(57)【要約】  本発明は、ヘリカルギヤ（３）に係合するねじピニオン（２）を有する自動車のステアリングシステムのためのヘリカルギヤ機構（１）に関する。プレストレス装置（４）には、ねじピニオン（２）をヘリカルギヤ（３）の歯に押圧するプレストレスされるスラストピース（５）が設けられている。当該プレストレス装置（４）は、雌ねじ部（１８ａ）を有するセクションを持つハウジング部（１０）を有し、当該雌ねじ部（１８ａ）内に調整要素（１１）がねじ込まれている。当該調整要素（１１）は、スラストピース（５）の方向に調整バネ（１２）によって力が付与されている。スラストピース（５）は、ねじピニオン（２）と調整要素（１１）との間で、ハウジング部（１０）内の案内輪郭線（１３）によって軸方向に移動可能に案内されている。更には、プレストレス手段（６）が、調整要素（１１）とスラストピースとの間に配置されるように設けられ、ねじピニオン（２）に対してスラストピース（５）を押圧している。当該スラストピースは、調整要素（１１）の案内輪郭線（１４）の軸方向に延びる案内部（１５）に軸方向に移動可能な態様で係合する案内要素（１９）を有している。スラストピース（５）と調整要素（１１）との間の間隔が規定値を超える場合、当該案内要素（１９）はねじピニオン（２）の方向に軸方向に延びる案内部（１５）を離れる。
2013520626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリカルギヤに係合するねじピニオンを有する自動車のステアリングシステムのためのヘリカルギヤ装置であって、
プレストレスされるスラストピースを有するプレストレス装置が設けられており、
当該スラストピースは、ねじピニオンをヘリカルギヤの歯に押圧し、
ａ）当該プレストレス装置（４）は、雌ねじ部（１８ａ）を有するセクションを有するハウジング部（１０）を有し、当該雌ねじ部（１８ａ）内に調整要素（１１）がねじ込まれており、当該調整要素（１１）は、スラストピース（５）の方向に調整バネ（１２）によって力が付与されており、
ｂ）スラストピース（５）は、ねじピニオン（２）と調整要素（１１）との間で、ハウジング部（１０）内の案内輪郭線（１３）によって軸方向に移動可能に案内されており、
ｃ）プレストレス手段（６）が、調整要素（１１）とスラストピース（５）との間に配置されるように設けられていて、ねじピニオン（２）に対してスラストピース（５）を押圧しており、
ｄ）当該スラストピース（５）は、調整要素（１１）の案内輪郭線（１４）の軸方向に延びる案内部（１５）に軸方向に移動可能な態様で係合する案内要素（１９）を有しており、スラストピース（５）と調整要素（１１）との間の間隔が規定値を超える場合には、当該案内要素（１９）はねじピニオン（２）の方向に軸方向に延びる案内部（１５）を離れる
ことを特徴とするヘリカルギヤ装置。
【請求項２】
ねじピニオン（２）の一端部は、フローティング軸受（８）内で支持されている
ことを特徴とする請求項１に記載のヘリカルギヤ装置。
【請求項３】
プレストレス装置（４）は、ねじピニオン（２）をフローティング軸受（８）を介してヘリカルギヤ（３）の歯に押圧する
ことを特徴とする請求項２に記載のヘリカルギヤ装置。
【請求項４】
案内輪郭線（１３）は、少なくとも二つの軸方向に延びる溝によってハウジング部（１０）内に形成され、当該溝の中に、スラストピース（５）の案内要素（２０）が、軸方向に移動可能に配置されている
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のヘリカルギヤ装置。
【請求項５】
プレストレス手段は、圧力バネ（６）として構成され、当該圧力バネ（６）の両端部は、向かい合うスラストピース（５）の面と調整要素（１１）の面とで支持されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のヘリカルギヤ装置。
【請求項６】
調整要素（１１）とスラストピース（５）とは、スラストピース（５）の移動量制限のためのエンドストップ（１７）を形成している
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のヘリカルギヤ装置。
【請求項７】
ハウジング部（１０）の雌ねじ（１８ａ）は、セルフロック式ではない
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のヘリカルギヤ装置。
【請求項８】
案内輪郭線（１４）の軸方向に延びる案内部（１５）は、調整要素（１１）の周囲に一定の距離をおいて環状に分散して配置され、
スラストピース（５）は、二つの案内部（１５）内に軸方向に移動可能に配置される少なくとも二つの案内要素（１９）を有している
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のヘリカルギヤ装置。
【請求項９】
ヘリカルギヤ装置（１）は、ウォームギヤ装置として構成されており、
ヘリカルギヤ（３）は、ウォームギヤ（ウォームホイール）として構成されており、
ねじピニオン（２）は、ウォームとして構成されており、
当該ウォームは、前記ウォームギヤ（ウォームホイール）と係合している
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のヘリカルギヤ装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載のヘリカルギヤ装置（１）を備えた自動車のための電動補助ステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に従うヘリカルギヤ装置、特にはウォームギヤ装置に関する。本発明は、更には請求項１０に従う、ヘリカルギヤ装置を有する電動補助ステアリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ１０１６１７１５Ａ１から、電動補助ステアリングシステムへの利用のためのウォームギヤ装置の形態のヘリカルギヤ装置が知られている。
【０００３】
ＤＥ１０１６１７１５Ａ１に記載されたウォームギヤ装置は、ハウジング内に配置され、ウォーム並びにウォームギヤを有している。当該ウォームは、クラッチによって、電動式駆動モータの駆動軸と結合されている。ここで示された構造では、ウォームは、回転軸に対して垂直に回転可能に自在軸受ないしは自動調心軸受内で軸支されている。これにより、歯車の遊びは、ギヤ装置の全耐用年数の間中、一定に保たれ得る。このため、当該ウォームは、プレストレス力で径方向に押圧され、ウォームギヤ（ないしはヘリカルギヤ）の歯に対して永続的に押圧される。そのような構造では、ギヤ装置の回転方向変化ないしは荷重変化が現存する歯面（歯フランク）の遊びと共に以下の結果をもたらし得る、ということが明らかになる。つまり、ねじピニオンないしはウォームの歯面は、ヘリカルギヤないしはウォームギヤの歯面と互いに衝突し、騒音を引き起こす。組み立ての際にはわずかな歯面の遊びもないように調整されるべきであるにもかかわらず、このことは、ギヤ装置の効率並びにギヤ装置の摩耗への好ましくない影響を含み得る。更には、補助ステアリングシステムのフィードバック特性が悪化させられ得て、運転者のステアリング感覚を再び悪化させる。
【０００４】
ウォームがウォームギヤに押圧され得る最大のプレストレスは、制限される。なぜなら、さもないと、ウォームギヤ装置の「ジャム」(Verklemmung）という事態になり得るからである。
【０００５】
電動ステアリングシステムに組み込まれるヘリカルギヤないしはウォームギヤは、しばしば、プラスチックから製造される。有用な寿命の間中ずっと、このプラスチック部分は、撓みないしは摩耗を免れない。その結果、ウォームのウォームギヤに対するバネ付勢（Anfederung）は、有用な寿命の間中ずっと補償される。この際、一般的な従来技術から知られるヘリカルギヤないしはウォームギヤは、新品時には非常に大きなバネ付勢力（Anfederkraft）が調達されるが、当該バネ付勢力（Anfederkraft）は、有用な寿命の間中に、歯車の遊びの増大によって減少する。これは、新品時のギヤ装置の摩擦増大及び効率上の不利につながる。
【０００６】
更なる従来技術として、ＤＥ１０２００８０００５０６Ａ１が参照される。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の課題は、従来技術の前述の欠点を解決すること、特には簡潔で低コストで実現される解決策を提供すること、である。この場合、ギヤ装置の摩擦は最小限に抑えられ、改善された効率が達成され、バネ付勢力（Anfederkraft）は、有用な寿命の間中、可能な限り一定であり、ギヤ装置の望まれない騒音発生が大幅に低減される。
【０００８】
この課題は、本発明の請求項１によって解決される。
【０００９】
自動車のための有利な電動補助ステアリングシステムは、請求項１０から明らかである。
【００１０】
本発明による解決策は、ギヤの摩擦を最小限に抑え、効率を高める。なぜなら、ほぼ一様のバネ付勢力（Anfederkraft）を伴う持続的なバネ付勢（Anfederung）が、有用な寿命の間中ずっと達成されるからである。新品時に非常に大きなバネ付勢力（Anfederkraft）が調達される必要はない。その上、ほぼ一様のバネ付勢力（Anfederkraft）を伴う持続的なバネ付勢（Anfederung）によって、がたつく音ないしは邪魔なノイズが、有用な寿命の間中ずっと、回避されるないしは大幅に低減される。本発明による解決策の簡潔な構造に基づけば、組み立ての際の要求は、低減される。この場合、以下のことは特に有利である。つまり、必要なバネ付勢（Anfederung）は本発明による解決策によって独立して生じるため、取り付け側にねじピニオンないしはウォームのバネ付勢（Anfederung）が不要である。
【００１１】
本発明による解決策は、ヘリカルギヤ装置の頑健さ、つまりは補助ステアリングシステムの全体の頑健さを高める。本発明により生じる中心間距離修正の自動補償に基づけば、わずかなバネ付勢力（Anfederungskraefte）が必要なだけである。
【００１２】
本発明による解決策は、有用な寿命の間中ずっと、ねじピニオンとヘリカルギヤとの間の歯車の係合において、許容差補償、摩擦補償、温度補償を可能とする。
【００１３】
本発明による解決策によって、特には熱膨張並びに同心性許容差を補償するための「半径方向の遊びの実現」という機能と、特には例えば歯構成要素において撓み或いは摩擦のために調整を可能にする「調整の実現」という機能とが、とりわけ好適には互いに切り離されている。
【００１４】
自動車のステアリングシステム、好ましくは電動ステアリングシステム、特には自動車の電動補助ステアリングシステム、のための本発明によるヘリカルギヤ装置は、ヘリカルギヤに係合するねじピニオンを有している。この場合、ねじピニオンをヘリカルギヤの歯に押圧するプレストレスされるスラストピース、を有するプレストレス装置が設けられる。
【００１５】
当該プレストレス装置は、雌ねじ部を有するセクションを有するハウジング部を有しており、当該雌ねじ部内に調整要素がねじ込まれている。当該ねじ込まれた調整要素は、スラストピースの方向に調整バネによって力が付与されている。
【００１６】
更に本発明によれば、スラストピースは、ねじピニオンと調整要素との間に配置され、ハウジング部内の案内輪郭線によって軸方向に移動可能に案内される。当該ハウジング部内の案内輪郭線は、好適には、当該スラストピースがハウジング部内で回転固定に案内されるように構成される。さしあたり本発明にとって重要なのは、案内輪郭線がハウジング部内のスラストピースの所与の運動軌道を前もって定めることである。好適には、所与の運動軌道において、専らハウジング部内のスラストピースの軸方向運動が重要である。
【００１７】
案内輪郭線が少なくとも二つの軸方向に延びる溝によってハウジング部内に形成され、当該溝の中にスラストピースの案内要素が軸方向に移動可能に配置される、ということが有利である。二つの軸方向に延びる溝の導入は、特に簡潔に実現され得る。対応する案内要素は、好ましくはスラストピースの外側に、同様に簡潔に製造され得る。スラストピースの特に有利で安定な軸方向の案内を達成するためには、二つの溝で十分であることが明らかである。つまり当該スラストピースは、ハウジング部内で軸方向に回転固定に案内される。基本的に、案内輪郭線は、一つの軸方向に延びる溝によっても、二つより多い溝によっても、実現され得る。
【００１８】
当然、ハウジング部内の案内輪郭線を、突出部としてあるいは溝として形成することも可能である。両解決策が、ここでは考慮可能である。スラストピースは、対応するカウンター要素を有する必要がある。
【００１９】
スラストピースのための案内輪郭線を有するハウジング部の場合、調整要素のための雌ねじ部が挿入されるハウジング部と同一のハウジング部に関することが、有利である。基本的に、二つの分離したハウジング部が、好ましくは互いに接続可能であることもまた、ここでは重要であり得る。
【００２０】
本発明によれば、更に、調整要素とスラストピースとの間に配置されたプレストレス手段が設けられている。当該スラストピースは、ねじピニオンに押圧される。当該スラストピースは、調整要素に対してプレストレスを受けて軸方向に移動可能であり得る。
【００２１】
当該プレストレス装置の課題は、ねじピニオンに全ての作動状況において、ヘリカルギヤの方向に厳密に定義された力を付与することである。このために、プレストレス装置は、好ましくは径方向に作用する力をねじピニオンに付与する。可能な限り正確に定義された力を付与することは、一方ではギヤ装置のための可能な限り高い効率を獲得するために、他方ではギヤ装置の歯の負荷を少なく維持するために、有利である。プレストレス装置は、好適には、様々な影響因子を補うべきであり、当該様々な影響因子は、製造に関連して存在しているか、あるいはヘリカルギヤ装置の作動中に発生する。このために、好適には、プレストレス装置を介して、ある種の半径方向の遊びが、ヘリカルギヤ装置の構成要素の熱膨張並びに同心性許容差を補償することを可能にするために、実現されるべきである。この半径方向の遊びの内側で、プレストレス装置の押圧力は、正確な所与の下限値並びに所与の上限値を下回るないしは上回るべきではない。
【００２２】
当該半径方向の遊びは、本発明によれば、調整要素にプレストレスされ軸方向に移動可能なスラストピースを介して、実現される。
【００２３】
更には、当該プレストレス装置は、ヘリカルギヤ装置の摩耗、歯車スプロケットの撓み、特にはヘリカルギヤの可塑性歯車スプロケットの撓み、並びに場合によっては更なる部品公差、を自動的に補償し得るべきである。
【００２４】
本発明によれば、当該スラストピースは、調整要素の案内輪郭線の軸方向に延びる案内部に軸方向に移動可能な態様で係合する案内要素を有しており、当該案内要素は、スラストピースと調整要素との間の間隔が規定値を超える場合に、ねじピニオンの方向に軸方向に延びる案内部を離れる、ということが考慮される。
【００２５】
この場合、当該スラストピースがエンドストップまで撓まされるか、あるいは温度変動及び同心性乱れの補償のための典型的な調整運動（Ausgleichsbewegung）を実施する時に、当該スラストピースの案内要素が軸方向に延びる案内部内にある、ということが考慮され得る。軸方向に延びる案内部を有する当該案内輪郭線は、スラストピースの軸方向の運動を調整要素に対して相対的に可能とする。軸方向に延びる案内部を有する当該案内輪郭線は、半径方向の遊びに対して責任があり、軸方向の案内部の長さに亘って、スラストピースのある種の軸方向の運動を許可する。所与の行程が終わる場合、あるいはスラストピースと調整要素との間の間隔が規定値を超える場合、案内要素を有するスラストピースは、軸方向に延びる調整要素の案内部を離れる。これによって調整要素の回転運動が解除される。すなわち、調整要素は、ハウジング部の雌ねじ部内で回転可能になる。当該調整要素は、調整バネの力によって回転され、ねじピニオンないしはヘリカルギヤの方向に移動する。ハウジング部の雌ねじ部内における当該調整要素の回転、つまり調整要素のねじ運動（Schraubenbewegung）は、スラストピースの案内要素が調整要素の次の案内部にラッチされるまで、非常に長い間可能である。これ（ラッチ）により、回転運動は停止され、半径方向の遊びの状態が再び優勢になる。調整サイクルの行程は、周囲に分配配置された軸方向に延びる案内部の距離によって、及び、ハウジング部の雌ねじ部の上り勾配によって、調整され得る。
【００２６】
好適には、調整要素は、複数の、好適には全周囲に一定の距離をおいて分散して配置された軸方向に延びる案内部を有する案内輪郭線を有する。
【００２７】
好適には、スラストピースは、二つあるいはそれより多くの案内要素を有しており、各案内要素は、軸方向に延びる案内部に係合する。
【００２８】
基本的に、スラストピースは、一つの案内要素のみを伴っても実現可能である。しかし、安定性の向上のためには、少なくとも二つの案内要素を設けることが有利であることが判明した。この場合、当該案内要素は、有利には、スラストピースの内壁に対向する位置に形成され得る。
【００２９】
案内輪郭線の軸方向に延びる案内部が調整要素の周囲に一定の距離をおいて環状に分散して配置されて、スラストピースが二つの案内部内に軸方向に移動可能に配置される少なくとも二つの案内要素を有している場合が、とりわけ好適である。
【００３０】
軸方向に延びる案内部は、好適には、案内溝として形成される。好適には、軸方向に延びる案内部は、ある実施の形態では案内溝として、その間にある案内リブを介して互いに分離される、ないしはこれにより形成される。
【００３１】
軸方向に延びる案内部は、隆起部として、あるいは好適には溝として、調整要素内に形成され得る。軸方向に延びる案内部が溝として実現されるという限り、溝の中に係合するスラストピースの案内要素を突出するタブ（キー）として形成するということが、考慮に値する。好適には、これは、好適にはパイプ形状（stutzenfoermig）のスラストピースの雌ねじ部の調整要素に対向するスラストピースの終端の領域に形成され得る。
【００３２】
自立した調整は、本発明によるプレストレス装置を介して、摩耗の発生時ないしは歯車が撓んだ際に、調整要素の調整バネがスラストピースの方向に軸方向に力を付与することによって、実現される。この力は、ハウジング部の雌ねじ部を介して、ないしは、対応する調整要素の雄ねじ部を介して、回転運動に変えられる。調整要素は、ハウジング部の雌ねじ部内で、ねじ状の軌道上のみを動く、ないしは、回転運動を実施する。当該調整要素は、案内輪郭線を介してスラストピースに結合され、当該スラストピースは、軸方向に移動され得るのみの更なる案内輪郭線を介してハウジング部内に支持されるため、当該調整要素は、差しあたり、回転運動を実行し得ない。
【００３３】
当該回転運動は、調整バネの力によって実行され得るが、スラストピースが案内要素、好ましくはタブを有し、当該タブが調整要素の案内輪郭線内で支持されることによって、妨げられる。調整要素の当該回転運動は、案内要素を有するスラストピースが軸方向に延びる調整要素の案内輪郭線の案内部内にある限り（半径方向の遊びの領域）、ブロックされるだけである。スラストピースがエンドストップまで撓まされるか、あるいは温度変動の補償のため及び同心性乱れの補償のために役立つ典型的な調整運動（Ausgleichsbewegung）だけを実施する時に、この領域内に案内要素が存在する。
【００３４】
ねじピニオンとヘリカルギヤとの間の遊びが例えば摩耗によって大きくなる際に、スラストピースは、プレストレス装置によって、更にヘリカルギヤの方向に押圧される。既定の行程がやり遂げられると、案内要素を有する当該スラストピースは、軸方向に延びる案内部から離れる。こうして、回転運動が可能になる。これによって、調整要素は、調整バネの力によって回転可能になり、ねじ状の軌道上をヘリカルギヤの方向に移動する。この移動を介して、スラストピースの案内要素は、再び軸方向の案内部内に押圧され、これによって、調整要素の回転運動は停止される。つまり、ねじピニオンとヘリカルギヤとの間の遊びが基本的な遊びの領域を逸脱するとすぐに、連続的な調整が保証される。案内要素が再び押圧される案内部については、通常の場合、案内要素が先に離れてしまった回転方向における案内部の後に続く案内部が重要である。
【００３５】
本発明による構成によれば、調整要素はスラストピースとは反対側の方向には移動できない、ということが達成される。
【００３６】
調整要素とスラストピースとの間に配置されたプレストレス手段が圧力バネとして形成される場合、その終端部がスラストピースと調整要素との対向する面で支えられる、ということが有利である。これによって、特に簡単な方法で、圧力バネのためのハウジング（Behausung）がもたらされる。更には、圧力バネが、可能な限り一定な基本的な遊びの維持のために好適なプレストレスを発生するということが、特に好適であると判明した。
【００３７】
スラストピースがパイプ形状（stutzenfoermig）に構成される時、プレストレス装置ないしは好ましくは圧力バネがパイプ形状の内側に配置され得る、ということが有利である。
【００３８】
調整要素とスラストピースとが、スラストピースの行程限界のためのエンドストップを形成する時、更に有利である。当該エンドストップは、ねじピニオンとは反対の方向のスラストピースの後退を制限することに、役立つ。本発明のある構造的な形態では、当該エンドストップは弾力性のあるダンパ要素を有する、ということが考慮され得る。当該弾力性のあるダンパ要素は、スラストピースの好適な位置及び／または調整要素の好適な位置に、形成され得る。
【００３９】
好適には、当該エンドストップは、圧力バネ側の面、つまりねじピニオンとは反対側の面、を有するスラストピースが、調整要素に対して移動されることによって、実現される。従って、簡単な方法で、前記行程は、ヘリカルギヤに対して制限される。
【００４０】
ハウジング部の雌ねじ部がセルフロック式でないことが、有利である。これにより、簡単な方法で、スラストピースの案内要素が軸方向に延びる案内部を逸脱した場合に、調整要素の回転運動がハウジング部内で自立して行われて、ギヤ装置内の中心間距離が補償され得る、ということが可能となる。
【００４１】
簡単な調整を可能にするために、ねじピニオンの一端部がフローティング軸受内で支持されることが有利である。フローティング軸受の好適な実施の形態は、例えばＤＥ１０２００５０３５０２０Ａ１及びＤＥ１０２００７０５５８１４Ａ１から明らかである。好適には、当該フローティング軸受は、軸受ブシュないしは旋回ブシュ内で、ねじピニオンがヘリカルギヤの方向に移動（逸脱）可能なように、径方向に固定されている。
【００４２】
この結果、ねじピニオンの軸受は、プレストレス装置によって対応するように径方向に移動され得るが、簡単に考慮可能で詳細には図示されていない溝或いは細長い穴という構造も考慮可能である。更には、旋回軸受或いは自動調心軸受の使用が可能である。
【００４３】
ねじピニオンの軸受のために、好適には、第２軸受が設けられる。当該第２軸受は、好適には、ねじピニオンをもう一方の端部で支持する。この場合、好適には小さい旋回角度を許容し、その結果プレストレス装置を介して作用するねじピニオンの旋回運動が妨げられないような固定軸受、の設置が有利である。ねじピニオンの固定軸受側の軸受は、好適には、転がり軸受を介して行われる。
【００４４】
好適には、フローティング軸受側にも、転がり軸受が設けられる。この場合、転がり軸受のアウターリングが、突出して記述されている軸受ブシュ或いは旋回ブシュ内で径方向に固定されることが、考慮され得る。
【００４５】
プレストレス装置がフローティング軸受を介してヘリカルギヤの歯内にねじピニオンを押圧することが、有利である。
【００４６】
好適には、スラストピース、スラストピースバネ（プレストレス手段）、調整要素及び調整バネが、ねじピニオンから見て軸方向にこの順番で配置される。（２つの）バネ要素は、ねじピニオンの方向に軸方向の力を与え、その結果、当該ねじピニオンは、径方向にヘリカルギヤの方向に作用する力を負荷される。当該圧力バネ（プレストレス手段）は、好適には少なくとも部分的に、好適にはこの領域においてパイプ形状に形成されたスラストピースによって、外側を取り囲まれる。
【００４７】
ヘリカルギヤ装置がウォームギヤ装置として構成され、ヘリカルギヤはウォームギヤ（ウォームホイール）として構成され、ねじピニオンはウォームとして構成され、当該ウォームは前記ウォームギヤ（ウォームホイール）と係合していることが、有利である。
【００４８】
スラストピースは、好適には押圧ピンとして構成される。調整バネについては、圧力バネ（コイルバネ）が重要である。調整要素を受容するハウジング部は、好適には、周囲の壁と底部とを有するパイプとして構成される。
【００４９】
ヘリカルギヤ装置ないしはウォームギヤ装置を有する自動車のための電動補助ステアリングシステムが実現される場合、前述のヘリカルギヤ装置ないしはウォームギヤ装置の１つ或いは複数の特徴を有することが、有利である。
【００５０】
有利な実施の形態が、更なる従属請求項から明らかである。本発明の一実施の形態が、添付の図によって原理的に図示される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明によるプレストレス装置を備えたヘリカルギヤ装置の原理的な構成図である。
【図２】図３のII−II線に従う、本発明によるプレストレス装置の縦断面図である。
【図３】図２の矢印方向IIIから見た、本発明によるプレストレス装置の平面図である。
【図４】図２の縦断面図から９０°ずらされた、本発明によるプレストレス装置の別の縦断面図である。
【図５】本発明によるプレストレス装置の調整要素の斜視図である。
【図６】本発明によるプレストレス装置のスラストピースの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
特には自動車の電動補助ステアリングシステムに利用されるための、ヘリカルギヤ装置ないしウォームギヤ装置の基本構造は、一般的な従来技術から十分に知られている。例えば、ＤＥ１０１６１７１５Ａ１及びＤＥ１０２００８０００５０６Ａ１が参照される。従って、以下では、本発明にとって本質的な特徴のみが詳しく説明される。フローティング軸受の有利な設計に関しては、例えばＤＥ１０２００７０５５８１４Ａ１及びＤＥ１０２００５０３５０２０Ａ１に記載されたフローティング軸受が参照される。
【００５３】
本発明及び以下に呈示される実施形態の枠内において、ヘリカルギヤ装置に沿った本発明の開示によって、類似的に、ウォームギヤ装置もまた、開示されているものと認められるべきである。この場合、ねじピニオンがウォームに対応し、ヘリカルギヤがウォームギヤに対応する。
【００５４】
図１は、特には自動車の電動補助ステアリングシステムである、詳しくは図示されていないステアリングシステムの、ヘリカルギヤ装置１を示している。当該ヘリカルギヤ装置１は、ねじピニオン２を有しており、当該ねじピニオン２は、ヘリカルギヤ３に係合している。ヘリカルギヤ３は、本実施の形態では、プラスチック（可塑性材料）から形成されている。プレストレス装置４が設けられており、それには、プレストレスを与えられたスラストピース５が設けられている。スラストピース５は、本実施の形態では、押圧ピン５として形成されている。押圧ピン５は、プレストレス手段によってプレストレスを受けて、ねじピニオン２をヘリカルギヤ３の歯内へと押圧している。プレストレス手段は、本実施の形態では、圧力（圧縮）バネ６である。
【００５５】
ねじピニオン２の軸受は、固定軸受側において、転がり軸受７によって行われる。転がり軸受７は、小さな旋回角度を許容する。ねじピニオン２は、その一端部において、クラッチを介して、電気式駆動モータの駆動軸と結合されている。ねじピニオン２の他端部が、フローティング軸受８内に軸支されている。本実施の形態では、フローティング軸受８も同様に、転がり軸受７によって実現されている。フローティング軸受８のアウターリングは、軸受ブシュ９内に径方向に固定されている。軸受ブシュ９は、好ましくは、ヘリカルギヤ３の方向に移動可能である。
【００５６】
ねじピニオン２は、フローティング軸受８を介して、プレストレス装置４によって、所定の力で、ヘリカルギヤ３の歯内へと押圧されている。
【００５７】
図２乃至図６から分かるように、プレストレス装置４は、ハウジング部１０、調整要素１１、調整バネ１２、既述のスラストピース５、径方向遊びのための圧力バネ６、を有している。ハウジング部１０は、本実施の形態では、パイプ（Stutzen）として形成されている。調整バネ１２は、本実施の形態では、圧力バネ（コイルバネ）として形成されている。
【００５８】
スラストピース５は、調整要素１１の側に、パイプ形状の端部を有している。当該端部が、圧力バネ６を受容している。
【００５９】
スラストピース５は、案内輪郭線１３を介して軸方向に移動可能な態様で、ハウジング部に結合されている。
【００６０】
スラストピース５のねじピニオン２と逆側の面は、圧力バネ６に対して押圧される。圧力バネ６は、他方では、調整要素１１ないし調整要素１１の面に支持されている。スラストピース５は、更に、別の案内輪郭線１４を介して、調整要素１１と結合されている。この案内輪郭線１４は、軸方向に延びる多数の案内部１５を有している。当該案内部１５は、調整要素１１に対するスラストピース５の軸方向移動を許容する。
【００６１】
軸方向に延びる案内部１５は、調整要素１１の全周に一定の距離をおいて分散して配置されている。軸方向に延びる案内部１５は、案内リブ１６間で軸方向に延びる溝として形成されている。
【００６２】
案内輪郭線１４の軸方向に延びる案内部１５は、径方向遊びのための責任を負っている。これにより、スラストピース５の調整要素１１に対する所定の軸方向移動が保証される。小さな力だけが有効であるので、圧力バネ６が利用可能であり、同心性許容差及び熱膨張が補償される。例えば歯内で高められた偏向力によってより大きい力が作用する時、圧力バネ６はエンドストップ１７にまで押し込まれる。エンドストップ１７は、本実施の形態では、スラストピース５の調整要素１１に対向する面が圧力バネ側に延びることで、実現されている。このために、調整要素１１は、本実施の形態では、スラストピース５の当該面が当接可能な段部を有している。これにより、スラストピース５ないし圧力バネ６の移動量（行程）制限が達成され、ヘリカルギヤ３に対する行程が制限される。
【００６３】
図５及び図６には、エンドストップ１７を形成するスラストピース５ないし調整要素１１のエンドストップ面が、符号１７ａないし１７ｂと共に示されている。
【００６４】
図２、図４及び図５を合わせて見ると明らかな通り、ハウジング部１０は、セルフロック式でない雌ねじ部１８ａを有している。当該雌ねじ部１８ａを介して、調整要素１１が受容されている。調整要素１１は、このために、対応する雄ねじ部１８ｂを有している（図５参照）。調整要素１１とハウジング部１０、好適にはハウジング部１０の底部、との間に、調整バネ１２が配置ないし受容されている。調整バネ１２は、そのプレストレス（予張力）に基づいて、調整要素１１に力を作用させている。この力は、雌ねじ部１８ａによって、回転運動に変換される。調整要素１１はスラストピース５内に案内されており、スラストピース５は軸方向移動のみが可能であるため（ハウジング部１０内の軸方向の案内輪郭線１３）、移動は調整要素１１の案内輪郭線１４に依存する（図５）。スラストピース５が案内輪郭線１４すなわち軸方向に延びる案内部１５の領域内において移動する限り、すなわち、スラストピース５と調整要素１１との間の距離が所定値を超えない限り、調整要素１１は回転に対してブロックされる。（例えば摩耗による）遊びの増大の際、スラストピース５は圧力バネ６によって更にヘリカルギヤ３の方向に押圧される。所定の行程が終わるか、スラストピース５と調整要素１１との間の所定の距離が超えられるとすぐ、スラストピース５の案内要素１９が、軸方向に延びる案内部１５を離れる。案内輪郭線１４の軸方向に延びる案内部１５が離れることによって、回転運動が可能になる。これにより、調整要素１１は、調整バネ１２の力によって回転され、ヘリカルギヤ３の方向に移動する。この運動によって、スラストピース５の案内要素１９は、再び、径方向遊び領域内、すなわち、案内輪郭線１４の次の案内部１５内に押圧される。これにより、回転運動が停止される。これにより、遊びが径方向遊び領域を逸脱するとすぐに、連続的な調整が保証される。
【００６５】
本実施の形態では、案内リブ１６は、調整要素１１の外周を取り囲むような環状配置に形成されており、２つの案内リブ１６の間に、それぞれ、軸方向に延びる案内部１５が形成されている。案内要素１９は、本実施の形態では、スラストピース５の内周上の案内タブとして形成されており、内方に向かって突出している。案内タブ１９は、スラストピース５の調整要素１１とは逆側の一端部に形成されている。
【００６６】
軸方向に延びる案内部１５を伴う案内輪郭線１４は、図５の本実施の形態の縦断面に関しては、「Ｘ」で示されている。「Ｘ」にとって好適な値は、歯の遊びが過大になった時に初めて調整が生じるということを保証するべく、当業者に認識される。この値は、ギヤ装置毎に個別的であるか、あるいは、予測できる摩耗ないし温度変化及び同心性異常に適合され得る。
【００６７】
ハウジング部１０の案内輪郭線１３は、ハウジング部１０内でのスラストピース５の軸方向運動を与えるが、ハウジング部１０内の案内溝として実現された２つの案内軌道によって提供されている（図２及び図３参照）。スラストピース５は、案内輪郭線１３ないしその案内溝内に係合しそれに対応するように形成された案内要素２０を有している。好適には、レール状の突出部ないしタブ、あるいは、溝／バネ結合要素として形成される。
【符号の説明】
【００６８】
１  ヘリカルギヤ装置
２  ねじピニオン
３  ヘリカルギヤ（らせん歯車）
４  プレストレス装置
５  スラストピース
６  プレストレス手段／圧力バネ
７  固定軸受（転がり軸受）
８  フローティング軸受（転がり軸受）
９  軸受ブシュ
１０  ハウジング部
１１  調整要素
１２  調整バネ
１３  案内輪郭線（ハウジング部１０内）
１４  案内輪郭線（調整要素１１内）
１５  軸方向案内部
１６  案内リブ
１７  エンドストップ
１７ａ  スラストピースのエンドストップ面
１７ｂ  調整要素のエンドストップ面
１８ａ  ハウジング部内の雌ねじ部
１８ｂ  調整要素の雄ねじ部
１９  案内要素
２０  案内要素
【図１】
2013520626.tif 000003
【図２】
2013520626.tif 000004
【図３】
2013520626.tif 000005
【図４】
2013520626.tif 000006
【図５】
2013520626.tif 000007
【図６】
2013520626.tif 000008
【国際調査報告】
2013520626.tif 000009
2013520626.tif 000010
2013520626.tif 000011
2013520626.tif 000012