JP2017534749A - 操舵システムに用いられる揺動モータの構成要素のための製造法 - Google Patents

Abstract

明細書は、車両の操舵システムに用いられる揺動モータの構成要素を製造する粉末冶金的な方法であって、２つ、３つ、４つ、５つ、６つまたは任意の複数のベーンエレメントを加圧成形するステップと、前記ベーンエレメントを組み立てるステップと、組み立てられた前記ベーンエレメントを焼結するステップとを含む、かつ／または２つ、３つ、４つ、５つ、６つまたは任意の複数のハウジングエレメントを加圧成形するステップと、前記ハウジングエレメントを組み立てるステップと、前記ハウジングエレメントを焼結するステップとを含む。

Description

本発明は、粉末冶金的な方法および操舵力をアシストするための揺動モータを備えた、車両に用いられる操舵システムに関する。

発明の背景
先行技術において、高い操舵車軸荷重用の操舵伝動装置として、ボールナット型の液圧式パワーステアリングが公知である。

発明の概要
ボールナット型の液圧式パワーステアリングは複雑な構造を有している。この理由からも、ボールナット型の液圧式パワーステアリングの製造は高いコストに結び付けられている。

したがって、課題は、特に簡単なひいては廉価な製造の点で優れている高い操舵車軸荷重用の操舵伝動装置を提供することである。

本発明の第１の実施の形態として、車両の操舵システムに用いられる揺動モータの構成要素を製造する粉末冶金的な方法であって、２つ、３つ、４つ、５つ、６つまたは任意の複数のベーンエレメントを加圧成形するステップと、これらのベーンエレメントを組み立てるステップと、これらのベーンエレメントを焼結するステップとを含む、かつ／または２つ、３つ、４つ、５つ、６つまたは任意の複数のハウジングエレメントを加圧成形するステップと、これらのハウジングエレメントを組み立てるステップと、これらのハウジングエレメントを焼結するステップとを含む方法が提供される。

特に１つの揺動モータに繰返し使用するために同じ型式を有する複数の個別部材から本発明による揺動モータを構成することによって、大きなエレメントに相俟った複数回の加圧成形工程を回避することができる。その代わりに、複数の小さなエレメントが加圧成形され、組み立てられ、焼結により成形されて、１つのユニットが形成される。これによって、大きな揺動モータに対しても粉末冶金的な方法が可能となる。さらに、本発明による揺動モータの任意のスケーラビリティが得られる。したがって、揺動モータの圧力室を任意の大きさに選択することによって、さらに、高いトルクに対する揺動モータを形成することができる。なお、その際、当の圧力室が高い圧力に対して設計されている必要はない。

本発明に係る方法の更なる主要な利点は、ベーンエレメントおよび／またはハウジングエレメントの長くて狭幅の溝が、従来の製造形式と異なり、粉末冶金的な方法の場合には大きな問題なく可能となることである。従来の切削加工法では、このために、扱いに注意を要する工具が必要となる。この工具によって、結果として、短い寿命と低い送り速度とが生じてしまう。溝内には、やはり、揺動モータの個々の室を互いに密封するために必要となるシール部材が挿入される。

本発明の第２の実施の形態として、操舵力をアシストするための揺動モータを備えた、車両に用いられる操舵システムであって、揺動モータが、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法により製造されている操舵システムが提供される。

複数の例示的な実施の形態が、従属請求項に記載してある。

本発明の１つの例示的な実施の形態によれば、複数のベーンエレメントおよび／または複数のハウジングエレメントを少なくともほぼ同一に形成する方法が提供される。

複数のベーンセグメントおよび／または複数のハウジングエレメントを同一に形成することによって、同一の加圧成形金型を使用することができる。さらに、複数のベーンセグメントおよび／またはハウジングエレメントを同じプレス機で製造することができる。これによって、廉価な製造が確保される。

本発明による別の実施の形態では、ベーンエレメントの加圧成形および／またはハウジングエレメントの加圧成形を形状付与プロセス「上下方向での加圧成形」によって行う方法が提供される。

本発明の別の実施例によれば、焼結されたベーンエレメントに軸を嵌め込むステップと、軸を備えた焼結されたベーンエレメントと、焼結されたハウジングエレメントとを組み立てて、揺動モータを形成するステップとをさらに含む方法が提供される。

焼結されて最終的に１つのユニットとなる粉末冶金的に加圧成形された複数の構成要素（圧粉体）から、高い操舵車軸荷重用の操舵伝動装置としての揺動モータを構成することを本発明の思想と見なすことができる。構成要素は、たとえばベーンエレメントおよび／またはハウジングエレメントであってよい。複数のベーンエレメントもしくは複数のハウジングエレメントを順次並列させるかもしくは積層することによって、任意の高さのモーメントに対する揺動モータを製造することができる。有利には、本発明に係る方法によって、長くて狭幅の溝を得ることができる。これによって、長いベーンエレメントを備えた揺動モータの有利な実施の形態が製造技術的に簡単に可能となる。前述した溝内には、室を密封するために必要となるシール部材を挿入することができる。

当然ながら、個々の特徴が互いに組み合わされてもよい。これによって、一部では、個々の作用の総和を凌駕する有利な作用をも得ることができる。

本発明の更なる詳細および利点は、図面に示した複数の実施例に基づき明確になる。

先行技術に係るボールナット型の液圧式パワーステアリングを示す図である。 揺動モータ原理を示す図である。 軸３に配置されたベーンエレメント２を示す図である。 図３の軸３と共にベーンエレメント２を収容しかつ支承するためのハウジング１を示す図である。 従来の形式で切削加工法、特に旋削により製造することができる軸３を示す図である。 軸３に配置することができるベーンエレメント／ベーンセグメント２を示す図である。 粉末冶金的な加圧成形工程により製造することができる個々のベーンエレメント／ベーンセグメント２を示す図である。 組み立てられて焼結された状態における個々のベーンエレメント２を示す図である。 加圧成形により圧粉体として製造することができる個々のハウジングエレメント／ハウジングセグメント５を示す図である。 組み立てられて焼結された状態における個々のハウジングエレメント／ハウジングセグメント５を示す図である。 互いに異なる面重心１０，１１を有する二種類のベーンを備えたベーンエレメント２を示す図である。 ベーンの面重心１１を有するベーンエレメント２を示す図である。

例示的な実施の形態の詳細な説明
図１には、高い操舵車軸荷重用の先行技術の操舵伝動装置が示してある。このようなボールナット型の液圧式パワーステアリングは、頑丈な設計およびコンパクトな構造の点で優れている。

図２には、軸３にモーメントを発生させるための揺動モータが示してある。流体を室６または室７に導入することによって、各ベーンエレメント２に力が加えられる。これによって、軸３において取り出すことができるトルクが発生させられる。申し分のない機能の前提条件は、個々の室６，７の密封である。このために、ベーンエレメント２に溝８が形成されていて、ハウジング１に溝９が形成されている。両溝８，９はウェブ領域１５の間に配置されている。溝８，９は、室６，７を密封するためのシールフレームを収容する目的で設けられている。

図３には、軸３に配置された１つのベーンエレメント２が示してある。このベーンエレメント２は、軸３にトルクを発生させるために働く。ウェブ領域１５の間に溝８が配置されている。この溝８は、シール材料を収容するために適している。

図４には、図３の軸３を含めて、ベーン軸２を収容しかつ支承するためのハウジング１が示してある。ウェブ領域１５の間の溝９は、シール材料を収容するために働く。

図５には、切削加工法によって、すなわち、従来の形式で製造することができる軸３が示してある。

図６には、軸３に配置することができる単数のベーンエレメント２が示してある。

図７には、加圧成形により圧粉体として製造することができる複数のベーンセグメント２が示してある。有利には、単一の大きなエレメントの代わりに、複数の小さなベーンエレメント２が加圧成形される。これによって、加圧成形された部材の高い均質性を確保することができる。

図８には、図７に示したベーンセグメント２が、組み立てられて焼結された状態で示してある。３つのベーンセグメント２の代わりに、任意の個数のベーンセグメント２が一緒に焼結されてよい。これによって、当の揺動モータの任意のスケーラビリティが得られる。

図９には、加圧成形後に圧粉体として得られた個々のハウジングセグメント５が示してある。ハウジング１を、組立て可能な個々のハウジングセグメント５に分割することによって、単一の大きな部材を粉末冶金的に製造しなければならないことを回避することができる。これによって、加圧成形された当のハウジング１の高い均質性を保証することができる。

図１０には、図９のハウジングセグメント５を一緒に焼結することによって得られるハウジング１が示してある。３つのハウジングセグメント５の代わりに、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つのうちの任意の個数または任意の複数のハウジングセグメント５が一緒に焼結されてよい。これによって、当の揺動モータの任意のスケーラビリティを得ることができる。

図１１には、互いに異なる形で形成された二種類のベーンを備えたベーンエレメントが示してある。両ベーンは、揺動モータの相応の室内に押し込まれる流体に対して互いに異なる面重心１０，１１を有している。面重心１１は、面重心１０に比べて、中心軸線１４から大幅に遠ざけられている。これに基づき、幾何学的な寸法と、揺動モータの室内の流体の圧力とが等しい場合に、より高いトルクが得られる。しかしながら、一方の面重心１１を有するベーンエレメントの場合には、極めて深くて狭幅の溝８を形成する必要がある。この溝８を従来の形式で製作する際には、扱いに注意を要する工具が必要となる。これによって、短い寿命と低い送り速度とが生じてしまう。粉末冶金的な方法の本発明による使用によって、このような難点を回避することができる。類似の利点が、相応に長くて狭幅の溝を有するハウジングエレメントの場合に得られる。

図１２には、ウェブ領域１５の間に配置された深い溝８を有する有利なベーンエレメント２が示してある。個々のベーンエレメント２の加圧成形と焼結とによって、有利には中心軸線１４から大きな間隔１２を伴った面重心を有する、揺動モータのために相応に必要となる複数の構成要素を得ることができる。

念のために付言しておくと、「含む」という概念は、別のエレメントまたは方法ステップを排除するものではなく、また、「１つの」および「単数の」という概念は、複数のエレメントおよびステップを排除するものではない。

使用した符号は、理解度を高めるために用いたにすぎず、決して限定していると見なすべきものではない。本発明の保護範囲は、特許請求の範囲に記載してある。

１ 複数のハウジングエレメントから形成されたハウジング
２ ベーンエレメント／ベーンセグメント
３ 軸
４ 複数のベーンセグメントから形成されたベーン
５ ハウジングエレメント／ハウジングセグメント
６ 室
７ 室
８ ベーンエレメントに設けられたシールフレーム用の溝
９ ハウジングエレメントに設けられたシールフレーム用の溝
１０ 面重心
１１ 面重心
１２ 間隔
１３ 間隔
１４ 中心軸線
１５ ウェブ領域

Claims (5)

1. 車両の操舵システムに用いられる揺動モータの構成要素を製造する粉末冶金的な方法であって、
   ２つ、３つ、４つ、５つ、６つまたは任意の複数のベーンエレメント（２）を加圧成形するステップと、
   前記ベーンエレメント（２）を組み立てるステップと、
   前記ベーンエレメント（２）を焼結するステップと
   を含む、かつ／または
   ２つ、３つ、４つ、５つ、６つまたは任意の複数のハウジングエレメント（５）を加圧成形するステップと、
   前記ハウジングエレメント（５）を組み立てるステップと、
   前記ハウジングエレメント（５）を焼結するステップと
   を含む、方法。
2. 複数の前記ベーンエレメント（２）および／または複数の前記ハウジングエレメント（５）を少なくともほぼ同一に形成する、請求項１記載の方法。
3. 前記ベーンエレメント（２）の前記加圧成形および／または前記ハウジングエレメント（５）の前記加圧成形を形状付与プロセス「上下方向での加圧成形」によって行う、請求項１または２記載の方法。
4. 焼結された前記ベーンエレメント（２）に軸（３）を嵌め込むステップと、
   前記軸（３）を備えた焼結された前記ベーンエレメント（２）と、焼結された前記ハウジングエレメント（５）とを組み立てて、揺動モータを形成するステップと
   をさらに含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 操舵力をアシストするための揺動モータを備えた、車両に用いられる操舵システムにおいて、
   前記揺動モータは、前述した方法のいずれか１つの方法により製造されていることを特徴とする、操舵システム。