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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung und insbesondere auf eine Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung, die in der Lage ist, einen Spielraum in der axialen Richtung und einen Spielraum in der Rotationsrichtung zu beseitigen, die in dem Fall einer herkömmlichen Reduziereinrichtung von einem Schneckenwellenlager und einer Schneckenwelle sowie von der Schneckenwelle und einer Motorwelle erzeugt werden, um dadurch Geräusche und Vibrationen zu beseitigen, die von dem Lager und der Schneckenwelle erzeugt werden, und die in der Lage ist, den Betrag an Änderung in dem Spielraum, der von der Änderung in dem Rotationsdrehmoment abhängt, zu minimieren, um dadurch dem Fahrer bei der Betätigung des Lenkrads richtig und exakt zu helfen.
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Beschreibung des Standes der Technik
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1 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung.
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Wie in 1 veranschaulicht ist, ist die herkömmliche Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung 100 mit einer Schneckenwelle 154 versehen, die eine Schnecke 152 hat, die an der äußeren peripheren Oberfläche davon gebildet ist, und Schneckenwellenlager 157a und 157b sind jeweils an beiden Enden der Schneckenwelle 154 installiert, um die Schneckenwelle 154 abzustützen. Um zu verhindern, dass das Schneckenwellenlager 157b Spiel in der axialen Richtung der Schneckenwelle 154 hat, ist ein Steckbolzen 110 zwischen einem Dämpfungskoppler 140 und dem Schneckenwellenlager 157b befestigt, und der Steckbolzen 110 ist durch eine Steckmutter 120 fixiert.
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Die Schneckenwelle 154 ist mit einer Motorwelle 145 eines Motors (Elektromotors) 146 über den Dämpfungskoppler 140 verbunden, und die Schneckenwelle 154 ist so strukturiert, dass sie sich durch das Antreiben des Motors 146 dreht.
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Ein Schneckenrad 156 ist auf einer Seite des äußeren Durchmessers der Schnecke 152, die auf der Schneckenwelle 154 gebildet ist, so bereitgestellt, dass es mit der Schnecke 152 kämmt, und das Schneckenrad 156 ist so strukturiert, dass es an einer Lenkspindel 106 angebracht ist, die eine Rotationskraft auf ein Lenkrad (nicht veranschaulicht) überträgt, das von dem Fahrer betätigt wird, so dass die Rotationskraft von der Schneckenwelle 154, die durch das Antreiben des Motors 146 verursacht wird, zu der Lenkspindel 106 übertragen wird.
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Ein Getriebegehäuse 106 enthält die Schneckenwelle 154, das Schneckenrad 156 und dergleichen. Ein Motor (Elektromotor) 146 ist an einer Seite des Getriebegehäuses 160 so bereitgestellt, dass er die Schneckenwelle 154 mit einer Antriebskraft versorgt. Das Getriebegehäuse 160 und der Motor 146 sind durch eine Motorabdeckung 130 unter Verwendung eines Schraubenbolzens 150 gekoppelt.
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Das Schneckenwellenlager 157b hat eine Kugel, die zwischen inneren und äußeren Laufringen gekoppelt ist, um dadurch die Rotation der Schneckenwelle 154 zu unterstützen, die mit der Motorwelle 145 des Motors 146 verbunden ist.
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Von den Schneckenwellenlagern 157a und 157b, die die Schneckenwelle 154 abstützen, ist das Schneckenwellenlager 157b, das einen Teil abstützt, der mit der Motorwelle 145 gekoppelt ist, zum Beispiel als ein Drehlager bereitgestellt, so dass die Schneckenwelle 154 so abgestützt wird, dass sie in der Lage ist, Spiel zu haben.
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Aber eine solche herkömmliche Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung hat ein Problem insofern, als bedingt durch den Dämpfungskoppler ein Spielraum in der axialen Richtung und ein Spielraum in der Richtung der Rotation von dem Schneckenwellenlager und der Schneckenwelle sowie von der Schneckenwelle und der Motorwelle erzeugt werden, und solche Spielräume bewirken nicht nur, dass das Schneckenwellenlager und die Schneckenwelle Geräusche und Vibrationen verursachen, sondern sie verursachen auch Unannehmlichkeiten für den Fahrer.
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Des Weiteren können sich die Schneckenwelle und die Motorwelle aufgrund des Spielraums in der Richtung der Rotation zwischen der Schneckenwelle und der Motorwelle nicht gleichzeitig drehen, wodurch es nicht gelingt, dem Fahrer bei der Betätigung des Lenkrads exakt und richtig zu helfen, und die Spielräume zwischen dem Motor und dem Dämpfungskoppler sowie zwischen dem Dämpfungskoppler und der Schneckenwelle bewirken während der entgegengesetzten Betätigung durch den Fahrer, dass die Schneckenwelle holpert.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf den oben erwähnten Hintergrund geschaffen worden, und ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung bereitzustellen, die ein Dämpfungselement hat, das eine Motornabe und einen inneren Laufring eines Lagers abstützt, so dass eine Rotationskraft direkt von der Motornabe auf den inneren Laufring des Lagers übertragen wird, wodurch Spielräume in der Richtung der Rotation reduziert werden, die in dem Fall einer herkömmlichen Reduziereinrichtung von einem Schneckenwellenlager und einer Schneckenwelle sowie von der Schneckenwelle und einer Motorwelle erzeugt werden, der Betrag an Änderung in dem Spielraum, der von einer Änderung in dem Rotationsdrehmoment abhängt, minimiert wird und dem Fahrer bei der Betätigung des Lenkrads exakt und richtig geholfen wird.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung bereitzustellen, die ein Dämpfungselement hat, das zwischen einer Motornabe und einer Schneckenwelle bereitgestellt ist, wodurch verhindert wird, dass sich die Schneckenwelle in der axialen Richtung bewegt, jeglicher Spielraum in der axialen Richtung beseitigt wird, verhindert wird, dass Geräusche und Vibrationen von dem Lager und der Schneckenwelle erzeugt werden, und jegliche Unannehmlichkeit für den Fahrer vermieden wird.
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Der Aspekt der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und andere, nicht erwähnte Aspekte der vorliegenden Erfindung können von den Fachleuten auf dem Gebiet aus den folgenden Beschreibungen klar erkannt werden.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung bereitgestellt, die Folgendes aufweist: ein Schneckenwellenlager, das einen inneren Laufring, der mit einem Ende einer Schneckenwelle gekoppelt ist, die mit einem Schneckenrad kämmt, einen äußeren Laufring, der mit einer inneren Oberfläche eines Getriebegehäuses gekoppelt ist, und eine Kugel aufweist, die zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring gekoppelt ist; eine Motornabe, die ein Kopplungsloch, das an einer Seite gebildet ist, wobei eine Motorwelle eines Motors (Elektromotors) in das Kopplungsloch eingeführt ist, und ein Einführungsloch hat, das an der anderen Seite gebildet ist, wobei die Schneckenwelle in das Einführungsloch eingeführt ist; und ein Dämpfungselement, das zwischen einer seitlichen Oberfläche des inneren Laufrings und einer seitlichen Oberfläche der Motornabe gekoppelt ist und elastisch in einer axialen Richtung abgestützt ist.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorteilhaft dahingehend, dass ein Dämpfungselement, das eine Motornabe und einen inneren Laufring eines Lagers abstützt, so bereitgestellt ist, dass eine Rotationskraft direkt von der Motornabe auf den inneren Laufring des Lagers übertragen wird, wodurch Spielräume in der Richtung der Rotation reduziert werden, die in dem Fall einer herkömmlichen Reduziereinrichtung von einem Schneckenwellenlager und einer Schneckenwelle sowie von der Schneckenwelle und einer Motorwelle erzeugt werden, der Betrag an Änderung in dem Spielraum, der von einer Änderung in dem Rotationsdrehmoment abhängt, minimiert wird und dem Fahrer bei der Betätigung des Lenkrads exakt und richtig geholfen wird.
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Es gibt einen weiteren Vorteil dahingehend, dass ein Dämpfungselement zwischen einer Motornabe und einer Schneckenwelle bereitgestellt ist, wodurch verhindert wird, dass sich die Schneckenwelle in der axialen Richtung bewegt, jeglicher Spielraum in der axialen Richtung beseitigt wird, verhindert wird, dass Geräusche und Vibrationen von dem Lager und der Schneckenwelle erzeugt werden, und jegliche Unannehmlichkeit für den Fahrer vermieden wird.
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Figurenliste
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Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, offensichtlicher werden, wobei in den Zeichnungen:
- 1 eine Schnittansicht ist, die eine herkömmliche Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung veranschaulicht;
- 2 eine Schnittansicht einer Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
- 3 eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, die einen Teil einer Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 4 eine Ansicht ist, die einen Teil von 2 vergrößert; und
- 5 eine perspektivische Ansicht eines Dämpfungselements ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER EXEMPLARISCHEN
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden einige der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die beispielhaften Zeichnungen beschrieben werden. Durch das Hinzufügen von Bezugszeichen zu Elementen in jeder Zeichnung werden die gleichen Elemente, wenn möglich, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, obwohl sie in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind. Des Weiteren wird in der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung eine ausführliche Beschreibung von bekannten Funktionen und Konfigurationen, die hier integriert sind, weggelassen werden, wenn dies den Gegenstand der vorliegenden Erfindung eher unklar machen würde.
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Außerdem können Begriffe wie etwa ein „erster“, ein „zweiter“, „A“, „B“, „(a)“, „(b)“ oder dergleichen hier verwendet werden, wenn Komponenten bzw. Bauteile der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Diese Begriffe werden lediglich zur Unterscheidung eines strukturellen Elements von anderen strukturellen Elementen verwendet, und eine Eigenschaft, eine Ordnung, eine Reihenfolge und dergleichen eines entsprechenden strukturellen Elements sind durch diesen Begriff nicht beschränkt. Es sollte angemerkt werden, dass dann, wenn in der Patentspezifikation beschrieben wird, dass eine Komponente bzw. ein Bauteil mit einer anderen Komponente bzw. einem anderen Bauteil „verbunden“, „gekoppelt“ oder „zusammengefügt“ ist, eine dritte Komponente bzw. ein drittes Bauteil zwischen den ersten und zweiten Komponenten bzw. Bauteilen „angeschlossen“ bzw. „verbunden“, „gekoppelt“ und damit „zusammengefügt“ sein kann, obwohl die erste Komponente bzw. das erste Bauteil direkt mit der zweiten Komponente bzw. dem zweiten Bauteil verbunden, gekoppelt oder zusammengefügt sein kann.
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2 ist eine Schnittansicht einer Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3 ist eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Teil einer Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; 4 ist eine Ansicht, die einen Teil von 2 vergrößert; und 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Dämpfungselements.
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Wie in den Zeichnungen beschrieben ist, ist eine Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes aufweist: ein Schneckenwellenlager 210, das einen inneren Laufring 315, der mit einem Ende einer Schneckenwelle 220 gekoppelt ist, die mit einem Schneckenrad 201 kämmt, einen äußeren Laufring 311, der mit der inneren peripheren Oberfläche eines Getriebegehäuses 205 gekoppelt ist, und eine Kugel 313 aufweist, die zwischen dem inneren Laufring 315 und dem äußeren Laufring 311 gekoppelt ist; eine Motornabe 230, die ein Kopplungsloch 431, das an einer Seite davon gebildet ist, wobei eine Motorwelle 238 eines Motors (Elektromotors) 234 in das Kopplungsloch 431 eingeführt ist, und ein Einführungsloch 333 hat, das an der anderen Seite davon gebildet ist, wobei die Schneckenwelle 220 in das Einführungsloch 333 eingeführt ist; und ein Dämpfungselement 250, das zwischen einer seitlichen Oberfläche des inneren Laufrings 315 und einer inneren Oberfläche der Motornabe 230 gekoppelt ist und elastisch in der axialen Richtung abgestützt ist.
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Eine solche Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung kann nicht nur bei einer Zahnstangen-Doppelritzel-Lenkeinrichtung, einer elektrisch betriebenen Servolenkungseinrichtung oder dergleichen angewendet werden, sondern auch bei jeder Reduziereinrichtung, die eine Schnecke und ein Schneckenrad verwendet. Deshalb wird als ein Beispiel in der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung angenommen werden, dass die Kraftfahrzeug-Reduziereinrichtung in einer elektrisch betriebenen Servolenkungseinrichtung bereitgestellt ist.
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Das Schneckenrad 201 kämmt mit der Schneckenwelle 220, und das Schneckenrad 201 ist mit einer Lenkspindel 202 gekoppelt, die mit einem Lenkrad (nicht veranschaulicht) verbunden ist.
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Die Schneckenwelle 220 kämmt mit dem Schneckenrad 201, wie oben beschrieben, und Schneckenwellenlager 209 und 210 sind jeweils mit beiden Enden der Schneckenwelle 220 gekoppelt und sind mit der inneren Oberfläche des Getriebegehäuses 205 gekoppelt.
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Von den Schneckenwellenlagern 209 und 210 weist das Schneckenwellenlager 210, das mit einem Ende der Schneckenwelle 220 gekoppelt ist, das der Motorwelle 238 gegenüberliegt, einen inneren Laufring 315, der mit einem Ende der Schneckenwelle 220 gekoppelt ist, einen äußeren Laufring 311, der mit der inneren Oberfläche des Getriebegehäuses 205 gekoppelt ist, und Kugeln 313 auf, die zwischen dem inneren Laufring 315 und dem äußeren Laufring 311 gekoppelt sind. Kugelsitznuten 411a sind jeweils an den inneren Oberflächen des äußeren Laufrings 311 und des inneren Laufrings 315 so gebildet, dass die Kugeln 313 gelagert sind.
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Eine seitliche Oberfläche des inneren Laufrings 315 ist auf einer abgestuften Oberfläche 223 abgestützt, die durch das Bilden einer Stufe an der Schneckenwelle 220 gebildet ist, und die andere seitliche Oberfläche des inneren Laufrings 315 wird von einem Sicherungsring 407 abgestützt.
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Eine Seite des Sicherungsrings 407 ist in eine Sitznut 425 eingepresst, die an der äußeren peripheren Oberfläche der Schneckenwelle 220 gebildet ist, und die andere Seite davon stützt den inneren Laufring 315 des Schneckenwellenlagers 210 ab, um dadurch den inneren Laufring 315 des Schneckenwellenlagers 210 zu fixieren.
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Andererseits ist die Schneckenwelle 220 mit einer Motorwelle 238 über eine Motornabe 230 verbunden, so dass dann, wenn die Motorwelle 238 durch das Antreiben des Motors 234 gedreht wird, die Schneckenwelle 220 damit zusammenarbeitet und sich zusammen mit der Motorwelle 238 dreht.
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Ein Kopplungsloch 431 ist auf einer Seite der Motornabe 230 gebildet, wobei die Motorwelle 238 in das Kopplungsloch 431 eingeführt ist, und ein Einführungsloch 333 ist auf der anderen Seite davon gebildet, wobei die Schneckenwelle 220 in das Einführungsloch 333 eingeführt ist, so dass sich dann, wenn sich die Motorwelle 238 dreht, die Motornabe 230 und die Schneckenwelle 220 drehen.
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Mehrere Vorsprünge 325 sind an einem Ende der Schneckenwelle 220, das in die Motornabe 230 eingeführt ist, so bereitgestellt, dass sie radial ausgehend von der Mitte vorstehen, und das Einführungsloch 333, in das das Ende der Schneckenwelle 220 eingeführt ist, hat Vertiefungsabschnitte 335, die zu den Vorsprüngen 325 der Schneckenwelle 220 passen, so dass sich dann, wenn sich die Motornabe 230 dreht, dementsprechend auch die Schneckenwelle 220 dreht.
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Die innere periphere Oberfläche des Einführungslochs 333 ist so geformt, dass sie zu den Vorsprüngen 325 passt, so dass dann, wenn die Vorsprünge 325 der Schneckenwelle 220 mit den Vertiefungsabschnitten 335 des Einführungslochs 333 gekoppelt sind und abgestützt werden, die Rotationskraft von der Motornabe 230 zu der Schneckenwelle 220 übertragen wird.
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Alternativ dazu können Kerbverzahnungen an der äußeren peripheren Oberfläche der Motorwelle 238, die in das Kopplungsloch 431 eingeführt ist, gebildet sein, und entsprechende Kerbverzahnungen können auf der inneren peripheren Oberfläche des Kopplungslochs 431 gebildet sein, obwohl dies in den Zeichnungen nicht veranschaulicht ist, so dass sich dann, wenn sich die Motorwelle 238 dreht, die Motornabe 230 drehen kann.
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Andererseits ist ein Dämpfungselement 250 zwischen einer seitlichen Oberfläche des inneren Laufrings 315 des Schneckenwellenlagers 210 und einer seitlichen Oberfläche der Motornabe 230 gekoppelt, so dass das Dämpfungselement 250 den inneren Laufring 315 und die Motornabe 230 in der axialen Richtung elastisch abstützt, wodurch jeglicher Spielraum, der zwischen der Motornabe 230 und dem inneren Laufring 315 sowie zwischen der Motorwelle 230 und der Schneckenwelle 220 erzeugt wird, beseitigt wird, der ansonsten Geräusche sowie ein Gefühl von Unterschied erzeugen würde, und wodurch jegliche Unannehmlichkeit für den Fahrer vermieden wird.
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Außerdem umgibt das Dämpfungselement 250, wie in 5 veranschaulicht ist, die äußere periphere Oberfläche des Sicherungsrings 407, eine Seite des Dämpfungselements 250 stützt eine seitliche Oberfläche des inneren Laufrings 315 des Schneckenwellenlagers 210 ab, und die andere Seite davon stützt eine seitliche Oberfläche der Motornabe 230 ab. Das Dämpfungselement 250 hat einen geneigten Abschnitt 455, der an der inneren peripheren Oberfläche so gebildet ist, dass er zu einer Seite geneigt ist und sich in Richtung auf eine Seite ausdehnt bzw. erweitert, wodurch er die äußere periphere Oberfläche des Sicherungsrings 407 umgibt.
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Als eine Folge einer solche Bildung des geneigten Abschnitts 455 an dem Dämpfungselement 250 umgibt der geneigte Abschnitt 455 des Dämpfungselements 250 die äußere periphere Oberfläche des Sicherungsrings 407, und eine Seite des Dämpfungselements 250 stützt den inneren Laufring 315 des Schneckenwellenlagers 210 ab, so dass das Dämpfungselement 250 zwischen der Motornabe 230 und dem inneren Laufring 315 konstant elastisch abstützt.
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Das Dämpfungselement 250, das eine Wetterbeständigkeit und Flexibilität haben muss, ist aus einem elastischen Material wie etwa Naturkautschuk (NR), Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Ethylen-Propylen-Terpolymer (EPDM), Fluorkautschuk bzw. Fluorelastomer (FPM), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM), Silikon oder Urethan hergestellt.
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Das Dämpfungselement 250 enthält einen Steifigkeitsverstärkungsring 451 zur Verstärkung der Steifigkeit, und die Steifigkeit des Steifigkeitsverstärkungsrings 451 ist so festgesetzt, dass sie größer als die des Dämpfungselements 250 ist.
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Eine solche Bereitstellung des Steifigkeitsverstärkungsrings 451 garantiert, dass dann, wenn das Dämpfungselement 250 zwischen dem inneren Laufring 315 des Schneckenwellenlagers 210 und der Motornabe 230 gekoppelt ist, elastisch abgestützt wird und durch einen Stoß, der an das Dämpfungselement 250 angelegt wird, zusammengedrückt wird, der Steifigkeitsverstärkungsring 451 den Betrag an Kompression des Dämpfungselements 250 begrenzt und eine Deformation des Dämpfungselements 250 verhindert.
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Außerdem stellt der Steifigkeitsverstärkungsring 451 eine Verbindung zwischen der Motornabe 230 und dem inneren Laufring 315 her, so dass eine Kraft von dem Motor 235 direkt von der Motornabe 230 zu dem inneren Laufring 315 über das Dämpfungselement 250 übertragen wird, um dadurch den Spielraum in der Richtung der Rotation zwischen der Motorwelle 238 und der Schneckenwelle 220 zu kompensieren.
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Des Weiteren muss der Steifigkeitsverstärkungsring 451 aus einem Material hergestellt sein, das eine Verschleißfestigkeit, eine Eigenschaft der Reibungsarmut, vorbestimmte Biege- und Steifigkeitsgrade und eine geringe durch Wärme verursachte Dehnung hat, und er wird deshalb aus einem auf einem technischen Kunststoff basierenden Material wie etwa Polyacetal (POM), Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Polyimid (PI) oder Polybutylenterephthalat (PBT) oder aus einem metallischen Werkstoff wie etwa Stahl hergestellt.
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Der Steifigkeitsverstärkungsring 451, der aus dem oben erwähnten Material hergestellt ist und der in dem Dämpfungselement 250 enthalten ist, erhöht die Dämpfungskraft des Dämpfungselements 250 und puffert effektiv einen axialen Stoß in Bezug auf die Schneckenwelle 220 ab.
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Eine Nut 353 ist an der äußeren peripheren Oberfläche des Dämpfungselements 250 als eine Vertiefung in der umfangsseitigen Richtung davon gebildet, so dass dann, wenn sich die Schneckenwelle 220 um einen vorbestimmten Winkel dreht, die Nut 353 verformt wird und die Widerstandskraft der Schneckenwelle 220 in Bezug auf das Schneckenrad 201 abpuffert.
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Eine oder eine Vielzahl von solchen Nuten 353 ist an der äußeren peripheren Oberfläche des Dämpfungselements 250 bereitgestellt, und ein Vorsprung 457 ist zwischen benachbarten Nuten 353 bereitgestellt; dementsprechend wechseln sich die Nuten 353 und die Vorsprünge 457 miteinander auf der äußeren peripheren Oberfläche des Dämpfungselements 250 ab, so dass dann, wenn sich die Schneckenwelle 220 um einen vorbestimmen Winkel dreht, die Vorsprünge 457 in Richtung auf die Nuten 353 verformt werden.
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Genauer gesagt sind die Nuten 353 und die Vorsprünge 457 so konfiguriert, dass dann, wenn ein externer Stoß übertragen wird, während sich die Schneckenwelle 220 und die Motorwelle 238 drehen, oder wenn sich die Richtung der Rotation augenblicklich ändert und darauf eine Rotation der Schneckenwelle 220 um einen vorbestimmten Winkel folgt, die Nuten 353 komprimiert oder in die Ausgangsstellung zurückgestellt werden, wodurch die Widerstandskraft der Schneckenwelle 220 in Bezug auf das Schneckenrad 201 abgepuffert wird.
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Mit anderen Worten, wenn ein externer Stoß übertragen wird, während sich die Schneckenwelle 220 und die Motorwelle 238 drehen, oder wenn sich die Richtung der Rotation augenblicklich ändert, so dass die Schneckenwelle 220 und die Motorwelle 238 nicht koaxial positioniert sind, aber es darauf hinausläuft, dass sie um einen vorbestimmten Winkel gedreht werden, wird eine Seite oder die andere Seite der äußeren peripheren Oberfläche des Dämpfungselements 250 komprimiert, das zwischen dem inneren Laufring 315 und der Motornabe 230 komprimiert wird und gekoppelt ist; die Vorsprünge 457 werden dann in Richtung auf die Nuten 353 deformiert, der Abstand zwischen diesen verringert sich und die Nuten 353 dehnen sich erneut aus und stützen elastisch den inneren Laufring 315 und die Motornabe 230 ab; als eine Folge davon kann die Schneckenwelle 220 wieder koaxial zusammen mit der Motorwelle 328 in die Ausgangslage zurückgestellt werden, und das sogar dann, wenn die Schneckenwelle 220 und der innere Laufring 315 nicht koaxial positioniert sind.
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Somit wird eine augenblickliche Erzeugung einer Schwenk- bzw. Drehbewegung im Hinblick auf den Teil der Verbindung zwischen der Schneckenwelle 220 und der Motorwelle 238 absorbiert, und eine Rückstellung in die koaxiale Ausrichtung wird durchgeführt, wodurch der Betrag der Änderung in dem Spielraum, der von der Änderung in dem Rotationsdrehmoment abhängt, minimiert wird.
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Des Weiteren wird die Widerstandskraft der Schneckenwelle 220 in Bezug auf das Schneckenrad 201 abgepuffert, ein Gefühl von Unterschied, das zu dem Fahrer transferiert wird, wird verringert und Vibrationen und Geräusche, die von Stößen herrühren, werden reduziert. Das Dämpfungselement 250 stützt elastisch zwischen dem inneren Laufring 315 des Schneckenwellenlagers 210 und der Motornabe 230 ab, so dass sich die Schneckenwelle 220 zusammen mit der Motorwelle 238 drehen kann, wodurch das Übertragen von Kraft von dem Motor 234 erleichtert wird.
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Ein elastisches Element 237 ist zwischen dem Einführungsloch 333 der Motornabe 230 und dem Ende der Schneckenwelle 220, das in die Motornabe 230 eingeführt ist, bereitgestellt, so dass sich die Schneckenwelle 220 um einen vorbestimmten Winkel dreht, wodurch die Widerstandskraft der Schneckenwelle 220 in Bezug auf das Schneckenrad 201 abgepuffert wird, wie dies oben beschrieben ist.
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Das elastische Element 237 hat eine äußere Oberfläche, die so geformt ist, dass sie zu den Vertiefungsabschnitten 335 passt, die an dem Einführungsloch 333 der Motornabe 230 gebildet sind; die äußere Oberfläche hat mehrere elastische Vorsprünge 336, die radial ausgehend von der Mitte vorstehen, und die innere Oberfläche hat eine Einführungsnut 339, die darauf in einer Form gebildet ist, die zu dem Ende der Schneckenwelle 220 passt, so dass das Ende der Schneckenwelle 220 in die Einführungsnut 339 eingeführt ist.
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Das elastische Element 237, das wie in dem Fall des Dämpfungselements 250 eine Wetterbeständigkeit und Flexibilität haben muss, ist aus einem elastischen Material wie etwa Naturkautschuk (NR), Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Ethylen-Propylen-Terpolymer (EPDM), Fluorkautschuk bzw. Fluorelastomer (FPM), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM), Silikon oder Urethan hergestellt.
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Das heißt, die Schneckenwelle 220 ist mit dem Einführungsloch 333 gekoppelt, und das Spiel der Schneckenwelle 220 in der Durchmesserrichtung kann begrenzt werden; das elastische Element 237, das zwischen dem Einführungsloch 333 und der Schneckenwelle 220 bereitgestellt ist, ermöglicht es, dass die Schneckenwelle 220 in der Durchmesserrichtung ausgehend von dem Einführungsloch 333 leicht Spiel haben kann.
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In Verbindung mit der Konfiguration des Endes der Schneckenwelle 220, die in das Einführungsloch 333 der Motornabe 230 eingeführt ist, so dass die Schneckenwelle 220 die Rotationskraft der Motorwelle 238 empfängt, stützt das elastische Element 237 elastisch zwischen dem Einführungsloch 333 der Motornabe 230 und dem Ende der Schneckenwelle 220 ab, wodurch Vibrationen und Geräusche verhindert werden und die Rotationskraft effektiv übertragen wird.
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Der äußere Laufring 311 des Schneckenwellenlagers 210 hat eine Kugelsitznut 411a, die als eine bogenförmige gekrümmte Oberfläche so gebildet ist, dass dann, wenn sich die Schneckenwelle 220 um einen vorbestimmten Winkel dreht, die Widerstandskraft der Schneckenwelle 220 in Bezug auf die Schneckenwelle 201 abgepuffert wird.
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Die Kugelsitznut 411a, die als eine bogenförmige gekrümmte Oberfläche gebildet ist, stellt eine Toleranz bereit, so dass sich die Kugeln 313, der innere Laufring 315 und die Schneckenwelle 220 ausgehend von dem äußeren Laufring 311 aus bewegen können, der mit der inneren Oberfläche des Getriebegehäuses 205 gekoppelt ist. Als Folge davon dreht sich die Schneckenwelle 220 dann, wenn ein externer Stoß übertragen wird, während sich die Schneckenwelle 220 und die Motorwelle 238 drehen, oder wenn sich die Richtung der Rotation augenblicklich ändert, um einen vorbestimmten Winkel, und das Dämpfungselement 250 puffert die Widerstandskraft der Schneckenwelle 220 in Bezug auf das Schneckenrad 201 ab, wodurch das Gefühl von Unterschied, das zu dem Fahrer übertragen wird, verringert wird und Vibrationen und Geräusche, die sich aus Stößen ergeben, reduziert werden.
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Wie oben beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung vorteilhaft dahingehend, dass ein Dämpfungselement, das eine Motornabe und einen inneren Laufring eines Lagers abstützt, so bereitgestellt ist, dass eine Rotationskraft direkt von der Motornabe zu dem inneren Laufring des Lagers übertragen wird, wodurch Spielräume in der axialen Richtung und in der Richtung der Rotation, die in dem Fall einer herkömmlichen Reduziereinrichtung von einem Schneckenwellenlager und einer Schneckenwelle sowie von der Schneckenwelle und einer Motorwelle erzeugt werden, reduziert werden, der Betrag der Änderung in dem Spielraum, der von einer Änderung in dem Rotationsdrehmoment abhängt, minimiert wird und dem Fahrer bei der Betätigung des Lenkrads exakt und richtig geholfen wird.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass ein Dämpfungselement zwischen der Motornabe und der Schneckenwelle bereitgestellt ist, wodurch verhindert wird, dass sich die Schneckenwelle in der axialen Richtung bewegt, jeglicher Spielraum in der axialen Richtung beseitigt wird, verhindert wird, dass Geräusche und Vibrationen von dem Lager und der Schneckenwelle erzeugt werden, und jegliche Unannehmlichkeit für den Fahrer vermieden wird.
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Auch wenn oben 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, wenigstens zwei Elemente von allen strukturellen Elementen können selektiv zusammengefügt und betrieben werden, ohne dass von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.
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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, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne dass von dem Schutzumfang und dem Erfindungsgedanken 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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Bezugszeichenliste
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- 201:
- Schneckenrad
- 202:
- Lenkspindel
- 205:
- Getriebegehäuse
- 209, 210:
- Schneckenwellenlager
- 220:
- Schneckenwelle
- 221:
- Schnecke
- 230:
- Motornabe
- 237:
- elastisches Element
- 250:
- Dämpfungselement
- 311:
- äußerer Laufring
- 313:
- Kugel
- 315:
- innerer Laufring
- 333:
- Einführungsloch
- 335:
- Vertiefungsabschnitt
- 353:
- Nut
- 411a:
- Kugelsitznut
- 431:
- Kopplungsloch
- 451:
- Steifigkeitsverstärkungsring
- 455:
- geneigter Abschnitt
- 457:
- Vorsprung
