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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schalthebelvorrichtung, die
mit einem Getriebe eines Fahrzeugs verbunden ist und zum Schalten
des Getriebes vorgesehen ist.
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Beschreibung der verwandten
Technik
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Eine
Schalthebelvorrichtung zum Schalten eines Getriebes eines Fahrzeugs
weist einen Schalthebel auf. Der Schalthebel ist mit einem aus Harz hergestellten
Hebelbasiselement (Hebelhalter) durch Insert Molding integral ausgebildet,
und das Hebelbasiselement wird an einer Achse drehbar gehalten. Der
Schalthebel (Hebelbasiselement) ist mit dem Getriebe des Fahrzeugs über einen
Steuerhebel oder ein Steuerkabel oder dergleichen verbunden. Wenn der
Schalthebel gedreht wird, wird auf diese Weise die Drehung des Schalthebels über den
Steuerhebel oder das Steuerkabel oder dergleichen übertragen, so
daß das
Getriebe umgeschaltet wird.
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Bei
einer derartigen herkömmlichen
Schalthebelvorrichtung ist eine Struktur vorgeschlagen worden, die
die Stoßenergie
absorbieren kann, wenn eine in Richtung auf die Unterseite in der
axialen Richtung gerichtete große
Stoßkraft
auf den Schalthebel ausgeübt
wird (siehe zum Beispiel offengelegte japanische Patentanmeldung
(
JP-A) Nr. 10-59007 ).
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In
der herkömmlichen
Schalthebelvorrichtung, die in dieser
JP-A
Nr. 10-59007 offenbart ist, befindet sich der Schalthebel
in dem Hebelhalter in Preßpassung.
Wenn eine große
Stoßkraft
auf den Schalthebel ausgeübt
wird, wird die Stoßenergie
von dem Schalthebel absorbiert, der aus dem Hebelhalter fällt.
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Obwohl
in der in der
JP-A Nr. 10-59007 offenbarten
herkömmlichen
Schalthebelvorrichtung die Stoßenergie
von dem aus dem Hebelhalter fallenden Schalthebel umgehend (sofort)
absorbiert werden kann, kollidiert danach der Schalthebel, der herausgefallen
ist, mit einem anderen Element oder dergleichen, so daß ein Zustand
bestehen bleibt, in dem wieder eine Stoßbelastung bzw. -kraft ausgeübt wird. Als
Folge besteht der Nachteil, daß die
Stoßenergie über das
gesamte Gebiet des Wegs der Herausfallbewegung des Schalthebels
nicht ausreichend absorbiert werden kann, und es ist daher eine
weitere Verbesserung der Stoßabsorptionseigenschaft
erwünscht.
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US 3747431 offenbart einen
Sicherheitsschalthebel für
das Getriebe von Motorfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1, der zwei gegenseitig verschiebbare telekopisch geführte Hebelteile
aufweist. Die beiden Teile werden normalerweise in einer ersten
Position in Bezug zueinander entsprechend normalen Schaltvorgängen erhalten. Es
sind Maßnahmen
vorgesehen, um eine relative axiale Verschiebung der Hebelteile
unter dem Einfluß von
axialen Druckkräften
zu ermöglichen,
die größer als
die Kräfte
sind, die zum Umschalten des Getriebes notwendig sind. Die beiden
Teile werden ineinander geführt,
wodurch das Teil 1 über
das Teil 2 gegen die Kraft einer Spiralfeder verschoben werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts
des obengenannten besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine Schalthebelvorrichtung bereitzustellen, deren Stoßenergieabsorptionseigenschaft
im großen
Maße verbessert
ist und die diese Verbesserung durch eine einfache Struktur realisieren
kann.
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Ein
erster Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert eine Schalthebelvorrichtung,
die von einem aus Metall hergestellten Schalthebel gebildet wird, der
durch Insert Molding mit einem aus Harz hergestellten Hebelbasiselement
integral ausgebildet ist, wobei der Schalthebel mit einem Getriebe
eines Fahrzeugs verbunden und zum Schalten des Getriebes durch Übertragen
einer Drehung des Schalthebels auf das Getriebe vorgesehen ist,
wobei die Schalthebelvorrichtung umfaßt: einen Eingriffsabschnitt,
der entlang eines vorab festgelegten Bereiches einer axialen Richtung
des Schalthebels an einem Abschnitt des Schalthebels ausgebildet
ist, wo der Schalthebel an dem Hebelbasiselement durch Insert Molding
ausgebildet ist, und, wenn eine nach unten in der axialen Richtung
des Schalthebels gerichtete vorab festgelegte Kraft auf den Schalthebel
ausgeübt
wird, ermöglicht,
daß sich
der Schalthebel entlang der axialen Richtung und getrennt von dem
Hebelbasiselement bewegt, und eine Vielzahl von Rippen, die mit
dem Hebelbasiselement so integral ausgebildet sind, daß sie einem
untersten Endabschnitt des Schalthebels entsprechen, wobei die Rippen
entlang der axialen Richtung des Schalthebels so aufgestellt sind,
daß sie
in vorab festgelegten Abständen voneinander
getrennt sind.
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In
der oben beschriebenen Schalthebelvorrichtung ist der Schalthebel
gewöhnlich
mit dem Hebelbasiselement durch Insert Molding integral ausgebildet
und kann das Getriebe über
einen beliebigen Schaltbereich, der durch Verschieben des Schalthebels
ausgewählt
wird, umgeschaltet werden.
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Wenn
hier der Schalthebel eine große
Stoßkraft
empfängt,
die in der axialen Richtung nach unten gerichtet ist (d. h. zum
Zeitpunkt, wenn eine vorab festgelegte Belastung bzw. Kraft ausgeübt wird),
wird das integrale Halten durch den Eingriffsabschnitt gemeinsam
mit dem Hebelbasiselement abgebrochen und fällt der Schalthebel entlang
der axialen Richtung heraus, während
er sich von dem Hebelbasiselement trennt. Außerdem bewegt sich der Schalthebel
in der axialen Richtung nach unten, während der unterste Endabschnitt
des Schalthebels die Rippen drückt und
die Rippen durchbricht (d. h. während
Absorption der Stoßenergie).
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Nachdem
das integrale Halten durch den Eingriffsabschnitt gemeinsam mit
dem Hebelbasiselement abgebrochen ist, bewegt sich auf diese Weise der
Schalthebel in der axialen Richtung nach unten, während er
durch die Vielzahl von Rippen stößt. Die Stoßenergie
(Stoßkraft),
die der Schalthebel erhalten hat, kann dadurch absorbiert werden.
Genauer gesagt wird in diesem Fall eine Vielzahl von Rippen so aufgestellt,
daß sie
in vorab festgelegten Abständen entlang
der axialen Richtung des Schalthebels voneinander getrennt sind.
Selbst nachdem sich der Schalthebel von dem Hebelbasiselement getrennt hat
und entlang der axialen Richtung herausfällt, kann somit die Stoßenergie
(Stoßkraft)
danach in Fortsetzung absorbiert werden, und kann die Stoßenergie
allmählich
und ausreichend absorbiert werden.
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Die
Energiemenge, die absorbiert werden kann, und die Absorptionseigenschaft
können
durch geeignetes Einstellen der Länge des Eingriffsabschnitts
(der Länge
desselben entlang der axialen Richtung des Schalthebels), der Dicke
zwischen dem Eingriffsabschnitt und der Oberfläche des Hebelbasiselements
(der Wanddicke des Hebelbasiselements in der Nähe des Eingriffsabschnitts),
der Dicke der Rippen, der Abstände
zwischen den jeweiligen Rippen, der Anzahl von Rippen und dergleichen
beliebig festgelegt (eingestellt) werden.
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Gemäß dem ersten
Aspekt erreicht der unterste Endabschnitt des Schalthebels eine
Außenfläche des
Hebelbasiselements und ist der Eingriffsabschnitt an einem unteren
Endabschnitt des Schalthebels ausgebildet.
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Ferner
ist ein Abstand von dem untersten Endabschnitt des Schalthebels
zu einer Rippe, die von der Vielzahl von Rippen zuoberst positioniert
ist, so eingestellt, daß er
größer als
eine Länge
des Eingriffsabschnitts in der axialen Richtung ist.
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Zum
Zeitpunkt, wenn der Schalthebel eine große Stoßkraft empfangt, die in der
axialen Richtung nach unten gerichtet ist, und das integrale Halten durch
den Eingriffsabschnitt gemeinsam mit dem Hebelbasiselement abgebrochen
wird, und die Stoßenergie
(Stoßkraft) absorbiert
wird, während
der Schalthebel durch die Vielzahl von Rippen stößt, liegt der Eingriffsabschnitt
in der oben beschriebenen Schalthebelvorrichtung an den Rippen an,
nachdem er aus dem Hebelbasiselement vollständig herausgekommen ist (d.
h., nachdem das integrale Halten vollständig abgebrochen worden ist).
Somit kann die Stoßenergie
(Stoßbelastung
bzw. -kraft) noch effizienter absorbiert werden.
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Ferner
ist der Eingriffsabschnitt ein gerändelter Abschnitt, der einer
Rändelung
(knurling) unterzogen wurde.
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Vorzugsweise
ist der gerändelte
Abschnitt sogenannt "double-cut
knurled".
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Ein
zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert ein Verfahren
zum Absorbieren von Stoßenergie
in der Schalthebelvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt zu dem
Zeitpunkt, wenn die nach unten in der axialen Richtung des Schalthebels
gerichtete vorab festgelegte Kraft auf dem Schalthebel ausgeübt wird,
wobei das Verfahren umfaßt:
Hinabbewegen des Schalthebels in der axialen Richtung, so daß sich der
Schalthebel von dem Hebelbasiselement entlang der axialen Richtung
trennt, und graduelles Absorbieren der Stoßenergie durch den Schalthebel, der
jeweils mit der Vielzahl von Rippen kollidiert, die so vorgesehen
sind, daß sie
mit dem untersten Endabschnitt des Schalthebels übereinstimmen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht zu einem gewöhnlichen
Zeitpunkt, die die Struktur einer Schalthebelvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Schnittansicht zu einem Zeitpunkt, wenn eine vorab festgelegte
Belastung bzw. Kraft auf einen Schalthebel ausgeübt wird, die die Struktur der
Schalthebelvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Struktur einer Schalthebelvorrichtung 10 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 1 in einer
Schnittansicht gezeigt.
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Die
Schalthebelvorrichtung 10 weist einen Schalthebel 12 zum
Schalten auf. Der Schalthebel 12 ist aus Metall (z. B.
S45C) ausgebildet. Ein gerändelter
Abschnitt 14, der als ein Eingriffsabschnitt dient, ist über einen
vorab festgelegten Bereich in der axialen Richtung an dem unteren
Endabschnitt des Schalthebels 12 ausgebildet. Der gerändelte Abschnitt 14 ist
zum Beispiel "double-cut
knurled".
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Der
untere Abschnitt des Schalthebels 12 ist an einem Hebelbasiselement 16 montiert.
Das Hebelbasiselement 16 ist aus Harz (z. B. PA-G) ausgebildet
und im großen
und ganzen in Gestalt eines Blocks ausgebildet. Ein gegabelter Abschnitt 18,
der in Gestalt von zwei Zinken (in Schnittansicht U-förmig) ausgebildet
ist, ist an dem unteren Endabschnitt des Hebelbasiselements 16 ausgebildet.
In den jeweiligen Zinken des gegabelten Abschnitts 18 sind Aufnahmelöcher 20 ausgebildet.
Der untere Abschnitt des Schalthebels 12 ist mit dem Hebelbasiselement
durch Insert Molding integral ausgebildet. Der untere Endabschnitt
des Schalthebels 12 erreicht eine Außenfläche H des Hebelbasiselements 16,
und ist damit, in der vorliegenden Ausführungsform, im wesentlichen
bündig.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist hier an dem Abschnitt des Schalthebels 12,
der mit dem Hebelbasiselement 16 durch Insert Molding ausgebildet
ist, der gerändelte
Abschnitt 14 über
einen vorab festgelegten Bereich in der axialen Richtung ausgebildet und
der Schalthebel 12 mit dem Hebelbasiselement 16 integral
ausgebildet. Wenn jedoch eine vorab festgelegte Kraft F (eine vorab
festgelegte Herausziehkraft), die nach unten in der axialen Richtung
des Schalthebels 12 gerichtet ist, anliegt, wird das integrale
Halten durch den gerändelten
Abschnitt 14 gemeinsam mit dem Hebelbasiselement 16 abgebrochen
und bewegt sich der Schalthebel 12 entlang der axialen
Richtung, um sich vom Hebelbasiselement 16 zu trennen (d.
h., daß sich
der Schalthebel 12 bewegt und herausfällt).
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Eine
Achse 22, die als eine Stützachse dient, ist in dem gegabelten
Abschnitt 18 des Hebelbasiselements 16 angeordnet.
Ein Durchgangsloch 24 ist in der Achse 22 ausgebildet
und die Achse 22 wird so gestützt, daß sie entlang der Querrichtung
des Fahrzeugs drehbar ist. Aufgrund der in dem gegabelten Abschnitt 18 des
Hebelbasiselements 16 angeordneten Achse 22 und
eines Stiftes 26, der durch die Aufnahmelöcher 20 und
das Durchgangsloch 24 tritt, ist das Hebelbasiselement 16 (der
Schalthebel 12) mit der Achse 22 verbunden und
wird von dieser gestützt.
Dementsprechend kann sich das Hebelbasiselement 16 (der
Schalthebel 12) in der Längsrichtung des Fahrzeugs (der
Verschieberichtung) um die Achse 22 drehen und auch um
den Stift 26 (der Auswahlrichtung) drehen.
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Eine
Vielzahl (in der vorliegenden Ausführungsform fünf) von
Rippen 28 ist mit dem Hebelbasiselement 16 integral
ausgebildet. Die Rippen 28 sind mit dem Hebelbasiselement 16 so
integral ausgebildet, daß sie
mit dem untersten Endabschnitt des Schalthebels 12 (d.
h. dem gerändelten
Abschnitt 14) übereinstimmen.
Die Rippen 28 sind entlang der axialen Richtung des Schalthebels 12 so
aufgestellt, daß sie
in vorab festgelegten Abständen
voneinander beabstandet sind. Nachdem das integrale Halten durch
den gerändelten
Abschnitt 14 gemeinsam mit dem Hebelbasiselement 16 abgebrochen
ist und sich der Schalthebel 12 entlang der axialen Richtung
so bewegt, daß er
sich, wie oben beschrieben, von dem Hebelbasiselement 16 trennt
(bewegt, um herauszufallen), tritt die Vielzahl von Rippen 28 mit
dem untersten Endabschnitt des Schalthebels 12 in Eingriff.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
ist ein Abstand X von dem untersten Endabschnitt des Schalthebels 12 zur
Rippe 28, die von der Vielzahl von Rippen 28 zu
oberst positioniert ist, so eingestellt, daß er länger als eine Länge A (die
Länge entlang
der axialen Richtung des Schalthebels 12) des gerändelten
Abschnitts 14 ist.
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Das
Hebelbasiselement 16 mit der oben beschriebenen Struktur
wird über
einen nicht dargestellten Steuerhebel oder ein nicht dargestelltes Steuerkabel
oder dergleichen mit dem Getriebe eines Fahrzeugs verbunden. Das
Getriebe kann aufgrund der Drehung des Schalthebels 12 geschaltet werden.
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Als
nächstes
wird der Betrieb der Schalthebelvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
beschrieben.
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In
der Schalthebelvorrichtung 10 ist gewöhnlich der Schalthebel 12 durch
Insert Molding mit dem Hebelbasiselement 16 integral ausgebildet
und wird das Getriebe um einen beliebigen Schaltbereich umgeschaltet,
der durch Drehen des Schalthebels 12 in der Schaltrichtung
und der Auswählrichtung
ausgewählt
wird.
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Wenn
der Schalthebel 12 eine große Stoßkraft nach unten in der axialen
Richtung empfängt
(d. h., wenn eine Kraft, die eine vorab festgelegte Kraft F überschreitet,
auf den gerändelten
Abschnitt 14 ausgeübt
wird), wie z. B. zum Zeitpunkt, wenn das Fahrzeug schnell abbremst
oder dergleichen, wird das integrale Halten durch den gerändelten
Abschnitt 14 gemeinsam mit dem Hebelbasisabschnitt 16 abgebrochen
und fällt
der Schalthebel 12 entlang der axialen Richtung heraus,
während
er sich von dem Hebelbasiselement 16 trennt. Außerdem bewegt
sich der Schalthebel 12 nach unten in der axialen Richtung,
während
sein unterster Endabschnitt die Rippen 28 schiebt und die
Rippen 28 durchbricht (d. h., während die Rippen 28 die
Stoßenergie
absorbieren).
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Nachdem
das integrale Halten durch den gerändelten Abschnitt 14 gemeinsam
mit dem Hebelbasisabschnitt 16 abgebrochen wird, bewegt
sich auf diese Weise der Schalthebel 12 nach unten in der axialen
Richtung, während
er durch die Vielzahl von Rippen 28 stößt, und kann die Stoßenergie
(die Stoßkraft),
die der Schalthebel 12 erhält, absorbiert werden.
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In
diesem speziellen Fall ist eine Vielzahl von Rippen 28 in
einer Reihe entlang der axialen Richtung des Schalthebels 12 so
angeordnet, daß sie
um vorab festgelegte Abstände
voneinander getrennt sind. Selbst nachdem sich der Schalthebel von
dem Hebelbasiselement 16 getrennt hat und entlang der axialen
Richtung herausgefallen ist, kann somit die Stoßenergie (Stoßkraft)
danach in Fortsetzung absorbiert werden und kann die Stoßenergie
graduell und ausreichend absorbiert werden.
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Außerdem ist
der Abstand X von dem untersten Endabschnitt des Schalthebels 12 zur
Rippe 28, die unter der Anzahl von Rippen 28 zu
oberst positioniert ist, so eingestellt werden, daß er größer als
die Länge
A des gerändelten
Abschnitts 14 (die Länge des
gerändelten
Abschnitts 14 entlang der axialen Richtung des Schalthebels 12)
ist. Somit liegt zum Zeitpunkt, wenn der Schalthebel 12 eine
große
Stoßkraft
erhält,
die nach unten in der axialen Richtung gerichtet ist, und das integrale
Halten durch den gerändelten
Abschnitt 14 gemeinsam mit dem Hebelbasisabschnitt 16 abgebrochen
ist, und die Stoßenergie (die
Stoßkraft)
absorbiert wird, wenn der Schalthebel 12 die Vielzahl von
Rippen 28 durchbricht, der gerändelte Abschnitt 14 an
den Rippen 28 an, nachdem er aus dem Hebelbasiselement 16 vollständig herausgetreten
ist (d. h., nachdem das integrale Halten vollständig abgebrochen worden ist).
Somit kann die Stoßenergie
(Stoßkraft)
noch effizienter absorbiert werden.
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Man
beachte, daß in
der vorliegenden Ausführungsform
der gerändelte
Abschnitt 14, der an dem Schalthebel 12 ausgebildet
ist, sogenannt "double-cut
knurled" ist. Der
gerändelte
Abschnitt 14 ist jedoch nicht auf selbiges beschränkt und
kann in einer anderen Konfiguration gerändelt sein. Außerdem kann
eine Struktur verwendet werden, die eine äquivalente Funktion aufweist,
wie zum Beispiel eine konvexe oder konkave Struktur oder eine keilförmige Struktur
oder dergleichen.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
sind fünf
Rippen 28 in vorab festgelegten Abständen vorgesehen. Die Anzahl
der Rippen ist aber nicht auf fünf
beschränkt
und kann in geeigneter Weise erhöht oder
verringert werden.
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Durch
geeignetes Einstellen von nicht nur der Anzahl von Rippen 28,
sondern auch, wie in 1 gezeigt, der Länge A des
gerändelten
Abschnitts 14, einer Dicke B zwischen dem gerändelten Abschnitt 14 und
der Oberfläche
des Hebelbasiselements 16 (der Wanddicke des Hebelbasiselements 16 in
der Nähe
des gerändelten
Abschnitts 14), einer Dicke C der Rippen 28, eines
Abstands D zwischen den jeweiligen Rippen 28 oder dergleichen
können die
Energiemenge, die absorbiert werden kann, und die Absorptionseigenschaft
beliebig eingestellt und verstellt werden.
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Die
Schalthebelvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
ist nicht auf einen Knüppelschaltungstyp,
der in der Mittelkonsole eines Fahrzeugs vorgesehen ist, beschränkt, und
kann zum Beispiel auch einen Hebel vom Armaturbretttyp, der im Armaturenbrett
oder dergleichen vorgesehen ist, eingesetzt werden.
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Wie
oben beschrieben, weist die Schalthebelvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung die ausgezeichneten Wirkungen auf, daß die Eigenschaft des Absorbierens
von Stoßenergie,
die auf den Schalthebel ausgeübt
wird, in großem
Maße verbessert
wird und daß diese
Verbesserung durch eine einfache Struktur realisiert werden kann.