TWI826450B - 轉向裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供一種省略齒條與小齒輪機構、整體能夠小型化之轉向裝置。本申請案係關於一種轉向裝置，其構成為具備：轉向驅動裝置，其接受來自被施加轉向力之方向盤之該轉向力；及轉向拉桿，其接受來自該轉向驅動裝置之驅動力而變更車輛之輪胎之方向；且經由連桿機構將該轉向驅動裝置與該轉向拉桿連接。
Description
本發明係關於一種轉向裝置。
轉向輔助裝置搭載於各種車輛之轉向裝置以輔助駕駛員之轉向操作。作為此種轉向輔助裝置，使用有藉由扭矩感測器、馬達、減速機將轉向輔助力傳遞至轉向機構之裝置。
扭矩感測器對藉由駕駛員之轉向操作而於轉向軸產生之扭矩進行檢測。馬達產生與所檢測到之扭矩相應之驅動力。如此產生之驅動力經由減速機向轉向機構傳遞。減速機使從馬達向轉向機構傳遞之扭矩增大，因此，駕駛員能夠以較輕之力進行轉向操作，使車輛之方向變化。
先前之轉向裝置公開於日本專利特開2013-35475號公報(專利文獻1)。專利文獻1所公開之轉向裝置利用行星齒輪裝置作為減速機。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2013-35475號公報
[發明所欲解決之問題]
專利文獻1所公開之轉向裝置具有：小齒輪，其經由減速機與電動馬達連結；齒條軸，其與該小齒輪嚙合；及轉向拉桿，其設置於該齒條軸之兩端。如此，在先前之轉向裝置中，減速機與轉向拉桿經由具有齒條軸及與該齒條軸嚙合之小齒輪之齒條與小齒輪機構連接。因此，在先前之轉向裝置中，存在如下問題：需要覆蓋齒條與小齒輪機構之罩，因此，裝置整體大型化。
本發明之目的之一在於提供不具有齒條與小齒輪機構之轉向裝置。
用於解決問題之方案
本發明之一實施形態之轉向裝置具備：轉向驅動裝置，其從方向盤接受該轉向力；轉向拉桿，其從上述轉向驅動裝置接受驅動力，變更車輛之輪胎之方向；及連桿機構，其將上述轉向驅動裝置與上述轉向拉桿連接。
於本發明之一實施形態中，上述連桿機構具有：臂，其將上述轉向驅動裝置與上述轉向拉桿連接；及轉向拉桿引導件，其引導該轉向拉桿。
於本發明之一實施形態中，上述轉向拉桿具有第1轉向拉桿及第2轉向拉桿，上述連桿機構具有：第1臂及第2臂，其等將上述轉向驅動裝置與上述第1轉向拉桿連接；第3臂及第4臂，其等將上述轉向驅動裝置與上述第2轉向拉桿連接；及轉向拉桿引導件，其引導上述第1轉向拉桿及上述第2轉向拉桿。
於本發明之一實施形態中，上述轉向拉桿引導件具有：第1轉向拉桿引導件，其引導上述第1轉向拉桿；與第2轉向拉桿引導件，其引導上述第2轉向拉桿。
於本發明之一實施形態中，上述轉向拉桿具有第1轉向拉桿與第2轉向拉桿。上述連桿機構具有將上述轉向驅動裝置與上述第1轉向拉桿連接之第1平行連桿。於本發明之一實施形態中，上述連桿機構具有將上述轉向驅動裝置與上述第2轉向拉桿連接之第2平行連桿。
於本發明之一實施形態中，上述轉向驅動裝置具有：馬達，其輸出與上述轉向力相應之驅動力；與減速機，其將該驅動力作為變更上述輪胎之方向之轉向力而輸出至上述轉向拉桿。
[發明之效果]
根據本發明之實施形態，不使用齒條與小齒輪機構就能夠將轉向驅動裝置與轉向拉桿連接，因此，能夠使轉向裝置小型化。
參照附圖對本發明之實施形態進行說明。首先，參照圖1~圖3b對本發明之一實施形態之轉向裝置1進行說明。圖1係本發明之一實施形態之轉向裝置1之概略之框圖，圖2係轉向裝置1之概略圖，圖3a及圖3b表示設置於轉向裝置1之連桿機構40之概略。圖2、圖3a及圖3b表示被適用於車輛之轉向裝置1。圖2表示從車輛之前方觀察之轉向裝置1，圖3a及圖3b表示從車輛之下方觀察之轉向裝置1。
圖示之實施形態中之轉向裝置1具備操作部10、轉向機構20、控制部21、及轉向驅動裝置30。又，轉向裝置1具有設置於轉向驅動裝置30與轉向機構20之間之連桿機構40。於圖1中，省略了連桿機構40之圖示。
操作部10包括方向盤11與轉向軸12。方向盤11由駕駛員握持。駕駛員於要變更車輛之輪胎18之方向時，使方向盤11旋轉。駕駛員亦包括人以外之主體。例如，方向盤11亦可由利用了自動駕駛技術之裝置(機械裝置、駕駛控制裝置)操作。如此，於本說明書中，將對方向盤11進行操作之主體稱為「駕駛員」，但駕駛員並不限定於人。
方向盤11與轉向軸12連接，轉向軸12經由轉向驅動裝置30及連桿機構40與轉向機構20機械地連接。轉向機構20包括轉向拉桿9。藉由駕駛員之旋轉操作而施加於方向盤11之轉向力經由轉向軸12、轉向驅動裝置30向轉向拉桿9傳遞。轉向軸12亦可經由連桿機構40直接與轉向拉桿9機械地連接。
轉向拉桿9具有第1轉向拉桿9a與第2轉向拉桿9b。轉向拉桿9構成為，通過將施加於方向盤11之轉向力傳遞至車輛之輪胎18而變更輪胎18之方向。用於變更輪胎18之方向之力藉由轉向驅動裝置30根據來自駕駛員之轉向力之大小而調整。作為方向盤11、轉向軸12、轉向驅動裝置30、轉向拉桿9及輪胎18之機械連結構造，可應用各種形態。
控制部21以包括扭矩感測器22與控制裝置23之方式構成。扭矩感測器22檢測於轉向軸12產生之扭矩。作為扭矩感測器22，可使用能夠檢測轉向軸12之扭矩之各種感測器。
扭矩感測器22為了檢測於轉向軸12產生之扭矩，既可與轉向軸12直接連接，亦可不與轉向軸102直接連接。扭矩感測器22與轉向軸12之間之機械連接及電性連接並不限定於特定之形態。
控制裝置23根據扭矩信號而控制轉向驅動裝置30。扭矩信號表示由扭矩感測器22檢測到之扭矩之大小。控制裝置23對來自扭矩感測器22之扭矩信號進行處理，並產生用於驅動轉向驅動裝置30之驅動信號。控制裝置23根據扭矩信號所示之扭矩之大小而使轉向驅動裝置30輸出轉向力。控制裝置23之動作並不限定於特定之形態。從轉向驅動裝置30輸出之轉向力最終向轉向機構20之轉向拉桿9傳遞。於轉向軸12與轉向拉桿9直接機械地連接之情形時，控制裝置23使轉向驅動裝置30輸出轉向輔助力。該轉向輔助力被向轉向機構20之轉向拉桿9傳遞。控制裝置23以輸出與來自扭矩感測器22之扭矩信號所示之扭矩之大小相應之轉向輔助力的方式控制轉向裝置30。
轉向驅動裝置30包括馬達31與減速機32。馬達31根據來自驅動裝置23之驅動信號而旋轉，輸出由該驅動信號規定之扭矩。從馬達31輸出之扭矩根據施加於轉向軸12之轉向力而變化。於本發明之一實施形態中，馬達31係電動馬達，轉向驅動裝置30係包括該馬達31之電動式之驅動裝置。作為轉向驅動裝置30，亦能夠使用非電動式之驅動裝置。
從馬達31輸出之扭矩被向減速機32輸出。減速機32使來自馬達31之扭矩增大而產生轉向力。該轉向力被從減速機32向轉向拉桿9輸出。如此，輪胎18之方向藉由來自轉向驅動裝置30之轉向力而變更，因此，駕駛員能夠以較小之力變更車輛之輪胎18之方向。
如圖3a及圖3b所示，於一實施形態中，連桿機構40具有：臂41，其將轉向驅動裝置30與轉向拉桿9連接；與轉向拉桿引導件42，其引導轉向拉桿9。臂41亦可配置於轉向驅動裝置30與轉向拉桿9之間。臂41如圖示般具有複數個臂構件。該複數個臂構件亦可相互藉由銷構件連接。如圖3b所示，連桿機構40構成為，藉由臂41將轉向驅動裝置30之旋轉傳遞至轉向拉桿9。如此，根據圖示之實施形態，能夠藉由連桿機構40將轉向驅動裝置30之旋轉傳遞至轉向拉桿9，使轉向拉桿9正確地移動。如此，於轉向裝置1中，不使用齒條與小齒輪機構就能夠將轉向驅動裝置30與轉向拉桿9連接。
其次，參照圖4至圖6對本發明之另一實施形態之轉向裝置101進行說明。圖4表示從車輛之前方觀察之轉向裝置101，圖5a及圖5b表示從車輛之下方觀察之轉向裝置1。圖6係放大地表示圖4之轉向裝置1所具備之連桿機構之放大圖。
轉向裝置101與圖2所示之轉向裝置1同樣地具備方向盤11、轉向軸12、轉向驅動裝置30及轉向拉桿9。轉向裝置101於具備連桿機構140來替代連桿機構40之點與轉向裝置1不同。以下，主要說明連桿機構140。轉向拉桿9具有第1轉向拉桿9a與第2轉向拉桿9b。
轉向裝置101之連桿機構140具有第1臂43、第2臂44、第3臂45、第4臂46及轉向拉桿引導件47。轉向驅動裝置30與第1轉向拉桿9a藉由第1臂43及第2臂44連接。又，轉向驅動裝置30與第2轉向拉桿9b藉由第3臂45及第4臂46連接。轉向拉桿引導件47引導第1轉向拉桿9a與第2轉向拉桿9b。轉向拉桿引導件47亦可具有引導第1轉向拉桿9a之第1轉向拉桿引導件與引導第2轉向拉桿9b之第2轉向拉桿引導件。
接下來，參照圖6對連桿機構140之各臂之伸出量進行說明。於圖6所示之連桿機構140中，藉由方向盤11之操作，第1轉向拉桿9a及第2轉向拉桿9b移動至附圖之最左方為止。於第1轉向拉桿9a及第2轉向拉桿9b位於附圖之最左方時，第2臂44與第1轉向拉桿9a及第2轉向拉桿9b所成之角度最大。將此時之從第1轉向拉桿9a之軸線中心至第2臂44之前端(第2臂44與第1臂43之間之連接點)為止之距離稱為連桿機構140之最大伸出距離X。於圖6中，為了進行比較，亦圖示具有單一臂40Y來替代第1臂43及第3臂之連桿機構之最大伸出距離Y。如圖示般，具有第1臂43及第3臂45之連桿機構140之最大伸出距離X，較具有單一臂40Y來替代第1臂43及第3臂45之連桿機構之最大伸出距離Y小。因而，能夠藉由連桿機構140減少各臂之伸出量。
其次，參照圖7~圖10b對本發明之另一實施形態之轉向裝置201進行說明。圖7表示從車輛之前方觀察之轉向裝置201，圖8及圖9表示從車輛之下方觀察之轉向裝置201。圖8表示方向盤11位於中立位置時之連桿機構之姿勢，圖9表示方向盤11從中立位置旋轉時之連桿機構之姿勢。圖10a及圖10b係放大地表示轉向裝置201所具有之連桿機構240之放大圖。
轉向裝置201與轉向裝置1及轉向裝置101同樣地具備方向盤11、轉向軸12、轉向驅動裝置30及轉向拉桿9。轉向裝置201於具備連桿機構240來替代連桿機構40之點與轉向裝置1不同。
轉向裝置201之連桿機構240具備將轉向驅動裝置30與第1轉向拉桿9a連接之第1平行連桿48。連桿機構240亦可進而具備將轉向驅動裝置30與第2轉向拉桿9b連接之第2平行連桿49。於圖示之實施形態中，連桿機構240具有第1平行連桿48與第2平行連桿49。連桿機構240亦可僅具有1個平行連桿。於該情形時，於一個平行連桿分別連接有第1轉向拉桿9a與第2轉向拉桿9b。
於本發明之一實施形態中，第1平行連桿48及第2平行連桿49分別具有：大致倒V字狀之第1連桿50，其具有兩個臂構件50a、50b；及大致倒V字狀之第2連桿51，其具有兩個臂構件51a、51b。第1連桿50與第2連桿51於轉向拉桿9a之軸向上配置於不同之位置。第1連桿50與第2連桿51各自之頂部彼此藉由連結構件52連接。又，第1連桿50與第2連桿51藉由平行保持構件53連結。
構成第1連桿50之臂構件50a、50b、及構成第2連桿51之臂構件51a、51b分別具有長孔部54。平行保持構件53以能夠沿著長孔部54滑動之方式設置於第1連桿50及第2連桿51。如圖10a及圖10b所示，平行保持構件53藉由固定銷構件55與第1連桿50及第2連桿51連結。固定銷構件55穿過上述長孔部54。
若位於中立位置之方向盤11藉由駕駛員之操作而旋轉，則如圖9所示，第1平行連桿48以沿著與轉向拉桿9a之長度方向垂直之方向延伸之方式變形，第2平行連桿49以沿著轉向拉桿9b之長度方向延伸之方式變形。藉由該第1平行連桿48與第2平行連桿49之變形而驅動第1轉向拉桿9a與第2轉向拉桿9b，輪胎18之方向被變更成與方向盤11之旋轉方向相對應之方向。
連桿機構240能夠於第1轉向拉桿9a及第2轉向拉桿9b之驅動時，藉由利用平行保持構件53連結之第1平行連桿48及第2平行連桿49中之至少一者而順利地移動(變形)。因此，即使連桿機構240不具有轉向拉桿引導件，亦能夠藉由來自轉向驅動裝置30之轉向力而經由第1平行連桿48及第2平行連桿49中之至少一者，正確地驅動第1轉向拉桿9a及第2轉向拉桿9b。
接下來，對本發明之實施形態所起到之作用效果進行說明。根據上述各實施形態，轉向驅動裝置30與轉向拉桿9藉由連桿機構40、連桿機構140或連桿機構240連接。先前，提供轉向力之驅動裝置與轉向拉桿藉由齒條與小齒輪機構連接。根據上述之各實施形態，轉向驅動裝置30與轉向拉桿9由連桿機構40、連桿機構140或連桿機構240連接，因此，能夠於轉向裝置1、101、201中省略齒條與小齒輪機構。其結果，能夠使轉向裝置1、101、201小型化。
連桿機構40、連桿機構140及連桿機構240由複數個臂構件及用於將複數個臂構件連接起來之銷構件(例如，固定銷構件55)構成，因此，無需具備齒輪構件。由此，於本發明之一實施形態之轉向裝置1、101、201中，能夠減少磨損之構件之件數，因而，能夠使轉向裝置1、101、201之耐久性提高。
根據上述之實施形態，連桿機構40之至少一部分配置於轉向拉桿9之軸線上，因此，能夠使轉向裝置1小型化，又，能夠提昇轉向裝置1之構成構件之佈局之自由度。連桿機構140及連桿機構240亦起到同樣之效果。
以上係本發明之例示之實施形態之說明。上述之各種實施形態並不限定於上述所說明之內容，能夠適用於各種轉向裝置。與上述之各種實施形態中之1個相關聯而進行了說明之各種特徵中之一部分，亦可適用於與另一個實施形態相關聯而進行了說明之轉向裝置。
圖示之轉向裝置1之操作部10、轉向機構20、控制部21及轉向驅動裝置30之具體結構並不限定於本說明書中具體地進行了說明之形態。
1‧‧‧轉向裝置
9‧‧‧轉向拉桿
9a‧‧‧第1轉向拉桿
9b‧‧‧第2轉向拉桿
10‧‧‧操作部
11‧‧‧方向盤
12‧‧‧轉向軸
18‧‧‧車輛之輪胎
20‧‧‧轉向機構
21‧‧‧控制部
22‧‧‧扭矩感測器
23‧‧‧控制裝置
30‧‧‧轉向驅動裝置
31‧‧‧馬達
32‧‧‧減速機
40‧‧‧連桿機構
40Y‧‧‧臂
41‧‧‧臂
42‧‧‧轉向拉桿引導件
43‧‧‧第1臂
44‧‧‧第2臂
45‧‧‧第3臂
46‧‧‧第4臂
47‧‧‧轉向拉桿引導件
48‧‧‧第1平行連桿
49‧‧‧第2平行連桿
50‧‧‧第1連桿
50a‧‧‧臂構件
50b‧‧‧臂構件
51‧‧‧第2連桿
51a‧‧‧臂構件
51b‧‧‧臂構件
52‧‧‧連結構件
53‧‧‧平行保持構件
54‧‧‧長孔部
55‧‧‧固定銷構件
101‧‧‧轉向裝置
140‧‧‧連桿機構
201‧‧‧轉向裝置
240‧‧‧連桿機構
X‧‧‧最大伸出距離
Y‧‧‧最大伸出距離
圖1係本發明之一實施形態之轉向裝置之概略之框圖。
圖2係本發明之一實施形態之轉向裝置之概略圖。
圖3a係圖2之轉向裝置之連桿機構之說明圖。
圖3b係圖2之轉向裝置之連桿機構之說明圖。
圖4係本發明之另一實施形態之轉向裝置之概略圖。
圖5a係圖4之轉向裝置之連桿機構之說明圖。
圖5b係圖4之轉向裝置之連桿機構之說明圖。
圖6係放大地表示圖4之轉向裝置中之連桿機構之放大圖。
圖7係本發明之另一實施形態之轉向裝置之概略圖。
圖8係圖7之轉向裝置之連桿機構之說明圖。
圖9係圖7之轉向裝置之連桿機構之說明圖。
圖10a係放大地表示圖7之轉向裝置之連桿機構之放大圖。
圖10b係放大地表示圖7之轉向裝置之連桿機構之放大圖。
1‧‧‧轉向裝置
9a‧‧‧第1轉向拉桿
9b‧‧‧第2轉向拉桿
11‧‧‧方向盤
12‧‧‧轉向軸
18‧‧‧車輛之輪胎
30‧‧‧轉向驅動裝置
31‧‧‧馬達
32‧‧‧減速機
40‧‧‧連桿機構
Claims (7)
- 一種轉向裝置，其具備：轉向驅動裝置，其根據扭矩信號指示之扭矩大小輸出驅動力，該扭矩信號係表示因方向盤之轉向力而產生於轉向軸上之扭矩之大小；轉向拉桿，其從上述轉向驅動裝置接受驅動力而變更車輛之輪胎之方向；及連桿機構，其將上述轉向驅動裝置與上述轉向拉桿連接；上述連桿機構具有：臂，其將上述轉向驅動裝置與上述轉向拉桿連接；及轉向拉桿引導件，其引導上述轉向拉桿；上述轉向拉桿具有：第1轉向拉桿及第2轉向拉桿；上述連桿機構具有：第1臂構件，其連接於上述轉向驅動裝置；第2臂構件，其藉由銷構件與上述第1臂構件連接，並將上述第1臂構件與上述第1轉向拉桿連接；第3臂構件，其藉由銷構件與上述第1臂構件連接，並將上述第1臂構件與上述第2轉向拉桿連接。
- 一種轉向裝置，其具備：轉向驅動裝置，其根據扭矩信號指示之扭矩大小輸出驅動力，該扭矩信號係表示因方向盤之轉向力而產生於轉向軸上之扭矩之大小；轉向拉桿，其從上述轉向驅動裝置接受驅動力而變更車輛之輪胎之方向；及 連桿機構，其將上述轉向驅動裝置與上述轉向拉桿連接；上述轉向拉桿具有第1轉向拉桿及第2轉向拉桿，上述連桿機構具有：第1臂構件，其連接於上述轉向驅動裝置；第2臂構件，其藉由第1銷構件與上述第1臂構件連接，並將上述第1臂構件與上述第1轉向拉桿連接；第3臂構件，其連接於上述轉向驅動裝置；第4臂構件，其藉由第2銷構件與上述第3臂構件連接，並將上述第3臂構件與上述第2轉向拉桿連接；及轉向拉桿引導件，其引導上述第1轉向拉桿及上述第2轉向拉桿。
- 如請求項1之轉向裝置，其中，上述轉向拉桿引導件具有：第1轉向拉桿引導件，其引導上述第1轉向拉桿；及第2轉向拉桿引導件，其引導上述第2轉向拉桿。
- 如請求項2之轉向裝置，其中，上述轉向拉桿引導件具有：第1轉向拉桿引導件，其引導上述第1轉向拉桿；及第2轉向拉桿引導件，其引導上述第2轉向拉桿。
- 如請求項1之轉向裝置，其中，上述轉向拉桿具有第1轉向拉桿與第2轉向拉桿，上述連桿機構具有將上述轉向驅動裝置與上述第1轉向拉桿連接之第1平行連桿。
- 如請求項5之轉向裝置，其中，上述連桿機構具有將上述轉向驅動裝置與上述第2轉向拉桿連接之第2平行連桿。
- 如請求項1至6中任一項之轉向裝置，其中，上述轉向驅動裝置具有：馬達，其輸出與上述轉向力相應之驅動力；及減速機，其將上述驅動力作為變更上述輪胎之方向之轉向力而輸出至上述轉向拉桿。
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Citations (3)
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- 2019-05-21 TW TW108117464A patent/TWI826450B/zh active
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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