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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei die Lenkeinrichtung insbesondere zum Abstützen einer Lenksäule an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist, sodass sie schwenkbar ist, und Einstellen dieser, sodass sie in einer gewünschten Neigungsposition platzierbar ist.
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STAND DER TECHNIK
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Als ein Mechanismus zum Einstellen einer Betriebsposition eines Lenkrades, sodass es in einer gewünschten Neigungsposition platziert ist, ist ein elektrisch betriebener Neigungsmechanismus bekannt. Zum Beispiel wird in dem folgenden Patentdokument 1 angestrebt, „eine Lenkeinrichtung bereitzustellen, die ohne Beeinträchtigung eines Neigevorgangs eine Gegenbewegung in einer Vertikalrichtung unterdrücken kann” (beschrieben in Absatz [0004] des Patentdokuments 1), und wird vorgeschlagen, dass „in einer Lenkeinrichtung, die eine mit einem Lenkrad verbundene Lenkwelle, eine Lenksäule mit einem zylindrischen Säulengehäuse, das die Lenkwelle drehbar aufnimmt und abstützt und das mittels einer Befestigungskonsole an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist, und einen Neigungsmechanismus aufweist, der ein Neigungsausmaß der Lenksäule relativ zu der Befestigungskonsole auf Basis des Betriebs eines Neigungsmotors einstellt, der Neigungsmechanismus eine durch den Neigungsmotor rotierte Welle, ein Schiebeelement, das auf der Welle auf Basis einer Rotation der Welle verschoben wird, und einen Kopplungsmechanismus aufweist, der das Säulengehäuse mit dem Schiebeelement und der Befestigungskonsole verbindet und der die Lenksäule auf Basis einer Verschiebung des Schiebeelements relativ zu der Befestigungskonsole neigt, wobei der Kopplungsmechanismus auf beiden von linken und rechten Seiten des Säulengehäuses an der Außenseite in der Radialrichtung des Säulengehäuses angeordnet ist” (beschrieben in Absatz [0005] desselbigen).
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Ferner wird in dem folgenden Patentdokument 2 angestrebt, „eine Lenkeinrichtung bereitzustellen, die in üblicher Weise eine Lenksäule bereitstellen kann, die unabhängig von einem Antriebssystem eines Neigungs-Teleskopierungs-Mechanismus ist” (beschrieben in Absatz [0005] des Patentdokuments 2), und wird vorgeschlagen, dass „in einer Lenkeinrichtung, die eine mit einem Lenkrad versehene Lenkwelle, eine Lenksäule, welche die Lenkwelle drehbar aufnimmt und abstützt, und eine Halterung aufweist zum Installieren eines Lenkposition-Einstellmechanismus an der Lenksäule, die Lenksäule eingerichtet ist, sodass sie montierbar an und demontierbar von der Lenksäule ist” (beschrieben in Absatz [0006] desselbigen). Ferner ist beschrieben, dass „die Halterung eine Tragkonsole zum Installieren eines manuell betätigten Neigungs-Teleskopierungs-Mechanismus oder eine Basiskonsole zum Installieren eines elektrisch betriebenen Neigungs-Teleskopierungs-Mechanismus ist” (in Absatz [0007] desselbigen), und ist beschrieben, dass „Installationsabschnitte der Tragkonsole und der Installationsabschnitt der Basiskonsole gemeinsam vorzusehen sind” (in Absatz [0009] desselbigen).
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Ferner ist als eine Technologie zum Verhindern eines Rücklaufs zwischen einer Gewindewelle und einem Mutterelement eines elektrisch betriebenen Neigungsmechanismus zum Gewährleisten einer gleichmäßigen Verschiebbarkeit zum Beispiel in dem folgenden Patentdokument 3 vorgeschlagen „ein Schiebemechanismus, der gekennzeichnet ist durch Aufweisen einer Welle mit einem Außengewindeabschnitt, die mit einer Ausgangswelle einer Antriebsquelle rotiert, eines annähernd zylindrischen Innengewindeelements, das um den Außengewindeabschnitt herum angeordnet ist, wobei dessen Rotation auf eine Rotationsrichtung der Welle beschränkt ist, und das mit dem Außengewindeabschnitt in Eingriff steht und mit einem anzutreibenden Objekt bewegt wird, eines Vorspannelements, welches das Innengewindeelement in eine Radialrichtung vorspannt, und eines Drückelements, das einen Anlageabschnitt hat, der an dem Außengewindeabschnitt anliegt, und das mit einer Reaktionskraft der Vorspannkraft des Vorspannelements beaufschlagt ist, wobei die Reaktionskraft als eine Anlagekraft zwischen dem Außengewindeabschnitt und dem Anlageabschnitt wirkt” (in Absatz [0011] des Patentdokuments 3). Und es ist beschrieben, dass „das annähernd zylindrische Innengewindeelement durch die Vorspannkraft des Vorspannelements in der Radialrichtung vorgespannt ist, sodass es sicher an dem Schraubenabschnitt der Welle anliegt und die Reaktionskraft von dessen Vorspannkraft sicher durch das Drückelement aufgenommen wird, und dadurch, dass der Anlageabschnitt sicher an dem Außengewindeabschnitt der Welle anliegt, wird erzwungen, dass der Rücklauf des Eingriffsabschnitts der Gewinde vermieden wird” (in Absatz [0012] desselbigen).
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DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENT
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- Patentdokument 1:
Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2006-327374 A
- Patentdokument 2:
Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2006-264547 A
- Patentdokument 3:
Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2000-280916 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
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Die wie in dem obigen Patentdokument 1 offenbarte Neigungs-Lenkeinrichtung ist eingerichtet, eine Ausgabe des Neigungsmotors (Elektromotors) durch den die Gewindewelle (Trapezgewinde oder dergleichen) verwendenden Schiebemechanismus in eine Linearbewegung umzuwandeln und diese in eine Vertikalverlagerung (Neigebewegung) des Lenkrades umzuwandeln mittels des einen Umlenkhebel nutzenden Kopplungsmechanismus, und der elektrisch betriebene Neigungsmechanismus weist viele Teile auf, wie beispielsweise den die Antriebseinheit konfigurierenden Elektromotor, den Kopplungsmechanismus und dergleichen, und ist in der Abmessung groß, sodass es schwierig ist, diesen an einem Fahrzeug zu installieren. Ferner wurde gemäß der wie in Patentdokument 3 beschriebenen Technologie beabsichtigt, den Rücklauf zwischen der Welle (Gewindewelle), die mit der Ausgangswelle der Antriebsquelle rotiert, und dem Schieber (Mutterelement) zu verhindern, und sind ferner das Vorspannelement (Feder) und das Drückelement oder dergleichen erforderlich, sodass die Anzahl von Teilen groß ist und die Montagezeit zunimmt. In einigen der Dokumente unterscheiden sich die Strukturen wesentlich von jenen des manuell betätigten Neigungsmechanismus und sind nicht ausgelegt, sodass sie mit jenen des manuell betätigten Neigungsmechanismus austauschbar sind, sodass nicht erwartet werden kann, gemeinsame Teile für jene Strukturen bereitzustellen.
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Andererseits ist gemäß der wie in dem obigen Patentdokument 2 offenbarten Lenkeinrichtung vorgeschlagen, einen Halterungsinstallationsabschnitt für den manuell betätigten Neigungsmechanismus und den elektrisch betriebenen Neigungsmechanismus gemeinsam bereitzustellen. Wenn jeder Neigungsmechanismusabschnitt in einer Unterbaugruppe ausgebildet ist und es ermöglicht ist, dass er installierbar an und demontierbar von der Lenksäule ist, wird es möglich sein, bei gemeinsam vorgesehener Lenksäule in geeigneter Weise einen dieser auszuwählen. Jedoch nutzen die wie in dem obigen Patentdokument 2 beschriebenen Neigungsmechanismusabschnitte die Strukturen für den vorherigen manuell betätigten Neigungsmechanismus und elektrisch betriebenen Neigungsmechanismus. Daher ist der elektrische betriebene Neigungsmechanismus groß wie der vorherige, sodass es schwierig ist, ihn an einem Fahrzeug zu installieren.
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Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Lenkeinrichtung zum Einstellen einer Lenksäule, sodass sie in einer gewünschten Neigungsposition platziert ist, ein Ziel, die Lenkeinrichtung bereitzustellen, die einen elektrisch betriebenen Neigungsmechanismus konfigurieren kann, welcher mit einem manuell betätigten Neigungsmechanismus austauschbar ist und welcher in der Größe klein und einfach an einem Fahrzeug montierbar ist.
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Ferner ist es ein Ziel, eine Lenkeinrichtung bereitzustellen, die einen elektrisch betriebenen Neigungsmechanismus konfigurieren kann, welcher einen in Reaktion auf einen Neigungsvorgang auftretenden Rücklauf verhindert, um einen problemlosen Betrieb zu gewährleisten, und welcher in der Größe klein und einfach an einem Fahrzeug montierbar ist.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
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Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, weist gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung eine Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug auf: eine Befestigungskonsole, die an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist, eine Lenksäule, die an der Fahrzeugkarosserie abgestützt ist, sodass sie schwenkbar ist, eine Neigungshalterung, welche die Lenksäule hält und welche an der Befestigungskonsole abgestützt ist, sodass sie relativ dazu bewegbar ist, eine Neigungswelle, die sich in einer Querrichtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt und die an der Befestigungskonsole abgestützt ist, sodass sie relativ dazu in einer Axialrichtung der Lenksäule bewegbar ist, und eine Antriebseinheit, welche Lenkeinheit dadurch gekennzeichnet ist, dass die Antriebseinheit so angeordnet und ausgestaltet ist, dass sie die Neigungshalterung um eine Achse der Neigungswelle rotiert, um eine Relativposition der Neigungshalterung zu der Befestigungskonsole zu verstellen.
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In der wie oben beschriebenen Lenkeinrichtung kann die Antriebseinheit ein Kurbelelement, wobei ein Ende dessen an der Neigungswelle befestigt ist, einen Elektromotor, der an der Neigungshalterung befestigt ist, und einen Drehzahlminderer aufweisen, der eine Ausgabe des Elektromotors reduziert und der das andere Ende des Kurbelelements rotiert.
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Bei der wie oben beschriebenen Lenkeinrichtung kann die Befestigungskonsole mit Langlöchern ausgebildet sein, die längliche Abmessungen in der Axialrichtung der Lenksäule haben, und kann die Neigungswelle eingerichtet sein, sodass sie in den Langlöchern abgestützt ist, um relativ dazu bewegbar zu sein. Ferner kann sie ein Neigungsgleitstück, das zwischen jedem Langloch und der Neigungswelle angeordnet ist, und ein Vorspannelement aufweisen, welches das Neigungsgleitstück in der Axialrichtung der Neigungswelle vorspannt.
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Bei der wie oben beschriebenen Lenkeinrichtung kann das Neigungsgleitstück ein hohles, kreisförmiges, kegelstumpfartiges, konisches Element mit einem Aussparungsabschnitt in einer Axialrichtung dessen sein und kann ein Innendurchmesser eines hohlen Abschnitts des hohlen, kreisförmigen, kegelstumpfartigen, konischen Elements so konfiguriert sein, dass er kleiner als ein Außendurchmesser der Neigungswelle ist, kann ein minimaler Außendurchmesser des hohlen, kreisförmigen, kegelstumpfartigen, konischen Elements so konfiguriert sein, dass er kleiner als eine Abmessung einer kürzeren Seite des Langlochs ist, und kann ein maximaler Außendurchmesser des hohlen, kreisförmigen, kegelstumpfartigen, konischen Elements so konfiguriert sein, dass er größer als die Abmessung der kürzeren Seite des Langlochs ist.
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Bei der wie oben beschriebenen Lenkeinrichtung kann das Vorspannelement mit einer Tellerfeder gebildet sein, welche das Neigungsgleitstück in der Axialrichtung der Neigungswelle vorspannt. Oder das Vorspannelement kann mit einer Schraubenfeder gebildet sein, die auf die Neigungswelle montiert ist, um das Neigungsgleitstück in der Axialrichtung der Neigungswelle vorzuspannen. Und sie kann ferner eine Buchse aufweisen, die in das Langloch eingepasst ist und die zwischen der Befestigungskonsole und dem Neigungsgleitstück angeordnet ist.
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Bei der wie oben beschriebenen Lenkeinrichtung kann die Neigungswelle in zwei Elemente unterteilt sein und können gegenüberliegende Endabschnitte dieser eingerichtet sein, sodass sie mit dem Kurbelelement verbunden sind.
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Der Drehzahlminderer kann ein erstes Schneckenantriebselement (first worm gear), das an einer Ausgangswelle des Elektromotors befestigt ist, ein erstes Schneckenrad (first worm wheel), das mit dem ersten Schneckenantriebselement in Eingriff steht, ein zweites Schneckenantriebselement (second worm gear), das einheitlich mit dem ersten Schneckenrad rotiert wird, und ein zweites Schneckenrad (second worm wheel) aufweisen, das mit dem zweiten Schneckenantriebselement in Eingriff steht, und eine Rotationswelle des zweiten Schneckenrades kann eingerichtet sein, sodass sie an dem anderen Ende des Kurbelelements befestigt ist.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Da die vorliegende Erfindung wie oben beschrieben konfiguriert wurde, werden die folgenden Wirkungen erzielt. Das heißt, gemäß der Lenkeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung sind die Neigungshalterung, die Neigungswelle und die Antriebseinheit, die wie oben beschrieben konfiguriert sind, vorgesehen und ist die Antriebseinheit konfiguriert, um die Neigungshalterung um eine Achse der Neigungswelle zu rotieren und eine Relativposition der Neigungshalterung zur Befestigungskonsole zu verstellen, sodass ein einfach und leicht zusammengebauter, kleiner, elektrisch betriebener Neigungsmechanismus mit kleinerer Anzahl von Teilen als jener im Stand der Technik konfiguriert werden kann. Daher kann eine preisgünstige Einrichtung, welche leicht an einem Fahrzeug montierbar ist, bereitgestellt werden. Insbesondere kann, da der elektrisch betriebene Neigungsmechanismus in in etwa der gleichen Baugröße wie der manuell betätigte Neigungsmechanismus konfiguriert werden kann, die auf dem manuell betätigten Neigungsmechanismus basierende Lenkeinrichtung zum Beispiel in jene des elektrisch betriebenen umgewandelt werden unter Beibehaltung dessen, dass sie leicht an das Fahrzeug montierbar ist. Andererseits kann, wenn die Teile für den manuell betätigten Neigungsmechanismus an der gleichen Befestigungskonsole und Neigungshalterung wie jene, die oben beschrieben sind, installiert sind, die den manuell betätigten Neigungsmechanismus aufweisende Lenkeinrichtung einfach und leicht konfiguriert werden, sodass sie mit dem manuell betätigten Neigungsmechanismus austauschbar ist.
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Zum Beispiel kann sie, wenn die oben beschriebene Antriebseinheit mit dem Kurbelelement, dem Elektromotor und dem Drehzahlminderer wie oben beschrieben versehen ist, und sie eingerichtet ist, sodass die Ausgabe des Elektromotors zum Rotieren des Kurbelelements gemindert wird, in der Größe klein ausgebildet werden, mit kleiner Anzahl von Teilen und ohne das Erfordern des vorherigen Schiebemechanismus oder Kopplungsmechanismus.
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Ferner kann, wenn die Befestigungskonsole mit Langlöchern ausgebildet ist und die Neigungswelle so konfiguriert ist, dass sie in den Langlöchern abgestützt ist, sodass sie relativ dazu bewegbar ist, die Einrichtung als Ganzes einfach und preiswert hergestellt werden.
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Außerdem kann, wenn sie mit dem zwischen jedem Langloch und der Neigungswelle angeordneten Neigungsgleitstück und dem das Neigungsgleitstück in der Axialrichtung der Neigungswelle vorspannenden Vorspannelement versehen ist, die aus dem Neigungsvorgang resultierende Gegenbewegung sicher verhindert werden, um einen problemlosen Betrieb zu gewährleisten.
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In der wie oben beschriebenen Lenkeinrichtung kann, wenn das Neigungsgleitstück mit dem hohlen, kreisförmigen, kegelstumpfartigen, konischen Element, das den Aussparungsabschnitt in einer Axialrichtung dessen hat, gebildet ist und dessen Innendurchmesser so gesetzt ist, dass er kleiner als der Außendurchmesser der Neigungswelle ist, wobei der minimale Außendurchmesser so gesetzt ist, dass er kleiner als die Abmessung der kürzeren Seite des Langlochs ist, und wobei der maximale Außendurchmesser so gesetzt ist, dass er größer als die Abmessung der kürzeren Seite des Langlochs ist, die aus dem Neigungsvorgang resultierende Gegenbewegung sicher verhindert werden. Das Vorspannelement kann durch ein einfaches und preiswertes Element gebildet sein, wie beispielsweise eine Tellerfeder oder eine Schraubenfeder. Ferner kann, wenn die Buchse in das Langloch eingepasst ist, ein leichtgängiger Gleitvorgang für das Neigungsgleitstück relativ zur Befestigungskonsole gewährleistet werden.
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Darüber hinaus kann, wenn die Neigungswelle in zwei Elemente unterteilt ist und die gegenüberliegenden Endabschnitte dieser mit dem Kurbelelement verbindbar sind, eine geeignete Montierbarkeit gewährleistet werden.
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Bezüglich des Drehzahlminderers kann, wenn er die ersten und zweiten Schneckenantriebselemente und die ersten und zweiten Schneckenräder aufweist und wenn die Rotationswelle des zweiten Schneckenrades so konfiguriert ist, dass sie an dem anderen Ende des Kurbelelements befestigt ist, solch eine geeignete Einrichtung bereitgestellt werden, dass eine Rücklauffähigkeit so klein wie möglich gemacht werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist eine Seitenansicht einer Lenkeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Vorderansicht einer Lenkeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine Schnittansicht geschnitten entlang einer A-A-Linie in 2 zum Zeigen einer für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Antriebseinheit;
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4 ist eine Schnittansicht geschnitten entlang einer B-B-Linie in 2 zum Zeigen einer für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Antriebseinheit;
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5 ist eine Seitenansicht einer in einer Neigung-Abwärts-Position platzierten Lenkeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine Seitenansicht einer in einer Neigung-Aufwärts-Position platzierten Lenkeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 ist eine Vorderansicht, welche ein anderes Beispiel für eine Stützstruktur einer Neigungswelle bezüglich einer Befestigungskonsole gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Befestigungskonsole, welche verwendet wird, wenn eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einen manuell betätigten Neigungsmechanismus umgewandelt wird;
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9 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Lenkeinrichtung, wenn eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Konfigurieren eines manuell betätigten Neigungsmechanismus umgewandelt wird;
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10 ist eine Seitenansicht einer Lenkeinrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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11 ist eine Vorderansicht einer Lenkeinrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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12 ist eine Schnittansicht geschnitten entlang einer A-A-Linie in 11 zum Zeigen einer Antriebseinheit, die für eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
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13 ist eine Schnittansicht geschnitten entlang einer B-B-Linie in 11 zum Zeigen einer Antriebseinheit, die für eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
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14 ist eine Seitenansicht einer in einer Neigung-Abwärts-Position platzierten Lenkeinrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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15 ist eine Seitenansicht einer in einer Neigung-Aufwärts-Position platzierten Lenkeinrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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16 ist eine perspektivische Ansicht einer Befestigungskonsole gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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17 ist eine perspektivische Ansicht eines Neigungsgleitstücks gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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18 ist eine Schnittansicht, welche Stützstrukturen eines Vorspannelements und einer Neigungswelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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19 ist eine Schnittansicht, welche eine Neigungswelle und deren Stützstruktur gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden zweckmäßige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert werden. Die 1 bis 4 zeigen eine Konfiguration einer Lenkeinrichtung 101 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine Lenksäule 10 an einer Fahrzeugkarosserie 100 abgestützt ist, sodass sie schwenkbar ist, und sie so konfiguriert ist, dass die Lenksäule 10 verstellbar ist, sodass sie in einer Neigungsposition mit einem gewünschten Neigungswinkel relativ zu einer Befestigungskonsole 1 platzierbar ist. Bezüglich einer Struktur zum Montieren der Lenksäule 10 an der Fahrzeugkarosserie 100 ist eine Neigungshalterung 2 an der an der Fahrzeugkarosserie 100 befestigten Befestigungskonsole 1 abgestützt, sodass sie relativ dazu bewegbar ist. Ein Mittelabschnitt der Lenksäule 10 ist von der Neigungshalterung 2 gehalten und abgestützt, sodass er um ein Schwenkzentrum (C), das an einem Frontteil der Fahrzeugkarosserie 100 vorgesehen ist, schwenkbar ist.
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Die Lenksäule 10 hat eine Lenkwelle 11 und ein Hauptrohr 12, das auf einer gemeinsamen Achse angeordnet ist, sodass es die Lenkwelle 11 umschließt. Ein Lenkrad (nicht gezeigt) ist an einem hinteren Ende der Lenkwelle 11 abgestützt und ein vorderes Ende dieser ist mit einem Lenkmechanismus (nicht gezeigt) verbunden. Die Lenkwelle 11 hat eine zylindrische obere Welle 11a, von der ein hinteres Ende mit dem Lenkrad (nicht gezeigt) verbunden ist, und eine untere Welle 11b, welche mit einem vorderen Ende der oberen Welle 11a verbunden ist. Das heißt, die obere Welle 11a und die untere Welle 11b sind verbunden, sodass sie relativ in einer Axialrichtung bewegbar sind, und das vordere Ende der unteren Welle 11b ist mit dem Lenkmechanismus (nicht gezeigt) verbunden, welcher in Reaktion auf eine Betätigung des Lenkrades in Betrieb gesetzt wird, um zu lenkende Räder (nicht gezeigt) durch einen Radlenkmechanismus (nicht gezeigt) zu lenken.
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Die Befestigungskonsole 1 weist eine obere Halterung 1a mit Verbindungsabschnitten zur Fahrzeugkarosserie, wie in 2 gezeigt, und eine U-förmige untere Halterung 1b auf, die mit der oberen Halterung 1a verbunden ist (zum Beispiel mittels Schweißens). Ferner ist die Neigungshalterung 2 in einer U-Form ausgebildet, wobei gegenüberliegende Enden dieser an dem Mittelabschnitt der Lenksäule 10 befestigt sind (zum Beispiel mittels Schweißens). An der Neigungshalterung 2 ist eine Neigungswelle 3 abgestützt, sodass sie sich in einer Querrichtung der Fahrzeugkarosserie 100 erstreckt. Die Befestigungskonsole 1 ist an gegenüberliegenden Seitenwänden der unteren Halterung 1b jeweils mit Langlöchern (eines von diesem ist in 1 mit „1s” bezeichnet) ausgebildet, die längere Abmessung (längliche Abmessungen) in der Axialrichtung der Lenksäule 10 aufweisen. Die Neigungswelle 3 ist so angeordnet, dass sie sich durch die Langlöcher 1s in der Querrichtung der Fahrzeugkarosserie 100 hindurch erstreckt, sodass die Neigungswelle 3 an der Befestigungskonsole 1 abgestützt ist, sodass sie relativ dazu in der Axialrichtung der Lenksäule 10 bewegbar ist. In dem Fall, in dem Spiele zwischen den Langlöchern 1s und der Neigungswelle 3 vorhanden sind, können diese Lockerheit am Lenkrad (nicht gezeigt) verursachen. Daher sollten die Spiele so klein wie möglich gemacht werden oder können Abmessungen so konfiguriert werden, dass im Voraus Übermaß bereitgestellt wird.
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Dann ist die Antriebseinheit 4 der vorliegenden Ausführungsform innerhalb der U-förmigen Neigungshalterung 2 platziert und mittels Schrauben oder dergleichen an der Neigungshalterung 2 befestigt. Die Antriebseinheit 4 ist vorgesehen zum Rotieren der Neigungshalterung 2 um die Achse der Neigungswelle 3, um eine Relativposition der Neigungshalterung 2 zur Befestigungskonsole 1 zu verstellen. Und sie ist mit einem Kurbelelement 41, dessen eines Ende an der Neigungswelle 3 befestigt ist, einem Elektromotor 42, der an der Neigungshalterung 2 befestigt ist, und einem Drehzahlminderer 50 versehen, welcher eine Drehzahl einer Ausgabe des Elektromotors 42 mindert und das andere Ende des Kurbelelements 41 rotiert.
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Der Drehzahlminderer 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ausgelegt, um eine Rücklauffähigkeit so klein wie möglich zu reduzieren, um in der Lage zu sein, eine Neigungsposition in Übereinstimmung mit einer Eingabe des Lenkrades zu halten, um solch eine Neigungspositionsänderung zu verhindern, welche ein Fahrzeugfahrer nicht zu verursachen beabsichtigt durch eine Lasteingabe in das Lenkrad (nicht gezeigt). Das heißt, wie in 3 gezeigt, ein Erste-Stufe-Drehzahlminderungsmechanismus ist gebildet mit einem ersten Schneckenantriebselement 51, das an einer Ausgangswelle des Elektromotors 42 befestigt ist, und einem ersten Schneckenrad 52, das mit dem ersten Schneckenantriebselement 51 in Eingriff steht, und ein Zweite-Stufe-Drehzahlminderungsmechanismus ist gebildet mit einem zweiten Schneckenantriebselement 53, das einheitlich mit dem ersten Schneckenrad 52 rotiert wird, und einem zweiten Schneckenrad 54, das mit dem zweiten Schneckenantriebselement 53 in Eingriff steht. Das erste Schneckenrad 52 und das zweite Schneckenantriebselement 53 sind zum Beispiel mittels einer Keilzahnungsverbindung verbunden und dadurch einheitlich rotierbar. Obwohl er so ausgelegt ist, dass eine Rotationsausgabe des Elektromotors 42 durch den Zweistufen-Drehzahlminderungsmechanismus gemindert wird, kann eine einzige Stufe dessen oder können drei Stufen dessen vorgesehen sein.
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Und ein Axialabschnitt des zweiten Schneckenrades 54 ist, wie in 4 gezeigt, mit einem Ende einer Kurbelrotationswelle 43 verbunden, wobei deren anderes Ende mit dem anderen Ende des Kurbelelements 41 verbunden ist. Daher schwenkt, wenn der Elektromotor 42 rotiert wird, das Kurbelelement 41 um die Rotationswelle des zweiten Schneckenrades 54. Bezüglich der Verbindungsmittel an den entgegengesetzten Enden des Kurbelelements 41 kann irgendeines von Schweißen, Presspassung, Zahneingriff und dergleichen verwendet sein, vorausgesetzt, dass dessen eines Ende an der Neigungswelle 3 befestigt ist und das andere Ende an der Kurbelrotationswelle 43 befestigt ist.
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Da die Antriebseinheit 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird, wenn der Elektromotor 42 rotiert wird, dessen Drehzahl durch den Drehzahlminderer 50 geeignet gemindert und an das Kurbelelement 41 übertragen, sodass das Kurbelelement 41 rotiert (geschwenkt) wird. Da die Neigungswelle 3 durch die Befestigungskonsole 1 mit der Fahrzeugkarosserie 100 verbunden ist, wird die Antriebseinheit 4 als Ganzes um die Achse der Neigungswelle 3 rotiert (geschwenkt). Und da die Antriebseinheit 4 an der Neigungshalterung 2 befestigt ist, wird auch die Neigungshalterung 2 um die Achse der Neigungswelle 3 rotiert. Im Ergebnis schwenkt die integral mit der Neigungshalterung 2 verbundene Lenksäule 10 um das Schwenkzentrum (C), sodass ein Neigungsvorgang erzielt wird, wie in 5 und 6 gezeigt. Folglich wird eine Relativposition der Neigungshalterung 2 zur Befestigungskonsole 1 verstellt, um die Lenksäule 10 in einer gewünschten Neigungsposition zu platzieren. In den 5 und 6 bezeichnet „NT” eine Neutralposition (Neigungs-Neutral-Position), bezeichnet „TD” eine Neigungs-Abwärts-Position und bezeichnet „TU” eine Neigungs-Aufwärts-Position.
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In dem wie oben beschriebenen Neigungsvorgang werden, da das Schwenkzentrum des Kurbelelements 41 (einheitlich mit der Neigungswelle 3) und das Schwenkzentrum (C) der Lenksäule 10 sich voneinander unterscheiden, Bewegungsausmaße in einer Säulenaxialrichtung eine Differenz zwischen der Antriebseinheit 4 (befestigt an der Neigungswelle 3) und der Lenksäule 10 verursachen. Um diese Differenz zu beseitigen, sind die Langlöcher 1s, die an der Befestigungskonsole 1 ausgebildet sind, so konfiguriert, dass sie Formen bereitstellen, deren längere Abmessungen (Längsabmessungen) sich in der Axialrichtung der Lenksäule 10 erstrecken, sodass die Neigungswelle 3 durch die Langlöcher 1s geführt wird, sodass sie sich in Reaktion auf eine Schwenkbewegung des Kurbelelements 41 bewegt und an wie in 5 und 6 gezeigten Positionen stoppt. Da die vorliegende Ausführungsform wie oben beschrieben konfiguriert ist, kann die Lenkeinrichtung mit dem elektrisch betriebenen Neigungsmechanismus in der Größe klein und ohne Erfordern des vorherigen Schiebemechanismus oder Kopplungsmechanismus ausgebildet sein.
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Bezüglich Mitteln zum Abstützen der Neigungswelle 3, sodass sie in der Axialrichtung der Lenksäule 10 relativ zu der Befestigungskonsole 1 bewegbar ist, können diese so konfiguriert sein, dass längliche Nuten (durch 1v gezeigt) in den gleichen Formen wie jenen der Langlöcher 1s innenseitig der gegenüberliegenden Seitenwände der Befestigungskonsole 1 wie in 7 gezeigt anstatt der Langlöcher 1s an den gleichen Positionen dieser ausgebildet sind und die entgegengesetzten Enden der Neigungswelle 3 verschiebbar in diese länglichen Nuten 1v eingepasst sind. Da andere in 7 gezeigte Komponenten die gleichen wie jene sind, die in den 1 bis 4 gezeigt sind, sind hierin unter Anbringen der gleichen Bezugsziffern Erläuterungen über die im Wesentlichen gleichen Teile weggelassen.
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Ferner kann, wenn eine geringfügige Modifikation an der Befestigungskonsole 1 in der wie oben konfigurierten Lenkeinrichtung 101 vorgesehen wird und statt der wie oben beschriebenen Antriebseinheit 4 Teile zum Konfigurieren des manuell betätigten Neigungsmechanismus an der Neigungshalterung 2 installiert werden, solch eine Lenkeinrichtung konfiguriert werden, die den Neigungsvorgang manuell durchführen kann. Wenn zum Beispiel, wie in 8 gezeigt, eine Befestigungskonsole 1x, die mit Langlöchern 1xs zur Verwendung in einem manuell betätigten Neigungsmechanismus ausgebildet ist, welche sich in der Form von den wie zuvor beschriebenen Langlöchern 1s (in 8 durch eine Doppelpunktstrichlinie gezeigt) unterscheiden, zum Abstützen der Neigungswelle 3 verwendet wird, ist solch ein manuell betätigter Neigungsmechanismus 6 in der Lage zum Durchführen eines Neigungsvorgangs in Reaktion auf eine Betätigung eines Hebels 61 durch einen Fahrzeugfahrer, wie in 9 gezeigt. Daher kann in der gleichen Fertigungslinie wie jener der Lenkeinrichtung 101, die den wie in 1 gezeigten elektrisch betriebenen Neigungsmechanismus hat, wenn der manuell betätigte Neigungsmechanismus 6 an der Lenksäule 10 installiert wird, die Lenkeinrichtung mit dem gleichen manuell betätigten Neigungsmechanismus wie dem vorherigen produziert werden. Da der wie in 9 gezeigte manuell betätigte Neigungsmechanismus 6 der gleiche wie der vorherige (zum Beispiel der wie in Patentdokument 2 offenbarte) ist, wird dessen Erläuterung hierin weggelassen. Darüber hinaus kann durch Verwenden der in den 1 bis 4 offenbarten Teile (Neigungswelle 3 usw.) wie sie sind ein neuer manuell betätigter Neigungsmechanismus konfiguriert werden.
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Wie oben beschrieben kann, indem mit Ausnahme des Neigungsmechanismusabschnitts eine Basiskonfiguration, zum Beispiel eine Lenksäule 10 und eine Neigungshalterung 2, mit einer einheitlichen Spezifikation bereitgestellt wird und indem die wie in 1 gezeigte Befestigungskonsole 1 oder die wie in 8 gezeigte Befestigungskonsole 1x verwendet wird, der elektrisch betriebene Neigungsmechanismus oder der manuell betätigte Neigungsmechanismus jeweils konfiguriert werden, wodurch solch eine Spezifikation bereitgestellt werden wird, dass jeder Mechanismus ausgewählt werden kann. Demgemäß kann eine Umwandlung des elektrisch betriebenen Neigungsmechanismus in den manuell betätigten Neigungsmechanismus oder eine umgekehrte Umwandlung leicht erreicht werden, ohne eine große Kostenerhöhung, Schwierigkeiten bei einer Fahrzeuginstallation oder dergleichen zu verursachen.
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Die 10 bis 17 zeigen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die wie in den 10 bis 15 gezeigte Basiskonfiguration ist die gleiche wie die Konfiguration der wie in 1 bis 6 gezeigten Ausführungsform. Daher sind an den im Wesentlichen gleichen Teilen die gleichen Bezugsziffern vorgesehen, um eine Erläuterungswiederholung zu vermeiden, und werden charakteristische Merkmale der vorliegenden Ausführungsform nachstehend im Detail erläutert werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in den 11 bis 13 gezeigt, sind jeweils Neigungsgleitstücke (durch 6a gezeigt) zwischen den Langlöchern 1s, die in gegenüberliegenden Seiten der Befestigungskonsole 1 (untere Halterung 1b) ausgebildet sind, und entgegengesetzten Endabschnitten der Neigungswelle 3 angeordnet, und sind die Neigungsgleitstücke 6a durch als das Vorspannelement fungierende Tellerfedern (durch 5 gezeigt) in der Axialrichtung der Neigungswelle 3 vorgespannt, wodurch sie konfiguriert ist, sodass zum Gewährleisten eines problemlosen Betriebs der aus dem Neigungsvorgang resultierende Rücklauf sicher verhindert wird.
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Die Neigungswelle 3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist durch in zwei separate Elemente in ihrer Axialrichtung unterteilte linke und rechte Elemente gebildet, und Eingriffskopfabschnitte 3a und 3b mit identischer Form sind an den jeweiligen Endabschnitten ausgebildet, wie in 13 gezeigt. Und die die Neigungswelle 3 bildenden linken und rechten separaten Elemente sind von der linken und der rechten Seite aus in die in den gegenüberliegenden Seitenwänden der unteren Halterung 1b ausgebildeten Langlöcher 1s eingesetzt, und dann sind die an ihren gegenüberliegenden Endabschnitten ausgebildeten Außengewindeabschnitte mit den Innengewindeabschnitten des Kurbelelements 41 in Eingriff gebracht, sodass das Kurbelelement 41 an der Neigungswelle 3 befestigt ist. In Bezug auf Befestigungsmittel zum Befestigen des Kurbelelements 41 an der Neigungswelle 3 sind diese nicht auf das Ineingriffbringen mittels Gewinden beschränkt, sondern Einpressen oder Schweißen kann verwendet sein.
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Das Neigungsgleitstück 6a gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein hohles, kreisförmiges, kegelstumpfartiges, konisches Element mit einem C-förmigen Querschnitt, der einen Aussparungsabschnitt (Schlitz) 6c in seiner Axialrichtung hat, wie in 17 vergrößert, und ein Innendurchmesser seines hohlen Abschnitts ist so konfiguriert, dass er kleiner als ein Außendurchmesser der Neigungswelle 3 ist. Und ein minimaler Außendurchmesser des Neigungsgleitstücks 6a ist so konfiguriert, dass er kleiner als eine Abmessung einer kürzeren Seite des Langlochs 1s ist, und sein maximaler Außendurchmesser ist so konfiguriert, dass er größer als die Abmessung der kürzeren Seite des Langlochs 1s ist. Das heißt, das Neigungsgleitstück 6a ist in einer sich verjüngenden Form ausgebildet, wobei dessen Seite kleineren Außendurchmessers kleiner und dessen Seite größeren Durchmessers größer als die Abmessung der kürzeren Seite des Langlochs 1s ist, und wobei dessen Seite kleineren Durchmessers zum Säulenzentrum hin platziert ist, um in das Langloch 1s eingepasst zu sein. Daher wird, wenn das Neigungsgleitstück 6a auf die Neigungswelle 3 gesetzt wird, die Aussparung 6c des Neigungsgleitstücks 6a aufgeweitet, wobei der Innendurchmesser von dessen hohlen Abschnitt entlang des Außendurchmessers der Neigungswelle 3 aufgeweitet wird, sodass der Rücklauf zwischen der Neigungswelle 3 und dem Neigungsgleitstück 6a verhindert werden kann. Da es erforderlich ist, dass das Neigungsgleitstück 6a elastisch verformt wird, ist es zweckmäßig, dieses mit elastischem Material wie zum Beispiel Kunststoff, Gummi oder dergleichen auszubilden.
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Ferner sind, wie in den 10 und 13 gezeigt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform C-förmige Buchsen 7, die zum Beispiel aus Kunststoffmaterial hergestellt sind, in die Langlöcher 1s eingepasst, sodass die Buchsen 7 zwischen der Befestigungskonsole 1 (untere Halterung 1b) und der Neigungswelle 3 angeordnet sind. Obwohl eine Anordnungsbeziehung zwischen dem Neigungsgleitstück 6a und der Buchse 7 in Vertikalrichtung der Fahrzeugkarosserie in den 10 und 13 nicht gezeigt ist, sind diese in solch einer Anordnungsbeziehung angeordnet, dass die Verjüngungsfläche des Neigungsgleitstücks 6a an der Innenseite der Buchse 7 anliegt, wie in einer wie in 18 gezeigten und später beschriebenen Schnittansicht. Folglich kann eine leichtgängige Gleitbewegung des Neigungsgleitstücks 6a innerhalb des Langlochs 1s gewährleistet werden. Die Buchsen 7 können aus Metall hergestellt sein, wohingegen sie weggelassen sein können, vorausgesetzt, dass die Neigungsgleitstücke 6a leichtgängig relativ zu den Innenflächen der Langlöcher 1s gleiten können.
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Wie zuvor beschrieben, sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Tellerfedern 5 zwischen den jeweiligen Eingriffskopfabschnitten 3a und 3b der Neigungswelle 3 und jedem Neigungsgleitstück 6a angeordnet, sodass das Neigungsgleitstück 6a in der Axialrichtung der Neigungswelle 3 vorgespannt ist. Demgemäß wird solch eine Vorspannkraft beaufschlagt, dass das Neigungsgleitstück 6a in Richtung zum Säulenzentrum hin gedrückt wird, sodass die Verjüngungsfläche des Neigungsgleitstücks 6a (durch die Buchse 7) auf dessen Seite kleinen Durchmessers an die Innenfläche des Langlochs 1s gedrückt wird, wodurch der Rücklauf, welcher zwischen diesen verursacht werden kann, verhindert werden kann. Außerdem werden mit geeignet konfigurierter Vorspannkraft der Tellerfeder 5, wenn eine Auflösung der Anfangsabmessungen der Verjüngungsfläche des Neigungsgleitstücks 6a oder der Innenfläche des Langlochs 1s und eine altersbedingte Verschlechterung auftritt, wie beispielsweise Verschleiß, diese absorbiert werden, wobei das Neigungsgleitstück 6a in Axialrichtung der Neigungswelle 3 (und in Richtung zum Säulenzentrum hin) bewegt wird, um zu verhindern, dass der Rücklauf oder ein Klemmen verursacht wird.
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In Bezug auf die Struktur zum Abstützen der Neigungswelle 3, sodass sie in Axialrichtung der Lenksäule 10 relativ zur Befestigungskonsole 1 bewegbar ist, können statt der Tellerfedern 5 Schraubenfedern 5x als das Vorspannelement verwendet sein, wie in 18 gezeigt. Andere in 18 gezeigte Komponenten sind die gleichen wie jene, die in den 10 bis 13 gezeigt sind, sodass unter Anbringen der gleichen Bezugsziffern Erläuterungen über die im Wesentlichen gleichen Teile hierin weggelassen sind.
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19 zeigt eine Stützstruktur einer Neigungswelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine aus einem einzigen Element hergestellten Neigungswelle 3x verwendet ist und ein Ende der Neigungswelle 3x mit einem Kopfabschnitt 3c ausgebildet ist, der die gleiche Verjüngungsfläche wie jene des wie oben beschriebenen Neigungsgleitstücks 6a hat. Das andere Ende der Neigungswelle 3x ist mit einer Eingriffsnut 3d ausgebildet. Der mit der Eingriffsnut 3d ausgebildete Endabschnitt ist von einem Langloch 1s aus durch eine Buchse 8 hindurch in den hohlen Abschnitt des Kurbelelements 41 eingesetzt, und dann sind in solch einem Zustand, wie vom anderen Langloch 1s aus extrudiert, das Neigungsgleitstück 6a, die Tellerfeder 5 und eine ringförmige Unterlegscheibe 9 der Reihe nach montiert und dann ist zum Sichern ein Stopper 9s (zum Beispiel ein C-Ring) in der Eingriffsnut 3d in Eingriff gebracht.
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Wie es in 19 konfiguriert ist, kann nicht nur die Neigungswelle 3x aus einem einzigen Element hergestellt sein, sondern kann ferner die Drückkraft auf die untere Halterung 1b nur durch die einzige Tellerfeder 5 sowohl der Verjüngungsfläche des Kopfabschnitts 3c der Neigungswelle 3x als auch der Verjüngungsfläche des Neigungsgleitstücks 6a beaufschlagt werden. Gemäß dieser Ausführungsform ist, da es erforderlich ist, dass die Neigungswelle 3 in Axialrichtung unter der Vorspannkraft der Tellerfeder 5 bewegbar ist, die ein Übermaß aufweisende Buchse 8 zwischen dem hohlen Abschnitt des Kurbelelements 41 und der Neigungswelle 3x angeordnet und eingerichtet, sodass sie in Axialrichtung bewegbar und in einer Richtung senkrecht zur Achse nicht bewegbar ist.
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Ferner ist, wenn der Befestigungskonsole 1 der Lenkeinrichtung gemäß jeder wie oben beschriebenen Ausführungsform eine kleine Modifikation beaufschlagt wird und statt der Antriebseinheit 4 Teile zum Konfigurieren des manuell betätigten Neigungsmechanismus an der Neigungshalterung 2 installiert werden, eine Lenkeinrichtung in der Lage, einen Neigungsvorgang manuell durchzuführen. Das heißt, indem mit Ausnahme des Neigungsmechanismusabschnitts eine Basiskonfiguration, zum Beispiel eine Lenksäule 10 und eine Neigungshalterung 2, mit einer einheitlichen Spezifikation bereitgestellt wird und indem die Befestigungskonsole 1 oder eine Befestigungskonsole (nicht gezeigt) für den manuell betätigten Neigungsmechanismus verwendet wird, kann der elektrisch betriebene Neigungsmechanismus oder der manuell betätigte Neigungsmechanismus jeweils konfiguriert werden, wodurch solch eine Spezifikation bereitgestellt werden wird, dass jeder Mechanismus ausgewählt werden kann. Demgemäß kann ein Umwandeln des elektrisch betriebenen Neigungsmechanismus in den manuell betätigten Neigungsmechanismus oder ein umgekehrtes Umwandeln leicht erreicht werden, ohne eine große Kostenerhöhung, Schwierigkeiten bei einer Fahrzeuginstallation oder dergleichen zu verursachen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1x
- Befestigungskonsole
- 1a
- obere Halterung
- 1b
- untere Halterung
- 1s
- Langloch
- 1v
- Langloch
- 1xs
- Langloch
- 2
- Neigungshalterung
- 3, 3x
- Neigungswelle
- 3a, 3b
- Eingriffskopfabschnitt
- 3c
- Kopfabschnitt
- 3d
- Eingriffsnut
- 4
- Antriebseinheit
- 5
- Tellerfeder (Vorspannelement)
- 5x
- Schraubenfeder (Vorspannelement)
- 6
- Neigungsmechanismus
- 6a
- Neigungsgleitstück
- 6c
- Aussparungsabschnitt
- 7, 8
- Buchse
- 9
- Unterlegscheibe
- 9s
- Stopper
- 10
- Lenksäule
- 11
- Lenkwelle
- 11a
- obere Welle
- 11b
- untere Welle
- 12
- Hauptrohr
- 41
- Kurbelelement
- 42
- Elektromotor
- 43
- Kurbelrotationswelle
- 50
- Drehzahlminderer
- 51
- erstes Schneckenantriebselement
- 52
- erstes Schneckenrad
- 53
- zweites Schneckenantriebselement
- 54
- zweites Schneckenrad
- 61
- Hebel
- 100
- Fahrzeugkarosserie
- 101
- Lenkeinrichtung
- C
- Schwenkzentrum
- NT
- Neutralposition
- TD
- Neigungs-Abwärts-Position
- TU
- Neigungs-Aufwärts-Position
