DE102005030013A1 - Elektrische Servolenkvorrichtung - Google Patents

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Masato Okazaki Mizuhara
Akio Okazaki Osuka
Shigeo Anjo Ishihara
Hisamitsu Anjo Hayashi
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Koyo Seiko Co Ltd
Favess Co Ltd
Toyoda Koki KK
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    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0421Electric motor acting on or near steering gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Eine elektrische Servolenkvorrichtung (1) weist einen elektrischen Lenkunterstützungsmotor (20) mit einer Ausgangswelle (32) und einen Drehzahluntersetzungsmechanismus (23) auf. Der Drehzahluntersetzungsmechanismus (23) beinhaltet ein erstes und ein zweites konisches Zahnrad (21, 22), die miteinander in Eingriff zu bringen sind. Das erste und das zweite Zahnrad (21, 22) beinhalten eine Vielzahl von Zähnen (40, 50), die jeweils eine Zahnoberfläche (43, 53) aufweisen. Die einander entsprechenden Zahnoberflächen (43, 53) des ersten und des zweiten Zahnrades (21, 22) weisen jeweils Eingriffsabschnitte (B, D) auf, die miteinander in Eingriff zu bringen sind. Eine Mittenposition (B0) in einer Zahnbreitenrichtung (X1) des Eingriffsabschnittes (B) jeder Zahnoberfläche (43) des ersten Zahnrades (21) ist in einem unbelasteten Zustand um einen ersten Versatzbetrag (e1) gegenüber einer Mittenposition (C1) in der Zahnbreitenrichtung (X1) der Zahnoberfläche (43) des ersten Zahnrades (21) versetzt, und zwar hin zu einem relativ kleinen Endabschnitt (41) des Zahns (40) des ersten Zahnrades (21). Eine Mittenposition (D0) in einer Zahnbreitenrichtung (X2) des Eingriffsabschnittes (D) jeder Zahnoberfläche (53) des zweiten Zahnrades (22) ist in einem unbelasteten Zustand um einen zweiten Versatzbetrag (e2) gegenüber einer Mittenposition (C2) in der Zahnbreitenrichtung (X2) der Zahnoberfläche (53) des zweiten Zahnrades (22) versetzt, und zwar hin zu einem relativ kleinen Endabschnitt (51) ...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkvorrichtung bzw. eine elektrische Vorrichtung zur Lenkunterstützung.
  • Lenkvorrichtungen nach dem Zahnstange/Ritzel-Prinzip zum Übertragen einer manuellen Lenkkraft, hervorgerufen bzw. abgeleitet durch Lenken eines Lenkgliedes, über eine Ritzelwelle an eine Zahnstange beinhalten elektrische Servolenkvorrichtungen zum Bereitstellen einer Lenkhilfskraft für die Zahnstange, wobei die Lenkhilfskraft von einem elektrischen Motor erzeugt wird.
  • Beispielsweise ist eine elektrische Servolenkvorrichtung vom so genannten Zahnstangenunterstützungstyp vorgeschlagen worden, die einen Drehzahluntersetzungsmechanismus ("speed reduction mechanism") mit einem ersten Kegelrad ("bevel gear"), das an einer Ausgangswelle eines elektrischen Lenkunterstützungsmotors angebracht ist, und einem zweiten Kegelrad aufweist, das um eine Zahnstangenwelle herum angeordnet ist und mit dem ersten Kegelrad in Eingriff steht, derart, dass eine Drehung des zweiten Kegelrades in eine Axialverschiebung der Zahnstangenwelle transformiert wird, und zwar über einen Kugelgewindemechanismus ("ball screw mechanism").
  • In den letzten Jahren wird von elektrischen Servolenkvorrichtungen ein hohes Maß an Geräuscharmut verlangt.
  • Wenn jedoch an das erste und das zweite Kegelrad des Drehzahluntersetzungsmechanismus eine Last angelegt wird, verschlechtert sich der Eingriff zwischen den beiden Kegelrädern (so genannter Zahnkontakt), und zwar aufgrund der Biegung der Wellen, die die Zahnräder und die Zähne selbst lagern. Im Ergebnis tritt ein nicht normales Geräusch ("abnormal sound") auf, und zwar aufgrund eines Eingriffsgleitens bzw. einer Eingriffsverschiebung, was Rauschen bzw. Störgeräusche ("noise") hervorruft.
  • Daher ist als eine so genannte elektrische Servolenkvorrichtung vom Ritzelunterstützungstyp, die eine Hilfs- bzw. Unterstützungskraft einer Ritzelwelle bereitstellt, eine elektrische Servolenkvorrichtung vorgeschlagen worden, für die eine Geräuschdämpfung ("sound deadening") erzielt wird unter Verwendung einer Drehzahluntersetzungseinrichtung mit einer Schnecke ("worm") und einem Schneckenrad und durch Bereitstellen eines aus Kunstharz hergestellten Zahnabschnittes für das Schneckenrad (siehe japanische eingetragene Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 2556890, um ein Beispiel zu nennen).
  • Zusätzlich hierzu ist als eine Zahnradeinheit von Hypoidzahnrädern, Kegelrädern oder dergleichen, eine Zahnradeinheit ("gear unit") vorgeschlagen worden, bei der zur Reduzierung von Störgeräuschen durch Verbessern des Zahnkontaktes eine oder zwei Richtungskomponenten von drei Axialkomponenten der Ausrichtung hinsichtlich der Wellenmitte eines Zahnrades um einen vorbestimmten Korrekturbetrag versetzt sind (siehe beispielsweise japanische veröffentlichte nichtgeprüfte Patentanmeldung mit der Nummer H10-38036).
  • Bei konischen Zahnrädern, wie Kegelrädern, ist dann, wenn – wie oben beschrieben – lediglich eine Einstellung einer Ausrichtung vorgesehen ist, die Wirkung eines verbesserten Zahnkontaktes klein. Zusätzlich hierzu kann der Zahnkontakt von links nach rechts ungleichmäßig werden.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Servolenkvorrichtung anzugeben, die einen geeigneten Zahnkontakt zwischen konischen Zahnrädern gewährleisten kann, die miteinander in Eingriff stehen, und die Störgeräusche reduzieren kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, weist eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsmodus der vorliegenden Erfindung einen elektrischen Lenkunterstützungsmotor mit einer Ausgangswelle und einen Drehzahluntersetzungsmechanismus auf. Der Drehzahluntersetzungsmechanismus weist ein erstes konisches Zahnrad, das mit der Ausgangswelle des elektrischen Motors verbunden ist, und ein zweites konisches Zahnrad auf, das mit dem ersten Zahnrad in Eingriff zu bringen ist. Das erste Zahnrad weist eine Vielzahl von Zähnen auf, die jeweils eine Zahnoberfläche besitzen. Jeder Zahn des ersten Zahnrades weist einen relativ großen Endabschnitt und einen relativ kleinen Endabschnitt auf, die einander in einer Zahnbreitenrichtung gegenüberliegen. Das zweite Zahnrad weist eine Vielzahl von Zähnen auf, die jeweils eine Zahnoberfläche besitzen. Jeder Zahn des zweiten Zahnrades weist einen relativ großen Endabschnitt und einen relativ kleinen Endabschnitt auf, die einander in einer Zahnbreitenrichtung gegenüberliegen. Die einander entsprechenden Zahnoberflächen des ersten und des zweiten Zahnrades beinhalten jeweils Eingriffsabschnitte, die miteinander in Eingriff zu bringen sind. Eine Mittenposition in der Zahnbreitenrichtung des Eingriffsabschnittes jeder Zahnoberfläche des ersten Zahnrades ist in einem unbelasteten Zustand um einen ersten Versatzbetrag gegenüber einer Mittenposition in der Zahnbreitenrichtung der Zahnoberfläche des ersten Zahnrades versetzt, und zwar hin zu dem relativ kleinen Endabschnitt des Zahns bzw. der Zähne des ersten Zahnrades. Eine Mittenposition in der Zahnbreitenrichtung des Eingriffsabschnittes von jeder Zahnoberfläche des zweiten Zahnrades ist in einem unbelasteten Zustand um einen zweiten Versatzbetrag gegenüber einer Mittenposition in der Zahnbreitenrichtung der Zahnoberfläche des zweiten Zahnrades versetzt, und zwar hin zu dem relativ kleinen Endabschnitt des Zahns bzw. der Zähne des zweiten Zahnrades.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsmodus können in einem belasteten Zustand, bei dem das erste und das zweite Zahnrad tatsächlich ein Drehmoment übertragen, die Mittenpositionen der Eingriffsabschnitte generell mit den Mittenpositionen der Zahnbreite ausgerichtet werden. Hierdurch kann ein geeigneter Eingriffszustand erzielt werden. Im Ergebnis kann ein abnormales Geräusch aufgrund eines Eingriffsgleitens beider Zahnräder während der Drehmomentübertragung unterdrückt werden, um so Störgeräusche zu verringern.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht eines schematischen Aufbaus einer elektrischen Servolenkvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines ersten Kegelrades; und
  • 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines zweiten Kegelrades.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Umrisskonstruktion bzw. den groben Aufbau einer elektrischen Servolenkvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie es in 1 gezeigt ist, weist eine elektrische Servolenkvorrichtung ("electric power steering apparatus", EPS) 1 eine Lenkwelle 3, die mit einem Lenkglied 2 verbunden ist, das aus einem Lenkrad oder dergleichen besteht, eine Zwischenwelle 5, die mit der Lenkwelle 3 über ein Universalgelenk 4 verbunden ist, eine Ritzelwelle 7, die mit der Zwischenwelle 5 über ein Universalgelenk 6 verbunden ist, und eine Zahnstangenwelle 10 auf, bei der es sich um eine Lenkwelle handelt, die sich in Richtung nach links bzw. rechts eines Fahrzeugs erstreckt und Zahnstangenzähne 9 aufweist, die mit einem Ritzel 8 in Eingriff stehen, das an einem vorderen Endabschnitt der Ritzelwelle 7 vorgesehen ist.
  • An einem Paar von Endabschnitten der Zahnstangenwelle 10 ist jeweils eine Spurstange 11 angekoppelt. Jede Spurstange 11 ist über einen entsprechenden Gelenkarm 12 mit einem entsprechenden Rad 13 verbunden. Die Zahnstangenwelle 10 ist mittels eines Zahnstangengehäuses 14 über ein nicht dargestelltes Lager so gelagert, dass sie in der Achsenrichtung frei versetzbar ist. Obgleich dies nicht dargestellt ist, ist an einer dem Ritzel 8 gegenüberliegenden Seite der Zahnstangenwelle 10 eine Zahnstangenwellen-Stützeinheit vorgesehen. Diese Zahnstangenwellen-Stütz- bzw. Lagereinheit hält die Zahnstangenwelle 10 davon ab, sich zu drehen, während eine Axialverschiebung der Zahnstangenwelle 10 ermöglicht wird, und drückt ferner die Zahnstangenwelle 10 gegen das Ritzel 8, um ein Eingriffsspiel zwischen der Zahnstangenwelle 10 und dem Ritzel 8 zu unterdrücken.
  • Wenn die Lenkwelle 3 mittels einer Betätigung des Lenkgliedes 2 gedreht wird, wird diese Drehung mittels des Ritzels 8 und der Zahnstangenzähne 9 in eine Linearbewegung der Zahnstangenwelle 10 in Richtung nach links bzw. rechts eines Fahrzeugs transformiert. Hierdurch wird ein Lenken der Räder 13 erreicht.
  • Die Lenkwelle 3 ist in eine Eingangswelle 3a, die mit dem Lenkglied 2 verbunden ist, und eine Ausgangswelle 3b unterteilt, bei der es sich um eine angetriebene Welle handelt, die mit der Ritzelwelle 7 verbunden ist, wobei die Eingangswelle 3a und die Ausgangswelle 3b auf einer identischen Achse bzw. Achsenlinie über einen Torsionsstab 15 miteinander verbunden sind.
  • Ein Drehmomentsensor 16 zum Erfassen eines Lenkdrehmomentes auf der Grundlage eines Betrages eines relativen Drehversatzes zwischen der Eingangswelle 3a und der Ausgangswelle 3b, und zwar über den Torsionsstab 15, ist vorgesehen, und Ergebnisse einer Drehmomenterfassung mittels des Drehmomentsensors 16 und Ergebnisse einer Fahrzeuggeschwindigkeitserfassung von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 werden einem Steuerabschnitt 18 bereitgestellt, der beispielsweise eine elektronische Steuereinheit ("electronic control unit", ECU) aufweist.
  • Der Steuerabschnitt 18 steuert das Ansteuern eines elektrischen Lenkunterstützungsmotors 20 auf der Grundlage der Ergebnisse einer Drehmomenterfassung und der Ergebnisse einer Fahrzeuggeschwindigkeitserfassung, und zwar über eine Ansteuerschaltung 19. Eine Ausgangsdrehung des elektrischen Motors 20 wird in eine Axialverschiebung der Zahnstangenwelle 10 transformiert, und zwar über einen Drehzahluntersetzungsmechanismus 23, der beispielsweise ein erstes und ein zweites Kegelrad 21, 22 und einen Bewegungstransformationsmechanismus 24 aufweist, der beispielsweise einen Kugelgewindemechanismus beinhaltet, und im Ergebnis wird eine Lenkunterstützung erreicht. Das erste und das zweite Kegelrad 21, 22 bestehen jeweils aus einem Spiralkegelrad.
  • Genauer gesagt ist an einem axial mittleren Abschnitt der Zahnstangenwelle 10 eine Schrauben- bzw. Gewindewelle 25 ausgebildet, und ein Umfang dieser Schraubenwelle 25 ist konzentrisch umgeben von einem Drehzylinder 26, der aus einer Kugelmutter ("ball nut") besteht. Der Drehzylinder 26 ist an dem Zahnstangengehäuse 14 mittels eines Paares von Lagern 27, 28 gelagert und wird ferner mittels der Lager 27, 28 gegenüber einem Verschieben in einer entsprechenden Achsenrichtung begrenzt bzw. beschränkt.
  • Eine Vielzahl von Wälzelementen 29, wie Kugeln, sind zwischen einer Spiralgewindevertiefung 25b eines Außenumfangs 25a der Schraubenwelle 25 und einer Spiralgewindevertiefung 26b eines Innenumfangs 26a des Drehzylinders 26 angeordnet, und der Drehzylinder 26 ist mit der Schraubenwelle 25 "verschraubt", und zwar über die Wälzelemente 29. Zusätzlich hierzu zirkulieren die Wälzelemente 29 in den Gewindevertiefungen 25b, 26b, und zwar mittels eines nicht dargestellten Mechanismus, wie er im Stand der Technik bekannt ist.
  • Ein Motorgehäuse 30 des elektrischen Motors 20 ist an einem Endabschnitt eines zylindrischen Koppelgehäuses 31 festgelegt, das mit dem Zahnstangengehäuse 14 in einer sich schneidenden bzw. überkreuzenden bzw. quer verlaufenden ("crossing") Art und Weise gekoppelt ist. Eine Ausgangswelle 32 des elektrischen Motors 20 ist über ein Paar von Lagern 33, 34 an dem Koppelgehäuse 31 frei drehbar gelagert.
  • Das erste Kegelrad 21 des Drehzahluntersetzungsmechanismus 23 ist an dem vorderen Ende der Ausgangswelle 32 festgelegt, und zwar drehfest mit der Ausgangswelle 32. Zusätzlich hierzu ist das zweite Kegelrad 22 an einem Außenumfang 26c des Drehzylinders 26 festgelegt, und zwar drehfest mit dem Drehzylinder 26. Ein Querwinkel ("crossing angle") A zwischen einer Rotationsachsenlinie 210 des ersten Kegelrades 21 und einer Rotationsachsenlinie 220 des zweiten Kegelrades 22 ist auf einen Wert von 20 Grad oder mehr eingestellt, jedoch weniger als 90 Grad.
  • 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Zahns 40 des ersten Kegelrades 21, wobei Eingriffsabschnitte (Kontaktabschnitte) B, bei denen das erste Kegelrad 21 in einem unbelasteten Zustand mit dem zweiten Kegelrad 22 in Eingriff steht, schraffiert dargestellt sind.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, weist der Zahn 40 des ersten Kegelrades 21 ein kleines Ende 41 und ein großes Ende 42 auf. Eine Mittenposition B0 in einer Zahnbreitenrichtung X1 des Eingriffsabschnittes B, der an einer Zahnoberfläche 43 des Zahns 40 des ersten Kegelrades 21 angeordnet ist, ist in einem unbelasteten Zustand um einen vorbestimmten Versatzbetrag e1 gegenüber einer Mittenposition C1 in der Zahnbreitenrichtung X1 der Zahnoberfläche 43 insgesamt versetzt, und zwar hin zu dem kleinen Ende 41.
  • Es ist bevorzugt, wenn dieser Versatzbetrag e1 innerhalb eines Bereiches von 10 bis 30 % einer Zahnbreite W1 des Zahns 40 liegt (d.h., wenn 0,1 W1 ≤ e1 ≤ 0,3 W1 erfüllt ist).
  • Zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn eine Gesamtlänge BW in der Zahnbreitenrichtung X1 des Eingriffsabschnittes B in einem unbelasteten Zustand innerhalb eines Bereiches von 20 bis 70 % der Zahnbreite W1 liegt (d.h., wenn 0,2 W1 ≤ BW ≤ 0,7 W1 erfüllt ist).
  • Zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn eine Gesamtlänge BT in einer Zahnhöhenrichtung Y1 des Eingriffsabschnittes B in einem unbelasteten Zustand innerhalb eines Bereiches von 30 bis 70 % eines Zahnhöhenbetrages T1 des Zahnes 40 liegt (d.h. wenn 0,3 T1 ≤ BT ≤ 0,7 T1 erfüllt ist).
  • 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Zahns 50 des zweiten Kegelrades 22, wobei Eingriffsabschnitte (Kontaktabschnitte) D, bei denen das zweite Kegelrad 22 in einem unbelasteten Zustand mit dem ersten Kegelrad 21 in Eingriff steht, schraffiert gezeigt sind.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, weist der Zahn 50 des zweiten Kegelrades 22 ein kleines Ende 51 und ein großes Ende 52 auf. Eine Mittenposition D0 in einer Zahnbreitenrichtung X2 des Eingriffsabschnittes D, der an einer Zahnoberfläche 53 des Zahns 50 des zweiten Zahnrades 22 angeordnet ist, ist in einem unbelasteten Zustand um einen vorbestimmten Versatzbetrag e2 gegenüber einer Mittenposition C2 in der Zahnbreitenrichtung X2 der Zahnoberfläche 53 insgesamt versetzt, und zwar hin zu dem kleinen Ende 51.
  • Es ist bevorzugt, wenn dieser Versatzbetrag e2 innerhalb eines Bereiches von 10 bis 30 % einer Zahnbreite W2 des Zahns 50 liegt (d.h., wenn 0,1 W2 ≤ e2 ≤ 0,3 W2 erfüllt ist).
  • Zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn eine Gesamtlänge DW in der Zahnbreitenrichtung X2 des Eingriffsabschnittes D in einem unbelasteten Zustand innerhalb eines Bereiches von 20 bis 70 % der Zahnbreite W2 des Zahns 50 liegt (d.h., wenn 0,2 W2 ≤ DW ≤ 0,7 W2 erfüllt ist).
  • Zusätzlich hierzu ist es bevorzugt, wenn eine Gesamtlänge DT in einer Zahnhöhenrichtung Y2 des Eingriffsabschnittes D in einem unbelasteten Zustand innerhalb eines Bereiches von 30 bis 70 % eines Zahnhöhenbetrages T2 des Zahns 50 liegt (d.h., wenn 0,3 T2 ≤ DT ≤ 0,7 T2 erfüllt ist).
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird in einem belasteten Zustand bzw. Lastzustand, bei dem das erste und das zweite Kegelrad 21, 22 tatsächlich ein Drehmoment übertragen, und zwar dann, wenn eine Biegung der Ausgangswelle 32 und der Zahnstangenwelle 10 auftritt, ein Versatz mittels der oben beschriebenen Versatzbeträge e1, e2 eliminiert, und die Mittenpositionen B0, D0 der Eingriffsabschnitte B, D der Kegelräder 21, 22 sind generell mit den Mittenpositionen C1, C2 in Zahnbreite der entsprechenden Zähne 40 bzw. 50 ausgerichtet.
  • Dadurch kann in einem Lastzustand ein geeigneter Eingriffszustand erzielt werden. Im Ergebnis kann ein abnormales Geräusch aufgrund eines Eingriffsgleitens der beiden Kegelräder 21, 22 während der Drehmomentübertragung unterdrückt werden, um so in starkem Maße Störgeräusche zu verringern.
  • Genauer gesagt, da die oben beschriebenen Versatzbeträge e1, e2 jeweils innerhalb eines Bereiches von 10 bis 30 % der entsprechenden Zahnbreiten W1 bzw. W2 eingestellt sind, wird es in einem Lastzustand möglich, Eingriffspositionen der beiden Kegelräder 21, 22 sicher in geeigneten Positionen anzuordnen. Wenn nämlich die Versatzbeträge e1, e2 kleiner sind als 10 % oder größer sind als 30 % der entsprechenden Zahnbreiten W1 bzw. W2, ist es möglich, dass die Mittenpositionen B0, D0 der Eingriffsabschnitte in einem Lastzustand nicht mit den Mittenpositionen C1, C2 der Zahnbreiten ausgerichtet werden können. Daher sind die Versatzbeträge e1, e2 jeweils innerhalb der Bereiche von 10 % bis 30 % der entsprechenden Zahnbreiten W1 bzw. W2 eingestellt.
  • Da die Gesamtlängen BW, DW in Zahnbreitenrichtungen X1, X2 der Eingriffsabschnitte B, D der Kegelräder 21, 22 in einem nicht belasteten Zustand jeweils innerhalb von Bereichen von 20 bis 70 % der entsprechenden Zahnbreiten W1 bzw. W2 der Zahnoberflächen 43 bzw. 53 der jeweiligen entsprechenden Zähne 40, 50 insgesamt eingestellt sind, können hinreichende Eingriffslängen gewährleistet werden, um weiterhin zu unterdrücken, dass ein nicht normales Gleitgeräusch auftritt. Wenn die oben beschriebenen Gesamtlängen BW, DW 70 % der entsprechenden Zahnbreiten W1 bzw. W2 überschreiten, besteht ein Problem dahingehend, dass die Mittenpositionen B0, D0 der Eingriffsabschnitte in einem Lastzustand möglicherweise nicht mit den Mittenpositionen C1, C2 der Zahnbreiten ausgerichtet werden können bzw. ausgerichtet werden. Demzufolge sind die Gesamtlängen BW, DW auf Werte kleiner gleich 70 % der Zahnbreiten W1, W2 eingestellt.
  • Durch Verwenden von Spiralzähnen als die Zähne 40, 50 des ersten und des zweiten Kegelrades 21, 22 kann bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein Kontaktverhältnis ("contact ratio") verbessert werden, um Störgeräusche weiter zu reduzieren. Zusätzlich hierzu können mit Spiralzähnen hoch präzise Zahnräder erhalten werden. Spiralzähne werden bevorzugt verwendet, und zwar insbesondere deswegen, da die beschriebenen Effekte erzielt werden können, ohne periphere Strukturen, Einbauprozesse ("fitting processes") oder dergleichen zu verändern.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, vielmehr können beispielsweise die konischen Zahnräder Hypoidzahnräder sein. Zusätzlich hierzu kann als der Bewegungstransformationsmechanismus 24 anstelle des oben beschriebenen Kugelgewindemechanismus bzw. -triebs ein im Stand der Technik bekannter Lagergewindemechanismus ("bearing screw mechanism") verwendet werden.
  • Wie oben angegeben, wird es anhand der vorliegenden Erfindung, die im Detail anhand einer konkreten Ausführungsform beschrieben worden ist, einer Fachperson, die die oben beschriebenen Inhalte verstanden hat, leicht möglich sein, Modifikationen, Abwandlungen und Äquivalente hiervon zu erdenken. Demgemäß soll die vorliegende Erfindung einen Schutzbereich von Ansprüchen beinhalten sowie einen Schutzbereich von Äquivalenten hiervon.

Claims (9)

  1. Elektrische Servolenkvorrichtung (1) mit: einem elektrischen Lenkunterstützungsmotor (20), der eine Ausgangswelle (32) aufweist; und einem Drehzahluntersetzungsmechanismus (23), dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahluntersetzungsmechanismus (23) ein erstes konisches Rad (21), das mit der Ausgangswelle (32) des elektrischen Motors (20) verbunden ist, und ein zweites konisches Rad (22) aufweist, das mit dem ersten Rad (21) in Eingriff zu bringen ist, wobei das erste Rad (21) eine Vielzahl von Zähnen (40) aufweist, die jeweils eine Zahnoberfläche (43) besitzen, wobei jeder Zahn (40) des ersten Rades (21) einen relativ kleinen Endabschnitt (41) und einen relativ großen Endabschnitt (42) aufweist, die einander in einer Zahnbreitenrichtung (X1) gegenüberliegen, wobei das zweite Rad (22) eine Vielzahl von Zähnen (50) aufweist, die jeweils eine Zahnoberfläche (53) besitzen, wobei jeder Zahn (50) des zweiten Rades (22) einen relativ kleinen Endabschnitt (51) und einen relativ großen Endabschnitt (52) aufweist, die einander in einer Zahnbreitenrichtung (X2) gegenüberliegen, wobei die einander entsprechenden Zahnoberflächen (43, 53) des ersten Rades (21) und des zweiten Rades (22) jeweils Eingriffsabschnitte (B, D) aufweisen, die miteinander in Eingriff zu bringen sind, wobei eine Mittenposition (B0) in der Zahnbreitenrichtung (X1) des Eingriffsabschnittes (B) von jeder Zahnoberfläche (43) des ersten Rades (21) in einem unbelasteten Zustand um einen ersten Versatzbetrag (e1) gegenüber einer Mittenposition (C1) in der Zahnbreitenrichtung (X1) der Zahnoberfläche (43) des ersten Rades (21) versetzt ist, und zwar hin zu dem relativ kleinen Endabschnitt (41) des Zahnes (40) des ersten Rades (21), und wobei eine Mittenposition (D0) in der Zahnbreitenrichtung (X2) des Eingriffsabschnittes (D) von jeder Zahnoberfläche (53) des zweiten Rades (22) in einem unbelasteten Zustand um einen zweiten Versatzbetrag (e2) gegenüber einer Mittenposition (C2) in der Zahnbreitenrichtung (X2) der Zahnoberfläche (53) des zweiten Rades (22) versetzt ist, und zwar hin zu dem relativ kleinen Endabschnitt (51) des Zahnes (50) des zweiten Rades (22).
  2. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Versatzbetrag (e1) innerhalb eines Bereiches von 10 bis 30 % der Zahnbreite (W1) des ersten Rades (21) liegt.
  3. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Versatzbetrag (e2) innerhalb eines Bereiches von 10 bis 30 % der Zahnbreite (W2) des zweiten Rades (22) liegt.
  4. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge (BW) in der Zahnbreitenrichtung (X1) des Eingriffsabschnittes (B) jeder Zahnoberfläche (43) des ersten Rades (21) in dem unbelasteten Zustand innerhalb eines Bereiches von 20 bis 70 % der Zahnbreite (W1) des ersten Rades (21) liegt.
  5. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge (DW) in der Zahnbreitenrichtung (X2) des Eingriffsabschnittes (D) jeder Zahnoberfläche (53) des zweiten Rades (22) in dem unbelasteten Zustand innerhalb eines Bereiches von 20 bis 70 % der Zahnbreite (W2) des zweiten Rades (22) liegt.
  6. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge (BT) in einer Zahnhöhenrichtung (Y1) des Eingriffsabschnittes (B) jeder Zahnoberfläche (43) des ersten Rades (21) in dem unbelasteten Zustand innerhalb eines Bereiches von 30 bis 70 % einer Zahnhöhe (T1) des ersten Rades (21) liegt.
  7. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge (DT) in einer Zahnhöhenrichtung (Y2) des Eingriffsabschnittes (D) jeder Zahnoberfläche (53) des zweiten Rades (22) in dem unbelasteten Zustand innerhalb eines Bereiches von 30 bis 70 % einer Zahnhöhe (T2) des zweiten Rades (22) liegt.
  8. Elektrische Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Rad (21, 22) jeweils ein Kegelrad (21, 22) aufweisen bzw. sind, die miteinander in Eingriff stehen.
  9. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kegelrad (21, 22) ein Spiralkegelrad (21, 22) aufweist.
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