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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Lenkvorrichtung.
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Hintergrund
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Ein Fahrzeug ist mit einer Lenkvorrichtung als Vorrichtung zur Übertragung der Betätigung eines Lenkrads durch einen Bediener (Fahrer) an Räder versehen. Eine Lenkvorrichtung, in der eine Lenksäule mit einem Stiftelement in der Mitte schwingen kann, um die Einstellung der vertikalen Position eines Lenkrads zu ermöglichen, ist bekannt. Patentliteratur 1 offenbart eine Beispiel-Lenkvorrichtung. Die Lenkvorrichtung in Patentliteratur 1 weist eine Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung, die ein Schwenken einer Lenksäule relativ zu einer unteren Halterung beschränkt, um eine erleichterte Anbringung der Lenksäule an einer Fahrzeugkarosserie zu verbessern und eine freie Bewegung zu beschränken, wenn die Lenksäule getrennt ist.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr.
2010-269793 -
Kurzdarstellung
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Technisches Problem
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Nun können zwei untere Halterungen auf beiden Seiten einer Lenksäule angeordnet sein, um eine Anbringung der unteren Halterungen an einer Fahrzeugkarosserie zu erleichtern. Des Weiteren müssen die unteren Halterungen und eine Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung, die ein Schwenken einer Lenksäule beschränkt, eine hohe Festigkeit aufweisen.
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Im Hinblick auf das oben genannte Problem besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung in der Bereitstellung einer Lenkvorrichtung, welche die Arbeit des Anbringens von unteren Halterungen an einer Fahrzeugkarosserie erleichtern kann und welche die Festigkeit der unteren Halterungen und einer Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung verbessern kann.
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Lösung des Problems
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Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, weist eine Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung auf: eine Lenksäule, die eine mit einem Lenkrad gekoppelte Lenkwelle lagert; eine obere Halterung, die an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist und die Lenksäule trägt; und zwei untere Halterungen, die auf beiden Seiten der Lenksäule an der Fahrzeugkarosserie unabhängig befestigt sind und die Lenksäule in einer solchen Weise tragen, die es der Lenksäule ermöglicht, in einer vertikalen Richtung zu schwingen. Die unteren Halterungen weisen jeweils auf einen festen Abschnitt, der ein plattenförmiges Element ist, das der Fahrzeugkarosserie zugewandt ist, und auf einer Außenseite der Lenksäule in einer Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet ist, einen Schwenkabschnitt, der ein plattenförmiges Element ist, das der Lenksäule zugewandt ist, und ein Anbringungsloch aufweist, in das ein Stiftelement zum Koppeln der Lenksäule mit der unteren Halterung eingeführt ist, und einen Rippenabschnitt, der ein plattenförmiges Element ist, das mit dem festen Abschnitt und dem Schwenkabschnitt durch einen gebogenen Abschnitt verbunden ist, der zu einer gebogenen Platte geformt ist. Die Lenksäule weist eine Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung auf, die einer Endfläche auf einer Unterseite des Schwenkabschnitts zugewandt ist und dabei einen Spalt freilässt.
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In dem Fall, in dem die Lenksäule nicht durch die obere Halterung getragen wird, dem Fall, in dem die Lenkvorrichtung an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, oder dergleichen verhindert die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung, dass die Lenksäule relativ zu den unteren Halterungen erheblich schwenkt. Des Weiteren sind die zwei unteren Halterungen auf beiden Seiten der Lenksäule angeordnet und die festen Abschnitte sind auf den Außenseiten der Lenksäule in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet, sodass Bolzen an den festen Abschnitten leicht angebracht werden können, was die Arbeit des Anbringens der Lenkvorrichtung an der Fahrzeugkarosserie erleichtert. Des Weiteren sind die zwei unteren Halterungen voneinander getrennt; die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung begrenzt jedoch den Schwingbereich jeder der unteren Halterungen relativ zu der Lenksäule. Dies stabilisiert die Positionen der unteren Halterungen und somit kann die Lenkvorrichtung an der Fahrzeugkarosserie leicht angebracht werden. Jede untere Halterung weist den Rippenabschnitt auf, der mittels des gebogenen Abschnitts mit dem festen Abschnitt und dem Schwenkabschnitt verbunden ist, und weist somit eine hohe Festigkeit auf. Darüber hinaus ist die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung auf der Unterseite des Schwenkabschnitts angeordnet, was zu einer Verbesserung der Festigkeit der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung führt. Das heißt, wenn die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung vor oder hinter der unteren Halterung angeordnet ist, während sie dem Rippenabschnitt zugewandt ist, muss die Höhe der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung größer sein als die Höhe des gebogenen Abschnitts. In diesem Fall erhöht sich auf die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung ausgeübte Spannung, was eine Verformung oder dergleichen in der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung verursachen kann. Des Weiteren ist der feste Abschnitt auf der Außenseite der Lenksäule in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet, um die Anbringungsarbeit zu erleichtern, und die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung ist somit schwer anzuordnen, wenn sie dem festen Abschnitt zugewandt ist. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung, die auf der Unterseite des Schwenkabschnitts angeordnet ist, eine Beschränkung eines Schwenkens der Lenksäule und eine Absenkung der Höhe der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung und somit tritt eine Verformung oder dergleichen in der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung schwer auf. Daher kann die Lenkvorrichtung der vorliegenden Offenbarung die Arbeit des Anbringens der unteren Halterungen an der Fahrzeugkarosserie erleichtern und kann die Festigkeit der unteren Halterungen und der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung verbessern.
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In der Lenkvorrichtung gemäß einem erstrebenswerten Aspekt liegt der Schwenkabschnitt senkrecht zu dem festen Abschnitt und der Rippenabschnitt liegt senkrecht zu dem festen Abschnitt und dem Schwenkabschnitt.
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Dies kann eine Positionierung der unteren Halterungen relativ zu der Fahrzeugkarosserie und eine Positionierung der Lenksäule relativ zu den unteren Halterungen in der Lenkvorrichtung der vorliegenden Offenbarung erleichtern. Des Weiteren kann die Lenkvorrichtung der vorliegenden Offenbarung sowohl eine Verkleinerung als auch eine Verbesserung der Festigkeit der unteren Halterungen erzielen.
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In der Lenkvorrichtung gemäß einem erstrebenswerten Aspekt weist die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung einen äußeren Endabschnitt in der Fahrzeugbreitenrichtung auf, wobei der äußere Endabschnitt auf einer Innenseite, in der Fahrzeugbreitenrichtung, einer Außenfläche des Schwenkabschnitts in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet ist.
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Damit kann ein Schwenken der Lenksäule beschränkt werden und eine Verformung oder dergleichen tritt in der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung schwerer auf. Somit kann die Lenkvorrichtung der vorliegenden Offenbarung die Festigkeit der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung weiter verbessern.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der Lenkvorrichtung der vorliegenden Offenbarung kann die Arbeit des Anbringens der unteren Halterungen an der Fahrzeugkarosserie erleichtert werden und die Festigkeit der unteren Halterungen und der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung kann verbessert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht einer Lenkvorrichtung einer Ausführungsform.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht der Lenkvorrichtung der Ausführungsform.
- 3 ist eine Seitenansicht der Lenkvorrichtung der Ausführungsform.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses und unterer Halterungen.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht des Gehäuses.
- 6 ist eine Vorderansicht des Gehäuses und der unteren Halterungen.
- 7 ist eine Rückansicht des Gehäuses und der unteren Halterungen.
- 8 ist eine rechte Seitenansicht des Gehäuses und der unteren Halterung.
- 9 ist eine linke Seitenansicht des Gehäuses und der unteren Halterung.
- 10 ist eine Draufsicht des Gehäuses und der unteren Halterungen.
- 11 ist eine Unteransicht des Gehäuses und der unteren Halterungen.
- 12 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 9.
- 13 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts aus 12.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die folgende Betriebsart zur Implementierung der Erfindung (im Folgenden als Ausführungsform bezeichnet) nicht als Beschränkung der vorliegenden Erfindung auszulegen ist. Des Weiteren umfassen Bestandteile der folgenden Ausführungsform Bestandteile, die vom Fachmann einfach erdacht werden können, die im Wesentlichen dieselben sind und die innerhalb des sogenannten Äquivalenzbereichs liegen. Darüber hinaus können in der folgenden Ausführungsform offenbarte Bestandteile zweckmäßig kombiniert werden.
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Ausführungsform
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1 ist eine schematische Ansicht einer Lenkvorrichtung einer Ausführungsform. Wie in 1 veranschaulicht weist die Lenkvorrichtung 80 ein Lenkrad 81, eine Lenkwelle 82, einen Lenkkraftunterstützungsmechanismus 83, ein erstes Kreuzgelenk 84, eine Zwischenwelle 85 und ein zweites Kreuzgelenk 86 auf.
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Wie in 1 veranschaulicht weist die Lenkwelle 82 eine Eingangswelle 82a und eine Ausgangswelle 82b auf. Ein Ende der Eingangswelle 82a ist mit dem Lenkrad 81 verbunden. Das andere Ende der Eingangswelle 82a ist mit der Ausgangswelle 82b verbunden. Ein Ende der Ausgangswelle 82b ist mit der Eingangswelle 82a verbunden. Das andere Ende der Ausgangswelle 82b ist mit dem ersten Kreuzgelenk 84 verbunden.
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Wie in 1 veranschaulicht ist ein Ende der Zwischenwelle 85 mit dem ersten Kreuzgelenk 84 verbunden. Das andere Ende der Zwischenwelle 85 ist mit dem zweiten Kreuzgelenk 86 verbunden. Ein Ende einer Ritzelwelle 87 ist mit dem zweiten Kreuzgelenk 86 verbunden. Das andere Ende der Ritzelwelle 87 ist mit einem Lenkgetriebe 88 verbunden. Das erste Kreuzgelenk 84 und das zweite Kreuzgelenk 86 sind zum Beispiel Kardangelenke. Eine Drehung der Lenkwelle 82 wird mittels der Zwischenwelle 85 an die Ritzelwelle 87 übertragen. Das zweite Kreuzgelenk 86 ist mit der Ritzelwelle 87 verbunden.
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Wie in 1 veranschaulicht weist das Lenkgetriebe 88 ein Ritzel 88a und eine Zahnstange 88b auf. Das Ritzel 88a ist mit der Ritzelwelle 87 verbunden. Die Zahnstange 88b steht mit dem Ritzel 88a in Eingriff. Das Lenkgetriebe 88 wandelt eine an das Ritzel 88a übertragene Drehbewegung in eine Linearbewegung an der Zahnstange 88b um. Die Zahnstange 88b ist mit Spurstangen 89 verbunden. Eine Bewegung der Zahnstange 88b variiert Radwinkel.
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Wie in 1 veranschaulicht weist der Lenkkraftunterstützungsmechanismus 83 ein Untersetzungsgetriebe 92 und einen Elektromotor 93 auf. Das Untersetzungsgetriebe 92 ist zum Beispiel ein Schneckenuntersetzungsgetriebe. Durch den Elektromotor 93 erzeugtes Drehmoment wird mittels einer Schnecke innerhalb des Untersetzungsgetriebes 92 an ein Schneckenrad übertragen, um das Schneckenrad zu drehen. Das Untersetzungsgetriebe 92 erhöht das durch den Elektromotor 93 erzeugte Drehmoment mit der Schnecke und dem Schneckenrad. Das Untersetzungsgetriebe 92 stellt der Ausgangswelle 82b unterstützendes Lenkmoment bereit. Das heißt, die Lenkvorrichtung 80 liegt an einem Säulenunterstützungssystem.
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Wie in 1 veranschaulicht weist die Lenkvorrichtung 80 eine elektronische Steuereinheit (ECU) 90, einen Drehmomentsensor 94 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 auf. Der Elektromotor 93, der Drehmomentsensor 94 und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 sind mit der ECU 90 elektrisch verbunden. Der Drehmomentsensor 94 gibt an die Eingangswelle 82a übertragenes Lenkmoment durch CAN-Kommunikation (Controller Area Network) an die ECU 90 aus. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 detektiert die Fahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) einer Fahrzeugkarosserie, in der die Lenkvorrichtung 80 montiert ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 ist in der Fahrzeugkarosserie bereitgestellt und gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit durch CAN-Kommunikation an die ECU 90 aus.
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Die ECU 90 steuert den Betrieb des Elektromotors 93. Die ECU 90 erfasst jeweils ein Signal von dem Drehmomentsensor 94 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95. Die ECU 90 wird bei eingeschaltetem Zündschalter 98 mit Strom von einer Stromversorgungsvorrichtung 99 (zum Beispiel einer im Fahrzeug montierten Batterie) versorgt. Die ECU 90 berechnet auf Grundlage des Lenkmoments und der Fahrzeuggeschwindigkeit einen Unterstützungslenkbefehlswert. Die ECU 90 stellt einen Wert von dem Elektromotor 93 zugeführtem Strom auf Grundlage des Unterstützungslenkbefehlswerts ein. Die ECU 90 erfasst Informationen über induktive Spannung von dem Elektromotor 93 oder Informationen, die von einem dem Elektromotor 93 bereitgestellten Resolver oder dergleichen ausgegeben werden. Die ECU 90 steuert den Elektromotor 93, wodurch eine für die Betätigung des Lenkrads 81 erforderliche Kraft reduziert wird.
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2 ist eine perspektivische Ansicht der Lenkvorrichtung der Ausführungsform. 3 ist eine Seitenansicht der Lenkvorrichtung der Ausführungsform. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses und unterer Halterungen. 5 ist eine perspektivische Ansicht des Gehäuses. 6 ist eine Vorderansicht des Gehäuses und der unteren Halterungen. 7 ist eine Rückansicht des Gehäuses und der unteren Halterungen. 8 ist eine rechte Seitenansicht des Gehäuses und der unteren Halterung. 9 ist eine linke Seitenansicht des Gehäuses und der unteren Halterung. 10 ist eine Draufsicht des Gehäuses und der unteren Halterungen. 11 ist eine Unteransicht des Gehäuses und der unteren Halterungen. 12 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 9. 13 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts aus 12.
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In der folgenden Beschreibung werden orthogonale XYZ-Koordinatenachsen verwendet. Die X-Achse verläuft parallel zu der Breitenrichtung (Querrichtung) des Fahrzeugs. Die Z-Achse verläuft parallel zu einer Drehachse R der Lenkwelle 82. Die Y-Achse verläuft senkrecht zu sowohl der X-Achse als auch der Z-Achse. Eine Aufwärtsrichtung des Fahrzeugs in einer parallel zu der Y-Achse verlaufenden Y-Richtung wird als +Y-Richtung bezeichnet. Eine Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs in einer parallel zu der Z-Achse verlaufenden Z-Richtung wird als +Z-Richtung bezeichnet. Eine Rechtsrichtung, wenn die +Z-Richtung der +Y-Richtung gegenübersteht und nach oben weist, wird als +X-Richtung bezeichnet.
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Wie in 2 veranschaulicht weist die Lenkvorrichtung 80 eine Lenksäule 50, eine obere Halterung 40, einen Spannmechanismus 60 und die unteren Halterungen 20 auf. Die Lenksäule 50 weist eine obere Säule 51, eine untere Säule 52, das Gehäuse 54 und Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 auf.
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Die obere Säule 51 und die untere Säule 52 sind zylindrische Elemente. Die obere Säule 51 und die untere Säule 52 sind aus Stahl oder dergleichen gebildet. Zum Beispiel sind die obere Säule 51 und die untere Säule 52 aus Kohlenstoffstahlrohren für maschinenbauliche Zwecke (sogenanntem STKM-Material) gebildet. Die obere Säule 51 ist relativ zu der unteren Säule 52 in der -Z-Richtung angeordnet. Zumindest ein Abschnitt der oberen Säule 51 ist in die untere Säule 52 eingeführt. Eine Außenumfangsfläche der oberen Säule 51 gelangt mit einer Innenumfangsfläche der unteren Säule 52 in Kontakt. Die obere Säule 51 und die untere Säule 52 lagern die Lenkwelle 82 in einer solchen Weise, dass sich die Lenkwelle 82 um die Drehachse R drehen kann. Die obere Säule 51 lagert die Eingangswelle 82a mittels eines Lagers. Die untere Säule 52 lagert die Ausgangswelle 82b mittels eines Lagers. Die obere Säule 51 weist ein Langloch auf, das sich in der Z-Richtung erstreckt.
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Das Gehäuse 54 ist in der +Z-Richtung der unteren Säule 52 angeordnet. Das Gehäuse 54 ist mit der unteren Säule 52 zum Beispiel mit Bolzen oder dergleichen verbunden. Im Inneren des Gehäuses 54 sind das Untersetzungsgetriebe 92 und dergleichen angeordnet. Wie in 5 veranschaulicht weist das Gehäuse 54 ein Anbringungsloch 541 auf, das ein in der X-Richtung offenes Loch ist. Die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 sind Vorsprünge, die von dem Gehäuse 54 in der X-Richtung vorspringen. Die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 sind auf beiden Seiten des Gehäuses 54 in der X-Richtung angeordnet. Die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 sind an einem Endabschnitt in der +X-Richtung und einem Endabschnitt in der -X-Richtung des Gehäuses 54 angeordnet. Wie in 8 und 9 veranschaulicht sind die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 bei Betrachtung in der X-Richtung zu Ovalen geformt. Anders gesagt sind die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 bei Betrachtung in der X-Richtung zu Rechtecken mit vier abgeschrägten Ecken geformt. Die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 erstrecken sich in der Z-Richtung. Die Längsrichtungen der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 verlaufen entlang der Z-Richtung. Die Längen der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 in der Z-Richtung sind kürzer als die Längen der unteren Halterungen 20 in der Z-Richtung. Bei Betrachtung in der Y-Richtung überschneiden sich die Mittelpositionen der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 in der Z-Richtung mit den Mittelpositionen von in 4 veranschaulichten Stiftelementen 29.
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Die obere Halterung 40 ist an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Die obere Halterung 40 trägt die Lenksäule 50. Die obere Halterung 40 weist eine Anbringungsplatte 41, Trennkapseln 49 und zwei Tragplatten 43 auf.
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Wie in 2 veranschaulicht ist die Anbringungsplatte 41 in der +Y-Richtung der Lenksäule 50 angeordnet. Die Anbringungsplatte 41 ist mittels der Trennkapseln 49 an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Die Anbringungsplatte 41 und die Trennkapseln 49 sind zum Beispiel mit Harzelementen miteinander gekoppelt, die durch Harzeinspritzung gebildet sind. Die Trennkapseln 49 sind aus einer Leichtmetalllegierung wie etwa einer Aluminiumlegierung zum Druckguss (Aluminiumlegierungsdruckguss(ADC)-Material). Die Trennkapseln 49 sind zum Beispiel mit Bolzen oder dergleichen an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Eine bei einer Sekundärkollision auf die Lenksäule 50 aufgebrachte nach vorne gerichtete Kraft ermöglicht es der Anbringungsplatte 41, sich relativ zu den Trennkapseln 49 nach vorne zu bewegen, wodurch die Harzelemente durchtrennt werden. Dies löst das Tragen der Trennkapseln 49 und ermöglicht es der oberen Säule 51 und der oberen Halterung 40, sich von der Fahrzeugkarosserie zu trennen. Dann wird der Aufprall durch Reibungskraft zwischen der oberen Säule 51 und der unteren Säule 52 gedämpft.
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Wie in 2 veranschaulicht erstrecken sich die Tragplatten 43 von der Anbringungsplatte 41 in der -Y-Richtung. Die Tragplatten 43 sind so angeordnet, dass sie den Seitenflächen der oberen Säule 51 zugewandt sind. Die zwei Tragplatten 43 sind so angeordnet, dass sie die obere Säule 51 dazwischen von beiden Seiten in der X-Richtung sandwichartig umgeben. Die zwei Tragplatten 43 weisen Langlöcher auf, die sich in der Y-Richtung erstrecken.
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Der Spannmechanismus 60 ist eine Vorrichtung, welche die zwei Tragplatten 43 gegen die obere Säule 51 drückt. Wie in 2 veranschaulicht weist der Spannmechanismus 60 eine Stange 61 und einen Hebel 64 auf.
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Die Stange 61 durchläuft das Langloch jeder Tragplatte 43 und das Langloch der oberen Säule 51. Ein drehbarer Nocken ist an der Stange 61 angebracht. Ein feststehender Nocken ist an dem Langloch der Tragplatte 43 angebracht. Der Hebel 64 ist mit der Stange 61 und dem drehbaren Nocken verbunden. Der Hebel 64 erstreckt sich in einen Fahrzeuginnenraum. Wenn der Hebel 64 gedreht wird, dreht sich der feststehende Nocken nicht, während sich die Stange 61 und der drehbare Nocken drehen. Zum Beispiel ist eine dem drehbaren Nocken zugewandte Fläche des feststehenden Nockens mit einer geneigten Fläche versehen. Der drehbare Nocken läuft auf die geneigte Fläche des feststehenden Nockens, wodurch die Distanz zwischen dem drehbaren Nocken und dem feststehenden Nocken variiert.
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Wenn der Hebel 64 so gedreht wird, dass sich die Distanz von dem drehbaren Nocken zu dem feststehenden Nocken erhöht, wird der feststehende Nocken gegen die Tragplatte 43 gedrückt. Reibung zwischen dem feststehenden Nocken und der Tragplatte 43 erhöht sich und somit wird die Position der Lenksäule 50 in einer Kipprichtung fixiert. Die Lenksäule 50 schwingt mit den in 4 veranschaulichten Stiftelementen 29 in der Mitte. Die Kipprichtung bezieht sich auf eine Richtung, die entlang eines um die Stiftelemente 29 zentrierten Umfangs verläuft. Des Weiteren wird die obere Säule 51 durch die zwei Tragplatten 43 gespannt. Dies fixiert die Position der oberen Säule 51 relativ zu der unteren Säule 52 in einer Teleskoprichtung (Z-Richtung). Somit ist die Position des Lenkrads 81 fixiert.
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Wenn der Hebel 64 so gedreht wird, dass sich die Distanz von dem drehbaren Nocken zu dem feststehenden Nocken verringert, entsteht ohne Weiteres ein Spalt zwischen dem feststehenden Nocken und der Tragplatte 43. Damit verringert sich oder verschwindet die Reibung zwischen dem feststehenden Nocken und der Tragplatte 43. Dies ermöglicht eine Einstellung der Position der Lenksäule 50 in der Kipprichtung. Des Weiteren wird die obere Säule 51 nicht durch die Tragplatten 43 gespannt, sodass Reibung zwischen der oberen Säule 51 und der unteren Säule 52 sich verringert oder verschwindet. Dies ermöglicht die Einstellung der Position der oberen Säule 51 relativ zu der unteren Säule 52 in der Teleskoprichtung. Somit kann die Position des Lenkrads 81 eingestellt werden.
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Wie in 3 und 4 veranschaulicht sind die unteren Halterungen 20 an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Die unteren Halterungen 20 sind relativ zu der oberen Halterung 40 in der +Z-Richtung angeordnet. Die zwei unteren Halterungen 20 sind unterschiedliche voneinander getrennte Elemente. Die zwei unteren Halterungen 20 sind auf beiden Seiten der Lenksäule 50 in der X-Richtung angeordnet. Die zwei unteren Halterungen 20 sind zum Beispiel mit Bolzen oder dergleichen an der Fahrzeugkarosserie unabhängig befestigt. Die unteren Halterungen 20 sind mit dem Gehäuse 54 der Lenksäule 50 gekoppelt. Die unteren Halterungen 20 und das Gehäuse 54 sind mit den in 4 veranschaulichten Stiftelementen 29 miteinander gekoppelt. Die unteren Halterungen 20 tragen die Lenksäule 50 in einer solchen Weise, dass sich die Lenksäule 50 um eine Drehachse entlang der X-Achse drehen kann. Die Lenksäule 50 kann an den Stiftelementen 29 in der Kipprichtung schwenken.
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Wie in 4 veranschaulicht weist jede untere Halterung 20 einen festen Abschnitt 21, einen Schwenkabschnitt 22, Rippenabschnitte 23, einen ersten gebogenen Abschnitt 25, zweite gebogene Abschnitte 26 und dritte gebogene Abschnitte 27 auf.
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Der feste Abschnitt 21 ist ein plattenförmiges Element, das der Fahrzeugkarosserie zugewandt ist. Der feste Abschnitt 21 ist auf der Außenseite der Lenksäule 50 in der X-Richtung angeordnet. Die Dickenrichtung des festen Abschnitts 21 verläuft parallel zu der Y-Richtung. Der feste Abschnitt 21 weist ein erstes Anbringungsloch 211 auf, das ihn in der Y-Richtung durchläuft. Ein Bolzen, der das erste Anbringungsloch 211 durchläuft, ist an der Fahrzeugkarosserie befestigt.
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Der Schwenkabschnitt 22 ist ein plattenförmiges Element, das dem Gehäuse 54 zugewandt ist. Die Dickenrichtung des Schwenkabschnitts 22 verläuft parallel zu der X-Richtung. Die Dickenrichtung des Schwenkabschnitts 22 verläuft senkrecht zu der Dickenrichtung des festen Abschnitts 21. Der Schwenkabschnitt 22 weist ein zweites Anbringungsloch 221 (siehe 12) auf, das ihn in der X-Richtung durchläuft. Das Stiftelement 29 ist in das zweite Anbringungsloch 221 eingeführt.
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Die Rippenabschnitte 23 sind plattenförmige Elemente mit Dickenrichtungen, die parallel zu der Z-Richtung verlaufen. Die Dickenrichtungen der Rippenabschnitte 23 verlaufen senkrecht zu der Dickenrichtung des festen Abschnitts 21 und der Dickenrichtung des Schwenkabschnitts 22. Die zwei Rippenabschnitte 23 sind auf beiden Seiten des Schwenkabschnitts 22 in der Z-Richtung angeordnet. Bei Betrachtung in der Z-Richtung sind die Rippenabschnitte 23 L-förmig.
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Der erste gebogene Abschnitt 25, die zweiten gebogenen Abschnitte 26 und die dritten gebogenen Abschnitte 27 sind zu gebogenen Platten geformte Elemente. Der erste gebogene Abschnitt 25 verbindet den festen Abschnitt 21 mit dem Schwenkabschnitt 22. Die zweiten gebogenen Abschnitte 26 verbinden den Schwenkabschnitt 22 mit den Rippenabschnitten 23. Die dritten gebogenen Abschnitte 27 verbinden den festen Abschnitt 21 mit den Rippenabschnitten 23.
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Die untere Halterung 20 ist aus einer einzelnen Metallplatte hergestellt. Die untere Halterung 20 ist durch Verformen der einzelnen Metallplatte gebildet. Zum Beispiel ist die untere Halterung 20 durch Tiefziehen gebildet. Der erste gebogene Abschnitt 25, die zweiten gebogenen Abschnitte 26 und die dritten gebogenen Abschnitte 27 sind Abschnitte, die an Ecken gebildet werden, wenn die einzelne Metallplatte gebogen wird. Der feste Abschnitt 21, der Schwenkabschnitt 22, die Rippenabschnitte 23, der erste gebogene Abschnitt 25, die zweiten gebogenen Abschnitte 26 und die dritten gebogenen Abschnitte 27 sind durch Verformen einer einzelnen Metallplatte gebildet und somit weist die untere Halterung 20 eine hohe Festigkeit auf.
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Wie in 13 veranschaulicht ist jede Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung 56 der Lenksäule 50 so angeordnet, dass sie einer Endfläche 225 auf der Unterseite (in der -Y-Richtung) des Schwenkabschnitts 22 zugewandt ist und dabei einen Spalt G freilässt. Die Endfläche 225 erstreckt sich in der Z-Richtung. Die Längsrichtung der Endfläche 225 verläuft entlang der Z-Richtung. Der Spalt G ist eingestellt, um eine solche Größe aufzuweisen, dass der Schwenkabschnitt 22 in einem Schwingbereich der Lenksäule 50 in der Kipprichtung nicht mit der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung 56 in Kontakt gelangt. In einem Bewegungsbereich der Lenksäule 50 zum Einstellen der Position des Lenkrads 81 gelangt der Schwenkabschnitt 22 nicht mit der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung 56 in Kontakt. Wenn sich die Lenksäule 50 in einer Zwischenposition in dem Schwingbereich in der Kipprichtung befindet, liegt eine der Endfläche 225 zugewandte Fläche der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung 56 parallel zu der Endfläche 225. Wenn die obere Halterung 40 von der Fahrzeugkarosserie getrennt ist, fällt die Lenksäule 50 beinahe unter ihrem eigenen Gewicht; der Schwenkabschnitt 22 gelangt jedoch mit der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung 56 in Kontakt. Des Weiteren gelangt selbst dann, wenn sich die Lenksäule 50 nach oben dreht, wenn die obere Halterung 40 von der Fahrzeugkarosserie getrennt ist, der Schwenkabschnitt 22 mit der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung 56 in Kontakt. Das heißt, wenn sich die Lenksäule 50 in der einen oder anderen Weise in der Kipprichtung dreht, wenn die obere Halterung 40 von der Fahrzeugkarosserie getrennt ist, gelangt der Schwenkabschnitt 22 mit der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung 56 in Kontakt. Wie in 13 veranschaulicht ist ein äußerer Endabschnitt 567 der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung 56 in der Fahrzeugbreitenrichtung auf der Innenseite, in der X-Richtung, einer Außenfläche 227 des Schwenkabschnitts 22 in der X-Richtung angeordnet.
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Wie oben beschrieben weist die Lenkvorrichtung 80 die Lenksäule 50, die obere Halterung 40 und die zwei unteren Halterungen 20 auf. Die Lenksäule 50 lagert die Lenkwelle 82, die mit dem Lenkrad 81 gekoppelt ist. Die obere Halterung 40 ist an der Fahrzeugkarosserie befestigt und trägt die Lenksäule 50. Die zwei unteren Halterungen 20 sind auf beiden Seiten der Lenksäule 50 an der Fahrzeugkarosserie unabhängig befestigt und tragen die Lenksäule 50 in einer solchen Weise, dass die Lenksäule 50 in der vertikalen Richtung schwingen kann. Die unteren Halterungen 20 weisen jeweils auf den festen Abschnitt 21, der ein plattenförmiges Element ist, das der Fahrzeugkarosserie zugewandt ist, und der auf der Außenseite der Lenksäule 50 in der Fahrzeugbreitenrichtung (X-Richtung) angeordnet ist, den Schwenkabschnitt 22, der ein plattenförmiges Element ist, das der Lenksäule 50 zugewandt ist, und der das zweite Anbringungsloch 221 aufweist, in welches das Stiftelement 29 eingeführt ist, das die Lenksäule 50 mit der unteren Halterung 20 koppelt, und die Rippenabschnitte 23, die plattenförmige Elemente sind, die mit dem festen Abschnitt 21 und dem Schwenkabschnitt 22 durch die gebogenen Abschnitte (die zweiten gebogenen Abschnitte 26 und die dritten gebogenen Abschnitte 27) verbunden sind, die zu gebogenen Platten geformt sind. Die Lenksäule 50 weist die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 auf, die den Endflächen 225 auf den Unterseiten der Schwenkabschnitte 22 zugewandt sind und dabei die Spalte G freilassen.
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In dem Fall, in dem die Lenksäule 50 nicht durch die obere Halterung 40 getragen wird, dem Fall, in dem die Lenkvorrichtung 80 an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, oder dergleichen verhindern die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56, dass die Lenksäule 50 relativ zu den unteren Halterungen 20 erheblich schwenkt. Des Weiteren sind die zwei unteren Halterungen 20 auf beiden Seiten der Lenksäule 50 angeordnet und die festen Abschnitte 21 sind auf den Außenseiten der Lenksäule 50 in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet, sodass die Bolzen an den festen Abschnitten 21 leicht angebracht werden können, was die Arbeit des Anbringens der Lenkvorrichtung 80 an der Fahrzeugkarosserie erleichtert. Des Weiteren sind die zwei unteren Halterungen 20 voneinander getrennt; die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 begrenzen jedoch den Schwingbereich jeder der unteren Halterungen 20 relativ zu der Lenksäule 50. Dies stabilisiert die Positionen der unteren Halterungen 20 und somit kann die Lenkvorrichtung 80 an der Fahrzeugkarosserie leicht angebracht werden. Jede untere Halterung 20 weist die Rippenabschnitte 23 auf, die mittels der gebogenen Abschnitte mit dem festen Abschnitt 21 und dem Schwenkabschnitt 22 verbunden sind, und weisen somit eine hohe Festigkeit auf. Darüber hinaus sind die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 auf den Unterseiten der Schwenkabschnitte 22 angeordnet, was zu einer Verbesserung der Festigkeit der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 führt. Das heißt, wenn die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 vor oder hinter den unteren Halterungen 20 angeordnet sind, während sie den Rippenabschnitten 23 zugewandt sind, müssen die Höhen (Längen in der X-Richtung) der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 größer sein als die Höhen der gebogenen Abschnitte. In diesem Fall erhöht sich auf die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 ausgeübte Spannung, was eine Verformung oder dergleichen in den Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 verursachen kann. Des Weiteren sind die festen Abschnitte 21 auf den Außenseiten der Lenksäule 50 in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet, um die Anbringungsarbeit zu erleichtern, und die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 sind somit schwer anzuordnen, während sie den festen Abschnitten 21 zugewandt sind. Im Gegensatz dazu ermöglichen die Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56, die auf den Unterseiten der Schwenkabschnitte 22 angeordnet sind, die Beschränkung eines Schwenkens der Lenksäule 50 und die Absenkung der Höhen der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 und somit tritt eine Verformung oder dergleichen in den Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 schwer auf. Daher kann die Lenkvorrichtung 80 dieser Ausführungsform die Arbeit des Anbringens der unteren Halterungen 20 an der Fahrzeugkarosserie erleichtern und kann die Festigkeit der unteren Halterungen 20 und der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 verbessern.
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In der Lenkvorrichtung 80 liegen die Schwenkabschnitte 22 senkrecht zu den festen Abschnitten 21. Die Rippenabschnitte 23 liegen senkrecht zu den festen Abschnitten 21 und den Schwenkabschnitten 22.
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Dies kann eine Positionierung der unteren Halterungen 20 relativ zu der Fahrzeugkarosserie und eine Positionierung der Lenksäule 50 relativ zu den unteren Halterungen 20 in der Lenkvorrichtung 80 dieser Ausführungsform erleichtern. Des Weiteren kann die Lenkvorrichtung 80 dieser Ausführungsform sowohl eine Verkleinerung als auch eine Verbesserung der Festigkeit der unteren Halterungen 20 erzielen.
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In der Lenkvorrichtung 80 sind die äußeren Endabschnitte 567 der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 in der Fahrzeugbreitenrichtung (X-Richtung) auf den Innenseiten, in der Fahrzeugbreitenrichtung, der Außenflächen 227 der Schwenkabschnitte 22 in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet.
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Damit kann ein Schwenken der Lenksäule 50 beschränkt werden und eine Verformung oder dergleichen tritt in den Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 schwerer auf. Somit kann die Lenkvorrichtung 80 dieser Ausführungsform die Festigkeit der Säulenschwenkbeschränkungseinrichtungen 56 weiter verbessern.
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Bezugszeichenliste
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- 20
- Untere Halterung
- 21
- Fester Abschnitt
- 22
- Schwenkabschnitt
- 23
- Rippenabschnitt
- 25
- Erster gebogener Abschnitt
- 26
- Zweiter gebogener Abschnitt
- 27
- Dritter gebogener Abschnitt
- 29
- Stiftelement
- 40
- Obere Halterung
- 41
- Anbringungsplatte
- 43
- Tragplatte
- 49
- Trennkapsel
- 50
- Lenksäule
- 51
- Obere Säule
- 52
- Untere Säule
- 54
- Gehäuse
- 56
- Säulenschwenkbeschränkungseinrichtung
- 60
- Spannmechanismus
- 61
- Stange
- 64
- Hebel
- 80
- Lenkvorrichtung
- 81
- Lenkrad
- 82
- Lenkwelle
- 82a
- Eingangswelle
- 82b
- Ausgangswelle
- 83
- Lenkkraftunterstützungsmechanismus
- 84
- Erstes Kreuzgelenk
- 86
- Zweites Kreuzgelenk
- 85
- Zwischenwelle
- 87
- Ritzelwelle
- 88
- Lenkgetriebe
- 88a
- Ritzel
- 88b
- Zahnstange
- 89
- Spurstange
- 90
- ECU
- 92
- Untersetzungsgetriebe
- 93
- Elektromotor
- 94
- Drehmomentsensor
- 95
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
- 98
- Zündschalter
- 99
- Stromversorgungsvorrichtung
- 211
- Erstes Anbringungsloch
- 221
- Zweites Anbringungsloch
- 225
- Endfläche
- 227
- Außenfläche
- 541
- Anbringungsloch
- 567
- Äußerer Endabschnitt
- G
- Spalt
- R
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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