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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Lenksystem und ein Zahnelement, das für das Lenksystem verwendet wird.
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Stand der Technik
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In einer Lenksäulenvorrichtung, welche in der
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung No. 2007-238012 (
JP 2007-238012 A ) beschrieben ist, ist eine ein Lenkrad und einen Lenkmechanismus zusammen verbindende Lenkwelle durch einen Säulenkörper eingeführt. Eine plattenartige teleskopische Zahnbasis, welche eine Vielzahl von auf deren jeder der entgegengesetzten Seiten gebildeten Zähnen aufweist, ist an einem Seitenabschnitt des Säulenkörpers befestigt. Der Säulenkörper ist mit Schlitzen versehen, welche sich in einer teleskopischen Richtung erstrecken, und durch welche eine Achse mit einem daran angebrachten Betätigungshebel eingesetzt ist. Ein teleskopisches Zahnelement ist in Verbindung mit der teleskopischen Zahnbasis am Betätigungshebel befestigt. Das teleskopische Zahnelement hat auf dessen einen Oberfläche, die den Zähnen der teleskopischen Zahnbasis gegenüberliegt, eine Vielzahl von Zähnen, welche wie die Zähne der teleskopischen Zahnbasis mit der gleichen Teilung angeordnet sind. Schwenken des Betätigungshebels führt dazu, dass das teleskopische Zahnelement mit der teleskopischen Zahnbasis in Eingriff kommt. Folglich ist die teleskopische Positionseinstellung für den Säulenkörper beschränkt.
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In dem in
JP 2007-238012 A beschriebenen Lenksystem sind die Zähne des teleskopischen Zahnelements mit Zähnen eines Zahnelements in Eingriff, welches wie die teleskopische Zahnbasis auf dessen entgegengesetzten Oberflächen gebildete Zähne aufweist, damit eine Verlängerung und Zusammenziehung eines Mantelrohrs, wie der Säulenkörper, nach der teleskopischen Positionseinstellung beschränkt wird. Abschnitte des Zahnelements, in dem die Zahnspitzen ausgebildet sind, sind hinsichtlich ihrer Dicke zu den Abschnitten des Zahnelements, in dem die Zahnfüße gebildet sind, unterschiedlich. Daher sind, zum Beispiel, wenn ein Zahnelement durch Formpressen ausgebildet wird, die Abschnitte des Zahnelements, in dem die Zahnspitzen gebildet sind, hinsichtlich ihrer Kompressibilität beim Formpressen, mit anderen Worten, hinsichtlich ihrer Dichte von den Abschnitten des Zahnelements, in dem die Zahnfüße gebildet sind, unterschiedlich. Folglich kann die mechanische Performance, wie die Festigkeit des Zahnelements in einer Richtung, in der die Zähne angeordnet sind, instabil sein, wodurch die Festigkeit der Verzahnung zwischen dem Zahnelement und der teleskopischen Zahnbasis instabil wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Lenksystems bereitzustellen, in dem Zähne miteinander in Eingriff stehen, um ein Verlängern und Zusammenziehen eines Mantelrohrs zu beschränken, und das es ermöglicht, die Festigkeit der Verzahnung zwischen den Zähnen zu stabilisieren. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zahnelement bereitzustellen, das es ermöglicht, seine Festigkeit zu stabilisieren.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Lenksystem eine Lenkwelle, mit der ein Lenkelement an einem Ende der Lenkwelle verbunden ist und die in einer Axialrichtung verlängerbar und zusammenziehbar ist; ein Mantelrohr, das einen oberen Mantel, der in der Axialrichtung in der Nähe des Lenkelements angeordnet ist und die Lenkwelle hält, und einen unteren Mantel aufweist, der in der Axialrichtung vom Lenkelement entfernt angeordnet ist und die Lenkwelle hält, wobei das Mantelrohr infolge einer Bewegung des oberen Mantels in Bezug auf den unteren Mantel zusammen mit der Lenkwelle in der Axialrichtung verlängerbar und zusammenziehbar ist; eine Lagerung bzw. Halterung, die den unteren Mantel unterstützt und an einem Fahrzeugkörper befestigt ist; ein Betätigungselement, das betätigt ist, um eine Verlängerung und Zusammenziehung des Mantelrohrs zu beschränken; ein Paar von ersten Zahnreihen, die eine Vielzahl von ersten Zähnen aufweisen, wobei die ersten Zähne jeweils eine Zahnspur aufweisen, welche sich in einer Querrichtung erstreckt, wobei sie die Axialrichtung kreuzt, die ersten Zähne in der Axialrichtung mit einer vorbestimmten Teilung angeordnet sind, die ersten Zahnreihen sich zueinander parallel erstrecken und in der Axialrichtung integral mit dem oberen Mantel bewegbar sind; und ein Zahnelement auf, das einen vom unteren Mantel unterstützten blockartigen Körperabschnitt und ein Paar von auf einem Paar von Seitenoberflächen des Körperabschnitts vorgesehenen zweiten Zähnen aufweist, wobei die Seitenoberflächen sich zueinander parallel erstrecken, sodass zumindest ein zweiter Zahn auf jeder der Seitenoberflächen vorgesehen ist, wobei das Zahnelement durch Pressformen geformt ist und sich in Übereinstimmung mit einer Betätigung des Betätigungselements so bewegt, dass es den zweiten Zähnen ermöglicht, mit den jeweiligen ersten Zahnreihen in Eingriff zu kommen. Die zweiten Zähne weisen Zahnspitzen auf, die um einen Abstand, welcher kürzer ist als die vorbestimmte Teilung, zueinander versetzt sind.
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Figurenliste
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Die weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet sind, gleiche Elemente zu repräsentieren, und wobei:
- 1 eine Seitenansicht zeigt, die eine Konfiguration eines Lenksystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt;
- 2 eine perspektivische Ansicht des Lenksystems zeigt;
- 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1 zeigt;
- 4 eine perspektivische Explosionsansicht eines Umfangs eines Zahnverriegelungsmechanismus zeigt;
- 5 ein Schaubild eines Zahnelements in Ansicht von unten zeigt;
- 6 eine schematische Seitenansicht des Zahnverriegelungsmechanismus zeigt, die darstellt, dass zweite Zähne mit ersten Zähne in Eingriff stehen;
- 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in 6 zeigt;
- 8 eine schematische Seitenansicht des Zahnverriegelungsmechanismus zeigt, die darstellt, dass Verzahnung zwischen den zweiten Zähnen und den ersten Zähnen gelöst wird;
- 9 ein Schaubild eines Zahnelements gemäß einer Variation der vorliegenden Ausführungsform in Ansicht von unten zeigt; und
- 10 ein Schaubild eines Zahnelements gemäß einer Variation der vorliegenden Ausführungsform in Ansicht von hinten zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Ausführungsform wird mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen im Folgenden beschrieben. 1 zeigt eine Seitenansicht, die eine Konfiguration eines Lenksystems 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt. Gemäß 1 entspricht die linke Seite der Zeichenebene einer Vorderseite einer Fahrzeugkarosserie 2, an der ein Lenksystem 1 angebracht ist, und die rechte Seite der Zeichenebene entspricht einer Rückseite einer Fahrzeugkarosserie 2. Die Oberseite der Zeichenebene entspricht einer Oberseite einer Fahrzeugkarosserie 2. Die Unterseite der Zeichenebene entspricht einer Unterseite einer Fahrzeugkarosserie 2.
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Wie aus 1 ersichtlich ist weist das Lenksystem 1 hauptsächlich eine Lenkwelle 3, ein Mantelrohr 4, eine untere Halterung 5, eine obere Halterung 6, einen Klemmmechanismus 7 und einen Zahnverriegelungsmechanismus 8 auf. Ein Lenkelement 11, wie ein Lenkrad, ist mit einem ersten Ende 3A der Lenkwelle 3 verbunden, das ein hinteres Ende der Lenkwelle 3 ist. Ein zweites Ende 3B der Lenkwelle 3, das ein vorderes Ende der Lenkwelle 3 ist, ist über ein Kreuzgelenk 12, eine Zwischenwelle 13 und ein Kreuzgelenk 14 in dieser Reihenfolge mit einer Ritzelwelle 16 eines Lenkbetätigungsmechanismus 15 verbunden.
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Der Lenkbetätigungsmechanismus 15 weist einen Zahnstangenmechanismus auf. Der Lenkbetätigungsmechanismus 15 lenkt in Übereinstimmung mit übertragener Drehung der Lenkwelle 3 gelenkte Räder (nicht dargestellt in Zeichnungen), wie Reifen. Die Lenkwelle 3 erstreckt sich in einer Vorne-Hinten-Richtung einer Fahrzeugkarosserie bzw. eines Fahrzeugkörpers 2. In der folgenden Beschreibung wird eine Richtung, in der sich die Lenkwelle 3 erstreckt, als eine Axialrichtung X der Lenkwelle 3 bezeichnet. Die Axialrichtung X ist in Bezug auf die Horizontalrichtung so geneigt, dass das zweite Ende 3B niedriger als das erste Ende 3A liegt. Eine einer Seite des ersten Endes 3A in der Axialrichtung entsprechende Rückseite ist mit dem Bezugszeichen X1 bezeichnet. Eine Vorderseite, die dem ersten Ende 3A in der Axialrichtung entgegengesetzt ist, ist mit dem Bezugszeichen X2 bezeichnet
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Eine zur Zeichenebene der 1 senkrechte Richtung von die Axialrichtung X kreuzenden Richtungen ist als eine Querrichtung Y bezeichnet, und eine sich im Wesentlichen in einer Oben-Unten-Richtung in 1 erstreckende Richtung ist als eine Oben-Unten-Richtung Z bezeichnet. In der Querrichtung Y entspricht eine der Ansicht in 1 abgewandte Seite einer rechten Seite Y1, und es entspricht eine der Ansicht in 1 zugewandte Seite einer linken Seite Y2. In Oben-Unten-Richtung Z ist eine obere Seite mit dem Bezugszeichen Z1 bezeichnet und eine untere Seite mit dem Bezugszeichen Z2. In den von 1 verschiedenen Zeichnungen sind die der Axialrichtung X, der Rückseite X1, der Vorderseite X2, der Richtungen der Querrichtung Y, der rechten Seite Y1, der linken Seite Y2, der Oben-Unten-Richtung Z, der oberen Seite Z1 und der unteren Seite Z2 entsprechen mit den gleichen Bezugszeichen wie diejenigen in 1 bezeichnet.
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Die Lenkwelle 3 weist eine obere Welle 20 und eine untere Welle 21 auf, die sich in jeweils Axialrichtung X erstrecken. Die obere Welle 20 ist in Bezug auf die untere Welle 21 auf der Rückseite X1 angeordnet. Ein hinteres Ende 21A der unteren Welle 21 ist von der Vorderseite X2 in ein vorderes Ende 20A der zylindrisch geformten oberen Welle 20 eingesetzt. Die untere Welle 21 ist durch Keilanpassung oder Verzahnungspassung mit der oberen Welle 20 verbunden. Daher sind die obere Welle 20 und die untere Welle 21 integral drehbar und entlang der Axialrichtung X relativ bewegbar. Die obere Welle 20 bewegt sich in Bezug auf die untere Welle 21 in der Axialrichtung X, um ein Verlängern und Zusammenziehen der Lenkwelle 3 entlang der Axialrichtung X zu ermöglichen.
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Das Mantelrohr 4 nimmt die Lenkwelle 3 auf. Das Mantelrohr 4 hat einen oberen Mantel 22 und einen unteren Mantel 23, die sich jeweils in Axialrichtung X erstrecken. Der obere Mantel 22 ist in Bezug auf den unteren Mantel 23 auf der Rückseite X1 angeordnet. Ein vorderes Ende 22A des oberen Mantels 22 ist durch Einsetzen von der Rückseite in den unteren Mantel 23 in den unteren Mantel 23 eingepasst.
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Das Mantelrohr 4 unterstützt und hält die Lenkwelle 3 über ein Lager 24 und ein Lager 25, sodass die Lenkwelle 3 drehbar ist. Besonders unterstützt der obere Mantel 22 die obere Welle 20 über das Lager 24, sodass die obere Welle 20 drehbar ist und auf der Rückseite X1 die obere Welle 20 hält. Der untere Mantel 23 unterstützt die untere Welle 21 über das Lager 25, sodass die untere Welle 21 drehbar ist und auf der Vorderseite X2 die untere Welle 21 hält.
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Die obere Welle 20 und der obere Mantel 22, die miteinander gekoppelt sind, sind in der Axialrichtung X in Bezug auf die untere Welle 21 und den unteren Mantel 23 bewegbar. Folglich ist das Mantelrohr 4 entlang der Lenkwelle 3 verlängerbar und zusammenziehbar. Eine Verlängerungs- und Zusammenziehungsbetätigung der Lenkwelle 3 und des Mantelrohrs 4 in der Beschreibung ist als eine teleskopische Betätigung bezeichnet. Die Positionseinstellung in der Axialrichtung X für das Lenkelement 11, das mit dem ersten Ende 3A der Lenkwelle 3 verbunden ist, ist als teleskopische Einstellung bezeichnet.
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Die untere Halterung 5 weist ein Paar von seitlichen bewegbaren Halterungen 5A (siehe auch unten beschriebene 2), eine feste Halterung 5B und eine Zentralachse 5C auf. Die bewegbaren Halterungen 5A sind am Fahrzeugkörper 2 befestigt. Die Zentralachse 5C erstreckt sich in der Querrichtung Y. Die Zentralachse 5C ist zwischen den bewegbaren Halterungen 5A hindurchgeführt, um die feste Halterung 5B durchzudringen. Folglich ist das vordere Ende 23B des unteren Mantels 23 mit dem Fahrzeugkörper 2 verbunden.
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Die bewegbaren Halterungen 5A sind von der festen Halterung 5B unterstützt, sodass sie um die Zentralachse 5C schwenkbar sind. Somit ist das Mantelrohr 4 als Ganzes in Bezug auf die feste Halterung 5B und die obere Halterung 6 in Verbindung mit der Lenkwelle 3 um die Zentralachse 5C schwenkbar. Die Schwenkbewegung des Mantelrohrs 4 mittels der Zentralachse 5C als Lager wird als Neigebewegung bezeichnet. Eine hauptsächliche Oben-Unten-Richtung entlang eines Kreisbogens um die Zentralachse wird als Neigungsrichtung bezeichnet.
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Die neigungsbasierte Positionseinstellung für das Lenkelement 11 in der Neigungsrichtung wird als Neigungseinstellung bezeichnet. Die Schwenkung des Mantelrohrs 4 entlang der Neigungsrichtung ermöglicht Neigungseinstellung. Der untere Mantel 23 ist über die untere Halterung 5 mit dem Fahrzeugkörper 2 verbunden, und somit ist er in Axialrichtung nicht bewegbar. Daher bewegt sich der obere Mantel 22 während der teleskopischen Einstellung.
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Die obere Halterung 6 unterstützt ein hinteres Ende 23A des unteren Mantels 23, um das hintere Ende 23A mit dem Fahrzeugkörper 2 zu verbinden. Wie aus 2 zu sehen ist, welche eine perspektivische Ansicht des Lenksystems 1 ist, weist die obere Halterung 6 integral ein Paar von Seitenplatten 30 und eine Kopplungsplatte 31 auf, die in der Oben-Unten-Richtung Z dünn ist. Die Seitenplatten 30 sind dünn in der Querrichtung Y und in der Querrichtung Y auf gegenüberliegenden Seiten des hinteren Endes 23A des unteren Mantels 23 angeordnet. Die Kopplungsplatte 31 ist jeweils mit einem oberen Ende der Seitenplatten 30 verbunden.
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Neigungsschlitze 32 sind in der Querrichtung Y gesehen (siehe unten beschriebene 3) in den jeweiligen Seitenplatten 30 an der gleichen Position ausgebildet. Jeder der Neigungsschlitze 32 erstreckt sich in einem Kreisbogen entlang der Neigungsrichtung. Die Kopplungsplatte 31 hat Abschnitte, die sich in Bezug auf die jeweiligen Seitenplatten 30 in der Querrichtung Y auswärts erstrecken. Die obere Halterung 6 als Ganzes ist mittels Bolzen oder dergleichen, die durch diese Abschnitte eingeführt und in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, am Fahrzeugkörper 2 befestigt (siehe 1).
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Ein Spalt 33, welcher sich in Axialrichtung X entlang des gesamten unteren Mantels 23 erstreckt und in der Oben-Unten-Richtung Z den unteren Mantel 23 durchdringt, ist in einer oberen Außenumfangsoberfläche des unteren Mantels 23 ausgebildet. Am hinteren Ende 23A des unteren Mantels 23 ist ein Paar von Verlängerungsabschnitten 34 integral vorgesehen, die sich zur oberen Seite Z1 erstrecken, während sie den Spalt 33 in der Querrichtung Y definieren. Jeder der Verlängerungsabschnitte 34 ist wie eine Platte geformt, welche sich in der Axialrichtung X und der Oben-Unten-Richtung Z erstreckt und in der Querrichtung Y dünn ist. Die Verlängerungsabschnitte 34 sind zwischen den Seitenplatten 30 angeordnet und haben in der Querrichtung Y jeweilige in der Querrichtung einander gegenüberliegende Stirnseitenoberflächen 34A. Jeder der Verlängerungsabschnitte 34 liegt in der Querrichtung einer entsprechenden der Seitenplatten 30 gegenüber, die in der Querrichtung Y auf der gleichen Seite wie der Verlängerungsabschnitt 34 angeordnet ist.
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3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1. Wie aus 3 zu sehen ist, ist in jedem der Verlängerungsabschnitte 34 in der Querrichtung Y gesehen an der gleichen Position, jeweils ein kreisförmiges Einführloch 35 im jeweiligen Verlängerungsabschnitt 34 derart ausgebildet, dass die Einfuhrlöcher in der Querrichtung Y den Verlängerungsabschnitt 34 durchzudringen und in Querrichtung Y gesehen an der gleichen Position angeordnet sind. Die Einführlöcher 35 in den Verlängerungsabschnitten 34 überlappen - in Querrichtung Y gesehen - einen Teil der Neigungsschlitze 32 in den Seitenplatten 30.
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Eine sich in der Axialrichtung X erstreckende Führungsnut 37 ist in einem Untere-Seite-Z2-Abschnitt des unteren Mantels 23 ausgebildet. Ein am oberen Mantel 22 befestigter geführter Vorsprung 38 ist durch die Führungsnut 37 eingeführt. Die Führungsnut 37 beschränkt eine Drehung des oberen Mantels 22 in Bezug auf den unteren Mantel 23, während sie über den geführten Vorsprung 38 die Bewegung des oberen Mantels 22 in der Axialrichtung X führt. Ein (in den Zeichnungen nicht dargestelltes axiales Ende) der Führungsnut 37 kommt mit dem geführten Vorsprung 38 in Kontakt, um zu verhindern, dass der obere Mantel 22 aus dem unteren Mantel 23 herauszurutschen kann.
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Der Klemmmechanismus 7 ist eine Mechanismus, der ein Entriegeln der Position des Lenkelements 11 (siehe 1) zur Neigungseinstellung und teleskopischen Einstellung und ein Verriegeln des Lenkelements 11 in der Position ermöglicht, für welche die Neigungseinstellung und die teleskopische Einstellung ausgeführt wurde. Der Klemmmechanismus 7 weist einen Neigungsbolzen 40, ein Betätigungselement 41, einen Nocken 42 und einen ringartig geformten Nockenfolger 43, eine Schraubenmutter 44, ein ringförmiges Zwischenelement 4, ein Nadellager 46, und eine Druckscheibe 47 auf.
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Der Neigungsbolzen 40 ist ein Metallbolzen mit einer sich in Querrichtung Y erstreckenden Mittelachse 40A. Der Neigungsbolzen 40 ist an dessen einem linken Ende mit einem Kopfabschnitt 40B und an einem rechten Ende einer Außenumfangsoberfläche des Neigungsbolzens 40 mit einer Gewindenut 40C versehen. Ein Abschnitt des Neigungsbolzens 40, der in Bezug auf den Kopfabschnitt 40B an der rechten Seite Y1 angeordnet ist, ist bezüglich der Lenkwelle 3 an einer Position auf der oberen Seite Z1 durch die Neigungsschlitze 32 in den Seitenplatten 30 und die Einführlöcher 35 in den Verlängerungsabschnitten 34 eingeführt. In diesem Zustand ist der Kopfabschnitt 40B in Bezug auf die links-Y2-seitige Seitenplatte 30 auf der linken Seite Y2 angeordnet, und die Gewindenut 40C in Bezug auf die rechts-Y1- seitige Seitenplatte 30 auf der rechten Seite Y1.
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Das Betätigungselement 41 ist, zum Beispiel, ein Greifhebel. Das Betätigungselement 41 weist ein Basisende 41A, das in Längsrichtung ein erstes Ende ist, und einen Greifabschnitt 41B auf, der in Längsrichtung ein zweites Ende darstellt. Das Basisende 41A des Betätigungselements 41 ist nahe dem Kopfabschnitt 40B des Neigungsbolzens 40 angebracht. Ein Fahrer greift den Greifabschnitt 41B des Betätigungselements 41, um das Betätigungselement 41 zu betätigen. Folglich wird der Neigungsbolzen 40 in Übereinstimmung mit Betätigung des Betätigungselements 41 in Verbindung mit dem Betätigungselement 41 gedreht.
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Ein linkes Ende des Neigungsbolzens 40 ist durch den Nocken 41 und den Nockenfolger 43 eingeführt. Zwischen dem Kopfabschnitt 40B und der links-Y2-seitigen Seitenplatte 30 sind der Nocken 42 und der Nockenfolger 43 von der linken Seite Y2 in dieser Reihenfolge angeordnet. Der Nocken 42 ist mit dem Neigungsbolzen 40 integral drehbar, wohingegen der Nockenfolger 43 in der Querrichtung Y relativ zum Neigungsbolzen 40 drehbar ist. Jedoch ist auf einem Abschnitt des Nockenfolgers 43 eine Schlüsselweite gebildet, der durch den Neigungsschlitz 32 in der links-Y2-seitigen Seitenplatte 30 so eingeführt ist, dass der Neigungsschlitz 32 verhindert, dass der Nockenfolger 43 frei drehen kann.
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Eine Schraubenmutter 44 ist über die Gewindenut 40C auf dem Neigungsbolzen 40 geschraubt. Zwischen der Schraubenmutter 44 und der rechts-Y1-seitigen Seitenplatte 30 sind das Zwischenelement 45, das Nadellager 46 und die Druckscheibe 47 von der linken Seite Y2 in dieser Reihenfolge angeordnet. Der Neigungsbolzen 40 ist durch das Zwischenelement 45, das Nadellager 46 und die Druckscheibe 47 eingeführt. Der Neigungsbolzen 40 ist in der obengenannten Neigungsrichtung durch die Neigungsschlitze 32 in der oberen Halterung 6 bewegbar. Wenn der Fahrer das Lenkrad 11 (siehe 11) in der Neigungsrichtung zum Neigungseinstellen bewegt, wird das Mantelrohr 4 als Ganzes relativ zur oberen Halterung 6 geneigt. Das Neigungseinstellen für das Lenkelement 11 wird in dem Maße durchgeführt, in dem der Neigungsbolzen 40 in den Neigungsschlitzen 32 bewegbar ist.
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Wenn der Fahrer das Betätigungselement 41 nach Ausführen der teleskopischen Einstellung oder Neigungseinstellung betätigt und dreht, dreht sich der Nocken 42, um es zu ermöglichen, dass Nockenvorsprünge 56 des Nockens 42 und des Nockenfolgers 43 aufeinander reiten. Folglich bewegt sich der Nockenfolger 43 in Richtung der rechten Seite Y1 entlang des sich in der Querrichtung Y erstreckenden Neigungsbolzens 40, um eine linksseitige Oberfläche der links-Y2-seitigen Seitenplatte 30 von der linken Seite Y2 zu drücken. Dies reduziert einen Abstand zwischen dem Nockenfolger 43 und dem Zwischenelement 45 in der Querrichtung Y Die Seitenplatten 30 werden von den entgegengesetzten Seiten in der Querrichtung Y zwischen dem Nockenfolger 43 und dem Zwischenelement 45 geklemmt. In dem Zustand werden jede Seitenplatte 30 und der entsprechende Verlängerungsabschnitt 34 reibschlüssig zusammen gehalten, und der untere Mantel 23 und der obere Mantel 22 werden reibschlüssig zusammen gehalten, wobei sie in Verbindung mit dem Klemmen im Durchmesser reduziert sind. Folglich ist ein Schwenken, Verlängern und Zusammenziehen des Mantelrohrs 4 so behindert, dass das Lenkelement 11 (siehe 1) in der Neigungsrichtung und der Axialrichtung X unbewegbar ist.
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Der Zustand des Lenksystems 1, in dem das Lenkelement 11 lagemäßig in der Neigungsrichtung und zu der Axialrichtung X wie oben beschrieben verriegelt ist, wird als verriegelter Zustand bezeichnet. Während normaler Betätigung ist das Lenksystem 1 im verriegelten Zustand. Wenn das Betätigungselement 41 im verriegelten Zustand des Lenksystems betätigt und in eine der obengenannten Richtung entgegengesetzte Richtung gedreht wird, dreht sich der Nocken 42 relativ zum Nockenfolger 43, um das Aufeinanderreiten der Nockenvorsprünge 45 des Nockens 42 und des Nockenfolgers 43 zu lösen. Somit bewegt sich der Nockenfolger 43 entlang des Neigungsbolzens 40 von einer verriegelten Position zur linken Seite Y2. In Verbindung mit der Bewegung des Nockenfolgers 43 bewegt sich das Zwischenelement 45 entlang des Neigungsbolzens 40 zur rechten Seite Y1. Dies vergrößert den Abstand zwischen dem Nockenfolger 43 und dem Zwischenelement 45, um das Klemmen der Seitenplatten 30 zwischen dem Nockenfolger 43 und dem Zwischenelement 45 zu lösen. In diesem Zustand werden das reibschlüssige Halten jeder Seitenplatte 30 und des entsprechenden Verlängerungsabschnitts und das reibschlüssige Halten des unteren Mantels 23 und des oberen Mantels 22 gelöst. Somit wird ein Schwenken, Verlängern und Zusammenziehen des Mantelrohrs 4 ermöglicht, sodass das Lenkelement 11 in der Neigungsrichtung und der Axialrichtung X bewegbar wird. Dadurch werden die teleskopische Einstellung und die Neigungseinstellung wieder ermöglicht.
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Der Zustand des Lenksystems 1, in dem die Fixierung der Position des Lenkelements 11 in der Neigungsrichtung und in der Axialrichtung A gelöst ist, ist als ein gelöster Zustand bezeichnet. Im Folgenden wird eine Konfiguration des Zahnverriegelungsmechanismus 8 detailliert erläutert. Wie aus 4 ersichtlich ist, welche eine perspektivische Explosionsansicht einer Umgebung eines Zahnverriegelungsmechanismus ist, weist der Zahnverriegelungsmechanismus 8 eine Zahnplatte 61 und ein Zahnelement 63 auf. Die Zahnplatte 61 hat erste Zähne 60. Das Zahnelement 63 hat zweite Zähne 62, die als ein Zahnabschnitt fungieren, welcher mit den ersten Zähnen 60 in Eingriff kommen kann. Der Zahnverriegelungsmechanismus 8 weist einen Lager- bzw. Unterstützungsmechanismus 64, einen Führungsmechanismus 65 und einen Verriegelungsmechanismus 66 auf. Der Unterstützungsmechanismus 64 unterstützt das Zahnelement 63. Der Führungsmechanismus 65 führt einen Teil des Zahnelements 63 in der Oben-Unten-Richtung Z. Der Verriegelungsmechanismus 66 verriegelt eine Drehbewegung des Neigungsbolzens 40 mit Bewegung des Zahnelements 63.
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Die Zahnplatte 61 weist einen flachplattenartigen Körperabschnitt 70, welcher in der Axialrichtung X länglich ist, und ein Paar von ersten Zahnreihen 60L mit einer Vielzahl von ersten Zähnen 60 auf. Der Körperabschnitt 70 ist mit einem Durchgangsloch 70A versehen, welches in der Oben-Unten-Richtung Z den Körperabschnitt 70 durchdringt. Das Durchgangsloch 70A ist wie ein Rechteck geformt, das in der Oben-Unten-Richtung Z gesehen in der Axialrichtung X länglich ist. Die ersten Zahnreihen 60L sind an jeweiligen gegenüberliegenden Rändern 70B des Durchgangslochs 70A in der Querrichtung Y vorgesehen. Die ersten Zahnreihen 60L erstrecken sich in der Axialrichtung X parallel zueinander, um in der Querrichtung Y im Abstand zueinander zu liegen.
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Die ersten Zähne 60 jeder der ersten Zahnreihen 60L sind wie sogenannte seitliche Zähne jeweils mit einer sich in der Oben-Unten-Richtung Z erstreckenden Zahnflanke bzw. Zahnspur 74, als Zahnspitzen 73, geformt. Die ersten Zähne 60 der rechts-Y1-seitigen ersten Zahnreihe 60L ragen vom rechts-Y1-seitigen Rand 70B in das Durchgangsloch 70A. Da Zahnspitze 73Ajeder der ersten Zähne 60 ist auf die linke Seite Y2 gerichtet. Die ersten Zähne 60 der links-Y2-seitigen ersten Zahnreihe 60L ragen vom links-Y2-seitigen Rand 70B in das Durchgangsloch 70A. Die Zahnspitze 73Ajeder der ersten Zähne 60 ist auf die rechte Seite Y1 gerichtet.
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In jeder ersten Zahnreihe 60L sind die ersten Zähne 60 in Axialrichtung X mit einer vorbestimmten Teilung P angeordnet. In der Axialrichtung X sind die Zahnspitzen 73A der ersten Zähne 60 der rechts-Y1-seitigen ersten Zahnreihe 60L um einen der halben Teilung P entsprechenden Abstand L zu den Zahnspitzen 73B der ersten Zähne 60 der links-Y2-seitigen ersten Zahnreihe 60L versetzt. Der Abstand L muss nicht unbedingt, wie in der vorliegenden Ausführungsform, einer halben Teilung P entsprechen. Der Abstand L kann auch beliebig eingestellt werden, solange der Abstand L kleiner ist als die Teilung P.
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Die Zahnplatte 61 ist in Axialrichtung X gesehen (siehe 3) zwischen den Verlängerungsabschnitten 34 angeordnet und durch Verschweißen oder dergleichen an einer Außenumfangsoberfläche des oberen Mantels 22 befestigt. Somit ist die Zahnplatte 61 in der Axialrichtung X mit dem oberen Mantel 22 zusammen bewegbar. Die Zahnplatte 61 kann auch mittels in den Zeichnungen nicht dargestellter Bolzen oder dergleichen an einer Außenumfangsoberfläche 22B des oberen Mantels 22 befestigt werden. Die Zahnplatte 61 kann auch aus dem gleichen Material wie der obere Mantel 22 gebildet werden, um mit integral dem oberen Mantel 22 ausgebildet zu werden.
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Das Zahnelement 63 weist einen blockartigen Körperabschnitt 80 und ein Paar von zweiten Zahnreihen 62L mit einer Vielzahl von zweiten Zähnen 62 auf. Das Zahnelement 63 ist durch Formpressen, wie Sintern oder Schmieden, geformt. Das Zahnelement 63 der vorliegenden Ausführungsform ist zum Beispiel ein gesinterter Pressling. Somit können die zweiten Zahnreihen 62L und der Körperabschnitt 80 auch in einem gesinterten Pressling integral geformt werden. Der Körperabschnitt 80 weist einen ersten Abschnitt 81 und einen auf dessen Rückseite X1 zum ersten Abschnitt 81 benachbarten zweiten Abschnitt 82 auf. Der zweite Abschnitt 82 weist, als dessen hinteres Ende, einen in Richtung der Rückseite X1 vorstehenden Eingriffsvorsprung 83 auf. Der zweite Abschnitt 82 weist als sein unteres Ende einen Zahnformabschnitt 84 auf.
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Wie aus 5 mit einer Darstellung des Zahnelements 63 von der unteren Seite Z2 zu sehen ist, weist der Zahnformabschnitt 84 in der Querrichtung Y ein Paar von Seitenoberflächen 85 als einander abgewandte Seitenoberflächen auf. Die Seitenoberflächen 85 im Zahnformabschnitt 84 erstrecken sich parallel zueinander. Die Richtung, in der sich die Seitenoberflächen 85 erstrecken, ist parallel zur Axialrichtung X. Die rechts-Y1-seitige Seitenoberfläche 85 ist auch ein Teil einer rechtsseitigen Seitenoberfläche, die ein Beispiel einer der Seitenoberflächen des Körperabschnitts 80 ist. Die links-Y2-seitige Seitenoberfläche 85 ist auch ein Teil einer linksseitigen Seitenoberfläche, die ein Beispiel einer der Seitenoberflächen des Körperabschnitts 80 ist.
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Die zweiten Zahnreihen 62L sind auf den jeweiligen Seitenoberflächen 85 des Zahnformabschnitts 84 vorgesehen. Die rechts-Y1-seitige zweite Zahnreihe 62L ist auf der rechts-Y1-seitigen Seitenoberfläche 85A vorgesehen. Die links-Y2-seitige zweite Zahnreihe 62L ist auf der links-Y2-seitigen Seitenoberfläche 85B vorgesehen. Die zweiten Zähne 62 jeder der zweiten Zahnreihen 62L sind wie sogenannte seitliche Zähne jeweils mit einer sich in der Oben-Unten-Richtung Z erstreckenden Zahnspur 87 als Zahnspitzen 86 (siehe auch 4) geformt. Die zweiten Zähne 62 der rechts-Y1-seitigen zweiten Zahnreihe 62L stehen von der rechts-Y1-seitigen Seitenoberfläche 85A in Richtung der rechten Seite Y1 vor, wobei Zahnspitzen 86A der zweiten Zähne 62 auf die rechte Seite Y1 gerichtet sind. Die zweiten Zähne 62 der links-Y2-seitigen zweiten Zahnreihe 62L stehen von der links-Y2-seitigen Seitenoberfläche 85A Richtung der linken Seite Y2 vor.
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Die zweiten Zähne 62 der zweiten Zahnreihe 62L auf der rechts-Y1-seitigen Seitenoberfläche 85A sind in Axialrichtung X mit der obengenannten vorbestimmten Teilung P angeordnet. Die zweiten Zähne 62 der zweiten Zahnreihe 62L auf der links-Y2-seitigen Seitenoberfläche 85A sind in der Axialrichtung X auch mit der obengenannten vorbestimmten Teilung P angeordnet. In der Axialrichtung X sind die Zahnspitzen 86A der zweiten Zähne 62 der rechts-Y1-seitigen zweiten Zahnreihe 62L um einen der halben Teilung P entsprechenden Abstand L zu den Zahnspitzen 86B der zweiten Zähne 62 der links-Y2-seitigen zweiten Zahnreihe 62L versetzt. Mit anderen Worten sind die zweiten Zahnreihen 62L derart ausgebildet, dass die zweiten Zähne 62 der rechts-Y1-seitigen zweiten Zahnreihe 62L und die zweiten Zähne 62 der links-Y2-seitigen zweiten Zahnreihe 62L zueinander versetzt angeordnet sind.
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Wenn das Zahnelement 63 wie oben beschrieben durch Sintern geformt wird, wird pulverförmiges Metall in einer Form durch Sintern unter Druck gesetzt. Das Zahnelement 63 ist derart geformt, dass die zweiten Zähne 62 in einer Druckausübungsrichtung (entsprechend der Querrichtung Y) wellenförmig ausgebildet sind. Jetzt soll im Gegensatz zum Zahnelement 63 der vorliegenden Ausführungsform in einem Vergleichsbeispiel ein Zahnelement angenommen werden, bei dem die Zahnreihen des Zahnelements derart geformt sind, dass die zweiten Zähne 62 der rechts-Y1-seitigen zweiten Zahnreihe 62L zu den zweiten Zähnen 62 der links-Y2-seitigen zweiten Zahnreihe 62L nicht versetzt sind. Im Zahnelement im Vergleichsbeispiel sind die Positionen der Zahnspitzen in der rechts-Y1-seitigen zweiten Zahnreihe des Zahnelements in Axialrichtung X gleich den Positionen der Zahnspitzen in der links-Y2-seitigen zweiten Zahnreihe. Das Zahnelement variiert dann erheblich hinsichtlich seiner Dicke zwischen einem Spitzenabschnitt, in dem die Zahnspitze gebildet ist, und einem Vertiefungsabschnitt, in dem ein Zahnfuß gebildet ist. Das heißt, die Dicke des Zahnelements variiert erheblich längs der Axialrichtung X. Die der Kompressibilität des Zahnelements beim Formpressen entsprechende Dichte ist damit ungleichmäßig in der Richtung, in der die Zähne angeordnet sind. Insbesondere wird die Dichte des Zahnelements am Spitzenabschnitt hoch und am Vertiefungsabschnitt niedrig.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, kann, wenn der Abstand L kürzer ist als die Teilung P, die Dicke W in der Querrichtung Y an beliebigen Positionen in der Axialrichtung X möglichst gleichmäßig sein. Dies verhindert, dass die Dichte des Zahnformabschnitts 84 in Abhängigkeit von der Position in Axialrichtung X variiert. Somit ist die die Dichte der zweiten Zähne 62 (Zahnabschnittdichte) stabilisiert, wodurch es ermöglicht ist, die mechanische Leistungsfähigkeit des Zahnelements 63, wie die Festigkeit des Zahnformabschnitts 84 und die die Festigkeit der zweiten Zähne 62 (Zahnabschnittsfestigkeit), zu verbessern.
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In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Abstand L der halben Teilung P. Die Dicke W des Zahnformabschnitts 84 in der Querrichtung Y ist im Wesentlichen gleichmäßig zumindest in einem Bereich von der Zahnspitze 86A des vordersten Zahns der zweiten Zähne 62 bis zur Zahnspitze 86B des hintersten Zahns der zweiten Zähne 62. Dies ermöglicht es, dass Dichteschwankungen des durch Formpressen geformten Zahnelements 63 in Abhängigkeit von der Position in der Axialrichtung X weiter eingeschränkt werden.
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Wie aus 4 ersichtlich ist, ist das Zahnelement 63 in Bezug auf die Außenumfangsoberfläche 22B des oberen Mantels 22 auf der oberen Seite Z1 und in Bezug auf den Neigungsbolzen 40 auf der vorderen Seite X2 angeordnet. Die Außenumfangsoberfläche 22B des oberen Mantels 22 ist auch eine Bodenoberfläche des Durchgangslochs 70A in der Zahnplatte 61. Der Unterstützungsmechanismus 64 weist ein Paar von Unterstützungsachsen 89 und ein Paar von ersten Führungslöchern 34B auf. Die Unterstützungsachsen 89 stehen vom ersten Abschnitt des Körperabschnitts 81 des Zahnelements 63 in Richtung der jeweiligen entgegengesetzten Außenseiten in der Querrichtung Y vor. Die ersten Führungslöcher 34B sind in den jeweiligen Verlängerungsabschnitten 34 des unteren Mantels 34 ausgebildet. Die Unterstützungsachsen 89 haben eine sich in Querrichtung Y erstreckende Mittelachse 89A. Die ersten Führungslöcher 34B sind sich in der Axialrichtung X erstreckende Schlitze.
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Die Unterstützungsachsen 89 sind durch die jeweiligen ersten Führungslöcher 34B eingeführt. Folglich sind die Unterstützungsachsen 89 von den jeweiligen Verlängerungsabschnitten 34 so gelagert bzw. unterstützt, dass sie in der Axialrichtung X parallel zum Neigungsbolzen 40 bewegbar sind. Der erste Abschnitt 81 des Körperabschnitts 80 des Zahnelements 63 ist über die Unterstützungsachsen 89 von den Verlängerungsabschnitten 34 unterstützt.
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Die Unterstützungsachsen 89 können auch getrennt vom Zahnelement 63 bereitgestellt werden. In diesem Fall sind die Unterstützungsachsen 89 derart ausgebildet, dass sie den ersten Abschnitt 81 der Körperabschnitts 80 des Zahnelements 63 unterstützen, indem sie durch ein das Zahnelement 63 durchdringendes und in den Zeichnungen nicht dargestelltes Loch in der Querrichtung Y eingesetzt werden. Im Zusammenhang mit dem Führungsmechanismus 65 sind Unterstützungslöcher 34C als runde Löcher in den jeweiligen Stirnseitenoberflächen 34A der Verlängerungsabschnitte 34 ausgebildet. Zur Erleichterung der Beschreibung zeigt 4 nur das Unterstützungsloch 34C in dem rechts-Y1- seitigen Verlängerungsabschnitt 34.
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Der Führungsmechanismus 65 weist eine stabartige Führungsachse 90 und ein in der Oben-Unten-Richtung Z längliches zweites Führungsloch 82A auf. Die Führungsachse 90 erstreckt sich in Querrichtung Y. Das zweite Führungsloch 82A ist im zweiten Abschnitt 820 des Zahnelements 63 ausgebildet. Entgegengesetzte Enden der Führungsachse 90 sind in der Querrichtung Y durch die Unterstützungslöcher 34C in den jeweiligen Verlängerungsabschnitten 34 eingesetzt. Somit ist die Führungsachse 90 von den Verlängerungsabschnitten 34 so gelagert bzw. unterstützt, dass sie in der Oben-Unten-Richtung Z bewegbar ist. Der Verriegelungsmechanismus 66 weist ein Vorspannelement 91 und ein Löseelement 92 auf. Das Vorspannelement 91 spannt das Zahnelement 63 um die Mittelachse 89A der Unterstützungsachsen 89 so vor, dass die zweiten Zähne 62 mit den ersten Zähnen 60 in Eingriff stehen. Das Löseelement 92 bewegt bzw. treibt das Zahnelement 63 gegen eine Kraft des Vorspannelements 91, um den Verzahnungseingriff zwischen den zweiten Zähnen 62 und den ersten Zähnen 60 zu lösen.
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Im Zusammenhang mit dem Verriegelungsmechanismus 66, ist in der Stirnseitenoberfläche 34A des rechts-Y1-seitigen Verlängerungsabschnitts 34 ein Verriegelungsloch 34D ausgebildet. Das Vorspannelement 91 ist, zum Beispiel, eine Torsionsfeder. Das Vorspannelement 91 weist ein erstes Ende 91A, ein zweites Ende 91B und einen Wicklungsabschnitt 91C auf. Das erste Ende 91A ist in dem im rechts-Y1-seitigen Verlängerungsabschnitt 34 gebildeten Verriegelungsloch 34D gefangen. Das zweite Ende 91B spannt den zweiten Abschnitt 82 des Zahnelements 63 in Richtung der unteren Seite Z2 vor. Der Wicklungsabschnitt 91C ist um den Neigungsbolzen 40 zwischen dem ersten Ende 91A und dem zweiten Ende 98B gewickelt.
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Das Löseelement 92 weist einen ringförmigen Körper 92A und einen Lösevorsprung 92B auf. Der Lösevorsprung 92B steht von einem Außenumfang des Körpers 92A hervor. Der Körper 92A hat ein den Körper 92A in der Querrichtung Y durchdringendes Durchgangsloch 92C. Der Neigungsbolzen 40 ist durch das Durchgangsloch 92C (siehe 3) eingesetzt. Das Löseelement 92 ist mit dem Neigungsbolzen 40 integral drehbar. Insbesondere ist ein in den Zeichnungen nicht dargestellter weiblicher Keil auf einer Innenumfangsoberfläche des Körpers 92A ausgebildet. Ein in den Zeichnungen nicht dargestellter männlicher Keil ist auf einer Außenumfangsoberfläche des Neigungsbolzens 40 ausgebildet. Der Körper 92A und der Neigungsbolzen 40 sind somit miteinander verkeilt. Der Lösevorsprung 92B liegt in Bezug auf den zweiten Abschnitt 82 des Zahnelements 63 auf der unteren Seite Z2, um dem Eingriffsvorsprung 83 des zweiten Abschnitts 82 gegenüberzustehen.
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Im Folgenden wird die Arbeitsweise des Zahnverriegelungsmechanismus 8 näher erläutert. 6 ist eine schematische Seitenansicht des Zahnverriegelungsmechanismus 8, die einen Zustand darstellt, wenn die zweiten Zähne 62 mit den ersten Zähnen 60 in Eingriff sind. Wenn das Lenksystem 1 im verriegelten Zustand ist, wird der zweite Abschnitt 82 des Körperabschnitts 80 des Zahnelements 63 vom zweiten Ende 91B des Vorspannelements 91 in Richtung der unteren Seite Z2 vorgespannt, um es zu ermöglichen, dass die zweiten Zähne 62 des Zahnelements 63 mit den ersten Zähnen 60 der Zahnplatte 61 in Eingriff kommen, wie in 6 dargestellt.
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Wie aus 7 zu sehen ist, welche eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in 6 zeigt, sind die zweiten Zahnreihen 62L mit den ersten Zahnreihen 60L in Eingriff. Insbesondere ist die links-Y2-seitige zweite Zahnreihe 62L mit der links-Y2-seitigen ersten Zahnreihe 60L in Eingriff, während die rechts-Y1-seitige zweite Zahnreihe 62L mit der rechts-Y1-seitigen ersten Zahnreihe 60L in Eingriff ist. Wie aus 6 zu sehen ist, dreht sich, wenn das Betätigungselement 41 so gedreht wird, dass das Lenksystem 1 vom verriegelten Zustand in den gelösten Zustand gebracht wird, das Löseelement 92 zusammen mit dem Neigungsbolzen 40, um den Lösevorsprung 92B des Löseelements 92 in Richtung der oberen Seite Z1 zu bewegen. Der Lösevorsprung 92B bewegt sich in Richtung der oberen Seite Z1, um mit dem Eingriffsvorsprung 83 in Eingriff zu kommen.
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Wenn das Betätigungselement 41 weiter so gedreht wird, wie oben beschrieben, drückt der Lösevorsprung 92B gegen die Kraft des Vorspannelements 91 den Eingriffsvorsprung 83 nach oben. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Führungsachse 90 innerhalb des zweiten Führungslochs 82A im zweiten Abschnitt 82 des Zahnelements 63 relativ in Richtung der unteren Seite Z2. Folglich ist der zweite Abschnitt 82 in Richtung der oberen Seite Z1 geführt. Daher bewegen sich die zweiten Zähne 62 in Richtung zur oberen Seite Z1, und, wie in 8 dargestellt, welche eine schematische Seitenansicht des Zahnverriegelungsmechanismus zeigt, die Verzahnung zwischen den zweiten Zähnen 62 und den ersten Zähnen 60 wird gelöst.
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Wie oben beschrieben, wird im gelösten Zustand die Fixierung der Position des oberen Mantels 22 in Bezug auf den unteren Mantel 23 in Axialrichtung X durch den Zahnverriegelungsmechanismus 8 gelöst. Wie aus 8 zu sehen ist, dreht sich im Gegenzug, wenn das Betätigungselement 41 so gedreht wird, dass das Lenksystem 1 vom gelösten Zustand in den verriegelten Zustand gebracht wird, das Löseelement 92 zusammen mit dem Neigungsbolzen 40, um den Lösevorsprung 92B des Löseelements 92 in Richtung zur unteren Seite Z2 zu bewegen. Der zweite Abschnitt 82 des Zahnelements 63, welches den Eingriffsvorsprung 83 ausweist, ist vom Vorspannelement 91 vorgespannt. Daher bewegt sich der zweite Abschnitt 82 in Richtung der unteren Seite Z2, und zwar im Zusammenspiel mit einer Bewegung des Lösevorsprungs 92B in Richtung der unteren Seite Z2. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Führungsachse 90 innerhalb des zweiten Führungslochs 82A im zweiten Abschnitt 82 relativ in Richtung der oberen Seite Z1, um den zweiten Abschnitt 82 in Richtung der unteren Seite Z2 zu führen. Folglich bewegen sich die zweiten Zähne 62 in Richtung der unteren Seite Z2, und die zweiten Zähne 62 der zweiten Zahnreihen 62L kommen mit den ersten Zähnen 60 der ersten Zahnreihen 60L in der Oben-Unten-Richtung Z (siehe 6) in Kämmeingriff.
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Wie oben beschrieben, wird im verriegelten Zustand die Fixierung der Position des oberen Mantels 22 in Bezug auf den unteren Mantel 23 in der Axialrichtung X durch den Zahnverriegelungsmechanismus 8 erzielt. In der vorliegenden Ausführungsform, sind, wie oben erläutert und wie aus 5 zu sehen ist, die Zahnspitzen 86A der zweiten Zähne 62 der rechts-Y1-seitigen zweiten Zahnreihe 62L des Zahnelements 63 um den Abstand L in der Axialrichtung X zu den Zahnspitzen 86B der zweiten Zähne 62 der links-Y2-seitigen zweiten Zahnreihe 62L des Zahnelements 63 versetzt. Dies verstärkt die Festigkeit der zweiten Zähne 62. Daher kann in einer Konfiguration, in der die zweiten Zähne 62 und die ersten Zähne 60 miteinander so in Eingriff sind, dass sie eine Verlängerung und Zusammenziehung des Mantelrohrs 4 beschränken, die Verzahnung zwischen den zweiten Zähnen 62 und den ersten Zähnen 60 stabilisiert werden.
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Wie aus 1 zu sehen ist, kann zum Zeitpunkt einer Fahrzeugkollision nach einer primären Kollision, in der das Fahrzeug gegen ein Hindernis anstößt, eine sekundäre Kollision auftreten, in der der Fahrer an das Lenkelement 11 stößt. In der sekundären Kollision wird ein im Lenkelement 11 eingebauter Airbag geöffnet, und der Fahrer stößt an den Airbag, so dass eine Reaktionskraft erzeugt wird, wodurch das Lenkelement 11 zumindest in der Axialrichtung X einem Stoß ausgesetzt wird. Im Lenksystem 1 sind allerdings sowohl die Position des vom Klemmmechanismus gehaltenen Mantelrohrs 4 als auch das Lenkelement 11 in der Axialrichtung X vom Zahnverriegelungsmechanismus 8 festgehalten. Das Halten des Mantelrohrs 4 durch den Zahnverriegelungsmechanismus 8 wird als positive Verriegelung bezeichnet.
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Die positive Verriegelung ermöglicht es, dass die Anbindung des oberen Mantels 22 an den unteren Mantel 23 stabilisiert wird, bis die Führungsachse 90 zum Zeitpunkt der sekundären Kollision, genauer gesagt in einem Anfangsstadium der sekundären Kollision, abgeschert wird. Mit anderen Worten wird die Anfangsbindung zum Zeitpunkt der sekundären Kollision stabilisiert. Folglich wird die Führungsachse 90 unter gleichmäßiger in Axialrichtung wirkender Aufschlagbelastung abgeschert, was eine Bewegung des oberen Mantels 22 ermöglicht. Das Zahnelement 63 bewegt sich dann in Richtung der Vorderseite X2 entlang der Zahnplatte 61 und des oberen Mantels 22, um das Mantelrohr 4 zusammenzuziehen. Der Aufschlag zum Zeitpunkt der sekundären Kollision wird von einer Last absorbiert, die aus dem Abscheren der Führungsachse 90 (bezeichnet als Abscherlast) und dem Gleiten des oberen Mantels 22 in Bezug auf den unteren Mantel 23 resultiert.
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Wie oben erläutert und wie aus 6 zu sehen ist, ist die Festigkeit der Verzahnung zwischen den zweiten Zähnen 62 und den ersten Zähnen 60 stabilisiert. Daher kann die Führungsachse 90 zum Zeitpunkt der sekundären Kollision stabil dem Aufschlag ausgesetzt werden und somit ermöglicht sie es, eine stabile Abscherkraft bzw. -last zu erzeugen. Folglich kann die Kollisionsperformance, wie Aufschlagabsorptionsleistung, zum Zeitpunkt der sekundären Kollision stabilisiert werden. Nachfolgend wird eine Variation der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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9 zeigt ein Schaubild eines Zahnelements 63 gemäß einer Variation der vorliegenden Ausführungsform bei Ansicht von der unteren Seite Z2. 10 zeigt ein Schaubild eines Zahnelements 63P bei Ansicht von der Rückseite X1. In 9 und 10 sind die jenigen Elemente, die den oben beschriebenen gleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird weggelassen. Wie aus 9 und 10 zu sehen ist, weist der Körperabschnitt 80 des Zahnelements 63P, als dessen Außenoberflächen, ein Paar von Seitenoberflächen 95 und eine untere Oberfläche 96 und eine obere Oberfläche 97 auf, die die Seitenoberflächen 96 zusammen verbinden.
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Die Seitenoberflächen 95 sind parallel zur Querrichtung Y. Eine Richtung (parallel zur Querrichtung Y), in die die Seitenoberflächen 95 weisen, ist als eine weisende Richtung F bezeichnet. Jede der Seitenoberflächen 95 des Körperabschnitts 80 weist eine erste Oberfläche (die Seitenoberfläche 85 des Zahnformabschnitts 84) und eine zweite Oberfläche 98 auf. Die erste Oberfläche ist mit der zweiten Zahnreihe 62L versehen. Im Körperabschnitt 80 sind die zweiten Oberflächen 98 jeweils außerhalb der Seitenoberfläche 85 in der weisenden Richtung F angeordnet. Die rechts-Y1-seitige erste Oberfläche entspricht der rechts-Y1-seitigen Seitenoberfläche 85A. Die links-Y2-seitige erste Oberfläche entspricht der links-Y1-seitigen Seitenoberfläche 85B. Die rechts-Y1-seitige zweite Oberfläche 98A ist in Bezug auf die rechts-Y1-seitige Seitenoberfläche 85A des Zahnformabschnitts 84 auf der rechten Seite Y1 angeordnet. Die links-Y2-seitige zweite Oberfläche 98B ist in Bezug auf die links-Y2-seitige Seitenoberfläche 85B des Zahnformabschnitts 84 auf der linken Seite Y2 angeordnet.
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Die untere Oberfläche 96 weist Verbindungsoberflächen 99 und eine untere Oberfläche 100 des Zahnformabschnitts 84 auf. Jede der Verbindungsoberflächen 99 verbindet die entsprechende Seitenoberfläche 85 des Zahnformabschnitts 84 und die entsprechende zweite Oberfläche 98 miteinander. Die Verbindungsoberfläche 99 und die untere Oberfläche 100 des Zahnformabschnitts 84 erstrecken sich in der weisenden Richtung F. Die zweiten Zähne 62 jeder zweiten Zahnreihe 62L stehen von der entsprechenden Seitenoberfläche 85 des Zahnformabschnitts 84 vor, wobei die Zahnspitzen 86 in der weisenden Richtung F gerichtet ist. Insbesondere stehen die zweiten Zähne 62 der rechts-Y1-seitigen zweiten Zahnreihe 62L von der rechts-Y1-seitigen Seitenoberfläche 85A in Richtung der rechten Seite Y1 vor, wobei die Zahnspitzen 86 der zweiten Zähne 62 in Richtung der rechten Seite Y1 gerichtet ist. Die zweiten Zähne 62 der links-Y2-seitigen zweiten Zahnreihe 62L stehen von der links-Y2-seitigen Seitenoberfläche 85B in Richtung der linken Seite Y2 vor, wobei Zahnspitzen 86 der zweiten Zähne 62 in Richtung der linken Seite Y2 gerichtet ist. Die zweiten Zähne 62 jeder zweiten Zahnreihe 62L sind mit der entsprechenden Verbindungsoberfläche 99 verbunden.
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In der weisenden Richtung F ist ein Abstand W1 zwischen der Zahnspitze 86A jeder der zweiten Zähne 62 auf der rechts-Y1-seitigen Seitenoberfläche 85A und der Zahnspitze 86B der entsprechenden der zweiten Zähne 62 auf der links-Y2-seitigen Seitenoberfläche 85B gleich einem Abstand W2 zwischen den zweiten Oberflächen 98. Die Zahnspitzen 86 der zweiten Zähne 62 jeder der zweiten Zahnreihen 62L sind in der weisenden Richtung F an der gleichen Position wie die zweite Oberfläche 98 der entsprechenden Seitenoberfläche 95 angeordnet. Insbesondere sind die Zahnspitzen 86A in der rechts-Y1-seitigen zweiten Zahnreihe 62L in der weisenden Richtung F an der gleichen Position wie die rechts-Y1-seitige zweite Oberfläche 98A angeordnet. Die Zahnspitzen 86B in der links-Y2-seitigen zweiten Zahnreihe 62L sind in der weisenden Richtung F an der gleichen Position wie die links-Y2-seitige zweite Oberfläche 98B angeordnet. Mit anderen Worten ist zwischen der zweiten Oberfläche 98 jeder Seitenoberfläche 95 und den Zahnspitzen 86 der zweiten Zähne 62 der entsprechenden zweiten Zahnreihe 62L in der Axialrichtung X gesehen keine Abstufung gebildet.
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In dieser Abwandlung sind die Zahnspitzen 86 der zweiten Zähne 62 jeder zweiten Zahnreihe 62L wie die zweite Oberfläche 98 der entsprechenden Seitenoberfläche 95 angeordnet. Daher kann die Dicke des Zahnelements 63 in der weisenden Richtung F möglichst gleichmäßig sein. Folglich ist die Form des Zahnelements 63 vereinfacht, um es zu ermöglichen, das Zahnelement 63P auf einfache Weise durch Formpressen zu bilden. Insbesondere wenn das Zahnelement 63P durch Sintern geformt wird, kann die Struktur einer Sinterpress-Form vereinfacht werden, die dazu verwendet wird, pulverförmiges Metall für das Sintern unter Druck zu setzen bzw. zu verdichten. Folglich kann das Zahnelement 63P einfach gestaltet werden. Die vereinfachte Struktur der Form zum Formpressen ermöglicht auch eine Kostenreduktion bei der Sintergieß- bzw. Druckform.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, vielmehr können verschiedene Modifikationen an der Ausführungsform im Rahmen des Schutzbereichs der Erfindung vorgenommen werden. Zum Beispiel ist das Lenksystem 1 nicht auf den Zahnverriegelungsmechanismus 8 beschränkt, sondern kann auch einen Zahnverriegelungsmechanismus in einer unterschiedlichen Struktur aufweisen. Zum Beispiel kann der Führungsmechanismus 65 auch vom Zahnverriegelungsmechanismus weggelassen werden. In diesem Fall wird jeder der Verlängerungsabschnitte 34 mit, anstelle der ersten Führungslöcher 34B, durch welche die Unterstützungsachsen 89 des Zahnelements 63 eingeführt sind, Unterstützungslöchern versehen, die eine Bewegung der Unterstützungsachsen 89 in der Axialrichtung X beschränkten. Zum Zeitpunkt der sekundären Kollision werden die Unterstützungsachsen 89 abgeschert, um das Mantelrohr 4 zusammenzuziehen bzw. -zuschieben.
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In den Zahnelementen 63, 63P können die rechts-Y1-seitige zweite Zahnreihe 62L und die links-Y2-seitige Zahnreihe 62L auch unterschiedliche Teilungen in der Axialrichtung X haben. Doch auch in diesem Fall müssen die ersten Zähne 60 der rechts-Y1-seitigen ersten Zahnreihe 60L in der Axialrichtung X mit einer vorbestimmten Teilung gleich einer Teilung für die rechts-Y1-seitige zweite Zahnreihe 62L angeordnet werden. Die ersten Zähne 60 der links-Y2-seitigen ersten Zahnreihe 60L müssen in der Axialrichtung X mit einer Teilung gleich einer Teilung für die links-Y2-seitige zweite Zahnreihe 62L angeordnet werden.
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Aus den Zahnelementen 63, 63P können auch die zweiten Zahnreihen 62L weggelassen werden. Ein einzelner zweiter Zahn 62 kann auch auf jeder der Seitenoberflächen 85 vorgesehen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007238012 [0002]
- JP 2007238012 A [0002, 0003]
