技术领域
[0001] 本发明涉及诸如转向辅助装置等的辅助装置。
相关背景技术
[0002] 作为辅助装置的示例的转向辅助装置被安装于各种车辆以辅助驾驶员的转向。这种转向辅助装置包括转矩传感器、马达和减速器，并将转向辅助力传递到转向机构。
[0003] 转矩传感器检测由驾驶员的转向在转向轴中产生的转矩。马达产生与检测到的转矩相对应的驱动力。驱动力通过减速器传递到转向机构。由于减速器增大了从马达传递到转向机构的转矩，因此驾驶员能够用轻的力使车辆转向。专利文献1提出了使用行星齿轮装置作为减速器。
[0004] 专利文献1公开了一种使用摆动内接触式行星齿轮装置并且需要较小安装空间的电力转向装置。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1：日本特开2013-35475号公报
具体实施方式
[0030] 现在将参照附图说明本发明的实施方式。
[0031] 图1是示出根据本发明的一实施方式的转向装置1的示意性框图。
[0032] 所示的转向装置1包括操作部10、转向机构20、控制部21和转向辅助装置30。转向总成是指操作部10自己或者是指操作部10和转向机构20。
[0033] 辅助装置能够用于转向总成，并且还能够用于各种其它设备。为了便于说明，该辅助装置在下文中将被称为转向辅助装置。
[0034] 如图所示，操作部10被构造成包括方向盘11和转向轴12。人(下文中称为“驾驶员”)握住方向盘11。为了转向车辆(未示出)，驾驶员转动方向盘11。转向轴12机械地连接到方向盘11和转向辅助装置30。通过由驾驶员执行的转动操作而施加于方向盘11的转向力通过转向轴12和转向辅助装置30传递到转向机构20。
[0035] 转向机构20被构造成将施加于方向盘11的转向力传递到车辆的轮胎(未示出)以使车辆的轮胎转向。根据驾驶员的转向力的大小来调节用于使轮胎转向的力。对于方向盘11、转向轴12、转向辅助装置30、转向机构20和轮胎，能够想到各种设计形式的机械联接结构，并且能够适当地应用这些设计形式。
[0036] 控制部21被构造成包括转矩传感器22和控制器23。转矩传感器22检测在转向轴12中产生的转矩。能够想到各种形式的转矩传感器22，而不限于其特定的类型。
[0037] 为了检测转向轴12中产生的转矩，转矩传感器22可以直接连接到转向轴12，但不必直接连接到转向轴12。能够想到各种形式的转矩传感器22和转向轴12之间的机械或电连接结构，而不限于特定的连接结构。
[0038] 转向辅助装置30包括马达31和减速器32。控制器23根据转矩信号控制转向辅助装置30的马达31。根据由转矩信号指示的转矩的大小，控制器23使马达31输出转向辅助力。控制器23对转矩信号进行处理并产生用于驱动转向辅助装置30的驱动信号。能够想到各种形式的控制器23的操作，而不限于特定形式。
[0039] 同时，施加于方向盘11的转向力通过转向轴12输入到减速器32。因此，施加于方向盘11的转向力与来自马达31的辅助力一起输入到减速器32，并且来自减速器32的输出基于这些输入被最终传递到转向机构20。
[0040] 驱动信号从控制器23输出到马达31，并且马达31根据驱动信号转动并输出由驱动信号指定的转矩。从马达31输出的转矩根据施加于转向轴12的转向力而变化。在本发明的实施方式中，驱动力被说明为是指从马达31输出的转矩。
[0041] 来自马达31的转矩与基于方向盘11的转向力的转矩一起输出到减速器32。减速器32基于转向力和来自马达31的转矩来增大转矩并输出最终转向力。最终转向力被输出到转向机构20。因此，最终输出以单线从转向辅助装置30的减速器32输出到转向机构20，使得能够使装置小型化。此外，驾驶员在辅助力的辅助下以小的力使车辆的轮胎转向。
[0042] 在所示的转向装置1中，对于操作部10、转向机构20、控制部21和转向辅助装置30能够想到各种构造，而不限于特定构造。
[0043] 接下来，图2示出了根据本发明的一实施方式的转向辅助装置30的截面图。图3是图2的转向辅助装置的沿着线A-A截取的示意性截面图。
[0044] 所示的转向辅助装置30包括马达31、减速器(偏心摆动减速器)32。马达31包括外壳210和马达轴220。在外壳210中，配置有用于传统马达的各种部件(例如线圈和定子芯)。该实施方式的原理不限于外壳210中的特定的结构。
[0045] 马达轴220朝向减速器32延伸。马达轴220的端部形成有齿轮部221。齿轮部221与减速器32的齿轮810啮合并接收来自马达31的转矩(驱动力)。结果，由马达31产生的转矩被传递到减速器32。
[0046] 壳体60中以朝向减速器32突出的方式布置有用于接收来自方向盘11的转动的方向盘转动输入部(输入转动轴)120。方向盘转动输入部120的转向力经由方向盘转动输入部120的齿轮部121和轴部123从马达31的相反侧输入到减速器32。
[0047] 因此，除了来自马达31的驱动力之外，减速器32还接收来自方向盘转动输入部120的转向力。结果，从减速器32输出作为最终转向力的一个输出值。因此，来自减速器的最终输出以单线传递到转向机构，使得能够使转向辅助装置小型化。
[0048] 如图2所示，减速器32包括外筒50、齿轮部700、三个驱动机构800(图2示出了三个驱动机构800中的一个)以及两个主轴承。
[0049] 如图3所示，外筒50包括大致圆筒状的壳体510和多个内齿销520。壳体510限定了配置有托架600、齿轮部700以及驱动机构800的圆筒状的内部空间。多个内齿销520沿着壳体510的内周面环状地配置以形成内齿环。在本实施方式中，内齿销520是内齿的示例。
[0050] 图3示出了托架600和马达轴220的转动中心轴线RCX。各内齿销520均由沿着转动中心轴线RCX的延伸方向延伸的圆柱状构件制成。各内齿销520均装配在形成于壳体510的内壁中的槽部中。因此，各内齿销520均被壳体510适当地保持。
[0051] 多个内齿销520围绕转动中心轴线RCX以大致规则的间隔配置。各内齿销520均具有从壳体510的内壁朝向转动中心轴线RCX突出的半圆面。因此，多个内齿销520用作与齿轮部700啮合的内齿。
[0052] 如图2所示，托架600包括基部610和端板部620。基部610配置于端板部620和输出轴6之间。端板部620配置于基部610和壳体60之间。托架600整体上为圆筒状。托架600围绕转动中心轴线RCX在外筒50内转动。
[0053] 基部610包括三个轴部612(参照图3)。三个轴部612中的各轴部均从基板部611朝向端板部620延伸。端板部620连接到三个轴部612的各端面。端板部620可以通过铰刀螺栓、定位销或其它技术连接到三个轴部612的各端面。
[0054] 如图2所示，齿轮部700配置于基板部611和端板部620之间。三个轴部612延伸穿过齿轮部700并连接到端板部620。齿轮部700包括第一摆线齿轮710和第二摆线齿轮720。第一摆线齿轮710配置于基板部611和第二摆线齿轮720之间。第二摆线齿轮720配置于端板部620和第一摆线齿轮710之间。第一摆线齿轮710的多个外齿的一部分与由多个内齿销520形成的内齿环啮合。
[0055] 马达轴220的转动通过驱动机构800传递到第一摆线齿轮710和第二摆线齿轮720。结果，第一摆线齿轮710和第二摆线齿轮720转动从而水平摆动。
[0056] 图2示出了第一摆线齿轮710的中心轴线CX1和第二摆线齿轮720的中心轴线CX2。中心轴线CX1和CX2与托架600的转动中心轴线RCX大致平行地延伸。图3示出了第一摆线齿轮720的中心轴线CX1。在上述摆动转动期间，中心轴线CX1和CX2围绕托架600的转动中心轴线RCX旋转。因此，第一摆线齿轮710和第二摆线齿轮720在与内齿销520啮合的同时在壳体
510内旋转。同时，第一摆线齿轮710和第二摆线齿轮720与托架600的三个轴部612接触并使托架600围绕其转动中心轴线RCX转动。
[0057] 第二摆线齿轮720的中心轴线CX2可以与第一摆线齿轮710的中心轴线CX1不同相位地围绕托架600的转动中心轴线RCX旋转。
[0058] 基部610在其端部处安装到输出轴6。这种安装可以通过如图2所示地紧固螺钉或通过任何其它方法来完成。因此，来自马达31的辅助力和来自方向盘11的转向力作为来自减速器32的最终转向力输出到输出轴6并传递到转向机构20。图2示出了马达31固定到输出轴6，但还可以采用其它固定形式。
[0059] 如图2所示，三个驱动机构800均包括输入齿轮810、曲轴820、两个轴颈轴承830和两个曲轴轴承840。输入齿轮810与马达轴220的齿轮部221啮合并接收来自马达31的转矩。与第一摆线齿轮710和第二摆线齿轮720不同，输入齿轮810是正齿轮。可选地，输入齿轮810可以是其它类型的齿轮部件。本实施方式的原理不限于特定类型的齿轮部件用作输入齿轮
810。
[0060] 如上所述，方向盘转动输入部120的转向力经由图2所示的齿轮部121和轴部123从马达31的相反侧输入到减速器32的曲轴820。
[0061] 由驾驶员的操作产生的操作力还能够使方向盘转动输入部120中的转动轴(第一转动轴)转动，从而使布置于第一转动轴的第一齿轮转动，使得转动力被传递到曲轴820，其中曲轴820上布置有与第一齿轮啮合的输入齿轮(第二齿轮)。
[0062] 由输入齿轮810和马达轴220的齿轮部221确定的减速比可以小于由上述内齿环和齿轮部700确定的减速比。在本发明的一实施方式中，第一减速比被说明为由输入齿轮810和马达轴220的齿轮部221确定的减速比。此外，第二减速比被说明为由内齿环和齿轮部700确定的减速比。如上所述，方向盘转动输入部120的转向力经由方向盘转动输入部120的齿轮部121和轴部123从马达31的相反侧输入到减速器32，但所示的转向辅助装置30还能够被构造成使得方向盘转动输入部120的转向力被输入到由两级减速器构成的减速器32的第二级。
[0063] 当输入齿轮810转动时，曲轴820转动。结果，第一偏心部823和第二偏心部824偏心转动。同时，经由一个曲轴轴承840连接到第一偏心部823的第一摆线齿轮710能够在与多个内齿销520啮合的同时在外筒50内旋转。同样地，经由另一个曲轴轴承840连接到第二偏心部824的第二摆线齿轮720能够在与多个内齿销520啮合的同时在外筒50内旋转。结果，第一摆线齿轮710和第二摆线齿轮720能够以在外筒50内水平摆动的方式转动。在本实施方式中，曲柄机构被说明为由曲轴820和两个曲轴轴承840构成。
[0064] 曲轴820包括第一轴颈821、第二轴颈822、第一偏心部823和第二偏心部824。第一轴颈821由托架600的基板部611包围。第二轴颈822由托架600的端板部620包围。两个轴颈轴承830中的一个配置于第一轴颈821和基板部611之间。两个轴颈轴承830中的另一个配置于第二轴颈822和端板部620之间。另外，上述输入齿轮810安装于第二轴颈822。
[0065] 接下来，图4示出了根据本发明的一实施方式的另一转向辅助装置30的截面图。现在将参照图4说明根据本发明的一实施方式的转向辅助装置30。将省略对与图2的转向辅助装置30相同的元件的说明。
[0066] 所示的转向辅助装置30包括马达31和减速器(偏心摆动减速器)32。马达31包括外壳210和马达轴220。在外壳210中，配置有用于传统马达的各种部件(例如线圈和定子芯)。该实施方式的原理不限于外壳210中的特定结构。
[0067] 所示的转向辅助装置30包括被配置成覆盖减速器32的马达31侧的壳体51。在所示的示例中，马达31安装到壳体51。
[0068] 马达轴220朝向减速器32延伸。马达轴220的端部形成有齿轮部221。齿轮部221与减速器32的齿轮810啮合并接收来自马达31的转矩(驱动力)。结果，由马达31产生的转矩被传递到减速器32。
[0069] 在所示的转向辅助装置30中，壳体60中以朝向减速器32突出的方式布置有用于接收来自方向盘11的转动的方向盘转动输入部(输入转动轴)120。方向盘转动输入部120的转向力经由方向盘转动输入部120的齿轮部121和轴部123从马达31的相反侧输入到减速器32。
[0070] 与图2中所示的示例不同，在所示的示例中，输出轴6安装于转向辅助装置30的壳体51。这种安装可以通过如图2所示地紧固螺钉或通过任意其它方法来实现。因此，来自马达31的辅助力和来自方向盘11的转向力作为来自减速器32的最终转向力输出到输出轴6并传递到转向机构20。
[0071] 如在图2中，三个驱动机构800均包括输入齿轮810、曲轴820、两个轴颈轴承830和两个曲轴轴承840。输入齿轮810与马达轴220的齿轮部221啮合并接收来自马达31的转矩。与第一摆线齿轮710和第二摆线齿轮720不同，输入齿轮810是正齿轮。可选地，输入齿轮810可以是其它类型的齿轮部件。本实施方式的原理不限于特定类型的齿轮部件用作输入齿轮
810。
[0072] 如在图2中，方向盘转动输入部120的转向力经由图2所示的齿轮部121和轴部123从马达31的相反侧输入到减速器32的曲轴820。
[0073] 因此，除了来自马达31的驱动力之外，减速器32还接收来自方向盘转动输入部120的转向力。结果，从减速器32输出作为最终转向力的一个输出值。因此，来自减速器的最终输出以单线传递到转向机构，使得能够使转向辅助装置小型化。
[0074] 接下来，图5示出了根据本发明的一实施方式的另一转向辅助装置30的截面图。现在将参照图5说明根据本发明的一实施方式的转向辅助装置30。
[0075] 所示的转向辅助装置30包括马达31和减速器(偏心摆动减速器)32。马达31包括外壳210和马达轴220。在外壳210中，配置有用于传统马达的各种部件(例如线圈和定子芯)。该实施方式的原理不限于外壳210中的特定结构。
[0076] 所示的转向辅助装置30包括壳体51，壳体51被配置成覆盖减速器32的马达31侧。在所示的示例中，马达31安装于壳体51。
[0077] 马达轴220朝向减速器32延伸。马达轴220的端部形成有齿轮部221。齿轮部221与减速器32的齿轮810啮合并接收来自马达31的转矩(驱动力)。结果，由马达31产生的转矩被传递到减速器32。
[0078] 在所示的转向辅助装置30中，壳体60中以朝向减速器32侧突出的方式布置有用于接收来自方向盘11的转动的方向盘转动输入部(输入转动轴)120。方向盘转动输入部120的转向力经由布置于输入转动轴(第一转动轴)120的第一锥齿轮201、与第一锥齿轮201啮合的第二锥齿轮202、从动齿轮211、输入齿轮212和输入轴130输入到减速器32的曲轴820。
[0079] 根据本发明的一实施方式的转向辅助装置30也能够被构造成使得方向盘转动输入部120的转向力经由布置于输入转动轴(第一转动轴)120的第一锥齿轮201和与第一锥齿轮201啮合的第二锥齿轮202输入到减速器32的曲轴820。如上所述，由驾驶员的操作产生的操作力从方向盘转动输入部(输入转动轴)120传递到减速器32的曲轴820。
[0080] 因此，在图5所示的示例中，方向盘转动输入部120的转向力从减速器32侧输入，并且从马达31的相反侧输入到减速器32的曲轴820。除了来自马达31的驱动力之外，减速器32还接收来自方向盘转动输入部120的转向力。结果，从减速器32输出作为最终转向力的一个输出值。因此，来自减速器的最终输出以单线传递到转向机构，使得能够使转向辅助装置小型化。
[0081] 与图2中所示的示例不同，在所示的示例中，输出轴6安装于转向辅助装置30的壳体51。这种安装可以通过如图2所示地紧固螺钉或通过任意其它方法来实现。因此，来自马达31的辅助力和来自方向盘11的转向力被作为来自减速器32的最终转向力输出到输出轴6并传递到转向机构20。
[0082] 如在图2和图4中，三个驱动机构800均包括输入齿轮810、曲轴820、两个轴颈轴承830和两个曲轴轴承840。输入齿轮810与马达轴220的齿轮部221啮合并接收来自马达31的转矩。与第一摆线齿轮710和第二摆线齿轮720不同，输入齿轮810是正齿轮。可选地，输入齿轮810可以是其它类型的齿轮部件。本实施方式的原理不限于特定类型的齿轮部件用作输入齿轮810。由于已经参照图2和图3详细说明了减速器32的组成部分和操作，现在将省略其进一步的说明。
[0083] 如上所述，方向盘转动输入部120的转向力经由布置于输入转动轴(第一转动轴)120的第一锥齿轮201和与第一锥齿轮201啮合的第二锥齿轮202从减速器侧输入到减速器
32的曲轴820。
[0084] 因此，除了来自马达31的驱动力之外，减速器32还接收来自方向盘转动输入部120的转向力。结果，从减速器32输出作为最终转向力的一个输出值。因此，来自减速器的最终输出以单线传递到转向机构，使得能够使转向辅助装置小型化。
[0085] 接下来，图6示出了根据本发明的一实施方式的另一转向辅助装置30的截面图。现在将参照图6说明根据本发明的一实施方式的转向辅助装置30。
[0086] 所示的转向辅助装置30包括马达31和减速器(偏心摆动减速器)32。马达31包括外壳210和马达轴220。在外壳210中，配置有用于传统马达的各种部件(例如线圈和定子芯)。该实施方式的原理不限于外壳210中的特定结构。
[0087] 所示的转向辅助装置30包括朝向减速器32的马达31侧开口的壳体51。在所示的示例中，马达31安装于壳体51。
[0088] 马达轴220朝向减速器32延伸。马达轴220的端部形成有齿轮部221。齿轮部221与减速器32的齿轮810啮合并接收来自马达31的转矩(驱动力)。因此，由马达31产生的转矩被传递到减速器32。
[0089] 在所示的转向辅助装置30中，以从减速器32的与马达的相反侧横向突出的方式布置有用于接收来自方向盘11的转动的方向盘转动输入部(输入转动轴)120。方向盘转动输入部120的转向力经由被构造为增速齿轮的齿轮机构301、正交机构(锥齿轮)302、与马达连接的输入轴130和正齿轮221从输入转动轴(第一转动轴)120输入到减速器32的曲轴820。
[0090] 还能够将方向盘转动输入部120的转向力经由被构造为增速齿轮的齿轮机构301、与马达连接的输入轴130以及正齿轮221从输入转动轴(第一转动轴)120输入到减速器32的曲轴820。
[0091] 在图6所示的示例中，方向盘转动输入部120的转向力从减速器32的与马达31的相反侧横向输入、通过正交机构(锥齿轮)302被正交转换、并输入到减速器32的曲轴820。除了来自马达31的驱动力之外，减速器32还接收来自方向盘转动输入部120的转向力。结果，从减速器32输出作为最终转向力的一个输出值。
[0092] 因此，来自减速器的最终输出以单线传递到转向机构，使得能够使转向辅助装置小型化。另外，来自方向盘11的转动输入被加速并传递到减速器32，因此，能够在保持速度比不变的同时将转动输入传递到输出轴，从而确保安全性而不降低可操作性。
[0093] 在所示的示例中，输出轴6安装于转向辅助装置30的壳体50。这种安装可以通过如图2所示地紧固螺钉或通过任何其它方法来实现。因此，来自马达31的辅助力和来自方向盘11的转向力被作为来自减速器32的最终转向力输出到输出轴6并传递到转向机构20。
[0094] 在图6所示的示例中，三个驱动机构800均包括输入齿轮810、曲轴820、两个轴颈轴承830和两个曲轴轴承840。输入齿轮810与马达轴220的齿轮部221啮合并且接收来自马达31的转矩。与第一摆线齿轮710和第二摆线齿轮720不同，输入齿轮810是正齿轮。可选地，输入齿轮810可以是其它类型的齿轮部件。本实施方式的原理不限于特定类型的齿轮部件用作输入齿轮810。由于已经参照图2和图3详细说明了减速器32的组成部分和操作，现在将省略其进一步的说明。
[0095] 如上所述，方向盘转动输入部120的转向力经由被构造为增速齿轮的齿轮机构301、正交机构(锥齿轮)302、输入轴130和正齿轮221从输入转动轴(第一转动轴)120输入到减速器32的曲轴820。
[0096] 除了来自马达31的驱动力之外，减速器32还接收来自方向盘转动输入部120的转向力。结果，从减速器32输出作为最终转向力的一个输出值。因此，来自减速器的最终输出以单线传递到转向机构，使得能够使转向辅助装置小型化。另外，来自方向盘11的转动输入被加速并传递到减速器32，因此，转动输入能够在保持速度比不变的同时被传递到输出轴，从而确保安全性而不降低可操作性。
[0097] 以上已经说明了本发明的实施方式的示例。以上各种实施方式不限于上述构造，并且能够应用于各种类型的转向装置。对上述各种实施方式中的任何一个进行说明的各种特征中的一些特征可以应用于对另一实施方式进行说明的转向装置。
[0098] 附图标记说明
[0099] 1 转向装置
[0100] 6 输出轴
[0101] 10 操作部
[0102] 11 方向盘
[0103] 12 转向轴
[0104] 20 转向机构
[0105] 21 控制部
[0106] 22 转矩传感器
[0107] 23 控制器
[0108] 30 转向辅助装置
[0109] 31 马达
[0110] 32 减速器
