JP2004529821A

JP2004529821A - 車両操舵装置に用いられるアクチュエータ

Info

Publication number: JP2004529821A
Application number: JP2003505504A
Authority: JP
Inventors: ミヒャエル　ボック; ヴィリー　ナーゲル
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-09-30
Also published as: US20040171453A1; US7041022B2; DE50201526D1; ES2231714T3; EP1402201A1; WO2002103221A1; DE10129450A1; EP1402201B1

Abstract

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）とを備えた、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では、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）と出力軸（１３）とに相対回動不能に結合されたそれぞれ１つのサンギヤ（２５，２６）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つのプラネタリピニオンセット（２２）とを有しており、該プラネタリピニオンセット（２２）が、それぞれ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）が、サンギヤ（２５，２６）に噛み合うようになっている。プラネタリピニオンセット（２２）を、プラネタリピニオンセット歯列の、互いに精確に位置決めされた角度位置を備えて一体に製作するためには、プラネタリピニオン（２３，２４）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該軸区分（２２１）と一体に配置されている。

Description

【技術分野】
【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

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。