JP2004529821A - 車両操舵装置に用いられるアクチュエータ - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
背景技術
本発明は、請求項1の上位概念部に記載した形式の、車両操舵装置における重畳された操舵介入のためのアクチュエータ、つまり、車両操舵装置における操舵操作に重畳された干渉を行うためのアクチュエータから出発する。
【0002】
第1の入力軸における回転角の変化と、この第1の入力軸と同軸的な出力軸における回転角の変化との間の伝達比が、第2の入力軸に連結された電動モータによって、設定されたパラメータ、たとえば第1の入力軸の回転速度に関連して可変となるようなアクチュエータによって、車両ホイールの操舵角がステアリングホイール角と無関係に変化させられる。これによって、走行動特性、走行安全性および走行快適性に関する利点が得られる。
【0003】
冒頭で述べた形式の公知のアクチュエータ(ドイツ連邦共和国特許出願公開第3830654号明細書参照)では、重畳伝動装置が、プラネタリキャリヤと、プラネタリピニオンと、サンギヤと、リングギヤとを備えた1段式の遊星歯車伝動装置を有している。この場合、サンギヤは第1の入力軸にかつリングギヤは出力軸にそれぞれ相対回動不能に結合されており、プラネタリキャリヤはウォーム伝動装置を介して第2の入力軸に伝動結合されている。第1の入力軸はステアリングホイールにかつ出力軸は、操舵される車両ホイールもしくは車両ホイールに強制連結された操舵伝動部材に駆動結合されている。電動モータによって駆動されるウォーム伝動装置は自縛式に形成されている。第1の入力軸と出力軸とにはセンサが配置されている。このセンサの信号は軸の各回転位置を表している。信号は調整装置に供給される。この調整装置は、第2の入力軸に作用する電動モータを制御する。
【0004】
発明の利点
請求項1記載の特徴を備えた本発明によるアクチュエータは、このアクチュエータの構造上の実状が許容する大きさと同じくらい大きく選択される、プラネタリピニオンセットの両プラネタリピニオンの大きな軸方向間隔によって、一方では、減径された軸区分の領域でプラネタリピニオンの間に十分にフライス出口が設けられており、これによって、プラネタリピニオンセットを一体に製作することができ、他方では、サンギヤの角度・軸線食違い時にならびにプラネタリピニオン・サンギヤ歯列の回転偏差時にプラネタリピニオンセットの少ない旋回角しか生ぜしめない、プラネタリピニオンセットの大きな支承ベースが達成されるという利点を有している。プラネタリピニオンセットの一体性によって、両プラネタリピニオンのための接合プロセスが不要となり、両プラネタリピニオン相互の歯列の角度位置を精確に形成することができる。プラネタリピニオンセットは全て同じ構造を有している。すなわち、プラネタリピニオン相互の各歯の角度位置が常に同じである。このことは、同じ構造のプラネタリピニオンセットの製造個数を増加させ、組付けおよびロジスティックスを簡単にする。大きな支承ベースによって生ぜしめられる、サンギヤのずれを補償するためのプラネタリピニオンセットのほんの小さな旋回角に基づき、噛合いがプラネタリピニオンセットの僅かな傾倒によって妨害されないので、プラネタリピニオンセットの大きな旋回角の場合と異なり、高い摩耗、大きな摩擦および付加的なノイズ発生は生ぜしめられない。遊星歯車伝動装置の乱用負荷時には、プラネタリピニオンセットの軸区分が両プラネタリピニオンの間で強くねじり負荷される。プラネタリピニオンセットが全て同様に負荷されないと、1つまたはそれ以上のプラネタリピニオンセットにおいてねじり塑性変形が生ぜしめられる。僅かな塑性変形後、プラネタリピニオンセットは全て同様に負荷されるので、個々のプラネタリピニオンセットの過負荷は排除されている。
【0005】
別の請求項に記載した手段によって、請求項1に記載したアクチュエータの有利な構成および改良形が可能となる。
【0006】
本発明の有利な構成によれば、1つのプラネタリピニオンセットの両プラネタリピニオンの間の軸区分は、ウォーム伝動装置として形成された、第2の入力軸とプラネタリキャリヤとの駆動カップリングにおいて、ウォーム伝動装置の、プラネタリキャリヤに形成されたウォームホイールを軸区分の領域に配置することができるように、すなわち、両プラネタリピニオンが、第2の入力軸を通って延びる平面から、有利には対称的な軸方向間隔を置いて、プラネタリキャリヤの、ウォームホイールを収容する領域の外部に位置するように大きな軸方向長さを有している。このことは、プラネタリピニオンセットの大きな支承ベースの確保と同時にウォーム伝動装置を構造長さに関して中立にアクチュエータ内に収納することができるという利点を有している。
【0007】
本発明の有利な構成によれば、プラネタリキャリヤが中空円筒状に形成されていて、端面側でそれぞれ1つのプレートによって閉鎖されている。プラネタリピニオンセットの回転支承はプラネタリキャリヤの内部で転がり軸受けによって行われている。したがって、前述したウォームホイール伝動装置のウォームホイールの、有利には一体に付与された歯列を備えたプラネタリキャリヤと、プラネタリピニオンセットと、プラネタリキャリヤに固定されたプラネタリキャリヤプレートとが、前組付け可能なユニットを形成している。このユニット内には追補的に、第1の入力軸と出力軸とに相対回動不能に結合されたサンギヤが、プラネタリキャリヤプレートに設けられた中心孔を通して組み付けられる。
【0008】
本発明の有利な構成では、各プラネタリピニオンセットが端部側にこのプラネタリピニオンセットの軸線と同軸的なジャーナルを有している。このジャーナルはそれぞれ転がり軸受けを介して、各プラネタリキャリヤプレートに加工成形された支承孔内に支持されている。プラネタリキャリヤプレート内への転がり軸受けの配置は、プラネタリピニオンセットの支承ベースのさらなる拡張を可能にし、転がり支承のために必要となる構成スペースを提供している。転がり軸受けは遊星歯車伝動装置の摩擦を低減する。
【0009】
プラネタリキャリヤに同じ構造の複数のプラネタリピニオンセット、たとえば3つのプラネタリピニオンセットが設けられている場合には、各プラネタリキャリヤプレートに設けられた、プラネタリピニオンセットのジャーナルを収容するための支承孔が、均一な角度ピッチと僅かに異なる(3つのプラネタリピニオンセットの場合には120゜と僅かに異なる)規定された円周角だけ互いにずらされて配置されている。このことは、同じ構造で形成されたプラネタリピニオンセットにおいて、遊星歯車伝動装置が組付け時に調和しており、サンギヤを遊星歯車伝動装置内に押し込むことができることを確保している。
【0010】
遊星歯車伝動装置におけるバックラッシを回避するために、本発明の有利な構成によれば、遊星歯車伝動装置にただ1つのプラネタリピニオンセットしか設けられていない場合には、各プラネタリキャリヤプレートに支承孔が半径方向でばね弾性的に形成されており、複数のプラネタリピニオンセットが設けられている場合には、各プラネタリキャリヤプレートに必要となる支承孔の1つだけがばね弾性的に形成されている。
【0011】
本発明の択一的な構成によれば、各プラネタリピニオンセットが中空に形成されていて、互いに最大限に間隔を置いて配置された2つの転がり軸受けを介して、プラネタリキャリヤプレートに設けられた収容孔に保持された差込み軸に支持されている。この場合、転がり軸受けはプラネタリピニオンの領域に配置されている。この構造上の構成は、一方では、プラネタリキャリヤプレートを極めて肉薄に、有利には3mmよりも小さく形成することができ、したがって、簡単なかつコストを節約した製造方法で製作することができ、他方では、プラネタリピニオンセットを、ウォームホイールを備えたプラネタリキャリヤとプラネタリキャリヤプレートとの前組付けされた構成ユニット内に追補的に組み込むことができるという利点を有している。転がり軸受けは付加的な構成スペースを要求しないので、アクチュエータの軸方向長さを短縮することができる。
【0012】
プラネタリキャリヤに設けられた少なくとも3つのプラネタリピニオンセットでは、プラネタリキャリヤプレートに設けられた、プラネタリピニオンセットの差込み軸のための収容孔が、それぞれ同じ角度ピッチと異なる規定された円周角だけ互いにずらされて配置されている。プラネタリキャリヤはプラネタリピニオンセットのプラネタリピニオンを介して両サンギヤに回転支承されている。この場合、一方のサンギヤを支持する第1の入力軸と、第2のサンギヤを支持する出力軸とは、転がり軸受けを介してアクチュエータハウジングに回転支承されている。この事例でも、各プラネタリキャリヤプレートに設けられた、差込み軸のための収容孔の1つが半径方向でばね弾性的に形成されている。この場合、各プラネタリキャリヤプレートでは、ばね弾性的な収容孔がプラネタリキャリヤプレートの軸線から所定の半径方向間隔を有している。この半径方向間隔は、別の収容孔の同じ大きさの半径方向間隔と異なっていて、遊星歯車伝動装置の組み付けられていない状態でより小さく寸法設定されている。この構造上の構成は、プラネタリキャリヤを第1の入力軸と出力軸とに支持するための転がり軸受けが不要となり、これによって、コスト節約が得られるという利点を有している。プラネタリピニオンセットは全てサンギヤ歯列内に押圧されるので、全てが一緒に負荷される、すなわち、全てのプラネタリピニオンセットにわたる出力分配が行われる。プラネタリピニオンセットがプラネタリキャリヤプレートにかつプラネタリキャリヤプレートが入力軸および出力軸にそれぞれ転がり軸受けを介して支持されている前述した構造上の構成に比べて、ばね弾性的に圧着されるプラネタリピニオンセットはより少ない機械的な負荷にさらされているので、プラネタリピニオンセットをばね弾性的に圧着させるために必要となるばね力をより小さくすることができる。
【0013】
本発明の有利な構成によれば、サンギヤの歯列がやや楕円体状に形成されている。このことは、プラネタリピニオンセットの、サンギヤのずれ時に生ぜしめられる小さな旋回角が縁部支持も生ぜしめず、これによって、場合により相変わらず発生する摩耗ならびに残りの摩擦およびノイズ発生が一層低減されるという利点を有している。
【0014】
本発明の有利な構成によれば、両プラネタリキャリヤプレートに設けられた、1つのプラネタリピニオンセットの差込み軸のための収容孔の、半径方向でばね弾性的な構成は、それぞれ収容孔を有するばねアームによって実現されている。このばねアームは、そのアーム横断面が、収容孔を有する自由端部から、プラネタリキャリヤプレートに結合されたアーム根元に向かって増加するようにプラネタリキャリヤプレートから切り欠かれている。これによって、ばねアームは同じ曲げ負荷の法則により形成されている。
【0015】
減少させられたプラネタリキャリヤプレート厚さは、ばね弾性的な圧着力を形成する目的で同じばね特性を得るために、より大きな曲げ長さを必要とする。この曲げ長さは、本発明の有利な構成によれば、プラネタリキャリヤプレートが、小さな円周角にわたって延びる、プラネタリキャリヤの外側輪郭にまで達するそれぞれ1つの湾出部を有しており、ばねアームのアーム根元がこの湾出部に配置されていることによって得られる。湾出部と切欠きとは、同時にプラネタリキャリヤプレートを互いに位置決めするために働く。
【0016】
本発明の有利な構成によれば、アクチュエータハウジングがハウジングカバーによって液体密に閉鎖されており、アクチュエータハウジングに、このアクチュエータハウジングの内部に開口した孔が加工成形されており、この孔が栓体によって閉鎖されている。この栓体は複数の機能を併せ持っている。一方では、栓体はウォーム伝動装置のウォームホイールとウォームとの間の正確な位置決めをウォーム伝動装置の個別誤差と無関係に確保している。他方では、栓体は、オイル充填されたアクチュエータハウジングを液体密に閉鎖している。さらに、栓体は、その内面に配置された永久磁石によって、遊星歯車伝動装置における鋼破片を引き付けるために働くので、遊星歯車伝動装置の摩耗が低減され、耐用年数が高められる。孔を第2の入力軸に対して平行に加工成形することは、製造技術および少ない誤差に関する利点をもたらす。
【0017】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【0018】
図1に縦断面図で示した、車両操舵装置における重畳された操舵介入のためのアクチュエータ、つまり、車両操舵装置における操舵操作に重畳された干渉を行うためのアクチュエータは、有利には操舵伝動装置に組み込まれているものの、車両のステアリングコラムに組み付けられてもよく、アクチュエータハウジング11によって、図1には示していない操舵伝動装置またはステアリングコラム支持体を介して走行機構またはボディに固く結合されている。アクチュエータは、ステアリングホイールに連結された第1の入力軸12と、操舵される車両ホイールもしくは車両ホイールに強制連結された操舵伝動部材に駆動結合された、第1の入力軸12と同軸的な出力軸13と、電動モータ(図示せず)を介して駆動可能である第2の入力軸14とを有している。前述した軸12,13,14の間には、アクチュエータハウジング11内に収容された重畳伝動装置15が配置されている。この重畳伝動装置15では、第1の入力軸12の回転角の変化と出力軸13の回転角の変化との間の伝達比が第2の入力軸14を介して、設定されたパラメータ、たとえば第1の入力軸12の回転速度に関連して可変となる。各入力軸12,14および出力軸13には、各軸の回転角および/または回転角速度を検出する、図1には示していないセンサが対応配置されている。このセンサの測定信号は、電動モータを制御する調整装置に転送される。
【0019】
重畳伝動装置15は、変更された2段式の遊星歯車伝動装置16と、自縛式のウォーム伝動装置17とを有している。このウォーム伝動装置17を介して遊星歯車伝動装置16が電動モータによって駆動される。
【0020】
自縛とは、電動モータしか遊星歯車伝動装置16を駆動することができず、逆に遊星歯車伝動装置16が電動モータを駆動することはできないことを意味している。ウォーム伝動装置17は、プラスチックから成るウォーム18を有している。このウォーム18は、電動モータによって駆動される第2の入力軸14に直接注型されているかまたは金属スリーブ19に注型されている。この金属スリーブ19自体は第2の入力軸12にプレス嵌めされている。さらに、ウォーム伝動装置17はウォームホイール20を有している。このウォームホイール20は、あとで詳しく説明する遊星歯車伝動装置16のプラネタリキャリヤ21に設けられていて、このプラネタリキャリヤ21と共に1つの構成ユニットを形成している。
【0021】
2段式の遊星歯車伝動装置16はプラネタリキャリヤ21のほかに、このプラネタリキャリヤ21に回転支承された少なくとも1つのプラネタリピニオンセット22を有している。有利には、3つのプラネタリピニオンセット22が設けられているものの、各プラネタリピニオンセット22によって伝達したいトルクを減少させるために、3つよりも多くのプラネタリピニオンセット22が設けられてよい。各プラネタリピニオンセット22は一体に形成されていて、互いに軸方向間隔を置いて配置された、歯列231;241を備えた2つのプラネタリピニオン23,24を有している。この場合、両プラネタリピニオン23,24の軸方向間隔は可能な限り大きく選択されていて、その限界を構造上の実状に見いだしている。両プラネタリピニオン23,24は、プラネタリピニオンセット22の、長く延ばされた軸区分221の両側に配置されている。この軸区分221は、歯列231,241の歯底円直径よりも小さく寸法設定された外径を有している。各プラネタリピニオンセット22の両プラネタリピニオン23,24を、その間に位置する、より小さな直径を備えた軸区分221によって間隔を置いて配置するにより、プラネタリピニオンセット22を一体に製造しかつプラネタリピニオン歯列231,241の角度位置を互いに精確に形成するために、両プラネタリピニオン22,23の間に十分にフライス出口が得られる。プラネタリピニオンセット22は2つのサンギヤ25,26に噛み合っている。両サンギヤ25,26のうち、サンギヤ25は第1の入力軸12に相対回動不能に結合されており、サンギヤ26は出力軸13に相対回動不能に結合されている。第1の入力軸12と出力軸13とは、ここでは玉軸受けとして形成された転がり軸受け27を介してアクチュエータハウジング11に回転支承されている。
【0022】
プラネタリキャリヤ21は中空円筒状に形成されていて、端面側で、硬化させられたばね鋼から成るそれぞれ1つのプラネタリキャリヤプレート28によってカバーされている。各プラネタリキャリヤプレート28は、中心孔29(図2参照)と、ピッチ円に配置された複数の支承孔30とを有している。これらの支承孔30の数はプラネタリピニオンセット22の数に相当している。中心孔29の直径は、ちょうど両サンギヤ25,26を組付け時に追補的に、前組付けされた遊星歯車伝動装置16内に圧入することができる程度に大きく寸法設定されている。図1に見ることができるように、各プラネタリピニオンセット22は端部側の2つのジャーナル31を有している。両ジャーナル31は、両プラネタリキャリヤプレート28に設けられたそれぞれ1つの支承孔30内に突入していて、この支承孔30内に転がり軸受け32を介して支持されている。図1および図2の実施例では、各プラネタリキャリヤプレート28に、プラネタリキャリヤ21の内部に設けられた3つのプラネタリピニオンセット22に相応して、規定された円周角だけ互いにずらされて配置された3つの支承孔30が設けられている。この場合、これらの支承孔30の間の3つの間隔角は120゜と僅かに異なっている。このことは、同じ構造のプラネタリピニオンセット22がプラネタリピニオン23,24の各歯の同じ角度位置でサンギヤ25,26に調和しており、このサンギヤ25,26を、プラネタリキャリヤ21の、前組付けされた構成ユニット内に押し込むことができるための前提条件を成している。支承孔30の1つである、図2に符号30aで示した支承孔は半径方向でばね弾性的に形成されている。このことは、支承孔30がばねアーム33に加工成形されていることによって達成される。このばねアーム33はプラネタリキャリヤプレート28から切り欠かれていて、アーム根元331でしかプラネタリキャリヤプレート28に結合されていない。この場合、ばねアーム33の横断面は、支承孔30aを有する端部からアーム根元331に向かって増加している。これによって、ばねアーム33は、曲げ応力に対して最適化された形状を獲得している。ばね弾性的に形成された支承孔30aはプラネタリキャリヤプレート28の軸線から半径方向の間隔を有している。この間隔は、ばね弾性的に形成されていない両支承孔30のコンスタントな半径方向間隔と異なっていて、弛緩された状態でより小さく寸法設定されている。プラネタリピニオンセット22の組み立てられた状態では、ばねアーム33が変位させられ、プラネタリキャリヤ21の軸線に向けられた半径方向のばね応力を加える。このばね応力は遊星歯車伝動装置16の遊び自由度を確保している。プラネタリキャリヤプレート28の材料であるばね鋼は、ばねアーム33のための高負荷可能な理想的な材料である。さらに、各プラネタリキャリヤプレート28内には転がり軸受け34が配置されている。この両転がり軸受け34を介してプラネタリキャリヤ21は、一方で第1の入力軸12に支持されていて、他方でこの第1の入力軸12と同軸的な出力軸13に支持されている。
【0023】
すでに上述したように、プラネタリピニオンセット22のジャーナル31はプラネタリキャリヤプレート28の支承孔30(図2参照)内に転がり軸受け32によって回転支承されている。このためには、ジャーナル31に環状の支承溝35が切り欠かれている。この支承溝35内には、保持器付き針状ころの形の転がり軸受け32がクリップ式に嵌め込まれる。プラネタリキャリヤプレート28の材料であるばね鋼は、針状ころの形の転動体のための軌道面を形成するために、十分に硬質に形成されている。プラネタリキャリヤ21の組付け時には、まず保持器付き針状ころが支承溝35内にクリップ式に嵌め込まれ、これによって、保持器付き針状ころが組付けの間にもはや落下しないようになっている。プラネタリピニオンセット22がプラネタリキャリヤ21に組み付けられる。この場合、両プラネタリキャリヤプレート28がセンタリングピン36(図1参照)を介して互いに回転方向で位置決めされる。プラネタリキャリヤプレート28は、軸方向でねじり込まれた、図3にしか示していないねじ45によってプラネタリキャリヤ21に保持される。いま、サンギヤ25,26が、プラネタリキャリヤプレート28に設けられた中心孔29を通って案内される。この場合、サンギヤ25,26の歯列はプラネタリピニオン23,24の噛合い領域以外の自由端部で面取りされているので、サンギヤ25,26の歯列が容易にプラネタリピニオン23,24の歯列231,241内に導入可能となる。
【0024】
遊星歯車伝動装置16の機能のためには、自体、両プラネタリキャリヤプレート28に設けられたばね弾性的に形成された支承孔30a内に収容されたただ1つのプラネタリピニオンセット22で十分である。別の両プラネタリピニオンセット22は負荷が低い場合には歯列におけるバックラッシを伴って負荷なしに一緒に回転するが、負荷がより高くなると一緒に負荷される。
【0025】
プラネタリピニオンセット22のプラネタリピニオン23,24を、その間に位置する、より小さな直径を備えた軸区分221によって、前述したように間隔を置いて配置しかつ転がり軸受け32をプラネタリキャリヤプレート28内に組み込むことによって、有利には、プラネタリピニオンセット22の大きな支承ベースが達成される。この支承ベースは図1に符号Lで示してある。この大きな支承ベースLは、サンギヤ25,26の角度・軸線食違いならびにプラネタリピニオンセット22によって傾倒により補償されるプラネタリピニオン・サンギヤ歯列の回転偏差の事例では、プラネタリピニオンセット22の小さな旋回角しか生ぜしめないので、高い摩耗、大きな摩擦および付加的なノイズ発生の結果を伴う縁部支持が十分に低減される。付加的には、サンギヤ25,26の歯がやや楕円体状に形成されている。すなわち、歯側面が軸方向で歯列区分の中心から歯列区分の両端部に向かって円弧状に減少している。このクラウニングによって、プラネタリピニオンセット22の、残っている小さな傾倒角も決して、前述した結果を伴う縁部支持を生ぜしめない。
【0026】
さらに、プラネタリピニオンセット22のプラネタリピニオン23,24を間隔を置いて配置することによって、さらなる利点が得られる。通常、全てのプラネタリピニオンセット22は同様に負荷されない。すなわち、誤差によって、幾つかのプラネタリピニオンセット22が、別のプラネタリピニオンセット22よりも少ないトルクを伝達する。走行運転中にステアリングに生ぜしめられる過負荷時には、両プラネタリピニオン23,24の間の比較的長い軸区分221が強くねじり負荷される。全てのプラネタリピニオンセット22が同様に負荷されない場合には、1つまたはそれ以上のプラネタリピニオンセット22において、軸区分221のねじり塑性変形が生ぜしめられる。その後、この不変の変形後に全てのプラネタリピニオンセット22が同様に負荷され、同じトルクを伝達する。さらに、転がり軸受け32をプラネタリキャリヤプレート28内に配置することによって、プラネタリピニオンセット22の支承ベースLの拡張が可能となる。この場合、比較的肉厚に形成されたプラネタリキャリヤプレート28が、転がり軸受け32のための十分な構成スペースを提供している。プラネタリピニオンセット22の転がり支承は遊星歯車伝動装置16における摩擦を低減する。大きな支承ベースLによって、遊びの少ない転がり支承と対を成して、プラネタリピニオン23,24に作用する接線方向力がプラネタリピニオンセット22を傾倒させないので、剛性的な遊星歯車伝動装置16が得られる。
【0027】
ポット状に形成されたアクチュエータハウジング11はハウジングカバー37によって液体密に閉鎖されている。この場合、第1の入力軸12を収容する転がり軸受け27はハウジングカバー37に組み込まれている。アクチュエータハウジング11は孔38を有している。有利には、この孔38は第2の入力軸14に対して平行にアクチュエータハウジング11に加工成形されている。この場合、孔38の孔軸線381(図1および図3参照)は、第2の入力軸14の軸線141を通って延びる平面142から誤差の狭い間隔aを有している。アクチュエータハウジング11の内部に開口した孔38は栓体39によって液体密に閉鎖可能である。この場合、この栓体39は孔38への挿入後にねじ40によってアクチュエータハウジング11に固定されている。図1には、孔38と栓体39とが90゜だけ図平面に向かって回転させられて示してある。図3には、同じ図が拡大して示してある。栓体39は複数の機能を併せ持っている。これらの機能の1つは、ウォームホイール20を備えたプラネタリキャリヤ21の軸方向案内である。このためには、栓体39にスライダ41が配置されている。このスライダ41は、プラネタリキャリヤ21に切り欠かれた環状溝42内に突入している。スライダ41は2つのスライダ部分411,412から成っている。両スライダ部分411,412は、その間に位置する圧縮ばね43によって互いに突き離されるので、各スライダ部分411,412が環状溝42の溝側面に圧着される。この溝側面へのスライダ部分411,412の圧着によって、ウォームホイール20の軸方向の位置が規定され、このウォームホイール20が常に軸方向に遊びなしに案内されていることが達成される。このばね弾性的な圧着によって、スライダ41と環状溝42との構成部材誤差も補償され、場合によって発生する摩耗が最小限に抑えられる。ウォームホイール20の軸方向案内のこの構造上の構成は単純であり、しかも、廉価であると共に組み付けやすい。軸方向案内時に形成される摩擦モーメントはアクチュエータハウジング11に直接支持される。摩擦モーメントは電動モータによって加えられなければならないのに対して、第1の入力軸12から出力軸13への通常の一貫した駆動は摩擦モーメントで負荷されないので、操舵系統における摩擦は高められない。さらに、ウォーム18とウォームホイール20との間の誤差連鎖がより小さくなる。すなわち、ウォーム18とウォームホイール20とは互いにより正確に位置決めすることができる。栓体39はアクチュエータ組付け時に最後の構成部材として組み付けられる。これによって、ハウジングカバー37もしくは電動モータの組付け時にアクチュエータハウジング11から押し退けられた空気が孔38を介して逃出することができ、アクチュエータハウジング11内に過圧が形成されることはあり得ない。この組付け過程後、アクチュエータハウジング11が孔38を通してオイルで充填され、栓体39が挿入される。これによって、この栓体39が別の機能としてアクチュエータハウジング11のシールを有している。
【0028】
栓体39の内面には永久磁石44が取り付けられている。この永久磁石44は遊星歯車伝動装置16の鋼破片を引き付けるので、より少ない伝動装置摩耗と、アクチュエータのより高い耐用年数とが達成される。
【0029】
図4に縦断面図で示した、車両操舵装置における重畳された操舵介入のためのアクチュエータは、前述したアクチュエータに比べて複数の観点で変更されている。このアクチュエータの、図1に対して説明したアクチュエータにおける構成部材と同じ構成部材には同じ符号が付してある。
【0030】
遊星歯車伝動装置16に3つ設けられたプラネタリピニオンセット22′は中空円筒状に形成されていて、転がり軸受け32によって差込み軸51に回転支承されている。転がり軸受け32は保持器付き針状ころとして形成されている。この保持器付き針状ころは、組み付けられた状態でプラネタリピニオンセット22′の支承孔46内に閉じ込められていて、これによって、脱出することはあり得ない。この支承孔46はプラネタリピニオンセット22′の内壁にプラネタリピニオン23,24の領域で穿孔されているので、転がり軸受け32は、プラネタリピニオン23,24に作用する半径方向力を直接吸収する。図5に示したように、各プラネタリキャリヤプレート28には3つの収容孔52が、120゜と僅かに異なる規定された円周角だけ互いにずらされて配置されている。これらの収容孔52は差込み軸51を収容するために働く。この場合、1つの収容孔52aは同じく半径方向でばね弾性的に配置されていて、このために、プラネタリキャリヤプレート28から切り欠かれたばねアーム33に配置されている。ばね弾性的ではない両収容孔52はプラネタリキャリヤプレート28の軸線から同じ半径方向の間隔を有しており、ばね弾性的な収容孔52aは、これと異なる間隔を有している。この間隔は、ばねアーム33の弛緩された状態でより小さく寸法設定されている。ウォーム伝動装置17の、一体に形成されたウォームホイール20を備えたプラネタリキャリヤ21は、プラネタリピニオン23,24の歯列231,241を介してサンギヤ25,26に直接支承されている。これによって、図1に示したアクチュエータに設けられた転がり軸受け34を節約することができる。このことは、コスト利点を生ぜしめる。この支承原理は、3つの全てのプラネタリピニオンセット22′の存在を必要とする。3つの全てのプラネタリピニオンセット22′はサンギヤ25,26の歯列内に押圧されるので、3つの全てのプラネタリピニオンセット22′は、ばね弾性的に圧着された状態でサンギヤ25,26に対して同じ軸線間隔を有しており、これによって、3つの全てのプラネタリピニオンセット22′を介した出力分岐が行われ、3つの全てのプラネタリピニオンセット22′が総負荷の1/3を支持する。これによって、ばね弾性的に圧着されたプラネタリピニオンセット22′は、図1に示した構成に比べて少ない機械的な負荷にさらされているので、ばねアーム33の所要のばね力をより小さくすることができる。
【0031】
別の変更として、図1に示したアクチュエータと異なりプラネタリピニオンセット22の転がり軸受け32をもはや収容していない、同じくばね鋼から製造されたプラネタリキャリヤプレート28が極めて肉薄に形成されている。この場合、プレート厚さは3mmよりも小さく選択されている。これによって、プラネタリキャリヤプレート28を1回の打抜き加工プロセスまたはレーザ切断プロセスで廉価に製作することができる。この場合、収容孔52はまず十分な取り代を備えており、1つの収容孔52aを有するばねアーム33はまだウェブ53によって位置決めされたままである。さらに、プラネタリキャリヤプレート28が湾出部54を獲得している。この湾出部54は小さな円周角にわたって延びていて、プラネタリキャリヤ21の端面に設けられた切欠き55内に嵌込み可能である。この場合、各プラネタリキャリヤプレート28は、プラネタリキャリヤ21の端面に加工成形された同軸的な切欠き56内に嵌め込まれる(図6参照)。ばねアーム33は湾出部54にまで延長されているので、アーム根元331は湾出部54に位置している。ばねアーム33の、このより大きな曲げ長さは、プラネタリキャリヤプレート28の、より少ない厚さに基づき増加する曲げ応力を補償するので、延長された曲げアーム33によって、図1に示したアクチュエータと同じ半径方向のばね力を、ばね弾性的に圧着されるプラネタリピニオンセット22に加えることができる。切欠き55と湾出部54との間の形状接続、つまり、嵌合に基づく係合によって、両プラネタリキャリヤプレート28が接合プロセス時に互いに正確に位置決めされる。中空円筒状のプラネタリキャリヤ21への接合プロセス後、プラネタリキャリヤプレート28が、種々異なる位置での加締めまたは溶接によってプラネタリキャリヤ21に相対回動不能に結合される。図5には、3つの位置が設けられている。これらの位置は符号57で示してある。
【0032】
このように前組付けされた、プラネタリキャリヤ21とプラネタリキャリヤプレート28とから成る構成ユニットは、いまや、1回のチャッキングで仕上げ加工される。この場合、両プラネタリキャリヤプレート28に設けられた収容孔52が最終寸法に仕上げ加工される。これによって、収容孔52が互いに正確に整合していて、正確に規定された位置を有していることが確保されている。収容孔52の仕上げ加工後、ばねアーム33とプラネタリキャリヤプレート28との間のウェブ53が分離され、いまや、ばねアーム33が両プラネタリキャリヤプレート28に対してばね弾性を有するようになる。最後の加工工程として、ウォームホイール20がプラネタリキャリヤ21にフライス削りされる。
【0033】
最終製造されたこの構成ユニットに、いまや、前述した中空のプラネタリピニオンセット22′が組み込まれる。このプラネタリピニオンセット22′は、プラネタリキャリヤプレート28に設けられた中心孔29を通して導入され、差込み軸51によって位置決めされるかもしくは回転支承される。この差込み軸51に設けられた軸方向位置固定手段58は、差込み軸51が軸方向に移動することができないことを確保している。
【0034】
図4に示したアクチュエータは、図1に示したアクチュエータに比べて、より少ない伝動装置質量と、より短い軸方向の構造長さとの利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】車両操舵装置の、重畳された操舵介入のためのアクチュエータの縦断面図である。
【0036】
【図2】図1に示したアクチュエータに設けられたプラネタリキャリヤプレートの端面図である。
【0037】
【図3】図1に示した区分IIIの拡大図である。
【0038】
【図4】車両操舵装置における重畳された操舵介入のためのアクチュエータの変化実施例の縦断面図である。
【0039】
【図5】図4に示したアクチュエータに設けられたプラネタリキャリヤプレートの端面図である。
【0040】
【図6】図5に示したプラネタリキャリヤプレートを前組付け状態で示す縦断面図である。
【符号の説明】
【0041】
11 アクチュエータハウジング、 12 第1の入力軸、 13 出力軸、 14 第2の入力軸、 15 重畳伝動装置、 16 遊星歯車伝動装置、 17 ウォーム伝動装置、 18 ウォーム、 19 金属スリーブ、 20 ウォームホイール、 21 プラネタリキャリヤ、 22 プラネタリピニオンセット、 22′ プラネタリピニオンセット、 23 プラネタリピニオン、 24 プラネタリピニオン、 25 サンギヤ、 26 サンギヤ、 27 転がり軸受け、 28 プラネタリキャリヤプレート、 29 中心孔、 30 支承孔、 30a 支承孔、 31 ジャーナル、 32 転がり軸受け、 33 ばねアーム、 34 転がり軸受け、 35 支承溝、 36 センタリングピン、 37 ハウジングカバー、 38 孔、 39 栓体、 40 ねじ、 41 スライダ、 42 環状溝、 43 圧縮ばね、 44 永久磁石、 45 ねじ、 46 支承孔、 51 差込み軸、 52 収容孔、 52a 収容孔、 53 ウェブ、 54 湾出部、 55 切欠き、 56 切欠き、 57 位置、 58 軸方向位置固定手段、 141 軸線、 142 平面、 221 軸区分、 231 歯列、 241 歯列、 331 アーム根元、 381 孔軸線、 411 スライダ部分、 412 スライダ部分、 a 間隔、 L 支承ベース
Claims (27)
- 車両操舵装置における重畳された操舵介入のためのアクチュエータであって、第1の入力軸(12)と、第2の入力軸(14)と、第1の入力軸(12)に対して同軸的な出力軸(13)と、前記軸(12,13,14)の間に配置された、アクチュエータハウジング(11)内に収容された重畳伝動装置(15)とが設けられている形式のものにおいて、重畳伝動装置(15)が、変更された2段式の遊星歯車伝動装置(16)を有しており、該遊星歯車伝動装置(16)が、第1の入力軸(12)に相対回動不能に結合された第1のサンギヤ(25)と、出力軸(13)に結合された第2のサンギヤ(26)と、第2の入力軸(14)によって駆動可能なプラネタリキャリヤ(21)と、該プラネタリキャリヤ(21)に回転可能に保持された少なくとも1つの一体のプラネタリピニオンセット(22;22′)とを有しており、該プラネタリピニオンセット(22;22′)が、より小さな直径を備えた軸区分(221)の両側に互いに軸方向で間隔を置いて配置された2つのプラネタリピニオン(23,24)を備えており、両プラネタリピニオン(23,24)のうち、一方のプラネタリピニオン(23)が、第1のサンギヤ(25)に噛み合うようになっており、他方のプラネタリピニオン(24)が、第2のサンギヤ(26)に噛み合うようになっていることを特徴とする、車両操舵装置における重畳された操舵介入のためのアクチュエータ。
- 第2の入力軸(14)とプラネタリキャリヤ(21)との間に自縛式のウォーム伝動装置(17)が配置されており、該ウォーム伝動装置(17)が、第2の入力軸(14)に相対回動不能に結合されたウォーム(18)と、プラネタリキャリヤ(21)に相対回動不能に、有利には一体に結合されたウォームホイール(20)とを備えており、該ウォームホイール(20)が、プラネタリキャリヤ(21)にプラネタリピニオンセット(22;22′)の軸区分(221)の領域で配置されている、請求項1記載のアクチュエータ。
- プラネタリキャリヤ(21)が、中空円筒状に形成されていて、端面側でそれぞれ1つのプラネタリキャリヤプレート(28)によってカバーされており、少なくとも1つのプラネタリピニオンセット(22;22′)の回転支承が、プラネタリキャリヤ(21)の内部で転がり軸受け(32)によって行われている、請求項1または2記載のアクチュエータ。
- 少なくとも1つのプラネタリピニオンセット(22)が、端部側のジャーナル(31)を有しており、該ジャーナル(31)が、それぞれ転がり軸受け(32)を介して、プラネタリキャリヤプレート(28)に加工成形された支承孔(30a)内に支持されており、有利には、転がり軸受け(32)が、スリット付けされた保持器付き針状ころとして形成されており、該保持器付き針状ころが、それぞれ各ジャーナル(31)に加工成形された支承溝(35)内にクリップ式に嵌め込まれている、請求項3記載のアクチュエータ。
- 支承孔(30a)が、半径方向でばね弾性的に形成されている、請求項4記載のアクチュエータ。
- プラネタリキャリヤ(21)内に同じ構造の複数のプラネタリピニオンセット(22)が設けられており、該プラネタリピニオンセット(22)が、そのジャーナル(31)で支承孔(30)内に収容されており、該支承孔(30)が、各プラネタリキャリヤプレート(28)に、均一な角度ピッチと僅かに異なる規定された円周角だけ互いにずらされて配置されており、各プラネタリキャリヤプレート(28)に1つの支承孔(30a)が、半径方向でばね弾性的に形成されており、プラネタリキャリヤプレート(28)の軸線からの支承孔(30a)の半径方向間隔が、プラネタリキャリヤプレート(28)の軸線からの別の両支承孔(30)の半径方向間隔と異なっており、該半径方向間隔自体が、同じ大きさに寸法設定されている、請求項5記載のアクチュエータ。
- 両プラネタリキャリヤプレート(28)が、アクチュエータハウジング(11)の軸線に対して平行に延びるセンタリングピン(36)を介して互いに周方向で位置決めされている、請求項3から6までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- 第1の入力軸(12)と出力軸(13)とが、転がり軸受け(27)、有利には玉軸受けによってアクチュエータハウジング(11)に回転可能に支承されており、プラネタリキャリヤ(21)が、プラネタリキャリヤプレート(28)内に配置されたそれぞれ1つの転がり軸受け(34)、有利には玉軸受けを介して第1の入力軸(12)と出力軸(13)とに支持されている、請求項1から7までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- プラネタリピニオンセット(22′)が、内部で中空に形成されていて、それぞれ互いに最大限に間隔を置いて配置された2つの転がり軸受け(32)を介して、プラネタリキャリヤプレート(28)に設けられた収容孔(52)に保持された差込み軸(51)に支持されている、請求項3記載のアクチュエータ。
- 転がり軸受け(32)が、プラネタリピニオン(23,24)の領域に配置されている、請求項9記載のアクチュエータ。
- 第1の入力軸(12)と出力軸(13)とが、転がり軸受け(27)、有利には玉軸受けによってアクチュエータハウジング(11)に回転支承されており、プラネタリキャリヤ(21)に、規定された円周角だけ互いにずらされて配置された3つのプラネタリピニオンセット(22′)が設けられており、プラネタリキャリヤ(21)が、3つのプラネタリピニオンセット(22′)のプラネタリピニオン(23,24)の歯列(231,241)を介して両サンギヤ(25,26)に回転支承されている、請求項9または10記載のアクチュエータ。
- 各プラネタリキャリヤプレート(28)に差込み軸(51)のための1つの収容孔(52a)が、半径方向でばね弾性的に形成されており、プラネタリキャリヤプレート(28)の軸線からの収容孔(52a)の半径方向間隔が、プラネタリキャリヤプレート(28)の軸線からの別の両収容孔(52)の半径方向間隔と異なっており、該半径方向間隔自体が、同じ大きさに寸法設定されている、請求項9から11までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- プラネタリピニオンセット(22′)の転がり軸受け(32)が、保持器付き針状ころによって形成されており、該保持器付き針状ころが、それぞれプラネタリピニオンセット(22′)に各端面から加工成形された支承孔(46)内に押し込まれている、請求項9から12までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- サンギヤ(25,26)が、歯列を有しており、該歯列の歯が、楕円体状に形成されている、請求項1から13までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- プラネタリキャリヤプレート(28)が、硬化させられたばね鋼から製造されている、請求項3から14までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- 各プラネタリキャリヤプレート(28)が、中心孔(29)を有しており、少なくとも前組付けされたプラネタリピニオンセット(22;22′)において、サンギヤ(25,26)がその歯列でプラネタリピニオン(23,24)の歯列(231,241)内に押込み可能であるように、中心孔(29)の直径が大きく寸法設定されている、請求項3から15までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- サンギヤ(25,26)の歯列が、サンギヤ(25,26)の、押込み方向に向けられた自由端部で面取りされている、請求項16記載のアクチュエータ。
- プラネタリキャリヤプレート(28)が、少ないプレート厚さを有しており、該プレート厚さが、有利には3mmよりも小さく寸法設定されている、請求項9から17までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- プラネタリキャリヤプレート(28)が、互いに周方向で位置決めされていて、プラネタリキャリヤ(21)に相対回動不能に、たとえば加締めまたは溶接によって結合されている、請求項9から18までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- 収容孔(52)が、プラネタリキャリヤプレート(28)に、最終寸法に比べて小さな直径を備えて加工成形されており、プラネタリキャリヤ(21)へのプラネタリキャリヤプレート(28)の接合後、収容孔(52)が、最終寸法に仕上げ加工されるようになっている、請求項9から19までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- ジャーナル(31)もしくは1つのプラネタリピニオンセット(22′)の差込み軸(51)のための支承孔(30a)もしくは収容孔(52a)の、半径方向でばね弾性的な構成が、支承孔(30a)もしくは収容孔(52a)を有するばねアーム(33)によって実現されており、該ばねアーム(33)が、プラネタリキャリヤプレート(28)から切り欠かれており、ばねアーム(33)のアーム横断面が、支承孔(30a)もしくは収容孔(52a)を有する自由端部から、プラネタリキャリヤプレート(28)に結合されたアーム根元(331)に向かって増加している、請求項7から20までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- 各プラネタリキャリヤプレート(28)が、プラネタリキャリヤ(21)の端面に加工成形された切欠き(56)内に挿入されており、各プラネタリキャリヤプレート(28)が、小さな円周角にわたって延びる湾出部(54)を有しており、該湾出部(54)が、プラネタリキャリヤ(21)に設けられた切欠き(55)内に形状接続的に係合しており、アーム根元(331)が、湾出部(54)に位置している、請求項21記載のアクチュエータ。
- アクチュエータハウジング(11)が、ハウジングカバー(37)によって液体密に閉鎖されており、アクチュエータハウジング(11)に孔(38)が、有利には第2の入力軸(14)に対して平行に加工成形されており、孔(38)が、栓体(39)によって閉鎖されている、請求項1から22までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
- 孔(38)の軸線(381)が、第2の入力軸(14)の軸線(141)を通って延びる平面(142)から誤差の狭い軸方向間隔を有している、請求項23記載のアクチュエータ。
- 栓体(39)にスライダ(41)が形成されており、該スライダ(41)が、外側でプラネタリキャリヤ(21)に全周にわたって延びる環状溝(42)内に係合していて、該環状溝(42)の両溝側面にばね弾性的に支持されている、請求項23または24記載のアクチュエータ。
- スライダ(41)が、2つのスライダ部分(411,412)を有しており、両スライダ部分(411,412)が、その間に配置された圧縮ばね(43)によって軸方向で互いに突き離されるようになっている、請求項25記載のアクチュエータ。
- 栓体(39)の内面に永久磁石(44)が配置されている、請求項23から26までのいずれか1項記載のアクチュエータ。
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