FR3010034A1 - Dispositif de direction - Google Patents

Abstract

Dispositif de direction comprenant une poulie menante (41), une poulie menée (42), une courroie (43) enroulée autour de la poulie menante (41) et de la poulie menée (42), et un mécanisme de vis à bille (14) qui convertit la rotation de la poulie menée (42) en un mouvement de va-et-vient d'une barre de direction (3), dans lequel le mécanisme de vis à billes (14) comprend un écrou à billes (46) et une pluralité de billes (47) disposées à l'intérieur d'une piste de billes en spirale (R1), formée par une première rainure de filetage (62) formée à la périphérie extérieure de la barre de direction (3) et une seconde rainure de filetage (61) formée à la périphérie intérieure de l'écrou à billes (46), et dans lequel des dents extérieures (41a, 42a) de la poulie menante (41) et de la poulie menée (42) et des dents intérieures (43a) de la courroie (43) sont des dents hélicoïdales ayant respectivement des lignes de flancs de dent en hélice en sens contraire de la première rainure de filetage (62) et de la seconde rainure de filetage (61).

Description

L'invention se rapporte à un dispositif de direction. Certains des dispositifs classiques de direction pour des véhicules sont conçus comme des dispositifs électriques de direction assistée qui convertissent la rotation d'un moteur électrique en un mouvement dans le sens de la barre d'une barre de direction à l'aide d'un mécanisme de vis à billes pour appliquer, à un système de direction, une force d'assistance. Comme tels, on trouve des dispositifs de direction qui incluent un moteur électrique disposé en parallèle à une barre de direction et qui transmettent la rotation du moteur électrique à un mécanisme de vis à billes via un mécanisme de transmission composé d'une paire de poulies et d'une courroie (par exemple, la demande de brevet international No 2006/070889 (WO 2006/070889)). Dans le dispositif de direction de WO 2006/070889, des poulies respectives ont des dents extérieures à leur périphérie extérieure, et une courroie a des dents intérieures à sa périphérie intérieure. La courroie s'enroule autour des poulies respectives avec les dents intérieures en prise avec les dents extérieures respectives. Ainsi, la courroie ne peut pas glisser par rapport aux poulies respectives lors de la transmission de la rotation du moteur électrique. De plus, le dispositif de direction propose que les dents extérieures respectives et les dents intérieures soient constituées comme des dents hélicoïdales ayant des lignes de flancs de dent en hélice par rapport aux axes des poulies respectives (voir, entre autres, la figure 8 de WO 2006/070889). On réduit ainsi les vibrations et les bruits anormaux provoqués lorsque les dents extérieures des poulies respectives et les dents intérieures de la courroie engrènent les unes avec les autres. Ces dernières années, il y a une demande pour réduire la taille et le poids d'un tel dispositif de direction, et, pour satisfaire cette demande, on a étudié la miniaturisation et l'allégement d'un moteur électrique.

Cependant, il est d'une manière générale difficile de garantir une performance de sortie suffisante du moteur électrique dans un moteur électrique miniaturisé. Par conséquent, si l'on donne une priorité plus grande à la miniaturisation et à l'allégement du moteur électrique, on ne peut pas maintenir la performance d'assistance du dispositif de direction. L'invention propose un dispositif de direction qui peut être miniaturisé et allégé tout en maintenant la performance d'assistance. Un aspect de l'invention propose un dispositif de direction incluant : une poulie menante qui tourne avec l'entraînement d'un moteur électrique ; une poulie menée disposée coaxialement avec une barre de direction ; une courroie enroulée autour de la poulie menante et de la poulie menée ; et un mécanisme de vis à bille qui convertit la rotation de la poulie menée en un mouvement de va-et-vient de la barre de direction, dans lequel : le mécanisme de vis à billes possède un écrou à billes qui tourne d'un seul bloc avec la poulie menée, et une pluralité de billes disposées à l'intérieur d'une piste de billes en spirale formée par une première rainure de filetage formée à la périphérie extérieure de la barre de direction et une seconde rainure de filetage formée à la périphérie intérieure de l'écrou à billes, la première rainure de filetage et la seconde rainure de filetage étant en face l'une de l'autre ; la poulie menante et la poulie menée ont respectivement des dents extérieures à leur périphérie extérieure, et la courroie a, à sa périphérie intérieure, des dents intérieures pour engrener avec les dents extérieures respectives, et les dents extérieures respectives et les dents intérieures sont des dents hélicoïdales ayant respectivement des lignes de flancs de dent en hélice en sens contraire de la première rainure de filetage et de la seconde rainure de filetage. Puisque la force que la poulie menée reçoit de la courroie agit dans une direction (direction orthogonale aux dents) orthogonale aux lignes de flancs de dent des dents extérieures, l'écrou à billes est entraîné en rotation par la force dans la direction orthogonale aux dents. D'autre part, les billes respectives sont agencées dans une direction (direction de pas d'hélice) dans laquelle les rainures de filetage respectives s'étendent dans la piste de billes et roulent dans cette direction. Par conséquent, si la direction orthogonale aux dents s'écarte de la direction de pas d'hélice, une composante de la force dans une direction coupant la direction dans laquelle roulent les billes agit sur l'écrou à billes. Par conséquent, si la direction orthogonale aux dents s'écarte largement de la direction de pas d'hélice, l'écrou à billes risque de s'incliner vers la barre de direction, ce qui peut nuire à une rotation sans à-coups de l'écrou à billes. Au contraire, dans la construction ci-dessus, les dents extérieures respectives et les dents intérieures ont la forme de dents hélicoïdales ayant des lignes de flancs de dent en hélice en sens contraire des rainures de filetage respectives. Par conséquent, il devient possible de réduire l'écart entre la direction orthogonale aux dents (la direction de la force agissant sur l'écrou à billes) et la direction de pas d'hélice, par comparaison avec le cas dans lequel les dents extérieures respectives et les dents intérieures ont la forme de dents hélicoïdales en hélice dans le même sens que les rainures de filetage respectives. En conséquence, en ce qui concerne la force agissant sur l'écrou à billes à partir de la courroie, la composante de la force dans la direction coupant la direction dans laquelle roulent les billes est réduite. Par conséquent, il devient possible d'empêcher l'écrou à billes de s'incliner vers la barre de direction et de réaliser une rotation sans à-coups de l'écrou à billes. Ainsi, la rotation de l'écrou à billes peut être convertie en mouvement dans la direction de barre de la barre de direction avec un haut degré d'efficacité. Par conséquent, même si l'on utilise comme moteur électrique un moteur électrique miniaturisé et allégé qui produit un faible couple, un montant convenable de force d'assistance peut être appliqué au système de direction. Dans le dispositif de direction, les angles d'hélice des dents extérieures respectives et des dents intérieures peuvent être fixés respectivement de façon à être égaux aux angles de pas d'hélice de la première rainure de filetage et de la seconde rainure de filetage. Selon la construction ci-dessus, puisque la direction orthogonale aux dents correspond pratiquement à la direction de pas d'hélice, la composante de la force dans la direction coupant la direction dans laquelle roulent les billes, en ce qui concerne la force agissant sur l'écrou à billes à partir de la courroie, devient pratiquement nulle. Par conséquent, il devient possible d'empêcher efficacement l'écrou à billes de s'incliner vers la barre de direction et de réaliser une rotation sans à-coups de l'écrou à billes. Dans le dispositif de direction ci-dessus, l'écrou à billes peut avoir un chemin de circulation qui prend un raccourci entre deux points de la seconde rainure de filetage pour permettre une circulation sans fin des billes roulant à l'intérieur de la piste de billes, et la courroie peut être disposée de façon qu'au moins une partie de la courroie est en chevauchement, dans la direction de la barre, avec la zone de roulement de la seconde rainure de filetage où roulent les billes. Selon la construction ci-dessus, une partie de la force agissant sur l'écrou à billes à partir de la courroie agit sur la partie de l'écrou à billes où il y a les billes sur le côté périphérique intérieur. Ici, au niveau de la partie de l'écrou à billes où il y a les billes sur le côté périphérique intérieur, l'écartement entre l'écrou à billes et la barre de direction est garanti par les billes. Par conséquent, par comparaison avec le cas dans lequel toute la force agissant sur l'écrou à billes à partir de la courroie agit sur la partie de l'écrou à billes où il n'y a pas de billes sur le côté périphérique intérieur, on peut éviter que l'écrou à billes ne s'incline davantage.

Dans le dispositif de direction ci-dessus, un palier peut être prévu à l'intérieur du boîtier qui loge la barre de direction de sorte que la barre de direction peut se mouvoir en va-et-vient, et l'écrou à billes peut être constitué de sorte que seulement une extrémité de l'écrou à billes est supportée de façon mobile en rotation par le palier. Selon la construction ci-dessus, par comparaison avec le cas dans lequel les deux extrémités de l'écrou à billes sont supportées de façon mobile en rotation, le nombre de pièces peut être réduit. Toutefois, puisque cette construction supporte l'écrou à billes à une seule extrémité de l'écrou à billes, l'écrou à billes risque de s'incliner vers la barre de direction. En conséquence, les dents extérieures respectives et les dents intérieures sont réalisées sous forme de dents d'hélice en hélice en sens contraire des rainures de filetage respectives, et une partie de la courroie est disposée pour être en chevauchement avec la zone de roulement de la rainure de filetage dans la direction de la barre. Cette construction est très efficace pour empêcher l'écrou à billes de s'incliner. Dans le dispositif de direction ci-dessus, un premier élément élastique annulaire peut être disposé entre la périphérie extérieure du palier et le boîtier, et des seconds éléments élastiques annulaires peuvent être disposés entre les deux côtés du palier dans la direction de la barre et le boîtier. Selon la construction ci-dessus, le palier est supporté élastiquement par les éléments élastiques à l'intérieur du boîtier. Par conséquent, même si l'écrou à billes est décentré par rapport à la barre de direction en raison d'une imprécision d'assemblage ou analogue, la rotation sans à-coups de l'écrou à billes est possible mais l'écrou à billes risque de s'incliner vers la barre de direction. En conséquence, les dents extérieures respectives et les dents intérieures sont réalisées sous forme de dents d'hélice en hélice en sens contraire des rainures de filetage respectives, et une partie de la courroie est disposée pour être en chevauchement avec la zone de roulement de la rainure de filetage dans la direction de la barre. Cette construction est très efficace pour empêcher l'écrou à billes de s'incliner. Selon les constructions ci-dessus, on peut miniaturiser et alléger un dispositif de direction tout en maintenant sa performance d'assistance. L'invention sera bien comprise et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit. La description se rapporte aux dessins indiqués ci-après, qui sont donnés à titre d'exemples, et dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe partielle montrant la construction schématique d'un dispositif de direction d'un mode de réalisation ; la figure 2 est une vue agrandie en coupe au voisinage d'une unité d'assistance de force de direction du mode de réalisation ; la figure 3 est une vue en plan de l'écrou à billes du mode de réalisation ; la figure 4 est une vue en coupe du mécanisme de transmission du mode de réalisation (vue en coupe prise suivant la ligne IV-IV de la figure 2) ; la figure 5 est une vue fragmentaire montrant la structure frontale du mécanisme de transmission du mode de réalisation ; la figure 6A est un schéma montrant la force agissant sur l'écrou à billes du mode de réalisation ; et la figure 6B est un schéma montrant la force agissant sur l'écrou à billes d'un exemple comparatif.

En se référant aux dessins, on va maintenant décrire un mode de réalisation d'un dispositif de direction. Comme le montre la figure 1, un dispositif de direction 1 inclut un arbre de pignon 2 qui tourne avec une action de braquage et une barre de crémaillère 3 servant de barre de direction qui se meut en va-et-vient dans la direction de la barre avec la rotation de l'arbre de pignon 2 pour changer l'angle de braquage d'une roue directrice (non représentée). En plus, le dispositif de direction 1 possède un boîtier de crémaillère 5 servant de logement dans lequel est disposée la barre de crémaillère 3 pour se mouvoir en va-et-vient.

Le boîtier de crémaillère 5 comporte un premier boîtier 6 conformé en une forme cylindrique et un second boîtier 7 conformé en une forme cylindrique et fixé à une extrémité sur un premier côté (le côté gauche à la figure 1) du premier boîtier 6 dans la direction de la barre. À une extrémité sur l'autre côté (le côté droit à la figure 1), opposé au second boîtier 7, du premier boîtier 6, est logé de façon mobile en rotation l'arbre de pignon 2 dans un état coupant obliquement la barre de crémaillère 3. Les dents de crémaillère de la barre de crémaillère 3 et les dents de pignon de l'arbre de pignon 2 engrènent les unes avec les autres pour former un mécanisme à pignon et crémaillère (non représenté). Notons que l'arbre de pignon 2 est accouplé à un arbre de colonne de direction, et qu'un volant de direction est fixé à l'extrémité de l'arbre de colonne (l'arbre de colonne et le volant de direction ne sont ni l'un ni l'autre représentés). Par conséquent, dans le dispositif de direction 1, l'arbre de pignon 2 tourne avec une action de braquage, et la rotation est convertie en un mouvement dans la direction de barre de la barre de crémaillère 3 à l'aide du mécanisme à pignon et crémaillère pour changer l'angle de braquage de la roue directrice, c'est-à-dire, la trajectoire d'un véhicule. En plus, le dispositif de direction 1 inclut une unité 11 d'assistance de force de direction qui applique une force d'assistance à un système de direction. L'unité 11 d'assistance de force de direction possède un moteur électrique 12 disposé parallèlement à la barre de crémaillère 3. L'unité 11 d'assistance de force de direction est constituée pour transmettre la rotation du moteur électrique 12 à un mécanisme de vis à billes 14 via un mécanisme de transmission 13 et pour convertir la rotation transmise en un mouvement de va-et-vient de la barre de crémaillère 3 à l'aide du mécanisme de vis à billes 14 pour appliquer la force d'assistance au système de direction. C'est-à-dire que le dispositif de direction 1 du mode de réalisation est constitué comme ce que l'on appelle un dispositif de direction assistée électrique parallèle à la crémaillère. Plus précisément, comme le montre la figure 2, le premier boîtier 6 comporte une première partie cylindrique 21 conformée en une forme cylindrique et une première partie formant logement 22 formée à une extrémité de la première partie cylindrique 21 du côté du second boîtier 7 (le côté gauche à la figure 2). La première partie formant logement 22 est conformée en une forme cylindrique ayant un diamètre plus grand que celui de la première partie cylindrique 21. En plus, la paroi périphérique partielle de la première partie formant logement 22 a la forme d'une partie en saillie 23 ayant une forme en saillie en direction d'un côté (le côté inférieur à la figure 2) où est disposé le moteur électrique 12. La partie en saillie 23 comporte, à sa partie inférieure, un trou d'introduction 24 pénétrant dans la direction de barre de la barre de crémaillère 3. En outre, le moteur électrique 12 est fixé à la face inférieure externe de la partie en saillie 23 par une vis 25, et l'arbre tournant 12a du moteur électrique 12 est disposé dans la partie en saillie 23 via le trou d'introduction 24. Le second boîtier 7 possède une seconde partie cylindrique 31 conformée en une forme cylindrique et une seconde partie formant logement 32 formée à une extrémité de la seconde partie cylindrique 31 du côté du premier boîtier 6 (le côté droit à la figure 2). La seconde partie formant logement 32 est conformée en une forme cylindrique ayant un diamètre plus grand que celui de la seconde partie cylindrique 31. En plus, la seconde partie formant logement 32 possède un couvercle de forme plate 33 s'étendant vers le côté du moteur électrique 12 pour couvrir la partie en saillie 23.

Le mécanisme de transmission 13 inclut une poulie menante 41 logée à l'intérieur de la partie en saillie 23 et accouplée de façon à être mobile en rotation d'un seul bloc avec l'arbre tournant 12a du moteur électrique 12, une poulie menée 42 logée de façon mobile en rotation à l'intérieur de la première partie formant logement 22 et disposée à la périphérie extérieure de la barre de crémaillère 3, et une courroie 43 s'enroulant autour de la poulie menante 41 et de la poulie menée 42. Notons que la courroie 43 est faite d'une matière élastique comme du caoutchouc. Le mécanisme de vis à billes 14 inclut un écrou à billes 46 conçu pour être mobile en rotation d'un seul bloc avec la poulie menée 42 et une pluralité de billes 47. L'écrou à billes 46 se visse sur la barre de crémaillère 3 via la pluralité de billes 47 pour former le mécanisme de vis à billes 14. Plus précisément, la poulie menante 41 est conformée en une forme cylindrique. En outre, la poulie menante 41 est fixée à la périphérie extérieure de l'arbre tournant 12a de manière à pouvoir tourner d'un seul bloc de sorte qu'elle est disposée coaxialement avec l'arbre tournant 12a du moteur électrique 12. La poulie menée 42 est conformée en une forme cylindrique et comporte une partie d'enroulement 51 où s'enroule la courroie 43 et une partie prolongée 52 s'étendant à partir de la partie d'enroulement 51 vers le côté du second boîtier 7. De plus, la poulie menée 42 possède une partie de plus grand diamètre 53 à son extrémité du côté du premier boîtier 6. Le diamètre d'alésage de la partie de plus grand diamètre 53 est plus grand que celui de la partie de la poulie menée 42 du côté du second boîtier 7. L'écrou à billes 46 est conformé en une forme cylindrique. De plus, l'écrou à billes 46 possède, à son extrémité du côté du premier boîtier 6, une partie formant collerette annulaire 54 s'étendant vers l'extérieur dans la direction radiale. Notons que le diamètre extérieur de la partie formant collerette 54 est fixé de façon à être pratiquement égal au diamètre d'alésage de la partie de plus grand diamètre 53. D'autre part, l'écrou à billes 46 comporte une partie filetée mâle 55 à son extrémité du côté du second boîtier 7 de l'écrou à billes 46. À la périphérie extérieure de l'écrou à billes 46, la poulie menée 42 est montée de façon à permettre à la partie formant collerette 54 de se placer dans la partie de plus grand diamètre 53 et un palier à roulement 56 servant de palier est monté de façon à être côte à côte avec la partie prolongée 52. En outre, un écrou freiné 57 est vissé sur la partie filetée mâle 55, et la poulie menée 42 et le palier à roulement 56 sont maintenus entre l'écrou freiné 57 et la partie formant collerette 54. Ainsi, la poulie menée 42 et la bague intérieure du palier à roulement 56 sont fixées de façon à être mobiles en rotation d'un seul bloc avec l'écrou à billes 46.

Dans l'état où la poulie menée 42 est disposée de façon à être mobile en rotation d'un seul bloc avec l'écrou à billes 46 comme décrit ci-dessus, la partie d'enroulement 51 du mode de réalisation est disposée sur une étendue allant de l'extrémité de l'écrou à billes 46 du côté du premier boîtier 6 jusqu'au voisinage de sa partie centrale dans la direction de la barre, et la courroie 43 est disposée pour recouvrir l'étendue ci-dessus (l'étendue où est située la partie d'enroulement 51) de l'écrou à billes 46 dans la direction de la barre. Le palier à roulement 56 disposé à la périphérie extérieure de l'écrou à billes 46 est fixé de façon à être agencé coaxialement avec la barre de crémaillère 3 à l'intérieur de la seconde partie formant logement 32 du second boîtier 7. Ainsi, la poulie menée 42 et l'écrou à billes 46 sont logés de façon à être mobiles en rotation coaxialement avec la barre de crémaillère 3 à l'intérieur du boîtier de crémaillère 5. De plus, à la périphérie extérieure du palier à roulement 56 du mode de réalisation, un élément élastique annulaire (un joint torique) 58 fait d'une matière élastique comme du caoutchouc est disposé, à l'état comprimé, entre le palier à roulement 56 et la seconde partie formant logement 32. De plus, de chaque côté du palier à roulement 56 dans la direction de la barre, des éléments élastiques annulaires 59 sont disposés, à l'état comprimé, entre le palier à roulement 56 et le premier boîtier 6 et entre le palier à roulement 56 et le second boîtier 7. C'est-à-dire que seulement une extrémité de l'écrou à billes 46 est supportée par le palier à roulement 56 supporté élastiquement à l'intérieur du boîtier de crémaillère 5.

En outre, à la périphérie intérieure de l'écrou à billes 46, il y a une rainure de filetage 61. Notons que la rainure de filetage 61 du mode de réalisation est une rainure de filetage à droite. De plus, la rainure de filetage 61 est formée sur une étendue allant de l'extrémité de l'écrou à billes 46 du côté du premier boîtier 6 jusqu'à sa partie légèrement avant la partie filetée mâle 55. D'autre part, à la périphérie extérieure de la barre de crémaillère 3, il y a une rainure de filetage à droite 62 correspondant à la rainure de filetage à droite 61. Notons que la rainure de filetage 62 est formée sur une étendue imposée, pratiquement égale à l'étendue de la barre de crémaillère 3 où sont formées les dents de crémaillère. En outre, une piste de billes en spirale Ri est formée par les rainures de filetage 61 et 62. Dans la piste de billes R1, les billes 47 sont disposées dans un état où elles sont maintenues entre la rainure de filetage 61 de l'écrou à billes 46 et la rainure de filetage 62 de la barre de crémaillère 3. C'est-à-dire que l'écrou à billes 46 se visse sur la périphérie extérieure de la barre de crémaillère 3 via les billes 47. Comme le montrent les figures 2 et 3, l'écrou à billes 46 possède un chemin de circulation R2 qui prend un raccourci entre des points de raccordement P1 et P2 placés à deux emplacements à l'intérieur de la rainure de filetage 62. Plus précisément, l'écrou à billes 46 possède un trou de fixation 63. Les parties du trou de fixation 63 correspondant aux points de raccordement P1 et P2 sont dirigées vers l'intérieur et vers l'extérieur. En outre, le chemin de circulation R2 est réalisé avec un organe de circulation (un déflecteur) 64 fixé au trou de fixation 63. L'organe de circulation 64 a la fonction de ramasser les billes 47 de la piste de billes R1 et la fonction d'éjecter les billes 47 dans la piste de billes R1. Ainsi, la rainure de filetage 62 de l'écrou à billes 46 comporte une zone entre les points de raccordement P1 et P2 servant de zone de roulement T1 où les billes 47 roulent et une autre zone que la zone de roulement T1 se comportant comme une zone impénétrable T2 où les billes 47 ne pénètrent pas. Notons que, à la figure 3, seule la zone impénétrable T2 est hachurée à des fins d'explication. Dans le mode de réalisation, le point de raccordement P1 d'un côté est situé à une position proche de la partie formant collerette 54 de l'écrou à billes 46, tandis que le point de raccordement P2 de l'autre côté est situé à une position plus près de la partie filetée mâle 55 que de la partie centrale de l'écrou à billes 46 dans la direction de la barre. Plusieurs tours de la rainure de filetage 62 sont compris entre les points de raccordement P1 et P2. En outre, puisque la courroie 43 est disposée pour chevaucher l'étendue allant de l'extrémité de l'écrou à billes 46 du côté du premier boîtier 6 (la partie formant collerette 54) jusqu'au voisinage de sa partie centrale dans la direction de la barre comme décrit ci-dessus, une partie de la courroie 43 est disposée pour chevaucher la zone de roulement T1 dans la direction de la barre. Dans le mécanisme de vis à billes 14 ainsi formé, lorsque l'écrou à billes 46 tourne par rapport à la barre de crémaillère 3 et que les billes 47 reçoivent une force de frottement provenant de la barre de crémaillère 3 et de l'écrou à billes 46, les billes 47 roulent à l'intérieur de la piste de billes R1 pour transmettre le couple de l'écrou à billes 46 à la barre de crémaillère 3, en déplaçant ainsi la barre de crémaillère 3 dans la direction de la barre par rapport à l'écrou à billes 46. En plus, les billes 47 ayant atteint une extrémité (le point de raccordement P1 ou P2) de la piste de billes R1 après avoir roulé à l'intérieur de la piste de billes R1 passent par le chemin de circulation R2 formé dans l'écrou à billes 46 pour être éjectées vers l'autre côté (le point de raccordement P2 ou P1) de la piste de billes R1. Ce dont il résulte que les billes 47 se déplacent depuis le côté aval vers le côté amont dans la direction de déplacement des billes à l'intérieur de la piste de billes R1. C'est-à-dire que le mécanisme de vis à billes 14 est tel que les billes respectives 47 roulant à l'intérieur de la piste de billes R1 circulent sans fin via le chemin de circulation R2 pour permettre que la rotation de l'écrou à billes 46 soit convertie en mouvement de la barre de crémaillère 3 dans la direction de la barre. En outre, le dispositif de direction 1 entraîne la rotation de l'écrou à billes 46 en utilisant le moteur électrique 12 et transmet le couple à la barre de crémaillère 3 sous forme d'une force de pression dans la direction de la barre pour appliquer au système de direction une force d'assistance pour aider à une action de braquage.

On va maintenant décrire la structure d'accouplement entre la poulie menante et la poulie menée et la courroie. Comme le montrent les figures 4 et 5, la poulie menante 41 possède des dents extérieures 41a en saillie vers l'extérieur dans la direction radiale. En plus, la partie d'enroulement 51 de la poulie menée 42 possède des dents extérieures 42a en saillie vers l'extérieur dans la direction radiale. D'autre part, la courroie 43 possède des dents intérieures 43a pour engrener avec les dents extérieures 41a et 42a. En outre, la courroie 43 s'enroule autour des poulies respectives 41 et 42 avec les dents intérieures 43a engrenant avec les dents extérieures respectives 41a et 42a. Notons que, puisque la courroie 43 est légèrement tendue dans l'état où elle est enroulée autour des poulies respectives 41 et 42, la courroie 43 est soumise à une traction voulue. En outre, à la figure 5, à des fins d'explication, on a représenté seulement les lignes de flancs de dent des dents extérieures 41a et 42a et des dents intérieures 43a. De plus, les dents extérieures 41a et 42a et les dents intérieures 43a sont constituées comme des dents hélicoïdales à droite ayant des lignes de flancs de dent en hélice en sens contraire des rainures de filetage respectives 61 et 62. Plus précisément, les angles d'hélice et des dents extérieures 41a et 42a et des dents intérieures 43a sont fixés de façon à être respectivement égaux aux angles de pas d'hélice 01 des rainures de filetage 61 et 62. Notons que les angles de pas d'hélice 01 des rainures de filetage 61 et 62 sont les mêmes. À la figure 5, à des fins d'explication, on a représenté seulement l'angle de pas d'hélice 01 de la rainure de filetage 61 de la barre de crémaillère 3. On va maintenant décrire le fonctionnement du mode de réalisation. Puisque la force que la poulie menée 42 reçoit de la courroie 43 agit dans une direction (la direction orthogonale aux dents) orthogonale aux lignes de flancs de dent des dents extérieures 42a comme représenté à la figure 6A, l'écrou à billes 46 est entraîné en rotation par la force dans la direction orthogonale aux dents. D'autre part, puisque les billes respectives 47 sont disposées dans une direction (la direction de pas d'hélice) dans laquelle les rainures de filetage respectives 61 et 62 s'étendent à l'intérieur de la piste de billes R1 comme décrit ci- dessus, elles roulent dans la direction de pas d'hélice. Ici, la figure 6B montre, à titre d'exemple comparatif, le cas dans lequel des dents extérieures 42a' et des dents intérieures 43a' ont la forme de dents hélicoïdales en hélice dans le même sens que les rainures de filetage 61 et 62 et dans lequel ainsi la direction orthogonale aux dents s'écarte largement de la direction de pas d'hélice. Dans ce cas, une composante de la force dans une direction coupant la direction dans laquelle roulent les billes 47 agit sur l'écrou à billes 46. Dans l'état dans lequel la direction orthogonale aux dents s'écarte largement de la direction de pas d'hélice comme décrit ci-dessus, l'écrou à billes 46 risque de s'incliner vers la barre de crémaillère 3, ce qui peut nuire à une rotation sans à-coups de l'écrou à billes 46. Au contraire, puisque les dents extérieures 42a et les dents intérieures 43a du mode de réalisation sont constituées comme des dents hélicoïdales en hélice en sens contraire des rainures de filetage 61 et 62 au même angle que les angles de pas d'hélice 01 des rainures de filetage 61 et 62 comme décrit ci-dessus, la direction orthogonale aux dents correspond pratiquement à la direction de pas d'hélice. Par conséquent, la composante de la force dans la direction coupant la direction dans laquelle roulent les billes 47 agit à peine sur l'écrou à billes 46, ceci empêche efficacement l'écrou à billes 46 de s'incliner vers la barre de crémaillère 3, et l'écrou à billes 46 tourne sans à-coups. Ainsi, la rotation de l'écrou à billes 46 est convertie avec un niveau de rendement élevé en mouvement dans la direction de la barre de la barre de crémaillère 3.

On va maintenant décrire les effets du mode de réalisation. D'abord, les dents extérieures 41a et 42a des poulies respectives 41 et 42 et les dents intérieures 43a de la courroie 43 ont la forme de dents hélicoïdales en hélice en sens contraire des rainures de filetage 61 et 62. En raison de cette construction, la rotation du moteur électrique 12 peut être convertie avec un niveau élevé de rendement en mouvement de va- et-vient de la barre de crémaillère 3. En conséquence, même si l'on utilise, pour le moteur électrique 12, un moteur électrique miniaturisé et allégé qui produit un faible couple, un montant convenable de force d'assistance peut être appliqué au système de direction. Par conséquent, le dispositif de direction 1 peut être miniaturisé et allégé tout en maintenant sa performance d'assistance. De plus, la courroie 43 est agencée de façon qu'une partie de la courroie 43 soit en chevauchement, dans la direction de la barre, avec la zone de roulement T1 de la rainure de filetage 62 de l'écrou à billes 46. En raison de cette construction, une partie de la force agissant sur l'écrou à billes 46 à partir de la courroie 43 agit sur la partie de l'écrou à billes 46 où il y a les billes 47 du côté périphérique intérieur. Ici, au niveau de la partie de l'écrou à billes 46 où il y a les billes 47 du côté périphérique intérieur, l'écartement entre l'écrou à billes 46 et la barre de crémaillère 3 est garanti par les billes 47. Par conséquent, par comparaison avec le cas dans lequel toute la force agissant sur l'écrou à billes 46 à partir de la courroie 43 via la poulie menée 42 agit sur la partie de l'écrou à billes 46 où il n'y a pas de billes 47 du côté périphérique intérieur, l'écrou à billes 46 peut être empêché de s'incliner. De plus, seulement une extrémité de l'écrou à billes 46 est supportée de façon mobile en rotation par le palier à roulement 56 situé à l'intérieur de la seconde partie formant logement 32 du boîtier de crémaillère 5. Par conséquent, en comparaison avec le cas dans lequel les deux extrémités de l'écrou à billes 46 sont supportées de façon mobile en rotation, le nombre de pièces est réduit. Toutefois, puisque cette construction supporte l'écrou à billes 46 à une seule de ses extrémités, l'écrou à billes 46 pourrait risquer de s'incliner vers la barre de crémaillère 3. En conséquence, on réalise les dents extérieures 41a et 42a et les dents intérieures 43a sous forme de dents hélicoïdales en hélice en sens contraire des rainures de filetage 61 et 62, et l'on fait en sorte qu'une partie de la courroie 43 chevauche la zone de roulement T1 de la rainure de filetage 61 dans la direction de la barre. Ces dispositions sont très efficaces pour empêcher l'écrou à billes 46 de s'incliner.

De plus, puisque l'élément élastique annulaire 58 est prévu entre le palier à roulement 56 et la seconde partie formant logement 32 du boîtier de crémaillère 5, le palier à roulement 56 est supporté élastiquement par l'élément élastique 58 à l'intérieur du boîtier de crémaillère 5. Donc, même si l'écrou à billes 46 est décentré par rapport à la barre de crémaillère 3 en raison d'une imprécision d'assemblage ou analogue, une rotation sans à-coups de l'écrou à billes 46 est possible mais l'écrou à billes 46 risquerait de s'incliner vers la barre de crémaillère 3. En conséquence, on réalise les dents extérieures 41a et 42a et les dents intérieures 43a sous forme de dents hélicoïdales en hélice en sens contraire des rainures de filetage 61 et 62, et l'on fait en sorte qu'une partie de la courroie 43 chevauche la zone de roulement T1 de la rainure de filetage 61 dans la direction de la barre. Ces dispositions sont très efficaces pour empêcher l'écrou à billes 46 de s'incliner.

Le mode de réalisation ci-dessus peut être modifié de façon appropriée et réalisé comme suit. Dans le mode de réalisation ci-dessus, l'élément élastique 58 est interposé entre le palier à roulement 56 et la seconde partie formant logement 32 pour supporter élastiquement le palier à roulement 56. Cependant, au lieu de cette construction, le palier à roulement 56 pourrait être supporté de manière rigide à l'intérieur de la seconde partie formant logement 32 sans l'élément élastique 58. Dans le mode de réalisation ci-dessus, seulement une extrémité de l'écrou à billes 46 est supportée de façon mobile en rotation par le palier à roulement 56. Toutefois, au lieu de cette construction, les deux extrémités de l'écrou à billes 46 pourraient chacune être supportées de façon mobile en rotation. Dans le mode de réalisation ci-dessus, la courroie 43 est disposée de façon qu'une partie de la courroie 43 est en chevauchement avec la zone de roulement T1 de l'écrou à billes 46 dans la direction de la barre.

Cependant, au lieu de cette construction, la courroie 43 pourrait être disposée de façon que la courroie 43 en entier soit en chevauchement avec la zone de roulement T1 de l'écrou à billes 46 dans la direction de la barre. En outre, la courroie 43 pourrait être disposée de façon que la courroie 43 en entier ne soit pas en chevauchement avec la zone de roulement T1 de l'écrou à billes 46 dans la direction de la barre. Dans le mode de réalisation ci-dessus, les angles d'hélice Ot des dents extérieures 41a et 42a et des dents intérieures 43a sont fixés respectivement de façon à être égaux aux angles de pas d'hélice 01 des rainures de filetage 61 et 62. Cependant, au lieu de cette construction, du moment que les lignes de flancs de dent des dents extérieures 41a et 42a et des dents intérieures 43a sont en hélice en sens contraire des rainures de filetage 61 et 62, les angles d'hélice et des dents extérieures 41a et 42a et des dents intérieures 43a pourraient être fixés respectivement de façon à être différents des angles de pas d'hélice 01 des rainures de filetage 61 et 62. Dans le mode de réalisation ci-dessus, le dispositif de direction 1 est constitué de façon que la barre de crémaillère 3 peut se mouvoir en va-et-vient avec une action de braquage (c'est-à-dire que le dispositif de direction 1 sert principalement de dispositif de direction de roues avant). Cependant, au lieu de cette construction, le dispositif de direction 1 pourrait être constitué de façon que la barre de crémaillère 3 puisse se mouvoir en va-et-vient seulement à l'aide du couple du moteur électrique 12 (c'est-à-dire que le dispositif de direction 1 servirait, par exemple, de dispositif de direction de roues arrière ou analogue).

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de direction comprenant : une poulie menante (41) qui tourne avec l'entraînement d'un moteur électrique ; une poulie menée (42) disposée coaxialement avec une barre de direction (3) ; une courroie (43) enroulée autour de la poulie menante (41) et de la poulie menée (42) ; et un mécanisme de vis à bille (14) qui convertit la rotation de la poulie menée (42) en un mouvement de va-et-vient de la barre de direction (3), le dispositif de direction étant caractérisé : en ce que le mécanisme de vis à billes (14) comprend un écrou à billes (46) qui tourne d'un seul bloc avec la poulie menée (42), et une pluralité de billes (47) disposées à l'intérieur d'une piste de billes en spirale (R1) formée par une première rainure de filetage (62) formée à la périphérie extérieure de la barre de direction (3) et une seconde rainure de filetage (61) formée à la périphérie intérieure de l'écrou à billes (46), la première rainure de filetage (62) et la seconde rainure de filetage (61) étant en face l'une de l'autre ; en ce que la poulie menante (41) et la poulie menée (42) ont respectivement des dents extérieures (41a, 42a) à leur périphérie extérieure, et la courroie (43) a, à sa périphérie intérieure, des dents intérieures (43a) pour engrener avec les dents extérieures (41a, 42a) respectives, et en ce que les dents extérieures (41a, 42a) respectives et les dents intérieures (43a) sont des dents hélicoïdales ayant respectivement des lignes de flancs de dent en hélice en sens contraire de la première rainure de filetage (62) et de la seconde rainure de filetage (61).
2. 2. Dispositif de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les angles d'hélice (0t) des dents extérieures (41a, 42a) respectives et des dents intérieures (43a) sont fixés respectivement de façon à être égaux aux angles de pas d'hélice (81) de la première rainure de filetage (62) et de la seconde rainure de filetage (61).
3. 3. Dispositif de direction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé : en ce que l'écrou à billes (46) comporte un chemin de circulation (R2) qui prend un raccourci entre deux points de la seconde rainure de filetage (61) pour permettre une circulation sans fin des billes roulant à l'intérieur de la piste de billes (R1) ; et en ce que la courroie (43) est disposée de façon qu'au moins une partie de la courroie (43) est en chevauchement, dans la direction de la barre, avec la zone de roulement (T1) de la seconde rainure de filetage (61) où roulent les billes (47).
4. 4. Dispositif de direction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé : en ce qu'un palier (56) est prévu à l'intérieur du boîtier (5) qui loge la barre de direction (3) de sorte que la barre de direction (3) peut se mouvoir en va-et-vient ; et en ce que l'écrou à billes (46) est constitué de sorte que seulement une extrémité de l'écrou à billes (46) est supportée de façon mobile en rotation par le palier (56).
5. 5. Dispositif de direction selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un premier élément élastique annulaire (58) est disposé entre la périphérie extérieure du palier (56) et le boîtier (5).
6. 6. Dispositif de direction selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que des seconds éléments élastiques annulaires (59)sont disposés entre les deux côtés du palier (56) dans la direction de la barre et le boîtier (5).