DE102010001376A1

DE102010001376A1 - Drehverbindung

Info

Publication number: DE102010001376A1
Application number: DE102010001376A
Authority: DE
Inventors: Norihito Makinohara Suzuki; Hideki Makinohara Adachi; Tsutomu Makinohara Sawada
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2030-01-30
Also published as: JP5241016B2; FR2941429B1; DE102010001376B4; JP2010177039A; US8506413B2; US20100190557A1; FR2941429A1

Abstract

Eine Drehverbindung umfasst einen ringförmigen Drehkörper, der um eine Drehwelle herum angeordnet ist und zusammen mit einem Lenkrad gedreht wird, ein Drehglied eines Drehwinkelsensors, der um die Drehwelle herum angeordnet ist, und ein rohrförmiges Gelenk, das um die Drehwelle herum angeordnet ist und den Drehkörper mit dem Drehglied verbindet, wobei der Drehkörper und das Gelenk über ein erstes Kardangelenk verbunden sind und das Gelenk und das Drehglied über ein zweites Kardangelenk verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehverbindung, in der ein Drehkörper und ein Drehglied separat positioniert werden können, ohne einen Drehfehler zu erzeugen.
Um eine Lenkwelle herum sind ein Lenkverbindungskabel zum Übertragen von elektrischen Signalen zu einem Zündschloss an einem Lenkrad, ein Kombinationsschalter mit einem Schalthebel für ein Blinksignal, ein Scheinwerfer usw. und weiterhin ein Lenkwinkelsensor zum Eingeben von Signalen zu einer Stoßdämpferkraft-Steuereinrichtung oder einer Schwenkeinrichtung usw. vorgesehen (siehe zum Beispiel das Patentdokument 1).
Wenn wie in 16 gezeigt eine Drehverbindung 501 mit den Lenkverbindungskabeln, ein Kombinationsschalter 503 und ein Lenkwinkelsensor 505 angeordnet sind, wird in einem Kraftfahrzeug, in dem ein relativ großer Raum einfach in einer Richtung senkrecht zu einer Lenkwelle 507 gesichert werden kann, ein großer Raum 509 in einem unteren Teil von einem Boden eines Fahrzeugraums zu dem Kombinationsschalter 503 gesichert, indem die Drehverbindung 501 und der Lenkwinkelsensor 505 innerhalb des Kombinationsschalters 503 angeordnet werden.

Patentdokument 1: JP-A-2003-212129

Während jedoch in einem Fahrzeug wie etwa einem Lastwagen ein relativ großer Raum einfach in dem unteren Raum 509 von dem Boden des Fahrzeugraums zu dem Kombinationsschalter 503 gesichert werden kann, muss im Gegenteil dazu die Größe A für das Aufnehmen von Instrumenten reduziert werden, weil ein ausreichender Raum in einer Richtung a senkrecht zu der Lenkwelle 507 gesichert werden soll. Deshalb ist ein Aufbau einer Lenksäule vorteilhaft, in dem die Drehverbindung 501 und der Lenkwinkelsensor 505, die bisher innerhalb des Kombinationsschalters 503 angeordnet waren, derart angeordnet sind, dass sie den Kombinationsschalter 503 in einer vertikalen Richtung einschließen, um die Größe A zum Aufnehmen der Instrumente zu reduzieren. Weil sich jedoch ein Drehkörper (nicht gezeigt) wie etwa ein Rücksteller, der zusammen mit einem Lenkrad 511 gedreht wird, durch den Kombinationsschalter 503 erstreckt, um mit einem Drehglied des Lenkwinkelsensors 505 verbunden zu werden, ist die Länge b in einer axialen Richtung länger. Wenn die Länge b des Drehkörpers in der axialen Richtung länger ist, wird eine Differenz in der Winkelgeschwindigkeit (ein Drehfehler) zwischen dem Drehkörper und dem Drehglied stärker, falls eine axiale Abweichung zwischen den beiden Drehmitten des Drehkörpers und des Drehglieds aufgrund von Montagetoleranzen der Instrumente aufgetreten ist. Dadurch ergibt sich das Problem, das die Genauigkeit der in die oben genannten Einrichtungen einzugebenden Signale beeinträchtigt wird.
Die Erfindung nimmt auf die oben beschriebenen Umstände Bezug, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Drehverbindung anzugeben, in der ein Drehfehler zwischen einem Drehkörper und einem Drehglied beseitigt werden kann, obwohl eine axiale Abweichung zwischen dem Drehkörper und dem Drehglied aufgetreten ist.
Ein erster Aspekt der Erfindung gibt eine Drehverbindung an, die umfasst: einen ringförmigen Drehkörper, der um eine Drehwelle herum angeordnet ist und zusammen mit einem Lenkrad gedreht wird; ein Drehglied eines Drehwinkelsensors, das um die Drehwelle herum angeordnet ist; und ein rohrförmiges Gelenk, das um die Lenkwelle herum angeordnet ist und den Drehkörper mit dem Drehglied verbindet; wobei der Drehkörper und das Gelenk über ein erstes Kardangelenk verbunden sind und wobei das Gelenk und das Drehglied über ein zweites Kardangelenk verbunden sind.
Wenn gemäß dem ersten Aspekt eine axiale Abweichung zwischen dem Drehkörper und dem Drehglied auftritt, sind das Drehglied und das Gelenk durch das erste Kardangelenk mit einem bestimmten Schnittwinkel verbunden und sind das Gelenk und das Drehglied durch das zweite Kardangelenk mit einem entgegen gesetzten Schnittwinkel verbunden. Also auch wenn eine axiale Abweichung zwischen dem Drehkörper und dem Drehglied aufgetreten ist, werden die beiden Drehachsen des Drehkörpers und des Drehglieds parallel und wird die Differenz in der Winkelgeschwindigkeit (Drehfehler) gleich null.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das erste Kardangelenk in der Drehverbindung umfasst: gegenüberliegende Wände, die in der Nähe eines Außenumfangs des Drehkörpers an beiden Enden des Drehkörpers in einer diametralen Richtung vorgesehen sind und sich parallel in einer Richtung entlang einer Achse des Drehkörpers erstrecken; Gleitkontaktvorsprünge, die jeweils zwischen den gegenüberliegenden Wänden ausgebildet sind; ein Paar von Klemmteilen, die in einer Endseite des Gelenks an beiden Enden in einer diametralen Richtung vorgesehen sind und jeweils die Gleitkontaktvorsprünge von außen klemmen; und scheibenförmige Teile, die in Nachbarschaft zu den Klemmteilen vorgesehen sind und ausgebildet sind, um zwischen den gegenüberliegenden, parallelen Wänden eingeschlossen zu werden.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird das Paar von Gleitkontaktvorsprüngen, die an dem Außenumfang des Drehkörpers an beiden Enden in der diametralen Richtung vorgesehen sind, zwischen einem Paar von Klemmteilen geklemmt, die an dem einen Ende des Gelenks vorgesehen sind, sodass der Drehkörper und das Gelenk um einen Durchmesser senkrecht zu dem Durchmesser durch das Paar von Gleitkontaktvorsprüngen innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs gedreht werden können. Außerdem werden die scheibenförmigen Teile des Gelenks zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Wänden an dem Drehkörper eingeschlossen, sodass der Drehkörper und das Gelenk um einen Durchmesser durch das Paar von scheibenförmigen Teilen innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs gedreht werden können. Auf diese Weise werden der Drehkörper und das Gelenk, deren zwei Drehmitten einander schneiden, miteinander verbunden, sodass die Drehung übertragen werden kann.
Ein dritter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das zweite Kardangelenk in der Drehverbindung umfasst: Lagerteile, die in dem anderen Ende des Gelenks an beiden Enden in einer diametralen Richtung vorgesehen sind und jeweils parallele Lagerflächen aufweisen, die in einer axialen Richtung des Gelenks ausgeschnitten sind; und ein Paar von Wellenteilen, die an einer Innenumfangsfläche des Drehglieds derart vorgesehen sind, dass sie von beiden Enden in einer diametralen Richtung vorstehen, und ausgebildet sind, um in die Lagerteile einzugreifen.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung greift das Paar von Wellenteilen des Drehglieds in das Paar von Lagerteilen an dem anderen Ende des Gelenks ein, sodass das Gelenk und das Drehglied um einen Durchmesser durch das Paar von Wellenteilen innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs gedreht werden kann. Und weil das Paar von Wellenteilen jeweils relativ zueinander entlang von Lagerflächen der Lagerteile in einander entgegen gesetzten Richtungen in der axialen Richtung gleitet, können das Gelenk und das Drehglied um einen Durchmesser senkrecht zu einem Durchmesser durch das Paar von Wellenteilen innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs gedreht werden. Auf diese Weise werden das Drehglied und das Gelenk, deren beide Drehmitten einander schneiden, miteinander verbunden, sodass eine Drehung übertragen werden kann.
Ein vierter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Gleitkontaktflächen der Gleitkontaktvorsprünge und die Klemmflächen der Klemmteile kugelförmig ausgebildet sind.
Gemäß dem vierten Aspekt können die Gleitkontaktvorsprünge und die Klemmteile glatt gedreht werden, indem ihre kugelförmigen Flächen in einen Gleitkontakt gebracht werden, und zwar sowohl in einer Drehrichtung um den Durchmesser senkrecht zu dem Durchmesser durch das Paar von Gleitkontaktvorsprüngen als auch in einer Drehrichtung um den Durchmesser durch das Paar von Gleitkontaktvorsprüngen.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass in der Drehverbindung eine R-Fläche auf einem Außenumfang jedes der Wellenteile mit einem gleichen Abstand von einem bestimmten Punkt auf der Achse ausgebildet ist, wobei der Wellenteil an der R-Fläche in einen Kontakt mit der Lagerfläche gebracht wird.
Bei dieser Drehverbindung können die Lageflächen der Lagerteile des Gelenks entlang der R-Flächen der Wellenteile gleiten und kann das Gelenk auf dem Innenumfang des Drehglieds in einer Richtung versetzt werden, in der es exzentrisch in Bezug auf die Mitte des Drehglieds wird. Auf diese Weise kann eine Störung während der Verschiebung verhindert werden, die auftritt, wenn die Wellenteile winkelige Stifte oder Stifte mit gleichem Durchmesser sind, wobei es unnötig ist, einen Zwischenraum zur Vermeidung der Störung zu vergrößern.
Bei der Drehverbindung der Erfindung kann ein Drehfehler zwischen dem Drehkörper und dem Drehglied beseitigt werden, auch wenn eine axiale Abweichung zwischen dem Drehkörper und dem Drehglied aufgetreten ist, weil der Drehkörper über das Gelenk mit dem Drehglied verbunden ist, wobei der Drehkörper durch das erste Kardangelenk mit dem Gelenk verbunden ist und wobei gleichzeitig das Gelenk durch das zweite Kardangelenk mit dem Drehglied verbunden ist.
1 ist eine Draufsicht auf eine Drehverbindung gemäß der Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie I-I von 1.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Drehkörpers von unten.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Gelenks.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Lenkwinkelsensors.
7 ist eine vertikale Schnittansicht der Drehverbindung, in der der Drehkörper und ein Drehglied in der Richtung eines Durchmessers durch ein Paar von Gleitkontaktvorsprüngen abweichen.
8 ist eine vertikale Schnittansicht der Drehverbindung, in der der Drehkörper und das Drehglied in der Richtung eines Durchmessers durch ein Paar von Wellenteilen abweichen.
9(a) ist eine vertikale Schnittansicht, die eine axiale Abweichung in einem Vergleichsbeispiel zeigt, in dem der Drehkörper länger ist; und 9(b) ist eine vertikale Schnittansicht, die einen geneigten Zustand des Drehkörpers in dem Vergleichsbeispiel zeigt, in dem der Drehkörper länger ist.
10 ist eine Querschnittansicht, die einen Drehfehler in einem Vergleichsbeispiel zeigt, in dem der Drehkörper und das Drehglied über einen Wellenteil verbunden sind.
11 ist eine Querschnittansicht, die eine Verschiebung in der Richtung einer axialen Abweichung in einem Vergleichsbeispiel zeigt, in dem der Drehkörper und das Drehglied über zwei Wellenteile verbunden sind.
12(a) ist eine vertikale Schnittansicht, die eine axiale Abweichung in der Ausführungsform zeigt; und 12(b) ist eine vertikale Schnittansicht, die einen geneigten Zustand des Drehkörpers in der Ausführungsform zeigt.
13 ist eine Querschnittansicht des Gelenks und des Drehglieds und zeigt eine Verschiebung in der Richtung einer axialen Abweichung in der Ausführungsform.
14(a) ist eine vertikale Schnittansicht in einem Zustand, in dem nur der Drehkörper geneigt ist; 14(b) ist eine vertikale Schnittansicht in einem Zustand, in dem der Drehkörper geneigt ist, während das Drehglied axial nach links abweicht; und 14(c) ist eine vertikale Schnittansicht in einem Zustand, in dem der Drehkörper geneigt ist, während das Drehglied axial nach rechts abweicht.
15(a) ist eine Querschnittansicht des Gelenks und des Drehglieds, wobei die Wellenteile winkelige Stifte sind; und 15(b) ist eine Querschnittansicht des Gelenks und des Drehglieds, wobei R-Flächen an den Wellenteilen ausgebildet sind.
16 ist eine Seitenansicht, die einen Bereich um eine Lenkwelle aus dem Stand der Technik zeigt, in dem verschiedene Instrumente vorgesehen sind.
Im Folgenden wird eine Drehverbindung in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Draufsicht auf eine Drehverbindung gemäß der Erfindung. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie I-I von 1. Und 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1.
Eine Drehverbindung 100 umfasst: einen ringförmigen Drehkörper, der um eine Lenkwelle (nicht gezeigt) herum angeordnet ist und zusammen mit einem Lenkrad (nicht gezeigt) gedreht wird, wobei es sich etwa um einen Rücksteller 11 eines Kombinationsschalters handelt; ein Drehglied 15 eines Lenkwinkelsensors 13, der um die Lenkwelle herum angeordnet ist (siehe 2); und ein rohrförmiges Gelenk 17, das um die Lenkwelle herum angeordnet ist und den Rücksteller 11 mit dem Drehglied 15 verbindet.
Die Drehverbindung 100 ist derart aufgebaut, dass wenn das Lenkrad gedreht wird, auch der Rücksteller 11 gedreht wird, wobei die Drehung des Rückstellers 11 über das Gelenk 17 auf das Drehglied 15 des Lenkwinkelsensors 13 übertragen wird.
Ein Lenkverbindungskabel (nicht gezeigt) ist spiralförmig in einem Raum in einem Gehäuse des Kombinationsschalters aufgenommen, sodass ein Ende zusammen mit dem Rücksteller 11 von einer neutralen Lenkposition aus 2,5 Mal nach rechts und nach links gedreht werden kann.
Das Gelenk 17, das die Drehung des Rückstellers 11 auf den Lenkwinkelsensor 13 überträgt, ist über ein erstes Kardangelenk 19 mit dem Rücksteller 11 verbunden und ist über ein zweites Kardangelenk 21 mit dem Drehglied 15 verbunden. Ein Kardangelenk überträgt eine Drehung zwischen zwei Gliedern, wenn die Drehmittelachsen der zwei Glieder einander innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs schneiden. In dieser Ausführungsform sind die zwei Glieder des ersten Kardangelenks 19 der Rücksteller 11 und das Gelenk 17, während die zwei Glieder des zweiten Kardangelenks 21 das Gelenk 17 und das Drehglied 15 sind.
4 ist eine perspektivische Ansicht des Rückstellers 11 von unten. 5 ist eine perspektivische Ansicht des Gelenks. Und 6 ist eine perspektivische Ansicht des Lenkwinkelsensors.
Das erste Kardangelenk 19 umfasst: gegenüberliegende Wände 25, 25, die in der Nähe eines Außenumfangs des Rückstellers 11 an beiden Enden desselben in einer diametralen Richtung vorgesehen sind und sich parallel in der Richtung c entlang der Achse 23 erstrecken; Gleitkontaktvorsprünge 27, die jeweils zwischen den gegenüberliegenden Wänden 25, 25 ausgebildet sind; ein Paar von Klemmteilen 29, 29, die in einem Endteil des Gelenks 17 an beiden Enden desselben in einer diametralen Richtung vorgesehen sind, um die entsprechenden Gleitkontaktvorsprünge 27, 27 von außen zu klemmen; und scheibenförmige Teile 31, 31, die in Nachbarschaft zu den Klemmteilen 29, 29 ausgebildet sind, um zwischen den gegenüberliegenden Wänden 25, 25 eingeschlossen zu werden.
Die Klemmteile 29 halten den Rücksteller 11 von außen in der diametralen Richtung, wobei die Klemmflächen 29a in einen Gleitkontakt mit den Gleitkontaktflächen 27a der Gleitkontaktvorsprünge 27 gebracht werden. Die scheibenförmigen Teile 31 sind zwischen den gegenüberliegenden Wänden 25, 25 eingeschlossen, wobei ihre Außenumfangsflächen an beiden Enden in der diametralen Richtung in einen Gleitkontakt mit den Innenflächen der gegenüberliegenden Wände 25, 25 gebracht sind. Der Rücksteller 11 und das Gelenk 17 sind also derart miteinander gekoppelt, dass sie sich nicht relativ zueinander drehen.
Die Gleitkontaktflächen 27a der Gleitkontaktvorsprünge 27 und die Klemmflächen 29a der Klemmteile 29, 29 sind kugelförmig ausgebildet. Dementsprechend können die Gleitkontaktvorsprünge 27 und die Klemmteile 29 glatt gedreht werden, weil ihre kugelförmigen Flächen in einen Gleitkontakt miteinander gebracht werden, und zwar sowohl in einer Drehrichtung um einen Durchmesser 35, der senkrecht zu einem Durchmesser 33 durch das Paar von Gleitkontaktvorsprüngen 27, 27 ist, als auch in einer Drehrichtung um den Durchmesser 33 (siehe 4).
Das Kardangelenk 21 umfasst: Lagerteile 41 mit einem Paar von Lagerflächen 39, 39, die in dem Gelenk 17 an der anderen Endseite an beiden Enden in der diametralen Richtung vorgesehen sind und in einer Richtung d entlang einer Achse 37 ausgeschnitten sind; und ein Paar von Wellenteilen 45, 45, die von einer Innenumfangsfläche 43 des Drehglieds 15 an beiden Enden in der diametralen Richtung nach innen vorstehen, um in die entsprechenden Lagerteile 41, 41 einzugreifen.
Wie in 5 gezeigt, sind die Lagerteile 41, 41 an Positionen vorgesehen, die um 90 Grad in der Umfangsrichtung des Gelenks 17 mit Bezug auf die Klemmteile 29, 29 gedreht sind.
Im Folgenden wird der Betrieb der Drehverbindung 100 mit dem oben beschriebenen Aufbau beschrieben.
7 ist eine Schnittansicht der Drehverbindung 100 in einem Zustand, in dem der Rücksteller 11, der ein Drehkörper ist, in Bezug auf das Drehglied 15 in der Richtung des Durchmessers 33 durch das Paar von Gleitkontaktvorsprüngen 27, 27 abweicht.
In dem ersten Kardangelenk 19 wird wie in 7 gezeigt das Paar von Gleitkontaktvorsprüngen 27, 27, die an dem Außenumfang des Rückstellers 11 an beiden Enden in der diametralen Richtung vorgesehen sind, von außen in der radialen Richtung durch das Paar von Klemmteilen 29, 29, die an dem einen Ende des Gelenks 17 vorgesehen sind, geklemmt, sodass der Rücksteller 11 und das Gelenk 171 relativ zueinander innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs um den Durchmesser 25 gedreht werden können, der senkrecht zu dem Durchmesser 33 durch das Paar von Gleitkontaktvorsprüngen 27, 27 ist.
In dem zweiten Kardangelenk 21 greift das Paar von Wellenteilen 45 des Drehglieds 15 in das Paar von Lagerteilen 41 ein, die an dem anderen Ende des Gelenks 17 ausgebildet sind, sodass das Gelenk 17 und das Drehglied 15 um den Durchmesser 47 durch das Paar von Wellenteilen 45, 45 innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs gedreht werden können.
Auf diese Weise kann eine axiale Abweichung zwischen der Achse 23 des Rückstellers 11 und der Achse 49 des Drehglieds 15, das in der Richtung des Durchmessers 33 abweicht, durch eine Neigung des Gelenks 17 absorbiert werden und kann eine Kopplung eines Drehübertragungssystems ohne Differenz in der Winkelgeschwindigkeit (ohne Drehfehler) erzielt werden.
8 ist eine vertikale Schnittansicht der Drehverbindung in einem Zustand, in dem der Rücksteller 11 (der Drehkörper) in Bezug auf das Drehglied 15 in der Richtung des Durchmessers 47 durch das Paar von Wellenteilen 45, 45 abweicht.
In dem ersten Kardangelenk 19 sind die scheibenförmigen Teile 31, 31 des Gelenks 17 zwischen dem Paar von gegenüberliegenden Wänden 25, 25 an dem Rücksteller 11 eingeschlossen, sodass der Rücksteller 11 und das Gelenk 17 um einen Durchmesser 51 durch das Paar von scheibenförmigen Teilen 31, 31 innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs gedreht werden können.
Weiterhin gleitet ein Paar von Wellenteilen 45, 45 des Drehglieds 15 relativ zueinander entlang der Lagerflächen 39, 39 der Lagerteile 41 des Gelenks 17 in entgegen gesetzten Richtungen entlang der Achse 37 (siehe 5), sodass das Gelenk 17 und das Drehglied 15 um einen Durchmesser 53, der senkrecht zu dem Durchmesser 47 durch das Paar von Wellenteilen 45, 45 ist, innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs gedreht werden können.
Auf diese Weise kann eine axiale Abweichung zwischen der Achse 23 des Rückstellers 11 und der Achse 49 des Drehglieds 15, das in der Richtung des Durchmessers 47 abweicht, durch eine Neigung des Gelenks 17 absorbiert werden und kann eine Kopplung eines Drehübertragungssystems ohne Differenz in der Winkelgeschwindigkeit (Drehfehler) erzielt werden.
Im Folgenden wird der Aufbau eines Vergleichsbeispiels beschrieben, in dem das Gelenk 17 einfach länger ausgebildet ist und der oben beschriebene Aufbau nicht vorgesehen ist.
9(a) ist eine vertikale Schnittansicht, die eine axiale Abweichung in einem Vergleichsbeispiel zeigt, in dem der Drehkörper länger ausgebildet ist. 9(b) ist eine vertikale Schnittansicht, die einen geneigten Zustand des Drehkörpers in dem Vergleichsbeispiel zeigt, in dem der Drehkörper länger ausgebildet ist. 10 ist eine Querschnittansicht, die einen Drehfehler in einem Vergleichsbeispiel zeigt, in dem der Drehkörper und das Drehglied durch einen Wellenteil gekoppelt sind. Und 11 ist eine Querschnittansicht, die eine Verschiebung in der Richtung einer axialen Abweichung in einem Vergleichsbeispiel zeigt, in dem der Drehkörper und das Drehglied durch zwei Wellenteile verbunden sind.
Wenn wie in 9 gezeigt der Rücksteller 11 und der Lenkwinkelsensor 13 durch einen Wellenteil 45A (siehe 10) miteinander verbunden sind, wobei nur ein langes Gelenk 17A, aber kein erstes Kardangelenk 19 und kein zweites Kardangelenk 21 vorgesehen sind, und eine axiale Abweichung zwischen dem Rücksteller 11 und dem Drehglied 15 wie in 9(a) gezeigt auftritt oder der Rücksteller 11 wie in 9(c) gezeigt geneigt ist, kann der Rücksteller 11 innerhalb des Drehglieds 15 des Lenkwinkelsensors 13 verschoben werden und kann ein Winkelfehler δθ (in diesem Fall ungefähr 2°) zwischen dem Rücksteller 11 und dem Drehglied 15 wie in 10 gezeigt erzeugt werden.
Und wenn der Rücksteller 11 durch die zwei Wellenteile 45B, 45B wie in 11 gezeigt gehalten wird, wird eine Verschiebung des Rückstellers 11 innerhalb des Drehglieds 15 beschränkt, sodass kein Winkelfehler auftritt. Weil jedoch die axiale Abweichung nicht absorbiert werden kann, besteht die Gefahr, dass eine Abweichungsabrasion 55, ein anormales Drehmoment und störende Geräusche auftreten können.
12(a) ist eine vertikale Schnittansicht, die eine axiale Abweichung in der Ausführungsform zeigt. 12(b) ist eine vertikale Schnittansicht, die einen geneigten Zustand des Drehkörpers zeigt. Und 13 ist eine Querschnittansicht des Gelenks und des Drehglieds und zeigt eine Verschiebung in der Richtung einer axialen Abweichung in der Ausführungsform.
Wenn im Gegensatz zu den oben beschriebenen Vergleichsbeispielen in der Drehverbindung 100 der Ausführungsform mit dem ersten Kardangelenk 19 und dem zweiten Kardangelenk 21 eine axiale Abweichung zwischen dem Rücksteller 11 und dem Drehglied 15 wie in 12(a) gezeigt auftritt, wird die axiale Abweichung durch eine Neigung des Gelenks 17 absorbiert und werden die Drehachsen auf einer Antriebsseite (Rücksteller 11) und auf einer angetriebenen Seite (Drehglied 15) parallel. Auf diese Weise werden das Gelenk 17 und das Drehglied 15 wie in 13 gezeigt koaxial angeordnet und wird die Differenz in der Winkelgeschwindigkeit (der Drehfehler) gleich null.
Wenn weiterhin der Rücksteller 11 wie in 12(b) gezeigt geneigt ist, wird die Neigung des Rückstellers 11 durch die relative Neigung des Gelenks 17 absorbiert und tritt keine Verschiebung aufgrund einer Neigung des Rückstellers 11 wie in 9(b) gezeigt auf. Weil sich jedoch die Drehachsen auf der Antriebsseite und auf der angetriebenen Seite mit einem Schnittwinkel schneiden, tritt eine Differenz in der Winkelgeschwindigkeit (ein Drehfehler) zwischen den zwei Drehachsen auf, wobei dieser Fehler aber sehr klein ist (der Fehler des Drehwinkels beträgt ±0,00152° bei einer Neigung des Rückstellers 11 von 0,59°).
Weil wie oben beschrieben die Drehverbindung 100 mit dem ersten Kardangelenk 19 und dem zweiten Kardangelenk 21 versehen ist, wirkt sich nur die Neigung der Antriebswelle (des Rückstellers 11) oder der angetriebenen Welle (des Drehglieds 15 des Drehwinkelsensors 13) auf den Drehwinkelfehler aus.
Bei der Montage der Drehverbindung 100 wird angenommen, dass die Neigung der Antriebswelle oder der angetriebenen Welle und eine axiale Abweichung zwischen der Antriebswelle und der angetriebenen Welle kombiniert werden. Im Folgenden wird ein Beispiel für Operationen zum Absorbieren dieser Neigung und der axialen Abweichung in der Drehverbindung 100 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
14(a) ist eine vertikale Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem nur der Drehkörper geneigt ist. 14(b) ist eine vertikale Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Drehkörper geneigt ist und das Drehglied nach links abweicht. Und 14(c) ist eine vertikale Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Drehkörper geneigt ist und das Drehglied nach rechts abweicht.
In 9(a) wird ein Fall gezeigt, in dem nur der Rücksteller 11 in der Richtung der Pfeilmarkierung e geneigt ist und der Schnittwinkel zwischen der Antriebswelle und der angetriebenen Welle 0,59° beträgt.
Wenn der Rücksteller 11 mit 0,04° geneigt ist und der Lenkwinkelsensor 13 wie in 14(b) gezeigt um 0,55° nach links verschoben ist, beträgt der Schnittwinkel zwischen der Antriebswelle und der angetriebenen Welle 0,04° + 0,55° = 0,59°.
Wenn weiterhin der Rücksteller 11 wie in 14(c) gezeigt um 1,94° geneigt ist und der Lenkwinkelsensor 13 um 1,35° nach rechts verschoben ist, beträgt der Schnittwinkel zwischen der Antriebswelle und der angetriebenen Welle 1,94° – 1,35° = 0,59°.
15(a) ist eine Querschnittansicht des Gelenks und des Drehglieds, wobei die Wellenteile winkelige Stifte sind. Und 15(b) ist eine Querschnittansicht des Gelenks und des Drehglieds, wobei R-Flächen an den Wellenteilen ausgebildet sind.
Wie in 15(b) gezeigt, ist in der Drehverbindung 100 eine R-Fläche (eine ringförmige Kugelfläche) 61 an einem Außenumfang jedes der Wellenteile 45 mit einem gleichen Abstand von einem bestimmten Punkt 59 auf einer Achse 57 des Wellenteils 45 ausgebildet. Der Wellenteil 45 ist an dieser R-Fläche 61 in Kontakt mit den Lagerflächen 39, 39.
Wenn die Wellenteile zum Beispiel wie in 15(a) gezeigt Stifte 45C mit gleichen Durchmessern sind, ist eine Verschiebung des Gelenks 17 durch das Auftreten einer Störung 63 in einem Innenumfangsraum des Drehglieds 15 um einen der Wellenteile 45 herum beschränkt. Dementsprechend muss ein Freiraum an dem anderen Lagerteil 41 vergrößert werden, was zu dem Drehwinkelfehler beiträgt.
Bei der Drehverbindung 100 dagegen können die Lagerflächen 39 der Lagerteile 41 des Gelenks entlang der R-Flächen 61 der Wellenteile 45, 45 wie in 15(b) gezeigt gleiten und kann das Gelenk 17 an einem Innenumfang des Drehglieds 15 in der Richtung verschoben werden, in der es exzentrisch in Bezug auf die Mitte des Drehglieds wird. Auf diese Weise kann die Störung 63 während der Verschiebung beseitigt werden, die ansonsten auftritt, wenn die Wellenteile 45 winkelige Stifte oder Stifte 45C mit gleichen Durchmessern sind. Deshalb ist es nicht erforderlich, den Freiraum zur Vermeidung einer Störung zu vergrößern, und kann das Auftreten eines Drehwinkelfehlers verhindert werden.
Wenn wie oben beschrieben in der Drehverbindung 100 eine axiale Abweichung zwischen dem Rücksteller 11 und dem Drehglied 15 auftritt, werden der Rücksteller 11 und das Gelenk 17 durch das erste Kardangelenk 19 mit einem bestimmten Schnittwinkel verbunden und werden das Gelenk 17 und das Drehglied 15 durch das zweite Kardangelenk 21 mit einem entgegen gesetzten Schnittwinkel verbunden. Obwohl also eine axiale Abweichung auftritt, werden die beiden Drehachsen des Rückstellers 11 und des Drehglieds 15 parallel und wird eine Differenz in der Winkelgeschwindigkeit (ein Drehfehler) gleich null.
Bei der oben beschriebenen Drehverbindung 100 kann also ein Drehfehler zwischen dem Rücksteller 11 und dem Drehglied 15 verhindert werden, obwohl eine axiale Abweichung zwischen dem Rücksteller 11 und dem Drehglied 15 aufgetreten ist, weil der Rücksteller 11 über das Gelenk 17 mit dem Drehglied 15 gekoppelt ist, wobei der Rücksteller 11 über das erste Kardangelenk 19 mit dem Gelenk 17 verbunden ist und wobei das Gelenk 17 über das zweite Kardangelenk 21 mit dem Drehglied 15 verbunden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2003-212129 A [0003]

Claims

Drehverbindung, die umfasst: einen ringförmigen Drehkörper (11), der um eine Lenkwelle herum angeordnet ist und zusammen mit einem Lenkrad gedreht wird, ein Drehglied (15) eines Drehwinkelsensors, das um die Drehwelle herum angeordnet ist, und ein rohrförmiges Gelenk (17), das um die Lenkwelle herum angeordnet ist und den Drehkörper (11) mit dem Drehglied (15) verbindet, wobei der Drehkörper (11) und das Gelenk (17) über ein erstes Kardangelenk (19) verbunden sind und wobei das Gelenk (17) und das Drehglied (15) über ein zweites Kardangelenk (21) verbunden sind.
Drehverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kardangelenk (19) umfasst: gegenüberliegende Wände (25), die in der Nähe eines Außenumfangs des Drehkörpers (11) an beiden Enden des Drehkörpers (11) in einer diametralen Richtung vorgesehen sind und sich parallel in einer Richtung entlang einer Achse des Drehkörpers (11) erstrecken, Gleitkontaktvorsprünge (27), die jeweils zwischen den gegenüberliegenden Wänden (25) ausgebildet sind, ein Paar von Klemmteilen (29), die in einer Endseite des Gelenks (17) an beiden Enden in einer diametralen Richtung vorgesehen sind und jeweils die Gleitkontaktvorsprünge (27) von außen klemmen, und scheibenförmige Teile (31), die in Nachbarschaft zu den Klemmteilen (29) vorgesehen sind und ausgebildet sind, um zwischen den gegenüberliegenden, parallelen Wänden (25) eingeschlossen zu werden.
Drehverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kardangelenk (21) umfasst: Lagerteile (41), die in dem anderen Ende des Gelenks (17) an beiden Enden in einer diametralen Richtung vorgesehen sind und jeweils parallele Lagerflächen (39) aufweisen, die in einer axialen Richtung des Gelenks (17) ausgeschnitten sind, und ein Paar von Wellenteilen (45), die an einer Innenumfangsfläche des Drehglieds (15) derart vorgesehen sind, dass sie von beiden Enden in einer diametralen Richtung vorstehen, und ausgebildet sind, um in die Lagerteile (41) einzugreifen.
Drehverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Gleitkontaktflächen (27a) der Gleitkontaktvorsprünge (27) und Klemmflächen (29a) der Klemmteile (29) kugelförmig ausgebildet sind.
Drehverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Gleitkontaktflächen (27a) der Gleitkontaktvorsprünge (27) und Klemmflächen (29a) der Klemmteile (29) kugelförmig ausgebildet sind.
Drehverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: eine R-Fläche (61) an einem Außenumfang jedes der Wellenteile (45) mit einem gleichen Abstand von einem bestimmten Punkt auf der Achse ausgebildet ist, und der Wellenteil (45) an der R-Fläche (61) in einen Kontakt mit der Lagerfläche (39) gebracht wird.