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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung.
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Hintergrund
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Die Lenkvorrichtung aus Patentliteratur 1 weist auf: die Lenkwelle, die mit dem Lenkrad verbunden ist und sich in der axialen Richtung erstreckt; und die zylindrische Lenksäule, die über das Lager auf der Außenumfangsseite der Lenkwelle gelagert ist. Die Lenksäule weist auf: die obere Säule, die auf der Lenkradseite angeordnet ist; die untere Säule, die auf der Vorderseite der oberen Säule angeordnet ist und teilweise mit der Innenumfangsseite der oberen Säule im Eingriff steht; und das Sensorgehäuse, das auf der Vorderseite der unteren Säule angeordnet ist und teilweise an die Innenumfangsseite der unteren Säule angesetzt ist. Das Sensorgehäuse weist den zylindrischen Teil auf und der zylindrische Teil weist auf: den Teil mit kleinem Durchmesser; den Teil mit mittlerem Durchmesser; und den Teil mit großem Durchmesser. Der vordere Endteil der unteren Säule ist an den Teil mit kleinem Durchmesser angesetzt. Die Außendurchmesser des Teils mit mittlerem Durchmesser und des Teils mit großem Durchmesser sind größer als der Außendurchmesser der unteren Säule.
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Liste der Bezugnahmen
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
JP 2007-276591 A -
Kurzdarstellung
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Technisches Problem
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Zum Zeitpunkt einer Sekundärkollision wird eine Kraft auf das Lenkrad von einem Fahrer in Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs aufgebracht und die obere Säule verschiebt sich auf der Außenumfangsseite der unteren Säule nach vorne. Hierbei kann, da die Außendurchmesser des Teils mit mittlerem Durchmesser und des Teils mit großem Durchmesser größer sind als der Außendurchmesser der unteren Säule, das vordere Ende der oberen Säule den Teil mit mittlerem Durchmesser oder den Teil mit großem Durchmesser behindern, wenn die obere Säule sich verschiebt. Aus diesem Grund wurde eine Lenkvorrichtung gefordert, bei der eine Bewegungslänge einer oberen Säule zum Zeitpunkt einer Sekundärkollision länger ist.
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Die vorliegende Offenbarung erfolgte im Hinblick auf das oben genannte Problem und eine Aufgabe davon besteht in der Bereitstellung einer Lenkvorrichtung, bei der eine Bewegungslänge einer oberen Säule zum Zeitpunkt einer Sekundärkollision länger ist.
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Lösung des Problems
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Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, weist eine Lenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auf: eine Lenkwelle, die sich entlang einer Mittelachse erstreckt und auf einer Seite in einer axialen Richtung davon mit einem Lenkrad verbunden ist; eine zylindrische Lenksäule, die auf einer Außenumfangsseite der Lenkwelle angeordnet ist und sich in der axialen Richtung erstreckt; und ein Getriebegehäuse, das auf der anderen Seite in der axialen Richtung der Lenksäule angeordnet und an der Lenksäule befestigt ist, wobei die Lenksäule aufweist: eine obere Säule; eine untere Säule, die auf der anderen Seite in der axialen Richtung der oberen Säule angeordnet ist und teilweise mit einer Innenumfangsseite der oberen Säule im Eingriff steht bzw. in diese eingesetzt ist; und ein Befestigungselement, das auf der anderen Seite in der axialen Richtung der unteren Säule bereitgestellt und an dem Getriebegehäuse befestigt ist, wobei das Befestigungselement einen zylindrischen Teil aufweist, der sich in der axialen Richtung erstreckt, wobei der zylindrische Teil aufweist: einen Teil mit kleinem Durchmesser, der mit einer Innenumfangsseite der unteren Säule im Eingriff steht bzw. in diese eingesetzt ist; einen gekrümmten Teil, der zu der anderen Seite in der axialen Richtung des Teils mit kleinem Durchmesser benachbart ist und eine Außenumfangsfläche aufweist, deren Außendurchmesser in Richtung der anderen Seite in der axialen Richtung davon zunimmt; und einen Teil mit großem Durchmesser, der zu der anderen Seite in der axialen Richtung des gekrümmten Teils benachbart ist und einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des Teils mit kleinem Durchmesser, wobei in einem Querschnitt, der die Mittelachse aufweist, die Außenumfangsfläche des gekrümmten Teils ein Bogen ist und eine Tangentenlinie an einem Ende auf der einen Seite in der axialen Richtung des Bogens mit einer Außenumfangsfläche des Teils mit kleinem Durchmesser übereinstimmt und der Außendurchmesser des Teils mit großem Durchmesser kleiner ist als ein Außendurchmesser der unteren Säule.
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Zum Zeitpunkt einer Sekundärkollision wird eine Kraft von einem Fahrer auf das Lenkrad in Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs aufgebracht. In diesem Fall wird die Kraft von dem Lenkrad über die Lenkwelle an die obere Säule übertragen. Die obere Säule ist an die Außenumfangsseite der unteren Säule angesetzt, wenn die auf die obere Säule übertragene Kraft größer wird als die Kraft, mit der die obere Säule an die untere Säule angesetzt wird, verschiebt sich jedoch die obere Säule auf der Außenumfangsseite der unteren Säule nach vorne.
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Hierbei kann sich, wenn der Außendurchmesser des Teils mit großem Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der unteren Säule, die obere Säule in die Nähe des Scheibenteils bewegen, ohne den Teil mit großem Durchmesser zu behindern, wenn sich die obere Säule nach vorne bewegt. Somit erhöht sich die Bewegungslänge (der Hubbetrag) der oberen Säule zum Zeitpunkt der Sekundärkollision im Vergleich zu dem Fall, in dem der Außendurchmesser des Teils mit großem Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der unteren Säule.
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Als wünschenswerte Ausführungsform der Lenkvorrichtung ist eine Differenz zwischen einem Radius des Teils mit großem Durchmesser und einem Radius des Teils mit kleinem Durchmesser eine erste Länge und in dem Querschnitt, der die Mittelachse aufweist, ist ein Krümmungsradius des Bogens, der die Außenumfangsfläche des gekrümmten Teils darstellt, größer als die erste Länge.
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Wenn der Außendurchmesser des Teils mit großem Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der unteren Säule, nimmt die Dicke des Teils mit großem Durchmesser in der radialen Richtung ab und die Steifigkeit des Teils mit großem Durchmesser nimmt ab. Wenn die untere Säule an das Befestigungselement angesetzt ist, wenn während der Fahrt des Fahrzeugs eine Kraft über die untere Säule auf das Befestigungselement aufgebracht wird und so weiter, konzentriert sich folglich die Kraft auf den gekrümmten Teil, der sich zwischen dem Teil mit großem Durchmesser und dem Teil mit kleinem Durchmesser befindet. Aus diesem Grund ist die Außenumfangsfläche des gekrümmten Teils in einer Bogenform mit einem großen Krümmungsradius ausgebildet und die Stufe an dem Grenzabschnitt zwischen dem gekrümmten Teil und dem Teil mit kleinem Durchmesser ist so klein wie möglich gestaltet. Folglich ist es möglich, Verformung und Beschädigung des gekrümmten Teils weiter zu unterbinden, selbst wenn sich die Kraft auf den gekrümmten Teil konzentriert.
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Als wünschenswerte Ausführungsform der Lenkvorrichtung befindet sich ein Ende auf der anderen Seite in der axialen Richtung der unteren Säule nahe an der einen Seite in der axialen Richtung in Bezug auf ein Ende auf der einen Seite in der axialen Richtung des gekrümmten Teils.
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Wenn die untere Säule zum Zeitpunkt der Herstellung der Lenkvorrichtung an den zylindrischen Teil des Befestigungselements angesetzt wird, wird die Form des gekrümmten Teils verformt, wenn die untere Säule an einen Bereich des gekrümmten Teils angesetzt wird. Durch Anordnen der unteren Säule an einer Position, die von dem gekrümmten Teil in der axialen Richtung beabstandet ist, ist es somit möglich, eine Verformung des gekrümmten Teils zum Zeitpunkt der Herstellung der Lenkvorrichtung zu unterbinden.
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Als wünschenswerte Ausführungsform der Lenkvorrichtung weist das Befestigungselement ein Scheibenteil auf, das auf der anderen Seite in der axialen Richtung des zylindrischen Teils bereitgestellt ist und sich in einer radialen Richtung erstreckt, und das Scheibenteil weist eine Rippe auf, die von einer Fläche auf der einen Seite in der axialen Richtung davon zu der einen Seite in der axialen Richtung und radial nach außen vorspringt. Gemäß diesem Aspekt wird die Steifigkeit des Scheibenteils und des zylindrischen Teils durch die Rippe verbessert, da die Rippe über das Scheibenteil und den zylindrischen Teil ausgebildet ist.
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Als wünschenswerte Ausführungsform der Lenkvorrichtung weist die obere Säule einen vorspringenden Teil, der in der Lage ist, die Rippe darin aufzunehmen, an einem Endteil auf der anderen Seite in der axialen Richtung davon auf. Gemäß diesem Aspekt ist es möglich, eine Behinderung zwischen der oberen Säule und der Rippe zu unterbinden, wenn sich die obere Säule in Bezug auf die untere Säule zum Zeitpunkt der Sekundärkollision nach vorne bewegt.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Lenkvorrichtung bereitzustellen, bei der eine Bewegungslänge einer oberen Säule zum Zeitpunkt einer Sekundärkollision länger ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Lenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 2 ist eine Vorderansicht einer unteren Säule und eines Befestigungselements gemäß der ersten Ausführungsform bei Betrachtung von einer -X-Richtung zu einer +X-Richtung.
- 3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III aus 2.
- 4 ist eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht eines Abschnitts A aus 3.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements gemäß der ersten Ausführungsform bei Betrachtung von der -X-Richtung zu der +X-Richtung.
- 6 ist eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements gemäß der ersten Ausführungsform bei Betrachtung von der -X-Richtung zu der +X-Richtung.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements gemäß der ersten Ausführungsform bei Betrachtung von der +X-Richtung zu der -X-Richtung.
- 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Befestigungselements gemäß einer zweiten Ausführungsform bei Betrachtung von der -X-Richtung zu der +X-Richtung.
- 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Umfangsteils des Befestigungselements gemäß der zweiten Ausführungsform bei Betrachtung aufwärts von einer -Z-Richtung zu einer +Z-Richtung und veranschaulicht einen Zustand, in dem sich eine obere Säule zum Zeitpunkt einer Sekundärkollision in der +X-Richtung bewegt.
- 10 ist eine Vorderansicht der unteren Säule, der oberen Säule und des Befestigungselements in dem Zustand aus 9 bei Betrachtung von der -X-Richtung zu der +X-Richtung.
- 11 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XI-XI aus 10.
- 12 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XII-XII aus 11.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung durch die folgenden Betriebsarten zur Verwirklichung der Erfindung (im Folgenden als Ausführungsformen bezeichnet) nicht beschränkt ist. Außerdem umfassen die Bestandteile in den folgenden Ausführungsformen diejenigen, die vom Fachmann leicht angenommen werden können, diejenigen, die im Wesentlichen dieselben sind, und diejenigen, die innerhalb eines sogenannten Äquivalenzbereichs liegen. Ferner können die in den folgenden Ausführungsformen offenbarten Bestandteile zweckmäßig kombiniert werden. Es sei angemerkt, dass in der folgenden Beschreibung ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem verwendet wird. Die X-Achse verläuft parallel zu der Achse einer Lenkwelle. Die Y-Achse verläuft parallel zu einer Fahrzeugbreitenrichtung eines Fahrzeugs, an dem eine Lenkvorrichtung montiert ist. Die Z-Achse verläuft senkrecht zu sowohl der X-Achse als auch der Y-Achse. Eine Richtung parallel zu der X-Achse wird als X-Richtung beschrieben, eine Richtung parallel zu der Y-Achse wird als Y-Richtung beschrieben und eine Richtung parallel zu der Z-Achse wird als Z-Richtung beschrieben. In der X-Richtung ist eine Richtung zu der Vorderseite des Fahrzeugs hin als +X-Richtung definiert und eine Richtung zu der Hinterseite des Fahrzeugs hin ist als -X-Richtung definiert. Wenn ein Bediener in die +X-Richtung blickt, ist eine rechte Richtung als +Y-Richtung definiert und eine linke Richtung ist als -Y-Richtung definiert. In der Z-Richtung ist eine Aufwärtsrichtung als +Z-Richtung definiert und eine Abwärtsrichtung ist als -Z-Richtung definiert. Ferner wird die X-Richtung als „axiale Richtung“ bezeichnet, die -X-Richtungsseite wird als „eine Seite in der axialen Richtung“ bezeichnet und die +X-Richtungsseite wird als „die andere Seite in der axialen Richtung“.
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[Erste Ausführungsform]
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1 ist eine schematische Seitenansicht einer Lenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
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Zunächst wird eine Grundkonfiguration einer Lenkvorrichtung 1 beschrieben. Wie in 1 veranschaulicht weist die Lenkvorrichtung 1 auf: ein Lenkrad 2; eine Lenkwelle 3; eine Lenksäule 4; ein Getriebegehäuse 5; eine Kipphalterung 6; einen Befestigungsmechanismus 7; und einen Motor 50.
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Wie in 1 veranschaulicht ist das Lenkrad 2 mit einem Endteil der Lenkwelle 3 in der -X-Richtung verbunden. Wenn ein Fahrer das Lenkrad 2 betätigt, dreht sich die Lenkwelle 3 um eine Mittelachse Ax und ein Betätigungsmoment wird auf die Lenkwelle 3 aufgebracht.
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Das Getriebegehäuse 5 ist an einem Endteil der Lenksäule 4 in der +X-Richtung bereitgestellt. Der Motor 50 ist mit dem Getriebegehäuse 5 verbunden. Bei dem Motor 50 handelt es sich um einen in die elektronische Steuereinheit (ECU) integrierten Motor. Somit ist die Lenkvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform eine elektrische Servolenkvorrichtung, welche die Lenkung des Fahrers mit dem Motor 50 unterstützt.
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Die Lenkwelle 3 weist eine obere Welle 31 und eine untere Welle 32 auf. Die obere Welle 31 und die untere Welle 32 sind zylindrische Wellen. Das Lenkrad 2 ist an einem Endteil der oberen Welle 31 in der -X-Richtung angebracht. Mit anderen Worten ist das Lenkrad 2 mit einer Seite in der axialen Richtung der Lenkwelle 3 verbunden. Ein Endteil der oberen Welle 31 in der +X-Richtung ist an die untere Welle 32 außen angesetzt. Ferner sind der Endteil der oberen Welle 31 in der +X-Richtung und ein Endteil der unteren Welle 32 in der -X-Richtung miteinander keilverbunden. Somit ist die obere Welle 31 in der X-Richtung in Bezug auf die untere Welle 32 verschiebbar.
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Wie in 1 veranschaulicht ist die Lenksäule 4 ein Außenzylinder, der sich in der X-Richtung erstreckt und auf der Außenumfangsseite der Lenkwelle 3 angeordnet ist. Die Lenksäule 4 weist auf: eine obere Säule 41; eine untere Säule 42; und ein Befestigungselement 8. Die obere Säule 41 ist eine Säule, die nahe dem Lenkrad 2 angeordnet ist. Die untere Säule 42 ist eine Säule, die in der +X-Richtung in Bezug auf die obere Säule 41 angeordnet und von dem Lenkrad 2 getrennt ist. Die obere Säule 41 und die untere Säule 42 weisen eine Rohrform auf und ein Endteil der oberen Säule 41 in der +X-Richtung ist an einen Endteil der unteren Säule 42 in der -X-Richtung angesetzt. Zum Zeitpunkt einer Sekundärkollision ist die obere Säule 41 in der +X-Richtung in Bezug auf die untere Säule 42 bewegbar. Ein Endteil der unteren Säule 42 in der +X-Richtung ist über das Befestigungselement 8 an dem Getriebegehäuse 5 befestigt. Wie oben beschrieben sind das Befestigungselement 8 und das Getriebegehäuse 5 in 1 voneinander getrennt, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt und das Befestigungselement 8 und das Getriebegehäuse 5 können miteinander integriert sein.
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Das Getriebegehäuse 5 weist eine Platte 51 und einen Hauptkörperteil 52 auf. Der Hauptkörperteil 52 nimmt mehrere Zahnräder darin auf. Die Platte 51 dichtet eine Öffnung des Hauptkörperteils 52 in der -X-Richtung ab. Das heißt, die Platte 51 ist an dem Befestigungselement 8 und dem Hauptkörperteil 52 befestigt, während sie zwischen dem Befestigungselement 8 und dem Hauptkörperteil 52 angeordnet ist. Das Befestigungselement 8 wird nachstehend ausführlich beschrieben.
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Auf der Außenumfangsseite der Lenksäule 4 ist eine Kipphalterung 6 bereitgestellt. Die Kipphalterung 6 ist mit dem Befestigungsmechanismus 7 versehen. Der Befestigungsmechanismus 7 weist auf: einen Betätigungshebel 71; und eine Befestigungswelle 72, die einen Endteil des Betätigungshebels 71 trägt. Die Betätigung des Betätigungshebels 71 ermöglicht oder regelt die Bewegung der oberen Säule 41 in der Z-Richtung und fixiert die Position des Lenkrads 2 in der Z-Richtung. Wie oben beschrieben weist die Lenkvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform eine Kippfunktion auf. Es sei angemerkt, dass die Kipphalterung 6 an einem Fahrzeugkarosserieelement 70 befestigt ist. Ferner ist eine Kippfeder 61 zum Beispiel eine Torsionsspiralfeder. Die Kippfeder 61 bringt eine nach oben (+Z-Richtung) gerichtete Kraft auf die Lenksäule 4 auf. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass die Lenksäule 4 nach unten (-Z-Richtung) fällt, selbst wenn die Fixierung der Kippposition durch die Drehbetätigung des Betätigungshebels 71 aufgehoben wird. Eine Schwenkhalterung 62 ist an einem Fahrzeugkarosserie-Längsträger befestigt und lagert die Lenksäule 4 so, dass sie um eine Schwenkmittelachse 300 schwenkbar ist. Somit ist die Lenksäule 4 in der Kipprichtung schwenkbar gelagert.
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2 ist eine Vorderansicht der unteren Säule und des Befestigungselements gemäß der ersten Ausführungsform Bei Betrachtung von der -X-Richtung zu der +X-Richtung. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III aus 2. 4 ist eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht eines Abschnitts A aus 3. 5 ist eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements gemäß der ersten Ausführungsform bei Betrachtung von der -X-Richtung zu der +X-Richtung. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements gemäß der ersten Ausführungsform bei Betrachtung von der -X-Richtung zu der +X-Richtung. 7 ist eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements gemäß der ersten Ausführungsform bei Betrachtung von der +X-Richtung zu der -X-Richtung.
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Wie in 2 und 3 veranschaulicht ist die untere Säule 42 ein zylindrisches Element mit einer zylindrischen Form entlang der Umfangsrichtung um eine Mittelachse Ax. Ein Endteil 42a der unteren Säule 42 in der +X-Richtung ist an eine Außenumfangsseite eines zylindrischen Teils 81 des Befestigungselements 8 angesetzt.
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Wie in 3, 5, 6 und 7 veranschaulicht weist das Befestigungselement 8 auf: den zylindrischen Teil 81, ein Scheibenteil 82 und einen Flanschteil 83. Das Befestigungselement 8 weist eine Ringform entlang der Umfangsrichtung um die Mittelachse Ax auf.
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Der zylindrische Teil 81 weist auf: einen Teil mit kleinem Durchmesser 811, einen gekrümmten Teil 812 und einen Teil mit großem Durchmesser 813. Wie in 3 und 4 veranschaulicht befindet sich der Teil mit kleinem Durchmesser 811 in der -X-Richtung in dem zylindrischen Teil 81. In dem Querschnitt, der die Mittelachse Ax aufweist, ist eine Außenumfangsfläche des Teils mit kleinem Durchmesser 811 eine gerade Linie entlang der axialen Richtung. Der gekrümmte Teil 812 ist zu dem Teil mit kleinem Durchmesser 811 in der +X-Richtung benachbart. Der Außendurchmesser einer Außenumfangsfläche des gekrümmten Teils 812 nimmt zu der +X-Richtung hin zu. Das heißt, in dem Querschnitt, der die Mittelachse Ax aufweist, weist die Außenumfangsfläche des gekrümmten Teils 812 eine Bogenform auf. Konkret ist in dem Querschnitt, der die Mittelachse Ax aufweist, die Außenumfangsfläche des gekrümmten Teils 812 ein Bogen um eine Mitte C eines Krümmungsradius und mit einem Krümmungsradius r. Die Außenumfangsfläche des gekrümmten Teils 812 erstreckt sich von einem Ende 812a zu einem Ende 812b. Positionen des Endes 812a und der Mitte C in X-Richtung sind dieselben. In dem Querschnitt, der die Mittelachse Ax aufweist, verläuft eine gerade Linie, die das Ende 812a und die Mitte C verbindet, orthogonal zu der Außenumfangsfläche des Teils mit kleinem Durchmesser 811. Somit stimmt eine Tangentenlinie des Endes 812a auf der Außenumfangsfläche des gekrümmten Teils 812 mit der Außenumfangsfläche des Teils mit kleinem Durchmesser 811 überein. Der Teil mit großem Durchmesser 813 ist zu dem gekrümmten Teil 812 in der +X-Richtung benachbart. In dem Querschnitt, der die Mittelachse Ax aufweist, ist eine Außenumfangsfläche des Teils mit großem Durchmesser 813 eine gerade Linie entlang der axialen Richtung.
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Hierbei ist der Krümmungsradius r größer als eine Differenz H1 in der radialen Richtung zwischen der Außenumfangsfläche des Teils mit großem Durchmesser 813 und Teils mit kleinem Durchmesser 811. Die Differenz H1 ist eine Differenz zwischen dem Radius des Teils mit großem Durchmesser 813 und dem Radius des Teils mit kleinem Durchmesser 811 und wird auch als erste Länge bezeichnet. Zum Beispiel beträgt der Krümmungsradius r das Vierfache der Differenz H1. Ein Ende 421 der unteren Säule 42 in der +X-Richtung befindet sich in Bezug auf das Ende 812a nahe an der -X-Richtung. Das heißt, das Ende 421 der unteren Säule 42 in der +X-Richtung ist in dem Teil mit kleinem Durchmesser 811 in der X-Richtung angeordnet. Es sei angemerkt, dass sich eine Außenumfangsfläche 422 der unteren Säule 42 radial außerhalb der Außenumfangsfläche des Teils mit großem Durchmesser 813 befindet und in dem Querschnitt, der die Mittelachse Ax aufweist, eine Differenz H2 in der radialen Richtung zwischen der Außenumfangsfläche 422 der unteren Säule 42 und der Außenumfangsfläche des Teils mit großem Durchmesser 813 aufweist. Die Differenz H2 ist eine Differenz zwischen dem Radius der Außenumfangsfläche 422 der unteren Säule 42 und dem Radius der Außenumfangsfläche des Teils mit großem Durchmesser 813 und wird auch als zweite Länge bezeichnet.
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Das Scheibenteil 82 weist eine Ringform auf, die sich in der radialen Richtung um die Mittelachse Ax nach außen erstreckt. Konkret weist eine Fläche des Scheibenteils 82 in der -X-Richtung auf: eine flache Fläche 822, die sich von einem Ende 814 des zylindrischen Teils 81 in der +X-Richtung nach außen in der radialen Richtung zu einem Ende 821 erstreckt; und eine zylindrische Fläche 824, die sich von dem Ende 821 zu einem Ende 823 erstreckt.
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Der Flanschteil 83 erstreckt sich in der radialen Richtung nach außen. Wie in 5 bis 7 veranschaulicht weist der Flanschteil 83 vorspringende Teile 831, 832 und 833 auf, die in der radialen Richtung nach außen vorspringen. Die vorspringenden Teile 831, 832 und 833 sind an drei Stellen in gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung um die Mittelachse Ax bereitgestellt. In den vorspringenden Teilen 831, 832 und 833 sind jeweils Durchgangslöcher 831H, 832H und 833H bereitgestellt. In die Durchgangslöcher 831H, 832H und 833H können Bolzen eingeführt sein und der Flanschteil 83 ist über diese Bolzen an dem Getriebegehäuse 5 befestigt.
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Wie oben beschrieben weist in der Lenkvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform das Befestigungselement 8 den zylindrischen Teil 81 auf, der sich in der axialen Richtung erstreckt. Der zylindrische Teil 81 weist auf: den Teil mit kleinem Durchmesser 811, der mit der Innenumfangsseite der unteren Säule 42 im Eingriff steht; den gekrümmten Teil 812, der zu der anderen Seite in der axialen Richtung des Teils mit kleinem Durchmesser 811 benachbart ist und eine Außenumfangsfläche aufweist, deren Außendurchmesser in Richtung der anderen Seite in der axialen Richtung zunimmt; und den Teil mit großem Durchmesser 813, der zu der anderen Seite in der axialen Richtung des gekrümmten Teils 812 benachbart ist und einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des Teils mit kleinem Durchmesser 811. Die Differenz zwischen dem Radius des Teils mit großem Durchmesser 813 und dem Radius des Teils mit kleinem Durchmesser 811 ist die Differenz H1 (erste Länge). In dem Querschnitt, der die Mittelachse Ax aufweist, ist die Außenumfangsfläche des gekrümmten Teils 812 ein Bogen mit dem Krümmungsradius r, der größer ist als die Differenz H1 (erste Länge), und die Tangentenlinie an dem Ende auf einer Seite in der axialen Richtung des Bogens stimmt mit der Außenumfangsfläche des Teils mit kleinem Durchmesser 811 überein. Der Außendurchmesser des Teils mit großem Durchmesser 813 ist kleiner als der Außendurchmesser der unteren Säule 42.
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Zum Zeitpunkt der Sekundärkollision wird eine Kraft von dem Fahrer auf das Lenkrad 2 in Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs (+X-Richtung) aufgebracht. In diesem Fall wird die Kraft von dem Lenkrad 2 über die Lenkwelle 3 an die obere Säule 41 übertragen. Die obere Säule 41 ist an die Außenumfangsseite der unteren Säule 42 angesetzt, wenn die an die obere Säule 41 übertragene Kraft größer wird als die Kraft, mit der die obere Säule an die unteren Säule 42 angesetzt ist, verschiebt sich jedoch die obere Säule 41 auf der Außenumfangsseite der unteren Säule 42 nach vorne (+X-Richtung).
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Hierbei kann sich wie in 4 veranschaulicht, wenn der Außendurchmesser des Teils mit großem Durchmesser 813 kleiner ist als der Außendurchmesser der unteren Säule 42, die obere Säule 41 in die Nähe des Scheibenteils 82 bewegen, ohne den Teil mit großem Durchmesser 813 zu behindern, wenn sich die obere Säule 41 nach vorne bewegt. Somit erhöht sich der Bewegungsbetrag (Hubbetrag) der oberen Säule 41 zum Zeitpunkt der Sekundärkollision im Vergleich zu dem Fall, in dem der Außendurchmesser des Teils mit großem Durchmesser 813 größer ist als der Außendurchmesser der unteren Säule 42.
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Es sei angemerkt, dass wenn der Außendurchmesser des Teils mit großem Durchmesser 813 kleiner ist als der Außendurchmesser der unteren Säule 42, die Dicke des Teils mit großem Durchmesser 813 in der radialen Richtung abnimmt und die Steifigkeit des Teils mit großem Durchmesser 813 abnimmt. Wenn die untere Säule 42 an das Befestigungselement 8 angesetzt ist, wenn während der Fahrt des Fahrzeugs eine Kraft über die untere Säule 42 auf das Befestigungselement 8 aufgebracht wird und so weiter, konzentriert sich folglich die Kraft auf den gekrümmten Teil 812, der sich zwischen dem Teil mit großem Durchmesser 813 und dem Teil mit kleinem Durchmesser 811 befindet. Aus diesem Grund ist die Außenumfangsfläche des gekrümmten Teils 812 in einer Bogenform mit einem großen Krümmungsradius ausgebildet und die Stufe an dem Grenzabschnitt zwischen dem gekrümmten Teil 812 und dem Teil mit kleinem Durchmesser 811 ist so klein wie möglich gestaltet. Folglich ist es möglich, Verformung und Beschädigung des gekrümmten Teils 812 weiter zu unterbinden, selbst wenn sich die Kraft auf den gekrümmten Teil 812 konzentriert.
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Das Ende 421 auf der anderen Seite in der axialen Richtung der unteren Säule 42 befindet sich in Bezug auf das Ende 812a auf einer Seite in der axialen Richtung des gekrümmten Teils 812 nahe an einer Seite in der axialen Richtung.
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Wenn die untere Säule 42 zum Zeitpunkt der Herstellung der Lenkvorrichtung 1 an das zylindrische Teil 81 des Befestigungselements 8 angesetzt wird, wird die Form des gekrümmten Teils 812 verformt, wenn die untere Säule 42 an einen Bereich des gekrümmten Teils 812 angesetzt wird. Durch Anordnen der unteren Säule 42 an einer Position, die von dem gekrümmten Teil 812 in der axialen Richtung beabstandet ist, ist es somit möglich, eine Verformung des gekrümmten Teils 812 zum Zeitpunkt der Herstellung der Lenkvorrichtung 1 zu unterbinden.
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[Zweite Ausführungsform]
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Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. Es sei angemerkt, dass Abschnitte mit derselben Struktur wie die der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind und eine Beschreibung davon entfällt. 8 ist eine perspektivische Ansicht des Befestigungselements gemäß der zweiten Ausführungsform bei Betrachtung von der -X-Richtung zu der +X-Richtung. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Umfangsteils des Befestigungselements gemäß der zweiten Ausführungsform bei Betrachtung von der -Z-Richtung zu der +Z-Richtung und veranschaulicht einen Zustand, in dem sich die obere Säule zum Zeitpunkt der Sekundärkollision in der +X-Richtung bewegt. 10 ist eine Vorderansicht der unteren Säule, der oberen Säule und des Befestigungselements in dem Zustand aus 9 bei Betrachtung von der -X-Richtung zu der +X-Richtung. 11 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XI-XI aus 10. 12 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XII-XII aus 11.
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Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform insofern, als dass eine Rippe auf einer Flächenseite (-X-Seite) des Befestigungselements bereitgestellt ist. Einzelheiten werden nachstehend beschrieben.
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Das Scheibenteil 82 eines Befestigungselements 8A einer Lenksäule 4A gemäß der zweiten Ausführungsform weist eine Rippe 200 auf der Flächenseite (einer Seite in der axialen Richtung, -X-Richtungsseite) auf. Die Rippe 200 weist bei Betrachtung von der Seite eine dreieckige Form auf. Die Rippe 200 springt von der flachen Fläche 822 in der -X-Richtung vor. Die Rippe 200 erstreckt sich radial außerhalb des Scheibenteils 82. Die Rippe 200 ist an dem zylindrischen Teil 81 befestigt. Die Höhe der Rippe 200 ist an einem Ende 201 des zylindrischen Teils 81 auf der Seite des Teils mit großem Durchmesser 813 am höchsten und an einem Ende 202 auf der Außenseite in der radialen Richtung am niedrigsten. Somit wird eine obere Fläche 210 der Rippe 200 von dem Ende 201 auf der Seite des Teils mit großem Durchmesser 813 in Richtung der Außenseite in der radialen Richtung niedriger.
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9 bis 12 veranschaulichen dagegen einen Zustand, in dem sich die obere Säule 41 zum Zeitpunkt der Sekundärkollision in der +X-Richtung zu dem Befestigungselement 8A bewegt hat. Konkret wird zum Zeitpunkt der Sekundärkollision eine Kraft von dem Fahrer auf das Lenkrad 2 in Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs aufgebracht. In diesem Fall wird die Kraft von dem Lenkrad 2 über die Lenkwelle 3 an die obere Säule 41 übertragen. Normalerweise ist die obere Säule 41 an die untere Säule 42 angesetzt, wenn die an die obere Säule 41 übertragene Kraft größer wird als die Kraft, mit der die obere Säule an die unteren Säule 42 angesetzt ist, verschiebt sich jedoch die obere Säule 41 auf der Außenumfangsseite der unteren Säule 42. Wie oben beschrieben kann zum Zeitpunkt der Sekundärkollision wie in 11 veranschaulicht ein vorderes Ende der oberen Säule 41 in der Nähe des Befestigungselements 8A positioniert sein.
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Wie in 9 bis 12 veranschaulicht ist unterhalb (in der -Z-Richtung) der oberen Säule 41 ein vorspringender Teil 410 bereitgestellt, der nach unten vorspringt. Der vorspringende Teil 410 weist eine U-Form in einem Querschnitt orthogonal zu der Mittelachse Ax auf. Der vorspringende Teil 410 weist auf: ein Paar aus einem linken und einem rechten ersten Plattenteil 411 und zweiten Plattenteil 412, die sich in der Z-Richtung erstrecken; und eine Verbindungsplatte 413, die ein unteres Ende des ersten Plattenteils 411 und ein unteres Ende des zweiten Plattenteils 412 verbindet. Ein ausgesparter Teil 414, der von dem ersten Plattenteil 411, dem zweiten Plattenteil 412 und der Verbindungsplatte 413 umgeben ist, weist eine Höhe auf, die größer ist als die maximale Höhe (das heißt die Höhe an dem Ende 201 des zylindrischen Teils 81 auf der Seite des Teils mit großem Durchmesser 813) der Rippe 200.
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Es sei angemerkt, dass wie in 10 und 11 veranschaulicht drei Vorsprünge 415, die in der radialen Richtung nach außen vorspringen, auf der Außenumfangsfläche des Endteils der oberen Säule 41 in der -X-Richtung bereitgestellt sind. In jedem Vorsprung 415 ist ein Durchgangsloch 415H ausgebildet, das in der Plattendickenrichtung durchdringt.
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Wie oben beschrieben ist in der Lenkvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform das Befestigungselement 8A auf der anderen Seite in der axialen Richtung des zylindrischen Teils 81 bereitgestellt und weist das Scheibenteil 82 auf, der sich in der radialen Richtung erstreckt. Das Scheibenteil 82 weist die Rippe 200 auf, die von der Fläche auf einer Seite in der axialen Richtung davon zu einer Seite in der axialen Richtung vorspringt und an dem zylindrischen Teil 81 befestigt ist.
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Da sich die Rippe 200 von dem Scheibenteil 82 radial nach außen in der -X-Richtung erstreckt, wird die Steifigkeit des Scheibenteils 82 und des zylindrischen Teils 81 durch die Rippe 200 verbessert.
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Die obere Säule 41 weist den vorspringenden Teil 410, der in der Lage ist, die Rippe 200 darin aufzunehmen, an dem Endteil auf der anderen Seite in der axialen Richtung davon auf. Dies ermöglicht es, eine Behinderung zwischen der oberen Säule 41 und der Rippe 200 zu unterbinden, wenn sich die obere Säule 41 in Bezug auf die untere Säule 42 zum Zeitpunkt der Sekundärkollision nach vorne bewegt.
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Liste der Bezugszeichen
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- 1
- LENKVORRICHTUNG
- 2
- LENKRAD
- 3
- LENKWELLE
- 4, 4A
- LENKSÄULE
- 5
- GETRIEBEGEHÄUSE
- 6
- KIPPHALTERUNG
- 7
- BEFESTIGUNGSMECHANISMUS
- 8, 8A
- BEFESTIGUNGSELEMENT
- 31
- OBERE WELLE
- 32
- UNTERE WELLE
- 41
- OBERE SÄULE
- 42
- UNTERE SÄULE
- 42a
- ENDTEIL
- 50
- MOTOR
- 51
- PLATTE
- 52
- HAUPTKÖRPERTEIL
- 61
- KIPPFEDER
- 62
- SCHWENKHALTERUNG
- 70
- FAHRZEUGKAROSSERIEELEMENT
- 71
- BETÄTIGUNGSHEBEL
- 72
- BEFESTIGUNGSWELLE
- 81
- ZYLINDRISCHER TEIL
- 82
- SCHEIBENTEIL
- 83
- FLANSCHTEIL
- 200
- RIPPE
- 201
- ENDE
- 202
- ENDE
- 210
- OBERE FLÄCHE
- 300
- SCHWENKMITTELACHSE
- 410
- VORSPRINGENDER TEIL
- 411
- ERSTER PLATTENTEIL
- 412
- ZWEITER PLATTENTEIL
- 413
- VERBINDUNGSPLATTE
- 414
- AUSGESPARTER TEIL
- 415H
- DURCHGANGSLOCH
- 421
- ENDE
- 811
- TEIL MIT KLEINEM DURCHMESSER
- 812
- GEKRÜMMTER TEIL
- 812a
- ENDE
- 812b
- ENDE
- 813
- TEIL MIT GROSSEM DURCHMESSER
- 814
- ENDE
- 821
- ENDE
- 822
- FLACHE FLÄCHE
- 823
- ENDE
- 824
- ZYLINDRISCHE FLÄCHE
- 831, 832, 833
- VORSPRINGENDER TEIL
- 831H, 832H, 833H
- DURCHGANGSLOCH
- Ax
- MITTELACHSE
- C
- MITTE
- H1
- DIFFERENZ (ERSTE LÄNGE)
- H2
- DIFFERENZ (ZWEITE LÄNGE)
- r
- KRÜMMUNGSRADIUS
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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