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Die
Erfindung befasst sich mit einer Stoßdämpfervorrichtung für eine Lenkeinrichtung,
welche eingesetzt wird, um Stoßbelastungen
zu dämpfen, die
auf einen Fahrzeugführer
im Falle einer Fahrzeugkollision einwirken würden, wie dies im einleitenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegeben ist.
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Eine
Stoßdämpfervorrichtung
für Lenkeinrichtungen
der vorstehend genannten Art ist in
US-A-4,241,937 angegeben.
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Beispielsweise
sind bei der Stoßdämpfervorrichtung
für Lenkeinrichtungen,
die in den japanischen, veröffentlichten
Patentanmeldungen No. H8-150944 und No. H7-17411 offenbart ist,
eine Säule,
welche eine Lenkwelle trägt,
und ein Paar von Verbindungsteilen vorgesehen, welche über einen
Führungsabschnitt
mit der Säule
verbunden sind. Jedes Verbindungsteil ist mit der Fahrzeugkarosserie
verbunden. Die Säule
ist längs
der Axialeinrichtung bezüglich
der Verbindungsteile relativ beweglich, wenn eine Kraft auf die
Säule in
Axialrichtung einwirkt, die größer als
ein vorbestimmter Wert ist. Wenn daher eine Stoßbelastung in axialer Richtung
der Säule
infolge einer Kollision einwirkt, wird die auf den Fahrzeugführer wirkende
Stoßbelastung
durch die relative Bewegung der Säule bezüglich der Verbindungsteile
absorbiert.
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Bei
einer üblichen
Stoßdämpfervorrichtung für eine Lenkanlage
der vorstehend beschriebenen Art ist die Säule von dem Raum zwischen den
beiden Verbindungsteilen in radialer Richtung der Säule entfernt
angeordnet, so dass ein toter Raum zwischen den beiden Verbindungsteilen
vorhanden ist. Dies führt
zu der Schwierigkeit, dass die Auslegung von weiteren Ausstattungen
im Fahrzeuginnenraum eingeschränkt
wird, bei dem ein begrenzter Platzbedarf vorhanden ist.
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Auch
ist es bei der vorstehend angegebenen Stoßdämpfervorrichtung für Lenkanlagen
schwierig, die auf die Säule
wirkende Kraft im Falle einer Kollision auf beide Verbindungsteile
gleichmäßig zu übertragen,
so dass eine ruhige bzw. stoßfreie
relative Bewegung der Säule
bezüglich
der zwei Verbindungsteilen behindert wird.
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Auch
ist es erwünscht,
dass ein Gehäuse
eines Sperrteils, welches die Drehbewegung der Ringwelle zur Verhinderung
eines Diebstahls sperren kann, an dieser Säule vorgesehen ist. Wenn bei
der übliche
Auslegungsform die Säule
bezüglich
der Verbindungsteile relativ bewegt werden kann, sollte eine wechselseitige
Behinderung zwischen diesem Gehäuse
und den Verbindungsteilen verhindert werden. Daher ist es erforderlich,
den Abstand zwischen diesem Gehäuse
und den Verbindungsteilen groß zu wählen. In
einem Fahrzeuginnenraum jedoch, bei dem der Raumbedarf begrenzt
ist, ist es schwierig, den Abstand zwischen dem Gehäuse und
den Verbindungsteilen groß zu
machen.
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Die
Erfindung zielt daher darauf ab, eine Stoßdämpfervorrichtung für eine Lenkeinrichtung
bereitzustellen, bei der die vorstehend beschriebenen technischen
Schwierigkeiten überwunden
sind.
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Nach
der Erfindung wird eine Stoßdämpfervorrichtung
für eine
Lenkeinrichtung bereitgestellt, deren Merkmale im einzigen Patentanspruch
angegeben sind.
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Gemäß der Auslegung
nach der Erfindung und der Anordnung der Führungsteile und des Anschlusses
des Tragteils kann jeweils der Kippwinkel des Lenkrads eingestellt
werden.
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KURBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht der Hauptteile einer Stoßdämpfervorrichtung für eine Lenkeinrichtung
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform nach
der Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht auf die Hauptteile der Stoßdämpfervorrichtung für eine Lenkeinrichtung gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
nach der Erfindung.
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3 ist
eine Teilschnittansicht einer Stoßdämpfervorrichtung für eine Lenkeinrichtung
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
nach der Erfindung.
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4 ist
eine Seitenansicht der Stoßdämpfervorrichtung
für eine
Lenkeinrichtung gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
nach der Erfindung.
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5 ist
eine Teilschnittansicht der Stoßdämpfervorrichtung
für eine
Lenkeinrichtung gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
nach der Erfindung.
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6 ist
eine Ansicht zur Verdeutlichung der Wirkung der Stoßdämpfervorrichtung
für eine
Lenkeinrichtung gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
nach der Erfindung
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
näher erläutert.
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Eine
Stoßdämpfervorrichtung 1 für eine Servolenkeinrichtung
ist in den 3, 4 und 5 gezeigt,
und weist eine zylindrische, erste Säule 2a und eine zylindrische,
zweite Säule 2b auf.
Ein Ende der zweiten Säule 2b ist
in die erste Säule 2a eingedrückt. Wenn
bei dieser Auslegungsform auf die erste Säule 2a längs der
axialen Richtung der Säule 2a im
Falle einer Fahrzeugkollision eine Kraft einwirkt, die größer als
eine vorbestimmte Einpresskraft ist, kann sich die erste Säule 2a relativ
zur zweiten Säule 2b in
axialer Richtung bewegen.
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Die
erste Säule 2a trägt eine
rohrförmige
erste Lenkwelle 5 unter Zwischenschaltung eines Lagers 4.
Ein Lenkrad 6 ist mit einem Ende der ersten Lenkwelle 5 verbunden.
Ein Ende der zweiten Lenkwelle 7 ist in das andere Ende
der ersten Lenkwelle 5 derart eingesetzt, dass eine Drehbewegung
zwischen diesen Wellen 5, 7 übertragen werden kann. Wenn
man beispielsweise den Innenumfang der ersten Lenkwelle 5 und
den Außenumfang
der zweiten Lenkwelle 7 nicht kreisförmig gestaltet, lässt sich
eine Drehbewegung von der ersten Lenkwelle 5 auf die zweite
Lenkwelle 7 übertragen.
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Der
Außenring
des Lagers 4 arbeitet mit einer Stufe auf dem Innenumfang
der ersten Säule 2a zusammen,
und ein Innenring arbeitet mit einem Anschlagring 5a zusammen,
welcher auf dem Außenumfang
der ersten Lenkwelle 5 angebracht ist. Im Falle einer Fahrzeugkollision
kann somit eine Kraft von dem Lenkrad 6 über die
erste Lenkwelle 5 an das Lager 4 auf die erste
Säule 2a in
axialer Richtung der Säule 2a übertragen
werden. Eine Umfangsausnehmung 8 ist in dem Außenumfang
der zweiten Lenkwelle 7 ausgebildet. Eine Durchgangsöffnung 9,
welche in Verbindung mit der Umfangsausnehmung 8 steht,
ist in der ersten Lenkwelle 5 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 9 und
die Umfangsausnehmung 8 sind mit Harz 10 ausgefüllt. Wenn
bei dieser Auslegung im Falle einer Fahrzeugkollision auf die erste Lenkwelle 5 längs der
axialen Richtung der Welle 5 eine Kraft einwirkt, die größer als
ein vorbestimmter Wert ist, wird das Harzmaterial 10 abgeschert.
Beim Brechen des Harzmaterials 10 lässt sich die erste Lenkwelle 5 in
axialer Richtung bezüglich
der zweiten Lenkwelle 7 relativ bewegen.
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Das
andere Ende der zweiten Säule 2b ist
integral mit einem Sensorgehäuse 15a eines
Drehmomentsensors 15 für
die Erfassung eines Lenkmoments ausgebildet. Die Drehbewegung der
zweiten Lenkwelle 7 wird auf eine dritte Lenkwelle 12 über den
Drehmomentsensor 15 übertragen.
Die Drehbewegung der dritten Lenkwelle 12 wird auf die
Fahrzeugräder
beispielsweise über
einen an sich bekannten Flanschstangentrieb oder eine Kugelumlaufspindel
drehübertragen.
Mittels eines Servolenkmotors 13, welcher an dem Sensorgehäuse 15a angebracht ist,
wird eine Servolenkkraft nach Maßgabe des Lenkmoments bereitgestellt,
welches mit Hilfe des Drehmomentsensors 15 erfasst wird. Übliche Einrichtungen
für den
Drehmomentsensor 15 und die Servolenkeinrichtung können zum
Einsatz kommen.
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Ein
Tragrahmen 17, welcher an dem Sensorgehäuse 15a mit Hilfe
von Schrauben 16 angebracht ist, ist mittels eines Paars
von unteren Tragleisten 19a, 19b derart abgestützt, dass
eine Kippbewegung um eine Kippachse 20 ausgeführt werden
kann, die längs
der Links/Rechts-Richtung der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist.
Die Tragleisten 19a, 19b sind mit Hilfe von Schrauben
(in der Zeichnung nicht gezeigt) an einem Fahrzeugkarosserieteil 18 angebracht.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Paar
von Führungsteilen 30a, 30b mittels
Schweißen
in einer Einheit mit dem Umfang der ersten Säule 2a verbunden.
Jedes der Führungsteile 30a, 30b hat ein
Paar von Füßen 30a', 30b' und einen Führungsabschnitt 30a'', 30b''.
Die Füße 30a', 30b' stehen von der
Außenseite
am äußeren Umfang
der ersten Säule 2a vor.
Jeder der Führungsabschnitte 30a'', 30b'' ist
integral mit den Füßen 30a' oder 30b' an einer Stelle
getrennt von dem Außenumfang
der ersten Säule 2a vorgesehen.
Jeder der Führungsabschnitte 30a'', 30b'' hat
eine Führungsausnehmung 31a oder 31b,
welche in axialer Richtung der ersten Säule 2a verläuft. Jede
der Führungsausnehmungen 31a, 31b ist
an einem Ende in der Nähe
des Lenkrads geschlossen, und sie ist am anderen Ende in der Nähe des Fahrzeugrades
offen.
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Ein
Paar von Verbindungsteilen 33a, 33b ist mit der
ersten Säule 2a über die
Führungsabschnitt 30a'', 30b'' verbunden.
Insbesondere ist ein Paar von Ausnehmungen 33a', 33b' an jedem der
Verbindungsteile 33a, 33b längs der Axialrichtung der ersten
Säule 2a ausgebildet.
Jeder der Führungsabschnitte 30a'', 30b'' ist
in die Ausnehmungen 33a' oder 33b' längs der
Axialrichtung der ersten Säule 2a eingedrückt. Mehrere
Durchgangsöffnungen
sind in den jeweiligen Führungsabschnitten 30a'', 30b'' ausgebildet.
Weitere Durchgangsöffnungen,
die in kommunizierender Verbindung mit den Durchgangsöffnungen
stehen, sind in den jeweiligen Verbindungsteilen 33a, 33b ausgebildet,
und diese Durchgangsöffnungen
sind mit Harz 35 ausgefüllt.
Bei dieser Auslegung wird das Harzmaterial 35 abgeschert, wenn
auf die erste Säule 2a in
axialer Richtung eine Kraft einwirkt, welche größer als ein vorbestimmter Wert
ist, der durch die Eindrückkraft
der Führungsabschnitte 30a'', 30b'' in
die Ausnehmungen 30a', 30b' bestimmt ist.
Als Folge hiervon wird die erste Säule 2a in axialer
Richtung bezüglich
der Verbindungsteile 33a, 33b relativ bewegt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist die erste Säule 2a zwischen den
beiden Verbindungsteilen 33a, 33b angeordnet.
Diese Verbindungsteile 33a, 33b sind auf einer
Linie L senkrecht zu der Achse O der ersten Säule 2a angeordnet.
Der Abstand von dieser Achse O zu einem Verbindungsteil 33a ist
gleich dem Abstand von dieser Achse O zu dem anderen Verbindungsteil 33b.
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Die
Verbindungsteile 33a, 33b sind in einem Fahrzeugkarosserieteil 18 über ein
Tragteil 40 verbunden, welches in eine Richtung (die in 1 mit dem
Pfeil A bezeichnete Richtung) von dem Außenumfang der ersten Säule 2a radial
verläuft.
Genauer gesagt, weist dieses Tragteil 40 einen ersten Tragabschnitt 40a,
welcher mit einem Verbindungsteil 33a verbunden ist, einen
zweiten Verbindungsabschnitt 40b, welcher mit dem anderen
Verbindungsteil 33b verbunden ist, und einen Verbindungsabschnitt 40c auf,
welcher die beiden Tragabschnitte 40a, 40b miteinander
verbindet. Jedes der Verbindungsteile 33a, 33b ist
mit dem Tragteil 40 mit Hilfe von Schrauben 41 verbunden.
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Das
Tragteil 40 ist mit dem Fahrzeugkarosserieteil 18 über eine
Kippwinkeleinstelleinrichtung 50 verbunden. Wie insbesondere
in den 1, 3 und 4 gezeigt
ist, weist diese Kippwinkeleinstelleinrichtung 50 einen
Betätigungshebel 52 und
eine obere Tragleiste 51 auf, welche mit dem Fahrzeugkarosserieteil 18 mit
Hilfe von Schrauben (in der Zeichnung nicht gezeigt) verbunden ist.
Ein Tragbolzen 53, welcher in das Tragteil 40 eingesetzt
ist, ist einen Schlitz 51a eingesetzt, welcher in der oberen
Tragleiste 51 ausgebildet ist. Der Kopf des Tragbolzens 53 ist
an dem Tragteil 40 angeschweißt. Ein Innengewinde 55a,
welches an einer Hebelnabe 55 ausgebildet ist, ist auf
dem Tragbolzen 53 geschraubt. Der Betätigungshebel 52, welcher
passend an dem Außenumfang
der Nabe 55 derart vorgesehen ist, dass er sich zusammen
mit der Nabe 55 drehen kann, ist mit Hilfe einer Mutter 56 eingespannt,
welche auf ein Außengewinde 55b aufgeschraubt
ist, welches auf dem Außenumfang
der Nabe 55 ausgebildet ist, und es ist eine Stufe 55c an
dem Außenumfang
der Nabe 55 ausgebildet. Wenn der Betätigungshebel 52 in eine
mit zwei Punkten versehenen gebrochenen Linie in 4 dargestellte
Position gekippt wird, wird die Gewindeverbindung von Tragbolzen 53 und
Nabe 55 gelockert. Die Bewegung des Tragbolzens 53 innerhalb
des Schlitzes 51a längs
eines Bogens zentrisch um die Kippwelle 20 wird hierdurch
ermöglicht. Der
Kippwinkel des Lenkrades 6 kann mit Hilfe dieser Bewegung
eingestellt werden. Wenn der Betätigungshebel 52 in
die Ausgangsposition gekippt ist, wird die Nabe 55, welche
auf dem Tragbolzen 53 aufgeschraubt ist, über eine
Unterlagscheibe 54 auf die obere Tragleiste 51 gedrückt, und
der Tragbolzen 53 wird hierdurch fixiert. Ein Anschlag 51b für den Betätigungshebel 52 ist
an der oberen Tragleiste 51 ausgebildet, um zu verhindern,
dass der Tragbolzen 53 zu stark eingeschraubt wird.
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Nach 3 ist
ein Gehäuse 61 einer
Sperreinrichtung 60 auf dem Außenumfang der ersten Säule 2a vorgesehen.
Ein Sperreteil 63 ist in dem Gehäuse 61 untergebracht.
Das Gehäuse 61 verläuft in die
andere Richtung (in die mit dem Pfeil B in 1 gezeigte
Richtung) radial von dem Außenumfang
der ersten Säule 2a.
Das Sperrteil 63 steht von dem Gehäuse 61 bei der Sperrbetätigung mit
Hilfe eines Schlüssels
(in der Zeichnung nicht gezeigt) vor, und er wird in das Gehäuse 61 bei
einem Entsperrvorgang eingefahren. Eine an sich bekannte Sperreinrichtung
kann eingesetzt werden, um das Sperrteil 63 in Abhängigkeit
von der Schlüsselbetätigung zu
bewegen. Eine Drehbewegung der ersten Lenkwelle 5 wird
gesperrt, wenn das Sperrteil 63, welches von dem Gehäuse 61 vorsteht,
in eine Ausnehmung 62a einrastet, die auf einem rohrförmigen Teil 62 ausgebildet
ist, welches fest mit dem Außenumfang
der ersten Lenkwelle 5 verbunden ist. Wenn ein Drehmoment
erzeugt wird, um das Lenkrad 6 in einen Zustand zu drehen,
in welchem die Drehbewegung der ersten Lenkwelle 5 mit
Hilfe des Sperrteils 63 gesperrt wird, wird das Drehmoment
durch das Fahrzeugkarosserieteil 18 mittels der Führungsteile 30a, 30b aufgenommen.
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Wenn
bei der vorstehend beschriebenen Auslegungsform eine Kollision zwischen
dem Fahrzeug und einem Hindernis auftritt, welches vor dem Fahrzeug
liegt, wird das Harzmaterial 10, welches die erste Lenkwelle 5 mit
der zweiten Lenkwelle 7 verbindet, durchgeschert, das Harzmaterial,
welches die Verbindungsteile 33a, 33b mit den
Führungsabschnitten 30a'', 30b'' verbindet,
abgeschert, und die Verbindungsteile 33a, 33b bewegen
sich relativ zu den Führungsabschnitten 30a'', 30b''.
Wie in 6 gezeigt ist, bewegt sich hierdurch die erste
Säule 2a in
axialer Richtung relativ zu den Verbindungsteilen 33a, 33b und
der zweiten Säule 2b.
Die Stoßenergie kann
durch das Abscheren des Harzmaterials und durch die Reibung zwischen
den relativ beweglichen Teilen adsorbiert werden. Während der
Relativbewegung bleiben die Führungsabschnitte 30a'', 30b'' und die
Verbindungsteile 33a, 33b im Eingriffszustand, und
die Lage ihres Eingriffszustandes verändert sich, wenn die erste
Säule 2a sich
relativ zu den Verbindungsteilen 33a, 33b und
der zweiten Säule 2b bewegt.
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Die
Absorptionscharakteristik der Stoßenergie ist daher stabil,
da die erste Säule 2a sich
von dem Fahrzeugkarosserieteil 18 nicht lösen kann.
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Da
bei der vorstehend beschriebenen Auslegungsform die erste Säule 2a zwischen
den beiden Verbindungsteilen 33a, 33b angeordnet
ist, wird der Raum zwischen den beiden Verbindungsteilen 33a, 33b effektiv
genutzt. Durch diese Auslegung lassen sich Beschränkungen
hinsichtlich der Auslegung von weiteren Ausrüstungseinzelheiten innerhalb
der Fahrzeugkarosserie vermeiden. Auch sind die beiden Verbindungsteile 33a, 33b auf
einer Linie L senkrecht zu der Achse O der ersten Säule 2a angeordnet,
und der Abstand von der Achse O zu einem Verbindungsteil 33a und
der Abstand von der Achse O zu dem anderen Verbindungsteil 33b sind
in etwa gleich groß.
Somit wird eine im Falle einer Kollision auf die erste Säule 2 einwirkende
Kraft gleichmäßig auf
die beiden Verbindungsteile 33a, 33b übertragen. Die
erste Säule 2a lässt sich
somit auf gleichmäßige Weise
bezüglich
den beiden Verbindungsteilen 33a, 33b bewegen,
so dass die Stoßenergieabsorptionscharakteristik
stabil ist. Auch kann sich das Gehäuse 61 des Sperrteils 63 nicht
in Behinderung mit den Verbindungsteilen 33a, 33b kommen,
wenn sich die erste Säule 2a relativ
bezüglich
der Verbindungsteile 33a, 33b bewegt, so dass
es nicht erforderlich ist, den Abstand zwischen dem Gehäuse 61 und
den Verbindungsteilen 33a, 33b groß zu wählen. Somit kann
die Vorrichtung 1 mit kleinen Abmessungen ausgelegt werden.
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Es
ist noch zu erwähnen,
dass die Erfindung nicht auf die voranstehend beschriebenen Einzelheiten
der bevorzugten Ausführungsformen
abgestellt ist. Beispielsweise kann die Stoßabsorptionswirkung dadurch
eingestellt werden, dass man die Breite der Führungsausnehmungen 31a, 31b längs der
axialen Richtung der ersten Säule 2a allmählich verändert, wie
diese mit gebrochenen Linien mit zwei Punkten in 2 eingetragen
ist, oder dass man die Dicke der Führungsabschnitte 30a'', 30b'' längs der
axialen Richtung der ersten Säule 2a allmählich ändert.