DE112022003057T5

DE112022003057T5 - Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE112022003057T5
Application number: DE112022003057.7T
Authority: DE
Inventors: Shogo Ishikawa; Takashi Sasaki
Original assignee: Knorr Bremse Commercial Vehicle Systems Japan Ltd
Current assignee: Knorr Bremse Commercial Vehicle Systems Japan Ltd
Priority date: 2021-06-14
Filing date: 2022-06-08
Publication date: 2024-05-08
Also published as: WO2022264890A1; CN117999214A; JPWO2022264890A1

Abstract

In einer Lenkvorrichtung (PS1) gemäß der vorliegenden Ausführungsform sieht ein Vorspannungsaufbringungsmechanismus (6) ein Drehdrehmoment zu einer Seite in einer Drehrichtung einer Kugelmutter (4) durch eine Reaktionskraft vor, die durch elastisches Anstoßen eines Stößels (61) an einer Zahnspitze eines ersten Segmentzahns (321) eines Segmentzahnrads (32) erzeugt wird. Deshalb gibt es in der Lenkvorrichtung (PS1) im Gegensatz zur herkömmlichen Lenkvorrichtung keine Notwendigkeit, einen gedrückten Abschnitt, der von dem Stößel (61) zu drücken ist, getrennt von dem Segmentzahnrad (32) vorzusehen. Erhöhung in der Größe einer Segmentwelle (3) aufgrund von Ausbildung des gedrückten Abschnitts kann deshalb unterdrückt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung
Stand der Technik
Als eine herkömmliche Lenkvorrichtung ist zum Beispiel eine in dem folgenden Patentdokument 1 offenbarte Lenkvorrichtung bekannt.
Die Lenkvorrichtung nach dem folgenden Patentdokument 1 ist also so konfiguriert, dass eine Lenkwelle, die mit einem Lenkrad verbunden ist, und eine Segmentwelle, die mit gelenkten Rädern verbunden ist, in einer schneidenden Weise angeordnet sind, und Zahnstangenzähne, die an einer Kugelmutter ausgebildet sind, die auf eine Lenkwelle geschraubt ist, sind mit einem Segmentzahnrad in Eingriff, das an der Segmentwelle vorgesehen ist.
Weiterhin ist ein Vorspannungsmechanismus zum Einstellen von Spiel zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad an einer neutralen Position der Segmentwelle zwischen der Kugelmutter und der Segmentwelle vorgesehen. Dieser Vorspannungsmechanismus enthält einen Stößel, der in der Kugelmutter an einer Position eingebettet ist, die einem Endabschnitt einer axialen Richtung des Segmentzahnrads zugewandt ist, zusammen mit einem Zwangselement und in Richtung des Segmentzahnrads über das Zwangselement gezwungen ist, und einen Stößelgleitkontaktabschnitt, der an der Segmentwelle vorgesehen ist und mit einem Nockenprofil konfiguriert ist, das in elastischen Kontakt mit dem Stößel innerhalb eines vorbestimmten Drehbereichs kommen kann, wobei die neutrale Position der Segmentwelle ein Zentrum ist. Der Vorspannungsmechanismus zwingt also die Kugelmutter zu einer Seite in der Drehrichtung basierend auf einer Reaktionskraft von dem Stößelgleitkontaktabschnitt, die durch den elastischen Kontakt des Stößels mit dem Stößelgleitkontaktabschnitt innerhalb des vorbestimmten Bereichs erzeugt wird, wobei die neutrale Position der Segmentwelle das Zentrum ist. Deshalb kann der Vorspannungsmechanismus das Spiel zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad um die neutrale Position der Segmentwelle reduzieren.
Zitierliste
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichungsnummer JPH05-319 285
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
In dem Fall der herkömmlichen Lenkvorrichtung ist es jedoch nötig den Stößelgleitkontaktabschnitt getrennt von dem Segmentzahnrad vorzusehen. Daher gibt es noch Raum für Verbesserung darin, dass eine Größe der Segmentwelle in der axialen Richtung durch eine Größe des Stößelgleitkontaktabschnitts erhöht wird.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen technischen Aufgabe gemacht. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb eine Lenkvorrichtung vorzusehen, die Erhöhung in einer Größe der Segmentwelle unterdrücken kann.
Lösung für das Problem
Als ein Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Lenkvorrichtung: Zahnstangenzähne, die an einer Außenseite einer Kugelmutter ausgebildet sind, die auf eine Lenkwelle geschraubt ist, die mit einem Lenkrad verbunden ist; ein Segmentzahnrad, das an einer Segmentwelle vorgesehen ist, die mit gelenkten Rädern verbunden ist, wobei das Segmentzahnrad eine Vielzahl von Segmentzähnen enthaltend einen zentralen Zahn, der am tiefsten mit den Zahnstangenzähnen in einem neutralen Positionszustand der Segmentwelle, was einem geradeaus-Lenkzustand entspricht, in Eingriff ist, aufweist, wobei die Vielzahl von Segmentzähnen enthaltend den zentralen Zahn in einer Umfangsrichtung der Segmentwelle vorgesehen sind, und das Segmentzahnrad mit den Zahnstangenzähnen durch die Vielzahl von Segmentzähnen enthaltend den zentralen Zahn in Eingriff ist; und einen Vorspannungsaufbringungsmechanismus, der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad in einer Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle einstellt, wobei der Vorspannungsaufbringungsmechanismus an einem Endabschnitt in einer Zahnbreitenrichtung eines spezifischen Zahnbodens der Zahnstangenzähne vorgesehen ist, der einer Zahnspitze des zentralen Zahns zugewandt ist, wenn die Segmentwelle in der Umgebung der neutralen Position ist, und der Vorspannungsaufbringungsmechanismus die Kugelmutter zu einer Seite in einer Drehrichtung der Kugelmutter durch eine Reaktionskraft zwingt, die durch elastischen Kontakt des Vorspannungsaufbringungsmechanismus mit der Zahnspitze des zentralen Zahns erzeugt wird.
Wie oben beschrieben, ist in der vorliegenden Erfindung der Vorspannungsaufbringungsmechanismus konfiguriert, die Kugelmutter durch den elastischen Kontakt (elastisches Anstoßen) des Vorspannungsaufbringungsmechanismus mit (auf) der Zahnspitze des zentralen Zahns des Segmentzahnrads mit einem Drehdrehmoment zu versehen. Deshalb gibt es in der vorliegenden Erfindung anders als bei der herkömmlichen Lenkvorrichtung keine Notwendigkeit einen gedrückten Abschnitt, der von dem Vorspannungsaufbringungsmechanismus zu drücken ist, getrennt von dem Segmentzahnrad vorzusehen. Erhöhung in der Größe der Segmentwelle aufgrund von Ausbildung des gedrückten Abschnitts kann deshalb unterdrückt werden.
Als ein anderer Aspekt der Lenkvorrichtung ist es wünschenswert, dass der Vorspannungsaufbringungsmechanismus ein Stößelempfangsloch aufweist, das an dem spezifischen Zahnboden ausgebildet ist, einen Stößel der in dem Stößelempfangsloch aufgenommen ist, um sich vorwärts und rückwärts bewegen zu können, und dessen obere Endseite von einer Öffnung, die dem Segmentzahnrad zugewandt ist, des Stößelempfangslochs vorsteht, und ein Zwangselement, das zwischen einem Boden des Stößelempfangslochs und dem Stößel angeordnet ist, und den Stößel in Richtung des zentralen Zahns zwingt.
In der vorliegenden Erfindung ist der Vorspannungsaufbringungsmechanismus also nur durch das Stößelempfangsloch konfiguriert, das an der Kugelmutter ausgebildet ist, das Zwangselement und den Stößel, die beide in dem Stößelempfangsloch aufgenommen sind. Dann wird durch Drücken der Zahnspitze des zentralen Zahns des Segmentzahnrads durch den Stößel, das Drehdrehmoment auf die Kugelmutter erzeugt.
Wie oben beschrieben, weist in der vorliegenden Erfindung der Vorspannungsaufbringungsmechanismus eine einfache Konfiguration auf, die nur durch den Stößel, das Zwangselement und das Stößelempfangsloch, das darin diesen Stößel und dieses Zwangselement aufnimmt, ausgebildet ist. Deshalb gibt es anders als bei der herkömmlichen Lenkvorrichtung keine Notwendigkeit, den gedrückten Abschnitt des Stößels zu bearbeiten (maschinell zu bearbeiten) oder auszubilden. Der Vorspannungsaufbringungsmechanismus kann deshalb bei relativ niedrigen Kosten konfiguriert sein, wodurch Herstellungskosten der Lenkvorrichtung reduziert werden.
Als noch ein weiterer Aspekt der Lenkvorrichtung ist es wünschenswert, dass der Stößel einen Abschnitt mit großem Durchmesser, der in dem Stößelempfangsloch gleitet, und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser aufweist, dessen Durchmesser in Bezug auf den Abschnitt mit großem Durchmesser stufenweise reduziert ist und der von der Öffnung des Stößelempfangslochs hervorstehen kann, wobei das Stößelempfangsloch einen Stopper aufweist, der durch Reduzieren eines Innendurchmessers der Öffnung gebildet wird, so dass er kleiner als ein Außendurchmesser des Abschnitts mit großem Durchmesser ist, und der einen vorstehenden Betrag des Abschnitts mit kleinem Durchmesser einschränkt, indem er mit dem Abschnitt mit großem Durchmesser in Kontakt kommt, in einem Zustand, in dem eine Rotationsphase der Segmentwelle in der Umgebung der neutralen Position ist, der Abschnitt mit großem Durchmesser nicht in Kontakt mit dem Stopper kommt und der Kontakt des Stößels mit dem zentralen Zahn erlaubt ist, und in einem Zustand, in dem die Rotationsphase der Segmentwelle die Umgebung der neutralen Position überschreitet, der Abschnitt mit großem Durchmesser in Kontakt mit dem Stopper kommt und der Kontakt des Stößels mit dem zentralen Zahn eingeschränkt ist.
Das heißt, die vorliegende Erfindung ist so konfiguriert, dass, wenn die Rotationsphase der Segmentwelle in der Umgebung der neutralen Position der Lenkung ist, der Kontakt des Stößels mit dem zentralen Zahn erlaubt ist, während, wenn die Rotationsphase der Segmentwelle die Umgebung der neutralen Position überschreitet, der Kontakt des Stößels mit dem zentralen Zahn durch den Stopper eingeschränkt ist.
Wie oben beschrieben, kann durch die Beschränkung des vorstehenden Betrags des Stößels durch den Stopper nur in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle, die Steifigkeit erfordert, der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad eingestellt werden. Mit anderen Worten, außer wenn sich die Segmentwelle in der Umgebung der neutralen Position befindet, die die Steifigkeit nicht besonders erfordert, kann durch die Beschränkung des Kontakts des Stößels mit dem zentralen Zahn eine Verschlechterung des Lenkgefühls, wie das sogenannte Schleifgefühl, das durch den Gleitkontakt des Stößels mit dem zentralen Zahn verursacht wird, unterdrückt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der Stopper weiter nur durch Verengung der Öffnung des Stößelempfangslochs strukturiert. Daher ist es im Gegensatz zur herkömmlichen Lenkvorrichtung möglich, den vorstehenden Betrag des Stößels durch die relativ einfache Struktur zu beschränken, ohne das komplizierte oder aufwändige Nockenprofil zu bilden, was zur Reduzierung der Herstellungskosten der Lenkvorrichtung beitragen kann.
Als noch ein weiterer Aspekt der Lenkvorrichtung ist es wünschenswert, dass ein Zahnboden des Segmentzahnrads als flache Oberfläche parallel zu einer Drehachse der Segmentwelle ausgebildet ist.
Wie oben beschrieben, hat in der vorliegenden Erfindung der Zahnboden des Segmentzahnrads eine gerade Form parallel zur Drehachse der Segmentwelle. Das heißt, die vorliegende Erfindung ist so konfiguriert, dass im Gegensatz zu der herkömmlichen Lenkvorrichtung, ohne den Zahnboden des Segmentzahnrads in eine verjüngte Form zu bilden und ohne Bereitstellung eines anderen Mechanismus, der den Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad einstellt, als dem Vorspannungsaufbringungsmechanismus, der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad nur durch den Vorspannungsaufbringungsmechanismus eingestellt wird. Daher wird die Struktur oder Konfiguration der Lenkvorrichtung vereinfacht, was zu einer Verbesserung der Produktivität der Lenkvorrichtung und einer Reduzierung der Herstellungskosten der Lenkvorrichtung beiträgt.
Als noch ein weiterer Aspekt der Lenkvorrichtung ist es wünschenswert, dass ein Zahnboden des Segmentzahnrads eine solche verjüngte Oberfläche aufweist, dass eine Zahnhöhe des Segmentzahnrads graduell in Richtung einer Endseite in einer axialen Richtung der Segmentwelle zunimmt, und die Segmentwelle so konfiguriert ist, dass sie zu der einen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle durch eine Einstellschraube beweglich ist, die von der anderen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle durch ein Innengewindeloch geschraubt wird, das an einer Endwand eines Gehäuses ausgebildet ist, das darin die Segmentwelle aufnimmt.
Wie oben beschrieben, hat in der vorliegenden Erfindung das Segmentzahnrad eine verjüngte Zahnradform, in der der Zahn Boden des Segmentzahnrads die verjüngte Oberfläche ist, und durch Bewegen der Segmentwelle zu der einen Endseite in der axialen Richtung durch die Einstellschraube, kann der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad eingestellt werden. Auf diese Weise kann nicht nur in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle, sondern auch im gesamten Drehbereich der Segmentwelle ein ordnungsgemäßer Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentrad sichergestellt werden.
Als noch ein weiterer Aspekt der Lenkvorrichtung ist es wünschenswert, dass eine Endseite in einer axialen Richtung der Segmentwelle in Bezug auf das Segmentzahnrad, die eine Seite ist, die mit einem Lenkstockhebel verbunden ist, so ausgebildet ist, dass sie einen relativ großen Durchmesser hat, und die andere Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle in Bezug auf das Segmentzahnrad so gebildet ist, dass sie einen relativ kleinen Durchmesser im Vergleich zu dem der einen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle hat, und das Stößelempfangsloch an einem der beiden Endabschnitte in der Zahnbreitenrichtung des spezifischen Zahnbodens vorgesehen ist, der der anderen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle entspricht.
Wie oben beschrieben, ist bei der vorliegenden Erfindung das Stößelempfangsloch, das den Vorspannungsaufbringungsmechanismus bildet, an einer Seite angeordnet, an der der Durchmesser der Segmentwelle relativ klein ist. Daher kann der Vorspannungsaufbringungsmechanismus an einer Position angeordnet werden, die um eine Distanz, die der Reduktion des Durchmessers der Segmentwelle entspricht, weiter von einem Drehzentrum der Kugelmutter entfernt ist. Dadurch kann ein größeres Drehdrehmoment auf die Kugelmutter ausgeübt werden, wodurch der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentrad effektiver eingestellt werden kann.
Als ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst zusätzlich von einem anderen Gesichtspunkt eine Lenkvorrichtung: Zahnstangenzähne, die an einer Außenseite einer Kugelmutter ausgebildet sind, die auf eine Lenkwelle geschraubt ist, die mit einem Lenkrad verbunden ist; ein Segmentzahnrad, das an einer Segmentwelle vorgesehen ist, die mit gelenkten Rädern verbunden ist, wobei das Segmentzahnrad eine Vielzahl von Segmentzähnen aufweist, die einen zentralen Zahn enthalten, der in einem Zustand einer neutralen Position der Segmentwelle, der einem Geradeaus-Lenkzustand entspricht, am tiefsten mit den Zahnstangenzähnen in Eingriff steht, wobei die Vielzahl von Segmentzähnen, die den zentralen Zahn enthalten, in einer Umfangsrichtung der Segmentwelle vorgesehen sind, und das Segmentzahnrad mit den Zahnstangenzähnen durch die Vielzahl von Segmentzähnen, die den zentralen Zahn enthalten, in Eingriff steht; und einen Vorspannungsaufbringungsmechanismus, der den Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad in einer Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle einstellt, wobei der Vorspannungsaufbringungsmechanismus an einem Endabschnitt in einer Zahnbreitenrichtung des zentralen Zahns vorgesehen ist, und der Vorspannungsaufbringungsmechanismus die Kugelmutter zu einer Seite in einer Drehrichtung der Kugelmutter durch eine Zwangskraft, die durch elastischen Kontakt des Vorspannungsaufbringungsmechanismus mit einem spezifischen Zahnboden der Zahnstangenzähne, der einer Zahnspitze des zentralen Zahns zugewandt ist, wenn die Segmentwelle in der Umgebung der neutralen Position ist, zwingt.
Das heißt, in der vorliegenden Erfindung ist der Vorspannungsaufbringungsmechanismus so konfiguriert, dass er ein Drehdrehmoment auf die Kugelmutter durch den elastischen Kontakt (elastisches Anstoßem) des Vorspannungsaufbringungsmechanismus mit (auf) dem spezifischen Zahnboden der Zahnstangenzähne vorsieht. Auch in dem Fall, in dem der Vorspannungsaufbringungsmechanismus, wie oben beschrieben, auf der Seite des Segmentzahnrads vorgesehen ist, besteht keine Notwendigkeit, einen gedrückten Abschnitt, der durch den Vorspannungsaufbringungsmechanismus zu drücken ist, getrennt vom Segmentzahnrad vorzusehen. Eine Erhöhung der Größe der Segmentwelle aufgrund der Bildung des gedrückten Abschnitts kann daher unterdrückt werden.
Als weiterer Aspekt der Lenkvorrichtung ist es wünschenswert, dass der Vorspannungsaufbringungsmechanismus ein Stößelempfangsloch aufweist, das an dem zentralen Zahn ausgebildet ist, einen Stößel, der in dem Stößelempfangsloch so aufgenommen ist, dass er sich vorwärts und rückwärts bewegen kann, und dessen obere Endseite von einer Öffnung des Stößelempfangslochs hervorstehen kann, die dem spezifischen Zahnboden der Zahnstangenzähne zugewandt ist, und ein Zwangselement, das zwischen einem Boden des Stößelempfangslochs und dem Stößel angeordnet ist und den Stößel in Richtung des spezifischen Zahnbodens zwingt.
Wie oben beschrieben, hat der Vorspannungsaufbringungsmechanismus auch in dem Fall, in dem der Vorspannungsaufbringungsmechanismus auf der Seite des Segmentzahnrads vorgesehen ist, eine einfache Konfiguration, die nur von dem Stößel, dem Zwangselement und dem Stößelempfangsloch gebildet wird, das darin den Stößel und das Zwangselement aufnimmt. Daher ist es im Gegensatz zur herkömmlichen Lenkvorrichtung nicht erforderlich, den gedrückten Abschnitt des Stößels zu bearbeiten (maschinell zu bearbeiten) oder zu bilden. Der Vorspannungsaufbringungsmechanismus kann daher zu relativ geringen Kosten konfiguriert werden, wodurch die Herstellungskosten der Lenkvorrichtung reduziert werden.
Als noch ein weiterer Aspekt der Lenkvorrichtung ist es wünschenswert, dass der Stößel einen Abschnitt mit großem Durchmesser, der in dem Stößelempfangsloch gleitet, und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser aufweist, dessen Durchmesser in Bezug auf den Abschnitt mit großem Durchmesser stufenweise reduziert ist und der von der Öffnung des Stößelempfangslochs hervorstehen kann, das Stößelempfangsloch einen Stopper aufweist, der durch Reduzieren eines Innendurchmessers der Öffnung gebildet ist, so dass er kleiner als ein Außendurchmesser des Abschnitts mit großem Durchmesser ist, und der einen vorstehenden Betrag des Abschnitts mit kleinem Durchmesser beschränkt, indem er in Kontakt mit dem Abschnitt mit großem Durchmesser kommt, in einem Zustand, in dem eine Rotationsphase der Segmentwelle in der Umgebung der neutralen Position ist, der Abschnitt mit großem Durchmesser nicht in Kontakt mit dem Stopper kommt und ein Kontakt des Stößels mit dem spezifischen Zahnboden erlaubt ist, und in einem Zustand, in dem die Rotationsphase der Segmentwelle die Umgebung der neutralen Position überschreitet, der Abschnitt mit großem Durchmesser in Kontakt mit dem Stopper kommt und der Kontakt des Stößels mit dem spezifischen Zahnboden beschränkt ist.
Wie oben beschrieben, kann auch in dem Fall, in dem der Vorspannungsaufbringungsmechanismus auf der Seite des Segmentzahnrads vorgesehen ist, der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad nur in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle, die Steifigkeit erfordert, eingestellt werden, indem der vorstehende Betrag des Stößels durch den Stopper beschränkt wird. Mit anderen Worten kann, außer wenn sich die Segmentwelle in der Umgebung der neutralen Position befindet, die die Steifigkeit nicht besonders erfordert, durch die Beschränkung des Kontakts des Stößels mit dem spezifischen Zahnboden eine Verschlechterung des Lenkgefühls, wie das sogenannte Schleifgefühl, das durch den Gleitkontakt des Stößels mit dem spezifischen Zahnboden verursacht wird, unterdrückt werden.
In der vorliegenden Erfindung ist der Stopper weiterhin nur durch Verengung der Öffnung des Stößelempfangslochs strukturiert. Daher ist es im Gegensatz zur herkömmlichen Lenkvorrichtung möglich, den vorstehenden Betrag des Stößels durch die relativ einfache Struktur zu beschränken, ohne das komplizierte oder aufwändige Nockenprofil zu bilden, was zur Reduzierung der Herstellungskosten der Lenkvorrichtung beitragen kann.
Als noch ein weiterer Aspekt der Lenkvorrichtung ist es wünschenswert, dass eine Endseite in einer axialen Richtung der Segmentwelle in Bezug auf das Segmentzahnrad, die eine Seite ist, die mit einem Lenkstockhebel verbunden ist, so ausgebildet ist, dass sie einen relativ großen Durchmesser hat, und die andere Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle in Bezug auf das Segmentzahnrad so ausgebildet ist, dass sie einen relativ kleinen Durchmesser verglichen mit dem der einen Endseiten in der axialen Richtung der Segmentwelle hat, und das Stößelempfangsloch ist an einem der beiden Endabschnitte in der Zahnbreitenrichtung des zentralen Zahns vorgesehen, der der anderen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle entspricht.
Wie oben beschrieben, ist auch in dem Fall, in dem der Vorspannungsaufbringungsmechanismus auf der Seite des Segmentzahnrads vorgesehen ist, das den Vorspannungsaufbringungsmechanismus bildende Stößelempfangsloch auf einer Seite angeordnet ist, auf der der Durchmesser der Segmentwelle relativ klein ist. Daher kann der Vorspannungsaufbringungsmechanismus an einer Position angeordnet werden, die um eine Distanz, die der Reduktion des Durchmessers der Segmentwelle entspricht, weiter von einem Drehzentrum der Kugelmutter entfernt ist. Dadurch kann ein größeres Drehdrehmoment auf die Kugelmutter ausgeübt werden, wodurch der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentrad effektiver eingestellt werden kann.
Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Vorspannungsaufbringungsmechanismus so konfiguriert, dass er das Drehdrehmoment auf die Kugelmutter durch den elastischen Kontakt (elastisches Anstoßen) des Vorspannungsaufbringungsmechanismus mit (auf) der Zahnspitze des zentralen Zahns des Segmentzahnrads oder den elastischen Kontakt (elastisches Anstoßen) des Vorspannungsaufbringungsmechanismus mit (auf) dem spezifischen Zahnboden der Zahnstangenzähne bereitstellt. Daher ist es im Gegensatz zur herkömmlichen Lenkvorrichtung nicht erforderlich, einen gedrückten Abschnitt, der durch den Vorspannungsaufbringungsmechanismus zu drücken ist, getrennt vom Segmentzahnrad gedrückt wird. Eine Erhöhung der Größe der Segmentwelle aufgrund der Bildung des gedrückten Abschnitts kann daher unterdrückt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Längsschnitt durch eine Lenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittdarstellung entlang einer Ebene A-A von 1.
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils von 1.
Die 4A bis 4C sind Zeichnungen, die die Änderung des vorstehenden Betrags eines Stößels gemäß einem Lenkzustand zeigen. 4A ist ein neutraler Zustand, in dem ein Lenkwinkel 0 Grad beträgt. 4B ist ein Lenkzustand, in dem der Lenkwinkel 12 Grad beträgt. 4C ist ein Lenkzustand, in dem der Lenkwinkel 25 Grad beträgt.
5 ist ein modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform der Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Querschnitt der Lenkvorrichtung, der der Schnittansicht entlang der Ebene A-A von 1 entspricht.
6 ist ein Längsschnitt durch eine Lenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Schnittdarstellung entlang der Ebene A-A von 6.
8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils von 6.
9 ist ein modifiziertes Beispiel der zweiten Ausführungsform der Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Querschnitt der Lenkvorrichtung, der der Schnittansicht entlang der Ebene A-A von 6 entspricht.
10 ist eine Lenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Querschnitt der Lenkvorrichtung, der der Schnittdarstellung entlang der Ebene A-A von 1 entspricht.
11 ist eine Lenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Querschnitt der Lenkvorrichtung, der der Schnittdarstellung entlang der Ebene A-A von 6 entspricht.

Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
Ausführungsformen einer Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jeder der folgenden Ausführungsformen ist ein Beispiel dargestellt, bei dem die Lenkvorrichtung als Integral-Servolenkung, die für ein großes Fahrzeug, wie beispielsweise einen Lastkraftwagen, verwendet wird, angewendet wird.
[Erste Ausführungsform]
(Konfiguration der Lenkvorrichtung)
1 ist eine erste Ausführungsform einer Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Längsschnitt der Lenkvorrichtung PS1 entlang eines Drehzentrums einer Lenkwelle 2. 2 zeigt einen Querschnitt der Lenkvorrichtung PS1 entlang einer Ebene A-A aus 1. In der folgenden Beschreibung wird eine Seite, an der die Lenkwelle 2 mit einem Lenkrad (nicht gezeigt) in Richtung der Drehachse X der Lenkwelle 2 von 1 verbunden ist, als „eine Endseite“ bezeichnet, und eine Seite, an der die Lenkwelle 2 mit einer Kugelmutter 4 verbunden ist, wird als „die andere Endseite“ bezeichnet. Ebenso wird eine Seite, auf der eine Segmentwelle 3 mit gelenkten Rädern (nicht gezeigt) in Richtung der Drehachse Y der Segmentwelle 3 von 2 verbunden ist, als „eine Endseite“ bezeichnet, und eine Seite, auf der die Segmentwelle 3 mit der Kugelmutter 4 verbunden ist, wird als „die andere Endseite“ bezeichnet.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist die Lenkvorrichtung PS1 eine bekannte Lenkvorrichtung vom Kugelmuttertyp und weist die Lenkwelle 2, die mit dem Lenkrad (nicht gezeigt) verbunden ist, und die Segmentwelle 3 auf, die mit den gelenkten Rädern (nicht gezeigt) verbunden ist. Diese Lenkwelle 2 und Segmentwelle 3 sind in einem Gehäuse 1 aufgenommen. Die Kugelmutter 4 ist zwischen der Lenkwelle 2 und der Segmentwelle 3 angeordnet. Die Drehung der Lenkwelle 2 wird dann durch die Kugelmutter 4 in eine Drehung der Segmentwelle 3 konvertiert.
Das Gehäuse 1 hat ein erstes Gehäuse 11, ein zweites Gehäuse 12 und ein drittes Gehäuse 13. Das erste Gehäuse 11 fungiert als ein Gehäusekörper, der darin die Lenkwelle 2, die Segmentwelle 3 und die Kugelmutter 4 aufnimmt. Das heißt, das erste Gehäuse 11 hat einen im Wesentlichen zylindrischen Lenkwellenaufnahmeteil 111, der sich in Richtung der Drehachse X erstreckt und die Lenkwelle 2 und die Kugelmutter 4 aufnimmt, und einen im Wesentlichen zylindrischen Segmentwellenaufnahmeteil 112, der sich in Richtung der Drehachse Y orthogonal zur Drehachse X erstreckt und die Segmentwelle 3 aufnimmt.
Wie in 1 dargestellt, hat der Lenkwellenaufnahmeteil 111 eine mit einem Boden versehene zylindrische Form, wobei eine Endseite in Richtung der Drehachse X des Lenkwellenaufnahmeteils 111 durch eine erste Öffnung 111a nach außen offen ist, und die andere Endseite des Lenkwellenaufnahmeteils 111 durch eine Endwand 111b verschlossen ist. Die erste Öffnung 1 Ha wird durch das zweite Gehäuse 12 verschlossen, das in die erste Öffnung 111 a eingepasst ist.
Das zweite Gehäuse 12 hat eine zylindrische Form, deren Außendurchmesser zur anderen Endseite hin stufenweise reduziert wird. Das zweite Gehäuse 12 hat einen zweiten Gehäusekörper 121, der an einer Endfläche der ersten Öffnung 111a anstößt, und einen zweiten Gehäusepassungsabschnitt 122, dessen Durchmesser in Bezug auf den zweiten Gehäusekörper 121 stufenweise reduziert ist und der in die erste Öffnung 111a eingepasst ist. Ein erstes Dichtungselement S1, das elastisch an einer Innenumfangsfläche der ersten Öffnung 111a anstoßen kann, ist an einer Außenumfangsseite des zweiten Gehäusepassungsabschnitts 122 angebracht. Indem dieses erste Dichtungselement S1 elastisch an der Innenumfangsfläche der ersten Öffnung 111a anstößt, wird die Flüssigkeitsdichtigkeit einer Innenseite des Lenkwellenaufnahmeteils 111 aufrechterhalten.
Ferner weist das zweite Gehäuse 12 ein Lenkwelleneinsatzloch 123 auf, das einen mittleren Abschnitt des zweiten Gehäuses 12 durchdringt. Die Lenkwelle 2 wird dann von außen durch dieses Lenkwelleneinsatzloch 123 in den Lenkwellenaufnahmeteil 111 eingesetzt. Das Lenkwelleneinsatzloch 123 ist so gebildet, dass ein Innendurchmesser des Lenkwelleneinsatzlochs 123 von einer Endseite zur anderen Endseite stufenweise reduziert ist. Das Lenkwelleneinsatzloch 123 hat einen Lochabschnitt 123a mit großem Durchmesser mit einem relativ großen Durchmesser auf der einen Endseite und einen Lochabschnitt 123b mit kleinem Durchmesser mit einem relativ kleinen Durchmesser auf der anderen Endseite. Ein Lenkwellenlager 113, wie beispielsweise ein Kugellager, ist in dem Lochabschnitt 123a mit großem Durchmesser des Lenkwelleneinsatzlochs 123 aufgenommen, und die Lenkwelle 2 wird durch dieses Lenkwellenlager 113 drehbar gelagert.
Das Lenkwellenlager 113 hat einen inneren Laufring 113a, der integral mit einer zweiten Lenkwelle 22 ausgebildet ist, einen äußeren Laufring 113b, der in den Lochabschnitt 123a mit großem Durchmesser eingesetzt ist, und eine Vielzahl von Kugelelementen 113c, die zwischen dem inneren Laufring 113a und dem äußeren Laufring 113b angeordnet sind. Der äußere Laufring 113b wird in einem Zustand gehalten, in dem die Bewegung des äußeren Laufrings 113b in einer axialen Richtung durch eine Kontermutter 114 eingeschränkt ist, die in den Lochabschnitt 123a mit großem Durchmesser geschraubt ist.
Wie in 2 dargestellt, ist der Segmentwellenaufnahmeteil 112 im Wesentlichen tangential zum Lenkwellenaufnahmeteil 111 angeordnet. Der Segmentwellenaufnahmeteil 112 ist so ausgebildet, dass er mit dem Lenkwellenaufnahmeteil 111 kommunizieren kann, indem es einen Teil in einer Umfangsrichtung des Segmentwellenaufnahmeteils 112 mit dem Lenkwellenaufnahmeteil 111 teilt. Eine Endseite in Richtung der Drehachse Y des Segmentwellenaufnahmeteils 112 ist durch eine zweite Öffnung 112a nach außen offen, und die andere Endseite des Segmentwellenaufnahmeteils 112 ist durch eine dritte Öffnung 112b nach außen offen.
Das heißt, dass am Segmentwellenaufnahmeteil 112 ein Endabschnitt der Segmentwelle 3, der durch die dritte Öffnung 112b in den Segmentwellenaufnahmeteil 112 eingesetzt ist, durch die zweite Öffnung 112a nach außen weist und mit einem Lenkstockhebel (nicht gezeigt) außerhalb des Gehäuses 1 verbunden ist. Andererseits wird die dritte Öffnung 112b durch das dritte Gehäuse 13 verschlossen, das in die dritte Öffnung 112b eingesetzt wird, nachdem die Segmentwelle 3 durch die dritte Öffnung 112b in den Segmentwellenaufnahmeteil 112 eingesetzt wurde.
Das dritte Gehäuse 13 hat eine zylindrische Form, deren Außendurchmesser zur einen Endseite hin stufenweise reduziert ist. Das dritte Gehäuse 13 hat einen dritten Gehäusekörper 131, der an einer Endfläche der dritten Öffnung 112b anstößt, und einen dritten Gehäusepassungsabschnitt 132, dessen Durchmesser in Bezug auf den dritten Gehäusekörper 131 stufenweise reduziert ist und der in die dritte Öffnung 112b eingepasst ist. Ein zweites Dichtungselement S2, das elastisch an einer Innenumfangsfläche der dritten Öffnung 112b anstoßen kann, ist an einer Außenumfangsseite des dritten Gehäusepassungsabschnitts 132 angebracht. Indem dieses zweite Dichtungselement S2 elastisch an der Innenumfangsfläche der dritten Öffnung 112b anstößt, wird die Flüssigkeitsdichtigkeit einer Innenseite des Segmentwellenaufnahmeteils 112 aufrechterhalten.
Das dritte Gehäuse 13 weist ferner an einer Innenumfangsseite des dritten Gehäusepassungsabschnitts 132 einen mit einem Boden versehenen zylindrischen Wellenlagerabschnitt 133 zum drehbaren Lagern des anderen Endabschnitts der Segmentwelle 3 auf. Der Wellenlagerabschnitt 133 hat einen dritten zylindrischen Gehäuseabschnitt 134, der zu der einen Endseite offen ist, und eine dritte Gehäuseendwand 135, die die andere Endseite des dritten zylindrischen Gehäuseabschnitts 134 verschließt.
Wie in 1 dargestellt, hat die Lenkwelle 2 eine erste Lenkwelle 21, deren eine Endseite mit dem Lenkrad (nicht gezeigt) verbunden ist, und die zweite Lenkwelle 22, die mit der anderen Endseite der ersten Lenkwelle 21 verbunden ist, um sich relativ durch einen Torsionsstab zu drehen, wobei ein Teil der zweiten Lenkwelle 22 die erste Lenkwelle 21 in einer radialen Richtung überlappt. Die erste Lenkwelle 21 ist mit dem Torsionsstab 23 durch ein erstes Stiftelement 241 verbunden, das den anderen Endabschnitt der ersten Lenkwelle 21 in radialer Richtung durchdringt. Ebenso ist die zweite Lenkwelle 22 mit dem Torsionsstab 23 durch ein zweites Stiftelement 242 verbunden, das den anderen Endabschnitt der zweiten Lenkwelle 22 in radialer Richtung durchdringt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Lenkwelle 2 mechanisch mit dem Lenkrad (nicht gezeigt) oder elektrisch mit dem Lenkrad (nicht gezeigt) durch die bekannte Steer-by-Wire-Steuerung verbunden sein kann, obwohl diese Zeichnungen in der vorliegenden Ausführungsform weggelassen sind. Ferner kann die Lenkwelle 2 nicht nur auf einen Fall angewendet werden, in dem die Lenkwelle 2 mit dem Lenkrad (nicht gezeigt) verbunden ist und ein Lenkdrehmoment über das Lenkrad durch manuellen Antrieb auf die Lenkwelle 2 eingegeben wird, sondern auch auf einen Fall, in dem die Lenkwelle 2 mit einem Motor (nicht gezeigt) verbunden ist und ein Lenkdrehmoment über den Motor durch automatischen Antrieb auf die Lenkwelle 2 eingegeben wird. Der Fall des manuellen Antriebs enthält einen Fall, in dem ein Lenkdrehmoment über das Lenkrad (nicht gezeigt) in die Lenkwelle 2 eingegeben wird, und auch ein Lenkunterstützungsdrehmoment von einem Motor (nicht gezeigt) in die Lenkwelle 2 eingegeben wird.
Wie in 2 dargestellt, hat die Segmentwelle 3 einen Segmentwellenabschnitt 31, der sich entlang der Richtung der Rotationsachse Y erstreckt, die die Richtung der Rotationsachse X der Lenkwelle 2 in einem im Wesentlichen rechten Winkel kreuzt, und ein Segmentzahnrad 32, das am anderen Endabschnitt des Segmentwellenabschnitts 31 so angeordnet ist, dass es der Kugelmutter 4 zugewandt ist. Der Segmentwellenabschnitt 31 und das Segmentzahnrad 32 sind integral miteinander ausgebildet, und wenn sich das Segmentzahnrad 32 dreht, dreht sich auch der Segmentwellenabschnitt 31 integral mit dem Segmentzahnrad 32.
Eine Endseite des Segmentwellenabschnitts 31 in Bezug auf das Segmentzahnrad 32 ist als ein Wellenabschnitt 311 mit großem Durchmesser ausgebildet, der einen relativ großen Durchmesser hat, und die andere Endseite in Bezug auf das Segmentzahnrad 32 ist als ein Wellenabschnitt 312 mit kleinem Durchmesser ausgebildet, der einen relativ kleinen Durchmesser hat. Eine Endseite des Wellenabschnitts 311 mit großem Durchmesser ist mit dem Lenkstockhebel (nicht gezeigt) verbunden, und die andere Endseite des Wellenabschnitts 311 mit großem Durchmesser ist drehbar durch ein Lager 331 mit großem Durchmesser gelagert, das an einer Innenumfangsseite der zweiten Öffnung 112a aufgenommen ist. Das heißt, da der Wellenabschnitt 311 mit großem Durchmesser ein großes Drehmoment auf die gelenkten Räder (nicht gezeigt) über den Lenkstockhebel (nicht dargestellt) ausübt, der mit dem einen Endabschnitt des Wellenabschnitts 311 mit großem Durchmesser verbunden ist, ist der Durchmesser des Wellenabschnitts 311 mit großem Durchmesser relativ groß ausgebildet, um eine Steifigkeit zu gewährleisten, die dem großen Drehmoment, das auf den Wellenabschnitt 311 mit großem Durchmesser aufgebracht wird, widerstehen kann.
Des Weiteren ist an einer Endseite des Lagers 331 mit großem Durchmesser ein Dichtungselement 341 mit großem Durchmesser vorgesehen, das einen Spalt zwischen einer Außenumfangsfläche des Wellenabschnitts 311 mit großem Durchmesser und einer Innenumfangsfläche der zweiten Öffnung 112a flüssigkeitsdicht abdichten kann. Dadurch wird ein Ausströmen von Hydraulikflüssigkeit, die ein Inneres des Gehäuses 1 (der Segmentwellenaufnahmeteil 112) füllt, nach außen durch die zweite Öffnung 112a unterdrückt.
Andererseits wird der Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser 312 durch ein Lager mit kleinem Durchmesser 332 drehbar gelagert, das an einer Innenumfangsseite des dritten zylindrischen Gehäuseabschnitts 134 aufgenommen ist. Das heißt, der Wellenabschnitt 312 mit kleinem Durchmesser ist ein Abschnitt, der die andere Endseite der Segmentwelle 3 drehbar lagert, und da ein großes Drehmoment wie das große Drehmoment, das auf den Wellenabschnitt 311 mit großem Durchmesser ausgeübt wird, nicht auf den Wellenabschnitt 312 mit kleinem Durchmesser ausgeübt wird und es keine Notwendigkeit gibt, eine hohe Steifigkeit zu gewährleisten, die dem großen Drehmoment widerstehen kann, ist der Durchmesser des Wellenabschnitt 312 mit kleinem Durchmesser relativ klein ausgebildet.
Ferner ist ein Dichtungselement mit kleinem Durchmesser 342, das einen Spalt zwischen einer Außenumfangsfläche des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser 312 und einer Innenumfangsfläche des dritten zylindrischen Gehäuseabschnitts 134 flüssigkeitsdicht abdichten kann, an der anderen Endseite des Lagers mit kleinem Durchmesser 332 vorgesehen. Dadurch wird ein Ausfluss der Hydraulikflüssigkeit, die das Innere des Gehäuses 1 (der Segmentwellenaufnahmeteil 112) füllt, nach außen durch ein später beschriebenes Innengewindeloch 136 unterdrückt.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, hat das Segmentzahnrad 32 einen Verbindungsbasisabschnitt 320, der zwischen dem Wellenabschnitt 311 mit großem Durchmesser und dem Wellenabschnitt 312 mit kleinem Durchmesser vorgesehen ist und mit dem Wellenabschnitt 311 mit großem Durchmesser und dem Wellenabschnitt 312 mit kleinem Durchmesser verbunden ist, einen ersten Segmentzahn 321, einen zweiten Segmentzahn 322 und einen dritten Segmentzahn 323, die an einem Seitenabschnitt des Verbindungsbasisabschnitts 320 vorgesehen sind, um den Zahnstangenzähnen 42 der Kugelmutter 4 zugewandt zu sein. Der erste Segmentzahn 321 steht in einem neutralen Zustand des Segmentzahnrads 32 entlang einer Richtung der Z-Achse orthogonal zur Drehachse X und zur Drehachse Y hervor. Der zweite Segmentzahn 322 steht in einer rechten schrägen Richtung des ersten Segmentzahns 321 in Richtung der einen Endseite der Drehachse X vor. Der dritte Segmentzahn 323 steht in einer linken schrägen Richtung des ersten Segmentzahns 321 in Richtung der anderen Endseite der Drehachse X vor.
Das Segmentzahnrad 32 ist als sogenanntes verjüngtes Zahnrad ausgebildet. Das heißt, dass, wie in 2 dargestellt, ein erster Zahnboden 325, der zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und dem zweiten Segmentzahn 322 positioniert ist, und ein zweiter Zahnboden 326, der zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und dem dritten Segmentzahn 323 positioniert ist, so ausgebildet sind, dass sie solche verjüngten Oberflächen aufweisen, dass die Zahnhöhen T der ersten bis dritten Segmentzähne 321 bis 323 in Richtung der einen Endseite der Segmentwelle 3 graduell zunehmen.
Mit der Konfiguration des verjüngten Zahnrads ist das Innengewindeloch 136, das die dritte Gehäuseendwand 135 entlang der Drehachse Y durchdringt, an der dritten Gehäuseendwand 135 ausgebildet, und eine Einstellschraube 5 wird von der anderen Endseite des dritten Gehäuses 13 (von außen) in dieses Innengewindeloch 136 eingeschraubt.Diese Einstellschraube 5 wird eingeschraubt, wobei die Einstellschraube 5 in Kontakt mit dem anderen Endabschnitt (dem Wellenabschnitt 312 mit kleinem Durchmesser) der Segmentwelle 3 ist, dann bewegt sich die Einstellschraube 5 nach vorne zu der einen Endseite und zwingt die Segmentwelle 3 zur einen Endseite. Das heißt, durch Eindrehen der Einstellschraube 5 und Bewegen der Segmentwelle 3 zur einen Endseite werden Spalte zwischen den ersten und zweiten Zahnböden 325 und 326 und den zweiten und dritten Zahnstangenzähnen 422 und 423 reduziert (werden schmal), wodurch Spiel des Segmentzahnrads 32 in Bezug auf die Zahnstangenzähne 42 reduziert wird.
Wie oben beschrieben, gibt es in der vorliegenden Ausführungsform einen Spieleinstellmechanismus, der durch das durch das verjüngte Zahnrad gebildete Segmentzahnrad 32 und die Einstellschraube 5, die die Segmentwelle 3 zwingt, konfiguriert ist und das Spiel zwischen dem Segmentzahnrad 32 und den Zahnstangenzähnen 42 durch manuelle Betätigung der Drehung (Schrauben) der Einstellschraube 5 einstellen kann. Mit diesem Spieleinstellmechanismus ist es bei der Wartung oder Instandhaltung eines Fahrzeugs möglich, das Spiel zwischen dem Segmentzahnrad 32 und den Zahnstangenzähnen 42 einzustellen, das aufgrund von Verschleiß usw. des Segmentzahnrads 32 und der Zahnstangenzähne 42 zunimmt.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist die Kugelmutter 4 zylindrisch in Form und ein Wellenloch 41 ist an der Kugelmutter 4 entlang der Richtung der Drehachse X ausgebildet. Das heißt, die Kugelmutter 4 ist so vorgesehen, dass sie sich in Richtung der Drehachse X durch eine Vielzahl von Kugeln 43, die zwischen einer wellenseitigen Kugelnut 401, die an einer Außenumfangsseite der zweiten Lenkwelle 22, die in dem Lenkwellenaufnahmeteil 111 aufgenommen ist, vorgesehen ist, und einer mutterseitigen Kugelnut 402 angeordnet sind, die an einer Innenumfangsseite (in dem Wellenloch 41) der Kugelmutter 4 vorgesehen ist. An einem Außenabschnitt der Kugelmutter 4 sind in der Richtung der Drehachse X die Zahnstangenzähne 42 (später beschriebene erste bis vierte Zahnstangenzähne 421 bis 424), die mit dem Segmentzahnrad 32 in Eingriff sind, in einem vorbestimmten Bereich, der dem Segmenzahnrad 32 zugewandt ist, ausgebildet. Weiterhin ist an dem Außenabschnitt der Kugelmutter 4 in der Richtung der Drehachse X ein zylindrisches Rohrelement 44, das eine Endseite und die andere Endseite der mutterseitigen Kugelnut 402 zum Zirkulieren der Vielzahl von Kugeln 43 verbindet, an einer Rückflächenseite der Zahnstangenzähne 42 angeordnet, also auf einer gegenüberliegenden Seite zu den Zahnstangenzähne 42 in Bezug auf die Drehachse X.
Wie in 1 dargestellt, weisen die Zahnstangezähne 42 den ersten Zahnstangenzahn 421, den zweiten Zahnstangenzahn 422, den dritten Zahnstangenzahn 423 und den vierten Zahnstangenzahn 424 auf, die parallel zueinander entlang der Richtung der Drehachse X an dem Seitenabschnitt der Kugelmutter 4 angeordnet sind, der dem Segmentzahnrad 32 zugewandt ist. Zwischen dem zweiten Zahnstangenzahn 422 und dem dritten Zahnstangenzahn 423 ist ein erster Zahnstangenzahnboden 425, der ein spezifischer Zahnboden ist, der dem ersten Segmentzahn 321 zugewandt ist, der ein zentraler Zahn ist, ausgebildet. Zwischen dem ersten Zahnstangenzahn 421 und dem zweiten Zahnstangenzahn 422 ist ein zweiter Zahnstangenzahnboden 426 gebildet, der dem zweiten Segmentzahn 322 zugewandt ist. Zwischen dem dritten Zahnstangenzahn 423 und dem vierten Zahnstangenzahn 424 ist ein dritter Zahnstangenzahnboden 427 gebildet, der dem dritten Segmentzahn 323 zugewandt ist.
Die Kugelmutter 4 fungiert als Kolben eines Kraftzylinders, der durch den hydraulischen Druck einer Hydraulikflüssigkeit betrieben wird, die ein Inneres des Lenkwellenaufnahmeteils 111 füllt, und gleitend im Lenkwellenaufnahmeteil 111 vorgesehen ist. Das heißt, an der Innenseite des Lenkwellenaufnahmeteils 111 werden durch die Kugelmutter 4 zwei hydraulische Kammern definiert, also eine erste hydraulische Kammer P1 und eine zweite hydraulische Kammer P2, die einander in Richtung der Drehachse X in Bezug auf die Kugelmutter 4 zugewandt sind. Die zweite hydraulische Kammer P2 ist so ausgebildet, dass sie über ein am ersten Gehäuse 11 vorgesehenes Kommunikationsloch 115 mit dem Segmentwellenaufnahmeteil 112 kommunizieren kann. Die Hydraulikflüssigkeit in der zweiten hydraulischen Kammer P2 wird in den Segmentwellenaufnahmeteil 112 eingeleitet, wodurch Segmentzahnrad 32 und die Zahnstangenzähne 42 (die Spalte zwischen dem Segmentzahnrad 32 und den Zahnstangenzähnen 42) geschmiert werden.
Darüber hinaus dient ein bekanntes Drehventil RV als Steuerventil, das selektiv die Hydraulikflüssigkeit, die von einer Hydraulikdruckquelle (z. B. einer Pumpe) (nicht gezeigt) entsprechend einer relativen Drehung der ersten Lenkwelle 21 und der zweiten Lenkwelle 22 bereitgestellt wird, an die erste hydraulische Kammer P1 oder die zweite hydraulische Kammer P2 des Kraftzylinders bereitstellen kann, ist an einer Innenseite des zweiten Gehäuses 12 konfiguriert. Das Drehventil RV weist einen Rotor 210 auf, der integral mit dem anderen Endabschnitt der ersten Lenkwelle 21 ausgebildet ist, und eine Hülse 220, die an einer Außenumfangsseite des Rotors 210 vorgesehen und integral mit einem Endabschnitt der zweiten Lenkwelle 22 ausgebildet ist.
An einer Innenumfangsseite des zweiten Gehäuses 12 sind eine Einleitungsöffnung 124a, eine Bereitstellungsöffnung 124b und eine Auslassöffnung 124c als Umfangsrichtungsnuten, die sich entlang einer Umfangsrichtung der Rotationsachse X erstrecken, parallel zueinander in der Richtung der Rotationsachse X angeordnet. Darüber hinaus sind an der Innenseite des zweiten Gehäuses 12 ein Einleitungskanal 124d, der ein Einleitungsrohr (nicht gezeigt) und die Einleitungsöffnung 124a verbindet, und ein Auslasskanal 124e, der die Auslassöffnung 124c und ein Auslassrohr (nicht gezeigt) verbindet, vorgesehen. An den Innenseiten des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12 ist auch ein Bereitstellungskanal L, der die Bereitstellungsöffnung 124b und die erste hydraulische Kammer P1 verbindet, so ausgebildet, dass er das erste Gehäuse 11 und das zweite Gehäuse 12 überspannt. Insbesondere ist der Bereitstellungskanal L aus einem ersten Gehäusebereitstellungskanal 116, der an der Innenseite des ersten Gehäuses 11 vorgesehen ist, und einem zweiten Gehäusebereitstellungskanal 126, der an der Innenseite des zweiten Gehäuses 12 vorgesehen ist, und die Bereitstellungsöffnung 124b und den ersten Gehäusebereitstellungskanal 116 verbindet, konfiguriert. Die Einleitungsöffnung 124a ist über den Einleitungskanal 124d und das Einleitungsrohr (nicht gezeigt) mit der Hydraulikdruckruckquelle (nicht gezeigt) verbunden. Die Bereitstellungsöffnung 124b ist über den Bereitstellungskanal L mit der ersten hydraulischen Kammer P1 verbunden. Die Auslassöffnung 124c ist über den Auslasskanal 124e und das Auslassrohr (nicht gezeigt) mit einem Vorratstank (nicht gezeigt) verbunden.
An einer Außenumfangsseite des Rotors 210 sind vertiefte Bereitstellungsabschnitte 210a und vertiefte Auslassabschnittte (nicht gezeigt), die sich jeweils in einer vertikalen Nutform entlang der Richtung der Rotationsachse X erstrecken, abwechselnd parallel zueinander in der Umfangsrichtung angeordnet. Ebenso sind an einer Innenumfangsseite der Hülse 220 rechte vertiefte Lenkabschnitte 220a und linke vertiefte Lenkabschnitte (nicht gezeigt), die sich jeweils in einer vertikalen Nutform entlang der Richtung der Drehachse X erstrecken, abwechselnd parallel zueinander in der Umfangsrichtung angeordnet. Die Hülse 220 ist mit einem ersten Kommunikationskanal 221, einem zweiten Kommunikationskanal 222, einem Bereitstellungskommunikationskanal 223 und einem Auslasskommunikationskanal 224 versehen, sodass diese Kanäle mit einem Innenumfang und einem Außenumfang der Hülse 220 kommunizieren. Der erste Kommunikationskanal 221 ist zu den rechten vertieften Lenkabschnitten 220a hin offen. Der zweite Kommunikationskanal 222 ist zu den linken vertieften Lenkabschnitten (nicht gezeigt) hin offen. Der Bereitstellungskommunikationskanal 223 oder der Auslasskommunikationskanal 224 ist zu vorstehenden Abschnitten (nicht gezeigt) geöffnet, die in der Umfangsrichtung zwischen den rechten vertieften Lenkabschnitten 220a und den linken vertieften Lenkabschnitten (nicht gezeigt) angeordnet sind, und dieser Bereitstellungskommunikationskanal 223 und Auslasskommunikationskanal 224 sind abwechselnd in Umfangsrichtung angeordnet.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist ein Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6, der den Eingriff zwischen dem Segmentzahnrad 32 und den Zahnstangenzähnen 42 in der Umgebung einer neutralen Position (einer in 1 gezeigten Position) der Segmentwelle 3 einstellt, die einer Geradeaus-Lenkzustand entspricht, zwischen dem Segmentzahnrad 32 und den Zahnstangenzähnen 42 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform, wie in den 1 und 2 dargestellt, wird ein Fall beschrieben, bei dem der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 auf der Seite der Kugelmutter 4 angeordnet ist. Wie insbesondere in 2 dargestellt ist, ist der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an einer Position einer Endseite in einer Zahnbreitenrichtung des ersten Zahnstangenzahnbodens 425 als der spezifische Zahnboden vorgesehen, der mit dem ersten Segmentzahn 321 als zentraler Zahn in Eingriff steht, und an einer Position einer Seite, die einer Endseite des ersten Segmentzahns 321 nahe dem Wellenabschnitt 311 mit großem Durchmesser zugewandt ist.
(Konfiguration des Vorspannungsaufbringungsmechanismus).
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6, der ein Hauptteil von 1 ist, und seiner Umgebung.
Wie in 3 dargestellt, weist der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 ein Stößelempfangsloch 60 auf, das am ersten Zahnstangenzahnboden 425 ausgebildet ist, einen Stößel 61, der in dem Stößelempfangsloch 60 aufgenommen ist, um sich nach vorne und hinten bewegen zu können, und ein Zwangselement 62 auf, das zwischen einem Boden des Stößelempfangslochs 60 und einem Boden des Stößels 61 angeordnet ist und den Stößel 61 in Richtung des ersten Segmentzahns 321 zwingt.
Das Stößelempfangsloch 60 hat einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt. Ein Ende des Stößelempfangslochs 60 ist zum ersten Zahnstangenzahnboden 425 hin offen und das andere Ende ist durch eine Bodenwand 600 verschlossen. Das Stößelempfangsloch 60 ist ein rundes Loch (oder ein kreisförmiges Loch) mit einem konstanten Innendurchmesser in axialer Richtung. Ein ringförmiges ringförmiges Element 63 ist von der Öffnungsseite her in das Stößelempfangsloch 60 pressgepasst. Daher ist das Stößelempfangsloch 60 in der Form eines verjüngten abgestuften Durchmessers ausgebildet. Das heißt, das Stößelempfangsloch 60 hat einen Lochabschnitt 601 mit großem Durchmesser, der an der Seite der Bodenwand 600 vorgesehen ist und einen relativ großen Durchmesser aufweist, und einen Lochabschnitt 602 mit kleinem Durchmesser, der an der Öffnungsseite vorgesehen und an einer Innenumfangsseite des ringförmigen Element 63 ausgebildet ist und einen relativ kleinen Durchmesser aufweist. Zwischen dem Lochabschnitt 601 mit großem Durchmesser und dem Lochabschnitt 602 mit kleinem Durchmesser ist ein Stopper 630, der einen Vorwärtsbewegungsbetrag des Stößels 61 beschränkt, also einen vorstehenden Betrag des Stößels 61, der von dem Lochabschnitt 602 mit dem kleinen Durchmesser vorsteht, indem er in Kontakt mit einem Abschnitt mit großem Durchmesser 611 des Stößels 61 kommt, durch das ringförmige Element 63 gebildet.
In einem Zustand, in dem sich eine Rotationsphase der Segmentwelle 3 in der Umgebung der neutralen Position befindet, kommt der Stopper 630 nicht in Kontakt mit dem Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser (atößt nicht an dem Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser an), und ermöglicht den Kontakt des Stößels 61 mit dem ersten Segmentzahn 321 (ermöglicht, dass der Stößel 61 am ersten Segmentzahn 321 anstößt) (siehe 4A). Andererseits kommt in einem Zustand, in dem die Rotationsphase der Segmentwelle 3 die Umgebung der neutralen Position überschreitet, der Stopper 630 in Kontakt mit dem Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser und beschränkt den Kontakt des Stößels 61 mit dem erster Segmentzahn 321 (siehe 4C).
Der Stößel 61 ist als einstückiges Element aus Harzmaterial gebildet und in eine verjüngte Form gebildet, deren Außendurchmesser stufenweise zu seinem oberen Ende hin reduziert ist. Genauer gesagt weist der Stößel 61 den Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser auf, der in dem Lochabschnitt 601 mit großem Durchmesser des Stößelempfangslochs 60 empfangen und aufgenommen ist, und einen Stößelabschnitt 612 mit kleinem Durchmesser, der gleitbar im Lochabschnitt 602 mit kleinem Durchmesser des Stößelempfangslochs 60 vorgesehen ist. Der Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser ist der Bodenwand 600 des Stößelempfangslochs 60 zugewandt und fungiert als Sitzfläche des Zwangselements 62. Andererseits steht der Stößelabschnitt 612 mit kleinem Durchmesser von dem Lochabschnitt 602 mit kleinem Durchmesser des Stößelempfangslochs 60 hervor und ist nach außen gewandt und dem ersten Segmentzahn 321 zugewandt. Ein oberer Endabschnitt des Stößelabschnitts 612 mit kleinem Durchmesser hat eine sanft gekrümmte Oberfläche, und wenn sich die Segmentwelle 3 dreht, kann der obere Endabschnitt des Stößelabschnitts 612 mit kleinem Durchmesser sanft in einen Gleitkontakt mit einer Zahnfläche des ersten Segmentzahns 321 kommen.
Ein Endabschnitt des Zwangselements 62 sitzt auf der Bodenwand 600 des Stößelempfangslochs 60, und das andere Ende sitzt auf dem Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser, dann wird das Zwangselement 62 zwischen der Bodenwand 600 des Stößelempfangslochs 60 und dem Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser aufgenommen, wobei eine vorbestimmte Druckbeaufschlagung an das Zwangselement 62 gegeben wird. Das heißt, dem Zwangselement 62 wird die vorbestimmte Druckbeaufschlagung zuteil, so dass selbst dann, wenn der Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser am Stopper 630 anstößt, eine Zwangskraft des Zwangselements 62 auf den Stößel 61 wirkt. Das Zwangselement 62 übt dann konstant die Zwangskraft auf den Stößel 61 aus. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Zwangselement 62 durch Stapeln einer Vielzahl bekannter Tellerfedern in Serie konfiguriert. Es ist zu beachten, dass das Zwangselemnt 62 nicht auf die Vielzahl gestapelter Tellerfedern wie in der vorliegenden Ausführungsform beschränkt ist. Solange ein Zwangselement, beispielsweise eine Schraubenfeder, den Stößel 61 kontinuierlich zwingen kann, können sein Material und seine Form beliebig geändert werden.
(Beschreibung der Funktionsweise des Vorspannungsaufbringungsmechanismus)
4A bis 4C sind Zeichnungen, die die Änderung des vorstehenden Betrags des Stößels 61 entsprechend einem Lenkzustand zeigen. 4A ist der neutrale Zustand, in dem der Lenkwinkel 0 Grad beträgt. 4B ist ein Lenkzustand, bei dem der Lenkwinkel 12 Grad beträgt. 4C ist ein Lenkzustand, bei dem der Lenkwinkel 25 Grad beträgt.
Wie in 4A dargestellt, befindet sich der Stößel 61 im neutralen Zustand, in dem der Lenkwinkel 0 Grad beträgt, in einem zurückgezogenen Zustand, trennt sich der Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser vom Stopper 630, und eine obere Endfläche des Stößelabschnitts 612 mit kleinem Durchmesser stößt elastisch an eine Zahnspitze des ersten Segmentzahns 321 durch die Zwangskraft des Zwangselements 62 an. In diesem Zustand wird durch eine Reaktionskraft, die durch das elastische Anstoßen des Stößels 61 an der Zahnspitze des ersten Segmentzahns 321 erzeugt wird, die Kugelmutter 4 in Drehrichtung der Kugelmutter 4 zu einer Seite gezwungen. Dadurch wird an der anderen Endseite des Segmentzahnrads 32 ein Spalt C zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und dem Zahnstangenzahnboden 425 reduziert. Dadurch wird der Eingriff (oder das Kämmen) zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und den zweiten und dritten Zahnstangenzähnen 422, 423 tiefer, und dann wird das Spiel zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und den zweiten und dritten Zahnstangenzähnen 422, 423 reduziert.
Wie in 4B dargestellt, befindet sich der Stößel 61 im Lenkzustand, in dem der Lenkwinkel 12 Grad beträgt, in einem Vorwärtsbewegungszustand, und der Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser befindet sich in einem Zustand, unmittelbar bevor er mit dem Stopper 630 in Kontakt kommt, und das obere Ende (eine Spitze) des Stößelabschnitts 612 mit kleinem Durchmesser stößt durch die Zwangskraft des Zwangselement 62 elastisch an der Zahnspitze des ersten Segmentzahns 321 an. In diesem Zustand wirkt im Vergleich zum neutralen Zustand eine relative kleine Zwangskraft aufgrund der Verlängerung des Zwangselements 62 durch die Vorwärtsbewegung des Stößels 61 auf den Stößel 61. Das heißt, durch eine Reaktionskraft, die durch das elastische Anstoßen des Kolbens 61 an der Zahnspitze des ersten Segmentzahns 321 durch die Zwangskraft, die kleiner als die des neutralen Zustands ist, erzeugt wird, die Kugelmutter 4 in der Drehrichtung der Kugelmutter 4 zu der einen Seite gezwungen. Dadurch wird an der anderen Endseite des Segmentzahnrads 32 der Spalt C zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und dem ersten Zahnstangenzahnboden 425 reduziert, dann wird das Spiel zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und den zweiten und dritten Zahnstangenzähnen 422, 423 reduziert.
Wie in 4C dargestellt, befindet sich der Stößel 61 im Lenkzustand, in dem der Lenkwinkel 25 Grad beträgt, in dem am weitesten nach vorne bewegten Zustand, der Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser stößt an den Stopper 630 an, und die Vorwärtsbewegung des Stößels 61 wird beschränkt, und das obere Ende des Stößelabschnitts 612 mit kleinem Durchmesser trennt sich von der Zahnspitze des ersten Segmentzahns 321. Da in diesem Zustand die Zwangskraft nicht auf die Kugelmutter 4 wirkt, ändert sich der Spalt C zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und dem ersten Zahnstangenzahnboden 425 nicht und das Spiel zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und den zweiten und dritten Zahnstangenzähnen 422, 423 wird nicht eingestellt.
(Funktion und Effekt der vorliegenden Ausführungsform)
Bei der herkömmlichen Lenkvorrichtung stößt der Stößel, der an der Innenseite der Kugelmutter vorgesehen ist, sodass er in Richtung des Segmentzahnrads gezwungen werden kann, elastisch an dem Stößelgleitkontaktabschnitt an, der neben dem Segmentzahnrad vorgesehen ist und das vorbestimmte Nockenprofil aufweist, und durch die durch diesen elastischen Kontakt (elastisches Anstoßen) erzeugte Reaktionskraft von dem Stößelgleitkontaktabschnitt wird die Kugelmutter in Drehrichtung zu der einen Seite gezwungen, dann reduziert der Vorspannungsaufbringungsmechanismus das Spiel zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle. Bei der herkömmlichen Lenkvorrichtung ist es jedoch erforderlich, den Stößelgleitkontaktabschnitt getrennt vom Segmentzahnrad vorzusehen. Aus diesem Grund gibt es immer noch Raum für Verbesserungen darin, dass eine Größe der Segmentwelle in der axialen Richtung um die Größe des Stößelgleitkontaktabschnitts vergrößert wird.
Im Gegensatz dazu weist die Lenkvorrichtung PS1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf: die Zahnstangenzähne 42, die an der Außenseite der Kugelmutter 4 ausgebildet sind, die auf die Lenkwelle 2 (die zweite Lenkwelle 22) geschraubt ist, die mit dem Lenkrad (nicht gezeigt) verbunden ist; das Segmentzahnrad 32, das an der Segmentwelle 3 vorgesehen ist und das mit den gelenkten Rädern (nicht gezeigt) verbunden ist und die Vielzahl von Segmentzähnen aufweist (den ersten Segmentzahn 321, den zweiten Segmentzahn 322 und den dritten Segmentzahn 323), einschließlich des zentralen Zahns (der erste Segmentzahn 321), der im neutralen Positionszustand der Segmentwelle 3, der dem Geradeaus-Lenkzustand entspricht, am tiefsten mit den Zahnstangenzähnen 42 in Eingriff ist (oder kämmt), die in der Umfangsrichtung der Segmentwelle 3 vorgesehen sind und die mit den Zahnstangenzähnen 42 in Eingriff (oder kämmen) sind (das Segmentzahnrad 32 steht mit den Zahnstangenzähnen 42 durch die Vielzahl von Segmentzähnen (321, 322 und 323) einschließlich des zentralen Zahns (321) in Eingriff); und den Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6, der den Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen 42 und dem Segmentzahnrad 32 in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle 3 einstellt. Der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 ist an dem einen Endabschnitt in der Zahnbreitenrichtung des spezifischen Zahnbodens (der erste Zahnstangenzahnboden 425) der Zahnstangenzähne 42 vorgesehen, der der Zahnspitze des zentralen Zahns (dem ersten Segmentzahn 321) zugewandt ist, wenn sich die Segmentwelle 3 in der Umgebung der neutralen Position befindet. Der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 zwingt die Kugelmutter 4 durch die Reaktionskraft, die durch den elastischen Kontakt des Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 mit der Zahnspitze des zentralen Zahns (dem ersten Segmentzahn 321) erzeugt wird, zu der einen Seite in der Drehrichtung der Kugelmutter 4.
Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform so konfiguriert, dass sie durch die Reaktionskraft, die durch den elastischen Kontakt (elastisches Anstoßen) des Stößels 61 mit (auf) der Zahnspitze des ersten Segmentzahns 321 des Segmentzahnrads 32 erzeugt wird, ein Drehdrehmoment zu der einen Seite in der Drehrichtung der Kugelmutter 4 bereitstellt. Daher besteht in der vorliegenden Ausführungsform im Gegensatz zur herkömmlichen Lenkvorrichtung keine Notwendigkeit, einen gedrückten Abschnitt, der vom Stößel 61 zu drücken ist, separat vom Segmentzahnrad 32 vorzusehen. Erhöhung einer Größe der Segmentwelle 3 aufgrund der Bildung des gedrückten Abschnitts kann daher unterdrückt werden.
Darüber hinaus weist der Vorspannungsaufbringmechanismus 6 in der vorliegenden Ausführungsform das Stößelempfangsloch 60, das an dem spezifischen Zahnboden (dem ersten Zahnstangenzahnboden 425) ausgebildet ist, den Stößel 61 in dem Stößelempfangsloch 60 aufgenommen ist, um sich vorwärts und rückwärts bewegen zu können, und dessen obere Endseite von der dem Segmentzahnrad 32 zugewandten Öffnung des Stößelempfangslochs 60 hervorstehen kann, und das Zwangselement 62 auf, das zwischen dem Boden (der Bodenwand 600) des Stößelempfangslochs 60 und dem Stößel 61 angeordnet ist und den Stößel 61 in Richtung des zentralen Zahns (dem ersten Segmentzahn 321) zwingt.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform ist der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 nur durch das an der Kugelmutter 4 ausgebildete Stößelempfangsloch 60, das Zwangselement 62 und den Stößel 61, die beide im Stößelempfangsloch 60 aufgenommen sind, konfiguriert. Dann wird durch Drücken der Zahnspitze des ersten Segmentzahns 321 des Segmentzahnrads 32 durch den Stößel 61 das Drehdrehmoment auf die Kugelmutter 4 erzeugt.
Wie oben beschrieben, weist der Vorspannungsaufbringmechanismus 6 in der vorliegenden Ausführungsform eine einfache Konfiguration auf, die nur durch den Stößel 61, das Zwangselement 62 und das Stößelempfangsloch 60 gebildet wird, das darin den Stößel 61 und das Zwangselement 62 aufnimmt. Anders als bei der herkömmlichen Lenkvorrichtung gibt es bei dieser Ausführungsform daher keine Notwendigkeit, den gedrückten Abschnitt des Stößels 61 zu bearbeiten (maschinell zu bearbeiten) oder zu bilden. Der Vorspannungsaufbringmechanismus 6 kann daher mit relativ geringen Kosten konfiguriert werden, wodurch die Herstellungskosten der Lenkvorrichtung PS1 reduziert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform weist der Kolben 61 auch den Abschnitt mit großem Durchmesser (den Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser) auf, der in dem Stößelempfangsloch 60 gleitet, und den Abschnitt mit kleinem Durchmesser (den Stößelabschnitt 612 mit kleinem Durchmesser) auf, dessen Durchmesser in Bezug auf den Abschnitt mit großem Durchmesser (dem Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser) schrittweise reduziert wird und der von der Öffnung des Stößelempfangslochs 60 hervorstehen kann. Das Stößelempfangsloch 60 weist den Stopper 630 auf, der durch Reduzieren eines Innendurchmessers der Öffnung so, dass der er kleiner als der Außendurchmesser des Abschnitts mit großem Durchmesser (des Stößelabschnitts 611 mit großem Durchmesser) ist, gebildet wird, und der den hervorstehenden Betrag des Abschnitts mit kleinem Durchmesser (dem Stößelabschnitt 612 mit kleinem Durchmesser) beschränkt, indem er mit dem Abschnitt mit großem Durchmesser in Kontakt kommt (dem Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser). In dem Zustand, in dem sich die Rotationsphase der Segmentwelle 3 in der Umgebung der neutralen Position befindet, kommt der Abschnitt mit großem Durchmesser (der Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser) nicht mit dem Stopper 630 in Kontakt, und Kontakt des Stößels 61 mit dem zentralen Zahn (dem ersten Segmentzahn 321) ist zulässig. Andererseits kommt in dem Zustand, in dem die Rotationsphase der Segmentwelle 3 die Umgebung der neutralen Position überschreitet, der Abschnitt mit großem Durchmesser (der Stößelabschnitt 611 mit großem Durchmesser) in Kontakt mit dem Stopper 630, und der Kontakt des Stößels 61 mit dem zentralen Zahn (dem ersten Segmentzahn 321) ist eingeschränkt.
Das heißt, die vorliegende Ausführungsform ist so konfiguriert, dass, wenn die Rotationsphase der Segmentwelle 3 in der Umgebung der neutralen Position der Lenkung ist, der Kontakt des Stößels 61 mit dem ersten Segmentzahn 321 ermöglicht wird, wohingegen, wenn die Rotationsphase der Segmentwelle 3 die Umgebung der neutralen Position überschreitet, der Kontakt des Stößels 61 mit dem ersten Segmentzahn 321 durch den Stopper 630 eingeschränkt ist.
Wie oben beschrieben, kann in der vorliegenden Ausführungsform der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen 42 und dem Segmentzahnrad 32 nur in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle 3 eingestellt werde, die Steifigkeit erfordert, indem der hervorstehende Betrag des Stößels 61 durch den Stopper 630 beschränkt wird. Mit anderen Worten kann, außer wenn sich die Segmentwelle 3 in der Umgebung der neutralen Position befindet, die keine besondere Steifigkeit erfordert, durch Beschränken des Kontakts des Stößels 61 mit dem ersten Segmentzahn 321 eine Verschlechterung des Lenkgefühls, wie beispielsweise das sogenannte Schleifgefühl, das durch den Gleitkontakt des Stößels 61 mit dem ersten Segmentzahn 321 verursacht wird, unterdrückt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Stopper 630 nur durch Verengung der Öffnung des Stößelempfangslochs 60 durch das ringförmige Element 63 strukturiert. Daher ist es in der vorliegenden Ausführungsform im Gegensatz zur herkömmlichen Lenkvorrichtung möglich, den vorstehenden Betrag des Stößels 61 durch die relativ einfache Struktur zu beschränken, ohne das kompliziertes oder aufwändige Nockenprofil auszubilden, was zu einer Reduzierung der Herstellungskosten der Lenkvorrichtung PS1 beitragen kann.
Darüber hinaus weist in der vorliegenden Ausführungsform der Zahnboden (der erste Zahnboden 325 und der zweite Zahnboden 326) des Segmentzahnrads 32 eine solche verjüngte Oberfläche auf, dass die Zahnhöhe T des Segmentzahnrads 32 graduell zu der einen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle 3 zunimmt. Die Segmentwelle 3 ist so konfiguriert, dass sie durch die Einstellschraube 5, die von der anderen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle 3 durch das Innengewindeloch 136 eingeschraubt wird, das an der Endwand (dem dritten Gehäuse 13) des Gehäuses 1 (des ersten Gehäuses 11) ausgebildet ist, das darin die Segmentwelle 3 aufnimmt, zu der einen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle 3 beweglich ist.
Wie oben beschrieben, weist das Segmentzahnrad 32 in der vorliegenden Ausführungsform die verjüngte Zahnradform auf, bei der der erste Zahnboden 325 und der zweite Zahnboden 326 des Segmentzahnrads 32 die verjüngten Flächen sind, und durch Bewegen der Segmentwelle 3 zu der einen Endseite in axialer Richtung durch die Einstellschraube 5 kann der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen 42 und dem Segmentzahnrad 32 eingestellt werden. Dadurch kann nicht nur in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle 3, sondern auch im gesamten Drehbereich der Segmentwelle 3 ein ordnungsgemäßer Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen 42 und dem Segmentzahnrad 32 sichergestellt werden.
(Modifiziertes Beispiel)
5 ist ein modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem modifizierten Beispiel ist die Anordnung des Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 der ersten Ausführungsform geändert, aber die andere Konfiguration ist dieselbe wie die der ersten Ausführungsform. Daher wird dieselbe Struktur oder Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf eine detaillierte Beschreibung wird hier verzichtet.
5 ist eine Lenkvorrichtung PS1' gemäß dem modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Querschnitt der Lenkvorrichtung PS1', der der Schnittansicht entlang der Ebene A-A von 1 entspricht.
Wie in 5 dargestellt, ist in der Lenkvorrichtung PS1' gemäß dem modifizierten Beispiel das Stößelempfangsloch 60 an einer Position der anderen Endseite in der Zahnbreitenrichtung des ersten Zahnstangenzahnbodens 425 vorgesehen und der Stößel 61 ist an einer Position einer Seite vorgesehen, die der anderen Endseite des ersten Segmentzahns 321 nahe dem Wellenabschnitt 312 mit kleinem Durchmesser zugewandt ist.
Mit dieser Konfiguration stößt in dem Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 der Lenkvorrichtung PS1' gemäß dem modifizierten Beispiel in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle 3 der Stößel 61, der an der anderen Endseite in der Zahnbreitenrichtung des ersten Zahnstangenzahnbodens 425 angeordnet ist, durch die Zwangskraft des Zwangselements 62 elastisch an die Zahnspitze des ersten Segmentzahns 321 des Segmentzahnrads 32 an. In diesem Zustand wird durch eine Reaktionskraft, die durch das elastische Anstoßen des Stößels 61 am ersten Segmentzahn 321 durch die Zwangskraft des Zwangselements 62 erzeugt wird, die Kugelmutter 4 zu der anderen Seite in der Drehrichtung der Kugelmutter 4 gezwungen. Dadurch wird an der einen Endseite des Segmentzahnrads 32 ein Spalt C zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und dem ersten Zahnstangenzahnboden 425 reduziert, dann wird das Spiel zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und den zweiten und dritten Zahnstangenzähnen 422, 423 reduziert.
Wie oben beschrieben, ist in der Lenkvorrichtung PS1' gemäß dem modifizierten Beispiel eine Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle 3 in Bezug auf das Segmentzahnrad 32, welches die Seite ist, die mit dem Lenkstockhebel (nicht gezeigt) verbunden ist, so ausgebildet, dass sie einen relativ großen Durchmesser aufweist, und die andere Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle 3 in Bezug auf das Segmentzahnrad 32 ist so ausgebildet, dass sie im Vergleich mit der einen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle 3 einen relativ kleinen Durchmesser aufweist. Das Stößelempfangsloch 60 ist an einem der beiden Endabschnitte in der Zahnbreitenrichtung des spezifischen Zahnbodens (dem ersten Zahnstangenzahnboden 425) vorgesehen, der der anderen Endseite in axialer Richtung der Segmentwelle 3 entspricht.
Das heißt, in dem vorliegenden modifizierten Beispiel ist das Stößelempfangsloch 60, das den Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 bildet, auf der Seite des Wellenabschnitts 312 mit kleinem Durchmesser angeordnet, wo der Durchmesser der Segmentwelle 3 relativ klein ist. Daher wird ein Raum, in dem der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 angeordnet werden kann, um einen Raum erweitert, der der Reduktion des Durchmessers des Segmentwellenabschnitts 31 wie des Wellenabschnitts 312 mit kleinem Durchmesser entspricht, und der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 kann an einer weiter entfernten Position von einem Drehzentrum der Kugelmutter 4 angeordnet werden. Dadurch kann ein größeres Drehdrehmoment der Kugelmutter 4 bereitgestellt werden, wodurch der Eingriff zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und den zweiten und dritten Zahnstangenzähnen 422, 423 effektiver eingestellt werden.
[Zweite Ausführungsform]
6 bis 8 zeigen eine zweite Ausführungsform der Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anordnung des Vorspannungsaufbringmechanismus 6 der ersten Ausführungsform geändert, aber die andere Konfiguration ist dieselbe wie die der ersten Ausführungsform. Daher wird dieselbe Struktur oder Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre detaillierte Beschreibung wird hier verzichtet.
6 ist die zweite Ausführungsform der Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Längsschnitt der Lenkvorrichtung PS2 entlang des Drehzentrzms der Lenkwelle 2. 7 zeigt einen Querschnitt der Lenkvorrichtung PS2 entlang einer Ebene A-A von 6. 8 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Vorspannungsaufbringmechanismus 6, der ein Hauptteil von 6 ist, und seiner Umgebung.
Wie in den 6 bis 8 dargestellt ist, ist bei der Lenkvorrichtung PS2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Vorspannungsaufbringmechanismus 6 nicht auf der Seite der Zahnstangenzähne 42 wie bei der ersten Ausführungsform, sondern auf der Seite des Segmentzahnrads 32 vorgesehen. Genauer gesagt ist das Stößelempfangsloch 60 des Vorspannungsaufbringmechanismus 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an der Zahnspitze eines Endabschnitts (einem Endabschnitt nahe dem Wellenabschnitt 311 mit großem Durchmesser) in einer Zahnbreitenrichtung des ersten Segmentzahns 321 als dem zentralen Zahn vorgesehen. Der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 ist dann so konfiguriert, dass in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle 3 der durch die Zwangskraft des Zwangselements 62 gezwungene Kolben 61 elastisch an der einen Endseite in der Zahnbreitenrichtung des ersten Zahnstangenzahnbodens 425 anstoßen kann.
Mit einer solchen Konfiguration stößt in dem Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 der Lenkvorrichtung PS2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle 3 der Stößel 61, der an der einen Endseite in der Zahnbreitenrichtung des ersten Segmentzahns 321 angeordnet ist, elastisch durch die Zwangskraft des Zwangselements 62 an den ersten Zahnstangenzahnboden an. In diesem Zustand wird durch eine Zwangskraft, die durch das elastische Anstoßen des Stößels 61 am ersten Zahnstangenzahnboden 425 durch die Zwangskraft des Zwangselements 62 erzeugt wird, die Kugelmutter 4 in Drehrichtung der Kugelmutter 4 zu der einen Seite gedrückt. Dadurch wird an der anderen Endseite des Segmentzahnrads 32 ein Spalt C zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und dem ersten Zahnstangenzahnboden 425 reduziert wird, wird dann das Spiel zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und den zweiten und dritten Zahnstangenzähnen 422, 423 reduziert.
Wie oben beschrieben, ist in der Lenkvorrichtung PS2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform insbesondere der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 an dem einen Endabschnitt in der Zahnbreitenrichtung des zentralen Zahns (dem ersten Segmentzahn 321) vorgesehen, und durch die Zwangskraft, die durch das elastische Anstoßen an (dem elastischen Kontakt mit) dem spezifischen Zahnboden (dem ersten Zahnstangenzahnboden 425) der Zahnstangenzähne 42 erzeugt wird, der der Zahnspitze des zentralen Zahns (dem ersten Segmentzahn 321) zugewandt ist, in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle 3 wird die Kugelmutter 4 in Drehrichtung der Kugelmutter 4 zu der einen Seite gezwungen.
Daher kann auch in der vorliegenden Ausführungsform auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform ein Drehdrehmoment auf die eine Seite in der Drehrichtung der Kugelmutter 4 durch die durch den elastischen Kontakt (elastisches Anstoßen) des Stößels 61 an (auf) dem ersten Zahnstangenzahnboden 425 erzeugte Zwangskraft bereitgestellt werden. Somit besteht im Gegensatz zur herkömmlichen Lenkvorrichtung keine Notwendigkeit, einen gedrückten Abschnitt, der vom Stößel 61 zu drücken ist, separat vom Segmentzahn 32 vorzusehen. Dadurch kann eine Erhöhung der Größe der Segmentwelle 3 aufgrund der Bildung des gedrückten Abschnitts unterdrückt werden.
(Modifiziertes Beispiel)
9 ist ein modifiziertes Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In diesem modifizierten Beispiel ist die Anordnung des Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 der zweiten Ausführungsform geändert, aber die übrige Konfiguration ist die gleiche wie die der zweiten Ausführungsform. Daher wird dieselbe Struktur oder Konfiguration wie die der zweiten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre detaillierte Beschreibung wird hier verzichtet.
9 ist eine Lenkvorrichtung PS2' gemäß dem modifizierten Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Querschnitt der Lenkvorrichtung PS2', der der Schnittansicht entlang der Ebene A-A von 6 entspricht.
Wie in 9 dargestellt, ist in der Lenkvorrichtung PS2' gemäß dem modifizierten Beispiel das Stößelempfangsloch 60 an einer Position der anderen Endseite in der Zahnbreitenrichtung des ersten Segmentzahns 321 vorgesehen, und der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 ist an einer Position einer Seite vorgesehen, die der anderen Endseite des ersten Zahnstangenzahnbodens 425 zugewandt ist, nahe dem Wellenabschnitt 312 mit kleinem Durchmesser.
Mit einer solchen Konfiguration ist in dem Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 der Lenkvorrichtung PS2' gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle 3 der Stößel 61, der an der anderen Endseite in der Zahnbreitenrichtung des ersten Segmentzahns 321 angeordnet ist, durch die Zwangskraft des Zwangselements 62 elastisch an den ersten Zahnstangenzahnboden 425 anstößt. In diesem Zustand wird durch eine Zwangskraft, die durch das elastische Anstoßen des Stößels 61 am ersten Zahnstangenzahnboden durch die Zwangskraft des Zwangselements 62 erzeugt wird, die Kugelmutter 4 zu der anderen Seite in der Drehrichtung der Kugelmutter 4 gezwungen. Dadurch wird an der einen Endseite des Segmentzahnrads 32 ein Spalt C zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und dem ersten Zahnstangenzahnboden 425 reduziert wird, dann wird das Spiel zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und den zweiten und dritten Zahnstangenzähnen 422, 423 reduziert.
Wie oben beschrieben, ist in der Lenkvorrichtung PS2' gemäß dem modifizierten Beispiel eine Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle 3 in Bezug auf das Segmentzahnrad 32, welches die Seite ist, die mit dem Lenkstockhebel (nicht gezeigt) verbunden ist, so ausgebildet, dass sie einen relativ großen Durchmesser aufweist, wohingegen die andere Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle 3 in Bezug auf das Segmentzahnrad 32 so ausgebildet ist, dass sie im Vergleich mit dem der einen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle 3 einen relativ kleinen Durchmesser aufweist. Das Stößelempfangsloch 60 ist an einem der beiden Endabschnitte in der Zahnbreitenrichtung des zentralen Zahns (dem ersten Segmentzahn 321) vorgesehen, der der anderen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle 3 entspricht.
Das heißt, in dem vorliegenden modifizierten Beispiel ist das Stößelempfangsloch 60, das den Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 bildet, an der Seite des Wellenabschnitts 312 mit kleinem Durchmesser angeordnet, wo der Durchmesser der Segmentwelle 3 relativ klein ist. Daher wird ein Raum, in dem der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 angeordnet werden kann, um einen Raum erweitert, der der Reduktion des Durchmessers des Segmentwellenabschnitts 31 wie des Wellenabschnitts 312 mit kleinem Durchmesser entspricht, und der Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 kann an einer Position weiter entfernt von einem Drehzentrum der Kugelmutter 4 angeordnet werden. Dadurch kann ein größeres Drehdrehmoment an die Kugelmutter 4 bereitgestellt werden, wodurch der Eingriff zwischen dem ersten Segmentzahn 321 und den zweiten und dritten Zahnstangenzähnen 422, 423 effektiver eingestellt wird.
[Dritte Ausführungsform]
10 zeigt eine dritte Ausführungsform der Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Form des Segmentzahnrads 32 des modifizierten Beispiels der ersten Ausführungsform geändert, aber die andere Konfiguration ist dieselbe wie die der ersten Ausführungsform. Daher wird dieselbe Struktur oder Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre detaillierte Beschreibung wird hier weggelassen.
10 ist die dritte Ausführungsform der Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Querschnitt der Lenkvorrichtung PS3, der der Schnittansicht entlang der Ebene A-A von 1 entspricht.
Wie in 10 dargestellt, ist in der Lenkvorrichtung PS3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Spieleinstellmechanismus entfernt und der Zahnboden des Segmentzahnrads 32 ist als eine flache Oberfläche parallel zur Drehachse Y der Segmentwelle 3 ausgebildet, sodass die Zahnhöhe T des Segmentzahnrads 32 im Wesentlichen konstant ist.
Wie oben beschrieben, hat in der vorliegenden Ausführungsform der Zahnboden des Segmentzahnrads 32 eine gerade Form parallel zur Drehachse Y der Segmentwelle 3. Das heißt, die vorliegende Ausführungsform ist anders als die erste Ausführungsform konfiguriert, ohne den Zahnboden des Segmentzahnrads 32 in die verjüngte Form zu bringen und ohne den anderen Mechanismus (den Spieleinstellmechanismus) bereitzustellen, der den Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen 42 und dem Segmentzahnrad 32 einstellt, als den Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6, sodass der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen 42 und dem Segmentzahnrad 32 nur durch den Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 eingestellt wird. Daher wird die Struktur oder Konfiguration der Lenkvorrichtung PS3 vereinfacht, was zu einer Verbesserung der Produktivität der Lenkvorrichtung PS3 und einer Reduzierung der Herstellungskosten der Lenkvorrichtung PS3 beiträgt.
Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform durch die Entfernung des Spieleinstellmechanismus das Innengewindeloch 136 des dritten Gehäuses 13 entfernt werden. Dadurch kann ein Problem des Austretens der Hydraulikflüssigkeit, die das Innere des Segmentwellenaufnahmeteils 112 füllt, durch das Innengewindeloch 136 nach außen unterdrückt werden.
[Vierte Ausführungsform]
11 zeigt eine vierte Ausführungsform der Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Form des Segmentzahnrads 32 des modifizierten Beispiels der zweiten Ausführungsform geändert, aber die andere Konfiguration ist dieselbe wie die der zweiten Ausführungsform. Daher wird dieselbe Struktur oder Konfiguration wie die der zweiten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre detaillierte Beschreibung wird hier verzichtet.
11 ist die vierte Ausführungsform der Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Querschnitt der Lenkvorrichtung PS4, der der Schnittansicht entlang der Ebene A-A von 6 entspricht.
Wie in 11 dargestellt, ist in der Lenkvorrichtung PS4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Spieleinstellmechanismus entfernt, und der Zahnboden des Segmentzahntads 32 ist als flache Oberfläche parallel zur Drehachse Y der Segmentwelle 3 ausgebildet, sodass die Zahnhöhe T des Segmentzahnrads 32 im Wesentlichen konstant ist.
Wie oben beschrieben, weist auch in der vorliegenden Ausführungsform auf dieselbe Weise wie in der dritten Ausführungsform der Zahnboden des Segmentzahnrads 32 eine gerade Form parallel zur Drehachse Y der Segmentwelle 3 auf. Die vorliegende Ausführungsform ist dann so konfiguriert, dass der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen 42 und dem Segmentzahnrad 32 nur durch den Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6 eingestellt wird, ohne den anderen Mechanismus (den Spieleinstellmechanismus) vorzusehen, der den Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen 42 und dem Segmentzahnrad 32 einstellt, als den Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6. Daher wird die Struktur oder Konfiguration der Lenkvorrichtung PS4 vereinfacht, was zu einer Verbesserung der Produktivität der Lenkvorrichtung PS4 und einer Reduzierung der Herstellungskosten der Lenkvorrichtung PS4 beiträgt.
Darüber hinaus kann auf dieselbe Weise wie bei der dritten Ausführungsform durch die Entfernung des Spieleinstellmechanismus das Innengewindeloch 136 des dritten Gehäuses 13 entfernt werden. Daher kann ein Problem des Austretens der Hydraulikflüssigkeit, die das Innere des Segmentwellenaufnahmeteils 112 füllt, durch das Innengewindeloch 136 nach außen unterdrückt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Struktur oder Konfiguration der obigen Ausführungsformen und modifizierten Beispiele beschränkt. Nicht nur Details der Struktur oder Konfiguration der Lenkvorrichtung, die nicht direkt mit der Struktur oder Konfiguration der vorliegenden Erfindung zusammenhängen, wie beispielsweise Struktur oder Konfiguration der Lenkwelle 2, eine Eingangskonfiguration der Lenkwelle 2 und Formen des Segmentzahnrads 32 und der Zahnstangenzähne 42, sondern auch Struktur oder Konfiguration des Vorspannungsaufbringungsmechanismus 6, die direkt mit der Struktur oder Konfiguration der vorliegenden Erfindung zusammenhängt, wie beispielsweise Form, Struktur oder Konfiguration des Stößels 61 und des Zwangselements 62 kann entsprechend einer Lenkvorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, und der Spezifikation des Fahrzeugs frei geändert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP H05319285 [0005]

Claims

Eine Lenkvorrichtung, umfassend: Zahnstangenzähne, die an einer Außenseite einer Kugelmutter ausgebildet sind, die auf eine Lenkwelle geschraubt ist, die mit einem Lenkrad verbunden ist; ein Segmentzahnrad, das an einer Segmentwelle vorgesehen ist, die mit gelenkten Rädern verbunden ist, wobei das Segmentzahnrad eine Vielzahl von Segmentzähnen enthaltend einen zentralen Zahn, der am tiefsten mit den Zahnstangenzähnen in einem neutralen Positionszustand der Segmentwelle, was einem geradeaus-Lenkzustand entspricht, in Eingriff ist, aufweist, wobei die Vielzahl von Segmentzähnen enthaltend den zentralen Zahn in einer Umfangsrichtung der Segmentwelle vorgesehen sind, und das Segmentzahnrad mit den Zahnstangenzähnen durch die Vielzahl von Segmentzähnen enthaltend den zentralen Zahn in Eingriff ist; und einen Vorspannungsaufbringungsmechanismus, der Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad in einer Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle einstellt, wobei der Vorspannungsaufbringungsmechanismus an einem Endabschnitt in einer Zahnbreitenrichtung eines spezifischen Zahnbodens der Zahnstangenzähne vorgesehen ist, der einer Zahnspitze des zentralen Zahns zugewandt ist, wenn die Segmentwelle in der Umgebung der neutralen Position ist, und der Vorspannungsaufbringungsmechanismus die Kugelmutter zu einer Seite in einer Drehrichtung der Kugelmutter durch eine Reaktionskraft zwingt, die durch elastischen Kontakt des Vorspannungsaufbringungsmechanismus mit der Zahnspitze des zentralen Zahns erzeugt wird.
Die Lenkvorrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei der Vorspannungsaufbringungsmechanismus aufweist ein Stößelempfangsloch, das an dem spezifischen Zahnboden ausgebildet ist, einen Stößel, der in dem Stößelempfangsloch aufgenommen ist, um sich vorwärts und rückwärts bewegen zu können, und dessen obere Endseite von einer Öffnung, die dem Segmentzahnrad zugewandt ist, des Stößelempfangslochs, vorsteht, und ein Zwangselement, das zwischen einem Boden des Stößelempfangslochs und dem Stößel angeordnet ist, und den Stößel in Richtung des zentralen Zahns zwingt.
Die Lenkvorrichtung, wie in Anspruch 2 beansprucht, wobei der Stößel einen Abschnitt mit großem Durchmesser, der in dem Stößelempfangsloch gleitet, und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser aufweist, dessen Durchmesser in Bezug auf den Abschnitt mit großem Durchmesser stufenweise reduziert ist und der von der Öffnung des Stößelempfangslochs hervorstehen kann, das Stößelempfangsloch einen Stopper aufweist, der durch Reduzieren eines Innendurchmessers der Öffnung gebildet wird, so dass er kleiner als ein Außendurchmesser des Abschnitts mit großem Durchmesser ist, und der einen vorstehenden Betrag des Abschnitts mit kleinem Durchmesser einschränkt, indem er mit dem Abschnitt mit großem Durchmesser in Kontakt kommt, in einem Zustand, in dem eine Rotationsphase der Segmentwelle in der Umgebung der neutralen Position ist, der Abschnitt mit großem Durchmesser nicht in Kontakt mit dem Stopper kommt und der Kontakt des Stößels mit dem zentralen Zahn erlaubt ist, und in einem Zustand, in dem die Rotationsphase der Segmentwelle die Umgebung der neutralen Position überschreitet, der Abschnitt mit großem Durchmesser in Kontakt mit dem Stopper kommt und der Kontakt des Stößels mit dem zentralen Zahn eingeschränkt ist.
Die Lenkvorrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei ein Zahnboden des Segmentzahnrads als flache Oberfläche parallel zu einer Drehachse der Segmentwelle ausgebildet ist.
Die Lenkvorrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei ein Zahnboden des Segmentzahnrads eine solche verjüngte Oberfläche aufweist, dass eine Zahnhöhe des Segmentzahnrads graduell in Richtung einer Endseite in einer axialen Richtung der Segmentwelle zunimmt, und die Segmentwelle so konfiguriert ist, dass sie zu der einen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle durch eine Einstellschraube beweglich ist, die von der anderen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle durch ein Innengewindeloch geschraubt wird, das an einer Endwand eines Gehäuses ausgebildet ist, das darin die Segmentwelle aufnimmt.
Die Lenkvorrichtung, wie in Anspruch 2 beansprucht, wobei eine Endseite in einer axialen Richtung der Segmentwelle in Bezug auf das Segmentzahnrad, die eine Seite ist, die mit einem Lenkstockhebel verbunden ist, so ausgebildet ist, dass sie einen relativ großen Durchmesser hat, und die andere Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle in Bezug auf das Segmentzahnrad so gebildet ist, dass sie einen relativ kleinen Durchmesser im Vergleich zu dem der einen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle hat, und das Stößelempfangsloch an einem der beiden Endabschnitte in der Zahnbreitenrichtung des spezifischen Zahnbodens vorgesehen ist, der der anderen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle entspricht.
Eine Lenkvorrichtung, umfassend: Zahnstangenzähne, die an einer Außenseite einer Kugelmutter ausgebildet sind, die auf eine Lenkwelle geschraubt ist, die mit einem Lenkrad verbunden ist; ein Segmentzahnrad, das an einer Segmentwelle vorgesehen ist, die mit gelenkten Rädern verbunden ist, wobei das Segmentzahnrad eine Vielzahl von Segmentzähnen aufweist, die einen zentralen Zahn enthalten, der in einem Zustand einer neutralen Position der Segmentwelle, der einem Geradeaus-Lenkzustand entspricht, am tiefsten mit den Zahnstangenzähnen in Eingriff steht, wobei die Vielzahl von Segmentzähnen, die den zentralen Zahn enthalten, in einer Umfangsrichtung der Segmentwelle vorgesehen sind, und das Segmentzahnrad mit den Zahnstangenzähnen durch die Vielzahl von Segmentzähnen, die den zentralen Zahn enthalten, in Eingriff steht; und einen Vorspannungsaufbringungsmechanismus, der den Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen und dem Segmentzahnrad in einer Umgebung der neutralen Position der Segmentwelle einstellt, wobei der Vorspannungsaufbringungsmechanismus an einem Endabschnitt in einer Zahnbreitenrichtung des zentralen Zahns vorgesehen ist, und der Vorspannungsaufbringungsmechanismus die Kugelmutter zu einer Seite in einer Drehrichtung der Kugelmutter durch eine Zwangskraft zwingt, die durch elastischen Kontakt des Vorspannungsaufbringungsmechanismus mit einem spezifischen Zahnboden der Zahnstangenzähne, der einer Zahnspitze des zentralen Zahns zugewandt ist, wenn die Segmentwelle in der Umgebung der neutralen Position ist.
Die Lenkvorrichtung, wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei der Vorspannungsaufbringungsmechanismus aufweist ein Stößelempfangsloch, das an dem zentralen Zahn ausgebildet ist, einen Stößel, der in dem Stößelempfangsloch so aufgenommen ist, dass er sich vorwärts und rückwärts bewegen kann, und dessen obere Endseite von einer Öffnung des Stößelempfangslochs hervorstehen kann, die dem spezifischen Zahnboden der Zahnstangenzähne zugewandt ist, und ein Zwangselement, das zwischen einem Boden des Stößelempfangslochs und dem Stößel angeordnet ist und den Stößel in Richtung des spezifischen Zahnbodens zwingt.
Die Lenkvorrichtung, wie in Anspruch 8 beansprucht, wobei der Stößel einen Abschnitt mit großem Durchmesser, der in dem Stößelempfangsloch gleitet, und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser aufweist, dessen Durchmesser in Bezug auf den Abschnitt mit großem Durchmesser stufenweise reduziert ist und der von der Öffnung des Stößelempfangslochs hervorstehen kann, das Stößelempfangsloch einen Stopper aufweist, der durch Reduzieren eines Innendurchmessers der Öffnung gebildet ist, sodass er kleiner als ein Außendurchmesser des Abschnitts mit großem Durchmesser ist, und der einen vorstehenden Betrag des Abschnitts mit kleinem Durchmesser beschränkt, indem er in Kontakt mit dem Abschnitt mit großem Durchmesser kommt, in einem Zustand, in dem eine Rotationsphase der Segmentwelle in der Umgebung der neutralen Position ist, der Abschnitt mit großem Durchmesser nicht in Kontakt mit dem Stopper kommt und ein Kontakt des Stößels mit dem spezifischen Zahnboden erlaubt ist, und in einem Zustand, in dem die Rotationsphase der Segmentwelle die Umgebung der neutralen Position überschreitet, der Abschnitt mit großem Durchmesser in Kontakt mit dem Stopper kommt und der Kontakt des Stößels mit dem spezifischen Zahnboden beschränkt ist.
Die Lenkvorrichtung, wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei ein Zahnboden des Segmentzahnrads als flache Oberfläche parallel zu einer Drehachse der Segmentwelle ausgebildet ist.
Die Lenkvorrichtung, wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei ein Zahnboden des Segmentzahnrads eine solche verjüngte Oberfläche aufweist, dass eine Zahnhöhe des Segmentzahnrads graduell in Richtung einer Endseite in einer axialen Richtung der Segmentwelle zunimmt, und die Segmentwelle so konfiguriert ist, dass sie zu der einen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle durch eine Einstellschraube beweglich ist, die von der anderen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle durch ein Innengewindeloch geschraubt ist, das an einer Endwand eines Gehäuses ausgebildet ist, das darin die Segmentwelle aufnimmt.
Die Lenkvorrichtung, wie in Anspruch 8 beansprucht, wobei eine Endseite in einer axialen Richtung der Segmentwelle in Bezug auf das Segmentzahnrad, die eine Seite ist, die mit einem Lenkstockhebel verbunden ist, so ausgebildet ist, dass sie einen relativ großen Durchmesser hat, und die andere Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle in Bezug auf das Segmentzahnrad so gebildet ist, dass sie einen relativ kleinen Durchmesser im Vergleich zu dem der einen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle hat, und das Stößelempfangsloch an einem der beiden Endabschnitte in der Zahnbreitenrichtung des zentralen Zahns vorgesehen ist, der der anderen Endseite in der axialen Richtung der Segmentwelle entspricht.