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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für eine Fahrzeuglenkvorrichtung. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für eine Lenkvorrichtung vom Zahnstangen/Ritzel-Typ eines Fahrzeugs, wobei die Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung so konfiguriert ist, dass sie eine Änderung eines Spielraums infolge der Abnutzung bzw. des Verschleißes eines Stützjochs des Fahrzeugs selbst dann kompensieren kann, wenn das Stützjoch abgenutzt bzw. verschlissen wird, nachdem das Fahrzeug seine Dauerstandfestigkeit beim Fahren (Driving Durability) bis zu einem gewissen Grad verloren hat, um so zu verhindern, dass ein Geräusch durch einen Schlag, der in umgekehrter Richtung von einer unregelmäßigen Fahrbahnoberfläche oder dergleichen eingeführt wird, infolge des Größerwerdens des Spielraums erzeugt wird, und um so einem Fahrer ein angenehmes Lenkgefühl bereitzustellen, und wobei die Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung so konfiguriert ist, dass sie an bzw. in einem Getriebe bzw. Getriebegehäuse in einem Zustand montiert werden kann, in dem eine Vielzahl von Bauteilen davon einstückig miteinander zusammengebaut ist, um so eine Schwierigkeit bei der Montage und die Zeitdauer für die Montage zu reduzieren, und um zu verhindern, dass die Bauteile während der Montage verloren gehen.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Wie allgemein auf dem Fachgebiet bekannt ist, ist eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs eine Vorrichtung, die es einem Fahrer erlaubt, eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch seinen Willen zu ändern. Die Lenkvorrichtung hilft dem Fahrer dabei, den Drehungsmittelpunkt, um den die Vorderräder des Fahrzeugs gedreht werden, optional zu ändern, um dadurch zu veranlassen, dass sich das Fahrzeug in eine von dem Fahrer gewünschte Richtung bewegt.
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1 ist eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Lenkvorrichtung vom Zahnstangen/Ritzel-Typ für ein Fahrzeug, und 2 ist eine Querschnittansicht einer herkömmlichen Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung.
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Wie in den Zeichnungen veranschaulicht ist, weist eine herkömmliche Lenkvorrichtung vom Zahnstangen/Ritzel-Typ Folgendes auf: ein Lenkrad 100, das an einer Fahrersitzseite angeordnet ist; eine Lenkspindel 105, die mit dem Lenkrad 100 verbunden ist; eine Lenksäule 103, die so konfiguriert ist, dass sie es erlaubt, dass die Lenkspindel 100 an einer Fahrzeugkarosserie befestigt werden kann; ein Getriebe bzw. ein Getriebegehäuse 130, das mit einer Zahnstange 110 und einem Ritzel 120 versehen ist, um eine Rotationskraft, die von der Lenkspindel 105 eingeführt wird, in eine geradlinige Bewegung umzuwandeln; einen Zahnstangenstab 140, der an jedem Ende davon mit einem inneren Kugelgelenk 135 versehen ist; und eine Lenkspurstange 150, die integriert bzw. einstückig mit einer Kugel des inneren Kugelgelenks 135 gebildet ist.
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Die Lenkspurstange 150 ist mit einem äußeren Kugelgelenk 155 verbunden und überträgt eine Kraft zu einer Gelenkverbindung 159, um Reifen 158 zu lenken.
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Außerdem umfasst die herkömmliche Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung ein Ritzel 120, einen Zahnstangenstab 140, ein Stützjoch 260, eine Feder 263 und einen Jochabdeckstopfen 265. Wie oben beschrieben ist, ist das Getriebe 130 vom Zahnstangen/Ritzel-Typ dafür ausgelegt, eine Rotationskraft, die von einer Lenkspindel (nicht gezeigt) eingeführt wird, in eine geradlinige Bewegung umzuwandeln.
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Der Zahnstangenstab 140 steht mit dem Ritzel 120 in Eingriff, um eine Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung umzuwandeln, wobei eine Einrichtung zum Abstützen des Zahnstangenstabs 140 in Relation zu der Ritzel-120-Seite hinter dem Zahnstangenstab 140 bereitgestellt ist, um so den Eingriff zwischen dem Zahnstangenstab 140 und dem Ritzel 120 zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.
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Die Einrichtung zum Abstützen des Zahnstangenstabs 140 umfasst ein Stützjoch 260, eine Feder 263 und einen Jochabdeckstopfen 265, wobei das Stützjoch 260 entgegengesetzt zu der Rückseite des Zahnstangenstabs 140 positioniert ist, auf dem die Zahnstange 110 ausgebildet ist, und in einen Zylinder 250 des Getriebes 130 so eingeführt ist, dass es senkrecht zu dem Zahnstangenstab 140 vorwärts und rückwärts bewegt werden kann.
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Das Stützjoch 260 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, so dass es vorwärts und rückwärts gleitend verschoben werden kann, und auf der Vorderseite davon, wo sich das Stützjoch 260 in Kontakt mit dem Zahnstangenstab 140 befindet, ist das Stützjoch 260 mit einer Nut mit einem halbkreisförmigen Querschnitt ausgebildet, so dass sich die Vorderseite des Stützjochs 260 in einem engen Kontakt mit der Rückseite des Zahnstangenstabs 140 befinden kann.
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Außerdem ist, um zu gewährleisten, dass sich der Zahnstangenstab 140 und das Ritzel 120 in einem engen Kontakt miteinander befinden können, um effektiv eine Kraft zu übertragen, die Feder 263 hinter dem Stützjoch 260 angeordnet, um das Stützjoch 260 mit einem vorbestimmten Druck zu drücken, um so einen Spielraum, der zwischen dem Zahnstangenstab 140 und dem Ritzel 120 erzeugt wird, zu kompensieren.
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Es wird bewirkt, dass das Stützjoch 260 reibend an der Rückseite des Zahnstangenstabs 140 gleitend bewegt wird. Um zu verhindern, dass der Zahnstangenstab 140 aufgrund der Reibung abgenutzt bzw. abgerieben wird oder ein Geräusch erzeugt, ist das Stützjoch 260 typischerweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet, das weicher als der Zahnstangenstab 140 ist.
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Die Feder 263, die in der Federnut 220 aufgenommen ist, dient dazu, Druck anzulegen, so dass das Stützjoch 260 in einen engen Kontakt mit dem Zahnstangenstab 140 kommt. Typischerweise wird eine Schraubenfeder als die Feder 263 verwendet, und das Joch 265 ist hinter der Feder 263 angeordnet, um die Feder 263 abzustützen.
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Das Joch 265 stützt die Feder 263 so ab, dass die Feder 263 Druck an das Stützjoch 260 anlegen kann. Da der Jochabdeckstopfen 265 typischerweise mit Gewindescheiteln und -tälern ausgebildet ist, kann der Jochabdeckstopfen 265 fest mit dem Getriebe 130 und einer Sicherungsmutter 240 in Eingriff gebracht werden, die mit Gewindescheiteln und -tälern ausgebildet sind, die zu denen des Jochabdeckstopfens 265 passen.
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Aber eine solche herkömmliche Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung hat Probleme dahingehend, dass, da das Stützjoch, die Feder, der Jochabdeckstopfen, etc. einzeln einer nach dem anderen montiert werden sollen, die Zeitdauer für die Montage länger wird, der Montageprozess schwierig ist und die Bauteile in dem Montagefeld verloren gehen können.
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Außerdem wird dann, wenn das Stützjoch seine Verschleißfestigkeit bis zu einem gewissen Grad verloren hat, ein Spielraum zwischen dem Stützjoch und dem Zahnstangenstab bis zu einem solchen Ausmaß vergrößert, dass das Stützjoch den Zahnstangenstab nicht richtig abstützen kann, und infolge des Größerwerdens des Spielraums kann es sein, dass ein Klappergeräusch von dem Stützjoch und dem Jochabdeckstopfen erzeugt wird.
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Darüber hinaus sollte dann, wenn der Spielraum zwischen dem Stützjoch und dem Zahnstangenstab größer wird, ein Reparaturmechaniker den Jochabdeckstopfen und das Stützjoch vollständig demontieren und den Jochabdeckstopfen um das vergrößerte Ausmaß des Spielraums nachziehen, was zu einem Anstieg der Schwierigkeiten beim Kundendienst nach dem Verkauf führen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung geschaffen worden, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, die im Stand der Technik auftreten, und ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für eine Lenkvorrichtung vom Zahnstangen/Ritzel-Typ eines Fahrzeugs bereitzustellen, wobei die Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung so konfiguriert ist, dass sie eine Änderung eines Spielraums infolge der Abnutzung bzw. des Verschleißes eines Stützjochs des Fahrzeugs selbst dann kompensieren kann, wenn das Stützjoch abgenutzt bzw. verschlissen wird, nachdem das Fahrzeug seine Dauerstandfestigkeit beim Fahren bis zu einem gewissen Grad verloren hat, um so zu verhindern, dass ein Geräusch durch einen Schlag, der in umgekehrter Richtung von einer unregelmäßigen Fahrbahnoberfläche oder dergleichen eingebracht wird, infolge des Größerwerdens des Spielraums erzeugt wird, und um so einem Fahrer ein angenehmes Lenkgefühl bereitzustellen, und die Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung so konfiguriert ist, dass sie an bzw. in einem Getriebe bzw. einem Getriebegehäuse in einem Zustand montiert werden kann, in dem eine Vielzahl von Bauteilen davon einstückig miteinander zusammengebaut ist, um so eine Schwierigkeit bei der Montage und die Zeitdauer für die Montage zu reduzieren, und um zu verhindern, dass die Bauteile während der Montage verloren gehen.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für eine Fahrzeuglenkvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes aufweist: ein Stützjoch, das so konfiguriert ist, dass es einen Zahnstangenstab absetzt; eine Stützscheibe, deren Vorderseite das Stützjoch abstützt und deren Rückseite mit einem Stufenteil versehen ist, das an einem diametral äußeren Teil positioniert ist und so gebildet ist, dass es axial stufenförmig abgesetzt ist; einen Jochabdeckstopfen, der so konfiguriert ist, dass er mit einem Getriebe verschraubt wird, und der mit einem Abstützteil versehen ist, das so gebildet ist, dass es sich axial an einer Position erstreckt, die dem Stufenteil entspricht; und eine Torsionsfeder, die zwischen der Stützscheibe und dem Jochabdeckstopfen angeordnet ist.
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In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für eine Fahrzeuglenkvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes aufweist: ein Stützjoch, das so konfiguriert ist, dass es einen Zahnstangenstab abstützt; eine Stützscheibe, deren Vorderseite das Stützjoch abstützt und deren Rückseite mit einem Abstützteil versehen ist, das an einem diametral äußeren Teil positioniert ist und so gebildet ist, dass es sich axial erstreckt; einen Jochabdeckstopfen, der so konfiguriert ist, dass er mit einem Getriebe verschraubt wird, und der mit einem Abstützteil versehen ist, das so gebildet ist, dass es an einer Position axial stufenförmig abgesetzt ist, die dem Abstützteil entspricht; und eine Torsionsfeder, die zwischen der Stützscheibe und dem Jochabdeckstopfen angeordnet ist.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Spielraum selbst dann zu kompensieren, wenn das Joch abgenützt bzw. verschlissen wird, nachdem die Dauerstandfestigkeit eines Fahrzeugs bis zu einem gewissen Grad verloren gegangen ist. Folglich ist es möglich, ein Geräusch zu verhindern, das durch einen Schlag, der in umgekehrter Richtung von einer unregelmäßigen Fahrbahnoberfläche eingebracht wird, infolge des Größerwerdens des Spielraums verursacht wird, und einem Fahrer ein angenehmes Lenkgefühl bereitzustellen. Da es möglich ist, eine Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung, die mehrere Bauteile umfasst, an einem Getriebe in einem Zustand zu montieren, in dem die Bauteile einstückig miteinander gekoppelt sind, ist es außerdem möglich, eine Schwierigkeit bei der Montage sowie die Zeitdauer für die Montage zu reduzieren und den Verlust der Bauteile zu verhindern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, ersichtlicher, in denen:
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1 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Lenkvorrichtung vom Zahnstangen/Ritzel-Typ für ein Fahrzeug ist;
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2 eine Querschnittansicht einer herkömmlichen Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung ist;
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3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, die eine Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, die einen Teil der Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung in Übereinstimmung mit der ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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5 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Teil der Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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6 eine Querschnittansicht ist, die die Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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7 eine Querschnittansicht ist, die eine Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Elemente durchwegs mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, obwohl sie in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind. Des Weiteren wird in der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung eine ausführliche Beschreibung von bekannten Funktionen und Konfigurationen, die hier aufgenommen sind, weggelassen werden, wenn dies den Gegenstand der vorliegenden Erfindung eher undeutlich machen würde.
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Außerdem können Termini wie etwa ein erster, ein zweiter, A, B, (a), (b) oder dergleichen hier verwendet werden, wenn Komponenten der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Keine dieser Terminologien wird verwendet, um eine Essenz, eine Größenordnung oder eine Sequenz einer entsprechenden Komponente zu definieren, sondern wird lediglich zur Unterscheidung der entsprechenden Komponente von einer oder mehreren anderen Komponente(n) verwendet. Es sollte angemerkt werden, dass dann, wenn in der Beschreibung beschrieben wird, dass eine Komponente mit einer anderen Komponente „verbunden”, „gekoppelt” oder „zusammengefügt” ist, eine dritte Komponente zwischen den ersten und zweiten Komponenten „angeschlossen” bzw. „verbunden”, „gekoppelt” und damit „zusammengefügt” sein kann, obwohl die erste Komponente direkt mit der zweiten Komponente verbunden, gekoppelt oder zusammengefügt sein kann.
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In der ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden aus Gründen der Erleichterung der Beschreibung die Beschreibungen unter der Annahme vorgenommen, dass die Zahnstangenstabseite, die sich vor dem Stützjoch befindet, die Vorderseite ist, und dass die entgegengesetzte Seite die Rückseite ist, es sei denn, dies ist spezifisch anders definiert.
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3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Teil der Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung in Übereinstimmung mit der ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 6 ist Querschnittansicht, die die Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der ersten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in diesen Zeichnungen veranschaulicht ist, weist die Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für ein Fahrzeug Folgendes auf: ein Stützjoch 310, das so konfiguriert ist, dass es einen Zahnstangenstab 140 gegenüber einem Ritzel 120 abstützt und dass es mit einem Getriebe bzw. Getriebegehäuse 130 gekoppelt wird; eine Stützscheibe 320, deren Vorderseite das Stützjoch 310 abstützt und deren Rückseite mit einem Stufenteil 323 ausgebildet ist, das an einem diametral äußeren Teil axial stufenförmig abgesetzt ist; einen Jochabdeckstopfen 330, der mit dem Getriebe 130 entlang der äußeren umfangsseitigen Oberfläche davon verschraubt ist und so konfiguriert ist, dass er mit der Stützscheibe 320 durch eine Torsionsfeder 340 in Eingriff gebracht wird, um der Stützscheibe 320 eine Rotationskraft bereitzustellen, wobei der Jochabdeckstopfen 330 mit einem Abstützteil 335 versehen ist, das so gebildet ist, dass es sich an einer Position, die dem Stufenteil 323 entspricht, axial erstreckt, um zu bewirken, dass sich die Stützscheibe 320 in Richtung auf das Stützjoch 310 bewegt, wenn die Stützscheibe 320 gedreht wird; und die Torsionsfeder, die zwischen der Stützscheibe 320 und dem Jochabdeckstopfen 330 angeordnet ist.
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Das Stützjoch 310 ist so konfiguriert, dass es sich in einem engen Kontakt mit der Rückseite des Zahnstangenstabs 140 befindet, der mit einem Ritzel 120 ineinandergreift, um den Zahnstangenstab 140 nach vorne so abzustützen, dass die Zahnstange und das Ritzel 120 korrekt miteinander verzahnt bleiben.
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Um dafür zu sorgen, dass der Zahnstangenstab 140 und das Ritzel 120 in einem engen Kontakt miteinander bleiben, um eine Kraft effizient zu übertragen, ist ein solches Stützjoch 310 so konfiguriert, dass es in Richtung auf das Stützjoch 310 gleitend verschoben wird, während es durch die Federkraft gedreht wird, die von der Torsionsfeder 340 erzeugt wird, die an dem Jochabdeckstopfen 330 anliegt, und das Stützjoch 310 nach vorne drückt, so dass ein vorbestimmter Spielraum zwischen dem Stützjoch 310 und 140 aufrecht erhalten werden kann.
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Das heißt, das Stützjoch 310 wird in einen Zylinder 250 des Getriebes 130 so eingeführt, dass die Vorderseite des Stützjochs 310 in einen engen Kontakt mit der Rückseite des Zahnstangenstabs 140 kommt, und die Stützscheibe 320, die von dem Jochabdeckstopfen 330 abgestützt wird, ist so konfiguriert, dass sie das Stützjoch 310 nach vorne drückt, während sie Dreh- und Gleitbewegungen auf der Rückseite des Stützjochs 310 ausführt.
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Eine konkave, bogenförmige Stützfläche zum Abstützen des Zahnstangenstabs 140 ist auf der Vorderseite des Stützjochs 310 gebildet, wobei ein Jochblech (nicht gezeigt) an der Stützfläche angebracht sein kann, um eine Reibungskraft mit dem Zahnstangenstab 140 und den Verschleiß zu reduzieren, wenn der Zahnstangenstab 140 gleitend verschoben wird.
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Die Stützscheibe 320 ist mit der Rückseite des Stützjochs 310 gekoppelt, während sie gleichzeitig von dem Jochabdeckstopfen 330 abgestützt wird, wobei die Vorderseite der Stützscheibe 320 das Stützjoch 310 gegenüber dem Zahnstangenstab 140 abstützt und die Rückseite der Stützscheibe 320 mit einem Stufenteil 323 versehen ist, das von dem Abstützteil 335 des Jochabdeckstopfens 330 abgestützt wird.
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Es können zwei oder mehr Abstützteile 335 bereitgestellt sein. In einem solchen Fall sind die Abstützteile 335 so gebildet, dass sie umfangsseitig voneinander beabstandet sind; und es kann auch die gleiche Anzahl an Stufenteilen 323 so gebildet sein, dass diese positionsmäßig den Abstützteilen 335 entsprechen.
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Da das Stufenteil 323 an einer diametral äußeren Position auf der Rückseite der Stützscheibe 320 so gebildet ist, dass es axial stufenförmig abgesetzt ist, kann das Stufenteil 323 von dem Abstützteil 335 des Jochabdeckstopfens 330 abgestützt werden, was später noch beschrieben werden wird, und kann axial um einen Unterschied in der Höhe in dem Stufenteil 323 gleitend verschoben werden, wenn die Stützscheibe 320 gedreht wird.
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Außerdem ist der Jochabdeckstopfen 330 mit Gewinden an dem äußeren Umfang davon ausgebildet, um mit dem Zylinder 250 des Getriebes 130 verschraubt zu werden. Außerdem ist der Jochabdeckstopfen 330 mit der Stützscheibe 320 durch die Torsionsfeder 340 so gekoppelt, dass eine Rotationskraft an der Stützscheibe 320 erzeugt werden kann.
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Die Torsionsfeder 340 ist dafür ausgelegt, eine Rotationskraft an der Stützscheibe 320 zu erzeugen, wobei ein Ende der Torsionsfeder 340 mit einem Hakenteil 321 der Stützscheibe 320 gekoppelt ist und das andere Ende mit einem Hakenteil 331 des Jochabdeckstopfens 330 gekoppelt ist.
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Außerdem ist der Jochabdeckstopfen 330 mit einem Abstützteil 335 versehen, das sich in Richtung auf das Stufenteil 323 der Stützscheibe 320 an einer Position erstreckt, die dem Stufenteil 323 entspricht, so dass der Jochabdeckstopfen 330 in Richtung auf das Stützjoch 310 bewegt werden kann, wenn die Stützscheibe 320 von der Torsionsfeder 340 gedreht wird.
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Dementsprechend wird dann, wenn der Jochabdeckstopfen 330 fest an dem Getriebe 130 gekoppelt ist, indem die Stützscheibe 320 in Richtung auf das Stützjoch 310 gedrückt wird, und die Stützscheibe 320 eine Rotationskraft von der Torsionsfeder 340 empfängt, eine axiale Kraft erzeugt, die in Richtung auf das Stützjoch 310 um einen Höhenunterschied des Stufenteils 323 vorgespannt ist, während das Stufenteil 323 von dem Abstützteil 335 abgestützt und gedreht wird.
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Wenn in der Anfangsphase keine Abnutzung in dem Stützjoch 310 existiert, hält die anfängliche axiale Kraft die Kraft des Stützjochs 310 für das Abstützen des Zahnstangenstabs 140 konstant aufrecht, wodurch verhindert wird, dass ein Geräusch durch einen Schlag, der in umgekehrter Richtung durch den Zahnstangenstab 140 von einer unregelmäßigen Fahrbahnoberfläche eingebracht wird, erzeugt wird.
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Wenn eine bestimmte Zeitdauer für die Verschleißfestigkeit vergangen ist, so dass sich der Betrag an Verschleiß des Stützjochs 310 erhöht, wodurch ein Spielraum erzeugt wird, und der Spielraum den Unterschied in der Höhe des Stufenteils 323 überschreitet, dann wird die Stützscheibe 320 zusätzlich durch die Federkraft der Torsionsfeder 340 gedreht und um den Unterschied in der Höhe des Stufenteils 323 weiter in Richtung auf das Stützjoch 310 zu bewegt.
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Außerdem kann ein elastisches Element 350 zwischen der Stützscheibe 320 und dem Jochabdeckstopfen 330 angeordnet sein, um eine Federkraft für das Vorspannen der Stützscheibe 320 und des Jochabdeckstopfens 330 weg voneinander bereitzustellen. Eine Druckschraubenfeder oder eine Blattfeder, wie sie in 3 bis 7 veranschaulicht sind, können als das elastische Element 350 verwendet werden. Aber die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise auf diese beschränkt, und es kann auch ein zylinderförmiges elastisches Element 350 verwendet werden, das aus einem elastischen Material wie etwa Gummi, Silikon und Urethan gebildet ist.
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Ein solches elastisches Element 350 erzeugt eine Stützkraft zum zusätzlichen Abstützen des Stützjochs 310 gegen den Zahnstangenstab 140, wenn der Betrag an Verschleiß des Stützjochs 310, d. h. der Spielraum zwischen dem Zahnstangenstab 140 und dem Stützjoch 310, den Unterschied in der Höhe des Stufenteils 323 nicht überschreitet, wodurch Geräusche verhindert werden.
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In der Zwischenzeit ist ein Führungsteil 325 so gebildet, dass es sich ausgehend von der Mitte auf der Rückseite der Stützscheibe 320 erstreckt, d. h. der Seite der Stützscheibe 320 von den beiden Seiten der Stützscheibe 320, die in Richtung auf den Jochabdeckstopfen 330 gerichtet ist, und ein Führungsloch 339 ist durch die Mitte des Jochabdeckstopfens 330 so gebildet, dass sich das Führungsteil 325 durch das Führungsloch 339 erstreckt und davon abgestützt wird, wenn es verschoben wird. Als eine Folge davon kann, wenn die Stützscheibe 320 gleitend verschoben wird, während sie von der Torsionsfeder 340 gedreht wird, die axiale Bewegung der Stützscheibe 320 abgestützt werden.
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Außerdem kann für ein bequemeres Montieren der Stützscheibe 320 und des Jochabdeckstopfens 330 an dem Getriebe 130 in einem Zustand, in dem die Stützscheibe 320 und der Jochabdeckstopfen 330 einstückig miteinander gekoppelt sind, das Führungsteil 325 mit Gewinden auf dem äußeren Umfang davon ausgebildet sein, und eine provisorische Montagemutter 360 kann an dem Führungsteil 325 an der Außenseite der Rückseite des Jochabdeckstopfens 330 in einem Zustand gekoppelt werden bzw. sein, in dem sich das Führungsteil 325 durch das Führungsloch 339 erstreckt.
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Das heißt, damit die Montage bequemer von statten gehen kann, ist es möglich, die provisorische Montagemutter 360 an dem Führungsteil 325 zu befestigen, während eine Torsion an die Torsionsfeder 340 in dem Zustand angelegt wird, in dem sich das Führungsteil 325 durch das Führungsloch 339 des Jochabdeckstopfens 330 erstreckt, und ist es möglich, die dadurch gebildete provisorische Baugruppe an dem Zylinder 250 des Getriebes 130 zu koppeln.
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Nachdem er auf diese Weise durch die provisorische Montagemutter 360 einstückig gekoppelt ist, wird der Jochabdeckstopfen 330 mit dem Zylinder 250 des Getriebes 130 verschraubt, um die Position des Jochabdeckstopfens 330 zu fixieren, und dann wird die provisorische Montagemutter 360 gelöst und entfernt. Somit wird die Stützscheibe 320 das Stützjoch 310 abstützen, während sie Dreh- und Verschiebebewegungen zwischen dem Stützjoch 310 und dem Jochabdeckstopfen 330 durch die rotierende Federkraft der Torsionsfeder 340 ausführt.
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Wenn die Stützscheibe 320 und der Jochabdeckstopfen 330, die auf diese Weise einstückig miteinander gekoppelt sind, mit dem Zylinder 250 des Getriebes 130 gekoppelt werden, ist es möglich, die Probleme wie etwa eine gesteigerte Zeitdauer für die Montage, eine Schwierigkeit bei der Montage und der Verlust von Bauteilen, die auftreten können, wenn diese Bauteile eines nach dem anderen montiert werden, zu lösen.
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Außerdem kann ein Anschlag 327 an einem umfangsseitigen Ende des Stufenteils 323 zum Abstützen durch das Abstützteil 335 des Jochabdeckstopfens 330 und zur Begrenzung der Drehbewegung der Stützscheibe 320 gebildet sein. Dann ist es möglich, eine Position für das provisorische Zusammenbauen der Stützscheibe 320 und des Jochabdeckstopfens 330 festzulegen, während eine Torsion an die Torsionsfeder 340 zu dem Zeitpunkt des provisorischen Zusammenbauens der Stützscheibe 320 und des Jochabdeckstopfens durch die provisorische Montagemutter 360 angelegt wird.
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Nachdem eine bestimmte Zeitdauer in einem solchen Ausmaß verstrichen ist, dass die Verschleißfestigkeit der Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung bis zu einem gewissen Grad verloren gegangen ist, vergrößert sich ein Spielraum zwischen dem Stützjoch 310 und dem Zahnstangenstab 140 durch den Verschleiß zwischen diesen. Wenn der Spielraum größer wird, kann die Stützkraft des Zahnstangenstabs 140 reduziert werden, und ein Klappergeräusch kann erzeugt werden, was bewirken wird, dass ein Lenkgefühl eines Fahrers verschlechtert wird.
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Deshalb ist es möglich, zwei oder mehr Stufenteile 323a, 323b und 323c für das Stufenteil 323 zu bilden, die axial stufenförmig abgesetzt sind, um so den vergrößerten Spielraum zwischen dem Zahnstangenstab 140 und dem Stützjoch 310 stufenweise zu kompensieren, wenn die Verschleißfestigkeit bis zu einem gewissen Grad in einem solchen Ausmaß verloren gegangen ist, dass der Spielraum auf Grund von Verschleiß vergrößert wird. Wenn zwei oder mehr Stufenteile 323a, 323b und 323c für das Stufenteil 323 auf diese Weise gebildet sind, sind die individuellen Stufenteile 323a, 323b und 323c in der Umfangsrichtung der Stützscheibe 320 kontinuierlich gebildet.
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Das heißt, es ist möglich, zwei oder mehr Stufenteile 323a, 323b und 323c kontinuierlich in der Umfangsrichtung derart zu bilden, dass die axiale Breite jedes der Stufenteile, das heißt die Dicke zwischen der mit Stufenteilen ausgebildeten Seite und der gegenüberliegenden Seite Schritt um Schritt in der Umfangsrichtung vergrößert wird. Dann wird, wenn der Betrag an Verschleiß des Stützjochs 310 größer wird, der Abstand zwischen der Stützscheibe 320 und dem Jochabdeckstopfen 330 Schritt um Schritt vergrößert.
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Es wird bestimmt, dass die Unterschiede in den Höhen der einzelnen Stufenteile, die auf diese Weise kontinuierlich gebildet sind, um einen konstanten Wert in dem Bereich von 0,07 mm bis 0,13 mm vergrößert werden, so dass die axiale Breite jeder der Stufen axial zunimmt. Zu dem Zeitpunkt des anfänglichen Zusammenbauens wird das Abstützteil 335 von dem ersten Stufenteil 323a abgestützt und damit gekoppelt, welches die kleinste axiale Breite aufweist. Danach, wenn der Betrag an Verschleiß des Stützjochs 310 bei dem Unterschied in der Höhe des ersten Stufenteils 323a ankommt, wird die Stützscheibe 320 von der Torsionsfeder 340 gedreht. Dann wird das zweite Stufenteil 323b mit dem Abstützteil 335b gekoppelt und um den Unterschied in der Höhe des zweiten Stufenteils 323b in Richtung auf das Stützjoch 310 gleitend verschoben, um den Spielraum zu kompensieren, wobei das zweite Stufenteil 323b zu dem ersten Stufenteil 323a benachbart ist und in Bezug auf das erste Stufenteil 323a stufenförmig abgesetzt ist, d. h. eine axiale Breite aufweist, die größer als die des ersten Stufenteils 323a um den Höhenunterschied in dem Bereich von 0,07 mm bis 0,13 mm ist. Danach, wenn der Betrag an Verschleiß des Stützjochs 310 wieder an dem Unterschied in der Höhe des zweiten Stufenteils 323b ankommt, wird das dritte Stufenteil 323c, das zu dem zweiten Stufenteil 323b benachbart ist, mit dem Abstützteil 335 gekoppelt und in Richtung auf das Stützjoch 310 um den Höhenunterschied des dritten Stufenteils 323c gleitend verschoben, um den Spielraum zu kompensieren.
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Ein Werkzeugbefestigungsteil 337 in der Form eines Schraubenbolzenkopfes oder einer Mutter ist an dem hinteren Teil des Jochabdeckstopfens 330 derart gebildet, dass ein Werkzeug an dem Werkzeugbefestigungsteil 337 angebracht oder daran befestigt werden kann, wodurch die Montage des Jochabdeckstopfens 330 an dem Getriebe 130 erleichtert wird.
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7 ist eine Querschnittansicht, die eine Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Die Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der zweiten exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: ein Stützjoch 310, das so konfiguriert ist, dass es einen Zahnstangenstab 140 gegenüber einem Ritzel 120 abstützt und mit einem Getriebe bzw. Getriebegehäuse 130 gekoppelt wird; eine Stützscheibe 320, deren Vorderseite das Stützjoch 310 abstützt und deren Rückseite mit einem Abstützteil 335 versehen ist, das so gebildet ist, dass es sich an einem diametral äußeren Teil axial erstreckt; einen Jochabdeckstopfen 330, der so konfiguriert ist, dass er mit dem Getriebe 130 entlang der äußeren umfangsseitigen Oberfläche davon verschraubt wird und mit der Stützscheibe 320 durch eine Torsionsfeder 340 in Eingriff gebracht wird, um der Stützscheibe 320 eine Rotationskraft bereitzustellen, wobei der Jochabdeckstopfen 330 mit einem Stufenteil 323 versehen ist, das so geformt ist, dass es an einer Position, die dem Abstützteil 335 entspricht, axial stufenförmig abgesetzt ist, um zu bewirken, dass sich die Stützscheibe 320 in Richtung auf das Stützjoch 310 bewegt, wenn die Stützscheibe 320 gedreht wird; und die Torsionsfeder 340, die zwischen der Stützscheibe 320 und dem Jochabdeckstopfen 330 angeordnet ist.
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Die zweite exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der ersten exemplarischen Ausführungsform im Hinblick auf das Abstützteil 335 und das Stufenteil 323 dahingehend, dass das Abstützteil 335 an der Stützscheibe 320 gebildet ist und das Stufenteil 323, das zu dem Abstützteil 335 passt, an dem Jochabdeckstopfen 330 gebildet ist. Nachfolgend wird die zweite exemplarische Ausführungsform hauptsächlich anhand der Unterschiede zwischen den ersten und zweiten exemplarischen Ausführungsformen beschrieben werden.
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Die Stützscheibe 320 wird von dem Jochabdeckstopfen 330 abgestützt und ist mit der Rückseite des Stützjochs 310 gekoppelt. Die Vorderseite der Stützscheibe 320 stützt das Stützjoch 310 gegen den Zahnstangenstab 140 ab, und die Rückseite ist, anders als in der ersten exemplarischen Ausführungsform, mit einem Abstützteil 335 versehen, das so gebildet ist, dass es sich in Richtung auf den Jochabdeckstopfen 330 erstreckt, und ist nicht mit einem Stufenteil 323 versehen. Und der Jochabdeckstopfen 330 ist mit dem Stufenteil 323 an der Position versehen, die dem Abstützteil 335 der Stützscheibe 320 entspricht, so dass die Stützscheibe 320 in Richtung auf das Stützjoch 310 bewegt werden kann, während sie durch die Torsionsfeder 340 gedreht wird, was wiederum anders als bei der ersten exemplarischen Ausführungsform ist.
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Das Abstützteil 335 ist an einer diametral äußeren Position auf der Rückseite der Stützscheibe 320 gebildet, und das Stufenteil 323 ist auf der Vorderseite des Jochabdeckstopfens 330 so gebildet, dass es axial stufenförmig abgesetzt ist.
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Deshalb ist der Jochabdeckstopfen 330 so konfiguriert, dass er fest an dem Getriebe 130 gekoppelt ist, während er die Stützscheibe 320 in Richtung auf das Stützjoch 310 drückt, und die Stützscheibe 320 ist so konfiguriert, dass die Stützscheibe 320 beim Empfangen einer Rotationskraft von der Torsionsfeder 320 den Spielraum zwischen dem Stützjoch 310 und dem Zahnstangenstab 140 durch eine axiale Kraft kompensiert, die so vorgespannt ist, dass sie die Stützscheibe 320 in Richtung auf das Stützjoch 310 um den Unterschied in der Höhe des Stufenteils 323 bewegt, wenn das Abstützteil 335 gedreht wird, während es von dem Stufenteil 323 abgestützt wird.
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Mit Ausnahme der positionsmäßigen Unterschiede, dass das Stützteil 335 auf der Stützscheibe 320 gebildet ist und dass das Stufenteil 323 an dem Jochabdeckstopfen 330 gebildet ist, ist die zweite exemplarische Ausführungsform identisch zu der ersten exemplarischen Ausführungsform. Deshalb wird die weitere ausführliche Beschreibung der zweiten exemplarischen Ausführungsform weggelassen.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die wie oben konfiguriert und geformt ist, ist es möglich, einen Spielraum selbst dann zu kompensieren, wenn das Joch abgenutzt wird, nachdem die Dauerstandfestigkeit eines Fahrzeugs bis zu einem gewissen Grad verloren gegangen ist. Folglich ist es möglich, ein Geräusch zu verhindern, das durch einen Schlag, der in umgekehrter Richtung von einer ungleichmäßigen Fahrbahnoberfläche eingeführt wird, infolge des Größerwerdens des Spielraums verursacht wird, und ist es möglich, einem Fahrer ein angenehmes Lenkgefühl bereitzustellen. Da es möglich ist, eine Zahnstangenstab-Abstützeinrichtung, die mehrere Bauteile umfasst, an einem Getriebe in einem Zustand zu montieren, in dem die Bauteile einstückig miteinander gekoppelt sind, ist es außerdem möglich, eine Schwierigkeit bei der Montage und die Zeitdauer für die Montage zu reduzieren sowie den Verlust der Bauteile zu verhindern.
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Auch wenn vorstehend beschrieben worden ist, dass alle Komponenten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine einzige Einheit verbunden oder so gekoppelt sind, dass sie als eine einzige Einheit operativ betrieben werden können, ist die vorliegende Erfindung nicht zwangsläufig auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Das heißt, dass von den Komponenten eine oder mehrere Komponenten selektiv gekoppelt werden kann/können, um als eine oder mehrere Einheiten operativ betrieben zu werden.
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Da des Weiteren Begriffe wie etwa ”enthalten”, „umfassen” und „aufweisen” bedeuten, dass eine oder mehrere korrespondierende Komponenten vorhanden sein können – wenn nicht ausdrücklich auf das Gegenteil hingewiesen wird –, ist dies so auszulegen, dass eine oder mehrere andere Komponenten beinhaltet sein können.
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Obwohl zum Zwecke der Veranschaulichung eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Schutzumfang und dem Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen, wie diese in den anhängenden Patentansprüchen definiert ist. Daher dienen die in der vorliegenden Erfindung offen gelegten Ausführungsformen zur Darstellung des Schutzumfangs der technischen Idee der vorliegenden Erfindung, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die Ausführungsform beschränkt. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist auf der Basis der anhängenden Patentansprüche so auszulegen, dass alle technischen Ideen, die in dem Schutzumfang enthalten sind und äquivalent zu den Patentansprüchen sind, zur vorliegenden Erfindung gehören.
