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    • 专利摘要:
    Ein erstes Kugelumlaufloch (13a) und ein zweites Kugelumlaufloch (13b) zum Verbinden eines Zirkulators sind in der Mitte eine Gewindenut (12) in einem Innenumfang (7b) einer Kugelmutter (7) gebohrt; eine Zwischen-Nutbahn (12a) zwischen dem ersten und dem zweiten Kugelumlaufloch (13a, 13b) wird zum Bereich einer Kugelumlaufspindelbahn (L1) zum Umlaufen der Kugeln (20), und die anderen Bereiche werden zur ersten und zweiten Außenbahn (L2, L3). Indem die Nuttiefe der Zwischen-Nutbahn (12a) tiefer als die Nuttiefe einer ersten Nutbahn (12b) der ersten Außenbahn (L2) und tiefer als die Nuttiefe einer zweiten Nutbahn (12c) der zweiten Außenbahn (L3) ausgebildet wird, werden Stufen (14) zwischen der Kugelumlaufspindelbahn (L1) und den Außenbahnen (L2, L3) gebildet. Diese Stufen (14) verhindern das Auswandern der Kugeln (20) aus der Zwischen-Nutbahn (12a) in die jeweiligen Nutbahnen (12b, 12c) der Außenbahnen (L2 und L3).
    公开号:DE102004014829A1
    申请号:DE200410014829
    申请日:2004-03-24
    公开日:2004-10-21
    发明作者:Satoshi Hatakeyama；Masato Mizuhara；Tetsuya Murakami；Yasuhiro Nakamura
    申请人:Koyo Seiko Co Ltd；
    IPC主号:B62D5-04
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft einen Kugelumlaufspindelmechanismusfür eineArt von elektrischer Servolenkvorrichtung, welche die Bewegung einerZahnwelle durch einen Elektromotor unterstützt; insbesondere betrifftdie Erfindung einen Kugelumlaufspindelmechanismus zum Übertrageneiner Antriebskraft des Elektromotors auf die Zahnwelle als Lenkwellein der elektrischen Servolenkvorrichtung.
    [0002] Herkömmlicherweisewird bei einer sogenannten elektrischen Servolenkvorrichtung vom Zahnwellen-Unterstützungstypdie Bewegung der Zahnwelle in axialer Richtung durch eine Antriebskrafteines Elektromotors unterstützt.Bei dieser Art von elektrischer Servolenkvorrichtung ist ein Kugelumlaufspindelmechanismusvorgesehen, der durch Ausbilden eines Kugelumlaufspindelbereichs ander Zahnwelle und das Aufsetzen einer Kugelmutter auf die Außenseitedes Kugelumlaufspindelbereichs aufgebaut ist, so daß das vomElektromotor erzeugte Drehmoment auf die Zahnwelle durch den Kugelumlaufspindelmechanismus übertragenwird.
    [0003] EineGewindenut ist im Innenumfang der Kugelmutter ausgebildet, und eineNutbahn, die durch die Kombination der Gewindenut und des Kugelumlaufspindelbereichsder Zahnwelle gebildet ist, ist mit mehreren Kugeln gefüllt. Beieinem derartigen Aufbau ist eine glatte Drehung der Kugelmuttergewährleistet,und die Zahnwelle wird in axialer Richtung bewegt, während sichdie Kugeln in der Nutbahn mit der Drehung der Kugelmutter bewegen.Da die Kugelmutter durch den Elektromotor gedreht werden kann, indemein großesZahnrad, beispielsweise ein Kegelrad, am Außenumfang der Kugelmutter angebracht wirdund ein an der Motorwelle des Elektromotors angebrachtes kleinesZahnrad mit dem großenZahnrad kämmt,ist es möglich,das Lenken durch mit der Drehung der Kugelmutter erfolgendes axialesBewegen der Zahnwelle zu unterstützen.
    [0004] Umin der Kugelmutter die eingefülltenKugeln in einem als Kugelumlaufspindelbahn bezeichneten Bereichin der Nutbahn umlaufen zu lassen, ist an der Außenseite der Kugelmutter einZirkulator vorgesehen. Der Zirkulator ist ein rohrartiges Teil zum Zurückführen deraus der Kugelmutter an einem Ende der Kugelumlaufspindelbahn ausgegebenen Kugelnzum anderen Ende derselben innerhalb der Kugelmutter, indem dieKugeln überdie Außenseite derKugelmutter überführt werden.Anders ausgedrückt:die Nutbahn zwischen zwei Kugelumlauflöchern zum Verbinden beiderEndbereiche des Zirkulators mit dem Nutbereich innerhalb der Kugelmutter wirdzur Kugelumlaufspindelbahn.
    [0005] Einevon der zuvor beschriebenen elektrischen Servolenkvorrichtung desZahnwellen-Unterstützungstypsverschiedene Lenkvorrichtung ist beispielsweise in JP 2002-87288offenbart, wobei die Vorrichtung einen Kugelumlaufspindelmechanismus zum Übertrageneiner Antriebskraft zwischen einer Lenkradwelle, an der ein Lenkradangebracht ist, und einer mit einem Lenkmechanismus verbundenen Querwelleverwendet. Bei dieser herkömmlichen Lenkvorrichtungist die Nutbahn, mit Ausnahme der Kugelumlaufspindelbahn, in derdie Kugeln in der Kugelmutter des in der Vorrichtung vorgesehenenKugelumlaufspindelmechanismus tatsächlich umlaufen, nicht poliert,wodurch ein Austreten von Kugeln aus der Kugelumlaufspindelbahnverhindert ist.
    [0006] Wiezuvor beschrieben muß derKugelumlaufspindelmechanismus die Kugeln durch den Zirkulator imBereich der Kugelumlaufspindelbahn umlaufen lassen. Beim Montierendes Kugelumlaufspindelmechanismus besteht daher die Schwierigkeit,daß dieKugeln manchmal zu der Nutbahn außerhalb des Bereichs der Kugelumlaufspindelbahnlaufen. Da die zur Nutbahn außerhalbder Kugelumlaufspindelbahn gelaufenen Kugeln das Drehen der Kugelmutterstörenkönnen,müssendie verirrten Kugeln aus der Kugelmutter ausgegeben werden.
    [0007] Umdie in die Nutbahn außerhalbder Kugelumlaufspindelbahn gelangten Kugeln aus dem Kugelumlaufspindelmechanismusauszugeben, ist die Kugelmutter herkömmlicherweise mit einer sogenanntenoffenen Struktur in ihrem Endbereich versehen. Verwendet man jedochdie offene Struktur, ist es erforderlich, den Außendurchmesser der Kugelmutterzu vergrößern, umderen Steifigkeit zu gewährleisten,wodurch der gesamte Kugelumlaufspindelmechanismus größer wirdund das angestrebte Ziel einer Verringerung der Vorrichtung nichterreicht wird. Ferner wird bei dem Kugelumlaufspindelmechanismusder elektrischen Servolenkvorrichtung das Trägheitsmoment erheblich erhöht, da dieKugelmutter durch den Elektromotor mit hoher Drehzahl gedreht wird,wenn der Außendurchmesserder Kugelmutter vergrößert wird.Daher besteht das Problem der Beeinträchtigung des Lenkgefühls beieiner elektrischen Servolenkvorrichtung mit einem derartigen Kugelumlaufspindelmechanismus.
    [0008] Wennferner die offene Struktur nicht für die Kugelmutter verwendetwird, bleiben die aus der Kugelumlaufspindelbahn in die Nutbahngelangten Kugeln in der Nutbahn außerhalb der Kugelumlaufspindelbahn.In diesem Fall besteht in einigen Drehzuständen der Kugelmutter die Gefahr,daß dieaus der Kugelumlaufspindelbahn in die Nutbahn gelangten Kugeln gegeneinen Endbereich des Zirkulators drücken und den reibungslosenUmlauf der Kugeln behindern.
    [0009] Esist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Problemezu lösen,indem sie einen Kugelumlaufspindelmechanismus für eine elektrische Servolenkvorrichtungschafft, der in der Lage ist, das Auswandern von Kugeln in eineNutbahn außerhalbeiner Kugelumlaufspindelbahn zu verhindern, indem eine Stufe zwischeneiner Nutbahn einer Gewindenut, welche der Kugelumlaufspindelbahneiner Kugelmutter entspricht, und Nutbahnen auf beiden Seiten ausgebildetwerden.
    [0010] DieAufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalender Ansprüche1 und 4 gelöst.Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
    [0011] Erfindungsgemäß ist vorgesehen,einen Kugelumlaufspindelmechanismus für eine elektrische Servolenkvorrichtungzu schaffen, bei dem die genannte Stufe gebildet ist, indem dieTiefe der Nutbahn der Gewindenut, welche der Kugelumlaufspindelbahneiner Kugelmutter entspricht, tiefer als die Nut in anderen Bereichenausgebildet ist, oder indem ein Öffnungsrandjedes Durchgangslochs, das für denKugelumlauf an beiden Endbereichen der Kugelumlaufspindelbahn gebohrtist, auf der Seite der Kugelumlaufspindelbahn tiefer ausgebildetist als ein gegenüberliegender Öffnungsrand.
    [0012] Desweiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen,daß derKugelumlaufspindelmechanismus für eineelektrische Servolenkvorrichtung in der Lage ist, Kugeln, die ausder Kugelumlaufspindelbahn in die Nutbahn gelangen, auszugeben,indem ein Kugelauslaßlochan der Kugelbahn außerhalbder Kugelumlaufspindelbahn gebohrt wird und die Kugeln durch dasKugelauslaßlochgeleitet werden.
    [0013] Einerfindungsgemäßer Kugelumlaufspindelmechanismusfür eineelektrische Servolenkvorrichtung, bei dem zwei Kugelumlauflöcher, diejeweils mit jedem der Endbereiche eines Zirkulators zum Zirkulierenvon Kugeln überdie Außenseiteeiner Kugelmutter verbunden sind, in der Mitte einer Gewindenut gebohrtsind, welche im Innenumfang der Kugelmutter gebildet ist, welcheauf die Außenseiteeines in einer Lenkwelle ausgebildeten Kugelumlaufspindelbereichsgesetzt ist, wobei die Kugelmutter durch die Antriebskraft einesElektromotors gedreht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass eineStufe zwischen einem Bereich der Gewindenut, der zu einer Kugelumlaufspindelbahnzwischen den beiden Kugelumlauflöchernwird, und beiden oder einem der Bereiche der Gewindenut gebildetist, die weiter außengelegen sind als die jeweiligen beiden Kugelumlauflöcher.
    [0014] DieStufe ist bei dem erfindungsgemäßen Mechanismuszwischen einem Bereich der Nutbahn der Kugelmutter, der zwischenbeiden oder einem der beiden Kugelumlauflöcher, mit denen jeder Endbereichdes Zirkulators verbunden ist, und welcher zur Kugelumlaufspindelbahnwird, und beiden oder einem der Bereiche auf beiden Seiten der Nutbahnzwischen den Kugelumlauflöchernausgebildet. Da die Stufe das Auswandern von Kugeln aus der Kugelumlaufspindelbahnbegrenzt, ist es möglich,das Auswandern von Kugeln aus der Kugelumlaufspindelbahn zu verhindern.
    [0015] Fernerist die Stufe erfindungsgemäß dadurchausgebildet, daß dieTiefe des Bereichs der Gewindenut zwischen den beiden Kugelumlauflöchern tieferist als die Tiefe beider oder eines der Bereiche der Gewindenut,die weiter außerhalbliegen als die beiden Kugelumlauflöcher.
    [0016] Dieerfindungsgemäß zur Bildungder Stufe vorgesehene Differenz zwischen den Nutentiefen eines Bereichsder Nutbahn und eines anderen Bereichs kann erreicht werden, indembeispielsweise nur der dem Kugelumlaufspindelbahnbereich entsprechendeBereich der Nutbahn poliert wird.
    [0017] Fernerist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Stufegebildet wird, indem eine Öffnungeines Kugelumlauflochs an der Nutbahn derart ausgebildet wird, daß ein Öffnungsrandder Gewindenut auf der Seite der Gewindenut zwischen zwei Kugelumlauflöchern tieferist als ein weiter außengelegener Öffnungsrand.
    [0018] DieStufe kann erfindungsgemäß gebildet werden,indem eine Öffnungdes Kugelumlauflochs an der Gewindenut derart ausgebildet wird,daß ein aufder Seite der Kugelumlaufspindelbahn gelegener Öffnungsrand eines oder zweierKugelumlauflöcher tieferausgebildet wird als ein Außenrandauf der Außenseite, indembeispielsweise nur der Bereich der Nutbahn poliert wird, der demKugelumlaufspindelbahnbereich entspricht.
    [0019] Nacheinem anderen Ausführungsbeispiel derErfindung ist vorgesehen, daß einsich bis außerhalbder Kugelmutter erstreckendes Kugelumlaufloch, dessen Lochdurchmessergrößer istals der Außendurchmesserder Kugel, in beiden oder einem der Bereiche der Gewindenut gebohrtist, die sich auf beiden Seiten eines zwischen den beiden Kugelumlauflöchern befindlichenBereichs der Gewindenut befinden.
    [0020] Dahierbei ein die Innen- und die Außenseite der Kugelmutter verbindendesKugelauslaßlochmit einem Durchmesser, der größer alsder Außendurchmesserder Kugel ist, in einem Bereich der Nutbahn außerhalb der Kugelumlaufspindelbahngebohrt ist, werden die aus der Kugelumlaufspindelbahn ausgewandertenKugel durch das Kugelauslaßlochaus der Kugelmutter nach außenausgelassen. Da ferner lediglich erforderlich ist, das genannteKugelauslaßlochin die Kugelmutter zu bohren, tritt keine Erhöhung des Trägheitsmoments der Kugelmutterwie bei einer herkömmlichenoffenen Struktur auf und es wird ein gutes Lenkgefühl aufrechterhalten,wenn der erfindungsgemäße Kugelumlaufspindelmechanismus ineiner elektrischen Servolenkvorrichtung eingebaut ist. Es ist fernermöglich,in geeigneten Abständen mehrereKugelauslaßlöcher ander Nutbahn außerhalbder Kugelumlaufspindelbahn zu bohren.
    [0021] Diegenannten und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergebensich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhangmit den zugehörigenZeichnungen.
    [0022] 1 zeigt eine teilweise weggebrochene schematischeSeitenansicht einer schematischen Konfiguration einer gesamten elektrischenServolenkvorrichtung mit einem Kugelumlaufspindelmechanismus für eine elektrischeServolenkvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    [0023] 2A ist eine Querschnittsdarstellungeines wesentlichen Teils einer Kugelmutter, und 2B ist eine schematische Querschnittsansichteines Teils des Querschnitts, geschnitten entlang der Linie A-Ain 2A;
    [0024] 3 ist eine Querschnittsdarstellungeines wesentlichen Teils eines Kugelumlaufspindelmechanismus für eine elektrischeServolenkvorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;und
    [0025] 4 ist eine Seitenansichteiner Kugelmutter nach einem modifizierten zweiten Ausführungsbeispiel.
    [0026] Dienachfolgende Beschreibung dient der Erläuterung der Erfindung basierendauf den Ausführungsbeispielederselben darstellenden Zeichnungen.
    [0027] 1 ist eine teilweise weggebrochene schematischeSeitenansicht einer schematischen Konfiguration einer gesamten elektrischenServolenkvorrichtung mit einem Kugelumlaufspindelmechanismus für eine elektrischeServolenkvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.Eine derartige Servolenkvorrichtung 1 weist eine Zahnwelle 3 alsLenkwelle auf und ist in einem langen rohrförmigen Gehäuse 5 derart gestützt, daß sie inder 1 nach links undrechts bewegbar ist. Eine Zahnwelleneinheit 3a ist aufder rechten Seite der Zahnwelle 3 in 1 ausgebildet. Die Zahnwelleneinheit 3a kämmt miteinem (nicht dargestellten) Zahnrad, das an einem Endbereich einerLenkradwelle 6 angebracht ist, an welcher das Lenkrad 2 befestigtist. Die Zahnwelle 3 bewegt sich daher mit der Drehungder Lenkradwelle 6 mit dieser zusammengreifend nach rechtsund links. Mit der Bewegung der Zahnwelle 3 nach rechtsund links werden Räder über einen(nicht dargestellten) Hebelarm gesteuert, der an beiden Endbereichender Zahnwelle 3 angebracht ist.
    [0028] Fernerist ein Kugelumlaufspindelbereich 3b am linken Bereichder Zahnwelle 3 ausgebildet, wie in 1 dargestellt. Durch Vorsehen einer Kugelmutter 7 umdie Außenseitedes Kugelumlaufspindelbereichs 3b ist ein Kugelumlaufspindelmechanismus ausgebildet.Ein großesKegelrad 8 ist am Außenumfang 7a derKugelmutter 7 angebracht und ein kleines Kegelrad 9,das an einer Motorwelle 4a eines elektrischen Servolenkmotors 4 angebrachtist, kämmtmit dem großenKegelrad 8. Der Elektromotor 4 ist in einer Motorbefestigungseinheit 5a angebracht,die vom Gehäuse 5 absteht.
    [0029] DerElektromotor 4 wird von einer nicht dargestellten Steuervorrichtungentsprechend der Drehung der Lenkradwelle 6 getrieben undgesteuert, wenn diese durch den Fahrer gedreht wird. Durch die Übertragungder Drehung der Motorwelle 4a des Elektromotors 4 vomkleinen Kegelrad 9 auf das große Kegelrad 8 wirddie Kugelmutter 7 gedreht und somit die Bewegung der Zahnwelle 3 unterstützt.
    [0030] 2A ist eine schematischeQuerschnittsdarstellung eines wesentlichen Bereichs der Kugelmutter 7.In der Kugelmutter 7 ist eine Gewindenut 12 ineinem Gewindebereich 7d ausgebildet, bei dem es sich umeinen Bereich handelt, in dem der Innenumfang 7b mit einemgeringeren Durchmesser ausgebildet ist. Ein erstes Kugelumlaufloch 13a undein zweites Kugelumlaufloch 13b, die sich durch den Außenumfang 7a erstrecken,sind an zwei durch einen erforderlichen Abstand getrennten Positionenin der Mitte der Gewindenut 12 gebohrt. Wie in 1 dargestellt sind beideEndbereiche eines fürden Kugelumlauf vorgesehenen Zirkulators 11, der am Außenumfang 7a derKugelmutter 7 angebracht ist, mit dem ersten Kugelumlaufloch 13a unddem zweiten Kugelumlaufloch 13b verbunden.
    [0031] Durchdiese Anbringung des Zirkulators 11 läuft eine Kugel 20 (siehe 2B) durch einen Bereich(im folgenden als Zwischen-Nutbahn 12a bezeichnet) derGewindenut 12 zwischen dem ersten Kugelumlaufloch 13a unddem zweiten Kugelumlaufloch 13b, wie durch die Kreuzschraffierungin 2A dargestellt, unddem Zirkulator 11 um. Daher handelt es sich bei der Zwischen-Nutbahn 12a umeine Kugelumlaufspindelbahn L1 durch welche die Kugeln 20 umlaufen.Sowohl eine erste Nutbahn 12b, die ein Bereich der Gewindenut 12 ist,der in bezug zur Zwischen-Nutbahn 12a weiter außen alsdas erste Kugelumlaufloch 13a liegt, als auch eine zweiteNutbahn 12c, die ein Bereich ist, der in bezug auf die Zwischen-Nutbahn 12a weiteraußenliegt als das zweite Kugelumlaufloch 13b, sind Bereiche,in denen die Kugeln 20 nicht umlaufen können. Die erste Nutbahn 12b unddie zweite Nutbahn 12c, in denen die Kugeln 20 nichtumlaufen können,werden im folgenden als die erste Außenbahn L2 und die zweite AußenbahnL3 bezeichnet.
    [0032] DieGewindenut 12 wird durch ein Schneidverfahren vollkommengleichmäßig hergestellt,jedoch wird nach dem Schneiden ein Poliervorgang in dem Bereichder Zwischen-Nutbahn 12a durchgeführt. Infolgedessen ist dieOberflächenrauheitder Innenumfangsflächeder Zwischen-Nutbahn 12a im Vergleich mit derjenigen derersten Nutbahn 12b und der zweiten Nutbahn 12c verbessert.Die Kugeln 20 könnensomit reibungsloser in der Kugelspindelumlaufbahn L1 umlaufen alsin anderen Bereichen, nämlichin der ersten AußenbahnL2 und der zweiten AußenbahnL3.
    [0033] Durchdas Polieren wird, wie in 2B dargestellt,die Nuttiefe D1 der Zwischen-Nutbahn 12a umden durch das Polieren weggenommenen Betrag tiefer als die NuttiefeD2 der zweiten Nutbahn 12c der zweiten AußenbahnL3. Da die zweite Nutbahn 12c nicht poliert wird, verbleibtein Polierrand 7c (in 2B kreuzschraffiertdargestellt), der durch das Polieren in der Zwischen-Nutbahn 12a wegpoliert wurde.Somit ist die Nuttiefe der Zwischen-Nutbahn 12a und diejenigeder zweiten Nutbahn 12c voneinander um einen Betrag verschieden,der gleich der Dicke des Polierrandes 7c ist, so daß eine Stufe 14 gebildetist.
    [0034] Wiein 2B dargestellt befindetsich ein Öffnungsrand 12d deszweiten Kugelumlauflochs 13b auf der Seite der zweitenNutbahn 12c in einem Zustand, in dem der Nutboden um einenBetrag angehoben ist, der gleich der Dicke des Polierrandes 7c ist,und es ist von der Seite der Zwischen-Nutbahn 12a aus geseheneine Stufe 14 vorhanden. Durch das Anheben des Nutbodensder zweiten Nutbahn 12c in Bezug zu demjenigen der Zwischen-Nutbahn 12a istes möglich,ein Auswandern der Kugeln 20 aus der Zwischen-Nutbahn 12a indie zweite Nutbahn 12c zu verhindern. Der gleiche Sachverhaltgilt für daserste Kugelauslaßloch 13a unddie erste Nutbahn 12a.
    [0035] Durchdas Bearbeiten der Zwischen-Nutbahn 12a und der erstenNutbahn 12b (und gleichermaßen der zweiten Nutbahn 12c)derart, daß ihre Tiefenwie beschreiben unterschiedlich sind, ist es möglich, das Auswandern der inder Gewindenut 12 enthaltenen Kugeln 20 in dieerste und die zweite Nutbahn 12b, 12c zu verhindern,bei denen es sich um von der Kugelumlaufspindelbahn L1 verschiedeneBereiche eines Kugelumlaufspindelmechanismus handelt, und die Kugeln 20 können reibungslosdurch die Zwischen-Nutbahn 12a und den Zirkulator 11 im montiertenMechanismus umlaufen.
    [0036] Beidem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wurde die Nuttiefeder Zwischen-Nutbahn 12a durch Polieren gegenüber anderenBereichen vertieft, jedoch kann dieses Ergebnis auch durch andereVerfahren wie Präzisionsschneiden,Walzen oder dergleichen erreicht werden. Es ist ferner nicht erforderlich,den gesamten Bereich der ersten und der zweiten Nutbahn 12a, 12b,welche von der Kugelumlaufspindelbahn L1 verschiedene Bereiche sind,flacher auszubilden als die Zwischen-Nutbahn 12a. genauergesagt ist es unter dem Gesichtspunkt des Verhinderns des Auswanderns vonKugeln aus der Kugelumlaufspindelbahn L1 wichtig, zumindest dieNuttiefe des Öffnungsrandes 12d deszweiten Kugelumlauflochs 13b auf der Seite der zweitenNutbahn 12c (und entsprechend für den Öffnungsrand des ersten Kugelumlauflochs 13a auf derSeite der ersten Nutbahn 12b) flacher auszubilden als den Öffnungsrand 12e desselbenauf der Seite der Zwischen-Nutbahn 12a.
    [0037] Beieiner anderen Konfiguration der Kugelmutter 7 können dieaus der Kugelumlaufspindelbahn L1 ausgewanderten Kugeln 20,aus einem Endbereich der Kugelmutter 7 ausgelassen werden.In diesem Fall könnendie erste Nutbahn 12b oder die zweite Nutbahn 12c aufder zum Auslassen der Kugeln 20 geeigneten Seite auf diegleiche Weise bearbeitet werden wie die Zwischen-Nutbahn 12a, so daß keineDifferenz in der Nuttiefe besteht. In diesem Fall ist der Aufwanddes Spezifizierens des Bearbeitungsbereichs für den Oberflächenbearbeitungsvorgang(Poliervorgang) der Gewindenut 12 verringert.
    [0038] 3 ist eine Querschnittsdarstellungeines wesentlichen Bereichs eines Kugelumlaufspindelmechanismusfür eineelektrische Servolenkvorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispielder Erfindung. Sie zeigt den an der Zahnwelle 3 ausgebildetenKugelumlaufspindelbereich 3b und die Kugelmutter 7,welche den Kugelumlaufspindelmechanismus bilden. Die Grundkonfigurationeiner elektrischen Servolenkvorrichtung mit einem Kugelumlaufspindelmechanismusnach dem zweiten Ausführungsbeispielist gleich derjenigen des in 1 dargestellten erstenAusführungsbeispiels.Sie unterscheidet sich jedoch von derjenigen nach dem ersten Ausführungsbeispieldadurch, daß dieim Innenumfang der Kugelmutter 7 gebildete Gewindenut 12 über dengesamten Bereich gleichmäßig poliertist, und daß Kugelauslaßlöcher 64a und 64b,deren Durchmesser größer alsder Außendurchmesserder Kugel 20 ist, durch die Kugelmutter 7 an derNutbahn der ersten AußenbahnL2 und an der Nutbahn der zweiten Außenbahn L3 gebohrt sind, beidenen es sich um Bereiche außerhalbder Kugelumlaufspindelbahn L1 handelt.
    [0039] Indembei dem zweiten Ausführungsbeispiel, andersals bei dem ersten Ausführungsbeispiel,die Gewindenut 12 derart poliert wird, daß sie vollständig gleichmäßig ist,ohne den Bereich aufzuteilen, wird die Steuerung für das Spezifizierendes Polierbereichs vereinfacht. Durch ein derartiges Polieren wird dieNuttiefe der Gewindenut 12 vollständig einheitlich, wodurch dieKugeln 20 leicht aus der Kugelumlaufspindelbahn L1, welchedie Nutbahn zwischen dem ersten Kugelumlaufloch 13a unddem zweiten Kugelumlaufloch 13b ist, in die erste AußenbahnL2 und die zweite AußenbahnL3 laufen. Die ausgewanderten Kugeln 20 werden problemlosaus den Kugelauslaßlöchern 64a und 64b ausgelassen,wie durch den Pfeil 21 dargestellt.
    [0040] Genauergesagt ist in der Nutbahn, die der ersten Außenbahn L2 entspricht, welchein bezug auf die Kugelumlaufspindelbahn L1 weiter außen liegt alsdas erste Kugelumlaufloch 13a, das Kugelauslaßloch 64a,dessen Durchmesser größer alsder Außendurchmesserder Kugel 20 ist, derart gebohrt, daß es den Außenumfang 7a der Kugelmutter 7 durchsetzt.Gleichermaßenist in der Nutbahn, die der zweiten Außenbahn L3 entspricht, welchein bezug auf die Kugelumlaufspindelbahn L1 weiter außen liegtals das zweite Kugelumlaufloch 13b, das Kugelauslaßloch 64b,dessen Durchmesser größer alsder Außendurchmesserder Kugel 20 ist, derart gebohrt, daß es den Außenumfang 7a der Kugelmutter 7 durchsetzt.
    [0041] Während derMontage des Kugelumlaufspindelmechanismus werden die in die ersteAußenbahn L1gelangten Kugeln 20 durch das Kugelauslaßloch 64a nachaußengeführt,währenddie in die zweite AußenbahnL2 gelangten Kugeln 20 durch das Kugelauslaßloch 64b nachaußengeleitet werden. Insbesondere werden die Kugeln 20 beimDrehen der Kugelmutter 7 sehr leicht aus den Kugelauslaßlöchern 64a und 64b ausgelassen,da eine Zentrifugalkraft die Kugeln 20 gegen den Innenumfang 7a der Kugelmutter 7 drückt.
    [0042] Jenäher dieBohrungsposition der Kugelauslaßlöcher 64a und 64b ander Kugelumlaufspindelbahn L1, d.h. an dem ersten und dem zweitenKugelumlaufloch 13a und 13b liegt, desto schnellerwerden die in die AußenbahnL2 oder L3 gelangten Kugeln 20 ausgegeben.
    [0043] Beieiner bestimmten Ausführungder Kugelmutter 7 könnendie aus der Kugelumlaufspindelbahn L1 ausgewanderten Kugeln 20 auseinem Endbereich der Kugelmutter 7 ausgelassen werden.In diesem Fall sind die Kugelauslaßlöcher 64a und 64b nuran der Nutbahn der ersten oder der zweiten Außenbahn L2, L3 auf der Seitegebohrt, aus der die Kugeln 20 nicht ausgelassen werdenkönnen.
    [0044] Esist ferner möglich,mehrere Kugelauslaßlöcher 64a, 64b anjeder der AußenbahnenL2 und L3 zu bohren. In diesem Fall ist unter dem Gesichtspunkteines effizienten Auslassens von Kugeln bevorzugt, wie in einemmodifizierten Beispiel in 4 gezeigt,ein erstes Kugelauslaßloch 64x,ein zweites Kugelauslaßloch 64y undein drittes Kugelauslaßloch 64z vomAußenumfang 7a derKugelmutter 7 und dem Innenumfang 7b, in dem sichdie Gewindenut 12 befindet, in geeigneten, beispielsweisegleichen Winkelabständenin Umfangsrichtung zu bohren.
    [0045] Esist ferner möglich,das Kugelauslaßloch 64a ander Kugelbahn der ersten AußenbahnL2 zu bohren, und die Nutbahn an der zweiten Außenbahn L3 derart auszubilden,daß derenTiefe geringer las die Tiefe der Zwischen-Nutbahn ist, welcher wiebeim ersten Ausführungsbeispielder Kugelumlaufspindelbahn L1 entspricht. Durch eine derartige Ausbildung können diein die erste AußenbahnL2 ausgewanderten Kugeln 20 aus dem Kugelauslaßloch 64a ausgelassenwerden, und es ist möglich,ein Auswandern der Kugeln 20 in die zweite AußenbahnL3 zu verhindern und ein problemloses Umlaufen der Kugelmutter 7 zugewährleisten.Selbstverständlichist es möglich,die beschriebene Ausbildung umzukehren, wobei das Kugelauslaßloch 64a ander ersten AußenbahnL2 gebohrt ist und die Tiefe der Nutbahn der zweiten AußenbahnL3 flacher ausgebildet wird.
    [0046] Wiezuvor näherbeschrieben ist es erfindungsgemäß möglich, daein Auswandern. von Kugeln aus einer Kugelumlaufspindelbahn, inder die Kugeln umlaufen sollen, verhindert werden kann, die Gefahreines Auswanderns von Kugeln in eine Nutbahn außerhalb des Bereichs der Kugelumlaufspindelbahnbeim Montieren eines Kugelumlaufspindelmechanismus zu eliminierenund ein problemloses Drehen der Kugelmutter auch nach der Montagezu gewährleisten.
    [0047] Fernerist erfindungsgemäß möglich, dadie aus der Kugelumlaufspindelbahn ausgewanderten Kugeln durch dasKugelauslaßlochnatürlichaus der Kugelmutter ausgelassen werden, eine Situation zu verhindern,in der Druck auf einen Endbereich eines Zirkulators aufgebrachtwird, und es ist möglich,die Notwendigkeit der Vergrößerung derKugelmutter zu umgehen, so daß eineelektrische Servolenkvorrichtung mit einer derartigen Kugelmutterein gutes Lenkgefühlgewährleistet.
    权利要求:
    Claims (4)
    [1] Kugelumlaufspindelmechanismus für eine elektrischeServolenkvorrichtung, bei dem zwei Kugelumlauflöcher, die jeweils mit jedemder Endbereiche eines Zirkulators zum Zirkulieren von Kugeln über dieAußenseiteeiner Kugelmutter verbunden sind, in der Mitte einer Gewindenutgebohrt sind, welche im Innenumfang der Kugelmutter gebildet ist, welcheauf die Außenseiteeines in einer Lenkwelle ausgebildeten Kugelumlaufspindelbereichsgesetzt ist, wobei die Kugelmutter durch die Antriebskraft einesElektromotors gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stufe(14) zwischen einem Bereich (12a) der Gewindenut(12), der zu einer Kugelumlaufspindelbahn zwischen denbeiden Kugelumlauflöchern(13a, 13b) wird, und beiden oder einem der Bereiche(12b und/oder 12c) der Gewindenut (12)gebildet ist, die weiter außengelegen sind als die jeweiligen beiden Kugelumlauflöcher (13a, 13b).
    [2] Kugelumlaufspindelmechanismus für eine elektrische Servolenkvorrichtungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (14) derart ausgebildetist, daß dieTiefe des Bereichs (12a) der Gewindenut (12) zwischenden beiden Kugelumlauflöchern(13a, 13b) tiefer als die Nut in beiden oder einemder anderen Bereiche (12b und/oder 12c) der Gewindenut(12) ausgebildet ist, welche in Bezug auf die beiden Kugelumlauflöcher (13a, 13b)weiter außenliegen.
    [3] Kugelumlaufspindelmechanismus für eine elektrische Servolenkvorrichtungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe(14) an beiden oder einem der beiden Kugelumlauflöcher (13a und/oder 13b)derart ausgebildet ist, daß beieiner Öffnungeines Kugelumlauflochs an der Gewindenut (12) ein Öffnungsrand(12e) auf der Seite der Gewindenut (12) zwischenden beiden Kugelumlauflöchern (13a, 13b)tiefer als ein weiter außengelegener Öffnungsrand(12d) ist.
    [4] Kugelumlaufspindelmechanismus für eine elektrische Servolenkvorrichtung,bei dem zwei Kugelumlauflöcher,die jeweils mit jedem der Endbereiche eines Zirkulators zum Zirkulierenvon Kugeln überdie Außenseiteeiner Kugelmutter verbunden sind, in der Mitte einer Gewindenutgebohrt sind, welche im Innenumfang der Kugelmutter gebildet ist, welcheauf die Außenseiteeines in einer Lenkwelle ausgebildeten Kugelumlaufspindelbereichsgesetzt ist, wobei die Kugelmutter durch die Antriebskraft einesElektromotors gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß einsich bis außerhalbder Kugelmutter (7) erstreckendes Kugelumlaufloch (64a, 64b),dessen Lochdurchmesser größer istals der Außendurchmesser einerKugel (20), in beiden oder einem der Bereiche (12b und/oder 12c)der Gewindenut (12) gebohrt ist, die sich auf beiden Seiteneines zwischen den beiden Kugelumlauflöchern (13a, 13b)befindlichen Bereichs (12a) der Gewindenut (12)befinden.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    JP4772685B2|2011-09-14|Planetary gear set
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    FR2522764A1|1983-09-09|Convertisseur de mouvement de rotation en mouvement lineaire a billes et mecanisme d'avance utilisant un tel convertisseur
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    FR2853034B1|2007-12-21|
    JP4135540B2|2008-08-20|
    US20040188171A1|2004-09-30|
    JP2004291690A|2004-10-21|
    US7322256B2|2008-01-29|
    FR2853034A1|2004-10-01|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2008-01-17| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: JTEKT CORP., OSAKA, JP |
    2011-06-01| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110312 |
    2011-06-01| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2014-10-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    2015-01-15| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20141001 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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