CN106170429A - 车辆转向操纵***用单元 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种车辆转向操纵***用单元，能够容易使组装于车辆转向操纵***的方向盘以及齿轮之间的离合器更稳定地工作。该车辆转向操纵***用单元，具备：连结于方向盘(1)的第一轴(7)或者连结于齿轮齿条(2)的小齿轮(3)的第二轴(9)；组装于第一轴(7)以及第二轴(9)之间的旋转传递路径的离合器(4)，离合器(4)的输入轴(10)与第一轴(7)、或离合器(4)的输出轴(11)与第二轴(9)被同心固定。

Description

车辆转向操纵***用单元
技术领域
本发明涉及车辆转向操纵***用单元，该车辆转向操纵***用单元用于构建从方向盘向齿轮齿条传递旋转的路径。
背景技术
近年来，线控转向(steer by wire)方式的转向操纵***已被开发应用于汽车。在线控转向方式中，通常汽车的方向盘与齿轮齿条的小齿轮不经由离合器机械式连结，而是将方向盘的转向角置换成电信号，控制器基于该电信号而驱动转向操纵促动器，由此控制转向车轮的转向操纵角度，并且控制器进行反作用力马达的控制，向方向盘施加适当的转向操纵反作用力。万一在转向操纵促动器、反作用力马达等发生异常的情况下，能够利用离合器连结方向盘和齿轮，并利用方向盘直接进行转向操纵(例如，下述专利文献1、2)。
作为适合线控转向方式的离合器，存在电磁式地切换滚柱式单向超越离合器的装置(例如，下述专利文献3)。
专利文献1：日本特开2005-262969号公报
专利文献2：日本专利第3180505号公报
专利文献3：日本专利第4252392号公报
然而，如图8所示，以往利用连结于方向盘100的第一轴101、连结于齿轮齿条的小齿轮102的第二轴103、离合器104、将第一轴101与离合器104的输入轴105连结的万向联轴器107、以及将第二轴103与离合器104的输出轴106连结的万向联轴器108，构建了异常时用的旋转传递路径。具有第一轴101与输入轴105之间的工作角的旋转传递，随着具有第二轴103与输出轴106之间的工作角的旋转传递而产生径向载荷，并经由万向联轴器107、108的中间轴109、110而加载于输入轴105、输出轴106。因此在对于离合器104的稳定地工作较为重要的输入轴105、输出轴106的对心困难方面还存在改进的余地。
发明内容
鉴于上述背景，本发明所要解决的课题在于，容易使组装于车辆转向操纵***的方向盘与齿轮之间的离合器更稳定地工作。
为了实现上述课题，本发明构成一种车辆转向操纵***用单元，具备：连结于方向盘的第一轴、或者连结于齿轮齿条的小齿轮的第二轴；以及离合器，其组装于所述第一轴以及所述第二轴之间的旋转传递路径，所述离合器的输入轴与所述第一轴、或者所述离合器的输出轴与所述第二轴被同心地固定。
根据上述结构，由于所述离合器的输入轴与所述第一轴、或者所述离合器的输出轴与所述第二轴被同心地固定，因此可以仅将万向联轴器用于输出轴或者输入轴侧。因此本发明能够在离合器的输出轴和输入轴的一方消除径向载荷，从而能够容易使离合器更稳定地工作。
附图说明
图1是示出第一实施方式的车辆转向操纵***用单元的示意图。
图2是示出第一实施方式的离合器与小齿轮附近的局部剖视图。
图3是示出第二实施方式的车辆转向操纵***用单元的示意图。
图4是示出第三实施方式的车辆转向操纵***用单元的示意图。
图5是示出第四实施方式的车辆转向操纵***用单元的示意图。
图6是示出第五实施方式的车辆转向操纵***用单元的示意图。
图7是示出第六实施方式的车辆转向操纵***用单元的示意图。
图8是示出现有的例子的示意图。
具体实施方式
基于图1、图2对本发明的第一实施方式的车辆转向操纵***用单元进行说明。图示的车辆转向操纵***，通常汽车的方向盘1与齿轮齿条2的小齿轮3不经由离合器4机械式连结，而是将方向盘1的转向角置换成电信号，并基于该电信号利用电动转向操纵促动器(省略图示)对转向车轮5的转向操纵角度进行自动控制，并且进行反作用力马达6的自动控制，对方向盘1施加适当的转向操纵反作用力。在电动转向操纵促动器、反作用力马达6等发生异常的情况下，能够利用离合器4连结方向盘1与小齿轮3，并用方向盘1直接进行转向操纵。
第一轴7连结于方向盘1。反作用力马达6对第一轴7施加转向操纵反作用力。第一轴7与反作用力马达6的输出轴一体地设置。因此反作用力马达6能够对第一轴7直接施加转向操纵反作用力。反作用力马达6的壳体安装于将车体的发动机室与驾驶室分隔的间隔壁。
齿轮齿条2构成为包括：齿条8、以及与齿条8啮合的小齿轮3。第二轴9连结于小齿轮3。齿条8由电动转向操纵促动器驱动。
离合器4构成为包括：机械式离合器部、以及对机械式离合器部的连结状态或非连结状态进行切换的离合器切换机构。机械式离合器部具有：输入轴10、输出轴11、与输入轴10一体旋转的卡合面12、与输出轴11一体旋转的卡合面13、以及收容于由卡合面12、13形成的楔形空间的卡合件14。离合器切换机构由车辆转向操纵***的控制装置(省略图示)控制。若离合器切换机构使卡合件14卡合于卡合面12以及卡合面13，则离合器4成为连结状态，若解除该卡合，则离合器4成为非连结状态。作为这样的离合器4，例如能够采用专利文献1、专利文献3公开的离合器。
离合器4的输入轴10成为始终从方向盘1侧被输入扭矩的部件。离合器4的输出轴11成为在连结状态时将来自方向盘1的扭矩向小齿轮3侧输出的部件。
离合器4的输入轴10与第一轴7由万向联轴器15连结。万向联轴器15只要是具有从第一轴7向输入轴10所需要的工作角而能够进行旋转传递的等速万向节即可。例如，能够采用双联式万向节作为万向联轴器15。
离合器4的输出轴11与第二轴9一体设置。在此，“一体设置”即为输出轴11与第二轴9形成为同一部件。
齿轮齿条2的壳体16与离合器4的壳体17成为一体。在此，“成为一体”是指：包围齿轮齿条2的空间、包围离合器4的空间、以及穿过输出轴11及第二轴9的孔成为一系列的空间。输出轴11经由轴承而支承于壳体17的内周。
根据如上所述构成的第一实施方式，由于将离合器4的输出轴11与第二轴9一体地设置，因此输出轴11与第二轴9始终被同心固定。因此，无需具有将输出轴11与第二轴9连结的万向联轴器，仅将万向联轴器15用于输入轴10侧就能构建方向盘1与小齿轮3之间的旋转传递路径。因此在第一实施方式中，能够在离合器4的输出轴11一方消除径向载荷，从而能够容易使离合器4更稳定地工作。若在输出轴11侧没有万向联轴器，则其结果齿轮齿条2与离合器4之间的轴向距离也能够比现有的短，从而能够容易进行上述壳体的一体化。
基于图3说明第二实施方式。以下，仅对与第一实施方式的不同点进行描述。如图所示，在第二实施方式中，齿轮齿条2的壳体16与离合器4的壳体17成为分体设置。即使分体设置，由于输出轴11与第二轴9一体设置，因此不会对输入轴11与第二轴9的同心固定产生影响。离合器4的壳体17安装于将车体的发动机室与驾驶室分隔的间隔壁。
基于图4说明第三实施方式。如图所示，在第三实施方式中，离合器4的输出轴11与第二轴9被连结机构30同心固定。连结机构30只要是能够进行同心固定的旋转传递即可，例如可以列举出细齿花键、花键、法兰。
基于图5说明第四实施方式。如图所示，在第四实施方式中，反作用力马达6的壳体40与离合器4的壳体17成为一体。
离合器4的输出轴11与第二轴9由万向联轴器41连结。万向联轴器41由能够具有从输出轴11向第二轴9所需要的工作角而进行旋转传递的等速万向节构成。
离合器的输入轴10与第一轴7一体设置。
根据第四实施方式，由于离合器4的输入轴10与第一轴7一体设置，因此输入轴10与第一轴7始终被同心固定。因此无需具有将输入轴10与第一轴7连结的万向联轴器，仅将万向联轴器41用于输出轴11侧就能构建方向盘1与小齿轮3之间的旋转传递路径。因此在第四实施方式中，能够在离合器4的输入轴10一方消除径向载荷，从而能够容易使离合器4更稳定地工作。若在输入轴10侧没有万向联轴器，则其结果方向盘1与离合器4之间的轴向距离能够比现有的短，从而能够容易进行上述壳体的一体化。
基于图6说明第五实施方式。由于第五实施方式是将第四实施方式进一步变更的方式，因此，在此仅对与第四实施方式的不同点进行描述。在第五实施方式中，离合器4的输入轴10与第一轴7通过连结机构50而被同心固定。连结机构50只要是能够进行被同心固定的旋转传递的机构即可。
基于图7说明第六实施方式。由于第六实施方式是将第四实施方式进一步变更的方式，因此，在此仅对与第四实施方式的不同点进行描述。在第六实施方式中，反作用力马达6的输出轴61与第一轴7分体设置。在输出轴61设置有驱动带轮62。在第一轴7设置有从动带轮63。在从动带轮63与驱动带轮62卷绕有传动带64。反作用力马达6产生的转向操纵反作用力，经由驱动带轮62、传动带64、从动带轮63施加于第一轴7。作为使用了这样的反作用力马达6的转向操纵反作用力赋予机构，例如能够采用专利文献2公开的机构。
本发明的技术范围不限定于上述各实施方式，还包括在基于权利要求书的记载的技术思想的范围内的所有变更。
附图标记说明：1…方向盘；2…齿轮齿条；3…小齿轮；4…离合器；5…转向车轮；6…反作用力马达；7…第一轴；8…齿条；9…第二轴；10…离合器的输入轴；11…离合器的输出轴；15、41…万向联轴器；16…齿轮齿条的壳体；17…离合器的壳体；30、50…连结机构；40…反作用力马达的壳体；61…反作用力马达的输出轴。

Claims (7)

1.一种车辆转向操纵***用单元，其特征在于，具备：
连结于方向盘(1)的第一轴(7)、或者连结于齿轮齿条(2)的小齿轮(3)的第二轴(9)；以及
离合器(4)，其组装于所述第一轴(7)以及所述第二轴(9)之间的旋转传递路径，
所述离合器(4)的输入轴(10)与所述第一轴(7)、或者所述离合器(4)的输出轴(11)与所述第二轴(9)被同心地固定。
2.根据权利要求1所述的车辆转向操纵***用单元，其特征在于，
产生对所述第一轴(7)施加的转向操纵反作用力的反作用力马达(6)的壳体(40)或者所述齿轮齿条(2)的壳体(16)，与所述离合器(4)的壳体(17)成为一体。
3.根据权利要求1所述的车辆转向操纵***用单元，其特征在于，
产生对所述第一轴(7)施加的转向操纵反作用力的反作用力马达(6)的壳体(40)或者所述齿轮齿条(2)的壳体(16)，与所述离合器(4)的壳体(17)分体设置。
4.根据权利要求1所述的车辆转向操纵***用单元，其特征在于，
产生对所述第一轴(7)施加的转向操纵反作用力的反作用力马达(6)的输出轴(61)或者所述第一轴(7)，与所述离合器(4)的输入轴(10)一体设置。
5.根据权利要求1所述的车辆转向操纵***用单元，其特征在于，
产生对所述第一轴(7)施加的转向操纵反作用力的反作用力马达(6)的输出轴(61)或者所述第一轴(7)，与所述离合器(4)的输入轴(10)分体设置。
6.根据权利要求1所述的车辆转向操纵***用单元，其特征在于，
所述第二轴(9)与所述离合器(4)的输出轴(11)一体设置。
7.根据权利要求1所述的车辆转向操纵***用单元，其特征在于，
所述第二轴(9)与所述离合器(4)的输出轴(11)分体设置。
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