JP3889362B2 - 動力車用のステアリングシステム - Google Patents

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の導入節のとおり、動力車用のステアリングシステム、とりわけラックとピニオンとを用いた自動車用のステアリングシステムに関する。

上述した型のステアリングシステムはＤＥ１９７０３９０３Ａ１から公知である。これらの公知なステアリングシステムにおいて、ステアリングホイールが運転手のためのステアリング入力手段として設けられ、運転手によるステアリング指示入力は、ピニオンとして形成されたステアリング軸部分を有するステアリング機構を経由して、ステアリングリンケージへ伝達される。リンケージにより車輪は操縦され、リンケージはピニオンと噛み合うラックに連結されている。ステアリング機構の一部分をなし、ステアリング機構ケース内に据え付けられているステアリング軸部分は、公知の方法によりステアリングホイールに機械的に連結されている。ピニオンからなるステアリング軸部分はステアリングケース内にピニオンの両側において据え付けられ、入力側の据え付け部材は、転がり軸受けにより形成されている。転がり軸受けはステアリング軸部分を軸方向に支持し、ステアリング機構ケースに対して所定位置に固定部材により固定されている。固定部材は前記ステアリング機構ケースに対してねじ込まれる。軸方向に支持する据え付け部材とは反対側の端部において、ピニオンを形成するステアリング軸部分は機構ケースの閉鎖空間まで延び、永久磁石を支持している。磁界に対して敏感な静止したセンサーがケース外部から永久磁石に向けられている。前記センサーは、ステアリング機構ケースに蓋のようにして嵌め込まれ得るセンサー保持体によって保護されながら保持されている。ステアリング角度センサーユニットおよびステアリング機構ケース内に保持されたステアリング軸部分の軸方向支持の、ステアリング機構ケースの反対側端部への配置は、構成上の可能性を、特にステアリング機構の構成をできるだけ小型化することに関して制限し、さらに取り付けおよび製造原価についてさえも不都合となり得る。

更にまた、ステアリング機構ケースに配置された軸部分に対して、入力側と反対側の端部におけるステアリング機構ケース内の所定位置に、軸方向に固定された転がり据え付け部材を用いて、ステアリングシステムを固定することは実地において公知である。

本発明は、導入部で言及された型の動力車用のステアリングシステムを構成する目的に基づいている。その結果は、電力補助を用い、またはステアリング入力手段を経由して運転手から持ち込まれた指示の電気変換（ワイヤーによって操縦）を用いて機能するステアリングシステムに特に関連し、ステアリング入力手段に有利な方法で連結することができる点で区別される、とりわけ単純で安価な構成である。

本発明によるステアリングシステムは特許請求の範囲の請求項１の特徴部分に基づき構成されている。ステアリングシステムは、半径方向および軸方向にガイドする転がり据え付け部材と、（ステアリング入力手段としての）ステアリングホイールの回転角度または回転角度の変化を検出するためのステアリング角度センサーユニットとが同一端部、すなわちステアリング入力手段から離れた側のステアリング機構ケースの同一端部に配置されていることによって区別される。この解決方法は、据え付け部材に対して半径方向に挿入されて保持されるステアリング角度センサーに結び付けられる。これにより、構造を短くすることができ、また永久磁石を既存のエレメントに統合するための好ましい前提条件をもたらす。特にこのタイプの解決方法はセンサーユニットの取り付け位置を変更することに関して有利である。なぜなら、メンテナンスの観点からステアリング軸センサーユニットにおいてより重要な部分となるセンサーの扱いやすさが、ステアリング機構の軸方向における扱いやすさによって制限されないからである。これは、ステアリング機構の位置を変更し得ることと、これに関連する空間的な条件とが高頻度で重要となることから、利点となり得ることが立証される。

本発明によれば、転がり軸受けの軸方向への固定は、固定部材とともにスペーサースリーブを用いることにより簡単な方法で遂行される。固定部材は好ましくは蓋として構成され、それ故に同時にステアリング機構ケースの端部を軸方向に閉鎖し密封する。このような転がり軸受けの軸方向への固定に伴い、ステアリング機構ケースの両側、好ましくは生産性に有利となる軸方向における両側を開口して構成することが可能となる。また、ケース内に配置されたステアリング軸部分を、外側リングによりケースの軸方向に固定された転がり軸受けの内側リングに対して簡単に固定することも可能となる。対応するねじ込み式連結具はステアリング機構ケースの開口した端部を用いることが可能であり、前記ねじ込み式連結部は蓋により閉鎖される。状況に応じて、ステアリング機構ケース内に配置されるステアリング軸部分を軸受けに事前に組み合わせた状態でステアリングケース内に入れてもよく、その後スペーサースリーブと蓋部品とによって軸受けを固定することができる。軸方向支持軸受けの内側リングに対するステアリング軸部分のねじ込み式連結具について、おおよそ溝付ナットに類似し、対応する首状延長部を有するねじ込みナットにより構成し、首状延長部を永久磁石の保持部として構成することは得策である。これにより、特別の固定手段は不要となる。

このような改良点に伴い、関連するセンサーを対応する保持空間の端部として構成することができ、永久磁石と蓋との間でぴったりと接するような構成がもたらされる。これは、センサー保持体を側方から挿入することを意図しており、貫通孔を介してスペーサースリーブを貫通することができる。このとき、案内されると同時に、センサー保持体とセンサー保持体用のステアリング機構ケースに設けられた半径方向保持穴との間を密封することに伴い、貫通孔は大きな許容範囲を持ち得る。センサー保持体のこのピン状部分はベース板に連結されていることが好ましく、またベース板は同時に電子スイッチおよびセンサーユニットの評価ユニットための保持体として機能してもよいし、ステアリング機構ケースの支持表面の所定位置に簡単な方法で固定され得る。これにより、簡単な取り付け条件を得ることができ、またセンサーユニットを状況に応じてそっくりそのまま困難なく取り替えることができる。

取り付けをより容易にするために、大きな許容範囲を有する対応するスライドガイドまたは同様のものを用いて、保持空間に対して回転した位置にスペーサースリーブを固定することが有利である。これにより、スペーサースリーブを取り付ける際に、スペーサースリーブに設けられた誘導孔は、ステアリング機構のケースの対応する穴へ確実に一直線に揃えられる。本発明のさらなる詳細および特徴は、特許請求の範囲から明らかにされる。さらにまた、本発明は図面を用いた以下の文章により更に詳しく説明される。前記図面はステアリング角度センサーユニットが配置されたステアリング機構の断面図を示している。

発明を実施するための形態

図に示されたステアリング機構は、ラックとピニオンとを用いた自動車用のステアリングシステムの構成部品であり、運転手によって作動されるステアリング入力手段としてのステアリングホイールへの連結については示されていない。前記連結に関するステアリングシステムの部分は本発明の主題ではなく、例えばＤＥ１９７０３９０３Ａ１の図１に従って構成されてもよい。その場合、ステアリングホイールとステアリング機構との連結部は機械的であり、ステアリング軸を有する。ステアリング軸はステアリング機構の端部においてステアリング軸部分１として終わる。前記ステアリング軸部分１はラック２と噛み合うピニオンとして構成され、参照番号５によって全体的に示されるステアリング機構のケース４内にピニオン歯３の両側において据え付けられている。電力で作動される特別の駆動部（図示せず）が、ステアリング入力手段（同様に図示せず）に関連して含まれてもよい。サーボモーター駆動のような前記駆動部はステアリング入力手段を経由して持ち込まれるステアリング力を補助したり、またはワイヤーステアリングシステムによる操縦において、ステアリング入力手段を経由して持ち込まれ対応する作動信号により伝達されるステアリング力を対応するステアリング力に変換したりする。ステアリング軸部分１へのトルク伝達可能な連結部が参照番号６により示される。

ピニオンとして構成されたステアリング軸部分１へ、据え付け部材７，８がケース４内であってピニオン歯３の両側に割り当てられている。そのうち入力部側の据え付け部材７は針状ころ軸受けにより形成されている。端部の据え付け部材８は玉軸受けとして描写されている転がり軸受けにより形成され、この据え付け部材８によってステアリング軸部分１はケース内で軸方向に固定される。このため、据え付け部材８を形成する転がり軸受けの外側リング９は、スペーサースリーブ１１によりケース肩部１０に対して固定されている。スペーサースリーブ１１は蓋１２から力を受ける。この蓋１２は、ステアリング機構ケース４の入力部側端部、すなわちステアリング入力手段に隣接する端部と逆の端部において、ステアリング軸部分の保持部を形成する貫通穴へねじ込み蓋として挿入される。

スペーサースリーブ１１はケース内空間１３に渡っており、ケース内空間内にはナットが配置されている。ステアリング軸部分１は軸受け８の内側リングに対して前記ナット１４により固定されている。ナット１４は、ケース内空間１３で終わるステアリング軸部分１の軸首部１６に螺合している。

模範的な実施形態において、ナット１４は首状延長部１７を有する袋ナットとして設けられる。首状延長部１７は軸首部１６の端部を越えて突出し、永久磁石１８の保持部として構成されている。永久磁石１８の保持部は、蓋１２によりステアリング機構ケース４に対して軸方向に固定される据え付け部材８の収納ケースのケース内空間１３に配置されており、具体的には蓋１２から少し離れた位置である。これにより、磁界に対して敏感なセンサー１９を蓋１２と磁石１８との間に配置することができる。例としてまた好ましくは、前記センサーはホールセンサーとして構成される。センサー１９は、差込ピン２１と差込ピン２１に連結された支持板２２とを有するセンサー保持体２０により、磁石１８を覆うような所定位置に保持されている。差込ピン２１は適合する穴２４からステアリング軸ケース４を半径方向に貫通する。穴２４は、例えば図示されているような環状シール２３により密封され、またスペーサースリーブ１１の対応する半径方向の誘導孔２５と揃うように配置されている。前記誘導孔２５は差込ピン２１に比べて大きな径を有してもよい。すなわち広い許容範囲を有し、より容易に取り付けを行うことができる。これは、案内手段（図示せず）により、穴２４に対してスペーサースリーブ１１の誘導孔２５を一直線に揃えるのに都合がよい。

好ましくは、支持板２２はねじ込み式固定具２６によりケース４の支持表面に対して固定され、例えばさらなる構成部品、とりわけセンサー１９の２次側に接続された電子ユニットのための保持部として構成される。

センサー１９を半径方向へ差し込んで保持することにより、ステアリング機構５の形状を長さ方向に非常に小型化することができ、永久磁石１８のための保持手段の型をさらに簡単化した形状にすることができる。また、センサー１９を半径方向へ挿入して保持することにより、ケース４の周囲への異なる取り付け位置が可能となる。これにより、車に特有の個別の構造的事情に十分適合させることができる。

既知の方法により、ラック２はステアリング軸部分１に対してバネを用いた方法で固定され、そして支持される（参照番号２８により図に示す）。仮に、センサー保持体２０の支持板２２が一直線上にまたは改造されたとしても、関連するドーム状の保持部２９は、センサー保持体２０をケース４の対応する周囲領域に配置することに関して障害物を形成することはない。

ステアリング機構の断面図を示す。

Claims (10)

1. 車側に設けられたステアリング入力手段と、ステアリング入力手段に連結されたステアリング軸部分とを有し、
   ステアリング軸部分はステアリング機構ケース内に配置され、両側でステアリング機構ケースに対して据え付けられ、
   据え付け部材の一方は、ステアリング機構ケースに対して軸方向に固定された転がり軸受けとして構成され、
   ステアリング機構ケースの閉鎖された空間まで延びるステアリング軸部分に永久磁石が設けられ、
   磁界に敏感な静止したセンサーが永久磁石に対面して配置され、センサーはステアリング機構ケースの外側に連結される当てがわれたセンサー保持体を有する、
   動力車用のステアリングシステム、とりわけラックとピニオンとを用いた自動車用のステアリングシステムにおいて、
   軸方向に固定される転がり軸受けは、ステアリング軸部分１の永久磁石（１８）を支持する端部領域に設けられ、スペーサースリーブ（１１）により所定位置に固定され、
   スペーサースリーブ（１１）は、ステアリング軸部分（１）の端部領域から軸方向に延び、蓋（１２）から軸方向に力を受け、
   蓋（１２）はケース内空間（１３）の端部を閉鎖し、
   スペーサースリーブ（１１）はセンサー（１９）の半径方向に配置されたセンサー保持体（２０）のための半径方向の誘導孔（２５）を有していることを特徴とするステアリングシステム。
2. スペーサースリーブ（１１）は差込スリーブによって形成されることを特徴とする請求項１記載のステアリングシステム。
3. 蓋（１２）はケース内空間（１３）のねじの設けられた領域にねじ込まれることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載のステアリングシステム。
4. スペーサースリーブ（１１）の半径方向の誘導孔（２５）は穴として構成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ステアリングシステム。
5. スペーサースリーブ（１１）はステアリング機構ケース（４）に対して回転する固定手段であることを特徴とする請求項４記載のステアリングシステム。
6. センサー保持体（２０）は差込ピン（２１）を有し、
   ピン（２１）は、スペーサースリーブ（１１）の誘導孔（２５）に対応するステアリング機構ケースのガイド穴内に保持されることを特徴とする請求項４および５のいずれかに記載のステアリングシステム。
7. 差込ピン（２１）は支持板（２２）上に設けられていることを特徴とする請求項６記載のステアリングシステム。
8. スイッチおよび／またはステアリング角度センサー（１９）のための評価電子機器が支持板（２２）に配置されることを特徴とする請求項７記載のステアリングシステム。
9. ステアリング機構ケース（４）の支持表面（２７）に支持板（２２）を固定することができることを特徴とする請求項８記載のステアリングシステム。
10. 蓋（１２）とスペーサースリーブ（１１）は固定装置を形成し、固定装置はとりわけ取り付け装置として構成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ステアリングシステム。

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