DE10208725A1 - Elektromotorische Servolenkvorrichtung - Google Patents
Elektromotorische ServolenkvorrichtungInfo
- Publication number
- DE10208725A1 DE10208725A1 DE10208725A DE10208725A DE10208725A1 DE 10208725 A1 DE10208725 A1 DE 10208725A1 DE 10208725 A DE10208725 A DE 10208725A DE 10208725 A DE10208725 A DE 10208725A DE 10208725 A1 DE10208725 A1 DE 10208725A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- worm shaft
- shaft
- worm
- electric motor
- end part
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/50—Other types of ball or roller bearings
- F16C19/507—Other types of ball or roller bearings with rolling elements journaled in one of the moving parts, e.g. stationary rollers to support a rotating part
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/02—Relieving load on bearings using mechanical means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
- F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
- F16H2057/0213—Support of worm gear shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/22—Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
- F16H55/24—Special devices for taking up backlash
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
- F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19623—Backlash take-up
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19642—Directly cooperating gears
- Y10T74/19698—Spiral
- Y10T74/19828—Worm
- Y10T74/19842—Distribution of pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Servolenkvorrichtung, die eine Verschlechterung des Lenkgefühls verhindern kann und die die vom Elektromotor aufgebrachte Hilfslenkkraft vollständig auf die Lenkwelle übertragen kann, indem die Durchbiegung der Schneckenwelle der elektromotorischen Servolenkvorrichtung verhindert wird, bevorzugt einer elektrischen Servolenkvorrichtung in Ritzelbauart. DOLLAR A Hierzu wird eine elektrische Servolenkvorrichtung vorgeschlagen, umfassend: einen Elektromotor 7 zum Hinzufügen einer Hilfslenkkraft zu einem Lenksystem, ein Steuergerät 10, das den Elektromotor 7 antreibt, eine Zahnstange 8, die durch axiale Verschiebung derselben ein gelenktes Rad 9, 9 lenkt, eine Ritzelwelle 4, die durch einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus 4A, 8A mit der Zahnstange 8 in Eingriff steht, eine Schneckenwelle 12, die durch den Elektromotor 7 gedreht wird, und ein Schneckenrad 11, das mit der Schneckenwelle 12 in Eingriff steht und mit der Ritzelwelle 4 gekoppelt ist, wobei ein Endteil 12B der Schneckenwelle 12 mit dem Elektromotor 7 verbunden ist, und wobei ein Haltemittel 14A, 14B, 15B, 15B; 22 angeordnet ist, das das eine Endteil 12B und ein anderes Endteil 12C der Schneckenwelle 12 hält, während es die Drehung derselben gestattet.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Servolenkvorrichtung, die
die Lenkkraft des Fahrers unterstützt, indem die Kraft des Elektromotors
direkt auf das Lenksystem einwirkt.
Eine elektromotorische Servolenkvorrichtung (nachfolgend als elektrische
Servolenkvorrichtung bezeichnet) unterstützt die Lenkkraft des Fahrers,
indem sie die Antriebskraft des Elektromotors direkt nutzt. Fahrzeuge, an
denen elektrische Servolenkvorrichtungen angebracht sind, sind weit
verbreitet. Da bei einer solchen elektrischen Servolenkvorrichtung die
Lenkbewegung leicht wird, kann der Fahrer ohne starke Kraft lenken.
Als Beispiel der elektrischen Servolenkvorrichtung ist eine elektrische
Servolenkvorrichtung in Ritzelbauart bekannt, in der eine Schneckenwelle
und ein Schneckenrad benutzt werden, um die Antriebskraft eines
Elektromotors zu übertragen. Ein Beispiel einer solchen elektrischen
Servolenkvorrichtung ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
H11-43062 offenbart.
Bei dieser elektrischen Servolenkvorrichtung, wie sie in Fig. 8 gezeigt
ist, ist ein Elektromotor 51 vorgesehen, um einer durch
Lenkradbetätigung gedrehten Lenkwelle eine Hilfslenkkraft aufzulagern.
Die Schneckenwelle 52 ist mit dem Elektromotor 51 verbunden. Eine
Ritzelwelle 53 ist mit der Lenkwelle verbunden. Das Schneckenrad 54,
das mit einer Schneckenverzahnung 52A der Schneckenwelle 52 in
Eingriff steht, ist an einer Ritzelwelle 53 derart befestigt, dass es in
Bezug auf die Ritzelwelle 53 koaxial angeordnet ist.
Beide Endteile 52B und 52C der Schneckenwelle 52 werden durch
jeweilige Kugellager 55 und 56 gehalten. Die von dem Elektromotor 51
aufgebrachte Hilfslenkkraft wird zu der Ritzelwelle 53 durch die
Schneckenverzahnung 52 und das Schneckenrad 54, die miteinander in
Eingriff stehen, hinzugefügt. Durch Hinzufügung dieser Hilfslenkkraft wird
die Lenkkraft, die der Fahrer zur Lenkbetätigung aufbringen muss,
gesenkt.
Bei der elektrischen Servolenkvorrichtung 50, die in der oben
beschriebenen japanischen Patentoffenlegungsschrift offenbart ist, sind
beide Endteile der Schneckenwelle 52 nur durch die Kugellager 55 und
56 mit Spiel drehbar gehalten.
Da die Biegesteifigkeit (der Biegewiderstand) der Schneckenwelle 52
nicht besonders hoch ist, besteht die Tendenz, dass sich die
Schneckenwelle 52 durchbiegt. Wenn während Kurvenfahrt in der einen
Richtung das Lenkrad zur anderen Seite zurückgedreht wird, wird, da das
vom Lenkdrehmomentsensor (nicht gezeigt) erfasste Lenkdrehmoment
abnimmt, der Elektromotor 51 so geregelt, dass die Hilfslenkkraft
abnimmt.
In diesem Fall muss die Lenkung durch Drehung des Elektromotors 51
über das Schneckenrad 54 und die Schneckenwelle 52 glattgängig
zurückgedreht werden. Wenn jedoch an der Schneckenwelle 52 eine
Durchbiegung auftritt, entsteht eine korrigierende Rückverformung
der Durchbiegung, da das auf die Drehwelle des Schneckenrads 52A
einwirkende Biegemoment durch die Abnahme der vom Elektromotor 51
aufgebrachten Hilfslenkkraft gesenkt wird.
Da diese Rückverformung eine unerwünschte Kraft ist und die Drehung
der Schneckenverzahnung 52A hemmt, wird die Drehkraft von dem
Schneckenrad 54 nicht glattgängig auf den Elektromotor 51 übertragen.
Somit kommt es zu einer Fehlpassung der Beziehung zwischen dem
Drehmomentsensor (nicht gezeigt), der Steuereinheit und dem
Elektromotor 51. Wenn das Trägheitsmoment hinzukommt, wird die
Fehlpassung noch ausgeprägter. Dann wird das Zurückdrehen der
Lenkung gestört und wird die Lenkreaktion schlechter.
Ferner kann in der elektrischen Servolenkvorrichtung 50 ein einen
vorbestimmten Abstandswert überschreitender Abstand zwischen der
Schneckenverzahnung 52A und dem Schneckenrad 54 auftreten, wenn
sich die Schneckenwelle 52 durchbiegt. Wenn ein solcher Abstand
auftritt, wird auch das zu vermeidende Zahnspiel zwischen der
Schneckenverzahnung 52A und dem Schneckenrad 54 größer. Somit
kann die vom Elektromotor 51 aufgebrachte Hilfslenkkraft nicht
vollständig auf die Lenkwelle übertragen werden.
Diese Nachteile, die durch Verbiegung der Schneckenwelle 52 verursacht
werden, werden deutlich, wenn die vom Elektromotor 51 aufgebrachte
Hilfslenkkraft groß wird.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine elektromotorische
Servolenkvorrichtung, insbesondere eine elektrische Servolenkvorrichtung
in Ritzelbauart anzugeben, bei der eine Verschlechterung des Lenkgefühls
verhindert werden kann, indem die Durchbiegung der Schneckenwelle
verhindert wird, und die die Hilfslenkkraft des Elektromotors vollständig
auf die Lenkwelle übertragen kann.
Zur Lösung dieser Probleme wird eine elektrische Servolenkvorrichtung
vorgeschlagen, umfassend: einen Elektromotor zum Hinzufügen einer
Hilfslenkkraft zu einem Lenksystem; ein Steuergerät, das den
Elektromotor antreibt, eine Zahnstange, die durch axiale Verschiebung
derselben ein gelenktes Rad lenkt; eine Ritzelwelle, die durch einen
Zahnstangen- und Ritzelmechanismus mit der Zahnstange in Eingriff
steht; eine Schneckenwelle, die durch den Elektromotor gedreht wird und
ein Schneckenrad, das mit der Schneckenwelle in Eingriff steht und
integral mit der Ritzelwelle angeordnet ist, wobei ein Endteil der
Schneckenwelle mit dem Elektromotor verbunden ist, und wobei ein
Haltemittel angeordnet ist, das das eine Endteil und ein anderes Endteil
der Schneckenwelle hält, während es die Drehung derselben gestattet.
Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Servolenkvorrichtung werden
das eine Endteil und das andere Endteil der Schneckenwelle spielfrei
gehalten. Herkömmlich wird die Schneckenwelle mit Spiel gehalten,
sodass die Biegesteifigkeit nicht besonders hoch ist und es leicht zu einer
Durchbiegung der Schneckenwelle kommt. Andererseits wird in der
Erfindung die Schneckenwelle spielfrei gehalten, wodurch die
Schneckenwelle mit hoher Biegesteifigkeit gehalten werden kann.
Indem eine Durchbiegung der Schneckenwelle verhindert wird, werden
nicht nur das Auftreten der Fehlpassung aufgrund der Durchbiegung der
Schneckenwelle während der Rückdrehung der Lenkung verhindert,
sondern auch eine Verschlechterung des Lenkgefühls. Somit kann eine
sichere Übertragung der vom Elektromotor aufgebrachten Lenkkraft auf
die Ritzelwelle erreicht werden.
Bevorzugt ist in der elektrischen Servolenkvorrichtung das Haltemittel aus
einer Mehrzahl von Kugellagern, die das eine Endteil der Schneckenwelle
halten, und einer Mehrzahl von Kugellagern, die das andere Endteil der
Schneckenwelle halten, zusammengesetzt.
Bei dieser elektrischen Servolenkvorrichtung sind beide Endteile der
Schneckenwelle spielfrei durch eine Mehrzahl von Kugellagern gehalten.
Somit kann die Schneckenwelle an ihren beiden Enden der
Schneckenwelle glattgängig drehbar gelagert werden. Auch kann die
Lagerung der Schneckenwelle mittels Kugellagern erfolgen, die
Mehrzweckteile sind, ohne spezifische Teile verwenden zu müssen. Dies
kann zur Kostenreduktion beitragen.
Bevorzugt ist in der elektrischen Servolenkvorrichtung das Haltemittel aus
einer Mehrzahl von Kugellagern, die das eine Endteil der Schneckenwelle
halten, und einem Nadellager, das das andere Endteil der Schneckenwelle
hält, zusammengesetzt.
Bei dieser elektrischen Servolenkvorrichtung wird die mit dem
Elektromotor verbundene Endseite der Schneckenwelle durch die
Mehrzahl von Kugellagern gehalten. Da das eine Endteil der
Schneckenwelle mit dem Elektromotor verbunden ist, ist die
Biegesteifigkeit in dem einen Endteil der Schneckenwelle vergleichsweise
hoch, und jene in dem anderen Endteil wird ein wenig geringer.
Da in der vorliegenden elektrischen Servolenkvorrichtung der andere
Endteil der Schneckenwelle durch ein Nadellager spielfrei gehalten wird,
ist die Biegesteifigkeit der Schneckenwelle in der Durchmesserrichtung
größer als bei der von mehreren Kugellagern gehaltenen Schneckenwelle.
Hiermit ist die Biegesteifigkeit entlang der gesamten Schneckenwelle
größer. Somit kann eine Durchbiegung der Schneckenwelle verhindert
werden. Auch kann ein unterschiedliches Gefühl zwischen dem Fall einer
Rückdrehung der Lenkung in Gegenuhrzeigerrichtung und dem Fall einer
Rückdrehung der Lenkung in der Uhrzeigerrichtung vermieden werden.
Somit lässt sich nicht nur eine Verschlechterung des Lenkgefühls
verhindern, sondern kann auch eine sichere Übertragung der vom
Elektromotor 7 aufgebrachten Lenkkraft auf die Ritzelwelle 3 erreicht
werden.
Ferner wird erfindungsgemäß eine elektrische Servolenkvorrichtung
vorgeschlagen, umfassend: einen Elektromotor zum Hinzufügen einer
Hilfslenkkraft zu einem Lenksystem; ein Steuergerät, das den
Elektromotor antreibt; eine Zahnstange, die durch axiale Verschiebung
derselben ein gelenktes Rad lenkt; eine Ritzelwelle, die durch einen
Zahnstangen- und Ritzelmechanismus mit der Zahnstange in Eingriff
steht; eine Schneckenwelle, die durch den Elektromotor gedreht wird; ein
Schneckenrad, das mit der Schneckenwelle in Eingriff steht und integral
mit der Ritzelwelle angeordnet ist; ein Endteilhaltemittel, das das eine
Endteil der Schneckenwelle hält, während es eine Drehung der
Schneckenwelle erlaubt; ein Mitten-Stützmittel, das den Längsmittelteil
der Schneckenwelle hält, während es die Drehung der Schneckenwelle
erlaubt, wobei das eine Endteil der Schneckenwelle mit dem Elektromotor
verbunden ist.
Bei dieser elektrischen Servolenkvorrichtung wird etwa das Mittelteil in
der Längsrichtung der Schneckenwelle gestützt, während die Drehung
der Schneckenwelle erlaubt wird. Somit kann die Schneckenwelle in
einem drehbaren Zustand gehalten werden, und kann eine Durchbiegung
der Schneckenwelle verhindert werden. Daher kann die Verschlechterung
des Lenkgefühls verhindert werden und kann die vom Elektromotor
aufgebrachte Lenkkraft sicher auf die Ritzelwelle übertragen werden. Bei
dem Mitten-Stützmittel wird die Schneckenwelle gehalten, ohne das
Haltemittel am einen Endteil der Schneckenwelle anzuordnen, wobei
insgesamt die Montageeffizienz der Vorrichtung verbessert wird.
Bevorzugt weist in der elektrischen Servolenkvorrichtung das Mitten-
Stützmittel ein Druckmittel auf, das eine Druckkraft zu dem Eingriffsteil
zwischen der Schneckenwelle und dem Schneckenrad von der in Bezug
auf das Eingriffsteil entgegengesetzten Richtung her ausübt.
Erfindungsgemäß ist das Druckmittel angeordnet, das die
Schneckenwelle in Bezug auf das Schneckenrad zu der Eingriffsteilseite
drückt. Da die Durchbiegung der Schneckenwelle verhindert wird und die
Schneckenwelle mit ausreichender Kraft auf das Schneckenrad gedrückt
wird, wird der Abstand zwischen der Schneckenwelle und dem
Schneckenrad innerhalb des vorbestimmten Bereichs gehalten. So kann
das Auftreten des ungewünschten Spiels zwischen der
Schneckenverzahnung und dem Schneckenrad verhindert werden, und
die Drehung der Schneckenwelle kann auf das Schneckenrad sicher
übertragen werden.
Bevorzugt weist in der elektrischen Servolenkvorrichtung das Mitten-
Stützmittel eine erste Rolle und eine zweite Rolle auf, die die
Schneckenwelle berühren und die Schneckenwelle zu dem Eingriffsteil
zwischen der Schneckenwelle und dem Schneckenrad hin drücken.
Erfindungsgemäß drücken die erste Rolle und die zweite Rolle, die an der
Schneckenwelle sitzen, auf das Eingriffsteil zwischen der
Schneckenwelle und dem Schneckenrad. Somit wird der Versatz in Auf-
und Abrichtung der Schneckenwelle unterbunden, und die
Schneckenwelle wird auf das Eingriffsteil zwischen der Schneckenwelle
und dem Schneckenrad gedrückt. Da die Rolle verwendet wird, hat der
Stützmechanismus eine sehr geringe Reibung.
Erfindungsgemäß wird die Schneckenwelle mit ausreichender
Biegesteifigkeit gehalten, in dem die Schneckenwelle spielfrei gehalten
wird. Da bei der Erfindung die Durchbiegung der Schneckenwelle
verhindert wird, wird eine Verschlechterung aufgrund der Durchbiegung
der Schneckenwelle während des Zurückdrehens der Lenkung verhindert.
Infolgedessen kann das Schlechterwerden des Lenkgefühls verhindert
werden und kann eine sichere Übertragung der Lenkkraft, die vom
Elektromotor aufgebracht wird, auf die Ritzelwelle erreicht werden.
Erfindungsgemäß werden das eine Endteil und das andere Endteil der
Schneckenwelle jeweils durch eine Mehrzahl von Kugellagern gehalten.
Hierbei wird die Schneckenwelle spielfrei gehalten, während die glatte
Drehung der Schneckenverzahnung erhalten bleibt. Da als Kugellager
Mehrzweckkomponenten verwendet werden können, lässt sich eine
Kostenreduktion erzielen.
Erfindungsgemäß werden beide Endteile der Schneckenwelle mit der
gleichmäßigen Biegesteifigkeit gehalten, indem die Seite des anderen
Endteils, an der die Biegesteifigkeit ein wenig geringer ist, durch das
Nadellager gehalten wird. Hierbei wird die Durchbiegung der
Schneckenwelle sicher verhindert. Auch ein unterschiedliches Gefühl
zwischen dem Fall, in dem die Lenkung in Gegenzeigerrichtung
zurückgedreht wird, und dem Fall, in dem die Lenkung in
Uhrzeigerrichtung zurückgedreht wird, kann vermieden werden.
Hierdurch erreicht man eine sichere Übertragung der vom Elektromotor
aufgebrachten Lenkkraft auf die Ritzelwelle.
Erfindungsgemäß kann das Auftreten einer Durchbiegung der
Schneckenwelle verhindert werden, während die Schneckenwelle in
einem drehbaren Zustand ist. Erfindungsgemäß kann eine
Verschlechterung des Lenkgefühls verhindert werden und kann eine
sichere Übertragung der vom Elektromotor aufgebrachten Lenkkraft auf
die Ritzelwelle erreicht werden.
Da erfindungsgemäß die Schneckenwelle durch die Druckkraft des
Druckmittels mit geeigneter Kraft zu dem Eingriffsteil zwischen der
Schneckenwelle und dem Schneckenrad hingedrückt wird, kann der
Abstand zwischen der Schneckenwelle und dem Schneckenrad innerhalb
vorbestimmter Bereiche gehalten werden. Da erfindungsgemäß das
Auftreten des Spiels zwischen der Schneckenverzahnung und dem
Schneckenrad verhindert wird, kann die Drehung der Schneckenwelle
sicher auf das Schneckenrad übertragen werden.
Erfindungsgemäß wird der Versatz in Aufwärts- und Abwärtsrichtung der
Schneckenwelle unterbunden. Die Schneckenwelle wird zu dem
Eingriffsteil mit dem Schneckenrad hin gedrückt, während die Drehung
der Schneckenwelle unbehindert bleibt. Da erfindungsgemäß die Rolle
verwendet wird, kann eine ungewünschte Reibung in Bezug auf das
Schneckenrad reduziert werden.
Die Erfindung wird nun in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Gesamtblockdiagramm der elektrischen
Servolenkvorrichtung nach einer ersten Ausführung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf das wesentliche Teil der elektrischen
Servolenkvorrichtung der ersten Ausführung;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang Linie X-X in Fig. 2;
Fig. 4A eine Erläuterung eines Balkenmodells, dessen beide
Endteile spielfrei gehalten sind, und des auf den Balken ausgeübten
Biegemoments;
Fig. 4B eine Erläuterungsansicht des Balkenmodells, dessen beide
Endteile mit Spiel gehalten sind, und des auf den Balken ausgeübten
Biegemoment;
Fig. 5 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil der elektrischen
Servolenkvorrichtung nach der zweiten Ausführung;
Fig. 6 eine Draufsicht auf den wesentlichen Teil der elektrischen
Servolenkvorrichtung nach der dritten Ausführung;
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang Linie Y-Y in Fig. 2;
Fig. 8 eine Draufsicht auf das wesentliche Teil der herkömmlichen
Servolenkvorrichtung.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der elektrischen Servolenkvorrichtung.
Fig. 2 ist eine Draufsicht des Hauptteils der elektrischen
Servolenkvorrichtung. Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang X-X in Fig.
2.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine elektrische Servolenkvorrichtung einem
Lenkrad 2 zugeordnet. Das Lenkrad 2 ist durch eine Lenkwelle 3 mit
einer Ritzelwelle 4 verbunden. An der Ritzelwelle 4 sind ein
Drehmomentsensor 5 und ein Drehmomentübertrager 6 angebracht. Der
Drehmomentsensor 5 erfasst das an das Lenksystem angelegte
Lenkdrehmoment. Der Drehmomentübertrager 6 ist ein
Unterstützungsglied und ist mit einem Elektromotor 7 verbunden, der die
Hilfslenkkraft dem Lenksystem hinzufügt.
Ein Ritzel 4A, das am Unterteil der Ritzelwelle 4 angeordnet ist, steht mit
einer Stangenverzahnung 8A einer Zahnstange 8 in Eingriff. In dieser
Konstruktion wird die Drehung der Ritzelwelle 4 in einen längsgerichteten
Hub der Zahnstange 8 umgewandelt und dann werden die damit
gekoppelten gelenkten Räder 9 und 9 gelenkt. Der Drehmomentsensor 5
ist mit einer Steuereinheit 10 verbunden und gibt das Drehmomentsignal
an die Steuereinheit 10 aus. Die Steuereinheit 10 berechnet die
Hilfslenkkraft zumindest anhand des vom Drehmomentsensor 5
ausgegebenen Drehmomentsignals T, und gibt an den Elektromotor 7 ein
Elektromotorsteuersignal VO aus, wodurch der Elektromotor gesteuert
bzw. geregelt wird.
Wie in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt, besitzt der Drehmomentübertrager 6
ein Schneckenrad 11, das an der Ritzelwelle 4 in koaxialer Anordnung in
Bezug auf die Ritzelwelle 4 befestigt ist. Eine Schneckenwelle 12 ist mit
der Welle des Elektromotors 7 durch eine Kupplung u. dgl. verbunden.
Eine an der Schneckenwelle 12 vorgesehene Schneckenverzahnung 12A
steht mit dem Schneckenrad 11 in Eingriff.
Wenn die Schneckenwelle 12 durch Betrieb des Elektromotors 7 gedreht
wird, wird das mit der Schneckenverzahnung 12A in Eingriff stehende
Schneckenrad 11 gedreht und somit wird die Ritzelwelle 12 durch die
Drehung des Schneckenrads 11 durch einen Mechanismus, wie etwa ein
Planetengetriebe o. dgl., gedreht. Die vom Elektromotor 7 aufgebrachte
Hilfslenkkraft (Lenkkraft) wird auf die Ritzelwelle 4 übertragen, und wird
dann durch die Ritzelwelle 4 auf die Lenkwelle 3 übertragen.
Ein Endteil 12B der Schneckenwelle 12 wird von einem ersten Kugellager
14A und einem zweiten Kugellager 14B gehalten, die in Längsrichtung
der Schneckenwelle 12 einander benachbart angeordnet sind, um die
Drehung der Schneckenwelle 12 zu erlauben.
Die Kugellager 14A und 14B sind ein Haltemittel, das das eine Endteil
12B der Schneckenwelle 12 mit ausreichender Biegesteifigkeit hält.
Anders gesagt, das Haltemittel begrenzt die Durchbiegung der
Schneckenwelle 12.
Ferner ist das andere Endteil 12C der Schneckenwelle 12 von einem
ersten Kugellager 15A und einem zweiten Kugellager 15B gehalten, die in
Längsrichtung der Schneckenwelle 12 einander benachbart angeordnet
sind, um die Drehung der Schneckenwelle 12 zu erlauben.
Die Kugellager 15A und 15B sind ebenfalls ein Haltemittel, das das
andere Endteil 12C der Schneckenwelle 12 mit ausreichender
Biegesteifigkeit hält. Anders gesagt, das Haltemittel begrenzt die
Durchbiegung der Schneckenwelle 12.
Der Anordnungsabstand L1 zwischen dem Kugellager 14A und 14B ist
hier gleich dem Anordnungsabstand L2 zwischen dem Kugellager 15A
und 15B. Der Anordnungsabstand L1 und der Anordnungsabstand L2
sind so lang wie möglich ausgelegt, sodass sie die Durchbiegung der
Schneckenwelle 12 effizient unterbinden können.
Es folgt nun eine Erläuterung der Funktion und des Betriebs der
elektrischen Servolenkvorrichtung der obigen Konstruktion.
Wenn der Fahrer das in Fig. 1 gezeigte Lenkrad 2 betätigt, erfasst der
Drehmomentsensor 5 das Lenkdrehmoment. Das vom
Drehmomentsensor 5 erfasste Lenkdrehmoment wird als
Drehmomentsignal T an die Steuereinheit 10 ausgegeben.
In der Steuereinheit 10 wird die Hilfslenkkraft, die vom Elektromotor 7
aufgebracht und dem Lenksystem hinzugefügt wird, unter Verwendung
zumindest des durch das Drehmomentsignal T ausgedrückten
Lenkdrehmoments berechnet, unter Berücksichtigung von Faktoren, wie
etwa der Fahrgeschwindigkeit und des Lenkwinkels.
Auf der Basis dieser berechneten Hilfslenkkraft gibt die Steuereinheit 10
an den Elektromotor 7 das Elektromotorsteuersignal Vo aus.
Der Elektromotor 7 wird durch das Elektromotorsteuersignal Vo
angetrieben und dreht die in Fig. 2 gezeigte Schneckenwelle 12. Ein
Endteil 12B der Schneckenwelle 12 wird von den Kugellagern 14A und
14B drehbar gehalten. Das andere Endteil 12C der Schneckenwelle 12
wird ebenfalls durch die Kugellager 15A und 15B gehalten. Somit werden
beide Endteile 12B und 12C der Schneckenwelle 12 so gehalten, dass
sich die Schneckenwelle drehen kann.
Es folgt nun eine Erläuterung des Biegewiderstands der Schneckenwelle
12, unter Betrachtung der Schneckenwelle 12 als Balken.
Fig. 4A ist eine Erläuterungsansicht des Biegemoments in dem Fall, dass
die Kraft P auf die Längsmitte eines Balkens von oben her ausgeübt wird,
wobei beide Endteile des Balkens spielfrei starr gehalten werden (Spiel
bedeutet lose Passung).
Fig. 4A ist eine Erläuterungsansicht des Biegemoments in dem Fall, dass
die Kraft P auf die Längsmitte eines Balkens von oben her ausgeübt wird,
worin beide Teile des Balkens mit Spiel gehalten sind (Spiel bedeutet lose
Passung).
Wie in Fig. 4A gezeigt, beträgt im Falle des Balkens H, der eine Länge I
hat und dessen beide Endteile HA und HB spielfrei starr gehalten sind,
das hinzugefügte Biegemoment P1/8.
Wie in Fig. 4B gezeigt, beträgt im Falle des Balkens H, der eine Länge I
hat und dessen beide Endteile HA und HB mit Spiel gehalten sind, das
hinzugefügte Biegemoment P1 /4.
Das auf den Balken H ausgeübte Biegemoment, dessen beide Endteile HA
und HB spielfrei starr gehalten sind, beträgt eine Hälfte des Falls, dass
beide Endteile HA und HB des Balkens H mit Spiel gelagert sind. Somit
kann, wenn beide Endteile HA und HB des Balkens H starr und spielfrei
gehalten werden, das Biegemoment kleiner sein als in dem Fall, in dem
beide Endteile HA und HB mit Spiel gelagert sind.
Wenn die Kraft P, die in Richtung von oben auf die Längsmitte des
Balkens H ausgeübt wird, dessen beide Endteile HA und HB spielfrei starr
gehalten sind, wird der maximale Durchbiegungsbetrag (δ max) des
Balkens H mit der Formel (1) ausgedrückt:
δ max = P I3/192EI2 (1)
hierin ist
P: die auf den Balken H ausgeübte Kraft
I: die Länge des Balkens H
E: das Young's Modul
I2: das geometrische Trägheitsmoment
P: die auf den Balken H ausgeübte Kraft
I: die Länge des Balkens H
E: das Young's Modul
I2: das geometrische Trägheitsmoment
Wenn hingegen die Kraft P in Richtung von oben her auf die Längsmitte
des Balkens H ausgeübt wird, dessen beide Endteile HA und HB mit Spiel
gehalten sind, wird der maximale Biegebetrag (δ max) des Balkens H mit
der Formel (2) ausgedrückt:
δ max = PI3/48EI2 (2)
hierin ist
P: die auf den Balken H ausgeübte Kraft
I: die Länge des Balkens H
E: das Young's Modul
I2: das geometrische Trägheitsmoment
P: die auf den Balken H ausgeübte Kraft
I: die Länge des Balkens H
E: das Young's Modul
I2: das geometrische Trägheitsmoment
Daher wird der Biegebetrag des Balkens H, dessen beide Endteile spielfrei
starr gehalten sind, ein Viertel des Falls, wo beide Endteile mit Spiel
gehalten sind. Wie oben beschrieben kann, wenn beide Endteile HA und
HB des Balkens H starr und spielfrei gehalten sind, der
Durchbiegungsbetrag des Balkens H kleiner sein als beim Balken H,
dessen beide Endteile mit Spiel gehalten sind. Den Balken mit
ausreichender Biegesteifigkeit und mit hohem Biegewiderstand erhält
man, wenn beide Endteile des Balkens spielfrei gehalten sind.
Daher kann, wenn beide Endteile des Balkens H starr gehalten sind, die
Halterung des Balkenelements mit besserer Steifigkeit erfolgen als in dem
Fall, in dem beide Endteile mit Spiel gehalten sind, wodurch der maximale
Durchbiegungsbetrag des Balkens H verkleinert werden kann.
Bei der elektrischen Servolenkvorrichtung der bevorzugten Ausführung ist
die Schneckenwelle 12 durch die Kugellager 14A, 14B, 15A und 15B
spielfrei starr gehalten. Aus dem gleichen Grund, wie oben im Falle des
Balkens H beschrieben, kann, im Vergleich zur herkömmlichen
Ausführung, die Schneckenwelle mit ausreichender Biegesteifigkeit
gehalten werden.
Wenn in Folge des Betriebs des Elektromotors 7, die Kraft P auf die
Längsmitte der Schneckenwelle 12 einwirkt, reduziert sich daher das
Biegemoment auf eine Hälfte und der maximale Durchbiegungsbetrag auf
ein Viertel. Somit wird die Durchbiegung der Schneckenwelle 12
wirkungsvoll verhindert.
Somit werden das Auftreten von Fehlpassung, die aufgrund der
Durchbiegung der Schneckenwelle beim Zurückdrehen des Lenkrads in
der Rückwärtsrichtung verursacht wird, und die Verschlechterung der
Lenkreaktion in der elektrischen Servolenkvorrichtung ausreichend
verhindert. Somit kann die Übertragung der vom Elektromotor 7
aufgebrachten Hilfslenkkraft auf die Lenkwelle 3 glattgängig erfolgen.
In der vorliegenden Ausführung kann, wegen des Gewichts des
Elektromotors 7, die Differenz zwischen der Biegesteifigkeit am einen
Endteil 12B und am anderen Endteil 12C der Schneckenwelle 12
zunehmen.
Wenn die Drehachse des Elektromotors 7 mit der Schneckenwelle 12 fest
verbunden ist, ist z. B. die Biegesteifigkeit an dem einen Endteil 12B der
Schneckenwelle 12 höher als am anderen Endteil 12C der
Schneckenwelle (der Biegewinkel wird kleiner).
Wenn die Drehachse des Elektromotors 7 fest mit der Schneckenwelle 12
verbunden ist, ist es hinnehmbar, dass das der Anordnungsabstand L2
zwischen den Kugellagern 15A und 15B, die das andere Endteil 12C der
Schneckenwelle 12 stützen, breiter festgelegt ist als der
Anordnungsabstands L1 zwischen den Kugellagern 14A und 14B.
Genauer gesagt, die Biegesteifigkeit seitens des anderen Endteils 12C
kann stärker sein als jene seitens des einen Endteils 12B, indem der
Abstand zwischen den Kugellagern 15A und 15B breiter festgelegt wird
als jener zwischen den Kugellagern 14A und 14B. Da somit das eine
Endteil 12B und das andere Endteil 12C mit gleichmäßiger
Biegesteifigkeit in Abhängigkeit von der Festigkeit des Verbindungsteils
zwischen der Drehachse des Elektromotors 7 und der Schneckenwelle 12
starr gehalten werden, kann die Durchbiegung der Schneckenwelle 12
noch sicherer verhindert werden.
Es wird nun die zweite bevorzugte Ausführung beschrieben. Fig. 5 ist
eine geschnittene Draufsicht, die einen wesentlichen Teil der elektrischen
Servolenkvorrichtung zeigt.
In der elektrischen Servolenkvorrichtung 20 der bevorzugten Ausführung
unterscheidet sich nur die Konstruktion des Drehmomentübertragers von
der elektrischen Servolenkvorrichtung 1. Daher werden nur die
unterschiedlichen Komponenten erläutert, und die gleichen Komponenten
wie in der ersten Ausführung werden nicht erläutert und sind mit den
gleichen Symbolen bezeichnet.
Wie in Fig. 5 gezeigt, besitzt ein Drehmomentübertrager 21 der zweiten
Ausführung der elektrischen Servolenkvorrichtung 20 ein Schneckenrad
11, das an der Ritzelwelle 4 so befestigt ist, dass er in Bezug auf die
Ritzelwelle 4 koaxial angeordnet sein kann.
Mit dem Elektromotor 7 ist eine Schneckenwelle 12 verbunden. Die an
der Schneckenwelle 12 vorgesehene Schneckenverzahnung 12A steht
mit dem Schneckenrad 11 in Eingriff.
Wenn die Schneckenwelle 12 durch Betrieb des Elektromotors 3 gedreht
wird, wird das mit der Schneckenverzahnung 12A in Eingriff stehende
Schneckenrad 11 gedreht, und dann wird die Ritzelwelle 4 gemeinsam
mit der Drehung des Schneckenrads 11 gedreht. Die vom Elektromotor 7
aufgebrachte Hilfslenkkraft wird auf die Ritzelwelle 4 übertragen. Diese
Komponenten sind die gleichen wie in der ersten bevorzugten
Ausführung.
Ein Endteil 12B der Schneckenwelle 12 wird durch die Kugellager 14A
und 14B gehalten, die in Längsrichtung der Schneckenwelle 12 einander
benachbart angeordnet sind.
Andererseits wird das andere Endteil 12C der Schneckenwelle 12 durch
ein Nadellager 22 gehalten, das die Drehung um die Achse herum
erlaubt. Die elektrische Servolenkvorrichtung 20 nach der vorliegenden
Ausführung unterscheidet sich darin, dass das andere Endteil 12C der
Schneckenwelle 12 spielfrei drehbar gehalten ist.
Bei der Schneckenwelle 12 in der elektrischen Servolenkvorrichtung 20
nach der vorliegenden Ausführung wird ein Endteil 12B der
Schneckenwelle 12 spielfrei durch die zwei Kugellager 14A und 14B
gehalten, und das andere Endteil 12C der Schneckenwelle 12 wird
spielfrei durch das Nadellager 22 gehalten.
Da bei dem Nadellager 22 Nadelrollen (die in der Figur an der Innenseite
und der Außenseite angeordnet sind) entlang der Längsrichtung der
Schneckenwelle 12 die Schneckenwelle 12 kontaktieren, wird ein weiter
Bereich der Schneckenwelle 12 durch die Nadelrollen gehalten.
Somit ist der Biegewiderstand in Durchmesserrichtung an dem anderen
Endteil 12C der Schneckenwelle 12, wo diese durch das Nadellager 22
gehalten wird, höher als an dem einen Endteil. Da somit das andere
Endteil 12C durch das Nadellager 22 gehalten wird, ist auch die
Biegesteifigkeit an dem anderen Endteil 12C der Schneckenwelle höher
als an dem anderen Endteil 12B, wo die Schneckenwelle 12 durch die
Kugellager 14A und 14B gehalten wird.
Die Biegesteifigkeit an dem einen Endteil 12B und dem anderen Endteil
12C der Schneckenwelle 12 kann gleichmäßig gemacht werden, indem
das andere Endteil 12C mittels des Nagellagers 22 gehalten wird, das die
überragende Biegesteifigkeit ergibt, auch wenn die Steifigkeit an dem
einen Endteil 12B, in Folge der festen Verbindung zwischen der Welle
des Elektromotors 7 und der Schneckenwelle 12, hoch wird.
Somit wird das Auftreten der Durchbiegung der Schneckenwelle
verhindert. Auch kann ein unterschiedliches Gefühl zwischen dem Fall
der Rückdrehung der Lenkung in Gegenuhrzeigerrichtung und dem Fall
der Rückdrehung der Lenkung in Uhrzeigerrichtung vermieden werden.
Somit kann nicht nur ein Schlechterwerden des Lenkgefühls verhindert
werden, sondern es wird auch eine sichere Übertragung der vom
Elektromotor 7 aufgebrachten Lenkrad auf die Ritzelwelle 3 erreicht.
Nun wird die dritte bevorzugte Ausführung erläutert. Fig. 6 ist eine
geschnittene Draufsicht des wesentlichen Teils der elektrischen
Servolenkvorrichtung dieser Ausführung. Fig. 7 ist eine Schnittansicht
entlang Linie Y-Y in Fig. 6.
In der elektrischen Servolenkvorrichtung 30 dieser Ausführung
unterscheidet sich nur die Konstruktion des Drehmomentübertragens von
der elektrischen Servolenkvorrichtung 1. Daher werden nur die
unterschiedlichen Komponenten erläutert, und die gleichen Komponenten
wie in der ersten Ausführung werden nicht erläutert und sind mit dem
gleichen Symbol bezeichnet.
Wie in Fig. 6 gezeigt, besitzt ein Drehmomentübertrager 21 der dritten
bevorzugten Ausführung der elektrischen Servolenkvorrichtung 30 ein
Schneckenrad 11, das an der Ritzelwelle 4 derart befestigt ist, dass es zu
der Ritzelwelle 4 in einem koaxialen Zustand sein kann.
Die Schneckenwelle 12 ist mit dem Elektromotor 7 verbunden, und eine
daran vorgesehene Schneckenverzahnung 12A steht mit dem
Schneckenrad 11 in Eingriff.
Wenn die Schneckenwelle 12 durch Betrieb des Elektromotors 7 gedreht
wird, wird das mit der Schneckenverzahnung 12A in Eingriff stehende
Schneckenrad 11 gedreht, und dann wird gemeinsam mit dem
Schneckenrad 11 die Ritzelwelle 4 gedreht. Die vom Elektromotor 7
aufgebrachte Hilfslenkkraft wird auf die Ritzelwelle 4 übertragen. Diese
Komponenten sind die gleichen wie in der ersten und der zweiten
bevorzugten Ausführung.
Ein Endteil 12B der Schneckenwelle 12 wird von einem Kugellager 32 so
gehalten, dass die Schneckenwelle 12 drehbar ist. Das andere Endteil
12C wird ebenfalls von einem Kugellager 33 so gehalten, dass die
Schneckenwelle 12 drehbar ist.
Ein Mitten-Haltemittel 35 ist angenähert im Längsmittelteil der
Schneckenwelle 12 angeordnet. Das Mitten-Haltemittel 35 ist so
positioniert, dass die Schneckenwelle 12 sandwichartig zwischen dem
Schneckenrad 11 und dem Mitten-Haltemittel 35 angeordnet werden
kann, und es weist ein Druckmittel 34 auf, das die Schneckenwelle 12 in
Richtung zu dem Schneckenrad 11 hin drückt.
Durch dieses Druckmittel 34 wird die Schneckenwelle 12 an der von dem
Eingriffsteil, wo die Schneckenverzahnung 12A mit dem Schneckenrad
11 in Eingriff steht, entgegengesetzten Seite zu dem Schneckenrad 11
hin gedrückt. Dieses Druckmittel 34 ist angeordnet, um die
Schneckenwelle 12 zu dem Eingriffsteil des Schneckenrads 11 hin zu
drücken, und es besteht aus einer Feder 36, einer oberen Rolle 37, einer
unteren Rolle 38 sowie einem Rollenhalter 39 (siehe Fig. 7).
Wie in Fig. 7 gezeigt, weist das Druckmittel 34 die obere Rolle 37 und
die untere Rolle 38 auf, die in Bezug auf das Eingriffsteil, wo das
Schneckenrad 11 und die Schneckenverzahnung 12A der
Schneckenwelle 12 miteinander in Eingriff stehen, an der
entgegengesetzten Seite angeordnet sind. Das Druckmittel 34 weist
ferner einen Rollenhalter 39 auf, der die obere Rolle 38 und die untere
Rolle 39 drehbar trägt, sowie die Feder 36, die den Rollenhalter 39 zu der
Schneckenwelle 12 hin drückt.
Die obere Rolle 37 und die untere Rolle 38 sitzen jeweils an der
Schneckenverzahnung 12A auf und übertragen die von der Feder 36
aufgebrachte Druckkraft auf die Schneckenverzahnung 12A. Die
Drehwellen der oberen Rolle 37 und der unteren Rolle 38 sind an dem
Rollenhalter 39 gelagert, wodurch deren Bewegung in Richtung nach
oben und unten unterbunden ist.
Bei der elektrischen Servolenkvorrichtung 30 der vorliegenden
Ausführung wird etwa der Längsmittelteil der Schneckenwelle 12 durch
das Mitte-Haltemittel 35 gestützt. Der Durchbiegungsgrad der
Schneckenwelle 12 hat herkömmlich die Tendenz, dass er am
Längsmittelteil der Schneckenwelle 12 sein Maximum hat. Da bei der
vorliegenden Ausführung die Schneckenwelle 12 von dem Mitten-
Haltemittel 35 gestützt wird, wird eine Durchbiegung der Schneckenwelle
12 wirkungsvoll verhindert. Aufgrund dieser Maßnahme wird eine
Verschlechterung während des Zurückdrehens der Lenkung verhindert.
Somit lässt sich ein Schlechterwerden des Lenkgefühls vermeiden und
kann eine sichere Übertragung der Lenkkraft von dem Elektromotor auf
die Ritzelwelle erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird das Mittelteil zwischen dem einen Endteil und dem
anderen Teil der Schneckenwelle 12 gestützt, und die Streuung des
Biegewiderstands in der Längsrichtung der Schneckenwelle 12 kann
verkleinert werden. Somit können die Unterschiede im Lenkgefühl in
Abhängigkeit von der Drehrichtung der Lenkung kleiner gemacht werden.
Da bei der Erfindung ferner das Mitten-Haltemittel 35 das Druckmittel 34
aufweist, wird die von der Feder 36 aufgebrachte Druckkraft durch die
obere Rolle 37 und die untere Rolle 38 auf die Schneckenwelle 12
übertragen. Daher bleibt der Abstand zwischen der
Schneckenverzahnung 12A und dem Schneckenrad 12 innerhalb des
vorbestimmten Abstands erhalten, auch wenn der Abstand, wenn er
einen vorbestimmten Abstandswert überschreitet, in Folge einer leichten
Durchbiegung der Schneckenwelle 12 eng wird.
Die Schneckenverzahnung 12A und das Schneckenrad 11 werden durch
das Mitten-Haltemittel 35 in sicherem Eingriff gehalten, und es kann ein
ungewünschtes Spiel zwischen der Schneckenverzahnung 12A und dem
Schneckenrad 11 vermieden werden. Dies stellt eine sichere Übertragung
der vom Elektromotor 7 aufgebrachten Hilfslenkkraft auf das
Schneckenrad 11 durch die Schneckenwelle 12 sicher.
Da die von der Feder 36 aufgebrachte Druckkraft durch die obere Rolle
und die untere Rolle 38, die drehbar sind, auf die Schneckenwelle 12
übertragen wird, lässt sich die Schneckenwelle 12 ohne jede Behinderung
drehen.
Der Versatz in Aufwärts- und Abwärtsrichtung der oberen Rolle 37 und
der unteren Rolle 38, die an der Schneckenwelle 12 anliegen, wird
unterbunden. Ferner wird auch der Versatz in Aufwärts- und
Abwärtsrichtung der Schneckenwelle 12 verhindert.
Bei dieser Ausführung wird auch die Durchbiegung in Aufwärts- und
Abwärtsrichtung der Schneckenwelle 12 verhindert. So wird eine
Verschlechterung des Lenkgefühls verhindert. Ferner wird auch die vom
Elektromotor 7 aufgebrachte Lenkkraft sicher auf die Ritzelwelle 4
übertragen. Da bei dem Stützmechanismus die Schneckenwelle von der
oberen Rolle 37 und der unteren Rolle 38 abgestützt wird, kann eine
unerwünschte Reibung des Stützmechanismus reduziert werden.
In der gegenwärtig bevorzugten Ausführung werden beide Endteile der
Schneckenwelle von den Kugellagern 32 und 32 gehalten, wobei aber die
Halterung der Schneckenwelle nicht auf diese Ausführung beschränkt ist.
Beispielsweise kann die Halterung, in der die Schneckenwelle 12 ohne
das am anderen Endteil der Schneckenwelle angeordnete Kugellager
gehalten wird, angewendet werden, solange der vom Mitten-Haltemittel
aufgebrachte Biegewiderstand akzeptabel ist.
Die gegenwärtig bevorzugten Ausführung ist eine elektrische
Servolenkvorrichtung, die die vom Fahrer aufgebrachte Lenkkraft
unterstützt, indem sie die vom Elektromotor aufgebrachte Hilfslenkkraft
zu der vom Fahrer aufgebrachten Lenkkraft addiert.
Die Anwendung der Erfindung ist aber nicht auf den oben beschriebenen
Fall beschränkt, sondern ist auch auf andere Konstruktionstypen
anwendbar, solange sie eine Konstruktion hat, bei der die vom
Elektromotor aufgebrachte Antriebskraft zu der Ritzelwelle addiert wird,
die mit der Zahnstange verbunden ist und das Fahrzeugrad lenkt. Ein
Beispiel hiervon ist ein elektrischer Lenkmechanismus (steer-by-wire
mechanism), der das Fahrzeugrad nur durch die vom Elektromotor
aufgebrachte Antriebskraft lenkt und durch das elektrische Signal
gesteuert wird. Auch in Frage kommt ein Vierrad-Lenkmechanismus.
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Servolenkvorrichtung, die
eine Verschlechterung des Lenkgefühls verhindern kann und die die vom
Elektromotor aufgebrachte Hilfslenkkraft vollständig auf die Lenkwelle
übertragen kann, indem die Durchbiegung der Schneckenwelle der
elektromotorischen Servolenkvorrichtung verhindert wird, bevorzugt einer
elektrischen Servolenkvorrichtung in Ritzelbauart.
Hierzu wird eine elektrische Servolenkvorrichtung vorgeschlagen,
umfassend: einen Elektromotor 7 zum Hinzufügen einer Hilfslenkkraft zu
einem Lenksystem, ein Steuergerät 10, das den Elektromotor 7 antreibt,
eine Zahnstange 8, die durch axiale Verschiebung derselben ein
gelenktes Rad 9, 9 lenkt, eine Ritzelwelle 4, die durch einen
Zahnstangen- und Ritzelmechanismus 4A, 8A mit der Zahnstange 8 in
Eingriff steht, eine Schneckenwelle 12, die durch den Elektromotor 7
gedreht wird, und ein Schneckenrad 11, das mit der Schneckenwelle 12
in Eingriff steht und mit der Ritzelwelle 4 gekoppelt ist, wobei ein Endteil
12B der Schneckenwelle 12 mit dem Elektromotor 7 verbunden ist, und
wobei ein Haltemittel 14A, 14B, 15B, 15B; 22 angeordnet ist, das das
eine Endteil 12B und ein anderes Endteil 12C der Schneckenwelle 12
hält, während es die Drehung derselben gestattet.
Claims (6)
1. Elektrische Servolenkvorrichtung (1; 20; 30) umfassend:
einen Elektromotor (7) zum Hinzufügen einer Hilfslenkkraft zu einem Lenksystem;
ein Steuergerät (10), das den Elektromotor (7) antreibt,
eine Zahnstange (8), die durch axiale Verschiebung derselben ein gelenktes Rad (9, 9) lenkt;
eine Ritzelwelle (4), die durch einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus (4A, 8A) mit der Zahnstange (8) in Eingriff steht;
eine Schneckenwelle (12), die durch den Elektromotor (7) gedreht wird und
ein Schneckenrad (11), das mit der Schneckenwelle (12) in Eingriff steht und integral mit der Ritzelwelle (4) angeordnet ist, wobei ein Endteil (12B) der Schneckenwelle (12) mit dem Elektromotor (7) verbunden ist, und wobei
ein Haltemittel (14A, 14B, 15B, 15B; 22) angeordnet ist, das das eine Endteil (12B) und ein anderes Endteil (12C) der Schneckenwelle (12) hält, während es die Drehung derselben gestattet.
einen Elektromotor (7) zum Hinzufügen einer Hilfslenkkraft zu einem Lenksystem;
ein Steuergerät (10), das den Elektromotor (7) antreibt,
eine Zahnstange (8), die durch axiale Verschiebung derselben ein gelenktes Rad (9, 9) lenkt;
eine Ritzelwelle (4), die durch einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus (4A, 8A) mit der Zahnstange (8) in Eingriff steht;
eine Schneckenwelle (12), die durch den Elektromotor (7) gedreht wird und
ein Schneckenrad (11), das mit der Schneckenwelle (12) in Eingriff steht und integral mit der Ritzelwelle (4) angeordnet ist, wobei ein Endteil (12B) der Schneckenwelle (12) mit dem Elektromotor (7) verbunden ist, und wobei
ein Haltemittel (14A, 14B, 15B, 15B; 22) angeordnet ist, das das eine Endteil (12B) und ein anderes Endteil (12C) der Schneckenwelle (12) hält, während es die Drehung derselben gestattet.
2. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Haltemittel aus einer Mehrzahl von Kugellagern (14A,
14B), die das eine Endteil (12B) der Schneckenwelle (12) halten,
und einer Mehrzahl von Kugellagern (15A, 15B), die das andere
Endteil (12C) der Schneckenwelle (12) halten, zusammengesetzt
ist.
3. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Haltemittel aus einer Mehrzahl von Kugellagern (14A,
14B), die das eine Endteil (12B) der Schneckenwelle (12) halten,
und einem Nadellager (22), das das andere Endteil (12C) der
Schneckenwelle (12) hält, zusammengesetzt ist.
4. Elektrische Servolenkvorrichtung, umfassend:
einen Elektromotor (7) zum Hinzufügen einer Hilfslenkkraft zu einem Lenksystem;
ein Steuergerät (10), das den Elektromotor (7) antreibt;
eine Zahnstange (8), die durch axiale Verschiebung derselben ein gelenktes Rad (9, 9) lenkt;
eine Ritzelwelle (4), die durch einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus (4A, 8A) mit der Zahnstange (8) in Eingriff steht;
eine Schneckenwelle (12), die durch den Elektromotor (7) gedreht wird;
ein Schneckenrad (11), das mit der Schneckenwelle (12) in Eingriff steht und integral mit der Ritzelwelle (4) angeordnet ist;
ein Endteilhaltemittel (32), das das eine Endteil (12B) der Schneckenwelle (12) hält, während es eine Drehung der Schneckenwelle (12) erlaubt;
ein Mitten-Stützmittel (35), das den Längsmittelteil der Schneckenwelle (12) hält, während es die Drehung der Schneckenwelle (12) erlaubt, wobei das eine Endteil (12B) der Schneckenwelle (12) mit dem Elektromotor (7) verbunden ist.
einen Elektromotor (7) zum Hinzufügen einer Hilfslenkkraft zu einem Lenksystem;
ein Steuergerät (10), das den Elektromotor (7) antreibt;
eine Zahnstange (8), die durch axiale Verschiebung derselben ein gelenktes Rad (9, 9) lenkt;
eine Ritzelwelle (4), die durch einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus (4A, 8A) mit der Zahnstange (8) in Eingriff steht;
eine Schneckenwelle (12), die durch den Elektromotor (7) gedreht wird;
ein Schneckenrad (11), das mit der Schneckenwelle (12) in Eingriff steht und integral mit der Ritzelwelle (4) angeordnet ist;
ein Endteilhaltemittel (32), das das eine Endteil (12B) der Schneckenwelle (12) hält, während es eine Drehung der Schneckenwelle (12) erlaubt;
ein Mitten-Stützmittel (35), das den Längsmittelteil der Schneckenwelle (12) hält, während es die Drehung der Schneckenwelle (12) erlaubt, wobei das eine Endteil (12B) der Schneckenwelle (12) mit dem Elektromotor (7) verbunden ist.
5. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mitten-Stützmittel (35) ein Druckmittel (34) aufweist, das
eine Druckkraft zu dem Eingriffsteil zwischen der Schneckenwelle
(12) und dem Schneckenrad (11) von der in Bezug auf das
Eingriffsteil entgegengesetzten Richtung her ausübt.
6. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mitten-Stützmittel (35) eine erste Rolle (37) und eine
zweite Rolle (38) aufweist, die die Schneckenwelle (12) berühren
und die Schneckenwelle (12) zu dem Eingriffsteil zwischen der
Schneckenwelle (12) und dem Schneckenrad (11) hin drücken.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01-060266 | 2001-03-05 | ||
JP2001060266A JP3888607B2 (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10208725A1 true DE10208725A1 (de) | 2002-11-14 |
DE10208725B4 DE10208725B4 (de) | 2006-04-13 |
Family
ID=18919711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10208725A Expired - Fee Related DE10208725B4 (de) | 2001-03-05 | 2002-02-28 | Elektromotorische Servolenkvorrichtung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20020121401A1 (de) |
JP (1) | JP3888607B2 (de) |
DE (1) | DE10208725B4 (de) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7077235B2 (en) * | 2001-12-03 | 2006-07-18 | Nsk Ltd. | Electric power steering device |
EP1501715A2 (de) | 2003-02-20 | 2005-02-02 | NSK Ltd. | Elektrisch betriebene servolenkung |
US7784491B2 (en) * | 2005-02-22 | 2010-08-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Cover on power steering reservoir assembly |
US7721616B2 (en) * | 2005-12-05 | 2010-05-25 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Sprung gear set and method |
JP2007196751A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Jtekt Corp | 電動パワーステアリング装置 |
US8294311B2 (en) * | 2006-03-06 | 2012-10-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric motor and electric power steering apparatus |
US8250940B2 (en) * | 2006-07-20 | 2012-08-28 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | System and method for controlling contact between members in operable communication |
JP5088527B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2012-12-05 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
DE102007052057A1 (de) * | 2007-10-30 | 2009-05-07 | Valeo Systèmes d'Essuyage | Elektromotorischer Hilfsantrieb für Fahrzeuge sowie Verfahren zum Herstellen bzw. Montieren eines solchen Antriebs |
DE102008013059B4 (de) * | 2008-03-06 | 2017-12-14 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | System mit Getriebe |
JP2010280034A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Nikken Kosakusho Works Ltd | ロータリテーブル装置 |
DE102009028380B4 (de) * | 2009-08-10 | 2015-05-07 | Zf Lenksysteme Gmbh | Vorrichtung zum Andrücken einer Schnecke |
JP5780429B2 (ja) * | 2011-11-16 | 2015-09-16 | 株式会社ジェイテクト | 車両用操舵装置 |
JP5798946B2 (ja) * | 2012-02-24 | 2015-10-21 | カヤバ工業株式会社 | 電動パワーステアリング装置、及びそれに用いられる軸連結器 |
JP2015520074A (ja) * | 2012-06-22 | 2015-07-16 | タカタ アーゲー | 車両の重ね合わせ操舵システムのための重ね合わせ駆動部 |
DE102013207142B4 (de) * | 2013-04-19 | 2014-12-11 | Ford Global Technologies, Llc | Schneckengetriebe |
US11088588B2 (en) * | 2015-08-10 | 2021-08-10 | Nidec Corporation | Motor with an upper bearing including a washer, a lower bearing, and bearing holding portions |
KR102033558B1 (ko) * | 2018-05-18 | 2019-10-17 | 주식회사 만도 | 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기 |
CN111668972B (zh) * | 2019-03-05 | 2023-08-22 | 日本电产株式会社 | 无刷马达及包含该无刷马达的电气产品 |
KR102174602B1 (ko) * | 2019-05-14 | 2020-11-06 | 주식회사 만도 | 자동차의 조향장치 |
CN114165576A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-11 | 合众新能源汽车有限公司 | 一种汽车电动转向减速箱齿轮轴固定结构 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3664718A (en) * | 1970-09-21 | 1972-05-23 | Heald Machine Co | Toolhead |
US3932960A (en) * | 1974-04-29 | 1976-01-20 | Bryant Grinder Corporation | Single slide grinding machine |
US4739855A (en) * | 1985-07-22 | 1988-04-26 | Mazda Motor Corporation | Vehicle steering system having a steering ratio changing mechanism |
US4611934A (en) * | 1985-09-09 | 1986-09-16 | Cincinnati Milacron Inc. | Device for preloading bearings |
JPH03249451A (ja) * | 1990-02-27 | 1991-11-07 | Aiseru Kk | ウォームギヤのブレーキ装置 |
JP2565809B2 (ja) * | 1991-09-04 | 1996-12-18 | 宏 豊政 | ウオームギア |
JPH06211152A (ja) * | 1993-01-19 | 1994-08-02 | Aisin Seiki Co Ltd | 車輌の操舵装置 |
JP3376869B2 (ja) * | 1997-05-29 | 2003-02-10 | 日本精工株式会社 | 電動式パワーステアリング装置 |
US6155377A (en) * | 1997-08-01 | 2000-12-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Variable gear ratio steering system |
JP2001080529A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-03-27 | Koyo Seiko Co Ltd | 動力舵取装置及び動力伝達継手 |
US20020084136A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-04 | Fowlkes Edward Taylor | Power steering system with roller yoke |
-
2001
- 2001-03-05 JP JP2001060266A patent/JP3888607B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-02-19 US US10/079,610 patent/US20020121401A1/en not_active Abandoned
- 2002-02-28 DE DE10208725A patent/DE10208725B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-10-27 US US10/695,150 patent/US6832662B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3888607B2 (ja) | 2007-03-07 |
JP2002264827A (ja) | 2002-09-18 |
US6832662B2 (en) | 2004-12-21 |
DE10208725B4 (de) | 2006-04-13 |
US20020121401A1 (en) | 2002-09-05 |
US20040094353A1 (en) | 2004-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10208725B4 (de) | Elektromotorische Servolenkvorrichtung | |
EP1689632B1 (de) | Überlagerungslenkung für ein fahrzeug | |
DE10051306A1 (de) | Spielfreies Lenkgetriebe | |
DE10304189A1 (de) | Elektrische Servolenkvorrichtung | |
EP2595854A1 (de) | Doppelritzel-lenkgetriebe | |
DE10216516A1 (de) | Reibrollengetriebe | |
EP3544878A1 (de) | Lenkgetriebe und lenksystem | |
WO2020074223A1 (de) | Lenkgetriebe und lenksystem für ein kraftfahrzeug | |
EP3426541B1 (de) | Lenkgetriebe | |
EP3541685A1 (de) | Lenksystem | |
DE10334565A1 (de) | Elektrische Servolenkvorrichtung | |
WO2019048123A1 (de) | Festlager für ein lenkgetriebe und verfahren zur herstellung des festlagers | |
DE102021213069B3 (de) | Antrieb für eine Lenkachse eines Flurförderzeugs, Lenkachse und Flurförderzeug | |
DE20316602U1 (de) | Servolenkventil | |
WO2018206305A1 (de) | Festlager, lenkgetriebe und lenksystem | |
DE4030625C2 (de) | Servolenkgetriebe | |
DE102017211461B4 (de) | Lenkgetriebe | |
DE19538761A1 (de) | Drehmomentverzweigendes Getriebe | |
EP3914502B1 (de) | Lageranordnung | |
DE69203375T2 (de) | Lenkvorrichtung. | |
DE3612619C2 (de) | ||
WO2017029083A1 (de) | Servolenkbaugruppe mit lenkmomentüberlagerung | |
DE4340203C2 (de) | Elektrisch angetriebene Lenkvorrichtung | |
DE4441165C2 (de) | Steuerung eines Servoventils | |
DE69607256T2 (de) | Elektrische Servolenkung mit Mittelabgriff |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R084 | Declaration of willingness to licence | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140902 |