DE102012017192A1

DE102012017192A1 - Antriebsstrang vom Riementyp und denselben aufweisende elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp

Info

Publication number: DE102012017192A1
Application number: DE102012017192A
Authority: DE
Inventors: Je Ho LEE
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2013-02-28
Also published as: KR20130024229A; US20130048411A1; CN102963417A; CN102963417B; KR101450326B1; US8789648B2

Abstract

Es werden ein Antriebsstrang vom Riementyp und eine den Antriebsstrang vom Riementyp aufweisende elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp offenbart, die eine Kraftübertragungseffizienz verbessern und die Haltbarkeit steigern, indem sie ein Durchdrehen ohne Traktion einer Kugelmutter und einer Mutterriemenscheibe infolge eines Schlupfes zwischen der Kugelmutter und der Mutterriemenscheibe während eines Betriebs eines Riemens durch einen Motor verhindern, und die einem Benutzer ein bequemes Lenken bereitstellen, indem sie Vibrationen und Geräusche minimieren, die durch einen Zahnstangenstab, die Kugelmutter, die Mutterriemenscheibe, etc., übertragen werden, wenn der Zahnstangenstab gleitet, während sich die Mutterriemenscheibe und die Kugelmutter drehen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang vom Riementyp und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp, die den Antriebsstrang vom Riementyp aufweist. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Antriebsstrang vom Riementyp und eine den Antriebsstrang vom Riementyp aufweisende elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp, die die Haltbarkeit steigern können, während sie das Durchdrehen ohne Traktion einer Kugelmutter und einer Mutterriemenscheibe infolge eines Schlupfes zwischen der Kugelmutter und der Mutterriemenscheibe während eines Betriebs eines Antriebsriemens durch das Antreiben eines Motors verhindern, und die einem Benutzer ein bequemes Lenken bereitstellen, indem sie Vibrationen und Geräusche minimieren, die durch einen Zahnstangenstab, die Kugelmutter, die Mutterriemenscheibe, etc., übertragen werden, wenn der Zahnstangenstab gleitet, während sich die Mutterriemenscheibe und die Kugelmutter drehen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine allgemeine elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp weist ein Lenksystem, das ausgehend von einem Lenkrad mit Rädern auf beiden Seiten verbunden ist, und einen Hilfskraftmechanismus zum Zuführen einer Hilfslenkkraft zu dem Lenksystem auf.
1 ist eine teilweise im Querschnitt gezeigte Ansicht, die schematisch eine allgemeine elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp veranschaulicht, und 2 ist eine Querschnittansicht, die schematisch einen Antriebsstrang vom Riementyp in der allgemeinen elektrischen Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp veranschaulicht.
Die allgemeine elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp weist ein Lenksystem 100, das ausgehend von einem Lenkrad 105 mit Rädern 150 auf beiden Seiten verbunden ist, und einen Hilfskraftmechanismus 160 zum Zuführen einer Hilfslenkkraft zu dem Lenksystem 100 auf.
Das Lenksystem 100 weist eine Lenkspindel 110 auf, von der ein oberes Ende mit dem Lenkrad 105 verbunden ist, um sich zusammen mit dem Lenkrad 105 zu drehen, und von der ein unteres Ende mit einer Ritzelwelle 120 durch ein Paar von Universalgelenken 115 verbunden ist. Des Weiteren ist die Ritzelwelle 120 mit einem Zahnstangenstab 155 durch ein Zahnstangen/Ritzel-Mechanismus-Teil 135 verbunden, und beide Enden des Zahnstangenstabs 155 sind mit Rädern 150 durch eine Lenkspurstange 140 und einen Spurstangenhebel 145 verbunden.
Ein Ritzelgetriebe 125, das in einem unteren Ende der Ritzelwelle 120 gebildet ist, steht mit einem Zahnstangengetriebe 130 in Eingriff, das auf einer Seite einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Zahnstangenstabes 155 gebildet ist, so dass das Zahnstangen/Ritzel-Mechanismus-Teil 135 gebildet wird.
Ein Hilfskraftmechanismus 160 weist einen Drehmomentsensor 117 zum Messen eines Drehmoments, das von einem Fahrer an das Lenkrad 105 angelegt wird, und zum Ausgeben eines elektrischen Signals proportional zu dem gemessenen Lenkdrehmoment, ein elektronisches Steuergerät (ECU; electronic control unit) zum Erzeugen eines Steuersignal auf der Basis des von dem Drehmomentsensor 117 übertragenen elektrischen Signals, einen Motor (Elektromotor) 165 zum Erzeugen einer Hilfslenkkraft auf der Basis des von dem ECU übertragenen Steuersignals und einen Antriebsstrang 170 vom Riementyp zum Übertragen der in dem Motor 165 erzeugten Hilfskraft durch einen Riemen 210 zu dem Zahnstangenstab 155 auf.
Der Antriebsstrang 170 vom Riementyp weist einen Motor 165, der von dem ECU gesteuert wird, eine Motorriemenscheibe 205a, die an einer Welle 165a des Motors 165 befestigt ist, wobei der Riemen 210 um die Motorriemenscheibe 205a gewickelt ist, eine Kugelmutter 220 zum Abstützen des Zahnstangenstabs 155 in einem Zahnstangengehäuse 200, das den Zahnstangenstab 155 umgibt, und eine Mutterriemenscheibe 205b auf, die mit einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter 220 gekoppelt ist.
Die Kugelmutter 220 dreht sich, während sie mit dem Zahnstangenstab 155 durch eine Kugel in Eingriff steht, um zu veranlassen, dass sich der Zahnstangenstab 155 auf einer inneren Seite des Zahnstangengehäuses 200 gleitend bewegt. Ein Lager 340 zum Abstützen der Rotation der Kugelmutter 220 ist an der äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter 220 angebracht.
Aber in Übereinstimmung mit dem herkömmlichen Stand der Technik drehen die Kugelmutter und die Mutterriemenscheibe ohne Traktion infolge der Erzeugung eines Schlupfes durch, so dass eine Effizienz der Kraftübertragung verschlechtert wird und die Hilfslenkkraft nicht genau übertragen werden kann.
Des Weiteren besteht ein Problem darin, dass dann, wenn der Zahnstangenstab gleitet, während sich die Kugelmutter dreht, Geräusche und Vibrationen durch den Zahnstangenstab, die Kugelmutter, die Mutterriemenscheibe, das Lager, das Zahnstangengehäuse und dergleichen erzeugt werden und die Vibrationen und die Geräusche auf andere Bauteile übertragen werden, wodurch eine Lockerung von befestigten bzw. festgezogenen Bauteilen verursacht wird.
Außerdem werden die übertragenen Geräusche und Vibrationen zusammen mit Vibrationen und Geräuschen der anderen Bauteile auf einen Fahrer übertragen, wodurch ein ruhiges Lenken des Fahrers verschlechtert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung geschaffen worden, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, die beim Stand der Technik auftreten, und die vorliegende Erfindung stellt einen Antriebsstrang vom Riementyp und eine den Antriebsstrang vom Riementyp aufweisende elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp bereit, die eine Haltbarkeit steigern können, während sie gleichzeitig ein Durchdrehen ohne Traktion einer Kugelmutter und einer Mutterriemenscheibe infolge eines Schlupfes zwischen der Kugelmutter und der Mutterriemenscheibe während eines Betriebs eines Antriebsriemens durch einen Motor verhindern, und die einem Benutzer ein bequemes Lenken bereitstellen, indem sie Vibrationen und Geräusche minimieren, die durch einen Zahnstangenstab, die Kugelmutter, die Mutterriemenscheibe, etc., übertragen werden, wenn der Zahnstangenstab gleitet, während sich die Mutterriemenscheibe und die Kugelmutter drehen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Antriebsstrang vom Riementyp bereitgestellt, der Folgendes aufweist: eine Kugelmutter, die mit einem Zahnstangenstab in Eingriff steht und so konfiguriert ist, dass sie den Zahnstangenstab gleitend verschiebt; eine Mutterriemenscheibe, die mit einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter in Eingriff steht und so konfiguriert ist, dass sie eine Antriebskraft eines Riemens überträgt; und Stützelemente, die in einer inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe gebildet sind und so konfiguriert sind, dass sie eine Stützkraft hinzufügen, während sie elastisch verformt werden, wenn die Mutterriemenscheibe mit der Kugelmutter in Eingriff gebracht wird bzw. in Eingriff steht.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp bereitgestellt, die Folgendes aufweist: einen Drehmomentsensor zum Ausgeben eines elektrischen Signals proportional zu einem Lenkdrehmoment; ein elektronisches Steuergerät (ECU; electronic control unit) zum Erzeugen eines Steuersignals auf der Basis des von dem Drehmomentsensor übertragenen elektrischen Signals; einen Motor (Elektromotor) zum Erzeugen einer Hilfslenkkraft auf der Basis des von dem ECU übertragenen Steuersignals; und einen Antriebsstrang vom Riementyp zum Übertragen einer in dem Motor erzeugten Hilfskraft zu einem Zahnstangenstab, wobei der Antriebsstrang vom Riementyp Folgendes aufweist: eine Kugelmutter, die mit dem Zahnstangenstab in Eingriff steht und so konfiguriert ist, dass sie den Zahnstangenstab gleitend verschiebt; eine Mutterriemenscheibe, die mit einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter in Eingriff steht und so konfiguriert ist, dass sie eine Antriebskraft eines Riemens überträgt; und Stützelemente, die in einer inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe gebildet sind und so konfiguriert sind, dass sie eine Stützkraft hinzufügen, während sie elastisch verformt werden, wenn die Mutterriemenscheibe mit der Kugelmutter in Eingriff gebracht wird bzw. in Eingriff steht.
Dementsprechend hat die vorliegende Erfindung eine Wirkung dahingehend, dass sie die Haltbarkeit steigert, während sie ein Durchdrehen ohne Traktion einer Kugelmutter und einer Mutterriemenscheibe infolge eines Schlupfes zwischen der Kugelmutter und der Mutterriemenscheibe während eines Betriebs eines Antriebsriemens durch das Antreiben eines Motors verhindert, und dass sie einem Benutzer ein bequemes Lenken bereitstellt, indem sie Vibrationen und Geräusche minimiert, die durch einen Zahnstangenstab, die Kugelmutter, die Mutterriemenscheibe, etc. übertragen werden, wenn der Zahnstangenstab gleitet, während sich die Mutterriemenscheibe und die Kugelmutter drehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine teilweise im Querschnitt gezeigte Ansicht, die schematisch eine allgemeine elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp veranschaulicht.
2 ist eine Querschnittansicht, die schematisch einen Antriebsstrang vom Riementyp in der allgemeinen elektrischen Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp veranschaulicht.
3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Teil eines Riemen-Antriebsstrangs in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 und 5 sind Vorderansichten, die eine Mutterriemenscheibe in einem Riemen-Antriebsstrang in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
6 ist eine Vorderansicht, die einen Kopplungszustand einer Mutterriemenscheibe und einer Kugelmutter in einem Riemen-Antriebsstrang in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
7 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Teil eines Riemen-Antriebsstrangs in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 und 9 sind Vorderansichten, die eine Mutterriemenscheibe in einem Riemen-Antriebsstrang in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, obwohl sie in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind. Des Weiteren kann in der nachfolgenden Beschreibung eine ausführliche Erläuterung von bekannten, hiermit in Beziehung stehenden Funktionen und Konfigurationen weggelassen werden, um zu vermeiden, dass der Gegenstand der vorliegenden Erfindung unnötigerweise undeutlich gemacht wird.
Außerdem können beim Beschreiben der Konstruktionselemente der vorliegenden Erfindung die Termini wie etwa ein erster, ein zweiter, A, B, (a), (b) oder dergleichen verwendet werden. Ein solcher Terminus wird lediglich zur Unterscheidung des einen Konstruktionselements von einem anderen Konstruktionselement verwendet und beschränkt nicht das wesentliche Merkmal, die Reihenfolge oder die Sequenz des Konstruktionselements oder dergleichen. Wenn ein Konstruktionselement mit einem anderen Konstruktionselement „gekoppelt”, „zusammengefügt” oder „verbunden” ist, ist ein Konstruktionselement direkt mit einem anderen Konstruktionselement gekoppelt oder verbunden, aber es kann auch so verstanden werden, dass ein weiteres, anderes Konstruktionselement zwischen jedem Konstruktionselement „gekoppelt”, „montiert” oder „verbunden” sein kann.
3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Teil eines Riemen-Antriebsstrangs in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 4 und 5 sind Vorderansichten, die eine Mutterriemenscheibe in einem Riemen-Antriebsstrang in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, 6 ist eine Vorderansicht, die einen Kopplungszustand einer Mutterriemenscheibe und einer Kugelmutter in einem Riemen-Antriebsstrang in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 7 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Teil eines Riemen-Antriebsstrangs in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 8 und 9 sind Vorderansichten, die eine Mutterriemenscheibe in einem Riemen-Antriebsstrang in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Unter Bezugnahme auf 3 bis 9 in Verbindung mit 1 und 2 weist ein Antriebsstrang vom Riementyp in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Kugelmutter 220, die mit einem Zahnstangenstab 155 in Eingriff steht, um zu veranlassen, dass der Zahnstangenstab 155 gleitend verschoben wird, eine Mutterriemenscheibe 305, die mit einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter 220 in Eingriff steht, um eine Antriebskraft eines Riemens 210 zu übertragen, und Stützelemente 310 auf, die in einer inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe 305 bereitgestellt sind und eine Stützkraft hinzufügen, während sie bei dem Eingriff mit der Kugelmutter 220 elastisch verformt werden.
Der Antriebsstrang vom Riementyp weist eine Antriebseinrichtung und eine angetriebene Einrichtung bzw. Antriebseinrichtung auf. Die Antriebseinrichtung weist einen von dem ECU gesteuerten Motor 165, eine Motorriemenscheibe 205a, die mit einer Welle 165a des Motors 165 gekoppelt ist, den Riemen 210, etc. auf.
Des Weiteren weist die Antriebseinrichtung die Kugelmutter 220 zum Abstützen des Zahnstangenstabs 115 im Innern eines Zahnstangengehäuses 200, das den Zahnstangenstab 155 umgibt, auf, und die Mutterriemenscheibe 305 steht mit der äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter 220 in Eingriff.
Die Motorriemenscheibe 205a, die mit dem Motor 165 verbunden ist, und die Mutterriemenscheibe 305, die mit dem Zahnstangenstab 155 verbunden ist, sind parallel zueinander angeordnet. Der Riemen 210 ist an der Motorriemenscheibe 205a und der Mutterriemenscheibe 305 so angebracht, dass eine Rotationskraft des Motors 165 auf den Zahnstangenstab 155 durch die Kugelmutter 220 übertragen wird und sich der Zahnstangenstab 155 durch eine Betätigung der Kugelmutter 220 horizontal bewegt, wodurch eine Hilfslenkkraft erzeugt wird.
Die Kugelmutter 220 dreht sich, während sie mit dem Zahnstangenstab 155 durch die Kugel 230 in Eingriff steht, um zu veranlassen, dass der Zahnstangenstab 115 auf einer Innenseite des Zahnstangengehäuses 200 und eines Getriebegehäuses (nicht gezeigt) gleitend verschoben wird. Die Mutterriemenscheibe 305 zum Drehen der Kugelmutter 220 und ein Lager 240 zum Abstützen der Rotation der Kugelmutter 220 sind auf der äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter 220 bereitgestellt.
Eine Kraftübertragungsstruktur, die in der Lage ist, eine Hilfslenkkraft durch das Verschieben des Zahnstangenstabs 155 in der Wellenrichtung zu erzeugen, ist in einer inneren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter 220 und der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Zahnstangenstabs 155 bereitgestellt. Die Kraftübertragungsstruktur weist eine äußere umfangsseitige Schraubennut 155a, die einen halbkugelförmigen oder bogenförmigen Querschnitt aufweist und in der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Zahnstangenstabs 155 in einer Spiralform gebildet ist, wobei die Kugel 230 in die äußere umfangsseitige Schraubennut 155a eingeführt ist, und eine innere umfangsseitige Schraubennut 220a auf, die einen halbkugelförmigen oder bogenförmigen Querschnitt aufweist und in der inneren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter 220 in einer Spiralform gebildet ist und die zu der äußeren umfangsseitigen Schraubennut 155a passt.
Die Kugelmutter 220 ist ein hohles Rohr, das mit der inneren umfangsseitigen Schraubennut 220a in der inneren umfangsseitigen Oberfläche davon versehen ist. Die Mutterriemenscheibe 305 ist eng an einer Seite der äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter 220 installiert, und das Lager 240 ist auf einer gegenüberliegenden Seite der äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter 220 installiert. Eine Feststellschraube (nicht gezeigt) wird mit einer inneren umfangsseitigen Oberfläche des Zahnstangengehäuses 200 verschraubt, um an einem distalen Ende eines Bogenrückens bzw. Extrados und einem Ende der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Lagers 240 befestigt zu werden, während sie das Lager 240 abstützt.
Des weiteren fügen die Stützelemente 310, die in bzw. an einer inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe 305 bereitgestellt sind, die Stützkraft hinzu, während sie elastisch verformt werden, wenn die Mutterriemenscheibe 305 mit der Kugelmutter 220 in Eingriff kommt bzw. in Eingriff steht, wodurch Vibrationen und Geräusche absorbiert werden, während gleichzeitig das Durchdrehen ohne Traktion der Mutterriemenscheibe 305 verhindert wird.
Die Stützelemente 310 sind in der vorliegenden Erfindung in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform gemäß 3 bis 6 und einer zweiten Ausführungsform gemäß 7 bis 9 implementiert.
Zuerst wird die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, die in 3 bis 6 veranschaulicht ist.
In der ersten Ausführungsform ist das Stützelement 310 aus einem Metallmaterial, einem Kunststoffmaterial, einem Gummimaterial oder dergleichen gebildet. Wie in 4 veranschaulicht ist, kann die Vielzahl von Stützelementen 310 in die Mutterriemenscheibe 305 eingeführt und damit in Eingriff gebracht werden, oder sie kann einstückig mit der Mutterriemenscheibe 305 durch eine Inserttechnik gebildet sein.
Im vorliegenden Fall weist das Stützelement 310 einen Vorsprung 313c auf, der in einer radialen Richtung, d. h. in Richtung auf die innere Mitte der Kugelmutter 220, vorsteht, und weist die Mutterriemenscheibe 305 eine Kopplungsaussparung 305a auf, mit der die Stützelemente 310 in der inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe 305 gekoppelt sind.
Des Weiteren weist das Stützelement 310, wie in 5 und 6 veranschaulicht ist, eine Zylinderform auf, die durch Biegen einer dünnen Platte gebildet ist, die aus einem Metallmaterial, einem Kunststoffmaterial oder einem Gummimaterial hergestellt ist, und ist einstückig mit der Mutterriemenscheibe 305 durch die Inserttechnik gebildet. Das Stützelement 310 kann allgemein ein feststehendes bzw. unbewegliches Teil 311 und ein elastisch verformbares Teil 313 aufweisen.
Das feststehende bzw. unbewegliche Teil 311 ist ein feststehendes Teil, das in die Innenseite der Mutterriemenscheibe 305 eingeführt und einstückig damit durch die Inserttechnik geformt ist, und es unterstützt die elastische Verformung und Wiederherstellung bzw. Rückstellung des elastisch verformbaren Teils 313.
Das elastisch verformbare Teil 313 ist ein Teil, das von der inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe 305 vorsteht und der Mutterriemenscheibe 305 und der Kugelmutter 220 die Stützkraft hinzufügt, während es bei dem Eingriff der Mutterriemenscheibe 305 und der Kugelmutter 220 elastisch verformt wird, wodurch das Durchdrehen ohne Traktion der Mutterriemenscheibe 305 verhindert wird.
In der ersten Ausführungsform, die in 5 und 6 veranschaulicht ist, erstrecken sich beide Seitenkanten 313a jedes der elastisch verformbaren Teile 313, die mit den feststehenden Teilen 311 verbunden sind, in der radialen Richtung und stehen in dieser vor, werden dann in der Umfangsrichtung gebogen und werden dann miteinander verbunden.
Des Weiteren weist das elastisch verformbare Teil 313 einen Vorsprung 313c auf, der an einem Bereich 313b gebildet ist, an dem die Seitenkanten 313a des elastisch verformbaren Teils 313 miteinander verbunden werden, nachdem sie in der Umfangsrichtung gebogen worden sind, wobei der Vorsprung 313c in der radialen Richtung, d. h. in Richtung auf die innere Mitte der Kugelmutter 220, vorsteht.
Demgemäß wird, wenn die Mutterriemenscheibe 305 mit der äußeren umfangsseitigen Seite der Kugelmutter 220 in Eingriff kommt, der Vorsprung 313c des elastisch verformbaren Teils 313 elastisch verformt, wie dies in 6 veranschaulicht ist, und fügt der Kugelmutter 220 und der Mutterriemenscheibe 305 die Stützkraft durch eine elastische Wiederherstellungskraft bzw. Rückstellkraft hinzu, so dass es möglich ist, Vibrationen und Geräusche, die in der Mutterriemenscheibe 305 und der Kugelmutter 220 erzeugt werden, und Vibrationen und Geräusche, die durch die Kugel und den Zahnstangenstab 155 bei der Rotation der Kugelmutter 220 übertragen werden, zu absorbieren und zu dämpfen, während gleichzeitig das Durchdrehen ohne Traktion der Kugelmutter 220 und der Mutterriemenscheibe 305 verhindert wird.
Hier kann ein tiefliegendes Auflageteil 220b in der äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter 220 bereitgestellt sein, durch das das elastisch verformbare Teil 313 abgestützt wird.
Eine zweite Ausführungsform, die in 7 bis 9 veranschaulicht ist, wird nun beschrieben werden.
In der zweiten Ausführungsform ist das Stützelement 310 ebenfalls aus einem Metallmaterial, einem Kunststoffmaterial, einem Gummimaterial, etc. gebildet. Wie in 8 veranschaulicht ist, kann die Vielzahl von Stützelementen 310 individuell in die Mutterriemenscheibe 305 eingeführt sein oder sie kann durch die Inserttechnik einstückig mit der Mutterriemenscheibe 305 ausgebildet sein.
In diesem Fall ist das Stützelement 310 so gebildet, dass es eine gebogene Oberfläche aufweist, die konvex in der radialen Richtung ist, während es nach außen ausgehend von der inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe 305 vorsteht. Die Mutterriemenscheibe 305 weist Kopplungsaussparungen 305a auf, mit denen die Stützelemente 310 in der inneren umfangsseitigen Oberfläche davon gekoppelt sind.
Des Weiteren weist das Stützelement 310 eine Zylinderform auf, die durch Biegen einer dünnen Platte, die aus einem Metallmaterial, einem Kunststoffmaterial oder einem Gummimaterial hergestellt ist, gebildet ist, wie dies in 9 veranschaulicht ist, und ist einstückig mit der Mutterriemenscheibe 305 durch die Inserttechnik gebildet. Das Stützelement 310 kann allgemein das feststehende bzw. unbewegliche Teil 311 und das elastisch verformbare Teil 313 aufweisen.
In diesem Fall ist das elastisch verformbare Teil 313 so gebildet, dass es eine gebogene Oberfläche aufweist, die konvex in der radialen Richtung ist, während es nach außen ausgehend von der inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe 305 vorsteht.
Wie oben beschrieben ist, ist das elastisch verformbare Teil 313 so gebildet, dass es die gebogene Oberfläche aufweist, die konvex in der radialen Richtung ist, so dass das elastisch verformbare Teil 313 der Kugelmutter 220 und der Mutterriemenscheibe 305 die Stützkraft hinzufügt, während es elastisch verformt wird, ähnlich wie der Vorsprung 313c in der ersten Ausführungsform, wodurch Vibrationen und Geräusche, die in der Mutterriemenscheibe 305 und der Kugelmutter 220 erzeugt werden, und Vibrationen und Geräusche, die durch die Kugel und den Zahnstangenstab 155 bei der Rotation der Kugelmutter 220 übertragen werden, absorbiert und gedämpft werden, während gleichzeitig das Durchdrehen ohne Traktion der Kugelmutter 220 und der Mutterriemenscheibe 305 verhindert wird.
In Übereinstimmung mit den oben erwähnten ersten und zweiten Ausführungsformen können die elastisch verformbaren Teile 313 mit einem vorbestimmten Abstand in der umfangsseitigen Richtung in der inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe 305 angeordnet werden, und die mehreren elastisch verformbaren Teile 313 können auch mit einem vorbestimmten Abstand in der Wellenrichtung angeordnet werden.
Die Anzahl an elastisch verformbaren Teilen in Übereinstimmung mit den oben erwähnten ersten und zweiten Ausführungsformen kann entsprechend dem Typ von Fahrzeugen oder einer Größe der Hilfslenkkraft, die in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp gefordert wird, bestimmt bzw. festgelegt werden.
Der Antriebsstrang vom Riementyp in Übereinstimmung mit den oben erwähnten ersten und zweiten Ausführungsformen bildet die elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp zusammen mit dem Drehmomentsensor zum Ausgeben des elektrischen Signals proportional zu dem Lenkdrehmoment, dem ECU zum Erzeugen des Steuersignals auf der Basis des von dem Drehmomentsensor übertragenen elektrischen Signals und dem Motor 165 zum Erzeugen der Hilfslenkkraft auf der Basis des von dem ECU übertragenen Steuersignals.
Dementsprechend verbessert die oben erwähnte vorliegende Erfindung die Kraftübertragungseffizienz und die Haltbarkeit, indem sie das Durchdrehen ohne Traktion der Kugelmutter und der Mutterriemenscheibe infolge des Schlupfes zwischen der Kugelmutter und der Mutterriemenscheibe während des Betriebs des Riemens durch den Motor verhindert, und stellt sie einem Fahrer ein bequemes Lenken bereit, indem sie Vibrationen und Geräusche minimiert, die durch den Zahnstangenstab, die Kugelmutter, die Mutterriemenscheibe, etc. übertragen werden, wenn der Zahnstangenstab gleitet, während sich die Mutterriemenscheibe und die Kugelmuttern drehen.
Auch wenn vorstehend beschrieben worden ist, dass alle Komponenten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine einzige Einheit verbunden oder so gekoppelt sind, dass sie als eine einzige Einheit operativ betrieben werden können, ist die vorliegende Erfindung nicht zwangsläufig auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Das heißt, dass von den Komponenten eine oder mehrere Komponenten selektiv gekoppelt werden kann/können, um als eine oder mehrere Einheiten operativ betrieben zu werden.
Da des Weiteren Begriffe wie etwa ”enthalten”, „umfassen” und „aufweisen” bedeuten, dass eine oder mehrere korrespondierende Komponenten vorhanden sein können – wenn nicht ausdrücklich auf das Gegenteil hingewiesen wird –, sind diese so auszulegen, dass eine oder mehrere andere Komponenten beinhaltet sein können. Sämtliche Terminologien, die eine oder mehrere technische oder wissenschaftliche Terminologien enthalten, haben dieselbe Bedeutung, wie sie Fachleute auf dem Gebiet normalerweise verstehen, sofern sie nicht abweichend definiert werden. Ein normal verwendeter Begriff, wie etwa ein Begriff, der von einem Wörterbuch definiert ist, ist so auszulegen, dass er eine Bedeutung hat, die gleichbedeutend zu der in dem Kontext einer relevanten, einschlägigen Beschreibung ist, und soll nicht in einer idealisierten oder allzu formalen Bedeutung interpretiert werden, außer wenn diese in der vorliegenden Patentspezifikation klar definiert ist.
Obwohl zum Zwecke der Veranschaulichung eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Schutzumfang und dem Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen, wie diese in den anhängenden Patentansprüchen offenbart ist. Daher sollen die in der vorliegenden Erfindung offen gelegten Ausführungsformen den Schutzumfang der technischen Idee der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die Ausführungsform beschränkt. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist auf der Basis der beigefügten Patentansprüche so auszulegen, dass alle technischen Ideen, die in dem Schutzumfang enthalten sind und äquivalent zu den Patentansprüchen sind, zur vorliegenden Erfindung gehören.

Claims

Antriebsstrang vom Riementyp mit: einer Kugelmutter, die mit einem Zahnstangenstab in Eingriff steht und so konfiguriert ist, dass sie den Zahnstangenstab gleitend verschiebt; einer Mutterriemenscheibe, die mit einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter in Eingriff steht und so konfiguriert ist, dass sie eine Antriebskraft eines Riemens überträgt; und Stützelementen, die in einer inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe gebildet sind und so konfiguriert sind, dass sie eine Stützkraft hinzufügen, während sie elastisch verformt werden, wenn die Mutterriemenscheibe mit der Kugelmutter in Eingriff steht.
Antriebsstrang vom Riementyp nach Anspruch 1, wobei das Stützelement in eine innere Seite der Mutterriemenscheibe eingeführt ist und damit gekoppelt ist.
Antriebsstrang vom Riementyp nach Anspruch 2, wobei die Mutterriemenscheibe Kopplungsaussparungen aufweist, mit denen die Stützelemente in der inneren umfangsseitigen Oberfläche davon gekoppelt sind.
Antriebsstrang vom Riementyp nach Anspruch 1, wobei das Stützelement einstückig mit der Mutterriemenscheibe durch ein Formen gebildet ist.
Antriebsstrang vom Riementyp nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Stützelement einen Vorsprung aufweist, der in einer radialen Richtung vorsteht.
Antriebsstrang vom Riementyp nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Stützelement so gebildet ist, dass es eine gebogene Oberfläche hat, die in einer radialen Richtung konvex ist.
Antriebsstrang vom Riementyp nach Anspruch 1, wobei das Stützelement Folgendes aufweist: ein feststehendes Teil, das in die Innenseite der Mutterriemenscheibe eingeführt ist und einstückig daran befestigt ist; und ein elastisch verformbares Teil, das nach außen ausgehend von der inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe vorsteht und elastisch verformt wird.
Antriebsstrang vom Riementyp nach Anspruch 7, wobei sich beide Seitenkanten, die mit den feststehenden Teilen verbunden sind, in einer radialen Richtung erstrecken, dann in einer Umfangsrichtung gebogen werden und dann miteinander verbunden werden, um so das elastisch verformbare Teil zu bilden.
Antriebsstrang vom Riementyp nach Anspruch 8, wobei das elastisch verformbare Teil einen Vorsprung aufweist, der in einem Bereich gebildet ist, in dem die Seitenkanten des elastisch verformbaren Teils miteinander verbunden werden, nachdem sie in der Umfangsrichtung gebogen worden sind, wobei der Vorsprung in der radialen Richtung vorsteht.
Antriebsstrang vom Riementyp nach Anspruch 7, wobei das elastisch verformbare Teil so gebildet ist, dass es eine gebogene Oberfläche aufweist, die in einer radialen Richtung konvex ist.
Antriebsstrang vom Riementyp nach Anspruch 7, wobei das Stützelement einstückig mit der Mutterriemenscheibe durch ein Formen gebildet ist.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung vom Zahnstangenunterstützungstyp mit: einem Drehmomentsensor zum Ausgeben eines elektrischen Signals proportional zu dem Lenkdrehmoment; einem elektronischen Steuergerät (ECU) zum Erzeugen eines Steuersignals auf der Basis des von dem Drehmomentsensor übertragenen elektrischen Signals; einem Motor zum Erzeugen einer Hilfslenkkraft auf der Basis des von dem ECU übertragenen Steuersignals; und einem Antriebsstrang vom Riementyp zum Übertragen einer in dem Motor erzeugten Hilfskraft zu einem Zahnstangenstab, wobei der Antriebsstrang vom Riementyp Folgendes aufweist: eine Kugelmutter, die mit dem Zahnstangenstab in Eingriff steht und so konfiguriert ist, dass sie den Zahnstangenstab gleitend verschiebt; eine Mutterriemenscheibe, die mit einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kugelmutter in Eingriff steht und so konfiguriert ist, dass sie eine Antriebskraft eines Riemens überträgt; und Stützelemente, die in einer inneren umfangsseitigen Oberfläche der Mutterriemenscheibe gebildet sind und so konfiguriert sind, dass sie eine Stützkraft hinzufügen, während sie elastisch verformt werden, wenn die Mutterriemenscheibe mit der Kugelmutter in Eingriff steht.