DE112019003922T5 - Drehmomenterfassungsvorrichtung, verfahren zum zusammenbau derselben und elektrische servolenkung - Google Patents

Drehmomenterfassungsvorrichtung, verfahren zum zusammenbau derselben und elektrische servolenkung Download PDF

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Atsushi Ikuta
Taishi Shigeta
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Abstract

Die vorliegende Drehmomenterfassungsvorrichtung umfasst eine untere Welle (21), die eine Drehmomentübertragungswelle ist, und eine zylindrische Drehmomenterfassungshülse (14), die einen Abschnitt auf der Vorderseite in Wellenrichtung aufweist, der eine Vielzahl von Fensterlöchern (36a, 36b) hat. Ein zylindrischer Abschnitt (29) der unteren Welle (21) umfasst Umfangsnuten (38), die in der Umfangsrichtung an einer Vielzahl von Positionen in axialer Richtung auf der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts (29) ausgebildet sind und parallel zueinander verlaufen. Ein Teil der Drehmomenterfassungshülse (14) auf der Rückseite in der Wellenrichtung ist über den zylindrischen Abschnitt (29) befestigt, um jede Umfangsnut (38) vollständig zu bedecken, und weist an Teilen in der Wellenrichtung, die mit den Umfangsnuten (38) in der radialen Richtung überlappen, gecrimpte Abschnitte (40) auf, die in die Umfangsnuten (38) gecrimpt und an ihnen befestigt wurden. Dadurch wird eine Struktur der Drehmomenterfassungsvorrichtung erreicht, die es ermöglicht, die Verbindungsfestigkeit und Sicherheit des Teils zu erhöhen, an dem die Drehmomentübertragungswelle und die Drehmomenterfassungshülse verbunden sind.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomenterfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Eingangsdrehmoments, ein Montageverfahren dafür und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, die die Drehmomenterfassungsvorrichtung enthält.
  • STAND DER TECHNIK
  • 14 zeigt ein Beispiel für eine bekannte elektrische Servolenkung gemäß dem Stand der Technik. Ein Lenkrad 1 ist an einem hinteren Endabschnitt einer Lenkwelle 2 befestigt und die Lenkwelle 2 ist drehbar innerhalb einer zylindrischen Lenksäule 3 gelagert, die von einer Fahrzeugkarosserie getragen wird. Wenn ein Fahrer das Lenkrad 1 dreht, wird die Drehung über die Lenkwelle 2, ein Kardangelenk 4a, eine Zwischenwelle 5 und ein Kardangelenk 4b auf eine Ritzelwelle 7 übertragen, die eine zahnstangenartige Lenkgetriebeeinheit 6 bildet. Wenn sich die Ritzelwelle 7 dreht, wird ein Paar von Spurstangen 9 und 9, die mit beiden Endabschnitten einer Zahnstangenwelle 8 verbunden sind, die die Lenkgetriebeeinheit 6 bildet, geschoben und gezogen, und ein Lenkwinkel, der dem Betrag der Betätigung des Lenkrads 4 entspricht, wird an ein Paar von linken und rechten Lenkrädern abgegeben.
  • Bei der dargestellten elektrischen Servolenkung ist ein Gehäuse 10 an einem vorderen Endabschnitt der Lenksäule 3 befestigt. Das Gehäuse 10 trägt einen Elektromotor 11 und beherbergt eine Drehmomenterfassungsvorrichtung und ein Untersetzungsgetriebe (nicht dargestellt). Wenn aufgrund der Betätigung des Lenkrads 1 ein Drehmoment auf die Lenkwelle 2 ausgeübt wird, erkennt die Drehmomenterfassungsvorrichtung die Richtung und Größe des Drehmoments. Dann wird die Erregung des Elektromotors 11 unter Verwendung der Richtung und Größe dieses Drehmoments gesteuert. Als Ergebnis erzeugt der Elektromotor 11 eine Hilfsenergie entsprechend der Richtung und Größe des Drehmoments. Die Hilfsenergie wird auf einen Abschnitt angewendet, der sich mit der Lenkwelle 2 im Gehäuse 10 dreht, nachdem sie durch das Untersetzungsgetriebe erhöht wurde. Dadurch wird die Kraft, die ein Fahrer zur Betätigung des Lenkrads 1 benötigt, reduziert.
  • Die internationale Veröffentlichung 2014/199959 (Patentliteratur 1) beschreibt eine spezifische Struktur einer Drehmomenterfassungsvorrichtung, die in eine elektrische Servolenkung eingebaut ist. In der Struktur sind eine Lenkwelle, die eine Drehmomentübertragungswelle ist, und eine Ausgangswelle, an die eine Hilfsenergie angelegt wird, koaxial durch einen Torsionsstab verbunden. Ein konkav-konvexer Abschnitt zur Drehmomenterfassung ist an einer Außenumfangsfläche der Ausgangswelle vorgesehen und eine Drehmomenterfassungshülse, die koaxial an einer radialen Außenseite des konkav-konvexen Abschnitts zur Drehmomenterfassung angeordnet ist, ist mit einem Endabschnitt der Lenkwelle gekoppelt. Eine Spule, die koaxial an einer radialen Außenseite der Drehmomenterfassungshülse angeordnet ist, wird von dem Gehäuse getragen. In einer elektrischen Servolenkung, die mit einer solchen Drehmomenterfassungsvorrichtung ausgestattet ist, dreht sich der Torsionsstab elastisch um den Betrag, der der Richtung und Größe des Drehmoments entspricht, wenn ein Drehmoment auf die Lenkwelle durch Betätigung des Lenkrads aufgebracht wird. Gleichzeitig ändert sich die Positionsbeziehung zwischen dem konkav-konvexen Abschnitt der Drehmomenterfassung und der Drehmomenterfassungshülse in Umfangsrichtung, so dass sich die Impedanz der Spule ändert. Daher können die Richtung und Größe des Drehmoments basierend auf dieser Impedanzänderung erkannt werden.
  • Patentliteratur 1: Internationale Veröffentlichung 2014/199959
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der Struktur des Standes der Technik, die in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, wird die Drehmomenterfassungshülse mit der Lenkwelle gekoppelt, indem ein Endabschnitt einer Drehmomenterfassungshülse auf einen Endabschnitt einer Lenkwelle aufgesetzt wird und ein Verstemmabschnitt, der an einem Stirnkantenabschnitt der Drehmomenterfassungshülse ausgebildet ist, mit einer Umfangsnut in Eingriff gebracht wird, die an einer Außenumfangsfläche des Endabschnitts der Lenkwelle über den gesamten Umfang vorgesehen ist. Das heißt, in der Struktur des Standes der Technik ist nur ein Satz von Eingriffsabschnitten zwischen einer Umfangsnut und einem Verstemmabschnitt vorgesehen, der zur Kopplungskraft der Drehmomenterfassungshülse in Bezug auf die Lenkwelle beiträgt. Daher gibt es Raum für Verbesserungen in Bezug auf die Erhöhung der Kopplungskraft und Sicherheit des Kopplungsabschnitts zwischen der Lenkwelle (Drehmomentübertragungswelle) und der Drehmomenterfassungshülse.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Struktur zu realisieren, die in der Lage ist, die Kopplungskraft und die Sicherheit eines Kopplungsabschnitts zwischen einer Drehmomentübertragungswelle und einer Drehmomenterfassungshülse zu erhöhen.
  • Eine Drehmomenterfassungsvorrichtung der Erfindung umfasst eine Drehmomentübertragungswelle und eine zylindrische Drehmomenterfassungshülse mit einer Vielzahl von Fensterlöchern an einem Seitenteil in axialer Richtung.
  • Die Drehmomentübertragungswelle enthält Umfangsnuten, die in Umfangsrichtung an axialen Positionen einer Außenumfangsfläche ausgebildet sind und parallel zueinander verlaufen.
  • Die Drehmomenterfassungshülse ist so auf die Drehmomentübertragungswelle aufgesetzt, dass ein anderer Seitenabschnitt in der axialen Richtung davon eine jeder der Umfangsnuten vollständig abdeckt (den gesamten Umfang und die gesamte Breite) und Verstemmabschnitte enthält, die mit den jeweiligen Umfangsnuten in einem axialen Abschnitt verstemmt sind, der jede der Umfangsnuten in einer radialen Richtung überlappt.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Drehmomenterfassungsvorrichtung können die Umfangsnuten untereinander die gleiche Form aufweisen.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Drehmomenterfassungsvorrichtung kann mindestens eine der Umfangsnuten eine andere Form als eine andere der Umfangsnuten aufweisen.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Drehmomenterfassungsvorrichtung kann jede der Umfangsnuten eine nach außen öffnende Nut umfassen, in der ein Paar von Innenflächen, die auf beiden Seiten in der axialen Richtung angeordnet sind, in einer Richtung voneinander weg in der axialen Richtung geneigt sind, während sie sich zu einer Außenseite in der radialen Richtung erstrecken, und jeder der Verstemmabschnitt kann auf jedem des Paares von Innenflächen der äußeren Öffnungsnut anliegen.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Drehmomenterfassungsvorrichtung kann ein Neigungswinkel des Innenflächenpaares in Bezug auf eine Mittelachse der Umfangsnuten auf fünfzig Grad bis siebzig Grad eingestellt werden.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Drehmomenterfassungsvorrichtung kann die Drehmomentübertragungswelle mit einer Vielzahl von axialen Nuten an Positionen in Umfangsrichtung der Außenumfangsfläche ausgebildet sein,
    die Drehmomenterfassungshülse kann Positionierungsvorsprungabschnitte umfassen, die in der radialen Richtung an den gleichen Winkelpositionen wie die axialen Nuten auf dem anderen Seitenabschnitt in dessen axialer Richtung nach innen vorstehen, und
    die Positionierungsvorsprungabschnitte können in axialer Richtung neben der einen Seite von den Verstemmabschnitten vorgesehen sein.
  • Ein Verfahren zum Zusammenbau der erfindungsgemäßen Drehmomenterfassungsvorrichtung umfasst folgende Schritte:
    • Aufsetzen des anderen Seitenteils in axialer Richtung der Drehmomenterfassungshülse auf die Drehmomentübertragungswelle, um jede Umfangsnut vollständig abzudecken, und
    • in Bezug auf die axialen Abschnitte der Drehmomenterfassungshülse, die mit den Umfangsnuten in der radialen Richtung überlappen, Anordnen einer Vielzahl von Klauen, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, auf einer radialen Außenseite jedes der axialen Abschnitte, und anschließendes Bilden der Verstemmabschnitte in den axialen Abschnitten durch Drücken der axialen Abschnitte von einer radialen Außenseite in Richtung einer radialen Innenseite durch die Vielzahl von Klauen.
  • Bei dem Verfahren zum Zusammenbau der erfindungsgemäßen Drehmomenterfassungsvorrichtung kann beim Ausbilden der Verstemmabschnitte eine Arbeit zum Ausbilden der Verstemmabschnitte für jeden der axialen Abschnitte in der Reihenfolge von einem axialen Abschnitt aus durchgeführt werden, der näher an dem einen Seitenabschnitt in axialer Richtung der Drehmomenterfassungshülse liegt.
  • Bei dem Verfahren zum Zusammenbau der erfindungsgemäßen Drehmomenterfassungsvorrichtung kann bei der Bildung der Verstemmabschnitte eine Anzahl der mehreren Klauen zur Bildung der Verstemmabschnitte für jeden der axialen Abschnitte gleich sein.
  • Dabei können die Winkelpositionen der Klauen in einer Anordnung der mehreren Klauen zur Bildung der Verstemmabschnitte in Umfangsrichtung für jeden der axialen Abschnitte aufeinander abgestimmt sein.
  • Die Winkelpositionen der Klauen in einer Anordnung der Vielzahl von Klauen zur Bildung der Verstemmabschnitte in Umfangsrichtung können für jeden der axialen Abschnitte unterschiedlich gestaltet werden.
  • Bei dem Verfahren zum Zusammenbau der erfindungsgemäßen Drehmomenterfassungsvorrichtung kann beim Ausbilden der Verstemmabschnitte eine Anzahl der mehreren Klauen zum Ausbilden der Verstemmabschnitte für jeden der axialen Abschnitte unterschiedlich sein.
  • Eine elektrische Servolenkung gemäß der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Drehmomenterfassungsvorrichtung.
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine Kopplungskraft und Sicherheit eines Kopplungsabschnitts zwischen einer Drehmomentübertragungswelle und einer Drehmomenterfassungshülse zu erhöhen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Teilquerschnittansicht einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
    • 2 ist eine vergrößerte Ansicht von Teil A aus 1.
    • 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Elements zur Erfassung des Drehmoments gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines rechten Abschnitts von 3.
    • 5 ist eine Ansicht einer Drehmomenterfassungshülse und eines Umfangsabschnitts davon, von einer radialen Außenseite aus gesehen, gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 6 ist eine perspektivische Ansicht der Drehmomenterfassungshülse, eines vorderen Endabschnitts einer unteren Welle und eines Teils eines Torsionsstabs gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils B von 2.
    • 8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils C von 7, die nur die untere Welle zeigt.
    • 9Abis 9C sind Querschnittsansichten, die die Arbeiten zum Verbinden der Drehmomenterfassungshülse mit einem vorderen Endabschnitt einer Lenkwelle in der Reihenfolge der Schritte gemäß der ersten Ausführungsform zeigen.
    • 10A und 10B sind Ansichten aus einer axialen Richtung, die die Arbeit des Einpressens eines axialen hinteren Endabschnitts der Drehmomenterfassungshülse in eine Umfangsnut zeigen, die an einer Außenumfangsfläche des vorderen Endabschnitts der unteren Welle gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet ist.
    • 11 ist eine Ansicht, die 8 entspricht, mit Bezug auf eine zweite Ausführungsform.
    • 12A ist eine Ansicht, die 10B entspricht, wenn ein axialer hinterer Endabschnitt einer Drehmomenterfassungshülse an die Umfangsnut auf einer Vorderseite in der axialen Richtung gecrimpt ist, und 12B ist eine Ansicht, die 10B entspricht, wenn der axiale hintere Endabschnitt der Drehmomenterfassungshülse an die Umfangsnut auf einer Rückseite in der axialen Richtung gecrimpt ist.
    • 13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der axiale hintere Endabschnitt der Drehmomenterfassungshülse mit der Umfangsnut auf der Vorderseite in axialer Richtung gecrimpt ist.
    • 14 ist eine Teilquerschnittansicht, die ein Beispiel für einer herkömmlichen elektrischen Servolenkung gemäß dem Stand der Technik zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Erste Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform mit Bezug auf die 1 bis 10B beschrieben.
  • Eine elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform umfasst eine Lenksäule 3a, eine Lenkwelle 2a, ein Gehäuse 10a, eine Ausgangswelle 12, einen Torsionsstab 13, eine Drehmomenterfassungshülse 14, eine Drehmomenterfassungsspuleneinheit 15, ein Substrat 16, ein Schneckengetriebe 17 und einen Elektromotor 11a.
  • Die elektrische Servolenkung gemäß der Ausführungsform umfasst eine Drehmomenterfassungsvorrichtung, und die Drehmomenterfassungsvorrichtung umfasst eine untere Welle 21, die die Lenkwelle 2a bildet, die Ausgangswelle 12, den Torsionsstab 13, die Drehmomenterfassungshülse 14 und die Drehmomenterfassungsspuleneinheit 15.
  • In Bezug auf die elektrische Servolenkung bezieht sich eine Vorwärts-/Rückwärtsrichtung auf eine Vorwärts-/Rückwärtsrichtung bzw. Längsrichtung eines Fahrzeugs, sofern nicht anders angegeben. Zum Beispiel ist in den 1 bis 9C eine linke Seite die Frontseite und eine rechte Seite die Heckseite.
  • Die Lenksäule 3a umfasst eine zylindrische Innensäule 18, die an der Vorderseite angeordnet ist, und eine Außensäule 19, die an der Rückseite angeordnet ist. Die Innensäule 18 und die Außensäule 19 sind dehnbar miteinander verbunden und werden durch eine Stützhalterung 20 gegen eine Fahrzeugkarosserie abgestützt. Die Innensäule 18 und die Außensäule 19 sind aus Stahl oder einer Leichtmetalllegierung, wie z. B. einer Aluminiumlegierung, hergestellt.
  • Die Lenkwelle 2a umfasst die an der Vorderseite angeordnete untere Welle 21 und eine an der Rückseite angeordnete hohlwellenförmige obere Welle 22. Die untere Welle 21 und die obere Welle 22 sind mit einer Keilverzahnung versehen, um eine Drehmomentübertragung und eine relative Verschiebung in axialer Richtung zu ermöglichen, und sind drehbar innerhalb der Lenksäule 3a gelagert. Die untere Welle 21 und die obere Welle 22 sind aus Stahl gefertigt. Ein Lenkrad 1 (siehe 14) ist an einem hinteren Endabschnitt der oberen Welle 22 befestigt, der aus einer hinteren Endöffnung der Außensäule 19 herausragt.
  • Das Gehäuse 10a wird durch Verbinden eines Deckels 23 auf der Vorderseite und eines Hauptkörpers 24 auf der Rückseite miteinander durch eine Vielzahl von Schrauben (nicht dargestellt) gebildet und ist mit einem vorderen Endabschnitt der Innensäule 18 gekoppelt und befestigt. Der Deckel 23 und der Hauptkörper 24 sind aus einer Leichtmetalllegierung, wie z. B. einer Aluminiumlegierung oder einem Kunstharz, hergestellt. Das vordere Ende der unteren Welle 21 ist in das Gehäuse 10a eingesetzt.
  • Die Ausgangswelle 12 besteht aus Stahl, einem magnetischen Metall, das in Form einer Hohlwelle ausgeführt ist. Die Ausgangswelle 12 ist drehbar durch ein Paar Kugellager 25 und 26 an der Vorderseite der unteren Welle 21 im Gehäuse 10a gelagert. Ein Kardangelenk 4a (siehe 14) ist mit dem vorderen Endabschnitt der Ausgangswelle 12 gekoppelt, der aus der vorderen Endöffnung des Gehäuses 10a herausragt.
  • Der Torsionsstab 13 ist aus Federstahl in gestufter Säulenform gefertigt. Die untere Welle 21 und die Ausgangswelle 12 sind durch den Torsionsstab 13 koaxial miteinander verbunden. Das heißt, der größte Teil des Torsionsstabs 13 mit Ausnahme des hinteren Endabschnitts ist innerhalb der Ausgangswelle 12 angeordnet. Im Torsionsstab 13 ist der vordere Endabschnitt mit dem vorderen Endabschnitt der Ausgangswelle 12 durch einen Stift 27 verbunden, um sich nicht relativ zueinander zu drehen, und der hintere Endabschnitt ist mit einer Keilnut in eine Keilnutbohrung 28 eingepasst, die in einer radialen Mitte des vorderen Seitenabschnitts der unteren Welle 21 vorgesehen ist, um sich nicht relativ zueinander zu drehen.
  • Die untere Welle 21, die eine Drehmomentübertragungswelle ist, umfasst einen zylindrischen rohrförmigen Abschnitt 29 am vorderen Endabschnitt. Der rohrförmige Abschnitt 29 enthält einen weiblichen Anschlagabschnitt 30, der eine konkav-konvexe Form (Zahnradform) in einer Umfangsrichtung an einer Innenumfangsfläche aufweist. Der weibliche Anschlagabschnitt 30 wird durch die Anordnung einer Vielzahl von Zahnabschnitten 31, von denen jeder eine Länge in axialer Richtung hat, in gleichen Abständen in Umfangsrichtung gebildet.
  • Die Ausgangswelle 12 enthält einen männlichen Anschlagabschnitt 32, der eine konkav-konvexe Form (Zahnradform) in der Umfangsrichtung auf der Außenumfangsfläche des hinteren Endabschnitts aufweist. Der männliche Anschlagabschnitt 32 wird durch die Anordnung einer Vielzahl (die gleiche Anzahl wie die Zahnabschnitte 31) von Nutabschnitten 33, von denen jeder eine Länge in axialer Richtung hat, in gleichen Abständen in Umfangsrichtung gebildet.
  • Der weibliche Anschlagabschnitt 30 und der männliche Anschlagabschnitt 32 sind konkav-konvex miteinander in Eingriff, um eine relative Drehung innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs zu ermöglichen (z.B. innerhalb eines Bereichs von ±5 Grad, der um einen neutralen Zustand zentriert ist, in dem der Torsionsstab 13 nicht verdreht ist). Das heißt, die Zahnabschnitte 31, die den weiblichen Anschlagabschnitt 30 bilden, sind mit den Nutabschnitten 33, die den männlichen Anschlagabschnitt 32 bilden, locker in Eingriff, wobei sich ein Spalt in Umfangsrichtung dazwischen befindet, so dass die relative Drehung der unteren Welle 21 und der Ausgangswelle 12 innerhalb des vorbestimmten Winkelbereichs gesteuert werden kann. Der Torsionsstab 13 wird an einer übermäßigen Verdrehung gehindert.
  • Die Ausgangswelle 12 umfasst einen konkav-konvexen Drehmomenterfassungsabschnitt 34, der eine konkav-konvexe Form in der Umfangsrichtung aufweist, an einem Abschnitt, der in der axialen Richtung in Bezug auf den männlichen Anschlagabschnitt 32 an der Außenumfangsfläche des hinteren Seitenabschnitts an die Vorderseite angrenzt. Der konkav-konvexe Drehmomenterfassungsabschnitt 34 wird durch die Anordnung einer Vielzahl von Nutabschnitten 35, von denen jeder eine Länge in der axialen Richtung aufweist, in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung gebildet. Der konkav-konvexe Drehmomenterfassungsabschnitt 34 hat eine Außendurchmesser-Abmessung (Durchmesser des umschriebenen Kreises), die größer ist als die des männlichen Anschlagabschnitts 32. Im dargestellten Beispiel sind die gleiche Anzahl von Nutabschnitten 35, die den konkav-konvexen Drehmomenterfassungsabschnitt 34 bilden, und die gleiche Anzahl von Nutabschnitten 33, die den männlichen Anschlagabschnitt 32 bilden, vorgesehen, und ihre Winkelpositionen in der Anordnung in Umfangsrichtung stimmen miteinander überein.
  • Die Drehmomenterfassungshülse 14 besteht aus einem nichtmagnetischen Metall mit Leitfähigkeit, wie z. B. einer Aluminiumlegierung, und einer zylindrischen Form. In der Drehmomenterfassungshülse 14 ist der axiale vordere Seitenabschnitt, der ein Seitenabschnitt in der axialen Richtung ist, koaxial auf der radialen Außenseite des konkav-konvexen Abschnitts 34 der Drehmomenterfassung angeordnet, und der axiale hintere Endabschnitt, der der andere Seitenabschnitt in der axialen Richtung ist, wird durch den rohrförmigen Abschnitt 29 in einem freitragenden Zustand mit Außenpassung gestützt.
  • Der axial vordere Seitenabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14, der koaxial an der radialen Außenseite des konkav-konvexen Drehmomenterfassungsabschnitts 34 angeordnet ist, weist eine erste Fensterlochreihe und eine zweite Fensterlochreihe auf, die in axialer Richtung getrennt sind. Die erste Fensterlochreihe, die sich auf der Vorderseite in der axialen Richtung befindet, wird durch die Anordnung einer Vielzahl (die gleiche Anzahl wie die Nutabschnitte 35) von rechteckigen Fensterlöchern (Durchgangslöchern) 36a in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung gebildet. Die zweite Fensterlochreihe, die sich auf der Rückseite in axialer Richtung befindet, wird durch die Anordnung einer Vielzahl (die gleiche Anzahl wie die Nutabschnitte 35) von rechteckigen Fensterlöchern (Durchgangslöchern) 36b in gleichen Abständen in Umfangsrichtung gebildet. Die Winkelpositionen in den Anordnungen in Umfangsrichtung der Fensterlöcher 36a der ersten Fensterlochreihe und der Fensterlöcher 36b der zweiten Fensterlochreihe sind um eine halbe Teilung gegeneinander verschoben.
  • Der rohrförmige Abschnitt 29 enthält eine Vielzahl von axialen Nuten 37 und ein Paar von Umfangsnuten 38 auf der Außenumfangsfläche. Die mehreren Axialnuten 37 sind an mehreren Positionen (vier Positionen im dargestellten Beispiel) in gleichen Abständen in Umfangsrichtung der Außenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnitts 29 angeordnet und jeweils über die gesamte Länge der Außenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnitts 29 vorgesehen. Ein Paar von Umfangsnuten 38 ist parallel an zwei in axialer Richtung beabstandeten Positionen auf der Außenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnitts 29 angeordnet und jeweils über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnitts 29 vorgesehen, um die mehreren axialen Nuten 37 zu schneiden. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Paar von Umfangsnuten 38 die gleiche Form auf. Jede der beiden Umfangsnuten 38 ist eine nach außen öffnende Nut. Das heißt, wie in den 7 und 8 dargestellt, hat jede der beiden Umfangsnuten 38 eine teilweise konische Oberflächenform, bei der jede eines Paares von inneren Seitenflächen 46, die auf beiden Seiten in der axialen Richtung angeordnet sind, in einer Richtung voneinander weg in der axialen Richtung geneigt ist, wenn sie zur Außenseite in der radialen Richtung geht. Jede Bodenfläche 45 des Paares von Umfangsnuten 38 hat eine zylindrische Oberflächenform. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn ein Paar von Umfangsnuten 38 an der Außenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnitts 29 maschinell bearbeitet wird, beide Umfangsnuten 38 durch eine Einspannung geschnitten. Daher sind die Neigungen des Paares von Umfangsnuten 38 gleich, und als Ergebnis wird ein Verstemmabschnitt 40, der weiter unten beschrieben wird, für beide Umfangsnuten 38 stabil ausgebildet.
  • Der axial hintere Endabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 ist durch einen axialen Zwischenabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 auf den rohrförmigen Abschnitt 29 aufgesetzt, um das gesamte Paar von Umfangsnuten 38 zu bedecken. Im axialen hinteren Endabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 ist ein Paar von Verstemmabschnitten 40 vorgesehen, die über den gesamten Umfang an die Umfangsnuten 38 gecrimpt sind und beide Umfangsnuten 38 in radialer Richtung überlappen. Das heißt, dass jeder der beiden Verstemmabschnitte 40 mit der Umfangsnut 38 in Eingriff ist, ohne dass ein axiales Klappern auftritt. Genauer gesagt ist jeder der beiden Verstemmabschnitte 40 in Kontakt mit mindestens einem Paar von inneren Seitenflächen 46 einer Bodenfläche 45 und dem Paar von inneren Seitenflächen 46, die die Umfangsnut 38 bilden. Dadurch wird die Drehmomenterfassungshülse 14 in axialer Richtung in Bezug auf den rohrförmigen Abschnitt 29 positioniert und die relative Verschiebung in axialer Richtung verhindert. Aufgrund der Zug- und Reibungskräfte, die auf die aneinanderstoßenden Abschnitte beider Verstemmabschnitte 40 und mindestens eines Paars von inneren Seitenflächen 46 der Umfangsnut 38 wirken, wird eine relative Drehung zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 29 und der Drehmomenterfassungshülse 14 verhindert.
  • Am axialen hinteren Endabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 sind in axialer Richtung benachbart zur Vorderseite von dem Paar von Verstemmabschnitten 40 in radialer Richtung nach innen vorstehende konvexe Positionierungsabschnitte 39 vorgesehen, die an den gleichen Winkelpositionen wie die axiale Nut 37 in Umfangsrichtung vorgesehen sind. Dann wird jeder der konvexen Positionierungsabschnitte 39 mit der axialen Nut 37 in Eingriff gebracht, ohne in der Umfangsrichtung zu klappern. Als Ergebnis wird die Drehmomenterfassungshülse 14 in einer Drehrichtung in Bezug auf den rohrförmigen Abschnitt 29 positioniert und es wird eine relative Drehung verhindert.
  • Indem der konvexe Positionierungsabschnitt 39 benachbart zur Vorderseite in axialer Richtung von dem Verstemmabschnitt 40 vorgesehen ist, kann der Weg, in den die axiale Nut 37 in Bezug auf den konvexen Positionierungsabschnitt 39 eingeführt wird, verkürzt werden. Dadurch kann verhindert werden, dass die Innenumfangsfläche des Positionierungskonvexabschnitts 39 abgeschabt wird. Andererseits wird die Positionierung des konvexen Positionierungsabschnitts 39 und der axialen Nut 37 in der Drehrichtung derart durchgeführt, dass die untere Welle 21 bis zu einem gewissen Grad in Bezug auf die Drehmomenterfassungshülse 14 eingeführt ist. Daher sind die untere Welle 21 und die Drehmomenterfassungshülse 14 schwer zu verbiegen, und daher ist es einfach zu montieren.
  • Jeder der konvexen Positionierungsabschnitte 39 wird gebildet, bevor der axiale hintere Endabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 auf den rohrförmigen Abschnitt 29 aufgesetzt wird. Da in dieser Ausführungsform jeder der konvexen Positionierungsabschnitte 39 durch Stanzen gebildet wird, werden konkave Abschnitte auf der hinteren Oberflächenseite (Außendurchmesser-Seite) jedes der konvexen Positionierungsabschnitte 39 gebildet. Hingegen wird jeder der beiden Verstemmabschnitte 40 gebildet, nachdem der axiale hintere Endabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 auf den rohrförmigen Abschnitt 29 aufgesetzt ist. In den 3 und 4 ist die Drehmomenterfassungshülse 14 in einem Zustand dargestellt, bevor das Paar von Verstemmabschnitten 40 gebildet wird.
  • Bei der Montage der elektrischen Servolenkungsvorrichtung der Ausführungsform wird die Arbeit des Haltens des axialen hinteren Endabschnitts der Drehmomenterfassungshülse 14 an dem rohrförmigen Abschnitt 29 von außen wie folgt ausgeführt.
  • Zunächst wird in einem Zustand, in dem der konvexe Positionierungsabschnitt 39 der Drehmomenterfassungshülse 14 und die axialen Nuten 37 (siehe 3 bis 6) des rohrförmigen Abschnitts 29 in ihren Winkelpositionen in Umfangsrichtung aufeinander abgestimmt sind, wie in 9A9B dargestellt, der axiale hintere Endabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 auf die Außenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnitts 29 aufgesetzt, ohne dass ein radiales Klappern von der axialen Vorderseite auftritt. Als Ergebnis des axialen hinteren Endabschnitts der Drehmomenterfassungshülse 14 deckt der axiale Zwischenabschnitt, der ein Abschnitt ist, der sich benachbart zur Vorderseite vom axialen hinteren Stirnkantenabschnitt befindet, beide Umfangsnuten 38 ab. Nebst einer solchen Außenpassung ist jeder der konvexen Positionierungsabschnitte 39 mit den axialen Nuten 37 in Eingriff, ohne in Umfangsrichtung zu klappern. Die Positionsbeziehung zwischen der Drehmomenterfassungshülse 14 und dem rohrförmigen Abschnitt 29 in der axialen Richtung in einem in 9B dargestellten Zustand ist so eingestellt, dass in einem Zustand, in dem die elektrische Servolenkungsvorrichtung zusammengebaut ist, die Positionsbeziehung zwischen dem Fensterloch 36a und dem Fensterloch 36b und der Drehmomenterfassungsspuleneinheit 15 in der axialen Richtung als eine vorbestimmte Positionsbeziehung bestimmt wird, und insbesondere wird die Bestimmung basierend auf der axialen Position der axialen vorderen Stirnkante der Drehmomenterfassungshülse 14 vorgenommen. Daher variiert die axiale Position der axialen hinteren Stirnkante der Drehmomenterfassungshülse 14 in Bezug auf den rohrförmigen Abschnitt 29 in einem in 9B dargestellten Zustand in axialer Richtung aufgrund der Schwankungen in den Elementabmessungen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform gibt es jedoch einen Spielraum in der axialen Abmessung der Drehmomenterfassungshülse 14, um sicherzustellen, dass der axiale hintere Endabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 beide Umfangsnuten 38 vollständig abdeckt, d.h. um die axiale hintere Stirnkante der Drehmomenterfassungshülse 14 in der axialen Richtung benachbart zur Rückseite von der Umfangsnut 38 auf der Rückseite in der axialen Richtung anzuordnen, selbst wenn eine solche axiale Variation auftritt,
  • Als nächstes wird, wie in 9B9C dargestellt, von dem axialen hinteren Endabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 der axiale Abschnitt, der beide Umfangsnuten 38 in radialer Richtung überlappt, von der Außenseite in radialer Richtung zur Innenseite in radialer Richtung über den gesamten Umfang plastisch verformt (verstemmt). Als Ergebnis wird der Verstemmabschnitt 40 in jedem der axialen Abschnitte gebildet, und gleichzeitig ist der Verstemmabschnitt 40 mit jeder der Umfangsnuten 38 in Eingriff.
  • Daher sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf jeden der axialen Abschnitte der Drehmomenterfassungshülse 14, die die Abschnitte sind, die das Paar von Umfangsnuten 38 in der radialen Richtung überlappen, wie in 10A dargestellt, eine Vielzahl von (in der vorliegenden Ausführungsform sechs) Klauen 41, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, an der radialen Außenseite des axialen Abschnitts angeordnet. Dann werden, wie in 10A10B dargestellt, die mehreren Klauen 41 synchron zueinander in radialer Richtung nach innen bewegt. Infolgedessen wird der axiale Abschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 von der radialen Außenseite zur radialen Innenseite durch die radialen inneren Endabschnitte der Vielzahl von Klauen 41 stark gedrückt. Infolgedessen wird der Verstemmabschnitt 40 durch plastische Verformung des axialen Abschnitts von der Außenseite in radialer Richtung zur Innenseite in radialer Richtung über den gesamten Umfang gebildet.
  • Wenn der axiale Abschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 entsprechend der Form der Umfangsnuten 38 durch Zusammendrücken mit der Klaue 41 verformt wird und dann die Klaue 41 von dem Verstemmabschnitt 40 zurückgezogen wird, federt der Verstemmabschnitt 40 zurück und dehnt sich zwischen einem Paar von inneren Seitenflächen 46 der Umfangsnuten 38 aus. Dadurch wird eine Reibungskraft zwischen dem Verstemmabschnitt 40 und dem Paar der inneren Seitenflächen 46 erzeugt. Indem hier der Neigungswinkel θ der inneren Seitenfläche 46 in Bezug auf eine Mittelachse der in 8 dargestellten Umfangsnut 38 auf 50 Grad bis 70 Grad (vorzugsweise 60 Grad) eingestellt wird, wird aufgrund des Zurückfederns die Oberflächendruck zwischen dem Verstemmabschnitt 40 und dem Paar innerer Seitenflächen 46 erhöht, und somit kann die Haltekraft der Drehmomenterfassungshülse 14 durch den Verstemmabschnitt 40 erhöht werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Arbeit des Ausbildens des Verstemmabschnitts 40 für jeden der axialen Abschnitte der Drehmomenterfassungshülse 14, bei denen es sich um die Abschnitte handelt, die das Paar von Umfangsnuten 38 in der radialen Richtung überlappen, in der Reihenfolge von dem axialen Abschnitt, der näher an dem axialen vorderen Seitenabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 liegt, durchgeführt. Das heißt, zuerst wird der Verstemmabschnitt 40 in dem axialen Abschnitt ausgebildet, der sich auf der Vorderseite in der axialen Richtung befindet, und dann wird der Verstemmabschnitt 40 in dem axialen Abschnitt ausgebildet, der sich auf der Rückseite in der axialen Richtung befindet. Dadurch können die Drehmomenterfassungshülse 14 und der rohrförmige Abschnitt 29 zuverlässig in einer vorbestimmten Positionsbeziehung verbunden werden.
  • Gemäß der Ausführungsform der Erfindung kann die Anzahl der Klauen 41, die einen Verstemmabschnitt 40 bilden, eine beliebige Anzahl von zwei oder mehr sein, solange die Koaxialität zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 29 und der Drehmomenterfassungshülse 14 sichergestellt werden kann. Durch Erhöhen der Anzahl der Klauen 41 kann der Einfluss eines Defekts, wie z. B. Verschleiß an einer Klaue 41, d. h. die Beeinträchtigung der Genauigkeit des Verstemmabschnitts 40, in geringem Maße unterdrückt werden. In der vorliegenden Ausführungsform, da die Anzahl der Krallen 41 sechs beträgt, kann der Einfluss auf 1/6 (ca. 17 %) reduziert werden. Gemäß der Ausführungsform der Erfindung können die Winkelpositionen bei der Anordnung einer Vielzahl von Klauen 41, die für jeden axialen Abschnitt vorbereitet sind, um den Verstemmabschnitt 40 in der Umfangsrichtung zu bilden, miteinander übereinstimmen oder voneinander verschieden sein, aber in der vorliegenden Ausführungsform sind die Winkelpositionen aneinander angepasst.
  • Die Drehmomenterfassungsspuleneinheit 15 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und ist koaxial auf der radialen Außenseite des konkav-konvexen Abschnitts 34 der Drehmomenterfassung und der Drehmomenterfassungshülse 14 angeordnet. Die Drehmomenterfassungsspuleneinheit 15 ist innen in das Gehäuse 10a eingepasst und daran befestigt und umfasst ein Paar von Spulen 42a und 42b, die in axialer Richtung getrennt sind. Die Spule 42a, die sich auf der Vorderseite in axialer Richtung befindet, ist so angeordnet, dass sie das Fensterloch 36a der ersten Fensterlochreihe in radialer Richtung überlappt, und die Spule 42b, die sich auf der Rückseite in axialer Richtung befindet, ist so angeordnet, dass sie das Fensterloch 36a der zweiten Fensterlochreihe in radialer Richtung überlappt.
  • Das Substrat 16 ist im Gehäuse 10a an einer Stelle (im dargestellten Beispiel unterhalb der Drehmomenterfassungsspuleneinheit 15) an der radialen Außenseite der Drehmomenterfassungsspuleneinheit 15 angebracht. Auf dem Substrat 16 ist eine Motorsteuerungsschaltung angeordnet. Die Enden der Spulen 42a und 42b sind mit dem Motorsteuerkreis verbunden.
  • Das Schneckengetriebe 17 ist im Gehäuse 10a angeordnet und umfasst ein Schneckenrad 43 und eine Schnecke 44. Das Schneckenrad 43 ist außen auf den axialen Zwischenabschnitt der Ausgangswelle 12 zwischen den Kugellagern 25 und 26 aufgesetzt und befestigt. Die Schnecke 44 ist drehbar im Gehäuse 10a in einem Zustand gelagert, in dem sie mit dem Schneckenrad 43 kämmt.
  • Der Elektromotor 11a wird von dem Gehäuse 10a getragen. Die Ausgangswelle des Elektromotors 11a ist mit dem Basisendabschnitt der Schnecke 44 gekoppelt, um eine Drehmomentübertragung zu ermöglichen.
  • In der elektrischen Servolenkungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn ein Fahrer ein Lenkrad 1 betätigt, um ein Drehmoment, das eine Lenkkraft ist, auf die Lenkwelle 2a aufzubringen, der Torsionsstab 13 elastisch (innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs) um den Betrag verdreht, der der Richtung und Größe des Drehmoments entspricht. Gleichzeitig ändert sich die Positionsbeziehung zwischen dem konkav-konvexen Drehmomenterfassungsabschnitt 34 und der Drehmomenterfassungshülse 14 in der Umfangsrichtung, so dass sich die Impedanz der Spulen 42a und 42b, die die Drehmomenterfassungsspuleneinheit 15 bilden, ändert. Daher kann die Richtung und Größe des Drehmoments basierend auf der Impedanzänderung erfasst werden. Die Motorsteuerungsschaltung auf dem Substrat 16 erfasst die Richtung und Größe des Drehmoments als solche und verwendet das Erfassungsergebnis des Drehmoments, um die Erregung des Elektromotors 11a so zu steuern, dass der Elektromotor 11a entsprechend der Richtung und Größe des Drehmoments Hilfsenergie erzeugt. Die Hilfsenergie wird an die Ausgangswelle 12 angelegt, nachdem sie durch das Schneckengetriebe 17 erhöht wurde. Dadurch wird die Kraft, die ein Fahrer zur Betätigung des Lenkrads 1 benötigt, reduziert.
  • In der elektrischen Servolenkung der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, sind zwei Sätze von Eingriffsabschnitten zwischen den kreisförmigen beiden Nuten 38, die an der Außenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnitts 29 der unteren Welle 21 vorgesehen sind, und den Verstemmabschnitten 40, die am axialen hinteren Endabschnitt der Drehmomenterfassungshülse 14 ausgebildet sind, in axialer Richtung voneinander getrennt vorgesehen. Daher kann im Vergleich zu dem Fall, in dem nur ein Satz von Eingriffsabschnitten vorgesehen ist, wie in der Struktur gemäß dem Stand der Technik, die Kopplungskraft (Kraft, die eine relative Verschiebung in der axialen Richtung und der Drehrichtung verhindert) zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 29 und der Drehmomenterfassungshülse 14 erhöht werden, und ferner kann die Robustheit (Stabilität) der Kopplungskraft verbessert werden. Daher wird verhindert, dass der rohrförmige Abschnitt 29 und die Drehmomenterfassungshülse 14 aufgrund der Vibration eines Fahrzeugs oder der Trägheit aufgrund der Exzentrizität der Drehmomenterfassungshülse 14 relativ in der axialen Richtung und der Drehrichtung verschoben werden, und somit kann eine sehr zuverlässige Drehmomenterfassung durchgeführt werden. Da in der vorliegenden Ausführungsform zwei Sätze von Eingriffsabschnitten vorgesehen sind, kann selbst dann, wenn der Eingriff eines Eingriffsabschnitts beeinträchtigt ist, durch Eingriff des anderen Eingriffsabschnitts eine doppelte Sicherheit gewährleistet werden, so dass der Kopplungszustand des rohrförmigen Abschnitts 29 und der Drehmomenterfassungshülse 14 aufrechterhalten werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Verstemmabschnitt 40 in jedem der axialen Abschnitte gebildet, indem eine Vielzahl von Klauen 41, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, an der radialen Außenseite jedes der axialen Abschnitte der Drehmomenterfassungshülse 14 angeordnet werden, welche die Abschnitte sind, die das Paar von Umfangsnuten 38 in der radialen Richtung überlappen, und alle axialen Abschnitte von der radialen Außenseite zur radialen Innenseite durch die Vielzahl von Klauen 41, die für jeden der axialen Abschnitte vorgesehen sind, gepresst werden. Beim Ausbilden des Verstemmabschnitts 40 als solcher wirkt eine Kraft, die eine axiale Abweichung zwischen der Drehmomenterfassungshülse 14 und dem rohrförmigen Abschnitt 29 verursacht, im Wesentlichen nicht. Daher ist es möglich, auf einfache Weise zu verhindern, dass sich die Drehmomenterfassungshülse 14 und der rohrförmige Abschnitt 29 in der axialen Richtung verschieben, wenn der Verstemmabschnitt 40 gebildet wird.
  • In der Struktur der vorliegenden Ausführungsform können beispielsweise die folgenden Spezifikationen für die Drehmomenterfassungshülse 14 und den rohrförmigen Abschnitt 29 angenommen werden (siehe 8 und 9A bis 9C).
    • Dickenabmessung t der Drehmomenterfassungshülse 14: 0,20 mm bis 1,0 mm Außendurchmesser-Abmessung D des Rohrabschnitts 29: 20 mm bis 30 mm (z. B. 23,5 mm)
    • Axiale Breitenabmessung x des Öffnungsabschnitts der Umfangsnut 38: 1,0 mm bis 2,0 mm (z. B. 1,5 mm)
    • Tiefenabmessung y der Umfangsnut 38: 0,4 mm oder mehr (1,7 % oder mehr des Außendurchmesser-Maßes D)
    • Neigungswinkel θ der inneren Seitenfläche 46 in Bezug auf die Mittelachse der Nut 38: 50 Grad bis 70 Grad (z. B. 60 Grad)
    • Axialspalt L zwischen einem Paar Umfangsnuten 38: 0,3 mm bis 5 mm (z. B. 0,7 mm)
  • Wenn der Neigungswinkel θ auf 60 Grad eingestellt ist, ist es bei einer Kraft, die größer ist als die Trägheitskraft, die nicht auf die Trägheitskraft während der Lenkung beschränkt ist, sondern auch eine Kraft umfasst, die größer ist als die Trägheitskraft, wie z. B. Vibrationen beim Fahren auf einer unebenen Straße, einfach, die Kopplungskraft der Drehmomenterfassungshülse 14 mit dem rohrförmigen Abschnitt 29 aufrechtzuerhalten.
  • Je kleiner der Wert des Axialspalts L ist, desto mehr Platz kann eingespart werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform mit Bezug auf die 11 bis 13 beschrieben.
  • In der vorliegenden Ausführungsform weist ein Paar von Umfangsnuten 38a und 38b, die parallel auf einer Außenumfangsfläche eines rohrförmigen Abschnitts 29a einer unteren Welle 21a ausgebildet sind, unterschiedliche Formen auf. Insbesondere hat das Paar von Umfangsnuten 38a und 38b unterschiedliche Tiefenabmessungen y1 und y2 (y1 > y2 im dargestellten Beispiel). Das Paar von Umfangsnuten 38a und 38b weist unterschiedliche Neigungswinkel θ1 und θ2 der inneren Seitenflächen 46a und 46b (im dargestellten Beispiel θ1 > θ) auf. Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Kopplungskraft der Drehmomenterfassungshülse 14a an den rohrförmigen Abschnitt 29a eingestellt, indem die Formen des Paars von Umfangsnuten 38a und 38b voneinander verschieden ausgebildet werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Axialspalt L1 zwischen dem Paar von Umfangsnuten 38a und 38b größer ausgebildet als im Fall der ersten Ausführungsform (L1 L>).
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der Klauen 41a zum Bilden eines Verstemmabschnitts 40a, der mit der Umfangsnut 38a auf der axialen Vorderseite in Eingriff gebracht wird, und die Anzahl der Klauen 41b zum Bilden eines Verstemmabschnitts 40b, der mit den Umfangsnuten 38b auf der axialen Rückseite in Eingriff gebracht wird, jeweils auf vier eingestellt, was eine geringere Anzahl als im Fall der ersten Ausführungsform ist. Das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der Klauen 41a und 41b, die gewartet werden müssen, reduziert, so dass die Wartung der Klauen 41a und 41b einfach durchgeführt werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform weisen in der Anordnung in Umfangsrichtung die mehreren Klauen 41a zur Bildung des Verstemmabschnitts 40a auf der axialen Vorderseite und die mehreren Klauen 41b zur Bildung des Verstemmabschnitts 40b auf der axialen Rückseite unterschiedliche Winkelpositionen auf. Dadurch vereinfacht sich der Zusammenbau der Struktur zum Bilden des Paares von Verstemmabschnitten 40a und 40b.
  • In der Struktur der vorliegenden Ausführungsform können z. B. die folgenden Spezifikationen übernommen werden (siehe 11 und 13).
    • Tiefenabmessung y1: 0,45 mm
    • Tiefenabmessung y2: 0,4 mm
    • Neigungswinkel θ1: 60 Grad
    • Neigungswinkel θ2: 40 Grad
    • Axialspalt L1: 1,7 mm
  • Andere Konfigurationen, Operationen und dergleichen sind die gleichen in der ersten Ausführungsform.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in geeigneter Weise modifiziert oder verbessert werden.
  • Gemäß der Ausführungsform der Erfindung können beispielsweise die Umfangsnuten, in die die Verstemmabschnitte der Drehmomenterfassungshülse eingreifen, an drei oder mehr axialen Positionen auf der Außenumfangsfläche der Drehmomentübertragungswelle vorgesehen sein.
  • Die Anzahl der Klauen zur Bildung des Verstemmabschnitts an der Drehmomenterfassungshülse kann für jeden axialen Abschnitt, der den Verstemmabschnitt bildet, unterschiedlich gestaltet werden.
  • Die Drehmomenterfassungsvorrichtung der Erfindung kann nicht nur in der elektrischen Servolenkung, sondern auch in verschiedenen mechanischen Geräten eingesetzt werden.
  • Wenn die Drehmomenterfassungsvorrichtung der Erfindung durch Einbau in eine elektrische Servolenkung verwendet wird, kann die Drehmomenterfassungsvorrichtung nicht nur am vorderen Endabschnitt der Lenkwelle, sondern auch an einer geeigneten Stelle, wie z. B. einem Eingangsabschnitt des Lenkgetriebes, installiert werden.
  • Diese Anmeldung beruht auf einer am 3. August 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung ( japanische Patentanmeldung Nr. 2018-146419 ), deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Lenkrad
    2, 2a
    Lenkwelle
    3, 3a
    Lenksäule
    4a, 4b
    Kardangelenk
    5
    Zwischenwelle
    6
    Lenkgetriebe
    7
    Ritzelwelle
    8
    Zahnstangenwelle
    9
    Spurstange
    10, 10a
    Gehäuse
    11, 11a
    Elektromotor
    12
    Ausgangswelle
    13
    Torsionsstab
    14, 14
    Drehmomenterfassungshülse
    15
    Drehmomenterfassungsspuleneinheit
    16
    Substrat
    17
    Schneckengetriebe
    18
    Innensäule
    19
    Außensäule
    20
    Stützhalterung
    21, 21a
    untere Welle
    22
    obere Welle
    23
    Deckel
    24
    Hauptkörper
    25
    Kugellager
    26
    Kugellager
    27
    Stift
    28
    Keilnutbohrung
    29, 29a
    rohrförmiger Abschnitt
    30
    weiblicher Anschlagabschnitt
    31
    Zahnabschnitt
    32
    männlicher Anschlagabschnitt
    33
    Nutabschnitt
    34
    konkav-konvexer Drehmomenterfassungsabschnitt
    35
    Nutabschnitt
    36a, 36b
    Fensterloch
    37
    axiale Nut
    38, 38a, 38b
    Umfangsnut
    39
    konvexer Positionierungsabschnitt
    40, 40a, 40b
    Verstemmabschnitt
    41
    Klaue
    42a, 42b
    Spule
    43
    Schneckenrad
    44
    Schnecke
    45, 45s, 45
    Bodenfläche
    46, 46a, 46b
    innere Seitenfläche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2018146419 [0071]

Claims (13)

  1. Drehmomenterfassungsvorrichtung, umfassend: eine Drehmomentübertragungswelle; und eine zylindrische Drehmomenterfassungshülse mit einer Vielzahl von Fensterlöchern an einem Seitenabschnitt in axialer Richtung, wobei die Drehmomentübertragungswelle Umfangsnuten enthält, die in einer Umfangsrichtung an axialen Positionen einer Außenumfangsfläche ausgebildet sind und parallel zueinander verlaufen, und die Drehmomenterfassungshülse so auf die Drehmomentübertragungswelle aufgesetzt ist, dass ein anderer Seitenabschnitt in der axialen Richtung davon jede Umfangsnut vollständig abdeckt und Verstemmabschnitte umfasst, die mit den jeweiligen Umfangsnuten in einem axialen Abschnitt verstemmt sind, der jede Umfangsnut in einer radialen Richtung überlappt.
  2. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Umfangsnuten die gleiche Form aufweisen.
  3. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Umfangsnuten eine andere Form als eine andere der Umfangsnuten aufweist.
  4. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jede der Umfangsnuten eine sich nach außen öffnende Nut enthält, in der ein Paar von Innenflächen, die sich auf beiden Seiten in der axialen Richtung befinden, in einer Richtung voneinander weg in der axialen Richtung geneigt sind, während sie zu einer Außenseite in der radialen Richtung verlaufen, und jeder der Verstemmabschnitte an jeder der beiden Innenflächen der sich nach außen öffnenden Nut anliegt.
  5. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Neigungswinkel des Paares der Innenflächen in Bezug auf eine Mittelachse der Umfangsnuten auf fünfzig Grad bis siebzig Grad eingestellt ist. Übersetzung der ursprünglich eingereichten PCT-Ansprüche
  6. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Drehmomentübertragungswelle mit einer Vielzahl von axialen Nuten an Positionen in der Umfangsrichtung der Außenumfangsfläche versehen ist, die Drehmomenterfassungshülse Positioniervorsprungabschnitte enthält, die in der radialen Richtung an denselben Winkelpositionen wie die axialen Nuten auf dem anderen Seitenabschnitt in dessen axialer Richtung nach innen vorstehen, und die Positionierungsvorsprungabschnitte in axialer Richtung neben der einen Seite von den Verstemmabschnitten vorgesehen sind.
  7. Verfahren zum Zusammenbau der Drehmomenterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Aufsetzen des anderen Seitenteils in axialer Richtung der Drehmomenterfassungshülse auf die Drehmomentübertragungswelle, um jeder der Umfangsnuten vollständig abzudecken; und in Bezug auf die axialen Abschnitte der Drehmomenterfassungshülse, die mit den Umfangsnuten in der radialen Richtung überlappen, Anordnen einer Vielzahl von Klauen, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, auf einer radialen Außenseite jedes der axialen Abschnitte, und anschließendes Bilden der Verstemmabschnitte in den axialen Abschnitten durch Drücken der axialen Abschnitte von einer radialen Außenseite in Richtung einer radialen Innenseite durch die Vielzahl von Klauen.
  8. Verfahren zum Zusammenbau der Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei Bei der Bildung der Verstemmabschnitte eine Arbeit des Ausbildens des Verstemmabschnitts für jeden der axialen Abschnitte in der Reihenfolge von einem axialen Abschnitt aus durchgeführt wird, der näher an dem einen Seitenabschnitt in der axialen Richtung der Drehmomenterfassungshülse liegt.
  9. Verfahren zum Zusammenbau der Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei bei der Bildung der Verstemmabschnitte eine Anzahl von Klauen der Vielzahl von Klauen zur Übersetzung der ursprünglich eingereichten PCT-Ansprüche Bildung der Verstemmabschnitte für jeden der axialen Abschnitte gleich ausgebildet wird.
  10. Verfahren zum Zusammenbau der Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei bei der Bildung der Verstemmabschnitte Winkelpositionen von Klauen in einer Anordnung der Vielzahl von Klauen zum Ausbilden der Verstemmabschnitte in der Umfangsrichtung für jeden der axialen Abschnitte angepasst werden.
  11. Verfahren zum Zusammenbau der Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei bei der Bildung der Verstemmabschnitte die Winkelpositionen der Klauen in einer Anordnung der Vielzahl von Klauen zum Ausbilden der Verstemmabschnitte in der Umfangsrichtung für jeden der axialen Abschnitte unterschiedlich ausgebildet wird.
  12. Verfahren zum Zusammenbau der Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei bei der Bildung der Verstemmabschnitte eine Anzahl von Klauen der Vielzahl von Klauen zur Bildung des Verstemmabschnitts für jeden der axialen Abschnitte unterschiedlich ausgebildet wird.
  13. Elektrische Servolenkung, die Folgendes umfasst: die Drehmomenterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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