FR2819774A1 - Articulation et systeme de direction assistee l'utilisant - Google Patents

Articulation et systeme de direction assistee l'utilisant Download PDF

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Abstract

Une articulationde direction assistée comprend un premier élément detransmission cylindrique monté sur l'arbre de sortie, un second élémentde transmission cylindrique sur lequel l'arbre de vis sans fin (70) est monté,et un corps élastique cylindrique formé de caoutchouc ou autreset intercalé entre les premier et second éléments detransmission.L'articulation peut comprendre un limiteur de couple comprenantun ressort intercalé entre une surface d'extrémité dusecond élément de transmission et un siège de ressortformé à une surface d'extrémité d'un troisièmeélément de transmission en relation opposée avec la surfaced'extrémité du second élément de transmissionpour empêcher une relation relative entre le second et letroisième éléments de transmission par une résistancede frottement à une surface de contact entre le ressort et au moinsl'un des éléments.

Description

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ARTICULATION ET SYSTEME DE DIRECTION ASSISTEE L'UTILISANT
La présente invention se rapporte à une articulation destinée à interconnecter un arbre de sortie d'un moteur électrique et un arbre rotatif, et à un système de direction assistée utilisant celle-ci.
Jusqu'à présent, on a proposé comme système de direction assistée d'automobile des dispositifs qui appliquent une force auxiliaire à une force de braquage manuelle au moyen d'un moteur électrique. La figure 8 illustre un exemple d'un système de direction assistée de ce type, qui est agencé comme suit. Un premier arbre de direction 102 muni d'un volant de direction (poignée) 101 fixé à celui-ci, est relié en série avec un second arbre de direction 104 disposé en dessous de celui-ci par l'intermédiaire d'une barre de torsion 103. Un capteur de couple 105 détecte un couple de direction sur la base d'une valeur de déplacement relatif en rotation entre le premier arbre de direction 102 et le second arbre de direction 104. Par ailleurs, un moteur électrique d'assistance 106 est commandé sur la base du résultat de la détection alors que la rotation du moteur électrique 106 est transmise au second arbre de direction 104 en étant réduite par un mécanisme de réduction 109 grâce auquel la force auxiliaire est ajoutée à la force de braquage manuelle appliquée au moyen du volant de direction 101.
Le mécanisme de réduction 109 consiste en un arbre de vis sans fin 107, portant une vis sans fin, et en une roue à denture hélicoïdale en résine synthétique 108, montée sur le second arbre de direction 104 de façon à tourner solidairement avec ledit arbre 104, engrenée avec la vis sans fin. L'arbre de vis sans fin 107 est relié à un arbre de sortie du moteur électrique 106 de façon à tourner solidairement avec ledit arbre de sortie, par l'intermédiaire d'une articulation. L'arbre de vis sans
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fin 107 et le second arbre de direction 104 sont chacun supportés par des paliers aux extrémités opposées de ceux-ci, de façon à ne pas pouvoir se déplacer radialement ou longitudinalement.
Le système de direction assistée de la technique antérieure pose le problème suivant. Si un jeu apparaît au niveau de la zone de prise d'engrènement entre la vis sans fin de l'arbre de vis sans fin 107 et la roue à denture hélicoïdale 108, le jeu provoque ce que l'on appelle des bruits de cliquetis, qui peuvent être transmis jusqu'à un habitacle de passager au point d'irriter un conducteur ou un passager du véhicule. De ce fait, il est de pratique courante dans la fabrication du système de combiner un arbre de vis sans fin 107 et une roue à denture hélicoïdale 108 de tailles choisies de façon appropriée de manière à ce que le jeu puisse être évité. Cependant, il est assez difficile d'éviter l'apparition d'un jeu quel que soit l'ajustement qui est fait lors de la fabrication du système, en tant que contre-mesure contre le jeu, car les dents de l'arbre de vis sans fin 107 et de la roue à denture hélicoïdale 108 s'usent pendant le fonctionnement du système de direction assistée. On peut craindre également que la roue à denture hélicoïdale en résine synthétique 108 puisse se dilater en raison d'une absorption d'eau, de la chaleur ou autres résultant en une augmentation du couple de rotation (résistance à la rotation).
A ce propos, il est proposé un système de direction assistée agencé de manière à ce que l'arbre de vis sans fin 107 soit supporté de manière à être sollicité vers la roue à denture hélicoïdale 108 et soit sollicité par un ressort vers la roue à denture hélicoïdale en empêchant ainsi l'apparition d'un jeu ou l'augmentation du couple de rotation (se reporter par exemple à la publication non examinée de brevet japonais NO 2 000-43 739).
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Cependant, ce système de direction assistée doit permettre une excentricité et une inclinaison de l'arbre de vis sans fin 107 par rapport à l'arbre de sortie du moteur électrique 106. En conséquence, une articulation allongée telle qu'un joint à rotule est nécessaire pour interconnecter ces arbres. Ainsi, le système a besoin d'un espace plus grand pour l'interconnexion des arbres, ce qui résulte en une augmentation de la taille et des coûts.
En outre, l'arbre de vis sans fin 107 est sujet A vibrer durant la rotation du moteur électrique 106. Ceci conduit à craindre que la vibration soit transmise au volant de direction 101 ce qui peut, à son tour, communiquer une sensation de gêne dans la direction.
Dans le cas d'une défaillance du moteur électrique 106 qui implique une augmentation anormale de la résistance à la rotation de l'arbre de sortie de celuici, il faudra une augmentation significative de la force de braquage sur le volant de direction.
C'est un but de l'invention de fournir une articulation qui permet une liaison compacte et économique entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre rotatif entraîné en rotation par l'arbre de sortie et qui permet d'amortir la vibration de l'arbre rotatif.
C'est un autre but de l'invention de réaliser une articulation conçue pour permettre une rotation relative entre l'arbre de sortie et l'arbre rotatif lorsque la résistance à la rotation de l'arbre de sortie ou de l'arbre rotatif est augmentée de façon anormale.
C'est encore un autre but de l'invention de réaliser un système de direction assistée qui permet une liaison compacte et économique entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre rotatif entraîné en rotation par l'arbre de sortie et qui est capable d'amortir la vibration de l'arbre de vis sans fin.
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C'est encore un autre but de l'invention de fournir un système de direction assistée conçu pour permettre une rotation relative entre l'arbre de sortie et l'arbre rotatif lorsque la résistance à la rotation de l'arbre de sortie ou de l'arbre rotatif est augmentée de façon anormale.
Conformément à un premier aspect de l'invention, une articulation destinée à accoupler de façon solidaire en rotation un arbre rotatif à un arbre de sortie d'un moteur électrique de façon que l'arbre rotatif tourne solidairement avec ledit arbre de sortie, comprend : un premier élément de transmission monté l'arbre de sortie de façon à tourner solidairement avec ce dernier, un second élément de transmission entourant le premier élément de transmission par l'intermédiaire d'un intervalle entre ceux-ci et permettant un accouplement solidaire en rotation de l'arbre rotatif, c'est à dire assurant une liaison avec l'arbre rotatif permettant à l'arbre rotatif de tourner solidairement avec le second élément de transmission, et un corps élastique intercalé entre le premier élément de transmission et le second élément de transmission en vue d'une transmission de la rotation du premier élément de transmission au second élément de transmission.
L'articulation selon cette conception transmet la rotation de l'arbre de sortie du moteur électrique à l'arbre rotatif par l'intermédiaire du corps élastique intercalé entre les premier et second éléments de transmission. Suivant ce principe, le corps élastique est capable de prendre en compte ou de permettre l'excentricité et l'inclinaison entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre rotatif. Ceci évite le besoin d'établir un alignement entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre rotatif de sorte que l'accouplement de ces arbres est facilité. Si l'arbre rotatif vibre, le corps élastique amortit la vibration en
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réprimant ainsi les bruits. L'articulation présente une conception simple et est conçue pour avoir une longueur axiale réduite, en nécessitant un espace plus petit pour l'interconnexion entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre rotatif. Ainsi, l'articulation contribue à la réduction de la taille et des coûts des divers dispositifs, y compris le moteur électrique et l'arbre rotatif.
Il est préféré dans l'articulation ci-dessus que le premier élément de transmission, le second élément de transmission et le corps élastique soient constitués de corps cylindriques. Dans ce cas, la structure de l'articulation peut être beaucoup plus simplifiée.
L'articulation peut présenter un agencement dans lequel des faces planes se faisant face sont formées sur une périphérie extérieure du premier élément de transmission et une périphérie intérieure du second élément de transmission. Dans ce cas, la rotation relative entre les premier et second éléments de transmission est limitée par les faces planes. Pour cette raison, la rotation du moteur électrique peut être transmise aisément et de façon sûre à l'arbre rotatif par l'intermédiaire du corps élastique. En dehors de cela, la structure de l'articulation peut être encore plus simplifiée. Lorsque l'arbre rotatif est soumis à une charge excessive, les faces planes des éléments de transmission reçoivent la charge afin de protéger ainsi le corps élastique vis-à-vis de la charge excessive. Ainsi, le corps élastique est empêché d'être rompu par la charge excessive, de sorte que la durabilité et la fiabilité de l'articulation sont augmentées.
L'articulation conforme au premier aspect de l'invention peut être utilisée dans un système de direction assistée en vue d'interconnecter un arbre de sortie d'un moteur électrique et un arbre de vis sans fin, le système de direction assistée fournissant une
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assistance à la direction en transmettant la rotation du moteur électrique à un arbre de direction par l'intermédiaire de l'arbre de vis sans fin, sous forme d'un arbre rotatif muni d'une vis sans fin, et d'une roue à denture hélicoïdale engrenant avec la vis sans fin de l'arbre de vis sans fin.
Le système de direction assistée employant l'articulation conforme au premier aspect de l'invention est conçu pour transmettre la rotation de l'arbre de sortie du moteur électrique à l'arbre de vis sans fin par l'intermédiaire du corps élastique intercalé entre les premier et second éléments de transmission. Suivant ce principe, le corps élastique peut prendre en compte ou permettre une excentricité et une inclinaison entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre de vis sans fin. Ceci évite le besoin d'établir un alignement entre l'arbre de vis sans fin et l'arbre de sortie du moteur électrique, de sorte que l'interconnexion de ces arbres est facilitée. Si l'arbre de vis sans fin vibre, le corps élastique amortit la vibration de sorte que la sensation de gêne dans la direction est empêchée. En outre, l'articulation présente une conception simple et est conçue pour avoir une longueur axiale réduite, ce qui nécessite un espace plus petit pour l'interconnexion entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre de vis sans fin. Ainsi, le système permet d'obtenir la réduction de la taille et des coûts.
Conformément à un second aspect de l'invention, une articulation destinée à accoupler un arbre rotatif à un arbre de sortie d'un moteur électrique de façon solidaire en rotation c'est à dire de façon que l'arbre rotatif tourne solidairement avec ledit arbre de sortie, comprend : un premier élément de transmission monté sur l'arbre de sortie de façon à tourner solidairement avec ce dernier, un second élément de transmission entourant le premier élément de transmission avec un intervalle
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entre ceux-ci, un corps élastique intercalé entre le premier élément de transmission et le second élément de transmission en vue d'une transmission de la rotation du premier élément de transmission au second élément de transmission, un troisième élément de transmission assurant une liaison avec l'arbre rotatif permettant à l'arbre rotatif de tourner solidairement avec le troisième élément de transmission, et un limiteur de couple interdisant une rotation relative entre le second élément de transmission et le troisième élément de transmission mais permettant la rotation relative entre ceux-ci lorsque la résistance à la rotation du second élément de transmission ou du troisième élément de transmission dépasse une valeur prédéterminée.
L'articulation conforme au second aspect de l'invention est conçue pour transmettre la rotation de l'arbre de sortie du moteur électrique au second élément de transmission par l'intermédiaire du premier élément de transmission et du corps élastique et ensuite pour transmettre la rotation du second élément de transmission à l'arbre rotatif par l'intermédiaire du limiteur de couple et du troisième élément de transmission. Selon ce principe, le corps élastique peut prendre en compte ou permettre l'excentricité et l'inclinaison entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre rotatif. Ceci évite le besoin d'établir un alignement de haute précision entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre rotatif, de sorte que l'interconnexion de ces arbres est facilitée. Si l'arbre rotatif vibre, le corps élastique amortit la vibration afin de réprimer ainsi les bruits. En outre, le limiteur de couple est conçu pour permettre la rotation relative entre les second et troisième éléments de transmission lorsque la résistance à la rotation du second ou du troisième élément de transmission dépasse la valeur prédéterminée. De ce fait, les pièces reliées au moteur électrique ou à l'arbre
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rotatif peuvent être protégées contre tout dommage dans le cas d'une augmentation anormale de la résistance à la rotation de l'un ou l'autre de l'arbre de sortie ou de l'arbre rotatif. LI articulation présente une conception simple et est conçue pour que sa longueur axiale soit réduite, en nécessitant un espace plus petit pour l'interconnexion de l'arbre de sortie du moteur électrique et de l'arbre rotatif. Ainsi, l'articulation contribue à la réduction de la taille et des coûts des divers dispositifs, y compris le moteur électrique et l'arbre rotatif.
Dans l'articulation conforme au second aspect de l'invention, le limiteur de couple peut comprendre un élément de verrouillage verrouillé sur l'un ou l'autre du second et du troisième éléments de transmission tout en étant pressé de façon coulissante contre l'autre élément de transmission, et un ressort destiné à communiquer une résistance de frottement sur une surface de contact entre le dernier élément de transmission et l'élément de verrouillage.
Dans ce cas, le ressort communique la résistance de frottement à la surface de contact entre le dernier élément de transmission et l'élément de verrouillage en réalisant la transmission de la rotation du second élément de transmission au troisième élément de transmission par l'intermédiaire de l'élément de verrouillage. Si la résistance à la rotation du second élément de transmission dépasse une valeur prédéterminée, le limiteur de couple est capable de permettre la rotation relative entre les second et troisième éléments de transmission en produisant un patinage entre l'élément de verrouillage et le dernier élément de transmission. De ce fait, la structure du limiteur de couple peut être extrêmement simplifiée. En outre, le limiteur de couple permet un réglage quelconque de la valeur de transmission
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de couple qui peut être fait en modifiant la force de sollicitation du ressort.
Dans l'articulation conforme au second aspect de l'invention, le limiteur de couple peut comprendre un ressort intercalé entre une surface d'extrémité du second élément de transmission et un siège de ressort formé au niveau d'une surface d'extrémité du troisième élément de transmission faisant face à la surface d'extrémité du second élément de transmission en vue d'empêcher la rotation relative entre les second et troisième éléments de transmission au moyen d'une resistance de frottement au niveau d'une surface de contact entre le ressort et au moins l'un de ces éléments de transmission.
Dans ce cas, la rotation du second élément de transmission peut être transmise au troisième élément de transmission au moyen de la résistance de frottement au niveau de la surface de contact entre le ressort et au moins l'un des second et troisième éléments de transmission. En outre, le limiteur de couple est conçu pour permettre la rotation relative entre les second et troisième éléments de transmission en produisant un patinage au niveau de la surface de contact citée précédemment lorsque la résistance à la rotation du second élément de transmission dépasse la valeur prédéterminée. La structure d'un tel limiteur de couple peut être extrêmement simplifiée.
Dans l'articulation conforme au second aspect de l'invention, le premier élément de transmission, le second élément de transmission, le corps élastique et le troisième élément de transmission peuvent de préférence être constitués de corps cylindriques disposés de façon coaxiale les uns par rapport aux autres. Dans ce cas, la structure de l'articulation peut être beaucoup plus simplifiée.
L'articulation conforme au second aspect de l'invention peut présenter un agencement dans lequel des
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faces planes se faisant face sont formées sur une périphérie extérieure du premier élément de transmission et une périphérie intérieure du second élément de transmission. Dans ce cas, la rotation relative entre les premier et second éléments de transmission est limitée par les faces planes. Pour cette raison, la rotation du moteur électrique peut être transmise de façon aisée et sûre au second élément de transmission par l'intermédiaire du corps élastique. En outre, la structure de l'articulation peut être encore plus simplifiée. De plus, les faces planes reçoivent la charge appliquée au corps élastique par l'action du limiteur de couple, en empêchant ainsi le corps élastique d'être soumis à une charge excessive. Ainsi la rupture du corps élastique due à la charge excessive est empêchée, de sorte que l'articulation présente une durabilité et une fiabilité accrues.
L'articulation conforme au second aspect de l'invention peut être utilisée dans un système de direction assistée pour interconnecter un arbre de sortie d'un moteur électrique et un arbre de vis sans fin, le système de direction assistée fournissant une assistance à la direction en transmettant la rotation du moteur électrique à un arbre de direction par l'intermédiaire de l'arbre de vis sans fin, sous la forme de l'arbre rotatif muni d'une vis sans fin, et d'une roue à denture hélicoïdale engrenant avec la vis sans fin de l'arbre de vis sans fin.
Le système de direction assistée employant l'articulation conforme au second aspect de l'invention est conçu pour transmettre la rotation de l'arbre de sortie du moteur électrique à l'arbre de vis sans fin par l'intermédiaire du corps élastique intercalé entre les premier et second éléments de transmission. Selon ce principe, le corps élastique est capable de prendre en compte ou de permettre l'excentricité et l'inclinaison
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entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre de vis sans fin. Ceci évite le besoin d'établir un alignement entre l'arbre de sortie du moteur électrique et l'arbre de vis sans fin, de sorte que l'interconnexion de ces arbres est facilitée. Si l'arbre de vis sans fin vibre, le corps élastique amortit la vibration de sorte que la sensation de gêne de la direction est empêchée. En outre, l'articulation présente une conception simple et est conçue pour que sa longueur axiale soit réduite, en nécessitant un espace plus petit pour l'interconnexion de l'arbre de sortie du moteur électrique et de l'arbre de vis sans fin. Pour cette raison, le système permet d'obtenir la réduction de la taille et des coûts.
Dans le système de direction assistée employant l'articulation conforme au premier ou au second aspect de l'invention, il est préféré que l'arbre de vis sans fin soit supporté de manière à être sollicité vers la roue à denture hélicoïdale et soit sollicité vers la roue à denture hélicoïdale par un moyen de sollicitation.
Dans ce cas, l'arbre de vis sans fin peut être déplacé de façon progressive vers la roue à denture hélicoïdale car l'arbre de vis sans fin peut être sollicité vers la roue à denture hélicoïdale et car le corps élastique de l'articulation permet une excentricité et une inclinaison de l'arbre de vis sans fin par rapport à l'arbre de sortie du moteur électrique. De ce fait, la vis sans fin est facilement déplacée par le moyen de sollicitation de manière à suivre l'usure de la roue à denture hélicoïdale, en empêchant l'apparition d'un jeu
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de manière aisée et efficace.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description détaillée ciaprès.
Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs :
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La figure 1 est une vue en coupe représentant un moteur électrique et un mécanisme de réduction d'un système de direction assistée conforme à un mode de réalisation de l'invention,
La figure 2 est une vue en coupe représentant une articulation,
La figure 3 est une vue en coupe représentant une structure générale du système de direction assistée de l'invention,
La figure 4 est une vue en coupe prise selon la ligne IV-IV de la figure l,
La figure 5 est une vue en coupe représentant un moteur électrique et un mécanisme de réduction d'un système de direction assistée conforme à un autre mode de réalisation de réalisation de l'invention,
La figure 6 est une vue en coupe représentant une articulation,
La figure 7 est une vue en coupe prise selon la ligne VII-VII de la figure 6, et
La figure 8 est une vue en coupe représentant un exemple du système de direction assistée classique.
La présente invention sera décrite ci-dessous en faisant référence aux dessins annexés illustrant les modes de réalisation préférés de celle-ci.
La figure 3 est une vue en coupe représentant un mode de réalisation du système de direction assistée de l'invention. Le système de direction assistée comprend un premier arbre de direction 2 muni d'un volant de direction 1 fixé à son extrémité supérieure 1 un second arbre de direction cylindrique 4 accouplé à une extrémité inférieure du premier arbre de direction 2 par l'intermédiaire d'une barre de torsion 3, un capteur de couple 5 destiné à détecter un couple de direction sur la base d'une valeur d'un déplacement relatif en rotation entre le premier arbre de direction 2 et le second arbre de direction 4, un moteur électrique 6 commande sur la
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base des résultats de la détection fournis par le capteur de couple 5, et un mécanisme de réduction 7 réduisant la rotation du moteur électrique 6 en transmettant la rotation réduite de celui-ci au second arbre de direction 4.
Le premier arbre de direction 2 est supporté par une première colonne de direction 9 et une seconde colonne de direction 10 qui est enfermée dans celle-ci. La première colonne de direction 9 est montée sur une caisse de véhicule A par l'intermédiaire d'une console 12. Le capteur de couple 5 est logé dans un boîtier de capteur Hl, alors que le mécanisme de réduction 7 est logé dans un bloc d'engrenage H2. Le moteur électrique 6 est fixé sur le bloc d'engrenage H2.
Le premier arbre de direction 2 comprend un premier corps d'arbre cylindrique 2a auquel est fixé à son extrémité supérieure le volant de direction 1, un second corps d'arbre de type barre 2b monté à une extrémité inférieure du premier corps d'arbre 2a en vue d'une rotation solidaire avec celui-ci, tout en pouvant se déplacer axialement, et un troisième corps d'arbre cylindrique 2d accouplé au second corps d'arbre 2b au moyen d'une goupille 2c. Le premier corps d'arbre 2a a une partie intermédiaire de celui-ci portée avec possibilité de rotation par la première colonne de direction cylindrique 9 par l'intermédiaire d'un palier 13. Un élément d'absorption de choc 2e formé d'un matériau en résine synthétique est intercalé entre les premier et second corps 2a, 2b en vue d'absorber une énergie d'impact appliquée au volant de direction 1 par le conducteur du véhicule lors d'une collision du véhicule ou autres. Le capteur de couple 5 est intercalé entre le troisième corps d'arbre 2d et le second arbre de direction 4.
La seconde colonne de direction 10 a son extrémité supérieure montée avec possibilité de coulissement dans
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Figure img00140001

la première colonne de direction 9 et son extrémité inférieure montée dans le boîtier de capteur Hl de sorte que la première colonne de direction 9 peut être déplacée axialement par rapport à la seconde colonne de direction 10 en vue d'une absorption de l'énergie d'impact.
La barre de torsion 3 est introduite dans le second arbre de direction 4, dont une extrémité inférieure est reliée à la barre de torsion 3 par l'intermédiaire d'une goupille 4a en vue de tourner solidairement avec celleci. Le second arbre de direction 4 a sa partie intermédiaire axiale portée avec possibilité de rotation par le bloc d'engrenage H2 par l'intermédiaire d'une paire de roulements 14,15, alors qu 1 une circonférence intérieure d'une roue à denture hélicoïdale 72 est fixée sur une partie centrale 4b entre les roulements 14,15 en vue de tourner solidairement avec ladite partie centrale.
Comme indiqué sur la figure l, le mécanisme de réduction 7 comprend un arbre de vis sans fin 70 relié à un arbre de sortie 60 du moteur électrique 6 par l'intermédiaire d'une articulation 8, et la roue à denture hélicoïdale 72 montée sur le second arbre de direction 4 de façon à tourner solidairement avec ledit arbre. L'arbre de vis sans fin 70 est formé d'une seule pièce avec une vis sans fin 71 sur une partie intermédiaire axiale de celui-ci, la vis sans fin 71 engrenant avec la roue à denture hélicoïdale 72. De ce fait, la rotation de l'arbre de sortie 60 du moteur électrique 6 peut être transmise au second arbre de direction 4 en étant réduite par l'arbre de vis sans fin 70 et la roue à denture hélicoïdale 72. La rotation du second arbre de direction 4 est transmise par exemple à un mécanisme de braquage à crémaillère et pignon par l'intermédiaire d'une articulation à rotule J (se reporter à la figure 3), le mécanisme de braquage à crémaillère et pignon étant accouplé aux roues du véhicule.
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L'articulation 8 destinée à une interconnexion entre l'arbre de sortie 60 du moteur électrique 6 et l'arbre de vis sans fin 70 comprend, comme indiqué sur les figures 1 et 2, un premier élément de transmission 81 monté sur l'arbre de sortie 60, un second élément de transmission 82 sur lequel est monté l'arbre de vis sans fin 70, et un corps élastique cylindrique 83 intercalé entre le premier élément de transmission 81 et le second élément de transmission 82.
Le premier élément de transmission 81 est constitué d'un court corps cylindrique, dont une périphérie intérieure est montée par ajustement serré sur une périphérie extérieure de l'arbre de sortie 60 de sorte que le premier élément de transmission peut être mis en rotation de concert avec l'arbre de sortie. Le premier élément de transmission 81 est muni de faces planes parallèles 81a à des emplacements opposés d'une périphérie extérieure de celui-ci.
Le second élément de transmission 82 est muni d'un corps cylindrique présentant un diamètre et une longueur longitudinale plus grands que ceux du premier élément de transmission 81. Le second élément de transmission est disposé de façon coaxiale au premier élément de transmission 81, une partie supérieure d'une périphérie intérieure du second élément de transmission entourant la périphérie extérieure du premier élément de transmission 81 par l'intermédiaire d'un intervalle S défini entre ceux-ci. L'arbre de vis sans fin 70 a son extrémité de droite, telle qu'elle est vue sur la figure l, adaptée dans une extrémité de gauche de la périphérie intérieure du second élément de transmission 82. Une rotation relative entre l'arbre de vis sans fin et le second élément de transmission est empêchée par un moyen empêchant la rotation tel qu'un crantage. Le second élément de transmission 82 est muni de faces planes parallèles 82a à des emplacements opposes de la
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Figure img00160001

périphérie intérieure de celui-ci, les faces planes 82a étant respectivement situées face aux faces planes 81a.
Ainsi, les faces planes 81a, 82a empêchent les éléments de transmission 81,82 de tourner l'un par rapport à l'autre sur un angle donné ou plus.
Le corps élastique 83 est constitué d'un corps cylindrique formé d'un matériau de caoutchouc ou de résine synthétique. Le corps élastique 83 est inséré dans l'intervalle S, sa périphérie intérieure étant en contact intime avec la périphérie extérieure du premier élément de transmission 81 et sa périphérie extérieure étant en contact intime avec une extrémité droite de la périphérie intérieure du second élément de transmission 82.
L'articulation 8 selon la conception ci-dessus permet que la rotation de l'arbre de sortie 60 du moteur électrique 6 soit transmise au second élément de transmission 82 par l'intermédiaire du premier élément de transmission 81 et du corps élastique 83, et ensuite à l'arbre de vis sans fin 70 par l'intermédiaire du second élément de transmission 82. Selon ce principe, le corps élastique 83 peut prendre en compte ou permettre l'excentricité et l'inclinaison entre l'arbre de sortie 60 et l'arbre de vis sans fin 70. Ceci évite le besoin d'augmenter particulièrement les précisions des accouplements pour l'arbre de vis sans fin 70 et l'arbre de sortie 60, de sorte que l'interconnexion de ces arbres est facilitée. En outre, le corps élastique 83 prend également en compte la vibration en rotation de l'arbre de vis sans fin 70 en empêchant ainsi la vibration d'être transmise au volant de direction 1 au point de gêner la sensation due à la direction. En outre, l'articulation présente une conception simple et permet d'obtenir une réduction notable de la longueur globale de celle-ci grâce au premier élément de transmission cylindrique 81, au second élément de transmission 82 et au corps élastique 83 disposés de façon coaxiale. Ainsi,
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l'articulation contribue à la réduction de taille du mécanisme de réduction 7.
L'articulation 8 est conçue pour transmettre la rotation de l'arbre de sortie 60 au moyen des faces planes 81a, 82a du premier élément de transmission 81 et du second élément de transmission 82 de sorte que la conception de ceux-ci peut être encore plus simplifiée.
Lorsqu'une charge excessive est appliquée à l'arbre de vis sans fin 70, les faces planes 81a, 82a des éléments de transmission 81,82 reçoivent la charge, en protégeant ainsi le corps élastique 83 vis-à-vis de la charge excessive. Ceci est efficace pour empêcher une rupture du corps élastique 83 due à la charge excessive, de sorte que la durabilité et la fiabilité de l'articulation 8 sont augmentées.
L'arbre de vis sans fin 70 est disposé de manière à recouper un axe du second arbre de direction 4 à angle droit et a ses extrémités axialement opposées supportées avec possibilité de rotation par des premier et second logements de palier 91,92 du bloc d'engrenage H2 par l'intermédiaire des premier et second paliers 16,17. Le premier palier 16 disposé à une extrémité distale (sur un côté plus rapproché du moteur électrique 6) de l'arbre de vis sans fin 70 est constitué d'un roulement à billes, alors que le second palier 17 disposé à une extrémité distale de celui-ci est constitué d'un palier métallique.
Le second palier 17 à l'extrémité distale de l'arbre de vis sans fin 70 est monté dans le second logement de palier 92 de manière à être sollicité vers la roue à denture hélicoïdale 72. Plus particulièrement, un dégagement 92a est ménagé entre la partie la plus profonde du second logement de palier 92 et le second palier 17, comme indiqué sur la figure 4, de sorte que le second palier 17 peut se déplacer dans le dégagement 92a vers la roue à denture hélicoïdale 72.
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Un boulon 34 est vise dans une ouverture du second logement de palier 92. Un ressort hélicoïdal de compression 32, en tant que moyen pour solliciter constamment le second palier 17 vers la roue à denture hélicoïdale 72, est intercalé entre le boulon 34 et le second palier 17 en étant comprimé de façon élastique.
Sur la figure, le ressort hélicoïdal de compression 32 est logé dans une saillie cylindrique bouchée 17b dépassant d'une périphérie extérieure d'une voie extérieure 17a du second palier 17. La force de sollicitation du ressort hélicoïdal de compression 32 est réglée à une valeur optimum en ajustant le vissage du boulon 34 dans le second logement de palier 92.
L'agencement ci-dessus permet à l'arbre de vis sans fin 70 de s'incliner par pivotement autour de l'articulation 8 vers la roue A denture hélicoïdale 72.
De ce fait, la force de sollicitation du ressort hélicoïdal de compression 32 peut maintenir la vis sans fin 71 de l'arbre de vis sans fin 70 pressée de façon élastique contre la roue à denture hélicoïdale 72. De ce fait, si les flancs des dents de la vis sans fin 71 et de la roue à denture hélicoïdale 72 s'usent par une utilisation à long terme, la vis sans fin 71 est conque pour suivre l'usure des flancs en vue d'empêcher l'apparition d'un jeu. En particulier, dans ce mode de réalisation, le corps élastique 83 de l'articulation 8 sert à prendre en compte l'excentricité et l'inclinaison
Figure img00180001

de l'arbre de vis sans fin 70 par rapport à l'arbre de sortie 60 du moteur électrique 6. De ce fait, l'arbre de vis sans fin 70 peut être déplacé progressivement vers la roue à denture hélicoïdale 72 par la force de sollicitation du ressort hélicoïdal de compression 32 alors que par ailleurs, l'arbre de vis sans fin 70 peut être déplacé à l'écart de la roue à denture hélicoïdale 72 pour éviter l'augmentation du couple de rotation si la roue à denture hélicoïdale 72 en résine synthétique se
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dilate en raison d'une absorption d'eau ou de la chaleur. Le déplacement ci té précédemment de l'arbre de vis sans fin 70 implique une excentricité et une inclinaison de celui-ci par rapport à l'arbre de sortie 60, qui résulte donc en une vibration accrue de l'arbre de vis sans fin 70. Cependant, la vibration peut être efficacement amortie par le corps élastique 83.
Comme la vis sans fin 71 de l'arbre de vis sans fin 70 peut être pressée de façon élastique contre la roue à denture hélicoïdale 72 comme on l'a décrit ci-dessus, le montage de l'arbre de vis sans fin et de la roue à denture hélicoïdale permet un ajustement du jeu tel qu'il ne soit pas affecté par les erreurs de dimension des pièces comprenant ces composants.
Bien que l'arbre de vis sans fin 70 soit retenu par les paliers 16,17, les jeux radiaux des paliers 16,17 de même que le jeu entre chacun des paliers 16,17 et l'arbre de vis sans fin 70 éliminent une interférence avec l'inclinaison de l'arbre de vis sans fin 70.
La figure 5 est une vue en coupe représentant un mécanisme de réduction 7 d'un système de direction assistée conforme à un autre mode de réalisation. Ce système de direction assistée et celui de la figure 1 sont constitués de la même manière à l'exception de la conception de l'articulation 8.
Comme indiqué sur la figure 6, l'articulation 8 de ce mode de réalisation comprend le premier élément de transmission 81 monté sur l'arbre de sortie 60, le second élément de transmission 82 entourant le premier élément de transmission 81 par l'intermédiaire d'un interstice entre ceux-ci, un troisième élément de transmission 84 sur lequel est monté l'arbre de vis sans fin 70, le corps élastique cylindrique 83 intercalé entre le premier élément de transmission 81 et le second élément de transmission 82, ainsi qu'un limiteur de couple 85 disposé au niveau d'un espace entre le premier élément de
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transmission 81 et le troisième élément de transmission 84.
Le premier élément de transmission 81 est constitué d'un court corps cylindrique, dont une périphérie intérieure est montée par un ajustement serré sur une périphérie extérieure de l'arbre de sortie 60 de sorte que le premier élément de transmission peut être mis en rotation de concert avec l'arbre de sortie. Le premier élément de transmission 81 est muni des faces planes parallèles 81a à des emplacements opposés de la périphérie extérieure de celui-ci (se reporter à la figure 7).
Le second élément de transmission 82 est constitué d'un corps cylindrique présentant un diamètre et une longueur longitudinale plus grands que ceux du premier élément de transmission 81. Le second élément de transmission est disposé de façon coaxiale au premier élément de transmission 81, en entourant la périphérie extérieure du premier élément de transmission 81 par l'intermédiaire d'un interstice Si défini entre ceux-ci.
Le second élément de transmission 82 est muni de faces planes paralleles 82a à des emplacements opposés de la périphérie intérieure de celui-ci, les faces planes 82a étant respectivement face aux faces planes 81a. Ainsi, les faces planes 81a, 82a protègent les éléments de
Figure img00200001

transmission 81, 82 vis-à-vis d'une rotation relative l'un par rapport à l'autre selon un angle donné ou plus.
Le troisième élément de transmission 84 est constitue d'un corps cylindrique présentant un diamètre et une longueur longitudinale plus grands que ceux du second élément de transmission 82. Le troisième élément de transmission est disposé de façon coaxiale au second élément de transmission 82, en entourant la périphérie extérieure du second élément de transmission 82 par l'intermédiaire d'un interstice S2 défini entre ceux-ci.
L'arbre de vis sans fin 70 a son extrémité de droite,
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telle qu'elle est vue sur la figure 5, montée dans une extrémité de gauche d'une périphérie intérieure du troisième élément de transmission 84. Une rotation relative entre l'arbre de vis sans fin et le troisième élément de transmission est empêchée par un moyen empêchant la rotation tel qu'un crantage. Le troisième élément de transmission 84 est muni d'un épaulement sur sa surface intérieure ! une surface d'extrémité dudit épaulement étant en relation face à face avec une surface d'extrémité du second élément de transmission 82 et définissant un siège de ressort 84a.
Le corps élastique 83 est un corps cylindrique constitué d'un matériau de caoutchouc ou de résine synthétique. Le corps élastique est inséré dans
Figure img00210001

l'interstice Sl, sa périphérie intérieure étant collée à la périphérie extérieure du premier élément de transmission 81 et sa périphérie extérieure étant collée cA la périphérie intérieure du second élément de transmission 82.
Le limiteur de couple 85 comprend un ressort 85a intercalé entre une surface d'extrémité 82b du second élément de transmission 82 et le siège de ressort 84a, et une bague d'arrêt 85b en tant qu'élément de verrouillage verrouillée sur le troisième élément de transmission 84.
Le ressort 85a est constitué d'un ressort hélicoïdal de compression intercalé entre la surface d'extrémité 82b et le siège de ressort 84a en étant comprimé de façon élastique selon une valeur donnée. La bague d'arrêt 85b a sa circonférence extérieure montée dans une gorge annulaire 84c formée dans une périphérie intérieure du troisième élément de transmission 84 à son extrémité plus proche du moteur électrique 6 en étant retenue dans le déplacement circonférentiel de cette gorge 84c, et a sa circonférence intérieure pressée de façon coulissante contre un coin périphérique extérieur de l'autre surface d'extrémité 82c du second élément de transmission 82. Cet
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Figure img00220001

agencement empêche le relâchement du second élément de transmission 82 et applique une résistance de frottement à une surface de contact entre la bague d'arrêt 85b et le second élément de transmission 82 conformément à la force de sollicitation du ressort 85a.
Le limiteur de couple 85 transmet la rotation du second élément de transmission 82 au troisième élément de transmission 84 au moyen de la résistance de frottement au niveau de la surface de contact entre le second élément de transmission 82 et la bague d'arrêt 85b. Le couple de rotation transmis au troisième élément de transmission 84 présente une valeur suffisamment grande pour fournir l'assistance requise à la direction. Si en revanche, la résistance a la rotation du second élément de transmission 82 ou du troisième élément de transmission 84 dépasse une valeur prédéterminée en raison d'une défaillance du moteur électrique 6 ou d'une défaillance de la rotation de l'arbre de vis sans fin 70, un patinage est produit au niveau de la surface de contact entre le second élément de transmission 82 et la bague d'arrêt 85b en permettant ainsi une rotation relative entre le second élément de transmission 82 et le troisième élément de transmission 84. Le limiteur de couple 85 permet un réglage quelconque de la valeur de transmission de couple, ce qui peut être fait simplement en modifiant la force de sollicitation du ressort 85a.
L'articulation 8 selon la structure ci-dessus est conçue pour transmettre la rotation de l'arbre de sortie 60 du moteur électrique 6 au second élément de transmission 82 par l'intermédiaire du premier élément de transmission 81 et du corps élastique 83 et ensuite de transmettre la rotation du second élément de transmission 82 à l'arbre de vis sans fin 70 par l'intermédiaire du limiteur de couple 85 et du troisième élément de transmission 84. Selon ce principe, l'excentricité et l'inclinaison entre l'arbre de sortie 60 et l'arbre de
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vis sans fin 70 peuvent être prises en compte ou permises par le corps élastique 83. Ceci évite le besoin d'augmenter particulièrement les précisions d'accouplement pour l'arbre de vis sans fin 70 et l'arbre de sortie 60, de sorte que l'interconnexion de ces arbres est facilitée. En outre, le corps élastique 83 prend également en compte la vibration en rotation de l'arbre de vis sans fin 70 en empêchant ainsi que la vibration soit transmise au volant de direction 1 au point de gêner la sensation de direction. En outre, le limiteur de couple 85 permet la rotation du troisième élément de transmission 84 et de l'arbre de vis sans fin 70 dans le cas d'une augmentation anormale de la résistance à la rotation de l'arbre de sortie 60 due à la défaillance du moteur électrique 6. Ceci élimine le besoin d'augmenter anormalement la force de braquage sur le volant de direction 1. En outre, l'articulation présente une structure simple et permet d'obtenir une réduction notable de la longueur globale de celle-ci grâce au premier élément de transmission cylindrique 81, au second élément de transmission 82, au corps élastique 83 et au troisième élément de transmission 84 disposés de façon coaxiale les uns par rapport aux autres. Ainsi, l'articulation contribue à la réduction de taille du mécanisme de réduction 7.
L'articulation 8 est conçue pour transmettre la rotation de l'arbre de sortie 60 au moyen des faces planes 81a, 82a du premier élément de transmission 81 et du second élément de transmission 82, de sorte que la structure de ceux-ci peut être encore davantage simplifiée. Lorsque la résistance à la rotation du second élément de transmission 82 ou du troisième élément de transmission 84 dépasse la valeur prédéterminée au point de mettre le limiteur de couple 85 en fonctionnement, les faces planes 81a, 82a des éléments de transmission 81,82 reçoivent la charge, en protégeant ainsi le corps
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Figure img00240001

élastique 83 vis-à-vis d'une charge excessive. Ceci est efficace pour empêcher une rupture du corps élastique 83 due à une charge excessive, ce qui conduit à une durabilité et une fiabilité accrues de l'articulation 8.
Le limiteur de couple 85 peut présenter un agencement dans lequel la bague d'arrêt 85b a sa circonférence intérieure verrouillée sur le second élément de transmission 82 et sa circonférence extérieure pressée avec possibilité de coulissement contre le troisième élément de transmission 84. Dans ce cas, la rotation relative entre la bague d'arrêt 85b et le troisième élément de transmission 84 est limitée par la résistance de frottement au niveau de la surface de contact entre ceux-ci.
Le limiteur de couple 85 peut présenter un agencement en variante dans lequel la bague d'arrêt 85b agit uniquement pour empêcher le relâchement du second élément de transmission 82 alors que la rotation du second élément de transmission 82 est transmise au troisième élément de transmission 84 au moyen de la résistance de frottement au niveau de la surface de contact entre une extrémité du ressort 85a et la surface d'extrémité 82b du second élément de transmission 82 et la résistance de frottement au niveau de la surface de contact entre 11 autre extrémité du ressort 85a et le siège du ressort 84a du troisième élément de transmission 84. Dans ce cas, la rotation relative entre le second élément de transmission 82 et le troisième élément de transmission 84 peut être permise en produisant au moins un patinage au niveau de l'une ou l'autre des surfaces de contact entre le ressort 85a et la surface d'extrémité 82b du second élément de transmission 82 et entre le ressort 85a et le siège du ressort 84a du troisième élément de transmission 84. En outre, le limiteur de couple 85 peut également être disposé de manière à ce que le ressort 85a soit verrouillé sur le second élément de
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Figure img00250001

transmission 82 ou le troisième élément de transmission 84 à une extrémité de son fil enroulé en empêchant ainsi la production d'un frottement du côté verrouillé. En résumé le limiteur de couple 85 peut présenter un agencement quelconque qui utilise la résistance de frottement au niveau de la surface de contact au moins entre le ressort 85a et l'un ou l'autre du second élément de transmission 82 et du troisième élément de transmission 84 pour interdire la rotation relative entre les éléments de transmission.
En outre, le limiteur de couple 85 peut employer une vis présentant une résistance à l'usure à la place de la bague dl arrêt 85b (la vis pénétrant dans le troisième élément de transmission 84 en étant vissée dans celui-ci et présentant un contact glissant avec le second élément de transmission 82 à son extrémité distale. Dans cet agencement, le limiteur de couple 85 permet un réglage quelconque de la valeur de transmission du couple, qui peut être fait en ajustant la quantité de vissage de la vis.
Il est à noter que le système de direction assistée innovant n'est pas limité aux modes de réalisation qui précèdent et que diverses variantes et modifications peuvent être apportées à la conception de celui-ci. Par exemple, les surfaces périphériques des éléments de transmission 81, 82, qui sont en relation opposée, peuvent présenter des formes hexagonales en section.
L'articulation 8 qui précède peut être utilisée de préférence non seulement pour l'interconnexion entre l'arbre de sortie 60 du moteur électrique 6 et l'arbre de vis sans fin 70 mais également pour l'interconnexion entre l'arbre de sortie 60 et l'un quelconque des divers arbres de rotation entraînés en rotation par l'arbre de sortie 60.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS 1. Articulation (8) destinée à accoupler de façon solidaire en rotation un arbre rotatif à un arbre de sortie (60) d'un moteur électrique (6) comprenant : un premier élément de transmission (81) monté sur l'arbre de sortie (60) de façon à tourner solidairement avec ledit arbre de sortie (60), un second élément de transmission (82) entourant le premier élément de transmission (81) par l'intermédiaire d'un interstice entre ceux-ci et permettant un accouplement solidaire en rotation de l'arbre rotatif, et un corps élastique (83) intercalé entre le premier élément de transmission (81) et le second élément de transmission (82) en vue d'une transmission de la rotation du premier élément de transmission (81) au second élément de transmission (82).
  2. 2. Articulation selon la revendication l, dans laquelle le premier élément de transmission, le second élément de transmission et le corps élastique comprennent des corps cylindriques.
  3. 3. Articulation selon la revendication 2, dans laquelle des faces planes se faisant face sont formées sur une périphérie extérieure du premier élément de transmission et une périphérie intérieure du second élément de transmission.
  4. 4. Articulation destinée à accoupler de façon solidaire en rotation un arbre rotatif à un arbre de sortie d'un moteur électrique comprenant : un premier élément de transmission monté sur l'arbre de sortie (60) de façon à tourner solidairement avec ledit arbre de sortie (60),
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    un second élément de transmission entourant le premier élément de transmission par l'intermédiaire d'un interstice entre ceux-ci, un corps élastique intercalé entre le premier élément de transmission et le second élément de transmission en vue d'une transmission de la rotation du premier élément de transmission au second élément de transmission, un troisième élément de transmission permettant un accouplement solidaire en rotation de l'arbre rotatif, et un limiteur de couple empêchant une rotation relative entre le second élément de transmission et le troisième élément de transmission mais permettant la rotation relative entre ceux-ci lorsque la résistance à la rotation du second élément de transmission ou du troisième élément de transmission dépasse une valeur prédéterminée.
  5. 5. Articulation selon la revendication 4, dans laquelle le limiteur de couple comprend un élément de verrouillage verrouillé sur l'un quelconque du second et du troisième éléments de transmission tout en étant pressé de façon coulissante contre l'autre élément de transmission, et un ressort destiné à communiquer une résistance de frottement à une surface de contact entre le dernier élément de transmission et l'élément de verrouillage.
  6. 6. Articulation selon la revendication 4, dans laquelle le limiteur de couple comprend un ressort intercalé entre une surface d'extrémité du second élément de transmission et un siège de ressort formé à une surface d'extrémité du troisième élément de transmission faisant face à la surface d'extrémité du second élément de transmission en vue d'empêcher la rotation relative entre les second et troisième éléments de transmission au
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    moyen d'une résistance de frottement au niveau d'une surface de contact entre le ressort et au moins l'un ou l'autre de ces éléments de transmission.
    Figure img00280001
  7. 7. Articulation selon la revendication 4, dans laquelle le premier élément de transmission (81), le second élément de transmission (82), le corps élastique (83) et le troisième élément de transmission (84) comprennent des corps cylindriques disposés de façon coaxiale les uns par rapport aux autres.
  8. 8. Articulation selon la revendication 7, dans laquelle des faces planes se faisant face sont formées sur une périphérie extérieure du premier élément de transmission (81) et une périphérie intérieure du second élément de transmission (82).
  9. 9. Système de direction assistée destiné à fournir une assistance à la direction en transmettant la rotation d'un moteur électrique (106) à un arbre de direction (70) par l'intermédiaire d'un arbre de vis sans fin, sous la forme de l'arbre rotatif (107) muni d'une vis sans fin, et d'une roue à denture hélicoïdale (108) engrenant avec la vis sans fin de l'arbre de vis sans fin (107). dans lequel un arbre de sortie (60) du moteur électrique (106) et l'arbre de vis sans fin (107) sont interconnects par l'intermédiaire d'une articulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. 10. Système de direction assistée selon la revendication 9, dans lequel l'arbre de vis sans fin (107) est supporté de manière à être sollicité vers la roue à denture hélicoïdale (108) et est sollicité vers la roue à denture hélicoïdale (108) par un moyen de sollicitation.
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