DE19529886A1 - Lenkapparat vom Neigungstyp - Google Patents
Lenkapparat vom NeigungstypInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf einen Lenkapparat vom
Neigungstyp, und besonders auf Verbesserungen in einem Abschnitt
zum Tragen einer Lenksäule, die einen Lenkapparat für ein Auto
darstellt, der relativ zum Fahrzeugkörper gekippt werden kann.
Es ist ein Höheneinstellapparat für ein Lenkrad bekannt, der
Lenkapparat vom Neigungstyp genannt wird, und der entworfen
wurde, um die Höhe des Lenkrades in Übereinstimmung mit der
Konstitution oder der Fahrhaltung der Fahrers zu verändern. Ein
derartiger Lenkapparat vom Neigungstyp wird beispielsweise in
der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nummer 2-34145
beschrieben.
Der in dieser Veröffentlichung beschriebene Lenkapparat vom
Neigungstyp wird als Schwingtyp bezeichnet, und ist so konstru
iert, wie in Fig. 12 bis 15 der beigefügten Zeichnungen gezeigt.
Eine Lenksäule 2, die in der Form eines Zylinders gebildet ist,
um das Einfügen einer Lenkachse 1 zu erlauben, ist in eine
vordere Lenksäule 3 und eine hintere Lenksäule 4 aufgeteilt.
Diese zwei Lenksäulen 3 und 4 sind miteinander durch eine Trä
gerklammer 5 verbunden, die fest mit einem Fahrzeugkörper ver
bunden ist. Die hintere Steuersäule 4 läßt sich um die seit
lichen Achsen 6, 6 kippen, die in der Trägerklammer 5 vorgesehen
sind. Ein durch einen um die seitlichen Achsen 6, 6 kippbaren
Neigungshebel 7 einrückbarer Rückhaltemechanismus ist zwischen
der Trägerklammer 5 und der hinteren Lenksäule 4 vorgesehen.
Insbesondere wird ein Ende der hinteren Lenksäule 4 drehbar
getragen von der Trägerklammer 5 durch die seitlichen Achsen 6,
6, die in der Trägerklammer 5 vorgesehen sind, welche an dem
Fahrzeugkörper an der unseren Oberfläche oder Ahnlichem eines
Armaturenbrettes 8 befestigt ist. Auch ist ein erstes Einrück
teil 9 an der unteren Seite der hinteren Lenksäule 4 befestigt.
Die untere Oberfläche dieses ersten Einrückteils 9 bildet eine
kreisförmige, konvexe Oberfläche mit den seitlichen Achsen 6, 6
als Kreismittelpunkt, und erste Einrückzähnen 10 sind auf dieser
unteren Oberfläche ausgebildet.
Andererseits wird ein Ende (das linke Ende in Fig. 13 und 15)
eines zweiten Einrückteil 12, das mit dem ersten Einrückteil 9
mit der Kippbewegung des Neigungshebels 7 einrückbar ist, dreh
bar auf einer anderen seitlichen Achse 11 getragen, die in der
Trägerklammer 5 vorgesehen ist. Zweite Einrückzähne 13, die in
die ersten, an der unteren Oberfläche des ersten Einrückteils 9
ausgebildeten Einrückzähnen 10 eingreifen können, sind am oberen
Rand des anderen Endabschnitts (dem oberen Rand des rechten End
abschnitts nach Fig. 13) des zweiten Einrückteils 12 ausgebil
det. Auch wird der mittlere Abschnitt des Neigungshebels 7 dreh
bar auf den seitlichen Achsen E, 6 getragen. Eine Rolle 15 wird
auf einer Achse 14, deren unterer Endabschnitt mit dem unteren
Endabschnitt des Neigungshebels 7 verbunden ist, getragen, und
die obere Oberfläche dieser Rolle 15 drückt gegen die untere
Oberfläche des zweiten Einrückteils 12. Ferner ist ein von einer
Seite des zweiten Einrückteils 12 herausragender Stift 18 in
einen geneigten Schlitz 17 eingerückt, der in der kippbaren
Platte 16 ausgebildet ist, welche am Neigungshebel 7 befestigt
ist.
Wenn der Neigungshebel 7 bei der oben beschriebenen Konstruk
tion im Gegenuhrzeigersinn gekippt wird, wird die Rolle 15 von
unterhalb des anderen Endabschnitts (des rechten Endabschnitts
in Fig. 13) des zweiten Einrückteils 12 zurückgezogen, und
gleichzeitig wird der andere Endabschnitt des zweiten Einrück
teils 12 nach unten verschoben, aufgrund der Einrückung zwischen
dem Stift 18 und dem geneigten Schlitz 17.
Folglich wird die Einrückung zwischen den zweiten Einrück
zähnen 13, die an der oberen Oberfläche des anderen Endab
schnitts des zweiten Einrückteils 12 ausgebildet sind, und den
ersten Einrückzähnen 10 an der unteren Oberfläche des ersten, an
der unteren Oberfläche der hinteren Lenksäule 4 befestigten Ein
rückteils 9 gelöst. In diesem Zustand ist die hintere Lenksäule
4 um die seitlichen Achsen 6, 6 kippbar (innerhalb eines Berei
ches, in dem ein an einer Seite der hinteren Lenksäule 4 heraus
ragend vorgesehener Stift 19 innerhalb eines kreisförmigen
Schlitzes 20, der in der Trägerklammer 5 gebildet ist, bewegt
werden kann). Aufgrund dieser Kippbewegung wird die Höhen
stellung eines Lenkrades, das am Endabschnitt der Lenkachse 1
befestigt ist, welche in die hintere Lenksäule 4 eingefügt ist,
einstellbar.
Wenn die Höhenstellung des Lenkrades in dieser Weise einge
stellt wurde, wird der Neigungshebel 7 Im Uhrzeigersinn nach
Fig. 13 gekippt. Mit dieser Kippbewegung kommt die Rolle 15
unter den anderen Endabschnitt des zweiten Einrückteils 12 und
drückt den anderen Endabschnitt dieses zweiten Einrückteils 12
nach oben. So führt es zum Einrücken der zweiten Einrückzähne
13, die an der oberen Oberfläche dieses Endabschnitts ausge
bildet sind, mit den ersten Einrückzähnen 10, die an der unteren
Oberfläche des ersten Einrückteils 9 ausgebildet sind, welches
an der unteren Oberfläche der hinteren Lenksäule 4 befestigt
Ist. Folglich wird es für die hintere Lenksäule 4 schwierig,
sich um die seitlichen Achsen 6, 6 zu drehen, und das Lenkrad
wird in seiner eingestellten Höhenstellung gehalten. Eine Spann
kraft einer Spannfeder 21, die den Neigungshebel 7 im Uhrzeiger
sinn nach Fig. 13 zu kippen versucht, wirkt auf den Neigungs
hebel 7 ein, und deshalb passiert es niemals, daß die Rolle 15
unbeabsichtigt von unter dem zweiten Einrückteil 12 weggezogen
wird.
Im Fall des konventionellen Lenkapparates vom Neigungstyp,
der wie oben beschrieben konstruiert und benutzt wird, ist das
erste Einrückteil 9 an der unteren Oberfläche des vorderen End
abschnitts der hinteren Lenksäule 4 befestigt, und ferner werden
der hintere Endabschnitt des zweiten Einrückteils 12 und die
Rolle 15 unter das erste Einrückteil 9 gebracht. Deshalb ist ein
vergleichsweise großer Raum zum Vorsehen dieser Teile 9, 12 und
15 dort unter dem vorderen Endabschnitt der hinteren Lenksäule 4
erforderlich. Nach Einbau in ein wirkliches Auto werden diese
Teile 9, 12 und 15 mit einem Säulenabdeckung genannten Deckel
abgedeckt, aber die Position der unteren Oberfläche dieser
Säulenabdeckung wird niedriger, und das Knie eines Fahrers kann
leicht an diese Säulenabdeckung anstoßen, und dies ist nicht
vorteilhaft.
Auch ist das erste Einrückteil 9 an der unteren Oberfläche
das vorderen Endabschnitts der hinteren Lenksäule 4 befestigt,
aber die Längenausdehnung dieses ersten Einrückteils 9 wird zu
einem gewissen Grad groß. Auch wenn ein Kombinationsschalter zur
Bedienung von Scheinwerfern, Wischern, usw., beispielsweise an
der äußeren Randfläche der hinteren Lenksäule 4 vorzusehen ist,
ist es erforderlich, ihn hinter das erste Einrückteil 9 anzu
ordnen. Entsprechend wird die Längenausdehnung der hinteren
Lenksäule 4 leicht größer als notwendig.
Wenn die Längenausdehnung der hinteren Lenksäule 4 groß wird,
wird eine Kraft groß, die auf die eingerückten Abschnitte des
ersten und des zweiten Einrückteils 9 und 12 durch Einwirkung
eines Drehmoments auf die hintere Lenksäule 4 durch das Lenkrad
einwirkt. Um zu Verhindern, daß sich die zwei Einrückteile 9 und
12 durch die auf das Lenkrad einwirkende Kraft aus der Ein
rückung lösen, wird es entsprechend notwendig, diese zwei Ein
rückteile 9 und 12 groß und kräftig zu machen. Folglich ernie
drigt sich die Position des unteren Endes der Säulenabdeckung
nicht nur mehr und mehr, sondern ihr Gewicht steigt auch an.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Lenkapparat
vom Neigungstyp vorzusehen, dessen Anzahl der Teile verringert
ist, der aber trotzdem zuverlässig funktioniert.
Der Lenkapparat vom Neigungstyp nach der vorliegenden Erfin
dung ist vorgesehen mit einer vorderen Lenksäule, einer in der
vorderen Lenksäule nur zum Drehen getragenen vorderen Lenkachse,
einer an dem Fahrzeugkörper befestigten Trägerklammer, die den
hinteren Endabschnitt der vorderen Lenksäule fest trägt, einer
ersten, seitlichen Achse, die in einem an der Trägerklammer
befestigten Abschnitt vorgesehen ist, einer hinteren Lenksäule,
deren vorderes Ende drehbar von der seitlichen Achse getragen
wird, einer hinteren Lenkachse, die innerhalb der hinteren Lenk
säule nur zum Drehen getragen wird, einem Universalgelenk zur
Verbindung des hinteren Endabschnitts der hinteren Lenkachse mit
dem vorderen Endabschnitt der vorderen Lenkachse, einer zweiten,
seitlichen Achse, die in einem an der hinteren Lenksäule vorge
sehenen Abschnitt vorgesehen ist, einem Einrückteil, dessen
hinterer Endabschnitt drehbar auf der zweiten, seitlichen Achse
getragen wird, und das mit zahnstangenartigen, auf seinem vor
deren Endabschnitt ausgebildeten Eingriffszähnen der verschieb
lichen Seite versehen ist, zahnstangenartigen Eingriffszähnen
der feststehenden Seite, die an einem an der Trägerklammer
befestigten Abschnitt und den Eingriffszähnen der verschieb
lichen Seite entgegenstehend vorgesehen sind, und ein Neigungs
hebel zu Ein- und Ausrücken der Eingriffszähne der verschieb
lichen Seite mit dem Eingriffszähnen der feststehenden Seite mit
seiner Kippbewegung.
Auch werden während der Nicht-Betätigung des Neigungshebels
die Eingriffszähne der verschieblichen Seite gegen die Ein
griffszähne der feststehenden Seite gedrückt. Die Eingriffszähne
der verschieblichen Seite und die Eingriffszähne der feststehen
den Seite sind ebene Zähne, die gegen einander mit ihren ebenen
Oberflächen drücken. Wenn ferner der Eingriffsdruckwinkel, der
ein Neigungswinkel ist, in dem die Richtung der tragenden Ober
flächen der Eingriffszähne der verschieblichen Seite und der
Eingriffszähne der feststehenden Seite die Richtung der relati
ven Verschiebung der Eingriffszähne der verschieblichen Seite
und der Eingriffszähne der feststehenden Seite schneidet, α ist,
und der Reibungskoeffizient zwischen den tragenden Oberflächen
der Eingriffszähne der verschieblichen Seite und der Eingriffs
zähne der feststehenden Seite µ ist, dann ist α tan-1µ.
Ferner ist die Form der Eingriffszähne der verschieblichen
Seite und der Eingriffszähne der feststehenden Seite in Längs
richtung asymmetrisch, damit der Eingriffsdruckwinkel α₁, der mit
den gegeneinander drückenden, tragenden Oberflächen korrespon
diert, wenn eine aufwärts gerichtete Kraft auf den hinteren End
abschnitt der hinteren Lenksäule einwirkt, kleiner ist als der
Eingriffsdruckwinkel α₂, der mit den gegeneinander drückenden,
tragenden Oberflächen korrespondiert, wenn eine abwärts gerich
tete Kraft auf den hinteren Endabschnitt der hinteren Lenksäule
einwirkt.
Wenn die Höheneinstellung des Lenkrades in Übereinstimmung
mit der Konstitution oder Ahnlichem des Fahrers durch den Lenk
apparat vom Neigungstyp nach der vorliegenden Erfindung, so wie
oben beschrieben konstruiert, eingestellt wird, wird die Ein
rückung der Eingriffszähne der verschieblichen Seite mit den
Eingriffszähnen der feststehenden Seite erst aufgrund der Kipp
bewegung des Neigungshebels gelöst. In diesem Zustand wird die
hintere Lenksäule um die erste seitliche Achse gekippt, um
dadurch die Höhenstellung des am hinteren Endabschnitt der hin
teren Lenkachse befestigten Lenkrades einzustellen. Nach der
Einstellung wird der Neigungshebel in die entgegengesetzte Rich
tung gekippt, wobei die Eingriffszähne der verschieblichen Seite
und die Eingriffszähne der feststehenden Seite miteinander in
Einrückung gebracht werden, und das Lenkrad in der Höhenstellung
nach Einstellung festgestellt wird.
Im Fall des Lenkapparates vom Neigungstyp nach der vorliegen
den Erfindung sind insbesondere die Eingriffszähne der ver
schieblichen Seite und die Eingriffszähne der feststehenden
Seite ebene Zähne, und ihr Eingriffsdruckwinkel α ist α tan-1µ
bezüglich des Reibungskoeffizienten µ, und selbst wenn ein Teil
zur Hinderung der Verschiebung des Einrückteils nicht speziell
vorgesehen ist, wird deshalb die Einrückung zwischen den Ein
griffszähnen nicht gelöst, außer wenn der Neigungshebel betätigt
wird. Dementsprechend kann die Anzahl der Teile, die unter dem
vorderen Endabschnitt des an der hinteren Lenksäule befestigten
Teils oder dem vorderen Endabschnitt dieser hinteren Lenksäule
vorgesehen sind, verringert werden, und ferner Null ergeben.
Entsprechend kann das Ausmaß der abwärts gerichteten Auskragung
in diesem Abschnitt klein gemacht werden, und die Längenaus
dehnung der hinteren Lenksäule kann klein gemacht werden.
Da ferner der Eingriffsdruckwinkel α₁, der mit den gegen
einander drückenden, tragenden Oberflächen korrespondiert, wenn
eine aufwärts gerichtete Kraft auf den hinteren Endabschnitt der
hinteren Lenksäule einwirkt, kleiner ist als der Eingriffsdruck
winkel α₂, der mit den gegeneinander drückenden, tragenden Ober
flächen korrespondiert, wenn eine abwärts gerichtete Kraft auf
den hinteren Endabschnitt der hinteren Lenksäule einwirkt, kann
die hintere Lenksäule zuverlässig daran gehindert werden, sich
nach oben zu bewegen. Folglich kann der Körper des Fahrers im
Fall eines unfallbedingten Zusammenstoßes zuverlässig durch
einen Airbag, der nach rückwärts vom Lenkrad aufgeblasen wird,
aufgefangen werden.
Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung in Längsrichtung, die die
wesentlichen Abschnitte einer ersten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung, die entlang der Linie
II-II von Fig. 1 unter Weglassung einiger Abschnitte genommen
wurde.
Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung, die entlang der Linie
III-III von Fig. 1 genommen wurde.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Darstellung, die die eingerückten
Abschnitte der Eingriffszähne der feststehenden Seite und der
Eingriffszähne der verschieblichen Seite zeigt.
Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung in Längsrichtung, die die
wesentlichen Abschnitte einer zweiten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung, die entlang der Linie
VI-VI von Fig. 5 unter Weglassung einiger Abschnitte genommen
wurde.
Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung in Längsrichtung, die die
wesentlichen Abschnitte einer dritten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung, die entlang der Linie
VIII-VIII von Fig. 7 unter Weglassung einiger Abschnitte
genommen wurde.
Fig. 9 ist eine Schnittdarstellung in Längsrichtung, die die
wesentlichen Abschnitte einer vierten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung zeigt.
Fig. 10 ist eine Schnittdarstellung in Längsrichtung, die die
wesentlichen Abschnitte einer fünften Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung zeigt.
Fig. 11 ist eine bruchstückhafte Schnittdarstellung in Längs
richtung, die eine sechste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
Fig. 12 ist eine Seitendarstellung, die ein Beispiel des
bekannten Lenkapparates vom Neigungstyp zeigt.
Fig. 13 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des
Abschnitts XIII von Fig. 12.
Fig. 14 ist eine Schnittdarstellung, die entlang der Linie
XIV-XIV von Fig. 13 genommen wurde.
Fig. 15 ist eine Darstellung, die entlang des Pfeils XV von
Fig. 13 unter Abtrennung einiger Abschnitte genommen wurde.
Fig. 16A bzw. 16B sind vergrößerte Darstellungen, die die
eingerückten Abschnitte der Eingriffszähne der feststehenden
Seite und der Eingriffszähne der verschieblichen Seite einer
anderen Ausführungsform zeigen.
Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung. Eine vordere Lenkachse 22 wird innerhalb einer
vorderen Lenksäule 3 nur zum Drehen getragen. Auch wird der hin
tere Endabschnitt (der rechte Endabschnitt nach Fig. 1) der vor
deren Lenksäule 3 von einer durch Preßformen einer Metallplatte
gefertigten Trägerklammer 5 durch eine Trägerplatte 46 getragen.
Die Trägerklammer 5 ist an einem Fahrzeugkörper im unteren
Abschnitt eines Armaturenbrettes 8 befestigt (siehe Fig. 12)
Das vordere Ende einer hinteren Lenksäule 4 wird drehbar am hin
teren Endabschnitt der Trägerklammer 5 durch erste, seitliche
Achsen 23, 23 getragen.
Kreisförmige Löcher 24 und 24 sind an der rechten und der
linken Seite des vorderen Endabschnitts (dem linken Endabschnitt
nach Fig. 1) der hinteren Lenksäule 4 durch Formgießen einer
Aluminiumlegierung gemacht. Ein Halbabschnitt einer jeden seitlichen
Achse 23 ist in jedem kreisförmigen Loch 24 durch jeweils
ein Gleitlager 25 eingefügt. Dementsprechend wird die hintere
Lenksäule 4 um die ersten, seitlichen Achsen 23, 23 relativ zur
Trägerklammer 5 kippbar getragen.
Innerhalb der so getragenen hinteren Lenksäule 4 wird eine
hintere Lenksäule 26 nur zum Drehen durch ein Paar vordere und
hintere Tiefrillenkugellager 27 und 27 getragen. Der vordere
Endabschnitt (der linke Endabschnitt nach Fig. 1) der hinteren
Lenkachse 26 und der hintere Endabschnitt (der rechte Endab
schnitt nach Fig. 1) der vorderen Lenkachse 22 sind miteinander
durch ein Universalgelenk 28 verbunden. Im Fall der ersten Aus
führungsform ist das Gelenkzentrum des Universalgelenks 28 in
der Linie des Paares von ersten, seitlichen Achsen 23 und 23
angeordnet. Dementsprechend wild die Übertragung der Drehkraft
zwischen der vorderen Lenkachse 22 und der hinteren Lenkachse 26
leichtgängig bewirkt, selbst wenn die hintere Lenksäule 4 um die
ersten, seitlichen Achsen 23, 23 gekippt wird.
Auch ist eine zweite, seitliche Achse 29 unter dem vorderen
Endabschnitt der hinteren Lenksäule 4 vorgesehen, und der hin
tere Endabschnitt eines Einrückteils 30 wird drehbar auf dieser
zweiten, seitlichen Achse 29 getragen. Zahnstangenartige (einem
gestreckten Getriebe ähnliche) Eingriffszähne 31 der verschieb
lichen Seite sind an der oberen Oberfläche des vorderen Endab
schnitts des Einrückteils 30 ausgebildet. Andererseits ist ein
Rückhalteteil 38 an dem unteren Oberflächenabschnitt der Träger
klammer 5 befestigt, das den Eingriffszähnen 31 der verschieb
lichen Seite gegenüber steht, und zahnstangenartige Eingriffs
zähne 32 der feststehenden Seite sind an der unteren Oberfläche
des Rückhalteteils 38 ausgebildet.
Die Eingriffszähne 31 der verschieblichen Seite und die Ein
griffszähne 32 der feststehenden Seite sind ausrückbar in ein
ander eingerückt aufgrund der Kippbewegung eines Neigungshebels
33. Dieser Neigungshebel 33 hat seinen Grundendabschnitt (der
linke Endabschnitt nach Fig. 1) fest mit dem hinteren Endab
schnitt des Einrückteils 30 verbunden. Wenn der vordere Endab
schnitt (der rechte Endabschnitt nach Fig. 1) des Neigungshebels
33 gekippt wird, werden dementsprechend die Eingriffszähne 31
der verschieblichen Seite und die Eingriffszähne 32 der festste
henden Seite von einander durch diese Kippbewegung ausgerückt.
Auch ist der obere Endabschnitt eines Rückhaltestiftes 34 an
den hinteren Endabschnitt der unteren Oberfläche der Träger
klammer angenietet. Dieser Rückhaltestift 34, dessen oberer
Halbabschnitt 35 mit geringem Durchmesser und dessen unterer
Halbabschnitt 36 mit großem Durchmesser durch einen abgestuften
Abschnitt 37 miteinander verbunden sind, ist mit dem Abschnitt
35 mit geringem Durchmesser in ein kreisförmiges, in dem Rück
halteteil 38 gebildetes Loch 39 und ein kreisförmiges, in der
unteren Oberfläche der Trägerklammer 5 gebildetes Loch 40 ein
gesetzt. Der nach oben herausragende Abschnitt der Trägerklammer
ist mit dem oberen Endabschnitt 35 mit geringem Durchmesser ver
stemmt, und der Rückhaltestift 34 und ein Rückhalteteil 38 sind
an der unteren Oberfläche der Trägerklammer 5 befestigt. Das
Rückhalteteil 38 wird am Verdrehen um den Rückhaltestift 34
gehindert durch einen herausragenden Abschnitt 41, der auf der
oberen Oberfläche des vorderen Abschnitts (dem linken Abschnitt
nach Fig. 1) des Rückhalteteils 8 ausgebildet ist, und der in
ein Durchgangsloch 42 eingreift, das in dem vorderen Abschnitt
der unteren Oberfläche der Trägerklammer 5 ausgebildet ist.
Auch ist der Abschnitt 36 mit großem Durchmesser des Rück
haltestiftes 34 locker in ein Durchgangsloch 43 eingeführt, das
in Längsrichtung (der Richtung von rechts nach links nach Fig.
1) lang in dem mittleren Abschnitt des Einrückteils 30 ausgebil
det ist, und ragt nach unten von der unteren Oberfläche dieses
Einrückteils 30 hervor. Eine Blattfeder 45 ist zwischen der obe
ren Oberfläche 44 eines Flanschabschnitts 44, der an der äußeren
Randfläche des unteren Endabschnitts des Rückhaltestiftes 34
ausgebildet ist, und der unteren Oberfläche des Einrückteils 30
vorgesehen. Diese Blattfeder 45 hat nur eine geringe Rückstell
kraft, die ausreicht, um den vorderen Abschnitt (den linken
Abschnitt nach Fig. 1) des Einrückteils 30 zu heben, um die Ein
griffszähne 31 der verschieblichen Seite und die Eingriffszähne
32 der feststehenden Seite mit einander in Eingriff zu bringen.
Statt dieser Blattfeder 45 können andere Federteile, wie etwa
eine Schraubenfeder oder ein Gummiring, benutzt werden, um die
Eingriffszähne 31 der verschieblichen Seite gegen die Eingriffs
zähne 32 der feststehenden Seite während Nicht-Betätigung des
Neigungshebels zu drücken.
Ferner sind im Fall des Lenkapparates vom Neigungstyp nach der
vorliegenden Erfindung die Eingriffszähne 31 der verschieblichen
Seite und die Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite ebene
Zähne, die in einander mit ebenen Flächen eingreifen. D.h.,
diese Eingriffszähne 31 und 32 sind nicht Zähne mit gekrümmten
Flächen, die mit Trochoidenkurven oder Ahnlichem hergestellt
werden, sondern sind Zähne mit großem Durchmesser, deren Gegen
seiten flach sind. Der Eingriffsdruckwinkel α, das ist der Nei
gungswinkel, unter dem die Richtung der tragenden Flächen (die
durch die strich-punktierte Linie X in Fig. 4 bezeichnete Rich
tung) der Eingriffszähne 31 der verschieblichen Seite und der
Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite die Richtung der rela
tiven Verschiebung (die durch die strich-punktierte Linie Y in
Fig. 4 bezeichnete Richtung) der Eingriffszähne 31 der ver
schieblichen Seite und der Eingriffszähne 32 der feststehenden
Seite schneidet, wird klein gemacht bezüglich des Reibungs
koeffizienten µ zwischen den tragenden Oberflächen der Ein
griffszähne 31 der verschieblichen Seite und der Eingriffszähne
32 der feststehenden Seite. D.h., wenn der Reibungskoeffizient
zwischen den tragenden Oberflächen der Eingriffszähne 31 der
verschieblichen Seite und der Eingriffszähne 32 der festste
henden Seite u ist, dann ist α tan-1µ.
Obgleich nicht gezeigt, ist zwischen der Trägerklammer 5 und
der hinteren Lenksäule 4 eine Unterstützungsfeder zum Tragen des
Gewichts der hinteren Lenksäule 4 und eines Teils wie etwa des
durch diese hintere Lenksäule getragenen Lenkrades vorgesehen.
Als diese Unterstützungsfeder kann eine zwischen dem unteren
Oberflächenabschnitt der Trägerklammer 5 und dem unteren Ober
flächenabschnitt der hinteren Lenksäule 4 vorgesehene Schrauben
feder oder eine zwischen der oberen Oberflächenabschnitt der
Trägerklammer 5 und dem oberen Oberflächenabschnitt der hinteren
Lenksäule 4 vorgesehene Zugfeder eingesetzt werden. In jedem
Fall ist zu verstehen, daß die Rückstellkraft der Unterstüt
zungsfeder nur zur wesentlichen Stützung des Gewichts der von
der hinteren Lenksäule 4 getragenen Teile dient. Dies dient zur
Verhinderung, daß das Lenkrad sich kräftig senkt (falls die
Rückstellkraft der Unterstützungsfeder fehlt oder zu schwach
ist) oder sich kräftig hebt (falls die Rückstellkraft der Unter
stützungsfeder zu stark ist), wenn die Einrückung zwischen den
Eingriffszähnen 31 der verschieblichen Seite und den Eingriffs
zähnen 32 der feststehenden Seite gelöst wird.
Wenn die Höhenstellung des Lenkrads in Übereinstimmung mit
der Konstitution oder Ahnlichem der Fahrers durch den Lenkappa
rat vom Neigungstyp nach der vorliegenden Erfindung, konstruiert
wie oben beschrieben, eingestellt werden soll, wird zuerst der
hintere Endabschnitt (der rechte Endabschnitt nach Fig. 1) des
Neigungshebels 33 nach aufwärts geschoben. Aufgrund dieser Betä
tigung kippt der Neigungshebel 33 und das Einrückteil 30 im
Gegenuhrzeigersinn nach Fig. 1 um die zweite, seitliche Achse 29
gegen die Rückstellkraft der Blattfeder 45. Durch diese Kippbe
wegung wird die Einrückung zwischen den Eingriffszähnen 31 der
verschieblichen Seite und den Eingriffszähnen 32 der festste
henden Seite gelöst.
In diesem Zustand wird die hintere Lenksäule 4 um die ersten,
seitlichen Achsen 23, 23 gekippt, um dadurch die Höhenstellung
des nicht gezeigten Lenkrads, das an hinteren Endabschnitt der
hinteren Lenkachse 26 befestigt ist, einzustellen. Dieser Ein
stellvorgang kann leicht durch die Wirkung der Unterstützungs
feder durchgeführt werden. Nach der Einstellung wird der hintere
Endabschnitt des Neigungshebels 33 gesenkt, und dieser Neigungs
hebel 33 und das Einrückteil 30 werden im Uhrzeigersinn nach
Fig. 1 um die zweite, seitliche Achse 29 gekippt. Durch diese
Kippbewegung werden die Eingriffszähne 31 der verschieblichen
Seite und die Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite in
einander aufgrund der Rückstellkraft der Blattfeder 45 einge
rückt. Folglich ist das Lenkrad in der Höhenstellung nach Ein
stellung festgestellt.
Insbesondere sind im Fall des Lenkapparats vom Neigungstyp
nach der vorliegenden Erfindung die Eingriffszähne 31 der ver
schieblichen Seite und die Eingriffszähne 32 der feststehenden
Seite ebene Zähne und ihr Eingriffsdruckwinkel α ist α tan-1µ
in Bezug auf den Reibungskoeffizienten µ. Deshalb wird die Ein
rückung zwischen den Eingriffszähnen 31 und 32 nicht gelöst,
außer wenn der Neigungshebel 33 betätigt wird, selbst wenn ein
Teil zur Hinderung der Verschiebung des Einrückteils 30 nicht
speziell vorgesehen ist.
Dieser Punkt wird nun genau mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben.
Wenn z. B. eine nach unten gerichtete Kraft auf das Lenkrad ein
wirkt, während die Eingriffszähne 31 der verschieblichen Seite
und die Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite mit einander
in Einrückung gebracht sind, um die Höhenstellung des Lenkrades
festzustellen, dann wirkt eine Kraft, die versucht, die hintere
Lenksäule 4 im Uhrzeigersinn nach Fig. 1 um die ersten, seit
lichen Achsen 23, 23 zu kippen. Die vordere Seite (die linke
Seite nach Fig. 4) der Eingriffszähne 31 der verschieblichen
Seite wird gegen die hintere Seite (die rechte Seite nach Fig.
4) der Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite mit einer Kraft
N gedrückt. Jede der Seiten ist mit einem Winkel α bezüglich der
Richtung der relativen Verschiebung der Eingriffszähne 31 der
verschieblichen Seite und der Eingriffszähne 32 der festste
henden Seite geneigt. Deshalb sind die Eingriffszähne 31 der
verschieblichen Seite einer Kraft in einer Richtung zur Trennung
von den Eingriffszähnen 32 der feststehenden Seite mit einer
Kraft N·sinα ausgesetzt. Wenn der Reibungskoeffizient zwischen
den zwei Seiten µ ist, wirkt andererseits eine Reibungskraft µ·N
in der Richtung der Zahnoberflächen dieser zwei Seiten, und
µ·N·cosα wirkt als eine Kraft in einer Richtung der Hinderung
der Verschiebung dieser Seiten, d. h., einer Kraft in einer
Richtung Y. Auch die Blattfeder 45 wirkt in einer Richtung der
Erhaltung der Einrückung zwischen den Eingriffszähnen 31 der
verschieblichen Seite und den Eingriffszähnen 32 der festste
henden Seite.
Falls µ·N·cosα N·sinα ist, d. h., µ sinα/cosα = tanα, kann
dementsprechend die Einrückung zwischen den Eingriffszähnen 31
und 32 zuverlässig erhalten werden, selbst wenn außer der Blatt
feder 45 kein Teil zum Andrücken der Eingriffszähne 31 der ver
schieblichen Seite gegen die Eingriffszähne 32 der feststehenden
Seite vorgesehen wird. Da im Fall des Lenkapparats vom Neigungs
typ nach der vorliegenden Erfindung α tan-1µ ist, ist µ·N·cosα
N·sinα, und es passiert niemals, daß die Einrückung zwischen
den Eingriffszähnen 31 der verschieblichen Seite und den Ein
griffszähnen 32 der feststehenden Seite durch die am Lenkrad
angreifende Kraft gelöst wird.
Dementsprechend kann die Achse 14 und die Rolle 15 (Fig. 13
bis 14), die in der konventionellen Struktur eingebaut sind,
weggelassen werden, und die Anzahl der Teile, die unter der hin
teren Lenksäule 4 und der Trägerklammer 5 vorgesehen werden,
kann verringert werden. Folglich kann der Umfang der Auskragung
dieser Abschnitte nach unten verringert werden, und die Bestand
teile des Lenkapparats vom Neigungstyp können vom Anstoßen an
das Knie des Fahrers abgehalten werden. Auch ist es unnötig, ein
Teil wie das erste Einrückteil 9 (Fig. 13 bis 15), das in der
konventionellen Struktur an der unteren Oberfläche der hinteren
Lenksäule 4 eingebaut ist, zu montieren, und deshalb kann die
Längenausdehnung der hinteren Lenksäule 4 klein gemacht werden.
Eine in Fig. 1 gezeigte Montageplatte 47 dient zur Aufnahme
eines Kombinationsschalters.
Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist eine erste,
seitliche Achse 23 zum drehbaren Tragen der hinteren Lenksäule 4
auf der Trägerklammer 5 vorgesehen, um sich so durch den oberen
Abschnitt des hinteren Endes (dem rechten Ende nach Fig. 5) der
Trägerklammer 5 und dem oberen Abschnitt des vorderen Endes (dem
linken Ende nach Fig. 5) der hinteren Lenksäule 4 zu erstrecken.
Das Gelenkzentrum des Universalgelenks 28 (siehe Fig. 1) zur
Verbindung der vorderen Lenkachse 22 (siehe Fig. 1) und der hin
teren Lenkachse 26 (siehe Fig. 1) mit einander liegt nicht auf
der ersten, seitlichen Achse 23. Dementsprechend gibt es den
Nachteil, daß es notwendig wird, Verschiebungsauffangstrukturen
wie etwa einen Keilwellenverbindungsabschnitt oder ein Gleitge
lenk auf einer der Lenkachsen 22 und 26 (siehe Fig. 1) vorzu
sehen, um die sich aus der Einstellung der Höhenstellung des
Lenkrads ergebende Verschiebung aufzufangen, während es folgende
Vorteile (1) bis (3) gibt:
- (1) Da die seitliche Achse 23 als eine einzelne Achse kon struiert werden kann, wird die Einstellungsarbeit zur konzen trischen Anordnung zweier Achsen unnötig.
- (2) Verglichen mit dem Fall, in dem zwei erste, seitliche Achsen 23 vorgesehen sind, wird die Verhinderung der Neigung der erste, seitlichen Achse und die Gegenmaßnahmen zur Verhinderung ihres Abrutschens leicht.
- (3) Der Abstand zwischen der ersten, seitlichen Achse 23 und dem Einrückungsabschnitt zwischen den Eingriffszähnen 31 und 32 der verschieblichen Seite und der feststehenden Seite kann groß gemacht werden. Folglich wird die Kraft, die auf die erste, seitliche Achse 23 und auf den Einrückungsabschnitt wirkt, gering, selbst wenn eine vertikale Kraft auf das Lenkrad ein wirkt. Folglich können die erste, seitliche Achse 23 und die Eingriffszähne 31 und 32 der verschieblichen Seite und der fest stehenden Seite kompakt gemacht werden.
Auch unterscheidet sich die zweite Ausführungsform in den
folgenden Punkten von der vorbeschriebenen ersten Ausführungs
form. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Tellerfeder
48 als ein Rückstellteil zwischen der oberen Oberfläche eines
Flanschabschnitts 44 auf dem unteren Endabschnitt eines Rück
haltestifts 34 und der unteren Oberfläche des Mittelabschnitts
eines Einrückteils 30 vorgesehen. Auch ist der vordere Endab
schnitt (der linke Endabschnitt nach Fig. 5) des Rückhalteteils
38 an der unteren Oberfläche der Trägerklammer 5 durch einen
Niet 49 befestigt. Ferner ist der vordere Endabschnitt (der
linke Endabschnitt nach Fig. 5) des Neigungshebels 33 fest mit
der Vorderseite (der linken Seite nach Fig. 5) der zweiten,
seitlichen Achse 29 im Basisabschnitt des Einrückteils 30 ver
bunden. In den anderen Punkten ist die Konstruktion und der
Betrieb der zweiten Ausführungsform ähnlich denen der vorbe
schriebenen ersten Ausführungsform, und deshalb sind gleichen
Abschnitten ähnliche Bezugszeichen gegeben worden und brauchen
nicht beschrieben zu werden.
Fig. 7 und 8 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist das Gelenkzen
trum des Universalgelenks 28 zur Verbindung der vorderen Lenk
achse 22 und der hinteren Lenkachse 26 mit einander nach hinten
(nach rechts nach Fig. 7) von der ersten, seitlichen Achse 23
verlegt. Aus der Verlegung des Gelenkzentrums des Universal
gelenks 28 nach hinten folgt, daß der Betrag der Bewegung des
Gelenkzentrums des Universalgelenks 28 in der axialen Richtung
(der Richtung von rechts nach links nach Fig. 7) klein wird,
selbst wenn die hintere Lenksäule 4 um die erste, seitliche
Achse 23 gekippt wird, um die Höhenstellung des Lenkrads einzu
stellen. Entsprechend kann dieser kleine Betrag der Bewegung
durch das Spiel jedes der Abschnitte aufgefangen werden, selbst
wenn eine Verschiebungsauffangstruktur nicht speziell vorgesehen
wird. Vorzugsweise wird eine elastische Kupplung, die in der
Lage ist, diesen kleinen Betrag der Bewegung aufzufangen, in
Serie mit der vorderen Lenkachse 22 oder der hinteren Lenkachse
26 vorgesehen.
Auch ist in dieser dritten Ausführungsform die zweite, seit
liche Achse 29 zur Seite versetzt. Dies dient dazu, daß ein
Einbauraum für eine Druckfeder, die zwischen der hinteren Lenk
säule 4 und der Trägerklammer 5 vorgesehen wird, um das Gewicht
der hinteren, das Lenkrad tragenden Lenksäule 4 zu stützen,
seitlich von der hinteren Lenksäule 4 gesichert wird. Ferner ist
der vordere Endabschnitt der hinteren Lenksäule 4 von einer
Form, in der sich sein oberer Abschnitt öffnet, und der mittlere
Abschnitt der ersten, seitlichen Achse 23 hat einen geringeren
Durchmesser. So eine erste, seitliche Achse 23, nur deren
mittlerer Abschnitt einen geringeren Durchmesser hat, kann die
Kraft der Achse absichern, und kann trotzdem sein geringeres
Gewicht erreichen und ein Anstoßen mit der Lenkachse 22 verhin
dern. Auch ist ein Rückhaltering 57 auf der oberen Oberfläche
eines Flanschabschnitts 44 am unteren Ende des Rückhaltestifts
34 angeordnet, und eine Druckfeder 58 ist zwischen der oberen
Oberfläche dieses Rückhalterings 57 und der unteren Oberfläche
des Einrückteils 30 vorgesehen. In den anderen Punkten ist die
Konstruktion und der Betrieb der dritten Ausführungsform ähnlich
denen der vorbeschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen,
und deshalb sind gleichen Abschnitten dieselben Bezugszeichen
gegeben worden und brauchen nicht beschrieben zu werden.
Fig. 9 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. In dieser Ausführungsform ist ein Rückhalteteil 38 an
der oberen Oberfläche des Verbindungsplattenabschnitts 50 der
Trägerplatte 5 befestigt. Auch wird der hintere Endabschnitt
(der rechte Endabschnitt nach Fig. 9) der Einrückteils 30 dreh
bar getragen auf dem vorderen Endabschnitt (dem linken Endab
schnitt nach Fig. 9) der hinteren Lenksäule 4 durch die zweite,
seitliche Achse 29. Die Eingriffszähne 31 der verschieblichen
Seite, die auf dem unteren Rand des vorderen Endabschnitts des
Einrückteils 30 ausgebildet sind, stehen den Eingriffszähne 32
der feststehenden Seite gegenüber, die auf der oberen Oberfläche
des Rückhalteteils 38 ausgebildet sind. In der vorliegenden Aus
führungsform werden die Eingriffszähne 31 der verschieblichen
Seite gegen die Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite auf
grund des Gewichts des Einrückteils 30 während der Nicht-Betä
tigung des Neigungshebels 33 gedrückt. Entsprechend fehlt ein
elastisches Teil zum Andrücken der Eingriffszähne 31 der ver
schieblichen Seite gegen die Eingriffszähne 32 der feststehenden
Seite. In Fig. 9 sind ein Kragen 51, er an der äußeren Rand
fläche der hinteren Lenkachse 26 befestigt ist, und ein Schlüs
selzylinder 52, der an der äußeren Randfläche der hinteren Lenk
säule 4 befestigt ist, Teile zur Bildung einer Lenkschloßvor
richtung. In der vorliegenden Ausführungsform ragen das Einrück
teil 30 und das Rückhalteteil 38 nicht unter die Trägerklammer 5
hervor, und deshalb kann das Anstoßen dieser Teile 30 und 38 mit
dem Knie des Fahrers zuverlässiger verhindert werden. In den
anderen Punkten ist die Konstruktion und der Betrieb der vierten
Ausführungsform im wesentlichen ähnlich denen der vorbeschrie
benen dritten Ausführungsform, und deshalb sind gleichen Ab
schnitten dieselben Bezugszeichen gegeben worden und brauchen
nicht beschrieben zu werden.
Fig. 10 zeigt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. In dieser Ausführungsform ist eine Verbindungsklammer
53 fest am hinteren Endabschnitt der vorderen Lenksäule 3 ange
bracht, und der vordere Endabschnitt der hinteren Lenksäule 4
wird drehbar auf der Verbindungsklammer 53 durch ein Paar von
rechten und linken ersten, seitlichen Achsen getragen. Auch sind
Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite an der oberen Ober
fläche der Verbindungsklammer 53 ausgebildet. Auch ist eine
zweite, seitliche Achse 29 an der oberen Oberfläche des vorderen
Endabschnitts der hinteren Lenksäule 4 vorgesehen, und der hin
tere Endabschnitt (der rechte Endabschnitt nach Fig. 10) des
Einrückteils 30 wird drehbar durch die zweite, seitliche Achse
29 getragen. Der Neigungshebel 33 ist vorgesehen als Verlänge
rung des hinteren Endabschnitts des Einrückteils 30. Ferner ist
eine Zugfeder 54 zwischen dem Einrückteil 30 und der Verbin
dungsklammer 53 vorgesehen, und drückt die Eingriffszähne 31 der
verschieblichen Seite, die auf dem unteren Rand des vorderen
Endabschnitts (dem linken Endabschnitt nach Fig. 10) des Ein
rückteils 30 ausgebildet sind, gegen die Eingriffszähne 32 der
feststehenden Seite. In der vorliegenden Ausführungsform fehlt
das Einrückteil unter der Trägerklammer 5, und deshalb kann das
Anstoßen dieser Teile 30 und 38 mit dem Knie des Fahrers zuver
lässiger verhindert werden. Die Form der äußeren Oberfläche der
Eingriffszähne 31 der verschieblichen Seite kann die von konvex
flächigen Zähnen sein mit einem großen Krümmungsradius, um Ein
griffsabweichungen abzufangen. In den anderen Punkten ist die
Konstruktion und der Betrieb der fünften Ausführungsform im
wesentlichen ähnlich denen der vorbeschriebenen ersten Aus
führungsform, und deshalb sind gleichen Abschnitten dieselben
Bezugszeichen gegeben worden und brauchen nicht beschrieben zu
werden.
In den oben beschriebenen ersten bis fünften Ausführungs
formen werden die Eingriffszähne 31 der verschieblichen Seite
und die Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite in einander
eingerückt und aus einander ausgerückt einfach durch leichtes
Kippen des Neigungshebels 33. Folglich kann der Betrag der Betä
tigung des Neigungshebels 33 zu klein werden, und kann dem
Bediener statt dessen das Gefühl einer technischen Störung
geben. Wenn der Betrag der Verschiebung des Einrückteils 30 groß
gemacht wird, könnte der Betrag der Betätigung des Neigungs
hebels 33 groß gemacht werden, aber z. B. das Ausmaß d des Her
vorragens des unteren Endabschnitts des in Fig. 1 gezeigten
Rückhalteteils 34 wird groß werden, und dies ist nicht vorteil
haft. Um das Gefühl einer technischen Störung, wie oben
beschrieben, zu beseitigen, ohne dieses Ausmaß d des Hervor
ragens groß zu machen, kann der Betrag der Betätigung des Nei
gungshebels 33 vergrößert werden durch solch eine Struktur, wie
sie in Fig. 11 gezeigt wird, welches eine sechste Ausführungs
form zeigt. D.h., der Neigungshebel 33 wird drehbar von einer
dritten, seitlichen Achse 55 getragen, die parallel zur zweiten,
seitlichen Achse 29 vorgesehen ist, und ein konkaver Abschnitt
56, der am vorderen Endabschnitt (dem linken Endabschnitt nach
Fig. 11) des Neigungshebels 33 ausgebildet ist, und der hintere
Endabschnitt (der rechte Endabschnitt nach Fig. 11) des Einrück
teils 30 werden mit einander in Eingriff gebracht. Mit solch
einer Konstruktion kann der Betrag der Betätigung des Neigungs
hebels 33 um einen Betrag vergrößert werden, der mit dem Ver
hältnis (L₂₉/L₅₅) korrespondiert zwischen dem Abstand L₂₉ von dem
Eingriffsabschnitt zwischen dem konkaven Abschnitt 56 und dem
hinteren Endabschnitt des Einrückteils 30 bis zur zweiten, seit
lichen Achse 29 und dem Abstand L₅₅ von dem Eingriffsabschnitt
bis zur dritten, seitlichen Achse 55.
Die vorliegende Erfindung ist konstruiert und funktioniert,
wie oben beschrieben, und kann deshalb einen Lenkapparat vom
Neigungstyp vorsehen, der kompakt und leichtgewichtig ist, und
bei dem es darüber hinaus schwierig ist, daß ein Anstoßen des
Knies des Fahrers daran geschieht.
Als nächstes wird mit Bezug auf Fig. 16A und 16B eine siebte
Ausführungsform im Folgenden beschrieben.
Ahnlich sind im Fall des Lenkapparats vom Neigungstyp nach
der siebten Ausführungsform die Eingriffszähne 31 der verschieb
lichen Seite und die Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite
ebene Zähne, die gegeneinander mit ebenen Oberflächen drücken.
D.h., diese Eingriffszähne 31 und 32 sind keine Zähne mit
gekrümmten Oberflächen, die mit Trochoidenkurven oder Ahnlichem
hergestellt werden, sondern sind Zähne mit großem Durchmesser,
deren Gegenseiten flach sind. Der Eingriffsdruckwinkel α (der
unten als α₁ und α₂ bezeichnet wird), das ist der Neigungs
winkel, unter dem die Richtung der tragenden Flächen (die durch
die strich-punktierte Linie X in Fig. 16A und 16B bezeichnete
Richtung) der Eingriffszähne 31 der verschieblichen Seite und
der Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite die Richtung der
relativen Verschiebung (die durch die strich-punktierte Linie Y
in Fig. 16A und 16B bezeichnete Richtung) der Eingriffszähne 31
der verschieblichen Seite und der Eingriffszähne 32 der fest
stehenden Seite schneidet, wird klein gemacht bezüglich des Rei
bungskoeffizienten µ zwischen den tragenden Oberflächen der Ein
griffszähne 31 der verschieblichen Seite und der Eingriffszähne
32 der feststehenden Seite. D.h., wenn der Reibungskoeffizient
zwischen den tragenden Oberflächen der Eingriffszähne 31 der
verschieblichen Seite und der Eingriffszähne 32 der feststehen
den Seite µ ist, dann ist α tan-1µ.
Ferner werden im Fall des Lenkapparats vom Neigungstyp nach
der siebten Ausführungsform die Eingriffszähne 31 der verschieb
lichen Seite und die Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite
in Längsrichtung asymmetrisch gemacht. Auch wird der Eingriffs
druckwinkel α₁ zwischen der hinteren Seite 31a (der rechten
Seite nach Fig. 16A und 16B) der Eingriffszähne 31 der ver
schieblichen Seite und der vorderen Seite 32a (der linken Seite
nach Fig. 16A und 16B) der Eingriffszähne 32 der feststehenden
Seite, die gegeneinander drücken, kleiner gemacht als der Ein
griffsdruckwinkel α₂ zwischen der vorderen Seite 31b (der linken
Seite nach Fig. 16A und 16B) der Eingriffszähne 31 der ver
schieblichen Seite und der hinteren Seite 32b (der rechten Seite
nach Fig. 16A und 16B) der Eingriffszähne 32 der feststehenden
Seite, die ebenfalls gegeneinander drücken (α₁ < α₂) Von diesen
Eingriffsdruckwinkeln α₁ und α₂ wird der Wert des größeren Ein
griffsdruckwinkels α₂ auch eingestellt, um den oben aufgeführten
Ausdruck (α tan-1µ) zu befriedigen. Entsprechend gilt unter
diesen Eingriffsdruckwinkeln α₁ und α₂ und dem oben aufgeführten
Reibungskoeffizienten u die Beziehung α₁ < α₂ tan-1µ.
Insbesondere sind im Fall des Lenkapparats vom Neigungstyp
nach der siebten Ausführungsform die Eingriffszähne 31 der ver
schieblichen Seite und die Eingriffszähne 32 der feststehenden
Seite ebene Zähne und ihre Eingriffsdruckwinkeln α₁ und α₂ sind
α₁ < α₂ tan-1µ bezüglich des Reibungskoeffizienten µ. Deshalb
wird die Einrückung zwischen den Eingriffszähnen 31 und 32 nicht
gelöst außer bei Betätigung des Neigungshebels 33, selbst wenn
ein Teil zur Hinderung der Verschiebung des Einrückteils 30
nicht speziell vorgesehen ist.
Dieser Punkt wird nun genau mit Bezug auf Fig. 16A und 16B
beschrieben. Wenn z. B. eine nach unten gerichtete Kraft auf das
Lenkrad einwirkt, während die Eingriffszähne 31 der verschieb
lichen Seite und die Eingriffszähne 32 der feststehenden Seite
mit einander in Einrückung gebracht sind, um die Höhenstellung
des Lenkrades festzustellen, dann wirkt eine Kraft, die ver
sucht, die hintere Lenksäule 4 im Uhrzeigersinn nach Fig. 1 um
die ersten, seitlichen Achsen 23, 23 zu kippen. Wie in Fig. 16A
gezeigt, wird die vordere Seite 31b der Eingriffszähne 31 der
verschieblichen Seite wird gegen die hintere Seite 32b der Ein
griffszähne 32 der feststehenden Seite mit einer Kraft N
gedrückt. Jede dieser Seiten 31b und 32b ist mit einem Winkel α₂
bezüglich der Richtung der relativen Verschiebung der Eingriffs
zähne 31 der verschieblichen Seite und der Eingriffszähne 32 der
feststehenden Seite geneigt. Deshalb sind die Eingriffszähne 31
der verschieblichen Seite einer Kraft in einer Richtung zur
Trennung von den Eingriffszähnen 32 der feststehenden Seite mit
einer Kraft N·sinα₂ ausgesetzt. Wenn der Reibungskoeffizient
zwischen den zwei Seiten 31b und 32b µ ist, wirkt andererseits
eine Reibungskraft µ·N in der Richtung der Zahnoberflächen
dieser zwei Seiten 31b und 32b, und µ·N·cosα₂ wirkt als eine
Kraft in einer Richtung der Hinderung der Verschiebung dieser
Seiten 31b und 32b, d. h., einer Kraft in einer Richtung Y. Auch
die Blattfeder 45 wirkt in einer Richtung der Erhaltung der Ein
rückung zwischen den Eingriffszähnen 31 der verschieblichen
Seite und den Eingriffszähnen 32 der feststehenden Seite.
Falls µ·N·cosα₂ N·sinα₂ ist, d. h., u sinα₂/cosα₂ = tanα₂,
kann dementsprechend die Einrückung zwischen den Eingriffszähnen
31 und 32 zuverlässig erhalten werden, selbst wenn außer der
Blattfeder 45 kein Teil zum Andrücken der Eingriffszähne 31 der
verschieblichen Seite gegen die Eingriffszähne 32 der festste
henden Seite vorgesehen wird. Da im Fall des Lenkapparats vom
Neigungstyp nach der vorliegenden Erfindung α₂ tan-1µ ist, ist
µ·N·cosα₂ N·sinα₂, und es passiert niemals, daß die Einrückung
zwischen den Eingriffszähnen 31 der verschieblichen Seite und
den Eingriffszähnen 32 der feststehenden Seite durch die am
Lenkrad angreifende Kraft gelöst wird.
Dementsprechend können die Achse 14 und die Rolle 15 (Fig. 13
bis 14), die in der konventionellen Struktur eingebaut sind,
weggelassen werden, und die Anzahl der Teile, die unter der hin
teren Lenksäule 4 und der Trägerklammer 5 vorgesehen werden,
kann verringert werden. Folglich kann der Umfang der Auskragung
dieser Abschnitte nach unten verringert werden, und die Bestand
teile des Lenkapparats vom Neigungstyp können vom Anstoßen an
das Knie des Fahrers abgehalten werden. Auch ist es unnötig, ein
Teil wie das erste Einrückteil 9 (Fig. 13 bis 15), das in der
konventionellen Struktur an der unteren Oberfläche der hinteren
Lenksäule 4 eingebaut ist, zu montieren, und deshalb kann die
Längenausdehnung der hinteren Lenksäule 4 klein gemacht werden.
Eine in Fig. 1 gezeigte Montageplatte 47 dient zur Aufnahme
eines Kombinationsschalters.
Da die Erfindung der vorliegenden Anwendung konstruiert ist
und funktioniert, wie oben beschrieben, kann sie einen Lenkappa
rat vom Neigungstyp vorsehen, der kompakt und leichtgewichtig
ist, und der eine geringere Möglichkeit des Anstoßens des Knies
des Fahrers daran erreicht. Da die Erfindung eine überlegene
Funktion in der Verhinderung einer nach oben gerichteten Ver
schiebung des Lenkrads vorsehen kann, kann zusätzlich der Körper
des Fahrers im Fall eines unfallbedingten Zusammenstoßes sicher
durch einen Airbag aufgefangen werden, der sich nach rückwärts
vom Lenkrad ausdehnt.
Claims (1)
1. Lenkapparat vom Neigungstyp, der vorgesehen ist mit einer
vorderen Lenksäule, einer vorderen Lenkachse, die innerhalb der
vorderen Lenksäule nur zum Drehen getragen wird, einer Träger
klammer, die an einem Fahrzeugkörper befestigt ist und den
hinteren Endabschnitt der vorderen Lenksäule fest trägt, einer
ersten, seitlichen Achse, die in einem an der Trägerklammer
befestigten Abschnitt vorgesehen ist, einer hinteren Lenksäule,
dessen vorderes Ende drehbar durch die erste, seitliche Achse
getragen wird, einer hinteren Lenkachse, die innerhalb der hin
teren Lenksäule nur zum Drehen getragen wird, einem Universal
gelenk zur Verbindung des hinteren Endabschnitts der hinteren
Lenkachse und des vorderen Endabschnitts der vorderen Lenkachse
mit einander, einer zweiten, seitlichen Achse, die in einem an
der hinteren Lenksäule befestigten Abschnitt vorgesehen ist,
einem Einrückteil, dessen hinterer Endabschnitt drehbar auf der
zweiten, seitlichen Achse getragen wird, und das mit zahnstan
genartigen Eingriffszähnen der verschieblichen Seite an seinem
vorderen Endabschnitt versehen ist, zahnstangenartigen Ein
griffszähnen der feststehenden Seite, die auf einem an der Trä
gerklammer befestigten Abschnitt vorgesehen sind, und die den
Eingriffszähnen der verschieblichen Seite gegenüberstehen, und
einem Neigungshebel, um durch seine Kippbewegung die Eingriffs
zähne der verschieblichen Seite mit den Eingriffszähnen der
feststehenden Seite in Eingriff zu bringen und aus dem Eingriff
zu lösen, wobei die Eingriffszähne der verschieblichen Seite
gegen die Eingriffszähne der feststehenden Seite während der
Nicht-Betätigung des Neigungshebels gedrückt werden, und die
Eingriffszähne der verschieblichen Seite und die Eingriffszähne
der feststehenden Seite ebene Zähne sind, die gegen einander mit
ihren ebenen Oberflächen drücken, wobei dann, wenn der Ein
griffsdruckwinkel, der ein Neigungswinkel ist, in dem die Rich
tung der tragenden Oberflächen der Eingriffszähne der verschieb
lichen Seite und der Eingriffszähne der feststehenden Seite die
rechtwinkelige Richtung der Teillinie der Eingriffszähne der
verschieblichen Seite und der Eingriffszähne der feststehenden
Seite schneidet, α ist, und der Reibungskoeffizient zwischen den
tragenden Oberflächen der Eingriffszähne der verschieblichen
Seite und der Eingriffszähne der feststehenden Seite µ ist, α
tan-1µ ist, und die Form der Eingriffszähne der verschieblichen
Seite und der Eingriffszähne der feststehenden Seite in Längs
richtung asymmetrisch gemacht ist, damit von dem Eingriffsdruck
winkel α ein Eingriffsdruckwinkel α₁, der mit den gegeneinander
drückenden, tragenden Oberflächen korrespondiert, wenn eine auf
wärts gerichtete Kraft auf den hinteren Endabschnitt der hinte
ren Lenksäule einwirkt, kleiner ist als der Eingriffsdruckwinkel
α₂, der mit den gegeneinander drückenden, tragenden Oberflächen
korrespondiert, wenn eine abwärts gerichtete Kraft auf den hin
teren Endabschnitt der hinteren Lenksäule einwirkt.
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