DE10393833T5 - Elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung - Google Patents

Elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE10393833T5
DE10393833T5 DE10393833T DE10393833T DE10393833T5 DE 10393833 T5 DE10393833 T5 DE 10393833T5 DE 10393833 T DE10393833 T DE 10393833T DE 10393833 T DE10393833 T DE 10393833T DE 10393833 T5 DE10393833 T5 DE 10393833T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rack
holder
force
power steering
pinion
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.)
Withdrawn
Application number
DE10393833T
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Maebashi Chikaraishi
Manabu Maebashi Abe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2002351753A external-priority patent/JP2004001679A/ja
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Publication of DE10393833T5 publication Critical patent/DE10393833T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F16H55/26—Racks
    • F16H55/28—Special devices for taking up backlash
    • F16H55/283—Special devices for taking up backlash using pressure yokes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • B62D3/123—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by pressure yokes
    • 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
    • F16H55/26—Racks
    • F16H55/28—Special devices for taking up backlash
    • F16H55/283—Special devices for taking up backlash using pressure yokes
    • F16H55/285—Special devices for taking up backlash using pressure yokes with rollers or balls to reduce friction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

Eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung zur Ausgabe einer unterstützenden Lenkkraft mithilfe eines Elektromotors, umfassend: ein Gehäuse;
eine gegenüber dem Gehäuse bewegliche Zahnstange mit Zahnstangenzähnen und einem Gewindeteil;
ein Ritzel mit Ritzelzähnen im Eingriff mit den Zahnstangenzähnen zur Übertragung einer Lenkkraft von einem Lenkrad auf die Zahnstange; einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Halter zum Halten der Zahnstange; und
einen Wandler zum Umwandeln einer Drehkraft des elektrischen Motors in eine Schubkraft der Zahnstange unter Verwendung einer auf den Gewindeteil aufgeschraubten Mutter,
wobei die Zahnstange an wenigstens zwei Stellen ihres Umfangs in Längsrichtung ausgedehnte Führungsbahnoberflächen für den Halter aufweist,
der Halter ein Wälzlager aufweist, das, entlang der Längsrichtung der Zahnstange betrachtet, während des Rollens alle Halterführungsbahnoberflächen in sich überschneidende Richtungen presst,
und, wenn jede Andruckrichtung des Wälzlagers auf jede Halterführungsbahnoberfläche mit jeweils einer Linie angezeigt wird, der Schnittpunkt der Linien aus der Mitte der Zahnstange verschoben ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung, und insbesondere eine solche mit Zahnstange und Ritzel.
  • Stand der Technik
  • Eine Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung ist ein bekannter Typ von Fahrzeuglenkung, in dem eine Drehkraft und ein Drehwinkel eines Ritzels (Lenkleistung) umgewandelt werden in eine Schubkraft in axialer Richtung und einen Hub einer Zahnstange durch Ineinandergreifen der Zahnstangenzähne mit dem Ritzel. In einem verhältnismäßig leichtgewichtigen Fahrzeug wird dabei manchmal eine Konfiguration verwendet, in der die Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung inkorporiert wird in eine sogenannte manuelle Lenkvorrichtung, die keine unterstützende Lenkkraft ausgibt. In einem solchen Fall müssen die Laufräder nur durch das Lenken eines Fahrers gesteuert werden, und daher wird die Anordnung so bestimmt, dass der Hub je einer Umdrehung des Ritzels (Hubverhältnis) klein ist, um gleichzeitig das Lenkdrehmoment (steering torque) zu reduzieren und den Lenkeinschlag (amount of steering) zu vergrößern. Außerdem wurde in einem Zahnstangenhaltemechanismus zum Halten einer Zahnstange die Übertragungseffizienz verbessert und das Lenkdrehmoment reduziert mithilfe einer rollende Zahnstangenführung usw., die die Zahnstange durch eine einzelne, sich an einem Festhalteteil zum Festhalten (holding) der Rückseite (der den Zahnstangenzähnen entgegen gesetzte Seite) der Zahnstange drehende Walze usw. hält (In der Ausführung in 3 wird eine Bogenoberfläche 73a einer einzelnen Walze 73 gegen die zylindrische rückwärtige Oberfläche einer Zahnstange 60 gedrückt, um den Eingriff zwischen einem Ritzel 53 und der Zahnstange 60 sicherzustellen).
  • In einem verhältnismäßig schwergewichtigen Fahrzeug andererseits ist es im allgemeinen notwendig, eine sogenannte Servolenkvorrichtung vorzusehen, die eine unterstützende Lenkkraft zur Reduzierung der Lenkleistung ausgibt. Hierbei werden Servolenkvorrichtungen grob eingeteilt in hydraulisch angetriebene Servolenkvorrichtungen und elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtungen. In einer hydraulischen Servolenkvorrichtung wird gemäß dem vom Fahrer auf das Lenkrad ausgeübte Lenkdrehmoment durch ein an der Ritzelwelle angeordnetes Kontrollventil ein hydraulischer Druck erzeugt, und der hydraulische Druck wird auf einen an der Zahnstange angebrachten Hydraulikzylinder ausgeübt, wobei eine Schubkraft direkt in der Bewegungsrichtung der Zahnstange erzeugt wird. Demzufolge genügt zur Betätigung des Kontrollventils ein kleines vom Fahrer auf das Lenkrad ausgeübt Lenkdrehmoment. Außerdem wird das Hubverhältnis größer gewählt als dasjenige einer manuellen Lenkvorrichtung, um den Lenkeinschlag zu reduzieren. Dadurch ist das durch die Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung auf die Zahnstange übertragene Drehmoment extrem gering. Demzufolge wird das Lenken des Fahrers selbst dann nicht behindert, wenn die Übertragungseffizienz sich in einem gewissen Grad verschlechtert. Daher verwendet man in einem Zahnstangenhaltemechanismus zum Halten einer Zahnstange eine gleitende Zahnstangenführung, die billiger als eine rollende Zahnstangenführung (Japanischer ungeprüfte Gebrauchsmusteranmeldungen mit Veröffentlichungsnummern 61-18976 und 61-124471).
  • Im Gegensatz dazu wird in einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung eine unterstützende Lenkkraft durch einen Elektromotor auf eine Lenkwelle oder eine Zahnstange ausgegeben, entsprechend dem auf das Lenkrad ausgeübten Lenkdrehmoment. Verglichen mit einer hydraulisch angetriebenen Servolenkvorrichtung hat eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung vorteilhafte Merkmale, indem sie eine kleinere Konfiguration hat, usw.. Beispielsweise braucht die Servolenkvorrichtung keine hydraulische Pumpe, hydraulische Schläuche, einen Betriebsöltank, usw.. Anfänglich wurde die elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung für leichtgewichtige Fahrzeuge wie etwa Kompaktfahrzeuge usw. verwendet. In den letzten Jahren allerdings wurde die elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung auf schwergewichtige Fahrzeuge angewandt. Hier umfassen elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtungen solche vom sogenannten Säulen-unterstützten Typ, in dem durch Anbringen eines elektrischen Motors an der Lenksäule eine unterstützende Lenkkraft direkt auf die Lenkungswelle ausgegeben wird, und eine solche vom sogenannten Ritzel-unterstützten Typ, in dem durch Anbringen eines Elektromotors an die Zahnstangen-und-Ritzel-Vorrichtung eine unterstützende Lenkkraft direkt auf die Ritzelwelle ausgegeben wird. Durch eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung vom letztgenannten Typ wird eine starke Kraft, einschließlich einer unterstützenden Lenkkraft eines Elektromotors, zwischen dem Ritzel und den Zahnstangenzähnen übertragen.
  • Außerdem wird in einem verhältnismäßig schwergewichtigen Fahrzeug im Fall einer manuellen Lenkvorrichtung oder einer hydraulisch angetriebenen Servolenkvorrichtung zwischen dem Ritzel und den Zahnstangenzähnen ständig eine viel stärkere Kraft übertragen, und dadurch steigen Biegespannung und Oberflächendruck ausgeübt auf den Ritzel und die Zahnstangenzähne. Um damit zurecht zu kommen, können Biegespannung und Oberflächendruck durch Vergrößerung von deren Andruckwinkel oder Torsionswinkel verkleinert werden. Insbesondere in einem Typ von Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung mit variablem Hubverhältnis, in dem das Hubverhältnis nahe bei dem zentralen Teil der Zahnstangenzähne einen großen und an beiden Enden einen geringen Wert hat, ist der Andruckwinkel des beim normalen Fahren am häufigsten gebrauchten mittleren Teils der Zahnstangenzähne noch größer.
  • Wenn eine starke Kraft zwischen dem Ritzel und den Zahnstangenzähnen übertragen wird, vergrößert sich auch eine Trennungskraft, die die Zahnstange vom Ritzel trennt. Auch vergrößert sich eine solche Trennungskraft weiter, wenn sich der Andruckwinkel vergrößert. Beispielsweise beträgt der Andruckwinkel im Fall einer manuellen Lenkvorrichtung oder einer hydraulisch angetriebenen Servolenkvorrichtung etwa 20°. Im Fall einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung vom Typ Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung mit konstantem Hubverhältnis beträgt der Andruckwinkel etwa 30°, und bei Verwendung eines Typs Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung mit variablem Hubverhältnis erreicht der Andruckwinkel etwa 45°. Gemäß einer einfachen Rechnung im Falle der gleichen Zahnstangenschubkraft der erhält eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung vom Typ Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung mit variablem Hubverhältnis eine tan45°/tan20° = 2,75-fache Trennungskraft verglichen mit derjenigen einer manuellen Lenkvorrichtung . Verglichen mit einer hydraulisch angetriebenen Servolenkvorrichtung unter Annahme einer etwa 10-fachen Verstärkung des Lenkdrehmoments des Fahrers durch die hydraulische Unterstützung wird eine 10 × 2,75 = 27,5 fache Trennungskraft erhalten.
  • Allerdings wird, wenn eine solche Trennungskraft erhalten wird, bei Verwendung einer gleitenden Führung zum Halten der Rückseite der Zahnstange eine Reibungskraft erhöht und dadurch die Übertragungseffizienz der Lenkkraft reduziert. Das heißt, in einer manuellen Lenkvorrichtung oder eine hydraulisch angetriebenen Servolenkvorrichtung reicht eine Gleitführung zum Halten der Zahnstange aus. Aber in einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung wird anstelle der Gleitführung ein Zahnstangenhaltemechanismus mit einer kleineren Reibungskraft benötigt.
  • Zusätzlich zu den oben geschilderten durch die Vergrößerung der Trennungskraft verursachten Problemen werden in einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung außerdem Probleme durch den Torsionswinkel der Zahnstangenzähne verursacht. Das heißt, wenn sich der Torsionswinkel vergrößert, vergrößert sich auch die Drehkraft, die die Zahnstange um deren Achse dreht. Dies führt zu Defekten, wie Abrieb des Ritzels und der Zahnstangenzähne durch einseitigen Kontakt des Ritzels und der Zahnstangenzähne, eine Vergrößerung des ausgeübten Drehmoments (operating torque) usw.. Insbesondere im Fall einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung vom sogenannten Zahnstangen-unterstützten Typ mit einem um die Zahnstange herum angeordneten Elektromotor zur Übertragung einer Schubkraft auf die Zahnstange unter Verwendung eines Kugelschraubenmechanismus usw., einschließlich einer Kugelschraube und einer Mutter, wird die Zahnstange durch eine Gegenkraft der Mutter usw. weiter verdreht, und dadurch wird der einseitige Kontakt zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Ritzel noch erheblicher.
  • Aber hierin liegt ein Problem dass ein solches Verdrehen der Zahnstange nicht angemessen durch bekannte rollende Zahnstangenführungen gehalten werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Angesichts der Probleme mit dem derartigen Stand der Technik ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung, die das Verdrehen der Zahnstange einschränken und die Zahnstange mit geringer Reibung halten kann.
  • Um das vorgenannte Ziel zu erreichen, wird erfindungsgemäß bereit gestellt eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung zur Ausgabe einer unterstützenden Lenkkraft mit Hilfe eines Elektromotors, umfassend:
    ein Gehäuse;
    eine gegenüber dem Gehäuse bewegliche Zahnstange mit Zahnstangenzähnen;
    ein Ritzel mit Ritzelzähnen im Eingriff mit den Zahnstangenzähnen zur Übertragung einer Lenkkraft von einem Lenkrad auf die Zahnstange;
    und einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Halter zum Halten der Zahnstange,
    wobei eine Achse der Zahnstange und eine Achse des Ritzels sich mit einem von 90° verschiedenen Winkel überschneiden,
    die Zahnstange an wenigstens zwei Stellen ihres Umfangs in Längsrichtung ausgedehnte Führungsbahnoberflächen für den Halter aufweist, und der Halter ein Wälzlager aufweist, das, entlang der Längsrichtung der Zahnstange betrachtet, während des Rollens alle Halterführungsbahnoberflächen in sich überschneidende Richtungen drückt, und, wenn jede Druckkraftrichtung des Wälzlagers auf jede Halterführungsbahnoberfläche mit jeweils einer Linie angezeigt wird, der Schnittpunkt der Linien aus der Mitte der Zahnstange verschoben ist.
  • Eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung zur Ausgabe einer unterstützenden Lenkkraft mit Hilfe eines Elektromotors, umfassend:
    ein Gehäuse;
    eine gegenüber dem Gehäuse bewegliche Zahnstange mit Zahnstangenzähnen und einen Gewindeteil;
    ein Ritzel mit Ritzelzähnen in Eingriff mit den Zahnstangenzähnen zur Übertragung einer Lenkkraft von einem Lenkrad auf die Zahnstange;
    einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Halter zum Halten der Zahnstange; und einen Wandler zum Umwandeln einer Drehkraft des elektrischen Motors in eine Schubkraft der Zahnstange unter Verwendung einer auf den Gewindeteil aufgeschraubten Mutter,
    wobei die Zahnstange an wenigstens zwei Stellen ihres Umfangs in Längsrichtung ausgedehnte Führungsbahnoberflächen für den Halter hat, der Halter ein Wälzlager aufweist, das, entlang der Längsrichtung der Zahnstange betrachtet, während des Rollens alle Halterführungsbahnoberflächen in sich überschneidende Richtungen drückt, und, wenn jede Druckkraftrichtung des Wälzlagers auf jede Halterführungsbahnoberfläche mit jeweils einer Linie angezeigt wird, der Schnittpunkt der Linien aus der Mitte der Zahnstange verschoben ist.
  • Eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung zur Ausgabe einer unterstützenden Lenkkraft mit Hilfe eines Elektromotors, umfassend:
    ein Gehäuse;
    eine gegenüber dem Gehäuse bewegliche Zahnstange mit Zahnstangenzähnen; ein Ritzel mit Ritzelzähnen in Eingriff mit den Zahnstangenzähnen zur Übertragung einer Lenkkraft von einem Lenkrad auf die Zahnstange; und
    einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Halter zum Halten der Zahnstange, wobei die Zahnstange an wenigstens zwei Stellen ihres Umfangs in Längsrichtung ausgedehnte Führungsbahnoberflächen für den Halter aufweist, der Halter ein Wälzlager aufweist, das, entlang der Längsrichtung der Zahnstange betrachtet, während des Rollens alle Halterführungsbahnoberflächen in sich überschneidenden Richtungen drückt, eine Welle, die an einem Ende relativ zum Gehäuse schräg gehalten ist und das Wälzlager drehbar trägt, und ein Andrückmittel (urging means) zum Drücken des Wälzlagers gegen die Halterführungsbahnoberfläche der Zahnstange durch Andrücken (urging) des anderen Endes der Welle.
  • Eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung zur Ausgabe einer unterstützenden Lenkkraft mit Hilfe eines Elektromotors, umfassend: ein Gehäuse; eine gegenüber dem Gehäuse bewegliche Zahnstange mit Zahnstangenzähnen; ein Ritzel mit Ritzelzähnen in Eingriff mit den Zahnstangenzähnen zur Übertragung einer Lenkkraft an einem Lenkrad auf die Zahnstange; und einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Halter zum Halten der Zahnstange, wobei eine Achse der Zahnstange und eine Achse des Ritzels sich mit einem von 90° verschiedenen Winkel überschneiden, die Zahnstange an wenigstens zwei Stellen ihres Umfangs in Längsrichtung ausgedehnte Führungsbahnoberflächen für den Halter aufweist, und der Halter ein Wälzlager aufweist, das, entlang der Längsrichtung der Zahnstange betrachtet, während des Rollens alle Halterführungsbahnoberflächen in sich überschneidende Richtungen drückt, und, wenn die Druckkraftrichtung des Wälzlagers auf jede Halterführungsbahnoberfläche in jeweils einer Linie angezeigt wird, der Schnittpunkt der Linien aus der Mitte der Zahnstange verschoben ist. Daher kann die Zahnstange durch das Wälzlager mit geringer Reibung gehalten werden, und gleichzeitig kann die Zahnstange aus zwei verschiedenen Richtungen durch Drücken gegen die auf der Außenumfangsoberfläche der Zahnstange angeordneten Halterführungsbahnoberflächen gehalten werden. Demgemäß, da die Achse der Zahnstange und die Achse des Ritzels sich mit einem von 90° verschiedenen Winkel überschneiden, hat die Vorrichtung eine bevorzugte Anordnung zum Halten der Zahnstange auf die im Betrieb ein Drehmoment (rotational torque) ausgeübt wird. Außerdem, wenn jede Druckkraftrichtung des Wälzlagers auf die jeweilige Halterführungsbahnoberfläche mit je einer Linie angezeigt wird, ist der Schnittpunkt der Linien aus der Mitte der Zahnstange verschoben (offset). Daher ist es möglich, eine Torsion (rotation) der Zahnstange zu verhindern und einen glatten Eingriff zu wahren. Auch ist es möglich, durch eine aus den Druckkräften resultierende Kraft die Zahnstangenzähne gegen die Ritzelzähne in einem stabilen Zustand zu drücken. In diesem Zusammenhang bezieht sich eine Achse der Zahnstange auf eine Linie (beispielsweise eine Achse des ursprünglichen Rohmaterials, wenn eine Zahnstange aus einem zylindrischen Rohmaterial geformt wurde), die durch die Mitte des Querschnitts senkrecht zur Längsrichtung der Zahnstange verläuft.
  • Es sei erwähnt, dass in einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung vom sogenannten Zahnstangen-unterstützten Typ der Rotations-Output eines Elektromotors in eine Schubkraft in der Längsrichtung der Zahnstange umgewandelt wird, unter Verwendung einer Kugelschraube und einer Mutter. In dieser elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung vom Zahnstangenunterstützten Typ wird eine Drehmoment (rotational torque) um die Achse der Zahnstange durch eine Gegendrehkraft der Mutter erzeugt.
  • Eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung zur Ausgabe einer unterstützenden Lenkkraft mit Hilfe eines Elektromotors, umfassend: ein Gehäuse; eine gegenüber dem Gehäuse bewegliche Zahnstange mit Zahnstangenzähnen und einem Gewindeteil; ein Ritzel mit Ritzelzähnen im Eingriff mit den Zahnstangenzähnen zur Übertragung einer Lenkkraft von einem Lenkrad auf die Zahnstange; einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Halter zum Halten der Zahnstange; und einen Wandler zum Umwandeln einer Drehkraft des elektrischen Motors in eine Schubkraft der Zahnstange unter Verwendung einer auf den Gewindeteil aufgeschraubten Mutter, wobei die Zahnstange an wenigstens zwei Stellen ihres Umfangs in Längsrichtung ausgedehnte Führungsbahnoberflächen für den Halter aufweist, der Halter ein Wälzlager aufweist, das, entlang der Längsrichtung der Zahnstange betrachtet, während des Rollens alle Halterführungsbahnoberflächen in sich überschneidende Richtungen drückt, und, wenn jede Druckkraftrichtung des Wälzlagers auf jede Halterführungsbahnoberfläche mit jeweils einer Linie angezeigt wird, der Schnittpunkt der Linien aus der Mitte der Zahnstange verschoben ist. Weil die Drehkraft des elektrischen Motors unter Verwendung der auf den Gewindeteil aufgeschraubten Mutter in eine Schubkraft der Zahnstange umgewandelt wird, ist es möglich, ein Drehmoment (rotational torque) um die Achse der Zahnstange zu erhalten, die im Betrieb durch die die Halterführungsbahnoberflächen kontaktierenden Wälzlager aus verschiedenen Richtungen erzeugt wird. Daher ist es möglich, die Zahnstange zu halten und dabei eine glatte Bewegung der Zahnstange in axialer Richtung zu ermöglichen. Das heißt, ein Drehmoment (rotational torque) um die Achse der Zahnstange kann nicht erhalten werden, ohne die verschobenen Wälzlager.
  • Es sei erwähnt, dass, wenn wie in der ersten vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Wälzlagern als vorhanden betrachtet werden, es notwendig wird, die Druckkraft, mit dem die Halterführungsbahnoberflächen gedrückt werden, für jedes Wälzlager einzustellen.
  • Im Gegensatz dazu ist eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung zur Ausgabe einer unterstützenden Lenkkraft mit Hilfe eines Elektromotors, umfassend: ein Gehäuse; eine gegenüber dem Gehäuse bewegliche Zahnstange mit Zahnstangenzähnen; ein Ritzel mit Ritzelzähnen im Eingriff mit den Zahnstangenzähnen, zur Übertragung einer Lenkkraft von einem Lenkrad auf die Zahnstange; und einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Halters zum Halten der Zahnstange, wobei die Zahnstange an wenigstens zwei Stellen ihres Umfangs in Längsrichtung ausgedehnte Führungsbahnoberflächen für den Halter aufweist, der Halter ein Wälzlager aufweist, das entlang der Längsrichtung der Zahnstange betrachtet, während des Rollens alle Halterführungsbahnoberflächen in sich überschneidende Richtungen drückt, eine Welle, die an einem Ende relativ zum Gehäuse schwenkbar gehalten ist und das Wälzlager drehbar trägt, und ein Andrückmittel (urging means) zum Drücken (pressing) des Wälzlagers gegen die Halterführungsbahnoberfläche der Zahnstange durch Andrücken (urging) des anderen Endes der Welle. So ist es möglich, das Wälzlager gegen die Halterführungsbahnoberfläche zu drücken, während das Wälzlager verschwenkt wird, indem das Andrückmittel (urging means) nur gegen das andere Ende andrückt (urging). Demzufolge wird es möglich, durch eine einfache Konfiguration einen glatten Betrieb sicherzustellen.
  • Insbesondere, wenn das Andrückmittel (urging means) ein Andruckteil (pressing part) zur Kontaktierung des anderen Endes der Welle und ein elastisches Glied zum elastischen Andrücken (urging) des Andruckteils umfasst, ist es beispielsweise möglich, das Andrücken jedes Achsenglieds (axis member) unter Verwendung des einzigen Andruckteils vorzunehmen. Außerdem, weil eine elastische Kraft durch das elastische Glied verwendet wird, kann eine stabile Andrückkraft (urging force) gewährleistet werden, auch wenn Reibung usw. zwischen dem Wälzlager und der Halterführungsbahnoberfläche entsteht.
  • Außerdem, wenn jede Richtung der Druckkräfte des Wälzlagers auf jede Halterführungsbahnoberfläche mit jeweils einer Linie angezeigt wird, ist der Schnittpunkt der Linien vorzugsweise aus der Mitte der Zahnstange verschoben.
  • Außerdem weist die Zahnstange vorzugsweise ein Positionsstellglied zum Einstellen einer Position des Wälzlagers auf.
  • Außerdem ist vorzugsweise an wenigstens einer Endfläche des Wälzlagers eine konische nach außen gerichtete Fläche gebildet.
  • Auch ist wenigstens ein zum Halten des Wälzlagers dienender Teil des Halters durch einen Gussprozess geformt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1A und 1B sind Schnittansichten einer Zahnstange-und-Ritzel-Lenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
  • 2 ist eine Schnittansicht einer Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • 3 ist eine Schnittansicht einer Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
  • 4 ist eine Schnittansicht unter partieller Weglassung einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung vom Zahnstangen-unterstützten Typ gemäß einer dritten Ausführung.
  • 5 ist eine Schnittansicht, die die Konfiguration in 4 zeigt, abgeschnitten an einer Eingangswelle 202 in axialer Richtung.
  • 6 ist eine Schnittansicht, ähnlich wie 5, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
  • 7 ist eine Schnittansicht, ähnlich wie 5, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung einer fünften Ausführungsform.
  • 8 ist eine Schnittzeichnung, ähnlich wie 5, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform.
  • 9A bis 9D sind Ansichten zur Illustration einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform.
  • 10A bis 10D sind Ansichten zur Illustration einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform.
  • 11 ist eine Ansicht, ähnlich zu 9A, einer elektrisch angetriebenen Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform, angewendet in einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung vom Zahnstangen-unterstützten Typ.
  • 12 ist eine Schnittansicht, ähnlich zu 1A und 1B, zur neunten Ausführungsform.
  • 13 ist eine Schnittansicht, ähnlich zu 2, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform.
  • 14 ist eine Schnittansicht, ähnlich zu 2, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform.
  • 15 ist eine Schnittansicht, ähnlich zu 2, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform.
  • 16 ist eine Schnittansicht, ähnlich zu 2, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform.
  • 17A bis 17D sind Ansichten zur Illustration der Montageschritte der Haupteinheit gemäß den Ausführungsformen in 1A , 1B und 2.
  • 18 ist eine Ansicht der Konfiguration in 17A, gesehen in Blickrichtung des Pfeils XVIII.
  • 19A und 19C sind Ansichten zur Illustration der Montageschritte der Haupteinheit gemäß den Ausführungsformen in 15 und 16.
  • 20 ist eine Ansicht der Konfiguration in 19A, gesehen in Blickrichtung des Pfeils XX.
  • 21 ist eine Ansicht der Konfiguration in 19A, gesehen in Blickrichtung des Pfeils XXI.
  • 22 ist eine Ansicht der Konfiguration in 19A, gesehen in Blickrichtung des Pfeils XXII.
  • 23 ist eine Ansicht, die die Haupteinheit in 22 zeigt, abgeschnitten an der Linie XXIII-XXIII und gesehen in Blickrichtung des Pfeils.
  • Bevorzugte Art der Ausführung
  • Nachfolgend werden auf Basis der Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 1A und 1B sind Schnittansichten einer Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. 1A verdeutlicht einen Zustand, in dem der Halter montiert ist. 1B verdeutlicht einen Zustand, in dem der Halter auseinander gebaut ist. Zum erleichterten Verständnis ist die Schnittansicht jedes Teils zusammengestellt (nachfolgend ist dieses gleichermaßen der Fall für ähnliche Schnittansichten).
  • In 1A und 1B ist eine Ausgangswelle (Ritzel) 3, die sich in ein Gehäuse 1 erstreckt, verbunden mit einer nicht dargestellten Lenkwelle und gegenüber dem Gehäuse 1 durch Lager 5, 6 drehbar gehalten. Der innere Ring des Lagers 6 ist durch eine Mutter 7 am Ende der Ausgangswelle 3 befestigt (fixed), und der äußere Ring des Lagers 6 ist durch Aufschrauben eines Fixierglieds 8 am Gehäuse 1 angefügt (attached).
  • Das Gehäuse 1 ist versehen mit einem hohlen Säulenabschnitt 1c, der als sich vom Umfang der Zahnstange 10 in der Figur nach links erstreckend ausgebildet ist. Ein Halter 20 ist in dem hohlen Säulenabschnitt 1c angeordnet. Der Halter 20 umfasst eine im wesentlichen zylindrische Haupteinheit 21, zwei in Bohrungen der Haupteinheit 21 befestigte Bolzen 22, an den einzelnen Bolzen 22 befestigte und Wälzlager bildende Zylinderwalzen 23, ein Schraubenglied 24 zum Befestigen der Haupteinheit 21 am hohlen Säulenabschnitt 1c, eine zwischen dem Schraubenglied 24 und der Haupteinheit 21 angeordnete Blattfeder zum Andrücken (urging) der Haupteinheit an die Zahnstange 10, und ein Arretierglied (lock member) 26 des Schraubenglieds 24. Durch Einstellen der Schraubendrehung (amount of screwing) des Schraubenglieds 24 wird die Stärke der Kompression (amount of compression) der Blattfeder 25 verändert, wodurch die Druckkraft auf die Zahnstange 10 eingestellt werden kann. Nach der Einstellung kann das Schraubenglied 24 durch das Arretierglied 26 arretiert (locked) werden, um zu verhindern, dass es gelockert wird. Die die den Zahnstangenzähnen 10a gegenüber liegende (Rückseite genannte) Oberfläche der Zahnstange 10, hat in Schnittansicht eine abgeschnittene Form im linken oberen Teil und linken unteren Teil in 1A und 1B. Hier sind zwei in Längsrichtung ausgedehnte Rollkontaktoberflächen 10b, 10b (das heißt in Längsrichtung ausgedehnte Führungsbahnoberflächen) gebildet, und dazwischen ist ein Vorsprung 10c gebildet. Die Rollkontaktoberflächen 10b, 10b sind symmetrisch angeordnet bezüglich der Mitte der Zahnstange 10 im Querschnitt. Die Achse der Zahnstange 10 und die Achse des Ritzels 3 schneiden sich in einem von 90° verschiedenen Winkel. Im Hinblick darauf sind die Zahnstangenzähne 10a der Zahnstange 10 aus einer Rundstange als Rohmaterial durch spannende Bearbeitung oder Kaltgießen geformt.
  • Im Fall einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung vom Zahnstangenunterstützten Typ ist im Umfang des Rundstabs als Rohmaterial geformt eine gewendelte Rille (nicht abgebildet). Demgemäß bezieht sich die Mitte der Zahnstange 10 auf die Mitte des Rundstabs oder die Mitte der gewendelten Rille.
  • Zwei Bolzen 22 sind parallel zu den Rollkontaktoberflächen 10b und senkrecht zu der Zahnstangenlinie (rack shaft line) angeordnet und halten die Zylinderwalzen 23 drehbar durch Lager 22a. Eine Position K, wo Bisektoren L, die die zwei Zylinderwalzen 23 in einer Axialrichtung in zwei Teile teilen (entsprechend der Richtung einer Druckkraft der Zylinderwalzen 23 gegen die Rollkontaktoberflächen 10b), sich miteinander schneiden, ist von der Mitte O der Zahnstange 10 um Δ zur Seite der Zahnstangenzähne 10a verschoben angeordnet. Die Bisektoren L sind hier senkrecht zueinander. Bevorzugt sind die beiden Enden der Zylinderwalzen 23 ballig gedreht (crowning processing), um die Kantenbelastung auf den Rollkontaktoberflächen 10b, 10b zu verringern. Die beiden Zylinderwalzen 23 bilden ein Andruckmittel zum Drücken (pressing) der Zahnstange 10 gegen die Ausgangswelle 3 aus zwei Richtungen.
  • Um die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform zu beschreiben, wenn als Input eine Lenkkraft auf ein nicht dargestelltes Lenkrad ausgeübt wird, wird diese Lenkkraft durch eine nicht dargestellte Lenkwelle auf die Ausgangswelle 3 übertragen. Die Drehkraft der Ausgangswelle 3 wird durch die Ritzelzähne 3a und die Zahnstangenzähne 10a, die miteinander im Eingriff stehen, in eine Schubkraft der Zahnstange 10 in der Längsrichtung umgewandelt. Die Zahnstange 10 wird durch diese Schubkraft in die Richtung senkrecht zur Seitenebene bewegt. Dadurch werden nicht dargestellte Räder gelenkt. Zu diesem Zeitpunkt rollen die Zylinderwalzen 13 auf den Rollkontaktoberflächen 10b und machen es möglich, dass sich die Zahnstange 10 mit geringer Reibung bewegt.
  • Wenn eine starke Kraft zwischen der Ausgangswelle 3 und der Zahnstange 10 übertragen wird, tritt eine Trennungskraft auf, die die Zahnstange 10 von der Ausgangswelle 3 trennt. In der vorliegenden Ausführungsform kann diese Trennkraft durch ein Paar von einem bezüglich der Mitte der Zahnstange 10 symmetrischen Positionen angeordneten Zylinderwalzen 23 gehalten werden. Gleichzeitig, wenn eine starke Kraft zwischen der Ausgangswelle 3 und der Zahnstange 10 übertragen wird, bewirkt eine Drehkraft, dass die Zahnstange 10 sich um ihre Mitte dreht. Solch eine Drehkraft wird insbesondere dann stark, wenn die Achse der Zahnstange 10 die Achse des Ritzels 3 mit einem von 90° verschiedenen Winkel schneidet. In der vorliegenden Ausführungsform kann diese Drehkraft durch ein Paar der Zylinderwalzen 23 gehalten werden, die an symmetrischen Positionen bezüglich der Mitte der Zahnstange 10 angeordnet sind. Weil die Bisektoren L der beiden Zylinderwalzen 23 sich gegenseitig im rechten Winkel schneiden, beeinträchtigt vorteilhafterweise eine Presskraft auf eine der Rollkontaktoberflächen 10b nicht die Presskraft zwischen der anderen Rollkontaktoberfläche 10b und der anderen Zylinderwalze 23.
  • Weil außerdem in der vorliegenden Ausführungsform die Position K, an der die Bisektoren L der zwei Zylinderwalzen 23 sich schneiden, so angeordnet ist, dass sie um Δ von der Mitte O der Zahnstange 10 zur Seite der Zahnstangenzähne 10a verschoben ist, drückt die resultierende Kraft dieser Kräfte die Zahnstange 10 in die Richtung zur Ausgangswelle 3, was einen stabilen Eingriff zwischen der Zahnstange 10 und der Ausgangswelle 3 ermöglicht.
  • Wie in 1B dargestellt, kann in der vorliegenden Ausführungsform die Haupteinheit 21 einstückig mit den Zylinderwalzen 23 vom linken Ende des hohlen Säulenabschnitts 1c abgenommen werden. Durch Lockerung des Arretierglieds 26 und des Schraubenglieds 24 und Abnehmen derselben mit der Blattfeder 25 ist es einfach, die Einheit zu montieren und zur Wartung zu demontieren.
  • 2 ist eine Schnittansicht einer Zahnstangen-und-Ritzel-Lenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, in der die vorliegende Erfindung in einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung vom Zahnstangen-unterstützten Typ verwendet wird. In 2 umfasst ein Gehäuse 101 eine Haupteinheit 101a und ein Abdeckglied 101b, die unter Verwendung einer nicht dargestellten Schraube (bolt) befestigt sind. Eine Eingangswelle 102 und eine Ausgangswelle 103 erstrecken sich in das Gehäuse 101. Die Eingangswelle 102 ist hohl, und das obere Ende der in der Figur gezeigten Eingangswelle 102 ist verbunden mit einer nicht dargestellten Lenkwelle. Außerdem ist die Lenkwelle mit einem nicht dargestellten Lenkrad verbunden. Die Eingangswelle 102 wird bezüglich des Gehäuses 101 drehbar gehalten durch ein Lager 104. Eine Torsionsstange 105, deren in der Figur abgebildetes oberes Ende an die Eingangswelle 102 durch Bolzen angekoppelt (pin coupled) und deren unteres Ende an die Ausgangswelle 103 durch Kerbverzahnung angekoppelt (serration coupled) ist, ragt in die Eingangswelle 102 hinein.
  • Ein Drehmomentsensor 106, der auf Basis der Torsion der Torsionsstange 105 im Verhältnis zum empfangenen Drehmoment ein Lenkdrehmoment detektiert, ist (nur teilweise dargestellt) in der unteren Umgebung der in der Abbildung gezeigten Eingangswelle 102 vorgesehen. Der Drehmomentsensor 106 detektiert eine relative Winkelverschiebung zwischen der Eingangswelle 102 und der Ausgangswelle 103 auf Basis der Torsion der Torsionsstange 105 auf mechanische Weise (vielleicht elektromagnetisch), und gibt sie als elektrisches Signal an eine nicht dargestellte Steuerschaltung aus.
  • Die Ausgangswelle 103 ist durch die Lager 115 und 116 bezüglich des Gehäuses 101 drehbar gehalten und mit in ihrem mittleren Teil gebildeten Ritzelzähnen 103a versehen. Die Ritzelzähne 103a stehen im Eingriff mit den Zahnstangenzähnen 110a der Zahnstange 110, die sich in senkrechter Richtung zur Seitenebene erstreckt. Beide Enden der Zahnstange 110 sind mit einem nicht dargestellten Radlenkmechanismus verbunden.
  • Das Gehäuse 101 ist versehen mit einem hohlen Säulenabschnitt 101c, der als sich vom Umfang der Zahnstange 110 in der Figur nach links erstreckend ausgebildet ist. Ein Halter 120 ist in dem hohlen Säulenabschnitt 101c angeordnet. Der Halter 120 umfasst eine im wesentlichen zylindrische Haupteinheit 121, zwei in Bohrungen der Haupteinheit 121 befestigte Bolzen 122, an den einzelnen Bolzen 122 befestigte und Wälzlager bildende Zylinderwalzen 123, ein Schraubenglied 124 zur Befestigung der Haupteinheit 121 an den hohlen Säulenabschnitt 101c, eine zwischen dem Schraubenglied 124 und der Haupteinheit 121 angeordnete Blattfeder 125 zum Andrücken der Haupteinheit 121 an die Zahnstange 110 , und ein Arretierglied 126 des Schraubengliedes 124. Durch Einstellen der Schraubendrehung (amount of screwing) des Schraubenglieds 124 wird die Stärke der Kompression (amount of compression) der Blattfeder 125 verändert, wodurch die Druckkraft auf die Zahnstange 110 eingestellt werden kann. Nach der Einstellung kann das Schraubenglied 124 mit dem Arretierglied 126 arretiert (locked) werden, um eine Lockerung des Schraubenglieds 124 zu verhindern. Die den Zahnstangenzähnen 110a gegenüber liegende (Rückseite genannte) Seite der Zahnstange 110 hat in einer Schnittansicht eine abgeschnittene Form am oberen linken Teil und unteren linken Teil in 2. Hier sind zwei Rollkontaktoberflächen (das heißt in Längsrichtung ausgedehnte Führungsbahnoberflächen) 110b , 110b sich in der Längsrichtung erstreckend gebildet, und ein Vorsprung 110c ist dazwischen gebildet. Die Rollkontaktoberflächen 110b, 110b sind symmetrisch bezüglich der Mitte der Zahnstange 110 im Querschnitt angeordnet. Die Achse der Zahnstange 110 und die Achse des Ritzels 103 schneiden sich mit einem von 90° verschiedenen Winkel.
  • Zwei Bolzen 122 sind parallel zu den Rollkontaktoberflächen 110b und senkrecht zu der Zahnstangenachse angeordnet und halten die Zylinderwalzen 123 drehbar durch Lager 122a. Eine Position, an der (nicht dargestellte) Bisektoren der beiden Zylinderwalzen 123 sich rechtwinklig schneiden, ist in gleicher Weise verschoben wie in der ersten Ausführungsform. Beide Enden der Zylinderwalzen 123 sind vorzugsweise ballig gedreht (crowning processing), um die Kantenlast auf den Rollkontaktoberflächen 110b zu verringern. Die beiden Zylinderwalzen 123 bilden ein Andruckmittel, um die Zahnstange 110 gegen die Ausgangswelle 103 von zwei Seiten zu drücken.
  • Nachfolgend wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben: Wenn als Input eine Lenkkraft auf ein nicht dargestelltes Lenkrad ausgeübt wird, detektiert der Drehmomentsensor 106 vom Torsionswinkel (amount of torsion) der Torsionsstange 105 ein Lenkdrehmoment. Eine entsprechende unterstützende Lenkkraft wird von einem nicht dargestellten Elektromotor ausgegeben. Hier, wenn die Lenkkraft auf die Ausgangswelle 103 übertragen wird, wird die Drehkraft der Ausgangswelle 103 durch die Ritzelzähne 103a und die Zahnstangenzähne 110a, die miteinander im Eingriff stehen, in eine Schubkraft der Zahnstange in der Längsrichtung umgewandelt. Durch diese Schubkraft in Längsrichtung wird die Zahnstange 110 in eine Richtung senkrecht zur Seitenfläche bewegt. Hierdurch werden nicht dargestellte Räder gelenkt. Zu diesem Zeitpunkt rollen die Zylinderwalzen 123 auf den Rollkontaktoberflächen 110b und machen es möglich, dass sich die Zahnstange 110 mit geringer Reibung bewegt.
  • In gleicher Weise wie in der oben beschriebenen Ausführungsform, wenn eine starke Kraft zwischen der Ausgangswelle 103 und der Zahnstange 110 übertragen wird, entsteht eine Trennungskraft, die die Zahnstange 110 von der Ausgangswelle 103 trennt. In der vorliegenden Ausführungsform kann diese Trennkraft durch ein Paar von einem bezüglich der Mitte der Zahnstange 110 symmetrischen Positionen angeordneten Zylinderwalzen 123 gehalten werden. Gleichzeitig, wenn eine starke Kraft zwischen der Ausgangswelle 103 und der Zahnstange 110 übertragen wird, bewirkt eine Drehkraft eine Drehung der Zahnstange 110 um deren Mitte. Solch eine Drehkraft wird insbesondere dann stark, wenn die Achse der Zahnstange 110 die Achse des Ritzels 3 mit einem von 90° verschiedenen Winkel schneidet. In der vorliegenden Ausführungsform kann diese Drehkraft durch ein Paar der Zylinderwalzen 123 gehalten werden, die an bezüglich der Mitte der Zahnstange 110 symmetrischen Positionen angeordnet sind. Weil die Bisektoren L der beiden Zylinderwalzen 123 sich gegenseitig im rechten Winkel schneiden, beeinträchtigt vorteilhafterweise eine Presskraft auf eine der Rollkontaktoberflächen 110b nicht die Presskraft zwischen der anderen Rollkontaktoberfläche 110b und der anderen Zylinderwalze 123.
  • Weil außerdem in der vorliegenden Ausführungsform die Position, an der die Bisektoren L der beiden Zylinderwalzen 123 sich schneiden, ebenfalls von der Mitte der Zahnstange 110 zur Seite der Zahnstangenzähne 110a verschoben angeordnet ist, ist es möglich, die Rotation der Zahnstange zu verhindern und einen glatten Eingriff aufrecht zu erhalten. Weil außerdem die aus diesen Kräften resultierende Kraft die Zahnstange 110 in Richtung auf die Ausgangswelle 103 drückt, ermöglicht dieses einen stabilen Eingriff zwischen der Zahnstange 110 und der Ausgangswelle 103.
  • Es sei erwähnt, dass in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Presskraft der Zylinderwalzen 23, 123 und der Rollkontaktoberflächen 10b, 110b eingestellt werden können durch Aufwärtsschrauben oder Abwärtsschrauben des Schraubenglieds 24, 124 gegenüber dem Gehäuse 1, 101, um die Stärke der elastischen Deformation (amount of elastic deformation) der Blattfeder 25, 125 zu verändern. Die Haupteinheit 21, 121 drückt die Bolzen 22, 122 durch die elastische Kraft auf Basis der Stärke der elastischen Deformation der Blattfeder 25, 125. Hierdurch werden die Zylinderwalzen 23, 123 gegen die Rollkontaktoberflächen 10b, 110b gedrückt.
  • 4 ist eine Schnittansicht mit partiellen Weglassungen einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung vom Zahnstangen-unterstützten Typ gemäß einer dritten Ausführungsform. In 4 wird ein Abdeckglied 201C durch eine Schraube 201D durch ein Abstandsglied 201B an dem rechten Ende eines einstückig mit dem Gehäuse 201 gebildeten Zahnstangengehäuses 201A befestigt. Das Zahnstangengehäuse 201A ist an einem nicht dargestellten Fahrzeugkörper befestigt. Eine Zahnstange 210 ist in das Zahnstangengehäuse 201A eingesetzt. Die Zahnstange 210 ist an ihren beiden Enden mit Befestigungsstangen 208, 209 verbunden. Die Befestigungsstangen 208, 209 sind mit einem nicht dargestellten Radlenkmechanismus verbunden.
  • In der Nähe des rechten Endes der Zahnstange 210 in 4 ist auf deren Peripherie eine spiralig gewendelte äußere Rille 210d gebildet. Eine zylindrische Kugelschraubenmutter 230 ist auf deren Umfang angeordnet, durch ein Lager 232 bezüglich des Abstandsglieds 201B drehbar gehalten und durch Lager 233, 234 bezüglich des Abdeckglieds 201C drehbar gehalten. Auf den inneren Umfang der Kugelschraubenmutter 230 ist eine spiralig gewendelte innere Rille 230a gebildet. Die äußere gewendelte Rille 210d und die innere gewendelte Rille 230a bilden einen Rollbewegungspfad. Eine große Anzahl an Kugeln 231 (nur teilweise dargestellt) ist in diesem Rollbewegungspfad aufgenommen.
  • Die Kugeln 231 dienen zur Reduktion der Reibungskraft, die auftritt, wenn die Kugelschraubenmutter 230 und die Zahnstange 210 gegeneinander gedreht werden. In dieser Hinsicht hat die Kugelschraubenmutter 231 einen nicht dargestellten Zirkulationspfad (circulation path). Wenn die Kugelschraubenmutter 230 gedreht wird, sind die Kugeln 231 zur Zirkulation durch diesen Zirkulationspfad in der Lage.
  • Ein von dem Elektromotor 235 ausgegebenes Drehmoment wird auf die Kugelschraubenmutter 230 durch ein sogenanntes Traktionsantriebsverfahren (traction-drive method) übertragen durch Walzen 236, die Rollkontakt haben mit dem Umfang der Kugelschraubenmutter 230 bzw. dem Umfang einer Rotationswelle 235a des an dem Zahnstangengehäuse 201A befestigten Elektromotors 235 haben. Das Drehmoment anstelle des Traktionsantriebsverfahrens auch durch ein Getriebeübertragungsverfahren (geartransmission method) übertragen werden. Die Kugelschraubenmutter 230 bildet eine Mutter, und die Kugelschraubenmutter 230 und die Zahnstange 210 einschließlich der äußeren Rille 210d bilden einen Wandler.
  • 5 ist eine Schnittansicht der Konfiguration in 4, abgeschnitten bei einer Eingangswelle 202 in einer axialen Richtung. In 5 erstrecken sich die Eingangswelle 202 und eine Ausgangswelle 203 in das Gehäuse 201. Die Eingangswelle 202 ist hohl, und das in der Figur gezeigte obere Ende der Eingangswelle 202 ist mit einer nicht dargestellten Lenkwelle verbunden. Außerdem ist die Lenkwelle mit einem nicht dargestellten Lenkrad verbunden. Die Eingangswelle 202 ist durch ein Lager 204 drehbar bezüglich des Gehäuses gehalten. Eine Torsionsstange 205, deren in der Abbildung gezeigtes oberes Ende durch Bolzen an die Eingangswelle angekoppelt ist (pin coupled) und deren unteres Ende an die Ausgangswelle 203 durch Kerbverzahnung angekoppelt ist (serration coupled), erstreckt sich in die Eingangswelle 202.
  • Ein Drehmomentsensor 206, der auf Basis der Torsion der Torsionsstange 205 ein Lenkdrehmoment im Verhältnis vom empfangenen Drehmoment detektiert, ist in der unteren Umgebung der in der Figur abgebildeten Eingangswelle 202 vorgesehen (nur teilweise dargestellt). Dieser Drehmomentsensor 206 ist der gleiche wie der Drehmomentsensor der oben beschriebenen Ausführungsform, und daher wird die detaillierte Beschreibung weggelassen.
  • Die Ausgangswelle 203 wird durch die Lager 215 und 216 drehbar gehalten bezüglich des Gehäuses 201 und ist mit in ihrem mittleren Teil gebildeten Ritzelzähnen 203a versehen. Die Ritzelzähne 203 stehen im Eingriff mit den Zahnstangenzähnen 210a der Zahnstange 210, die sich in eine zur Seitenebene senkrechte Richtung erstreckt. Beide Enden der Zahnstange 210 sind mit einem nicht dargestellten Radlenkmechanismus durch die Befestigungsstangen 208, 209 verbunden, wie dargestellt in 4.
  • Das Gehäuse 201 ist versehen mit einem hohlen Säulenabschnitt 201c, der als sich vom Umfang der Zahnstange 210 in Richtung links unten in der Abbildung erstreckend ausgebildet ist und einen hohlen Säulenabschnitt 201e, der als sich nach links oben im unteren Teil der Figur erstreckend ausgebildet ist. Halter 220, 220 gleicher Konfiguration sind in den hohlen Säulenabschnitten 201c, 201e angeordnet. Jeder Halter 220 umfasst eine im wesentlichen zylindrische Haupteinheit 221, einen in einer Bohrung der Haupteinheit 221 befestigten Bolzen 222, eine am Bolzen 222 befestigte und ein Wälzlager bildende Zylinderwalze 223, ein Schraubenglied 224 zur Befestigung der Haupteinheit 221 an den hohlen Säulenabschnitt 201c oder 201e, eine zwischen dem Schraubenglied 223 und der Haupteinheit 221 angeordnete Blattfeder 225 zum Andrücken der Haupteinheit 221 an die Zahnstange 210, und ein Arretierglied 226 des Schraubenglieds 224. Durch Einstellung der Schraubendrehung des Schraubenglieds 224 wird der Betrag der Kompression der Blattfeder 225 geändert, wodurch die Druckkräfte F1 und F2 gegen die Zahnstange 210 eingestellt werden können (Die Zahnstange 210 wird in der Figur nach oben oder unten verschoben, so dass eine Aufwärtskomponente und eine Abwärtskomponente dieser Kräfte ausgeglichen und dadurch die Presskräfte F1 und F2 miteinander gleich werden). Nach der Einstellung kann das Schraubenglied 224 durch das Arretierglied 226 arretiert (locked) werden, um eine Lockerung des Schraubenglieds 224 zu verhindern.
  • Die den Zahnstangenzähnen 210a gegenüber liegende Seite (Rückseite) der Zahnstange 210 hat in einer Schnittsansicht eine abgeschnittene Form am linken oberen Teil und am linken unteren Teil in 4. Hier sind zwei Rollkontaktoberflächen 210b, 210b gebildet (das heißt in Längsrichtung ausgedehnte Halterführungsbahnoberflächen), die sich in die Längsrichtung erstrecken, und dazwischen ist ein Vorsprung 210c ausgebildet. Die Rollkontaktoberflächen 210b, 210b sind in Bezug auf den Bisektor (eine horizontale Linie in der Figur) der Zahnstange 210 im Querschnitt symmetrisch angeordnet. Die Achse der Zahnstange 210 und die Achse des Ritzels 203 schneiden sich in einem von 90° verschiedenen Winkel.
  • Ein Bolzen 222 eines jeden Halters 220 ist senkrecht zur Zahnstangenlinie und parallel zur gegenüber stehenden Rollkontaktoberfläche 210b angeordnet und hält die Zylinderwalzen 223 drehbar durch Lager 222a. Eine Position, an der Bisektoren (mit den gleichen Richtungen wie die Presskräfte F1 und F2) der beiden Zylinderwalzen 223 sich rechtwinklig schneiden, ist in gleicher Weise verschoben, wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen. Vorzugsweise sind beide Enden der Zylinderwalzen 223 ballig gedreht (crowning processing), um die Kantenlast auf den Rollkontaktoberflächen 210b zu verringern. Die zwei Zylinderwalzen 223 bilden ein Andruckmittel zum Drücken der Zahnstange 210 gegen die Ausgangswelle 203 aus zwei Richtungen.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die Presskräfte F1 und F2 der beiden Zylinderwalzen 223 gegen die Rollkontaktoberflächen 210b durch Aufwärtsschrauben oder Abwärtsschrauben der Schraubenglieder 224 gegenüber dem Gehäuse 201 eingestellt werden, um die Stärken der elastischen Deformationen der Blattfedern 225 zu ändern. In einem solchen Fall entsprechen die Richtungen der elastischen Kräfte der Springfedern 225 den Richtungen der Presskräfte F1 und F2. Demzufolge können alle jene elastischen Kräfte (bis auf einen Reibungsverlust) als Presskräfte F1 und F2 verwendet werden. Daher kann die Konfiguration des Halters 220 kleiner und leichter gemacht werden. Weil außerdem die Zahnstange 210 aus drei Richtungen gehalten wird, ist ausreichende Haltesteifigkeit sicher gestellt. Dadurch wird es möglich, ein Glied wie eine Buchse, die üblicherweise im Stand der Technik verwendet wird, wegzulassen. Dadurch kann eine effektivere Raumnutzung erreicht werden.
  • 6 ist eine Schnittansicht, ähnlich wie 5, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform unterschiedet sich von der in 5 gezeigten Ausführungsform geringfügig in der Konfiguration des Halters. Daher sind gemeinsame andere Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern und Symbolen markiert und solche Beschreibungen weggelassen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der untere Halter 220 in 6 der gleiche wie der jenige in der Ausführungsform in 5. Allerdings ist eine Blattfeder in dem oberen Halter 220' weggelassen. Demzufolge ist die vorliegende Ausführungsform nur dadurch verschieden, dass das Schraubenglied 224 direkt auf die Haupteinheit 221 drückt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die Einstellungen der Presskräfte F1 und F2 der beiden Zylinderwalzen 223 gegen die Rollkontaktoberflächen 210b durch Aufwärtsschrauben oder Abwärtsschrauben des Schraubenglieds 224 gegen das Gehäuse 201 in gleicher Weise wie in der Ausführungsform in 5 vorgenommen werden. Wenn, beispielsweise durch Vibration, eine Abnützung an den Kontaktabschnitten zwischen dem Schraubenglied 224 des oberen Halters 220' und der Haupteinheit 221 verursacht wird, wird die Zahnstange 210 durch die Druckkraft der Blattfeder 225 des unteren Halters 220 in der Figur aufwärts geschoben. Dadurch wird der Oberflächendruck zwischen dem Schraubenglied 224 des oberen Halters 220' und der Haupteinheit 221 im wesentlichen aufrecht erhalten. Dadurch nehmen die Presskräfte F1 und F2 nicht unausgeglichen zu, und die Zahnstange 210 kann für eine lange Zeitdauer stabil gehalten werden.
  • 7 ist eine Schnittansicht, ähnlich wie 5, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform. Auch die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Ausführungsform lediglich in der Konfiguration des Halters. Daher sind gemeinsame andere Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen und Symbolen markiert und solche Beschreibungen weggelassen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der untere Halter 220 in 7 der gleiche wie der jenige der Ausführungsform in 5. Allerdings ist im oberen Halter 320 ein Mechanismus zum unabhängigen Einstellen der Presskraft weggelassen. Genauer gesagt umfasst der Halter 320 eine im wesentlichen zylindrische Haupteinheit 321, die in dem hohlen Säulenabschnitt 201e durch einen Sprengring 326 fixiert ist, einen in einer Bohrung der Haupteinheit 321 befestigten Bolzen 222, und eine durch das Lager 222a drehbar um den Bolzen 222 gehaltene Zylinderwalze 223. Im Hinblick darauf sind die Haupteinheit 321 und der hohle Säulenabschnitt 201e durch einen O-Ring 327 versiegelt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform können die Presskräfte F1 und F2 der beiden Zylinderwalzen 223 gegen die Rollkontaktoberflächen 210b durch Aufwärtsschrauben oder Abwärtsschrauben des Schraubenglieds 224 des unteren Halters 220 gegen das Gehäuse 201 eingestellt werden, um die Stärke der Kompression (amount of compression) der Blattfeder 225 zu verändern. In diesem Fall wird die Zahnstange 210 in der Figur aufwärts oder abwärts verschoben, und so werden die Presskräfte F1 und F2 gleich.
  • 8 ist eine Schnittansicht, ähnlich wie 5, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform. Auch die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der in 5 dargestellten Ausführungsform lediglich in der Konfiguration des Halters. Daher sind andere gemeinsame Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern und Symbolen markiert, und solche Beschreibungen weggelassen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der untere Halter 220 in 8 der gleiche wie der jenige in der Ausführungsform in 5. Allerdings hat ein oberer Halter 420 eine Konfiguration, in der die Zylinderwalze 223 fixiert ist. Genauer gesagt umfasst der Halter 420 einen in einer im hohlen Säulenabschnitt 201e gebildeten Bohrung 201 feingesetzten Bolzen 222 und eine durch das Lager 222a drehbar um den Bolzen 222 gehaltene Zylinderwalze 223. In Hinblick darauf ist das äußere Ende des hohlen Zylinderabschnitts 201e durch ein Abdeckglied 426 versiegelt.
  • Auch in der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Presskräfte F1 und F2 der Zylinderwalzen 223 gegen die Rollkontaktoberflächen 210b durch Aufwärts- oder Abwärtsdrehen des Schraubengliedes 224 des unteren Halters 220 gegen das Gehäuse 201 einzustellen, um die Stärke der Kompression der Blattfeder 225 zu verändern. In diesem Fall wird die Zahnstange 210 aufwärts oder abwärts in der Figur verschoben, und dadurch werden die Presskräfte F1 und F2 gleich. Außerdem, wenn beispielsweise durch Vibration Abnützung an jedem Teil verursacht wird, wird die Zahnstange 210 durch die Andrückkraft (urging force) der Blattfeder 225 des unteren Halters 220 aufwärts geschoben. Dadurch nehmen die Andruckkräfte F1 und F2 nicht unausgeglichen zu, und die Zahnstange 210 kann für eine lange Zeitdauer stabil gehalten werden.
  • Es sei erwähnt, dass es zum glatten Rollen der Zylinderwalzen 223 notwendig ist, dass die Rotationswellen der Zylinderwalzen 223 mit guter Genauigkeit in rechten Winkeln zur Rollrichtung stehen. Da hier der hohle Säulenabschnitt 201c, 201e und der darin eingepasste Hauptabschnitt 221, 321 beide zylinderförmig sind, ist es zum Positionieren der Rotationswelle der Zylinderwalze 223 notwendig, eine Verdrehung (rotation) der Haupteinheit 221 zu verhindern. Zur Verhinderung der Verdrehung wird andererseits in Betracht gezogen, in dem hohlen Säulenabschnitt 201c, 201e, die die Zylinderwalze 223 aufnehmen, ein nicht-kreisförmiges inneres Loch auszubilden. Allerdings erfordert dieses einen erheblichen Arbeitsaufwand und verursacht eine Kostensteigerung. Daher wird in den folgenden Ausführungsformen die Verhinderung der Verdrehung der Haupteinheit 221 in der unten beschriebenen Weise erreicht (in gleicher Weise auch möglich für die Haupteinheit 321, allerdings ohne Beschreibung).
  • 9A ist eine Schnitt-Teilansicht einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform, aus einer gleichen Blickrichtung gesehen wie die jenige von 4. 9B ist eine Ansicht der Konfiguration in 9A abgeschnitten an der Linie IXB-IXB mit Blick in Pfeilrichtung. 9C ist eine Ansicht der Konfiguration in 9B, abgeschnitten an der Linie IXC-IXC wie in der Pfeilrichtung betrachtet. 9D ist eine Ansicht der Konfiguration in 9B, abgeschnitten an der Linie IXD-IXD, wie in der Pfeilrichtung betrachtet. Die in 9A bis 9D gezeigte Ausführungsform wird durch Anwendung der Erfindung auf die in 7 gezeigte Ausführungsform erhalten, und erfolgt die Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 7 und 9A bis 9D.
  • In der siebten Ausführungsform haben zwei Zylinderwalzen 223 Caster-Winkel. Genauer gesagt ist die Achse der Haupteinheit 221, die die Zylinderwalze 223 des oberen Halters 320 in 9A trägt, um einen Winkel θ gegen die Richtung senkrecht zur Rollkontaktoberfläche 210b der Zahnstange 210 zur in wie in 9A gesehenen rechten Seite geneigt, wie dargestellt in 9C. Demzufolge passiert die von der Haupteinheit 321 gegen die Zylinderwalze 223 ausgeübte Druckkraft die Mitte des Zentrums P1 der Zylinderwalze und schneidet die Rollkontaktoberfläche 210b an einer von der Mitte des Kontaktpunkts P2 zwischen der Zylinderwalze 223 und der Rollkontaktoberfläche 210b verschiedenen Position. Wenn die Zylinderwalze 223 auf der Rollkontaktoberfläche 210b rollt, ist es unter Verwendung dieser Differenz möglich, die Position der Zylinderwalze 223 autonom so einzustellen, dass die Achse der Zylinderwalze 223 senkrecht zur Rollrichtung ist. So ist es ohne komplizierte Bearbeitung und zusätzliche Teile möglich, eine Verdrehung der Haupteinheit 321 zu verhindern.
  • In gleicher Weise ist die Achse der die Zylinderwalze 223 haltenden Haupteinheit 221 des unteren Halters 220 in 9A mit einem Winkel θ zur wie in 9A gesehenen linken Seite geneigt gegen die Richtung senkrecht zur Rollkontaktoberfläche 210b der Zahnstange 210, wie gezeigt in 9D. Entsprechend passiert die durch die Haupteinheit 221 gegen die Zylinderwalze 223 ausgeübte Presskraft die Mitte des Zentrums P3 der Zylinderwalze und schneidet die Rollkontaktoberfläche 210b an einer von der Mitte des Kontaktpunkts P4 zwischen der Zylinderwalze 223 und der Rollkontaktoberfläche 210b verschiedenen Position. Wenn die Zylinderwalze 223 auf der Rollkontaktoberfläche 210b rollt, ist es unter Verwendung dieser Differenz möglich, die Position der Zylinderwalze 223 autonom so einzustellen, dass die Achse der Zylinderwalze 223 senkrecht zur Rollrichtung ist. Dadurch ist es ohne komplizierte Bearbeitung und zusätzliche Teile möglich, eine Verdrehung der Haupteinheit 221 zu verhindern. In Hinblick darauf ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jedes Teil so angeordnet, dass der Zentralpunkt P5 (9A) eines Eingriffs zwischen den Ritzelzähnen 203a (7) und den Zahnstangenzähnen 210a und die Punkte P1 bis P4 in einer Ebene liegen.
  • 10A ist eine Schnitt-Teilansicht einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtungsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform aus der gleichen Blickrichtung wie 4. 10B zeigt die Konfiguration in 10A, abgeschnitten bei der Linie XD-XD mit Blick in die Pfeilrichtung. Auch die in 10A bis 10D dargestellte Ausführungsform ist durch Anwendung der Erfindung auf die in 7 dargestellte Ausführungsform erhalten, und daher wird die vorliegende Ausführungsform unter Bezugnahme auf 7 und 10A bis 10D beschrieben.
  • In der achten Ausführungsform haben zwei Zylinderwalzen 223 Caster-Winkel. Genauer gesagt ist die Achse der die Zylinderwalze 223 haltenden Haupteinheit 321 des oberen Halters 320 in 10A um einen Winkel θ zur wie in 10A gesehen rechten Seite gegen die Richtung senkrecht zur Rollkontaktoberfläche 210b der Zahnstange 210 geneigt, wie gezeigt in 10C. Demzufolge passiert die durch die Haupteinheit 321 gegen die Zylinderwalze 223 ausgeübte Druckkraft die Mitte des Zentrums P1 der Zylinderwalze und schneidet die Rollkontaktoberfläche 210b an einer von der Mitte des Kontaktpunkts P2 zwischen der Zylinderwalze 223 und der Rollkontaktoberfläche 210b verschiedenen Position. Wenn die Zylinderwalze 223 auf der Rollkontaktoberfläche 210b rollt, ist es unter Verwendung dieser Differenz möglich, die Position der Zylinderwalze 223 autonom so einzustellen, dass die Achse der Zylinderwalze 223 zur Rollrichtung senkrecht ist. So ist es ohne komplizierte Bearbeitung und zusätzliche Teile möglich, eine Verdrehung der Haupteinheit 321 zu verhindern.
  • In der gleichen Weise ist die Achse der die Zylinderwalze 223 haltenden Haupteinheit 221 des unteren Halters 220 in 10A um einen Winkel θ zur in Ansicht gemäß 10A nach links gegen eine Richtung senkrecht zur Rollkontaktoberfläche 210b der Zahnstange 210 geneigt, wie dargestellt in 10D. Demzufolge passiert die durch die Haupteinheit 221 gegen die Zylinderwalze 223 ausgeübte Druckkraft die Mitte des Zentrums P3 der Zylinderwalze und schneidet die Rollkontaktoberfläche 210b an einer von der Mitte des Kontaktpunkts P4 zwischen der Zylinderwalze 223 und der Rollkontaktoberfläche 210b verschiedenen Position. Wenn die Zylinderwalze 223 auf der Rollkontaktoberfläche 210b rollt, ist es unter Verwendung dieser Differenz möglich, die Position der Zylinderwalze 223 autonom so einzustellen, dass die Achse der Zylinderwalze 223 senkrecht zur Rollrichtung ist. So ist es ohne komplizierte Bearbeitung und zusätzliche Teile möglich, die Verdrehung der Haupteinheit 221 zu verhindern. In Hinblick darauf ist in der vorliegenden Ausführungsform jedes Teil so angeordnet, dass der Punkt P1, P1 und der Punkt P3, P4 um eine Entfernung Δ beabstandet sind in entgegengesetzter Richtung bezogen auf den Zentralpunkt P5 (10A) des Eingriffs zwischen den Ritzelzähnen 203a (7) und den Zahnstangenzähnen 210a.
  • 11 ist, ähnlich wie 9A, eine Ansicht einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform, angewendet auf eine elektrisch angetriebene Lenkvorrichtung vom Zahnstangen-unterstützten Typ. 12 ist eine Schnittansicht, ähnlich zu den 1A und 2B, dieses Ausführungsbeispiels. In 11 erstreckt sich eine nur teilweise dargestellte Ausgangswelle 503 senkrecht in ein Gehäuse 501 und wird durch ein Lager 516 drehbar gehalten.
  • Die Ausgangswelle 503 ist mit in ihrem mittleren Bereich gebildeten Ritzelzähnen 503a versehen. Die Ritzelzähne 503a stehen im Eingriff mit den Zahnstangenzähnen 510a der in einer senkrecht zur Seitenebene sich erstreckenden Zahnstange 510. Beide Enden der Zahnstange 510 sind mit einem nicht dargestellten Radlenkungsmechanismus verbunden. Das Gehäuse 501 ist mit einem hohlen Säulenabschnitt 501c versehen, der sich vom Umfang der Zahnstange 510 in 12 nach links erstreckt. Ein Halter 520 ist in dem hohlen Säulenabschnitt 501c angeordnet. Der Halter 520 beinhaltet eine im wesentlichen zylindrische Haupteinheit 521, verschwenkbare Wellen 522, die an einem Ende schwenkbar bezüglich des Gehäuses 501 durch einen Zapfen 528 gehalten werden, um jede der schwenkbaren Wellen 522 drehbar durch Lager 522a gehaltene und Wälzlager bildende Zylinderwalzen 523, ein Schraubenglied 524 zum Befestigen der Haupteinheit 521 an den hohlen Säulenabschnitt 501c, eine zwischen dem Schraubenglied 524 und der Haupteinheit 521 angeordnete Blattfeder 525 als elastisches Glied zum Andrücken (urging) der Haupteinheit 521 an die Zahnstange 510, und ein Arretierglied 526 für das Schraubenglied 524.
  • Die beiden schwenkbaren Wellen 522 sind in einem montierten Zustand vorzugsweise parallel zu den Rollkontaktoberflächen 510b angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Position in der Bisektoren (nicht dargestellt) der beiden Zylinderwalzen 523 sich rechtwinklig schneiden, in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform verschoben. Vorzugsweise sind beide Enden der Zylinderwalzen 523 ballig gedreht (crowning processing), um die Kantenlast auf den Rollkontaktoberflächen 510b zu verringern. Die beiden Zylinderwalzen 523 bilden ein Pressmittel, um die Zahnstange 510 gegen die Ausgangswelle 503 aus zwei Richtungen zu pressen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist ein freies Endstück 522b, welches das andere Ende der schwenkbaren Welle 522 ist, sphärisch geformt und hat Kontakt mit einer abgeschnittenen Konusoberfläche 521a als ein Andruckteil der Haupteinheit 521. Diesbezüglich kann die schwenkbare Welle 522 von einem Öffnungsende (opening end) des hohlen Säulenabschnitts 501c (Abschnitt an den das Schraubenglied 524 durch Aufschrauben befestigt wird) eingesetzt und an der Innenseite befestigt werden. Die Haupteinheit 521, die Blattfeder 525 und das Schraubenglied 524 bilden das Andrückmittel (urging means).
  • In der vorliegenden Ausführungsform können die Presskräfte F1 und F2 (dargestellt durch die Gegenkräfte (reaction forces) in 12) der zwei Zylinderwalzen 523 und der Rollkontaktoberflächen (Halterführungsbahnoberflächen) 510b durch Aufwärts- oder Abwärts-Schrauben des Schraubenglieds 524 gegen das Gehäuse 501 eingestellt werden, um dadurch die Stärke der elastischen Deformation der Blattfeder 525 zu verändern. In diesem Fall wird die Haupteinheit 521 in 12 gesehen nach rechts bewegt (im wesentlichen in der gleichen Richtung wie diejenige, die durch Bisektion des durch die Flächennormalen der Rollkontaktoberflächen 510b gebildeten Winkels erhalten wird) aufgrund der Andruckkraft der Blattfeder 525, so dass die abgeschnittenen Konusoberflächen 521a gegen die freien Endstücke 522b der schwenkbaren Wellen 522 drücken. Dadurch verschwenken die beiden schwenkbaren Wellen 522 um die Mitte des Zapfens 528 in zueinander entgegen gesetzte Richtungen, und so ist es möglich, die Druckkräfte F1 und F2 zwischen den beiden Zylinderwalzen 523 und den Rollkontaktoberflächen 510b gleichmäßig und angemessen anzupassen. Außerdem, selbst wenn Verschleiß an jedem Teil verursacht wird, beispielsweise durch Vibration usw., verschwenken die beiden schwenkbaren Wellen 522 gleichzeitig, und so nehmen die Druckkräfte F1 und F2 nicht unausgeglichen zu, und die Zahnstange 510 kann für eine lange Zeitdauer stabil gehalten werden. Im Hinblick darauf ist das freie Endstück 522b sphärisch geformt, und die Tangente zwischen der abgeschnittenen Konusoberfläche 521a und dem freien Endstück 522b ist im wesentlichen parallel zur Achse der schwenkbaren Welle 522. Demzufolge, selbst wenn die verschwenkbare Welle 522 verschwenkt, ist ein dadurch verursachter unnötiger (das heißt zur Presskraft der Zylinderwalzen 523 nicht beitragender) Kraftbeitrag klein, und auf die abgeschnittene Konusoberfläche 521 wird keine Kantenlast mehr ausgeübt werden.
  • Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform, wie dargestellt in 11, kann die Konfiguration des Halters 520 in gleichem Maße verkleinert werden wie die Konfiguration in 1A, 1B und 2. Außerdem kann vorteilhafterweise die Druckkraft durch Schrauben nur des einzelnen Schraubenglieds 524 eingestellt werden. In der oben dargestellten Ausführungsform bildet die Haupteinheit 221, 521 Halteglied.
  • 13 ist eine Schnittansicht, ähnlich zu 2, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich charakteristisch von den in 2 dargestellten Ausführungsformen hauptsächlich in der Konfiguration der Zahnstange. Daher werden gemeinsame andere Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern und Symbolen markiert und die Beschreibungen weggelassen. Hier, in 13, steht eine Schnecke 22, die auf einer Rotationswelle 21 eines Motors, der angetrieben und durch einen nicht dargestellten Controller kontrolliert wird, im Eingriff mit einem in der oberen Nähe der Ausgangswelle 103 angebrachten Schneckenrad 523.
  • Es sei angemerkt, dass in der Ausführungsform in 2, obwohl ein als Wälzlager des Halters 120 dienendes Paar Zylinderwalzen 123 gegenüber den Wellen 122 durch die Nadellager 122a einzeln drehbar gehalten werden, sind die Walzen in der Axialrichtung bezogen auf die Wellen 122 nicht eingeschränkt. Demgemäß, wenn von der Zahnstange 110 eine Last in Axialrichtung auf die Zylinderwalzen 123 ausgeübt wird, könnten die Zylinderwalzen 123 die Haupteinheit 121 des Halters 120 berühren, und dies könnte die unten dargestellten Probleme bereiten.
  • Insbesondere, wie in 2 dargestellt, sind die Rollkontaktoberflächen 110b, 110b der Zahnstange 110 für die Zylinderwalzen 123, 123 gegeneinander mit einem vorbestimmten Winkel (in der Abbildung 90°) angeordnet. Die Rotationswellen der Zylinderwalzen 123, 123 sind senkrecht zu den Achsen der jeweiligen Zahnstangen 110 und parallel zu den Rollkontaktoberflächen 110b, 110b. Außerdem werden die beiden Zylinderwalzen 123, 123 auf die Rollkontaktoberflächen 110, 110 gedrückt durch das Schraubenglied 124, das ein in die Bisektor-Richtung der beiden Rotationswellen drückendes Andrückglied (urging member) bildet.
  • Das heißt, die Andruckrichtung des Schraubenglieds 124 entspricht nicht der Andruckrichtung der Zylinderwalzen 123, 123 gegen die Rollkontaktoberflächen 110b, 110b. Daher, wenn die Endfläche der Zylinderwalzen 123, 123 das Schraubenglied 124 berührt, tritt eine Reibungskraft in der Axialrichtung auf, entsprechend der auf die Rollkontaktoberflächen 110b, 110b ausgeübten Druckkraft in Abhängigkeit von einem Reibungszustand zwischen den Zylinderwalzen 123 und der Zahnstange 110. Daher werden durch die Reibungskraft in Axialrichtung die Endflächen der Zylinderwalzen 123, 123 unter Gleitreibung stark gegen die Haupteinheit 121 gedrückt. Demzufolge wird eine glatte Rotation der Zylinderwalzen 123, 123 verhindert, und der Betriebswiderstand der Zahnstange 110 wird groß. Außerdem können die Endflächen der Zylinderwalzen 123, 123 abgenützt werden, und abnormale Geräusche könnten produziert werden.
  • Demzufolge ist in der in 13 gezeigten Ausführungsform ein Vorsprung 610c der Zahnstange 610 im Vergleich mit der Ausführungsform in 1A und 1B geweitert, und es wird eine Konfiguration verwendet (Pfeil A), in der die Fußabschnitte der beiden Seitenoberflächen 610d, 610d so verwendet werden, dass sie als Positionsregulierungsteile die Endflächen der Zylinderwalzen 123, 123 berühren. Auf diese Weise wird die Bewegung der Zylinderwalzen 123, 123 in der Axialrichtung durch die auf der Zahnstange 610 angeordneten Bewegungsregulierungsteile (die Fußabschnitte der Seitenoberflächen 610d, 610d), die die Endflächen der Zylinderwalzen 123, 123 berühren, derart reguliert, dass eine Lücke zwischen den Zylinderwalzen 123, 123 und der Haupteinheit 121 gebildet und dadurch die Gleitreibung der Endflächen der Walzen verhindert wird.
  • In Hinblick darauf sind der Kontaktradius zwischen den Rollkontaktoberflächen 110b, 110b und den Zylinderwalzen 123, 123 und der Kontaktradius zwischen den Zylinderwalzen 123, 123 und den Seitenflächen 610d, 610d geringfügig verschieden, und dadurch haben die Zylinderwalzen 123, 123 und die Bewegungsregulierungsteile (die Fußabschnitte der Seitenoberflächen 610d, 610d) eine geringfügige Geschwindigkeitsdifferenz, die Schlupf erzeugt. Allerdings ist es möglich, verglichen mit dem Fall, in dem alle Endflächen der Walzen Gleitkontakt haben, einen Schlupfverlust zu reduzieren und den Gleitwiderstand der Zahnstange 610 zu reduzieren.
  • 14 ist eine Schnittansicht, ähnlich zu 12, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der in 12 dargestellten Ausführungsform hauptsächlich in der Konfiguration der Zahnstange. Daher sind gemeinsame andere Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern und Symbolen markiert und solche Beschreibungen weg gelassen.
  • In der in 14 dargestellten Ausführungsform ist ein Vorsprung 610c der Zahnstange 610 im Vergleich mit der Ausführungsform in 12 geweitet, und eine Konfiguration wird verwendet (Pfeil B), in der beide Seitenoberflächen 610d, 610d als Positionsregulierungsteile zum Berühren der Endoberflächen der Zylinderwalzen 123, 123 verwendet werden. Auf diese Weise wird die Bewegung der Zylinderwalzen 123, 123 in der Axialrichtung durch die auf der Zahnstange 610 angeordneten Bewegungsregulierungsteile 610d, 610d, die die Endoberflächen der Zylinderwalzen 123, 123 berühren, so reguliert, dass eine Lücke zwischen den Zylinderwalzen 123, 123 und der Haupteinheit 121 gebildet und dadurch eine Gleitreibung der Endoberflächen der Walzen verhindert wird.
  • 15 ist eine Schnittansicht, ähnlich zu 13, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform ist charakteristisch verschieden von der in 13 gezeigten Ausführungsform hauptsächlich in der Konfiguration der Zylinderwalzen. Daher sind gemeinsame andere Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern und Symbolen markiert und solche Beschreibungen weg gelassen.
  • Wie oben dargestellt, sind in der Ausführungsform in 1A und 1B die Rollkontaktoberflächen 110b, 110b der Zahnstange 110 für die Zylinderwalzen 123, 123 zueinander mit einem bestimmten Winkel angeordnet (90° in der Figur). Die Drehwellen der Zylinderwalzen 123 sind senkrecht zu den Achsen der Zahnstangen 110, und parallel zu den Rollkontaktoberflächen 110b, 110b. Außerdem sind die zwei Zylinderwalzen 123, 123 auf die Rollkontaktoberflächen 110b, 110b gedrückt durch das Schraubenglied 124, das ein Andruckmittel (urging means) in die Bisektor-Richtung der zwei Drehwellen ist. Das heißt, die Andruckrichtung des Schraubenglieds 124 fällt nicht zusammen mit der Andruckrichtung der Zylinderwalzen 123, 123 gegen die Rollkontaktoberflächen 110b, 110b.
  • Eine Trennkraft, die durch die Eingriffskraftübertragung zwischen der Zahnstange 110 und dem Ritzel 103 verursacht wird und die Zahnstange 110 von dem Ritzel 103a trennt, wird gehalten durch die resultierende Kraft der Druckkräfte, die die Walzen 123 auf die Rollkontaktoberflächen 110b, 110b der Zahnstange 110 ausüben. Daher, angenommen ein Winkel α wird gebildet von der Wirkrichtung der Druckkraft der Zylinderwalzen 123, 123 und der Trennkraft, so wird die durch die Nadellager 122a zu haltende Last so groß wird wie das 1/sinα fache der Presskraft (√2-faches im Fall α = 45 Grad wie in diesem Ausführungsbeispiel).
  • Weil außerdem die Rotationswellen der Zylinderwalzen 123, 123 gegen die Richtung der Trennkraft geneigt sind, muss die Haupteinheit 121 des Halters 120, die in eine an dem Gehäuse 101 angebrachte Befestigungsöffnung eingeführt wird und die Zylinderwalzen 123, 123 hält, einen größeren Durchmesser haben als denjenigen des umbeschriebenen Kreises der Zylinderwalzen 123, 123. Daher, um den Zahnstangen-haltenden Teil kompakt zu machen, müssen die Zylinderwalzen 123, 123 in der Axialrichtung und der Radialrichtung klein sein. Daher kann ein Nadellager 122a von großer Größe und großem Volumen nicht verwendet werden. Allerdings, wenn die Konfiguration nicht kompakt ist, wird es schwierig, die Einheit in ein Fahrzeug zu montieren. Außerdem, wenn die Haupteinheit 1 groß und schwer ist, ist die Nachfolgeleistung (follow-up-performance) im Hinblick auf die Zahnstange verschlechtert, und Schlaggeräusche zwischen der Zahnstange 110 und dem Ritzel 103 oder zwischen der Zahnstange 110 und den Zylinderwalzen 123, 123 könnten auftreten.
  • Außerdem muss der Außendurchmesser der Zylinderwalzen 123, 123 so klein wie möglich gewählt werden. Allerdings, wenn der Außendurchmesser der Zylinderwalzen 123, 123 verkleinert wird, nimmt die Drehgeschwindigkeit der Zylinderwalzen 123, 123 zu. Die Belastung auf den Nadellagern 122a wird groß, und die Dreh-Lebensdauer der Lager nimmt ab, wodurch die Haltbarkeit verschlechtert werden könnte.
  • Im Gegensatz dazu kann gemäß der in 15 gezeigten Ausführungsform der Zahnstangen-haltenden Teil kompakt gemacht werden, die Nachfolgeleistung (follow-up performance) kann verbessert werden durch vereinfachte Montage und leichtes Gewicht. Außerdem ist es möglich, die Haltbarkeit der Nadellager zu verbessern.
  • Genauer gesagt sind in der vorliegenden Ausführungsform durch Wegschneiden der äußeren Kanten aufwärts gerichtete konische Oberflächen 723a, 723a auf den Kantenflächen der Zylinderwalzen 723, 723 gebildet. Die äußeren Formen (die von der Achse der Haupteinheit 721 entfernte Seite) der konischen Oberflächen 723a, 723a sind parallel zum Außenumfang der Haupteinheit 721, wie in der Schnittansicht in 15 dargestellt. Mit dieser Konfiguration, selbst wenn der Außenumfang der Zylinderwalzen 723, 723 vergrößert ist, kann der umbeschriebene Kreis der Zylinderwalzen 723, 723 wie aus der Axialrichtung auf die Haupteinheit 721 gesehen verkleinert werden. Demzufolge kann die Gesamtzahl der Umdrehungen (total rotation number) der Nadellager 122a, 122a reduziert werden und dadurch die Lebensdauer verlängert werden.
  • 16 ist eine Schnittansicht, ähnlich zu 15, einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform unterschiedet sich charakteristisch von der in 15 gezeigten Ausführungsform hauptsächlich in der Konfiguration der Haupteinheit des Halters. Daher werden gemeinsame andere Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern und Symbolen markiert und solche Beschreibungen weg gelassen. Die vorliegende Ausführungsform hat die gleiche Charakteristik wie die jenige der in 15 gezeigten Ausführungsform, und daher ist es möglich, Nadellager 722a, 722a mit einem großen Außendurchmesser und einem groß bemessenen Lastvolumen zu verwenden. Dadurch ist es möglich, die Lebensdauer des Nadellagers 122a, 122a weiter zu verlängern.
  • Nachfolgend werden die Montageschritte des Halters beschrieben. In der Ausführungsform in den 1A , 1B und 2 werden beide Enden der die Zylinderwalzen 123, 123 haltenden Wellen 122, 122 durch die Haupteinheit 121 gehalten. Daher, um die Wellen-haltenden Teile der Peripherie-Seite der Haupteinheit 121 zu sichern, ohne die Haupteinheit 121 größer zu machen, ist es notwendig, den Walzenaufnahmeteil der Haupteinheit 121 aus einer Richtung senkrecht zu den Wellen 122, 222 zu montieren.
  • Nachfolgend wird eine genauere Beschreibung gegeben. Zuerst werden auf der Haupteinheit 121 als einem einzelnen Stück ein Walzenaufnahmeteil 121g und ein axialer Hohlraum 121h als ein Satz durch Schmieden bzw. spanende Bearbeitung gebildet (17A). Eine Ansicht dieser Haupteinheit 121 in die Blickrichtung des Pfeils XVIII in 17A ist in 18 gezeigt. Eine der Zylinderwalzen 123, an die das Nadellager 122a montiert wurde, wird in eine der Walzenaufnahmeteile 121g der Haupteinheit 121 aufgenommen und eingepasst (fitted), so dass sie durch die in den axialen Hohlraum 121h eingesetzte Welle 122 aufgedornt (pierced) wird (17B). Außerdem wird die andere Zylinderwalze 123, in die das Nadellager 122a montiert wurde, in das andere Walzenaufnahmeteil 121g aufgenommen und eingepasst, so dass sie durch die in den axialen Hohlraum 121h eingesetzte Welle 122 aufgedornt wird (17C). Auf diese Weise wird die Montage der Haupteinheit 121 abgeschlossen (17D). Wie allerdings aus 18 ersichtlich ist, erfordert die Haupteinheit 121 eine komplizierte spanende Bearbeitung, hat unnötige Dicke und beträchtliches Gewicht und die Herstellkosten sind hoch.
  • Im Gegensatz dazu ist es in der Ausführungsform in den 15 und 16 möglich, durch das Vorsehen von konischen Oberflächen 723a, 723a auf den Zylinderwalzen 723, 723 die Walzen in montiertem Zustand aus der Richtung der Achse der Haupteinheit zu montieren.
  • Eine genauere Beschreibung wird nun gegeben. Zuerst werden auf der Haupteinheit 721 als einem einzelnen Stück ein Walzenaufnahmeteil 721g und ein Achsen enthaltender Teil 721h als ein Satz gebildet (19A). Eine Ansicht dieser Haupteinheit 721 in Blickrichtung des Pfeils XX in 19A ist in 20 dargestellt. Eine Ansicht der Haupteinheit in 19A in Blickrichtung des Pfeils XXI ist in 21 dargestellt. Eine Ansicht der Haupteinheit in 19A in Blickrichtung des Pfeils XXII ist in 22 dargestellt. Eine Ansicht der Haupteinheit in 22, abgeschnitten bei der Linie XXIII-XXIII in Blickrichtung des Pfeils, ist in 23 dargestellt.
  • Zwei Teile der Zylinderwalzen 723, an die die Welle 122 und das Nadellager 122a montiert wurden, werden in die Walzenaufnahmeteile 121g und das Achsen enthaltende Teil 721h der Haupteinheit 721 in diesem Zustand zugleich (vielleicht gesondert) aufgenommen, und dadurch ist die Montage der Haupteinheit 721 abgeschlossen (19C). Dadurch ist es möglich, dass die Haupteinheit 721 (wenigstens ein Teil zum Halten der Walzlager) eine Form hat, die in der Axialrichtung gegossen werden kann. Daher wird eine Fertigung der Einheit möglich durch einen Gießprozess, wie Kaltschmieden, Sintern, Metallspritzguss, Harzspritzguss, etc.. So ist es möglich, unnötige Dicke zu eliminieren, eine Gewichtsreduktion zu erreichen und die Kosten erheblich zu senken. In Hinblick darauf ist es möglich, das Gewicht der Haupteinheit 1 durch ein Ausdünnungsteil 721s auf der Rückseite der Haupteinheit 121 weiter zu reduzieren.
  • Die vorliegende Erfindung wurde bisher vertieft unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen erklärt. Die vorliegende Erfindung sollte allerdings nicht als auf die Ausführungsformen beschränkt aufgefasst werden und kann selbstverständlich verändert und im richtigen Rahmen, der die Idee der Erfindung nicht beeinträchtigt, verbessert werden. Beispielsweise kann die Andruckrichtung des Andruckteils drei oder mehr Richtungen sein. Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtungen vom Typ mit variablem Hubverhältnis. Die vorliegende Erfindung ist auch geeignet für eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung von einem Typ mit konstantem Hubverhältnis, von einem Säulen-unterstützten Typ, von einem Ritzel-unterstützten Typ, oder von einem Zahnstangen-unterstützten Typ.
  • Zusammenfassung
  • In einer elektrisch angetriebenen Servolenkvorrichtung zur Ausgabe einer unterstützenden Lenkkraft mit Hilfe eines Elektromotors sind entlang einer Zahnstange (610) rollende Zylinderwalzen mit konischen Oberflächen (723a, 723a) versehen und können aus einer Richtung von der Achse der Haupteinheit (721) montiert werden (16).

Claims (7)

  1. Eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung zur Ausgabe einer unterstützenden Lenkkraft mithilfe eines Elektromotors, umfassend: ein Gehäuse; eine gegenüber dem Gehäuse bewegliche Zahnstange mit Zahnstangenzähnen und einem Gewindeteil; ein Ritzel mit Ritzelzähnen im Eingriff mit den Zahnstangenzähnen zur Übertragung einer Lenkkraft von einem Lenkrad auf die Zahnstange; einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Halter zum Halten der Zahnstange; und einen Wandler zum Umwandeln einer Drehkraft des elektrischen Motors in eine Schubkraft der Zahnstange unter Verwendung einer auf den Gewindeteil aufgeschraubten Mutter, wobei die Zahnstange an wenigstens zwei Stellen ihres Umfangs in Längsrichtung ausgedehnte Führungsbahnoberflächen für den Halter aufweist, der Halter ein Wälzlager aufweist, das, entlang der Längsrichtung der Zahnstange betrachtet, während des Rollens alle Halterführungsbahnoberflächen in sich überschneidende Richtungen presst, und, wenn jede Andruckrichtung des Wälzlagers auf jede Halterführungsbahnoberfläche mit jeweils einer Linie angezeigt wird, der Schnittpunkt der Linien aus der Mitte der Zahnstange verschoben ist.
  2. Eine elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung zur Ausgabe einer unterstützenden Lenkkraft mithilfe eines Elektromotors, umfassend: ein Gehäuse; eine gegenüber dem Gehäuse bewegliche Zahnstange mit Zahnstangenzähnen und einem Gewindeteil; ein Ritzel mit Ritzelzähnen im Eingriff mit den Zahnstangenzähnen zur Übertragung einer Lenkkraft von einem Lenkrad auf die Zahnstange; und einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Halter zum Halten der Zahnstange, wobei die Zahnstange an wenigstens zwei Stellen ihres Umfangs in Längsrichtung ausgedehnte Führungsbahnoberflächen für den Halter aufweist, der Halter ein Wälzlager aufweist, das, entlang der Längsrichtung der Zahnstange betrachtet, während des Rollens gegen alle Halterführungsbahnoberflächen in sich überschneidende Richtungen drückt, eine Welle, die an einem Ende relativ zum Gehäuse schwenkbar gehalten ist und das Wälzlager drehbar trägt, und ein Andrückmittel zum Drücken des Wälzlagers gegen die Halterführungsbahnoberfläche der Zahnstange durch Andrücken des anderen Ende der Welle.
  3. Die elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Andrückmittel ein Andruckteil zur Kontaktierung des anderen Endes der Welle und ein elastisches Glied zum elastischen Andrücken des Anpressteils umfasst.
  4. Die elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung gemäß Ansprüchen 2 oder 3, wobei, wenn jede Andruckrichtung des Wälzlager auf jede Führungsbahnoberfläche mit jeweils einer Linie angezeigt wird, der Schnittpunkt der Linien aus der Mitte der Zahnstange verschoben ist.
  5. Die elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zahnstange ein Positionsstellglied zum Einstellen einer Position des Wälzlagers hat.
  6. Die elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer konischen nach außen gerichteten Fläche an wenigstens einer Endfläche des Wälzlagers.
  7. Die elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei wenigstens ein zum Halten des Wälzlagers dienender Teil des Halters durch einen Gussprozess geformt wurde.
DE10393833T 2002-12-03 2003-06-10 Elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung Withdrawn DE10393833T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002-351753 2002-12-03
JP2002351753A JP2004001679A (ja) 2001-12-03 2002-12-03 電動式パワーステアリング装置
PCT/JP2003/007324 WO2004050454A1 (ja) 2002-12-03 2003-06-10 電動式パワーステアリング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10393833T5 true DE10393833T5 (de) 2005-10-20

Family

ID=32463168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10393833T Withdrawn DE10393833T5 (de) 2002-12-03 2003-06-10 Elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung

Country Status (4)

Country Link
AU (1) AU2003242156A1 (de)
DE (1) DE10393833T5 (de)
GB (1) GB2411874A (de)
WO (1) WO2004050454A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4934961B2 (ja) * 2004-12-28 2012-05-23 日本精工株式会社 ラックアンドピニオン式ステアリングギヤ装置
JP2007112240A (ja) 2005-10-19 2007-05-10 Nsk Ltd 電動式パワーステアリング装置
DE102010051728A1 (de) * 2010-11-19 2012-05-24 Thyssenkrupp Presta Ag Rollengelagerte Zahnstangenführung
US10982747B2 (en) * 2017-12-15 2021-04-20 Steering Solutions Ip Holding Corporation Steering system having an adjustment assembly

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1525760A (en) * 1975-12-31 1978-09-20 Bishop A Rack and pinion steering gear
JPS5524262A (en) * 1978-08-10 1980-02-21 Bishop Arthur E Two phases rack supporting device in rack
JPH0640540Y2 (ja) * 1987-11-24 1994-10-26 日産自動車株式会社 ラックアンドピニオン歯車装置
JPH06239247A (ja) * 1993-02-18 1994-08-30 Jidosha Kiki Co Ltd ラックピニオン型舵取り装置
JPH1111333A (ja) * 1997-06-25 1999-01-19 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置
US5983742A (en) * 1998-02-05 1999-11-16 Oiles America Corporation Rack and pinion steering device with split roller rack bar support
JP3646204B2 (ja) * 2000-06-20 2005-05-11 光洋精工株式会社 舵取装置
JP2002234448A (ja) * 2001-02-08 2002-08-20 Koyo Seiko Co Ltd ラックピニオン式ステアリング装置

Also Published As

Publication number Publication date
GB2411874A (en) 2005-09-14
GB0513542D0 (en) 2005-08-10
AU2003242156A1 (en) 2004-06-23
WO2004050454A1 (ja) 2004-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60310782T2 (de) Elektrische Servolenkung
DE102010004043B4 (de) Untersetzungsvorrichtung
EP2836417B1 (de) Lenkgetriebe
EP2694355B1 (de) Elektromechanische servolenkung mit spielausgleich für das schneckenradgetriebe
DE19822478A1 (de) Elektrische Servolenkvorrichtung
DE19508708C2 (de) Lenksystem mit variablem Lenkwinkelverhältnis
DE3421273A1 (de) Aus welle und buchse bestehende einheit sowie mit einer derartigen einheit versehene schwenkbare lenkeinheit
DE4321476C2 (de) Stufenloses Reibrollengetriebe mit toroidförmigen Reibscheiben
EP3544878A1 (de) Lenkgetriebe und lenksystem
DE112016002670T5 (de) Getriebeanordnung für elektrische Servolenkung
DE10057852B4 (de) Elektrische Servolenkvorrichtung
DE69819826T2 (de) Servosteuersystem
DE3330204C2 (de) Stirnradgetriebe für den Antrieb eines Walzenmantels
AT407186B (de) Stirnradgetriebe für den antrieb eines walzenmantels
DE102018130734A1 (de) Kugelmutterbaugruppe für eine servolenkungbaugruppeeines fahrzeugs
EP1819942B1 (de) Getriebe
DE10393833T5 (de) Elektrisch angetriebene Servolenkvorrichtung
DE102008061606A1 (de) Bremsvorrichtung und Motor mit Geschwindigkeitsreduzierungsmechanismus
DE102005051981A1 (de) Mechanismus zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine Linearbewegung
DE102007009122A1 (de) Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Axialbewegung
DE602005006042T2 (de) Vorrichtung zur Umwandlung einer rotierenden Bewegung in eine lineare Bewegung.
DE10313368A1 (de) Fahrzeuglenkvorrichtung
DE112008002352B4 (de) Lageraufbau
EP2107977B1 (de) Verstelleinrichtung für einen fahrzeugsitz
DE102007038264B4 (de) Aktiver Stabilisator zur Wankstabilisierung

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee