JP2011511219A

JP2011511219A - 減衰装置を備えたねじ歯車

Info

Publication number: JP2011511219A
Application number: JP2010544572A
Authority: JP
Inventors: ボイトラーオラフ; ブランケンシュペックレムト; ロゴフスキヴァルデマール; ローフィンクギュンター
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2011-04-07
Also published as: CN101932854A; DE102008007105A1; EP2235398B1; BRPI0821908A2; US20100282012A1; WO2009094970A1; KR20100113060A; EP2235398A1; DE102008007105B4

Abstract

本発明は、ねじ歯車（１）であって、ねじ歯車（１）は、組立式の歯車として形成されていて、減衰装置を備えて形成されている。ねじ歯車は、軸またはピニオン上にねじ歯車を相対回動不能に配置するための第１のフランジと、第２のフランジまたはディスク（３）と、第１のフランジと第２のフランジまたはディスク（３）との間に配置され、第１のフランジおよび第２のフランジまたはディスク（３）に対して相対回動可能な歯付リング（２）とから成っている。両方のフランジもしくは第１のフランジおよびディスクは、摩擦結合または形状結合で相互に結合されており、結合に用いられる構成要素が、歯付リングを軸方向に貫通する。本発明によれば、歯付リングの内側輪郭に減衰装置を形成するために少なくとも１つのエラストマエレメントが射出成形されているので、歯付リングと減衰装置とが１つのユニットを形成している。

Description

本発明は、減衰装置を備えたねじ歯車に関する。本発明は、ステアリング伝動装置に設けられた、特に複数の構成要素から成るねじ歯車に関する。したがってねじ歯車は、いわゆる組立式のねじ歯車である。

このような公知のねじ歯車は、たとえばプラスチックまたは金属製の歯付リングと、歯付リングの軸方向の両側に配置されたフランジとから成っており、フランジによって、歯付リングを補強し、ねじ歯車を相対回動不能に軸に取り付けることができる。歯付リングおよびフランジは、摩擦結合または形状結合で相互に結合され、したがって半径方向、軸方向およびねじれ方向に相互に固定される。

冒頭で述べたようなねじ歯車は、たとえば欧州特許出願公開第１３３９５９６号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００６０１０２７０号明細書（特表２００９−５２８４８５号公報に対応します）において開示されている。前掲の文献に記載されたねじ歯車は、少なくとも好適な構成によれば、弾性的な減衰エレメントを備えており、減衰エレメントは、Ｏリングとしてフランジと歯付リングとの間に配置されている。減衰エレメントによって、適切なねじ歯車を備えて形成されたステアリング伝動装置に作用する軸方向および半径方向の振動ならびにねじれ方向の荷重が、快適性を高めつつ減衰される。前掲の文献の図面から看取されるが、好適には設けられる減衰エレメントを含む、該当するねじ歯車は、組み合わせる必要のある少なくない数の個々の構成要素を備えている。組み合わせてねじ歯車を形成する構成要素の数が大きくなるほど、ねじ歯車を製造する手間が増える。このような製造時術的な欠点は、製造コストの上昇を伴う。

本発明の課題は、減衰装置を備えたねじ歯車を改良して、背景技術と比べて簡単な構造を有し、したがって簡単で安価に製造できるものを提供することである。望ましくは該当するねじ歯車は、軸方向および半径方向の振動にも、ねじれ方向の荷重にも作用する減衰装置を備えている。

この課題は、独立請求項の特徴部に記載した構成手段を有するねじ歯車によって解決される。本発明の好適な形態もしくは改良形は、従属請求項に記載した。

この課題を解決するために設けられたねじ歯車は、前述したように組立式のねじ歯車として形成されている。ねじ歯車は、軸またはピニオン上にねじ歯車を相対回動不能に配置するための第１のフランジと、第２のフランジまたはディスクと、第１のフランジと第２のフランジまたはディスクとの間に配置され、第１のフランジおよび第２のフランジまたはディスクに対して相対回動可能な歯付リングとから成っている。両方のフランジ、もしくは第１のフランジおよびディスクは、摩擦結合または形状結合で相互に結合されており、この場合結合に用いられる構成要素は、歯付リングを軸方向に貫通する。ねじ歯車は、減衰装置を備えて形成されており、減衰装置によって、歯付リングは、両方のフランジ、もしくはフランジおよびディスクに対して、相対運動に関して減衰されている。

本発明によれば、減衰装置を形成するために歯付リングの内側輪郭に少なくとも１つのエラストマエレメントを射出成形することにより、歯付リングと減衰装置とが１つのユニットを形成している。歯付リングの回動に関して、少なくともこの場合に生じるねじれ方向の力が、本発明に従って射出成形されたエラストマエレメントによって減衰される。ねじ歯車を使用する際に、ねじ歯車はウォームと噛合い、この場合に歯付リングの回動に関して、半径方向および軸方向の力が生じ、半径方向および軸方向の力の作用によって、歯付リングは、両方のフランジ、もしくは第１のフランジおよびディスクの一部もしくはフランジ区分に押し付けられる。快適性を高めるために、好適には、これらの力も減衰される。本発明の好適な形態によれば、単数または複数のエラストマエレメントによって、ねじれ方向ならびに軸方向および半径方向に作用する減衰装置が形成されている。

本発明によるねじ歯車の実地に適した形態によれば、歯付リングの半径方向内側で、第１の半径方向平面と第２の半径方向平面上に、周方向にみて均等に分配して配置され、半径方向内向きに突出する複数のウェブがそれぞれ配置されている。該当するウェブは、半径方向内側の端部で、周方向にみてそれぞれ両側で、逆さ鉤として作用する輪郭をそれぞれ備えている。逆さ鉤に似た輪郭に、射出成形されたエラストマが係合して、少なくともねじれ方向に作用する減衰装置が形成される。

有利な形態によれば、第１の半径方向平面上に配置されたウェブが、第２の半径方向平面上に配置されたウェブに対して、周方向にみて変位して配置されている。両方の半径方向平面上に、好適にはそれぞれ少なくとも２つのウェブが配置されており、第２の半径方向平面のウェブに対する第１の半径方向平面のウェブの変位角度は、３６０°の完全な円に対する両方の半径方向平面のウェブ総数に関係している。これによって周方向にみて、常に、一方の半径方向平面のウェブの間の中央に、他方の半径方向平面のウェブが配置されている。

２平面上に配置され、両側で逆さ鉤輪郭を有するウェブを備えた前述の形態は、好適には、減衰装置がエラストマエレメントによって形成され、エラストマエレメントが歯付リングの、半径方向内側に突出するウェブの外側輪郭を包囲することによって実現される。この場合、歯付リングの両方のウェブ平面の間に、歯付リングの内周面を包囲するエラストマリングが形成されており、エラストマリングは、製造時に、適切に形成された型に流し込まれて、逆さ鉤を備えたウェブの周りに流れるエラストマによって形成される。したがって減衰装置は、単個の、もしくは一体的なエレメントによって形成されている。

半径方向に作用する減衰装置は、エラストマによって包囲されたウェブを備えて形成されたねじ歯車では、ウェブの、エラストマによって覆われた軸方向の端部の中央で、厳密に述べるとウェブの各端面で、エラストマに凸部が一体的に形成されていることによって実現される。軸方向の減衰装置は、凸部が、歯付リングの軸方向中央に向かってウェブから突出しており、それも歯付リングの軸方向中央まで、またはそれを越えて突出していることによって実現される。

以下に、本発明を実施するための形態を詳説する。

本発明によるねじ歯車の１形態を示す斜視図である。図１に示したねじ歯車の歯付リングを示す斜視図である。図２に示した歯付リングを軸方向にみて示す正面図である。図３に示した歯付リングの半径方向断面図である。

図１には、本発明によるねじ歯車１の１形態を示した。図面には、ねじ歯車１を斜視図で示した。図面から看取されるように、図示した形態は、真っ直ぐな歯列を設けたねじ歯車１であり、歯付リング２の歯の幅から判るように、ウォームと噛合うために設けられたねじ歯車１である。

歯付リング２は、図面から看取される軸方向側（手前側）で、孔の設けられたディスク３によって閉じられており、ディスク３は、軸方向の反対側に配置された、図面からは看取されないフランジと摩擦結合（摩擦結合とは、部材相互の摩擦力に基づく結合を意味する）または形状結合（形状結合とは、嵌め合いまたは噛み合いなどの部材相互の形状的関係に基づく結合を意味する）で結合されている。図示していないフランジによって、ねじ歯車１は、シャフトまたはピニオンに相対回動不能に（つまり一緒に回動するように）取付可能である。ここではセンタリングされた円形の貫通孔１３をシャフトまたはピニオンが貫通する。歯付リング２は、周方向ｕにみて、図示していないフランジおよびディスク３に対して相対運動可能であり、つまりフランジおよびディスク３に対して回動可能である。

図２には、図１に示したねじ歯車１の歯付リング２を、ディスク３およびフランジを外した状態で示した。図２から減衰装置が看取され、減衰装置は、本発明によれば、歯付リング２の内側輪郭に射出成形されたエラストマエレメント４によって形成されている。前面から看取されるように、周に沿って均等に分配された、第１の半径方向平面（軸線に対して垂直に位置する平面）１１上に配置された複数のウェブ５が設けられており、ウェブ５は、歯付リング２の内面において半径方向内向きに突出している。ウェブ５は、半径方向内向きの端部で、周方向ｕに関して両側に、逆さ鉤６，７として作用するか、もしくは逆さ鉤に似た輪郭を有している。この輪郭に、減衰装置として形成されたエラストマエレメント４が噛合い、エラストマエレメント４は、ウェブ５の半径方向の端部を、逆さ鉤６，７の位置する部分および端面９で覆っている。前面から看取可能なウェブ５とは軸方向反対側で、第２の半径方向平面１２上にも半径方向内向きに突出するウェブ５’がウェブ５と同数配置されている。看取されるように、歯付リング２の、軸方向にみて前面側に位置するウェブ５に対して、軸方向にみてウェブ５とは反対側に位置するウェブ５’は、周方向ｕにみて、３０°の角度でずらして配置されている。ウェブの成す両方の平面１１，１２の間に、歯付リング２の内周面全体に沿って延びるエラストマリング８が形成されている。エラストマリング８は、製造に際して、適切に形成された型に流し込まれて、ウェブ５、５’の半径方向端部を包囲するように流れるエラストマによって形成され、エラストマは、図示の形態では、一体的な減衰装置を形成する。さらに図面から看取されるように、ウェブ５，５’の半径方向の端面９を覆うエラストマに、それぞれ中央に凸部１０が一体的に成形されている。凸部１０によって、半径方向ｒに作用する減衰装置が得られる。

図面においてウェブ５に看取される凹部１４は、いわゆる負荷軽減コア（Entlastungskerne）である。負荷軽減コアは、製造技術的な理由から設けられていて、壁厚を減じるために用いられ、これにより射出成形部品として形成される歯付リング２を製造する際に、射出成形機のサイクルタイムが短縮される。さらに射出位置１５が看取され、射出位置１５を介して材料が対応する型に流し込まれる。

図４には、本発明によるねじ歯車１の歯付リング２を半径方向断面図で示しており、図４から看取されるように、凸部１０は、ウェブ５，５’から、軸方向内向きに、つまり歯付リング２の軸方向の中央に向かって突出している。ウェブ５，５’から延びる部分によって、軸方向ａの減衰作用が得られる。

図４において半径方向断面図で示した歯付リング２を、図３では、軸方向ａにみた正面図で示した。図３の正面図では、歯付リング２は、図２における正面とは反対側から軸方向にみて示した。ここでは減衰装置の、ねじれ方向に作用する部分および半径方向に作用する部分が看取され、ねじれ方向の減衰は、端部に形成された逆さ鉤６，７の部分でウェブ５，５’を覆うエラストマによって所与されている。

１ねじ歯車、２歯付リング、３ディスク、４エラストマエレメント、５、５’ ウェブ、６，７逆さ鉤、８エラストマリング、９端面、１０凸部、１１，１２平面、１３貫通孔、１４凹部、１５射出位置

Claims

ねじ歯車（１）であって、
当該ねじ歯車（１）は、組立式の歯車として形成されており、軸またはピニオン上にねじ歯車を相対回動不能に配置するための第１のフランジを備え、第１のフランジと摩擦結合または形状結合で結合された第２のフランジまたはディスク（３）を備え、第１のフランジと第２のフランジまたはディスク（３）との間に配置され、第１のフランジおよび第２のフランジまたはディスク（３）に対して相対回動可能な歯付リング（２）を備え、当該ねじ歯車（１）は、減衰装置を備えており、該減衰装置によって、第１のフランジと第２のフランジまたはディスク（３）とを結合しかつ歯付リング（２）を軸方向（ａ）に貫通する部分と共に第１のフランジおよび第２のフランジまたはディスク（３）に対して、歯付リング（２）が減衰されているものにおいて、
歯付リング（２）の内側輪郭に減衰装置を形成するために少なくとも１つのエラストマエレメント（４）を射出成形することにより、歯付リング（２）と減衰装置とが１つのユニットを形成していることを特徴とする、ねじ歯車。
単数または複数のエラストマエレメント（４）によって、ねじれ方向、ならびに軸方向および半径方向に作用する減衰装置が形成されている、請求項１記載のねじ歯車。
歯付リング（２）の半径方向内側で、第１の半径方向平面（１１）および第２の半径方向平面（１２）上に、周方向にみて均等に分配して配置された、半径方向内向きに突出する複数のウェブ（５，５’）がそれぞれ配置されており、ウェブ（５，５’）は、半径方向内側の端部で、周方向（ｕ）にみてそれぞれ両側に、逆さ鉤（６，７）として作用する輪郭をそれぞれ備えており、該輪郭に、射出成形されたエラストマが係合して、少なくともねじれ方向に作用する減衰装置が形成されている、請求項１記載のねじ歯車。
第１の半径方向平面（１１）上に配置されたウェブ（５）が、第２の半径方向平面（１２）上に配置されたウェブ（５’）に対して、周方向（ｕ）にみて変位して配置されており、両方の半径方向平面（１１，１２）上に、それぞれ少なくとも２つのウェブ（５，５’）が配置されており、第２の半径方向平面（１２）のウェブ（５’）に対する第１の半径方向平面（１１）のウェブ（５）の変位角度が、完全な円を、両方の半径方向平面（１１，１２）のウェブ（５，５’）の総数で割った数に対応しており、周方向（ｕ）にみて、一方の半径方向平面（１１，１２）のウェブ（５，５’）の間の中央に、他方の半径方向平面（１２，１１）のウェブ（５’，５）が配置されている、請求項３記載のねじ歯車。
減衰装置は、一体的なエラストマエレメント（４）によって形成されており、半径方向（ｒ）に突出するウェブ（５，５’）を備えた両方の半径方向平面（１１，１２）の間に、歯付リング（２）の内周面に沿って周方向に延びるエラストマリング（８）が形成されており、該エラストマリング（８）は、減衰装置を形成するために該エラストマリング（８）の軸方向両側に配置されたウェブ（５，５’）を半径方向内側の端面（９）および逆さ鉤（６，７）の位置する部分で覆うエラストマと共に、１つのユニットを成している、請求項３または４記載のねじ歯車。
歯付リング（２）の内側で半径方向に突出するウェブ（５，５’）が、逆さ鉤（６，７）の位置する部分および半径方向の端面（９）で、減衰装置を形成するエラストマによって覆われており、ウェブ（５，５’）の端面（９）を覆うエラストマが、該当するウェブ（５，５’）の端面（９）の中央部分で、半径方向（ｒ）の減衰作用を有する凸部（１０）を備えている、請求項３から５までのいずれか１項記載のねじ歯車。
ウェブ（５，５’）は、両方の半径方向平面（１１，１２）に関して相互に変位して配置されており、弾性的な凸部（１０）が、ウェブ（５，５’）の端面（９）で、軸方向（ａ）にウェブ（５，５’）を越えて、歯付リング（２）の軸方向中央まで延びているか、または該軸方向中央を越えて延びており、これにより軸方向（ａ）の減衰作用が所与されている、請求項６記載のねじ歯車。