專利名稱：電動轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種電動轉(zhuǎn)向裝置，更具體地涉及一種設(shè)計成能獲得伸縮調(diào)節(jié)和傾斜調(diào)節(jié)等的平滑操作的技術(shù)。
背景技術(shù)：
汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)廣泛使用一種所謂的動力轉(zhuǎn)向裝置，以獲得通過使用一外部動力源而執(zhí)行的轉(zhuǎn)向助力。
迄今為止用于動力轉(zhuǎn)向裝置的動力源通常在許多情況下使用一由發(fā)動機驅(qū)動的葉輪型液壓泵。但是，這種動力轉(zhuǎn)向裝置具有大的發(fā)動機的驅(qū)動損耗，因為液壓泵是不間斷地受驅(qū)動的(該驅(qū)動損耗為約幾hp(馬力)到在最大負載下時的幾十hp)。因此具有小排量的微型機動車輛等很難采用這一動力轉(zhuǎn)向裝置，而且即使排量較大的汽車的行駛?cè)剂闲室脖厝幌陆档綗o法忽略的程度。
近年來，解決這些問題的重點放在采用一電動機作為動力源的電動轉(zhuǎn)向(下文縮寫為EPS)裝置。EPS的特征在于，EPS使用一車載電池作為電動機的電源，因此沒有直接的發(fā)動機驅(qū)動損耗，由于電動機只在提供轉(zhuǎn)向助力時才起動，因此可抑制行駛?cè)剂闲?發(fā)動機與一發(fā)電機有關(guān)的驅(qū)動損耗)的下降，此外非常便于進行電子控制。應(yīng)該指出，根據(jù)電動機的安裝位置，EPS可分為管柱助力型、齒條助力型等，但是當(dāng)前最常用的是具有制造成本上、空間上等的優(yōu)點的管柱助力型。應(yīng)該指出，一般形式的管柱助力型電動轉(zhuǎn)向裝置如日本專利申請公告No.2000-855596所公開的那樣，在汽車發(fā)生(初次)碰撞時轉(zhuǎn)向軸在接受一定沖擊載荷時會發(fā)生潰縮，以減輕乘員(駕駛員)與轉(zhuǎn)向盤的二次碰撞。
另一方面，有不特定多數(shù)個駕駛員使用(操縱)汽車轉(zhuǎn)向裝置，因此希望可根據(jù)個體的體形、駕駛姿勢等調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向盤的位置。為了滿足這一要求，不限于轎車，越來越多的卡車或貨車等也采用傾斜調(diào)節(jié)機構(gòu)和伸縮調(diào)節(jié)機構(gòu)。傾斜調(diào)節(jié)機構(gòu)是一種用于沿上下方向調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向盤的位置的機構(gòu)。傾斜調(diào)節(jié)機構(gòu)包括一用于可擺動地支承轉(zhuǎn)向盤的傾斜樞軸、一用于把轉(zhuǎn)向管柱固定在一希望位置(處于一希望的傾斜角)上傾斜桿等。此外，伸縮調(diào)節(jié)機構(gòu)是一種沿前后方向(轉(zhuǎn)向軸的軸向)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向盤的位置的機構(gòu)。伸縮調(diào)節(jié)機構(gòu)由一用來伸長或縮短轉(zhuǎn)向軸的雙管型等類型的伸縮部、一把轉(zhuǎn)向軸固定在一希望位置(希望的伸長或縮短量)上的伸縮桿等構(gòu)成。
日本專利申請公告No.11-301492和No.2000-211533等公開的內(nèi)容舉例說明了同時設(shè)有傾斜調(diào)節(jié)機構(gòu)和伸縮調(diào)節(jié)機構(gòu)的管柱助力型電動轉(zhuǎn)向裝置。但是這些電動轉(zhuǎn)向裝置的一個問題是，由于傾斜樞軸設(shè)置在轉(zhuǎn)向管柱下端的布置形式無法獲得伸縮調(diào)節(jié)和傾斜調(diào)節(jié)的平滑操作。
例如，如圖5所示，一由一電動機、一減速齒輪等構(gòu)成的較重的電動助力機構(gòu)17安裝在一轉(zhuǎn)向管柱1上。但是，當(dāng)進行傾斜/伸縮調(diào)節(jié)時，該電動助力機構(gòu)17的重量作用在傾斜樞軸31與轉(zhuǎn)向盤之間，從而一很大彎曲應(yīng)力作用在構(gòu)成一伸縮機構(gòu)的一上部管柱13與一下部管柱等效件15之間的配合滑動部71上。因此，由于該很大彎曲應(yīng)力，以及由于因為存在電動助力機構(gòu)17無法增加配合滑動部71的長度L，這兩個因素合起來造成上部管柱13與下部管柱等效件15之間發(fā)生扭轉(zhuǎn)阻塞，因此無法平滑地進行伸縮調(diào)節(jié)操作。在一手抓住轉(zhuǎn)向管柱的同時一手松開一桿來進行單手的伸縮操作，因此該操作特別不平滑。
在為解決這一問題而增加配合滑動部71的長度L的情況下，會發(fā)生一個問題，即上部轉(zhuǎn)向軸9的潰縮行程以及伸縮行程S減小，從而伸縮調(diào)節(jié)的自由度減小，同時防止乘員(駕駛員)二次碰撞的安全性降低。此外，在傾斜操作時，包括電動助力機構(gòu)17在內(nèi)的轉(zhuǎn)向管柱1的總重量作用在作為一支點的傾斜樞軸31上，從而即使使用一彈力很大的傾斜助力彈簧65仍舊無法平滑地進行傾斜操作。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的一個目的是，提供一種設(shè)計成用于獲得平滑的伸縮和傾斜操作的電動轉(zhuǎn)向裝置。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一電動轉(zhuǎn)向裝置包括一上端安裝有一轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向軸；一可轉(zhuǎn)動地支承該轉(zhuǎn)向軸的、圍繞一作為一支點的傾斜樞軸傾斜的并與轉(zhuǎn)向軸一起引起沿軸向的伸縮運動的轉(zhuǎn)向管柱；一裝在該轉(zhuǎn)向管柱上并用于向轉(zhuǎn)向盤提供轉(zhuǎn)向助力的助力電動機單元；和一用于把該轉(zhuǎn)向管柱固定在一預(yù)定的角度位置上和將轉(zhuǎn)向管柱固定在一預(yù)定的軸向位置上的傾斜/伸縮調(diào)節(jié)裝置，其中，所述傾斜樞軸位于所述電動機單元與傾斜/伸縮調(diào)節(jié)裝置之間。
按照本發(fā)明，作用在伸縮配合滑動部上的彎曲應(yīng)力和傾斜樞軸向上作用在轉(zhuǎn)向管柱上的負載都減小。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一轉(zhuǎn)向裝置的車室側(cè)結(jié)構(gòu)；圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的轉(zhuǎn)向管柱的側(cè)視圖；圖3為沿圖2中A-A線的剖視圖；圖4為沿圖2中B-B線的剖視圖；以及圖5為常用轉(zhuǎn)向管柱一個示例的側(cè)視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合

本發(fā)明一實施例。
圖1為示出一根據(jù)本發(fā)明的一第一實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置的車室側(cè)部分的側(cè)視圖。圖2為一轉(zhuǎn)向管柱的側(cè)視圖。如圖1和2所示，一轉(zhuǎn)向管柱1支承在一通過一上部支架3和一下部支架5的相應(yīng)水平部3a和5a限定為一車體構(gòu)件的橫擋件7上。轉(zhuǎn)向管柱1主要包括一通過一支承件11可轉(zhuǎn)動地支承一具有伸縮調(diào)節(jié)功能和用于吸收能量的潰縮功能的轉(zhuǎn)向軸的上部軸9的上部管柱13、一上部管柱13可滑動地安裝在其中的外殼15和一個一體地設(shè)置在外殼15的下側(cè)的電動助力機構(gòu)17。
該電動助力機構(gòu)17包括一電動機單元21；一個容納用于將電動機單元21發(fā)出的轉(zhuǎn)動驅(qū)動力傳遞給一設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸前端的輸出軸25的減速齒輪系的減速齒輪箱23；一用于作用在轉(zhuǎn)向盤41上的轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器(未示出)等。在該實施例中，外殼15和減速齒輪箱23是作為以一種鋁合金作為材料的一體地模制的產(chǎn)品而形成的。外殼15和齒輪箱23也可分開制造，然后通過壓配合等裝配成一個統(tǒng)一體。電動機單元21的下端固定在減速齒輪箱23后側(cè)的上表面上。一樞軸支架33在電動機單元21和減速齒輪箱23后方一體地形成在外殼15的上部上。作為下部支架5的對等型的樞軸支架33與下部支架5這樣地連接，即一樞軸銷31a穿過形成在下部支架5的垂直部5b中的通孔5b并用一螺母31b通過套筒100緊固。在圖1中，標號35表示一經(jīng)萬向接頭37與輸出軸25的前端連接的轉(zhuǎn)向中間軸。該中間軸35設(shè)計成一伸縮軸，并與設(shè)置在車體下部上的轉(zhuǎn)向機構(gòu)的一齒條齒輪機構(gòu)連接。
轉(zhuǎn)向盤41裝在轉(zhuǎn)向上部軸9的后端上。駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤41時，其轉(zhuǎn)動力在電動助力機構(gòu)17的幫助下提高后，經(jīng)輸出軸25傳遞到轉(zhuǎn)向中間軸35，并經(jīng)一未示出的下側(cè)萬向接頭進一步傳遞到上述齒條齒輪機構(gòu)。
如圖3(沿圖2中A-A線的剖視圖)所示，抵靠在上部支架3的垂直延伸部3b、3b內(nèi)壁面上的一對左右凸臺43、45一體地形成為從外殼15后端的下部伸出的凸起。然后，外殼15下部的中部形成有一沿軸向延伸的切口47。此外，兩凸臺43、45中形成有彼此同軸的通孔48、49。一作為一傾斜/伸縮調(diào)節(jié)機構(gòu)51的一部件的調(diào)節(jié)螺栓53穿過所述通孔48、49。外殼15上部沿徑向向內(nèi)設(shè)有一引導(dǎo)螺栓55，引導(dǎo)螺栓55的前側(cè)端與一在上部管柱13上部的對應(yīng)位置上沿軸向延伸地形成的槽13a接合作用，由此引導(dǎo)螺栓55在伸縮操作中引導(dǎo)上部管柱13，在進行伸縮調(diào)節(jié)時用作一止擋。
除上述調(diào)節(jié)螺栓53外，傾斜/伸縮調(diào)節(jié)機構(gòu)51還包括，一旋在調(diào)節(jié)螺栓53上的調(diào)節(jié)螺母57和一通過一螺栓59緊固在調(diào)節(jié)螺母57上的操縱桿61。在該實施例中，調(diào)節(jié)螺母57的截錐部錐度配合在操縱桿61的截錐凹陷部中。逆時針轉(zhuǎn)動操縱桿61時，調(diào)節(jié)螺母57和調(diào)節(jié)螺栓53緊固上部支架3。順時針轉(zhuǎn)動操縱桿61時，將上部支架3從緊固狀態(tài)松開。在圖3中，標號63表示形成在上部支架3中的長孔，在傾斜操作時調(diào)節(jié)螺栓53在所述長孔中沿該長孔移動。此外，圖3中用標號65表示的部件是在上部支架3與外殼15之間延伸的傾斜助力彈簧。當(dāng)通過操作操作桿61使得上部支架3從緊固狀態(tài)松開時，傾斜助力彈簧65的彈力防止轉(zhuǎn)向管柱突然下落。
下面說明該實施例的工作情況。
如果轉(zhuǎn)向盤41的位置因更換駕駛員等而變得不合適，根據(jù)第一實施例的電動轉(zhuǎn)向裝置，駕駛員首先順時針轉(zhuǎn)動操縱桿61，由此從調(diào)節(jié)螺栓53上旋松的調(diào)節(jié)螺母57。此時，調(diào)節(jié)螺栓53作用在上部支架3和外殼15的凸臺43、45上的軸向力消失，結(jié)果轉(zhuǎn)向管柱1可繞作為支點的樞軸銷31擺動一預(yù)定的量，同時上部管柱13可在外殼15上滑動一預(yù)定的量。完成上述操作后，駕駛員通過傾斜或伸縮移動轉(zhuǎn)向管柱1可把轉(zhuǎn)向盤41調(diào)節(jié)到一希望的位置。
完成轉(zhuǎn)向盤41的位置調(diào)節(jié)后，駕駛員逆時針轉(zhuǎn)動操縱桿61，從而將調(diào)節(jié)螺母57旋緊在調(diào)節(jié)螺栓53上。然后，調(diào)節(jié)螺栓53上形成一預(yù)定的軸向力，從而上部支架3緊壓凸臺43、45，同時上部管柱13由于外殼15的直徑減小而被固定。從而轉(zhuǎn)向管柱1的傾斜和伸縮調(diào)節(jié)完成，轉(zhuǎn)向盤41固定在希望的位置上。
按照該實施例，由于用于傾斜調(diào)節(jié)的樞軸銷31位于電動機單元21后方，因此電動機的重心位置為，由電動助力機構(gòu)17的重量造成的彎曲應(yīng)力不作用在上部管柱13與外殼15之間的一配合滑動部71上。因此，上部管柱13與外殼15之間很難發(fā)生扭轉(zhuǎn)阻塞，因此可獲得平滑的伸縮運動。此外，出于同樣原因可縮短配合滑動部71的長度L。因此可確保一足夠的上部管柱13伸縮行程S和足夠的轉(zhuǎn)向上部軸9潰縮行程，從而改善了轉(zhuǎn)向盤的位置調(diào)節(jié)自由度和防止乘員(駕駛員)發(fā)生二次碰撞的安全性。
另一方面，按照該實施例，電動機單元21位于樞軸銷31的前方，而傾斜/伸縮調(diào)節(jié)裝置位于樞軸銷31的后方，因此改善了樞軸銷31前方和后方之間的重量平衡。這種改善不需要傾斜助力彈簧65具有大的彈力，并使得傾斜操作可方便且平滑地進行。
以上完成了對特定實施例的說明，但本發(fā)明的模式不受上述實施例的限制。例如，在上述實施例中傾斜樞軸31設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸上方，但也可設(shè)置在其下方。此外，通過使用單個操縱桿固定了轉(zhuǎn)向管柱的傾斜方向和伸縮方向，但也可用專門的操縱桿(分別)進行(傾斜和伸縮)調(diào)節(jié)。此外，在不偏離本發(fā)明要點的范圍內(nèi)可對首先說明的電動助力機構(gòu)、傾斜機構(gòu)和伸縮機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)等適當(dāng)?shù)剡M行改動。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的電動轉(zhuǎn)向裝置中，作用在伸縮配合滑動部上的彎曲應(yīng)力和作用在傾斜調(diào)節(jié)樞軸上部上的負載減小，因此可平滑地進行伸縮調(diào)節(jié)操作和傾斜調(diào)節(jié)操作。此外，可縮短上部管柱和外殼之間的配合滑動部的長度，因此可確保足夠的上部管柱伸縮行程和足夠的上部軸潰縮行程，從而改善轉(zhuǎn)向盤位置調(diào)節(jié)的自由度和防止乘員(駕駛員)受二次碰撞的安全性。
權(quán)利要求
1.一電動轉(zhuǎn)向裝置，包括一上端裝有一轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向軸；一可轉(zhuǎn)動地支承所述轉(zhuǎn)向軸、圍繞一作為一支點的樞軸傾斜并與所述轉(zhuǎn)向軸一起沿軸向伸縮運動的轉(zhuǎn)向管柱；一裝在所述轉(zhuǎn)向管柱上并用于向所述轉(zhuǎn)向盤提供轉(zhuǎn)向助力的助力電動機單元；以及用于將所述轉(zhuǎn)向管柱固定在一預(yù)定的角度位置和將所述轉(zhuǎn)向管柱固定在一預(yù)定的軸向位置上的傾斜/伸縮調(diào)節(jié)裝置，其中，所述樞軸設(shè)置在所述電動機單元與所述傾斜/伸縮調(diào)節(jié)裝置之間。
2.按權(quán)利要求1所述的電動轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述傾斜樞軸設(shè)置得比所述轉(zhuǎn)向軸更靠上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動轉(zhuǎn)向裝置，它包括一上端裝有一轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向軸；一可轉(zhuǎn)動地支承所述轉(zhuǎn)向軸、圍繞一作為一支點的樞軸傾斜并與所述轉(zhuǎn)向軸一起沿軸向伸縮運動的轉(zhuǎn)向管柱；一裝在所述轉(zhuǎn)向管柱上并用作向所述轉(zhuǎn)向盤提供轉(zhuǎn)向助力的助力電動機；和一用于將所述轉(zhuǎn)向管柱固定在一預(yù)定的角度位置和將所述轉(zhuǎn)向管柱固定在一預(yù)定的軸向位置上的傾斜/伸縮調(diào)節(jié)裝置，其中，所述樞軸設(shè)置在所述電動機單元與所述傾斜/伸縮調(diào)節(jié)裝置之間。
文檔編號B62D1/184GK1665711SQ0381614
公開日2005年9月7日 申請日期2003年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月8日
發(fā)明者定方清, 東野清明, 會田明, 川池祐次 申請人:日本精工株式會社