JP2016501768A - リバーシブルポンプを有する自動車のための補助ステアリングシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、以下のウォーム（２６）とボールナット（２３）とを有している、自動車のためのステアリングギヤ（２０）を含んでいる。前記ウォーム（２６）は、回転可能で、軸方向には移動できないように、支持されており、ボールの列の収容のためにボールねじを有している。前記ボールナット（２３）は、前記ボールの列によって前記ウォーム（２６）と駆動接続されており、シリンダのピストンとしてステアリング支援のために作用する。ステアリング軸（２７）に、センサ要素のための信号送信器が配置され、前記ウォーム（２６）に、前記センサ要素が配置されるか、あるいは、前記ステアリング軸（２７）に、センサ要素が配置され、前記ウォーム（２６）に、前記センサ要素のための信号送信器が配置される。

Description

本発明は、自動車のためのステアリングギヤ、及び、ステアリングシステムに関する。

従来技術では、側壁がシリンダ室／加圧室／シリンダ加圧室によって移動可能な境界として利用されるボールナットを有する、自動車のための補助ステアリングシステムが知られている。これらのシリンダ室に圧力媒体がもたらされることによって、ボールナットの動きが支持され、自動車のステアリングのための動力支援が生じる。

動力支援を伴うステアリングギヤでは、圧力媒体、特にはオイル、はポンプによって生成され、回転バルブ弁によって適切に２つのシリンダ室／加圧室に分配される。前記回転バルブ弁に基づけば、大規模な配管管路システムが必要である。このシステムの個々の管路は、それぞれシールされなければならない。このことにより、多くの必要空間が生じる。

そのため、本発明の課題は、小型の構成が可能な、動力支援を伴うステアリングギヤを提供することである。

本発明の第一の実施形態として、ボールの列（Kugelreihe）の収容のためにボールねじを有する、回転可能で、軸方向には移動できないように支持されているウォームと、前記ボールの列（Kugelreihe）によって前記ウォームと駆動接続されているボールナットと、を有する自動車のためのステアリングギヤが提供される。前記ボールナットは、シリンダのピストンとして、ステアリング支援のために作用し、前記ステアリング軸にセンサ要素のための信号送信器が配置され、前記ウォームに前記センサ要素が配置されるか、あるいは、前記ステアリング軸に前記センサ要素が配置され、前記ウォームに前記センサ要素のための信号送信器が配置される。

前記ウォームないし前記ステアリング軸における前記信号送信器と前記センサ要素との配置によって、前記ステアリングギヤの小型の構成が達成され得る。

本発明の第二の実施形態として、請求項１乃至７のいずれかに記載されたステアリングギヤを有するステアリングシステムが提供される。当該ステアリングシステムは、圧力媒体、特にはオイル、の圧力の発生のためのポンプの駆動のための電動モータを、ステアリング支援のために有している。

好適な実施の形態は、従属請求項に記載されている。

本発明の好適な実施形態によれば、前記信号送信器がマグネットリングで、前記センサ要素がトルクセンサである、というステアリングギヤが提供される。

トルクセンサの利用によって、ステアリングギヤに素早く補助動力を付与することが補償され得る。

本発明による更なる実施形態では、回転バーがウォームとステアリング軸との間の接続を補償しており、前記ウォームには金属パイプが押し込まれており、前記金属パイプと前記ステアリング軸との間に軸受が配置されている、というステアリングギヤが提供される。

本発明の更なる実施形態によれば、前記軸受が１、２、３、４、５、６、または任意の複数のニードルベアリングである、というステアリングギヤが提供される。

例示的にニードルベアリングまたは玉軸受を有する軸受を伴う金属パイプの前記配置によって、信号生成が改善され得て、前記トルクセンサの正確な信号が維持され得る。

本発明の一実施形態によれば、ステアリング支援のための前記シリンダが、正確に、一段のシールでシールされている、というステアリングギヤが提供される。

リバーシブルポンプの利用によって、圧力媒体の供給及び排出のための費用のかかる配管管路システムを、無しで済ませられる。このことにより、ステアリング力生成のためのシリンダの加圧室の簡略なシールが、一段のシールのみで達成され得る。

本発明の更なる実施形態では、前記シールが高圧シールである、というステアリングギヤが提供される。

高圧シールの利用によって、ステアリング力生成のためのシリンダの加圧室の確実なシールが補償される。

本発明の更なる実施形態によれば、前記高圧シールが支持リングを有する、というステアリングギヤが提供される。

本発明による更なる実施形態では、前記ポンプはリバーシブルポンプであり、前記シリンダは第１加圧室と第２加圧室とを有しており、前記ポンプは前記第１加圧室内及び／または前記第２加圧室内に圧力媒体、特にはオイル、を送り込み得る、というステアリングシステムが提供される。

リバーシブルポンプの利用により、シリンダの加圧室への供給のための大規模な配管システムなしで済ませられ、小型の構成が達成され得る。リバーシブルポンプは、時計回りまたは反時計回りに駆動され得る。反時計回りでは、第１加圧室が圧力媒体で加圧され得て、時計回りでは、第２加圧室が圧力媒体で加圧され得る。前記リバーシブルポンプの供給管は、直接的に第１加圧室及び／または第２加圧室に接続され、そのことにより、大規模で複雑な配管システムなしで済ませられ得る。

本発明の例示的な実施形態によれば、前記電動モータの制御のために前記トルクセンサが設けられている、というステアリングシステムが提供される。

本発明の概念として、動力支援を提供し、回転バルブ弁の代わりにリバーシブルポンプを有する電動モータが組み込まれたステアリングギヤが提供される、ということが理解され得る。このことにより、前記回転バルブ弁に基づいて費用がかかるし、当該配管システムのシールもまた過剰となるような配管システムなしで済ませられる。これによって、全体として、ステアリングギヤの小型の構成が生じる。

前記個々の特徴は、当然のことながら、様々に組み合わせられ得る。そのことにより、部分的には、個々の作用の総和を越えた好適な作用も生じ得る。

本発明の更なる詳細と利点とが、図面に示された実施例に基づいて、明らかにされる。

従来技術のステアリングギヤの断面図である。 本発明によるステアリングギヤの断面図である。 カバー内の密閉領域の拡大概略図である。 高圧シールの断面図である。

図１は、従来技術のステアリングギヤ１０を断面図で示している。当該ステアリングギヤ１０は、回転バルブ弁１５を有している。更には、ステアリング支援のためのシリンダのピストンとして形成されているボールナット１３が配置されている。当該ボールナット１３の両壁４４、４５は、シリンダ室／加圧室１６、４３の移動可能な境界線を表している。当該シリンダ室１６、４３への圧力媒体、特にはオイル、の供給と排出とによって、ある力がボールナット１３に作用され得て、ステアリング支援が生じる。ハウジング１１の内側の前記シリンダ室１６、４３は、カバー１２でシールされている。この種のステアリングギヤ１０は、特には商用車（ＮＫＷ）に適している。当該ステアリングギヤ１０には、回転バルブ弁１５を使った動力支援がある。当該回転バルブ弁１５の利用によって、それぞれ全体にわたって密閉されなければならない配管管路１８、４２、５２、５８が、必要である。前記密閉は、前記ステアリングギヤ１０の右領域（図１）ないしカバー１２の内側に配置されているシール１７、１９、４８、４９、５１、５３によって、なされる。従って、前記回転バルブ弁１５の利用によって、圧力媒体、特にはオイル、の移送のための配管管路１８、４２、５２、５８のシステムが、ステアリング支援の実現を可能にするために生じる。その結果、前記カバー１２の不可欠で膨大な構造が生じる。従って、ステアリング支援の生成のために回転バルブ弁１５を利用する際の不利な点は、多様な配管管路１８、４２、５２、５８及びそこから生じるシール１７、１９、４８、４９、５１、５３によって、前記ステアリングギヤ１０のより大きな必要空間が生じる、ということである。

図２は、トルクセンサ２５を有する本発明によるステアリングギヤ２０を示している。

マグネットリング３５が、トルクセンサ２５の信号送信器として形成されており、ステアリング軸２７に固定されている。トルクセンサ２５は、ウォーム２６に固定されている。ウォーム２６に関してステアリング軸２７の回転が行われると、これがトルクセンサ２５によって検知され得て、補助ステアリングシステムの開始が導入され得る。ウォーム２６には、金属パイプ３４が押し込まれ／挿入されており、金属パイプ３４とステアリング軸２７との間に、例えば１つまたは複数のニードルベアリング３３のような軸受が設けられている。金属パイプ３４と軸受とのこのような配置によって、ステアリング軸２７とウォーム２６との間の回転がより正確に検知され、そのことによって、信号生成はより正確になる。トルクセンサ２５の信号は、ステアリング支援に必要な、例えば油圧式の、圧力の生成を可能にするべく、電動モータ（不図示）の制御のために利用され得る。当該圧力生成のために、特にはリバーシブルポンプが利用される。そのことによって、シリンダ室４６、４７への単純な配管管路構造が生じる。好適には、シリンダ室４６を密閉するために、一段のみの高圧シール３１が組み込まれ得る。単純な圧力技術構造に基づく追加の密閉は、断念され得る。本発明によれば、シリンダ室４６、４７にステアリング支援のための例えばオイルをポンプで送り込むべく、電動モータがリバーシブルポンプの制御と供給のために利用され得る。これにより、回転バルブ弁の採用に比べて、高圧シール３１として形成される一段のシールのみが、必要とされる。これにより、好適なことに、ステアリングギヤによって必要とされる構造空間は小さく保たれ、そのことによって、小型の構成が生じる。

図３は、ウォーム２６とステアリング軸との間の接続を補償する回転バー３０を有するステアリングギヤの概略拡大図を示している。このステアリングギヤは、高圧シール３１を有する一段のシールのみを有している。

図４は、支持リング３６を有する高圧シール３１を示している。

「有する」という概念は、更なる要素または工程を排除せず、同様に、「１」という概念は、複数の要素及び工程を排除しない、と理解されるべきである。

利用されている符号は、明確さの向上のためのみに使われており、いかなる場合においても限定として認識されるべきではない。本発明の保護の領域は、請求項によって再現されている。

１０ ステアリングギヤ
１１ ハウジング
１２ カバー
１３ ステアリング支援のためのピストンとしてのボールナット
１４ ステアリングセクタシャフト
１５ 回転バルブ弁
１６ シリンダ室
１７ シール
１８ 配管管路
１９ シール
２０ ステアリングギヤ
２１ ハウジング
２２ カバー
２３ ステアリング支援のためのピストンとしてのボールナット
２４ ステアリングセクタシャフト
２５ トルクセンサ
２６ ウォーム／ボールねじスピンドル
２７ ステアリング軸
２８ センサカバー
３０ 回転バー
３１ 高圧シール
３２ 軸受
３３ ニードルベアリング
３４ パイプ
３５ マグネットリング
３６ 支持リング
４０ 硬化されたディスク
４１ 軸受
４２ 配管管路
４３ シリンダ室
４４ ボールナットの壁
４５ ボールナットの壁
４６ シリンダ加圧室／加圧室
４７ シリンダ加圧室／加圧室
４８ シール
４９ シール
５０ 軸受
５１ シール
５２ 配管管路
５３ シール
５４ 軸受
５５ 軸受
５６ 硬化されたディスク
５７ 硬化されたディスク
５８ 配管管路

Claims (10)

1. 自動車のためのステアリングギヤ（２０）であって、
   回転可能で、軸方向には移動できないように支持されているウォーム（２６）と、
   ボールナット（２３）と、
   を備えており、
   前記ウォーム（２６）は、ボールの列（Kugelreihe）の収容のためにボールねじを有しており、
   前記ボールナット（２３）は、前記ボールの列（Kugelreihe）によって前記ウォーム（２６）と駆動接続されており、
   前記ボールナット（２３）は、シリンダのピストンとしてステアリング支援のために作用するようになっており、
   ステアリング軸（２７）に、センサ要素のための信号送信器が配置されて、前記ウォーム（２６）に、前記センサ要素が配置されている、あるいは、ステアリング軸（２７）に、センサ要素が配置されて、前記ウォーム（２６）に、前記センサ要素のための信号送信器が配置されている
   ことを特徴とするステアリングギヤ（２０）。
2. 前記信号送信器は、マグネットリング（３５）であり、
   前記センサ要素は、トルクセンサ（２５）である
   ことを特徴とする請求項１に記載のステアリングギヤ（２０）。
3. 回転バー（３０）が、ウォーム（２６）とステアリング軸（２７）との接続を補償しており、
   前記ウォーム（２６）に、金属パイプ（３４）が押し込まれており、
   前記金属パイプ（３４）と前記ステアリング軸（２７）との間に、軸受が配置されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のステアリングギヤ（２０）。
4. 前記軸受は、１、２、３、４、５、６、または任意の複数のニードルベアリング（３３）である
   ことを特徴とする請求項３に記載のステアリングギヤ（２０）。
5. ステアリング支援のための前記シリンダは、正確に、一段のシールで、シールされている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のステアリングギヤ（２０）。
6. 前記シールは、高圧シール（３１）である
   ことを特徴とする請求項５に記載のステアリングギヤ（２０）。
7. 前記高圧シール（３１）は、支持リング（３６）を有している
   ことを特徴とする請求項６に記載のステアリングギヤ（２０）。
8. 当該ステアリングシステムは、圧力媒体、特にはオイル、の圧力の発生のためのポンプの駆動のための電動モータを、ステアリング支援のために有している
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のステアリングギヤ（２０）、を備えたステアリングシステム。
9. 前記ポンプは、リバーシブルポンプであり、
   前記シリンダは、第１加圧室（４６）と第２加圧室（４７）とを有しており、
   前記ポンプは、前記第１加圧室（４６）内及び／または前記第２加圧室（４７）内に圧力媒体、特にはオイル、を送り込み得る
   ことを特徴とする請求項８に記載のステアリングシステム。
10. 前記トルクセンサ（２５）は、前記電動モータの制御のために設けられている
    ことを特徴とする請求項８または９に記載のステアリングシステム。

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