(57)【要約】  本発明は、自動車のための電動パワーステアリングであって、電動サーボモータが設けられており、サーボモータが、第１の軸に配置されたウォームを駆動するようになっており、第２の軸に配置されたウォームホイールが設けられており、ウォームホイールが、ウォームと噛み合っており、ウォームホイールが、ステアリング伝動装置の入力軸と作用結合されており、第１の軸と第２の軸とが、共通の伝動装置ケーシング内で軸受に回動可能に支承されている形式のものに関する。歯列の遊びのない調節が可能である。なぜならば少なくとも１つの軸受が、偏心的な外輪を備えた転がり軸受であるからである。
2007530333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のための電動パワーステアリングであって、
電動サーボモータ（２０）が設けられており、該サーボモータ（２０）が、第１の軸（２６）に配置されたウォーム（２１）を駆動するようになっており、
第２の軸（２５）に配置されたウォームホイール（２３）が設けられており、該ウォームホイール（２３）が、ウォーム（２１）と噛み合っており、
ウォームホイール（２３）が、ステアリング伝動装置の入力軸と作用結合されており、
第１の軸（２６）と第２の軸（２５）とが、共通の伝動装置ケーシング（２７）内で軸受（１，２２，２４）に回動可能に支承されている形式のものにおいて、
少なくとも１つの軸受（１，２２，２４）が、偏心的な外輪（２）を備えた転がり軸受（１）であることを特徴とする、電気式のパワーステアリング。
【請求項２】
少なくとも１つの軸受（１）が、溝付玉軸受である、請求項１記載のパワーステアリング。
【請求項３】
少なくとも１つの軸受（１）が、ラジアル−溝付玉軸受である、請求項１記載のパワーステアリング。
【請求項４】
外輪（２）が、一体的に、外周面（５）で軸受嵌合面を備えていて、かつ内周面（１２）で走行面を備えている、請求項１から３までのいずれか１項記載のパワーステアリング。
【請求項５】
少なくとも１つの軸受（１）の偏心率（ｅ）が、１０μｍから２００μｍまでの範囲に位置する、請求項１から４までのいずれか１項記載のパワーステアリング。
【請求項６】
外輪（２）が、工具が係合するための凹部（１５）を備えている、請求項１から５までのいずれか１項記載のパワーステアリング。
【請求項７】
外輪（２）が、回転軸線に対して平行に方向付けされた少なくとも２つの端面穴（１５）を備えている、請求項６記載のパワーステアリング。
【請求項８】
偏心的な外輪（２）を備えた軸受（１）が、ウォーム（２１）の自由端部に配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のパワーステアリング。
【請求項９】
軸受（１）が、嵌め込み固定で配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のパワーステアリング。
【請求項１０】
入力軸（２５）が、自動車用ステアリングのステアリングコラムである、請求項１から９までのいずれか１項記載のパワーステアリング。
【請求項１１】
入力軸（２５）が、ボールアンドナット式ステアリングのステアリングシャフトである、請求項１から１０までのいずれか１項記載のパワーステアリング。
【請求項１２】
入力軸（２５）が、ラックアンドピニオン式ステアリングのステアリングピニオンである、請求項１から１１までのいずれか１項記載のパワーステアリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の自動車用電動パワーステアリングに関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１２３６１９号明細書から、請求項１の上位概念に記載の形式の電動パワーステアリングが公知である。公知のパワーステアリングはサーボモータを備えており、サーボモータは直接的にウォームを駆動する。ウォームは常時ウォームホイールと係合しており、ウォームホイールもまたステアリング伝動装置の入力軸と相対回動不能に結合されている。この場合ステアリング伝動装置の入力軸は、ラックと噛み合うピニオン軸である。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公告第１０２３４５９６号明細書に別の公知のステアリングが開示されている。ここでもまた電動サーボモータが直接的にウォームを駆動しており、ウォームはウォームホイールと噛み合っている。ウォームホイールは、ここではステアリング伝動装置の入力軸に取り付けられており、ステアリング伝動装置はボールアンドナット式ステアリングとして形成されている。
【０００４】
これらのステアリングでは、共通点として、一方では実際のステアリング伝動装置のモータ軸ひいてはウォームが、また他方ではウォームホイールひいては入力軸が、共通のケーシング内に支承されていて、かつ互いに直角に方向付けされている。軸受は玉軸受として形成されている。
【０００５】
一般的にそのようなパワーステアリングの作動中に、ほぼ力の作用しない前進走行では、ステアリングは中央位置を中心に揺動する。この位置では、考えられる２つの効果が発生し、つまり一方では電動モータの頻繁な回転方向転換が生じ、また他方では、電動モータの回転方向転換が電気的に抑制されている場合、ウォームの１歯側面または別の１歯側面にウォームホイールが交互に当接する。
【０００６】
このような両方の状況が生じると、ウォームとウォームホイールとの間の場合によっては存在する僅かな遊びによって、騒音が発生し、これは所望されない。
【０００７】
互いに噛み合う両構成部材の間の遊び補償は行われない。なぜならば共通のケーシングにおける軸受の嵌め込みによって、互いに噛み合う両構成部材の回転軸線の位置が正確に固定されるからである。したがって実際には、公知のパワーステアリングでは、ウォームとウォームホイールとの分類化が行われ、これによってできるだけ遊びのない係合が保証される。分類化によって製作時に相当な程度コストがかかるようになる。なぜならばウォームは、１０〜２０の等級に分類する必要がある、という理由による。しかも満足できる程度の遊びを得ることは、多くの場合達成されない。
【０００８】
したがって本発明の課題は、ステアリング伝動装置の入力軸と結合されたウォームホイールと、サーボモータのウォームとの間の伝動装置遊びの調節可能なパワーステアリングを提供することである。
【０００９】
この課題は、請求項１の特徴部に記載した構成手段を有する装置によって解決される。
【００１０】
少なくとも１つの軸受が偏心的な外輪を備えた転がり軸受であるので、外輪の位置に関して係合部分の遊びを調整することができる。この場合有利には、軸受は、溝付玉軸受、特にラジアル−溝付玉軸受であってよい。
【００１１】
軸受が１０μｍ〜２００μｍの範囲の偏心率を有する場合、ウォーム伝動装置における歯列の係合は、特に正確に調節することができる。
【００１２】
外輪が、工具が係合するための凹部、有利には回転軸線に対して平行に方向付けされた少なくとも２つの端面穴またはいくつかの溝を有している場合、外輪の位置調節が簡単になる。
【００１３】
特に軸受の外輪は、一体的に外周面で軸受嵌合面を備え、かつ内周面で走行面を備えることができる。
【００１４】
偏心的な外輪を有する軸受がウォームの自由端部に配置されている場合、組付時の調節が簡単になる。
【００１５】
軸受が嵌め込み固定で配置されている場合、調節はあとから変化させることができる。
【００１６】
入力軸は、自動車用ステアリングのステアリングコラムであってよい。
【００１７】
さらにまた入力軸は、ボールアンドナット式ステアリングのステアリングシャフトであってよい。
【００１８】
特に有利には、入力軸は、ラックアンドピニオン式ステアリングのステアリングピニオンである。
【００１９】
次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。
【００２０】
図１には、外輪２と内輪３とを備えた溝付玉軸受１を示しており、外輪２と内輪３との間に玉４が配置されている。外輪２は外周面５を備えており、外周面５は、円形リング状に形成されていて、かつ２つの軸線１０，１１の交点に対して回転対称である。さらに外輪２は内周面１２を備えており、内周面１２も同様に円形リング状に形成されているが、ここでは軸線１０と軸線１１ａとの交点に対して回転対称である。したがって外周面５および内周面１２は、前述の両方の交点１０，１１と交点１０，１１ａとの間の間隔に相当する値ｅだけ互いに偏心している。
【００２１】
内周面１２、周に沿って均等に分配された玉４、ならびに外側走行面１３と内周面１４とを備えた内輪３も、同様に軸線１０と軸線１１ａとの交点に対して回転対称に配置されているので、ラジアル−溝付玉軸受が形成される。
【００２２】
さらに外輪２は、端面穴（Stirnloch；端面に形成された穴）１５の構成をした２つの凹部を備えており、端面穴５は、直径方向の互いに反対側で外輪２の端面に配置されていて、かつ図平面に対して垂直方向で袋穴として外輪２に形成されている。
【００２３】
図２には、自動車用電動パワーステアリングのウォーム伝動装置を概略的に示した。ウォーム伝動装置は電動モータ２０によって駆動されるようになっており、電動モータ２０のモータ軸２６はウォーム２１を備えている。ウォーム２１は、伝動装置ケーシング２７内で、モータ側の従来慣用の玉軸受２２に支承されており、ウォーム２１の自由端部は、偏心的な外輪を備えた玉軸受１に回動可能に支承されている。
【００２４】
ウォーム２１は、ウォームホイール２３と噛み合い、ウォームホイール２３は第２の軸２５に被せ嵌められており、第２の軸２５も、同様に伝動装置ケーシング内で玉軸受２４に支承されていて、かつ図平面に関して玉軸受２４とは反対側で適当な第２の玉軸受に支承されている。ここでは第２の軸２５は、ラックアンドピニオン式ステアリングのステアリングピニオン、ボールアンドナット式ステアリング（循環ボール式ステアリング）のステアリングシャフトまたはステアリングコラムであってよい。
【００２５】
互いに交差し、かつ共通のケーシング内で支承された軸２５，２６を備えたこのような伝動装置では、ウォーム２１とウォームホイール２３との間の遊びの調節はこれまで実現されなかった。したがってこのような伝動装置は、互いに噛み合う構成部材２１，２３のできるだけ正確な選択によって、実質的に遊びなく製作される。このためにウォーム２１とウォームホイール２３との測定および分類化が一般的である。このような方法は、極めてコストのかかるものであり、しかも常に係合部分が完全に遊びなく作動するわけではない。遊びのない作動は、特に頻繁に作動方向転換を行う伝動装置では、不都合な騒音発生の原因となる。
【００２６】
軸受１の使用によって、一般的な製作精度の範囲内で、各ウォーム２１を各ウォームホイール２３と共に伝動装置に使用することができる。組付時に、偏心的な玉軸受１は、伝動装置ケーシング２７の特別な座に嵌め込まれ、座において、玉軸受１は、一方では電動モータ２０とは反対側（図２において右側）からカバー２８を介してアプローチ可能であり、また他方では外輪２で当初の段階では依然としてと回動可能に嵌め込まれている。ウォーム２１とウォームホイール２３との間の係合部分の遊びを調節するために、端面穴用キーを端面穴１５に挿入することができ、外輪２は伝動装置ケーシングの座内で回動することができる。このような回動によって、ウォーム２１の半径方向の僅かな位置変化が及ぼされ、それもウォーム２１とウォームホイール２３との間の測定された遊びが所望の値を有するか、または係合部分における、ウォームの回動によって求めようとする摩擦が、係合部分に遊びが存在しないことを意味する所定の値に達するまで行われる。この位置で外輪２は座に固定される。このような固定は、軸受１を包囲するある種の固定具によるクランプによって行うことができる。また接着剤を有する軸受１を嵌め込むこともでき、接着剤は、当初は調節過程の経過時間に関して依然として液状もしくはペースト状に維持され、設定時間が経過すると硬化して、そうして軸受の嵌め込みを固定する。そのあとでケーシング２７はカバー２８によって閉鎖される。
【００２７】
このような記載のウォーム歯車装置の特に正確で遊びのない調節は、記載の軸受１の使用によってはじめて実現することができる。この場合軸受１の偏心率ｅは、伝動装置の構造サイズに応じて、たとえば１０μｍ〜２００μｍの範囲に位置する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】偏心的な外輪を備えた溝付玉軸受を示す概略図である。
【図２】図１に示した軸受によって遊びなく調節されたウォームギヤと電動モータとを備えた伝動装置を示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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