JP2007530350A - ハンドル取り付けアセンブリ - Google Patents

Abstract

第１および第２の静止リングを備えており、第２の静止リングが車両のフレームに接続されるように構成されているハンドル取り付けアセンブリ。このアセンブリは、さらに、スピンドルを有するハンドル・ハブを備えており、スピンドルがスピンドルから延びる半径方向のフランジを備えている。スピンドルが、ハンドル軸に接続されるように構成され、半径方向のフランジが、ハンドルに接続されるように構成されている。スピンドルは、第１の静止リングのベアリングに係合する第１のベアリング・レースウェイ、および第２の静止リングのベアリングに係合する第２のベアリング・レースウェイを有する。ハンドル・ハブは、軸受面を画定する少なくとも１つの開口を有する。周囲に第３のベアリングを備える軸を有する摩擦ローラ・アセンブリが、第３のベアリングが前記軸受面に対して回転するときに該第３のベアリングが半径方向外向きに移動して前記軸が前記第１および第２の円筒形のレースウェイに係合するように、前記開口に位置されている。

Description

本発明は、ハンドル・アセンブリに関する。さらに詳しくは、本発明は、ハンドルへと取り付けられるハンドル・ハブを有しているハンドル・アセンブリに関する。

図１を参照すると、従来技術のハンドル・アセンブリ１０が示されている。ハンドル・アセンブリ１０は、ハンドル１２を放射状のフレーム１４に取り付けて備えている。放射状のフレーム１４は、ハンドル軸１８へと取り付けられる中央のハブ１６を含んでいる。ハンドル１２の回転が、フレーム１４、したがってハブ１６を通じて伝えられ、ハンドル軸１８を回転させる。

取り付け枠２０が、放射状のフレーム１４に取り付けられており、放射状のフレーム１４と一緒に回転する。取り付け枠２０は、エアバッグ・アセンブリ２２および他の部品を支持するように構成されている。エアバッグ・アセンブリ２２は、取り付け枠２０に固定されており、したがってハンドル１２と一緒に回転する。エアバッグ・アセンブリ２２の向きが、ハンドル１２の回転とともに連続的に変化するため、エアバッグ・アセンブリ２２は、エアバッグそのものが展張時のエアバッグ・アセンブリ２２の向きにかかわらず既知の構成にて展開されるよう、実質的に対称な設計を有していなければならない。

さらに、取り付け枠２０がハンドル１２と一緒に回転するため、運転者用の制御ボタン類および表示装置類を取り付け枠２０に取り付けることは、望ましくない。

本発明は、ハンドル取り付けアセンブリに関する。このアセンブリは、第１および第２の静止リングを備えている。第１の静止リングは、第１のベアリングおよび第１の円筒形のレースウェイを有している。第２の静止リングは、第２のベアリングおよび第２の円筒形のレースウェイを有しており、車両のフレームへと固定されるように構成されている。さらに、このアセンブリは、スピンドルを有するハンドル・ハブを備えており、スピンドルがスピンドルから延びる半径方向のフランジを備えている。スピンドルが、ハンドル軸に接続されるように構成され、半径方向のフランジが、ハンドルに接続されるように構成されている。スピンドルは、前記第１のベアリングに係合する第１のベアリング・レースウェイと、前記第２のベアリングに係合する第２のベアリング・レースウェイとを有している。ハンドル・ハブは、ハンドル・ハブの半径方向のフランジを貫く少なくとも１つの開口を有している。この開口が、軸受面を画定している。摩擦ローラ・アセンブリが、この開口に位置される。摩擦ローラ・アセンブリは、周囲に第３のベアリングを備える軸を有している。摩擦ローラ・アセンブリは、第３のベアリングが前記軸受面に対して回転するときに該第３のベアリングが半径方向外向きに移動して前記軸が前記第１および第２の円筒形のレースウェイに係合するように、前記開口に位置されている。

本発明を、添付の図面を参照しながら説明する。添付の図面においては、全体を通じて、同様の符号が同様の構成要素を指し示している。以下の説明において、例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「正面」、「前方」、「背面」、「後ろ」、および「後方」などといった特定の用語は、関連の説明を分かりやすく行うという目的においてのみ使用されており、本発明を限定するものではない。

図２〜６および１０を参照すると、本発明の第１の実施形態である取り付けアセンブリ５０が示されている。取り付けアセンブリ５０は、全体として、一対の静止リング６０、６０’、ハンドル・ハブ７０、複数の摩擦ローラ・アセンブリ９０、およびローラ・ケージ１００を備えている。一方の静止リング６０’が、車両のフレーム（図示されていない）へと取り付けられるように構成されている。ハンドル・ハブ７０は、ハンドル軸（図示されていない）およびハンドル（図示されていない）へと取り付けられるように構成されている。ハンドル・ハブ７０を、静止リング６０’によって回転可能に支持することができる。次いで、ハンドル・ハブ７０が、例えばエアバッグ・アセンブリや運転者用の制御ボタン類および表示装置類など、所望の部品を支持するように構成されているもう一方の静止リング６０を支持する。摩擦ローラ・アセンブリ９０が、ハンドル・ハブ７０内に位置され、ローラの軸と２つの静止リング６０、６０’の円筒形のレースウェイとの間に摩擦接触をもたらす。ローラ・ケージ１００が、ローラ・アセンブリ９０の向きを保ち、ローラ・アセンブリ９０の傾きを少なくする。

典型的な静止リング６０、６０’を、図２〜４を参照して説明する。静止リング６０、６０’は、半径方向に広がるプレート６２を有している。半径方向に広がるプレート６２には、複数の穴６３が設けられている。静止リング６０’の穴６３は、静止リング６０’を車両のフレーム（図示されていない）に固定するように構成されている。静止リング６０の穴６３は、例えばエアバッグ・アセンブリや運転者用の制御ボタン類および表示装置類などといった所望の部品を、静止リング６０へと取り付けるように構成されている。静止リング６０、６０’はそれぞれ、半径方向に広がるプレート６２から延びる第１の環状の壁６４を有している。この第１の環状の壁６４の内表面が、円筒形のレースウェイ６６を画定している。静止リング６０、６０’のそれぞれの円筒形のレースウェイ６６が、後述のとおり、ローラ・アセンブリ９０のローラ表面に係合するように構成されている。静止リング６０、６０’はそれぞれ、半径方向に広がるプレート６２のもう一方の面から延びる第２の環状の壁６７を有している。第２の環状の壁６７の内表面は、リング支持ベアリングの転がり要素６９を受け入れるように構成された凹状のベアリング外側レースウェイ６８を有している。

図７および８を参照すると、典型的なハンドル・ハブ７０が示されている。このハンドル・ハブ７０は、中央のスピンドル７２を含んでおり、半径方向に広がるフランジ８０をスピンドル７２から外向きに延伸させている。中央のスピンドル７２は、ハンドル軸（図示されていない）と一致する先細りの表面７６を備える中央の穴７４を有している。先細りの表面７６には、ハンドル・ハブ７０とハンドル軸との間で大きなトルク負荷が伝達される場合にトルク負荷容量を増すため、スプライン部が設けられている。スピンドル７２の円筒形の外表面が、凹状のベアリング内側レースウェイ７９、８１を、半径方向に広がるフランジ８０の各側にもたらしている。凹状のレースウェイ７９、８１は、対応する静止リング６０、６０’のベアリングの転がり要素６９を受け入れるように構成されている。図６を参照すると、静止リングの凹状のベアリング外側レースウェイ６８とハンドル・ハブの凹状のベアリング内側レースウェイ７９との間に位置する転がり要素６９が、ハンドル・ハブ７０を、静止リング６０’に対して軸方向および半径方向に保持している。静止リングの凹状のベアリング外側レースウェイ６８とハンドル・ハブの凹状のベアリング内側レースウェイ８１との間に位置する転がり要素６９が、静止リング６０を、ハンドル・ハブ７０に対して軸方向および半径方向に保持している。このようにして、ハンドル・ハブ７０が、静止リング６０、６０’に対して回転自在に支持されている。ハンドル（図示されていない）がハンドル・ハブ７０の半径方向に広がるフランジ８０に接続され、ハンドル軸（図示されていない）がハンドル・ハブ７０のスピンドル７２に接続されているため、ハンドルの回転が直接、ハンドル軸の回転をもたらす。

第１のリング６０を静止した第２のリング６０’と同位相の状態に保つため、ハンドル・ハブ７０が、摩擦ローラ・アセンブリ９０を収容するように構成されている。フランジ８０を貫いて、２組の開口８２、８４が設けられている。第１の開口８２のそれぞれには、後述のように摩擦ローラ・アセンブリ９０のための軸受座を提供するように構成された軸受面８６が設けられている。図５に見て取ることができるように、各開口８２は、摩擦ローラ・アセンブリの外側軸受リング９９の外径よりも大きい直径を有している。摩擦ローラ・アセンブリ９０に軸方向のストッパを提供するため、それぞれの軸受座の端部に段差８８が設けられている。第２の開口８４は、後述のとおり傾き防止用ローラ・ケージ１００を収容するように構成されている。一つの実施形態においては、それぞれの種類の開口８２、８４が３つずつ、交互の様相で存在している。しかしながら、それぞれの種類の開口８２、８４が、より多数またはより少数であってもよく、それらを所望の任意の構成に配置することができる。

図９を参照すると、典型的な摩擦ローラ・アセンブリ９０が示されている。摩擦ローラ・アセンブリ９０は、２つの円筒形の軸受面９３および９５を画定している軸９２を有している。軸受面９３、９５は、後述のとおり静止リング６０、６０’の円筒形のレースウェイ６６に当接するように構成されている。さらに、摩擦ローラ・アセンブリ９０は、ベアリング９４を２つの軸受面９３、９５の間に組み込んで含んでいる。ベアリング９４は、軸９２と一体に形成できる内側ベアリング・レースウェイ９７と、外側レースウェイ９９と、両者の間に位置する転がり要素９８とを含んでいる。外側レースウェイ９９は、後述のように第１の開口の軸受面８６に係合するように構成されている。

図４〜６および１１を参照すると、完全に組み立てられた状態において、摩擦ローラ・アセンブリ９０は、ベアリングの外側リング９９をハンドル・ハブ７０の中心に向かって軸受座８６に対して内向きに着座させて、ハンドル・ハブ７０の第１の開口８２に位置している。摩擦ローラ・アセンブリ９０を軸方向について位置決めするため、ベアリング９４が段差８８に接している。開口８２の穴径は、ベアリング・リング９９の外径よりも大であり、したがって、各ベアリング９４の中心は、それぞれの開口８２の中心から距離ｅだけずれている。ベアリング９４が、開口８２の中心に対して偏心しており、すなわち軸受座８６の中心に対して偏心しているため、軸受座８６がカム面として機能する。軸受座８６は、開口８２の全周にわたって広がっている必要はなく、円形である必要もない。軸受座８６は、カム面に沿って回転するベアリングの外側リング９９を外向きに押すさまざまな構成であってよい。また、ベアリング９４を外向きに押して摩擦ローラ・アセンブリ９０に予荷重を与えるため、板ばねなどの弾性部品（図示されていない）を、軸受座８６とベアリングの外側リング９９との間に設けてもよい。

ハンドル・ハブ７０が回転するときの摩擦ローラ・アセンブリ９０の傾きを最小にするため、傾き防止用ローラ・ケージ１００が、ハンドル・ハブ７０の周囲に組み付けられている。図１０に示されているように、傾き防止用ローラ・ケージ１００は、２枚のプレート１０２、１０４および２枚のプレート１０２、１０４の間の一組の側壁１０６を含んでいる。側壁１０６が、両端においてプレート１０２、１０４に固定されてケージを構成し、プレート１０２、１０４がお互いに対して回転することがないようにしている。溝１０３、１０５がそれぞれ、摩擦ローラ・アセンブリ９０の軸９２を収容すべくプレート１０２、１０４のそれぞれに設けられている。プレート１０２の溝１０３が、もう一方のプレート１０４の対応する溝１０５に整列している。図４〜６および１１を参照すると、完全に組み立てられた状態において、側壁１０６は、ハンドル・ハブのフランジ８０の開口８４に収容されている。ローラ・ケージ１００の溝１０３、１０５の各組が、摩擦ローラ・アセンブリ９０を収容している。ケージ１００は、回転軸を中心としてハンドル・ハブ７０に対してわずかに浮動可能である。ケージ１００が浮動するとき、すべての摩擦ローラ・アセンブリ９０がケージ１００と一緒にユニットとして回転し、すなわちケージ１００がそれぞれの摩擦ローラ・アセンブリの両端を円周方向について拘束して、ローラ・アセンブリ９０の傾きを防止する。一方で、摩擦ローラ・アセンブリ９０は、ケージ１００に対して半径方向外向きに自由に移動することができる。ハンドル・ハブ７０とケージ１００との間に相対回転が生じると、摩擦ローラ・アセンブリ９０は、ベアリング９４が軸受座８６に対して偏心して位置しているため、半径方向外向きに押される。傾き防止用ケージ１００を使用することが可能であるが、摩擦ローラ・アセンブリの軸９２の傾きを最小化するやり方は、他にも存在する。例えば、単一であるベアリング９４を、二重ベアリングで置き換えることができる。

動作時、ハンドル・ハブ７０の中央のスピンドル７２が、ハンドル軸に接続し、ハンドル・ハブ７０のフランジ８０が、ハンドルに接続する。第２の静止リング６０’は、ステアリング・コラムに固定される。運転者がハンドルを回転させると、ハンドル・ハブ７０が、ケージ１００および摩擦ローラ・アセンブリ９０に対して回転しようとする。これが、カム作用を生みだして、各摩擦ローラ・アセンブリ９０を半径方向外向きに移動させて、軸９２の２つの円筒面９３、９５を静止リング６０、６０’の２つのレースウェイ６６にしっかりと当接させる。このようにして、軸９２の円筒面９３、９５と静止リング６０、６０’の２つのレースウェイ６６との間に、摩擦力が生み出される。各接触点におけるこの摩擦力が、摩擦ローラ・アセンブリ９０がハンドル・ハブ７０とともに公転するときに、ローラ軸９２が静止リング６０、６０’のレースウェイ６６に沿って、滑るのではなく回転できるようにする。ローラ軸９２が反対向きに回転運動することで、第１のリング６０が、第２のリング６０’と常に同じ位相に保たれる。第２のリング６０’がステアリング・コラムに固定されているため、第１のリング６０は、ステアリング・コラムに対して同位相に静止したままである。

図示の実施形態においては、すべての摩擦ローラ・アセンブリ９０がカム面に係合し、したがってすべてが摩擦荷重をもたらしているが、必ずしもそのようである必要はない。例えば、カムによって荷重を加える機構を、ただ１つの摩擦ローラ・アセンブリ９０に備え、残る２つの摩擦ローラ・アセンブリ９０にはカム機構を備えないことが、望ましいかもしれない。そのような方法の１つは、カム作用なしの摩擦ローラ・アセンブリ９０について、ベアリング９４を座に固定することである。

本発明の実施形態は、静止リング６０、６０’を同位相に保つための摩擦荷重を、摩擦接触部において実質的にバックラッシュ生じることなくもたらしている。特に、摩擦ローラ・アセンブリ９０が、円滑かつ静穏な動作をもたらし、歯車駆動のハンドル・システムの動作時に直面するがたつきおよびトルクの変動をなくしている。さらに、これらの実施形態は、必要とする部品が従来からの設計よりも少ない。

上述の実施形態は、あくまで典型的な実施形態にすぎず、本発明の実施形態の範囲に包含される他の実施形態を、実施することが可能である。

従来技術のハンドル・アセンブリの部分断面側面図である。 本発明の第１の実施形態である取り付けアセンブリの分解等角投影図である。 本発明の本実施形態の静止リングの断面の等角投影図である。 組み立てられた図２の取り付けアセンブリの断面の等角投影図である。 組み立てられた図２の取り付けアセンブリの部分断面正面図である。 図５の線６−６に沿った断面図である。 本発明の本実施形態のハンドル・ハブの等角投影図である。 図７のハンドル・ハブの断面の等角投影図である。 本発明の本実施形態の摩擦ローラ・アセンブリの等角投影図である。 本発明の本実施形態のローラ・ケージの等角投影図である。 図４の線１１−１１に沿った断面図である。

Claims (20)

1. 第１のベアリングと第１の円筒形のレースウェイとを有する第１の静止リング、第２のベアリングと第２の円筒形のレースウェイとを有し、車両のフレームへと固定されるように構成および配置されている第２の静止リング、スピンドルを有し、該スピンドルに該スピンドルから延びる半径方向のフランジを備え、該スピンドルがハンドル軸に接続されるように構成および配置されるとともに、前記半径方向のフランジがハンドルに接続されるように構成および配置されており、前記スピンドルが、前記第１のベアリングに係合する第１のベアリング・レースウェイと前記第２のベアリングに係合する第２のベアリング・レースウェイとを有し、前記半径方向のフランジが、軸受面を画定する少なくとも１つの開口を有するハンドル・ハブ、および周囲に第３のベアリングを備える軸を有しており、該第３のベアリングが前記軸受面に対して回転するときに該第３のベアリングが半径方向外向きに移動して前記軸が前記第１および第２の円筒形のレースウェイに係合するように、前記開口に位置される少なくとも１つの摩擦ローラ・アセンブリを備えるハンドル取り付けアセンブリ。
2. 前記摩擦ローラ・アセンブリの傾きを最小化するように構成および配置されたケージをさらに備える、請求項１に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
3. 前記ケージが、複数のプレート部材、および該プレート部材の間の複数の壁部材を備える、請求項２に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
4. 前記第１の静止リングが、少なくとも１つの車両の部品を取り付けるための手段を含む、請求項１に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
5. 第１の静止リング部材、車両のフレームへと取り付けられるように構成および配置された第２の静止リング部材、第１の部材および第２の部材を有し、該第１の部材がハンドル軸へと取り付けられるように構成および配置され、該第２の部材がハンドルへと取り付けられるように構成および配置されているハンドル・ハブ部材、および前記ハンドル・ハブ部材に収容可能であり、少なくとも１つの回転可能要素を備え、前記ハンドル・ハブ部材の一部、前記第１の静止リング部材の一部、および前記第２の静止リング部材の一部に摩擦接触するように構成および配置されている少なくとも１つの摩擦ローラ・アセンブリを備え、使用時に、ハンドルが第１の向きに回転するとき、前記第１の静止リング部材が前記第２の静止リング部材と同位相に保たれるよう、前記少なくとも１つの回転可能要素が、前記第１の向きと反対である第２の向きに回転するように構成および配置されているハンドル取り付けアセンブリ。
6. 使用時に、当該ハンドル取り付けアセンブリの摩擦接触部において生じるバックラッシュが実質的にゼロである、請求項５に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
7. 前記第１の部材が、スピンドルを備え、前記第２の部材が、前記スピンドルから延びる半径方向のフランジを備える、請求項５に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
8. 前記第１の静止リング部材が、第１のベアリングおよび第１の円筒形のレースウェイを有しており、前記第２の静止リング部材が、第２のベアリングおよび第２の円筒形のレースウェイを有する、請求項５に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
9. 前記第１の部材が、前記第１のベアリングと係合するための第１のベアリング・レースウェイおよび前記第２のベアリングと係合するための第２のベアリング・レースウェイを有する、請求項８に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
10. 前記第２の部材が、軸受面を画定する少なくとも１つの開口を有する、請求項９に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
11. 前記摩擦ローラ・アセンブリが、周囲に第３のベアリングを備える軸を有しており、使用時に、前記第３のベアリングが前記軸受面に対して回転するときに前記第３のベアリングが半径方向外向きに移動して前記軸が前記第１および第２の円筒形のレースウェイに係合するように、前記開口に位置されている、請求項１０に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
12. 前記回転可能要素が、周囲にベアリングを備える軸を備える、請求項５に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
13. 少なくとも３つの摩擦ローラ・アセンブリを備える、請求項５に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
14. 前記摩擦ローラ・アセンブリの傾きを最小にするための手段をさらに備える、請求項５に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
15. 前記最小にするための手段が、ケージを備える、請求項１４に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
16. 前記第１の静止リング部材が、少なくとも１つの車両の部品を取り付けるための手段を含む、請求項５に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
17. 前記車両の部品が、エアバッグ・アセンブリを備える、請求項１６に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
18. 前記ハンドル・ハブ部材が、前記第２の静止リング部材によって回転可能に支持されている、請求項５に記載のハンドル取り付けアセンブリ。
19. ハンドルに対する反対方向の回転を生み出す手段であって、第１の静止リング部材を提供するステップ、第２の静止リング部材を車両のフレームに取り付けるステップ、ハンドル・ハブ部材の第１の部材をハンドル軸に取り付けるステップ、前記ハンドル・ハブ部材の第２の部材をハンドルに取り付けるステップ、少なくとも１つの摩擦ローラ・アセンブリを前記ハンドル・ハブ部材へと、該摩擦ローラ・アセンブリが前記ハンドル・ハブ部材の一部、前記第１の静止リング部材の一部、および前記第２の静止リング部材の一部に摩擦接触し、かつ使用時にハンドルが第１の向きへと回転させられたときに前記第１の静止リング部材が前記第２の静止リング部材と同位相に保たれるよう、該摩擦ローラ・アセンブリの回転可能要素が前記第１の向きと反対である第２の向きに回転するように設置するステップを備える方法。
20. 前記摩擦ローラ・アセンブリの少なくとも一端を拘束するようにケージを設置するステップをさらに備える、請求項１９に記載の方法。

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