专利名称：转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及设置在转向轴的中间部分的致动器的转向装置，该转向轴从转向手轮向下延伸，用于依所运行状态改变在转向轴的上和下部之间转出方面的传动比。
背景技术：
通常，在这类转向装置中设置的致动器的上表面上设置双圆筒结构的导线壳体，其中包括导线的内件的壳体内构件固定致动器，而包括导线壳体的外件的壳体外构件固定于车辆本体。通过卷绕平导线构成的螺旋形导线被容装在导线壳体内，并在它的一端固定于壳体内构件和在它的另一端固定于壳体外构件。而且，电连接于螺旋导线的外导线伸展在壳体外构件和车辆本体之间，通过外导线和螺旋形导线进行供电。一旦操纵转向手轮，螺旋形导线的卷绕状态在壳体外构件和壳体内构件之间变化，从而操纵转向手轮所添加的载荷不施于外导线。这样，抑制了在操纵转向手轮时对导线的反作用力，以提高导线的耐用性。
图13示出了一现有技术的转向装置。在这转向装置中，在固定于车辆本体(未示出)的外导线1的中间部分处设置夹子2。并且，通过从金属钩3延伸V形金属丝4和通过将V形金属丝4的相对端固定于壳体外构件5的圆周表面上的两部分固定壳体外构件5，阻止相对于车辆本体的转动。
但是，按照上述现有技术的转向装置，在汽车型式中，其中夹子2和壳体外构件5可以被设置成相互较靠近，由金属丝5的V形所产生的角度被加大，从而能够固定壳体外构件5、阻止转动。相比较，在其它汽车型式中，其中迫使夹子2和壳体外构件相互离得较远，金属丝4变成较长，造成V形的角度较小，以致不能固定壳体外构件5、阻止转动。
发明内容
本发明的一主要目的是提供改进的转向装置，该装置甚至在任何汽车型式中能够牢固地固定壳体外构件，阻止相对于车辆本体的转动。
本发明的另一目的是提供改进的转向装置，该装置能够组装至车辆本体，而不损坏复盖致动器的橡胶套，该致动器设置在转向轴的中间部分上，用于改变从转向手轮至转向齿轮单元在转动方面的传动比。
简单地说，在本发明的一第一方面，提供一转向装置，该装置包括设置在从转向手轮向下延伸通过车辆本体的仪表板的转向轴的一中间部分处的致动器，用于依据运行情况改变在转向轴的上和下部分之间转动方面的传动比；设置在致动器的上表面上的双圆筒结构的导线壳体，构成导线壳体的内部并固定于致动器的壳体内圆筒件和构成导线壳体的外部并相对于壳体内圆筒件可转动的壳体外圆筒件。转向装置还包括用于对致动器供电、并容装在导线壳体内部、自身盘绕的螺旋形导线，螺旋形导线在它的一端固定于壳体内圆筒件和在它的另一端固定于壳体外圆筒件，以及复盖致动器的圆周表面和圆筒形橡胶套。在该转向装置中，橡胶套的上侧部分固定地装配在壳体外圆筒件上，并且橡胶套的下侧部分固定于仪表板。
对于第一方面的该结构，由于橡胶套在它的上侧部分固定地装配在壳体外圆筒件上、并在它的下侧部分固定于车辆本体的仪表板，因此比在其中由V字形金属丝固定在壳体外圆筒件上的两部分的现有技术转向装置的情况更能牢固地固定壳体外圆筒形件，防止转动。并且即使在其中壳体外圆筒件和仪表板相互分开较远的汽车型号中也不再出现在现有技术转向装置中在V字形金属丝上伴随的问题。即，按照本发明，不管汽车型号如何能够实现牢固地固定导线壳体的壳体外圆筒件，不会相对于车辆本体转动。
在本发明的一第二方面，提供转向装置，该装置包括从转向手轮向下延伸的一第一转向轴、从转向齿轮单元向上延伸的在一对可转向车轮之间的一第二转向轴、以及连接在第一和第二转向轴之间用于在它们之间传送转动和依据运行状态能够改变转动的传动比的致动器。转向装置还包括设置在致动器的上端部分处、和通过装配啮合连接于第一转向轴、同时可一体转动的输入侧连接轴；从致动器的下端表面突出、通过装配啮合连接于第二转向轴、同时可一体转动的输出侧连接轴；复盖致动器的圆周表面和下端表面和允许输出侧连接轴通过复盖下端表面的它的一部分的橡胶套，该套具有固定地装配在致动器上的上端部分；以及用于将橡胶套的一轴向中间部分固定车辆本体的仪表板的托架。在转向装置中，对于通过托架固定于仪表板的橡胶套和对于由车辆本体可转动地装载的第一转向轴，通过使致动器向下移动，随着橡胶套被压缩变形，使输入侧连接轴和第一转向轴为面对面关系，然后通过向上移动致动器，通过装配啮合相互连接输入侧连接轴和第一转向轴。转向装置还设置有比包括致动器的下端角部的另一零件有较高弹性的一零件制成的盖子，用于复盖致动器的下端角部。
对于第二方面的结构，由于用具有较高弹性的盖子复盖致动器的下端角部，即使在组装工作期间当使致动器的下端角部撞击在橡胶套上时也能够避免橡胶套的损坏。
附图简述通过在结合附图考虑时参照本发明的较佳实施例，随着本发明变得较好理解，本发明的上述和其它目的以及许多伴随的优点可以易于被理解，其中在若干附图中相同的标号表示相同的或对应的部分，在附图中图1是设置有对于按照本发明的第一和第二实施例共用的转向装置的一车辆的概念示意图；图2是第一实施例中转向装置的立体图；图3是第一实施例中转向装置的立体图；图4是示出第一实施例中转向装置的致动器部分的剖视图；图5是图4所示的致动器部分的放大剖视图；图6是沿着图5和图17中的线A-A截取的剖视图；图7是沿着图5和17中的线B-B截取的剖视图；图8是在第一实施例中转向装置的导线壳体的俯视图；图9是导线壳体的仰视图；图10是沿着图5和图17的线C-C截取的剖视图；图11是连接于仪表板的致动器部分的剖视图；图12是连接于带有被压缩变形的橡胶套的仪表板的致动器部分的剖视图；图13是一现有技术转向装置的平面图；图14是在按照本发明的第二实施例中的转向装置的侧视图；
图15是在第二实施例中的转向装置的立体图；图16是示出第二实施例中转向装置的致动器部分的剖视图；图17是示出在图16中的致动器部分的放大的剖视图；图18是在局部拆开的状态中的致动器部分的局部剖视图；图19是以放大比例示例的致动器部分的下端部的剖视图；图20是在第二实施例中连接于仪表板的致动器部分的剖视图；以及图21是在第二实施例中连接于带有被压缩变形的橡胶套的仪表板的致动器部分的剖视图。
具体实施例方式
(第一实施例)以下将参照图1至12叙述按照本发明的一第一实施例。
图1示出了设置有按照本发明的转向装置10的一车辆。转向齿轮单元69设置在车辆上的一对前轮11、11(对应于本发明中的可操纵的手轮)之间。转向齿轮单元69被构造成小齿轮15与通过圆筒形齿条壳体12C的齿条12啮合。齿条壳体12C固定于车辆本体14，并且齿条12在它的相对端通过杆13、13连接于相应的前轮11、11。如图2所示，通过转向轴90连接小齿轮15和转向手轮17，致动器18设置在转向轴90的中部处。
尤其，转向轴90包括在转向手轮17侧上的一第一转向轴74(对应于本发明中转向轴的上侧部分)和在转向齿轮单元69侧上的一第二转向轴70(对应于本发明中转向轴的下侧部分)，致动器18被连接在第一和第二转向轴74和70之间。第二转向轴70设置有在该轴的中部处的万向节71，并且从万向节71向下延伸的基轴73a连接于与该轴轴向对齐的小齿轮15，而从万向节71向上延伸的连接套筒73B相对于基轴73A可倾斜。
在基轴73A的上端部处以及在连接套筒73B的下端部处万向节71被两分叉、并被构造成使它的相对端装在基轴73A上的一第一轴73C与它的相对端装在连接套筒73B上的一第二轴73D垂直交叉。从而，转动能够在基轴73A和连接套筒73B之间传送，同时基轴73A和连接套筒73B的轴动轴线相互以某一角度交叉。而且，连接套筒73B为圆筒形并在它的内表面处形成花键。此外，在连接套筒73B的上端处，设置有用于缩小连接套筒73B的直径的螺栓72。
在图2中，标号75表示柱组件，该组件连接于车辆本体14内设置的安装板增强部分(未示出)。柱组件75能够改变相对于车辆本体14的在垂直方向中的它的角度，如在普通车辆中使用的那样。第一转向轴74可转动地安装在柱组件75中。转向手轮17可拆卸地连接于从第一转向轴74的柱组件75的上端突出的一部分(参阅图3)。而且，转向手轮17设置有空气袋17A。
如图4和5中所示致动器18设置有差动型减速齿轮20和用于驱动减速齿轮20的电动机25。一对外环21、22轴向并列在减速齿轮20内。各外环21、22具有形成在它的内表面处的许多细齿，并且其中一外环22被设置成比另一外环21在齿数方面具有较少齿数，例如少一齿。内环23共同地装配在外环21、22内，并在它的圆周表面处设置有许多细齿，该细齿能够共同地与两外环21、22的齿啮合。而且，内环23被形成为椭圆形或蛋形，以致内环23的齿的一部分与外环21、22的齿的一部分啮合。
电动机25设置在减速齿轮20的上侧处，并与减速齿轮轴向对齐。电动机25的转子26整体可转动地连接于减速齿轮20的内环23。而且，电动机25的定子28和上侧处的外环21被固定地装配在组件套筒19内。
另一方面，允许下侧处和外环22相对于组件套筒19可转动。从而，当内环23被电动机25驱动地转动时，在下侧处的外环22比上侧处的的外环21较快转动，这是因为前者比后者少一齿。即，在内环23转一转时，外环22按照对应于一齿的一角度稍许转动，从而在电动机25和外环22之间可以得到减速效果。
外环22连接于输出侧连接轴16。尤其，如图4所示，输出侧连接轴16包括管状的一第一轴部分16A和插入第一轴部分16A的下端部的一第二轴部分16B，连接盘24固定于外环22，并与外环可整体转动。
第二轴部分16B在它的上端部设置有摩擦啮合部分16C，推动该摩擦啮合部分压在第一轴部分16A的下端内表面上。通常，通过在摩擦啮合部分16C和第一轴部分16A的下端内表面之间的摩擦啮合，第二轴部分16B的上端部被保持在第一轴部分16A的下端部上。但是，当大于一预定值的轴向力施加在输出侧连接轴16上时，第二轴部分16B被推入第一轴部分16A，从而输出侧连接轴16变得较短，成为一体。通过设置在摩擦啮合部分16C处的调节螺钉的螺钉调节，摩擦啮合部分16C处的摩擦力是可调节的。
如图5所示，闭合盖85连接于组件套筒19的下端孔。输出侧连接轴16通过闭合盖85的中心。牢固地附着于输出侧连接轴16的油密封82设置在闭合盖85的输出侧连接轴16在那里通过的一部分的内表面处。
还是在图5中，用于检测转子26的转动位置的位置传感器31设置在电动机25的上端部上。设置在转子26的中心处的转动轴26s从电动机25的上端表面突出，以及锁定盘32固定于转动轴26s的突出部分，并与该突出部分可整体转动。此外，如图6所示，支柱34直立在靠近电动机25的上表面的圆周边的一位置处，并在支柱34上可枢转地装有锁定臂33。锁定臂33由扭转弹簧33C推动以与锁定盘32啮合，并通过对设置在电动机25的上表面上的电磁螺丝管35通电释放与锁定盘32的啮合。这样，在紧急状态中切断电磁螺线管35的供电时，使转子进入锁定状态。
在电动机25的上表面上，设置有用于电动机25的绕组和电磁螺线管35的接线端附件25X和用于位置传感器31的接线端附件25Y。
如图5所示，用连接壳体36复盖电动机25的上端部。连接壳体36设置有面向电动机25的上表面的顶板部分36A、从顶板部分36A向下延伸的大直径圆筒形部分36B和从顶板部分36A向上延伸的小直径圆筒形部分36C。大直径圆筒形部分36B的下端部固定地装配在组件套筒19的上端部。
如图6所示，大直径圆筒形部分36B局部被切去，以形成工作窗口36W。工作窗口36W使接线端附近25X和接线端附近25Y通过该窗口面朝外。工作窗口36W被后面叙述的内部圆筒形件43闭合。
如图5所示，输入侧连接轴78固定于小直径圆筒形部分36C的内侧底表面。尤其，输入侧连接轴78在它的中间部分处设置有万向节79，还包括分别在万向节79的下和上侧处的基底部分76和接头套筒77。基底部分76呈U字形状，以及凸起76E从底部分76之下设置的底座的下表面突出。凸起76E配合进入在小直径圆筒部分36C的内部底表面中形成的中心孔内，使基底部分76与致动器18的轴线对齐。
万向节79设置有一第一轴76A和一第二轴76B，该第一轴的相对端装在基底部分76上，该第二轴被可转动地安装和垂直于第一轴76A延伸，以及万向节套筒77的下端部固定于第二轴76B。这样，基底部分76和万向节套筒77能够整体地转动，并带有在基底部分76和万向节套筒77之间被保持的弯曲状态。万向节套筒77设置有圆筒形空间，该空间的内表面上形成有花键。通过插入其中，第一转向轴74与万向节套筒77花键连接。
导线壳体39组装在连接壳体36的上部上。通过相互可转动地装配壳体内圆筒件40和壳体外圆筒件41构成导线壳体39。壳体内圆筒件40为固定于连接壳体36的小直径圆筒部分36C的圆筒形，并从它的下端部处突出圆形底壁40A。壳体内圆筒件40的圆底壁40A在它的下端表面处固定于内部圆筒件43的上端部，并且内部圆筒件43闭合连接壳体36的工作窗口36W，如以上所述。
另一方面，壳体外圆筒件41为大体圆筒形状，该圆筒形状具有比圆底壁40A较大的内径，用于包围整个壳体内圆筒件40，并在它的圆周表面的一部分处径向朝外延伸导线引导部分41D，如图7所示。而且，壳体外圆筒件41的上端孔由环盖42闭合，如图5所示。此外，从环盖42的内圆周向下悬伸圆筒壁42A，并且圆筒壁42A的下端部松弛地配合在壳体内圆筒件40的内部上端部上。
环状底壁41A从壳体外圆筒件41的下端部径向朝内突出，并与圆底壁40A重叠，而大体圆筒形的套保持套筒41C从环形底壁41A的内圆周向下悬伸。
如图6所示，套保持套筒41C的对应于连接壳体36的工作窗口36W的一部分被局部地切去，以形成另一工作窗口41W。金属板环44装配在套保持套筒41C的外表面上。由金属板环44闭合工作窗口41W。而且，如图5所示，从套保持套筒41C的下端圆周径向朝外突出凸缘部分41T，并且金属板环44在它的下端部与凸缘部分41T接合。
如图7所示，螺旋形导线45被容装在壳体内圆筒件40和壳体外圆筒件41之间形成的环形空间内。尤其，螺旋形导线45围绕壳体内圆筒件40的圆筒部分卷绕，并在它的内接线端部分固定于壳体内圆筒件40和在它的外接线端部分固定于壳体外圆筒件41的导线引导部分41D。在导线引导部分41D的内部，在螺旋形导线45内设置的多个电通路连接于外导线52，外导线被引导至导线壳体39的外部。
图8是导线壳体39的仰视图。如该图所示，导线壳体39的壳体内圆筒件40的圆底壁40A在其上设置有分别对应于用于电动机25的接线端附件25X和用于位置传感器31的接线端附件25Y的多个接合端附件40X和40Y。这些接线端附件40X和40Y通过壳体内圆筒件40的圆底壁40A，并连接于在螺旋形导线45中设置的多个电通路。如图9所示，连接壳体36的顶板部分36A具有缺口36F，该缺口被形成为允许接线端附件40X和40Y(参阅图8)在垂直方向通过。
当导线壳体39连接于连接壳体36时，使壳体内圆筒件40的接线端附件40X、40Y进入分别与用于电动机25的接线端附件25X和用于位置传感器31的接线端附件25Y的面对面的关系。同时，工作窗口36W和41W保持打开，在这状态中引起接线端附件40X、40Y和接线端附件25X、25Y分别连接，同时通过工作窗口36W和41W可被观察到。如以上所述通过提供工作窗口36W和41W，它变成易于分别相互连接接线端附件40X、40Y和接线端附件25X、25Y，通过将上述内部圆筒件43和金属板环44连接到相应的安装位置能够适当地关闭工作窗口36W、41W。
将一第一橡胶套46连接于壳体外圆筒件41的套保持套筒41C。第一橡胶套46为在它的相对端是敞开的圆筒形，并以这样一方式固定于壳体外圆筒件41，即设置在上端处的上端配合部分46A装配在金属板环44的外表面上，该金属板环装配在套保持套筒41C上，然后夹环47被夹持在上端装配部分46A的外表面上。上端装配部分46A的上端部径向朝外延伸凸缘部分46B，用于保证防止上端装配部分46A从那里脱出。
第一橡胶套46在它的下端部形成下端装配部分46C，该下端装配部分具有与上端装配部分46A相同的直径，并在上和下装配部分46A、46C之间设置圆筒体部分46D，该圆筒体部分的直线比装配部分46A、46C的直径较大。圆筒体部分46D被构造成结合一对垂直对齐设置的圆锥圆筒，从而在轴向的中央部分变得直径较大。在圆筒体部分46D的轴向中央部分处形成具有凸脊线46R的可弯曲的部分46K。此外，周向设置的多个啮合凸起46L形成在内表面上、与圆筒体部分46D的下端装配部分46C的边界处。更具体地，如图10所示，诸啮合凸起46L形成在均匀分隔第一橡胶套46的圆周的六个位置处。
如图5所示，从下端装配部分46C的下端圆周径向朝外悬伸凸缘部分46E。将内金属套筒48插入下端装配部分46C的内表面内。通过使从它的上端部径向朝外悬伸的凸缘部分48A与下端装配部分46V的内部上圆周边缘部分的啮合防止内金属套筒48从那里脱出。并且，如图10所示，凸缘部分48A具有在均匀分隔它的圆周的六个位置处形成的诸凹入部分48D，这些凹入部分48D在其中接纳诸啮合凸起46L，从而保证内金属套筒48不会相对于第一橡胶套46转动。
如图5所示，内金属套筒48在它的上半部装配在下端装配部分46C内，并从下端装配部分46C向下突出它的下半部。一第二橡胶套49具有装配在内金属套48的下半部上的它的上端部分，并被硫化以在那里被粘附。这样，第一和第二橡胶套46、49被整体固定，以构成本发明中的橡胶套120。
第二橡胶套49呈现为在它的相对端敞开的圆筒形状，并还设置有从顶部到底部的圆筒体部分49A、可伸缩软管部分49B和密封部分49C。外金属套筒50(对应于本发明的金属套筒)装配在本体部分49A的外表面，并通过硫化本体部分49A粘附于该本体部分。从外金属套筒50的上端部径向朝外悬伸凸缘部分50A，以及从本体部分49A的上端部径向朝外悬伸凸缘部分49D，该凸缘部分重叠在凸缘部分50A上。
可收缩软管部分49B从一整体看随着它向下延伸缩小它的直径，并呈现为所谓可收缩软管结构，该结构在轴向的中间部分设置有多个可弯曲部分49E。密封部分49C紧密地装配在输出侧连接轴16的圆周表面上。但是，当与转向手轮17的转向操作相关联地转动输出侧连接轴16时，密封部分49C允许输出侧连接轴16在其上滑动。以这方式，通过用第一橡胶套46和第二橡胶套49复盖整个致动器18和通过使在第二橡套49的下端部分处的密封部分49C紧密地装配在输出侧连接轴16上以允许该轴在其上滑动，不仅能够得到防水效果和防尘效果，而且能够获得防止致动器18的工作噪声的隔音效果。
如图11所示，用于将致动器18固定于车辆本体14的仪表板100的套插入托架101被装配和连接到外金属套筒50的外表面。套插入托架101由橡胶制成和被构造成从平板部分103向上倾斜竖立圆筒部分102，该平板部分安装在仪表板100上形成的通孔100A的孔边缘部分上。如图3所示，由多个螺栓将平板部分103在它的整个圆周部分处固定于仪表板100。并且，致动器18在它的外金属套筒50处装配在圆筒部分102内，并用外金属套筒50的凸缘部分50A定位，该凸缘部分密封在圆筒部分102的上端表面上。此外，夹环105连接于圆筒部分102的上端部分的圆周表面。通过将夹环105与放在圆筒部分102内部的外金属套筒50夹紧，防止致动器18脱出，以及防止转动。
(第一实施例的操作)按以下步骤将如以上构造的转向装置10组装到车辆本体14在组装致动器18之前，事先将转向齿轮单元69固定于车辆本体14的一底部，并事先将柱组件75固定于安装板增强部分。同样，事先，将套插入托架101固定于仪表板100。从而，将第一和第二转向轴74、70相互面对放置，同时仪表板100处于该两轴之间。让转向手轮17从柱组件75的第一转向轴74拆下。
其次，将致动器18插入套插入托架101的圆筒部分102内。同时，由于固定地连接于橡胶套120的外表面的外金属套筒50在圆筒部分102的内表面上滑动，所以能够流畅地将橡胶套120组装入套插入托架101内。然后，将从套插入托架101突出的输出侧连接轴16插入仪表板100的通孔100A内，并花键连接于第二转向轴70。在这状态下，将夹环105夹紧在套插入托架101的圆周表面上，用于将致动器18的橡胶磁120固定于套插入托架101(即，保证致动器18不会转动和脱出)。由于橡胶套120用外金属套筒增强，所以能够牢固地固定橡胶套120和套插入托架101。
随后，如图12所示，向下推动致动器18。更具体地，通过握持导线壳体39以及然后通过向下推动它，可以执行这工作。从而，通过在可弯曲部分46K处向下压扁使第一橡胶套46压缩变形，从而致动器18相对于第一和第二橡胶套46、49向下运动。通过提供如以上所述的带有可弯曲部分46K的橡胶套120，能使橡胶套120在轴向易于变形，从而能够实现有效地进行将致动器组装在转向轴90上。
然后，随着致动器18下向移动使输入侧连接轴78的万向节套筒77和第一转向轴74相互面对。然后，使致动器18向上移动，用于将第一转向轴74的下端部推入万向节套筒77。从而，使第一转向轴74花键连接于致动器18的输入侧连接轴78。然后，拧紧设置在第二转向轴70上的螺栓72(图2)，保证输出侧连接轴16不会从第二转向轴70脱出。
最后，将从致动器引出的外导线52连接于图1所示的ECU(电子控制单元的缩写)。通过上述工作，将致动器18组装于车辆本体14，从而完成了转向装置10。
在包括如以上构造的转向装置10的车辆中，依据运行状态ECU60驱动地控制致动器18，以改变在第一和第二转向轴74、70之间所传动的转动的传动比。更具体地，设置在ECU60内的ROM63(示出在图1中)储存有一图，其中设置了分别对应于不同车辆速度的许多传动比。从而，ECU60在车辆速度传感器62(参阅图1)的检测结果和该图的基础上确定所选择的传动比。然后，ECU60从由转向角传感器61检测的转向手轮17的转向角和所确定的传动比计算关于输出侧连接轴16的目标转动角度。为了使输出侧连接轴16的实际转动角度与目标转动角度一致，ECU60通过外导线52和螺旋形导线45对电动机25施加驱动电流，从而转动转子26。
设置该图以具有随着车辆速度增加而传动比变得较小的性能。从而，实现在低速范围内通过转向手轮17的稍许操纵能够使前轮11、11转向，从而能够提高车辆转向的能力。相反，在高速范围内，限制了所谓急速操纵，从而能够实现平衡运行。
顺便说一下，当转动转向手轮17时，在通过橡胶套120固定于车辆本体14的仪表板的壳体外圆筒件41和固定于致动器18的壳体内圆筒件40之间产生相对转动。这造成螺旋形导线45的卷绕状态的改变，螺旋形导体的相对端固定于壳体外圆筒件41和壳体内圆筒件40。另一方面，在该状态下，外导线52被保持在车辆本体14和壳体外圆筒件41之间，这不会由于操纵转向手轮而施加载荷。在该实施例中，由于橡胶套120在它的上侧部分处固定地安装在导线壳体的壳体外圆筒件41上和在它的整个周围上固定于车辆本体14的仪表板100，因此与现有技术转向装置比较能够牢固地固定壳体外圆筒件41、防止转动，在现有技术转向装置中通过V字形金属丝结构的它的两部分处固定壳体外圆筒件。并且，甚至在其中壳体外圆筒件41离开仪表板100较远的汽车型号中也不再出现在V字形金属丝上所伴随而产生的问题。即，按照本发明，不管汽车型号如何能够实现保证导线壳体39的壳体外圆筒件41不相对于车辆本体14转动。
在具有本实施例的车辆中，在发生碰撞、强烈推压转向手轮17时，柱组件75与安装板增强部分分离，致动器18被推向下，以压缩变形输出侧连接轴16。从而，转向轮17与致动器18一起向离开驾驶员的方向移动，从而在驾驶员的前面能够保证宽阔的空间。
(第一实施例的修改)本发明不局限于上述实施例。例如，以下修改包含在本发明的技术范围内，除了以下修改之外，能够不脱离本发明的宗旨以许多不同形式实践本发明。
(1)虽然在上述第一实施例中橡胶套120通过套插入托架101固定于仪表板100，但是例如一凸缘可以被设置成从橡胶套120的圆周表面悬伸出，并可以被固定于形成在仪表板100上的通孔100A的孔边缘部分。
(2)虽然在上述实施例中用夹环47将橡胶套120的上端部固定于壳体外圆筒件41，但是可以利用粘接剂固定装配在壳体外圆筒件41上的橡胶套120的上端部。
(3)虽然在上述实施例中橡胶套120的下端部处的孔边缘紧密地配合在致动件18的输出侧连接轴16上，但是在橡胶套120的下端部处的孔边缘和输出侧连接轴16之间可以呈现一开放的结构。
(第二实施例)以下将叙述按照本发明的一第二实施例。关于第一实施例结构的上述诸基本部分还可应用于第二实施例的结构。但是，在第二实施例中改进了示出第一实施例的图2至5、11和12中的若干部分，如图14至17、20和21所示。因此，当阅读分别涉及图14至17、20和21的说明时通过查阅涉及图2～5、11和12的说明，关于第一实施例结构的以上叙述同样可应用于第二实施例的结构。以下，除了图14-17、20和21的某些说明之外，同时进一步涉及表示第二实施例特征的图18和19，关于第二实施例结构的以下说明将着重于与第一实施例不同的那些方面，避免重复以上说明。
在第二实施例中，如图15所示，小齿轮15可转动地被装在齿条箱12C的中间部分处形成的轴承部分12D内。第二转向轴70连接于向上倾斜延伸的小齿轮15的上端部。
并且，如以放大比例示出的、局部示出图17所示的致动器18的下端部的图19所示，减速齿轮20具有设置在下侧处的外环22和组件套筒19的内表面之间的多个滚针22N，以致在组件套筒19内外环22可平稳地转动。
此外，还在图19中，连接于组件套筒19的下端孔的闭合盖85为这样的形状圆筒部分85C从环盘部分85E的中央向下突出，并且输出侧连接轴16通过圆筒部分85C的内部。如在上述第一实施例中的叙述那样，牢固地粘附于输出侧连接轴16的油密封件82设置在闭合盖85的圆筒部分85C的内表面处。在环盘部分85E的外表面上的上部处形成螺纹部分85A，并且通过螺纹啮合将螺纹部分85A装配在组件套筒19的内表面中，闭合盖85固定于组件套筒19。
凸缘部分85B从环形盘部分85E的外表面上的下部径向朝外延伸。将凸缘部分85B牢固地粘附于组件套筒19的下端面，以闭合组件套筒19的下端孔。在组件套筒19的下端面的外边缘部分处以及凸缘部分85B的上端表面的外边缘部分处设置斜面，以致在凸缘部分85B和组件套筒19之间形成本发明中的啮合凹槽85M。
在盘部分85E和圆筒部分85C上形成对应于本发明中的盖支持部分的多个支持肋85D。在圆周方向的有规则的间距处设置诸支持肋85D，如图18所示。再如图19所示，各支持肋85D的外边缘部分延伸在盘部分85E的外边缘部分和圆筒部分85C的下端表面之上，并带圆形。因此，闭合盖85的下表面从整体看呈锥形，该形状随状它从圆周边缘部分朝中央部分延伸时逐渐向下突出。
如图18清楚地所示，致动器18具有从闭合盖85的下侧附连的盖子80。盖子80是由例如合成树脂(例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PP(聚丙烯)或类似物)制成的成形件，并比金属另件或构成致动器18的下端角的构件(即组件套筒19和闭合盖85)具有较高的弹性。
也如图19所示，盖子80从整体看为弄圆的锥形(所谓拱顶形)，随着它对应于闭合盖85的下表面形状从圆周边缘部分朝中央部分突出时逐渐向下突出，并在它的中央部分形成轴孔80A，输出侧连接轴16通过该孔。盖子80的上端部设置有装配在致动器18的下端部分的外表面上的圆筒部分80B。用设置在圆筒部分80B的内表面上的啮合凸起80C将盖子80固定于致动器18，该凸起与啮合凹槽85M互补啮合。
并且，如图18所示，导线引导部分41D具有固定于它的外表面的壳体托架39B(也如图14所示)，用于将导线壳体39固定于车辆本体14。
并且，在外圆筒形套筒50(对应于第一实施例中的外金属套筒)的下边缘部分处形成例如多个通孔，以及从一第二圆筒套49(对应于第一实施例中的第二橡胶套49)的本体部分49A的下边缘部分突出的诸凸起49H(图17)与该诸通孔啮合，从而整个本体部分49A被牢固地被粘附、固定于外圆筒形套筒50。
(第二实施例的操作)按以下步骤将如以上所构造的第二实施例的转向装置10组装于车辆本体14。
在组装致动器18之前，事先将转向齿轮单元69固定于车辆本体14的一下部，并且事先将柱组件75固定于安装板增强部分。从而，通过仪表板100的通孔100A将第一和第二转向轴74、70放置成相互面对。从柱组件75的第一转向轴74拆下转向手轮17。
然后，将托架101(对应于第一实施例中的套插入托架101)连接于致动器18，并将从托架101的下端突出的输出侧连接轴16插入仪表板100的通孔100A，以致与第二转向轴70的上端部花键连接。在这情况下，用螺栓将托架101的平板部分103固定于仪表板100的通孔100A的孔边缘部分，如图20所示。
随后，如图21所示向下推动致动器18。更具体地，通过握持导线壳体39，然后通过将它向下推动，能够进行这工作。从而，第一圆筒套46(对应于第一实施例中的第一橡胶套46)的可弯曲部分46K被压扁、压缩变形，从而致动器18相对于第一和第二圆筒套46、49(分别对应于第一实施例中的第一和第二橡胶套46、49)向下移动。同时，由于该实施例中的致动器18中的下端角部分被具有较高弹性的盖子80复盖，即使在引起致动器18的下端角部分撞击第二圆筒套49时也能够避免第二圆筒套49的损坏。因此，在向下移动致动器18中变得不需要特别的当心，从而较现有技术转向装置能够提高该实施例中的组装工作的效率。
因此，随着致动器18向下移动，使输入侧连接轴78的接头套筒77和第一转向轴74相互面对。然后，向上移动致动器18，以将第一转向轴74的下端部插入接头套筒77。这样，第一转向轴74花键连接于致动器18的输入侧连接轴78。然后，用螺栓(未示出)将连接于导线壳体39的壳体托架39B固定于车辆本体14，并拧紧设置在第二转向轴70上的螺栓，用于保证输出侧连接轴16不会从第二转向轴70脱出。
最后，将从致动器18引出的外导线52连接于如图1所示的ECU60。通过上述工作，致动器18被组装于车辆本体14，从而完成了转向装置10。
在包括如以上所述构造的转向装置10的车辆中，按照运行状态CEU60驱动地控制致动器18，用于以与在上述第一实施例中详细叙述的相同方式改变在第一和第二转向轴74、70之间传送的转动的传动比。即，设置在ECU60中的ROM63储存有图(未示出)，在该图中分别按照不同的车辆速度设定了许多不同的传动比。从而，在车辆速度传感器62(参阅图1)的检测结果和该图的基础上确定所选择的传动比。然后，从转向角度传感器61所检测的转向手轮17的转向角度和所确定的传动比计算关于输出侧连接轴16的目标转动角度。随后，ECU60通过外导线52和螺旋形导线45对电动机25供应驱动电流，用于转动转子26，从而控制输出侧连接轴16的实际转动角度与目标转动角度一致。
如前面对于第一实施例叙述的那样，设置该图以具有随着车辆速度升高而传动比变小的性能。从而，实现了在低速范围通过转向手轮17的稍许操纵能够使前轮11、11转向，从而能够提高车辆转向的能力。相反，在高速范围，限制了所谓的急速操纵，从而能够实现稳定运行。
顺便说一下，当发生车辆碰撞时，一旦有碰撞的冲击，空气袋17A膨胀。同时，驾驶员的手臂或通过空气袋17A推动转向手轮17，从而瞬间比预定值较大的轴向力施加于转向手轮17。这样，柱组件75从安装板增强部分脱出，推动致动器18向下。这引起内部圆筒件43和导线壳体39的壳体内圆筒件40从连接壳体36和组件套筒19脱出。因此，随着它对输出侧连接轴16加压，致动器18的本体部分向下倾斜移动。
在该第二实施例中，如图19清楚地所示，由于复盖致动器18的下端表面的盖子80呈圆锥形并由于设置在致动器18上的多个支持肋85D从内部支持盖子80，因此当致动器18在锥形的盖子处推压在下侧分离处的构件(例如仪表板100)时，它向下移动。即使此时盖子80断裂，支持肋85D也能够推压在下侧分离处的该构件。因此，当发生车辆碰撞时，转向手轮17与驱动器18一起在离开驾驶员的方向平稳地移动，从而在驾驶员前方能够保证有宽阔空间。
如以上所述，按照该第二实施例中的转向装置10，由于致动器18的下端角部由具有较高弹性的盖子80复盖，即使在组装工作期间使致动器18的下端角部碰撞到第二圆筒套49时，也能避免第二圆筒套49的损坏。而且，盖子80呈锥形，并由于支持肋85D从内部支持盖子80，所以一旦发生车辆碰撞，手轮17和致动器18一起以离开驾驶员的方向平稳移动，从而能够在驾驶员前方保证宽阔的空间。
(第二实施例的修改)本发明不局限于上述第二实施例。例如，以下修改被包含在本发明的技术范围内，除了以下的修改之外，可以按不脱离本发明宗旨的许多形式实践本发明。
(1)虽然上述第二实施例中的盖子80不仅复盖致动器18的下端角部而且复盖下端表面的中央部分的附近一区域，但是本发明中的盖子可以被构造成仅复盖致动器18的下端角部。
(2)虽然上述第二实施例中的盖子80呈圆拱形，但是它可以为锥形或标棱锥形。
(3)虽然上述第二实施例中的多个支持肋85D是之间带有间距地形成在致动器18的下端表面上，但是致动器18的整个下端表面可以被形成为呈锥形。
(4)虽然上述第二实施例中设置在致动器18上的输出侧连接轴16被构造成可压缩变形，用于能使致动器18向下移动，但是设置在转向齿轮单元69上的第二转向轴70可以替代地被构成可压缩变形。
以下将总结以上实施例中的许多特征和伴随的许多优点。
在图5和11典型地所示的上述第一实施例中的转向结构10内，由于橡胶套120在它的上侧部分装配和固定在壳体外圆筒件41上和在它的下侧部分固定于车辆本体的仪表板100，比其中在用V字形金属丝固定壳体外圆筒件上的两部分的现有技术转向装置中的情况能够更加牢固地固定壳体外圆筒件41，使它不会转动。而且，即使在其中壳体外圆筒件41和仪表板100相互分开较远的汽车型号中不再会出现在现有技术转向装置中在V字形金属丝上伴随的问题。即，按照本发明，即使在任何汽车型号中都能够实现保证导线壳体39的壳体外圆筒件41不会相对于车辆本体14转动。
还是在图5和11中典型地所示的上述第一实施例中的转向装置内，由于固定在橡胶套120的外表面上的外金属套筒50在套插入托架101的圆筒部分102的内表面上滑动，因此能够流畅地进行进入套插入托架101的橡胶套120的组装。并且，由于外金属套筒50增强了橡胶套120，因此能够实现将橡胶套120和套插入托架101牢固地固定在一起。
还在图5和12典型地示出的上述第一实施例中的转向装置10内，在组装位于转向轴80的中部处的致动器18的工作中，当引起仪表板100或套插入托架101上的撞击时，橡胶套120在可弯曲部分46K处在轴向易于变形。因此，能够实现有效地进行对于转向轴90的致动器18的组装工作。
在图18、19和21中典型示出的上述第二实施例中的转向装置10内，由于致动器18的下端角部由具有较高弹性的盖子80复盖，因此在组装工作期间即使致动器18的下端角部撞击在橡胶套49上时，也能避免橡胶套49的损坏。
还在图18、19和21中典型示出的上述第二实施例中的转向装置10内，由于复盖致动器18的下端表面的盖子80呈锥形，因此一旦车辆发生碰撞致动器18与转向手轮17一起被向下推动时，致动器18能够下向移动以在锥形盖子80处推压下侧分离处的构件。所以，一旦车辆发生碰撞，转向轮17与致动器18一起在离开驾驶员的方向平稳运动，以致在驾驶员的前方能够保证宽阔的空间。
还在图18、19和21中典型所示的上述第二实施例中的转向装置10内，一旦车辆发生碰撞时，推压在下侧分离处的构件时由盖子支持部分(诸肋85D)增强盖子80。由于盖子支持部分呈锥形，因此，即使如果盖子80断裂，盖子支持部分也能够推压在下侧分离处的构件。
还在图18和19中典型所示的上述第二实施例中的转向装置10内，通过将盖子80装配在致动器上使啮合凸起80C与啮合凹槽85M互补啮合，以致盖子80能够固定于致动器18。
显然，按照以上述揭示内容可以有本发明的许多进一步的修改和变化。因此应该理解在所附权利要求书的范围内，可以按与本文专门所述方式不同的其它方式实践本发明。
权利要求
1.一转向装置，该装置包括设置在从转向手轮向下延伸通过车辆本体的仪表板的转向轴的一中部的致动器，用于依据运行状态改变在转向轴的上和下部分之间转动方面的传动比；设置在致动器的上表面上的双圆筒结构的导线壳体；构成导线壳体的内部并固定于致动器的壳体内圆筒件；构成导线壳体的外部并相对于壳体内圆筒件可转动的壳体外圆筒件；用于对致动器供电、并容装在导线壳体内部、同时自身为盘绕状的螺旋状导线，螺旋状导线在它的一端处固定于壳体内圆筒件和在它的另一端处固定于壳体外圆筒件；以及复盖致动器的圆周表面的圆筒形橡胶套；其中橡胶套的上侧部分被装配在壳体外圆筒件上，以便固定在其上；以及橡胶套的下侧部分被固定于仪表板。
2.如权利要求1所述的转向装置，其特征在于还设置套插入托架，该托架具有其中装配和固定橡胶套的圆筒部分和从圆筒部分侧向悬伸的平板部分，以便被固定于仪表板；以及将金属套筒固定于被插入在套插入托架内的橡胶套的外表面的部分。
3.如权利要求1所述的转向装置，其特征在于在橡胶套的固定于壳体圆筒件的部分和固定于仪表板的另一部分之间形成可弯曲部分，该可弯曲部分的凸脊线在橡胶套的周向延伸。
4.如权利要求2所述的转向装置，其特征在于其凸脊线沿橡胶套的周向延伸的可弯曲部分形成在橡胶套的固定于壳体外圆筒件的一部分和固定于仪表板的另一部分之间。
5.一转向装置，该装置包括从转向手轮向下延伸的一第一转向轴；从设置在一对可转向车轮之间的转向齿轮单元向上延伸的一第二转向轴；连接在第一和第二转向轴之间、用于在它们之间传送转动、并依所运行状态能够改变转动的传动比的致动器；设置在致动器的上端部处和通过装配啮合连接于第一转向轴的输入侧连接轴，以便可整体转动；从致动器的下端表面突出的和通过装配啮合连接于第二转向轴的输出侧连接轴，以便可整体转动；复盖致动器的圆周表面和下端表面和允许输出侧连接轴通过它的复盖该下端表面的一部分的橡胶套，该套具有固定地装配在致动器上的上端部；以及用于将橡胶套的一轴向中间部分固定于车辆本体的仪表板的托架；其中对于通过该托架固定于仪表板的橡胶套和对于由车辆本体可转动地装载的第一转向轴，通过使致动器向下运动，随着橡胶套被压缩变形，使输入侧连接轴和第一转向轴为面对面关系、然后通过向上移动致动器通过装配啮合相互连接；以及转向装置还包括由比包括致动器的下端角部分的另一件有较高弹性的一件制成的盖子，用于复盖致动件的下端角部分。
6.如权利要求5所述的转向装置，其特征在于盖子从下端角部至靠近下端表面的中央部分的一区域复盖致动器，并呈现为随着它从周边部分朝它的中央部分延伸时逐渐向下扩大的锥形；以及致动器被构造成一旦从转向手轮的一侧接受数值大于预定值的冲击时就向下移动。
7.如权利要求6所述的转向装置，其特征在于在致动器的下端表面上设置有随着它从它的周边部分朝它的中央部分延伸时逐渐向下扩大的锥形的盖支持部分，用于从内部支持盖子。
8.如权利要求5所述的转向装置，其特征在于盖子在它的一端装配在致动器下端的外侧上；以及在盖子和致动器的装配部分处设置有相互互补啮合的啮合凸起和啮合凹槽。
9.如权利要求6所述的转向装置，其特征在于盖子在它的一端装配在致动器下端的外侧上；以及在盖子和致动器的装配部分处设置有相互互补啮合的啮合凸起和啮合凹槽。
10.如权利要求7所述的转向装置，其特征在于盖子在它的一端装配在致动器下端的外侧上；以及在盖子和致动器的装配部分处设置有相互互补啮合的啮合凸起和啮合凹槽。
全文摘要
在转向装置(10)中，橡胶套(120)的上侧部分固定地装配在导线壳体(39)的壳体外圆筒件(41)上，并且橡胶套(120)的下侧部分在它的整个圆周上固定于车辆本体(14)的仪表板(100)。这样，与其中由V字形金属丝在壳体外圆筒件上的两部分处固定该壳体外圆筒件的现有技术转向装置比较能够更加牢固地固定壳体外圆筒件(41)，使它不会转动。并且，即使在其中壳体外圆筒件(41)和仪表板(100)相互分开较远的汽车型号中不再出现在现有技术转向装置中V字形金属丝上伴随的问题。即，即使在任何汽车型号中能够实现保证导线壳体(39)的壳体外圆筒件(41)不会相对于车辆本体(14)的转动。
文档编号H02G3/00GK1743206SQ200510099128
公开日2006年3月8日 申请日期2005年8月31日 优先权日2004年9月3日
发明者金山幸彦, 加藤健次, 长谷川功, 林兼司 申请人:株式会社福倍思, 丰田工机株式会社, 光洋精工株式会社, 丰田自动车株式会社