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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. 10-2012-0021570 , eingereicht am 2. März 2012, 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 ein Schneckenrad für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung und auf ein Verfahren zur Herstellung desselben, und insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Schneckenrad einer Reduziereinrichtung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung, das durch einstückiges Spritzgießen einer Nabe, eines Mittelstück und eines ein Zahnrad bildenden Teils hergestellt wird, wodurch es ermöglicht wird, eine Formleistung des Schneckenrads zu erhöhen und einen Betrag an Material zu reduzieren, und wodurch eine mechanische Haltbarkeit und Reibungscharakteristiken des Schneckenrads gesteigert werden, um zu erlauben, dass die Reduziereinrichtung stabil über eine lange Zeit verwendet werden kann, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Im Allgemeinen weist eine Servolenkungsvorrichtung, die in einem Fahrzeug angebracht ist, eine elektrische Servolenkungsvorrichtung auf, wobei eine Lenkkraft davon durch einen Motor (Elektromotor) angepasst bzw. eingestellt wird. In der elektrischen Servolenkungsvorrichtung steuert ein elektronisches Steuergerät den (Elektro-)Motor entsprechend einer Fahrbedingung des Fahrzeugs, die durch verschiedene Sensoren wie etwa einen Geschwindigkeitssensor und einen Lenkdrehmomentsensor erfasst wird, genau an, und ein Drehmoment, das von dem Motor erzeugt wird, wird zu einer Lenksäule oder einem Ritzel über eine Reduziereinrichtung übertragen, um eine Lenkkraft des Fahrers zu unterstützen, der ein Lenkrad betätigt, das mit der Lenksäule und dem Ritzel verbunden ist.
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Dementsprechend stellt die elektrische Servolenkungsvorrichtung einen leichten und komfortablen Lenkzustand während eines Fahrens des Fahrzeugs mit niedriger Geschwindigkeit bereit, stellt sie einen schweren und stabilen Lenkzustand während eines Fahrens des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit bereit und erlaubt sie es dem Fahrer, mit einer unerwarteten Notfallsituation fertig zu werden, um eine Lenkoperation in der Notfallsituation schnell durchführen zu können, wodurch der Fahrer mit einer Lenkleistung zum Aufrechterhalten einer optimalen Lenkbedingung versehen wird.
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Eine solche elektrische Servolenkungsvorrichtung wird entsprechend einem Einbauort davon in verschiedene Typen klassifiziert und ist eine Vorrichtung, in der eine Reduziereinrichtung, die einen Motor (Elektromotor) aufweist, hauptsächlich an einem Abschnitt einer Lenksäule zum Befestigen einer Lenkspindel, die ein Lenkrad eines Fahrersitzes und ein Getriebe an einem unteren Abschnitt des Fahrzeugs verbindet, installiert ist oder an einem Abschnitt eines Getriebes installiert ist, in dem ein Ritzel, das mit einem Zahnstangenstab gekoppelt ist, installiert ist, so dass eine Rotationskraft des Lenkrades, das von dem Fahrer betätigt wird, zu dem Zahnstangenstab durch den Motor und die Reduziereinrichtung übertragen werden kann.
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1 ist eine Schnittansicht, die eine interne Struktur einer Reduziereinrichtung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung veranschaulicht, die in einer allgemein verwendeten Säule installiert ist.
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Die Reduziereinrichtung ist so konfiguriert, dass eine Schneckenwelle 104, die aus einem Metallmaterial wie etwa Stahl gebildet ist und eine Schnecke 102 an einem mittleren Abschnitt davon aufweist, in der Reduziereinrichtung installiert ist, Schneckenlager 106 jeweils an entgegengesetzten Enden der Schneckenwelle 104 installiert sind, um die Schneckenwelle 104 zu stützen, und die Schneckenwelle 104 und eine Motorwelle 108 miteinander verbunden sind, so dass die Schneckenwelle 104 durch das Ansteuern bzw. Antreiben eines (Elektro-)Motors 110 gedreht wird.
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Ein Schneckenrad 114, das zum Beispiel aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist, ist an einer Seite einer äußeren Oberfläche der Schnecke 102, die an einem mittleren Abschnitt der Schneckenwelle 104 gebildet ist, für einen Eingriff mit der Schnecke 102 bereitgestellt. Das Schneckenrad 114 ist auf einer Lenkspindel 112 zum Übertragen einer Rotationskraft eines Lenkrads (nicht veranschaulicht) montiert, das von dem Fahrer betätigt wird, so dass eine Rotationskraft der Schneckenwelle 104 infolge einer Antriebsoperation des Motors 110 zu der Lenkspindel 112 übertragen wird. Das Schneckenrad 114 und die Schneckenwelle 104, die miteinander in einer Art und Weise eines Schneckengetriebes in Eingriff stehen, sind in einem Inneren eines Gehäuses 116 montiert, um gegenüber der Außenseite geschützt zu sein.
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Da das elektronische Steuergerät (nicht veranschaulicht), das in dem Fahrzeug bereitgestellt ist, eine Antriebsoperation des Motors 110 entsprechend einer Fahrbedingung des Fahrzeugs steuert und eine Rotationskraft der Schneckenwelle 104 infolge der Antriebsoperation des Motors 110 zu der Lenkspindel 112 zusätzlich zu einer Rotationskraft des von dem Fahrer betätigten Lenkrads übertragen wird, kann ein Lenkungsbetätigungszustand durch den Fahrer ruhig und stabil aufrecht erhalten werden.
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Hier funktioniert das Schneckenrad der Reduziereinrichtung dahingehend, eine Rotationsgeschwindigkeit des Motors (Elektromotors) zu reduzieren und die reduzierte Geschwindigkeit zu der Lenkspindel zu übertragen, und wie oben beschrieben worden ist, können ein Zahnrad, das aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist, und ein Zahnrad, das aus einer Metallzusammensetzung gebildet ist, ein Paar bilden.
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Aber wenn das Schneckenrad der Reduziereinrichtung aus einer Harzzusammensetzung gebildet wird, verschlechtert sich die Formleistung und steigen die Materialkosten. Des Weiteren können, da die Schneckenwelle, das Schneckenrad und die Lenkspindel, die zusammen gedreht werden, miteinander in Eingriff stehen, eine Torsionsbelastung und Vibrationen, die durch die Rotationen erzeugt werden, in einem starken Maße übertragen werden, wodurch die Haltbarkeit von Teilen verschlechtert wird oder Teile in heftigen Fällen beschädigt werden.
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Insbesondere dann, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Fahrbahn fährt, kann eine Belastung, die von einem Rad über einen Zahnstangenstab und eine Lenkspindel übertragen wird, augenblicklich ansteigen, wodurch deren Formen deformiert oder beschädigt werden, was einen Sicherheitsunfall für den Fahrer verursachen 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, ein Schneckenrad einer Reduziereinrichtung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, das durch einstückiges Spritzgießen einer Nabe, eines Mittelstücks und eines ein Zahnrad bildenden Teils hergestellt wird, wodurch es ermöglicht wird, eine Formleistung des Schneckenrads zu erhöhen und einen Betrag an Material zu reduzieren, und wodurch eine mechanische Haltbarkeit und Reibungscharakteristiken des Schneckenrads gesteigert werden, um zu erlauben, dass die Reduziereinrichtung über eine lange Zeit stabil verwendet werden kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben bereitzustellen.
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Um diese Aufgabe zu erzielen, ist ein Schneckenrad einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt, das einen zentralen Abschnitt, der mit einer Lenkspindel gekoppelt wird, und einen äußeren Umfang aufweist, der mit einer Schneckenwelle gekoppelt wird, um eine Hilfslenkkraft bereitzustellen, wobei das Schneckenrad Folgendes aufweist: eine hohle Nabe, in die die Lenkspindel eingeführt wird; ein ein Zahnrad bildendes Teil, das ein Schneckenradzahnrad aufweist, das mit einem Schneckenzahnrad der Schneckenwelle an einem äußeren Umfang davon in Eingriff gebracht wird; und ein Mittelstück, das einstückig zwischen einem äußeren Umfang der Nabe und einem inneren Umfang des ein Zahnrad bildenden Teils gebildet ist.
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Ein unebenes Teil kann auf einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Nabe gebildet sein.
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Das ein Zahnrad bildende Teil kann einen einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt aufweisen, der nach innen gerichtet vorsteht und umfangsseitig auf einer inneren umfangsseitigen Oberfläche gebildet ist, und eine Vielzahl von Vorsprüngen, die axial vorstehen, können jeweils auf oberen und unteren Oberflächen des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts gebildet sein.
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Das Mittelstück kann ein inneres Rohr, das eine äußere umfangsseitige Oberfläche der Nabe umgibt, ein äußeres Rohr, das eine innere umfangsseitige Oberfläche des ein Zahnrad bildenden Teils umgibt, und eine Trennplatte aufweisen, die einander gegenüberliegende umfangsseitige Oberflächen des inneren Rohrs und des äußeren Rohrs derart trennt, dass die jeweils einander gegenüberliegenden umfangsseitigen Oberflächen des inneren Rohrs und des äußeren Rohrs symmetrisch nach oben und nach unten sind, und die die einander gegenüberliegenden umfangsseitigen Oberflächen des inneren Rohrs und des äußeren Rohrs radial verbindet.
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Das Mittelstück kann eine Vielzahl von Rippen aufweisen, die sich radial ausgehend von einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche des inneren Rohrs so erstrecken, dass sie umfangsseitig voneinander um einen Abstand beabstandet sind, wobei die Rippen einstückig mit einer inneren umfangsseitigen Oberfläche des äußeren Rohrs und mit der Trennplatte verbunden sind.
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In Übereinstimmung mit einer anderen Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schneckenrads einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Spritzgießen eines geschmolzenen Harzes in eine Form, um ein ein Zahnrad bildendes Teil zu bilden, das ein Schneckenradzahnrad an einem äußeren Umfang davon aufweist und einen einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt aufweist, der umfangsseitig an einem inneren Umfang davon gebildet ist und nach innen gerichtet vorsteht, und eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist, die jeweils axial ausgehend von einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts vorsteht; und Einführen einer Nabe in eine Mitte des ein Zahnrad bildenden Teils, um die Nabe an der Form zu befestigen, und Spritzgießen eines geschmolzenen Harzes zwischen einen äußeren Umfang der Nabe und einen inneren Umfang des ein Zahnrad bildenden Teils, um ein Mittelstück zu bilden.
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Das Verfahren kann des Weiteren folgende Schritte umfassen: Entformen des geformten Harzes, das beim Bilden des ein Zahnrad bildenden Teils geformt worden ist, aus der Form, Entfernen des geformten Harzes, das eine Innenseite des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts bedeckt, und Freilegen einer inneren umfangsseitigen Oberfläche des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts, um eine Drehbearbeitung bei dem ein Zahnrad bildenden Teil durchzuführen.
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Das Verfahren kann des Weiteren folgende Schritte umfassen: Entformen des geformten Harzes, das beim Bilden des Mittelstücks geformt worden ist, aus der Form, Entfernen des geformten Harzes, das eine obere Seite der Nabe bedeckt, und Freilegen einer inneren umfangsseitigen Oberfläche der Nabe, um eine Drehbearbeitung bei dem Mittelstück durchzuführen.
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Wie oben beschrieben worden ist, kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Schneckenrad einer Reduziereinrichtung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung durch einstückiges Spritzgießen einer Nabe, eines Mittelstücks und eines ein Zahnrad bildenden Teils hergestellt werden, wodurch es ermöglicht wird, eine Formleistung des Schneckenrades zu erhöhen und einen Betrag an Material zu reduzieren, und wodurch eine mechanische Haltbarkeit und Reibungscharakteristiken des Schneckenrades gesteigert werden, um zu erlauben, dass die Reduziereinrichtung über eine lange Zeit stabil verwendet werden kann.
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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 Schnittansicht ist, die eine interne Struktur einer Reduziereinrichtung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung veranschaulicht, die in einer allgemein verwendeten Säule installiert ist;
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2 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Schneckenrad einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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3 und 4 perspektivische Ansichten sind, die ein ein Zahnrad bildendes Teil des Schneckenrads der elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
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5 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Nabe und das ein Zahnrad bildende Teil des Schneckenrads der elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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6 eine Schnittansicht und eine perspektivische Ansicht veranschaulicht, die einen Zustand veranschaulichen, in dem das Schneckenrad der elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
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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 bzw. Bauteile 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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2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Schneckenrad einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 3 und 4 sind perspektivische Ansichten, die ein ein Zahnrad bildendes Teil des Schneckenrads der elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Nabe und das ein Zahnrad bildende Teil des Schneckenrads der elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 6 veranschaulicht eine Schnittansicht und eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand veranschaulichen, in dem das Schneckenrad der elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
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Eine Schneckenwelle, die aus einem Metallmaterial wie etwa Stahl gebildet ist und ein Schneckenzahnrad an einem mittleren Abschnitt davon aufweist, ist in einer Reduziereinrichtung bereitgestellt, und ein Schneckenrad ist an einer Seite eines äußeren Umfangs der Schneckenwelle für den Eingriff mit dem Schneckenzahnrad bereitgestellt, das an einem mittleren Abschnitt der Schneckenwelle gebildet ist.
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Die Reduziereinrichtung dreht eine Lenkspindel, während die Schneckenwelle und das Schneckenrad gemeinsam miteinander bewegt werden, um eine Lenkkraft des Fahrers zu unterstützen, Schneckenwellenlager sind mit jeweils entgegengesetzten Enden der Schneckenwelle gekoppelt, die in Zusammenarbeit mit einer Welle eines Motors (Elektromotors) während einer Antriebsoperation des Motors bewegt wird, um die Rotation der Schneckenwelle abzustützen, und das Schneckenrad und die Schneckenwelle, die in Verbindung mit der Lenkspindel bewegt werden, sind in einem Getriebegehäuse installiert.
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In der Zwischenzeit ist eine Lenkspindel zum Übertragen einer Rotationskraft des Lenkrads zu einem Zahnstangenstab, wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt, ausgehend von dem Lenkrad mit einem Getriebe verbunden, in dem eine Säule, ein Universalgelenk, ein Zahnstangengetriebe und ein Ritzelgetriebe und die Reduziereinrichtung mit der Säule und der Lenkspindel (oder dem Ritzel) gekoppelt sein können, die in dem Getriebe installiert sind.
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Somit wird dann, wenn die Schneckenwelle durch eine Antriebsoperation des Motors (Elektromotors) gedreht wird, das Schneckenrad in Verbindung mit der Schneckenwelle gedreht, in welchem Falle das Schneckenrad mit der Lenkspindel der Säule oder der Lenkspindel des Getriebes gekoppelt ist, um eine Lenkkraft des Fahrers zu unterstützen.
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Hier ist ein zentraler Abschnitt des Schneckenrads 200 mit der Lenkspindel gekoppelt und ist ein äußerer Umfang davon mit der Schneckenwelle gekoppelt, um eine Hilfslenkkraft bereitzustellen. Das Schneckenrad 200 weist eine hohle Nabe 210, in die die Lenkspindel eingeführt ist, ein ein Zahnrad bildendes Teil 220, das ein Schneckenradzahnrad 220a aufweist, das mit einem Schneckenzahnrad der Schneckenwelle an einem äußeren Umfang davon in Eingriff steht, und ein Mittelstück 230 auf, das einstückig zwischen einem äußeren Umfang der Nabe 210 und einem inneren Umfang des ein Zahnrad bildenden Teils 220 gebildet ist.
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Die Lenkspindel ist so gekoppelt, dass sie in einen zentralen Abschnitt der im Wesentlichen ringförmigen Stahlnabe 210 eindringt, und ein unebenes Teil 210a ist einstückig an einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Nabe 210 gebildet, um einen Schlupf mit dem Mittelstück 230 zu verhindern.
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Das ein Zahnrad bildende Teil 220 hat einen einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt 221, der umfangsseitig auf einer inneren umfangsseitigen Oberfläche des ein Zahnrad bildenden Teils 220 gebildet ist und nach innen gerichtet vorsteht, und eine Vielzahl von Vorsprüngen 223, die axial vorstehen, ist auf oberen und unteren Oberflächen des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts 221 gebildet.
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Auf diese Weise wird verhindert, dass das Mittelstück 230, das einstückig an einem inneren Umfang des ein Zahnrad bildenden Teils 220 durch Spritzgießen gebildet ist, aus dem ein Zahnrad bildenden Teil 220 herausschlüpft, wodurch eine Kopplungskraft zwischen diesen erhöht wird.
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Das Mittelstück 230 weist hauptsächlich ein inneres Rohr 231, ein äußeres Rohr 233 und eine Trennplatte 237 auf, die das innere Rohr 231 und das äußere Rohr 233 verbindet.
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Das innere Rohr 231 hat eine Röhrenform, die eine äußere umfangsseitige Oberfläche der Nabe 210 umgibt, das äußere Rohr 233 hat eine Röhrenform, die eine innere umfangsseitige Oberfläche des ein Zahnrad bildenden Teils 220 umgibt, und die Trennplatte 237 verbindet die äußere umfangsseitige Oberfläche des inneren Rohrs 231 und die innere umfangsseitige Oberfläche des äußeren Rohrs 233.
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Die Trennplatte 237 hat eine horizontale Scheibenform mit einer vorbestimmten Dicke, die radial das innere Rohr 231 und das äußere Rohr 233 verbindet, während sie einander gegenüberliegende umfangsseitige Oberflächen des inneren Rohrs 231 und des äußeren Rohrs 233 derart trennt, dass die einander gegenüberliegenden umfangsseitigen Oberflächen des inneren Rohrs 231 und des äußeren Rohrs 233 nach oben und nach unten symmetrisch zueinander sind.
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Das äußere Rohr 233 füllt einen leeren Raum zwischen einem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt 221 und Vorsprüngen 223 aus, die auf einer inneren umfangsseitigen Oberfläche des ein Zahnrad bildenden Teils 220 gebildet sind, um durch Spritzgießen geformt zu werden.
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Das Mittelstück 230 hat eine Vielzahl von Rippen 235, die sich radial ausgehend von einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche des inneren Rohrs 231 so erstrecken, dass sie umfangsseitig voneinander um einen Abstand beabstandet sind, wobei die Rippen 235 einstückig mit einer inneren umfangsseitigen Oberfläche des äußeren Rohrs 233 und der Trennplatte 237 verbunden sind.
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Das heißt, eine Vielzahl von Rippen 235 ist auf oberen und unteren Seiten der Trennplatte 237, die jeweils die einander gegenüberliegenden umfangsseitigen Oberflächen des inneren Rohrs 231 und der äußeren Oberfläche 233 jeweils nach oben und nach unten symmetrisch trennt, radial gebildet und ist einstückig mit dem inneren Rohr 231, dem äußeren Rohr 233 und der Trennplatte 237 verbunden.
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Ein Verstärkungsteil 239, das einstückig die Rippen 235 und das äußere Rohr 233 verbindet, ist zusätzlich bereitgestellt, und wie in 2 veranschaulicht ist, verbindet das Verstärkungsteil 239 eine innere umfangsseitige Oberfläche des äußeren Rohrs 233 und Seitenflächen der Rippen 235 so, dass es an einem Ende des äußeren Rohrs 233 abgestuft ist.
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Auf diese Weise stützt das Mittelstück 230, da das Mittelstück 230 die Rippen 235 aufweist, die in Umfangsrichtung voneinander um einen vorbestimmten Abstand beabstandet sind, eine Torsionsbelastung, die erzeugt wird, wenn die Lenkspindel, die mit der Nabe 210 gekoppelt ist, gedreht wird, stärker ab, wodurch verhindert wird, dass die Nabe 210 deformiert und beschädigt wird, während gleichzeitig Materialkosten reduziert werden und das Gewicht verringert wird.
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Die Rippen 235 können eine Torsionsbelastung abstützen, die zwischen dem inneren Rohr 231 des Mittelstücks 230, das eine Rotationskraft von der Lenkspindel empfängt, und dem äußeren Rohr 233 des Mittelstücks 230 erzeugt wird, das eine Rotationskraft von der Schneckenwelle empfängt.
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In der Zwischenzeit umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Schneckenrads einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung die folgenden Schritte: Spritzgießen eines geschmolzenen Harzes in eine Form, um ein ein Zahnrad bildendes Teil 220 zu bilden, das ein Schneckenradzahnrad 220a an einem äußeren Umfang davon aufweist und einen einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt 221 aufweist, der umfangsseitig an einem inneren Umfang davon gebildet ist und nach innen gerichtet vorsteht, und eine Vielzahl von Vorsprüngen 223 aufweist, die axial jeweils ausgehend von einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts 221 vorsteht; und Einführen einer Nabe 210 in eine Mitte des ein Zahnrad bildenden Teils 220, um die Nabe 210 an der Form zu befestigen, und Spritzgießen eines geschmolzenen Harzes zwischen einen äußeren Umfang der Nabe 210 und einen inneren Umfang des ein Zahnrad bildenden Teils 220, um ein Mittelstück 230 zu bilden.
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Zuerst wird, wie in 3 und 4 veranschaulicht ist, das ein Zahnrad bildende Teil 220 durch Spritzgießen eines geschmolzenen Harzes bzw. einer Harzschmelze in die Form so gebildet, dass es das Schneckenradzahnrad 220a, den einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt 221 und die Vorsprünge 223 aufweist.
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Das ein Zahnrad bildende Teil 220 hat ein Schneckenradzahnrad 220a an einem äußeren Umfang davon und hat einen einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt 221, der umfangsseitig an einem inneren Umfang davon gebildet ist und nach innen gerichtet vorsteht, und eine Vielzahl von Vorsprüngen 223, die axial jeweils ausgehend von einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts 221 vorsteht, und wie in 3 veranschaulicht ist, sind eine geformte Harzsubstanz 240a, die eine Innenseite des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts 221 bedeckt, und eine Einspritzkanalrestsubstanz 240b in dem in der Form fertig gestellten geschmolzenen Harz zurückgelassen.
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Somit wird ein Schritt des Entformens des geformten Harzes, das beim Bilden des ein Zahnrad bildenden Teils 220 geformt worden ist, aus der Form, des Entfernens der geformten Harzsubstanz 240a, die eine Innenseite des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts 221 bedeckt, und der Einspritzkanalrestsubstanz 240b und des Freilegens einer inneren umfangsseitigen Oberfläche des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitts 221 durchgeführt, um eine Drehbearbeitung bei dem ein Zahnrad bildenden Teil 220 durchzuführen.
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Nach dem Schritt des Durchführens einer Drehbearbeitung bei dem ein Zahnrad bildenden Teil 220, wie es in 4 veranschaulicht ist, ist das Schneckenradzahnrad 220a an einem äußeren Umfang des ein Zahnrad bildenden Teils 220 gebildet, und der einen kleinen Durchmesser aufweisende Abschnitt 221 und die Vorsprünge 223 sind an einem inneren Umfang des ein Zahnrad bildenden Teils 220 gebildet.
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Wenn das ein Zahnrad bildende Teil 220 fertig gestellt ist, wie dies in 5 veranschaulicht ist, wird eine Nabe 210 in eine Mitte des ein Zahnrad bildenden Teils 220 so eingeführt, dass die Nabe 210 an der Form befestigt wird, und ein geschmolzenes Harz wird zwischen einen äußeren Umfang der Nabe 210 und einen inneren Umfang des ein Zahnrad bildenden Teils 220 durch Spritzgießen eingebracht, so dass das Mittelstück 230 fixiert wird.
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Der Schritt des Bildens des Mittelstücks 230 wird durch eine Heißkanal-Spritzgussvorrichtung durchgeführt, wie sie in einem oberen Bild von 6 veranschaulicht ist, und eine obere Form 250a und eine untere Form 250b, die das Schneckenrad derart umgeben, dass die obere Form 250a und die untere Form 250b nach oben und nach unten symmetrisch zueinander sind, werden hergestellt, und ein Angießkanal 311, in dem sich eine Düse (nicht veranschaulicht) eines Extruders für geschmolzenes Harz bzw. eines Harzschmelzeextruders befindet, ein Harzkanal 315 und ein Heißkanalteil 313 mit einem Einlauf 317 werden in der oberen Form 250a bereitgestellt.
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Eine Vielzahl von Angießkanälen 311 kann derart gebildet werden, dass das geschmolzene Harz, das von dem Extruder für geschmolzenes Harz zugeführt wird, verzweigt wird und durch einen Heißkanalverteiler (nicht veranschaulicht) zugeführt wird, und eine Vielzahl von Heißkanalteilen 313 kann gebildet werden.
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Der Harzkanal 315 und der Einlauf 317 werden an einem unteren Ende des Angießkanals 311 gebildet, und das geschmolzene Harz, das ausgehend von dem Einlauf 317 während eines Öffnungsvorgangs der Düse zugeführt wird, wird in einen hohlen Teil der Form, d. h. in einen Raum, in dem das Mittelstück 230 gebildet wird, durch einen Spritzgießvorgang eingeführt.
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Anders als beim Kaltkanal-Spritzgießen hält der Heißkanal bzw. der beheizte Angusskanal das Harz ausgehend von einem Hochtemperaturzustand in einem geschmolzenen Zustand, und der Heißkanalverteiler, der Angießkanal 311, das Heißkanalteil 313 und dergleichen sind an einer elektrischen Heizvorrichtung (nicht veranschaulicht) montiert.
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Wie in einem unteren Bild von 6 veranschaulicht ist, werden die geformte Harzsubstanz 245a und die Einlaufrestsubstanz 245b in dem geformten Harz zurückgelassen, das in der Form durch das Heißkanal-Spritzgießen fertig gestellt worden ist.
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Infolgedessen wird ein Schritt des Entformens des geformten Harzes, das beim Bilden des Mittelstücks 230 geformt worden ist, aus der Form, des Entfernens des geformten Harzes, das eine obere Seite der Nabe 210 bedeckt, und des Freilegens einer inneren umfangsseitigen Oberfläche der Nabe 210 zum Durchführen einer Drehbearbeitung bei dem Mittelstück durchgeführt.
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Wenn der Schritt der Drehbearbeitung des Mittelstücks durchgeführt ist, wie es in 2 veranschaulicht ist, ist das Schneckenrad, das das innere Rohr 231, das äußere Rohr 233, die Trennplatte 237, die Rippe 235 und das Verstärkungsteil 239 aufweist, fertig gestellt.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann ein Schneckenrad einer Reduziereinrichtung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung durch einstückiges Spritzgießen einer Nabe, eines Mittelstücks und eines ein Zahnrad bildenden Teils hergestellt werden, wodurch es ermöglicht wird, eine Formleistung des Schneckenrads zu erhöhen und einen Betrag an Material zu reduzieren, und wodurch eine mechanische Haltbarkeit und Reibungscharakteristiken des Schneckenrads gesteigert werden, um es zu erlauben, dass die Reduziereinrichtung über eine lange Zeit stabil verwendet werden kann.
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Auch wenn vorstehend beschrieben worden ist, dass alle Komponenten bzw. Bauteile einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine einzige Einheit gekoppelt 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 10-2012-0021570 [0001]
