車輛的轉向裝置的製作方法

2023-04-26 15:30:36 4

本實用新型大體涉及一種車輛的轉向裝置。

背景技術：

例如，在JP2009-96409A(以下稱為專利文獻1)中公開了一種已知的車輛的轉向裝置，其包括將轉向軸的角度調整到期望的傾轉角的電動傾轉機構。專利文獻1中公開的電動傾轉轉向裝置包括可旋轉地支撐轉向軸的外罩。該外罩經由第一擺動軸被可擺動地安裝在車輛本體上。擺動臂經由第二擺動軸被可旋轉地安裝在車輛本體上，該第二擺動軸被設置為基本上平行於第一擺動軸。擺動臂沿旋轉方向的第一側可旋轉地連接到外罩。設置成基本上平行於外罩的傾轉螺杆被可旋轉地支撐在外罩上。傾轉螺杆連接到電機，並且螺紋連接到可動螺帽構件。擺動臂沿旋轉方向的第二側連接到可動螺帽構件。傾轉螺杆的第一端經由限制裝置沿軸向被可旋轉地支撐在外罩上。傾轉螺杆的第二端的內周面設有內部花鍵。電機連接到設有外部花鍵的輸出旋轉軸。輸出旋轉軸的外部花鍵與傾轉螺杆的內部花鍵嚙合，使得輸出旋轉軸能夠沿軸向移動。專利文獻1中公開的發明的效果被描述成，因為僅傾轉螺杆的第一端被可旋轉地支撐在外罩上，而傾轉螺杆的第二端被花鍵式連接到輸出旋轉軸，壓縮力並不作用在傾轉螺杆上，並且並不像已知的電動傾轉轉向裝置，旋轉阻力並不施加到傾轉螺杆(專利文獻1的第[0008]、[0009]段中描述)。

根據專利文獻1中公開的電動傾轉轉向裝置，可動柱構件(專利文獻1的圖1中示出的上部外罩)沿軸向經由軸承構件(專利文獻1的圖1中示出的軸瓦構件)被可動地保持在主外殼(專利文獻1的圖1中示出的下部外罩)處。聯接機構(專利文獻1的圖2中示出的擺動臂)繞樞軸(專利文獻1的圖2中的第二旋轉軸)被可擺動地支撐。這樣的連接結構在已知的轉向裝置中被採用。在沿正交於轉向軸的軸線的方向施加負載(例如，衝擊負載)的情況下，因為負載被輸入為相對於主外殼在軸承構件與樞軸之間施加的撓矩，所以至少在靠近軸承構件的位置期望可處理撓矩的結構或材料。因此，轉向裝置的重量很難減小。

因此需要可以進一步減小主外殼的重量的車輛的轉向裝置。

技術實現要素：

根據本實用新型的一個方案，一種車輛的轉向裝置包括：固定支架，其被固定到車輛本體；主外殼，其被支撐為能夠相對於固定支架擺動，作為殼體的該主外殼沿車輛本體的前後方向延伸，並且包括沿前後方向設置在主外殼的相對兩端處的第一開口部和第二開口部；可動柱構件，其作為經由主外殼的第一開口部設置在主外殼中的柱形本體；轉向軸，其設置在可動柱構件中，該轉向軸被支撐為能夠與可動柱構件一起沿轉向軸的軸向相對於主外殼移動；聯接機構，其被支撐為能夠相對於固定支架繞第一樞軸擺動，該聯接機構被支撐為能夠相對於主外殼繞第二樞軸擺動，第一樞軸和第二樞軸的其中每個樞軸均設置成正交於轉向軸的軸線；電動傾轉機構，其通過操作聯接機構來調整轉向軸到預定的傾轉角；以及至少第一軸承構件和第二軸承構件，其設置在主外殼與可動柱構件之間，第一軸承構件和第二軸承構件的其中一個軸承構件相對於第一軸承構件和第二軸承構件的其中另一個軸承構件設置在車輛本體的後方，該一個軸承構件包括設置在一個面中的部分，該面包括第二樞軸並且與轉向軸的軸線正交。

根據上述構造，包括電動傾轉機構的轉向裝置包括設置在主外殼與可動柱構件之間的至少第一軸承構件和第二軸承構件。至少第一軸承構件和第二軸承構件的其中一個軸承構件相對於第一軸承構件和第二軸承構件的其中另一個軸承構件設置在車輛的後方。因為該一個軸承構件包括了包括第二樞軸並且與轉向軸的軸線正交的面，所以沿軸線的正交的方向施加的負載(該負載被輸入到主外殼)作為張力或壓縮力施加到第二軸承構件。因此，可防止靠近主外殼的第二軸承構件的位置處出現撓矩。其結果是，主外殼的材料可比已知的裝置更薄，或者可改變為具有低比重的材料。因此，主外殼的重量可進一步降低。

根據本實用新型的另一方案，固定支架和主外殼形成為具有沿轉向軸的軸線的正交方向的空隙，並且第一樞軸和第二樞軸設置在該空隙處。

根據轉向裝置的構造，因為固定支架和主外殼形成為具有沿轉向軸的正交方向的空隙，並且第一軸承構件和第二樞軸設置在該空隙處，所以能夠可靠地防止產生撓矩，並且可節省空間。

根據本實用新型的另一方案，第一軸承構件和第二軸承構件的其中每個軸承構件均對應於金屬制的滑動軸承。

根據轉向裝置的構造，可保持第一軸承構件和第二軸承構件的剛度。

根據本實用新型的另一方案，電動傾轉機構包括：電動機，其被能擺動地支撐在主外殼上；傾轉螺杆軸，其被電動機旋轉地驅動；以及螺帽構件，其被螺紋連接到傾轉螺杆軸上，同時被能旋轉地支撐在聯接機構上，螺帽構件響應於螺帽構件繞傾轉螺杆軸的軸線的旋轉而沿軸向移動。

根據轉向裝置的構造，電動傾轉機構可被容易地且合適地安裝在主外殼和聯接機構上。

附圖說明

參照附圖，本實用新型的上述和其它特徵和特性從以下詳細描述中將變得更加顯而易見，附圖中：

圖1是根據本文公開的實施例的轉向裝置的橫向剖視圖；

圖2是根據該實施例的轉向裝置的側視圖；以及

圖3是根據該實施例的轉向裝置的立體圖。

具體實施方式

以下將參照附圖解釋本實用新型的期望的實施例。圖1和圖2示出了根據本實用新型的實施例的轉向裝置的整體結構。轉向裝置包括固定支架1、主外殼2、可動柱構件3以及轉向軸4。固定支架1被固定到車輛本體V。主外殼2被支撐為能夠相對於固定支架1擺動，並且作為沿車輛本體V的前後方向延伸並且包括第一開口部和第二開口部的殼體，該第一開口部和第二開口部沿前後方向設置在主外殼2的相對兩端處。在此，車輛本體V的前後方向可包括車輛本體V的平行於路面的方向，此外還可包括車輛本體V的相對於路面傾斜的方向。作為柱形本體的可動柱構件3經由主外殼2的第一開口部設置在主外殼2中。轉向軸4設置在可動柱構件3中，並且與可動柱構件3一同被可沿軸向移動地支撐在主外殼2上。轉向裝置還包括聯接機構LM和電動傾轉機構MT。聯接機構LM被支撐為能夠相對於固定支架1繞第一樞軸P1擺動，並且能夠相對於主外殼2繞第二樞軸P2擺動。第一樞軸P1和第二樞軸P2的其中每個樞軸均正交於轉向軸4的軸線。電動傾轉機構MT通過操作聯接機構LM以期望的傾轉角調整轉向軸4。電動傾轉機構MT響應於聯接機構LM的操作而以期望的傾轉角調整轉向軸4，並且調整轉向輪(即，方向盤)W的操作位置。

該實施例的轉向軸4包括上軸4a和下軸4b。上軸4a形成為柱形，並且包括連接到轉向輪W的後端部。下軸4b花鍵式連接到上軸4a的前端部。轉向軸經由可動柱構件3被支撐在主外殼中。上軸4a和下軸4b沿軸向相對地且可動地彼此連接。下軸4b的前端部連接到車輪轉動機構。轉向輪W操作該車輪轉動機構，該車輪轉動機構經由車輪轉向機構轉動車輪。

根據該實施例，第一軸承構件B1和第二軸承構件B2設置在主外殼2與可動柱構件3之間。第二軸承構件B2的設置在車輛本體V的後部(靠近轉向輪W的位置)的一部分包括第二樞軸P2，並且設置在與轉向軸4的軸線正交的面PB中。根據該實施例，第一軸承構件B1和第二軸承構件B2的其中每個軸承構件均對應於金屬制滑動軸承。替代地，滑動構件B1、B2可由樹脂製成。第一軸承構件B1和第二軸承構件B2設置在沿轉向軸4的軸線的正交方向的空隙(圖1中的G)處，該空隙形成在固定支架1與主外殼2之間。與已知的轉向裝置相似，可動柱構件3包括上管(內管)3a和的下管(外管)3b，上管3a壓配合到的下管3b中。

該實施例的電動傾轉機構MT包括電動機5、傾轉螺杆軸6以及螺帽構件7。電動機5被能夠繞輸出旋轉軸旋轉地支撐在主外殼上。傾轉螺杆軸6對應於被電動機5旋轉地驅動的梯形螺杆。螺帽構件7螺紋連接在傾轉螺杆軸6上，並且響應於繞傾轉螺杆軸6的軸線的旋轉而沿軸向移動。聯接機構LM被可擺動地支撐在螺帽構件7上，並且被支撐為能夠相對於固定支架1和主外殼2擺動。

電動機5包括減速齒輪5a和連接部5b，並且被支撐為能夠繞電機樞軸(圖2中的P0)旋轉。減速齒輪5a例如包括蝸軸和蝸輪。電動機5的輸出旋轉軸經由減速齒輪5a連接到傾轉螺杆軸6。電動機5的輸出扭矩被適當地控制，並且被傳輸到螺帽構件7。螺帽構件7也稱為傾轉螺帽或傾轉滑塊，並且螺帽構件7的沿軸向的相對兩端部設有止動器S、S。

如圖3中所示，該實施例的聯接機構LM對應於搖臂(bellcrank)機構，該搖臂機構包括聯接構件8，該聯接構件當從側面看時形成為L形，並且當從前方觀察時形成為π形。連接構件8以兩側對稱的方式設置在轉向軸4處，並且被能夠繞第一樞軸P1旋轉地支撐在固定支架1的一對腿部1b、1b上。螺帽構件7設置在聯接構件8的一對L形腿部8b、8b之間，並且被支撐為能夠繞第三樞軸P3旋轉。如此，聯接構件8被支撐為能夠相對於螺帽構件7繞第三樞軸P3旋轉。如以上所述，聯接構件8被支撐為能夠相對於固定支架1繞第一樞軸P1旋轉，並且被支撐為能夠相對於主外殼2繞第二樞軸P2旋轉。

在電動傾轉機構MT中，當電動機5旋轉時，傾轉螺杆軸6繞軸線旋轉，並且螺帽構件7響應於傾轉螺杆軸6的旋轉而沿傾轉螺杆軸6的軸向移動。與此一起，聯接構件8繞第一樞軸P1擺動，並且主外殼2(與可動柱構件3、轉向軸4和轉向輪W一起)繞擺動中心C擺動。因此，轉向輪W沿車輛本體V的上下方向移動。

如此，當轉向輪W向車輛本體V的上方移動時，電動機5旋轉(例如，正轉)。螺帽構件7沿軸向朝向電機樞軸P0(沿靠近電機樞軸P0的方向)移動，同時響應於電動機5的旋轉、沿著傾轉螺杆軸6、繞電機樞軸P0(與傾轉螺杆軸6一起)旋轉。其結果是，主外殼2(與可動柱構件3、轉向軸4和轉向輪W一起)繞擺動中心C沿逆時針方向擺動(向上掃掠)。轉向輪W的操作位置傾轉或者從中立位置繞擺動中心C向上傾斜一預定角度(例如，角度α)，並且達到最頂部的水平位置。

另一方面，當轉向輪W向車輛本體的下方移動時，電動機5沿反向旋轉。螺帽構件7(以及傾斜螺杆軸6)沿軸向遠離電機樞軸P0(沿遠離電機樞軸P0的方向，圖1中的右方)移動，同時響應於電動機5的旋轉而繞電機樞軸P0旋轉。其結果是，主外殼2(與可動柱構件3、轉向軸4和轉向輪W一起)經由聯接機構LM繞擺動中心C沿順時針方向擺動(向下掃掠)。轉向輪W的操作位置傾轉或者從中立位置繞擺動中心C向下傾斜預定角度(例如，角度β)，並且達到最底部的水平位置。

在沿轉向軸4的軸線的正交方向從轉向輪W所在的一側施加負載(例如，衝擊負載)時，因為(如上所述)第二軸承構件B2的一部分設置在包括第二樞軸P2並且與轉向軸4的軸線正交的面PB中，所以負載作為張力或壓力施加到第二軸承構件B2。因此，可阻止在靠近第二軸承構件B2的位置處產生撓矩。其結果是，主外殼2的材料可比已知的裝置更薄，或者可改變為具有低比重的材料，例如，輕金屬或者樹脂。因此，主外殼2的重量可進一步降低。此外，因為第一樞軸P1和第二樞軸P2設置在圖1中的空隙G處，所以能夠可靠地阻止產生撓矩，並且可節省空間。

替代地，圖1中的轉向裝置可包括伸縮機構。例如，電動傾斜機構MT可與電動伸縮機構一起實施。因此，可動柱構件3、轉向軸4和轉向輪W可沿軸向相對於主外殼2一體地移動。其結果是，轉向輪W可沿車輛本體V的前後方向被調整到期望的位置。