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図面 (3)

課題・解決手段

本発明は、パワーステアリングシステム(1)、特には乗物のためのパワーステアリングシステムにおいて、フレーム(3)内で軸方向に移動しないように支持されたナット(4)と、軸方向に移動可能な構成部材(5)であってそのネジ部(6)がナット(4)のナットネジ部(7)に係合している構成部材(5)と、からなりサーボモータによって移動が駆動される移動スクリュー(2)を備え、ナット(4)は、フレーム(3)内に転がり軸受(8)で支持されている、というものに関する。転がり軸受への力の導入が最適化されて作動ノイズが最小化されるパワーステアリングシステムを提供するために、少なくとも転がり軸受(8)の一側で、少なくとも一つの軸受ディスク(10)が外側リング(9)上に設けられている。外側リング(9)の径方向領域(12)内で外側リング(9)と反対の軸受ディスク(10)の側面(11)に、エラストマー材料からなるリング(13)またはリング状構成部材が設けられており、当該リング(13)は、転がり軸受(8)の非組付状態において、軸方向に各軸受ディスク(10)の外側面(14)から突出している。

概要

背景

サーボモータ回転数トルクとが牽引段変速機を介して、ナット、特にボール循環ナットに伝わるパワーステアリング装置、特に乗用車電気的な補助パワーステアリング装置が、従来から知られている。そこでは、サーボモータと、ナットによって駆動されるギヤラック又はスピンドル部分が、しばしば軸並行に配置されている。

そして、DE10310492A1は、電気モータが軸方向に移動可能な変速機ハウジング内で支持された構成部材を駆動する電気的なパワーステアリング装置を開示している。この構成部材は、ギヤラックとして形成されており、当該構成部材のボールネジ部は、変速機ハウジングとして形成されたフレーム内で軸方向に移動(スライド)しないように支持されたナットのナットネジ部と係合している。ナットは、サーボモータとそのように形成された移動スクリューとの間の牽引手段変速機のベルトプーリに、回転について固定状態で結合されている。ナットは、径方向固定の軸受転がり軸受を介して、変速機ハウジングに支持されている。特に軸方向の力も受容可能であるので、径方向軸受は、しばしば、4点支持軸受として形成される。転がり軸受の内側リングは、例えばリング又は止め輪の形態で、ベルトプーリ及びストッパのようなナット上に取り付けられた構成部材を、軸方向に支持する。径方向軸受は、この場合、しばしば、パワーステアリングシステムの構成要素に対して、軸受ディスクによって軸方向に規定される。軸受ディスクの機能は、部分的に、パワーステアリングシステムの他の構成要素によっても引き継がれる。従って、径方向軸受の外側リングへの傾斜トルクの適用が、しばしばそれと結合される。更に、軸受ディスクは、良好な音響材料からなり、パワーステアリングシステムのハウジング上に直接に当接しているので、パワーステアリングシステムの近傍でノイズ放散され得る。

DE10310492A1は、フレーム内で軸方向に移動しないように支持されたナットと、軸方向に移動可能な構成部材であってそのネジ部がナットのナットネジ部に係合している構成部材と、からなりサーボモータによって移動が駆動される移動スクリューを備えた、電気的な補助パワーステアリング装置を開示している。ナットは、変速機ハウジングとして形成されたフレーム内に転がり軸受で支持されている。転がり軸受の外側リングは、パワーステアリングシステムのハウジングカバーに直接に支持されている。

概要

本発明は、パワーステアリングシステム(1)、特には乗物のためのパワーステアリングシステムにおいて、フレーム(3)内で軸方向に移動しないように支持されたナット(4)と、軸方向に移動可能な構成部材(5)であってそのネジ部(6)がナット(4)のナットネジ部(7)に係合している構成部材(5)と、からなりサーボモータによって移動が駆動される移動スクリュー(2)を備え、ナット(4)は、フレーム(3)内に転がり軸受(8)で支持されている、というものに関する。転がり軸受への力の導入が最適化されて作動ノイズが最小化されるパワーステアリングシステムを提供するために、少なくとも転がり軸受(8)の一側で、少なくとも一つの軸受ディスク(10)が外側リング(9)上に設けられている。外側リング(9)の径方向領域(12)内で外側リング(9)と反対の軸受ディスク(10)の側面(11)に、エラストマー材料からなるリング(13)またはリング状構成部材が設けられており、当該リング(13)は、転がり軸受(8)の非組付状態において、軸方向に各軸受ディスク(10)の外側面(14)から突出している。

目的

本発明は、従来技術に基づく課題を解決するために、そのボールネジ駆動において最適な動力伝達を有し作動ノイズが最小化されたパワーステアリングシステムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

パワーステアリング装置、特には乗物のための補助パワーステアリング装置において、フレーム(3)内で軸方向に移動しないように支持されたナット(4)と、軸方向に移動可能な構成部材(5)であってそのネジ部(6)がナット(4)のナットネジ部(7)に係合している構成部材(5)と、からなりサーボモータによって移動が駆動される移動スクリュー(2)を備えており、ナット(4)は、フレーム(3)内に転がり軸受(8)で支持されており、少なくとも転がり軸受(8)の外側リング(9)の一側に、軸受ディスク(10)が設けられており、外側リング(9)の径方向領域(12)内で外側リング(9)と反対の軸受ディスク(10)の側面(11)に、エラストマー材料からなるリング(13)またはリング状構成部材が設けられており、リング(13)は、転がり軸受(8)の非組付状態において、軸方向に各軸受ディスク(10)の外側面から突出していることを特徴とするパワーステアリング装置。

請求項2

前記リング(13)は、断面U字形状で、各軸受ディスク(10)の外側面(14)から隆起していることを特徴とする請求項1に記載のパワーステアリングシステム

請求項3

前記リング(13)は、ゴム材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載のパワーステアリングシステム。

請求項4

前記リング(13)は、パワーステアリングシステム(1)の組付状態の都度、軸方向に圧縮されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のパワーステアリングシステム。

請求項5

前記転がり軸受(8)の各側において、前記リング(13)が設けられており、前記リング(13)は、各軸受ディスク(10)上にそれぞれ加硫成形され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パワーステアリングシステム。

請求項6

各軸受ディスク(10)は、金属材料またはプラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のパワーステアリングシステム。

請求項7

各軸受ディスク(10)の断面は、外側リング(9)に至るオフセット状曲線を有していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のパワーステアリングシステム。

請求項8

当該パワーステアリングシステム(1)は、軸方向に移動可能な構成部材(5)とサーボモータとの軸平行な配置を伴う電気的パワーステアリングシステム(15)であ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パワーステアリングシステム。

技術分野

0001

本発明は、特許請求の範囲の請求項1の上位概念に従う、フレーム内において軸方向に移動不能に支持されたナットと軸方向に移動可能な構成部材とからなりサーボモータによって駆動される移動スクリューを備えたパワーステアリングシステム、特には乗物用補助パワーステアリングシステム、に関する。

背景技術

0002

サーボモータ回転数トルクとが牽引段変速機を介して、ナット、特にボール循環ナットに伝わるパワーステアリング装置、特に乗用車電気的な補助パワーステアリング装置が、従来から知られている。そこでは、サーボモータと、ナットによって駆動されるギヤラック又はスピンドル部分が、しばしば軸並行に配置されている。

0003

そして、DE10310492A1は、電気モータが軸方向に移動可能な変速機ハウジング内で支持された構成部材を駆動する電気的なパワーステアリング装置を開示している。この構成部材は、ギヤラックとして形成されており、当該構成部材のボールネジ部は、変速機ハウジングとして形成されたフレーム内で軸方向に移動(スライド)しないように支持されたナットのナットネジ部と係合している。ナットは、サーボモータとそのように形成された移動スクリューとの間の牽引手段変速機のベルトプーリに、回転について固定状態で結合されている。ナットは、径方向固定の軸受転がり軸受を介して、変速機ハウジングに支持されている。特に軸方向の力も受容可能であるので、径方向軸受は、しばしば、4点支持軸受として形成される。転がり軸受の内側リングは、例えばリング又は止め輪の形態で、ベルトプーリ及びストッパのようなナット上に取り付けられた構成部材を、軸方向に支持する。径方向軸受は、この場合、しばしば、パワーステアリングシステムの構成要素に対して、軸受ディスクによって軸方向に規定される。軸受ディスクの機能は、部分的に、パワーステアリングシステムの他の構成要素によっても引き継がれる。従って、径方向軸受の外側リングへの傾斜トルクの適用が、しばしばそれと結合される。更に、軸受ディスクは、良好な音響材料からなり、パワーステアリングシステムのハウジング上に直接に当接しているので、パワーステアリングシステムの近傍でノイズ放散され得る。

0004

DE10310492A1は、フレーム内で軸方向に移動しないように支持されたナットと、軸方向に移動可能な構成部材であってそのネジ部がナットのナットネジ部に係合している構成部材と、からなりサーボモータによって移動が駆動される移動スクリューを備えた、電気的な補助パワーステアリング装置を開示している。ナットは、変速機ハウジングとして形成されたフレーム内に転がり軸受で支持されている。転がり軸受の外側リングは、パワーステアリングシステムのハウジングカバーに直接に支持されている。

0005

本発明は、従来技術に基づく課題を解決するために、そのボールネジ駆動において最適な動力伝達を有し作動ノイズが最小化されたパワーステアリングシステムを提供することを目的とする。

0006

この課題は、特許請求の範囲の請求項1の特徴を有するパワーステアリングシステムで解決される。

0007

これによれば、好適には転がり軸受の両側において、少なくとも各々の外側リング上に、一つの軸受ディスクが設けられる。その外側リングとは反対側に、外側リングの径方向領域内において、エラストマー材料からなるリングが設けられている。リングは、転がり軸受の非組付状態において、軸方向に各軸受ディスクの外側面から突出しており、軸受ディスク及び外側リングから離れる方向に突出している。すなわち、転がり軸受、特にはその外側リング、を介しての力の流れを線形にするため、そして、傾斜トルクを回避するための、構造的対策が採られている。なぜなら、エラストマー材料からなるリングは、外側リングの径方向領域内に存在して、変速機ハウジングまたはフレームから外側リングへの、そして再びフレームへの動力伝達に作用するからである。更に、転がり軸受は、これによれば、組付状態において、予め力を掛けられた状態のエラストマー上に支持されて、例えば金属製の軸受ディスク上には支持されていない。このことにより、特に変速機の内部から転がり軸受の外側リングを介してのノイズ伝達が抑制される。エラストマー材料からなるリングの代わりに、エラストマー材料からなりリング状に配置される個々の扇形部分が設けられてもよい。

0008

好ましい実施の形態は、従属請求項から明らかである。

0009

特に好適なパワーステアリングシステムの実施の形態では、前記リングは、エラストマー材料からなり、各軸受ディスクの外側面からU字状に隆起しており、長手方向軸に沿って圧縮可能である。

0010

リングは、ゴム材料から形成され得る。あるいは、リングは、別の合成エラストマーから形成され得る。それは、その近傍の作動材料に対して抵抗を有する。パワーステアリングシステムの組付状態において、各リングは軸方向に圧縮されて、転がり軸受はフレーム内または変速機ハウジング内で「ハイドローリック」に浮遊した状態に配置されている。

0011

エラストマー材料からなるリングは、好適には、各軸受ディスク上に加硫成形され得る。転がり軸受上の複数または少なくとも一つの軸受ディスクは、金属材料例えばスチールから形成され得る、あるいは、エンジニアリングプラスチックまたは高機能プラスチックから形成され得る。軸受ディスクを製造するために、ポリアミドポリオキシメチレンポリエチレンテレフタラートのようなエンジニアリングプラスチックを用いることが推奨される。ポリアミド(PA)は、基本ブロックが互いにカルボン酸アミドグループリンクされた、最も重要なエンジニアリングプラスチックである。ポリアミドには二つのグループがあり、ポリアミド−6−タイプは、その基本材料がω-アミノカルボン酸又はラクトンポリマー重縮合である。

0012

ポリアミド66−タイプは、その基本材料がジアミン及びジカルボン酸の重縮合によって形成される。様々なポリアミドの間の差は、異なる結晶構造ポリマー内におけるCH2 −/CONHの比率、C元素数が偶数であるか奇数であるか、隣接する高分子間の距離、結晶の程度、などによる。ポリアミドは、曲げ抵抗表面硬さといったその特性に、グラスファイバーグラスビーズミネラルパウダーカーボンファイバーグラファイトモリブデン硫化物のような添加物によって、影響が与えられ得る。一部結晶性のポリアミドは、高度から中度までの強度、中度の堅さ、小さい硬度、良好から優良衝突強さ、良好な滑り・磨滅特性を有する。ポリオキシメチレン(POM)は、中度から高度の強度(疲労強度)及び堅さを有し、歯付きギヤのような耐性を要する構成部材を製造するのに適している。ポリエチレンテレフタラート(PET)は、高い堅さ及び硬度と、高い摩耗抵抗性を有する。また、低い熱膨張性を有することから、軸受ディスクを製造することに適している。

0013

ポリエーテルエーテルケトン又はポリエーテルケトンのようなポリアリルエーテルケトンのような高機能プラスチックは、高い機械的な力学的強度と、良好な滑り・摩耗特性を有する。それらは、250℃を超える温度まで、良好な強度特性を維持する。

0014

プラスチックは、軸受ディスクのオフセット状の断面周りに、それに応じて良好に、軸受ディスクがその中心からその径方向端部まで外側リング上に形成されるという点で、適している。これによれば、軸方向に、エラストマー材料からなるリングの配置に利用され得る空間が生じる。軸受リングの全体の厚みは、オフセットの存在によって、オフセットが無い場合よりも小さくなる。

0015

パワーステアリングシステムは、好適には、サーボモータとギヤラックとの軸平行な配置を伴う電気的パワーステアリングシステムとして形成される。

図面の簡単な説明

0016

本発明によるパワーステアリングシステムの長手方向の部分概略断面図である。
図1の詳細図である。

実施例

0017

本発明は、以下において実施の形態に基づいて詳細に説明され、添付された図面に基づいて示される。

0018

図1では、部分的な縦断面において、個人的な自動車又は商業用の自動車に対する、電気的なギヤラック式補助パワーステアリング装置15として形成されたパワーステアリングシステム1が示されている。シリンダ形状の変速機ハウジング16として形成されたフレーム3内に、ギヤラック17として形成され軸方向に移動可能な構成部材5が支持されている。ギヤラック17と平行に、図示されていない電気的なサーボモータが、変速機ハウジング16の径方向フランジに固定されている。ギヤラック17は、図示されていないギヤ歯部分で、ステアリングシャフトの図示されていないピニオンと嵌合しており、スピンドル部分18にボールネジ19として形成されたネジ部6を有している。ネジ部6は、循環ボールネジとして形成されたナット4のナットネジ部7と係合している。ナット4とスピンドル部分18とが、移動スクリュー2を形成している。ナット4は、歯付きディスク図2参照)として形成されたベルトプーリ20に回転固定に結合されており、半径向ベアリングとして形成された転がり軸受8を介して、変速機ハウジング16の図示されていないハウジングカバー内に保持されている。転がり軸受8は、固定軸受として形成され、ナット4からの軸方向の力及び径方向の力をフレーム3に伝達することができる。

0019

ナット4は、図2の詳細Iで示されているように、その外周縁に、二つの直径段を有し、それらの間で、ナット4の輪郭シリンダのようになっている。外周縁側から見ると、ナット4はステップ状のシリンダを形成している。転がり軸受8の半径方向領域において、ナット4の外径d1は最も小さくなっている。それは、転がり軸受8の内側リング21の内径に相当している。内側リング21は、図1及び図2を見た方向で右から左に向かう取付方向Xでナット4に対して押され、ストッパを形成する第一径ステップの正面22に当接している。ストッパの領域において、ナット4は外径d2を有し、当該外径d2は、第一外径d1に内側リング21の厚みの約半分を加えたものに対応している(図2参照)。更に左側に見たときに、ナット4の外周面に、より大きな径d3のさらなる径ステップがあり、d3への径の増加は、d1からd2への径の増加の約半分である。外径d2からd3への第二の径ステップは、ベルトプーリ20に対する軸方向ストッパ23として作用し、平面25内の正面24が第一の径ステップでナット4の正面26に当接することで、ベルトプーリ20はナット4に当接する。

0020

この態様において、取り付けの際に初めて、ベルトプーリ20がナット4に取付方向Xに押され、続いて、同一の取付方向Xで、転がり軸受8が、正面22における内側リング21のストッパ又はナット4のストッパ、同時に、正面24又はベルトプーリ20におけるストッパまで、押される。

0021

軸方向において転がり軸受8の両側に軸受ディスク10を配置することで、転がり軸受8がナット4に固定される。軸受ディスク10は、図2及び図1の詳細Iに示されるように、ナット4から径方向に外側リング9まで傾斜したオフセット状の断面経過を有している。軸受ディスク10は、その外側リング9に対して軸方向に反対の側面11に、外側リング9の径方向領域12内において、その周に加硫成形されたゴム材料からなるリング13が設けられている。このリング13は、軸方向に向けられたU字状断面を有しており、それは、ノーズ部のように、各軸受ディスク10からそれぞれ転がり軸受9から離れるように突出している。各軸受ディスク10の全体の外側面14は、リング13のエラストマー材料で被覆されており、その径方向内側領域では、各軸受ディスク10のオフセットのために、エラストーマー層の材料厚さは、リング13の厚みdと比較してとても薄い。軸受ディスク10は、外側リング9上に支持されており、その反対側において、エラストマー材料からなるリング13が、変速機ハウジング16ないしそのカバーに対する転がり軸受の接触面として機能する。リング13は、組付状態において、その厚みdの約半分だけ圧縮されて、転がり軸受の「ハイドローリック」の類の設置が、転がり軸受8の外側リング9を介しての各リング13上の変速機ハウジング16の各当接面での直接の動力伝達可能性を伴って、生じる。

0022

転がり軸受8は、これによって、傾斜トルクから解放され、ボールネジ・スピンドル駆動部の作動ノイズの変速機ハウジングへの音響伝播について良好に浮遊絶縁される。

0023

1パワーステアリングシステム
2 移動スクリュー
3フレーム
4ナット
5 軸方向に移動可能な構成部材
6ネジ部
7ナットネジ部
8転がり軸受
9外側リング
10軸受ディスク
11 側面
12径方向領域
13リング
14 外側面
15補助パワーステアリング装置(電気式
16変速機ハウジング
17ギヤラック
18スピンドル部分
19ボールネジ部
20ベルトプーリ
21内側リング
22 正面
23軸方向ストッパ
24 正面
25 平面
26 正面
X取付方向
d 厚み v.13
d1外径
d2 外径
d3 外径

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