專利名稱：車輛轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛轉(zhuǎn)向裝置，其中轉(zhuǎn)向構(gòu)件的轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)彎車輪的 轉(zhuǎn)彎角之間的傳動比能夠改變。
背景技術(shù)：
作為如上所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，已知一種結(jié)構(gòu)，其包括第一軸， 其連接到方向盤；第二軸，其連接到車輪；和具有可變傳動比的轉(zhuǎn)向裝 置，其將第一軸和第二軸互相連接(例如，參見日本專利公報No. JP-A-2005-53446 )。在JP-A-2005-53446中，具有可變傳動比的轉(zhuǎn)向裝 置設(shè)置有波狀運動齒輪機構(gòu)。作為具有可變傳動比的轉(zhuǎn)向裝置，可考慮用采用行星齒輪機構(gòu)的結(jié) 構(gòu)代替上述的包括波狀運動齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。具體地，可考慮采用以下 行星齒輪機構(gòu)，其例如包括第一恒星齒輪，其固定到第一軸；第二恒 星齒輪，其固定到第二軸；多個小齒輪，其布置在第一軸和第二軸周圍； 和環(huán)形形狀的托架，其用于支撐小齒輪。轉(zhuǎn)向構(gòu)件的轉(zhuǎn)動傳輸?shù)降谝惠S、第一恒星齒輪、小齒輪、第二恒星 齒輪、和第二軸一一以此順序一一最終傳輸?shù)杰囕?。在這種情況下，當從電動馬達經(jīng)由減速齒輪機構(gòu)將扭矩施加到托架來致動托架時，第一恒 星齒輪和第二恒星齒輪的轉(zhuǎn)動圏數(shù)之比(變速齒輪速比)能夠改變。以 此方式，改變了傳動比。在上述結(jié)構(gòu)內(nèi)，當出現(xiàn)諸如電動馬達故障的異常狀況時，控制傳動 比就變得不可能了。在此情況下，可以通過減速齒輪機構(gòu)的鎖定齒輪來 固定托架，由此將變速齒輪速比固定成常數(shù)并將傳動比固定成常數(shù)。附帶地，本申請的發(fā)明人知道，作為他努力研究的成果，利用所謂 的共軸型電動馬達轉(zhuǎn)動托架。具體地，通過將電動馬達的轉(zhuǎn)子和定子與 轉(zhuǎn)向軸共軸設(shè)置，無需介入減速機構(gòu)就可將轉(zhuǎn)子的輸出轉(zhuǎn)動傳輸?shù)酵屑?。但是，在使用共軸型電動馬達的情況下，沒有采用減速機構(gòu)，并且 不能通過鎖定減速齒輪固定傳動比。發(fā)明內(nèi)容基于上述情況提出了本發(fā)明，且本發(fā)明的目的是提供一種用于在傳動比可變機構(gòu)和用于改變傳動比的電動馬達之間不i殳置減速機構(gòu)的結(jié) 構(gòu)內(nèi)的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其中傳動比能夠固定成常數(shù)。為實現(xiàn)上述目的，依據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于車輛的轉(zhuǎn)向裝置1， 其包括傳動比可變機構(gòu)17，其能夠改變轉(zhuǎn)向構(gòu)件2的轉(zhuǎn)向角ei和轉(zhuǎn) 彎車輪4L， 4R的轉(zhuǎn)彎角92之間的傳動比02/01;電動馬達18，其包括 與傳動比可變機構(gòu)17的環(huán)形形狀的確定元件22 —體轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子18a, 并且所述電動馬達用于改變傳動比02/91;鎖定機構(gòu)，其用于在出現(xiàn)異常狀況時固定傳動比02/ei，其特征在于，該鎖定機構(gòu)包括能夠與確定元件22或者與確定元件22 —體轉(zhuǎn)動的環(huán)形構(gòu)件60接合的約束構(gòu)件31， 由此約束確定元件22的轉(zhuǎn)動。注意，發(fā)明內(nèi)容部分的標號和標記與下面將描述的實施方式中的組 成元件對應(yīng)。此說明也同樣適用于下面的描述。依據(jù)本發(fā)明，在電動馬達和傳動比可變機構(gòu)之間不設(shè)減速機構(gòu)的結(jié) 構(gòu)內(nèi)，在異常狀況下，可以通過約束傳動比可變機構(gòu)的確定元件等的轉(zhuǎn) 動固定傳動比。此外，因為約束構(gòu)件約束了與盡管高速轉(zhuǎn)動但傳動扭矩 較小的轉(zhuǎn)子一體轉(zhuǎn)動的確定元件等的轉(zhuǎn)動，所以約束所需的力較小。結(jié) 果，可以減小為固定傳動比而施加到約束構(gòu)件的載荷，且約束構(gòu)件能夠 制造得較為緊湊。進一步地，在傳動比可變機構(gòu)內(nèi)，高速轉(zhuǎn)動的確定元 件等的直徑能夠制造得相對較大。因此，在確定元件等的一次轉(zhuǎn)動過程 中，可以提供多個使約束構(gòu)件與確定元件等接合的轉(zhuǎn)動位置。結(jié)果，當 出現(xiàn)異常狀況時，可以以高響應(yīng)能力固定傳動比。在本發(fā)明中，傳動比可變機構(gòu)17包括第一恒星齒輪19，其連接 到轉(zhuǎn)向構(gòu)件2;第二恒星齒輪20，其具有與第一恒星齒輪19的軸線L 對應(yīng)的軸線L并連接到轉(zhuǎn)彎車輪4L， 4R;行星齒輪21，其與第一恒星 齒輪19和第二恒星齒輪20嚙合；和環(huán)形形狀的托架22，其支撐行星齒 輪21以使行星齒輪21在其軸線上自轉(zhuǎn)并繞第一恒星齒輪19和第二恒
星齒輪20的軸線L 一體地公轉(zhuǎn)，且優(yōu)選地確定元件22包括托架22。在這種情況下，可以通過高速一一例如轉(zhuǎn)動圏數(shù)是第一恒星齒輪的 十倍大一一轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子和托架來改變傳動比。當傳動比由約束構(gòu)件固定 時，約束構(gòu)件約束與高速轉(zhuǎn)動并載荷小的轉(zhuǎn)子一體轉(zhuǎn)動的托架的轉(zhuǎn)動。 因此，施加到約束構(gòu)件的栽荷較小，且因此，約束構(gòu)件能夠制造得較為 緊湊。進一步地，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，鎖定機構(gòu)包括致動器32，其能夠 使約束構(gòu)件31在接合位置Dl和脫開位置D2之間移動，在接合位置 Dl,約束構(gòu)件與確定元件22或環(huán)形元件60接合，在脫開位置D2，所 述接合松開。在這種情況下，可以通過將約束構(gòu)件從脫開位置移到接合 位置，約束確定元件的轉(zhuǎn)動。此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，確定元件22或環(huán)形構(gòu)件60設(shè)置有凹 槽61，凹槽61形成在確定元件22或環(huán)形構(gòu)件60的外周緣面60a上， 并能夠與約束構(gòu)件31接合。在這種情況下，約束構(gòu)件能夠可靠地接合， 使得確定元件或環(huán)形構(gòu)件不相對于約束構(gòu)件移動。進一步地，優(yōu)選地，多個凹槽61在確定元件22或環(huán)形構(gòu)件60的 外周緣面60a上沿周向C等間隔地設(shè)置。在確定元件轉(zhuǎn)動的情況下，凹 槽與約束構(gòu)件對置的次數(shù)能夠增加。結(jié)果，當約束構(gòu)件與凹槽接合時， 可以縮短它們開始接合之前的時間延遲。


圖l是示出依據(jù)本發(fā)明實施方式的車輛轉(zhuǎn)向裝置的總體結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是圖1主要部件的截面圖。圖3是沿圖2的線ni-ni的截面圖。圖4是沿圖2的線IV-IV的截面圖。圖5是圖2中的電磁螺線管周圍的主要部件的放大截面圖。 圖6是沿圖2中的線VI-VI的主要部件的截面圖。 圖7A、 7B和7C是用于解釋約束托架轉(zhuǎn)動的操作的截面圖。
具體實施方式
參照附圖描述依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖1的示意圖示出依據(jù)本發(fā)明實施方式的車輛轉(zhuǎn)向裝置的總體結(jié) 構(gòu)。參見圖1,在車輛轉(zhuǎn)向裝置內(nèi)，施加到轉(zhuǎn)向構(gòu)件2—例如方向盤一 的轉(zhuǎn)向扭矩經(jīng)由作為轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向軸3傳輸?shù)阶筠D(zhuǎn)彎車輪4L和右轉(zhuǎn)彎 車輪4R，由此實施轉(zhuǎn)彎操作。轉(zhuǎn)向裝置1具有能夠改變轉(zhuǎn)向構(gòu)件2的轉(zhuǎn)向角ei (轉(zhuǎn)動角度)和轉(zhuǎn)彎車輪的轉(zhuǎn)彎角e2之間的傳動比e2/ei的 功能。這種車輛轉(zhuǎn)向裝置1具有轉(zhuǎn)向構(gòu)件2和轉(zhuǎn)向軸3，轉(zhuǎn)向軸3是連接 到轉(zhuǎn)向構(gòu)件2的轉(zhuǎn)向軸。轉(zhuǎn)向軸3具有作為第一部分的第一軸5和作為 第二部分的第二軸6，第二軸6設(shè)置在與第一軸5相同的軸線L上。第一軸5具有連接到轉(zhuǎn)向構(gòu)件2的輸入軸5a以及輸出軸5b,輸出 軸5b經(jīng)由扭桿7連接到輸入軸5a，使得它們之間能夠進行相對轉(zhuǎn)動。 因為輸入軸5a和輸出軸5b經(jīng)由扭桿7所進行的相對轉(zhuǎn)動的容許值非常 小，所以可以認為輸入軸5a和輸出軸5b基本上一體轉(zhuǎn)動。作為傳動比可變機構(gòu)的行星齒輪機構(gòu)17設(shè)置在第一軸5的輸出軸 5b和第二軸6之間，使得輸出軸5b和第二軸6之間的變速齒輪速比能 夠改變。通過改變此變速齒輪速比，改變了傳動比92/ei。第二軸6經(jīng) 由萬向節(jié)9、中間軸IO、萬向節(jié)ll和轉(zhuǎn)彎機構(gòu)12連接到轉(zhuǎn)彎車輪4L、 4R。轉(zhuǎn)彎機構(gòu)12包括連接到萬向節(jié)11的小齒輪軸13;作為轉(zhuǎn)彎軸的 齒條軸14，其具有與位于小齒輪軸13末端的小齒輪13a嚙合并沿車輛 的橫向方向延伸的齒條14a;和轉(zhuǎn)向節(jié)臂16R、 16L,其分別經(jīng)由拉桿 15R、 15L連接到齒條軸14的相對端部。依據(jù)上述結(jié)構(gòu)，來自轉(zhuǎn)向構(gòu)件2的轉(zhuǎn)向扭矩經(jīng)由第一軸5、行星齒 輪機構(gòu)17和第二軸6等傳輸?shù)睫D(zhuǎn)彎機構(gòu)12。在轉(zhuǎn)彎機構(gòu)12內(nèi)，小齒輪 13a的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成齒條軸14的軸向運動，由此轉(zhuǎn)向節(jié)臂16R、 16L分別 借助于拉桿15R、 15L轉(zhuǎn)動。以此方式，連接到轉(zhuǎn)向節(jié)臂16R、 16L的 相應(yīng)轉(zhuǎn)彎車輪4R、 4L分別被轉(zhuǎn)向。行星齒輪機構(gòu)17將第一軸5的輸出軸5b連接到第二軸6，因此能 夠通過用作行星齒輪機構(gòu)的電機的馬達18致動和實現(xiàn)差動轉(zhuǎn)動，由此 改變了傳動比02/01。行星齒輪機構(gòu)17包括作為第一元件的第一恒星齒輪19，其設(shè)置 在與第一軸5輸出軸5b相同的軸線上，并與輸出軸5b—體轉(zhuǎn)動；作為 第二元件的第二恒星齒輪20，其設(shè)置在與第一恒星齒輪19相同的軸線 L上，并與第二軸6—體轉(zhuǎn)動；作為第三元件的行星齒輪21，其與第一 恒星齒輪19和第二恒星齒輪20兩者嚙合；和作為環(huán)形形狀確定元件的 托架22,托架22支撐行星齒輪21以使其在其自己的軸線上自轉(zhuǎn)，并且 繞第一恒星齒輪19和第二恒星齒輪20的軸線L 一體地公轉(zhuǎn)。第一恒星齒輪19、第二恒星齒輪20和行星齒輪21分別設(shè)置為轉(zhuǎn)動 傳輸元件，并例如由斜齒輪形成。也可以采用其它具有平行軸線的齒輪， 例如正齒輪，代替斜齒輪。提供行星齒輪21用于使第一恒星齒輪19和第二恒星齒輪20互相 聯(lián)接。沿轉(zhuǎn)向軸3的周向設(shè)置有多個(在該實施方式中是2個)行星齒 輪21。行星齒輪21沿平行于轉(zhuǎn)向軸3的軸線L延伸，并分別與第一恒 星齒輪19和第二恒星齒輪20嚙合，以繞軸線L公轉(zhuǎn)。行星齒輪21在與第一恒星齒輪19嚙合的部分和與第二恒星齒輪20 嚙合的部分內(nèi)具有相同的齒數(shù)。第一恒星齒輪19和第二恒星齒輪20的 齒數(shù)彼此不同。第一恒星齒輪19和第二恒星齒輪20中的至少一個(例 如，第二恒星齒輪20)通過采用變位齒輪形成。這種變位齒輪沿節(jié)圓變 小的方向或節(jié)圓變大的方向變位。提供用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18用于驅(qū)動托架22轉(zhuǎn)動。通過改變 托架22繞軸線L的轉(zhuǎn)動圏數(shù)，改變了第一恒星齒輪19和第二恒星齒輪2o之間的變速齒輪速比，由此改變傳動比e2/ei。這種用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18例如由與轉(zhuǎn)向軸3同心設(shè)置的無 電刷馬達形成，并且馬達18包括轉(zhuǎn)子18a，其固定到托架22以與之 一體轉(zhuǎn)動；和定子18b，其圍繞該轉(zhuǎn)子18a并固定到外殼36。用于行星 齒輪機構(gòu)的馬達18將驅(qū)動力傳輸?shù)酵屑?2，而沒有減速機構(gòu)介入 車輛轉(zhuǎn)向裝置1設(shè)置有反作用力補償馬達23，用于與行星齒輪機構(gòu) 17的運動相關(guān)聯(lián)地補償轉(zhuǎn)向構(gòu)件2的轉(zhuǎn)向反作用力。反作用力補償馬達 23例如由與轉(zhuǎn)向軸3同心設(shè)置的無電刷馬達形成，并且反作用力補償馬 達23包括轉(zhuǎn)子23a，其固定到第一軸5的輸出軸5b以與之一體轉(zhuǎn)動； 定子23b，其圍繞該轉(zhuǎn)子23a并固定到外殼36。用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18和反作用力補償馬達23均由包括 CPU、 RAM和ROM的控制部分24控制。控制部分24經(jīng)由驅(qū)動電路 25a連接到用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18，并經(jīng)由驅(qū)動電路25b連接到反 作用力補償馬達23。此外，轉(zhuǎn)向角傳感器26、扭矩傳感器27、轉(zhuǎn)彎角傳感器28、車速 傳感器29、和橫擺率傳感器30均分別連接到控制部分24。從轉(zhuǎn)向角傳感器26輸入關(guān)于第一軸5輸入軸5a的轉(zhuǎn)動角度的信號， 該信號作為與轉(zhuǎn)向角01對應(yīng)的值，轉(zhuǎn)向角91為轉(zhuǎn)向構(gòu)件2從中性轉(zhuǎn)向 位置算起的操作量。從扭矩傳感器27輸入關(guān)于第一軸5內(nèi)的傳輸扭矩 的信號，該信號作為與轉(zhuǎn)向構(gòu)件2的轉(zhuǎn)向扭矩T對應(yīng)的值。從轉(zhuǎn)彎角傳 感器28輸入關(guān)于第二軸6的轉(zhuǎn)動角度的信號，該信號作為與轉(zhuǎn)彎角02 對應(yīng)的值。從車速傳感器29輸入關(guān)于車速V的信號。從橫擺率傳感器 30輸入關(guān)于車輛橫擺率Y的信號。根據(jù)從前述傳感器26至30輸入的信號，控制部分24控制用于行 星齒輪機構(gòu)的馬達18和反作用力補償馬達23的運動。與行星齒輪機構(gòu)17關(guān)聯(lián)，提供了一種鎖定機構(gòu)，其在發(fā)生異常狀 況時用于固定傳動比02/G1 。"異常狀況，，表示，例如來自前述傳感器26至30中任一個的信號 中斷，或者托架22由于用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18出現(xiàn)故障而不能被 驅(qū)動。這種實施方式的特征在于，鎖定機構(gòu)包括能夠與環(huán)形構(gòu)件60接合 的約束構(gòu)件31，環(huán)形構(gòu)件60作為與托架22—體轉(zhuǎn)動的環(huán)狀構(gòu)件，由此 約束托架22的轉(zhuǎn)動。約束構(gòu)件31利用電磁螺線管32在接合位置Dl和脫開位置D2之間 移動。接合位置Dl是約束構(gòu)件31與環(huán)形構(gòu)件60接合以約束環(huán)形構(gòu)件 60轉(zhuǎn)動的位置，脫開位置D2是約束構(gòu)件31不與環(huán)形構(gòu)件60接合并且 環(huán)形構(gòu)件60的轉(zhuǎn)動不受約束構(gòu)件31約束的位置。電磁螺線管32由控制部分24致動和控制。當控制部分24檢測到 如上所述的異常狀況發(fā)生時，控制部分24致動電磁螺線管32以將約束 構(gòu)件31移動到接合位置D1。以此方式，約束了環(huán)形構(gòu)件60和托架22 的轉(zhuǎn)動，由此約束了行星齒輪21繞軸線L的公轉(zhuǎn)。因為行星齒輪21的公轉(zhuǎn)受到約束，所以第一恒星齒輪19和第二恒 星齒輪20之間的扭矩傳輸可經(jīng)由行星齒輪21以恒定的變速齒輪速比進 行，且傳動比02/01能夠固定在恒定值。注意，約束構(gòu)件31在正常狀 況下一一非異常狀況下一一定位在脫開位置D2。如上所述，即使在異常狀況下，因為傳動比62/01固定在恒定值， 所以轉(zhuǎn)向構(gòu)件2能夠執(zhí)行轉(zhuǎn)向操作。在這種情形下，擔心的是駕駛員繼 續(xù)驅(qū)動車輛，而非立即修理故障。因此，在這種實施方式中提供了建議 駕駛員進行修理的催修裝置。具體地，控制部分24分別連接到發(fā)動機ECU 33、空調(diào)ECU34、 和作為異常報警物的音響ECU 35，并且控制部分24適配成在異常條件 下向ECU 33至35發(fā)送異常報警信號。收到異常報警信號的ECU 33至35中的各者約束待控制目標的運 動。例如，發(fā)動機ECU33約束發(fā)動機的驅(qū)動，使得車速V不會超過預(yù) 定速度(例如50km/h);空調(diào)ECU 34約束空調(diào)單元的驅(qū)動，使得車內(nèi) 溫度不能被調(diào)節(jié)；且音響ECU35約束音響單元的驅(qū)動，使得無線電設(shè) 備等不能運行。此外，反作用力補償馬達23的驅(qū)動也受到約束，使得 作用在轉(zhuǎn)向構(gòu)件2上的轉(zhuǎn)向反作用力比在正常狀況下的大。還可以僅向ECU33至35中的任一個或兩個發(fā)送異常報警信號，或 者向設(shè)置在車輛上的其它控制單元發(fā)送異常報警信號?？商娲?，可以 從控制部分24發(fā)送異常報警信號，使得建議修理的通知可顯示在車輛 的儀表盤或類似裝置上。可以通過上述催修裝置建議駕駛員趕快修理來催促修理，由此避免 因忽視修理而發(fā)生的其它故障或事故。
圖2是圖1中的主要部件的截面圖。參見圖2，行星齒輪機構(gòu)17容 置在外殼36內(nèi)。外殼36是例如由鋁合金形成的管狀構(gòu)件，并且由車體 37支撐。第一軸5的輸入軸5a借助于由滾柱軸承或類似裝置構(gòu)成的第一軸 承38，可轉(zhuǎn)動地保持在外殼36內(nèi)。輸出軸5b借助于第二軸承39可轉(zhuǎn) 動地保持在外殼36內(nèi)，第二軸承39由例如單排徑向止推滾珠軸承的滾 動軸承構(gòu)成。反作用力補償馬達23的轉(zhuǎn)子23a在輸出軸5b的中間部位處固定到 輸出軸5b的外周緣表面。反作用力補償馬達23的定子23b配合進并固 定到外殼36。第二軸6的中間部分借助于第三軸承40可轉(zhuǎn)動地保持在外殼36內(nèi)， 第三軸承40由例如單排徑向止推滾珠軸承的滾動軸承構(gòu)成。行星齒輪機構(gòu)17的第一恒星齒輪19與第一軸5的輸出軸5b —體 形成成為單一構(gòu)件，并定位在輸出軸5b的一個端部處。第二恒星齒輪 20與第二軸6—體形成成為單一構(gòu)件，并定位在第二軸6的一個端部處。各個行星齒輪21具有齒部21a，其與第一恒星齒輪19和第二恒 星齒輪20都嚙合；輔助軸21b、 21c，其從齒部21a的相應(yīng)端部伸出。圖3是沿圖2的線I11-III的截面圖。參見圖2和圖3，托架22具 有 一個端部部件41，其用于在其一側(cè)支撐行星齒輪21的輔助軸21b; 另一端部部件42,其用于在其另一側(cè)支撐輔助軸21c;和中間部件43, 其用于將一個端部部件41和另 一端部部件42互相連接。托架22的一個端部部件41借助于第四軸承44可轉(zhuǎn)動地支撐輸出 軸5b，第四軸承44由例如滾柱軸承的滾動軸承構(gòu)成。該一個端部部件 41設(shè)置有環(huán)形形狀的肋部45，肋部45沿轉(zhuǎn)向軸3的軸向延伸。該肋部 45借助于第五軸承46可轉(zhuǎn)動地保持在外殼36內(nèi)，第五軸承46由例如 單排徑向止推滾珠軸承的滾動軸承構(gòu)成。此外，托架22的一個端部部件41借助于相應(yīng)的第六軸承47可轉(zhuǎn) 動地支撐行星齒輪21的相應(yīng)輔助軸21b。各個第六軸承47例如由滾柱 軸承構(gòu)成。
圖4是沿圖2的線IV-IV的截面圖。參見圖2和圖4，托架22的 另一端部部件42借助于第七軸承48可轉(zhuǎn)動地支撐第二軸6，第七軸承 48由例如滾柱軸承的滾動軸承構(gòu)成。該另一端部部件42設(shè)置有環(huán)形形 狀的肋部49，肋部49沿轉(zhuǎn)向軸3的軸向延伸。肋部49借助于第八軸承 50可轉(zhuǎn)動地保持在外殼36內(nèi)，第八軸承50由單排徑向止推滾珠軸承或 類似裝置構(gòu)成。此外，托架22的另一端部部件42借助于相應(yīng)的第九軸承51可轉(zhuǎn) 動地支撐行星齒輪21的相應(yīng)輔助軸21c。各個第九軸承51例如由滾柱 軸承構(gòu)成。托架22的中間部件43平行于行星齒輪21的相應(yīng)齒部21a 并沿轉(zhuǎn)向軸3的周向設(shè)置，且將一個端部部件41和另一端部部件42互 相連接以一體轉(zhuǎn)動。前述的用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18的轉(zhuǎn)子18a固定到托架22的另 一端部部件42的外周緣表面。用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18的定子18b 配合進并固定到外殼36。電磁螺線管32沿徑向R設(shè)置在托架22的外 部。圖5是圖2中的電磁螺線管32周圍的主要部件的放大截面圖。圖6 是沿圖2中的線VI-VI的主要部件的截面圖。參見圖5，電磁螺線管32包括可動元件54和作為迫壓構(gòu)件的圏簧 59。電磁螺線管32的螺線管外殼52具有帶底的筒形形狀。形成于螺線 管外殼52 —端處的中空螺桿軸52a旋進外殼36內(nèi)的保持孔53的螺紋 孔53a內(nèi)，并固定于此。螺線管外殼52的軸線A相對于托架22的徑向 R傾斜，螺線管外殼52的敞開端指向用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18。定子(未示出)和可動元件54容置在螺線管外殼52內(nèi)。通過給固 定到螺線管外殼52的定子加電，將沿螺線管外殼52軸向的驅(qū)動力施加 到可動元件54。可動元件54被導引從而沿螺線管外殼52的軸線A沿 移動方向B移動。約束構(gòu)件31例如由金屬形成為桿形形狀。注意，約束構(gòu)件31可由 合成樹脂形成。約束構(gòu)件31的一個端部31a通過螺紋配合固定到電磁 螺線管32的可動元件54的一個端部54a，使得可動元件54和約束構(gòu)件 31能夠沿移動方向B —體移動。
約束構(gòu)件31的另 一端部31b和中間部分31c從螺線管外殼52突出 并朝行星齒輪機構(gòu)17的托架22延伸。約束構(gòu)件31的另一端部31b穿 過插入孔55，插入孔55在保持孔53和其內(nèi)容置托架22的空間63之間 連通，且另一端部31b沿徑向R與托架22的肋部49對置。約束構(gòu)件31的中間部分31c設(shè)置有肋部56，肋部56沿中間部分31c 的徑向突出。肋部56例如形成為環(huán)形形狀，并且適于由帶底的管狀形 狀的杯形構(gòu)件57的一個端面接納，杯形構(gòu)件57配合到中間部分31c。 杯形構(gòu)件57的另一端面經(jīng)由墊團58由螺線管外殼52的一個端面52b 接納。當杯形構(gòu)件57接納肋部56時，約束構(gòu)件31被約束而不能沿移 動方向B的方向Bl移動。圏簧59以閑散地配合到約束構(gòu)件31的中間部分31c。圏簧59設(shè)置 在杯形構(gòu)件57的另一端部和約束構(gòu)件31的肋部56之間，并沿可移動 方向B的另一方向B2——亦即，朝接合位置Dl——迫壓約束構(gòu)件31。在正常狀況下，通過驅(qū)動電磁螺線管32將沿移動方向B的方向Bl 的驅(qū)動力施加到約束構(gòu)件31，且約束構(gòu)件31的肋部56克服圏簧59的 迫壓力由杯形構(gòu)件57接納。在這種情形下，約束構(gòu)件31定位在脫開位 置D2。參見圖5和圖6，環(huán)形構(gòu)件60設(shè)置成與第八軸承50相鄰，并例如 通過壓配合固定到托架22的環(huán)形肋部49的外周緣面。注意，托架22 和環(huán)形構(gòu)件60能夠由單一構(gòu)件一體形成。這種環(huán)形構(gòu)件60沿徑向R與約束構(gòu)件31的另一端部31b對置，并 介于第八軸承50的內(nèi)環(huán)50a和托架22的環(huán)形肋部49的階梯部49a之 間，使得環(huán)形構(gòu)件60能夠沿軸向定位。內(nèi)環(huán)50a例如通過壓配合固定 到環(huán)形肋部49。環(huán)形構(gòu)件60在其外周緣面60a上形成有多個(例如在該實施方式 中為八個)接合凹槽61，接合凹槽61能夠與約束構(gòu)件31的另一端部 31b接合。接合凹槽61沿外周緣面60a的周向C等間距地設(shè)置。通過 提供多個接合凹槽61，可以縮短各接合凹槽31之間沿周向C的間距， 以在托架22轉(zhuǎn)動時，增加單位時間的接合凹槽61與約束構(gòu)件31對置 時的次數(shù)。
各個接合凹槽61均包括截面形成為錐形的部分，以使寬度沿徑向R 向外逐漸變大，因此，約束構(gòu)件31能夠容易地引入接合凹槽61內(nèi)。接 合凹槽61的底面61a沿與環(huán)形構(gòu)件60的軸線交叉的方向延伸，并沿軸 線A的方向與約束構(gòu)件31的另一端部31b的端面對置。用于導引待引入接合凹槽61內(nèi)的約束構(gòu)件31的導引部分部件62 形成在環(huán)形構(gòu)件60的外周緣面60a上。導引部件62分別設(shè)置在相應(yīng)的 接合凹槽61之間，且各個導引部件62包括冠部62a和階梯部62b、62b， 兩個階梯部62b、 62b沿外周緣面60a的周向設(shè)置在冠部62a兩側(cè)。導 引部件62的階梯部62b、 62b從冠部62a沿徑向R向內(nèi)定位于冠部62a 后部，并分別延續(xù)到相應(yīng)的接合凹槽61。雖然在該實施方式中階梯部62b的階梯數(shù)量是一個，但亦可設(shè)置成 多于兩個的多個階梯。當階梯數(shù)量增加時，能夠?qū)⒆怨诓?2a至接合凹 槽61的外周緣面60a的輪廓制造得較為平滑，由此約束構(gòu)件31能夠更 順暢地導引進接合凹槽61內(nèi)。參見圖1,在具有上述結(jié)構(gòu)的車輛轉(zhuǎn)向裝置l內(nèi)，當控制部分24檢 測到出現(xiàn)異常狀況時，控制部分24將中斷供給電磁螺線管32的電力供 應(yīng)。因此，參見圖5,電磁螺線管32停止產(chǎn)生沿移動方向B的一個方向 Bl致動約束構(gòu)件31的驅(qū)動力，并借助于圏簧59迫壓力沿移動方向B 的另一方向B2 (朝接合位置Dl)移動約束構(gòu)件31。在這種情形下，約束構(gòu)件31另一端部31b的端面接觸環(huán)形構(gòu)件60 的導引部件62的冠部62a,如圖7A所示。如圖7B所示，另一端部31b 的已經(jīng)接觸導引部件62的冠部62a的端面隨著環(huán)形構(gòu)件60沿周向C的 一個方向Cl的轉(zhuǎn)動與導引部件62的階梯部62b接觸，由此導引另一端 部31b的運動。然后如圖7C所示，約束構(gòu)件31的另一端部31b與接 合凹槽61接合，由此約束了環(huán)形構(gòu)件60和托架22的轉(zhuǎn)動。當環(huán)形構(gòu)件60沿周向C的另一方向轉(zhuǎn)動時，約束構(gòu)件31的另一端 部31b也以與上述相同的方式與接合凹槽61接合，由此約束了環(huán)形構(gòu) 件60和托架22的轉(zhuǎn)動。如本文上述，依據(jù)這種實施方式能夠?qū)崿F(xiàn)下述操作和效果。具體地， 在用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18和行星齒輪機構(gòu)17之間不i殳置減速機構(gòu) 的結(jié)構(gòu)內(nèi)，可以通過約束環(huán)形構(gòu)件60的轉(zhuǎn)動從而約束托架22的轉(zhuǎn)動， 而在異常狀況下固定傳動比02/01。此外，因為約束構(gòu)件31約束了與轉(zhuǎn)子18a —體轉(zhuǎn)動的托架22的轉(zhuǎn) 動，馬達18a盡管高速轉(zhuǎn)動但具有小的傳動扭矩，所以約束所需的力較 小。結(jié)果，在固定傳動比e2/ei的情形下，施加在約束構(gòu)件31上的載 荷能夠減小，且約束構(gòu)件31能夠制造得較為緊湊。進一步地，在行星齒輪;^構(gòu)17內(nèi)，高速轉(zhuǎn)動的托架22和環(huán)形構(gòu)件 60形成的直徑相對較大。因此，在環(huán)形構(gòu)件60的一次轉(zhuǎn)動期間，可以 提供多個使得約束構(gòu)件31能夠與環(huán)形構(gòu)件60 (接合凹槽61)接合的位置。結(jié)果，當發(fā)生異常狀況時，可以以高響應(yīng)能力固定傳動比e2/ei。此外，可以通過高速一一轉(zhuǎn)動團數(shù)例如是第一恒星齒輪19的轉(zhuǎn)動 團數(shù)的十倍一一轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子18a和托架22，來改變傳動比02/ei。當傳動 比62/ei由約束構(gòu)件31固定時，約束構(gòu)件31約束了與雖然高速轉(zhuǎn)動但 載荷較小的轉(zhuǎn)子18a —體轉(zhuǎn)動的托架22。因此，施加到約束構(gòu)件31的 載荷較小，且因此約束構(gòu)件31能夠制造得較為緊湊。進一步地，通過借助于電磁螺線管32將約束構(gòu)件31從脫開位置D2 移動到接合位置Dl,可以約束托架22的轉(zhuǎn)動。此外，約束構(gòu)件31適于與形成在環(huán)形構(gòu)件60外周緣面60a上的接 合凹槽61接合。以此方式，環(huán)形構(gòu)件60和約束構(gòu)件31能夠可靠地彼 此接合，使得環(huán)形構(gòu)件60不會相對于約束構(gòu)件31移動。此外，多個接合凹槽61沿周向C等間隔地設(shè)置在環(huán)形構(gòu)件60的外 周緣面60a上。在托架22轉(zhuǎn)動的情況下，接合凹槽61與約束構(gòu)件31 對置的次數(shù)得以增加。因此，當約束構(gòu)件31與接合凹槽61之一接合時， 可以縮短它們開始接合前的時間延遲。仍舊進一步地，用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18的轉(zhuǎn)子18a與轉(zhuǎn)向軸3 同心設(shè)置。結(jié)果，用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18沿轉(zhuǎn)向軸3徑向的突出 量能夠制造得較小，因此車輛轉(zhuǎn)向裝置l能夠制造得較為緊湊。進一步 地，因為在行星齒輪機構(gòu)17和用于行星齒輪機構(gòu)的馬達18之間不設(shè)減 速機構(gòu)，所以能夠減少組件數(shù)量，且因此可以降低成本。
仍舊進一步地，電磁螺線管32的螺線管外殼52相對于托架22的 徑向傾斜。因此，螺線管外殼52可靠近周圍的構(gòu)件(例如，用于行星 齒輪機構(gòu)的馬達18)設(shè)置，同時避免它們之間互相干涉。結(jié)果，車輛轉(zhuǎn) 向裝置1的總長度能夠制造得較短。仍舊進一步地，電磁螺線管32和約束構(gòu)件31設(shè)置在第二軸6的遠 離轉(zhuǎn)向軸2的一側(cè)。具體地，與轉(zhuǎn)向軸2附近的布置空間較為狹窄的位 置相比，電磁螺線管32和約束構(gòu)件31設(shè)置在布置空間較為寬敞的位置 內(nèi)。結(jié)果，可以增強布局的自由度。本發(fā)明不限于上述實施方式的內(nèi)容，而是在權(quán)利要求范圍內(nèi)能夠進 行各種修改。例如，約束構(gòu)件31可略去環(huán)形構(gòu)件60直接與托架22接合。可替 代地，通過沿托架22的軸向移動約束構(gòu)件31，約束構(gòu)件31可與托架 22接合。還可以平行于托架22的徑向R設(shè)置約束構(gòu)件31。進一步地， 作為致動器，亦可使用其它諸如液壓缸、凸輪機構(gòu)等機構(gòu)。此外，作為 行星傳動機構(gòu)，可用釆用滾子的牽引驅(qū)動機構(gòu)代替行星齒輪機構(gòu)17的 齒輪。
權(quán)利要求
1.一種車輛轉(zhuǎn)向裝置，包括傳動比可變機構(gòu)，其能夠改變轉(zhuǎn)向構(gòu)件的轉(zhuǎn)向角與轉(zhuǎn)彎車輪的轉(zhuǎn)彎角之間的傳動比，電動馬達，其包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子能夠與所述傳動比可變機構(gòu)的環(huán)形形狀的確定元件一體轉(zhuǎn)動，并且所述電動馬達用于改變傳動比，和鎖定機構(gòu)，其用于在出現(xiàn)異常狀況時固定所述傳動比，其中所述鎖定機構(gòu)包括約束構(gòu)件，所述約束構(gòu)件能夠與所述確定元件或與所述確定元件一體轉(zhuǎn)動的環(huán)形構(gòu)件接合，由此約束所述確定元件的轉(zhuǎn)動。
2. 如權(quán)利要求l所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其中所述傳動比可變機構(gòu) 包括第一恒星齒輪，其連接到所述轉(zhuǎn)向構(gòu)件；第二恒星齒輪，其具有 與所述第一恒星齒輪的軸線對應(yīng)的軸線并連接到所述轉(zhuǎn)彎車輪；行星齒 輪，其與所述第一恒星齒輪和所述第二恒星齒輪嚙合；和環(huán)形形狀的托架，其支撐所述行星齒輪，以使所述行星齒輪在其軸線上自轉(zhuǎn)以及繞所 述第一恒星齒輪和所述第二恒星齒輪的軸線一體地公轉(zhuǎn)， 其中所述確定元件包括所述托架。
3. 如權(quán)利要求l所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其中所述鎖定機構(gòu)包括致 動器，所述致動器能夠使所述約束構(gòu)件在接合位置和脫開位置之間移 動，在所述接合位置，所述約束構(gòu)件與所述確定元件或所述環(huán)形構(gòu)件接 合，在所述脫開位置，所述接合松開。
4. 如權(quán)利要求l所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其中所述確定元件或所述 環(huán)形構(gòu)件^L置有凹槽，所述凹槽形成在所述確定元件或所述環(huán)形構(gòu)件的 外周緣面上，并能夠與所述約束構(gòu)件接合。
5. 如權(quán)利要求4所述的車輛轉(zhuǎn)向裝置，其中多個所述凹槽在所述 確定元件或所述環(huán)形構(gòu)件的外周緣面上沿周向等間隔地^L置。
全文摘要
一種車輛轉(zhuǎn)向裝置，包括能夠改變傳動比的行星齒輪機構(gòu)以及用于固定傳動比的鎖定機構(gòu)。行星齒輪機構(gòu)包括第一恒星齒輪，其連接到轉(zhuǎn)向構(gòu)件；第二恒星齒輪，其連接到轉(zhuǎn)彎車輪；行星齒輪，其與第一恒星齒輪和第二恒星齒輪嚙合；和環(huán)形形狀的托架，其支撐行星齒輪。鎖定機構(gòu)包括約束構(gòu)件，約束構(gòu)件能夠與托架接合，由此約束托架的轉(zhuǎn)動。
文檔編號B62D3/00GK101152876SQ20071015185
公開日2008年4月2日 申請日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月25日
發(fā)明者山中亨介 申請人:株式會社捷太格特