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线控转向式操舵装置

阅读：75发布：2021-02-23

IPRDB可以提供线控转向式操舵装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的课题在于提供一种线控转向式操舵装置，其中，可短时间而可靠地将动力传递机构的动力进行传递、分离。该装置包括：不以机械方式与转向用的转向轴(10)连接的方向盘(1)；转向角传感器(2)；转向阻力电动机(4)；控制转向轴驱动用电动机(6)与转向阻力电动机(4)的转向控制部(5a)。设置将动力从转向轴驱动用电动机(6)传递给转向轴(10)的动力传递机构(18)，在其中途设置进行动力的传递、分离的切换机构(17)。切换机构(17)包括离合机构(54)，该机构包括：在轴向并列、可进行轴向移动并且可相对旋转的输入部件(38)与输出部件(37、21B)；设置于该两个部件中的一个上的离合槽(21Ba)；设置于两个部件中另一个上的、通过轴向移动而在径向偏置地与离合槽(21Ba)卡合脱离的离合滚动体(54)。，下面是线控转向式操舵装置专利的具体信息内容。

权利要求

1. 一种线控转向式操舵装置，该线控转向式操舵装置包括：方向盘，该方向盘不以机械方式与转向用的转向轴连接；转向角传感器，该转向角传感器检测该方向盘的转向角；转向阻力电动机，该转向阻力电动机对上述方向盘施加阻力转矩；转向控制部，该转向控制部控制该转向阻力电动机和驱动上述转向轴的转向轴驱动用电动机，其中，根据运转状态检测信号，通过上述转向控制部对上述转向轴驱动用电动机进行控制，该运转状态检测信号包括上述转向角传感器所检测的转向角的信号，其特征在于，设置动力传递机构，该动力传递机构将动力从上述转向轴驱动用电动机传递给上述转向轴，并且在动力传递机构的中途设置切换机构，该切换机构将动力切换到传递的状态和隔断的状态；上述切换机构包括离合机构，该离合机构包括：在轴向并列、端部相互接触、能在轴向移动并且能相对旋转的输入部件和输出部件；离合槽，该离合槽在轴向延伸地设置于该输入部件和输出部件中的一个上；离合滚动体，该离合滚动体设置于该输入部件和输出部件中的另一个上，通过输入部件和输出部件的轴向移动，相对上述离合槽在径向通过弹性体而偏置、实现卡合脱离。

2.根据权利要求I所述的线控转向式操舵装置，其中，上述输入部件和输出部件中的任意一个部件为轴部件，另一部件由轴部件和下述的部件构成，该部件以能旋转的方式与该轴部件成一体连接，并且具有嵌合孔，该嵌合孔以能轴向相对移动的方式嵌合于上述一个部件的外周上。

3.根据权利要求I所述的线控转向式操舵装置，其中，作为上述动力传递机构，在转向动力传递机构以外还设置前束角调整动力传递机构，而该转向动力传递机构将动力从作为上述转向轴驱动用电动机的一个的转向电动机传递给上述转向轴，进行转向，该前束角调整动力传递机构将动力从作为上述转向轴驱动用电动机的另一个的前束角调整用电动机传递给上述转向轴，进行前束角调整，在上述转向电动机发生故障时，通过上述切换机构的离合机构将上述前束角调整用电动机的动力传递给转向动力传递机构，通过前束角调整用电动机进行转向。

4.根据权利要求3所述的线控转向式操舵装置，其中，上述切换机构包括第二离合机构，该第二离合机构为与上述离合机构相同的结构，其中，上述输出部件相对装置外壳，以不能旋转而能在轴向移动的方式支承，在通过前束角调整用电动机进行转向时，通过上述切换机构的第二离合机构将上述前束角调整动力传递机构固定。

5.根据权利要求I所述的线控转向式操舵装置，其中，在上述离合机构中的输入部件和输出部件中的设置上述离合槽的部件上，按照在轴向与离合槽邻接的方式设置与部件中心轴同轴心的截面呈圆形的非槽面，使输入部件和输出部件通过外力向轴向移动，在上述离合滚动体位于与上述非槽面面对的轴向位置时，隔断从输入部件到输出部件的动力传递，在上述离合滚动体位于与上述离合槽面对的轴向位置时，离合滚动体与离合槽卡合，能将动力从输入部件传递给输出部件。

6.根据权利要求I所述的线控转向式操舵装置，其中，在上述离合机构中的输入部件和输出部件中的设置上述离合槽的部件上，按照在轴向与离合槽邻接的方式设置轴承，使输入部件和输出部件通过外力向轴向移动，在上述离合滚动体位于与上述轴承的轨道圈周面面对的轴向位置时，隔断从输入部件到输出部件的动力传递，在上述离合滚动体位于与上述离合槽面对的轴向位置时，离合滚动体与离合槽卡合，能将动力从输入部件传递给输出部件。

7.根据权利要求6所述的线控转向式操舵装置，其中，上述轴承为滚动轴承。

8.根据权利要求I所述的线控转向式操舵装置，其中，上述离合滚动体通过弹簧向径向偏置。

9.根据权利要求I所述的线控转向式操舵装置，其中，上述离合槽的截面形状为梯形。

10.根据权利要求5所述的线控转向式操舵装置，其中，上述离合槽中的与上述非槽面或上述轴承的轨道圈周面邻接的端部的槽底面为朝向非槽面或轴承的轨道圈周面平缓地倾斜的锥面。

11.根据权利要求I所述的线控转向式操舵装置，其中，上述离合滚动体为滚珠。

12.根据权利要求I所述的线控转向式操舵装置，其中，上述离合滚动体为销。

13.根据权利要求I所述的线控转向式操舵装置，其中，上述离合滚动体的设置位置为在轴向并列的多个位置。

说明书全文

线控转向式操舵装置

[0001] 相关申请

[0002] 本申请要求申请日为2010年5月13日、申请号为日本特愿2010-110936号申请的优先权，通过参照其整体，作为构成本申请的一部分的内容而被引用。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种线控转向式操舵装置，其中，通过不以机械方式与转向用的转向轴连接的方向盘而进行转向。

背景技术

[0004] 针对这种线控转向式操舵装置，人们提出下述的构成，其通过使具有花键的轴部件在轴向移动，切换动力传递机构的动力的传递（专利文献I)。即，在该场合的花键卡合机·构中，使轴部件和筒部件在轴向相对移动，通过将外花键齿和内花键齿卡合脱离而进行动力的传递、切断，在该轴部件的外周面上具有外花键齿，在该筒部件的内周面上具有内花键齿，该筒部件外嵌于上述轴部件上。

[0005] 另外，在花键卡合中，必须要求将外花键齿和内花键齿卡合时的相位对准，作为顺利地进行该卡合的对策，人们提出有下述的方案（专利文献2)，其中，在各花键齿的端部设置作为相位导向部的尖头部。

[0006] 背景技术文献

[0007] 专利文献

[0008] 专利文献I :日本特开2010-163016号公报

[0009] 专利文献2 ：日本特开2005-205923号公报

发明内容

[0010] 发明要解决的课题

[0011] 但是，在专利文献I中给出的花键卡合机构中，在将轴部件的外花键齿和筒部件的内花键齿卡合时，如果两个花键齿的相位没有对准，则无法卡合，必须进行相位对准。

[0012] 另外，像在专利文献2所述的那样，即使在外花键齿、内花键齿上设置作为相位导向部的尖头部的情况下，仍难以短时间而可靠地将两个花键齿卡合。

[0013] 本发明的目的在于提供一种线控转向式操舵装置，其中，可短时间而可靠地进行动力传递机构的动力的传递、分离。

[0014] 解决课题的技术方案

[0015] 本发明的线控转向式操舵装置包括：方向盘，该方向盘不以机械方式与转向用的转向轴连接；转向角传感器，该转向角传感器检测该方向盘的转向角；转向阻力电动机，该转向阻力电动机对上述方向盘施加阻力转矩；转向控制部，该转向控制部控制该转向阻力电动机和驱动上述转向轴的转向轴驱动用电动机，其中，根据运转状态检测信号，通过上述转向控制部对上述转向轴驱动用电动机进行控制，该运转状态检测信号包括上述转向角传感器所检测的转向角的信号，而且，设置动力传递机构，该动力传递机构将动力从上述转向轴驱动用电动机传递给上述转向轴，并且在动力传递机构的中途设置切换机构，该切换机构将动力切换到传递的状态和隔断的状态，上述切换机构包括离合机构，该离合机构包括：在轴向并列、端部相互接触、能在轴向移动并且可相对旋转的输入部件和输出部件•’离合槽，该离合槽在轴向延伸地设置于该输入部件和输出部件中的一个上；离合滚动体，该离合滚动体设置于该输入部件和输出部件中的另一个上，通过输入部件和输出部件的轴向移动，相对上述离合槽在径向通过弹性体而偏置，实现卡合脱离。

[0016] 按照该方案，由于采用实现离合滚动体相对离合槽的卡合脱离的离合机构，进行输入部件和输出部件之间的连接·分离的切换动作，故在离合滚动体的相位和离合槽的相位一致时，离合滚动体与离合槽卡合。由此，在切换动作中，不必将相位对齐，可缩短时间，可靠地进行切换动作。

[0017] 也可在本发明中，上述输入部件和输出部件中的任意一个部件为轴部件，另一部件由轴部件和下述的部件构成，该部件以能旋转的方式与该轴部件成一体连接，并且具有嵌合孔，该嵌合孔以能轴向相对移动的方式嵌合于上述一个部件的外周上。·

[0018] 还可在本发明中，作为上述动力传递机构，在转向动力传递机构以外还设置前束角调整动力传递机构，而该转向动力传递机构将动力从作为上述转向轴驱动用电动机的一个的转向电动机传递给上述转向轴，进行转向，该前束角调整动力传递机构将动力从作为上述转向轴驱动用电动机的另一个的前束角调整用电动机传递给上述转向轴，进行前束角调整，在上述转向电动机发生故障时，通过上述切换机构的离合机构将上述前束角调整用电动机的动力传递给转向动力传递机构，通过前束角调整用电动机进行转向也可。

[0019] 按照该方案，除设置转向电动机、与将动力从该转向电动机，传递给转向轴以进行转向的转向动力传递机构，另设置前束角调整用电动机、与将动力从该前束角调整用电动机传递给转向轴以进行前束角调整的前束角调整动力传递机构，在转向电动机发生故障时，通过上述切换机构的离合机构，将上述前束角调整用电动机的动力传递给转向动力传递机构，通过前束角调整用电动机进行转向。由此，即使在使车轮转向的转向电动机发生故障时，仍可将前束角调整用电动机的旋转用于转向用的驱动源，进行转向。另外，即使在转向电动机正常时，由于前束角调整用电动机用作调整车轮的前束角的驱动源，故与仅仅设置在转向电动机发生故障时而动作的辅助电动机的已有例子的场合相比较，可形成经济的方案。

[0020] 也可在本发明中，上述切换机构包括第二离合机构，该第二离合机构为与上述离合机构相同的结构，其中，上述输出部件相对装置外壳，以不能旋转而能在轴向移动的方式支承，在通过前束角调整用电动机进行转向时，通过上述切换机构的第二离合机构将上述前束角调整动力传递机构固定。

[0021] 还可在本发明中，在上述离合机构中的输入部件和输出部件中的设置上述离合槽的部件上，按照在轴向与离合槽邻接的方式设置与部件中心轴同轴心的截面呈圆形的非槽面，使输入部件和输出部件通过外力向轴向移动，在上述离合滚动体位于与上述非槽面面对的轴向位置时，隔断从输入部件到输出部件的动力传递，在上述离合滚动体位于与上述离合槽面对的轴向位置时，离合滚动体与离合槽卡合，能将动力从输入部件传递给输出部件。[0022] 也可在本发明中，在上述离合机构中的输入部件和输出部件中的设置上述离合槽的部件上，按照在轴向与离合槽邻接的方式设置轴承，使输入部件和输出部件通过外力向轴向移动，在上述离合滚动体位于与上述轴承的轨道圈周面面对的轴向位置时，隔断从输入部件到输出部件的动力传递，在上述离合滚动体位于与上述离合槽面对的轴向位置时，离合滚动体与离合槽卡合，能将动力从输入部件传递给输出部件。在此场合，上述轴承也可为比如滚动轴承。

[0023] 也可在本发明中，上述离合滚动体通过弹簧向径向偏置。

[0024] 最好，在本发明中，上述离合槽的截面形状为梯形。

[0025] 最好，在本发明中，上述离合槽中的与上述非槽面或上述轴承的轨道圈周面邻接的端部的槽底面为朝向非槽面或轴承的轨道圈周面平缓地倾斜的锥面。像这样，在离合槽的端部的槽底面为锥面的场合，可顺利地进行离合滚动体相对离合槽的卡合脱离。

[0026] 在本发明中，上述离合滚动体既可为滚珠也可为销。

[0027] 还可在本发明中，上述离合滚动体的设置位置为在轴向并列的多个位置。在像这样，离合滚动体的设置位置为多个位置的场合，可增加动力传递的转矩容量。

附图说明

[0028] 根据参照附图的下面优选的实施方式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施方式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相当的部分。

[0029] 图I为表示本发明的一个实施方式的线控转向式操舵装置的外观结构的方框图；

[0030] 图2为该线控转向式操舵装置的转向轴驱动部的正常动作时的纵向剖视图；

[0031] 图3为该转向轴驱动部中的转向电动机发生故障时的纵向剖视图；

[0032] 图4(A)为图2的IV部分的放大剖视图，表示该转向轴驱动部的正常动作时的状态，图4(B)为表示该部分的离合机构的放大纵向剖视图；

[0033] 图5(A)为图2的V部分的放大剖视图，表示该转向轴驱动部的正常动作时的状态，图5(B)为表示该部分的离合机构的放大纵向剖视图；

[0034] 图6(A)为与图4(A)相同部分的转向电动机发生故障时的部分放大剖视图，图6(B)为该部分的离合机构的放大纵向剖视图；

[0035] 图7(A)为与图5㈧相同部分的转向电动机发生故障时的部分放大剖视图，图7(B)为该部分的离合机构的放大纵向剖视图；

[0036] 图8(A)为表示应用本实施方式的线控转向式操舵装置中的离合机构的提案例的离合脱离状态的部分放大剖视图，图8(B)为该部分的离合机构的放大纵向剖视图；

[0037] 图9(A)为表示本方案例子的离合结合状态的部分放大剖视图，图9(B)为该部分的离合机构的放大剖视图。

具体实施方式

[0038] 根据附图，对本发明的一个实施方式进行说明。该线控转向式操舵装置的基本结构像图I的方框图所示的那样，包括驾驶者操舵的方向盘I ;转向角传感器2 ;操舵转矩传感器3 ;转向阻力电动机4 ;经由转向节臂12和系杆11而连接于左右的车轮13上的转向用的可轴向移动的转向轴10 ;驱动该转向轴10的转向轴驱动部14 ;转向角传感器8 ;具有转向控制部5a的ECU(电动控制组件）5。ECU5和其转向控制部5a由具有微型计算机和其控制程序的电子电路等构成。

[0039] 方向盘I不以机械方式与转向用的转向轴10连接。相对方向盘1，设置转向角传感器2和转向转矩传感器3，连接有转向阻力电动机4。转向角传感器2为检测方向盘I的转向角的传感器。转向转矩传感器3为检测作用于方向盘I上的转向转矩的传感器。转向阻力电动机4为对方向盘I施加阻力转矩的电动机。

[0040] 图2通过纵向剖视图而表示驱动转向轴10的转向轴驱动部14的正常时的细节。在该转向轴驱动部14上设置转向机构15、前束角调整机构16与切换机构17，该转向机构15使转向轴10在轴向移动，进行车轮13的转向，该前束角调整机构16进行车轮13的前束角调整。

[0041] 上述转向机构15包括转向电动机6，该转向电动机6为驱动转向轴10的转向轴驱动用电动机的一个；转向动力传递机构18,该机构18将动力从该转向电动机6传递给转向轴10，进行转向。转向电动机6以其输出轴6a与转向轴10平行的姿态，支承于转向轴驱动部14的外壳19上。在转向轴10的一部分（图2的右侧部分）上形成有丝杠部10a。转向动力传递机构18由下述部件构成，该部件为：固定于转向电动机6的输出轴6a上的输出齿轮20 ;第一中间齿轮21A，该第一中间齿轮21A通过花键而嵌合于与转舵轴10平行设置的第一中间轴37的一部分上,与上述输出齿轮20卩齿合；第二中间齿轮21B,该第二中间齿轮21B通过花键嵌合而安装于上述第一中间轴37的另一部分上；滚珠螺母23，该滚珠螺母23与上述转向轴10的丝杠部IOa螺合；输入齿轮22，该输入齿轮22固定于该滚珠螺母23上，与上述第二中间齿轮21B啮合。由此，转向电动机6的旋转输出经由第一中间齿轮21A、第一中间轴37、第二中间齿轮21B、输入齿轮22而传递给滚珠螺母23，将滚珠螺母23的旋转转换为向转舵轴10的轴向的移动，进行转向。

[0042] 第一中间齿轮21A经由滚动轴承24支承于上述外壳19上。第一中间齿轮21A经由键25与第一中间轴37嵌合。另外，由于第二中间齿轮21B也通过花键而与第一中间轴37嵌合，故允许第一中间轴37向轴向的移动。第二中间齿轮21B经由另一滚动轴承26支承于上述外壳19上。输入齿轮22也经由滚动轴承27支承于上述外壳19上。

[0043] 上述前束角调整机构16包括前束角调整用电动机7，该前束角调整用电动机7为驱动转向轴10的转向轴驱动用电动机的另一个；前束角调整动力传递机构28，该前束角调整动力传递机构28将动力从该前束角调整用电动机7传递给转向轴10，进行前束角调整。前束角调整用电动机7以其输出轴7a与转舵轴10平行的姿态，支承于转向轴驱动部14的外壳19上。在转舵轴10的一部分（图2的左侧部分）上形成花键齿10b。前束角调整动力传递机构28由下述部件构成，该部件包括固定于前束角调整用电动机7的输出轴7a上的输出齿轮29 ;第一中间齿轮31A，该第一中间齿轮31A与转向轴10平行地与上述第一中间轴37邻接，嵌合于与上述第一中间轴37同轴地设置的第二中间轴38的一部分上，与上述输出齿轮29啮合；第二中间齿轮31B，该第二中间齿轮31B通过花键嵌合而安装于上述第二中间轴38的另一部分上；花键螺母33，该花键螺母33与上述转向轴10的花键齿IOb嵌合；输入齿轮32，该输入齿轮32固定于该花键螺母33上，与上述第二中间齿轮3IB啮合。

[0044] 由此，前束角调整用电动机7的旋转输出经由输出齿轮29、第一中间齿轮31A、第二中间轴38、第二中间齿轮31B、输入齿轮32而传递给花键螺母33，通过花键螺母33的旋转，使转向轴10旋转，通过后述的前束角调整用螺杆部IOc的作用，进行车轮13的前束角调整。转向轴10的花键齿IOb和花键螺母33既可为滑动接触的类型，也可为滚动接触的类型。第一中间轴37和第二中间轴38按照在相互面对的轴端之间设置推力轴39(图4(A))的方式压靠。由此，两个中间轴37、38可相对旋转。

[0045] 第一中间齿轮31A经由滚动轴承34支承于上述外壳19上。第一中间齿轮31A经由键30与第二中间轴38嵌合，第二中间齿轮31B也通过花键而嵌合于第二中间轴38上，由此，允许第二中间轴38向轴向的移动。第二中间齿轮31B经由另一滚动轴承35A、35B支承于上述外壳19上。输入齿轮32也经由滚动轴承36，支承于上述外壳19上。

[0046] 上述前束角调整机构16独立于上述前束角调整用电动机7和前束角调整动力传递机构28，包括分别螺合有形成于转向轴10的两端上的左右的系杆11的前束角调整用螺杆部10c。这些前束角调整用螺杆部IOc由相互相反的内螺纹部构成，通过转向轴10的一个方向的旋转，左右的系杆11相互突出，通过转向轴10的另一个方向的旋转，左右的系杆11相互后退。前束角调整用螺杆部IOc比如为梯形螺杆。另外，还可在前束角调整用螺杆部IOc上设置止转部。

[0047] 切换机构17为下述机构，其在转向电动机6发生故障时，将转向电动机6与上述转向动力传递机构18切断开，并且将前束角调整动力传递机构28固定，将前束角调整用电动机7作为驱动源进行转向。该切换机构17设置于转向动力传递机构18和前束角调整动力传递机构28的中途部分上。切换机构17包括直线运动促动器42，该直线运动促动器42使上述第一和第二中间轴37、38在轴向移动；离合机构51，该离合机构51将前束角调整用电动机7的旋转输出从前束角调整动力传递机构28切换传递到转向动力传递机构18 ;固定前束角调整动力传递机构28的固定机构43。直线运动促动器42由比如，直线螺线管、液压驱动缸或气缸构成，其动作杆42a压靠于与第一中间轴37中的压靠于第二中间轴38上的端部相反一侧的端部上。在第一中间轴37和直线促动器42的动作杆42a的相互面对的轴端之间，设置图中未示出的推力轴承，由此，第一中间轴37可相对动作杆42a而旋转。

[0048] 切换机构17的上述离合机构51像图4(A)以放大方式所示的那样，包括构成输入部件的上述第二中间轴38 ;构成输出部件的上述第一中间轴37和上述第二中间齿轮21B，该第二中间齿轮21B以可旋转的方式成一体地连接于上述第一中间轴37上，该2中间齿轮21B具有嵌合于第二中间轴38的外周的嵌合孔53 ;离合槽21B a(图4 (B)，该离合槽21Ba在轴向延伸而设置于该中间齿轮21B的嵌合孔53的一部分上；离合滚动体54，该离合滚动体54设置于构成输入部件的上述第二中间轴38上，通过上述两个中间轴37、38的轴向移动，与上述离合槽21Ba卡合脱开。离合槽21B a的截面形状为梯形。离合滚动体54由滚珠构成，像图4(B)的剖视图所示的那样，接纳于接纳孔55内，通过弹簧等的弹性体56向外径方向偏置，该接纳孔55在径向贯通而形成于第二中间轴38中。另外，作为离合机构51的另一结构，也可将离合滚动体54设置于中间齿轮21B侧，将离合槽21B a设置于第二中间轴38侧。

[0049] 在第二中间齿轮21B的嵌合孔53中，设置截面为圆形的非槽面57，其与离合槽21Ba的轴向左侧邻接，与作为部件中心轴的齿轮中心轴同心的圆筒面构成，像图4(A)那样，在上述离合滚动体54位于与上述非槽面57面对的位置时，隔断动力从第二中间轴38向第二中间齿轮21B的传递。另外，如果上述离合滚动体54位于与上述离合槽21Ba面对的轴向位置，则在离合滚动体54的相位和离合槽21Ba的相位一致时，可通过弹性体56的向外径侧的偏置，将离合滚动体54与离合槽21Ba卡合，将动力从第二中间轴38传递给第二中间齿轮21B。在这里，在第二中间齿轮21B的嵌合孔53中设置滚动轴承58，由此，将该滚动轴承58的旋转侧轨道圈的周面作为上述非槽面57。

[0050] 由此，即使在离合滚动体54位于与非槽面57面对的轴向位置的动力传递隔断的状态的情况下，仍可顺利地实现外嵌于第二中间轴38上的第二中间齿轮21B的旋转。另夕卜，离合槽21Ba的与上述非槽面57邻接的端部的槽底面为朝向非槽面57平缓地倾斜的锥面。由此，离合滚动体54可顺利地进行从与非槽面57面对的位置到与离合槽21Ba卡合的动作。

[0051] 离合机构51的上述离合槽2IBa(图4(B))兼作内花键齿，在该内花键齿上通过花键而嵌合有第一中间轴37的花键齿37a。本场合的花键嵌合也可为与上述离合机构51相同的结构，但是由于上述花键齿37a像后述的那样，仅仅从嵌合状态变为嵌合解除，不进行转到嵌合的动作，故即使在为花键嵌合的情况下，仍不对动作的可靠性造成影响。在第二中·间齿轮21B的嵌合孔53中，按照与离合槽21Ba的轴向右侧邻接的方式，设置上述花键齿37a的退避空间37b。由此，在离合滚动体54与离合槽21Ba卡合、可将动力从第二中间轴38传递到第二中间齿轮21B的状态，第二中间齿轮21B与第一中间轴37切断开。

[0052] 图I所示的切换机构17的上述固定机构43由下述部件构成，该部件包括第3中间轴45，该第3中间轴45通过花键嵌合于设置在外壳19上的花键轮毂44上，与第二中间轴38邻接，与第一和第二中间轴37、38同轴地设置；螺旋弹簧46，该螺旋弹簧46将该第3中间轴45弹性地偏置于按压第二中间轴38的进出侧；第二离合机构52，该第二离合机构52使前束角调整动力传递机构28的第二中间齿轮31B相对第3中间轴45而实现连接、切断。在第3中间轴45和第二中间轴38的相互面对的轴端之间，像图5(A)所示的那样，设置推力轴承41，由此，第二中间轴38可相对第3中间轴45而旋转。

[0053] 第二离合机构52为与图4(A)、图4(B)所示的离合机构51基本相同的结构。即，像图5(A)所示的那样，包括作为输入部件的上述第3中间轴45 ;作为输出部件的上述第二中间轴38和前束角调整动力传递机构28的第二中间齿轮31B，该第二中间齿轮31B以可旋转的方式一体地与该中间轴38连接，具有嵌合于第3中间轴45的外周的嵌合孔59 ;离合槽31Ba，该离合槽31Ba在轴向延伸地设置于该中间齿轮31B的嵌合孔59的一部分上；离合滚动体60，该离合滚动体60设置于构成输入部件的上述第3中间轴45上，通过上述两个中间轴38、45的轴向移动，与上述离合槽31Ba卡合脱离。离合槽31Ba的截面形状为梯形。离合滚动体60由滚珠构成，像图5(B)的剖视图所示的那样，接纳于接纳孔61中，通过弹簧等的弹性体62而向外径方向偏置，该接纳孔61在径向贯通而形成于第3中间轴45中。对于第二离合机构52的其它的结构，离合滚动体60设置于中间齿轮31B侧，离合槽31Ba设置于第3中间轴45侧。

[0054] 在第二中间齿轮31B的嵌合孔59中，按照与离合槽31Ba的图的轴向左侧邻接的方式设置截面呈圆形的非槽面63，在像图5 (A)那样，离合滚动体60位于与上述非槽面63面对的轴向位置时，第二中间齿轮31B相对第3中间轴45而切断开。另外，如果上述离合滚动体60位于与上述离合槽31Ba面对的轴向位置，则在离合滚动体60的相位与离合槽31Ba的相位一致时，通过向弹性体62的外径侧的偏置，离合滚动体60与离合槽31Ba卡合，第二中间齿轮31B连接于第3中间轴45上，将前束角调整动力传递机构28固定。在这里，在第3中间齿轮31B的嵌合孔59中设置滚动轴承64，由此，将该滚动轴承64的旋转侧轨道圈的周面作为上述非槽面63。

[0055] 由此，即使在离合滚动体60位于与非槽面63面对的轴向位置的分离状态的情况下，仍可顺利地进行外嵌于第二中间轴38上的第二中间齿轮31B的旋转。另外，离合槽31Ba中的与上述非槽面63邻接的端部的槽底面为朝向非槽面63平缓地倾斜的锥面。由此，离合滚动体60可顺利地进行从与非槽面63面对的位置，到与离合槽31Ba卡合的动作。

[0056] 第二离合机构52的上述离合槽31Ba兼作内花键齿，在该内花键齿上通过花键而嵌合有第二中间轴38的花键齿38b。本场合的花键嵌合也可为与上述离合机构52相同的结构，但是由于上述花键齿38b像后述的那样，仅从嵌合状态变为嵌合解除，不进行转到嵌合的动作，故即使在为花键嵌合的情况下，仍不对动作的可靠性造成影响。在第二中间轴38贯通的外壳19的中间轴贯通孔65中，按照与第二中间齿轮31B的离合槽31Ba的轴向右侧邻接的方式，设置上述花键齿38b的退避空间65a。由此，在离合滚动体60与离合槽31Ba卡合的状态，第二中间齿轮3IB与第3中间轴37连接，前束角调整动力传递机构28处于固定状态。

[0057] 表示转向电动机6的正常的场合的图2的状态为直线运动促动器42不动作的状态。此时，像图4(A)以放大方式所示的那样，第一中间轴37的花键齿37a通过花键而与离合机构51的离合槽21Ba，即转向动力传递机构18的第二中间齿轮21B的嵌合孔53的离合槽21Aa嵌合。另外，像图5(A)以放大方式所示的那样，第二中间轴38的花键齿38b通过花键而与第二离合机构52的离合槽31Ba，S卩，前束角调整动力传递机构28的第二中间齿轮31B的离合槽31Ba嵌合。

[0058] 图3表示直线运动促动器42动作的状态，S卩，转向电动机6发生故障时的状态。此时，直线运动促动器42的动作杆42a后退，第一和第二中间轴37、38按压于构成固定机构43的第3中间轴45上，朝向该图的右侧，在轴向移动。通过该移动，在转向动力传递机构18中，像图6(A)以放大方式所示的那样，到此，与离合机构51的离合槽21Ba嵌合的第一中间轴37的花键齿37a实现嵌合解除，代替该方式，第二中间轴38的离合滚动体54与第二中间齿轮21B的离合槽21Ba卡合。即，作为转向机构15的驱动源，代替转向电动机6，而前束角调整用电动机7与转向动力传递机构18连接。

[0059] 另一方面，在前束角调整动力传递机构28中，像图7(A)、图7(B)所示的那样，到此，嵌合解除与第二中间齿轮31B的离合槽31Ba嵌合的第二中间轴38的花键齿38b，代替它，第3中间轴45的离合滚动体60与第二中间齿轮31B的离合槽31Ba卡合。即，前束角调整用电动机7与前束角调整动力传递机构28分离，并且通过固定机构43将前束角调整动力传递机构28固定。

[0060] 像图I所示的那样，E⑶5的转向控制部5a对转向阻力电动机4、转向电动机6、前束角调整用电动机7和切换机构17的直线运动促动器42 (图2)进行控制。即，转向控制部5a根据转向角传感器2所检测的转向角的信号、图中未示出的车速传感器所检测的车轮旋转速度的信号、与检测运转状态的各种传感器的信号，设定目标转向阻力，按照实际的转向阻力转矩与目标转向阻力一致的方式将转向转矩传感器3所检测的转向转矩的信号反馈，对转向阻力电动机4进行控制。另外，图I所示的转向控制部5a在转向电动机6发生故障时，使构成切换机构17的直线运动促动器42 (图2)动作，进行转向电动机6与转向动力传递机构18 (图2)的分离、前束角调整动力传递机构28 (图2)的固定、与前束角调整用电动机7(图2)的转向。

[0061] 下面对该线控转向式操舵装置的转舵轴驱动部14的动作进行说明。在转向电动机6正常的场合，像图2那样，转向电动机6的输出轴6a的旋转经由转向动力传递机构18传递给滚珠螺母23，并且前束角调整用电动机7的输出轴7a的旋转经由前束角调整动力传递机构28传递给花键螺母33。与转向轴10的丝杠部IOa螺合的滚珠螺母23的旋转使转向轴10在轴向移动，由此，进行车轮13的转向。由于前束角调整动力传递机构28的花键螺母33通过花键与转向轴10的花键齿IOb嵌合，故允许转向轴10的轴向移动。与转向轴10的花键齿IOb嵌合的花键螺母33的旋转使转向轴10旋转，通过该旋转，与转向轴10的两端的前束角调整用螺杆部IOc螺合的系杆11进退，进行前束角调整。

[0062] 在图I所示的转向电动机6发生故障的场合，通过来自E⑶5的转向控制部5a的·指令，像图2所示的那样，构成切换机构17的直线运动促动器42动作，其动作杆42a后退。由此，固定机构43的第3中间轴45通过螺旋弹簧46的偏置而被挤出，第一和第二中间轴37,38像图3那样，向轴向右侧移动。此时，代替从转向动力传递机构18的第二中间齿轮2IB的离合槽2IBa使第一中间轴37的花键齿37a嵌合解除的方式，第二中间轴38的离合滚动体54与上述中间齿轮21B的离合槽21Ba卡合，转向机构15的驱动源从转向电动机6切换到前束角调整用电动机7。

[0063] 另一方面，在前束角调整动力传递机构28中，代替从该第二中间齿轮31B的离合槽3IBa (图5(A))使第二中间轴38的花键齿38b嵌合解除的方式，固定机构43的第3中间轴45的离合滚动体60与上述中间齿轮31B的离合槽31Ba卡合，前束角调整动力传递机构28保持于固定状态。即，车轮13的前束角保持一定。

[0064] 在上述切换动作的场合，由于采用进行图4(A)所示的与离合槽21Ba的离合滚动体54的卡合脱离的第一离合机构51，和进行图5 (A)所示的与离合槽3IBa的离合滚动体60的卡合脱离的第二离合机构52，故在离合滚动体54、60的相位和相应的离合槽21Ba、31Ba的相位一致时，离合滚动体54、60与离合槽21Ba、31Ba卡合，在该切换动作中，不必将相位对齐，可缩短时间，可靠地进行切换动作。

[0065] 另外，在该线控转向式操舵装置中，独立于图I所示的转向电动机6与将动力从该转向电动机6传递给转向轴10、进行转向的转向动力传递机构18 (图2)，而设置前束角调整用电动机7、与将动力从该前束角调整用电动机7传递给转向轴10、进行前束角调整的图2的前束角调整动力传递机构28，并且在转向电动机6发生故障时，将转向电动机6与转向动力传递机构18分离开，将前束角调整动力传递机构28固定，通过前束角调整用电动机7而进行转向的切换机构17设置于上述转向动力传递机构18和上述前束角调整动力传递机构28的中途部分上，由此，即使在使图I的车轮13转向的转向电动机6发生故障的情况下，仍可将前束角调整用电动机7转用于转向的驱动源，进行转向。另外，即使在转向电动机6正常的情况下，前束角调整用电动机7用作调整车轮13的前束角的驱动源，由此，与仅仅设置在转向电动机6发生故障时而动作的辅助电动机的已有例子的场合相比较，可形成经济的方案。[0066] 另外，对于作为前束角调整用电动机7的前束角调整和转向电动机6发生故障时的转向用驱动源的代替，由于为在车辆行驶时进行的动作，故其最大发生转矩远小于在停止转向动作时对于转向电动机6必要的转矩。于是，前束角调整用电动机7的整体尺寸可小于转向电动机6。

[0067] 在本实施方式中，在切换机构17的图4(A)所示的第一离合机构51中，给出离合滚动体54设置于轴向的一个部位的例子，但是，也可通过在轴向并列的多个位置，设置离合滚动体54，增加动力传递的转矩容量。切换机构17的图5(A)所示的固定机构43的第二离合机构52也是同样的。

[0068] 图8 (A)、图8 (B)、图9 (A)、图9 (B)给出上述发明的线控转向式操舵装置中的离合机构51、52用于其它的动力传递装置的方案例子。在该动力传递装置中，像图8(A)所示的那样，固定于旋转轴70上的齿轮71经由滚动轴承72，支承于外壳73上，在该旋转轴70的轴端部设置将旋转轴70相对外壳73而有选择地固定的离合机构74。离合机构74包括：上述旋转轴70 ;筒部件77，该筒部件77通过螺栓75、76而固定于上述外壳73上，具有可轴向移动地嵌合旋转轴70的嵌合孔78 ;离合槽79，该离合槽79在轴向延伸地设置于该筒部件77的嵌合孔78中；设置于旋转轴70中的离合滚动体80。离合槽79为图8(B)所示的·那样的截面梯形的形状。

[0069] 在筒部件77的内部，接纳有与上述旋转轴70的一端面对的旋转轴承部件81，通过弹簧82，经由推力轴承83而压靠于旋转轴70的一端上。在旋转轴70的另一端上，设置图中未示出的直线运动促动器等的加压机构，由此，齿轮71按照可在轴向移动而旋转的方式被支承。离合滚动体80由滚珠构成，接纳于滚动体接纳孔70a中，该滚动体接纳孔70a在径向贯通地设置于旋转轴70中，该离合滚动体80通过弹簧84偏置于外径侧。另外，在筒部件77的嵌合孔78中，设置在轴向与上述离合槽79邻接的滚动轴承85，该滚动轴承85的旋转侧轨道圈的周面构成与离合槽78邻接的非槽面86。

[0070] 在该动力传递装置中，在未通过上述加压机构在轴向对旋转轴70加压的状态，像图8(A)那样，离合滚动体80位于上述筒部件77中的与非槽面86面对的轴向位置。由于在该状态，像图8 (B)那样，离合滚动体80不与离合槽79卡合，故齿轮71 (图8 (A))可旋转。如果从该状态，通过上述加压机构，按压旋转轴70，像图9(A)那样，该旋转轴70在该图的左侧轴向移动，则离合滚动体80到达筒部件77中的与离合槽79面对的轴向位置。由于在该状态，像图9⑶那样，离合滚动体80与离合槽79卡合，故齿轮71 (图9㈧以不能旋转的方式固定。同样在该场合，由于在离合滚动体80和离合槽79的相位一致时，离合滚动体80与离合槽79卡合，故在动力传递的切换动作中，不必使离合滚动体80和离合槽79的相位一致，可短时间而可靠地进行切换动作。

[0071] 如上所述，边参照附图边对优选的实施形式进行了说明，但是，如果是本领域的技术人员，在阅读本申请说明书后，会在显然的范围内容易想到各种变更和修改方式。于是，对于这样的变更和修改方式，应被解释为由权利要求书而确定的发明的范围内。

[0072] 标号说明：

[0073] 标号I表不方向盘;

[0074] 标号2表不转向角传感器；

[0075] 标号4表不转向阻力电动机；[0076] 标号5a表转向控制部；

[0077] 标号6表不转向电动机（转向轴驱动用电动机）；

[0078] 标号7表示前束角调整用电动机（转向轴驱动用电动机）；

[0079] 标号10表不转向轴；

[0080] 标号17表不切换机构；

[0081] 标号18表不转向动力传递机构；

[0082] 标号19表不外壳； [0083] 标号21B表示转向动力传递机构的中间齿轮（输出部件）；

[0084] 标号2 IBa表示离合槽；

[0085] 标号23表示滚珠螺母；

[0086] 标号28表示前束角调整动力传递机构；

[0087] 标号31B表示前束角调整动力传递机构的中间齿轮；

[0088] 标号3 IBa表示离合槽；

[0089] 标号33表不花键螺母；

[0090] 标号37表不第一中间轴（输出部件);

[0091] 标号38表不第二中间轴（输入部件、输出部件）；

[0092] 标号37a、38a、38b表示花键齿；

[0093] 标号39、41表不推力轴承；

[0094] 标号42表示直线运动促动器；

[0095] 标号44表示花键轮毂；

[0096] 标号45表不第3中间轴（输入部件);

[0097] 标号45a表不花键齿；

[0098] 标号51、52表不离合机构；

[0099] 标号53、59、78表不嵌合孔；

[0100] 标号21B、31B、77表示具有嵌合孔的部件；

[0101] 标号54表不离合滚动体；

[0102] 标号56表示弹性体；

[0103] 标号57表不非槽面；

[0104] 标号58表示滚动轴承；

[0105] 标号60表不离合滚动体；

[0106] 标号62表示弹性体；

[0107] 标号63表不非槽面；

[0108] 标号64表示滚动轴承。

标题	发布/更新时间	阅读量
舵杆-专利编号CN101857083B	2020-05-13	176
船舵-专利编号CN105209338B	2020-05-11	539
舵机-专利编号CN106231845A	2020-05-12	766
船舵-专利编号CN105209338A	2020-05-11	737
船舵-专利编号CN104627347A	2020-05-12	416
舵桨-专利编号CN103402868A	2020-05-13	597
曲向导流悬挂舵-专利编号CN105438430A	2020-05-11	901
舵杆与舵叶锥孔的装配方法-专利编号CN108838637A	2020-05-11	864
翼舵-专利编号CN101559828B	2020-05-13	879
蜗杆舵机-专利编号CN208651542U	2020-05-12	583

线控转向式操舵装置

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