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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug,
die so konstruiert ist, daß der
Lenkvorgang durch Übertragung
der Drehung eines entsprechend der Betätigung eines Lenkteils, wie
beispielsweise eines Lenkrads, angetriebenen Motors auf eine Lenkwelle
in einem Lenkmechanismus und Bewegen der Lenkwelle in axialer Richtung
durchgeführt
wird.
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Das
Lenken eines Fahrzeugs erfolgt durch Übertragung einer vom Fahrer
ausgeführten
Betätigung
eines Lenkteils (im allgemeinen das Drehen eines Lenkrads) auf eine
Lenkwelle in einem Lenkmechanismus (z.B. eine Zahnwelle in einer
Lenkvorrichtung vom Zahnstangen-Ritzel-Typ) und durch Schub und
Zug in bezug auf die Fahrzeugräder
(in der Regel das linke und rechte Vorderrad) zwecks Lenken durch
die Bewegung der Lenkwelle in axialer Richtung, um die Räder zu verschwenken.
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In
der Praxis findet eine elektrische Servolenkvorrichtung, die zur
Unterstützung
des Lenkvorgangs, durchgeführt
durch mechanische Kraftübertragung
von einem Lenkteil durch Antrieb eines in einem Teil des Lenkmechanismus
vorgesehenen Lenkhilfsmotors entsprechend einer Betätigung des Lenkteils
und Übertragung
der Drehkraft des Motors auf eine Lenkwelle konstruiert ist, als
Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug zur Durchführung
des Lenkvorgangs verbreitet Anwendung. Ferner befindet sich eine
separate Lenkvorrichtung, d.h. eine sogenannte drahtgesteuerte Lenkvorrichtung,
in der Entwicklung, die einen von dem Lenkteil mechanisch getrennten Lenkmechanismus
und einen in einem Teil des Lenkmechanismus vorgesehenen Lenkmotor
aufweist und den Lenkvorgang allein durch die Drehung des entsprechend
einer Betätigung
des Lenkteils angetriebenen und gesteuerten Motors durchführt.
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Eine
Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug mit einem Lenkhilfsmotor oder einem Lenkmotor in der oben
beschriebenen Form erfordert eine Bewegungsum setzeinrichtung zum
Umsetzen der Drehung eines derartigen Motors in eine Bewegung in axialer
Richtung der Lenkwelle. Zu verbreitet Verwendung findenden Beispielen
für Bewegungsumsetzeinrichtungen
zählen
ein Kugelumlaufspindelmechanismus, der durch koaxiales Aufschrauben
einer zylindrischen Mutter, die drehbar in einem eine Lenkwelle
lagernden zylindrischen Gehäuse
gelagert ist, auf eine über
eine angemessene Länge
in der Außenfläche der
Lenkwelle ausgebildete Schneckennut gebildet ist, die Mutter durch
Kraftübertragung
seitens eines Motors dreht und die Lenkwelle durch die Wendelbewegung
der Schneckennut entsprechend der Drehung in axialer Richtung bewegt,
und insbesondere ein Kugelumlaufspindelmechanismus, der durch Verschrauben
einer Schneckennut in dem Außenumfang
einer Lenkwelle und einer Mutter über eine Anzahl von Kugeln
gebildet ist und durch die Rollbewegung der Kugeln sehr wirksam
Energie übertragen
kann (z.B. U.S.-Patent 6,155,376).
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Eine
Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug mit dem oben beschriebenen Schneckenmechanismus wird
durch Teilung eines die Lenkwelle lagernden zylindrischen Gehäuses in
ein erstes Gehäuse
und ein zweites Gehäuse,
welche koaxial miteinander verbunden sind, Lagern einer Mutter in
dem Verbindungsabschnitt dieser Gehäuse und interaktives Verbinden
der Mutter mit einem außerhalb
des ersten Gehäuses
oder des zweiten Gehäuses
vorgesehenen Motor zum Drehen der Mutter durch Kraftübertragung
von dem Motor konstruiert.
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Hier
wirken bei der oben erwähnten
Bewegungsumsetzung auf die auf die Lenkwelle geschraubte Mutter
in beiden Richtungen entlang der axialen Richtung Reaktionskräfte ein.
Daher ist es erforderlich, die Mutter mittels eines Drucklagers
zu lagern, das imstande ist, in beiden Richtungen Axialbelastungen
zu tragen, und die in U.S.-Patent 6,155,376 offenbarte Lenkvorrichtung
für ein
Fahrzeug weist eine Lagerkonstruktion auf, bei der die Mutter von
einem Lager, das in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Gehäuse und
dem zweiten Gehäuse
gehalten und befestigt ist, druckgelagert ist.
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Bei
dieser Stützkonstruktion
werden die in der oben beschriebenen Weise in beiden Richtungen auf
die Mutter aufgebrachten Axialbelastungen jedoch in jeweils anderer
Richtung auf das erste oder auf das zweite Gehäuse aufgebracht. Deshalb muß der Verbindungsabschnitt
zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuse eine große Verbindungsfestigkeit
aufweisen, und es besteht die Notwendigkeit einer Erhöhung der
Stärke
der Verbindungsflansche und der Größe und Anzahl der Schrauben
zum Anziehen der Flansche, und somit hat diese Konstruktion den
Nachteil, daß die
Gestaltungsfreiheit abnimmt und das Gewicht des Produkts zunimmt.
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Falls
das Lagergehäuse
für die
Lenkwelle als in ein erstes und zweites Gehäuse aufgeteilt ausgeführt ist,
ist außerdem
eine Befestigungskonstruktion vorhanden, bei der für jedes
Gehäuse
eine Befestigungseinrichtung (Befestigungsklammer) zur Befestigung
an einem Fahrzeugkörper
vorgesehen ist, und jede Befestigungseinrichtung wird in bezug auf
einen fahrzeugkörperseitigen
Befestigungssitz einzeln positioniert und durch Anziehen einer Schraube
befestigt. In vielen Fällen
ist die Befestigungseinrichtung des ersten Gehäuses einstückig und die Befestigungseinrichtung
des zweiten Gehäuses
als separates Teil ausgebildet, um eine Positionsveränderung
in Umfangsrichtung und in axialer Richtung zu ermöglichen,
so daß eine
Positionierung in bezug auf den fahrzeugkörperseitigen Befestigungssitz
einfach durchführbar
ist.
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Falls
jedoch eine derartige Befestigungskonstruktion gewählt wird,
wird die Befestigung des zweiten Gehäuses mit der als separatem
Teil ausgebildeten Befestigungseinrichtung aufgrund der Funktion der
wiederholt von der Mutter im Inneren aufgebrachten Schubkräfte instabil,
und diese Instabilität
kann den durch die Bewegung der Lenkwelle ausgeführten Lenkvorgang beeinflussen
und das Lenkgefühl
verschlechtern.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obigen Probleme
zu lösen
und eine Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug zu schaffen, die imstande ist, die Konstruktion des
Verbindungsabschnitts der geteilten Gehäuse zu vereinfachen, um eine
Mutter eines Schneckenmechanismus zum Umsetzen der Drehung eines
Lenkhilfsmotors oder eines Lenkmotors in eine Bewegung einer Lenkwelle
in axialer Richtung zu lagern, und eine Verschlechterung des Lenkgefühls aufgrund
des Einflusses von auf die Mutter aufgebrachten Axialbelastungen
zu verhindern.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen
von Anspruch 1 gelöst.
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Gemäß einem
ersten Aspekt weist eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug auf:
eine
Lenkwelle, die in einem zylindrischen Gehäuse derart gelagert ist, daß sich die
Lenkwelle in axialer Richtung frei bewegen kann, und eine Mutter,
die über
ein Rollteil auf eine in einem Außenumfang der Lenkwelle ausgebildete
Schneckennut geschraubt und in dem Gehäuse drehbar gelagert ist, um
den Lenkvorgang durch Übertragung
der Drehung eines dem Lenken entsprechend angetriebenen Motors auf die
Mutter und Umsetzen der Drehung der Mutter in eine Bewegung der
Lenkwelle durchzuführen,
wobei das Gehäuse
durch koaxiales Verbinden eines ersten Gehäuses mit einer einstückig ausgebildeten
Befestigungseinrichtung zur Befestigung an einem Fahrzeugkörper mit
einem zweiten Gehäuse
mit einer separat ausgebildeten Befestigungseinrichtung zur Befestigung
an dem Fahrzeugkörper
konstruiert ist, und die Mutter von einem Drucklager gelagert ist, das
in das erste Gehäuse
eingepaßt
und darin so befestigt ist, daß die
Mutter sich in axialer Richtung in keine von beiden Richtungen bewegen
kann.
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Gemäß dem ersten
Aspekt ist die durch die Kraftübertragung
von einem Lenkhilfsmotor oder einem Lenkmotor gedrehte Mutter in
dem Drucklager gelagert, das in das erste Gehäuse mit der einstückig ausgebildeten
Befestigungseinrichtung zur Befestigung an einem Fahrzeugkörper eingepaßt und dort befestigt
ist, in beide Richtungen auf die Mutter aufgebrachte Axialbelastungen
mit der Umsetzung der Drehung in eine Bewegung der Lenkwelle in
axialer Richtung werden von dem ersten Gehäuse über das Drucklager aufgenommen,
die Konstruktion des Verbindungsabschnitts des ersten Gehäuses und
des zweiten Gehäuses
ist vereinfacht und das Gehäuse ist
auf stabile Weise fixiert, um eine Verschlechterung des Lenkgefühls zu verhindern.
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Eine
Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug nach einem zweiten Aspekt basiert auf dem ersten Aspekt, wobei
die Übertragungseinrichtung
zum Übertragen von
Kraft von dem Motor auf die Mutter eine Getriebeeinrichtung mit
einem an einer Außenumfangsfläche der
Mutter vorgesehenen großen
Zahnrad und einem kleinen Zahnrad ist, das mit dem großen Zahnrad
zusammengreift und sich bei der Kraftübertragung seitens des Motors
dreht, und wobei das kleine Zahnrad an einem abstehenden Teil einer
in einem Getriebegehäuse
gelagerten Transmissionswelle befestigt ist, wobei das Getriebegehäuse in loser
Passung in einen Teil des ersten Gehäuses oder des zweiten Gehäuses eingesetzt
ist und auf einer Seite einen Befestigungssitz für den Motor aufweist, wobei der
abstehende Teil aus der anderen Seite des Getriebegehäuses herausragt.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt wird die Getriebeeinrichtung als Übertragungseinrichtung zum Übertragen
von Kraft von einem Lenkhilfsmotor oder einem Lenkmotor zu der Mutter
verwendet, und das die Transmissionswelle mit dem motorseitigen
kleinen Zahnrad lagernde Getriebegehäuse ist in loser Passung in
einen Teil des ersten Gehäuses
oder des zweiten Gehäuses
eingesetzt, um die Montage zu ermöglichen, bei der der Eingriffszustand
mit dem mutterseitigen großen
Zahnrad durch Einstellung der Position des Getriebegehäuses optimiert
wird.
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Eine
Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug gemäß einem
dritten Aspekt basiert auf dem zweiten Aspekt und umfaßt eine
Eingriffseinstelleinrichtung zum Einstellen eines Eingriffszustands
des kleinen Zahnrads und des großen Zahnrads durch Veränderung
der Position des Getriebegehäuses
in radialer Richtung innerhalb eines Bereichs eines Bewegungssitzes
zwischen dem Getriebegehäuse
und dem ersten Gehäuse
oder dem zweiten Gehäuse.
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Gemäß dem dritten
Aspekt ist der Eingriffszustand der Getriebeeinrichtung durch Bewegung des
Getriebegehäuses
in radialer Richtung innerhalb des Bereichs der losen Passung zwischen
dem Getriebegehäuse
und dem ersten Gehäuse
oder dem zweiten Gehäuse
leicht einstellbar.
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Im
folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
und Merkmale der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein schematisches Diagramm
der Gesamtkonstruktion einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 einen Vertikalschnitt
des inneren Aufbaus wesentlicher Teile eines Zahnstangengehäuses,
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3 eine vergrößerte Schnittansicht
der Umgebung eines Lagerungsabschnitts einer Kugelmutter mit einem
Drucklager,
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4 eine vergrößerte Schnittansicht
der Umgebung eines Befestigungsabschnitts eines Lenkmotors, und
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5 eine entlang der Linie
V-V von 4 geschnittene
Querschnittsansicht eines Beispiels für die Konstruktion einer Eingriffseinstelleinrichtung.
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Auf
der Grundlage der ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellenden Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung
durch die folgende Beschreibung im einzelnen erläutert. 1 ist ein schematisches Diagramm der
Gesamtkonstruktion einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die in 1 gezeigte
Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug ist als elektrische Servolenkvorrichtung vom Zahnstangen-Ritzel-Typ
mit einem Lenkmechanismus vom Zahnstangen-Ritzel-Typ, der entsprechend
der Drehung eines Lenkrads 3 als Lenkteil wirkt, und einem
Motor 4 ausgebildet, der in dem Lenkmechanismus vorgesehen
und zur Unterstützung
des Lenkvorgangs angetrieben ist.
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Der
Lenkmechanismus weist ein zylindrisches Zahnstangengehäuse 2,
das sich links und rechts in bezug auf einen (nicht gezeigten) Fahrzeugkörper erstreckt,
und eine in dem Zahnstangengehäuse 2 in
axialer Richtung frei bewegbar gelagerte Lenkwelle (Zahnstangenwelle) 1 auf.
Das Zahnstangengehäuse 2 weist
ein erstes Gehäuse 21 und
ein zweites Gehäuse 22 auf,
welche koaxial miteinander verbunden sind. Für das erste und zweite Gehäuse 21 und 22 sind
an separaten Stellen Befestigungsklammern 23 und 24 als
Befestigungseinrichtungen vorgesehen, und das Zahnstangengehäuse 2 ist durch
Positionierung der Befestigungsklammern 23 und 24 an
an dem Fahrzeugkörper
vorgesehenen (nicht gezeigten) entsprechenden Befestigungssitzen
und ihrer Befestigung mittels Spannschrauben befestigt.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß die
Befestigungsklammer 23 des ersten Gehäuses 21 einstückig mit
dem ersten Gehäuse 21 ausgebildet
ist, während
die Befestigungsklammer 24 des zweiten Gehäuses 22 von
dem zweiten Gehäuse 22 getrennt ausgebildet
ist, um eine Positionsänderung
sowohl in Umfangs- als auch in axialer Richtung zu ermöglichen.
Auf diese Weise kann die Befestigung des Zahnstangengehäuses 2 an
dem Fahrzeugkörper durch
das Positionieren der Befestigungsklammer 23 des ersten
Gehäuses 21 an
einem an dem Fahrzeugkörper
vorgesehenen Befestigungssitz und Anziehen einer Schraube und anschließendes Positionieren der
Befestigungsklammer 24 des zweiten Gehäuses 22 an einem an
dem Fahrzeugkörper
vorgesehenen Befestigungssitz durch Verändern der Position in der oben
beschriebenen Weise und Anziehen einer Schraube einfach und genau
durchgeführt
werden.
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Beide
Enden der in einem derartigen Zahnstangengehäuse 2 gelagerten Lenkwelle 1 sind
zum Lenken über
Spurstangen 13, 13 mit Gelenkarmen 12, 12 des
linken und rechten Vorderrads 11, 11 des Fahrzeugs
verbunden, wobei die beiden Enden der Lenkwelle 1 an der
einen Seite des ersten Gehäuses 21 bzw.
der anderen Seite des zweiten Gehäuses 22 hinausragen.
Das linke und das rechte Vorderrad 11, 11 werden
durch Schub und Zug an den Gelenkarmen 12, 12 über die
Spurstangen 13, 13 durch die Bewegung der Lenkwelle 1 in
beide Richtungen des Zahnstangengehäuses 2 geschwenkt.
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In
der Mitte des ersten Gehäuses 21 ist
in der Nähe
der Befestigungsklammer 23 ein Ritzelgehäuse 15 so
angeschlossen, daß der
axiale Mittelpunkt denjenigen des ersten Gehäuses 21 kreuzt, und
in dem Ritzelgehäuse 15 ist
eine Ritzelwelle 14 auf der Achse frei drehbar gelagert.
Von der Ritzelwelle 14 ist nur der aus dem Ritzelgehäuse 15 nach
oben herausragende Endteil dargestellt, und dieser obere Endteil
ist über
eine Zwischenwelle 17 mit Universalgelenken 16,16 an
ihren beiden Enden mit einer Lenksäulenwelle 30 verbunden.
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In
dem unteren Teil der sich in dem Ritzelgehäuse 15 erstreckenden
Ritzelwelle 14 ist ein (nicht gezeigtes) Ritzel einstückig ausgebildet.
Darüber
hinaus sind auf der Außenfläche der
in dem ersten Gehäuse 21 gelagerten
Zahnstangenwelle 1 über
eine angemessene Länge,
die den Kreuzungspunkt des Ritzelgehäuses 15 abdeckt, (nicht
gezeigte) Zahnstangenzähne
ausgebildet, die mit dem in dem unteren Teil der Ritzelwelle 14 vorgesehenen
Ritzel zusammengreifen.
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Die
mit dem oberen Ende dieser Ritzelwelle 14 verbundene Lenksäulenwelle 30 ist
in einem zylindrischen Lenksäulengehäuse 31 koaxial
frei drehbar gelagert und in einem (nicht gezeigten) Fahrzeugraum
nach oben und hinten geneigt fest abgestützt. Das Lenkrad 3 ist
auf den nach oben aus dem Lenksäulengehäuse 31 hinausragenden
oberen Endteil der Lenksäulenwelle 30 aufgepaßt und daran
befestigt.
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Wenn
das Lenkrad 3 bei den oben beschriebenen Konstruktionen
zum Lenken gedreht wird, dreht sich die Lenksäulenwelle 30, auf
die das Lenkrad 3 aufgepaßt und an der es befestigt
ist, auf der Achse und diese Drehung wird über die Zwischenwelle 17 auf
die Ritzelwelle 14 übertragen.
Die Drehung der Ritzelwelle 14 wird in eine axial gerichtete Bewegung
der Lenkwelle 1 an dem Eingriffsabschnitt zwischen dem
Ritzel und den Zahnstangenzähnen umgesetzt,
durch diese Bewegung drehen sich das linke und das rechte Vorderrad 11, 11 in
der oben beschriebenen Weise, und der Lenkvorgang wird entsprechend
dem Grad der Drehung in der Richtung ausgeführt, in die das Lenkrad 3 gedreht
wird.
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Der
Motor 4 zur Unterstützung
des Lenkvorgangs ist an einem Ende eines zylindrischen Motorstützzylinders 40 angebracht,
der aus dem zweiten Gehäuse 22 so
herausragt, daß sein
axialer Mittelpunkt in bezug auf das zweite Gehäuse schräggestellt ist, und ist so konstruiert,
daß er
wie folgt Kraft auf die in dem Zahnstangengehäuse 2 gelagerte Lenkwelle 1 überträgt. 2 ist eine vertikal geschnittene
Ansicht, die den Innenaufbau der wesentlichen Teile des Zahnstangengehäuses 2,
d.h. der Übertragungseinrichtung
von dem Motor 4 zu der Lenkwelle 1, zeigt.
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Das
erste Gehäuse 21 und
das zweite Gehäuse 22,
die das Zahnstangengehäuse 2 bilden, sind
miteinander verbunden, indem die an den Stirnflächen der jeweiligen Gehäuse vorgesehenen
Verbindungsflansche 25 und 26 so angeordnet werden, daß sie einander
zugewandt sind, und mehrere Spann schrauben 27, 27,
... (von denen nur zwei dargestellt sind) in Umfangsrichtung angezogen
werden.
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An
der Außenumfangsfläche der
in dem Zahnstangengehäuse 2 gelagerten
Lenkwelle 1 ist über
eine angemessene Länge
in axialer Richtung eine Schneckennut 50 mit halbkreisförmigem Querschnitt
ausgebildet. Darüber
hinaus ist in dem Zahnstangengehäuse 2 eine
zylindrische Kugelmutter 51 in dem Verbindungsabschnitt
des ersten Gehäuses 21 und
des zweiten Gehäuses 22 so
gelagert, daß sie
sich koaxial mit der Lenkwelle 1 frei drehen kann. In der
der Außenumfangsfläche der
Lenkwelle 1 zugewandten Innenumfangsfläche der Kugelmutter 51 ist
eine Schneckennut 52 mit einem der Schneckennut 50 entsprechenden
halbkreisförmigen
Querschnitt ausgebildet. Durch Verschrauben dieser Schneckennuten 50 und 52 über eine
Anzahl von Kugeln (Rollteilen) 53, 53, ... wird
ein Kugelumlaufspindelmechanismus 5 konstruiert.
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Die
Kugelmutter 51 ist an zwei separaten Positionen in axialer
Richtung mittels eines Drucklagers 54, das in das erste
Gehäuse 21 eingepaßt und darin gehalten
ist, und eines Radiallagers 55, das in das zweite Gehäuse 22 eingepaßt und darin
gehalten ist, gelagert. 3 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
der Umgebung eines Lagerungsabschnitts der Kugelmutter 51 mit
dem Drucklager 54.
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Gemäß 3 und 2 besteht das Drucklager 54 aus
zwei Rücken
an Rücken
angeordneten winkligen Kugellagern, die zwischen einem ersten Stufenabschnitt
in der Innenseite eines Lagerlochs 28, das in dem verbindungsseitigen
Ende des ersten Gehäuses 21 mündet, und
einer Vorbelastungsmutter 56, die in die öffnungsseitige
Innenfläche
eingeschraubt ist, angeordnet sind und in durch Anziehen der Vorbelastungsmutter 56 und
Aufbringen einer vorbestimmten Last in das Lagerloch 28 eingefügt und darin
gehalten sind. Darüber
hinaus wird die andere Seite der Vorbelastungsmutter 56 mit
einem Anschlagring 57 in Kontakt gebracht, der nach dem
Anziehen der Vorbela stungsmutter 56 an der Innenfläche des
Lagerlochs 28 anliegt, die Vorbelastungsmutter 56 ist
durch die Funktion des Anschlagrings 57 locker gehalten
und eine durch das Anziehen während
der Montage eingestellte Vorbelastung wird beibehalten. Das auf
diese Weise angebrachte Drucklager 54 kann in beide Richtungen
entlang der axialen Richtung auf die Kugelmutter 51 aufgebrachte
Axialbelastungen zusammen mit einer radialen Last tragen.
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Dagegen
ist das in das zweite Gehäuse 22 eingepaßte und
darin gehaltene Radiallager 55 ein Rillenkugellager; es
lagert die Umgebung des Endes der Kugelmutter 51 auf derselben
Seite, so daß die Kugelmutter 51 sich
gemäß 2 in axialer Richtung bewegen
kann, und trägt
nur die auf diesen Lagerungsabschnitt aufgebrachte Radialbelastung.
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Die
an zwei Stellen in der oben beschriebenen Weise von dem Drucklager 54 und
dem Radiallager 55 gelagerte Kugelmutter 51 kann
sich genau mit der Lenkwelle 1 koaxial in dem Zahnstangengehäuse 2 drehen.
Da auf das Drucklager 54 durch Anziehen der Vorbelastungsmutter 56 eine
Vorbelastung aufgebracht wird und diese Vorbelastung in zufriedenstellender
Weise durch die Funktion des sich mit der Vorbelastungsmutter 56 in
Kontakt befindendem Anschlagring 57 beibehalten wird, kann
sich die Kugelmutter 51 darüber hinaus lange Zeit ungehindert
drehen, ohne in axialer und radialer Richtung zu zittern.
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Über eine
Anzahl von Kugeln 53, 53 ... wird die Drehung
der Kugelmutter 51 auf die Schneckennut 50 in
der Außenfläche der
Lenkwelle 1 übertragen,
die in die Schneckennut 52 in der Innenfläche eingeschraubt
ist. Durch die Funktion der entlang der Schneckennut 50 rollenden
Kugeln 53, 53 ... wird die Lenkwelle 1 in
axialer Richtung geschoben und in axialer Richtung bewegt. Bei dieser
Bewegung werden entlang der axialen Richtung in beiden Richtungen
Axialbelastungen auf die Kugelmutter 51 aufgebracht und
in beiden Richtungen von dem Drucklager 54 getragen, das
in das erste Gehäuse 21 eingepaßt und darin
befestigt ist. Hier ist das erste Gehäuse 21 mit der einstückig ausgebildeten
Befestigungsklammer 23 fest an dem Fahrzeugkörper angebracht,
und die von dem Drucklager 54 getragenen Axialbelastungen
werden in ausreichender Weise von dem ersten Gehäuse 21 getragen und
nicht auf das zweite Gehäuse 22 übertragen.
Daher ist es möglich,
die Dicke sowohl der Verbindungsflansche 25 und 26 in dem
Verbindungsabschnitt des ersten Gehäuses 21 und des zweiten
Gehäuses 22 zu
verringern, die Größe und Anzahl
der Befestigungsschrauben 27, 27 ... für die Verbindung
zu verringern, die Gestaltungsfreiheit zu erhöhen und eine Gewichtsverringerung
des Produkts zu erreichen.
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4 ist ein vergrößerter Querschnitt
in der Umgebung des Befestigungsabschnitts des Motors 4.
Wie in 4 und 2 gezeigt, ist ein zylindrisches
Getriebegehäuse 60 in
loser Passung in den Motorstützzylinder 40,
der zur Befestigung des Motors 4 aus dem zweiten Gehäuse 22 herausragt,
eingesetzt und darin befestigt, und in dem Getriebegehäuse 60 ist
eine Transmissionswelle 6 an beiden Enden von zwei Kugellagern 61 und 62 gelagert.
Der Motor 4 ist über
einen Flansch an einem Motorbefestigungssitz 63 befestigt,
der durch Vergrößerung des Durchmessers
eines Endbereichs des Getriebegehäuses 60 vorgesehen
ist.
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Die
Transmissionswelle 6 ragt an beiden Seiten des Getriebegehäuses 60 heraus,
und ein in den Motorbefestigungssitz 63 hineinragender
Basisteil der Transmissionswelle 6 ist mit der Motorwelle 41 des
Motors 4 durch Keilwellen verbunden. Darüber hinaus
ist koaxial zu der sich in das Zahnstangengehäuse 2 erstreckenden
Transmissionswelle 6 ein kleines Kegelrad 7 an
einem Endbereich 64 (abstehenden Bereich) der Transmissionswelle 6 befestigt, der
aus der anderen Seite des Getriebegehäuses 60 hinausragt.
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Auf
diese Weise ist der Motor 4 in das Getriebegehäuse 60 an
der abstehenden Seite der Motorwelle 41 integriert und,
wie in 2 und 4 gezeigt, an der Außenseite
des zweiten Gehäuses 22 befestigt,
indem das Getriebegehäuse 60 in
loser Passung in den Motorstützzylinder 40 eingesetzt,
der Motorbefestigungssitz 63 an einem an einem Endbereich
des Motorstützzylinders 40 auf
derselben Seite vorgesehenen Befestigungsflansch 43 angeordnet und
sie durch einen nachfolgend beschriebenen Vorgang befestigt werden.
Das durch diesen Montagevorgang am Ende der Transmissionswelle 6 befestigte
kleine Kegelrad 7 ragt in das zweite Gehäuse 22 hinein,
greift in ein an einem entsprechenden Bereich der Außenfläche der
Kugelmutter 51 vorgesehenes großes Kegelrad 8 ein
und bildet eine Getriebeeinrichtung.
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Mit
der oben beschriebenen Konstruktion wird die Drehung des Motors 4 über die
Motorwelle 41 des Motors 4 und die Transmissionswelle 6 auf das
kleine Kegelrad 7 übertragen,
reduziert und über das
mit dem keinen Kegelrad 7 zusammengreifende große Kegelrad 8 auf
die Kugelmutter 51 übertragen, und
dann wird die durch diese Übertragung
verursachte Drehung der Kugelmutter 51, wie oben beschrieben,
in Bewegung der Lenkwelle 1 in axialer Richtung umgesetzt.
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Hier
ist, wie in 4 gezeigt,
ein Trennabstand A zwischen den die beiden Endbereiche der Transmissionswelle 6 in
dem Getriebegehäuse 60 lagernden
Kugellager 61 und 62 viel breiter eingestellt als
ein Trennabstand B zwischen dem kleinen Kegelrad 7 an einem
Ende der Transmissionswelle 6 und dem Kugellager 61 auf
derselben Seite. Auf diese Weise ist es möglich, die durch die Funktion
einer äußeren Kraft,
wie beispielsweise der Eingriffsreaktion von dem großen Kegelrad 8 verursachte
Bewegung des kleinen Kegelrads 7 in radialer Richtung einzuschränken, einen
zufriedenstellenden Eingriffszustand zwischen dem kleinen Kegelrad 7 und
dem großen
Kegelrad 8 aufrechtzuerhalten und die oben erwähnte Kraftübertragung
gleichmäßig und
effizient durchzuführen.
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Außerdem ist
das die Transmissionswelle 6 lagernde Getriebegehäuse 60 in
loser Passung in den Motorstützzylinder 40 eingesetzt
und kann seine Position in radialer Richtung innerhalb des Bereichs des
Bewegungssitzes verändern,
und es ist eine Eingriffseinstelleinrichtung zum Einstellen des
Eingriffs zustands des kleinen Kegelrads 7 und des großen Kegelrads 8 durch
Positionsveränderung
vorgesehen. 5 ist eine
entlang der Linie V-V von 4 geschnittene
Querschnittsansicht eines Beispiels der Konstruktion der Eingriffseinstelleinrichtung.
Wie in 5 gezeigt, hat
die Innenfläche
des Motorstützzylinders 40,
in den das Getriebegehäuse 60 mit
kreisförmigem
Querschnitt in loser Passung eingesetzt ist, die Form eines Langlochs,
das sich zu einer mit dem Zahnstangengehäuse 2 verbundenen
Seite erstreckt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Darstellung von Bauteilen
im Inneren des Getriebegehäuses 60 in 5 weggelassen ist.
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Das
Bezugszeichen 43,43 in 5 ist ein Befestigungsflansch (abstehender
Teil), der von einem Ende des Motorstützzylinders 40 absteht,
auf dem Motorbefestigungssitz 63 des Getriebegehäuses 60 angeordnet
ist und mit zwei Befestigungsschrauben 90 und 91 verbunden
ist, die so positioniert sind, daß sie einander in Richtung
des kurzen Durchmessers des Motorstützzylinders 40 zugewandt
sind. In der in 5 gezeigten
Eingriffseinstelleinrichtung ist ein in dem Befestigungsflansch 43 zum
Einsetzen einer Befestigungsschraube 90 ausgebildetes Schraubloch
ein bogenförmiges
Langloch, dessen Mittelpunkt der axiale Mittelpunkt der anderen
Befestigungsschraube 91 ist.
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Gemäß dieser
Konstruktion ist es nach dem Lockern der Befestigungsschrauben 90 und 91 zum Aufheben
der Befestigung an dem Motorstützzylinder 40 durch
Schütteln
des Getriebegehäuses 60 unter Verwendung
einer in das Schraubenloch 92 in der Form eines Langlochs
eingesetzten Befestigungsschraube 90 und der anderen Befestigungsschraube 91 als
Drehzapfen möglich,
die Position in Richtung des langen Durchmessers des Motorstützzylinders 40,
d.h. in Annäherungs-
bzw. Entfernungsrichtung in bezug auf das Zahnstangengehäuse 2,
einzustellen. Mit dieser Positionseinstellung werden die Positionen der
in dem Getriebegehäuse 60 gelagerten
Transmissionswelle 6 und des an einem Ende der Transmissionswelle 6 befestigten
kleinen Kegelrads 7 so verändert, daß sie sich dem an dem Außenumfang der
in dem Zahnstangengehäuse 2 gelagerten
Kugelmutter 51 vorgesehenen großen Kegelrad 8 annähern oder
sich davon entfernen, und der Eingriffszustand der beiden Kegelräder 7 und 8 kann
eingestellt werden.
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Die
Positionseinstellung des Getriebegehäuses 60 kann erfolgen,
indem der Motor 4 an dem Motorbefestigungssitz 63 eingepaßt und befestigt
gehalten wird, es ist jedoch auch möglich, wie in 5 gezeigt, das Getriebegehäuse 60 durch
Einschrauben einer Stellschraube 93 von einer Seite in
der Richtung des langen Durchmessers aus in ein sich durch die Umfangswand
des Motorstützzylinders 40 erstreckendes
Schraubloch einzuschrauben, wobei das innere Ende mit der Umfangsfläche des
Getriebegehäuses 60 in
Kontakt gebracht wird und das Getriebegehäuse 60 durch wendelförmige Bewegung
der Stellschraube 93 geschoben wird. Falls die Bewegungsrichtung
des Getriebegehäuses 60 durch
die Wendelbewegung der Stellschraube 93 als Richtung zur
Verstärkung
des Eingriffs zwischen den beiden Kegelrädern 7 und 8 durch
Schieben des kleinen Kegelrads 7 gegen das große Kegelrad 8 definiert
ist, ist es möglich,
den Eingriffszustand genau einzustellen und auf einfache Weise den
gewünschten
Eingriffszustand zu realisieren.
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Ferner
wird die Eingriffseinstellung ohne Verschlechterung des Verbindungszustands
zwischen Motor 4 und Antriebswelle 6 vorgenommen,
da das Getriebegehäuse 60 zusammen
mit dem an dem Motorbefestigungssitz 63 befestigten Motor 4 bewegt wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß der
durch diese Einstellung erhaltene Eingriffszustand durch Anziehen
der Befestigungsschrauben 90, 91 und unverrückbares
Fixieren des Getriebegehäuses 60 und des
Motorstützzylinders 40 erzielt
wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß die
Kraftübertragung
von der Transmissionswelle 6 zu der Kugelmutter 51 bei
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
durch die Kegelradübertragungseinrichtung
mit dem kleinen Kegelrad 7 und dem großen Kegelrad 8 erfolgt,
daß aber
auch andere Ge triebeeinrichtungen wie z.B. ein Stirnrädergetriebe
und ein Hypoidrad verwendet werden können.
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Außerdem wird
bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
ein Kugelumlaufspindelmechanismus 5 mit Kugeln 53 als
Rollteil zum Umsetzen der Drehung des Motors 4 in eine
Bewegung der Lenkwelle 1 in axialer Richtung verwendet,
es könnte jedoch
möglich
sein, einen Mechanismus mit einem Lager als Rollteil, d.h. eine
sogenannte Lagerschraube, wie in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
2001-187955 offenbart, zu verwenden.
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Zwar
stellt das oben beschriebene Ausführungsbeispiel ein Beispiel
für die
Anwendung bei einer elektrischen Servolenkvorrichtung vom Zahnstangen-Ritzel-Typ zum Übertragen
der Drehung des Lenkhilfsmotors 4 auf die Zahnstangenwelle
als der Lenkwelle dar, aber die vorliegende Erfindung ist außerdem auf
zur Unterstützung
der Lenkung durch Übertragung
der Drehung des Motors auf die Lenkwelle in dem Lenkmechanismus
konstruierte elektrische Servolenkvorrichtungen eines beliebigen
Typs anwendbar. Ferner versteht sich von selbst, daß die vorliegende
Erfindung auch bei der Kraftübertragung von
dem Motor auf die Lenkwelle eingesetzt werden kann, und zwar nicht
nur bei einer elektrischen Servolenkvorrichtung, sondern auch bei
einer drahtgesteuerten Lenkvorrichtung, die einen von dem Lenkteil
mechanisch getrennten Lenkmechanismus aufweist und den Lenkvorgang
lediglich durch Drehung eines in einem Teil des Lenkmechanismus
vorgesehenen Motors durchführt,
wobei dieselben Wirkungen erzielt werden können.
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Wie
oben im einzelnen beschrieben, kann eine erfindungsgemäße Lenkvorrichtung
für ein Fahrzeug
die Konstruktion des Verbindungsabschnitts eines in axialer Richtung
geteilten Gehäuses vereinfachen,
den Grad der Gestaltungsfreiheit erhöhen und das Gewicht des Produkts
verringern sowie außerdem
den stabilen Fixierungszustand des Gehäuses beibehalten und eine Verschlechterung
des Lenkgefühls
verhindern.