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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung zum Betätigen
von lenkbaren Rädern in Übereinstimmung mit der
Drehung einer Lenkwelle sowie insbesondere eine Lenkvorrichtung
des Typs, bei dem eine Drehbewegung einer Lenkwelle unter Verwendung
einer Kugelumlaufspindel zu einer Axialbewegung einer Relaisstange
gewandelt wird.
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Stand der Technik
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Aus
dem Stand der Technik ist eine als Zahnstange bezeichnete Lenkvorrichtung
zum Betätigen von lenkbaren Fahrzeugrädern bekannt.
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Bei
einer Zahnstangen-Lenkvorrichtung sind Zähne auf einer
Relaistange ausgebildet, die über Spurstangen mit Spurhebeln
von lenkbaren Rädern verbunden ist, wobei in die Zähne
eingreifende Zahnräder an dem vorderen Ende einer Lenkwelle
vorgesehen sind, die durch einen Fahrer gedreht wird. Eine Drehbewegung
der Lenkwelle wird direkt zu einer Axialbewegung der Relaisstange
gewandelt, sodass die Ausrichtung der lenkbaren Räder durch
das Drücken und Zurückziehen der Spurhebel unter
Verwendung der Spurstangen geändert wird (
JP 2005-199776 A ).
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Außerdem
sind andere Typen von Lenkvorrichtungen bekannt, in denen eine Axialbewegung der
Relaisstange ohne Verwendung von Zahnstangen vorgesehen wird, sondern
statt dessen eine Kugelumlaufspindel verwendet wird.
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Insbesondere
ist hier eine spiralförmige Kugelumlaufrille an der Relaisstange
ausgebildet und greift eine Schraubmutter schraubend mit dazwischen
einer großen Anzahl von Kugeln in die Kugelumlaufrille
ein. Die Schraubmutter wird in Übereinstimmung mit der
Drehungsgröße der Lenkwelle gedreht, sodass eine
Axialbewegung der Relaisstange vorgesehen wird, wodurch die Ausrichtung
der lenkbaren Räder geändert wird (
JP 2004-284407 A ).
- Patentdokument
1: JP 2005-199776
A
- Patentdokument 2: JP
2004-284407 A
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Beschreibung der Erfindung
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Problemstellung der Erfindung
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In
der Lenkvorrichtung des Zahnstangentyps sind Zähne auf
einem Teil der Relaisstange ausgebildet. Für die erforderliche
Stärke der Zähne muss der Durchmesser der Relaisstange
also eine bestimmte Größe aufweisen. Im Vergleich
zu der eigentlichen mechanischen Stärke der Relaisstange,
die für die Betätigung der lenkbaren Räder
erforderlich ist, ist der Durchmesser der Relaisstange mit den darauf ausgebildeten
Zähnen unvermeidlicherweise übermäßig
groß. Und weil die Zähne vorgesehen sind, kann
die Relaisstangen nicht hohl ausgebildet werden. Daraus ergibt sich
das Problem, dass es schwierig ist, eine Gewichtsreduktion der Relaisstange
zu erzielen.
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Weiterhin
wirkt bei einer Lenkvorrichtung des Zahnstangentyps der Oberflächenwiderstand
der lenkbaren Räder direkt auf die Zahnstange, sodass eine
größere Kraft erforderlich ist, um die Zahnstange in
der Axialrichtung zu bewegen. Dabei laufen die Zahnräder
leer, wenn die Zahnräder gegen die Zähne gedrückt
werden. Deshalb sind in der Lenkvorrichtung des Zahnstangentyps
durch Haltefedern gedrückte Stangenführungen hinter
den Zähnen der Zahnstange vorgesehen, wobei die Stangenführungen
die Zähne mit einem vorbestimmten Druck gegen die Zahnräder
drücken.
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Wenn
die Stangenführungen wie oben beschrieben in einem Druckkontakt
mit der Zahnstange gehalten werden, ergibt sich das Problem, dass
die Bewegung der Zahnstange aufgrund der Reibungskräfte
schwerer wird, wodurch eine einfache Bewegung der Zahnstange verhindert
wird. Und wenn eine elektrisch betriebene Lenkvorrichtung vorgesehen ist,
muss für die Axialbewegung der Zahnstange ein großer
Widerstand überwunden werden. Der Elektromotor muss also
ein großes Drehmoment erzeugen, was zu dem Problem führt,
dass ein größerer und kostspieligerer Elektromotor
vorgesehen werden muss. Weiterhin müssen die Stangenführungen
vorgesehen werden, wodurch sich das Problem ergibt, dass das Lenkgehäuse
größer vorgesehen werden muss.
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Bei
der herkömmlichen Lenkvorrichtung mit einer Kugelumlaufspindel
wird die Schraubmutter gedreht, um die Relaisstange in der Axialrichtung
zu bewegen. Die Schraubmutter muss als über ein Drehlager
an dem Lenkgehäuse montiert werden, wodurch die Größe
und das Gewicht des Lenkgehäuses vergrößert
werden.
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Weiterhin
wirkt eine Axiallast von der Relaisstange auf die Schraubmutter,
sodass das Lager zum Halten der Drehung der Schraubmutter eine Radiallast
und eine Schublast halten muss. Es muss also ein entsprechend größeres
Drehlager vorgesehen werden, wodurch die Größe
und das Gewicht des Lenkgehäuses vergrößert
werden.
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Die
oben genannte Vergrößerung des Lenkgehäuses
führt zu einer direkten Vergrößerung
des Fahrzeuggewichts, wobei bei einem höheren Fahrzeuggewicht
eine größere Betätigungskraft für
die Betätigung der Lenkvorrichtung aufgewendet werden muss.
In den letzten Jahren werden zunehmend motorbetriebene Lenkvorrichtungen
verwendet, um die Betätigungskraft der Lenkvorrichtung
zu reduzieren. Durch die Montage einer motorbetriebenen Lenkvorrichtung
wird jedoch das Fahrzeuggewicht erhöht, wodurch die Energieeffizienz
des Fahrzeugmotors verschlechtert wird.
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Problemlösung
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Die
vorliegende Erfindung nimmt auf die oben geschilderten Probleme
Bezug. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lenkvorrichtung
mit einer reduzierten Größe und einem reduzierten
Gewicht anzugeben, die auch auf ein Fahrzeug mit einem kleinen Motorraum
wie etwa einem Fahrzeug mit einem Vorderradantrieb angewendet werden
kann.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lenkvorrichtung
anzugeben, die in einem leichten Fahrzeug wie etwa einem kleinen Auto
mit einer geringen Betätigungskraft ohne Verwendung einer
motorbetriebenen Lenkvorrichtung betätigt werden kann und
zu einer Energieeinsparung beiträgt.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst:
einen Getriebekasten,
eine
Relaisstange, die sich durch den Getriebekasten erstreckt und in
Bezug auf den Getriebekasten drehbar gehalten wird, wobei eine spiralförmige
Kugellaufrille auf einer Außenumfangsfläche der
Relaisstange ausgebildet ist,
eine Eingangswelle, auf die die
Drehung einer Lenkwelle übertragen wird,
eine Drehübertragungseinrichtung
zum Wandeln der Drehung der Eingangswelle zu einer Drehbewegung der
Relaisstange, wobei die Drehübertragungseinrichtung eine
Bewegung der Relaistange in einer Axialrichtung zulässt,
eine
Schraubmutter, die über eine große Anzahl von Kugeln
schraubend in die Kugelumlaufrille der Relaisstange eingreift und
an dem Getriebekasten fixiert ist, wobei sich die Relaisstange in Übereinstimmung mit
der Drehung der Relaisstange in einer Axialrichtung bewegen kann,
ein
Paar von Spurstangen, die mit beiden axialen Enden der Relaisstange
verbunden sind, um lenkbare Räder in Übereinstimmung
mit der Axialbewegung der Relaisstange zu bewegen, und
ein
Paar von kugelförmigen Lagern, die zwischen der Relaisstange
und den Spurstangen vorgesehen sind, um die Axialbewegung der Relaisstange
auf die Spurstangen zu übertragen, ohne die Drehbewegung der
Relaisstange auf die Spurstangen zu übertragen.
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Wenn
ein Fahrer in der oben beschriebenen Lenkvorrichtung der vorliegenden
Erfindung das Lenkrad betätigt und die Drehung der Lenkwelle
auf die Eingangswelle übertragen wird, wird die Drehung der
Eingangswelle über die Drehübertragungseinrichtung
auf die Relaisstange übertragen. Die schraubend in die
Relaisstange eingreifende Schraubmutter ist an dem Getriebekasten
fixiert. Wenn also die Relaisstange gedreht wird, bewegt sich die
Relaisstange in der Axialrichtung in Übereinstimmung mit
der Drehrichtung und der Drehgröße. Die Axialbewegung
der Relaisstange wird über die Spurstangen auf die lenkbaren
Räder übertragen. Weiterhin sind die Relaisstange
und die Spurstangen miteinander über die kugelförmigen
Lager verbunden, sodass die Drehung der Relaisstange durch die kugelförmigen
Lager absorbiert und nicht auf die Spurstangen übertragen
wird.
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In
der vorliegenden Erfindung ist die Kugellaufrille an der Relaisstange
ausgebildet, wobei im Vergleich zu der Verwendung von Zahnstangen
die Stärke der Relaisstange auch dann ausreicht, wenn der
Durchmesser der Relaisstange reduziert wird. Die Größe
und das Gewicht der Relaisstange können also einfach reduziert
werden. Und trotz der vorgesehenen Kugellaufrille kann die Relaisstange
hohl ausgebildet werden. Dadurch kann eine weitere Gewichtsreduktion
der Relaisstange und damit der gesamten Lenkvorrichtung erzielt
werden.
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Weiterhin
wird die Drehung der Eingangswelle nicht auf die Schraubmutter,
sondern über die Drehübertragungseinrichtung auf
die Relaisstange übertragen, wobei die Drehübertragungseinrichtung eine
Bewegung der Relaisstange in der Axialrichtung zulässt.
Eine auf die Relaisstange wirkende Axiallast wirkt also nicht auf
die Drehübertragungseinrichtung, sodass der Aufbau der
Drehübertragungseinrichtung entsprechend vereinfacht werden kann.
Die Größe und das Gewicht der Lenkvorrichtung
der vorliegenden Erfindung können also reduziert werden.
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Wie
oben beschrieben, können die Größe und
das Gewicht der Lenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung im Vergleich
zu den herkömmlichen Aufbauten reduziert werden, sodass
die Lenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung optimal für
kleine Autos geeignet ist. Und weil die Größe
und das Gewicht der Lenkvorrichtung reduziert sind, ist auch die auf
das Lenkrad wirkende Last reduziert. Deshalb muss der Fahrer beim
Lenken einen geringeren Kraftaufwand aufwenden, sodass auf eine
motorisierte Lenkvorrichtung verzichtet werden kann, wodurch die
Energieeffizienz erhöht wird.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Beispiels für eine Lenkvorrichtung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus im Getriebekasten
einer Lenkvorrichtung zeigt, auf die die vorliegende Erfindung angewendet
ist.
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3 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die einen montierten Zustand
einer Keilmutter und einer Eingangswelle in Bezug auf den Getriebekasten
zeigt.
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4 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Haltemechanismus
gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist
eine vergrößerte Ansicht, die den Haltemechanismus
in einer gerade ausgerichteten Position der lenkbaren Räder
zeigt.
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6 ist
eine vergrößerte Ansicht, die den Haltemechanismus
zeigt, wenn die lenkbaren Räder betätigt werden.
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7 ist
eine vergrößerte Ansicht, die den Haltemechanismus
zeigt, wobei der verbundene Zustand zwischen dem Haltemechanismus
und der Relaisstange aufgehoben ist.
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8 ist
eine vergrößerte Ansicht, die einen Haltemechanismus
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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9 ist
eine perspektivische Explosionsansicht des Haltemechanismus von 8.
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10 ist
eine vergrößerte Ansicht, die den Haltemechanismus
gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt,
wenn die lenkbaren Räder betätigt werden.
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11 ist
eine vergrößerte Ansicht, die den Haltemechanismus
gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt,
wobei der verbundene Zustand zwischen dem Haltemechanismus und der
Relaisstange aufgehoben ist.
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12 ist
eine vergrößerte Ansicht, die einen Haltemechanismus
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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13 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Haltemechanismus
von 12.
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14 ist
eine vergrößerte Ansicht, die den Haltemechanismus
gemäß der dritten Ausführungsform zeigt,
wenn die lenkbaren Räder betätigt werden.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Im
Folgenden wird eine Lenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung im
Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Beispiels für eine Lenkvorrichtung.
Die Lenkvorrichtung umfasst eine Lenkwelle 2, auf die eine
Drehung eines Lenkrads 1 übertragen wird, eine
Relaisstange 3, die sich in Übereinstimmung mit
der Drehung der Lenkwelle 2 in einer Axialrichtung bewegt,
und ein Lenkgehäuse 4 zum Wandeln der Drehung
der Lenkwelle 2 zu einer Axialbewegung der Relaisstange 3, wobei
sich die Relaisstange 3 durch einen Getriebekasten 5 des
Lenkgehäuses 4 erstreckt. Naben 7 zum
Halten von rechten und linken lenkbaren Rädern 6 sind
mit Spurhebeln 9 versehen, wobei die Enden der Relaisstange 3 jeweils über
Spurstangen 10 mit den rechten und linken Spurhebeln 9 verbunden
sind. Die Verbindung zwischen den Spurhebeln 9 und den Spurstangen 10 und
die Verbindung zwischen den Spurstangen 10 und der Relaisstange 3 erfolgen
jeweils über kugelförmige Lager 11.
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Wenn
das Lenkrad 1 gedreht wird, um die Lenkwelle 2 in
einer der durch die Pfeillinie A angegebenen Richtungen zu drehen,
bewegt sich die Relaisstange 3 in der Axialrichtung (durch
die Pfeillinie B angegeben) in Übereinstimmung mit der
Drehrichtung, wobei die Spurstangen 10 die Spurhebel 9 drücken
und ziehen, sodass die rechten und linken lenkbaren Räder 6 wie
durch die Pfeillinien C angegeben schwenken und dadurch ihre Ausrichtung ändern.
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2 zeigt
ein Beispiel für das Lenkgehäuse 4, auf
das die vorliegende Erfindung angewendet wird, wobei es sich insbesondere
um eine perspektivische Ansicht handelt, in der der Getriebekasten 5 nicht
gezeigt ist. Die Relaisstange 3 erstreckt sich durch den
Getriebekasten des Lenkgehäuses 4 und weist eine
in ihrer Oberfläche ausgebildete Keilrille 30 entlang
einer Axialrichtung sowie eine spiralförmige Gewinderille 31 auf.
Die Keilrille 30 und die Gewinderille 31 sind
derart ausgebildet, dass sie einander in der Außenumfangsfläche
der Relaisstange 3 nicht überlagern, wobei eine
ringförmige Verbindungsvertiefung 32 zwischen
der Keilrille 30 und der Gewinderille 31 ausgebildet
ist.
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Eine
Keilmutter 35 ist mit der Keilrille 30 mit dazwischen
einer großen Anzahl von Kugeln verbunden. Die Keilmutter 35 kann
in Bezug auf die Relaisstange 3 in der Axialrichtung bewegt
werden und kann ein Drehmoment zwischen der Keilmutter 35 und
der Relaisstange 3 übertragen. Weiterhin wird die
Keilmutter 35 drehend in Bezug auf das Lenkgehäuse
gehalten, sodass die Relaisstange 3 zusammen mit der Keilmutter 35 gedreht
werden kann, wenn die Keilmutter 35 in Bezug auf das Keilgehäuse gedreht
wird.
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Eine
Schraubmutter 36 greift schraubend mit dazwischen einer
großen Anzahl von Kugeln in die der Gewinderille 31 ein,
sodass eine Kugelumlaufspindel durch die Relaisstange 3 und
die Schraubmutter 36 gebildet wird. Die Schraubmutter 36 ist
an dem Getriebekasten fixiert, sodass sich die Relaisstange 3 in
der Axialrichtung in Bezug auf die Schraubmutter 36 in Übereinstimmung
mit der Drehgröße der Relaisstange 3 bewegen
kann.
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Wenn
also eine Drehung auf die Keilmutter 35 wirkt, um die Relaisstange 3 zusammen
mit der Keilmutter 35 zu drehen, bewegt sich die Relaisstange 3 aufgrund
der Wirkung der Schraubmutter 36 in der Axialrichtung in Übereinstimmung
mit der Drehrichtung und der Drehgröße. In diesem
Fall dreht also die Keilmutter 35 die Relaisstange 3,
wobei sich die Relaisstange 3 in der Axialrichtung bewegen
kann.
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Weiterhin
sind die Spurstangen 10 jeweils über kugelförmige
Lager 37 mit beiden Enden der Relaisstange 3 verbunden.
In 2 ist eines der kugelförmigen Lager 37 an
dem linken Ende der Relaisstange 3 teilweise ausgeschnitten
gezeigt. Jedes der kugelförmigen Lager 37 wird
durch einen Kugelteil 37a, der an jeweils einem Ende der
Spurstangen 10 vorgesehen ist, und eine Halterung 37b,
die jeweils mit einem Endteil der Relaisstange 3 verbunden
ist und den Kugelteil 37 der entsprechenden Spurstange 10 hält,
gebildet, sodass die Spurstangen 10 also drehbar und schwenkbar
mit der Relaisstange 3 verbunden sind. Das Schwenkzentrum
der Spurstangen 10 entspricht dem Axialzentrum der Relaisstange 3. Und
obwohl nicht in 2 gezeigt, sind die Endteile der
Spurstangen 10 gegenüber dem Kugelteil 37a wie
oben beschrieben mit den Spurhebeln 9 verbunden. Wenn sich
also die Relaisstange 3 in der Axialrichtung bewegt, werden
die Spurhebel 9 durch die Spurstangen 10 gedrückt
und geschoben, sodass die Ausrichtung der lenkbaren Räder 6 in Übereinstimmung
mit der Axialbewegungsgröße der Relaisstange 3 geändert
werden kann. Die Drehung der Relaisstange 3 wird in Übereinstimmung
mit der Axialbewegung erzeugt. Dabei sind die einen Enden der Spurstangen 10 drehbar über
die kugelförmigen Lager 37 mit der Relaisstange 3 verbunden,
während die anderen Enden mit den Spurhebeln 9 verbunden
sind. Also auch wenn die Relaisstange 3 gedreht wird, absorbieren
die kugelförmigen Lager 37 die Drehung, sodass
die Spurstangen 10 nicht gedreht werden.
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Die
Drehung der Lenkwelle 2 wird auf die Eingangswelle 20 von 2 übertragen,
sodass die Eingangswelle 20 die Keilmutter 35 in Übereinstimmung
mit der Drehung der Lenkwelle 2 dreht. Ein Antriebskegelrad 21 ist
an dem vorderen Ende der Eingangswelle 20 fixiert, wobei
das Kegelrad 21 in ein angetriebenes Kegelrad 38 an
der Keilmutter 35 eingreift. Wenn also ein Fahrer das Lenkrad 1 dreht,
wird die Drehung auf die Keilmutter 35 übertragen,
wodurch die Relaisstange 3 gedreht wird. Die Kegelräder 21 und 38 und
die Keilmutter 35 entsprechen also einer Drehübertragungseinrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die einen montierten Zustand
der Keilmutter 35 und der Eingangswelle 20 in
Bezug auf das Lenkgehäuse zeigt. Ein Drehlager 39 ist
auf die Außenumfangsfläche der Keilmutter 35 gepasst,
und die Keilmutter 35 ist über das Drehlager 39 an
dem Getriebekasten 5 montiert. Die Relaisstange 3 kann
in der Axialrichtung in Bezug auf die Keilmutter 35 bewegt
werden, wobei die Keilmutter 35 die Axiallast der Relaisstange 3 nicht
trägt. So braucht das Drehlager 39 die Schublast
entlang der Axialrichtung der Relaisstange 3 nicht zu halten
und muss lediglich die Radiallast halten. Deshalb können
der Durchmesser und damit die Kosten des Drehlagers 39 reduziert
werden. Es ist zu beachten, dass eine Endkappe zum Ausbilden eines
Endloslaufs der Kugeln in der Keilmutter 35 durch das Bezugszeichen 41 von 3 angegeben wird,
wobei diese Endkappe an beiden Axialendflächen der Keilmutter 35 fixiert
wird.
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Die
Eingangswelle 20 mit dem Kegelrad 21 ist ebenfalls über
ein Drehlager 22 an dem Getriebekasten 5 fixiert.
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Die
Keilmutter 35 braucht die Schublast nicht zu tragen, sodass
die Keilmutter 35 nicht zwingend in Bezug auf den Getriebekasten 5 in
der Axialrichtung der Relaisstange 3 fixiert werden muss.
Ein ringförmiges elastisches Glied 40 ist zwischen
dem Drehlager 39 und dem Getriebekasten 5 vorgesehen
und drückt das Drehlager 39 und die Keilmutter 35 von
hinten in der Richtung, in der die Kegelräder 21 und 38 ineinander
greifen. Weiterhin ist ein elastisches Glied 23 zwischen
dem Drehlager 22, das die Drehung der Eingangswelle hält,
und dem Getriebekasten 5 vorgesehen, wobei das Kegelrad 21 in
der Richtung gedrückt wird, in der es in das Kegelrad 38 eingreift.
Dadurch wird ein Spiel zwischen dem Kegelrad 21 und dem
Kegelrad 38 beseitigt, wodurch die Reaktion der Axialbewegung
der Relaisstange 3 in Bezug auf den Betrieb des Lenkrads 1 verbessert
wird.
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In
dieser Lenkvorrichtung ist ein Haltemechanismus 50 vorgesehen,
der die Richtungsstabilität des Fahrzeugs erhöht,
ein gemäßigtes Lenkgefühl für
den Fahrer vorsieht und die Relaisstange 3 zu einer vorbestimmten
Position in Bezug auf den Getriebekasten 5 zurückversetzt.
Die vorbestimmte Position entspricht einer geraden Ausrichtung der
lenkbaren Räder 6. Wie in 2 gezeigt,
ist der Haltemechanismus 50 in dem Getriebekasten 5 vorgesehen, mit
der Relaisstange 3 verbunden und in Bezug auf den Getriebekasten 5 fixiert.
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4 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die den Haltemechanismus 50 zeigt.
Der Haltemechanismus 50 umfasst einen Halteblock 51,
der in die Verbindungsvertiefung 32 der Relaisstange 3 gepasst
ist, eine Führungsplatte 52 zum Führen
des Halteblocks 51 entlang der Axialrichtung der Relaisstange 3 und
ein Paar von Kolbengliedern 54, die durch Schraubenfedern 53 gedrückt
werden, um den Halteblock 51 aus entgegen gesetzten Richtungen zu
drücken. Auf der Fläche der Führungsplatte 52 ist ein
linearer Vorsprung entlang der Axialrichtung der Relaisstange 3 ausgebildet,
wobei der Halteblock 51 auf der Fläche der Führungsplatte 52 bewegt
werden kann, während er auf den linearen Vorsprung gepasst
ist. Die Kolbenglieder 54 werden durch die Schraubenfedern 53 gedrückt,
wobei die vorderen Endteile derselben in Kontakt mit den Gleitflächen des
Halteblocks 51 gehalten werden. Endplatten 55 zum
Sperren der Schraubenfedern 53 sind aufrecht an beiden
Längsenden der Führungsplatte 52 vorgesehen.
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Weiterhin
bewegt sich der Halteblock 51 in dem Haltemechanismus 50 nach
vorne und hinten in Bezug auf die Relaisstange 3 in Übereinstimmung mit
der Position des Halteblocks 51 auf der Führungsplatte 52,
um einen Passzustand des Halteblocks 51 in Bezug auf die
Verbindungsvertiefung 32 der Relaisstange 3 aufrechtzuerhalten
oder aufzuheben.
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Um
die oben beschriebene Funktion des Halteblocks 51 zu realisieren,
ist eine Regulierungsplatte 56 auf der Führungslatte 52 derart
vorgesehen, dass sie sich über das Paar von Endplatten 55 erstreckt. Der
Halteblock 51 ist in die Verbindungsvertiefung 32 der
Relaisstange 3 über einen Schlitz in der Regulierungsplatte 56 eingepasst.
Der Teil der Regulierungsplatte 56, an dem der Schlitz
ausgebildet ist, steht trapezförmig zu der Relaisstange 3 vor
und umfasst einen mittleren linearen Bereich 56a und sich
verjüngende Bereiche 56b auf beiden Seiten derselben. Schraubenfedern 57 sind
im Inneren des Halteblocks 51 aufgenommen und drücken
den Halteblock 51 in der Richtung, in der er von der Führungsplatte 52 getrennt
wird, d. h. zu der Relaisstange 3. Dementsprechend bewegt
sich der Halteblock 51 auf der Führungsplatte 52,
während er konstant in Kontakt mit der Regulierungsplatte 56 gehalten
wird, sodass er nach unten zu der Führungsplatte 52 gedrückt
wird, wenn er den linearen Bereich 56a verlässt
und in die sich verjüngenden Bereiche 56b eintritt.
Damit der Halteblock 51 sich wie oben beschrieben nach
vorne und nach hinten bewegen kann, sind Vertiefungsteile 52a in
der Fläche der Führungsplatte 52 in Übereinstimmung
mit den sich verjüngenden Bereichen 56b der Regulierungsplatte 56 ausgebildet.
Es ist zu beachten, dass die zwischen den Schraubenfedern 57 und
dem linearen Vorsprung der Führungsplatte 52 angeordneten
Gleitteile durch das Bezugszeichen 58 in 4 wiedergegeben
werden.
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Wenn
bei diesem Aufbau von keine externe Kraft auf den Haltebloch 51 wirkt,
wird der Halteblock 51 durch die Wirkung des Paares von
Kolbengliedern 54 in der Mitte der Führungsplatte 52 gehalten.
In diesem Fall wird der Halteblock 51 auf die Verbindungsvertiefung 32 der
Relaisstange 3 gepasst. Wenn der Halteblock 51 auf
der Führungsplatte 52 entlang der Achsenrichtung
der Relaisstange 3 gegen die Drückkraft einer
der Schraubenfedern 53 bewegt wird, wird der Halteblock 51 von
dem linearen Bereich 56a zu den sich verjüngenden
Bereichen 56b der Regulierungsplatte 56 verschoben.
In Übereinstimmung damit wird der Halteblock 51 allmählich
nach unten zu der Führungsplatte 52 gedrückt,
sodass der Passzustand des Halteblocks 51 in Bezug auf
die Verbindungsvertiefung 32 der Relaisstange 3 aufgehoben wird.
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5 bis 7 zeigen
die Bewegung des Haltemechanismus 50 in Bezug auf die Axialposition der
Relaisstange 3. 5 zeigt einen Zustand, in dem
keine externe Kraft auf den Halteblock 51 einwirkt. In
diesem Zustand sind die Drückkräfte der Schraubenfedern 53 auf
beiden Seiten des Halteblocks 51 ausgeglichen, sodass der
Halteblock 51 an der mittigen Position der Führungsplatte 52 gehalten
wird und in Bezug auf die Verbindungsvertiefung 32 der
Relaisstange 3 gepasst wird. Dieser Zustand entspricht
der geraden Ausrichtung der lenkbaren Räder 6.
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Wenn
der Fahrer in diesem Zustand das Lenkrad 1 dreht, um eine
Lenkbetätigung durchzuführen, bewegt sich die
Relaisstange 3 in der Axialrichtung, während sie
wie oben beschrieben gedreht wird. Der Halteblock 51 wird
also wie in 6 gezeigt auf der Führungsplatte 52 bewegt,
während er in die Verbindungsvertiefung 32 der
Relaisstange 3 gepasst ist, wobei nur eine der Schraubenfedern 53,
die gegen den Halteblock 51 drückt, komprimiert
wird. Wenn die Komprimierung verstärkt wird, drückt
die eine der Schraubenfedern 53 gegen den Halteblock 51 und
versetzt diesen mit einer größeren Drückkraft zu
der mittigen Position zurück, wobei die Drückkraft auch
gegen die Relaisstange 3 wirkt, an der der Halteblock 51 gepasst
ist. Dementsprechend wirkt eine Axialkraft zum Halten der lenkbaren
Räder 6 in der geraden Ausrichtung auf die Relaisstange 3.
Die Axialkraft wird durch die Schraubmutter 36 zu einem Drehmoment
der Relaisstange 3 und der Keilmutter 35 gewandelt
und über die Eingangswelle 20 und die Lenkwelle 2 zu
dem Lenkrad 1 übertragen.
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Eine
Kraft zum konstanten Halten der lenkbaren Räder 6 in
der geraden Ausrichtung wirkt also auf die Lenkvorrichtung, wodurch
die Stabilität des Fahrzeugs verbessert wird. Wenn der
Fahrer das Lenkrad 1 loslässt, wird das Lenkrad 1 automatisch zu
der mittigen Position für eine gerade Fahrt des Fahrzeugs
zurückversetzt. Dadurch kann die Belastung während
des Fahrens reduziert werden. Indem die Federkonstante der Schraubenfedern 53 zum Drücken
des Halteblocks 51 entsprechend gewählt wird,
kann ein gemäßigtes Widerstandsgefühl
für die Betätigung des Lenkrads 1 vorgesehen
werden, sodass das Betätigungsgefühl der Lenkvorrichtung
einfach geändert werden kann.
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Wenn
die Richtung der lenkbaren Räder 6 stark geändert
wird, wird der Halteblock 51 von der Verbindungsvertiefung 32 der
Relaisstange 3 gelöst, sodass die Drückkräfte
der Schraubenfedern 53 nicht von dem Halteblock 51 zu
der Relaisstange 3 übertragen werden. Wenn die
Relaisstange 3 weiter in der Axialrichtung in dem in 6 gezeigten
Zustand bewegt wird, wird der Halteblock 51 von dem linearen Bereich 56a zu
den sich verjüngenden Bereichen 56b der Regulierungsplatte 56 versetzt,
um durch die Regulierungsplatte 56 nach unten zu der Führungsplatte 52 gedrückt
zu werden. Folglich wird wie in 7 gezeigt
ein Verbindungszustand des Halteblocks 51 und der Verbindungsvertiefung 32 der Relaisstange 3 aufgehoben.
Wenn der Verbindungszustand des Halteblocks 51 und der
Relaisstange 3 auf diese Weise aufgehoben wird, kann die
Relaisstange 3 in der Axialrichtung bewegt werden, ohne die
Drückkräfte der Schraubenfedern 53 zu
erhalten, sodass der Fahrer das Lenkrad 1 einfach betätigen kann.
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Der
durch die Regulierungsplatte 56 nach unten gedrückte
Halteblock 51 wird an den Halteteilen 52a der
Führungsplatte 52 gehalten. Wenn der Halteblock 51 wieder
in die Verbindungsvertiefung 32 der Relaisstange 3 gepasst
wird, kann die Halteblock 51 nicht von den Vertiefungsteilen 52a gelöst
und auf der Führungsplatte 52 bewegt werden. Wenn
also ein Fahrer in dem Zustand von 7 das Lenkrad 1 in der
entgegen gesetzten Richtung zu der ursprünglichen mittleren
Position dreht, werden die Verbindungsvertiefung 32 der
Relaisstange 3 und der Halteblock 51 wieder wie
in 6 gezeigt ineinander gepasst. Danach kann das
Lenkrad 1 zu der mittleren Position zurückversetzt
werden, indem die Drückkräfte der Schraubenfedern 53 genutzt
werden.
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Unter
Verwendung des Haltemechanismus 50 mit dem oben beschriebenen
Aufbau kann also ein gemäßigtes Lenkgefühl
in Bezug auf die Betätigung des Lenkrads 1 nur
durch den mechanischen Aufbau und ohne elektrische Steuerung vorgesehen werden.
Wenn die Betätigungsgröße des Lenkrads 1 groß ist,
kann zudem das Lenken des Lenkrads 1 vereinfacht werden,
sodass eine kleinere und kostengünstigere Lenkvorrichtung
mit einem hervorragenden Lenkgefühl vorgesehen werden kann.
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8 zeigt
ein weiteres Beispiel für den Haltemechanismus. Der in 2 und 4 gezeigte Haltemechanismus 50 ist
neben der Relaisstange 3 vorgesehen, während der
in 8 gezeigte Haltemechanismus um die Relaisstange 3 herum
und koaxial zu dieser vorgesehen ist.
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9 ist
eine perspektivische Explosionsansicht des Haltemechanismus 60.
Der Haltemechanismus 60 umfasst einen Fixierungsaußenzylinder 61, der
locker um die Relaisstange 3 gepasst ist, eine Haltehülse 62,
die zwischen dem Fixierungsaußenzylinder 61 und
der Relaisstange 3 angeordnet ist, ein Paar von Schraubenfedern 63,
die koaxial zu der Relaisstange 3 einander gegenüberliegend
vorgesehen sind, um die Haltehülse 62 zu drücken,
und mehrere Kugeln 64, die einen Verbindungszustand zwischen
der Haltehülse 62 und der Relaisstange 3 vorzusehen.
Es ist zu beachten, dass in 9 der Fixierungsaußenzylinder 61 und
die Haltehülse 62 teilweise ausgeschnitten gezeigt
sind.
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Der
Fixierungsaußenzylinder 61 wird in dem Getriebekasten 5 gehalten,
und die Relaisstange 3 erstreckt sich durch den Fixierungsaußenzylinder 61, wobei
die Relaisstange frei in der Axialrichtung bewegt werden kann. Weiterhin
weist die Haltehülse 62 einen Außendurchmesser
auf, der kleiner als der Innendurchmesser des Fixierungsaußenzylinders 61 ist,
während ihr Innendurchmesser größer als
der Außendurchmesser der Relaisstange 3 ist, sodass
sie sich frei in der Axialrichtung zwischen dem Fixierungsaußenzylinder 61 und
der Relaisstange 3 bewegen kann. Außerdem sind
Aufnahmelöcher 62a für die Kugeln 64 in
einer Umfangsrichtung der Haltehülse 62 angeordnet,
wobei die Haltehülse 62 zwischen dem Fixierungsaußenzylinder 61 und
der Relaisstange 3 angeordnet ist, während die
Kugeln 64 in den Aufnahmelöchern 62a gehalten
werden. Die Kugeln 64 weisen einen Durchmesser auf, der
größer als der Abstand zwischen dem Fixierungsaußenzylinder 61 und
der Relaisstange 3 ist. Eine Verbindungsvertiefung 65 ist
entlang der Umfangsrichtung der Relaisstange 3 ausgebildet,
sodass, wenn die in den Aufnahmelöchern 62a der
Haltehülse 62 gehaltenen Kugeln 64 in
die Verbindungsvertiefung 65 gepasst sind, die Haltehülse 62 durch
den Fixierungsaußenzylinder 61 bedeckt werden
kann, ohne dass die Kugeln 64 gestört werden.
Wenn dabei die Haltehülse durch den Fixierungsaußenzylinder
bedeckt wird, können die Kugeln nicht aus der Verbindungsvertiefung
der Relaisstange gelöst werden, sodass der Verbindungszustand
zwischen der Haltehülse und der Relaisstange aufrechterhalten
wird.
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Die
Schraubenfedern 63 weisen jeweils ein Ende auf, das in
Kontakt mit der Haltehülse 62 gehalten wird, während
das andere Ende durch den Getriebekasten 5 gesperrt wird,
und drücken die Haltehülse 62 in entgegen
gesetzten Richtungen. Weiterhin entspricht eine Position, an der
die Drückkräfte der Schraubenfedern 63 ausgeglichen
sind, sodass die Haltehülse 62 gestoppt wird,
der Position, an der die Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange 3 dem
Axialzentrum des Fixierungsaußenzylinders 61 entspricht.
Wenn also das Lenkrad 1 nicht betätigt wird und
keine externe Kraft auf die Relaisstange 3 wirkt, wird
die Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange 3 an
der Längsmitte des Fixierungsaußenzylinders 61 positioniert.
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Weiterhin
sind in der Innenumfangsfläche des Fixierungsaußenzylinders 61 Haltevertiefungen 61a entlang
der Umfangsrichtung an Positionen ausgebildet, die etwas von den
geöffneten Enden versetzt sind. Wenn in Übereinstimmung
mit der Bewegung der Relaisstange 3 in Bezug auf den Fixierungsaußenzylinder 61 die
durch die Haltehülse 62 gehaltenen Kugeln 64 die
Positionen erreichen, an denen die Haltevertiefungen 61a ausgebildet
sind, werden die Kugeln 64 von der Verbindungsvertiefung 65 der
Relaisstange 3 gelöst, um in die Haltevertiefungen 61a des
Fixierungsaußenzylinders 61 gepasst zu werden.
Dadurch wird der Verbindungszustand zwischen der Relaisstange 3 und
der Haltehülse 62 aufgehoben.
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Weiterhin
ist eine Passnut 66 in der Relaisstange 3 entlang
der Axialrichtung derselben ausgebildet, wobei ein vorderes Ende
eines sich durch die Haltehülse 62 erstreckenden
Stiftes 62b in die Passnut 66 gepasst ist. Wenn
die Relaisstange 3 gedreht wird, wird auch die Haltehülse 62 im
Inneren des Fixierungsaußenzylinders 61 zusammen
mit der Relaisstange 3 gedreht.
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8 zeigt
einen Zustand, in dem das Paar von Schraubenfedern 63 gleichmäßige
Drückkräfte ausüben und die lenkbaren
Räder 6 in der geraden Ausrichtung bleiben. In
diesem Fall werden die in den Aufnahmelöchern der Haltehülse
gehaltenen Kugeln in die Verbindungsvertiefung der Relaisstange
gepasst, wobei die Kugeln in der Längsmitte der Fixierungsaußenzylinders
positioniert sind. Wenn in diesem Zustand der Fahrer das Lenkrad 3 dreht,
um eine Lenkbetätigung durchzuführen, bewegt sich
die Relaisstange 3 in der Axialrichtung, während
sie wie oben beschrieben gedreht wird. Dabei werden die Kugeln 64 in
die Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange 3 gepasst
und wird der Verbindungszustand der Haltehülse 62 und
der Relaisstange 3 aufrechterhalten. Wie in 10 gezeigt,
wird die Haltehülse 62 in der Axialrichtung im
Inneren des Fixierungsaußenzylinders 61 zusammen
mit der Relaisstange 3 bewegt, sodass nur eine der Schraubenfedern 63,
die die Haltehülse 62 drückt, komprimiert wird.
Deshalb wird die Drückkraft zum Drücken und Zurückversetzen
der Haltehülse 62 zu der mittigen Position von
den Schraubenfedern 63 ausgeübt und wirkt über
die Kugeln 64 auch auf die Relaisstange 3. Dementsprechend
wirkt eine Axialkraft zum Halten der lenkbaren Räder 6 in
der geraden Ausrichtung auf die Relaisstange 3. Diese Axialkraft
wird durch die Schraubmutter 36 zu einem Drehmoment der
Relaisstange 3 und der Keilmutter 35 gewandelt
und über die Eingangswelle 20 und die Lenkwelle 2 zu dem
Lenkrad 1 übertragen.
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Wenn
dagegen die Ausrichtung der lenkbaren Räder 6 stark
geändert wird, werden die Kugeln 64 aus der Verbindungsvertiefung 65 der
Relaisstange 3 gelöst, sodass die Drückkräfte
der Schraubenfedern 63 nicht von der Haltehülse 62 auf
die Relaisstange 3 übertragen werden. Wenn die
Relaisstange 3 in dem in 10 gezeigten
Zustand weiter in der Axialrichtung bewegt wird, erreichen die Kugeln 64 die
Positionen, an denen die Haltevertiefungen 61a des Fixierungsaußenzylinders 61 wie
in 11 gezeigt ausgebildet sind, sodass sie aus der
Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange gelöst
werden können. Die Kugeln 64 werden also aus der
Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange 3 gelöst
und in die Haltevertiefungen 61a des Fixierungsaußenzylinders 61 gepasst,
wodurch der Verbindungszustand zwischen der Relaisstange 3 und
der Haltehülse 62 aufgehoben wird. Wenn der Verbindungszustand zwischen
der Haltehülse 62 und der Relaisstange 3 auf
diese Weise aufgehoben wird, kann die Relaisstange 3 in
der Axialrichtung bewegt werden, ohne die Drückkräfte
der Schraubenfedern 63 zu empfangen, sodass der Fahrer
das Lenkrad 1 einfach betätigen kann.
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Wenn
das Lenkrad 1 durch den Fahrer in der entgegen gesetzten
Richtung zu der ursprünglichen, mittigen Position gedreht
wird und zu der Position zurückversetzt wird, an der die
Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange 3 über
den Halterillen 61a liegt, werden die Kugeln 64 wieder
in die Verbindungsvertiefung 65 gepasst und aus den Haltevertiefungen 61a des
Fixierungsaußenzylinders 61 gelöst, sodass die
Haltehülse 62 mit der Relaisstange 3 verbunden wird.
Danach kann das Lenkrad 1 zu der mittigen Position zurückversetzt
werden, indem die Drückkräfte der Schraubenfedern 63 genutzt
werden.
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Der
Haltemechanismus 60 von 8 erfüllt dieselbe
Funktion wie der Haltemechanismus 50 von 2.
Es ist zu beachten, dass der Haltemechanismus 60 koaxial
zu der Relaisstange 3 vorgesehen ist, sodass Installationsraum
in dem Getriebekasten 5 gespart werden kann, wodurch eine
weitere Verkleinerung und Gewichtsreduktion der gesamten Lenkvorrichtung
ermöglicht wird.
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12 zeigt
eine dritte Ausführungsform des Haltemechanismus.
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Ein
Haltemechanismus 70 gemäß der dritten Ausführungsform
ist koaxial zu der Relaisstange 3 vorgesehen und umgibt
dieselbe ähnlich wie der Haltemechanismus 60 gemäß der
zweiten Ausführungsform von 8. In dem
Haltemechanismus 60 gemäß der zweiten
Ausführungsform ist eine große Anzahl von Kugeln 64 in
Bezug auf die Haltehülse 62 angeordnet, die zusammen
mit der Relaisstange 3 gedreht wird, sodass das Paar von
Schraubenfedern 63 gegen die Haltehülse 62 stößt.
In der dritten Ausführungsform ist keine Haltehülse 6 vorgesehen
und ist ein Paar von Halteringen 71, die in Bezug auf die Relaisstange 3 gedreht
werden können, zwischen den Kugeln 64 und den
Schraubenfedern 63 vorgesehen sind, sodass die Schraubenfedern 63 in
einem Druckkontakt mit Bezug auf die Lagerringe 71 gehalten
werden.
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13 ist
eine perspektivische Explosionsansicht des Haltemechanismus 70.
Der Haltemechanismus 70 umfasst die mehreren Kugeln 64,
die entlang der Umfangsrichtung der Relaisstange 3 angeordnet
sind und als Halteglied dienen, die ringförmige Verbindungsvertiefung 65,
die entlang der Umfangsrichtung der Relaisstange 3 ausgebildet
ist, um mit den Kugeln 64 verbunden zu werden, den Fixierungsaußenzylinder 61,
der an dem Lenkgehäuse fixiert ist, um die Kugeln 62 zwischen dem
Fixierungsaußenzylinder 61 und der Relaisstange 3 einzuschließen,
das Paar von Schraubenfedern 63, um die Kugeln 64 von
beiden Seiten in der Axialrichtung der Relaisstange 3 in
entgegen gesetzten Richtungen zu drücken, und das Paar
von Lagerringen 71, das zwischen den Schraubenfedern 63 und
den Kugeln 64 angeordnet ist. Es ist zu beachten, dass
der Aufbau des Fixierungsaußenzylinders 61, der
Kugeln 64, der Schraubenfedern 63 und der Verbindungsvertiefung 65 gleich
demjenigen in der dritten Ausführungsform von 8 bis 11 ist.
Weiterhin ist in 13 der Fixierungsaußenzylinder 61 teilweise
ausgeschnitten gezeigt.
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Weiterhin
weisen in der dritten Ausführungsform die Kugeln 64 einen
Durchmesser auf, der größer als der Abstand zwischen
dem Fixierungsaußenzylinder 61 und der Relaisstange 3 ist.
In dem Zustand, in dem die Kugeln 64 in die Verbindungsvertiefung 65 der
Relaisstange 3 gepasst sind, können die Kugeln 64 durch
den Fixierungsaußenzylinder 61 bedeckt werden,
ohne dass die Kugeln 64 gestört werden. Wenn dabei
die Kugeln 64 in der Verbindungsvertiefung 65 durch
den Fixierungsaußenzylinder 61 bedeckt werden,
können die Kugeln 64 nicht von der Verbindungsvertiefung 65 der
Relaisstange 3 gelöst werden, wodurch die Kugeln 64 mit
der Relaisstange 3 in der Axialrichtung der Relaisstange 3 verbunden werden.
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Weiterhin
sind die Lagerringe 71 auf beiden Seiten der Kugeln 64 in
der Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange 3 angeordnet
und werden die Schraubenfedern 63 betrieben, um die Kugeln 64 in entgegen
gesetzten Richtungen mit dazwischen den Lagerringen 71 zu
drücken. Die Position, an der die Drückkräfte
der Schraubenfedern 63 ausgeglichen sind, entspricht der
Position, an der die Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange 3 dem
Axialzentrum des Fixierungsaußenzylinders 61 entspricht.
Dementsprechend wird in dem Zustand, in dem das Lenkrad 1 nicht
betätigt wird und keine externe Kraft auf die Relaisstange 3 wirkt,
wie in 12 gezeigt die Verbindungsvertiefung 65 der
Relaisstange 3 an der Längsmitte des Fixierungsaußenzylinders 61 positioniert.
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Weiterhin
sind ähnlich wie in der zweiten Ausführungsform
auf der Innenumfangsfläche des Fixierungsaußenzylinders 61 das
Paar von Haltevertiefungen 61a an Positionen ausgebildet,
die etwas zu den geöffneten Enden versetzt sind. Wenn sich also
die Relaisstange 3 in der Axialrichtung in Übereinstimmung
mit dem Betätigung des Lenkrads 1 bewegt, erreichen
die in die Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange 3 eingepassten
Kugeln 64 die Positionen, an denen die Haltevertiefungen 61a ausgebildet
sind, sodass die Kugeln 64 aus der Verbindungsvertiefung 65 der
Relaisstange 3 gelöst und in die Haltevertiefungen 61a des
Fixierungsaußenzylinders 61 gepasst werden. Dadurch
wird der Verbindungszustand der Relaisstange 3 und der
Haltehülse 62 aufgehoben.
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12 zeigt
einen Zustand, in dem das Paar von Schraubenfedern 63 gleichmäßig
Drückkräfte ausüben und die lenkbaren
Räder 6 in der geraden Ausrichtung gehalten werden.
In diesem Fall werden die Kugeln 64 in die Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange 3 gepasst
und werden die Kugeln 64 an der Längsmitte der
Fixierungsaußenzylinder 61 positioniert. Wenn
der Fahrer das Lenkrad 1 in diesem Zustand dreht, um eine
Lenkbetätigung durchzuführen, bewegt sich die
Relaisstange 3 wie oben beschrieben in der Axialrichtung,
während sie gedreht wird. In diesem Fall werden die Kugeln 64 in
die Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange 3 gepasst. Wie
in 14 gezeigt, werden die Kugeln 64 in der Axialrichtung
im Inneren des Fixierungsaußenzylinders 61 zusammen
mit der Relaisstange 3 bewegt, sodass nur eine der Schraubenfedern 63,
die die Kugeln 64 über einen entsprechenden der
Lagerringe 71 drückt, komprimiert wird. Auf diese
Weise wirkt die durch die Schraubenfedern 63 ausgeübte
Drückkraft zum Drücken und Zurückversetzen
der Kugeln 64 zu der mittigen Position des Fixierungsaußenzylinders 61 über
die Kugeln 64 auch auf die Relaisstange 3. Schließlich
wird die Drückkraft als Kraft zum Halten der lenkbaren
Räder 6 in der gerade Ausrichtung auf das Lenkrad 1 übertragen.
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Wenn
die Ausrichtung der lenkbaren Räder 6 stark geändert
wird, werden die Relaisstange 3 und die Kugeln 64 voneinander
getrennt, wenn die Kugeln 64 die Haltevertiefungen 61a des
Fixierungsaußenzylinders 61 erreichen, sodass
die Drückkräfte der Schraubenfedern 63 nicht
auf die Relaisstange 3 wirken. 14 zeigt
einen Zustand, in dem die Kugeln eine der Haltevertiefungen 61a des
Fixierungsaußenzylinders 61 erreicht haben. Auch
wenn die Relaisstange 3 weiter in der Axialrichtung bewegt wird,
indem das Lenkrad 1 in diesem Zustand betätigt wird,
wirken die Drückkräfte der Schraubenfedern 63 nicht
auf die Relaisstange 3. Deshalb kann die Relaisstange einfach
in der Axialrichtung bewegt werden, sodass der Fahrer das Lenkrad 1 mit
einem geringen Kraftaufwand betätigen kann.
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Wenn
das Lenkrad 1 durch den Fahrer in der entgegen gesetzten
Richtung zu der ursprünglichen mittigen Position gedreht
und zu der Position zurückversetzt wird, an der die Verbindungsvertiefung 65 der
Relaisstange 3 über den Haltevertiefungen 61a des
Fixierungsaußenzylinders 61 liegt, werden die Kugeln 64 wieder
in die Verbindungsvertiefung 65 der Relaisstange 3 gepasst
und aus den Haltevertiefungen 61a des Fixierungsaußenzylinders 61 gelöst,
sodass die Kugeln 64 mit der Relaisstange 3 verbunden werden.
Danach kann das Lenkrad 1 zu der mittigen Position zurückversetzt
werden, indem die Drückkräfte der Schraubenfedern 63 genutzt
werden.
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In
der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform wird das
Paar von Schraubenfedern 63 in einem direkten Kontakt zu
der Haltehülse 62 gehalten, die zusammen mit der
Relaisstange 3 gedreht wird. Wenn also die Drückkräfte
der Schraubenfedern 63 groß sind, besteht das
Risiko, dass die Reibungskräfte zwischen den Schraubenfedern 63 und der
Haltehülse 62 größer werden,
sodass die Drehung der Relaisstange 3 und damit der Betrieb
des Lenkrads 1 schwerer wird. In der dritten Ausführungsform
dagegen sind die Lagerringe 71 mit einer geringen Reibung
auf beiden Seiten der Kugeln 64 in der Verbindungsvertiefung 65 in
der Relaisstange 3 angeordnet und werden die Schraubenfedern 63 in einem
Kontakt mit den Lagerringen 71 gehalten. Die Lagerringe 71 können
frei in Bezug auf die Relaisstange 3 und die Kugeln 64 gedreht
werden, und die in Kontakt mit den Lagerringen 71 gehaltenen
Kugeln 64 können ebenfalls frei in Bezug auf die
Umfangsrichtung der Relaisstange 3 gedreht werden. Deshalb wird
eine Drehung der Relaisstange 3 nicht durch die Druckkraft
der Schraubenfedern 63 verhindert, sodass das Lenkrad 1 im
Vergleich zu der zweiten Ausführungsform leicht gedreht
werden kann.
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Zusammenfassung
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Es
wird eine Lenkvorrichtung mit einer reduzierten Größe
und einem reduzierten Gewicht angegeben, die auch auf ein Fahrzeug
mit einem kleinen Motorraum wie etwa ein Auto mit einem Vorderradantrieb
angewendet werden kann. Die Lenkvorrichtung umfasst: eine Relaisstange
(3), die drehbar in Bezug auf einen Getriebekasten (5)
gehalten wird und eine spiralförmige Kugelumlaufrille aufweist;
eine Eingangswelle (20), auf die eine Drehung einer Lenkwelle
(2) übertragen wird; eine Drehübertragungseinrichtung
(21, 38, 35) zum Wandeln der Drehung
der Eingangswelle zu einer Drehbewegung der Relaisstange, wobei
sich die Relaisstange in einer Axialrichtung bewegen kann; eine
Schraubmutter (36), die schraubend in die Kugelumlaufrille
der Relaisstange mit dazwischen einer großen Anzahl von
Kugeln eingreift und an dem Getriebekasten fixiert ist, wobei sich
die Relaisstange in Übereinstimmung mit der Drehung der
Relaisstange in der Axialrichtung bewegen kann; ein Paar von Spurstangen
(10) zum Bewegen der lenkbaren Räder in Übereinstimmung
mit der Axialbewegung der Relaisstange; und ein Paar von kugelförmigen
Lagern (11) zum Übertragen der Axialbewegung der
Relaisstange auf die Spurstangen (10), ohne dass die Drehbewegung
der Relaisstange auf die Spurstangen übertragen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2005-199776
A [0003, 0005]
- - JP 2004-284407 A [0005, 0005]