本發明涉及輔助駕駛員的轉向操作的電動式轉向輔助裝置。
背景技術:
轉向輔助裝置被搭載于各種車輛,以輔助駕駛員的轉向操作。日本特開2013-35475號公報公開了使用扭矩傳感器、馬達、減速器來向轉向機構傳遞轉向輔助力的轉向輔助裝置。
扭矩傳感器檢測由于駕駛員的轉向操作而在轉向軸產生的扭矩。馬達生成與檢測出的扭矩相應的驅動力。驅動力經由減速器向轉向機構傳遞。減速器使從馬達向轉向機構傳遞的扭矩增大,因此駕駛員以較小的力進行轉向操作,就能夠使車輛的方向變化。日本特開2013-35475號公報提出了利用行星齒輪裝置來作為減速器的方案。
若將以往的減速器組裝于較大重量的車輛(例如,5噸卡車)所搭載的轉向輔助裝置,則減速器承受非常大的負荷。結果,減速器內的齒輪的嚙合經不住較大的負荷,也有時產生齒輪的打滑、齒輪的破損。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種即使在產生較大負荷的環境下也能夠妥當地進行動作的轉向輔助裝置。
本發明的一方案的轉向輔助裝置包括馬達和減速器,所述馬達輸出與作用于轉向軸的轉向力相應的驅動力,所述減速器包括:齒輪部,其與所述驅動力相應地擺動旋轉運動;外筒,其形成有與所述齒輪部相嚙合的內齒環;托架,其與所述擺動旋轉運動相應地旋轉,將轉向輔助力向根據施加于方向盤的旋轉操作來改變車輪的朝向的轉向機構輸出。所述齒輪部與所述內齒環之間的嚙合率為25%以上且100%以下
所述轉向輔助裝置即使在產生較大負荷的環境下也能夠妥當地進行動作。
通過以下的詳細說明和附圖能夠進一步了解所述轉向輔助裝置的目的、特征及優點。
附圖說明
圖1是第1實施方式的轉向輔助裝置的概略框圖。
圖2是第2實施方式的轉向輔助裝置的概略的布局圖。
圖3是第3實施方式的轉向輔助裝置的概略的布局圖。
圖4是第4實施方式的轉向輔助裝置的概略的局部剖視圖。
圖5是圖4所示的轉向輔助裝置的減速器的概略剖視圖。
具體實施方式
<第1實施方式>
本發明人研制了即使在產生較大負荷的環境下也能夠妥當地進行動作的轉向輔助裝置。在第1實施方式中,對例示的轉向輔助裝置進行說明。
圖1是第1實施方式的轉向輔助裝置100的概略框圖。參照圖1,對轉向輔助裝置100進行說明。
圖1示出了轉向輔助裝置100以及操作部opr、控制部ctr、轉向機構stm。也可以將車輛常用的各種各樣的技術應用于操作部opr、控制部ctr及轉向機構stm。本實施方式的原理不限于應用于操作部opr、控制部ctr及轉向機構stm的特定技術。
操作部opr包括方向盤101和轉向軸102。駕駛員握持方向盤101。在駕駛員要變更車輛(未圖示)的方向時,由駕駛員旋轉方向盤101。轉向軸102與方向盤101和轉向機構stm機械連接。由于駕駛員的旋轉操作而施加于方向盤101的轉向力經由轉向軸102向轉向機構stm傳遞。
轉向機構stm將轉向力傳遞到車輛的輪胎(未圖示),變更車輛的輪胎的朝向。若輪胎的朝向的變更需要較大的力,則駕駛員以較大的轉向力使方向盤101旋轉。此時,在轉向軸102產生較大的扭矩。若輪胎的朝向的變更不需要較大的力,則駕駛員以較小的轉向力使方向盤101旋轉。此時,在轉向軸102產生較小的扭矩。也可以將已知的用于車輛的各種各樣的設計技術應用于方向盤101、轉向軸102、轉向機構stm及輪胎的機械連結構造。本實施方式的原理不限于從方向盤101到輪胎的特定的連結構造。
控制部ctr包括扭矩傳感器111和控制裝置112。扭矩傳感器111檢測在轉向軸102產生的扭矩。也可以將已知的扭矩檢測技術應用于扭矩傳感器111。本實施方式的原理不限于扭矩傳感器111的特定種類。
如果為了扭矩傳感器111檢測在轉向軸102產生的扭矩而要求扭矩傳感器111與轉向軸102直接連接,扭矩傳感器111就與轉向軸102機械連接。在其他情況下,扭矩傳感器111也可以不與轉向軸102直接連接。扭矩傳感器111和轉向軸102之間的機械連接構造或者電連接構造取決于扭矩傳感器111的性能。因而,本實施方式的原理不限于轉向軸102與扭矩傳感器111之間的特定連接構造。
扭矩傳感器111檢測在轉向軸102產生的扭矩,生成扭矩信號。如果在轉向軸102產生較大的扭矩,扭矩信號就表示較大的扭矩。如果在轉向軸102產生較小的扭矩,扭矩信號就表示較小的扭矩。從扭矩傳感器111向控制裝置112輸出扭矩信號。
控制裝置112根據扭矩信號控制轉向輔助裝置100。如果扭矩信號表示較大的扭矩,控制裝置112就使轉向輔助裝置100輸出較大的轉向輔助力。如果扭矩信號表示較小的扭矩,控制裝置112就使轉向輔助裝置100輸出較小的轉向輔助力。向轉向機構stm傳遞轉向輔助力。結果,駕駛員能夠以較小的力改變車輛的朝向。控制裝置112能夠使用各種各樣的已知的運算技術來處理扭矩信號,生成用于驅動轉向輔助裝置100的驅動信號。本實施方式的原理不限于控制裝置112執行的特定運算處理。
控制裝置112也可以是微型電子計算機、進行使用扭矩信號的運算處理的其他運算電路。本實施方式的原理不限于用作控制裝置112的特定裝置和/或電路。
轉向輔助裝置100包括馬達200和減速器300。從控制裝置112向馬達200輸出所述驅動信號。馬達200根據驅動信號進行旋轉,輸出由驅動信號確定的扭矩。因而,從馬達200輸出的扭矩與作用于轉向軸102的轉向力相應地變化。如果在轉向軸102作用有較大的轉向力,馬達200就輸出較大的扭矩。如果在轉向軸102作用有較小的轉向力,馬達200就輸出較小的扭矩。在本實施方式中,利用從馬達200輸出的扭矩來例示驅動力。
從馬達200向減速器300輸出扭矩。減速器300使來自馬達200的扭矩增大,形成轉向輔助力。向轉向機構stm輸出轉向輔助力。結果,駕駛員在轉向輔助力的輔助下能夠以較小的力改變車輛的方向。
減速器300包括齒輪部(未圖示)和內齒環(未圖示)。齒輪部與來自馬達200的扭矩相應地擺動旋轉。內齒環包括以包圍齒輪部的方式配置為環狀的內齒。減速器300被設計為在齒輪部與內齒環之間能夠得到25%以上且100%以下的范圍的嚙合率。以往的行星齒輪裝置的嚙合率為百分之幾,而本實施方式的減速器300的嚙合率為25%以上且100%以下,因此即使減速器300作用有高負荷,轉向輔助裝置100也能夠妥當地輸出轉向輔助力。
所述齒輪部也可以包括一個或者一個以上的齒輪要素。本實施方式的原理不受齒輪部使用多少個齒輪要素任何限定。
齒輪部所使用的齒輪要素也可以是次擺線齒輪。在該情況下,齒輪部與內齒環之間的齒隙非常小。因而,轉向輔助裝置100能夠順暢地輸出轉向輔助力。另外,齒輪部所使用的齒輪要素也可以是其他種類的齒輪。本實施方式的原理不限于齒輪部所使用的齒輪要素的特定種類。
馬達200可以與減速器300直接連結。另外,也可以在馬達200和減速器300之間配置被設計成傳遞扭矩的傳遞機構(例如,使用齒輪、皮帶輪和/或帶構筑的機構)。本實施方式的原理不限于馬達200和減速器300之間的特定連接構造。
<第2實施方式>
設計者基于與第1實施方式相關地進行了說明的設計原理能夠構筑用于變更輪胎的朝向的各種各樣的構造。在第2實施方式中,對用于變更輪胎的朝向的例示構造進行說明。
圖2是第2實施方式的轉向輔助裝置100a的概略的布局圖。參照圖1及圖2,對轉向輔助裝置100a進行說明。
圖2示出了轉向輔助裝置100a以及右輪胎rtr、左輪胎ltr、轉向機構stn、操作部ops、控制部cts。轉向機構stn能夠利用參照圖1進行了說明的轉向機構stm。因而,能夠將第1實施方式的轉向機構stm的相關說明援用到轉向機構stn。操作部ops能夠利用參照圖1進行了說明的操作部opr。因而,能夠將第1實施方式的操作部opr的相關說明援用到操作部ops。控制部cts能夠利用參照圖1進行了說明的控制部ctr。因而,能夠將第1實施方式的控制部ctr的相關說明援用到控制部cts。
轉向機構stn包括齒條131、右連桿機構132、左連桿機構133以及主小齒輪134。齒條131在右輪胎rtr和左輪胎ltr之間延伸。齒條131根據駕駛員對操作部ops的操作向右方或者左方位移。右連桿機構132連接于齒條131的右端和右輪胎rtr。齒條131向右方位移時,右連桿機構132使右輪胎rtr在水平面上順時針或者逆時針旋轉。齒條131向左方位移時,右連桿機構132使右輪胎rtr在水平面上逆時針或者順時針旋轉。左連桿機構133連接于齒條131的左端和左輪胎ltr。齒條131向右方位移時,左連桿機構133使左輪胎ltr在水平面上順時針或者逆時針旋轉。齒條131向左方位移時,左連桿機構133使左輪胎ltr在水平面上逆時針或者順時針旋轉。能夠將已知的各種各樣的構造應用于齒條131、右連桿機構132及左連桿機構133。因而,本實施方式的原理不限于由齒條131、右連桿機構132及左連桿機構133構筑的特定構造。在本實施方式中,利用右輪胎rtr或者左輪胎ltr來例示車輪。
主小齒輪134連接于操作部ops和齒條131。主小齒輪134與自操作部ops施加的轉向力相應地旋轉。結果,與主小齒輪134嚙合的齒條131向右方或者左方位移。
操作部ops包括方向盤101a和轉向軸102a。方向盤101a能夠利用參照圖1進行了說明的方向盤101。因而,能夠將第1實施方式的方向盤101的相關說明援用到方向盤101a。轉向軸102a能夠利用參照圖1進行了說明的轉向軸102。因而,能夠將第1實施方式的轉向軸102的相關說明援用到轉向軸102a。
轉向軸102a包括基端部103和頂端部104。方向盤101a連接于轉向軸102a的基端部103。轉向機構stn的主小齒輪134安裝于轉向軸102a的頂端部104。駕駛員旋轉操作方向盤101a時,轉向軸102a也旋轉。結果,與轉向軸102a的頂端部104相連接的主小齒輪134也旋轉。與主小齒輪134相嚙合的齒條131與主小齒輪134的旋轉相應地向右方或者左方位移。
控制部cts包括扭矩傳感器111a和控制裝置112a。扭矩傳感器111a能夠利用參照圖1進行了說明的扭矩傳感器111。因而,能夠將第1實施方式的扭矩傳感器111的相關說明援用到扭矩傳感器111a。控制裝置112a能夠利用參照圖1進行了說明的控制裝置112。因而,能夠將第1實施方式的控制裝置112的相關說明援用到控制裝置112a。
扭矩傳感器111a安裝于轉向軸102a的頂端部104。扭矩傳感器111a檢測在轉向軸102a的頂端部104產生的扭矩,生成扭矩信號。從扭矩傳感器111a向控制裝置112a輸出扭矩信號。控制裝置112a根據扭矩信號生成驅動信號。向轉向輔助裝置100a輸出驅動信號。
轉向輔助裝置100a包括馬達200a和減速器300a。馬達200a能夠利用參照圖1進行了說明的馬達200。因而,能夠將第1實施方式的馬達200的相關說明援用到馬達200a。減速器300a能夠利用參照圖1進行了說明的減速器300。因而,能夠將第1實施方式的減速器300的相關說明援用到減速器300a。
馬達200a直接連接于減速器300a。馬達200a與減速器300a的內部的齒輪構造相嚙合,向減速器300a輸出根據驅動信號確定的扭矩。減速器300a使從馬達200a傳遞來的扭矩增大。
減速器300a包括與轉向機構stn的齒條131相嚙合的副小齒輪310。副小齒輪310將增大后的扭矩傳遞給齒條131。結果,副小齒輪310的旋轉運動轉換為齒條131的向右方或者左方的直線運動。在本實施方式中,利用副小齒輪310來例示運動轉換部。另外,運動轉換部也可以是有助于從旋轉運動向直線運動轉換的其他機械要素(例如,凸輪)。
<第3實施方式>
也可以將轉向輔助裝置以轉向輔助裝置的旋轉中心軸線與轉向軸的旋轉中心軸線大致重合的方式搭載于車輛。在該情況下,轉向輔助裝置用的配置空間與轉向軸用的配置空間至少部分共用,因此設計者能夠利用車輛的狹窄空間來配置轉向輔助裝置。在第3實施方式中,對與轉向軸的旋轉中心軸線同軸旋轉的例示的轉向輔助裝置進行說明。
圖3是第3實施方式的轉向輔助裝置100b的概略的布局圖。與第2實施方式同一的附圖標記表示帶有該同一的附圖標記的要素與第2實施方式一樣。因而,能夠將第2實施方式的說明援用到帶有同一的附圖標記的要素。參照圖1及圖3對轉向輔助裝置100b進行說明。
圖3示出了右輪胎rtr、左輪胎ltr、轉向機構stn、操作部ops以及控制部cts。能夠將第2實施方式的說明援用到這些要素。
轉向輔助裝置100b包括馬達200b和減速器300b。馬達200b能夠利用參照圖1進行了說明的馬達200。因而,能夠將第1實施方式的馬達200的相關說明援用到馬達200b。減速器300b能夠利用參照圖1進行了說明的減速器300。因而,能夠將第1實施方式的減速器300的相關說明援用到減速器300b。
馬達200b及減速器300b被設計成:操作部ops的轉向軸102a貫穿轉向輔助裝置100b,與轉向機構stn的主小齒輪134相連接。減速器300b內置有與轉向軸102a相嚙合的旋轉要素。減速器300b使從馬達200b輸出的扭矩增大,將增大的扭矩(即,轉向輔助力)向轉向軸102a輸出。
駕駛員使方向盤101a旋轉時,在轉向軸102a產生扭矩。控制部cts的扭矩傳感器111a生成表示在轉向軸102a產生的扭矩的扭矩信號。從扭矩傳感器111a向控制裝置112a輸出扭矩信號。控制裝置112a根據扭矩信號生成驅動信號。從控制裝置112a向馬達200b輸出驅動信號。馬達200b根據驅動信號進行旋轉,向減速器300b輸出扭矩。減速器300b使來自馬達200b的扭矩增大,將增大后的扭矩作為轉向輔助力向轉向軸102a輸出。結果,駕駛員能夠在轉向輔助力的輔助下操作方向盤101a。
<第4實施方式>
設計者能夠賦予轉向輔助裝置各種各樣的構造。在第4實施方式中,對例示的轉向輔助裝置進行說明。
圖4是第4實施方式的轉向輔助裝置100c的概略的局部剖視圖。參照圖2及圖4對轉向輔助裝置100c進行說明。
轉向輔助裝置100c包括馬達200c、減速器300c以及安裝筒400。安裝筒400用于將馬達200c安裝于減速器300c。馬達200c能夠利用參照圖2進行了說明的馬達200a。因而,能夠將第2實施方式的馬達200a的相關說明援用到馬達200c。減速器300c能夠利用參照圖2進行了說明的減速器300a。因而,能夠將第2實施方式的減速器300a的相關說明援用到減速器300c。
馬達200c包括殼體210和馬達軸220。在殼體210內能夠配置馬達常用的各種各樣的零部件(例如,線圈、定子鐵心)。本實施方式的原理不限于殼體210內的特定構造。
殼體210包括供安裝筒400安裝的安裝面211。馬達軸220從安裝面211向減速器300c延伸。在馬達軸220的頂端形成有齒輪部221。齒輪部221與減速器300c相嚙合。結果,將馬達200c生成的扭矩向減速器300c傳遞。
安裝筒400包括安裝壁410和周壁420。安裝壁410包括與馬達200c的安裝面211接觸的接觸面411。接觸面411形成為與安裝面211的表面形狀相匹配。因而,接觸面411與安裝面211緊密接觸。利用螺紋或其他適當的固定技術將馬達200c固定于接觸面411。
周壁420是從安裝壁410向減速器300c突出的筒體。利用螺紋或其他適當的連接技術將周壁420連接于減速器300c。
周壁420將馬達軸220包圍。因而,安裝筒400能夠將馬達200c和減速器300c之間的連接部位相對于異物、其他故障因素適當保護起來。周壁420和/或馬達200c固定于轉向輔助裝置100c所搭載的車輛。
圖5是沿圖4所示的a-a線進行剖切的減速器300c的概略剖視圖。與第2實施方式同一的附圖標記表示帶有該同一的附圖標記的要素與第2實施方式一樣。因而,能夠將第2實施方式的說明援用到帶有同一的附圖標記的要素。參照圖2、圖4及圖5對減速器300c進行說明。
如圖4所示,減速器300c配置在馬達200c與齒條131之間。減速器300c包括外筒500、托架600、齒輪部700、三個驅動機構800(圖4示出了三個驅動機構800中的一個)、兩個主軸承900以及小齒輪310c。小齒輪310c能夠利用參照圖2進行了說明的副小齒輪310。因而,能夠將第2實施方式的副小齒輪310的相關說明援用到小齒輪310c。
如圖5所示,外筒500包括大致圓筒狀的外殼510和多個內齒銷520。外殼510規定將托架600、齒輪部700及驅動機構800收容的圓筒狀的內部空間。多個內齒銷520沿外殼510的內周面呈環狀排列,形成內齒環。在本實施方式中,利用內齒銷520來例示內齒。
如圖4所示,外殼510與安裝筒400的周壁420的端面相連接。因而,外殼510與安裝筒400及馬達200c一體地固定于車輛。兩個主軸承900配置在外筒500和被外筒500包圍的托架600之間。兩個主軸承900使托架600能夠在外筒500內旋轉運動。托架600與馬達軸220同軸旋轉。
圖4及圖5示出了托架600及馬達軸220的旋轉中心軸線rcx。各內齒銷520是沿旋轉中心軸線rcx的延伸方向延伸的圓柱狀的構件。各內齒銷520嵌入于被形成在外殼510的內壁的槽部。因而,各內齒銷520被外殼510妥當保持。
如圖5所示,多個內齒銷520繞旋轉中心軸線rcx以大致恒定間隔配置。各內齒銷520的半周面從外殼510的內壁朝向旋轉中心軸線rcx突出。因而,多個內齒銷520作為與齒輪部700相嚙合的內齒發揮作用。
如圖4所示,托架600包括基部610和端板部620。基部610配置在端板部620和齒條131之間。端板部620配置在基部610和馬達200c之間。托架600整體為圓筒狀。托架600在外筒500內繞旋轉中心軸線rcx旋轉。
基部610包括基板部611(參照圖4)和三個軸部612(參照圖5)。三個軸部612分別從基板部611向端板部620延伸。端板部620連接于三個軸部612各自的頂端面。端板部620也可以利用密配合螺栓、定位銷或其他適當的固定技術連接于三個軸部612各自的頂端面。本實施方式的原理不限于端板部620與三個軸部612中的每一個之間的特定連接技術。
如圖4所示,齒輪部700配置在基板部611和端板部620之間。三個軸部612貫穿齒輪部700,連接于端板部620。
如圖4所示,齒輪部700包括第1次擺線齒輪710和第2次擺線齒輪720。第1次擺線齒輪710配置在基板部611和第2次擺線齒輪720之間。第2次擺線齒輪720配置在端板部620和第1次擺線齒輪710之間。第1次擺線齒輪710及第2次擺線齒輪720也可以基于共用的設計圖來形成。
第1次擺線齒輪710的多個外齒的一部分與由多個內齒銷520形成的內齒環相嚙合。第1次擺線齒輪710與內齒環之間的嚙合率設定在12.5%以上且50%以下的范圍內。第1次擺線齒輪710與內齒環之間的嚙合率eg1也可以由以下的式子來定義。
【式1】
eg1:第1次擺線齒輪與內齒環之間的嚙合率
nc1:被第1次擺線齒輪接觸到的內齒銷的數量
np:形成內齒環的內齒銷的總數
第2次擺線齒輪720的多個外齒的一部分與由多個內齒銷520形成的內齒環相嚙合。第2次擺線齒輪720與內齒環之間的嚙合率設定在12.5%以上且50%以下的范圍內。第2次擺線齒輪720與內齒環之間的嚙合率eg2也可以由以下的式子來定義。
【式2】
eg2:第2次擺線齒輪與內齒環之間的嚙合率
nc2:被第2次擺線齒輪接觸到的內齒銷的數量
np:形成內齒環的內齒銷的總數
在本實施方式中,嚙合率eg1、eg2分別設定為大約50%。
馬達軸220的旋轉由驅動機構800向第1次擺線齒輪710及第2次擺線齒輪720傳遞。結果,引起第1次擺線齒輪710及第2次擺線齒輪720的擺動旋轉。
圖4示出了第1次擺線齒輪710的中心軸線cx1和第2次擺線齒輪720的中心軸線cx2。中心軸線cx1、cx2與托架600的旋轉中心軸線rcx大致平行地延伸。圖5示出了第1次擺線齒輪720的中心軸線cx1。在所述擺動旋轉的期間,中心軸線cx1、cx2繞托架600的旋轉中心軸線rcx旋轉。因而,第1次擺線齒輪710及第2次擺線齒輪720與內齒銷520嚙合并在外殼510內旋轉移動。在此期間,第1次擺線齒輪710及第2次擺線齒輪720與托架600的三個軸部612相接觸,使托架600繞旋轉中心軸線rcx旋轉。在本實施方式中,利用第1次擺線齒輪710的中心軸線cx1來例示第1中心軸線。利用第2次擺線齒輪720的中心軸線cx2來例示第2中心軸線。
也可以是,第2次擺線齒輪720的中心軸線cx2以與第1次擺線齒輪710的中心軸線cx1不同的相位繞托架600的旋轉中心軸線rcx旋轉。如果第2次擺線齒輪720的中心軸線cx2的旋轉相位與第1次擺線齒輪710的中心軸線cx1相比落后180°,齒輪部700與內齒環之間的嚙合率eg就也可以如以下式子所示那樣以所述嚙合率eg1、eg2之和來定義。
【式3】
eg:齒輪部與內齒環之間的嚙合率
eg1:第1次擺線齒輪與內齒環之間的嚙合率
eg2:第2次擺線齒輪與內齒環之間的嚙合率
nc:被齒輪部接觸到的內齒銷的數量
np:形成內齒環的內齒銷的總數
小齒輪310c從基部610向與軸部612的突出方向相反的方向突出,與齒條131相嚙合。結果,將由馬達200c及減速器300c生成的轉向輔助力向齒條131傳遞。因而,托架600的旋轉運動轉換為齒條131的直線運動。小齒輪310c與基部610形成為一體。
如圖4所示,三個驅動機構800均包括輸入齒輪810、曲軸820、兩個軸頸軸承830和兩個曲軸軸承840。輸入齒輪810與馬達軸220的齒輪部221相嚙合,從馬達200c承受扭矩。與第1次擺線齒輪710及第2次擺線齒輪720不同,輸入齒輪810是平齒輪。另外,輸入齒輪810也可以使用其他種類的齒輪零部件。本實施方式的原理不限于用作輸入齒輪810的特定種類的齒輪零部件。
由輸入齒輪810和馬達軸220的齒輪部221決定的減速比也可以小于由所述內齒環和齒輪部700決定的減速比。設計轉向輔助裝置100c的設計者也可以以避免第1次擺線齒輪710及第2次擺線齒輪720的旋轉運動的速度過高的方式設定輸入齒輪810和馬達軸220的齒輪部221之間的減速比。在本實施方式中,利用由輸入齒輪810和馬達軸220的齒輪部221決定的減速比來例示第1減速比。利用由內齒環和齒輪部700決定的減速比來例示第2減速比。
曲軸820包括第1軸頸821(參照圖4)、第2軸頸822(參照圖4)、第1偏心部823(參照圖4)以及第2偏心部824(參照圖4)。第1軸頸821被托架600的基板部611包圍。第2軸頸822被托架600的端板部620包圍。兩個軸頸軸承830中的一者配置在第1軸頸821和基板部611之間。兩個軸頸軸承830中的另一者配置在第2軸頸822和端板部620之間。并且,所述輸入齒輪810安裝于第2軸頸822。
第1偏心部823位于第1軸頸821和第2偏心部824之間。第2偏心部824位于第2軸頸822和第1偏心部823之間。兩個曲軸軸承840中的一者配置在第1偏心部823和第1次擺線齒輪710之間。兩個曲軸軸承840中的另一者配置在第2偏心部824和第2次擺線齒輪720之間。
第1軸頸821與第2軸頸822同軸,繞共同的旋轉軸旋轉。第1偏心部823及第2偏心部824均形成為圓柱狀,相對于第1軸頸821及第2軸頸822的旋轉軸偏心。第1次擺線齒輪710和第2次擺線齒輪720之間的旋轉相位差由第1偏心部823及第2偏心部824決定。
若輸入齒輪810旋轉,則曲軸820旋轉。結果,第1偏心部823及第2偏心部824偏心旋轉。在此期間,經由曲軸軸承840連接于第1偏心部823的第1次擺線齒輪710能夠與多個內齒銷520相嚙合,并在外筒500內旋轉移動。同樣,經由曲軸軸承840連接于第2偏心部824的第2次擺線齒輪720能夠與多個內齒銷520相嚙合,并在外筒500內旋轉移動。結果,第1次擺線齒輪710及第2次擺線齒輪720能夠在外筒500內分別擺動旋轉。在本實施方式中,利用曲軸820及兩個曲軸軸承840來例示曲柄機構。
與所述各種各樣的實施方式相關聯地進行了說明的設計原理能夠應用于各種各樣的轉向輔助裝置。也可以將與所述各種各樣的實施方式中的一個相關聯地進行了說明的各種各樣的特征中的一部分應用于與另一實施方式相關聯地進行了說明的轉向輔助裝置。
與所述實施方式相關聯地進行了說明的轉向輔助裝置主要具有以下特征。
所述實施方式的一方案的轉向輔助裝置包括馬達和減速器,所述馬達輸出與作用于轉向軸的轉向力相應的驅動力,所述減速器包括:齒輪部,其與所述驅動力相應地擺動旋轉運動;外筒,其形成有與所述齒輪部相嚙合的內齒環;托架,其與所述擺動旋轉運動相應地旋轉,將轉向輔助力向根據施加于方向盤的旋轉操作來改變車輪的朝向的轉向機構輸出。所述齒輪部與所述內齒環之間的嚙合率為25%以上且100%以下。
采用所述結構,齒輪部與內齒環之間的嚙合率為25%以上且100%以下,因此轉向輔助裝置即使在產生較大負荷的環境下也能夠妥當地進行動作。
關于所述結構,所述減速器也可以包括:輸入齒輪,其從所述馬達承受所述驅動力;曲柄機構,其將傳遞到所述輸入齒輪的所述驅動力向所述齒輪部傳遞,使所述齒輪部產生所述擺動旋轉運動。所述輸入齒輪也可以以第1減速比對從所述馬達傳遞來的旋轉進行減速。所述齒輪部也可以以比所述第1減速比大的第2減速比對從所述輸入齒輪傳遞來的旋轉進行減速。
采用所述結構,輸入齒輪以第1減速比對從馬達傳遞來的旋轉進行減速,因此齒輪部不會以過高的速度旋轉。因而,轉向輔助裝置能夠從馬達向轉向機構高效地傳遞扭矩。并且,設計者不對齒輪部賦予過度大的尺寸值就能夠設計轉向輔助裝置。齒輪部以比第1減速比大的第2減速比對從輸入齒輪傳遞來的旋轉進行減速,因此轉向輔助裝置能夠向轉向機構傳遞較大的轉向輔助力。
關于所述結構,所述齒輪部也可以包括:第1次擺線齒輪,其具有繞所述托架的旋轉中心軸線旋轉的第1中心軸線;第2次擺線齒輪,其具有以與所述第1中心軸線不同的相位繞所述旋轉中心軸線旋轉的第2中心軸線。
采用所述結構,齒輪部包括第1次擺線齒輪和第2次擺線齒輪,因此扭矩在較小的齒隙下從馬達向轉向機構傳遞。第2次擺線齒輪的第2中心軸線以與第1次擺線齒輪的第1中心軸線不同的相位繞托架的旋轉中心軸線旋轉,因此齒輪部整體上能夠以較高的嚙合率與內齒環相嚙合。因而,即使在較高的負荷作用于減速器時,齒輪部也能夠繼續維持與內齒環的嚙合,向轉向機構輸出較高的轉向輔助力。
關于所述結構,所述第1次擺線齒輪與所述內齒環之間的嚙合率也可以為12.5%以上且50%以下。所述第2次擺線齒輪與所述內齒環之間的嚙合率也可以為12.5%以上且50%以下。
關于所述結構,第1次擺線齒輪及第2次擺線齒輪在設定為12.5%以上且50%以下的范圍的嚙合率下與內齒環相嚙合,因此即使在較高的負荷作用于減速器時,齒輪部也能夠繼續維持與內齒環的嚙合,向轉向機構輸出較高的轉向輔助力。
關于所述結構,所述輸入齒輪也可以具有與所述第1次擺線齒輪及所述第2次擺線齒輪的齒形不同種類的齒形。
采用所述結構,輸入齒輪具有與第1次擺線齒輪及第2次擺線齒輪的齒形不同種類的齒形,因此設計者能夠對從馬達到輸入齒輪的扭矩傳遞機構賦予各種各樣的構造。
關于所述結構,所述馬達也可以具有與所述輸入齒輪相嚙合的馬達軸。
采用所述結構,馬達的馬達軸與輸入齒輪相嚙合,因此設計者能夠對轉向輔助裝置賦予較小的尺寸值。
關于所述結構,所述馬達也可以固定于所述外筒。
采用所述結構,馬達固定于外筒,因此設計者能夠對轉向輔助裝置賦予較小的尺寸值。
關于所述結構,所述內齒環也可以具有n個內齒。所述嚙合率也可以由以下的式子來定義。
【式4】
采用所述結構,由式4來定義的嚙合率為25%以上且100%以下,因此轉向輔助裝置即使在產生較大負荷的環境下也能夠妥當地進行動作。
關于所述結構,所述減速器也可以包括與所述轉向機構配合動作而將所述托架的旋轉運動轉換成直線運動的運動轉換部。
采用所述結構,運動轉換部與轉向機構配合動作而將托架的旋轉運動轉換成直線運動,因此轉向輔助裝置能夠妥當地幫助調整車輛的輪胎的朝向。
關于所述結構,所述轉向機構也可以包括齒條。所述運動轉換部也可以包括從所述托架突出的小齒輪。所述小齒輪也可以與所述齒條嚙合。
采用所述結構,從托架突出的小齒輪與轉向機構的齒條嚙合,將托架的旋轉運動轉換成直線運動,因此轉向輔助裝置能夠妥當地幫助調整車輛的輪胎的朝向。
關于所述結構,所述小齒輪也可以與所述托架形成為一體。
采用所述結構,小齒輪與托架形成為一體,因此不容易發生因小齒輪從托架意外分離開而引起的轉向輔助裝置的不良狀況。
產業上的可利用性
所述實施方式的原理能夠適當地應用于各種各樣的車輛設計。