DE10304189B4 - Elektrische Servolenkvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkvorrichtung bzw. hilfskraftunterstützte Lenkvorrichtung, die eine Lenkhilfskraft mittels eines elektrischen Motors erzeugt.
- BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
- Bei einer elektrischen Servolenkvorrichtung vom Typ mit Hilfskraftunterstützung über eine Zahnstange wird die Drehung eines elektrischen Motors über einen Riemenscheiben/Riemenmechanismus bzw. ein Umschlingungsgetriebe verringert bzw. untersetzt und wird dann über einen Kugelumlaufspindelmechanismus in eine Axialbewegung der Zahnstange umgesetzt, der die Zahnstange umgibt (siehe beispielsweise
JP H04-28583 B2 - Bei diesem Beispiel ist ein Riemen in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem elektrischen Motor und der Zahnstange angeordnet. Demgemäß werden Stoßlasten und Vibrationen von der Zahnstange nicht auf den elektrischen Motor übertragen.
- In dem Riemen können jedoch Vibrationen erzeugt werden, und zwar auf Grund von Fluktuationen der Spannung des Riemens, und diese werden übertragen auf ein Gehäuse, so dass sie sich als Rauschen bzw. Störgeräusch in einem Fahrzeugraum ausbreiten.
- Aus der
WO 01/15959 A1 - Aus der
US 6,030,305 A ist eine halbautomatische Spannvorrichtung für ein Riemenantriebssystem bekannt mit einer ersten und einer zweiten Antriebsscheibe und einem Riemen, der um die erste und zweite Antriebsscheibe herum angeordnet ist, einer Schraube, die sich zwischen der ersten und der zweiten Antriebsscheibe erstreckt und Mitteln zum Anlegen einer Spannkraft an den Riemen. - Aus der
US 4,568,318 A ist eine Riemenspannvorrichtung für Riemen/Scheiben-Antriebssysteme bekannt, bei dem Antriebsscheiben exzentrisch an zwei parallel versetzenden Wellen gelagert sind, wobei der Abstand zwischen den Wellen vergrößert und verkleinert werden kann, um die Spannung des Riemens zu variieren. - Aus der
DE 690 27 943 T2 ist eine Steuervorrichtung insbesondere ein Lenkrad für Video-Fahrzeugsimulatoren mit realistischen Reaktionskräften bekannt. - Aus der
DE 37 11 099 A1 ist eine elektrische Servolenkanlage für Fahrzeuge bekannt mit einer Steuereinrichtung, die einen Gleichstrommotor steuert, der im Betriebszustand ein unterstützendes Hilfsmoment an eine Lenkwelle in Abhängigkeit von einem Lenkmoment liefert, das auf die Lenkwelle einwirkt. Die Steuereinrichtung enthält eine Steuersignalerzeugungsschaltung, die ein impulsweitenmoduliertes Signal zur Steuerung des Motors in Abhängigkeit von dem Lenkmoment erzeugt und eine Motortreiberschaltung, die das impulsweitenmodulierte Signal empfängt und eine Ein-Aus-Spannung an den Motor anlegt. - ERLÄUTERUNGEN DER ERFINDUNG
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Servolenkvorrichtung anzugeben, die Vibrationen und Störgeräusche verringern kann.
- Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkvorrichtung mit einem elektrischen Motor zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft. Die Vorrichtung weist ein erstes und ein zweites Gehäuse auf. Die Vorrichtung weist ferner einen Drehzahl vermindernden Mechanismus auf, zum Verringern bzw. Untersetzen der Rotation einer drehbaren Welle des elektrischen Motors, sowie einen Wandelmechanismus zum Umwandeln der Ausgangsrotation des Drehzahl vermindernden Mechanismus in eine Axialbewegung der Lenkstange, die sich in Richtung zur rechten und linken Seite eines Fahrzeugs erstreckt. Der Drehzahl vermindernde Mechanismus beinhaltet eine Eingangsriemenscheibe, die von dem elektrischen Motor angetrieben wird, eine Ausgangsriemenscheibe, die so angeordnet ist, dass sie die Lenkstange umgibt, einen Riemen zum Verbinden der Eingangsriemenscheibe und der Ausgangsriemenscheibe sowie einen Spannungseinstellmechanismus zum Einstellen der Spannung des Riemens. Das erste Gehäuse beinhaltet die Eingangsriemenscheibe und das zweite Gehäuse beinhaltet die Ausgangsriemenscheibe, den drehzahlvermindernden Mechanismus und die Lenkstange. Das erste Gehäuse weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und ist mit einem Paar Montageflanschen ausgebildet, so dass sich im Querschnitt annähernd eine Omega-Form ergibt. Das zweite Gehäuse weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und ist mit einem Paar Montageflanschen ausgebildet, die den jeweiligen Montageflanschen des ersten Gehäuses gegenüberliegen. Die Montageflansche in dem ersten Gehäuse und die Montageflansche in dem zweiten Gehäuse sind miteinander verbunden.
- Erfindungsgemäß wird die Spannung des Riemens geeignet eingestellt, wodurch es ermöglicht wird, einen verschlechterten Betrieb und die Erzeugung von Störgeräuschen zu verhindern, die durch zu viel Schlaffheit des Riemens hervorgerufen werden.
- Der Spannungseinstellmechanismus kann einen Mittenentfernungs-Veränderungsmechanismus aufweisen, zum Verändern einer Mittenentfernung bzw. Entfernung von Mitte zu Mitte zwischen der Eingangsriemenscheibe und der Ausgangsriemenscheibe. Der Spannungseinstellmechanismus kann ein fest stehendes Glied, ein bewegliches Glied, eine Spannriemenscheibe, die an dem beweglichen Glied gelagert ist, so dass sie mit dem Riemen drehbar ist und an diesem angreift, sowie Andruckmittel aufweisen, zum Andrücken der Spannriemenscheibe über das bewegliche Glied in jene Richtung, in der Spannung auf den Riemen aufgebracht wird bzw. dieser gespannt wird.
- Es ist bevorzugt, wenn eine Lagerwelle der Eingangsriemenscheibe elastisch an einem Gehäuse gelagert ist.
- Es ist ferner bevorzugt, wenn jeweils ein Paar von Eingangsriemenscheiben, ein Paar von Ausgangsriemenscheiben und ein Paar von Riemen vorgesehen sind und wenn jene Eingangsriemenscheiben und jene Ausgangsriemenscheiben, die einander entsprechen, miteinander über einen entsprechenden Riemen verbunden sind.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
1 ist eine schematische Ansicht, die die schematische Konfiguration einer elektrischen Servolenkvorrichtung zeigt; -
2 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; -
3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III, die in2 gezeigt ist; -
4 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
5 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
6 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
7 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII, die in7 gezeigt ist; -
9 ist eine Querschnittsansicht, die eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; -
10 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
11 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XI-XI, die in10 gezeigt ist; -
12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer Eingangsriemenscheibe und eines Riemens der siebten Ausführungsform; -
13 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
14 ist eine vergrößerte Ansicht einer Lagerstruktur einer Eingangsriemenscheibe und einer Eingangswelle der achten Ausführungsform; -
15 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
16 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer Eingangsriemenscheibe und eines Riemens der neunten Ausführungsform; -
17 ist eine schematische Ansicht, die eine Phasenverschiebung zwischen einem Paar von Eingangsriemenscheiben der neunten Ausführungsform zeigt; und -
18 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
- Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
-
1 ist eine schematische Ansicht, die die schematische Konfiguration einer elektrischen Servolenkvorrichtung zeigt. In1 weist eine elektrische Servolenkvorrichtung1 eine Lenkwelle3 , die mit einem Lenkrad2 , das als ein Lenkglied dient, verbunden ist, und eine Zahnstange6 auf, die als eine Lenkstange dient, mit einem Ritzel4 , das an einem vorderen Ende der Lenkwelle3 vorgesehen ist, und einer Zahnstangenverzahnung5 , die mit dem Ritzel4 in Eingriff steht und sich zur rechten bzw. linken Seite eines Fahrzeugs erstreckt. - An beiden Enden der Zahnstange
6 ist jeweils eine Gelenkstange bzw. Spurstange7 angekoppelt. Jede der Spurstangen7 ist mit einem entsprechenden Rad8 über einen entsprechenden Kniehebel (nicht gezeigt) verbunden. Wenn das Lenkrad2 betätigt wird, so dass die Lenkwelle3 gedreht wird, wird diese Drehung in die Linearbewegung der Zahnstange6 zur rechten bzw. linken Seite des Fahrzeugs mittels des Ritzels4 und der Zahnstangenverzahnung5 umgesetzt. Demzufolge wird das Einlenken der Räder8 erzielt. - Die Lenkwelle
3 ist in eine Eingangswelle9 , die mit dem Lenkrad2 verbunden ist, und eine Ausgangswelle10 unterteilt, die mit dem Ritzel4 verbunden ist. Die Eingangs- und die Ausgangswelle9 ,10 sind koaxial miteinander über einen Torsionsstab11 verbunden. - Es ist ein Drehmomentsensor
12 vorgesehen, zum Erfassen eines Lenkdrehmomentes mittels des Versatzbetrages der relativen Rotation zwischen der Eingangswelle9 und der Ausgangswelle10 , wobei die relative Rotation über den Torsionsstab11 erzielt wird. Die Ergebnisse der Erfassung des Drehmomentes durch den Drehmomentsensor12 werden in einen Steuerabschnitt13 gegeben. In dem Steuerabschnitt13 wird eine Spannung, die zum Unterstützen eines Lenkvorganges von einem Fahrer14 an einen elektrischen Motor15 angelegt wird, auf der Grundlage der Ergebnisse der Erfassung des Drehmomentes, der Ergebnisse der Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit etc. gesteuert. Die Rotation einer drehbaren Welle16 (siehe2 ) des elektrischen Motors15 wird verringert bzw. untersetzt mittels eines Drehzahl vermindernden Mechanismus17 , der einen Riemenscheiben/Riemen-Mechanismus bzw. ein Riemengetriebe aufweist. Die Ausgangsrotation des Drehzahl vermindernden Mechanismus17 wird in die Axialbewegung der Zahnstange6 umgesetzt, und zwar über einen Wandelmechanismus18 , so dass der Lenkvorgang unterstützt wird. Die elektrische Servolenkvorrichtung1 ist von einem sogenannten Zahnstangen-Unterstützungstyp. -
2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils der elektrischen Servolenkvorrichtung1 , und3 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III, die in2 gezeigt ist gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. - Gemäß den
2 und3 ist ein Motorgehäuse20 des elektrischen Motors15 an einem zweiten Gehäuse19 über ein erstes Gehäuse21 festgelegt. Der elektrische Motor15 ist Seite an Seite mit dem zweiten Gehäuse19 vorgesehen. Das erste Gehäuse21 beinhaltet eine Eingangsriemenscheibe28 des Geschwindigkeit vermindernden Mechanismus17 , die später beschrieben wird. Das zweite Gehäuse19 funktioniert als ein Zahnstangengehäuse, das die Zahnstange6 aufnimmt. - Das erste Gehäuse
21 hat insgesamt eine zylindrische Form und ist mit Montageflanschen22 versehen, die als ein Paar gegenüberliegender Abschnitte dienen, so dass sich im Querschnitt angenähert eine Ω-Form ergibt. Das zweite Gehäuse19 weist Montageflansche23 auf, die als gegenüberliegende Abschnitte ausgebildet sind, die den jeweiligen Montageflanschen22 des ersten Gehäuses21 gegenüberliegen. Beide Montageflansche22 und23 sind mittels einer Schraube25 aneinander festgelegt, und zwar in einem Zustand, bei dem ein Abstandselement24 , wie eine Unterlegplatte, zwischen den Montageflanschen22 und23 angeordnet ist. Die Schraube25 ist beispielsweise über ein Schraubendurchführungsloch22a des Montageflansches22 eingeführt und in eine Gewindebohrung23a des Montageflansches23 geschraubt. - Die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung bzw. Distanz zwischen dem ersten Gehäuse
21 und dem zweiten Gehäuse19 eingestellt ist durch Einstellen bzw. Verändern der Dicke des Abstandselementes24 , wodurch die Entfernung zwischen Mittenachsen28a und29a der Eingangs- und der Ausgangsriemenscheibe28 und29 (ein Mittenabstand D) eingestellt wird, wie nachstehend beschrieben wird, wodurch die Einstellung der Spannung eines Riemens30 erzielt wird. Das heißt, ein Glied zum Verändern des Mittenabstandes, das als ein Spannungseinstellungsglied dient, ist durch das Abstandselement24 gebildet. - Der Drehzahl vermindernde Mechanismus
17 weist eine Eingangswelle17 auf, die koaxial mit der drehbaren Welle16 des elektrischen Motors15 verbunden ist, und zwar über eine Drehverbindung26 , beispielsweise unter Verwendung einer Keilwellenverzahnung31a , weist ferner eine Eingangsriemenscheibe28 auf, die einen kleinen Durchmesser besitzt und vorgesehen ist, so dass sie mit einem in axialer Richtung der Eingangswelle27 mittleren Abschnitt einstückig drehbar ist, weist eine Ausgangsriemenscheibe29 auf, die einen großen Durchmesser besitzt und in Zuordnung zu der Zahnstange6 angeordnet ist, die als eine Lenkstange dient und hiervon umschlossen ist, und weist einen Riemen30 auf, der um die Eingangs- und die Ausgangsriemenscheibe28 ,29 geschlungen ist. Der Riemen30 besteht beispielsweise aus einem Zahnriemen (Kammriemen bzw. schräggestellter Riemen), und die Eingangsriemenscheibe28 ist als eine Zahnriemenscheibe konstruiert, die Zähne aufweist, die in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der Zahnriemenscheibe28 um den Außenumfang der Eingangswelle27 herum ausgebildet ist und mit dem Zahnriemen in Eingriff steht. Als die Ausgangsriemenscheibe29 wird in ähnlicher Weise eine Zahnriemenscheibe verwendet. - Die Eingangswelle
27 weist ein erstes und ein zweites Ende31 ,32 auf, und das erste und das zweite Ende31 und32 sind drehbar gelagert, und zwar über jeweilige Lager33 bzw.34 in Lagerlöchern35 und36 in dem ersten Gehäuse21 . - Das erste Ende
31 der Eingangswelle27 ist über die Kupplungsverbindung26 drehfest mit der drehbaren Welle16 des elektrischen Motors15 verbunden. - Das erste Gehäuse
21 weist ein Verbindungsgehäuse37 , das mit dem Motorgehäuse20 verbunden ist, um einen Abschnitt abzudecken, von dem die drehbare Welle16 aus dem Motorgehäuse20 vorsteht, und ein Gehäuse für den Drehzahl vermindernden Mechanismus (im folgenden kurz „Mechanismusgehäuse”)39 zum Definieren einer Aufnahmekammer38 auf, die einen Hauptteil des Drehzahl vermindernden Mechanismus17 aufnimmt, und zwar zusammen mit dem Verbindungsgehäuse37 . - Das Verbindungsgehäuse
37 weist eine zylindrische Form auf und nimmt die oben genannte Kupplungsverbindung26 auf. Das Verbindungsgehäuse37 weist eine Umfangswand40 und eine Endwand41 auf, und die Endwand41 ist mit dem oben genannten Lagerloch bzw. der Lagerbohrung35 versehen. - Das Mechanismusgehäuse
39 weist eine Umfangswand42 auf, die fluiddicht an die Umfangswand40 des Verbindungsgehäuses40 angepasst ist, und weist eine Endwand43 auf. Die Endwand43 ist mit der oben genannten Lagerbohrung36 versehen. Die Eingangsriemenscheibe28 ist in der Aufnahmekammer38 aufgenommen, die durch das Verbindungsgehäuse37 und das Mechanismusgehäuse39 definiert ist. Die oben genannten Montageflansche22 sind sowohl an dem Verbindungsgehäuse22 als auch an dem Mechanismusgehäuse39 vorgesehen. - Mittels des Wandelmechanismus
18 lässt sich eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umwandeln, und zwar beispielsweise unter Verwendung eines Kugelumlaufspindelmechanismus oder eines Lagerschraubenmechanismus (sieheJP-A-2000-46136 18 beinhaltet eine Kugelmutter44 , die als ein Drehkörper dient, der die Zahnstange6 umgibt. - Die Kugelmutter
44 ist auf eine Kugelumlaufnut6a geschraubt, die zur Hälfte durch die Zahnstange6 gebildet ist, und zwar über Kugeln45 , wodurch der Wandelmechanismus18 gebildet wird. Die Kugelmutter44 ist an dem Zahnstangengehäuse19 so gelagert, dass sie mittels eines Lagers46 drehbar ist. Ferner ist die oben genannte Ausgangsriemenscheibe29 an den Außenumfang47 der Kugelmutter44 angepasst bzw. daran festgelegt, so dass sie einstückig mit dieser drehbar ist. Genauer gesagt ist die Ausgangsriemenscheibe29 an der Kugelmutter44 festgelegt, indem die Ausgangsriemenscheibe29 zwischen einer Stufe48 , die an dem Außenumfang47 der Kugelmutter44 ausgebildet ist, und einer Befestigungsschraube50 gehalten ist, die auf ein Gewinde49 an dem Außenumfang47 geschraubt ist. - Gemäß der vorliegenden Ausführungsform lässt sich die Distanz bzw. der Abstand zwischen den Mittenachsen
28a und29a der Eingangs- bzw. Ausgangsriemenscheibe28 ,29 (der Mittenabstand D) leicht und kostengünstig einstellen, indem die Dicke des Abstandselementes24 eingestellt wird, das als ein Glied zum Verändern des Mittenabstandes dient und als eine Unterlegplatte oder ähnliches ausgebildet ist. Ferner lässt sich die Spannung des Riemens30 leicht und kostengünstig einstellen, und ein verschlechterter Betrieb und die Erzeugung von Störgeräuschen betreffend den Riemen30 lassen sich verhindern. - Zweite Ausführungsform
-
4 stellt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Ausführungsform der4 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform, die in3 gezeigt ist, dadurch, dass das Abstandselement24 nicht vorhanden ist, und dadurch, dass ein erstes Gehäuse21 zum Halten einer Eingangsriemenscheibe28 und ein Zahnstangengehäuse19 , das als ein zweites Gehäuse zum Halten einer Ausgangsriemenscheibe29 über ein Lager46 und einer Zahnstange6 dient, relativ zueinander in lateraler Richtung X entlang ihrer Montageflansche22 und23 verschoben werden, um einen Mittenabstand D zwischen den Mittenachsen28a und29a der Eingangs- bzw. Ausgangsriemenscheibe28a ,29a einzustellen. Die laterale Richtung X ist eine Richtung etwa senkrecht zu einer Ebene P, die die Mittenachsen28a und29a aufweist. - Um das oben Genannte zu ermöglichen, ist ein Schraubendurchführungsloch
22b des Montageflansches22 als Schlitz entlang der lateralen Richtung X ausgebildet, um den relativen Verschiebevorgang zwischen den Gehäusen19 und21 in lateraler Richtung X mittels des Schraubendurchführungsloches22b zu führen, das aus dem Schlitz besteht. Die zweite Ausführungsform ist gleich der ersten Ausführungsform, die in3 gezeigt ist, dahingehend, dass eine Gewindebohrung23a in dem Montageflansch23 ausgebildet ist, in die eine Schraube25 geschraubt wird. Die Montageflansche22 und23 , die als gegenüberliegende Abschnitte dienen, die miteinander in Kontakt gebracht werden, die Schraube25 und das Schraubendurchführungsloch22b , das aus dem Schlitz besteht, bilden einen Führungsmechanismus G1, der als ein Mechanismus zum Verändern des Mittenabstandes dient. - Bei der zweiten Ausführungsform werden die beiden Gehäuse
21 und19 in der lateralen Richtung X relativ zueinander verschoben, wodurch es möglich gemacht wird, die Spannung des Riemens30 leicht und zu geringen Kosten einzustellen, während Raum eingespart wird. - Dritte Ausführungsform
-
5 stellt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die dritte Ausführungsform gemäß5 unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform, die in4 gezeigt ist, dahingehend, dass bei der zweiten Ausführungsform, die in4 gezeigt ist, die beiden Gehäuse21 und19 relativ zueinander entlang einer lateralen Richtung X verschoben werden, wohingegen bei der vorliegenden Ausführungsform ein Zahnstangengehäuse19 und ein Verbindungsgehäuse37A relativ zueinander entlang einer Longitudinalrichtung Y verschoben werden, um den Mittenabstand D einzustellen, und es ist eine einzelne Steuerschraube51 vorgesehen, um das Zahnstangengehäuse19 und das Verbindungsgehäuse37A entlang der Längsrichtung bzw. Longitudinalrichtung Y relativ zueinander zu verschieben. Die Longitudinalrichtung Y ist eine Richtung etwa senkrecht sowohl zu der Mittenachse28a als auch der Mittenachse29a . - Genauer gesagt ist ein geführter Abschnitt
52 vorgesehen, der aus einem äußeren ringförmigen Flansch an der Umfangswand40 des Verbindungsgehäuses37A besteht, und es ist ein verlängerter Abschnitt53 vorgesehen, der sich von einer Endwand41 des Verbindungsgehäuses37A parallel zu einer Eingangswelle27 erstreckt. Ferner ist eine Endwand54 parallel zu einer Endwand43 des Mechanismusgehäuses39A vorgesehen, so dass sie sich von einem vorderen Ende des verlängerten Abschnittes53 erstreckt, und an der Endwand54 ist ein zylindrischer Abschnitt55 gebildet, der von dieser stufenartig vorsteht. Eine Endfläche des zylindrischen Abschnittes55 bildet einen geführten Abschnitt56 . Ein zweites Ende32 der Eingangswelle27 ist so gelagert, dass es über ein Lager34 an einer inneren Umfangsfläche55a des zylindrischen Abschnittes55 drehbar ist. - Andererseits ist das Mechanismusgehäuse
39A einstückig als ein Teil des Zahnstangengehäuses19 ausgebildet, und ein Führungsabschnitt57 ist an dem Zahnstangengehäuse19 und dem Mechanismusgehäuse39A gebildet. Ferner ist ein Führungsabschnitt58 , der beispielsweise aus einer Ausnehmung besteht, die zum Führen des geführten Abschnittes56 dient, in der Endwand43 des Mechanismusgehäuses39A gebildet. Die geführten Abschnitte52 und56 und die Führungsabschnitte57 und58 bilden einen Führungsmechanismus G2. Die Steuerschraube51 wird über ein Schraubendurchführungsloch59 einer Umfangswand42 des Mechanismusgehäuses39A eingeführt und wird in eine Gewindebohrung60 des verlängerten Abschnittes53 des Verbindungsgehäuses37A geschraubt. Der Führungsmechanismus G2 und die Steuerschraube51 bilden einen Mechanismus zum Verändern des Mittenabstandes. - Gemäß der vorliegenden Ausführungsform lässt sich die Spannung eines Riemens
30 leicht und mit hoher Präzision einstellen, indem man ein Drehmoment zum Festziehen der Steuerschraube51 einstellt, und ein verschlechterter Betrieb und das Erzeugen von Störgeräuschen betreffend den Riemen30 lassen sich verhindern. - Vierte Ausführungsform
-
6 stellt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Ausführungsform der6 unterscheidet sich von der in5 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass bei der Ausführungsform der5 zur Erhöhung der Spannung des Riemens30 der Mittenabstand D vergrößert wird durch Heranziehen des Verbindungsgehäuses37A zum Halten einer Eingangsriemenscheibe28 und des Motorgehäuses20 , bei Betätigung der einzelnen Steuerschraube51 , wohingegen bei der vorliegenden Ausführungsform zur Erhöhung der Spannung des Riemens30 der Mittenabstand D vergrößert wird durch Drücken eines Verbindungsgehäuses37B zum Lagern eines ersten Endes31 einer Eingangswelle27 und eines Lagergehäuses61 zum Lagern eines zweiten Endes32 der Eingangswelle27 , und zwar entlang einer Longitudinalrichtung Y, bei Betätigung eines Paares von Steuerschrauben51a und51b , die zu beiden Seiten eines dazwischen angeordneten Riemens30 angeordnet sind. - Das Verbindungsgehäuse
37B weist einen Abschnitt62 mit verringertem Durchmesser und einen Abschnitt63 mit großem Durchmesser auf, der näher an dem vorderen Ende des Verbindungsgehäuses37B angeordnet ist als der Abschnitt62 mit verringertem Durchmesser, um das erste Ende31 der Eingangswelle27 mittels des Abschnittes63 mit großem Durchmesser über ein Lager33 zu lagern. Der Abschnitt63 mit großem Durchmesser weist einen geführten Abschnitt64 auf, der aus einem Paar von ringförmigen Flanschen besteht. - Das Lagergehäuse
61 hat die Form eines Zylinders mit einem Boden, um das zweite Ende32 der Eingangswelle27 über ein Lager34 zu lagern. Der Boden des Lagergehäuses61 und die ringförmigen Flansche bilden ein Paar geführter Abschnitte65 . - Zum anderen ist an einem Zahnstangengehäuse
19 ein Mechanismusgehäuse39B einstückig ausgebildet und weist ein Paar von Halteabschnitten66 und67 auf, die im Querschnitt die Form einer Nut besitzen, um das Verbindungsgehäuse37B bzw. das Lagergehäuse61 zu halten. Ein Paar gegenüberliegender Wände der Halteabschnitte66 und67 bilden Führungsabschnitte68 und69 zum jeweiligen Führen der geführten Abschnitte64 und65 . Die geführten Abschnitte64 und65 und die Führungsabschnitte68 und69 zum Führen der geführten Abschnitte64 und65 bilden einen Führungsmechanismus G3, und der Führungsmechanismus G3 und das Paar von Steuerschrauben51a und51b bilden einen Mechanismus A2 zum Einstellen eines Mittenabstandes, wobei der Mechanismus A2 als ein Spannungseinstellmechanismus dient. - Das Paar von Steuerschrauben
51a und51b wird in Gewindebohrungen70 geschraubt, die an den jeweiligen Halteabschnitten66 und67 ausgebildet sind, so dass ihre vorderen Enden gegen den Abschnitt63 mit großem Durchmesser des Verbindungsgehäuses37B bzw. an einer äußeren Umfangsfläche des Lagergehäuses61 anstoßen. - Gemäß der vorliegenden Ausführungsform lassen sich die Eingangswelle
27 und eine Eingangsriemenscheibe28 mit hoher Präzision parallel zu einer Mittenachse29a einer Ausgangsriemenscheibe29 bewegen, und zwar mittels des Paares von Steuerschrauben51a und51b auf beiden Seiten des Riemens30 , der dazwischen angeordnet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform lässt sich der Mittenabstand D einstellen durch Drücken des Verbindungsgehäuses37B und des Lagergehäuses61 nach oben in6 , und zwar mittels des Paares von Steuerschrauben51a und51b . - Fünfte Ausführungsform
- Die
7 und8 stellen eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß den7 und8 ist die vorliegende Ausführungsform durch folgendes gekennzeichnet. Das heißt, ein fest stehendes Gehäuse39C , das als ein Mechanismusgehäuse dient, das einstückig an einem Zahnstangengehäuse19 ausgebildet ist, ist mit einem kreisförmigen Loch71 versehen. Ein bewegliches Gehäuse72 , das sich einstückig von einem Motorgehäuse20 eines elektrischen Motors15 erstreckt, weist einen kreisförmigen radial äußeren Abschnitt73 auf, der in das kreisförmige Loch71 eingepasst ist, so dass er darin drehbar ist. Ferner weist das bewegliche Gehäuse72 ein exzentrisches Loch74 zum jeweiligen Lagern des ersten und des zweiten Endes31 und32 einer Eingangswelle27 auf, so dass diese mittels der Lager33 und34 drehbar gelagert ist. Die Mitte74a des exzentrischen Loches74 ist gegenüber der Mitte73a des kreisförmigen radial äußeren Abschnittes73 des beweglichen Gehäuses72 (entsprechend der Mitte71a des kreisförmigen Loches71 ) exzentrisch angeordnet. - Es wird ein Mechanismus A3 zum Einstellen des Mittenabstandes aufgebaut, der als ein Spannungseinstellmechanismus dient, und zwar mit dem kreisförmigen Loch
71 , dem beweglichen Gehäuse72 und dem exzentrischen Loch74 . Ferner ist einer der Flansche75 und76 , mit denen das fest stehende Gehäuse39C und das bewegliche Gehäuse72 aneinander stoßen, mit einer Gewindebohrung77 ausgestattet, und der andere Flansch ist mit einem Schraubendurchführungsloch78 ausgestattet, das eine Kreisbogenform aufweist. Eine fest stehende Schraube79 , die in das kreisbogenförmige Schraubendurchführungsloch78 eingeführt ist, wird in die Gewindebohrung77 geschraubt, um die Flansche75 und76 an den Gehäusen39C und72 aneinander festzulegen, derart, dass die Drehposition einstellbar ist. - Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Mittenabstand D zwischen einer Mittenachse
28a einer Eingangsriemenscheibe28 und einer Mittenachse29a einer Ausgangsriemenscheibe29 lediglich durch Drehen des beweglichen Gehäuses72 eingestellt, zusammen mit dem Motorgehäuse20 des elektrischen Motors15 , um die Mittenachse28a weiter von der Mittenachse29a weg zu bewegen, so dass es möglich wird, die Spannung des Riemens30 einzustellen. Das bewegliche Gehäuse72 und das Motorgehäuse20 können auch separat voneinander konstruiert sein. - Sechste Ausführungsform
-
9 stellt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß9 unterscheidet sich ein Mechanismus A4 zum Einstellen des Mittenabstandes der vorliegenden Ausführungsform von dem Mechanismus A3 zum Einstellen des Mittenabstandes der in6 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass das Paar von Steuerschrauben51a und51b durch ein Paar von elastischen Elementen80 und81 ersetzt ist, die beispielsweise jeweils aus einer Schraubendruckfeder aufgebaut sind. - Bei der sechsten Ausführungsform werden ein Verbindungsgehäuse
37B und ein Lagergehäuse61 zum jeweiligen Lagern eines ersten und eines zweiten Endes31 und32 einer Eingangswelle27 durch die elastischen Elemente80 und81 entlang einer Longitudinalrichtung Y elastisch gegeneinander gedrückt, so dass es möglich ist, die Spannung eines Riemens30 automatisch einzustellen, und zwar auf einen geeigneten Wert für eine lange Zeit. - Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen eingeschränkt. Beispielsweise können bei jeder der genannten Ausführungsformen die Eingangs- und die Ausgangsriemenscheibe
28 und29 aus einem Kunstharz gebildet sein, wie einem Polyacetalharz, um Stöße (Erregungskräfte) zu reduzieren, die verursacht werden durch den Eingriff mit dem Riemen30 , um weiterhin Rauschen zu verringern. - Siebte Ausführungsform
- Die
10 ,11 und12 stellen eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. - Obgleich gemäß
10 eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform eine nahezu ähnliche Konfiguration hat wie die in2 gezeigte elektrische Servolenkvorrichtung, unterscheidet sie sich von dieser dadurch, dass das Abstandselement24 weggelassen ist. In10 sind gleiche Komponenten wie jene der in2 gezeigten Ausführungsform mit denselben Bezugsziffern versehen, und deren Beschreibung wird hier nicht noch einmal wiederholt. - Gemäß
11 ist eine Spanneinrichtung T zum Einstellen der Spannung eines Riemens30 vorgesehen. Die Spanneinrichtung T weist eine Spannriemenscheibe82 auf, um eine durchhängende Seite bzw. ein loses Trumm L des Riemens30 zu einer Spannungsseite bzw. einem Spanntrumm H hin zu drücken. Die Spannriemenscheibe82 ist an einem Ende eines Schwenkarmes83 gelagert, der als ein bewegliches Glied dient, und zwar so, dass sie daran über eine Lagerwelle84 drehbar ist. Das andere Ende des Schwenkarmes83 ist an einem Lagerhalter85 gelagert, der als ein fest stehendes Element dient, das an einem Mechanismusgehäuse39 festgelegt ist, und zwar über eine Lagerwelle86 . - Der Schwenkarm
83 wird gedreht bzw. verschwenkt und in jene Richtung gedrückt, in der Spannung auf den Riemen30 aufgebracht werden kann (in11 in Richtung gegen den Uhrzeigersinn), und zwar mittels eines Andruckelementes87 , das beispielsweise aus einer Schraubentorsionsfeder besteht. Das Andruckelement87 kann beispielsweise auch eine Torsionsfeder verwenden, die um die Lagerwelle86 gewunden ist, wie schematisch in11 dargestellt. Durch die Funktion der Spanneinrichtung T wird ein Riemenumschlingungsbereich R an der Eingangsriemenscheibe28 mit kleinem Durchmesser verlängert bzw. vergrößert. - Der Riemen
30 besteht beispielsweise aus einem Zahnriemen (Kammriemen), wie es in12 gezeigt ist, und die Eingangsriemenscheibe28 ist als eine Zahnriemenscheibe mit Zähnen88 aufgebaut, die gleichmäßig beabstandet um den äußeren Umfang der Eingangswelle27 herum ausgebildet sind und an dem Zahnriemen angreifen. In ähnlicher Weise wird als Ausgangsriemenscheibe29 eine Zahnriemenscheibe mit großem Durchmesser verwendet. In12 gibt „PCD” den Wälzkreisdurchmesser der Eingangsriemenscheibe28 mit kleinem Durchmesser an. - Gemäß der siebten Ausführungsform erweitert sich der Riemenumschlingungsbereich R an der Eingangsriemenscheibe
28 mit kleinem Durchmesser durch An- bzw. Eindrücken der durchhängenden Seite L bzw. des losen Trumms L des Riemens30 in Richtung hin zu der Spannungsseite H, und zwar mittels der Spannriemenscheibe82 . Selbst wenn eine Riemenscheibe28 kleiner Größe als Eingangsriemenscheibe28 verwendet wird, um ein hohes Untersetzungsverhältnis zu gewährleisten, kann daher dennoch eine stabile Drehmomentübertragung erzielt werden, und die Dauerhaltbarkeit kann verbessert werden. Durch Erzielen des hohen Untersetzungsverhältnisses ist es möglich, einen elektrischen Motor mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment zu verwenden und somit gleichfalls zur Kostenreduktion beizutragen. - Insbesondere dann, wenn eine Zahnriemenscheibe, die an dem aus dem Kammriemen bestehenden Riemen
30 angreift, als die Eingangsriemenscheibe28 mit kleinem Durchmesser verwendet wird, wie in der vorliegenden Ausführungsform, kann die Anzahl der Zähne88 der Eingangsriemenscheibe28 mit kleinem Durchmesser, die an dem Riemen30 angreifen, gesteigert werden, wodurch es ermöglicht wird, die Wirkung der Verbesserung der Dauerhaltbarkeit zu steigern. - Wenn der Wälzkreisdurchmesser PCD der Eingangsriemenscheibe
28 (siehe12 ) innerhalb eines Bereiches von 12 bis 30 mm liegt, ist es bevorzugt, dass ein Mittenwinkel entsprechend dem Riemenumschlingungsbereich R an der Eingangsriemenscheibe28 im Bereich von 135 bis 210 Grad liegt. Demzufolge ist es möglich, einen hinreichenden Riemenumschlingungsbetrag an der Eingangsriemenscheibe28 mit kleinem Durchmesser zu gewährleisten, und daher eine stabile Drehmomentübertragung zu gewährleisten, und eine Dauerhaltbarkeit, während eine kleine Größe und ein hohes Untersetzungsverhältnis erzielt werden. - Achte Ausführungsform
-
13 und14 , bei der es sich um eine vergrößerte Darstellung handelt, zeigen eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß13 ist an einem vorbestimmten Abschnitt des Zahnstangengehäuses19 ein Haltegehäuse39D einstückig angeformt, das als ein Mechanismusgehäuse dient. - Ein erstes und ein zweites Ende
31 und32 einer Eingangswelle27 sind jedenfalls drehbar an entsprechenden Lagerlöchern35 und36 eines Verbindungsgehäuses37 bzw. des Haltegehäuses39D gelagert, und zwar über jeweilige Lager33 bzw.34 . - Gemäß
14 ist eine Umfangsvertiefung89 in jedem der Lagerlöcher bzw. jeder der Lagerbohrungen35 und36 ausgebildet, und ein Dämpfungsmaterial bzw. Auskleidungsmaterial90A , das als elastische Lagermittel dient, ist in jeder der Umfangsvertiefungen89 aufgenommen. Die Dämpfungsmaterialien90A sind jeweils zwischen den entsprechenden Lagerbohrungen35 und36 und äußeren Ringen91 der entsprechenden Lager33 und34 angeordnet, um die entsprechenden äußeren Ringe91 elastisch zu lagern. Die Lagerbohrung35 bzw. die Lagerbohrung36 und der jeweilige äußere Ring91 sind lose ineinander gepasst. - Ferner sind an einem äußeren Umfang
27a der Eingangswelle27 jeweilige Umfangsvertiefungen93 entsprechend den inneren Ringen92 der Lager33 und34 ausgebildet, und ein Dämpfungsmaterial90B , das als elastische Lagermittel dient, ist in jeder der Umfangsvertiefungen93 aufgenommen. Die Dämpfungsmaterialien90B lagern jeweils elastisch die entsprechenden Enden31 und32 der Eingangswelle27 . Im Ergebnis ist die Eingangswelle27 elastisch an dem Haltegehäuse39D und dem Verbindungsgehäuse37 gelagert, und zwar über die Dämpfungsmaterialien90A und90B . Die Eingangswelle27 und der innere Ring92 sind lose aneinander angepasst bzw. bilden einen Spielsitz. - Ein elastisches Element, wie künstlicher Gummi oder Kunstharz, kann als das Dämpfungsmaterial
90A und90B verwendet werden. Wenn beispielsweise ein ringförmiges elastisches Element in Form eines O-Ringes verwendet wird, können jedoch auch Standardkomponenten eingesetzt werden, was zu einer Verringerung von Kosten führt. - Gemäß der achten Ausführungsform können Vibrationen, die jeweils von der Eingangswelle
27 auf das Haltegehäuse39D und das Verbindungsgehäuse37 übertragen werden, signifikant begrenzt werden durch die Wirkungen der Dämpfungsmaterialien90A und90B , wodurch es ermöglicht wird, Rauschen bzw. Störgeräusche innerhalb eines Fahrgastraumes bzw. einer Fahrzeugkammer signifikant zu reduzieren. - Obgleich bei der achten Ausführungsform sowohl das Dämpfungsmaterial
90A , das direkt den äußeren Ring91 aufnimmt, als auch das Dämpfungsmaterial90B , das direkt die Eingangswelle27 aufnimmt, vorgesehen sind, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann nur das Dämpfungsmaterial90A oder das Dämpfungsmaterial90B vorgesehen werden. - Ferner muss als Riemen kein Kammriemen verwendet werden.
- Neunte Ausführungsform
-
15 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung1 . Gemäß15 ist die neunte Ausführungsform die gleiche wie die in13 gezeigte Ausführungsform, dahingehend, dass ein Motorgehäuse20 eines elektrischen Motors15 an einem Haltegehäuse39D eines Zahnstangengehäuses19 über ein Verbindungsgehäuse37 festgelegt ist. - Bei der neunten Ausführungsform weist ein Drehzahl vermindernder Mechanismus
17 eine Eingangswelle27 , die koaxial mit einer drehbaren Welle des elektrischen Motors15 verbunden ist, so dass sie einstückig hiermit drehbar ist, und zwar über eine Kupplungsverbindung26 , beispielsweise unter Verwendung einer Keilnutverzahnung31a , ein Paar von Eingangsriemenscheiben28A und28B , die an der Eingangswelle27 vorgesehen sind, so dass sie einstückig hiermit drehbar sind, ein Paar von Ausgangsriemenscheiben29A und29B mit großem Durchmesser, die an der Zahnstange6 angeordnet sind, die als eine Lenkstange dient und hiervon umschlossen ist, und ein Paar von Endlosriemen30A und30B auf, die jeweils um die Eingangsriemenscheiben28A und28B bzw. die jeweils entsprechenden Ausgangsriemenscheiben29A und29B geschlungen sind. - Der Riemen
30A besteht beispielsweise aus einem Zahnriemen (einem Kammriemen), wie es in16 gezeigt ist, und die entsprechende Eingangsriemenscheibe28A ist als eine Zahnriemenscheibe mit Zähnen88 konstruiert, die in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet voneinander an ihrem Außenumfang gebildet sind und mit dem Zahnriemen in Eingriff stehen. Der Riemen30B ist ebenfalls durch einen Zahnriemen gebildet, und die entsprechende Eingangsriemenscheibe28B ist ebenfalls als eine Zahnriemenscheibe konstruiert. Ferner werden als die Ausgangsriemenscheiben29A und29B in ähnlicher Weise Zahnriemenscheiben verwendet, was nicht dargestellt ist. Das Bezugszeichen „PCD” zeigt den Wälzkreisdurchmesser von jeder der Eingangsriemenscheiben28A und28B an. - Gemäß
17 , bei der es sich um eine schematische Ansicht handelt, werden die jeweiligen Drehphasen des Paares von Eingangsriemenscheiben28A und28B gegeneinander versetzt, so dass die Zähne88 von einer der Eingangsriemenscheiben28A und28B in Positionen liegen, die Zahnvertiefungen94 der anderen Eingangsriemenscheibe entsprechen. - Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Drehmoment unter Verwendung des Paares von Riemen
30A und30B in paralleler Weise in einem Drehmomentübertragungspfad übertragen, wodurch es möglich wird, das auf jeden der Riemen30A und30B aufgebrachte Drehmoment um die Hälfte zu reduzieren, verglichen mit einem herkömmlichen Fall, bei dem das Drehmoment über einen einzelnen Riemen übertragen wird. Im Ergebnis können Vibrationen und Störgeräusche, die hierdurch hervorgerufen werden, signifikant verringert werden. Insbesondere werden Fluktuationen der Spannung des Riemens für den Fall, dass ein Lenkrad abrupt ein- bzw. zurückgelenkt wird reduziert, wodurch es möglich wird, ein Erwärmungsgeräusch des Riemens zu verringern. - Darüber hinaus sind die jeweiligen Phasen bzw. Drehstellungen des Paares von Eingangsriemenscheiben
28A und28B , die aus den Zahnriemenscheiben bestehen, gegeneinander versetzt, derart, dass die Zähne88 von einer der Eingangsriemenscheiben28A und28B den Positionen von Zahnvertiefungen94 der anderen Eingangsriemenscheibe entsprechen. Demgemäß überlappen sich die Gipfel der Vibrationen von einem der Riemen30A (30B ) mit dem Vibrationstal des anderen Riemens30B (30A ), so dass beide Vibrationen ausgelöscht werden. Daher können Fluktuationen des Drehmomentes weiter verringert werden, um insgesamt noch weiter Vibrationen und Störgeräusche zu verringern. Ferner können Fluktuationen der Spannung für den Fall ausgelöscht werden, dass das Lenkrad eingelenkt wird, wodurch es möglich wird, das Erwärmungsgeräusch signifikant zu reduzieren. - Zehnte Ausführungsform
-
18 stellt eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß18 ist die vorliegende Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen der Eingangswelle27 und Eingangsriemenscheiben28A bzw.28B ein Paar erster Einwegkupplungen95A und95B angeordnet ist, und dass zwischen Ausgangsriemenscheiben29A und29B und einer Kugelmutter44 , die als ein Eingangsabschnitt eines Wandelmechanismus18 dient, ein Paar zweiter Einwegkupplungen96A und96B angeordnet sind. Als Einwegkupplungen95A ,95B ,96A und96B können verschiedene Typen bekannter Einwegkupplungen verwendet werden, über beispielsweise eine Einwegkupplung vom Freilauftyp hinaus. - Die erste und die zweite Einwegkupplung
95A und96A , die dem einen Riemen30A entsprechen, und die erste und die zweite Einwegkupplung95B und96B , die dem anderen Riemen30B entsprechen, können jeweils in entgegengesetzte Richtungen drehen. - Gemäß der vorliegenden Ausführungsform geschieht beim Ein- bzw. Zurücklenken eines Lenkrades
2 , wenn also eine drehbare Welle16 eines elektrischen Motors15 beginnt, in die entgegengesetzte Richtung zu drehen, folgendes. Der eine Riemen30A , der bislang in Richtung der Drehung der drehbaren Welle16 gedreht hat, beginnt mittels der entsprechenden ersten und zweiten Einwegkupplung95A und96A freizulaufen, und der andere Riemen30B , der bislang freigelaufen ist, beginnt, sich in Richtung der Rotation der drehbaren Welle16 zu drehen, und zwar über die entsprechende erste und zweite Einwegkupplung95B bzw.96B , um ein Drehmoment zu übertragen. Im Ergebnis kann ein Erwärmungsgeräusch zum Zeitpunkt des Einlenkens bzw. Zurücklenkens des Lenkrades2 gelöst bzw. überwunden werden. Ferner funktioniert jener Riemen, der bislang freigelaufen bzw. leergelaufen ist, sofort, wenn das Lenkrad2 zurückgelenkt wird. Demgemäß gibt es keine Zeitverzögerung bei der Riemenübertragung zum Zeitpunkt des Zurücklenkens des Lenkrades2 , wodurch es möglich wird, das Ansprechverhalten zu verbessern. - Bei der zehnten Ausführungsform muss als Riemen kein Kammriemen verwendet werden.
- Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen eingeschränkt. Beispielsweise kann an Stelle des Kugelumlaufspindelmechanismus ein Lagerschraubenmechanismus verwendet werden. Ferner können die drehbare Welle
16 des elektrischen Motors15 und die Eingangswelle27 einstückig miteinander ausgebildet sein.
Claims (20)
- Elektrische Servolenkvorrichtung (
1 ) mit einem elektrischen Motor (15 ) zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft, wobei die Servolenkvorrichtung aufweist: ein erstes Gehäuse (21 ) und ein zweites Gehäuse (19 ); einen Drehzahl vermindernden Mechanismus (17 ) zum Verringern der Drehzahl einer drehbaren Welle (16 ) des elektrischen Motors (15 ); und einen Wandelmechanismus (18 ) zum Umwandeln einer Ausgangsdrehung des Drehzahl vermindernden Mechanismus (17 ) in eine Axialbewegung einer Lenkstange (6 ), die sich zur rechten und zur linken Seite eines Fahrzeugs erstreckt, wobei der Drehzahl vermindernde Mechanismus (17 ) beinhaltet: – eine Eingangsriemenscheibe (28 ), die von dem elektrischen Motor (15 ) angetrieben wird, – eine Ausgangsriemenscheibe (29 ), die um die Lenkstange (6 ) herum angeordnet ist, – einen Riemen (30 ) zum Verbinden der Eingangsriemenscheibe (28 ) und der Ausgangsriemenscheibe (29 ), und – Mittel (24 ; G1; A1; A2; A3; A4; T) zum Einstellen der Spannung des Riemens (30 ), wobei das erste Gehäuse (21 ) die Eingangsriemenscheibe (28 ) beinhaltet und das zweite Gehäuse (19 ) die Ausgangsriemenscheibe (29 ) des Drehzahl vermindernden Mechanismus (17 ) und die Lenkstange (6 ) beinhaltet, wobei das erste Gehäuse (21 ) eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist und mit einem Paar Montageflanschen (22 ) ausgebildet ist, so dass sich im Querschnitt annähernd eine Ω-Form ergibt, wobei das zweite Gehäuse (19 ) eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist und mit einem Paar Montageflanschen (23 ) ausgebildet ist, die den jeweiligen Montageflanschen (22 ) des ersten Gehäuses (21 ) gegenüberliegen, und wobei die Montageflansche (22 ) in dem ersten Gehäuse (21 ) und die Montageflansche (23 ) in dem zweiten Gehäuse (19 ) miteinander verbunden sind. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel (
24 ; G1; A1; A2; A3; A4) zum Einstellen der Spannung Mittel (24 ; G1; A1; A2; A3; A4) zum Verändern eines Mittenabstandes (D) zwischen der Eingangsriemenscheibe (28 ) und der Ausgangsriemenscheibe (29 ) aufweisen. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Mittel (
24 ) zum Verändern des Mittenabstandes (D) ein Abstandselement (24 ) aufweisen, das zwischen den Montageflanschen (22 ,23 ) des ersten Gehäuses (21 ) zum Halten der Eingangsriemenscheibe (28 ) und eines zweiten Gehäuses (19 ) zum Halten der Lenkstange (6 ) angeordnet ist, um einen Abstand oder ein Spiel zwischen den gegenüberliegenden Montageflanschen (22 ,23 ) einzustellen. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Mittel (G1; A1; A2) zum Verändern des Mittenabstandes (D) einen Führungsmechanismus (G1; G2; G3) aufweisen, der dazu dient, das erste Gehäuse (
21 ) zum Halten der Eingangsriemenscheibe (28 ) und das zweite Gehäuse (19 ) zum Halten der Lenkstange (6 ) in einer vorbestimmten Führungsrichtung (X; Y) relativ zueinander zu führen, in der der Mittenabstand (D) verändert werden kann. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Führungsrichtung (X) eine Richtung (X) senkrecht zu einer Ebene (P) beinhaltet, die Mittenlinien (
28a ,29a ) der Eingangsriemenscheibe (28 ) und der Ausgangsriemenscheibe (29 ) beinhaltet. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Führungsrichtung (Y) eine Richtung (Y) senkrecht zu Mittenlinien (
28a ,29a ) der Eingangsriemenscheibe (28 ) und der Ausgangsriemenscheibe (29 ) beinhaltet. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Führungsmechanismus (G1) einen Führungsmechanismus (G1) mit einer Schraube (
25 ) zum Verbinden der gegenüberliegenden Montageflansche (22 ,23 ) des ersten Gehäuses (21 ) zum Halten der Eingangsriemenscheibe (28 ) und des zweiten Gehäuses (19 ) zum Halten der Lenkstange (6 ) und mit einem Schraubendurchführungsloch (22b ) aufweist, das aus einem Schlitz gebildet ist, der in einem der gegenüberliegenden Montageflansche (22 ,23 ) vorgesehen ist und sich in der vorbestimmten Führungsrichtung (X) erstreckt. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Mittel (A1; A2) zum Verändern des Mittenabstandes (D) ferner eine Schraube (
51 ;51a ,51b ) aufweisen, die das erste und das zweite Gehäuse (21 ,19 ) relativ zueinander in der vorbestimmten Führungsrichtung (X; Y) relativ zueinander versetzen kann. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Mittel (A4) zum Verändern des Mittenabstandes (D) ferner ein elastisches Element (
80 ,81 ) aufweisen, um das erste und das zweite Gehäuse (21 ,19 ) in der vorbestimmten Führungsrichtung relativ gegeneinander zu drücken. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Mittel (A3) zum Verändern des Mittenabstandes (D) aufweisen: – ein kreisförmiges Loch (
71 ), das in einem fest stehenden Gehäuse (39c ) ausgebildet ist, – ein bewegliches Gehäuse (72 ), das einen kreisförmigen radial äußeren Abschnitt (73 ) aufweist, der an dem kreisförmigen Loch (71 ) gelagert ist, derart, dass eine Drehposition des beweglichen Gehäuses (72 ) einstellbar ist, und – ein kreisförmiges exzentrisches Loch (74 ), das eine Mitte (74a ) in einer Position exzentrisch gegenüber der Mitte (73a ) des kreisförmigen radial äußeren Abschnittes (73 ) des beweglichen Gehäuses (72 ) besitzt, um die Eingangsriemenscheibe (28 ) drehbar zu lagern. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das bewegliche Gehäuse (
72 ) so vorgesehen ist, dass es sich einstückig von dem Motorgehäuse (20 ) des elektrischen Motors (15 ) erstreckt. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel (T) zum Einstellen der Spannung eine Spanneinrichtung (T) aufweisen, die ein fest stehendes Glied (
85 ), ein bewegliches Glied (83 ), eine Spannriemenscheibe (82 ), die an dem beweglichen Glied (83 ) so gelagert ist, dass sie drehbar ist und an dem Riemen (30 ) angreift, und Andruckmittel (87 ) aufweist, um die Spannriemenscheibe (82 ) über das bewegliche Glied (83 ) in jene Richtung zu drücken, in der Spannung auf den Riemen (30 ) ausgeübt wird. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 12, wobei ein loses Trumm (L) des Riemens (
30 ) mittels der Spannriemenscheibe (82 ) in Richtung hin zu einer Spannungsseite (H) des Riemens gedrückt wird, so dass sich ein Riemenumschlingungsbereich (R) an der Eingangsriemenscheibe (28 ) vergrößert. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 13, wobei ein Wälzkreisdurchmesser (PCD) der Eingangsriemenscheibe (
28 ) in einem Bereich von 12 bis 30 mm liegt, und ein Mittenwinkel der Eingangsriemenscheibe (28 ) entsprechend dem Riemenumschlingungsbereich (R) um die Eingangsriemenscheibe (28 ) herum in einem Bereich von 135 Grad bis 210 Grad liegt. - Elektrische Servolenkvorrichtung (
1 ) nach Anspruch 1, wobei der Drehzahl vermindernde Mechanismus (17 ) elastische Lagermittel (90A ,90B ) aufweist zum elastischen Lagern einer Lagerwelle (27 ) der Eingangsriemenscheibe (28 ) an einem Gehäuse (37 ,39D ). - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Lagerwelle (
27 ) der Eingangsriemenscheibe (28 ) an dem Gehäuse (37 ,39D ) drehbar über ein Lager (33 ,34 ) gelagert ist, und die elastischen Lagermittel (90A ,90B ) ein Dämpfungsmaterial (90A ,90B ) aufweisen, das wenigstens zwischen einem inneren Ring (92 ) des Lagers (33 ,34 ) und der Lagerwelle (27 ) und/oder zwischen einem äußeren Ring (91 ) des Lagers (33 ,34 ) und dem Gehäuse (37 ,39D ) angeordnet ist. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Riemen (
30 ) aus einem Kammriemen gebildet ist, und die Eingangsriemenscheibe (28 ) und die Ausgangsriemenscheibe (29 ) jeweils aus einer Zahnriemenscheibe gebildet sind. - Elektrische Servolenkvorrichtung (
1 ) mit einem elektrischen Motor (15 ) zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft, wobei die Servolenkvorrichtung (1 ) ferner aufweist: einen Drehzahl vermindernden Mechanismus (17 ) zum Vermindern einer Drehzahl einer drehbaren Welle (16 ) des elektrischen Motors (15 ); und einen Wandelmechanismus (18 ) zum Umwandeln einer Ausgangsdrehung des Drehzahl vermindernden Mechanismus (17 ) in eine Axialbewegung einer Lenkstange (6 ), die sich zur rechten und linken Seite eines Fahrzeugs erstreckt, wobei der Drehzahl vermindernde Mechanismus (17 ) aufweist: – ein Paar von Eingangsriemenscheiben (28A ,28B ), die koaxial zu der drehbaren Welle (16 ) des elektrischen Motors (15 ) angeordnet sind, – ein Paar von Ausgangsriemenscheiben (29A ,29B ), die an der Lenkstange (6 ) angeordnet sind und diese umschließen, und – ein Paar von Riemen (30A ,30B ) zum Verbinden jeweils einer der Eingangsriemenscheiben (28A ,28B ) mit einer der Ausgangsriemenscheiben (29A ,29B ). - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 18, wobei jede der Riemenscheiben (
28A ,28B ,29A ,29B ) aus einer Zahnriemenscheibe gebildet ist, jeder der Riemen (30A ,30B ) aus einem Kammriemen gebildet ist, und eine Phase der Zähne (88 ) von einer des Paares von Eingangsriemenscheiben (28A ,28B ) gegenüber der Phase der Zähne (88 ) der anderen Eingangsriemenscheibe phasenversetzt oder gegenläufig ist. - Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, ferner mit einem Paar von ersten Einwegkupplungen (
95A ,95B ), die jeweils zwischen der Eingangswelle (27 ), die einstückig mit der drehbaren Welle (16 ) des elektrischen Motors (15 ) dreht, und den Eingangsriemenscheiben (28A ,28B ) angeordnet sind, und einem Paar von zweiten Einwegkupplungen (96A ,96B ), die jeweils zwischen den Ausgangsriemenscheiben (29A ,29B ) und einem Eingangsabschnitt (44 ) des Wandelmechanismus (18 ) angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Einwegkupplung (95A ,96A ), die einem der Riemen (30A ) entsprechen, und die erste und die zweite Einwegkupplung (95B ,96B ), die dem anderen Riemen (30B ) entsprechen, in entgegengesetzte Richtungen drehen können.
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