▶ クノル−ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングの特許一覧
特表2022-553245車両のための電気機械的なステアリングシステム用のステアリング伝動装置および車両のための電気機械的なステアリングシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-22
(54)【発明の名称】車両のための電気機械的なステアリングシステム用のステアリング伝動装置および車両のための電気機械的なステアリングシステム
(51)【国際特許分類】
B62D 5/04 20060101AFI20221215BHJP
B62D 3/08 20060101ALI20221215BHJP
【ＦＩ】
B62D5/04
B62D3/08 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022523018
(86)(22)【出願日】2020-10-14
(85)【翻訳文提出日】2022-05-11
(86)【国際出願番号】 EP2020078841
(87)【国際公開番号】W WO2021074189
(87)【国際公開日】2021-04-22
(31)【優先権主張番号】102019127953.4
(32)【優先日】2019-10-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】597007363
【氏名又は名称】クノル－ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】Ｋｎｏｒｒ－Ｂｒｅｍｓｅ Ｓｙｓｔｅｍｅ ｆｕｅｒ Ｎｕｔｚｆａｈｒｚｅｕｇｅ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｍｏｏｓａｃｈｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ８０， Ｄ－８０８０９ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【弁理士】
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】フーバ ネーメト
(72)【発明者】
【氏名】ベルント－ローベルト ヘーン
(72)【発明者】
【氏名】フランツ－トーマス ミッテラー
(72)【発明者】
【氏名】ヤーノス トート
(72)【発明者】
【氏名】スヴェン クリューガー
(72)【発明者】
【氏名】アーメド ザレメ
(72)【発明者】
【氏名】シュテファン クリンケ
【テーマコード（参考）】
3D333
【Ｆターム（参考）】
3D333CB03
3D333CB14
3D333CC16
3D333CD12
3D333CD14
3D333CD16
3D333CD18
3D333CD21
3D333CE03
3D333CE05
3D333CE12
3D333CE14
(57)【要約】
車両のための電気機械的なステアリングシステム用のステアリング伝動装置（１２０）が提案される。ステアリング伝動装置（１２０）は、電動モータ（２３０）と、サーボ伝動装置（２４０）と、ステアリングシステムのステアリングコラムをステアリングシステムのピットマンアームに結合するための直交形伝動装置（２５０）とを有している。直交形伝動装置（２５０）は、ボールナット（２５４）を備えた、機械的に駆動されるボール循環伝動装置であり、ボールナットは、ステアリング伝動装置（１２０）の、ピットマンアームに結合可能または結合されたセグメント軸（１２２）に係合する。ボール循環伝動装置のスピンドル（２５２）は、連続的である。スピンドル（２５２）は、一方の側においてサーボ伝動装置（２４０）の出力軸に結合されている。サーボ伝動装置（２４０）は、電動モータ（２３０）により駆動可能または駆動される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両（１００）のための電気機械的なステアリングシステム（１１０）用のステアリング伝動装置（１２０）であって、前記ステアリング伝動装置（１２０）は、電動モータ（２３０）と、サーボ伝動装置（２４０）と、前記ステアリングシステム（１１０）のステアリングコラム（１１４）を前記ステアリングシステム（１１０）のピットマンアーム（１１６）に結合するための直交形伝動装置（２５０）とを有している、ステアリング伝動装置（１２０）において、前記直交形伝動装置（２５０）は、ボールナット（２５４）を備えた、機械的に駆動されるボール循環伝動装置であり、前記ボールナット（２５４）は、前記ステアリング伝動装置（１２０）の、前記ピットマンアーム（１１６）に結合可能または結合されたセグメント軸（１２２）に係合しており、前記ボール循環伝動装置のスピンドル（２５２）は、連続的であり、前記スピンドル（２５２）は、一方の側において前記サーボ伝動装置（２４０）の出力軸に結合されており、前記サーボ伝動装置（２４０）は、前記電動モータ（２３０）により駆動可能または駆動されていることを特徴とする、ステアリング伝動装置（１２０）。
【請求項2】
前記サーボ伝動装置（２４０）は、遊星歯車伝動装置であって、前記遊星歯車伝動装置は、同一の歯数および幾何学形状を有するプラネタリギヤ（３４８）を有しており、前記プラネタリギヤ（３４８）は、互いに異なる歯数を有する、互いに独立した２つのリングギヤ（３４２，３４４）に噛み合っており、前記プラネタリギヤ（３４８）は、キャリヤ（３４６）を介して前記電動モータ（２３０）により駆動可能または駆動されている、請求項１記載のステアリング伝動装置（１２０）。
【請求項3】
前記サーボ伝動装置（２４０）は、偏心遊星歯車伝動装置であって、前記偏心遊星歯車伝動装置は、１つの共通のプラネタリギヤ（３４８）を有しており、前記プラネタリギヤ（３４８）は、２つのリングギヤ（３４２，３４４）に噛み合っており、前記２つのリングギヤ（３４２，３４４）間の歯数の差は、１以上であり、前記プラネタリギヤ（３４８）は、前記電動モータ（２３０）により駆動可能または駆動されているキャリヤに偏心的に組み付けられている、請求項１記載のステアリング伝動装置（１２０）。
【請求項4】
前記プラネタリギヤ（３４８）の歯先が、係合横断面に依存して切除されて成形されている、請求項３記載のステアリング伝動装置（１２０）。
【請求項5】
前記プラネタリギヤ（３４８）は、前記プラネタリギヤ（３４８）と前記両リングギヤ（３４２，３４４）のうちの少なくとも一方のリングギヤとの間の歯車係合のバックラッシを調節するために、キャリヤに調整可能に組み付けられている、請求項３または４記載のステアリング伝動装置（１２０）。
【請求項6】
前記少なくとも１つのプラネタリギヤ（３４８）および／またはリングギヤ（３４２，３４４）の歯領域が、形状シフトを伴って成形されている、請求項２から５までのいずれか１項記載のステアリング伝動装置（１２０）。
【請求項7】
前記ボール循環伝動装置の前記ボールナット（２５４）は、リニアガイド装置を有しており、前記リニアガイド装置は、前記セグメント軸（１２２）と前記ボールナット（２５４）との間の噛み合いにより導入される半径方向荷重を吸収するように形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のステアリング伝動装置（１２０）。
【請求項8】
前記リニアガイド装置は、滑り軸受、特に多層滑り軸受またはプラスチック滑り軸受として構成されている、請求項７記載のステアリング伝動装置（１２０）。
【請求項9】
前記リニアガイド装置は、転がり軸受、特にニードル軸受として、またはニードル軸受と転がり軸受との組合せとして構成されている、請求項７記載のステアリング伝動装置（１２０）。
【請求項10】
車両（１００）のための電気機械的なステアリングシステム（１１０）であって、前記ステアリングシステム（１１０）は、ステアリングコラム（１１４）と、ピットマンアーム（１１６）とを有している、ステアリングシステム（１１０）において、請求項１から９までのいずれか１項記載のステアリング伝動装置（１２０）が設けられており、前記ステアリングコラム（１１４）と前記ピットマンアーム（１１６）とが、前記ステアリング伝動装置（１２０）により互いに結合されていることを特徴とする、ステアリングシステム（１１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両のための電気機械的なステアリングシステム用のステアリング伝動装置と、車両、特に商用車のための電気機械的なステアリングシステムとに関する。
【0002】
商用車のステアリングシステムの一部としてのパワーステアリングシステムは通常、ハイドロリックシステムとして実現されていてもよい。ハイドロリックシステムは、エネルギ効率に関して不利であることがあり、操舵力を提供するために常時高い体積流量がステアリングを通して圧送されなければならない。さらに、たとえばドライバ支援システムのような、実際の操舵機能に対して付加的な機能拡張は、実現するのに手間がかかる。さらに、ステアリングポンプとステアリング伝動装置との間で、これらの組込み箇所が離れていることに基づいて、通常は複数の管路が必要となってしまう。これらの管路は、車両の組立て時に設置され、充填され、試験されなければならない。
【0003】
このような背景から、本発明の課題は、車両のための電気機械的なステアリングシステム用の改善されたステアリング伝動装置と、車両のための改善された電気機械的なステアリングシステムを提供することである。
【0004】
この課題は、独立請求項に記載の、車両のための電気機械的なステアリングシステム用のステアリング伝動装置および車両のための電気機械的なステアリングシステムにより解決される。
【0005】
実施形態によれば、特に、商用車のためのステアリングシステムのパワーステアリングのために、もしくは商用車のためのステアリングシステムのために、サーボ伝動装置ユニット、たとえば遊星歯車サーボ伝動装置ユニットまたは偏心サーボ伝動装置ユニットを、ボール循環伝動装置を備えた電気的なパワーステアリングシステムのために提供することができる。この場合、たとえば、電動的に駆動されるサーボ伝動装置、特に遊星歯車伝動装置または遊星歯車偏心伝動装置を備えたボール循環ステアリング伝動装置が、商用車の電気的なパワーステアリングのために配置されていてもよい。サーボ支援は、たとえば、電動モータにより駆動される遊星歯車サーボ伝動装置または遊星歯車偏心サーボ伝動装置により増幅されていてもよい。このようなサーボ伝動装置、特に遊星歯車サーボ伝動装置または遊星歯車偏心サーボ伝動装置は、ボール循環ステアリングユニットのスピンドルに結合されていてもよく、増幅された電気に支援されたトルクを、パワーステアリング伝動装置のセグメント軸もしくは出力軸に伝達することができる。
【0006】
有利には、実施形態によれば、特に、同一の伝達比を有する２つの伝動装置段を備えた従来の遊星歯車サーボ伝動装置と比較して、構造空間需要を減じることができる。付加的には、たとえば、従来の２段の遊星歯車伝動装置と比較して、噛み合っているもしくは係合している構成要素の個数を減じることができる。したがって、換言すると、車両、特に商用車の電気機械的なステアリングシステムのために、省スペースかつ低メンテナンスのステアリング伝動装置を提供することができる。したがって、従来の２段の遊星歯車伝動装置と比較して減じられた歯車の個数により、製造コストを減じることができる。
【0007】
車両のための電気機械的なステアリングシステム用のステアリング伝動装置は、電動モータと、サーボ伝動装置と、ステアリングシステムのステアリングコラムをステアリングシステムのピットマンアームに結合するための直交形伝動装置とを有していて、直交形伝動装置が、ボールナットを備えた、機械的に駆動されるボール循環伝動装置であり、ボールナットが、ステアリング伝動装置の、ピットマンアームに結合可能または結合されたセグメント軸に係合しており、ボール循環伝動装置のスピンドルが連続的であり、スピンドルが、一方の側においてサーボ伝動装置の出力軸に結合されており、サーボ伝動装置が、電動モータにより駆動可能である、または駆動されている。
【0008】
車両は、乗員と、付加的または代替的に物品とを輸送する自動車、特に商用車、たとえばトラック等であってもよい。各伝動装置は、伝動装置ユニットと呼ぶこともできる。サーボ伝動装置は、電動モータに連結されていてもよい。２つの構成要素が互いに結合または連結されている場合、これらの構成要素間で形状結合と、付加的または代替的に摩擦結合とが生じていてもよい。
【0009】
１つの実施形態によれば、サーボ伝動装置は、遊星歯車伝動装置であってもよい。この場合、遊星歯車伝動装置は、同一の歯数および幾何学形状を有する複数のプラネタリギヤを有していてもよい。これらのプラネタリギヤは、互いに異なる歯数を有する、互いに独立した２つのリングギヤに噛み合うことができる。プラネタリギヤは、キャリヤを介して電動モータにより駆動可能または駆動されていてもよい。プラネタリギヤは、キャリヤ上に組み付けられていてもよい。キャリヤは、電動モータによって駆動されていてもよい。このような実施形態は、ステアリングシステム用の電気機械的な駆動装置を、特に省スペースかつ信頼性よく、かつアンバランスなしに実現することができるという利点を提供する。
【0010】
代替的には、サーボ伝動装置が偏心遊星歯車伝動装置であってもよい。この場合、偏心遊星歯車伝動装置は、１つの共通のプラネタリギヤを有していてもよい。プラネタリギヤは、２つのリングギヤに噛み合うことができる。２つのリングギヤ間の歯数の差は、１以上であってもよい。プラネタリギヤは、電動モータにより駆動可能または駆動されているキャリヤに、偏心して組み付けられていてもよい。このような実施形態は、ステアリングシステムのために、特に省スペースかつ信頼性よく負荷可能である、電気機械的な駆動装置を提供することができるという利点を提供する。
【0011】
プラネタリギヤの歯先が、係合横断面に依存して切除されて成形されていてもよい。このような実施形態は、信頼性のよいトルク伝達を実現するために、種々異なる係合横断面を考慮することができるという利点を提供する。
【0012】
また、プラネタリギヤは、プラネタリギヤと両リングギヤのうちの少なくとも一方のリングギヤとの間の歯車係合のバックラッシを調節するために、キャリヤに調整可能に組み付けられていてもよい。より正確には、偏心を介して、ほとんどバックラッシなしで、伝動装置段もしくは段、たとえば好適には２段を調節することができる。このような実施形態は、最小限の摩耗および最小限の損失でトルク伝達を達成することができるという利点を提供する。
【0013】
１つの実施形態によれば、少なくとも１つのプラネタリギヤの歯領域と、付加的または代替的にリングギヤの歯領域とは、形状シフトを伴って成形されていてもよい。このような実施形態は、それぞれの歯車の適切かつ確実な係合もしくは噛み合いを達成することができるという利点を提供する。
【0014】
さらに、ボール循環伝動装置のボールナットが、リニアガイド装置を有していてもよく、このリニアガイド装置は、セグメント軸とボールナットとの間の噛み合いにより導入される半径方向荷重を吸収するように形成されている。このような実施形態は、運転時にボール機構に作用し得る半径方向荷重を低減するためのこのような補強および付加的な軸受取付けによって、ステアリング伝動装置の信頼性のよい連続運転を可能にすることができるという利点を提供する。
【0015】
この場合、リニアガイド装置は、滑り軸受、特に多層滑り軸受またはプラスチック滑り軸受として構成されていてもよい。このような実施形態は、従来の容易に入手可能である軸受装置を、信頼性のよい荷重支持を達成するために使用することができるという利点を提供する。
【0016】
代替的には、リニアガイド装置が、転がり軸受、特にニードル軸受として、またはニードル軸受と転がり軸受との組合せとして構成されていてもよい。このような実施形態で、従来の容易に入手可能な軸受装置を、信頼性のよい荷重支持を達成するために使用することができるという利点を提供する。
【0017】
車両のための電気機械的なステアリングシステムは、ステアリングコラムとピットマンアームとを有しており、電気機械的なステアリングシステムは、前述のステアリング伝動装置の１つの実施形態を有しており、ステアリングコラムとピットマンアームとは、ステアリング伝動装置によって互いに結合されている。
【0018】
電気機械的なステアリングシステムに関連して、ステアリングホイールにおけるステアリング入力のトルクを表すステアリングトルクと、電動モータおよびサーボ伝動装置により提供されるトルクを表す支援トルクとを直交形伝動装置を介してセグメント軸に加えるために、上述のステアリング伝動装置の１つの実施形態を有利に使用または利用することができる。電気機械的なステアリングシステムは、電気機械的なパワーステアリング、または電気機械的な駆動装置を備えたパワーステアリングとも呼ぶことができる。
【0019】
本明細書において提示されるアプローチの実施例を、図に関連した以下の説明においてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】１つの実施例による電気機械的なステアリングシステムを備えた車両の概略図である。
【図2】１つの実施例によるステアリング伝動装置の概略図である。
【図7】１つ実施例によるステアリング伝動装置の概略図である。
【0021】
図１は、１つの実施例による電気機械的なステアリングシステム１１０を備えた車両１００の概略図を示している。車両１００は、自動車、特にたとえばトラック等のような商用車である。ステアリングシステム１１０は、ステアリングコラム１１４とピットマンアーム１１６とを有している。ステアリングコラム１１４は、ステアリングホイール１１２に結合されている。ステアリングホイール１１２は、ステアリングシステム１１０の一部であってもよい。ピットマンアーム１１６は、適切な装置を介して、たとえば車両１００の１つのアクスルの操舵可能なホイールに連結されている。さらにステアリングシステム１１０は、ステアリング伝動装置１２０を有している。ステアリング伝動装置１２０は、電気機械的なステアリング伝動装置として、もしくは電気機械的な駆動装置を備えて構成されている。ステアリング伝動装置１２０により、もしくはステアリング伝動装置１２０を介して、ステアリングコラム１１４およびピットマンアーム１１６が互いに結合されている。図１にはステアリング伝動装置１２０のセグメント軸１２２も示されている。セグメント軸１２２は、ピットマンアーム１１６に結合されている。ステアリング伝動装置１２０について、下記の図面に関連してさらに詳細に説明する。
【0022】
図２は、１つの実施例によるステアリング伝動装置１２０の概略図を示している。ここでは、ステアリング伝動装置１２０は斜視図で図示されている。ステアリング伝動装置１２０は、図１に示したステアリング伝動装置に対応または類似している。したがって、ステアリング伝動装置１２０は、車両のための電気機械的なステアリングシステムのために設けられている。ステアリング伝動装置１２０は、電動モータ２３０と、サーボ伝動装置２４０もしくはサーボ伝動装置ユニット２４０と、直交形伝動装置２５０とを有している。さらに、ステアリング伝動装置１２０は、セグメント軸１２２と入力軸２２１とを有している。セグメント軸１２２は、ステアリングシステムのピットマンアームに連結可能または連結されている。セグメント軸１２２は、ピットマンアームを介して旋回運動をステアリングシステムのステアリングロッドに伝達するために働き、ステアリングロッドは、たとえば、車両のフロントホイールを所望の方向に運動させる。入力軸２２１は、ステアリングシステムのステアリングコラムに連結可能または連結されている。
【0023】
直交形伝動装置２５０は、ステアリングシステムの、入力軸２２１に連結されたステアリングコラムを、ステアリングシステムの、セグメント軸１２２に連結されたピットマンアームに結合するように構成されている。直交形伝動装置２５０は、機械的に駆動されるボール循環伝動装置である。この場合、直交形伝動装置２５０は、スピンドル２５２およびボールナット２５４を有している。ボールナット２５４は、セグメント軸１２２に歯付き区分２５６を介して連結されているか、もしくは係合している。スピンドル２５２は、連続的に構成されている。スピンドル２５２は、入力軸２２１とサーボ伝動装置２４０との間に延びている。入力軸２２１には、スピンドル２５２が一方の端部においてトーションバーを介して結合されている。反対側に位置する端部において、スピンドル２５２は、サーボ伝動装置２４０、より正確にはサーボ伝動装置２４０の出力軸に結合されている。サーボ伝動装置２４０は、電動モータ２３０によって駆動可能または駆動されている。電動モータ２３０は、サーボ伝動装置２４０に結合されている。図２に図示した実施例によれば、サーボ伝動装置２４０は、遊星歯車サーボ伝動装置または遊星歯車伝動装置として構成されている。サーボ伝動装置２４０は、電動モータ２３０と直交形伝動装置２５０との間に接続されている。
【0024】
ステアリング伝動装置１２０は、たとえば、１６０ミリメートル×２１０ミリメートル×１６０ミリメートルの構造空間に一致する寸法を例示的に有している。
【0025】
図３は、図２に示したステアリング伝動装置１２０の概略図を示している。図３では、ステアリング伝動装置１２０は、部分断面図で図示されている。サーボ伝動装置２４０のうち、第１のリングギヤ３４２、第２のリングギヤ３４４、キャリヤ３４６および複数のプラネタリギヤ３４８のうちの１つのプラネタリギヤが示されている。遊星歯車伝動装置もしくは遊星歯車サーボ伝動装置として構成されたサーボ伝動装置２４０は、複数のプラネタリギヤ３４８を備えている。プラネタリギヤ３４８は、同一の歯数および同一の幾何学形状を有している。第１のリングギヤ３４２と第２のリングギヤ３４４とは、互いに独立している。さらに、第１のリングギヤ３４２と第２のリングギヤ３４４とは、互いに異なる歯数を有している。プラネタリギヤ３４８は、リングギヤ３４２および３４４に噛み合っている。プラネタリギヤ３４８は、キャリヤ３４６を介して電動モータ２３０に連結され、この電動モータ２３０により駆動可能または駆動されている。
【0026】
図３に図示した実施例による遊星歯車サーボ伝動装置ユニットもしくはサーボ伝動装置２４０は、中央歯車シャフトとしての内側歯列を有する２つのリングギヤ３４２，３４４もしくは２つの内歯歯車を備えた従来の遊星歯車伝動装置列と、電動モータ２３０のトルクにより駆動されるキャリヤ３４６またはキャリヤシャフトを含んでいる。キャリヤ３４６は、たとえば、公転するように配置された３つの遊星もしくはプラネタリギヤ３４８を含んでいる。各遊星は、両リングギヤ３４２，３４４もしくは外歯歯車に噛み合う。結果として生じる歯車係合力は、プラネタリシャフトに組み付けられているプラネタリベアリングによって吸収され、力はキャリヤ３４６もしくはプラネタリキャリヤに伝達される。第１のリングギヤ３４２は、ステアリング伝動装置１２０のハウジングに取り付けられているので、回転することはできない。第２のリングギヤ３４４は、軸ハブ接続等によってスピンドル２５２に直接結合されていて、サーボ伝動装置２４０の出力軸を成している。
【0027】
第１のリングギヤ３４２の歯数は、第２のリングギヤ３４４の歯数より若干少なく、これにより、１．０より幾らか大きな正のストールトルク比が生じる。ストールトルク比とは、キャリヤシャフトが固定であり、一方の中央シャフトが他方の中央シャフトを駆動する場合の遊星歯車セットにとって特徴的な比である。上述の歯車セット構成では、このことは、ウィリス方程式（Willis-Gleichung）で特定される高い比をもたらす。効率的な歯車接触のために、サーボ伝動装置２４０の歯車の歯は、低損失の歯として設計されていてもよく、この歯は、改善された効率のために延長されたスライドもしくは滑りを提供することができる。
【0028】
第１のリングギヤ３４２は、５３の歯数ｚＨ１を有していてもよく、つまりｚＨ１＝５３であってもよい。第２のリングギヤ３４４は、５５の歯数ｚＨ２を有していてもよく、つまりｚＨ２＝５５であってもよい。各プラネタリギヤ３４８は、２３の歯数ｚＰを有していてもよく、つまりｚＰ＝２３であってもよい。電動モータ２３０のトルクは、たとえば２０ニュートンメートルであってもよい。サーボ伝動装置２４０の効率ηは、たとえば、９０．８５％であってもよい。スピンドル２５２には、サーボ伝動装置２４０によって、たとえば５１２ニュートンメートルのトルクを伝達することができる。直交形伝動装置２５０の効率ηは、たとえば、９０％であってもよい。直交形伝動装置２５０の伝達比ｉＢＳは、たとえば１８であってもよく、つまりｉＢＳ＝１８であってもよく、総伝達比ｉＧＥＳは、たとえば４９５であってもよく、つまりｉＧＥＳ＝４９５であってもよい。直交形伝動装置２５０からセグメント軸１２２に伝達されるトルクは、たとえば８１９７ニュートンメートルであってもよい。
【0029】
図４は、図２もしくは図３に示したステアリング伝動装置１２０の部分区分の概略図を示している。図４では、ステアリング伝動装置１２０が、部分断面図で図示されている。ステアリング伝動装置１２０の、図４に示した部分区分は、電動モータ２３０と、サーボ伝動装置２４０と、スピンドル２５２の部分区分とを含んでいる。
【0030】
図５は、図２，図３もしくは図４に示したステアリング伝動装置の概略図を示している。図５では、ステアリング伝動装置１２０は側面図で示されている。特に、図５の図面は、視点が異なることを除いて、図２の図面に一致する。
【0031】
図６は、図２，図３，図４もしくは図５に示したステアリング伝動装置の概略図を示している。図６では、ステアリング伝動装置１２０は、電動モータ２３０を上から見た平面図で図示されている。特に、図６の図面は、視点が異なることを除いて、図２もしくは図５に示した図面に一致する。ここでは、図示の関係で、ステアリング伝動装置１２０のうちセグメント軸１２２および電動モータ２３０が明示的に示されている。
【0032】
図７は、１つの実施例によるステアリング伝動装置１２０の概略図を示している。ステアリング伝動装置１２０は図７では斜視図で図示されている。図７に示したステアリング伝動装置１２０は、サーボ伝動装置２４０が偏心伝動装置、偏心遊星歯車伝動装置もしくは遊星歯車偏心伝動装置として構成されていることを除いて、図２に示したステアリング伝動装置に一致している。
【0033】
ステアリング伝動装置１２０は、たとえば１８０ミリメートル×２３５ミリメートル×１８０ミリメートルの構造空間に対応する寸法を例示的に有している。
【0034】
図８は、図７に示したステアリング伝動装置１２０の概略図を示している。図８では、ステアリング伝動装置１２０が、部分断面図で図示されている。図８の図面は、図３に示した図面に類似している。図８では、サーボ伝動装置２４０のうち、第１のリングギヤ３４２、第２のリングギヤ３４４および１つの共通のプラネタリギヤ３４８もしくはプラネタリギヤ対も示されている。共通のプラネタリギヤ３４８は、両リングギヤ３４２，３４４に噛み合っている。２つのリングギヤ３４２，３４４間の歯数の差は、１以上である。共通のプラネタリギヤ３４８は、電動モータ２３０により駆動可能または駆動されているキャリヤに、偏心して組み付けられている。
【0035】
遊星歯車偏心サーボ伝動装置ユニットまたは偏心伝動装置として構成されたサーボ伝動装置２４０は、中央歯車シャフトとしての内側歯を有する２つのリングギヤ３４２，３４４もしくは２つの内歯歯車を備えた従来の遊星歯車伝動装置列と、電動モータ２３０のトルクにより駆動されるキャリヤまたはキャリヤシャフトとを含んでいる。キャリヤは、電気機械または電動モータ２３０の回転軸に直接結合されていて、両リングギヤ３４２および３４４に噛み合うプラネタリギヤ３４８を有している。結果として生じる、歯車係合力は、プラネタリシャフトに組み付けられているプラネタリベアリングによって吸収され、力はキャリヤもしくはプラネタリキャリヤに伝達される。第１のリングギヤ３４２は、ステアリング伝動装置１２０のハウジングに取り付けられているので、回転することはできない。第２のリングギヤ３４４は、軸ハブ接続等によってスピンドル２５２に直接結合されていて、サーボ伝動装置２４０の出力軸を成している。
【0036】
１つの実施例によれば、キャリヤもしくはキャリヤシャフトとのプラネタリシャフトの結合は、調整可能に実施されている。したがって、組付け中に、偏心結合部を、プラネタリギヤ３４８と、両リングギヤ３４２，３４４の一方のリングギヤとの間の歯車係合のバックラッシを排除することができるように、調節することができる。バックラッシのない歯車係合は、サーボ伝動装置２４０もしくはステアリング伝動装置１２０の回転方向の変更をトルク中断なしに可能にする。
【0037】
第１のリングギヤ３４２の歯数は、第２のリングギヤ３４４の歯数よりも若干少なく、これにより、１．０より幾らか大きな正のストールトルク比が生じる。ストールトルク比とは、キャリヤシャフトが固定であり、一方の中央シャフトが他方の中央シャフトを駆動する場合の遊星歯車装置列にとって特徴的な比である。上述の歯車セット構成では、このことは、ウィリス方程式で特定される高い比をもたらす。共通のプラネタリギヤ３４８の歯数は、内歯歯車の歯数の差が約７または８であるように選択されている。
【0038】
第１のリングギヤ３４２は、２８の歯数ｚＨ１を有していてもよく、つまりｚＨ１＝２８であってもよい。第２のリングギヤ３４４は、２９の歯数ｚＨ２を有していてもよく、つまりｚＨ２＝２９であってもよい。共通のプラネタリギヤ３４８は、２１の歯数ｚＰを有していてもよく、つまりｚＰ＝２１であってもよい。電動モータ２３０のトルクは、たとえば２０ニュートンメートルであってもよい。サーボ伝動装置２４０の効率ηは、たとえば、９２．８５％であってもよい。スピンドル２５２には、サーボ伝動装置２４０によって、たとえば５３４ニュートンメートルのトルクを伝達することができる。直交形伝動装置２５０の効率ηは、たとえば、９０％であってもよい。直交形伝動装置２５０の伝達比ｉＢＳは、たとえば、１８であってもよく、つまりｉＢＳ＝１８であってもよい。総伝達比ｉＧＥＳは、たとえば、５２２であってもよく、つまりｉＧＥＳ＝５２２であってもよい。直交形伝動装置２５０からセグメント軸１２２に伝達されるトルクは、たとえば、８６９９ニュートンメートルであってもよい。
【0039】
プラネタリギヤ３４８の歯幾何学形状は、２つのリングギヤ３４２，３４４との両歯車係合のために同一であり、このことは、プラネタリギヤ３４８の容易な製造を可能にする。固定的な第１のリングギヤ３４２との歯車係合は、プラネタリギヤ３４８の歯車の歯の上側領域にあり、スピンドル２５２もしくはスピンドルシャフトに結合されている第２のリングギヤ３４４との歯車係合は、プラネタリギヤ３４８の歯車の歯の下側領域にある。干渉を避けるために、プラネタリギヤ３４８の歯先は、スピンドル２５２に結合され、より多くの歯数を有する第２のリングギヤ３４４との係合の領域においてより小さな直径で回転させられる。効率的な歯車接触のために、歯車の歯は、低損失の歯として設計されていてもよく、この歯は、改善された効率のために延長されたスライドもしくは滑りを提供することができる。
【0040】
図９は、図７もしくは図８に示したステアリング伝動装置１２０の概略図を示している。図９では、ステアリング伝動装置１２０は部分断面図で図示されている。図９の図面は、図４に示した図面に類似している。ステアリング伝動装置１２０の、図９に示した部分区分は、電動モータ２３０、サーボ伝動装置２４０およびスピンドル２５２の部分区分を含んでいる。
【0041】
図１０は、図７，図８もしくは図９に示したステアリング伝動装置１２０の概略図である。図１０では、ステアリング伝動装置１２０が側面図で図示されている。図１０の図面は、図５に示した図面に類似する。特に、図１０の図面は、視点が異なることを除いて、図７に示した図面に一致する。
【0042】
図１１は、図７，図８，図９もしくは図１０に示したステアリング伝動装置１２０の概略図である。図１１では、ステアリング伝動装置１２０は、電動モータ２３０を上から見た平面図で図示されている。図１１の図面は、図６に示した図面に類似する。特に、図１１の図面は、視点が異なることを除いて、図７もしくは図１０に示した図面に一致する。図示の関係で、図１１では、ステアリング伝動装置１２０のうちセグメント軸１２２および電動モータ２３０が明示的に示されている。
【0043】
上述した図を参照して、ステアリング伝動装置１２０の１つの実施例によれば、少なくとも１つのプラネタリギヤ３４８および／またはリングギヤ３４２，３４４の歯領域も形状シフトを伴って成形されていてもよいことに留意されたい。
【符号の説明】
【0044】
１００ 車両
１１０ ステアリングシステム
１１２ ステアリングホイール
１１４ ステアリングコラム
１１６ ピットマンアーム
１２０ ステアリング伝動装置
１２２ セグメント軸
２２１ 入力軸
２３０ 電動モータ
２４０ サーボ伝動装置
２５０ 直交形伝動装置
２５２ スピンドル
２５４ ボールナット
２５６ 歯付き区分
３４２ 第１のリングギヤ
３４４ 第２のリングギヤ
３４６ キャリヤ
３４８ プラネタリギヤ
１１０ ステアリングシステム
１１２ ステアリングホイール
１１４ ステアリングコラム
１１６ ピットマンアーム
１２０ ステアリング伝動装置
１２２ セグメント軸
２２１ 入力軸
２３０ 電動モータ
２４０ サーボ伝動装置
２５０ 直交形伝動装置
２５２ スピンドル
２５４ ボールナット
２５６ 歯付き区分
３４２ 第１のリングギヤ
３４４ 第２のリングギヤ
３４６ キャリヤ
３４８ プラネタリギヤ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】