CN202987258U - 车辆的转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆的转向装置。在能够使单一电动马达选择性地与伸缩机构或者摆动机构连接的装置中，通过低廉且简单的结构容易、可靠地进行切换。具有驱动机构（5）和切换机构（6），用单一驱动切换单元（D）构成上述切换机构和上述驱动机构。上述驱动机构（5）将电动马达（M）的输出转矩进行调整后传递至伸缩螺纹轴（33）以及与伸缩螺纹轴（33）排列设置的摆动螺纹轴（43）。上述切换机构（6）具有使上述驱动机构和摆动螺纹轴连接或者分离的第一离合器机构（6a）以及使上述驱动机构和伸缩螺纹轴连接或者分离的第二离合器机构（6b），使第一离合器机构以及第二离合器机构中的一方形成为连接状态，使另一方形成为非连接状态。

Description

车辆的转向装置

技术领域

本实用新型涉及车辆的转向装置，尤其涉及能够将单一电动马达选择性地连接到伸缩机构或者摆动机构来调整转向盘的操作位置的车辆的转向装置。

背景技术

例如，在下述的专利文献1中公开了如下的转向装置，即，通过动力切换机构将单一马达的动力切换为进行摆动动作或者伸缩动作，利用单一马达来调整摆动动作和伸缩动作两者。在该专利文献1中，马达的驱动力经由减速器输出来使主轴（外螺纹）旋转，配置有总是与该主轴啮合的两个螺母（内螺纹），各螺母分别与摆动连杆以及伸缩连杆相连接。另外，各螺母具有锁止机构，锁止时螺母相对于主轴的旋转被限制，因此通过主轴的旋转，螺母沿着主轴轴向移动。即，当摆动侧的螺母移动时进行摆动动作，当伸缩侧的螺母移动时进行伸缩动作。在未锁止时，螺母相对于主轴旋转空转，因此不进行摆动动作、伸缩动作。并且，作为锁止机构，举出有通过电磁阀使锁止销进出的结构、电磁制动器、涡流制动器等。

专利文献1：欧洲专利1583680B1公报

在上述专利文献1中公开的转向装置中，摆动侧的螺母以及伸缩侧的螺母分别需要锁止机构，因此虽然马达确实是一个，但是在部品数量、成本以及质量的所有方面都无法期待减小效果。而且，摆动侧的螺母以及伸缩侧的螺母串联配置，因此转向柱（steering column）的全长变长，从而降低安装性。

发明内容

因此，本实用新型的目的在于提供如下的转向装置，即，在能够使单一电动马达选择性地与伸缩机构或者摆动机构连接的车辆的转向装置中，通过低廉、简单的结构能够容易、可靠地切换至伸缩机构或者摆动机构。

为了达到上述的目的，本实用新型的车辆的转向装置，具有，转向柱，支撑在车体上，能够相对于车体在前后方向上移动，且能够摆动，单一电动马达，选择性地与伸缩机构或者摆动机构相连接，转向盘，其操作位置是通过驱动上述伸缩机构或者上述摆动机构来被调整的，驱动机构，将上述电动马达的输出转矩进行调整后传递至伸缩螺纹轴以及与该伸缩螺纹轴排列设置的摆动螺纹轴，其中，上述伸缩螺纹轴用于驱动上述伸缩机构，上述摆动螺纹轴用于驱动上述摆动机构，切换机构，具有第一离合器机构以及第二离合器机构，使上述第一离合器机构以及上述第二离合器机构中的一方形成为连接状态，使另一方形成为非连接状态，其中，上述第一离合器机构使上述驱动机构和上述摆动螺纹轴连接或者分离，上述第二离合器机构使上述驱动机构和上述伸缩螺纹轴连接或者分离；由单一驱动切换单元构成上述切换机构和上述驱动机构。

优选在上述的转向装置中，上述第一离合器机构以及上述第二离合器机构分别具有，在使上述摆动螺纹轴以及上述伸缩螺纹轴中的一方与上述驱动机构形成为连接状态时相互进行轴向移动来传递旋转力的第一离合器构件以及第二离合器构件。优选上述切换机构具有切换构件，上述切换构件使上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件中的一方向规定方向移动时，使上述第一离合器机构以及上述第二离合器机构中的一方形成为连接状态，并且使上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件中的另一方向与上述规定方向相反的方向移动，使上述第一离合器机构以及上述第二离合器机构中的另一方形成为非连接状态。

上述切换构件支撑能够由杆构件构成，该杆构件支撑在上述驱动切换单元内，并且中央部摆动自如，该杆构件的一端部与上述第一离合器构件相卡合，另一端部与上述第二离合器构件相卡合。上述切换机构可以具有手动操作机构，该手动操作机构与上述杆构件相连接，通过手动操作该手动操作机构来使上述杆构件摆动，或者，上述切换机构具有电动操作机构，该电动操作机构与上述杆构件相连接，通过电动操作该电动操作机构来使上述杆构件摆动。

并且，上述切换机构可以具有施力构件，该施力构件平常处于向上述规定方向对上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件中的一方施力的状态，使上述第一离合器机构以及上述第二离合器机构中的一方形成为连接状态，并且使上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件中的另一方形成为非连接状态。

上述驱动切换单元至少在壳体内配设有：上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件，构成上述驱动机构且分别与上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件形成连接状态或者非连接状态的第一蜗轮以及上述第二蜗轮，与上述第一蜗轮以及上述第二蜗轮相啮合且输出上述电动马达的输出转矩的输出轴。

本实用新型由上述的结构构成，因此具有如下的效果。即，本实用新型的转向装置具有驱动机构和切换机构，由单一驱动切换单元构成上述切换机构和上述驱动机构，其中，上述驱动机构将电动马达的输出转矩调整后传递至用于驱动伸缩机构的伸缩螺纹轴以及与该伸缩螺纹轴排列设置且用于驱动摆动机构的摆动螺纹轴传递，上述切换机构具有用于使该驱动机构和摆动螺纹轴连接或者分离的第一离合器机构以及用于使该驱动机构和伸缩螺纹轴连接或者分离的第二离合器机构，使上述第一离合器机构以及上述第二离合器机构中的一方形成为连接状态，使另一方形成为非连接状态。因此，能够用简单的结构，容易且可靠地使单一电动马达选择性地与伸缩机构或者摆动机构连接。而且，伸缩螺纹轴和摆动螺纹轴排列设置，因此能够使装置整体紧凑。并且，伸缩机构和摆动机构的切换功能在单一驱动切换单元内进行，除了驱动切换单元之外的伸缩螺纹轴、摆动螺纹轴等能够与现有的电动摆动机构以及伸缩机构通用，因此能够降低成本。

尤其，若第一离合器机构以及第二离合器机构分别具有，在使摆动螺纹轴以及伸缩螺纹轴中的一方与驱动机构形成为连接状态时相互进行轴向移动来传递旋转力的第一离合器构件以及第二离合器构件，则能够容易且可靠地进行连接或者分离。并且，若切换机构为上述的杆构件，则能够用简单的结构，通过手动操作或者电动操作进行连接或者分离。

并且，若如上所述具有施力构件，则平常能够将第一离合器机构以及第二离合器机构中的一方维持为连接状态，因此能够使切换机构更简单。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施方式的转向装置的侧视图。

图2是本实用新型的一个实施方式的转向装置的横向剖视图。

图3是将本实用新型的一个实施方式中的切换机构部分放大示出的侧视图。

图4是将本实用新型的一个实施方式中的驱动机构部分放大示出的图3的A-A线剖视图。

图5是将本实用新型的一个实施方式中将驱动机构切换到摆动机构一侧的状态的切换机构部分放大示出的图4的B-B线剖视图。

图6是将本实用新型的一个实施方式中将驱动机构切换到伸缩机构一侧的状态的切换机构部分放大示出的图4的B-B线剖视图。

图7是将本实用新型的一个实施方式的摆动螺纹轴的支撑部放大示出的纵向剖视图。

图8是将本实用新型的一个实施方式的离合器构件放大示出的主视图。

图9是将本实用新型的一个实施方式的离合器构件放大示出的侧视图。

图10是将本实用新型的其他实施方式的切换机构以及手动操作机构部分放大示出的侧视图。

图11是将本实用新型的其他实施方式的切换机构以及电动操作机构部分放大示出的侧视图。

图12是将本实用新型的另外的实施方式的驱动机构部分放大示出的剖视图。

图13是将本实用新型的另外的实施方式的驱动机构部分放大示出的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图对本实用新型的优选的实施方式进行说明。图1以及图2示出本实用新型的一个实施方式的转向装置的整体结构，转向柱2以能够向前后方向移动且能够摆动的方式被车体（未图示）支撑，通过配置在车辆前方的驱动切换单元D，使单一电动马达M选择性地与伸缩机构3或者摆动机构4相连接，根据伸缩机构3或者摆动机构4的动作调整转向盘（未图示）的操作位置。在该实施方式中，转向轴1由筒状的上轴1a和下轴1b构成，其中，所述上轴1a的后端部与转向盘相连接，所述下轴1b与该上轴1a的前端部花键结合。如图2所示，上轴1a和下轴1b能够在轴向上相对移动地相连接，下轴1b的前端部与转向机构（未图示）相连接。该转向机构对应于转向盘的操作被驱动，经由车轮转向机构（未图示）使转向轮（未图示）转向。

并且，与转向轴1同轴地配置有主壳体10，该主壳体10被支撑为能够围绕相对于车体（未图示）的摆动中心C摆动，并且该主壳体10保持在固定托架7上。该固定托架7具有向车辆的下方延伸的相向的一对保持部71、72，在一对保持部71、72之间保持主壳体10，并且该固定托架7在图1的上方固定在车体上。并且，如图2所示，在固定托架7的一对保持部71、72和主壳体10之间分别安装有按压机构73、74，通过这些按压机构73、74按压支撑主壳体10，并使主壳体10滑动自如。

在主壳体10内，在轴向上能够移动地支撑有可动柱构件20，即，在车体前后方向上能够移动地支撑有可动柱构件20。作为该可动柱构件20设置有：内管21，容置转向轴1，并且支撑转向轴1，使该转向轴1能够以轴为中心旋转；外管22，容置该内管21，并且总是将内管21保持在规定位置上。内管21也可称为上管，外管22也可称为伸缩管。上轴1a通过轴承（省略附图标记）能够旋转地支撑在内管21的后端部上，上轴1a和内管21之间的轴向上的相对移动被限制，上轴1a和内管21能够一体地在轴向上移动。并且，由梯形螺纹（外螺纹）构成的伸缩螺纹轴33通过轴承（省略附图标记）被主壳体10支撑，与伸缩螺纹轴33螺合且能够沿着轴向移动的螺母构件34固定在外管22上，对应于伸缩螺纹轴33以轴为中心进行的旋转，螺母构件34沿着轴向移动，并且螺母构件34与外管22一起沿着车辆前后方向移动。

而且，外管22、内管21、转向轴1以及转向盘（未图示）形成一体能够相对于主壳体10沿着轴向移动，构成伸缩机构3，由此，能够将转向盘调整到所希望的车体前后方向位置上。并且，在向转向轴1施加了规定值以上的负载时，允许内管21相对于外管22的轴向相对移动（进而允许上轴1a的轴向移动），本实施方式的内管21、外管22与安装在两者之间的环状的摩擦构件（例如金属制造弹性衬套）等一起发挥能量吸收单元的功能。

另一方面，连杆构件41的上端部能够以枢轴P1为中心旋转地支撑在固定托架7的保持部71、72的下方，连杆构件41的下端部能够以枢轴P2为中心旋转地支撑在连杆构件42上。该连杆构件42能够以枢轴P3为中心能够旋转地支撑在主壳体10的下方。并且，螺母构件44能够以枢轴P4为中心旋转地支撑在连杆构件42上。该螺母构件44与由梯形螺纹（外螺纹）构成的摆动螺纹轴43相螺合，也称为摆动螺母或者摆动滑块。并且，摆动螺纹轴43能够以枢轴P5为中心旋转地支撑在固定于主壳体10的支撑构件11上。

而且，当对应于摆动螺纹轴43的（轴中心的）旋转驱动螺母构件44沿着摆动螺纹轴43的轴向移动时，连杆构件42以枢轴P3为中心摆动，并且连杆构件41以枢轴P1为中心摆动，主壳体10（以及外管22、内管21、上轴1a以及转向盘）沿着车体上下方向移动，从而构成摆动机构4。

如图3至图5所示，用于选择性地驱动上述的伸缩机构3或者摆动机构4的驱动机构5以及切换机构6容置于驱动切换单元D内。首先，如图3以及图4所示，电动马达M配置于下方，在与电动马达M的输出轴垂直的方向上配设有摆动输出部3x以及伸缩输出部4x。并且，如图5所示，在构成驱动切换单元D的壳体60内以与电动马达M的蜗杆轴50啮合的方式支撑有第一蜗轮51以及第二蜗轮52，且第一蜗轮51以及第二蜗轮52能够旋转，第一蜗轮51以及第二蜗轮52能够与第一离合器构件61以及第二离合器构件62连接或者分离，从而构成第一离合器机构6a以及第二离合器机构6b。如图8以及图9所示，第一离合器构件61（以及第二离合器构件62）的一端面形成为齿牙离合器形状，第一蜗轮51（第二蜗轮52）的一端面也同样形成为齿牙离合器形状，两者能够啮合。

在图5中，第一离合器构件61通过嵌合单元（例如十字结合构件）与连接构件53相连接，并且第一离合器构件61能够相对于连接构件53滑动自如，且第一离合器构件61能够与连接构件53一体地旋转，而且，该连接构件53通过图1所示的万向联轴器43j与摆动螺纹轴43相连接。另外，第二离合器构件62也通过嵌合单元（例如十字结合构件）与连接构件54连接，并且第二离合器构件62能够相对于连接构件54滑动自如，且第二离合器构件62能够与连接构件54一体地旋转，而且，该连接构件54与伸缩螺纹轴33（直接）螺纹连接。并且，第一以及第二蜗轮51、52分别能够旋转地支撑在连接构件53、54上。另外，作为连接第一以及第二离合器构件61、62和连接构件53、54的嵌合单元，可以采用花键连接。另外，连接伸缩螺纹轴33和连接构件54以及连接摆动螺纹轴43和连接构件53的连接结构，只要能够传递旋转转矩即可，除了利用螺纹等的固定连接之外，也可以是通过万向联轴器或转矩钢索等的柔性连接。

而且，由电动马达M的蜗杆轴50和蜗轮51以及蜗轮52构成相对于伸缩螺纹轴33以及摆动螺纹轴43的减速机构，电动马达M的输出转矩被适当调整后传递至伸缩机构3以及摆动机构4。并且，当第一离合器构件61沿着轴向（图5的右向）移动而与第一蜗轮51相啮合时，蜗杆轴50和摆动螺纹轴43通过第一蜗轮51、第一离合器构件61、连接构件53以及万向联轴器43j成为连接状态，通过电动马达M驱动摆动机构4。这时，第二离合器构件62和第二蜗轮52处于非连接状态，第二蜗轮52空转。相对于此，当第二离合器构件62沿着轴向移动而与第二蜗轮52啮合时，蜗杆轴50和伸缩螺纹轴33通过第二蜗轮52、第二离合器构件62以及连接构件54成为连接状态，通过电动马达M驱动伸缩机构3。这时，第一离合器构件61和第一蜗轮51处于非连接状态，第一蜗轮51空转。

在该实施方式中，如图5所示，作为上述的第一离合器机构6a以及第二离合器机构6b的切换构件，采用支撑在驱动切换单元D内的杆构件63，该杆构件63的中央部（以S点为中心）摆动自如，该杆构件63的一端部与第一离合器构件61相卡合，另一端部与第二离合器构件62相卡合。如图10所示，该杆构件63通过连杆65与操作杆66相连接，采用通过手动操作操作杆66来使杆构件63摆动的手动操作机构。

并且，如图5所示，在驱动切换单元D内配设有压缩弹簧64作为施力构件，借助压缩弹簧64的作用力，总是使第一离合器构件61与第一蜗轮51相啮合而成为连接状态。这时，第二蜗轮52与第二离合器构件62处于非连接状态，因此第二蜗轮52空转，不传递蜗杆轴50的旋转转矩。由此，能够仅在需要的情况下，对杆构件63进行摆动操作，使第二离合器构件62与第二蜗轮52相啮合而成为连接状态。这时，第一蜗轮51与第一离合器构件61处于非连接状态，因此第一蜗轮51空转。

而且，当杆构件63处于图5所示的初始位置时，第一离合器构件61维持与第一蜗轮51连接的状态，因此能够使摆动机构4进行动作。相对于此，当对杆构件63进行摆动操作时，克服压缩弹簧64的作用力来驱动第一离合器构件61，第一离合器构件61沿着轴向（图5的左向）移动而脱离与第一蜗轮51啮合的状态，取而代之，如图6所示，第二离合器构件62与第二蜗轮52相啮合，因此能够使伸缩机构3进行动作。

在对上述结构的转向装置的整体动作进行说明时，通常时，切换机构6处于常态，即处于图5所示的状态，第一蜗轮51通过第一离合器构件61与摆动机构4相连接。因此，在该状态下，当电动马达M被驱动时，电动马达M的输出转矩通过蜗杆轴50以及第一蜗轮51被调整后驱动摆动机构4，当电动马达M停止时，转向盘（未图示）保持在所希望的上下方向操作位置（摆动位置）上。然后，当对杆构件63进行摆动操作来使第二离合器构件62与第二蜗轮52啮合时，第一离合器构件61脱离与第一蜗轮51连接的连接状态，切换到伸缩机构3一侧。在该状态下，当电动马达M被驱动时，电动马达M的输出转矩通过蜗杆轴50以及第二蜗轮52被调整后驱动伸缩机构3，当电动马达M停止时，转向盘（未图示）保持在所希望的前后方向操作位置（伸缩位置）上。

如上面那样，在杆构件63处于初始位置时，切换机构6通过第一离合器机构6a与摆动机构4相连接，因此若在初始位置驱动电动马达M，则能够使摆动机构4动作，从而能够使转向盘（未图示）向上方或者下方移动。并且，能够仅通过摆动操作杆构件63，从摆动机构4切换到伸缩机构3，若在该切换的状态下驱动电动马达M，则能够通过第二离合器机构6b使伸缩机构3动作，从而能够使转向盘（未图示）向前方或者后方移动。

在该实施方式中，伸缩机构3以及摆动机构4中的某一个或者两个以与电动马达M分离的状态使用，因此抑制因向转向盘（未图示）的反向输入引起的伸缩位置或者摆动位置的变动，可以根据需要向伸缩螺纹轴33或者摆动螺纹轴43施加旋转负载。例如，如图7所示，通过在伸缩螺纹轴33上安装衬套35，在不能预期通过电动马达M的齿槽转矩发挥的制动器作用的情况下，也能够防止因上述的反向输入引起的伸缩位置的变动。此外，作为施加旋转负载的单元，除了上述的衬套35之外，可以举出油封或密封圈。

也可以采用图11所示的电动马达67以及减速机构68或者电磁阀（未图示）作为通过电动操作摆动杆构件63的电动操作机构，来代替上述的图10所示的手动操作机构。在采用这样的电动操作机构的情况下，通过电子控制单元（未图示）以如下的方式控制。例如，在平时设置在摆动动作一侧的情况下，通过起动/关闭发动机（未图示）来进行自动离开/返回动作或通过驾驶员操作开关进行摆动动作时，不驱动切换用的电动马达67。相对于此，在通过驾驶员操作开关进行伸缩动作的情况下，首先驱动电动马达67，经由减速机构68将杆构件63驱动至伸缩机构3一侧，在保持该位置的状态下，上述的电动马达M被驱动，来调整伸缩位置。在调整完伸缩位置之后，当停止向切换用的电动马达67通电时，杆构件63借助压缩弹簧64（图5）的作用力返回摆动机构4一侧。

另外，对于驱动机构5而言，也可以如图12所示，将第一以及第二蜗轮51、52两者配置在蜗杆轴50的一侧（图12的右侧），来代替图4所示的第一以及第二蜗轮51、52的配置关系。例如，在配设驱动机构5时应该回避的构件位于蜗杆轴50的另一侧（图12的左侧）的情况下，可以采用图12所示的结构。或者，如图13所示，若使第一以及第二蜗轮51、52两者隔着蜗杆轴50相向配置，则能够使蜗杆轴50更短，因此能够使驱动机构5的配设位置进一步实现小型化。

Claims (9)

1.一种车辆的转向装置，其中， 

具有： 

转向柱，支撑在车体上，能够相对于车体在前后方向上移动，且能够摆动， 

单一电动马达，选择性地与伸缩机构或者摆动机构相连接， 

转向盘，其操作位置是通过驱动上述伸缩机构或者上述摆动机构来被调整的， 

驱动机构，将上述电动马达的输出转矩进行调整后传递至伸缩螺纹轴以及与该伸缩螺纹轴排列设置的摆动螺纹轴，其中，上述伸缩螺纹轴用于驱动上述伸缩机构，上述摆动螺纹轴用于驱动上述摆动机构， 

切换机构，具有第一离合器机构以及第二离合器机构，使上述第一离合器机构以及上述第二离合器机构中的一方形成为连接状态，使另一方形成为非连接状态，其中，上述第一离合器机构使上述驱动机构和上述摆动螺纹轴连接或者分离，上述第二离合器机构使上述驱动机构和上述伸缩螺纹轴连接或者分离； 

由单一驱动切换单元构成上述切换机构和上述驱动机构。 

2.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其特征在于，上述第一离合器机构以及上述第二离合器机构分别具有，在使上述摆动螺纹轴以及上述伸缩螺纹轴中的一方与上述驱动机构形成为连接状态时相互进行轴向移动来传递旋转力的第一离合器构件以及第二离合器构件。 

3.根据权利要求2所述的车辆的转向装置，其特征在于，上述切换机构具有切换构件，上述切换构件使上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件中的一方向规定方向移动时，使上述第一离合器机构以及上述第二离合器机构中的一方形成为连接状态，并且使上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件中的另一方向与上述规定方向相反的方向移动，使上述第一离合器机构以及上述第二离合器机构中的另一方形成为非连接状态。 

4.根据权利要求3所述的车辆的转向装置，其特征在于，上述切换构件是杆构件，该杆构件支撑在上述驱动切换单元内，并且中央部摆动自如，该杆构件的一端部与上述第一离合器构件相卡合，另一端部与上述第二离合 器构件相卡合。 

5.根据权利要求4所述的车辆的转向装置，其特征在于，上述切换机构具有手动操作机构，该手动操作机构与上述杆构件相连接，通过手动操作该手动操作机构来使上述杆构件摆动。 

6.根据权利要求4所述的车辆的转向装置，其特征在于，上述切换机构具有电动操作机构，该电动操作机构与上述杆构件相连接，通过电动操作该电动操作机构来使上述杆构件摆动。 

7.根据权利要求3至6中任一项所述的车辆的转向装置，其特征在于，上述切换机构具有施力构件，该施力构件平常处于向上述规定方向对上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件中的一方施力的状态，使上述第一离合器机构以及上述第二离合器机构中的一方形成为连接状态，并且使上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件中的另一方形成为非连接状态。 

8.根据权利要求2至6中任一项所述的车辆的转向装置，其特征在于， 

上述驱动切换单元至少在壳体内配设有： 

上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件， 

构成上述驱动机构且分别与上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件形成连接状态或者非连接状态的第一蜗轮以及第二蜗轮， 

与上述第一蜗轮以及上述第二蜗轮相啮合且输出上述电动马达的输出转矩的输出轴。 

9.根据权利要求7所述的车辆的转向装置，其特征在于， 

上述驱动切换单元至少在壳体内配设有： 

上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件， 

构成上述驱动机构且分别与上述第一离合器构件以及上述第二离合器构件形成连接状态或者非连接状态的第一蜗轮以及第二蜗轮， 

与上述第一蜗轮以及上述第二蜗轮相啮合且输出上述电动马达的输出转矩的输出轴。 

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