘的操舵操作对应的反作用力。
根据该转向装置，能够提高反作用力产生部的配置自由度。
(3)根据(2)所述的转向装置，其中，
所述反作用力产生部不从动于所述倾斜位置调整机构对所述转向柱进行的位置调整动作。
根据该转向装置，能够不使转向装置的组装性降低地配置反作用力产生部，而且，不会妨碍转向柱的倾斜动作。
(4)根据(2)或(3)所述的转向装置，其中，
在所述转向轴的轴向上，所述联轴器的位置与所述倾斜位置调整机构的倾斜枢轴的位置一致。
根据该转向装置，能够简化用于倾斜动作的机构，另外，由于倾斜枢轴配置在转向柱的前方侧，因此能够扩大倾斜动作的行程。
(5)根据(2)至(4)中任一项所述的转向装置，其中
所述反作用力产生部经由所述联轴器而从所述转向轴倾斜地配置。
根据该转向装置，由于反作用力产生部相对于转向轴倾斜地配置，因此能够在倾斜的一侧的相反侧划分出空余空间。由此，能够提高基于空余空间的部件的配置布局的自由度，另外，能够较大地确保驾驶员的活动空间。
(6)根据(2)至(5)中任一项所述的转向装置，其中，
在所述车身的俯视观察时，所述转向轴与所述反作用力产生部的所述驱动轴相互倾斜地连结。
根据该转向装置，能够提高制动踏板、加速踏板等部件等的配置自由度，能够实现在空间具有富余的布局。
(7)根据(2)至(5)中任一项所述的转向装置，其中，
在所述车身的侧视观察时，所述转向轴与所述反作用力产生部的所述驱动轴相互倾斜地连结。
根据该转向装置，在反作用力产生部的驱动轴向上倾斜而固定于车身的情况下，驾驶座的脚下空间变大，在反作用力产生部的驱动轴向下倾斜而固定于车身的情况下，配置仪表板等的上方空间变宽，设计自由度提高。
(8)根据(2)至(5)中任一项所述的转向装置，其中，
在所述车身的俯视观察和侧视观察时，所述转向轴与所述反作用力产生部的所述驱动轴相互倾斜地连结。
根据该转向装置，能够在右上、左下等所希望的位置选择性地确保空余空间。这样，通过在上下方向和左右方向同时倾斜，能够确保更大的空余空间，布局等的设计自由度进一步提高。
(9)根据(2)至(8)中任一项所述的转向装置，其中，
所述转向柱的内径大于所述联轴器的外径，所述联轴器配置在所述转向柱的内侧。
根据该转向装置，通过使转向柱的内径比联轴器的外径大，并在转向柱的内侧配置联轴器，能够缩短轴向长度而成为紧凑的结构，并且能够可靠地保护联轴器。
(10)根据(2)至(9)中任一项所述的转向装置，其中，
在由所述倾斜位置调整机构实现的调整范围中的中央的位置，所述反作用力产生部的所述驱动轴与所述转向轴的轴向一致。
根据该转向装置，能够容易地进行与联轴器角对应的旋转角速度及旋转扭矩的修正。
(11)根据(2)～(10)中任一项所述的转向装置，其中，
所述反作用力产生部产生对由所述联轴器导致的旋转角速度以及旋转扭矩的变动进行修正后的所述反作用力。
根据该转向装置，不会给操作方向盘的驾驶员带来由旋转角速度以及旋转扭矩的变动引起的不适感。
(12)根据(2)至(11)中任一项所述的转向装置，其中，
所述反作用力产生部固定于与所述车身一体形成的前围板或顶部托架。
根据该转向装置，由于在前围板、顶部托架固定反作用力产生部，因此能够容易地将反作用力产生部向车身侧安装，从而能够提高组装性。
(13)根据(2)至(11)中任一项所述的转向装置，其中，
所述反作用力产生部以及所述转向柱被同一个顶部托架支承。
根据该转向装置，能够提高刚性，并且能够抑制组装误差。
本申请基于2019年4月18日申请的美国临时申请第62/835769号，其内容在此作为参照被取入。

Claims (20)

1.一种转向装置，其特征在于，具备：
方向盘；
转向轴，所述转向轴与所述方向盘连接；
转向柱，所述转向柱在内径侧旋转自如地支承所述转向轴，且所述转向柱被支承于车身；
倾斜位置调整机构，所述倾斜位置调整机构使所述转向柱倾斜；以及
联轴器，所述联轴器将所述转向轴与固定侧旋转体倾斜自如地连结，所述固定侧旋转体与由所述倾斜位置调整机构实现的倾斜动作不联动地被支承于车身侧；
所述联轴器配置于比所述固定侧旋转体靠所述方向盘侧的位置，
在所述转向轴的轴向上，所述联轴器的位置与所述倾斜位置调整机构的倾斜枢轴的位置一致，
所述固定侧旋转体具备：
驱动轴；以及
反作用力产生部，所述反作用力产生部使所述驱动轴产生与施加于所述方向盘的操舵操作对应的反作用力，
在所述车身的侧视观察时，所述转向轴与所述反作用力产生部的所述驱动轴相互倾斜地连结，
所述反作用力产生部以驱动轴朝向车身前方而向上方倾斜的方式配置。
2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部不从动于所述倾斜位置调整机构对所述转向柱进行的位置调整动作。
3.根据权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，
在所述车身的俯视观察时，所述转向轴与所述反作用力产生部的所述驱动轴相互倾斜地连结。
4.根据权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，
所述转向柱的内径大于所述联轴器的外径，所述联轴器被配置在所述转向柱的内侧。
5.根据权利要求3所述的转向装置，其特征在于，
所述转向柱的内径大于所述联轴器的外径，所述联轴器被配置在所述转向柱的内侧。
6.根据权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，
在由所述倾斜位置调整机构实现的调整范围中的中央的位置，所述反作用力产生部的所述驱动轴与所述转向轴的轴向一致。
7.根据权利要求3所述的转向装置，其特征在于，
在由所述倾斜位置调整机构实现的调整范围中的中央的位置，所述反作用力产生部的所述驱动轴与所述转向轴的轴向一致。
8.根据权利要求4所述的转向装置，其特征在于，
在由所述倾斜位置调整机构实现的调整范围中的中央的位置，所述反作用力产生部的所述驱动轴与所述转向轴的轴向一致。
9.根据权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部产生对由所述联轴器导致的旋转角速度以及旋转扭矩的变动进行修正后的所述反作用力。
10.根据权利要求3所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部产生对由所述联轴器导致的旋转角速度以及旋转扭矩的变动进行修正后的所述反作用力。
11.根据权利要求4所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部产生对由所述联轴器导致的旋转角速度以及旋转扭矩的变动进行修正后的所述反作用力。
12.根据权利要求6所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部产生对由所述联轴器导致的旋转角速度以及旋转扭矩的变动进行修正后的所述反作用力。
13.根据权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部固定于与所述车身一体形成的前围板或顶部托架。
14.根据权利要求3所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部固定于与所述车身一体形成的前围板或顶部托架。
15.根据权利要求4所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部固定于与所述车身一体形成的前围板或顶部托架。
16.根据权利要求6所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部固定于与所述车身一体形成的前围板或顶部托架。
17.根据权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部以及所述转向柱被同一个顶部托架支承。
18.根据权利要求3所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部以及所述转向柱被同一个顶部托架支承。
19.根据权利要求4所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部以及所述转向柱被同一个顶部托架支承。
20.根据权利要求6所述的转向装置，其特征在于，
所述反作用力产生部以及所述转向柱被同一个顶部托架支承。
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