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    • 专利摘要:
    Eine elektrische Servolenkvorrichtung (1) weist einen Untersetzungsmechanismus (22) zum Verringern einer Drehzahl einer Ausgangswelle (28) eines elektrischen Motors (19) auf, der zur Lenkunterstützung dient. Der Untersetzungsmechanismus (22) weist ein treibendes Zahnrad (30), das mit der Ausgangswelle (28) des elektrischen Motors (19) verbunden ist, und ein getriebenes Zahnrad (31) auf, das mit dem treibenden Zahnrad (30) in Zahneingriff steht. Eine der jeweiligen Verzahnungen (38, 39) des treibenden Zahnrades (30) bzw. des getriebenen Zahnrades (31) weist eine Verzahnung (38) auf, die aus einem Material mit einer relativ niedrigen Härte gebildet ist, und die andere Verzahnung (39) weist eine Verzahnung (39) auf, die aus einem Material mit einer relativ hohen Härte gebildet ist. Das Profil der Verzahnung (38), die aus dem Material mit der relativ niedrigen Härte gebildet ist, ist in der Richtung verschoben, in der die Dicke am Fuß des Zahns der Verzahnung zunimmt. Das Profil der Verzahnung (39), die aus dem Material mit der relativ hohen Härte gebildet ist, ist in der Richtung verschoben, in der die Dicke am Fuß eines Zahns der Verzahnung (39) verkleinert ist.
    公开号:DE102004026888A1
    申请号:DE200410026888
    申请日:2004-05-26
    公开日:2005-01-20
    发明作者:Atsuya Miyata；Masato Mizuhara；Tesuva Murakami；Kensuka Nakamura；Takehiro Saruwatari；Konsuke Yamanaka
    申请人:Koyo Seiko Co Ltd；
    IPC主号:B62D5-04
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkvorrichtung.
    [0002] Esgibt einen Typ von elektrischen Servolenkvorrichtungen für Kraftfahrzeuge,bei dem ein Ausgang eines Motors, der zur Lenkunterstützung dient,verstärktwird, und zwar durch einen Untersetzungsmechanismus, der ein Ritzelund ein Rad aufweist, das mit dem Ritzel in Eingriff bzw. Zahneingriff steht.
    [0003] Beidiesem Typ von elektrischer Servolenkvorrichtung ist eine Vorrichtungvorgeschlagen worden, bei der eine Verzahnung bzw. ein Zahnabschnitt einesRitzels und/oder eines Rades insgesamt oder die Oberfläche hiervonaus einem Kunstharz gebildet ist, um Vibrationen und Geräusche zuverringern, die durch den Eingriff von Ritzel und Rad hervorgerufen werden(siehe beispielsweise japanische nicht geprüfte Patentanmeldung 2002-308123).
    [0004] Fernerist eine elektrische Servolenkvorrichtung vorgeschlagen worden (siehebeispielsweise japanische nicht geprüfte Patentanmeldung 07-232653 (1995)),die so ausgelegt ist, dass Teile der Zähne eines Ritzels und/odereines Rades mit einem Kunstharz beschichtet sind.
    [0005] EinBeispiel einer elektrischen Servolenkvorrichtung ist von einem sogenanntenZahnstangenunterstützungstyp,bei dem ein Ausgang eines Motors auf eine Lenkwelle (Zahnstangenwelle) über einen Bewegungswandlungsmechanismuswie einen Kugelspindelmechanismus übertragen wird, der zusätzlich zudem oben genannten Untersetzungsmechanismus vorgesehen ist.
    [0006] Beieiner derartigen elektrischen Servolenkvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstypist es zum Reduzieren von Rauschen bzw. Geräuschen, die in einer Kabineeines Kraftfahrzeugs (einem Fahrgastraum) erzeugt werden, wichtigGeräuschezu reduzieren, die von einem Untersetzungsmechanismus bzw. Drehzahlverringerungsmechanismuserzeugt werden. Ferner wird von einem Motor in den Untersetzungsmechanismusein signifikant hohes Drehmoment eingegeben. Daher muss die Festigkeitdes Untersetzungsmechanismus hinreichend gewährleistet werden.
    [0007] Wenndie gesamte Verzahnung aus einem Kunstharz gebildet ist, kann esjedoch sein, dass es unmöglichist, die Festigkeit der Verzahnung hinreichend zu gewährleisten.Wenn andererseits lediglich die Oberfläche der Verzahnung aus Kunstharzgebildet ist, kann es sein, dass es unmöglich ist, Stöße hinreichendzu absorbieren, die aufgrund des Eingriffs zwischen dem Ritzel unddem Rad erfolgen, und daher unmöglichsein, Geräuschehinreichend zu reduzieren.
    [0008] Dievorliegende Erfindung wurde vor diesem Hintergrund gemacht und besitztdie Aufgabe, eine elektrische Servolenkvorrichtung anzugeben, dieGeräuschereduzieren kann und eine hinreichende Festigkeit gewährleistenkann.
    [0009] Dievorliegende Erfindung stellt in einer Ausführungsform eine elektrischeServolenkvorrichtung bereit, die einen elektrischen Motor zum Erzeugeneiner Lenkhilfskraft und einen Untersetzungsmechanismus zum Verringernbzw. Bremsen der Drehung bzw. Drehzahl einer Ausgangswelle des elektrischen Motorsaufweist. Der Untersetzungsmechanismus weist ein treibendes Zahnradauf, das mit der Ausgangswelle des elektrischen Motors verbundenist, und ein getriebenes Zahnrad, das mit dem treibenden Zahnradin Zahneingriff steht und um eine Lenkwelle herum angeordnet ist.Das treibende Zahnrad und das getriebene Zahnrad weisen jeweilsVerzahnungen bzw. Zahnabschnitte bzw. Zahnteile auf. Eine der jeweiligenVerzahnungen des treibenden Zahnrades bzw. des getriebenen Zahnradesweist eine Verzahnung auf, die aus einem Material mit einer relativ geringenHärte gebildetist, und die andere Verzahnung weist eine Verzahnung auf, die auseinem Material mit einer relativ hohen Härte gebildet ist. Ein Profilder Verzahnung, die aus dem Material mit der relativ niedrigen Härte gebildetist, wird in einer Richtung verschoben, in der eine Dicke an einemFuß der Zähne derVerzahnung zunimmt, und ein Profil jener Verzahnung, die aus demMaterial mit der relativ hohen Härtegebildet ist, ist in eine Richtung verschoben, in der eine Dickeam Fuß derZähne derVerzahnung verringert ist.
    [0010] Beidieser Ausführungsformist es möglich, Stöße zur Zeitdes Zahneingriffs der beiden Zahnräder zu reduzieren, und zwardurch das eine Zahnrad, das die Verzahnung aufweist, die aus demMaterial mit einer relativ niedrigen Härte gebildet ist, und es ist dahermöglich,Geräuschesignifikant zu reduzieren, die von dem Untersetzungsmechanismuserzeugt werden. Ferner ist es möglich,die Festigkeit von einem der Zahnräder hinreichend zu gewährleisten, undzwar indem die Dicke an dem Fuß desZahnteils bzw. der Zähneder Verzahnung, die aus dem Material mit der relativ niedrigen Härte gebildetist, vergrößert wird,und es ist daher möglich,die Festigkeit des Untersetzungsmechanismus hinreichend zu gewährleisten.
    [0011] 1 ist eine schematischeAnsicht, die die schematische Konfiguration einer elektrischen Servolenkvorrichtunggemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt;
    [0012] 2 ist eine Querschnittsansicht,die einen Hauptteil der elektrischen Servolenkvorrichtung zeigt;
    [0013] 3 ist eine Querschnittsansichtentlang einer Linie II-II, die in 2 gezeigtist; und
    [0014] 4 ist eine vergrößerte Ansichteines Teils von 2.
    [0015] Einebevorzugte Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf diebeigefügteZeichnung beschrieben.
    [0016] 1 ist eine schematischeAnsicht, die die schematische Konfiguration einer elektrischen Servolenkvorrichtung 1 gemäß einerAusführungsform dervorliegenden Erfindung zeigt. Wie es in 1 gezeigt ist, weist die elektrischeServolenkvorrichtung 1 eine erste Lenkwelle 3,die mit einem Lenkglied 2 wie einem Lenkrad verbunden ist,eine zweite Lenkwelle 5, die über einen Torsionsstab 4 mitder ersten Lenkwelle 3 koaxial verbunden ist, und einenLenkmechanismus 8 auf, der über eine Zwischenwelle 6 mitder zweiten Lenkwelle 5 verbunden ist und einen Zahnstangen/Ritzel-Mechanismusoder dergleichen aufweist, zum Erzielen des Lenkens bzw. Roll-Lenkens einesRades 7.
    [0017] DerLenkmechanismus 8 weist eine dritte Lenkwelle 9 auf,die so angeordnet ist, dass sie sich in Richtung nach rechts bzw.links eines Fahrzeugs erstreckt und in axialer Richtung bewegbarist, und weist zwei Gelenkarme 11 auf, die über jeweilige Spurstangen 10 mitden beiden Enden der dritten Lenkwelle 9 gekoppelt sindund das jeweilige Rad 7 lagern.
    [0018] DerGelenkarm 11 bzw. Lenkhebel 11 wird gedreht, umdas Roll-Lenken des Rades 7 zu erzielen, und zwar aufgrundeiner axialen Bewegung der dritten Lenkwelle 9. An einemTeil an einem Ende der dritten Lenkwelle 9 ist eine Zahnstange 12 gebildet. EinRitzel 13 steht mit der Zahnstange 12 in Zahneingriffund wird gedreht, wenn eine Ritzelwelle 14 gedreht wird, diemit der Zwischenwelle 6 verbunden ist. Wenn die erste unddie zweite Lenkwelle 3, 5 in Antwort auf die Betätigung desLenkgliedes 2 gedreht werden, wird diese Drehung mittelsdes Ritzels 13 und der Zahnstange 12 in die axialeBewegung der dritten Lenkwelle 9 umgewandelt.
    [0019] Esist ein Drehmomentsensor 15 vorgesehen, um ein Lenkdrehmomentzu erfassen, das von dem Lenkglied 2 erzeugt wird, undzwar auf der Grundlage eines Betrages eines relativen Drehversatzeszwischen der ersten und der zweiten Lenkwelle 3, 5,die überden Torsionsstab 4 verbunden sind. Ein Signal von dem Drehmomentsensor 15 wirdin einen Steuerabschnitt 16 eingegeben, der einen Mikroprozessoroder dergleichen aufweist. Ferner wird in den Steuerabschnitt 16 einFahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungssignalvon einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 eingegeben.
    [0020] DerSteuerabschnitt 16 gibt ein Steuersignal an eine Ansteuerschaltung 18 aus,und zwar in Antwort auf die Signale von dem Drehmomentsensor 15 unddem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17. Die Ansteuerschaltung 18,der das Steuersignal zugeführtworden ist, speist einen elektrischen Motor 19, der zurLenkunterstützungdient, mit Leistung, um den elektrischen Motor 19 anzusteuern.
    [0021] 2 ist eine Teilschnittansichteines Bereichs in der Nachbarschaft des elektrischen Motors 19.Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, ist die dritte Lenkwelle 9 ineinem Gehäuse 20 aufgenommen. DasGehäuse 20 weisteinen ersten Teil 21 auf, der als ein Zahnstangengehäuse dientund hauptsächlichdie dritte Lenkwelle 9 einschließlich der Zahnstange 12 unddes Ritzels 13 aufnimmt, und weist einen zweiten Teil 24 auf,der als ein Untersetzungsgetriebegehäuse dient, das hauptsächlich einenUntersetzungsmechanismus 22 und einen Kugelspindelmechanismus 23 aufnimmt,der als ein Bewegungswandlungsmechanismus dient. Der zweite Teil 24 weisteinen ersten zylindrischen Abschnitt 24a, der die dritteLenkwelle 9 umgibt, und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 24b auf,der den ersten zylindrischen Abschnitt 24a annähernd inKreuzform kreuzt.
    [0022] Indemder erste Teil 21 und der zweite Teil 24 des Gehäuses 20 getrenntvoneinander gebildet werden, kann jeder der Bestandteile, die dasGehäuse 20 bilden,kompakt ausgebildet werden. Die Komponenten können in dem Gehäuse leichtzusammengebaut werden. Ferner lässtsich die dimensionsmäßige Präzision desGehäuses 20 weiterverbessern, indem die Bildung bzw. Formung und die Verarbeitung desGehäuses 20 erleichtertwerden.
    [0023] DasGehäuse 20 istan einer Fahrzeugkarosserie 70 angebracht, und zwar beispielsweise über einerstes und ein zweites Montageglied 25, 26. Das ersteMontageglied 25 ist beispielsweise an einem mittleren Abschnitt,in Längsrichtunggesehen, des ersten Teils 21 des Gehäuses 20 angebracht.Das zweite Montageglied 26 ist beispielsweise an einem Ende 27,nahe einem Rad 7, des zweiten Teils 24 des Gehäuses 20 angebracht.
    [0024] Daserste und das zweite Montageglied 25, 26 sindso angeordnet, dass der zweite Teil 24 des Gehäuses 20 zumLagern des Untersetzungsmechanismus 22 und des Kugelspindelmechanismus 23 dazwischenangeordnet ist, sind also im Wesentlichen an beiden Seiten hiervonangeordnet. Demzufolge kann die Lagersteifigkeit des zweiten Teils 24 desGehäuses 20 durchdie Montageglieder 25, 26 erhöht werden, und daher kann dieLagersteifigkeit einen hohen Wert annehmen. Das zweite Montageglied 26 kannin Längsrichtungdes zweiten Teils 24 in einem mittleren Abschnitt angeordnetsein.
    [0025] Wiees in 2 gezeigt ist,weist der Untersetzungsmechanismus 22 ein treibendes Zahnrad 30,das übereine Verbindungswelle 29 mit einer Ausgangswelle 28 deselektrischen Motors 19 verbunden ist, und ein getriebenesZahnrad 31 auf, das mit dem treibenden Zahnrad 30 inZahneingriff steht und die dritte Lenkwelle 9 umgibt. Dastreibende Zahnrad 30 weist einen relativ kleinen Durchmesserauf, und das getriebene Zahnrad 31 weist einen relativgroßen Durchmesserauf. Der Untersetzungsmechanismus 22 weist einen Kegelradmechanismusauf, und das treibende Zahnrad 30 bzw. das getriebene Zahnrad 31 weisenjeweils Kegelzahnräderauf, die miteinander in Zahneingriff stehen.
    [0026] DerKugelspindelmechanismus 23, der als ein Bewegungswandlungsmechanismusdient, weist einen Drehzylinder 32 auf, der einstückig mitdem getriebenen Zahnrad 31 des Untersetzungsmechanismus 22 gedrehtwird, und dient dazu, die Drehung des Drehzylinders 32 indie axiale Bewegung der dritten Lenkwelle 9 umzuwandeln.
    [0027] DieDrehung der Ausgangswelle 28 des elektrischen Motors 19 wird über dieVerbindungswelle 29 und den Untersetzungsmechanismus 22 aufden Drehzylinder 32 des Kugelspindelmechanismus 23 übertragen,und die Drehung des Drehzylinders 32 wird in die axialeBewegung der dritten Lenkwelle 9 umgewandelt, um der drittenLenkwelle 9 eine Lenkhilfskraft bereitzustellen.
    [0028] EinFlansch 33 eines Motorgehäuses des elektrischen Motors 19 istmittels einer (nicht gezeigten) Schraube an einem Flansch 34 festgelegt,der an dem Außenumfangeines Endes des zweiten zylindrischen Abschnittes 24b deszweiten Teils 24 des Gehäuses 20 gebildet ist.Ein Ende der Verbindungswelle 29 ist mit der Ausgangswelle 28 deselektrischen Motors 19 übereine Verbindung 35 verbunden, die beispielsweise eine Keilnutverwendet, um zu erreichen, dass die Wellen 28, 29 einstückig miteinanderdrehbar sind bzw. drehfest miteinander verbunden sind.
    [0029] DieVerbindungswelle 29 ist an dem zweiten zylindrischen Abschnitt 24b deszweiten Teils 24 des Gehäuses 20 so gelagert,dass sie mittels eines ersten und eines zweiten Lagers 36, 37 drehbarist, die in axialer Richtung der Verbindungswelle 29 beabstandetvoneinander angeordnet sind. Das treibende Zahnrad 30 desUntersetzungsmechanismus 22 ist mit dem anderen Ende derVerbindungswelle 29 verbunden und einstückig hiermit drehbar.
    [0030] 3 ist eine Querschnittsansichtentlang einer Linie II-II, die in 2 gezeigtist. Wie es in 3 gezeigtist, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dasszumindest Zahnteile bzw. Verzahnungen 38 des getriebenenZahnrades 31 des Untersetzungsmechanismus 22 auseinem Kunstharzmaterial gebildet sind, das als ein Material miteiner relativ niedrigen Härtedient, und dass zumindest Zahnteile bzw. Verzahnungen 39 destreibenden Zahnrades 30 aus einem Metallmaterial gebildetsind, das als ein Material mit einer relativ hohen Härte dient.Das Profil der Verzahnung 38 des getriebenen Zahnrades 31 istverschoben, und zwar in die Richtung, bei der die Dicke am Fuß der Zähne der Verzahnungzunimmt, und das Profil der Verzahnung 39 des treibendenZahnrades 30 ist verschoben, und zwar in der Richtung,bei der die Dicke am Fuß der Zähne derVerzahnung verringert ist. Das heißt, die jeweiligen Zahnflankender Verzahnungen 38, 39 sind durch eine sogenannteSeitenverschiebung gebildet. Um eine Zahnflanke durch eine Seitenverschiebungzu bilden, bedeutet, dass die Zahnflanke gebildet wird durch Verschiebendes Schnittpunktes der Zahnflanke und einer Wälzlinie ("pitch line"), und zwar in Richtung der Wälzlinie.
    [0031] Genauergesagt ist ein Teil der Verzahnung 39 des treibenden Zahnrades 30,beispielsweise jedoch das ganze treibende Zahnrad 30, auseinem Metallmaterial wie einem Kohlenstoffstahl zur Maschinenbauverwendunggebildet. Als ein Kohlenstoffstahl zur Maschinenbauverwendung ("machine structuraluse") lässt sichbeispielhaft das Material S45C (JIS (japanischer Industriestandard)G4051) angeben.
    [0032] In 3 ist die Dicke S1 in Kreisrichtungam Fuß einesZahns der Verzahnung 39 des treibenden Zahnrades 30 umeinen Betrag einer Seitenverschiebung Y entlang des Umfangs ihresWälzkreisesP1 (entsprechend der Richtung einer Wälzlinie) kleiner als die DickeSO in Kreisrichtung am Fuß eines Zahnseiner Verzahnung 41 (ein Teil von dieser ist in 3 durch eine 2-Punkt-gestrichelteLinie angedeutet) eines treibenden Zahnrades, das für den Fall vorgesehenwürde,wenn die Verzahnung nicht seitlich verschoben wird.
    [0033] Andererseitsist wenigstens ein Teil der Verzahnung 38 des getriebenenZahnrades 31, beispielsweise das gesamte getriebene Zahnrad 31, auseinem Kunstharzmaterial wie einem Polyamidharz oder einem Polyacetalharzgebildet. In 3 ist zusehen, dass die Dicke D1 in Kreisrichtung am Fuß eines Zahns der Verzahnung 38 desgetriebenen Zahnrades 31 um einen Betrag einer SeitenverschiebungY entlang des Umfangs ihres WälzkreisesP2 (entsprechend der Richtung einer Wälzlinie) größer ist als die Dicke D0 inKreisrichtung am Fuß einesZahns einer Verzahnung 43 (ein Teil von dieser ist in 3 durch eine 2-Punkt-Strichlinie gezeigt)eines getriebenen Zahnrades fürden Fall, bei dem die Verzahnung nicht seitwärts verschoben ist.
    [0034] Wiees vorstehend beschrieben ist, sind die Verzahnung 39 destreibenden Zahnrades 30 und die Verzahnung 38 desgetriebenen Zahnrades 31 in seitlicher Richtung um Beträge einerSeitenverschiebung verschoben, die einander entsprechen, wodurches möglichwird, ein Spiel („backlash") zwischen dem treibendenZahnrad 30 und dem getriebenen Zahnrad 31 aufeinen ähnlichenWert wie jenen einzustellen, der zwischen dem treibenden Zahnrad unddem getriebenen Zahnrad vorliegt, wenn deren Verzahnungen nichtseitenverschoben sind. Demzufolge kann verhindert werden, dass diePosition, in der die Zahnräder 30, 31 miteinanderin Eingriff stehen, aufgrund der Seitenverschiebung versetzt wird, wases ermöglicht,zu verhindern, dass Probleme wie ein Anstieg im Zahneingriffswiderstandauftreten.
    [0035] Nunmehrwird erneut auf 2 Bezuggenommen. Der Kugelspindelmechanismus 23 weist den obenbeschriebenen Drehzylinder 32 auf, der aus einer Kugelmutterzusammengesetzt ist, weist ferner eine Spindelwelle 44 auf,die in einem Teil der dritten Lenkwelle 9 gebildet istund in Bezug auf das Gehäuse 20 nichtdrehbar ist, und weist ferner eine Vielzahl von Kugeln 45 auf,die als Roll- bzw. Wälzgliederdienen.
    [0036] Dasgetriebene Zahnrad 31 ist beispielsweise an einem mittlerenAbschnitt, in axialer Richtung, des Drehzylinders 32 festgelegt,und zwar übereine Nutverbindung (nicht gezeigt) oder dergleichen. Der Drehzylinder 32 istan dem Gehäuse 20 drehbargelagert, währendseine Axialbewegung mittels eines dritten und einen vierten Lagers 47 bzw. 48 eingestelltbzw. geregelt wird, die jeweils eine Abschirmplatte bzw. Dichtscheibe 46 aufweisen,die als ein Dichtungsglied zum Abdichten des Inneren des Lagersdient.
    [0037] 4 ist eine vergrößerte Ansicht,die die Nachbarschaft des dritten Lagers 47 darstellt.Wie es in den 2 und 4 gezeigt ist, ist das dritteLager 47 beispielsweise durch ein Kugellager gebildet.Das dritte Lager 47 ist ein sogenanntes Lader mit drehendemInnenring. Der Innenring 51 ist auf den äußeren Umfangan einem Ende 52, in axialer Richtung, des Drehzylinders 52 aufgepasst.Eine ringförmigeStufe 53 ist in dem äußeren Umfangdes Drehzylinders 32 gebildet, und zwar in der Nähe einesmittleren Abschnittes hiervon, in axialer Richtung, wobei die ringförmige Stufe 53 demInnenring 51 des dritten Lagers 47 gegenüberliegt,und wobei ein vorbestimmter Abstand S (beispielsweise 0,8 mm) hierzwischenin axialer Richtung vorgesehen ist.
    [0038] EinAußenring 54 desdritten Lagers 47 ist in ein Lagerstützloch 49 des zweitenTeils 24 des Gehäuses 20 presseingepasst,und liegt ferner gegen eine ringförmige Stufe 55 desGehäuses 20 an,um die Bewegung des dritten Lagers 47, in axialer Richtunggesehen (nach rechts in 4),zu regeln bzw. einzustellen.
    [0039] Generellist es so, dass die Temperatur im Inneren eines Motorraumes, alsodort, wo das Gehäuse 20 angeordnetwird, ziemlich hoch wird (beispielsweise nicht weniger als 100°C). Daherdehnen sich das Gehäuse 20 unddas dritte Lager 47 thermisch aus. Wenn sich Materialienfür dasGehäuse 20 und dasdritte Lager 47 voneinander unterscheiden (wenn beispielsweisedas Gehäuse 20 ausAluminium hergestellt ist, und das dritte Lager 47 ausStahl hergestellt ist), dehnt sich das Gehäuse 20 stärker ausals das dritte Lager 47. Demzufolge könnte das dritte Lager 47 ausdem Lagerstützloch 49 herausgleiten.
    [0040] Beider vorliegenden Ausführungsformist der Drehzylinder 32 mit der ringförmigen Stufe 53 versehen,um die Bewegung des dritten Lagers 47 in Richtung hin zueinem Ende in axialer Richtung (nach links in 4) in Bezug auf das Gehäuse 20 zuregulieren bzw. zu begrenzen bzw. einzustellen, und zwar auf einenWert kleiner als der Spalt S, wodurch verhindert wird, dass dasdritte Lager 47 aus dem Lagerstützloch 49 herausgleitet.
    [0041] DieDichtscheibe 46 hat im Querschnitt beispielsweise eineZ-Form. Ein Paar von Dichtscheiben 46 ist so angeordnet,dass ein Wälzglied 56 dazwischenangeordnet ist, gesehen in axialer Richtung. Eine äußere Umfangskantevon jeder Dichtscheibe 46 ist jeweils an dem Außenring 54 angebracht.An einer äußeren Umfangsfläche desInnenrings 51 sind ringförmige Vertiefungen 57 gebildet, diejeweils einer inneren Umfangskante der Dichtscheiben 46 gegenüberliegen,im Wesentlichen in radialer Richtung gesehen. Jede der Dichtscheiben 46 erstrecktsich von dem Außenring 54 inRichtung hin zu der entsprechenden ringförmigen Vertiefung 57 in radialerRichtung nach innen. Demzufolge schließt jede der Dichtscheiben 46 eine Öffnung einesRaumes, in dem das Wälzglied 56 angeordnetist, wodurch verhindert wird, dass Fremdmaterial bzw. Fremdmateriewie Eisenpulver in das Lager hinein gelangt.
    [0042] Wiees in 2 gezeigt ist,sind das oben genannte erste und das oben genannte zweite Lager 36, 37 auf ähnlicheWeise aufgebaut wie das dritte Lager 47, wodurch verhindertwird, dass Fremdmaterial wie Eisenpulver in das Innere der Lagerhinein gelangt.
    [0043] Dasvierte Lager 48 ist beispielsweise als ein sogenanntesdoppelreihiges Ringkugellager aufgebaut, mit einer drehbaren Innenringform,und ist, in axialer Richtung, an dem anderen Ende 58 desDrehzylinders 32 angebracht. Ein Innenring 59 desvierten Lagers 48 ist auf den Außenumfang des anderen Endes 58,in axialer Richtung gesehen, des Drehzylinders 32 aufgepasst,und ist an diesem beispielsweise mittels eines Schraub- bzw. Gewindegliedes(nicht gezeigt) festgelegt.
    [0044] EinAußenring 60 desvierten Lagers 48 ist in ein Lagerstützloch 50 des zweitenTeils 24 des Gehäuses 20 eingepasst.Die axiale Bewegung des Außenrings 60 inBezug auf das Gehäuse 20 wirdreguliert bzw. eingestellt, wobei der Außenring 60 zwischeneiner ringförmigenStufe 61 des zweiten Teils 24 des Gehäuses 20 undeinem Schraubenglied 62 angeordnet wird, das in ein Gewindeloch 71 geschraubtist. Die Dichtscheiben 46 des vierten Lagers 48 sindjeweils an beiden Enden, in axialer Richtung gesehen, des Außenrings 60 angebracht,um eine Öffnungeines Raums zu verschließen,in dem ein Wälzglieder) 72 angeordnet ist.
    [0045] DerDrehzylinder 32 weist an seinem Innenumfang eine Gewindenut 63 bzw.Spindelnut auf und umgibt die Spindelwelle 44 konzentrisch.Die Kugeln 45 sind zwischen der Gewindenut 63 amInnenumfang des Drehzylinders 32 und einer Gewindenut 64 angeordnet,die an dem Außenumfangder Spindelwelle 44 gebildet ist. Der Drehzylinder 32 unddie Spindelwelle 44 sind mittels der Kugeln 45 ineinander geschraubt.Die Kugeln 45 zirkulieren in den Gewindenuten 63, 64 mittelseiner Konfiguration, die einen an sich bekannten Mechanismus (nichtgezeigt) aufweist. Durch die oben genannte Konfiguration wird diedritte Lenkwelle 9 einschließlich der Spindelwelle 44 inaxialer Richtung bewegt, wenn sich der Drehzylinder 32 dreht.
    [0046] Wievorstehend beschrieben ist es gemäß der vorliegenden Erfindungmöglich,Stöße bzw.einen Stoß zurZeit des Zahneingriffs des treibenden Zahnrades 30 unddes getriebenen Zahnrades 31 zu reduzieren, indem das getriebeneZahnrad 31 eine Verzahnung 38 aufweist, die auseinem Kunstharzmaterial mit einer relativ niedrigen Härte gebildetist, und daher werden Geräuschesignifikant reduziert, die von dem Untersetzungsmechanismus 22 erzeugt werden.Ferner kann die Festigkeit des getriebenen Rades 31 hinreichendgewährleistetwerden, indem die Dicke in Kreisrichtung am Fuß der Zähne der Verzahnung 38 desgetriebenen Zahnrades 31, das aus dem Material mit derrelativ geringen Härtegebildet ist, durch eine Seitenverschiebung vergrößert wird, wodurchdie Festigkeit des Untersetzungsmechanismus 22 hinreichendgewährleistetwerden kann. Das getriebene Zahnrad 31 kann vom Gewichther signifikant leichter sein, da es aus einem Kunstharzmaterialgebildet ist, verglichen mit einem getriebenen Zahnrad 31,das aus einem Metall gebildet ist, wodurch es möglich wird, die Drehträgheitskräfte des getriebenenZahnrades 31 signifikant zu reduzieren, wodurch das Lenkgefühl verbessertwird.
    [0047] Fernerist es durch Verwendung der Dichtscheiben 46 möglich zuverhindern, dass Fremdmaterial in das erste bis vierte Lager 36, 37, 47, 48 eindringt,und zu verhindern, dass ein nicht normales Geräusch von bzw. aus dem erstenbzw. vierten Lager 36, 37, 47, 48 erzeugtwird, so dass Geräusche insgesamtweiter reduziert werden. Ferner lassen sich das treibende Zahnrad 30 unddas getriebene Zahnrad 31 so anordnen, dass das treibendeZahnrad 30 gegenüberdem getriebenen Zahnrad 31 geneigt ist, indem diese jeweilsals Kegelräderausgebildet werden, wodurch es möglichwird, die Freiheitsgrade bei der Anordnung bzw. Gestaltung des Untersetzungsmechanismus 22 zuvergrößern.
    [0048] Beider vorliegenden Erfindung kann es sein, dass lediglich ein Teilder Verzahnung 38 des getriebenen Zahnrades 31 auseinem Material mit einer relativ niedrigen Härte gebildet ist, und ein andererTeil kann aus einem Material mit einer relativ hohen Härte gebildetsein, um ein Beispiel zu nennen. Ferner kann die Verzahnung 39 destreibenden Zahnrades 30 aus einem Material mit einer relativniedrigen Härtegebildet sein, und die Verzahnung 38 des getriebenen Zahnrades 31 kannaus einem Material mit einer relativ hohen Härte gebildet sein.
    [0049] Fernerist es möglich,beide Verzahnungen 38, 39 des getriebenen Zahnrades 31 bzw.des treibenden Zahnrades 30 aus einem Kunstharzmaterial zubilden. Fürdiesen Fall kann als das Material mit einer relativ niedrigen Härte beispielhaftPolyamid wie Nylon, sowie Polyacetal (POM:Polyoxymethylen) angegeben werden,und als Material mit einer hohen Härte kann beispielhaft angegebenwerden PEEK (Polyether-Etherketon) und PPS (Polyphenylensulfid).Zusätzlichhierzu könnenbeide Verzahnungen 38, 39 des getriebenen Zahnrades 31 bzw.des treibenden Zahnrades 30 aus einem Metallmaterial gebildetsein. In diesem Fall kann als das Material mit einer relativ niedrigenHärte eineAluminiumlegierung verwendet werden, und als das Material mit einerhohen Härtekann ein Kohlenstoffstahl verwendet werden.
    [0050] Indem ersten bis vierten Lager 36, 37, 47, 48 kanndie Dichtscheibe 46 durch eine Dichtplatte ersetzt werden,bei der Gummi bzw. Kautschuk an einer Stahlplatte festgelegt ist.Ferner kann der Kugelspindelmechanismus 23 durch einenLagergewinde- bzw. Lagerspindelmechanismus ersetzt werden.
    [0051] Darüber hinauskann der Untersetzungsmechanismus 22 durch einen Getriebemechanismusmit parallelen Achsen ersetzt werden, der ein Stirnrad oder dergleichenaufweist.
    [0052] Obgleichdie Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformender Erfindung beschrieben worden ist, versteht sich für Fachleute,dass bei Erlangen eines Verständnisses desVorstehenden sich auf einfache Weise Änderungen, Variationen und Äquivalentedieser Ausführungsformenergeben. Demzufolge soll der Schutzbereich der vorliegenden Erfindungals jener der beigefügtenAnsprücheund jeglicher Äquivalentehierzu bewertet werden.
    [0053] Dievorliegende Erfindung entspricht einer beim Japanischen Patentamtam 28. Mai 2003 eingereichten Anmeldung mit der Nr. 2003-151238,deren Offenbarung vorliegend durch Bezugnahme enthalten ist.
    权利要求:
    Claims (15)
    [1] Elektrische Servolenkvorrichtung (1),mit: einem elektrischen Motor (19) zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft;und einem Untersetzungsmechanismus (22) zum Verringernder Drehzahl einer Ausgangswelle (28) des elektrischenMotors (19), wobei der Untersetzungsmechanismus (22)ein treibendes Zahnrad (30), das mit der Ausgangswelle(28) des elektrischen Motors (19) verbunden ist,und ein getriebenes Zahnrad (31) aufweist, das mit demtreibenden Zahnrad (30) in Zahneingriff steht, wobei dastreibende Zahnrad (30) und das getriebene Zahnrad (31)jeweils Verzahnungen (38, 39) aufweisen, wobeieine der jeweiligen Verzahnungen (38, 39) des treibendenZahnrades (30) bzw. des getriebenen Zahnrades (31)eine Verzahnung (38) aufweist, die aus einem Material miteiner relativ niedrigen Härte gebildetist, und wobei die andere Verzahnung (39) eine Verzahnung(39) aufweist, die aus einem Material mit einer relativhohen Härtegebildet ist, wobei ein Profil der Verzahnung (38),die aus dem Material mit der relativ geringen Härte gebildet ist, in eine Richtungverschoben ist, in der eine Dicke (D0) am Fuß der Verzahnung (38)vergrößert ist,und wobei ein Profil der Verzahnung (39), die ausdem Material mit der relativ hohen Härte gebildet ist, in eine Richtungverschoben ist, in der eine Dicke (SO) am Fuß der Verzahnung (39)verkleinert ist.
    [2] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nachAnspruch 1, ferner mit: einem Bewegungswandlungsmechanismus(23) zum Umwandeln einer von dem getriebenen Zahnrad (31) übertragenenDrehung in eine Axialbewegung einer Lenkwelle (9), wobeider Bewegungswandlungsmechanismus (23) einen Drehzylinder(32) aufweist, der einstückig mit dem getriebenen Zahnrad(31) dreht, und wobei das getriebene Zahnrad (31)ein ringförmigesZahnrad (31) aufweist, das die Lenkwelle (9) umgibt.
    [3] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nachAnspruch 1 oder 2, wobei das treibende Zahnrad (30) unddas getriebene Zahnrad (31) jeweils Kegelräder (30, 31)aufweisen, die miteinander in Zahneingriff stehen.
    [4] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nachAnspruch 1, 2 oder 3, wobei das Material mit einer relativniedrigen Härteein Kunstharz aufweist und wobei das Material mit einer relativhohen Härteein Metall aufweist.
    [5] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nachAnspruch 4, wobei das Kunstharz ein Polyamid-Harz aufweist.
    [6] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nachAnspruch 4, wobei das Kunstharz ein Polyacetal-Harz aufweist.
    [7] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nachAnspruch 1, 2 oder 3, wobei das Material mit einer relativniedrigen Härteein erstes Kunstharz aufweist und wobei das Material mit einerrelativ hohen Härteein zweites Kunstharz aufweist.
    [8] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nachAnspruch 7, wobei das erste Kunstharz ein Polyamid-Harz aufweist.
    [9] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nachAnspruch 7, wobei das erste Kunstharz ein Polyacetal-Harz aufweist.
    [10] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nach Anspruch7, 8 oder 9, wobei das zweite Kunstharz ein Polyether-Etherketon-Harzaufweist.
    [11] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nach Anspruch7, 8 oder 9, wobei das zweite Kunstharz ein Polyphenylensulfid-Harzaufweist.
    [12] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nach Anspruch1, 2 oder 3, wobei das Material mit einer relativ niedrigenHärte eine Aluminiumlegierungaufweist und wobei das Material mit einer relativ hohen Härte einenKohlenstoffstahl aufweist.
    [13] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nacheinem der Ansprüche1 bis 12, ferner mit: einem Lager (47, 48)zum drehbaren Lagern des Drehzylinders (32) und einemGehäuse(20) zum Halten des Lagers (47, 48), wobei dasLager (47, 48) einen Innenring (51, 59),einen Außenring(54, 60) und ein Dichtglied (46) zumAbdichten eines Abschnittes zwischen dem Außenring (54, 60)und dem Innenring (51, 59) aufweist.
    [14] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nacheinem der Ansprüche1 bis 13, wobei der Bewegungswandlungsmechanismus (23)einen Kugelspindelmechanismus (23) aufweist.
    [15] Elektrische Servolenkvorrichtung (1) nacheinem der Ansprüche1 bis 14, wobei das treibende Zahnrad (30) ein Zahnrad(30) mit einem relativ kleinen Durchmesser aufweist undwobei das getriebene Zahnrad (31) ein Zahnrad (31)mit einem relativ großenDurchmesser aufweist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    FR2855485B1|2007-02-09|
    US7128183B2|2006-10-31|
    US20040238262A1|2004-12-02|
    JP2004352047A|2004-12-16|
    FR2855485A1|2004-12-03|
    JP4016886B2|2007-12-05|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-04-07| 8181| Inventor (new situation)|Inventor name: MIYATA, ATSUYA, OSAKA, JP Inventor name: MIZUHARA, MASATO, OSAKA, JP Inventor name: MURAKAMI, TESUVA, OSAKA, JP Inventor name: NAKAMURA, KENSAKU, OSAKA, JP Inventor name: SARUWATARI, TAKEHIRO, OSAKA, JP Inventor name: YAMANAKA, KONSUKE, OSAKA, JP |
    2005-04-21| 8181| Inventor (new situation)|Inventor name: MIYATA, ATSUYA, OSAKA, JP Inventor name: MIZUHARA, MASATO, OSAKA, JP Inventor name: MURAKAMI, TESUYA, OSAKA, JP Inventor name: NAKAMURA, KENSAKU, OSAKA, JP Inventor name: SARUWATARI, TAKEHIRO, OSAKA, JP Inventor name: YAMANAKA, KOUSUKE, OSAKA, JP |
    2005-04-28| 8181| Inventor (new situation)|Inventor name: MIYATA, ATSUYA, OSAKA, JP Inventor name: MIZUHARA, MASATO, OSAKA, JP Inventor name: MURAKAMI, TETSUYA, OSAKA, JP Inventor name: NAKAMURA, KENSAKU, OSAKA, JP Inventor name: SARUWATARI, TAKEHIRO, OSAKA, JP Inventor name: YAMANAKA, KOUSUKE, OSAKA, JP |
    2008-01-17| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: JTEKT CORP., OSAKA, JP |
    2010-09-23| 8110| Request for examination paragraph 44|
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    2014-02-27| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20131203 |
    优先权:
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