DE69017119T2

DE69017119T2 - Lenkung für ein Fahrzeug.

Info

Publication number: DE69017119T2
Application number: DE69017119T
Authority: DE
Inventors: Hajime Kozuka
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1989-08-24
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2010-08-24
Also published as: US5152358A; EP0414245B1; DE69017119D1; KR910004413A; KR940009852B1; EP0414245A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeuglenkvorrichtung zum Halten eines Pufferbereichs, der im wesentlichen in einem zentralen Bereich eines Lenkrads angeordnet ist, in einem nicht drehbaren Zustand beim Lenken des Lenkrads.
Als Fahrzeuglenkvorrichtung mit einem nicht drehbaren Pufferbereich ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Anordnung aufweist, wie sie in Fig. 1 der veröffentlichten ungeprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 53-105234 gezeigt ist. Bei diesem Stand der Technik ist ein im wesentlichen in einem zentralen Bereich eines Lenkrads angeordneter Pufferbereich an einer stationären Welle angebracht, die fahrzeugkörperseitig befestigt ist. Das Lenkrad ist an der stationären Welle drehbar angebracht. Außerdem ist eine Lenkwelle mit einem Lenkgetriebemechanismus derart gekoppelt, daß sie von dem Lenkrad getrennt ist. Weiterhin kämmt ein an einem Vorsprungbereich des Lenkrads vorgesehenes Zahnrad an seiner Außenseite mit einem auf der Seite der Lenkwelle vorgesehenen Zahnrad. Auf diese Weise ist eine Zweiwellen-Außenverzahnungs-Konstruktion zum Übertragen der Rotation des Lenkrads auf den Lenkgetriebemechanismus über einen Eingriffsmechanismus dieser Zahnräder bei Rotation des Lenkrads geschaffen.
Als weiterer Stand der Technik ist eine Fahrzeuglenkvorrichtung bekannt, wie sie in Fig. 2 der veröffentlichten ungeprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 53-105234 gezeigt ist. Bei diesem Stand der Technik ist ein im wesentlichen in einem zentralen Bereich eines Lenkrads angeordneter Pufferbereich an einer stationären Welle angebracht, die fahrzeugkörperseitig befestigt ist. Außerdem ist das Lenkrad an dem Endbereich einer hohlen Lenkwelle drehbar gehaltert, die an der Außenfläche der stationären Welle angeordnet ist. Die Außenfläche der Lenkwelle ist durch eine Lenksäule drehbar gehaltert, so daß eine Drehung des Lenkrads direkt auf die Lenkwelle übertragen wird. Bei dem eingangs genannten Zweiwellen-Außenverzahnungsmechanismus befinden sich jedoch das an dem Vorsprungbereich des Lenkrads vorgesehene Zahnrad und das auf der Lenkrad-Welle vorgesehene Zahnrad in außenseitigem Eingriff miteinander, und die Drehung des Lenkrads wird über den Eingriffsmechanismus dieser Zahnräder auf den Lenkgetriebemechanismus übertragen. Die Rotationsrichtung des Lenkrads ist somit entgegengesetzt zu der der Lenkwelle, und es muß ein Eingriffs-Umkehrmechanismus in dem Eingriffsmechanismus des Zahnrads der Lenkrad-Welle und dem Zahnrad der Lenkwelle vorgesehen sein. Aus diesem Grund ist die Konstruktion eines Übertragungsmechanismus zum Übertragen der Drehbewegung des Lenkrads auf die Seite des Lenkgetriebemechanismus kompliziert und führt zu einer Erhöhung der Kosten. Da das Zahnrad des Lenkrads an seiner Außenseite mit dem Zahnrad der Lenkwelle in Eingriff steht, ist ein hoher Druckwinkel der Zähne vorhanden. Bei Verwendung eines einfachen stirnverzahnten Zahnrads entsteht leicht ein Geräusch, wie z.B. ein Eingriffsgeräusch.
Bei letzterer Ausbildung muß ein Befestigungsbereich der stationären Welle an dem Fahrzeugkörper vor dem Lenkgetriebemechanismus an dem Vorderende der Lenkwelle angeordnet sein. Die Konstruktion zum Anordnen des Befestigungsbereichs ist daher kompliziert. Wenn Schalter an dem Pufferbereich im wesentlichen in dem zentralen Bereich des Lenkrads vorgesehen sind, ist außerdem ein Kabelbaum für diese Schalter außerhalb eines Fahrgastraums durch das Innere der stationären Welle hindurchgeführt. Somit sind der Schutz sowie die Anordnung der Verdrahtungen des Kabelbaums um die stationäre Welle herum schwierig.
Das französische Patent FR-A-2 144 300 offenbart eine Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit einer Rotationsübertragungseinrichtung zum Übertragen der Drehbewegung des Lenkrads auf eine Lenkwelle. Die Übertragungseinrichtung umfaßt eine Ritzeleinrichtung, die an dem Endbereich der Lenkwelle angeordnet ist, sowie eine Ringverzahnungseinrichtung, die an einer Innenfläche eines Vorsprungbereichs des Lenkrads ausgebildet ist. Ein nicht drehbares Element ist innerhalb des Lenkrads vorgesehen, ebenso wie auch eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden des nicht drehbaren Elements mit dem Fahrzeugkörper. Die Verbindungseinrichtung erstreckt sich durch einen Spalt zwischen der Ringverzahnungseinrichtung und der Ritzeleinrichtung.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Fahrzeuglenkvorrichtung des Typs, bei der ein nicht drehbares Element innerhalb des Lenkrads gehaltert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeuglenkvorrichtung angegeben, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist. Weitere Ausführungsformen der Lenkvorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 21 angegeben.
Die Ritzeleinrichtung der Lenkwelle befindet sich in exzentrischem innenseitigen Eingriff mit der Ringverzahnungseinrichtung des Lenkrads. Aus diesem Grund ist der Spalt zwischen der Ringverzahnungseinrichtung und der Ritzeleinrichtung gebildet, wobei das in den Spalt eingesetzte Verbindungselement das nicht drehbare Element und das fahrzeugkörperseitige Element miteinander verbinden kann. Das nicht drehbare Element, das bei Rotation des Lenkrads nicht drehbar ist, läßt sich somit durch eine relativ einfache Anordnung anbringen.
Genauer gesagt, es kann bei der vorstehenden Ausbildung die Rotationsrichtung des Lenkrads dieselbe sein wie die der Lenkwelle, und es braucht kein Eingriffs-Umkehrmechanismus in einem Eingriffsmechanismus angeordnet zu werden, so daß sich die Lenkvorrichtung vereinfacht.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind Betätigungsschalter zur Betätigung der in einem Fahrzeug angebrachten elektrischen Einrichtungen an dem nicht drehbaren Element angeordnet, und ein mit den Betätigungsschaltern verbundener Kabelbaum ist durch den Spaltbereich hindurch angeordnet. Als Ergebnis hiervon läßt sich die Auslegung des Kabelbaums, wie sie bei Anbringung der Betätigungsschalter an dem nicht drehbaren Element erforderlich ist, erleichtern und die Montagearbeit für den Kabelbaum läßt sich verbessern.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Airbag an dem nicht drehbaren Element angebracht, und ein Einheits-Hauptkörper einer Airbag-Einheit mit einem Expansionsmechanismus zum Aufblasen des Airbag ist an dem fahrzeugkörperseitigen Element angeordnet. Ein Verbindungsrohr zum Verbinden des Airbag und des Einheits-Hauptkörpers der Airbag-Einheit ist in den Spalt eingeführt. Bei der Anordnung der Airbag- Einheit läßt sich der Airbag somit in kompakter Weise im wesentlichen in dem zentralen Bereich des Lenkrads anordnen.
Gemäß noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Airbag an dem nicht drehbaren Element angebracht, und eine Expansionsrichtung des Airbag ist in bezug auf eine Drehachse des Lenkrads nach unten abgewinkelt. Da sich der Airbag somit unabhängig von der Betätigung des Lenkrads in einem vorbestimmten Winkel anordnen läßt, kann sich der Airbag zuverlässig in Richtung auf einen Fahrer aufblasen. Dieses Ausführungsbeispiel ist für ein Fahrzeug, wie z.B. ein Nutzfahrzeug oder Wohnmobil, bei dem ein zwischen einer Lenkwelle und einer horizontalen Ebene gebildeter Winkel groß ist, besonders wirksam.
Gemäß noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Rotationsachse der Ringverzahnungseinrichtung von der Rotationsachse der Ritzeleinrichtung nach unten verlagerbar. Da sich somit das nach oben gehende Vorsprungausmaß des Vorsprungbereichs des Lenkrads in bezug auf die Lenkwelle reduzieren läßt, läßt sich ein oberhalb einer Lenksäule befindlicher Raum in wirksamer Weise ausnutzen.
Die vorliegende Erfindung ist aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser zu verstehen; darin zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht zur Erläuterung des äußeren Erscheinungsbilds einer Lenkvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Eingriffsbereichs zwischen einem Ringverzahnungsbereich eines Vorsprungbereichs und einem Ritzelbereich einer Lenkwelle;
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils eines gewindemäßigen Eingriffszustands zwischen einem Fixierbolzen und einer Fixiermutter;
Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Einstellring;
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang einer Linie VIII- VIII in Fig. 7;
Fig. 9 eine Schnittansicht entlang einer Linie IX-IX in Fig. 3 zur Erläuterung eines Anbringungszustands einer Schloßzylindereinheit;
Fig. 10 eine schematische Ansicht zur Erläuterung einer Lenkvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 eine Längsschnittansicht eines Hauptteils eines Halterungsmechanismus eines Pufferbereichs; und
Fig. 12 eine Ansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Airbag.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiligenden Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 bis 9 zeigen das erste Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht des äußeren Erscheinungsbilds einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Lenkrad 6 ist an dem oberen Endbereich der Lenkvorrichtung in Axialrichtung einer Lenksäule 1 angeordnet. Ein Pufferbereich 22 als nicht drehbares Element 22A ist in dem Rotationszentrum des Lenkrads 6 angeordnet. Betätigungsschalter 33 und dergleichen zum Betätigen elektrischer Einrichtungen 33A, die in einem Fahrzeug angebracht sind, sind an dem Pufferbereich 22 angeordnet.
Genauer gesagt, es befindet sich der eine Endbereich (der untere Endbereich) eines im wesentlichen rohrartigen Säulengehäuses 2 in Eingriff mit dem oberen Endbereich der an dem Fahrzeugkörper angebrachten rohrartigen Lenksäule 1, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
Eine Lenkwelle 3 ist in die Lenksäule 1 eingeführt. Der obere Endbereich der Lenkwelle 3 ist von dem anderen Endbereich (den oberen Endbereich) des Säulengehäuses 2 über ein Kugellager 4 drehbar gelagert. Außerdem ist der untere Endbereich der Welle 3 mit einem bekannten Lenkgetriebemechanismus (nicht gezeigt) verbunden.
Ein Ritzel 5 ist an dem oberen Endbereich der Lenkwelle 3 ausgebildet. Das Ritzel 5 befindet sich in exzentrischem Eingriff mit Zähnen einer Ringverzahnung 7a, die an der Innenfläche eines Vorsprungbereichs 7 des Lenkrads 6 ausgebildet ist.
Ein Verbindungsflanschbereich 8 zur Verbindung mit dem Lenkrad 6 ist an dem oberen Endbereich des Vorsprungbereichs 7 ausgebildet. Das Lenkrad 6 besitzt eine Anzahl innerer Speichen 6a, wie dies in Fig. 1 zu sehen ist. Die inneren Endbereiche dieser Speichen 6a sind mit einem im wesentlichen ringförmigen Verbindungsring 6b verbunden. Der Verbindungsflanschbereich 8 des Vorsprungbereichs 7 und des Verbindungsrings 6b sind durch eine Anzahl von Fixierbolzen 9 an mehreren Umfangsstellen in integraler Weise miteinander verbunden.
Außerdem ist der Vorsprungbereich 7 durch ein Paar aus einem oberen und einem unteren Kugellager 12 und 13 an der Innenfläche eines im wesentlichen zylindrischen Zahnradgehäuses 11 drehbar gelagert, das an dem oberen Endbereich des Säulengehäuses 2 angebracht ist. Ein Lagerhaltebereich 14, der sich mit der Stirnfläche eines äußeren Rings 13a des Kugellagers 13 in Kontakt befindet, ist an dem in der Nähe des Säulengehäuses 2 befindlichen Endbereich der Innenfläche des Zahnradgehäuses 11 ausgebildet. Außerdem ist ein Aufnahmegewindebereich 15 an dem oberen Endbereich der Innenfläche des Zahnradgehäuses 11 ausgebildet. Eine Verriegelungsmutter 16 zur axialen Druckbeaufschlagung eines äußeren Rings 12a des Kugellagers 12 ist in den Aufnahmegewindebereich 15 geschraubt. Andererseits ist ein Schnappring 18, der sich mit der Stirnfläche eines inneren Rings 12b des Lagers 12 in Kontakt befindet, auf die Außenfläche des Vorsprungbereichs 7 gepaßt. Ferner ist ein zwischen dem Schnappring 18 und einem inneren Ring 13b des Lagers 13 angeordnetes Abstandselement 17 auf die Außenfläche des Vorsprungbereichs 7 gepaßt.
Genauer gesagt, es läßt sich ein Einstellmechanismus 16A bilden, der zum Einstellen einer axialen Distanz zwischen den äußeren Ringen 12a und 13a der Kugellager 12 und 13, d.h. zum Einstellen der Vorspannungen der Lager 12 und 13 bei gewindemäßigem Eingriff mit der Verriegelungsmutter 16 in der Lage ist.
Ein dünner Bereich 20 ist an dem Randbereich des Zahnradgehäuses 11 auf der Seite des Aufnahmegewindebereichs 15 ausgebildet. Außerdem sind in Umfangsrichtung eingekerbte bzw. mit Aussparungen versehene Bereiche 21 in dein Endbereich der Verriegelungsmutter 16 auf der Seite des Lenkrads 6 ausgebildet. Der dünne Bereich 20 des Zahnradgehäuses 11 befindet sich somit in einem zusammengelegten Zustand unter Druck in Eingriff mit diesen eingekerbten Bereichen 21, während die Verriegelungsmutter 16 bis zu einer angemessenen Befestigungsposition in gewindemäßigen Eingriff mit dem Aufnahmegewindebereich 15 des Zahnradgehäuses 11 gebracht wird, so daß ein Lockern der Verriegelungsmutter 16 verhindert wird.
Der Pufferbereich 22, der im wesentlichen in dem zentralen Bereich des Lenkrads 6 angeordnet ist, ist durch ein im folgenden zu beschreibendes Verfahren auf der Seite des Zahnradgehäuses 11 angebracht. Das heißt, ein Puffer-Befestigungshalter 23 ist an der Bodenfläche des Pufferbereichs 22 befestigt. Der Puffer-Befestigungshalter 23 ist durch eine Schraube 26 an einem Halterungselement 25 angebracht.
Ein Fortsatzbereich 28, der in Richtung auf das Ritzel 5 vorsteht, ist auf der Innenfläche des Endbereichs des Zahnradgehäuses 11 auf der Seite des Säulengehäuses 2 ausgebildet. Der Fortsatzbereich 28 liegt einem Spaltbereich A gegenüber, der in Axialrichtung zwischen dem Ritzel 5 und der Ringverzahnung 7a vorgesehen ist. Der Spaltbereich A zwischen dem Ritzel 5 und der Ringverzahnung 7a ist gebildet, weil das Ritzel 5 exzentrisch mit der Ringverzahnung 7a kämmt, wie dies vorstehend bereits erwähnt wurde. Ein Paar Fixierbolzen 29, die in Richtung der Breite eines Fahrzeugs voneinander getrennt sind, ist in der in Fig. 4 gezeigten Weise unter Druck in den Fortsatzbereich 28 eingepaßt. Das andere Ende jedes Fixierbolzens 29 ist durch den Spaltbereich A hindurch an dem Halterungselement 25 angebracht. Genauer gesagt, es erstreckt sich das andere Ende jedes Fixierbolzens 29 durch ein Bolzendurchführungsloch 30, das in dem Halterungselement 25 und dem Halter 23 ausgebildet ist, und ragt in Richtung auf das Lenkrad 6, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.
Ein Schraubgewindebereich 29a kleinen Durchmessers ist an dem distalen Ende des Fortsatzbereichs jedes Fixierbolzens 29 ausgebildet. Eine Fixiermutter 32 befindet sich in Eingriff mit jedem Schraubgewindebereich 29a. Eine Tellerfeder, eine Wellenscheibe und ein beispielsweise aus Gummi oder einem Kunstharz gebildetes elastisches Element 31 sind zwischen jeder Fixiermutter 32 und dem Halter 23 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich jede Fixiermutter 32 in gewindemäßigem Eingriff mit dem Schraubgewindebereich 29a, der an dem distalen Ende des entsprechenden Fixierbolzen 29 ausgebildet ist. Dies dient zur Erzielung einer zufriedenstellenden Positionierung und Fixierung zwischen den Fixiermuttern 32 und den Fixierbolzen 29. Es kann auch einfach eine Doppelmutter verwendet werden, ohne daß man den Schraubgewindebereich 29a kleinen Durchmessers vorsieht.
Ein Lagerbefestigungsbereich 27 großen Durchmessers ist an dem Vorsprungbereich 7 auf der Seite des Verbindungsflanschbereichs 8 ausgebildet. Ein Kugellager 24 ist zwischen dem Lagerbefestigungsbereich 27 und dem Halterungselement 25 angebracht. Der Vorsprungbereich 7 ist bei Drehung des Lenkrads 6 unabhängig von dem Halterungselement 25 drehbar. Der äußere und der innere Ring 24a und 24b des Lagers 24 sind undrehbar und unschwenkbar in den Lagerbefestigungsbereich 27 bzw. das Halterungselement 25 unter Druck eingepaßt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, sind die Betätigungsschalter 33 und dergleichen zur Betätigung der in dem Fahrzeug angebrachten elektrischen Einrichtungen auf dem Pufferbereich 22 angeordnet. Aus diesem Grund sind in der in Fig. 3 gezeigten Weise Durchgangslöcher 35, 36 und 37, durch die der Kabelbaum 34 der jeweiligen angebrachten Teile hindurchgeführt ist, in dem Halterungselement 25, dem Fortsatzbereich 28 des Zahnradgehäuses 11 bzw. in dem Säulengehäuse 2 ausgebildet. Außerdem ist eine flache zylindrische Kabelbaumführung 38 aus Harz, durch die der Kabelbaum 34 hindurchgeführt ist, zwischen den beiden Fixierbolzen 29 in dem Spaltbereich A angeordnet. Die Kabelbaumführung 38 ist derart zwischen den Fixierbolzen 29 angeordnet, daß ihre beiden Endbereiche sich mit den Fixierbolzen 29 in Eingriff befinden. In diesem Fall besitzen die beiden Endbereiche der Kabelbaumführung 38 jeweils einen Eingriffsbereich 38a, der mit den Bolzen 29 auszurichten ist. Außerdem befindet sich das eine Ende der Kabelbaumführung 38 in Kontakt mit dein Fortsatzbereich 28, und ihr anderes Ende befindet sich in Kontakt mit dem Halterungselement 25, wie dies in Fig. 3 zu sehen ist.
Das heißt, die Kabelbaumführung 38 kann dahingehende Probleme verhindern, daß der Kabelbaum 34 eine übermäßige Schwingungsbewegung in dem Vorsprungbereich 7 ausführt und dadurch an dem Ritzel 5 oder der Ringverzahnung 7a hängenbleibt.
Ein Einstellring 39 zum Einstellen eines Spiels zwischen dem Ritzel 5 und der Ringverzahnung 7a ist zwischen dem Säulengehäuse 2 und dem Zahnradgehäuse 11 angebracht. Genauer gesagt, es ist ein Aussparungbereich 40 mit einer kreisförmigen Innenfläche an dem mit dem Säulengehäuse 2 in Verbindung stehenden Endbereich des Zahnradgehäuses 11 ausgebildet. Der Einstellring 39 ist zwischen der Innenfläche des Aussparungsbereichs 40 des Zahnradgehäuses 11 und der kreisförmigen Außenfläche des Säulengehäuses 2 angebracht. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, sind bei dem Einstellring 39 eine Außenfläche 41a sowie eine Außenfläche 41b eines Ringkörpers 41 zueinander exzentrisch ausgebildet. Genauer gesagt, es ist ein Mittelpunkt O&sub1; der Innenfläche 41a des Ringkörpers 41 um eine Exzenterdistanz D exzentrisch zu einem Mittelpunkt O&sub2; der Außenfläche 41b.
Aus diesem Grund ist das Zahnradgehäuse 11 bei Rotation des Einstellrings 39 geringfügig in einer zu der Axialrichtung senkrechten Richtung relativ zu dem Säulengehäuse 2 beweglich, und zwar über einen Einführbereich der Verbindungsschraube 10. Bei dieser Relativbewegung läßt sich somit ein Versetzungsausmaß zwischen den Achsen des Ritzels 5 und der Ringverzahnung 7a einstellen, und auf diese Weise läßt sich zwischen dem Ritzel 5 und der Ringverzahnung 7a ein Spiel einstellen. Mehrere umfangsmäßig angeordnete Werkzeugansetznuten 42 (Fig. 8) sind in dem Ringkörper 41 des Einstellrings 39 ausgebildet. In diese Werkzeugansetznuten 42 lassen sich geeignete Werkzeuge zum Verschwenken des Einstellrings 39 einpassen.
Ein im wesentlichen zylindrischer Befestigungsbereich 44 einer Schloßzylindereinheit 43 ist an dem Außenumfang des Einpaßbereichs zwischen der Lenksäule 1 und dem Säulengehäuse 2 angeordnet. Dabei ist der Befestigungsbereich 44 der Schloßzylindereinheit 42 aus einem ersten und einem zweiten Bestandteil 45, 46 mit je im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt gebildet. Dabei ist das erste Element 45 an dem proximalen Endbereich der Schloßzylindereinheit 43 ausgebildet, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Verbindungsflanschbereiche 45a, 45b, 46a und 46b sind jeweils an den Randbereichen auf zwei Seiten des halbkreisförmigen ersten und zweiten Bestandteils 45 und 46 gebildet. Außerdem sind Durchgangslöcher für Fixierbolzen 47 sowie Bolzenaufnahmebereiche 48 zum Aufnehmen von Kopfbereichen der Bolzen in den Verbindungsflanschbereichen 46a und 46b des zweiten Bestandteils 46 ausgebildet, und Bolzenöffnungen 49, die sich in gewindemäßigem Eingriff mit diesen Fixierbolzen befinden, sind in den Flanschbereichen 45a und 45b des ersten Bestandteils 45 ausgebildet.
In einem Zustand, in dem ein Einpaßbereich der Lenksäule 1 und des Säulengehäuses 2 zwischen den ersten und den zweiten Bestandteil 45 und 46 gepaßt ist, werden der erste und der zweite Bestandteil 45 und 46 durch die Fixierbolzen 47 befestigt und fixiert. Ein Verriegelungselement 54, das sich durch die Lenksäule 1 und das Säulengehäuse 2 erstreckt, ist in dem ersten Bestandteil 45 der Schloßzylindereinheit 43 ausgebildet. Das Verriegelungselement 54 ist in eine in der Lenkwelle 3 ausgebildete Keilnut 55 eingepaßt. Die Schloßzylindereinheit 43 läßt sich somit in zuverlässiger Weise äuf der Seite der Lenksäule 1 festlegen. Es ist zu bemerken, daß Fig. 9, wie auch die Fig. 2, 3 und 11, einen verriegelten Zustand zeigt.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Bei Drehung des Lenkrads 6 wird der Vorsprungbereich zusammen mit dem Lenkrad 6 verdreht. Bei Rotation des Vorsprungbereichs 7 wird die Lenkwelle 3 über den Eingriffsbereich zwischen der an der Innenfläche des Vorsprungbereich 7 ausgebildeten Ringverzahnung 7a und dem Ritzel 5 in derselben Richtung wie das Lenkrad 6 rotationsmäßig bewegt. Aus diesem Grund wird die Rotationskraft des Lenkrads 6 über die Lenkwelle 3 auf den Lenkgetriebemechanismus (nicht gezeigt) übertragen, um dadurch ein Fahrzeug eine Kurve fahren zu lassen. Aufgrund des Eingriffs zwischen der auf der Innenfläche des Vorsprungbereichs 7 des Lenkrads 6 ausgebildeten Ringverzahnung 7a und dem auf der Seite der Lenkwelle 3 vorgesehenen Ritzel 5 läßt sich dabei bei Drehung des Lenkrads 6 die Lenkwelle 3 in derselben Richtung wie das Lenkrad 6 drehen.
Aus diesem Grund braucht kein Eingriffsumkehrmechanismus in dem Eingriffsmechanismus zwischen der Seite des Lenkrads 6 und der Seite der Lenkwelle 3 angeordnet zu werden. Die Konstruktion des Übertragungsmechanismus zum Übertragen einer Drehbewegung des Lenkrads 6 auf den Lenkgetriebemechanismus läßt sich somit im Vergleich zu einer herkömmlichen Konstruktion vereinfachen, und die Kosten lassen sich reduzieren. Da ein Innenverzahnungsmechanismus verwendet wird, d.h. da die Ringverzahnung 7a und das Ritzel 5 in dem Vorsprungbereich 7 miteinander kämmen, läßt sich Geräusch, wie Eingriffsgeräusch, im Vergleich zu dem herkömmlichen Außenverzahnungsmechanismus vermindern.
Der im wesentlichen in dem zentralen Bereich des Lenkrads 6 angeordnete Pufferbereich 22 ist an dem Fortsatzbereich 28 des Zahnradgehäuses 11 über die Fixierbolzen 29, das Halterungselement 25 und den Puffer-Befestigungshalter 23 befestigt. Der Pufferbereich 22 läßt sich somit bei einer Drehung des Lenkrads 6 in einem nicht drehbaren Zustand halten. Wenn die Betätigungsschalter 33 und dergleichen zum Betätigen der elektrischen Einrichtungen 33A an dem Pufferbereich 22 angeordnet sind, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, läßt sich der Kabelbaum 34 dieser Schalter 33 in den Spaltbereich A einführen, der in einem nicht drehbaren Zustand gehalten ist. Der Kabelbaum 34 läßt sich somit in einfacher Weise verlegen. Außerdem lassen sich der Pufferbereich 22 und der Kabelbaum 34 während einer Drehung des Lenkrads 6 in einem nicht drehbaren Zustand halten. Aus diesem Grund lassen sich die Schützbarkeit, die Montage usw. des Kabelbaums 34 verbessern.
Da der Vorsprungbereich 7 über die Lager 12 und 13 drehbar an dem Zahnradgehäuse 11 gelagert ist und über das Lager 24 außerdem an dem Halterungselement 25 drehbar gelagert ist, läßt sich die Halterungsspanne bzw. -länge des Vorsprungbereichs 7 erhöhen. Das Lenkrad 6 läßt sich somit stabil haltern. Da die elastischen Elemente 31 zwischen dem Halterungselement 25 und den mit den Fixierbolzen 29 in gewindemäßigen Eingriff stehenden Fixiermuttern 32 vorgesehen sind, läßt sich außerdem Spiel des Kugellagers 24 bei elastischer Verformung dieser elastischen Elemente 31 eliminieren, und es läßt sich eine geeignete Vorspannung auf das Kugellager 24 aufbringen. Aus diesem Grund läßt sich ein Klappern des Lenkrads 6 und des Pufferbereichs 22 verhindern, und diese lassen sich in stabiler Weise haltern.
Da der Einstellring 39 mit der exzentrischen Innenfläche und Außenfläche 41a und 41b zwischen das Säulengehäuse 2 und das Zahnradgehäuse 11 eingepaßt ist, läßt sich der Einstellring 39 in einer zu der Axialrichtung rechtwinkligen Richtung relativ zu dem Säulengehäuse 2 bewegen, indem der Einstellring 39 verdreht wird. Bei dieser Relativbewegung läßt sich ein Versetzungsausmaß zwischen den Achsen des Ritzels 5 und der Ringverzahnung 7a einstellen, und somit läßt sich ein Spiel zwischen dem Ritzel 5 und der Ringverzahnung 7a einstellen. Das Spiel zwischen dem Ritzel 5 und der Ringverzahnung 7a läßt sich somit in einfacher Weise mit hoher Genauigkeit handhaben.
Bei Drehung der Verriegelungsmutter 16 zum Vorspannen des äußeren Rings 12a des Lager 12 läßt sich eine Distanz zwischen den äußeren Ringen 12a und 13a der Lager 12 und 13 vermindern. Andererseits ist eine Distanz zwischen dem inneren Ring 13a und 13b der Lager 12 und 13 bestimmt durch die Summe aus der Länge des Abstandselements 17 und der Dicke des Schnapprings 18. Vorspannungen für die beiden Lager 12 und 13 lassen sich somit in einfacher Weise auf geeignete Werte einstellen, um Störungen des Lenkrads 6 zu verhindern, und das Lenkrad 6 läßt sich glatt und stabil drehen. Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist der Vorsprungbereich 7 über die Lager 12 und 13 an dem Zahnradgehäuse 11 drehbar gelagert, und außerdem ist er über das Lager 24 an dem Halterungselement 25 drehbar gelagert.
Wenn sich jedoch der Vorsprungbereich 7 mit einer ausreichenden mechanischen Festigkeit an dem Zahnradgehäuse 11 anbringen läßt, kann das Lager 24 weggelassen werden. Wenn andererseits der Vorsprungbereich 7 an dem Halterungselement 25 durch bloße Verwendung des Lagers 24 mit einer ausreichenden mechanischen Festigkeit angebracht werden kann, können die Lager 12 und 13 weggelassen werden. Wenn das Lager 24 oder die Lager 12 und 13 weggelassen wird bzw. werden, ist es zu bevorzugen, daß in die Durchgangslöcher 30 des Halterungselements 25 eingeführte Bereiche 29b der Fixierbolzen 29 mit einem kleinen Durchmesser ausgebildet sind und das Halterungselement 25 zwischen groß durchmessrigen Bereichen 29c der Fixierbolzen 29 und den Fixiermuttern 32 eingeklemmt wird, wodurch das Halterungselement 25 starr gehaltert ist, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.
Im folgenden wird das in den Fig. 10 bis 12 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel beschrieben. Dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Teile sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei eine ausführliche Beschreibung derselben entbehrlich erscheint.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Airbag 52 in einer Puffereinheit 22 untergebracht, und ein Einheits-Hauptkörper 53 mit einem Expansionsmechanismus B des Airbag 52 ist auf der Seite der Lenksäule 1 angebracht. Ein Verbindungsrohr 56 zum Verbinden des Airbag 22 und des Einheits-Hauptkörpers 53 ist in einen Spaltbereich A eingeführt. Aus diesem Grund wird in einem Notfall ein Expansionsfluid von dem Einheits-Hauptkörper 53 über das Verbindungsrohr 56 in den Airbag 52 geleitet, um den Airbag 52 auf zublasen. Der Airbag 52 läßt sich somit im Vergleich zu der herkömmlichen Konstruktion in dem Pufferbereich 22 eines Lenkrads 6 in einem kompakten Zustand unterbringen. Selbst wenn Schalter 33 an dem Pufferbereich 22 angebracht sind, läßt sich somit eine Beeinträchtigung des äußeren Erscheinungsbilds des Lenkrads verhindern.
Wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist, ist eine Expansionsrichtungs-Reguliereinrichtung 61 zum Aufblasen des Airbag 52 in Richtung auf einen Fahrer P in dem Pufferbereich 22 angeordnet. Ein Halterungsbereich 62 ist an einem Pufferbereich-Befestigungshalter 23 vorgesehen, der die Expansionsrichtungs-Reguliereinrichtung 61 bildet. Der Halterungsbereich 62 haltert den Pufferbereich 22 derart, daß eine axiale Richtung L&sub2; des vorderen Bereichs des Pufferbereichs 22 in einem geeigneten Winkel θ in bezug auf eine Drehachse L&sub1; des Lenkrads nach unten geneigt ist.
Aus diesem Grund läßt sich verhindern, daß der Pufferbereich 22 eine Rotationsbewegung in einer im wesentlichen von dem Frontbereich des Fahrers P getrennten Richtung ausführt, und er läßt sich stets dem Fahrer P gegenüberliegend halten. In einem Notfall läßt sich verhindern, daß sich der Airbag 52 in einer anderen Richtung als in Richtung auf den Fahrer P aufbläst, und somit läßt sich die Schutzwirkung für den Fahrer P verbessern.

Claims

1. Fahrzeuglenkvorrichtung, die folgendes aufweist:

- ein Lenkrad (6), das einen ringförmigen Vorsprungbereich (7) mit einer Achse aufweist und an einem fahrzeugkörperseitigen Element (11) drehbar gelagert ist;

- eine Lenkwelle (3);

- eine Rotationsübertragungseinrichtung zum Übertragen der Rotation des Lenkrads (6) auf die Lenkwelle (3), mit einer Ritzeleinrichtung (5), die an dem zu dem Lenkrad (6) hin gelegenen Endbereich der Lenkwelle (3) ausgebildet ist, und mit einer Ringverzahnungseinrichtung (7a), die an einer Innenfläche des Vorsprungbereichs (7) ausgebildet ist, wobei die Achse der Ringverzahnungseinrichtung (7a) zu der Achse der Ritzeleinrichtung (5) exzentrisch ist und mit der Achse des Vorsprungbereichs (7) konzentrisch ist,

- ein nicht drehbares Element (22A), das innerhalb des Lenkrads (6) vorgesehen ist; und

- eine Verbindungseinrichtung (29) zum Verbinden des nicht drehbaren Elements (22A) mit dem fahrzeugkörperseitigen Element (11), wobei sich die Verbindungseinrichtung (29) durch einen Spalt (A) zwischen der Ringverzahnungseinrichtung (7a) und der Ritzeleinrichtung (5) erstreckt,

dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorsprungbereich (7) in der Axialrichtung der Lenkwelle (3) erstreckt und an seinen axialen Enden mittels erster Lager (24), die zwischen der Innenumfangsfläche des Vorsprungbereichs (7) und der Außenumfangsfläche des nicht drehbaren Elements (22A) angeordnet sind, sowie mittels zweiter Lager (12, 13) gelagert ist, die von den ersten Lagern (24) axial beabstandet angeordnet sind und zwischen der Außenumfangsf läche des Vorsprungbereichs (7) und der Innenumfangsfläche des fahrzeugkörperseitigen Elements (11) vorgesehen sind.

2. Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten Lager (24) und die zweiten Lager (12, 13) Ringlager mit demselben Durchmesser sind und der Vorsprungbereich (7) derart ausgebildet ist, daß die ersten und die zweiten Lager in Relation zu derselben Achse angeordnet sind.

3. Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Ringverzahnung (7a) an der Innenumfangsseite desjenigen Endes des Vorsprungbereichs (7) befindet, das hinsichtlich der axialen Position im allgemeinen den zweiten Lagern (12, 13) entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes aufweist:

- Betätigungsschalter (33), die an dem nicht drehbaren Element (22A) angebracht sind, um elektrische Einrichtungen (33A) eines Fahrzeugs zu betätigen; und

- einen Kabelbaum (34), der in den Spalt (A) eingesetzt ist, um die Betätigungsschalter (33) mit den elektrischen Einrichtungen (33A) zu verbinden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes aufweist:

- eine rohrförmige Kabelbaumführung (38), durch die der Kabelbaum (34) hindurchgeführt ist und die in den Spalt (A) eingeführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (29) wenigstens zwei Stangenelemente (29) aufweist, die jeweils mit dem einen Ende an dem fahrzeugkörperseitigen Element (11) angebracht und mit dem anderen Ende jeweils mit dem nicht drehbaren Element (22A) verbunden sind; und daß die Kabelbaumführung (38) zwischen den Stangenelementen (29) angeordnet ist und einen Eingriffsbereich (38a) aufweist, der sich zur Ausrichtung der Kabelbaumführung (38) mit den Stangenelementen (29) in Eingriff befindet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindungseinrichtung (29) wenigstens ein Stangenelement (29) aufweist, von dem das eine Ende an dem fahrzeugkörperseitigen Element (11) befestigt ist;

und daß ein Mutternelement (32) an dem anderen Ende des Stangenelements (29) angebracht ist, um das nicht drehbare Element (22A) mit dem Stangenelement (29) zu verbinden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sätze von Stangenelementen (29) und Mutternelementen (32) in Breitenrichtung des Fahrzeugs im Abstand voneinander angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes aufweist:

- ein elastisches Element (31), das zwischen dem Mutternelement (32) und dem nicht drehbaren Element (22A) angeordnet ist, um eine Ausrichtungs-Vorspannung auf das Lager (24) auszuüben.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

daß das nicht drehbare Element (22A) ein Halterungselement (25) aufweist, das durch die Verbindungseinrichtung (29) an dem fahrzeugkörperseitigen Element (11) gehaltert ist;

daß ein Pufferbereich-Befestigungshalter (23) an dem Halterungselement (25) gehaltert ist;

und daß ein Pufferbereich (22) an dem Halter (25) angebracht ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes aufweist:

- ein Säulengehäuse (2), das an dem fahrzeugkörperseitigen Element (11) angebracht ist, um die Lenkwelle (3) über ein Lager (4) drehbar zu lagern.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes aufweist:

- einen Einstellring (39), der in einem Einpaßbereich zwischen dem fahrzeugkörperseitigen Element (11) und dem Säulengehäuse (2) drehbar angeordnet ist und exzentrische Innen- und Außenflächen aufweist, wobei der Einstellring (39) ein Versetzungsausmaß zwischen Achsen der Lenkwelle (3) und des Säulengehäuses (2) durch Einstellen seiner Schwenkposition einstellt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes aufweist:

- ein Paar Lager (12, 13) als zweite Lager, die voneinander beabstandet sind, zum drehbaren Haltern des Vorsprungbereichs (7) an dem Innenumfang des fahrzeugkörperseitigen Elements (11); und

- einen Einstellmechanismus (16a), der an dem Vorsprungbereich (7) und/oder dem fahrzeugkörperseitigen Element (11) angeordnet ist, um auf die Lager (12, 13) auszuübende Vorspannungen einzustellen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes aufweist:

- einen Abstandshalter (17), der zwischen den auf der einen Seite befindlichen Bereichen des inneren und des äußeren Rings der Lager (12, 13) angeordnet ist, um eine Distanz zwischen den Lagern (12, 13) zu definieren; und

- eine Verriegelungsmutter (16), die an der Ringverzahnungseinrichtung (7a) oder dem fahrzeugkörperseitigen Element (11) angeordnet ist, um eine Distanz zwischen den auf der anderen Seite befindlichen Bereichen des inneren und des äußeren Rings der Lager (12) und (13) einzustellen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes aufweist:

- eine rohrförmige Lenksäule (1), durch die die Lenkwelle (3) hindurchgeführt ist; und

- eine Schloßzylindereinheit (43), die in einem Einpaßbereich zwischen einem Endbereich der Lenksäule (1) und dem Säulengehäuse (2) angebracht ist, um eine äußere Umfangsfläche des Einpaßbereichs festzulegen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schloßzylindereinheit (43) einen Befestigungsbereich (44) aufweist, der einen ersten Bestandteil (45) besitzt, der derart ausgebildet ist, daß sich ein halbkreisförmiger Abschnitt desselben an der Außenfläche des Einpaßbereichs anbringen läßt und der mit Verbindungsflanschbereichen (45a, 45b) an den halbkreisförmigen Randbereichen ausgebildet ist, sowie einen zweiten Bestandteil (46) besitzt, der dieselbe Formgebung wie der erste Besteandteil (45) aufweist und mit dem ersten Bestandteil (45) verbunden ist;

und daß sich ein Verriegelungselement (54) durch die Lenksäule (1) und das Säulengehäuse (2) hindurcherstrecken kann, um mit der Welle (3) in Eingriff zu treten.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes aufweist:

- einen Airbag (52), der an dem nicht drehbaren Element (22A) angebracht ist und sich in einem Notfall aufblasen läßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes aufweist:

- einen Einheits-Hauptkörper (53), der an dem fahrzeugkörperseitigen Element (11) angeordnet ist und einen Expansionsmechanismus (B) zum Aufblasen des Airbag (52) aufweist; und

- ein Verbindungsrohr (56), das in den Spalt (A) eingeführt ist, um den Airbag (52) und den Einheits-Hauptkörper (53) miteinander zu verbinden.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

daß der Airbag eine vorbestimmte Expansionsrichtung in Richtung auf einen Fahrer (P) besitzt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Expansionsrichtung des Airbag (52) sich in bezug auf eine Drehachse des Lenkrads (6) nach unten abwinkeln läßt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Ringverzahnungseinrichtung (7a) unter die Drehachse der Ritzeleinrichtung (5) verlagert ist und der Spalt (A) unter der Ritzeleinrichtung (5) ausgebildet ist.