(57)【要約】本発明は、自動車のためのラック−ピニオン操舵システム（１）に関する。前記操舵システムは、長手方向に移動可能なようにハウジング（８）内に取り付けられ圧力片（１３）によってピニオン（９）と連続的に係合されている操舵ラック（１２）を備えている。前記操舵ラックの両端は、それぞれ、トラックロッド（５、６）に関節状に接続されている。シールベローズ（１９及び２０）が、ハウジング（８）及びトラックロッド（５、６）に取り付けられて、長手方向に移動され得る。本発明の操舵システムは、また、圧力片（１３）内に一体化された圧力補償要素（１４）を備える。
2005525261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のためのラック−ピニオン操舵システムであって、
前記ラックは、長手方向に移動可能なように操舵機構ハウジング内に取り付けられており、
前記ラックは、その二つの端部において、それぞれ一つの操舵タイロッドに関節状に接続されており、
前記ラック及びピニオンは、圧力片によって一定の係合状態に維持されており、
シールベローズが、一側において前記ハウジングに締結され、他側において前記操舵ロッドに締結されており、
少なくとも一つの圧力補償要素が、前記操舵機構ハウジング内に一体化されており、
前記圧力補償要素（１４）は、前記圧力片（１３）内に一体化されている
ことを特徴とするラック−ピニオン操舵システム。
【請求項２】
前記圧力片（１３）の調整ネジ（１８）は、圧力補償要素（１４）が装備されている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動車のためのラック−ピニオン操舵システム。
【請求項３】
圧力補償要素（１４）は、多孔性の焼結材料から構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動車のためのラック−ピニオン操舵システム。
【請求項４】
前記圧力片（１３）の調整ネジ（１８）は、多孔性の焼結材料から構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の自動車のためのラック−ピニオン操舵システム。
【請求項５】
圧力補償要素（１４）は、多孔性の焼結プラスチック挿入片として構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の自動車のためのラック−ピニオン操舵システム。
【請求項６】
前記ハウジングまたは前記圧力片（１３）の調整ネジ（１８）は、前記焼結プラスチック挿入片の大きさに適合して当該焼結プラスチック挿入片を収容するように作用する切欠部（１５）を有している
ことを特徴とする請求項５に記載の自動車のためのラック−ピニオン操舵システム。
【請求項７】
前記焼結プラスチック挿入片は、圧縮ペレットとして構成され、前記切欠部（１５）内に圧入され得る
ことを特徴とする請求項５または６に記載の自動車のためのラック−ピニオン操舵システム。
【請求項８】
前記圧縮ペレットは、焼結プロセスによって互いに結合されている、すり潰された粒体から形成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の自動車のためのラック−ピニオン操舵システム。
【請求項９】
通気性値及び／または液体保持力が、前記粒体の大きさ及び／または形状によって影響され得る
ことを特徴とする請求項８に記載の自動車のためのラック−ピニオン操舵システム。
【請求項１０】
圧力補償要素（１４）は、ディスクまたはダイヤフラムとして構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動車のためのラック−ピニオン操舵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックが長手方向に移動可能であるようにハウジング内に取り付けられ両端において各々一つの操舵ロッドに関節状に接続され、シールベローズが一側においてハウジングに締結され他側において長手方向に移動可能な操舵ロッドに締結されている、自動車のためのラック−ピニオン操舵システムに関している。柔軟材料からなる前記ベローズは、前記関節状の接続及び前記ラックを、粉塵、他の固体及び湿気に対して保護するように作用する。
【背景技術】
【０００２】
運転動作中、ラックの軸方向移動のために、ポンプ効果として知られる現象が生じる。このポンプ効果は、空気の取り入れの結果として、及び／または、温度誘発の空気膨張の結果として、ベローズを広げる。従って、それらに付加的な負荷がかかる。次に、ベローズ内において、大気と比較しての減圧状態が生じ得る。これは、環状の褶曲部の内側への撓みを引き起こし得る。ベローズ内においてまたはハウジング内において生じる容積変化のために、補償の手段が設けられなければならない。
【０００３】
ＤＥ２９０００２６Ｃ３は、ベローズシールを有するシャフト結合のための通気装置を開示している。それは、シャフトとベローズの締結スリーブとの間に一体化された流路接続部としてのスロット付きスリーブを有しており、空気の通過を許容する。このような解決方法の問題点は、ぬれた道路の場合に、車輪近傍の激しい水しぶきの存在の結果として水や泥が当該開口を通って結合空間内に進入し得て、従って保護されるべき構成要素が増大された摩耗にさらされることである。
【０００４】
ＵＳ３，９２７，５７６は、ベローズによって保護される関節状接続を開示している。そこでは、固体フィルタをベローズの締結カラーまたはハウジングの接合領域に一体化することによって、前記問題点が除去されている。このフィルタは、内部と大気との間の圧力補償に加えて、湿気及び泥の進入をも防ぐ。しかしながら、ベローズへの変更がここで必要であり、商業的に入手可能なものでなく特別に製造されたベローズが必要となる。ハウジングの特別な通気開口への固体フィルタの一体化は、増大されたコストを伴ってのみ、すでに利用中の操舵システムへの連続の（後からの）設置を許容する。
【発明の開示】
【０００５】
特許請求の範囲の請求項１に規定された発明は、最初に説明されたタイプのラック−ピニオン操舵システムを設計する際の前記問題に基づいている。そこでは、ベローズまたは操舵機構ハウジングの内部と大気との間の要求される圧力補償が保証され、それぞれの配置状況及びベローズの負荷とは独立に、ベローズの信頼性あるシールが達成され得る。前記問題は、特許請求の範囲の請求項１の特徴部分に規定された特徴によって解決される。そこでは、圧力補償要素が、ラックをピニオンとの一定の係合状態に維持する圧力片内に一体化される。
【０００６】
本発明によって達成される利点は、特に、保護されるべき構成要素成分が簡単な手段によって連続の圧力補償を伴って信頼性をもってシールされること、及び、それらの直進運動の特性が弾性ベローズまたは操舵機構ハウジングへの変更が必要になることなく維持され続けること、である。
【０００７】
有利な発展が、従属の請求項において規定されている。
【０００８】
本発明の一つの例示的な実施の形態が、図面に示され、より詳細に以下に説明される。
【０００９】
図１は、電気的に補助されたパワーステアリング（操舵）システムの設計の概略図を示している。
【００１０】
図２は、圧力片内に一体化された圧力補償要素を有する断面図を示している。
【００１１】
本発明は、電気的なパワー補助を有するラック−ピニオン操舵システム１を用いて説明されるが、本発明は、油圧式のパワー補助を有するラック−ピニオン操舵システム１、パワー補助を有しないラック−ピニオン操舵システム、または、外部のパワー補助を有する操舵システム、においても利用され得る。
【００１２】
このようなタイプのラック−ピニオン操舵システム１では、ピニオン９が入力軸２を支えている。図１の例示的な実施の形態では、入力軸２は、ユニバーサルジョイントが設けられた操舵支柱３を介して、ハンドル４に動作可能に接続されている。２つの操舵ロッド５及び６と共に、ラック−ピニオン操舵システム１のラックは、出力要素を形成している。操舵ロッド５及び６のラック１２に対する関節状接続部は、ベローズ１９及び２０によって保護的に包囲されている。前記出力要素は、操舵されるべき車輪（不図示）に動作可能に接続されている。更に、ラック１２は、操舵システムの被駆動部分を形成している。このタイプのパワー補助の操舵システムを用いれば、ハンドル４から操舵されるべき車輪へと操舵トルクを伝達することが可能である。補助力が、電気モータ７によって入力軸２に作用され得る。この例示の実施の形態では、電気モータ７は、その軸が入力軸２の軸及びピニオン９の軸に対して垂直であるように配置されている。しかしながら、その軸は、入力軸２の軸に対して異なる角度、例えば６０°から１３０°の角度、であってもよい。
【００１３】
同一または同様の作用効果をもって、電気モータ７は、その軸が入力軸２の軸及びピニオン９の軸に対して平行に配置されるように、あるいは、その軸が操舵支柱３の他の部分の軸に平行に配置されるように、配置され得る。
【００１４】
電気モータ７の配置の前記の２つの態様において、当該電気モータ７は、ラック−ピニオン操舵システム１のピニオン９及び入力軸２に作用する。同様に、電気モータ７は、その軸がラック−ピニオン操舵システム１のラック１２の軸に対して平行またはある角度または同軸であるように、配置され得る。
【００１５】
図２の断面図において、ピニオン９は、２つのベアリング１０及び１１内に回転可能に取り付けられている。ピニオン９の歯は、軸方向に移動可能な態様で操舵ハウジング８内を案内されるラック１２と係合している。ラック１２は、バネ負荷の圧力片１３を使用した公知の態様で、ピニオン９の歯に対して押しつけられている。
【００１６】
ラック１２は、その歯領域において、歯とは反対側の外周面上に、長手方向溝１６を有している。この長手方向溝１６は、圧力片１３上に一体に形成された長手方向突出部１７と相互に作用する。ラック１２は、長手方向溝１６と長手方向突出部１７との相互作用によって、動作中に傾くことが防止される。これら２つの要素は、同一の効果をもって、相互に交換され得る。すなわち、長手方向突出部がラック１２上に配置され、長手方向溝が圧力片１３上に配置され得る。
【００１７】
空気及び液体が浸透可能であるように設計された圧力補償要素１４が、ラック−ピニオン操舵システム１の機構ハウジング８の内部の圧力補償のために、圧力片１３の調整ネジ１８内に一体化されている。ここではネジキャップとして設計された調整ネジ１８は、圧力片の遊びを調整するように機能する。この遊びは、ネジキャップがネジ入れられる量によって調整され得る。
【００１８】
例として、圧力補償要素１４は、調整ネジ１８の切欠部１５内に配置される多孔性の焼結プラスチック挿入片として構成される。前記切欠部１５は、当該焼結プラスチック挿入片の大きさに適合している。
【００１９】
焼結プラスチック挿入片は、ＰＴＥＥ材料からなる圧縮ペレットとして構成されている。ここでは、圧縮ペレットは、例えば小球の形態で存在するすり潰された粒体から形成されている。当該粒体は、ある圧力及び温度の下で互いに結合されている。焼結材料の種々の密度は、通気性値にとって重要であるが、ここでは、前記粒体の大きさ及び／または形状によって単純な態様で影響され得る。
【００２０】
ここで、圧縮ペレットの通気性は、適用される圧縮（押しつけ）圧力の大きさに対応する態様で、減少する。圧縮ペレットの空気を浸透させる特性及び湿気の浸透を防止する特性は、前記粒体または焼結処理の圧力及び温度によって、特に単純な態様で決定され得る。
【００２１】
圧力補償要素１４は、また、焼結青銅のような他の焼結材料、または、薄いディスクまたはダイヤフラムとして構成され得る防湿気性で空気浸透可能な他の固体フィルタ、で構成され得る。
【００２２】
図示されない応用においては、調整ネジ１８の全体が多孔性の焼結材料で構成される。
【００２３】
圧力片１３の調整ネジ１８への圧縮ペレットの導入は、現存の調整ネジを圧力補償要素１４を有するものに交換することによって、すでに利用中の操舵機構１８に対して圧力補償要素１４を組み込むことを特に簡単にする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】電気的に補助されたパワーステアリング（操舵）システムの設計の概略図。
【図２】圧力片内に一体化された圧力補償要素を有する断面図。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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