转向装置的制作方法

转向装置
1.发明背景
技术领域
2.本发明涉及可以使操作构件比如方向盘移动以由此扩大驾驶员前方的空间的转向装置。


背景技术：

3.在其中系统在车辆的自动驾驶方面的承担全部责任的3级或更高级别的驾驶自动化下，驾驶员不需要负责车辆的操作，并因此不需要握住操作构件比如方向盘。例如在日本专利申请公开no.2017
‑
206153中公开了一种使操作构件移动并且确保驾驶员前方的较大空间以提高驾驶员在自动驾驶期间的舒适度的技术。


技术实现要素：

4.如前述转向装置那样的可以使操作构件缩回的转向装置需要锁定机构来锁定操作构件的运动。然而，提供专用的锁定机构会相应地使装置复杂化。
5.本发明提供了一种可以在不被过于复杂化的情况下锁定操作构件的运动的转向装置。
6.根据本发明的第一方面的转向装置，包括：操作构件，该操作构件使车辆转向；第一移动单元，该第一移动单元与在后端部处连接有操作构件的轴构件一起沿轴构件的轴向方向移动，并且第一移动单元以可旋转的方式支承轴构件；第二移动单元，该第二移动单元将第一移动单元保持成能够沿轴向方向移动；保持单元，该保持单元将第二移动单元保持成能够沿轴向方向移动；第一丝杠机构，该第一丝杠机构布置在第一移动单元与第二移动单元之间，并且该第一丝杠机构使第一移动单元沿轴向方向移动；第二丝杠机构，该第二丝杠机构布置在第二移动单元与保持单元之间，并且该第二丝杠机构使第二移动单元沿轴向方向移动；驱动单元，该驱动单元输出用于驱动第一丝杠机构和第二丝杠机构的驱动力；以及传动机构，该传动机构联接至第一丝杠机构、第二丝杠机构和驱动单元，并且该传动机构将驱动单元的驱动力传递至第一丝杠机构和第二丝杠机构。转向装置使操作构件在操作区域与缩回区域之间移动。第一丝杠机构和第二丝杠机构中的一个丝杠机构设置成当操作构件在缩回区域与操作区域之间移动时沿正向方向操作，并且所述一个丝杠机构的反向效率被设定成使得：当操作构件受到朝向缩回区域指向的外力，所述一个丝杠机构不因外力而沿反向方向操作。
7.根据本发明的第二方面的转向装置，包括：操作构件，该操作构件使车辆转向；第一移动单元，该第一移动单元与在后端部处连接有操作构件的轴构件一起沿轴构件的轴向方向移动，并且第一移动单元以可旋转的方式支承轴构件；第二移动单元，该第二移动单元将第一移动单元保持成能够沿轴向方向移动；保持单元，该保持单元将第二移动单元保持成能够沿轴向方向移动；第一丝杠机构，该第一丝杠机构布置在第一移动单元与第二移动
单元之间，并且该第一丝杠机构使第一移动单元沿轴向方向移动；第二丝杠机构，该第二丝杠机构布置在第二移动单元与保持单元之间，并且该第二丝杠机构使第二移动单元沿轴向方向移动；第一驱动单元，该第一驱动单元输出用于驱动第一丝杠机构的驱动力；以及第二驱动单元，该第二驱动单元输出用于驱动第二丝杠机构的驱动力。转向装置使操作构件在操作区域与缩回区域之间移动。第一丝杠机构和第二丝杠机构中的每一者设置成当操作构件在缩回区域与操作区域之间移动时沿正向方向操作，并且第一丝杠机构和第二丝杠机构中的每一者的反向效率被设定成使得：当操作构件受到朝向缩回区域指向的外力时，第一丝杠机构和第二丝杠机构中的每一者不因外力而沿反向方向操作。
8.本发明可以提供一种可以在不被过于复杂化的情况下锁定操作构件的运动的转向装置。
附图说明
9.下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点和技术及工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
10.图1是示出了根据实施方式的转向装置的外观的立体图；
11.图2是示意性地示出了根据实施方式的转向装置的结构的视图；
12.图3是示出了根据实施方式的用于将第一螺母支承在壳本体上的结构的立体图；
13.图4是概略地示出了根据实施方式的间隙减少机构的构型的示意图；
14.图5是示出了根据比较示例的用于将第一螺母和接合部分结合在一起的结构的示意图；
15.图6是示出了根据实施方式的对准机构的各部分在分解时的分解立体图；
16.图7是示出了根据实施方式的对准机构的各部分在分解时的分解立体图；
17.图8是示意性地示出了根据实施方式的转向装置的结构的视图；
18.图9是示出了根据实施方式的转向装置的功能构型的框图；以及
19.图10是示出了根据修改示例的转向装置的功能构型的框图。
具体实施方式
20.下面将参照附图对根据本发明的转向装置的实施方式及其修改示例进行具体描述。以下描述的实施方式和修改示例中的每个实施方式和修改示例表示全面或特定的示例。在以下实施方式和修改示例中示出的数值、形状、材料、构成元件、构成元件的布置位置和连接形式、步骤及步骤的顺序等均是示例并且不意在限定本发明。以下实施方式和修改示例中的构成元件中的未在独立权利要求中描述的那些构成元件将作为可选的构成元件进行描述。
21.附图是示意图，在附图中一些部分根据需要被夸大、省略或按比例调整以示出本发明，并且附图中的形状、位置关系和比例可以与实际的形状、位置关系和比例不同。此外，当在以下实施方式中使用表示相对方向或姿势比如“平行”或“正交”的表述时，该表述还涵盖不完全是那个方向或姿势的方向或姿势。例如，两个方向彼此平行不仅意味着这两个方向彼此完全平行，而且还涵盖了这两个方向彼此大致平行的情况、即例如具有约百分之几的误差。
22.实施方式
23.首先，将对根据实施方式的转向装置100的构型和操作的概述进行描述。图1是示出了根据实施方式的转向装置100的外观的立体图。图2是示意性地示出了根据实施方式的转向装置100的结构的视图。在图2中，为清楚起见示意性地示出了转向装置100的各部分，其中，这些部分的位置关系与图1中的位置关系相比有所变化并且省略了对一些构件的描绘。
24.根据该实施方式的转向装置100是例如安装在能够在手动驾驶与自动驾驶之间切换的车辆比如汽车、公共汽车、卡车、建筑机械或农业机械中的装置。转向装置100还具有使用于使车辆转向的操作构件101在操作区域与缩回区域之间移动的功能。
25.具体地，如图1和图2中所示，转向装置100包括操作构件101、第一移动单元110、第二移动单元120、保持单元130、第一丝杠机构140、第二丝杠机构150、驱动单元160和传动机构170。
26.操作构件101例如是称为方向盘的环形构件，并且操作构件101连接在轴构件118的后端部处。具体地，操作构件101通过支承构件102连接至操作支承部分103。操作支承部分103是随着通过驾驶员的操作而旋转的操作构件101旋转的构件，并且操作支承部分103是置于操作构件101与轴构件118之间的构件。因此，轴构件118通过操作支承部分103连接至操作构件101，并且操作构件101绕转向轴线aa的旋转通过操作支承部分103传递至轴构件118。替代性地，操作构件101可以直接固定至轴构件118。
27.在图1中，轴构件118的轴向方向(与转向轴线aa平行的方向)对应于x轴方向，转向装置100中的前向是安装有该转向装置100的车辆中的前向并且是x轴负方向。转向装置100中的后向是与前向相反的方向并且是x轴正方向。在图1中，作为轴构件118的旋转轴线的转向轴线aa由虚线表示。在下文中，单独使用的术语“轴向方向”是指轴构件118的轴向方向(即，与转向轴线aa平行的方向)。在该实施方式中，轴向方向和前后方向彼此一致。
28.操作构件101通过驾驶员的操作而绕转向轴线aa旋转，并且车辆的一个或更多个轮胎基于该旋转的量等而转动。具体地，转向装置100是结合到所谓的线控转向系统中的装置，并且操作构件101和轮胎没有彼此机械连接。转动马达基于表示操作构件101的转向角等的信息来驱动一个或更多个轮胎，该信息从转向装置100输出。虽然转向装置100还包括反作用力装置，该反作用力装置向操作构件110施加与由驾驶员施加的力相反的扭矩，但是将省略对该装置的描绘和描述。
29.在该实施方式中，在操作支承部分103的驾驶员侧(x轴正侧)上固定有安全气囊容置部分104，并且在从驾驶员侧观察操作构件101时，安全气囊容置部分104位于操作构件101的中央部分处。在安全气囊容置部分104中以可展开的方式容置有安全气囊(见图9)，并且安全气囊200例如在车辆发生碰撞的情况下通过推动和突破安全气囊容置部分104而展开。
30.第一移动单元110是与轴构件118一起沿轴向方向移动并且以可旋转的方式支承轴构件118的部分。具体地，第一移动单元110具有以可旋转的方式支承轴构件118的箱体111。箱体111例如容置有用于启用方向指示器的开关。
31.第二移动单元120具有使第一移动单元110的箱体111滑动的引导机构121。引导机构121包括一对导轨122和一对可移动部分123，所述一对可移动部分123沿轴向方向的滑动
运动由导轨122引导。
32.导轨122是在轴向方向上延长的导轨本体，并且导轨122将可移动部分123保持成能够沿轴向方向滑动。导轨122布置成在左右方向(y轴方向)上以预定间隔彼此面对。可移动部分123固定在箱体111的左外侧表面和右外侧表面上。箱体111和可移动部分123可以通过被导轨122引导而沿轴向方向来回滑动。因此，第一移动单元110被第二移动单元120保持成能够沿轴向方向移动。
33.所述一对导轨122通过联接构件124联接在一起。具体地，联接构件124是在左右方向上延长的金属板体，并且联接构件124的两个端部固定在相应导轨122的上端部上。因此，联接构件124在悬置于导轨122之间的同时支承导轨122。因此，通过联接构件124将导轨122一体地结合可以提高导轨122和联接构件124作为整体的刚性。因此，可以减小当第一移动单元110相对于第二移动单元120滑动时或当第二移动单元120相对于保持单元130滑动时的间隙。
34.所述一对导轨122中的一个导轨122(在该实施方式中为位于y轴负侧上的导轨122)设置有框架125，该框架125保持驱动单元160和传动机构170。框架125与导轨122一体地结合并且与导轨122一起移动。
35.保持单元130具有使第二移动单元120沿轴向方向滑动的引导机构131以及支承引导机构131的基部构件134。
36.引导机构131包括一对导轨132和一对可移动部分133，所述一对可移动部分133沿轴向方向的滑动运动由导轨132引导。导轨132是在轴向方向上延长的导轨本体，并且导轨132将可移动部分133保持成能够沿轴向方向滑动。导轨132布置成在左右方向上以预定间隔彼此面对。可移动部分133固定在导轨122的左外侧表面和右外侧表面上。导轨122和可移动部分133可以通过被导轨132引导而沿轴向方向来回滑动。因此，第二移动单元120被保持单元130保持成能够沿轴向方向移动。
37.基部构件134将所述一对导轨132联接在一起。具体地，基部构件134是在下侧敞开的大致箱形的金属构件。各个导轨132的上端部固定在基部构件134的在左右方向上两个端部处。因此，基部构件134在悬置于导轨132之间的同时支承导轨132。因此，通过基部构件134使导轨132一体地结合可以提高导轨132和基部构件134作为整体的刚性。因此，可以减小当第一移动单元110相对于第二移动单元120滑动时或当第二移动单元120相对于保持单元130滑动时的间隙。
38.基部构件134设置有固定至车身50的第一固定部分135和第二固定部分136。第一固定部分135相对于第二固定部分136布置在后侧，并且第一固定部分135将基部构件134和车身50联接在一起，以将基部构件134固定至车身50。第二固定部分136相对于第一固定部分135布置在前侧，并且第二固定部分136将基部构件134和车身50联接在一起，以将基部构件134固定至车身50。
39.第二固定部分136的结构的刚性比第一固定部分135的结构的刚性低。具体地，第一固定部分135仅仅是紧固工具比如螺栓，而第二固定部分136由弯曲的金属板和螺栓构成。基部构件134和车身50通过第二固定部分136彼此固定。由于金属板中的弯曲部分比第一固定部分135更易损，因此，在车辆的前侧发生碰撞的情况下，该碰撞的冲击可以在该易损部分变形时被吸收。因此，可以说，第二固定部分136具有比第一固定部135更高的冲击吸
收特性。第二固定部分136可以具有冲击吸收特性比第一固定部分135的结构更高的任何结构。具体地，可以如上面所描述的那样形成被定形状为易损的部分，或者例如可以通过结合比如橡胶的弹性材料作为第二固定部分的一部分而形成易损部分。
40.第一丝杠机构140布置在第一移动单元110与第二移动单元120之间，并且第一丝杠机构140使第一移动单元110沿轴向方向移动。具体地，第一丝杠机构140具有壳本体141、第一螺母142、滑动丝杠143和间隙减小机构144。
41.图3是示出了根据实施方式的用于将第一螺母142支承在壳本体141上的结构的立体图。在图3中，壳本体141的轮廓由虚线指示。
42.如图3中所示，壳本体141是容置滑动丝杠143并且在该状态下以可旋转的方式保持滑动丝杠143的壳。壳本体141沿着轴向方向延伸，并且滑动丝杠143在壳本体141的内部布置成沿着轴向方向安置。第一螺母142也被容置在壳本体141的内部，并且滑动丝杠143被拧入第一螺母142中。
43.第一螺母142通过稍后将描述的冲击吸收构件180而固定在第一移动单元110的箱体111上。第一螺母142沿轴向方向的运动由一对衬套175引导。具体地，所述一对衬套175是由树脂制成并且在x轴方向上延长的构件。所述一对衬套175在壳本体141的上边缘上被保持成在y轴方向上彼此面对。第一螺母142置于所述一对衬套175之间。第一螺母142与各个衬套175的内侧表面接触。因此，第一螺母142的姿势被稳定。各个衬套175的内侧表面用作引导表面并且引导第一螺母142在轴向方向上的运动。
44.在第一螺母142的下表面上设置有柱塞176。柱塞176在z轴方向上延伸，其中，从柱塞176的下端部表面以可缩回的方式突出有球177。球177由设置在柱塞176的内部的弹簧沿突出方向推动。球177与壳本体141的内部底表面接触。因此，第一螺母142的倾斜可以由球177吸收，并由此可以稳定第一螺母142的姿势。此外，当第一螺母142沿轴向方向移动时，球177通过在壳本体141的内部底表面上滚动而引导第一螺母142的运动。
45.滑动丝杠143沿着轴向方向布置在壳本体141的内部。滑动丝杠143的前端部连接至传动机构170，而滑动丝杠143的另一端部由壳本体141以可旋转的方式支承。
46.间隙减小机构144是减小第一螺母142相对于滑动丝杠143的间隙的部分。图4是概略地示出了根据实施方式的间隙减少机构的构型的示意图。如图4中所示，间隙减小机构144具有弹性体145、紧固部分146和垫圈147。弹性体145是布置在第一螺母142与接合部分181之间的作为冲击吸收构件180的一部分的橡胶构件，并且弹性体145被夹在第一螺母142与接合部分181之间。接合部分181和弹性体145既不妨碍滑动丝杠143，也不阻碍第一螺母142相对于滑动丝杠143的运动。接合部分181和弹性体145例如各自具有孔，滑动丝杠143穿过这些孔。
47.紧固部分146是将接合部分181和第一螺母142紧固在一起的螺纹体。紧固部分146延伸穿过第一螺母142和弹性体145，并且紧固部分146在该状态下被拧在形成于接合部分181中的内螺纹上。垫圈147是置于紧固部分146的螺钉头与第一螺母142之间的弹簧垫圈。
48.图5是示出了根据比较示例的用于将第一螺母142和接合部分181结合在一起的结构的示意图。如图5中所示，比较示例与实施方式的不同之处在于未设置弹性体145和垫圈147。如果未设置弹性体145和垫圈147，则当第一螺母142和接合部分181通过紧固部分146而紧固在一起时，第一螺母142和接合部分181可能因滑动丝杠143与第一螺母142之间的间
隙而在相对于滑动丝杠143而言倾斜的状态下被固定。具体地，接合部分181和滑动丝杠143可能因安装有该接合部分181的第一移动单元110的间隙以及安装有该滑动丝杠143的第二移动单元120的间隙而倾斜。在这种情况下，当接合部分181和第一螺母142被固定时，第一螺母142会相对于滑动丝杠143而倾斜(参见图5)。这在第一螺母142和滑动丝杠143相对于彼此移动时导致扭矩的增加。
49.在该实施方式中，第一螺母142的姿势通过所述一对衬套175和柱塞176而被稳定，使得减小了第一螺母142的间隙。
50.另外，在该实施方式中，前述倾斜由如图4中所示的弹性体145和垫圈147吸收，使得可以避免间隙的产生和扭矩的增加。特别地，在该实施方式中，由于设置有垫圈147，因此可以在弹性体145发生永久变形时抑制紧固部分146松动。在该实施方式中图示的间隙减小机构144包括弹性体145和垫圈147。然而，间隙减小机构可以具有可以减小第一螺母142相对于滑动丝杠143的间隙的任何结构。例如可以采用包括弹性体或垫圈的间隙减小机构。
51.第二丝杠机构150布置在第二移动单元120与保持单元130之间，并且第二丝杠机构150使第二移动单元120沿轴向方向移动。具体地，第二丝杠机构150包括第二螺母152、滚珠丝杠153和对准机构154。
52.第二螺母152是通过驱动单元160而旋转的并且联接至传动机构170的构件。滚珠丝杠153被拧入第二螺母152中。滚珠丝杠153的前端部被以可旋转的方式支承并固定在保持单元130的一个导轨132(在本实施方式中为位于y轴负侧的导轨132)上。这意味着滚珠丝杠153被固定成不相对于保持单元130旋转。具体地，在导轨132的前端部处设置有向下突出的轴支承部分138。滚珠丝杠153的前端部通过对准机构154联接至轴支承部分138。
53.在此，将描述对准机构154。对准机构154是调节滚珠丝杠153的轴心相对于第二螺母152的位置的机构。图6和图7是示出了根据实施方式的对准机构154在分解时的各部分的分解立体图。具体地，图6是在从后侧观察时的对准机构154的各部分的立体图，而图7是在从前侧观察时的对准机构154的各部分的立体图。
54.首先，将描述轴支承部分138。轴支承部分138具有通孔381，滚珠丝杠153的前端部延伸穿过该通孔381。如图7中所示，轴支承部分138的前表面是与yz平面平行的平面表面。另一方面，如图6中所示，轴支承部分138的后表面具有一对凹部382、383，所述一对凹部382、383形成在通孔381的在上下方向上的每一侧上。凹部382布置在通孔381的上侧上并且以在y轴方向上延长的矩形形状凹陷。凹部383设置在通孔381的下侧上并且是在y轴方向上延长的切槽。所述一对凹部382、383之间的部分将称为基部部分384。基部部分384具有在y轴方向上延长的形状，并且基部部分384的上表面384a和下表面384b是平行于xy平面的平面表面。上表面384a和下表面384b有助于调节滚珠丝杠153的轴心的位置。因此，轴支承部分138是对准机构154的一部分。
55.接下来，将详细描述对准机构154。如图6和图7中所示，对准机构154除了包括轴支承部分138之外还包括第一对准构件51、第二对准构件52、第一垫圈53、第二垫圈54和螺母55。
56.第一对准构件51是大致环形形状的构件。在第一对准构件51的前表面上形成有在z轴方向上延长的突起511。突起511的一对外侧表面是与xz平面平行的平面表面。突起511延伸成穿过第一对准构件51的中央部分。在第一对准构件51的中央部分处形成有通孔512，
滚珠丝杠153的前端部延伸穿过该通孔512。通孔512位于突起511之内。在延伸穿过通孔512的滚珠丝杠153的前端部中的预定位置处，第一对准构件51相对于滚珠丝杠153在轴向方向上的运动被限制。
57.第二对准构件52是大致环形形状的构件。在第二对准构件52的后表面中形成有在z轴方向上延长的第一凹部521。第一凹部521延伸成穿过第二对准构件52的中央部分。在第二对准构件52的中央部分处形成有通孔525，滚珠丝杠153的前端部延伸穿过该通孔525。通孔525位于第一凹部521的内部。第一凹部521的一对内侧表面是与xz平面平行的平面表面。第一对准构件51的突起511配装在第一凹部521中。突起511的所述一对外侧表面能够在第一凹口521的所述一对内侧表面上滑动，并且因此第一对准构件51和第二对准构件52能够在被限制相对于彼此旋转的同时相对于彼此沿z轴方向移动。因此，当延伸穿过第一对准构件51和第二对准构件52的滚珠丝杠153在z轴方向上移动或倾斜时，该位置偏移由于第一对准构件51和第二对准构件52相对于彼此移动而被被容许。
58.在第二对准构件52的前表面中形成有在y轴方向上延长的第二凹部522。通孔525位于第二凹部522的内部。第二凹部522延伸成穿过第二对准构件52的中央部分。第二凹部522的一对内侧表面是与xy平面平行的平面表面。轴支承部分138的基部部分384配装在第二凹部522中。基部部分384的所述一对外侧表面能够在第二凹部522的所述一对内侧表面上滑动，并且因此第二对准构件52和轴支承部分138能够在被限制相对于彼此旋转的同时相对于彼此沿y轴方向移动。因此，当延伸穿过第二对准构件52和轴支承部分138的滚珠丝杠153在y轴方向上移动或倾斜时，这种位置偏移由于第二对准构件52和轴支承部分138相对于彼此移动而被被容许。
59.第一垫圈53布置在轴支承部分138的正前侧，并且在这种状态下，滚珠丝杠153的前端部延伸穿过第一垫圈53。第一垫圈53的前表面是朝向前侧凸出的球形表面。第二垫圈54布置在第一垫圈53的正前侧。第二垫圈54的后表面是朝向前侧凸出的球形表面。当第一垫圈的前表面和第二垫圈54的后表面在彼此上滑动时，由第一对准构件51、第二对准构件52和轴支承部分138所容许的位置偏移可以被吸收。因此，在组装期间，滚珠丝杠153的轴心相对于第二螺母152的位置可以被调节。
60.螺母55紧固至形成在滚珠丝杠153的前端部处的外螺纹。具体地，螺母55紧固至该外螺纹，并且螺母55将其他构件(第二对准构件52、轴支承部分138、第一垫圈53和第二垫圈54)夹在螺母55与第一对准构件51之间，以由此将滚珠丝杠153——该滚珠丝杠153的轴心的位置已被调节——固定至轴支承部分138。因此，一旦这些部分被组装，滚珠丝杠153的位置和姿势就被固定。
61.如图1和图2中所示，冲击吸收构件180布置成置于第一移动单元110与第一丝杠机构140之间，并且由此可以吸收因车辆与其他物体之间的碰撞而引起的驾驶员与操作构件101的碰撞(二次碰撞)的冲击。
62.冲击吸收构件180是金属构件并且具有接合部分181、安装部分182和变形部部分183。具体地，接合部分181是冲击吸收构件180的下端部部分，并且接合部分181在滑动丝杠143延伸穿过接合部分181的同时固定至第一螺母142。安装部分182是冲击吸收构件180的上端部部分，并且安装部分182安装并固定在第一移动单元110的箱体111上。变形部分183是设置在接合部分181与安装部件182之间并且弯曲成u形的部分，并且变形部分183在二次
碰撞中变形以吸收冲击能量。变形部分183例如设置成使得弯曲部分(具有u形的底部部分)面向前侧。
63.如图2中所示，在第一移动单元110的箱体111的内部形成有能量吸收(ea)空间166，该能量吸收(ea)空间166是用于允许轴构件118向前移动的运动的空间的一个示例。在二次碰撞中，在冲击吸收构件180于来自第一移动单元110的挤压力下变形的同时，轴构件118在ea空间166的内部向前移动。因此，吸收了二次碰撞的冲击能量并且确保了驾驶员的安全。ea空间166在轴向方向上的长度例如基于转向装置100所需的冲击吸收性能和冲击吸收构件180的特性来确定。
64.用于通过冲击吸收构件180吸收冲击的技术没有特别限制。冲击吸收构件180可以使用彼此接触的两个构件之间的位移(摩擦力)而非单个构件的变形来吸收冲击。此外，可以将树脂构件和冲击吸收构件180组合使用，以在下述两个阶段中吸收冲击能量：首先通过树脂构件的断裂，以及然后通过金属冲击吸收构件180的变形等。例如，假设在冲击吸收部件180上沿上下方向布置有树脂销，该树脂销延伸穿过u形冲击吸收部件180(参见图1)的情况。在这种情况下，当发生二次碰撞时，冲击能量的一部分在树脂销断裂时被吸收，并且随后冲击能量在冲击吸收构件180变形时被进一步吸收。
65.如图1和图2中所示，驱动单元160是同步地驱动第一丝杠机构140和第二丝杠机构150的驱动源。驱动单元160由框架125保持。虽然驱动单元160不受特别限制，但是在该实施方式的情况下，电动马达用作驱动单元160。
66.传动机构170联接至第一丝杠机构140、第二丝杠机构150和驱动单元160，并且传动机构170将驱动单元160的驱动力传递至第一丝杠机构140和第二丝杠机构150。具体地，传动机构170由框架125保持。传动机构170不受特别限制并且可以是能够将驱动单元160的驱动力传递至第一丝杠机构140的滑动丝杠143和第二丝杠机构150的第二螺母152的任何机构。可以任意地采用带传动、齿轮的组合等。在该实施方式的情况下，采用齿轮的组合。
67.接下来，将对各部分在使操作构件101在操作区域与缩回区域之间移动时的操作进行描述。图8是示意性地示出了根据实施方式的转向装置100的结构的视图。具体地，图8是与图2对应的视图。图2示出了其中操作构件101布置在操作区域中的状态，而图8示出了其中操作构件101布置在缩回区域中的状态。此处，操作区域是其中用户可以操作操作构件101以驱动车辆的区域，并且操作区域对应于操作构件101的在第一移动单元110、第二移动单元120和保持单元130已经延伸时的位置。缩回区域是其中操作构件101在自动驾驶期间缩回并且用户的操作不被接受的区域，并且缩回区域对应于操作构件101的在第一移动单元110、第二移动单元120和保持单元130已经缩回时的位置。对于操作区域和缩回区域中的每一者，在轴向方向上提供一定的容许范围。
68.在本实施方式中，驱动单元160、即电动马达的旋转方向、滑动丝杠143的旋转方向以及第二螺母152的旋转方向在操作构件101从操作区域移动至缩回区域时将被称为正向旋转方向。另一方面，驱动单元160的旋转方向、滑动丝杠143的旋转方向以及第二螺母152的旋转方向在操作构件101从缩回区域移动至操作区域时将被称为反向旋转方向。
69.虽然此处将每个部分的旋转方向称为“正向旋转方向”和“反向旋转方向”，但是可能存在例如其中一个部分的正向旋转方向与另一部分的正向旋转方向不是相同方向的情况。具体地，驱动单元160、滑动丝杠143和第二螺母152通过传动机构170联接在一起。根据
传动机构170的构型，可能出现其中滑动丝杠143和第二螺母152中的至少一者沿与驱动单元160的旋转方向相反的方向旋转的情况。同样，在这种情况下，每个部分的旋转方向将被称为正向旋转方向。相同的情况适用于反向旋转方向。
70.当驱动单元160、即电动马达在其中操作构件101布置在如图2中所示的操作区域中的状态下沿正向方向旋转时，第一丝杠机构140的滑动丝杠143通过传动机构170沿正向方向旋转，并且第二丝杠机构150的第二螺母152也沿正向方向旋转。
71.因此，第一丝杠机构140在滑动丝杠143的旋转运动转换成第一螺母142的线性运动时沿正向方向操作。第一螺母142沿着滑动丝杠143沿x轴负方向移动，使得第一移动单元110也沿x轴负方向移动而更靠近于第二移动单元120。
72.同时，第二丝杠机构150在第二螺母152的旋转运动转换成滚珠丝杠153的线性运动时沿正向方向操作。滚珠丝杠153相对于第二螺母152沿x轴正方向移动，使得第二移动单元120更靠近于保持单元130而移动。
73.因此，第一移动单元110、第二移动单元120和保持单元130缩回并且操作构件101布置在缩回区域中，如图8中所示。当操作构件101布置在缩回区域中时，驾驶员前方的空间扩大，这例如改善了驾驶员的舒适度。
74.接下来，当驱动单元160、即电动马达在其中操作构件101布置在缩回区域中的状态下沿反向方向旋转时，第一丝杠机构140的滑动丝杠143通过传动机构170沿反向方向旋转，并且第二丝杠机构150的第二螺母152也沿反向方向旋转。
75.因此，第一丝杠机构140在滑动丝杠143的旋转运动转换成第一螺母142的线性运动时沿正向方向操作。第一螺母142沿着滑动丝杠143沿x轴正方向移动，使得第一移动单元110也沿x轴正方向移动而更远离于第二移动单元120。
76.同时，第二丝杠机构150在第二螺母152的旋转运动转换成滚珠丝杠153的线性运动时沿正向方向操作。滚珠丝杠153相对于第二螺母152沿x轴负方向移动，使得第二移动单元120更远离于保持单元130而移动。
77.因此，第一移动单元110、第二移动单元120和保持单元130延伸并且操作构件101布置在操作区域中，如图2中所示。在操作区域中，还可以通过控制驱动单元160的正向旋转和反向旋转来调整操作构件101的位置。具体地，驾驶员可以在他或她有意图时于前后方向上改变操作构件101的位置。因此，驾驶员可以根据他或她的体型、偏好等将操作构件101的位置调整至一位置。
78.如已经描述的，第一丝杠机构140和第二丝杠机构150中的每一者设置成当操作构件101在缩回区域与操作区域之间移动时沿正向方向操作。
79.在图8中，第一丝杠机构140和第二丝杠机构150的各自的移动量由l1和l2表示。第一丝杠机构140的移动量l1是指第一螺母142相对于滑动丝杠143的相对可移动范围。第二丝杠机构150的移动量l2是指滚珠丝杠153相对于第二螺母152的相对可移动范围。当第一丝杠机构140和第二丝杠机构150由驱动单元160同步地驱动成使得操作构件101从操作区域移动至缩回区域(缩回动作)或从缩回区域移动至操作区域(展开动作)，第二丝杠机构150的移动量l2大于第一丝杠机构140的移动量l1。
80.具体地，例如通过将第二丝杠机构150的正向效率设定为高于第一丝杠机构140的正向效率来使移动量l2大于移动量l1。此处，正向效率是在将旋转运动转换成线性运动时
的输出与输入的比率。具体地，第一丝杠机构140的正向效率是在使滑动丝杠143旋转以使第一螺母142线性移动时的输出与输入的比率。第二丝杠机构150的正向效率是在使第二螺母152旋转以使滚珠丝杠153线性移动时的输出与输入的比率。正向效率可以通过调节第一丝杠机构140和第二丝杠机构150中的每一者的导程、导程角、正向摩擦角、静摩擦系数等来调节。
81.如已经描述的，第二丝杠机构150的移动量l2大于第一丝杠机构140的移动量l1，并且，第二丝杠机构150的正向效率高于第一丝杠机构140的正向效率。因此，即使当其中移动量l1小于移动量l2的第一丝杠机构140和第二丝杠机构150由驱动单元160同步地驱动时，第一螺母142和滚珠丝杠153也可以在相同的时间移动并且第一螺母142和滚珠丝杠153的移动可以在相同的时间完成。
82.正向效率高可以被改述为减速比低或导程大。由于第一丝杠机构140和第二丝杠机构150在效率(减速比或导程)上彼此不同，因此当第一丝杠机构140和第二丝杠机构150被同步驱动时，在移动量上彼此不同的第一丝杠机构140的移动和第二丝杠机构150的移动可以在同一时间完成。
83.第一丝杠机构140的反向效率被设定成使得：当操作构件101受到朝向缩回区域指向的外力f1时，第一丝杠机构140不因外力f1而沿反向方向操作。具体地，外力f1例如可以被设定为在人推动或拉动操作构件101时施加于操作构件101的力。外力f1也可以被设定为在二次碰撞中施加于操作构件101的力。此处，反向效率是将线性运动转换成旋转运动时的输出与输入的比率。具体地，第一丝杠机构140的反向效率是在使第一螺母142线性移动以使滑动丝杠143旋转时的输出与输入的比率。反向效率可以通过调节第一丝杠机构140的导程、导程角、反向摩擦角、反向摩擦系数等来调节。
84.假定朝向缩回区域指向的外力f1施加于操作构件101，如图2中所示。由于第一丝杠机构140的反向效率被设定成使得第一丝杠机构140在外力f1下不沿反向方向操作，因此第一螺母142相对于滑动丝杠143的线性运动被限制。因此，第一移动单元110相对于第二移动单元120在轴向方向上的移动也被限制。
85.同时，外力f1还通过第一移动单元110而作用在第二移动单元120上。此处，第二滚珠丝杠153通过采用滚珠丝杠153而具有较高的反向效率。因此，滚珠丝杠153可以因外力f1而线性地移动穿过第二螺母152。第二螺母152通过传动机构170联接至第一丝杠机构140的滑动丝杠143。由于第一丝杠机构140的反向效率如上面所描述的那样被设定成使得第一丝杠机构140不沿反向方向操作，因此滑动丝杠143即使在外力f1下也被限制旋转。因此，联接至被限制旋转的滑动丝杠143的传动机构170也被限制运动，使得联接至传动机构170的第二螺母152也被限制旋转。因此，在第二丝杠机构150中，滚珠丝杠153被限制相对于第二螺母152线性移动。
86.该限制受到第一螺母142与滑动丝杠143之间的摩擦力的影响。该摩擦力是当反向输入f2因外力f1而作用在第一螺母142上时在第一螺母142的齿面挤压抵靠滑动丝杠143的齿面时产生的。如果第二螺母152试图旋转所用的力f3变得大于该摩擦力，则第二螺母152上的限制被解除并且第二丝杠机构150沿反向方向操作。能够期望的是，第一丝杠机构140的齿轮规格被设定成使得第二丝杠机构150在其中可能产生过大的力f3的二次碰撞中也不沿反向方向操作。
87.转向装置100还可以包括倾斜机构，该倾斜机构改变操作构件101在上下方向上的倾斜度。倾斜机构例如通过使第一移动单元110绕平行于左右方向(图1中的y轴方向)的轴线转动来改变操作构件101在上下方向上的倾斜度。因此，例如可以根据驾驶员的意图来调节操作构件101在上下方向上的位置。倾斜机构可以构造成通过使第二移动单元120绕平行于左右方向(图1中的y轴方向)的轴线转动来改变操作构件101在上下方向上的倾斜度。
88.上面已经描述的驱动单元160的操作由转向装置100的控制单元190(参见图9)控制。图9是示出了根据实施方式的转向装置100的功能配置的框图。
89.控制单元190获取各种信息并且基于所获取的信息来控制驱动单元160等。例如，控制单元190通过驾驶员的预定操作或各种传感器的检测结果获取所给出的预定命令。控制单元190通过基于所获取的预定命令或检测结果来控制驱动单元160而使操作构件101沿轴向方向移动。控制单元190根据需要从驱动单元160获取表示第一移动单元110和第二移动单元120的位置的信息。因此，控制单元190可以根据需要来识别被间接支承在第一移动单元110上的操作构件101相对于预定基准的位置。
90.执行上述控制的控制单元190例如由包括中央处理单元(cpu)、比如存储器的存储装置、用于输入和输出信息的接口等的计算机实现。例如，当cpu执行存储在存储装置中的预定程序时，控制单元190可以根据从上级控制单元300等发送的控制信号、传感器的检测结果等来控制转向装置100的操作。
91.容置在转向装置100的安全气囊容置部分104中的安全气囊200根据来自安装在车辆中的安全气囊控制单元210的命令而被启用。安全气囊控制单元210例如基于从加速度传感器250接收到的加速度信息来确定是否展开安全气囊200。当加速度率方面发生等于或大于阈值的快速变化时比如在车辆与某物体碰撞时，安全气囊控制单元210向安全气囊200发出展开命令，并且安全气囊200在充气器被启用时展开。因此，安全气囊200立即膨胀。
92.如上面所描述的，安全气囊200基本上在车辆与其他物体之间发生碰撞时膨胀。然而，如果安全气囊容置部分104与操作构件101一起退回至远离驾驶员的位置，则由于比如安全气囊200与驾驶员之间的长距离以及仪表板位于安全气囊200附近的因素，不能期望安全气囊200实现充分的冲击吸收功能。简单地说，安全气囊200不能实现其预期功能。因此，根据从转向装置100获得的操作构件101、安全气囊容置部分104等的位置，上级控制单元300例如进行禁止安全气囊控制单元210展开安全气囊的控制。在这种情况下，驾驶员的安全通过布置在除了驾驶员的座椅的前侧上以外的位置处(例如，布置在天花板中)的其他安全气囊等(未示出)来确保。
93.在发生碰撞的情况下，可能出现过大的力f3。即使当第一丝杠机构140的反向效率被设定成使得第二丝杠机构150在如上面所述的发生碰撞的情况下不沿反向方向操作，该设定也可能不会在所有情况下都起作用。因此，当检测到对第一丝杠机构140或第二丝杠机构150过大的反向输入时，控制单元190将驱动单元160控制成限制反向操作。具体地，控制单元190使驱动单元160沿与反向操作的旋转方向相反的方向旋转或者阻止驱动单元160本身的旋转。因此，可以可靠地限制反向操作。
94.为了检测过大的反向输入，可以设置有直接检测反向输入的传感器。替代性地，控制单元190可以基于从加速度传感器250接收到的加速度信息来推断碰撞，并由此检测过大的反向输入。此外，控制单元190可以基于驱动单元160上的载荷的突然增加来检测过大的
反向输入。因此，可以采用允许对第一丝杠机构140或第二丝杠机构150中的过大的反向输入进行检测的任何配置。
95.如已在上面描述的，在本实施方式中，第一丝杠机构140设置成当操作构件101在缩回区域与操作区域之间移动时沿正向方向操作，并且第一丝杠机构140的反向效率被设定成使得：当操作构件101受到朝向缩回区域指向的外力f1时，第一丝杠机构140不因外力f1而沿反向方向操作。因此，即使当操作构件101受到外力f1时，第一丝杠机构140也不会将可归因于外力f1的线性运动转换成旋转运动。因此，第一移动单元110的移动被限制。
96.第二丝杠机构150通过传动机构170联接至第一丝杠机构140。由于第一丝杠机构140的反向效率被设定成使得第一丝杠机构140不沿反向方向操作，因此第一丝杠机构140被限制在外力f1下旋转。因此，联接至被限制旋转的第一丝杠机构140的传动机构170也被限制运动，使得联接至传动机构170的第二丝杠机构150也被限制旋转。因此，第二丝杠机构150也被限制线性运动，即第二移动单元120被限制运动。如已经描述的，对第一丝杠机构140的反向效率进行简单的设定可以限制第一移动单元110和第二移动单元120因外力f1而移动。这意味着第一丝杠机构140可以用作锁定机构。因此，在未设置有专用的锁定机构的情况下，转向装置100可以限制第一移动单元110和第二移动单元120因外力f1而移动。与设置有专用的锁定机构的情况相比，可以减少部件的总数目，可以缩减装置的尺寸，并且可以提高将装置安装在车辆中的效率。
97.此处，第二丝杠机构150还可以用作锁定机构。在这种情况下，第二丝杠机构150的反向效率被设定成使得：当操作构件101受到外力f1时，第二丝杠机构150不因外力f1而沿反向方向操作。然而，第二丝杠机构150相对于第一丝杠机构140布置在车辆的前侧，并且布置在远离输入有外力f1的一侧的位置处。为此，可靠地限制第一丝杠机构140的操作可能涉及使传动机构170的结构复杂化(增加齿轮的数目)。这种复杂化可能导致间隙的产生、刚性的降低、锁定功能的劣化等。相比之下，如上面所描述的使第一丝杠机构140用作锁定机构不会使传动机构170的结构复杂化，并因此是优选的。
98.由于第二丝杠机构150的移动量l2大于第一丝杠机构140的移动量l1，因此可以通过仅增加第二丝杠机构150的移动量l2来增加操作构件101的移动量。
99.此处，如果第一丝杠机构140的移动量l1较大，则当各部分延伸时(当操作构件101布置在操作区域中时)，在第一移动单元110与保持单元130之间存在较长距离，这导致转向装置100作为整体的刚性的降低。此外，在施加至第一移动单元110的力矩增大时，对转向装置100作为整体的刚性的降低的影响是显著的。然而，在本实施方式中，由于第一丝杠机构140的移动量l1小于第二丝杠机构150的移动量l2，使得可以避免转向装置100作为整体的刚性的降低。
100.由于第二丝杠机构150的正向效率高于第一丝杠机构140的正向效率，因此，即使在其中移动量l1小于移动量l2的第一丝杠机构140和第二丝杠机构150由驱动单元160同步地驱动时，第一螺母142和滚珠丝杠153也可以在相同的时间移动并且第一螺母142和滚珠丝杠153的移动可以在相同的时间完成。
101.这使得可以避免在增加操作构件101的移动量的同时降低装置自身的刚性。
102.由于第二丝杠机构150的具有较大移动量的滚珠丝杠153固定至支承在车身50上的保持单元130，因此可以进一步提高转向装置100的刚性。
103.滚珠丝杠153的轴心相对于第二螺母152的位置可以由对准机构154调节，并且因此可以在组装期间调节滚珠丝杠153的轴心的位置。由此可以使第二螺母152相对于滚珠丝杠153的旋转运动变得顺畅。
104.由于间隙减小机构144减小了第一螺母142相对于滑动丝杠143的间隙，因此可以避免在滑动丝杠143与第一螺母142之间产生间隙或增大扭矩。由此可以使滑动丝杠143相对于第一螺母142的旋转运动变得顺畅。
105.由于第二固定部分136相对于第一固定部分135布置在前侧并且具有比第一固定部分135更高的冲击吸收性能，因此，当车辆的前侧发生碰撞时，该碰撞的冲击可以由第二固定部分136吸收。该冲击可以在第二固定部分136的易损部分变形时被吸收。
106.连接至第一移动单元110的冲击吸收构件180在轴构件118和第一移动单元110中的至少一者的前端部朝向前侧沿轴向方向移动时吸收冲击。此处，保持单元130不仅保持第二移动单元120而且还通过第二移动单元120保持第一移动单元110，并因此需要保持单元130具有一定的刚性。在该实施方式中，冲击吸收构件180连接至第一移动单元110。因此，相比于在冲击吸收构件180连接至保持单元130的情况，可以避免保持单元130的刚性的降低。
107.当检测到对第一丝杠机构140或第二丝杠机构150过大的反向输入时，控制单元190将驱动单元160控制成限制反向操作。因此，当出现其中仅机械限制无法消除反向操作的可能性的情况时，控制单元190可以将驱动单元160的操作控制成可靠地限制反向操作。
108.由于引导机构121引导第一移动单元110相对于第二移动单元120的移动，因此第一移动单元110可以顺畅地移动。
109.其它实施方式
110.上面已经基于实施方式对根据本发明的转向装置进行了描述。然而，本发明不限于以上实施方式。由本领域技术人员想到的包含对上述实施方式进行各种改变的实施方式以及在不脱离本发明的要旨的情况下通过组合上述构成元件中的一些构成元件而建立的实施方式也包括在本发明的范围内。
111.例如，图1中所示的转向装置100的外观和构型是示例，并且每个构成元件的形状、尺寸和位置不限于图1中所示的形状、尺寸和位置。每个构成元件的构型也不必是图1等中所示的构型。
112.在以上实施方式中，已经对下述情况进行了说明：其中，驱动单元160是单个电动马达，并且该电动马达通过传动机构170联接至第一丝杠机构140和第二丝杠机构150。然而，驱动单元在其可以同步地驱动第一丝杠机构140和第二丝杠机构150的情况下可以具有两个电动马达。具体地，电动马达中一个电动马达联接至第一丝杠机构140的滑动丝杠143，而另一电动马达联接至第二丝杠机构150的第二螺母152。在这种情况下，也可以省略传动机构170。
113.当传动机构170被省略时，第一丝杠机构140和第二丝杠机构150中的每一者的反向效率可以被设定成使得丝杠机构不因外力f1而沿反向方向操作。在该方面，转向装置100包括：第一移动单元110，该第一移动单元110与在后端部处连接有操作构件101的轴构件118一起沿轴构件118的轴向方向移动，并且该第一移动单元110以可旋转的方式支承轴构件118；第二移动单元120，该第二移动单元120将第一移动单元110保持成能够沿轴向方向移动；保持单元130，该保持单元130将第二移动单元120保持成能够沿轴向方向移动；第一
丝杠机构140，该第一丝杠机构140布置在第一移动单元110与第二移动单元120之间并且使第一移动单元110沿轴向方向移动；第二丝杠机构150，该第二丝杠机构150布置在第二移动单元120与保持单元130之间并且使第二移动单元120沿轴向方向移动；第一驱动单元160a(参见图10)，该第一驱动单元160a输出用于驱动第一丝杠机构140的驱动力；以及第二驱动单元160b(参见图10)，该第二驱动单元160b输出用于驱动第二丝杠机构150的驱动力。
114.图10是示出了根据修改示例的转向装置100的功能配置的框图。如图10中所示，第一驱动单元160a和第二驱动单元160b电连接至控制单元190。第一驱动单元160a联接成能够仅向第一丝杠机构140输出驱动力。第二驱动单元160b联接成能够仅向第二丝杠机构150输出驱动力。控制单元190获取各种信息并且基于所获取的信息来控制第一驱动单元160a和第二驱动单元160b。
115.第一丝杠机构140和第二丝杠机构150中的每一者设置成当操作构件101在缩回区域与操作区域之间移动时沿正向方向操作，并且第一丝杠机构140和第二丝杠机构150中的每一者的反向效率被设定成使得：当操作构件101受到朝向缩回区域指向的外力f1时，第一丝杠机构140和所述第二丝杠机构150中的每一者不因外力f1而沿反向方向操作。因此，从中省略了传动机构的转向装置100也可以实现一定的锁定功能。
116.在以上实施方式中，已经示出了其中通过柱塞176和所述一对衬套175使第一螺母142的姿势稳定的情况。然而，转向装置可以仅设置有所述一对衬套175和柱塞176中的任一者。在这种情况下，可以将第一螺母142的姿势稳定至一定程度，并且可以在第一螺母142上发挥一定的间隙减小效果。
117.本发明用作可以扩大驾驶员前方的空间并提高碰撞安全性的转向装置。因此，本发明可以适用于配备有车轮、履带等并且能够手动驾驶和自动驾驶的车辆比如汽车、公共汽车、卡车、农业机械和建筑机械。