JP7399278B2 - クラッチ機構、ステアリングシステム及び自動車 - Google Patents
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Description
本願は、出願日が2019年10月25日、出願番号が201911023715.8、名称が「クラッチ機構、ステアリングシステム及び自動車」である中国特許出願の優先権を主張するものである。
同軸に配置されると共に径方向に間隔をあけて配置された第1のエンドシャフトと第2のエンドシャフトとの間の径方向の間隔内に収容され、かつ前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトとを分離又は連結するように前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトの軸方向に沿って平行移動可能に構成されたスライダーと、
前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトの軸方向に沿って平行移動するように前記スライダーを駆動させる駆動部材と、を含むクラッチ機構を提供する。
前記電動駆動部材は、
駆動力を提供する動力素子と、
前記動力素子の出力軸と同期回転するように接続されたねじ棒と、
前記ねじ棒にねじ接続されると共に、前記スライダーに接続され、前記ねじ棒の回転を前記スライダーの軸方向平行移動に変換するスクリュー伝動機構と、を含む。
前記クラッチ機構ハウジングには、前記クラッチ機構ハウジングを車体に固定するアダプタがさらに設けられる。
前記第1のエンドシャフトの分離状態でのねじりトルクを検出するトルク検出素子と、
駆動力を提供する動力素子と、
前記駆動力を前記第1のエンドシャフトに伝達して前記第1のエンドシャフトに逆のフィードバックトルクを加える伝動機構と、
前記トルク検出素子によって検出されたねじりトルクに基づいて前記動力素子が前記駆動力を提供するように制御するコントローラーと、を含む。
前記第1のエンドシャフトの分離前のステアリング角度と前記第1のエンドシャフトの分離終了後のステアリング角度を検出する角度検出素子と、
駆動力を提供する動力素子と、
前記駆動力を前記第1のエンドシャフトに伝達して前記第1のエンドシャフトが分離前のステアリング角度に復帰するように駆動する伝動機構と、
前記角度検出素子によって検出されたステアリング角度に基づいて前記動力素子が前記駆動力を提供するように制御するコントローラーと、を含む。
本願では、第1のエンドシャフトと第2のエンドシャフトは、同軸に配置されると共に径方向に間隔をあけて配置され、クラッチ機構は、スライダー及び駆動部材を含み、スライダーは、前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトとの間の径方向の間隔内に収容され、かつ駆動部材の駆動により前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトの軸方向に沿って移動可能に構成されることにより、前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトの分離又は連結を実現する。該クラッチ機構は、自動車のステアリングシステムに適用可能であり、このときに第1のエンドシャフトは、ステアリングホイールエンドシャフトとして使用され、第2のエンドシャフトは、ステアリングデバイスエンドシャフトとして使用され、第1のエンドシャフトと第2のエンドシャフトが連結される場合、自動車が通常運転モードに入り、ユーザがステアリングホイールを操作すると車輪をステアリングする。第1のエンドシャフトと第2のエンドシャフトが分離されている場合、自動車がゲームモードに入り、ユーザがステアリングホイールを操作して回しても車輪をステアリングすることない。これにより、自動車がゲームモードに入った後、車輪と地面との静止摩擦が繰り返されることによりタイヤの磨耗を引き起こすことを回避することができるため、自動車のゲームシナリオの実現に有利である。
Claims (20)
- 同軸に配置されると共に径方向に間隔をあけて配置された第1のエンドシャフト(1)と第2のエンドシャフトとの間の径方向の間隔内に収容され、かつ前記第1のエンドシャフト(1)と前記第2のエンドシャフトとを分離又は連結するように前記第1のエンドシャフト(1)と前記第2のエンドシャフトの軸方向に沿って平行移動可能に構成されたスライダー(14)と、
前記第1のエンドシャフト(1)と前記第2のエンドシャフトの軸方向に沿って平行移動するように前記スライダー(14)を駆動させる駆動部材と、
を含み、
前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトのうちの一方は、中空構造であり、
前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトのうちの他方の軸方向の一部は、前記中空構造内に入り込み、かつ該一部の外周面は、前記中空構造の内周面と径方向に間隔をあけて配置されて前記スライダー(14)を収容し、
前記他方の軸方向の前記一部は、第1の軸部(54)と第2の軸部(55)を有し、
前記第1の軸部(54)の外周面と前記中空構造の内周面との間の径方向の間隔は、前記第2の軸部(55)の外周面と前記中空構造の内周面との間の径方向の間隔より小さく、
連結位置で、前記スライダー(14)は、外側壁が前記中空構造の内周面と結合され、内側壁が前記第1の軸部(54)の外周面と結合され、
前記駆動部材は、前記中空構造の外部に位置し、
前記中空構造の側壁には、前記駆動部材を前記スライダー(14)に接続するための開口が形成される、
クラッチ機構。 - 前記中空構造の外側には、軸受(12)が同軸に設けられ、
前記スライダー(14)は、前記軸受(12)の内輪に固定的に接続され、前記軸受(12)の外輪が駆動部材に接続される、
ことを特徴とする請求項1に記載のクラッチ機構。 - 前記スライダー(14)の外側壁には、取付部品が形成され、
該取付部品は、前記中空構造の側壁の開口から前記中空構造の外部に延出して、前記駆動部材に接続され、
該取付部品には、前記軸受(12)の内輪の両端の端面にそれぞれ当接するストッパ構造が設けられる、
ことを特徴とする請求項2に記載のクラッチ機構。 - 前記軸受(12)は、軸受取付リング(13)内に取り付けられ、
前記軸受取付リング(13)の外周面には、前記駆動部材を接続する接続部が形成され、
前記軸受取付リング(13)の内周面には、周回方向に沿って前記軸受(12)の外輪の下端の端面に当接する径方向段差が形成される、
ことを特徴とする請求項2に記載のクラッチ機構。 - 同軸に配置されると共に径方向に間隔をあけて配置された第1のエンドシャフト(1)と第2のエンドシャフトとの間の径方向の間隔内に収容され、かつ前記第1のエンドシャフト(1)と前記第2のエンドシャフトとを分離又は連結するように前記第1のエンドシャフト(1)と前記第2のエンドシャフトの軸方向に沿って平行移動可能に構成されたスライダー(14)と、
前記第1のエンドシャフト(1)と前記第2のエンドシャフトの軸方向に沿って平行移動するように前記スライダー(14)を駆動させる駆動部材と、
クラッチ機構ハウジング(41)と、
を含み、
前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトのうちの一方は、中空構造であり、
前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトのうちの他方の軸方向の一部は、前記中空構造内に入り込み、かつ該一部の外周面は、前記中空構造の内周面と径方向に間隔をあけて配置されて前記スライダー(14)を収容し、
前記駆動部材は、電動駆動部材であり、
前記電動駆動部材は、
駆動力を提供する動力素子と、
前記動力素子の出力軸と同期回転するように接続されたねじ棒(33)と、
前記ねじ棒(33)にねじ接続されると共に、前記スライダー(14)に接続され、前記ねじ棒(33)の回転を前記スライダー(14)の軸方向平行移動に変換するスクリュー伝動機構(34)と、
を含み、
前記中空構造は、前記クラッチ機構ハウジング(41)内に軸方向に回転可能に取り付けられ、
前記駆動部材は、前記クラッチ機構ハウジング(41)の外側に取り付けられると共に前記クラッチ機構ハウジング(41)に固定される、
クラッチ機構。 - 前記中空構造の下部には、円周方向に互いに間隔をあけて配置された複数の円弧状板が形成され、
前記他方の軸方向の前記一部は、前記複数の円弧状板によって囲まれた円形空間内に入り込み、
前記クラッチ機構は、ベース(61)をさらに含み、
前記ベース(61)には、前記複数の円弧状板の構造に対応する複数の円弧状穴が形成され、
前記複数の円弧状板の下端は、前記複数の円弧状穴から前記ベース(61)内に挿入されると共に、前記ベース(61)に固定され、
前記ベース(61)と前記クラッチ機構ハウジング(41)との間の径方向の間隔内には、第1の軸受(62)が同軸に取り付けられ、
前記中空構造の上部と前記クラッチ機構ハウジング(41)との間の径方向の間隔内には、第2の軸受(4)が同軸に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項5に記載のクラッチ機構。 - 前記クラッチ機構ハウジング(41)の軸方向の両側の対向位置には、径方向に外向きに突出する接続部が設けられ、
前記動力素子の動力素子ハウジングは、前記クラッチ機構ハウジング(41)の軸方向の片側の接続部に固定的に取り付けられ、前記ねじ棒(33)は、前記クラッチ機構ハウジング(41)の軸方向の他側の接続部に軸方向に回転可能に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項5又は6に記載のクラッチ機構。 - 前記クラッチ機構ハウジング(41)には、前記クラッチ機構ハウジング(41)を車体に固定するアダプタ(42)がさらに設けられる、
ことを特徴とする請求項5~7のいずれか1項に記載のクラッチ機構。 - 第1のエンドシャフト(1)と、
第2のエンドシャフトと、
前記第1のエンドシャフト(1)と前記第2のエンドシャフトを分離又は連結するクラッチ機構(100)と、を含み、
前記クラッチ機構(100)が、請求項1~8のいずれか1項に記載のクラッチ機構である、
ことを特徴とするステアリングシステム。 - 前記第1のエンドシャフト(1)の分離状態でのねじりトルクに基づいて、前記第1のエンドシャフト(1)に逆のフィードバックトルクを加えて、前記第1のエンドシャフト(1)に伝動接続されたステアリングホイールの操作感を向上させるトルクフィードバック機構をさらに含む、
ことを特徴とする請求項9に記載のステアリングシステム。 - 前記トルクフィードバック機構は、
前記第1のエンドシャフトの分離状態でのねじりトルクを検出するトルク検出素子と、
駆動力を提供する動力素子と、
前記駆動力を前記第1のエンドシャフトに伝達して前記第1のエンドシャフトに逆のフィードバックトルクを加える伝動機構と、
前記トルク検出素子によって検出されたねじりトルクに基づいて前記動力素子が前記駆動力を提供するように制御するコントローラーとを含む、
ことを特徴とする請求項10に記載のステアリングシステム。 - 分離終了後に、前記クラッチ機構が前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトを連結できるように前記第1のエンドシャフトを駆動して復帰させる復帰機構をさらに含む、
ことを特徴とする請求項9~11のいずれか1項に記載のステアリングシステム。 - 前記復帰機構は、
前記第1のエンドシャフトの分離前のステアリング角度と前記第1のエンドシャフトの分離終了後のステアリング角度を検出する角度検出素子と、
駆動力を提供する動力素子と、
前記駆動力を前記第1のエンドシャフトに伝達して前記第1のエンドシャフトが分離前のステアリング角度に復帰するように駆動する伝動機構と、
前記角度検出素子によって検出されたステアリング角度に基づいて前記動力素子が前記駆動力を提供するように制御するコントローラーとを含む、
ことを特徴とする請求項12に記載のステアリングシステム。 - 前記動力素子は、モータ(23)であり、
前記伝動機構は、前記モータ(23)の出力軸と同期回転するように接続された第1の歯車(21)と、前記第1のエンドシャフト(1)と同期回転するように接続された第2の歯車(2)とを含み、
前記第1の歯車(21)は、前記第2の歯車(2)と噛み合い、
前記第1の歯車(21)の外径は、前記第2の歯車(2)の外径より小さい、
ことを特徴とする請求項11又は13に記載のステアリングシステム。 - 前記第2の歯車(2)は、前記第1のエンドシャフト(1)に同軸に固定され、
前記第1のエンドシャフト(1)の外側壁には、前記第2の歯車(2)の軸方向の両端の端面にそれぞれ当接可能な保持構造が設けられ、
前記第1のエンドシャフト(1)の外側壁には、突起が形成され、
前記第2の歯車(2)の内輪縁部には、前記突起に対応してノッチが形成され、
前記突起が前記ノッチ内に収容される、
ことを特徴とする請求項14に記載のステアリングシステム。 - 分離状態で前記第1のエンドシャフトの回転角度範囲を制限するストッパ機構がさらに設けられる、
ことを特徴とする請求項9~15のいずれか1項に記載のステアリングシステム。 - 前記第1のエンドシャフト(1)は、中空構造であり、
前記第2のエンドシャフトの軸方向の一部は、前記中空構造内に入り込み、
前記ストッパ機構は、前記中空構造内に位置する前記第2のエンドシャフトの端(56)にねじ接続されたストッパナット(6)を含み、
前記ストッパナット(6)の外周面には、前記中空構造の内周面とスプライン係合する雄スプラインが形成され、
前記中空構造の内周面及び/又は前記第2のエンドシャフトの外周面には、前記ストッパナット(6)の軸方向の両側の変位量を制限するストッパ部がさらに設けられる、
ことを特徴とする請求項16に記載のステアリングシステム。 - 前記第2のエンドシャフトは、同軸に設けられたステアリングスリーブ(53)及びステアリングシャフト(70)を含み、
前記ステアリングシャフト(70)は、前記ステアリングスリーブ(53)内に入り込むと共に前記ステアリングスリーブ(53)と同期回転するように接続され、
前記ステアリングスリーブ(53)は、前記中空構造内に位置し、
前記ステアリングスリーブ(53)の外周面には、前記ストッパナット(6)をねじ接続する雄ねじと、前記第1のエンドシャフトと前記第2のエンドシャフトを連結するように前記スライダーとスプライン結合する雄スプラインとが加工される、
ことを特徴とする請求項17に記載のステアリングシステム。 - 前記第1のエンドシャフトは、ステアリングホイールエンドシャフトであり、
前記第2のエンドシャフトは、ステアリングデバイスエンドシャフトである、
ことを特徴とする請求項9~18のいずれか1項に記載のステアリングシステム。 - 請求項9~19のいずれか1項に記載のステアリングシステムを含む、
ことを特徴とする自動車。
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