TWI494238B - Electron powered auxiliary steering device with pre-twisting function - Google Patents

Description

具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置

本發明涉及一種應用於車輛之具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，尤指一種耐用性佳且可維持方向桿操作手感之具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置。

目前使用於車輛(例如：沙灘車、多功能車)之轉向預扭裝置，主要係透過把手下方所連接之上轉軸的公螺牙，對應咬合車輪上方所連接之下轉軸的母螺牙以產生阻力，而可達到預扭的效果，由於下轉軸相對於母螺牙的另一端與一扭力感測器之上環轉子相互卡接，當上轉軸之公螺牙咬合下轉軸之母螺牙帶動下轉軸轉動時，扭力感測器之上環轉子會跟著轉動，此時，扭力感測器藉由下環轉子能偵測出上環轉子的轉動角度，故會通知馬達啟動運轉，使馬達能以其驅動端部帶動下轉軸與上轉軸呈同向轉動，藉此提供駕駛者適當的轉向輔助力，協助駕駛者輕鬆轉動方向盤。

然而，上述預扭裝置係利用公、母螺牙相互咬合產生阻力，此摩擦式裝置經使用一段時日後，會導致牙形磨損，使得預扭力量逐漸改變而影響日後方向盤的操作手感。

本發明之主要目的在於提供一種具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，希藉此發明，改善目前車輛之具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置係採用公、母螺牙咬合方式，易導致牙紋逐漸損耗致使預扭力量改變而影響日後方向盤的操作手感之問題。

為達前揭目的，本發明具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，係用以設於一車輛中，該車輛包含騎乘者用以操控轉向的把手以及一可用於前進的車輪，且把手及車輪間設有一扭力感測器，所述扭力感測器包含上下排列之上環轉子及下環轉子，所述具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置係包含：一上轉軸組件，其具有一與車輛所設之把手連接的上轉軸、一止擋塊，以及一定位塊，該止擋塊於其周圍設有環狀排列的推抵部，該上轉軸以其底端連接於該止擋塊中央，該定位塊連接於該上轉軸底端；一下轉軸組件，其具有一與車輛所設之車輪連接的下轉軸及一保持器，該下轉軸頂端伸入該保持器中央且伸入該上轉軸，該保持器內設有複數滑塊與複數彈簧，以及所述止擋塊位於滑塊與下轉軸之間，且該些滑塊設有與止擋塊之推抵部推移配合的抵靠部，該些彈簧的兩端分別抵接該保持器及對應之滑塊；以及一扭力桿，該扭力桿以其上下二端分別連接於該上轉軸及下轉軸中；一驅動馬達，其係連接該下轉軸組件，協助該下轉軸與該上轉軸同向樞轉； 其中，該保持器具有一環體、一固設於該環體底部的底板，以及複數呈環狀固設於該環體內側壁上的固定塊，該下轉軸以其頂端外側連接於該保持器之底板中央，該下轉軸卡接於該扭力感測器之下環轉子，定位塊卡接於扭力感測器之上環轉子，該上轉軸組件之止擋塊組設於底板上方且位於環體中央，以及所述滑塊係可活動地與所述固定塊交錯排列，該扭力桿以其上下二端分別連接於該上轉軸及下轉軸中。

經由以上所述可得知，本發明具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置係應用於一車輛中，駕駛者透過把手帶動上轉軸轉動並達到預扭力量，令該與上轉軸底端連接的止擋塊推擠滑塊移動，使止擋塊抵接於滑塊一側，於此同時，該設於上轉軸底端的定位塊亦已隨同上轉軸移轉並推轉扭力感測器之上環轉子，由於上環轉子與下環轉子之間形成角度差，此時，扭力感測器即感知到轉向動作已開始，該驅動馬達會被啟動以協助下轉軸與上轉軸呈同向樞轉，藉本發明能提供駕駛者適當的轉向輔助力，且確保本發明於被使用一段時日後，仍可維持方向盤的靈敏操作手感。

1‧‧‧扭力感測器

10‧‧‧上環轉子

11‧‧‧下環轉子

2‧‧‧上轉軸組件

20‧‧‧止擋塊

201‧‧‧推抵部

202‧‧‧卡合孔

21‧‧‧上轉軸

211‧‧‧固定孔

212‧‧‧固定件

22‧‧‧定位塊

221‧‧‧定位部

3‧‧‧下轉軸組件

30‧‧‧保持器

301‧‧‧環體

302‧‧‧底板

303‧‧‧固定塊

304‧‧‧穿孔

31‧‧‧下轉軸

311‧‧‧固定孔

312‧‧‧固定件

4‧‧‧扭力桿

41‧‧‧第一定位穿孔

42‧‧‧第二定位穿孔

5‧‧‧滑塊

50‧‧‧抵靠部

501‧‧‧第一接觸部

502‧‧‧第二接觸部

6‧‧‧彈簧

7‧‧‧驅動馬達

圖1係本發明較佳實施例中，其連接於扭力感測器之側剖視圖。

圖2係本發明較佳實施例之立體分解圖。

圖3係本發明中之上轉軸與下轉軸分別卡接於止擋塊與保 持器的立體示意圖。

圖4係本發明之上剖視圖。

圖5係圖4的實施狀態圖。

圖6係本發明與扭力感測器及驅動馬達的分解示意圖。

圖7係圖6的立體組合圖。

為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，玆進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：

如圖1所示，本發明具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置係用以設於一車輛(例如：沙灘車或多功能車)中，該車輛包含騎乘者用以操控轉向的把手以及一可用於前進的車輪，且把手及車輪間設有一扭力感測器1，所述扭力感測器1包含上下排列之上環轉子10及下環轉子11，本發明所提出的具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置較佳實施例，如圖2所示，所述具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置包含一上轉軸組件2、一下轉軸組件3、一扭力桿4、複數滑塊5及複數彈簧6。

如圖1及圖2所示，該上轉軸組件2具有一與車輛所設之把手連接的上轉軸21、一止擋塊20，以及一定位塊22，該止擋塊20於其周圍設有環狀排列的推抵部201，該上轉軸21以其底端連接於該止擋塊20中央，該定位塊22以其頂端連接於該上轉軸21底端。

於本較佳實施例中，如圖2所示，該止擋塊20中央形成有一貫穿孔，用以提供上轉軸21穿設其中，該定 位塊22頂端具有一朝上凸伸的定位部221，以及該止擋塊20底端具有一相應於定位部221的卡合孔202，使該定位塊22以其定位部221可卡設於止擋塊20之卡合孔202中。

或者可如圖3所示，該上轉軸組件2為一體成形，該上轉軸21以其底端係一體成形地連接於該止擋塊20中央，該定位塊22以其頂端一體成形地連接於該上轉軸21底端。

如圖2、圖3及圖4所示，該下轉軸組件3具有一與車輛所設之車輪連接的下轉軸31及一保持器30，該保持器30具有一環體301、一固設於該環體301底部的底板302，以及複數呈環狀固設於該環體301內側壁上的固定塊303，其中，該下轉軸31以其頂端外側連接於該保持器30之底板302中央，且該下轉軸31卡接於該扭力感測器1之下環轉子11。

於本較佳實施例中，如圖2所示，該下轉軸31可以其頂端穿設卡接於該底板302中央。

或者可如圖3所示，下轉軸組件3之下轉軸31與保持器30為一體成形，該下轉軸31係以其頂端外側一體成形地連接於該底板302中央，且下轉軸31頂端位於環體301內側，用以提供上轉軸組件2套設。

如圖1及圖2所示，該保持器30之底板302於偏心處並具有一穿孔304，該穿孔304提供定位塊22以其底端穿設並卡接於扭力感測器1之上環轉子10，該上轉軸組件2之止擋塊20並設於底板302上方且位於環體301中央。

如圖4所示，所述滑塊5係可活動地與所述固定塊303交錯排列，且滑塊5遠離環體301的另一端具有一與止擋塊20之推抵部201凹凸配合的抵靠部50，於本較佳實施例中，該止擋塊20之推抵部201為一弧曲凹槽，該滑塊5之抵靠部50為一弧曲凸部，同樣的，弧曲凸部與弧曲凹槽亦可互換其位置，而能達成相同的凹凸配合功能。

如圖4所示，所述彈簧6以其二端分別抵接於環體301內側壁及滑塊5，於常態下，所述滑塊5透過彈簧6抵接於止擋塊20之推抵部201並遠離環體301內側壁，上述滑塊5及彈簧6的數量及彈簧6的彈性強度可依設計需求調整以改變預扭力量。

如圖1至圖3所示，該扭力桿4為一彈性體，於本較佳實施例中，該扭力桿4二端分別具有一定位穿孔，二定位穿孔可分別界定為第一定位穿孔41及第二定位穿孔42，該上轉軸21及下轉軸31分別具有一固定孔211、311；所述第一、第二定位穿孔41、42及固定孔211、311提供固定件212、312依序穿設其中，使上轉軸21及下轉軸31分別卡接於扭力桿4二端。

關於本發明之實施狀態，如圖4所示，在未轉動把手狀態下，該止擋塊20之外圍區段會抵接於所述滑塊5的第一接觸部501，當使用者開始轉動把手並達預扭力量時，該上轉軸21方可被轉動，如圖5所示，上轉軸會帶動該止擋塊20推擠所述滑塊5朝向保持器30之環體301內側壁移動，使止擋塊20的外圍區段抵接於滑塊5之第二接觸部502，此時，上轉軸21、止擋塊20及定位塊22會同 時轉動並帶動上環轉子10轉動。

然而在止擋塊20抵接於滑塊5之第二接觸部502之前，因止擋塊20尚未帶動保持器30轉動，故保持器30、下轉軸31及與下轉軸31卡接的下環轉子11未轉動，由於下環轉子11未轉動，但上環轉子11已轉動，故造成上環轉子10與下環轉子11之間形成角度差，此時，扭力感測器1即感知到轉向動作已開始，如圖6及圖7所示，該驅動馬達7係連接該下轉軸組件3，會被啟動以協助下轉軸31與上轉軸21呈同向樞轉，讓使用者後續轉動車輛把手時，能以較省力的方式進行，此外，本發明之預扭力量可經由調整滑塊5數量以及彈簧6之彈性強度而改變，於本較佳實施例中，係共包含有六個滑塊21及六個彈簧22。

綜上所述，本發明能依設計需求調整滑塊及彈簧的數量及彈簧的彈性強度以改變預扭力量，藉以提供駕駛者適當的轉向輔助力，且確保本發明於被使用一段時日後，仍可維持方向盤的靈敏操作手感。

以上所述，僅是揭示本發明之較佳實施例，並非對本發明作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者在不脫離本發明所提出的技術特徵的範圍內，利用本發明所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，均仍屬於本發明技術特徵的範圍內。

1‧‧‧扭力感測器

10‧‧‧上環轉子

11‧‧‧下環轉子

20‧‧‧止擋塊

21‧‧‧上轉軸

212‧‧‧固定件

22‧‧‧定位塊

221‧‧‧定位部

30‧‧‧保持器

301‧‧‧環體

302‧‧‧底板

304‧‧‧穿孔

31‧‧‧下轉軸

312‧‧‧固定件

4‧‧‧扭力桿

5‧‧‧滑塊

6‧‧‧彈簧

Claims (10)

1. 一種具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，係用以設於一車輛中，該車輛包含騎乘者用以操控轉向的把手以及一可用於前進的車輪，且把手及車輪間設有一扭力感測器，所述扭力感測器包含上下排列之上環轉子及下環轉子，所述具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置係包含：一上轉軸組件，其具有一與車輛所設之把手連接的上轉軸、一止擋塊，以及一定位塊，該止擋塊於其周圍設有環狀排列的推抵部，該上轉軸連接於該止擋塊中央，該定位塊連接於該上轉軸底端；一下轉軸組件，其具有一與車輛所設之車輪連接的下轉軸及一保持器，該下轉軸頂端伸入該保持器中央且伸入該上轉軸，該保持器內設有複數滑塊與複數彈簧，以及所述止擋塊位於滑塊與下轉軸之間，且該些滑塊設有與止擋塊之推抵部推移配合的抵靠部，該些彈簧的兩端分別抵接該保持器及對應之滑塊；以及一扭力桿，該扭力桿以其上下二端分別連接於該上轉軸及下轉軸中；一驅動馬達，其係連接該下轉軸組件，協助該下轉軸與該上轉軸同向樞轉；其中，該保持器具有一環體、一固設於該環體底部的底板，以及複數呈環狀固設於該環體內側壁上的固定塊，該下轉軸以其頂端外側連接於該保持器之底板中央，該下轉軸卡接於該扭力感測器之下環轉子，定位塊卡接於扭力感測器之上環轉子，該上轉軸組件之止擋塊組設於底板上 方且位於環體中央，以及所述滑塊係可活動地與所述固定塊交錯排列，該扭力桿以其上下二端分別連接於該上轉軸及下轉軸中。
2. 如請求項1所述之具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，該保持器之底板於偏心處具有一穿孔。
3. 如請求項2所述之具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，其中，該些彈簧二端分別抵接於保持器環體內側壁及滑塊，滑塊透過彈簧抵接於止擋塊的推抵部。
4. 如請求項1所述之具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，其中，該止擋塊之推抵部為一弧曲凹槽；該滑塊之抵靠部為一弧曲凸部。
5. 如請求項1至4中任一項所述之具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，其中，該扭力桿之上下二端分別以一固定件卡接於上轉軸及下轉軸。
6. 如請求項5所述之具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，其中，該扭力桿二端分別具有一定位穿孔；該上轉軸及下轉軸分別具有一固定孔；所述穿孔及固定孔提供固定件依序穿設其中，使上轉軸及下轉軸分別卡接於扭力桿二端。
7. 如請求項2所述之具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，其中，該止擋塊中央形成有一貫穿孔，用以提供上轉軸穿設其中，以及該止擋塊底端具有一卡合孔；該定位塊頂端具有一朝上凸伸且可對應卡設於該卡合孔之定位部；該下轉軸以其頂端穿設卡接於該保持器之底板中央。
8. 如請求項2所述之具預扭功能之電子動力輔助轉向 裝置，其中，該上轉軸以其底端一體成形地連接於該止擋塊中央，該定位塊以其頂端一體成形地連接於該上轉軸底端；下轉軸組件之下轉軸與保持器為一體成形，該下轉軸係以其頂端外側一體成形地連接於該底板中央，且下轉軸頂端位於環體內側，用以提供上轉軸組件套設。
9. 如請求項1至4中任一項所述之具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，所述具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置包含六個滑塊及六個彈簧。
10. 如請求項1所述之具預扭功能之電子動力輔助轉向裝置，其中，所述車輛為一沙灘車或一多功能車。