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QUERVERWEIS AUF EINE DAMIT IN BEZIEHUNG STEHENDE PATENTANMELDUNG
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Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht gemäß 35 U.S.C. §119(a) die Priorität und den Nutzen aus der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2011-0129646 , eingereicht am 6. Dezember 2011, die hiermit durch Erwähnung in ihrer Gesamtheit für alle Zwecke Bestandteil der vorliegenden Anmeldung wird, so als ob sie hier vollständig dargelegt wäre.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Ritzel-Sensor-Baugruppe, eine Ritzel-Sensor-Abdeckungs-Baugruppe und eine damit ausgestattete elektrische Servolenkungsvorrichtung, die einen Messfehler reduzieren können, der durch eine Anhäufung von Montagefehlern von Bauteilen bewirkt wird, wenn ein Drehmomentsensor und ein benachbartes Element zusammengebaut werden, wodurch eine Fehlfunktion verhindert wird und die Zusammenbaubarkeit verbessert wird.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Allgemein wurde und wird bis heute typischerweise eine hydraulische Servolenkungsvorrichtung, die eine hydraulische Kraft einer Hydraulikpumpe verwendet, als eine Servolenkungsvorrichtung für ein Fahrzeug verwendet. Aber in letzter Zeit wird eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, die einen Elektromotor benutzt, allmählich immer populärer.
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Eine gewöhnliche elektrische Servolenkungsvorrichtung weist ein Lenksystem, das sich ausgehend von einem Lenkrad zu Fahrzeugrädern auf gegenüberliegenden Seiten erstreckt, und einen Hilfskraftmechanismus zum Zuführen einer Lenkhilfskraft zu dem Lenksystem auf.
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Der Hilfskraftmechanismus weist Folgendes auf: einen Drehmomentsensor, der zum Messen eines Lenkdrehmoments, das von einem Fahrer an das Lenkrad angelegt wird, und zum Ausgeben eines elektrischen Signals, das proportional zu dem gemessenen Lenkdrehmoment ist, konfiguriert ist; ein elektronisches Steuergerät (ECU; electronic control unit), das zum Erzeugen eines Steuersignals auf der Basis des von dem Drehmomentsensor übertragenen elektrischen Signals konfiguriert ist; einen Motor (Elektromotor), der zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft auf der Basis des von dem ECU übertragenen Steuersignals konfiguriert ist; und eine Kraftübertragungsvorrichtung vom Riementyp, die zum Übertragen der von dem Motor erzeugten Hilfskraft zu einem Zahnstangenstab durch einen Riemen konfiguriert ist.
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1 ist eine teilweise im Querschnitt dargestellte Ansicht, die schematisch eine Servolenkungsvorrichtung vom zahnstangenantreibenden Typ in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik veranschaulicht, und 2a und 2b sind eine Querschnittansicht und eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die schematisch einen Teil der Servolenkungsvorrichtung vom zahnstangenantreibenden Typ des Standes der Technik veranschaulichen.
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Wie in den Zeichnungen veranschaulicht ist, weist die Servolenkungsvorrichtung vom zahnstangenantreibenden Typ in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik Folgendes auf: einen Zahnstangenstab 140, der sich in einer Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt und ein Zahnstangengetriebe auf einer Seite der äußeren umfangsseitigen Oberfläche davon aufweist; eine Ritzelwelle 110, die mit einem Ritzelgetriebe versehen ist, das mit dem Zahnstangengetriebe in Eingriff steht; eine Kugelmutter 210, die mit einer äußeren umfangsseitigen Schraubennut 145 über Kugeln 220 in Eingriff steht; eine Übertragungsvorrichtung 160 vom Riementyp, die dafür konfiguriert ist, die Kugelmutter 210 und eine Motorspindel 155 miteinander zu verbinden; und einen Motor (Elektromotor) 150.
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Die Ritzelwelle 110 ist mit dem Lenkrad durch eine Lenkspindel verbunden, und der Zahnstangenstab 140, der mit der äußeren umfangsseitigen Schraubennut 145 mit einer vorbestimmten Länge auf einer Seite des äußeren Umfangs davon ausgebildet ist, ist in einem Zahnstangengehäuse 120 aufgenommen.
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Die Übertragungsvorrichtung 160 vom Riementyp weist einen Riemen auf, um die Motorspindel 155 und die Kugelmutter 210 miteinander zu verbinden, und überträgt die Lenkhilfskraft, die von dem Motor 150 proportional zu dem Lenkdrehmoment erzeugt wird, das an das Lenkrad angelegt wird, zu dem Zahnstangenstab 140 durch die Kugelmutter 210.
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Die Servolenkungsvorrichtung vom zahnstangenantreibenden Typ des Standes der Technik, wie sie in 2a und 2b veranschaulicht ist, weist Folgendes auf: einen Zahnstangenstab 140, der mit einer umfangsseitigen Schraubennut 145 auf dem äußeren Umfang davon versehen ist; eine Kugelmutter 210, die einen Zwischenpfad 215 aufweist; Kugeln 220, die durch eine Rollbewegung bewegt werden können, während sie sich in Kontakt mit der äußeren umfangsseitigen Schraubennut 145 des Zahnstangenstabs 140 und dem Zwischenpfad 215 befinden, wobei die Kugeln 220 durch den Zwischenpfad 215 zirkuliert werden; und eine Endkappe 230, die an einem Ende der Kugelmutter 210 angebracht ist.
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Die Servolenkungsvorrichtung vom zahnstangenantreibenden Typ bewirkt, dass der Zahnstangenstab 140 gleitend verschoben wird, wenn die Kugeln 220 durch eine Rollbewegung bewegt werden, während sie sich in Kontakt mit der äußeren umfangsseitigen Schraubennut 145 des Zahnstangenstabs 140 und der inneren umfangsseitigen Schraubenumfangsnut der Kugelmutter 210 befinden.
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Außerdem werden eine Ritzelwelle 110 und ein Drehmomentsensor 239 mit dem Zahnstangengehäuse 120 gekoppelt, und ein Steckverbinder 241 eines Kabelsatzes 243, der durch eine Seite des Zahnstangengehäuses 120 eingeführt wird, wird mit dem Drehmomentsensor 239 gekoppelt, und dann wird ein Lager 237 mit der Ritzelwelle 110 gekoppelt.
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Wenn die Ritzelwelle 110 und der Drehmomentsensor 239 mit dem Zahnstangengehäuse 120 auf diese Weise gekoppelt sind, wird eine Zahnstangengehäuseabdeckung 235, mit deren Oberseite ein Abdichtelement 245 gekoppelt ist, mit dem Zahnstangengehäuse 120 durch Befestigungselemente gekoppelt, wodurch das Zusammenbauen fertig gestellt wird.
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Aber eine solche herkömmliche elektrische Servolenkungsvorrichtung hat Probleme dahingehend, dass aufgrund einer Anzahl von Bauelementen die Montageschritte zunehmen, wodurch wiederum die Herstellungskosten erhöht werden, und dass aufgrund der Anhäufung von Montagefehlern vieler Bauelemente ein Fehler beim Messen einer Drehmomentänderung auftreten kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung geschaffen worden, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, die im Stand der Technik auftreten, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Ritzel-Sensor-Baugruppe, eine Ritzel-Sensor-Abdeckungs-Baugruppe und eine mit diesen ausgestattete elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, die einen Messfehler reduzieren können, der durch eine Anhäufung von Montagefehlern von Bauteilen verursacht wird, wenn ein Drehmomentsensor und ein benachbartes Element zusammengebaut werden, wodurch eine Fehlfunktion verhindert wird und die Zusammenbaubarkeit verbessert wird.
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Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist in Übereinstimmung mit einer ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Ritzel-Sensor-Baugruppe bereitgestellt, die Folgendes aufweist: eine Eingangswelle, die mit einer Lenkspindel verbunden wird; eine Ritzelwelle, deren Oberseite mit der Eingangswelle gekoppelt ist und deren Unterseite in ein Zahnstangengehäuse so eingeführt wird, dass sie mit einem Zahnstangenstab in Eingriff gebracht wird; und einen Drehmomentsensor, der mit einem Kabelsatzsteckverbinder versehen ist, wobei die Eingangswelle und die Ritzelwelle axial durch den Drehmomentsensor eingeführt sind und mit diesem gekoppelt sind.
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In Übereinstimmung mit einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Ritzel-Sensor-Abdeckungs-Baugruppe bereitgestellt, die eine Ritzel-Sensor-Baugruppe und eine Abdeckungsbaugruppe aufweist.
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Die Ritzel-Sensor-Baugruppe weist Folgendes auf: eine Eingangswelle, die mit einer Lenkspindel verbunden wird; eine Ritzelwelle, deren Oberseite mit der Eingangswelle gekoppelt ist und deren Unterseite in ein Zahnstangengehäuse so eingeführt wird, dass sie mit einem Zahnstangenstab in Eingriff gebracht wird; und einen Drehmomentsensor, der mit einem Kabelsatzsteckverbinder versehen ist, wobei die Eingangswelle und die Ritzelwelle axial durch den Drehmomentsensor eingeführt sind und mit diesem gekoppelt sind. Die Abdeckungsbaugruppe weist Folgendes auf: eine Abdeckung, die mit einer Durchgangsbohrung, durch die die Eingangswelle eingeführt ist, in der Oberseite davon und mit einem Raum, der geöffnet ist, um den Drehmomentsensor unterzubringen, in der Unterseite davon ausgebildet ist, wobei die Abdeckung mit einer Befestigungseinheit an einer Seite davon versehen ist, um ein Kabel zu fixieren, das mit dem Kabelsatzsteckverbinder verbunden ist; ein Abdichtelement, das mit der Innenseite der Durchgangsbohrung der Abdeckung gekoppelt ist und dicht mit dem äußeren Umfang der Eingangswelle in Kontakt steht, um das Einführen von Fremdkörpern oder Fremdstoffen von der Außenseite her zu verhindern; und ein Stützelement, das mit der Innenseite der Durchgangsbohrung der Abdeckung gekoppelt ist, um die Rotation der Eingangswelle abzustützen.
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In Übereinstimmung mit einer dritten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Ritzel-Sensor-Baugruppe, eine Abdeckungsbaugruppe und ein Zahnstangengehäuse aufweist. Die Ritzel-Sensor-Baugruppe weist Folgendes auf: eine Eingangswelle, die mit einer Lenkspindel verbunden wird; eine Ritzelwelle, deren Oberseite mit der Eingangswelle gekoppelt ist und deren Unterseite in ein Zahnstangengehäuse so eingeführt ist, dass sie mit einem Zahnstangenstab in Eingriff steht; und einen Drehmomentsensor, der mit einem Kabelsatzsteckverbinder versehen ist, wobei die Eingangswelle und die Ritzelwelle axial durch den Drehmomentsensor eingeführt sind und mit diesem gekoppelt sind. Die Abdeckungsbaugruppe weist Folgendes auf: eine Abdeckung, die mit einer Durchgangsbohrung, durch die die Eingangswelle eingeführt ist, in der Oberseite davon und mit einem Raum, der geöffnet ist, um den Drehmomentsensor unterzubringen, in der Unterseite davon ausgebildet ist, wobei die Abdeckung mit einer Befestigungseinheit an einer Seite davon versehen ist, um ein Kabel zu fixieren, das mit dem Kabelsatzsteckverbinder verbunden ist; ein Abdichtelement, das mit der Innenseite der Durchgangsbohrung der Abdeckung gekoppelt ist und dicht mit dem äußeren Umfang der Eingangswelle in Kontakt steht, um das Einführen von Fremdkörpern oder Fremdstoffen von der Außenseite her zu verhindern; und ein Stützelement, das mit der Innenseite der Durchgangsbohrung der Abdeckung gekoppelt ist, um die Rotation der Eingangswelle abzustützen. Das Zahnstangengehäuse weist auf einer Seite davon Folgendes auf: eine Auflagefläche, auf der der Drehmomentsensor aufliegt; ein Abdeckungskopplungsteil, das um den äußeren Umfang der Auflagefläche herum gebildet ist, wobei die Abdeckung mit dem Abdeckungskopplungsteil gekoppelt ist; und ein Ritzelkopplungsteil, das in der Innenseite der Auflagefläche gebildet ist und mit einer Wellenbohrung ausgebildet ist, in die die Ritzelwelle eingeführt ist; und das Zahnstangengehäuse weist auf der anderen Seite davon Folgendes auf: ein Kraftunterstützungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es von einem elektronischen Steuergerät entsprechend dem von dem Drehmomentsensor gemessenen Drehmomentwert gesteuert wird.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, ist es möglich, einen Messfehler zu reduzieren, der durch eine Anhäufung von Montagefehlern von Bauelementen verursacht wird, wenn ein Drehmomentsensor und ein benachbartes Element zusammengebaut werden, wodurch eine Fehlfunktion verhindert wird, und ist es möglich, die Zusammenbaubarkeit zu verbessern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, ersichtlicher, in denen:
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1 eine teilweise im Querschnitt dargestellte Ansicht ist, die eine Servolenkungsvorrichtung vom zahnstangenantreibenden Typ in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik schematisch veranschaulicht;
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2a und 2b eine Querschnittansicht und eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht sind, die einen Teil der Servolenkungsvorrichtung vom zahnstangenantreibenden Typ des Standes der Technik schematisch veranschaulichen;
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3 und 4 eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittansicht sind, die jeweils eine Ritzel-Sensor-Baugruppe in Übereinstimmung mit einer ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
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5 und 6 eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittansicht sind, die jeweils eine Abdeckungsbaugruppe in einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
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7 bis 9 eine perspektivische Ansicht, eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht und eine Querschnittansicht sind, die jeweils eine Ritzel-Sensor-Abdeckungs-Baugruppe in Übereinstimmung mit der zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen; und
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10 und 11 perspektivische Ansichten sind, die jeweils ein Zahnstangengehäuse und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In der nachfolgenden Beschreibung werden die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, obwohl sie in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind. Des Weiteren wird in der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung eine ausführliche Beschreibung von bekannten Funktionen und Konfigurationen, die hier eingegliedert sind, weggelassen werden, wenn dies den Gegenstand der vorliegenden Erfindung eher undeutlich machen würde.
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Außerdem können Termini wie etwa ein erster, ein zweiter, A, B, (a), (b) oder dergleichen hier verwendet werden, wenn Komponenten der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Keine dieser Terminologien wird verwendet, um eine Essenz, eine Reihenfolge oder eine Sequenz einer entsprechenden Komponente zu definieren, sondern wird lediglich zur Unterscheidung der entsprechenden Komponente von einer oder mehreren anderen Komponenten verwendet. Es sollte angemerkt werden, dass dann, wenn in der Beschreibung beschrieben wird, dass eine Komponente mit einer anderen Komponente „verbunden”, „gekoppelt” oder „zusammengefügt” ist, eine dritte Komponente zwischen den ersten und zweiten Komponenten „angeschlossen” bzw. „verbunden”, „gekoppelt” und damit „zusammengefügt” sein kann, obwohl die erste Komponente direkt mit der zweiten Komponente verbunden, gekoppelt oder zusammengefügt sein kann.
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3 und 4 sind eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittansicht, die jeweils eine Ritzel-Sensor-Baugruppe in Übereinstimmung mit einer ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, 5 und 6 sind eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittansicht, die jeweils eine Abdeckungsbaugruppe in einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, 7 bis 9 sind eine perspektivische Ansicht, eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht und eine Querschnittansicht, die jeweils eine Ritzel-Sensor-Abdeckungs-Baugruppe in Übereinstimmung mit der zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, und 10 und 11 sind perspektivische Ansichten, die jeweils ein Zahnstangengehäuse und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
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Unter Bezugnahme auf 3 und 4 weist die Ritzel-Sensor-Baugruppe 310 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: eine Eingangswelle 301, die mit einer Lenkspindel verbunden wird; eine Ritzelwelle 305, deren Oberseite mit der Eingangswelle 301 gekoppelt ist und deren Unterseite in das Zahnstangengehäuse 340 so eingeführt wird, dass sie mit einem Zahnstangenstab in Eingriff gebracht wird; und einen Drehmomentsensor 303, der mit einem Kabelsatzsteckverbinder 303d versehen ist, wobei die Eingangswelle 301 und die Ritzelwelle 305 mit dem Drehmomentsensor gekoppelt sind, indem sie axial durch den zentralen Teil des Drehmomentsensors 303 eingeführt sind.
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Die Eingangswelle 301 ist dafür konfiguriert, dass sie mit der Lenkspindel verbunden wird, die in Kooperation mit dem Lenkrad gedreht wird, wenn ein Fahrer das Lenkrad betätigt, und dass sie die Kraft, mit der der Fahrer das Lenkrad betätigt, auf die Ritzelwelle 305 überträgt, und die Ritzelwelle 305 verschiebt den Zahnstangenstab gleitend, weil die Ritzelwelle 305 so konfiguriert ist, dass die Oberseite davon mit der Eingangswelle 301 gekoppelt wird und die Unterseite in das Zahnstangengehäuse 340 so eingeführt wird, dass das Ritzelgetriebe 305a mit dem Zahnstangenstab in Eingriff steht.
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Der Drehmomentsensor 303 ist dafür konfiguriert, dass er mit der Eingangswelle 301 und der Ritzelwelle 305 gekoppelt wird, um die Kraft, mit der der Fahrer das Lenkrad betätigt, als einen Drehmomentwert zu messen, und um eine Lenkhilfskraft entsprechend dem gemessenen Drehmomentwert durch den Motor bereitzustellen.
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Dementsprechend werden die Eingangswelle 301 und die Ritzelwelle 305 durch den zentralen Teil des Drehmomentsensors 303 eingeführt und mit diesem gekoppelt, wobei die Eingangswelle 301 und die Ritzelwelle 305 miteinander so gekoppelt werden, dass sie koaxial ausgerichtet sind, das obere Ende der Eingangswelle 301 mit dem Lenkrad (siehe Bezugszeichen 101 in 1) durch eine obere Lenkspindel verbunden wird und das untere Ende der Eingangswelle 301 in die Ritzelwelle 305 mit Presssitz eingeführt bzw. eingepresst wird, um die Lenkkraft des Lenkrads zu übertragen.
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Hier wird ein Torsionsstab 302 in die Eingangswelle 301 und die Ritzelwelle 305 mit Presssitz eingeführt bzw. eingepresst und dann durch Stifte fixiert. Dementsprechend wird, wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, die Eingangswelle 301, die mit dem Lenkrad verbunden ist, gedreht, und die Ritzelwelle 305, die mit der Eingangswelle 301 über den Torsionsstab 302 verbunden ist, wird in Kooperation damit gedreht.
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An diesem Zeitpunkt wird, wenn eine Torsion zwischen der Eingangswelle 301 und der Ritzelwelle 305 auftritt, ein Unterschied im Rotationswinkel zwischen der Ritzelwelle 305 und der Eingangswelle 301 verursacht, und wenn der Unterschied in dem Rotationswinkel verursacht wird, misst der Drehmomentsensor 303 das Drehmoment als eine Änderung von magnetischen Flüssen.
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Der Drehmomentsensor 303 ist mit einem Kabelsatzsteckverbinder 303d versehen, um den gemessenen Drehmomentwert zu dem ECU zu übertragen, und ist auch mit einem ersten Zylinderteil 303a, in das die Eingangswelle 301 eingeführt ist, und einem zweiten Zylinderteil 303b versehen, in das die Ritzelwelle 305 eingeführt ist.
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Das heißt, um den Unterschied in dem Rotationswinkel zu messen, der durch die Torsion der Eingangswelle 301 und der Ritzelwelle 305 bedingt ist, ist der Drehmomentsensor 303 mit dem ersten Zylinderteil 303a und dem zweiten Zylinderteil 303b versehen, wobei das erste Zylinderteil 303a mit der Oberseite des Drehmomentsensors 303 so gekoppelt ist, dass der äußere Umfang der Eingangswelle 301 in das erste Zylinderteil 303a eingeführt ist, und das zweite Zylinderteil 303b mit der Unterseite des Drehmomentsensors 303 so gekoppelt ist, dass der äußere Umfang der Ritzelwelle 305 in das zweite Zylinderteil 303b eingeführt ist.
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Außerdem ist die Eingangswelle 301 mit einem ersten Auflageteil 302a versehen, das diametral an dem äußeren umfangsseitigen Abschnitt der Unterseite vorsteht, so dass ein terminales Ende des ersten Zylinderteils 303a von dem ersten Auflageteil 302a abgestützt wird und mit diesem gekoppelt ist, und ist die Ritzelwelle 305 mit einem zweiten Auflageteil 305b versehen, das diametral an dem äußeren umfangsseitigen Abschnitt der Oberseite vorsteht, so dass ein terminales Ende des zweiten Zylinderteils 305b von dem zweiten Auflageteil 305b abgestützt wird und mit diesem gekoppelt ist.
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Folglich wird, wenn die Eingangswelle 301 gedreht wird, das erste Zylinderteil 303a zusammen mit der Eingangswelle 301 gedreht, und wird, wenn die Ritzelwelle 305 gedreht wird, das zweite Zylinderteil 303b zusammen mit der Ritzelwelle 305 gedreht. Infolgedessen kann der Drehmomentsensor 303 den durch die Torsion der Ritzelwelle 301 und der Ritzelwelle 305 bedingten Rotationswinkelunterschied messen.
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In der Zwischenzeit ist der Drehmomentsensor 303 mit einem sich diametral erstreckenden Stützteil 303c ausgebildet und der Kabelsatzsteckverbinder 303d ragt axial nach oben an einem Ende der Oberseite des Stützteils 303c vor. Somit kann die Richtung des Kabelsatzes fixiert werden, wenn ein Kabelsatzsteckverbinder 303d in einem internen leeren Raum einer Abdeckung 320a untergebracht wird, die später noch beschrieben werden wird.
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Unter Bezugnahme auf 5 bis 9 weist die Ritzel-Sensor-Abdeckungs-Baugruppe 330 in Übereinstimmung mit der zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Ritzel-Sensor-Baugruppe 310 und eine Abdeckungsbaugruppe 320 auf. Die Ritzel-Sensor-Baugruppe 310 weist Folgendes auf: eine Eingangswelle 301, die mit einer Lenkspindel verbunden wird; eine Ritzelwelle 305, deren Oberseite mit der Eingangswelle 301 gekoppelt ist und deren Unterseite in ein Zahnstangengehäuse 340 so eingeführt wird, dass es mit einem Zahnstangenstab in Eingriff gebracht wird; einen Drehmomentsensor 303, der mit einem Kabelsatzsteckverbinder 303d versehen ist, wobei die Eingangswelle 301 und die Ritzelwelle 305 durch den zentralen Teil des Drehmomentsensors 303 eingeführt sind und mit diesem gekoppelt sind. Die Abdeckungsbaugruppe 320 weist Folgendes auf: eine Abdeckung 320a, die mit einer Durchgangsbohrung 323 in der Oberseite davon und mit einem geöffneten Raum in der Unterseite davon ausgebildet ist, wobei die Eingangswelle 301 durch die Durchgangsbohrung 323 eingeführt ist und der Drehmomentsensor 303 in dem geöffneten Raum untergebracht ist, wobei die Abdeckung 320a mit einer Befestigungseinheit 321 an einer Seite davon versehen ist, um ein Kabel zu fixieren, das mit dem Kabelsatzsteckverbinder 303a verbunden ist; ein Abdichtelement 325, das mit der Innenseite der Durchgangsbohrung 323 der Abdeckung 320a gekoppelt ist und dicht mit dem äußeren Umfang der Eingangswelle 310 in Kontakt steht, um das Einführen von Fremdkörpern und Fremdstoffen von der Außenseite her zu verhindern; und ein Stützelement 327, das mit der Innenseite der Durchgangsbohrung 323 der Abdeckung 320a gekoppelt ist, um die Rotation der Eingangswelle 301 abzustützen.
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Hier wird, weil die Ritzel-Sensor-Baugruppe 310 die gleiche wie die der ersten exemplarischen Ausführungsform ist, die Beschreibung davon weggelassen.
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Die Abdeckungsbaugruppe 320, die mit der Ritzel-Sensor-Baugruppe 310 gekoppelt ist, weist die Abdeckung 320a, das Abdichtelement 325 und das Stützelement 327 auf, wobei die Abdeckung 320a so konfiguriert ist, dass die Abdeckung 320a den Drehmomentsensor 303 umschließt, und die Eingangswelle 301 und die Ritzelwelle 305 erstrecken sich durch die Abdeckung 320a.
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Das heißt, auf der Oberseite der Abdeckung 320a ist die Durchgangsbohrung 232 gebildet, durch die sich die Eingangswelle 301 erstreckt, und auf der Unterseite davon ist der geöffnete leere Raum gebildet, um den Drehmomentsensor 303 unterzubringen, wobei auf einer Seite der Abdeckung 320a die Befestigungseinheit 321 gebildet ist, um einen Stecker zu fixieren, der mit dem Kabelsatzsteckverbinder 303d verbunden ist, der in dem Drehmomentsensor 303 vorgesehen ist.
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Außerdem sind im Innern der Durchgangsbohrung 323 das Abdichtelement 325 zum Verhindern des Einführens von Fremdkörpern oder Fremdstoffen und das Stützelement 327 zum Abstützen der Rotation der Eingangswelle 301 miteinander gekoppelt.
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In der Innenseite der Durchgangsbohrung 323 der Abdeckung 320a sind ein erstes Stufenteil 323a und ein zweites Stufenteil 323b, die zunehmende Durchmesser aufweisen, kontinuierlich von der Oberseite zu der Unterseite der Durchgangsbohrung 323 gebildet, wobei ein Abdichtelement 325 mit dem ersten Stufenteil 323a gekoppelt ist, um zu verhindern, dass Fremdkörper oder Fremdstoffe durch die Durchgangsbohrung 323 von der Außenseite her eingeführt werden, und das zweite Stützelement 327 mit dem zweiten Stufenteil 323b gekoppelt ist, um die Rotation der Eingangswelle 301 abzustützen.
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Dementsprechend wird, wie in 8 und 9 veranschaulicht ist, wenn die Abdeckung 320a mit der Ritzel-Sensor-Baugruppe 310 zusammengebaut wird, die Ritzel-Sensor-Baugruppe 310 nach oben gerichtet ausgehend von der Unterseite der Abdeckung 320a montiert, während die Eingangswelle 301 in das Stützelement 327 mit Presssitz eingeführt bzw. eingepresst wird.
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Außerdem ist an dem unteren terminalen Ende der Abdeckung 320a eine Befestigungsnut 328, die als eine Aussparung gebildet ist, vorgesehen, in die ein elastisches Element eingeführt wird, so dass dann, wenn die Abdeckung 320a und das Zahnstangengehäuse 340 miteinander zusammengebaut werden, das elastische Element komprimiert wird und zwischen der Abdeckung 320a und dem Zahnstangengehäuse 340 angefügt wird, wodurch Klappergeräusche und Vibrationen absorbiert werden.
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Des Weiteren ist die Abdeckung 320a mit einem diametral vorstehenden Befestigungsteil 329 an dem unteren Ende davon versehen und Befestigungslöcher 329a sind in dem Befestigungsteil 329 gebildet, um Befestigungselemente 347 damit zusammenzufügen, wodurch sie entsprechend mit den Befestigungslöchern 345a gekoppelt werden, die in dem Befestigungsteil 345 des Zahnstangengehäuses 340 gebildet sind.
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Unter Bezugnahme auf 10 und 11 weist die Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der dritten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Ritzel-Sensor-Baugruppe 310, eine Abdeckungsbaugruppe 320 und ein Zahnstangengehäuse 340 auf. Die Ritzelbaugruppe weist Folgendes auf: eine Eingangswelle, die mit einer Lenkspindel verbunden wird; eine Ritzelwelle 305, deren Oberseite mit der Eingangswelle 301 gekoppelt ist und deren Unterseite in das Zahnstangengehäuse 340 so eingeführt ist, dass sie mit einem Zahnstangenstab in Eingriff steht; und einen Drehmomentsensor 303, der mit einem Kabelsatzsteckverbinder 303d an einem Seitenende davon versehen ist, wobei die Eingangswelle 301 und die Ritzelwelle 305 durch einen zentralen Teil des Drehmomentsensors 303 eingeführt und damit gekoppelt sind. Die Abdeckungsbaugruppe 320 weist Folgendes auf: eine Abdeckung 320a, die mit einer Durchgangsbohrung 323 in der Oberseite davon und mit einem geöffneten Raum in der Unterseite davon ausgebildet ist, wobei die Eingangswelle 301 durch die Durchgangsbohrung 323 eingeführt ist und der Drehmomentsensor 303 in dem geöffneten Raum untergebracht ist, wobei die Abdeckung 320a mit einer Befestigungseinheit 321 an einer Seite davon versehen ist, um ein Kabel zu fixieren, das mit dem Kabelsatzsteckverbinder 303d verbunden ist; ein Abdichtelement 325, das mit der Innenseite der Durchgangsbohrung 323 der Abdeckung 320a gekoppelt ist und dicht mit dem äußeren Umfang der Eingangswelle 301 in Kontakt steht, um das Einführen von Fremdkörpern oder Fremdstoffen von der Außenseite her zu verhindern; und ein Stützelement 327, das mit der Innenseite der Durchgangsbohrung 323 der Abdeckung 320a gekoppelt ist, um die Rotation der Eingangswelle 301 abzustützen. Auf der Oberseite davon weist das Zahnstangengehäuse 340 Folgendes auf: eine Auflagefläche 341a, auf der der Drehmomentsensor 303 aufliegt; ein Abdeckungskopplungsteil 343, das um den äußeren Umfang der Auflagefläche 341a herum gebildet ist, wobei die Abdeckung 320 mit dem Abdeckungskopplungsteil 343 gekoppelt ist; und ein Ritzelkopplungsteil 340a, das in der Innenseite der Auflagefläche 341a gebildet ist und mit einer Wellenbohrung 342 ausgebildet ist, in die die Ritzelwelle 305 eingeführt ist. Auf der anderen Seite weist das Zahnstangengehäuse 340 ein Kraftunterstützungsmodul 360 auf, das so konfiguriert ist, dass es von einem ECU entsprechend dem durch den Drehmomentsensor 303 gemessenen Drehmomentwert gesteuert wird.
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Hier wird, weil die Ritzel-Sensor-Baugruppe 310 die gleiche wie die der ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist und die Abdeckungsbaugruppe 320 die gleiche wie die der zweiten exemplarischen Ausführungsform ist, die Beschreibung davon weggelassen.
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Das Zahnstangengehäuse 340 enthält einen Zahnstangenstab im Innern davon und ist an einer Karosserie eines Fahrzeugs befestigt, wobei der Zahnstangenstab mit dem Ritzelgetriebe 305a der Ritzelwelle 305 in Eingriff steht. Das Zahnstangengehäuse 340 ist auf einer Seite davon mit dem Ritzelkopplungsteil 340a versehen, mit dem die Ritzel-Sensor-Abdeckungs-Baugruppe 330 gekoppelt ist, und ist auf der anderen Seite davon mit dem Kraftunterstützungsmodul 360 versehen, das von dem ECU gesteuert wird.
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Das Ritzelkopplungsteil 340a ist mit Auflageflächen 341a und 341b, auf denen der Drehmomentsensor 303 aufliegt, einem Abdeckungskopplungsteil 343, das um die Außenseite der Kopplungsflächen 341a und 341b herum gebildet ist, mit dem die Abdeckung 320a gekoppelt ist, und der Wellenbohrung 342 in der Innenseite der Auflageflächen 341a und 341b ausgebildet, in die die Ritzelwelle 305 eingeführt ist.
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Außerdem ist das Abdeckungskopplungsteil 343 mit einem diametral vorstehenden Befestigungsteil 345 an dem oberen Ende davon versehen, und das Befestigungsteil 345 ist mit Befestigungslöchern 345a ausgebildet, die den Befestigungslöchern 329a der Abdeckung 320a entsprechen, um durch Befestigungselemente 347 gekoppelt zu werden.
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Hier weist das Kraftunterstützungsmodul 360 einen Motor (Elektromotor) 350, der dafür konfiguriert ist, eine Lenkhilfskraft auf der Grundlage des von dem ECU übertragenen Steuersignals zu erzeugen, und eine Kraftübertragungsvorrichtung vom Riementyp (nicht veranschaulicht) auf, die dafür konfiguriert ist, die Hilfskraft, die von dem Motor 350 erzeugt wird, durch einen Riemen (nicht veranschaulicht) zu übertragen.
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Hierbei wird, weil der Motor 350, der von dem ECU entsprechend dem von dem Drehmomentsensor 303 gemessenen Drehmomentwert angesteuert wird, und die Kraftübertragungsvorrichtung vom Riementyp ähnlich zu einem gewöhnlichen Motor (Elektromotor) und einer gewöhnlichen Kraftübertragungsvorrichtung vom Riementyp sind, die Beschreibung davon weggelassen.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die die Konstruktionen und Formen aufweist, wie sie oben beschrieben worden sind, ist es möglich, einen Fehler bei der Messung einer Drehmomentänderung zu reduzieren, der durch eine Anhäufung von Montagefehlern von Bauelementen verursacht wird, wenn der Drehmomentsensor und benachbarte Elemente zusammengebaut werden, wodurch eine Fehlfunktion verhindert wird und die Zusammenbaubarkeit verbessert wird.
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Auch wenn vorstehend beschrieben worden ist, dass alle Komponenten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine einzige Einheit verbunden oder so gekoppelt sind, dass sie als eine einzige Einheit operativ betrieben werden können, ist die vorliegende Erfindung nicht zwangsläufig auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Das heißt, dass von den Komponenten eine oder mehrere Komponenten selektiv gekoppelt werden kann/können, um als eine oder mehrere Einheiten operativ betrieben zu werden.
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Darüber hinaus soll, da Termini wie etwa „umfassen”, „einschließen” und „aufweisen” bedeuten, dass ein(e) oder mehrere entsprechende Komponenten bzw. Bauteile existieren können, es sei denn, dass sie spezifisch im entgegengesetzten Sinn beschrieben werden, dies so gedeutet werden, dass ein(e) oder mehrere andere Komponenten bzw. Bauteile enthalten sein können. Alle Terminologien, die eine oder mehrere technische oder wissenschaftliche Terminologien einschließen, besitzen die gleichen Bedeutungen, die von den Fachleuten auf diesem Gebiet allgemein verstanden werden, es sei denn, sie sind anders definiert. Ein Terminus, der auf die herkömmliche Weise verwendet wird, wie etwa ein Terminus, der von einem Wörterbuch definiert ist, soll so interpretiert werden, dass er eine Bedeutung aufweist, die gleich der in dem Kontext einer damit in Beziehung stehenden Beschreibung ist, und soll nicht in einer idealen oder übermäßig formellen Bedeutung interpretiert werden, außer dies ist in der vorliegenden Patentschrift klar definiert.
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Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben worden ist, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen, Additionen und Substitutionen möglich sind, ohne dass von dem Schutzumfang und dem Geist der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist, abgewichen wird. Deshalb sollen die in der vorliegenden Erfindung offenbarten Ausführungsformen den Schutzumfang der technischen Idee der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die Ausführungsform beschränkt. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll auf der Basis der beigefügten Ansprüche interpretiert werden, und er soll so interpretiert werden, dass alle die technischen Ideen, die in dem Schutzumfang enthalten sind und äquivalent zu den Ansprüchen sind, zu der vorliegenden Erfindung gehören.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2011-0129646 [0001]
