DE112008003397T5

DE112008003397T5 - Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE112008003397T5
Application number: DE112008003397T
Authority: DE
Inventors: Hajime Toyota-shi Tanaka; Tomonari Yamakawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-10-07
Also published as: JP2009143429A; WO2009077832A8; WO2009077832A1; CN101903233A; US20100263474A1

Abstract

Lenkvorrichtung, gekennzeichnet durch:
eine Eingangswelle, die eine von einem Lenkrad eingegebene Lenkkraft überträgt;
eine Ausgangswelle, die eine Lenkkraft, mit welcher Räder gelenkt werden, überträgt; und
einen Exzenterbolzenmechanismus, der einen Exzenter und eine Anpassungsplatte aufweist, wobei
die Ausgangswelle an einer Stelle angeordnet ist, die bezüglich der Eingangswelle radial versetzt ist, und mit entweder dem Exzenter oder der Anpassungsplatte verbunden ist,
die Anpassungsplatte bzw. der Exzenter mit der Eingangswelle verbunden ist, und
ein mittleres Aufnahmeteil, das den Exzenterbolzenmechanismus aufnimmt, separat von einem eingangsseitigen Aufnahmeteil, das die Eingangswelle aufnimmt, und einem ausgangsseitigen Aufnahmeteil, das die Ausgangswelle aufnimmt, ausgebildet ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung, welche in einem Fahrzeug, wie z. B. einem Personenkraftwagen, einem Lastwagen und einem Bus, eingesetzt wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine in einem Fahrzeug verwendete Lenkvorrichtung weist z. B. ein Lenkrad, eine Säulenwelle, eine Drehmomentsensoreingangswelle, eine Zwischenwelle und einen Zahnstangenmechanismus auf. Die Säulenwelle wird durch ein Säulenrohr drehbar gelagert. Die Drehmomentsensoreingangswelle wird durch ein Drehmomentsensorgehäuse drehbar gelagert. Die obige Lenkvorrichtung weist einen Exzenterbolzenmechanismus auf, welcher ein variables Verhältnis zwischen einer Lenkwinkeleingabe vom Lenkrad zu einem Lenkwinkel der Drehmomentsensoreingangswelle bereitstellt, wie dies z. B. in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung JP 3-227772 A beschrieben ist.
Um jedoch den Exzenterbolzenmechanismus bei einer Lenkvorrichtung zu verwenden, wird das Verhältnis eines Achsversatzbetrages b zwischen der Drehmomentsensoreingangswelle und der Säulenwelle zu einem Achsversatzbetrag a zwischen der Drehmomentsensoreingangswelle und dem Exzenterbolzen, d. h. die Exzentrizität e (= b/a), eingestellt, um dadurch ein Winkelübertragungsverhältnis auf einen Wert einzustellen, welcher für die für jedes Fahrzeug jeweils notwendige Bedienbarkeit und Stabilität geeignet ist. Wenn dabei für die Fahrzeuge der Achsversatzbetrag b eingestellt wird, ist es notwendig, die Form eines ausgangsseitigen Abschnitts des Säulenrohrs und die Form eines eingangsseitigen Abschnitts des Drehmomentsensorgehäuses von Fahrzeug zu Fahrzeug zu verändern. Dieses Problem führt zu einer Erhöhung der Anzahl der Komponentenbauarten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt eine Lenkvorrichtung bereit, welche eine Erhöhung der Anzahl der Komponentenbauarten verhindern kann.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung, welche aufweist: eine Eingangswelle, die eine Lenkkrafteingabe von einem Lenkrad überträgt; eine Ausgangswelle, die eine Lenkkraft, mit welcher Räder gelenkt werden, überträgt; und einen Exzenterbolzenmechanismus, der einen Exzenter bzw. eine Exzenterscheibe und eine Anpassungsplatte aufweist. Bei der obigen Lenkvorrichtung ist die Ausgangswelle an einer Stelle angeordnet, welche bezüglich der Eingangswelle radial versetzt ist, und mit entweder der Exzenterscheibe oder der Anpassungsplatte verbunden, wobei die andere von der Exzenterscheibe und der Anpassungsplatte mit der Eingangswelle verbunden ist. Ein mittleres Aufnahmeteil, welches den Exzenterbolzenmechanismus aufnimmt, ist separat von einem eingangsseitigen Aufnahmeteil, das die Eingangswelle aufnimmt, und einem ausgangsseitigen Aufnahmeteil, das die Ausgangswelle aufnimmt, ausgebildet.
Die Ausgangswelle kann mit der Anpassungsplatte verbunden sein und die Exzenterscheibe kann mit der Eingangswelle verbunden sein.
Die Exzenterscheibe kann einen ersten Vorsprung aufweisen, welcher zur Eingangsseite hin vorspringt, die Eingangswelle kann eine erste Ausnehmung an ihrer Ausgangsseite aufweisen und die erste Ausnehmung kann mit dem ersten Vorsprung verbunden sein.
Die Anpassungsplatte kann eine zweite Ausnehmung aufweisen, welche von einer Ausgangsseite zur Eingangsseite hin zurücktritt, die Ausgangswelle kann einen zweiten Vorsprung an ihrer Eingangsseite aufweisen und der zweite Vorsprung kann mit der zweiten Ausnehmung verbunden sein.
Das mittlere Aufnahmeteil kann mittels Schrauben mit dem eingangsseitigen Aufnahmeteil und dem ausgangsseitigen Aufnahmeteil verschraubt sein.
Das eingangsseitige Aufnahmeteil kann ein Säulenrohr, das die Eingangswelle umgibt, und ein Säulenrohrgehäuse, das einen Verbindungsabschnitt umgibt, an dem die Eingangswelle mit der Exzenterscheibe oder der Anpassungsplatte verbunden ist, aufweisen, wobei der Außendurchmesser des mittleren Aufnahmeteils im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Säulenrohrgehäuses sein kann.
Der Innendurchmesser des mittleren Aufnahmeteils kann in Abhängigkeit der Position der Ausgangswelle, die bezüglich der Eingangswelle radial versetzt ist, geändert werden.
Der Exzenterbolzenmechanismus kann einen Exzenterbolzen an einer Oberfläche der Anpassungsplatte, die der Exzenterscheibe zugewandt ist, aufweisen und der Exzenterbolzen kann an einer Stelle angeordnet sein, die bezüglich einer Mittelachse der Anpassungsplatte radial versetzt ist.
Ein Achsversatzbetrag zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle kann kleiner als ein Achsversatzbetrag zwischen dem Exzenterbolzen und der Mittelachse der Anpassungsplatte sein.
Der Exzenterbolzenmechanismus kann den Achsversatzbetrag zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle einstellen, um so ein Winkelübertragungsverhältnis einzustellen, welches die Beziehung zwischen einer Lenkwinkeleingabe von dem Lenkrad und einer Lenkwinkelausgabe von der Ausgangswelle wiedergibt.
Somit ist es nicht notwendig, das eingangsseitige Aufnahmeteil oder das ausgangsseitige Aufnahmeteil von Fahrzeug zu Fahrzeug zu ändern, da lediglich das mittlere Aufnahmeteil geändert werden muss. Somit ist es möglich, eine Erhöhung der Anzahl von Komponentenbauarten von Fahrzeug zu Fahrzeug zu verhindern.
Gemäß der Aspekte der Erfindung ist es möglich, eine Lenkvorrichtung bereitzustellen, welche eine Erhöhung der Zahl der Komponentenbauarten verhindern kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale, Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Lenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine vergrößerte schematische Ansicht der in der 1 gezeigten Lenkvorrichtung;
3 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in der 2;
4 eine weitere vergrößerte schematische Ansicht der in der 1 gezeigten Lenkvorrichtung;
5 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in der 4;
6 ein Diagramm, das die Charakteristiken der Lenkvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
7 ein Diagramm, das die Charakteristik der Lenkvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Lenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. 2 ist eine vergrößerte schematische Ansicht einer Ausgangsseite der Lenkvorrichtung bezüglich eines Exzenterbolzenmechanismus. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in der 2. 4 ist eine vergrößerte schematische Ansicht der Ausgangsseite der Lenkvorrichtung bezüglich des Exzenterbolzenmechanismus. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in der 4.
Wie in der 1 gezeigt ist, weist eine Lenkvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein (nicht gezeigtes) Lenkrad, eine Säulenwelle 2, eine Säulenwelle 3, ein oberes Säulenrohr 4, ein unteres Säulenrohr 5, eine Exzenterscheibe 6, einen Exzenterbolzen 7, eine Anpassungsplatte 8, ein Säulenrohrgehäuse 9, ein mittleres Gehäuse 10, eine Drehmomentsensoreingangswelle 11, einen Torsionsstab 12, einen Drehmomentsensor 13, ein Drehmomentsensorgehäuse 14, ein Schneckenrad 15, eine (nicht gezeigte) elektronische Steuereinheit einer elektrischen Servolenkung (EPSECU), einen (nicht gezeigten) Motor, eine untere Welle 16 und ein Schneckengehäuse 17.
Die Eingangsseite der Säulenwelle 2 ist mit dem (nicht gezeigten) Lenkrad gekoppelt. Die Ausgangsseite der Säulenwelle 2 ist hohlzylinderförmig. Die Säulenwelle 3 ist mit dem Hohlzylinderabschnitt der Ausgangsseite der Säulenwelle 2 kerbverzahnt, so dass sie axial verschiebbar ist. Dieser Aufbau fängt eine axiale Verschiebung zwischen der Säulenwelle 2 und der Säulenwelle 3.
Die Säulenwelle 2 überträgt eine Lenkkraft eines Fahrers, die von dem (nicht gezeigten) Lenkrad eingegeben wird, auf die Säulenwelle 3. Die Säulenwelle 3 überträgt die von der Säulenwelle 2 eingegebene Lenkkraft auf die Exzenterscheibe 6. Somit bildet die Säulenwelle 3 eine Eingangswelle.
Das obere Säulenrohr 4 umgibt die Säulenwelle 2 und lagert auch drehbar die Säulenwelle 2. Das untere Säulenrohr 5 umgibt die Säulenwelle 3 und lagert ebenfalls drehbar die Säulenwelle 3.
Die Exzenterscheibe 6, der Exzenterbolzen 7 und die Anpassungsplatte 8 werden zusammengebaut und bilden einen Exzenterbolzenmechanismus. Die Exzenterscheibe 6 hat einen kreiszylinderförmigen ersten Vorsprung, welcher zur Eingangsseite hin vorspringt. Die Ausgangsseite der Säulenwelle 3 hat eine geschlossene zylinderförmige erste Ausnehmung, mit welcher der erste Vorsprung zur Verbindung eingesetzt werden kann. Diese erste Ausnehmung und dieser erste Vorsprung haben jeweils (nicht gezeigte) Verzahnungen oder Passfedern. Durch Einsetzen des ersten Vorsprungs in die erste Ausnehmung zur Verbindung ist die Exzenterscheibe 6 koaxial mit der Ausgangsseite der Säulenwelle 3 verbunden.
Die Ausgangsseite der Anpassungsplatte 8 hat eine zylindrische zweite Ausnehmung, welche von der Ausgangsseite zur Eingangsseite hin zurücktritt. Die Eingangsseite der Drehmomentsensoreingangswelle 11, die als eine Ausgangswelle dient, hat einen kreissäulenförmigen zweiten Vorsprung, der zur Eingangsseite hin vorspringt. Der zweite Vorsprung kann zur Verbindung in die zweite Ausnehmung eingesetzt werden.
Diese zweite Ausnehmung und dieser zweite Vorsprung haben jeweils (nicht gezeigte) Verzahnungen oder Passfedern. Durch Einsetzen des zweiten Vorsprungs in die zweite Ausnehmung zur Verbindung wird die Drehmomentsensoreingangswelle 11, die als die Ausgangswelle dient, koaxial mit der Anpassungsplatte 8 verbunden.
Der scheibenförmige Exzenter 6 wird an seiner Außenumfangsfläche über ein Lager durch das Säulenrohrgehäuse 9 und das mittlere Gehäuse 10 drehbar gelagert. Ein zylindrischer Abschnitt ist an einer Eingangsseite des Säulenrohrgehäuses 9, welche in der 1 auf der rechten Seite ist, vorgesehen, um zur Eingangsseite hin vorzuspringen. Das untere Säulenrohr 5 ist mit einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts durch Bördeln verbunden.
Ein Lagerflächenabschnitt ist an einer Ausgangsseite des Säulenrohrgehäuses 9 an einer Stelle der Außenumfangsfläche vorgesehen, an welcher die Säulenwelle 3 bezüglich der Drehmomentsensoreingangswelle 11 um einen ersten Achsversatzbetrag b versetzt ist. Der Lagerflächenabschnitt wird verwendet, um das mittlere Gehäuse 10 mit dem Säulenrohrgehäuse 9 zu verbinden, indem eine Schraube in ein in dem mittleren Gehäuse 10 ausgebildetes Innengewinde eingeschraubt wird. Das Säulenrohrgehäuse 9 und das untere Säulenrohr 5 bilden zusammen ein eingangsseitiges Aufnahmeteil, das die Säulenwelle 3 aufnimmt.
Darüber hinaus ist ein fester Abschnitt an einer Ausgangsseite des mittleren Gehäuses 10 an einem Abschnitt vorgesehen, welcher axial dem Drehmomentsensorgehäuse 14 zugewandt ist. Der feste Abschnitt wird verwendet, um das mittlere Gehäuse 10 mit dem Drehmomentsensorgehäuse 14 zu verbinden, indem Schrauben in eine Vielzahl von in dem Drehmomentsensor 14 ausgebildeten Innengewinden geschraubt werden. Das mittlere Gehäuse 10 bildet ein mittleres Aufnahmeteil, das die Exzenterscheibe 6, den Exzenterbolzen 7 und die Anpassungsplatte 8 aufnimmt. Die Exzenterscheibe 6, der Exzenterbolzen 7 und die Anpassungsplatte 8 bilden den Exzenterbolzenmechanismus.
Das Drehmomentsensorgehäuse 14 ist hohlzylinderförmig. Das Drehmomentsensorgehäuse 14 bildet ein ausgangsseitiges Aufnahmeteil, das die Drehmomentsensoreingangswelle 11 und den Drehmomentsensor 13 aufnimmt.
Die Drehmomentsensoreingangswelle 11 ist hohlzylinderförmig. Die Eingangsseite des Torsionsstabs 12 ist über eine Kerbverzahnung oder Passfederverbindung drehbar mit der Innenumfangsfläche der Eingangsseite der Drehmomentsensoreingangswelle 11 antriebsmäßig verbunden. Auf ähnliche Weise ist die Ausgangsseite des Torsionsstabs 12 über eine Kerbverzahnung oder eine Passfederverbindung mit der Innenumfangsseite der hohlzylindrischen unteren Welle 16 antriebsmäßig verbunden.
Die Drehmomentsensoreingangswelle 11 ist an einer Stelle angeordnet, die bezüglich der Säulenwelle 11 um den ersten Achsversatzbetrag b radial versetzt ist. Darüber hinaus ist die Drehmomentsensoreingangswelle 11 antriebsmäßig mit der unteren Welle 16 über den Torsionsstab 12 so verbunden, dass sie in Umfangsrichtung verschiebbar ist. Das Schneckenrad 15 ist drehbar mit der unteren Welle 16 antriebsmäßig verbunden. Die Eingangsseite der unteren Welle 16 bezüglich des Schneckenrads 15 überein Lager drehbar durch das Drehmomentsensorgehäuse 14 gelagert. Die Ausgangsseite der unteren Welle 16 bezüglich des Schneckenrads 15 wird durch das Schneckengehäuse 17 über ein Lager drehbar gelagert.
Der Drehmomentsensor 13 erfasst eine vom Lenkrad eingegebene Lenkkraft des Fahrers entsprechend einer Relativverschiebung der Drehmomentsensoreingangswelle 11 bezüglich der unteren Welle 16 und gibt die erfasste Lenkkraft an die EPSECU aus.
Die EPSECU umfasst z. B. eine CPU, einen ROM, einen RAM und einen Datenbus, der diese miteinander verbindet. Gemäß einem in dem ROM gespeicherten Programm führt die ECU den nachfolgend beschriebenen Prozess durch.
Die EPSECU steuert den Antrieb des Motors um eine Hilfskraft auf der Basis der durch den Drehmomentsensor 13 erfassten Lenkkraft zu erzeugen. Eine durch den Motor erzeugte Antriebskraft treibt das Schneckenrad 15 an und wird anschließend an die untere Welle 16 übertragen. D. h. die EPSECU, der Motor und das Schneckenrad 15 erzeugen auf der Basis eines durch den Drehmomentsensor 13 erfassten Drehmoments eine Hilfskraft, d. h. eine Lenkkraft.
Obwohl hier in der Zeichnung nicht gezeigt, ist die Ausgangsseite der unteren Welle 16 antriebsmäßig mit einem Zahnrad des Zahnstangenmechanismus durch die Zwischenwelle antriebsmäßig verbunden. Wenn eine Lenkkraft des Fahrers vom Lenkrad eingegeben wird, wird durch die Steuerung der EPSECU am Motor eine Hilfskraft erzeugt, welche proportional zur Lenkkraft ist. Die Hilfskraft wird durch das Schneckenrad 15 an die untere Welle 16, die Zwischenwelle und das Zahnrad des Zahnstangenmechanismus übertragen. Infolge dessen wird eine Zahnstange in Breitenrichtung des Fahrzeugs bewegt und anschließend lenkt eine Spurstange, welche an den beiden Außenseiten in Breitenrichtung mit der Zahnstange gekoppelt ist, (nicht gezeigte) Räder.
Eine Oberfläche der Exzenterscheibe 6, die der Anpassungsplatte 8 zugewandt ist, hat eine Exzenterscheibennut 6a, die sich in Durchmesserrichtung erstreckt. Der Exzenterbolzen 7, der an der Anpassungsplatte 8 vorgesehen ist, ist gleitend in die Exzenterscheibennut 6a eingepasst. Die Mittelachse der Exzenterscheibe 6 ist bezüglich der Mittelachse der Anpassungsplatte 8 um den ersten Achsversatzbetrag b versetzt.
Der Exzenterbolzen 7 ist drehbar an der Oberfläche der Anpassungsplatte 8, welche der Exzenterscheibe 6 zugewandt ist, an einer Stelle drehbar vorgesehen, an welcher die Mittelachse des Exzenterbolzens 7 um einen zweiten Achsversatzbetrag a, der größer als der erste Achsversatzbetrag b ist, bezüglich der Mittelachse der Anpassungsplatte 8 versetzt ist. Der Exzenterbolzen 7 und die Exzenterscheibennut 6a der Exzenterscheibe 6 stellen ein variables Verhältnis eines Lenkwinkels der Säulenwelle 3, die als die Eingangswelle dient, zu einem Lenkwinkel der Drehmomentsensoreingangswelle 11, welche als die Ausgangswelle dient, bereit. Es ist zu beachten, dass der detaillierte Aufbau ähnlich zu dem in JP 3-227772 A beschriebenen Aufbau ist, so dass eine detaillierte Beschreibung weggelassen wird.
Der so konfigurierte Exzenterbolzenmechanismus kann ein Winkelübertragungsverhältnis, welches anzeigt, wie sich ein Lenkwinkel der unteren Welle 16 oder der Drehmomentsensoreingangswelle 11 gegenüber einer Lenkwinkeleingabe von dem Lenkrad verändert, indem der erste Achsversatzbetrag b zur Einstellung der Exzentrizität e (= b/a) eingestellt wird. Dies wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Folgenden beschrieben. Die 6 und 7 sind Diagramme, die Eingang//Ausgang-Charakteristiken der Lenkvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigen.
Wenn z. B. wie in den 2 und 3 gezeigt der erste Achsversatzbetrag b auf b1 eingestellt wird, ist die Exzentrizität e1 gleich b1/a, wohingegen die Exzentrizität e2 gleich b2/a ist, wenn der erste Achsversatzbetrag b auf b2 (b2 > b1) eingestellt wird, wie in den 4 und 5 gezeigt ist. Somit ist e2 größer als e1. Auf diese Weise kann durch Verändern der Exzentrizität die Charakteristik des Winkelübertragungsverhältnisses verändert werden, wie in der 6 gezeigt ist. Es ist zu beachten, dass das Winkelübertragungsverhältnis ermittelt wird, indem die in 7 gezeigte Beziehung zwischen einem Lenkwinkel an der Ausgangsseite (AUSGANG) und einem Lenkwinkel an der Eingangsseite (EINGANG), welcher einem Lenkradeingabewinkel entspricht, durch Ableitung berechnet wird.
Wie in den 2 und 4 gezeigt, ändert sich der erste Achsversatzbetrag b, d. h. eine Entfernung zwischen der Drehmittelachse der Drehmomentsensoreingangswelle 11 und der Drehmittelachse der Säulenwelle 3, um die Charakteristik des Winkelübertragungsverhältnisses zu ändern. Um den ersten Achsversatzbetrag b zu verändern, muss der scheibenförmige Exzenter 6 bezüglich der Drehmomentsensoreingangswelle 11 radial verschoben werden. Wenn deshalb der Exzenter 6 wie beim Stand der Technik so ausgebildet ist, dass die Form des ausgangsseitigen Abschnitts des Säulenrohrgehäuses 9 und die Form des eingangsseitigen Abschnitts des Drehmomentsensorgehäuses 14 von Fahrzeug zu Fahrzeug geändert werden, führt dieses Problem zu einer Erhöhung der Anzahl der Bauarten von dem Säulenrohrgehäuse 9 und/oder dem Drehmomentsensorgehäuse 14. Jun. 2010
Wenn das Mittelgehäuse 10, das den Exzenterbolzenmechanismus aufnimmt, separat von dem Säulenrohrgehäuse 9 und dem Drehmomentsensorgehäuse 14 vorgesehen ist, wie es bei der oben beschriebenen Lenkvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Fall ist, können die folgende Funktionsweise und die vorteilhaften Wirkungen erzielt werden. D. h., es ist nicht notwendig, das Säulenrohrgehäuse 9 und das unteren Säulenrohr 5, welche als das eingangsseitige Aufnahmeteile dienen, und das Drehmomentsensorgehäuse 14, das als ausgangsseitiges Aufnahmeteil dient, von Fahrzeug zu Fahrzeug einhergehend mit Änderungen des ersten Achsversatzbetrags b zu tauschen, sondern es muss lediglich das mittlere Gehäuse 10, das als das mittlere Aufnahmeteil dient, geändert werden. Auf diese Weise kann eine Erhöhung der Anzahl von Komponentenbauarten von Fahrzeug zu Fahrzeug verhindert werden.
D. h., wenn wie in 2 gezeigt der erste Achsversatzbetrag b1 ist, wird ein mittleres Gehäuse 10-1 angewandt, um den Exzenter 6 zu umgeben, der bezüglich der Drehmomentsensoreingangswelle 11 um den ersten Achsversatzbetrag b1 radial versetzt ist, wohingegen, wenn der erste Achsversatzbetrag wie in 4 gezeigt b2 ist, ein mittleres Gehäuse 10-2 angewandt wird, um den Exzenter 6 zu umgeben, der bezüglich der Drehmomentsensoreingangswelle 11 um den ersten Achsversatzbetrag b2 radial versetzt ist.
Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Abschnitt des mittleren Gehäuses 10, der den Exzenter 6 umgibt, zylinderförmig ist. Der Außendurchmesser des zylindrischen Außenumfangsabschnitts ist derselbe bei dem mittleren Gehäuse 10-1 wie bei dem mittleren Gehäuse 10-2. Jedoch ist der Innendurchmesser des zylindrischen Außenumfangsabschnitts bei dem mittleren Gehäuse 10-1 unterschiedlich zu dem des mittleren Gehäuses 10-2. Die Innendurchmesser der zylindrischen Außenumfangsabschnitte sind so ausgebildet, dass sie den entsprechenden ersten Achsversatzbeträgen b1 und b2 entsprechen. Mit anderen Worten kann bei der vorliegenden Ausführungsform durch Einstellen der Dicke des mittleren Gehäuses in radialer Richtung (Dicke in einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung) gemäß dem ersten Achsversatzbetrag b das mittlere Gehäuse mit dem Säulenrohrgehäuse 9 und dem Drehmomentsensorgehäuse 14 verbunden werden und kann irgendeinen Exzenter 6 mit unterschiedlichen ersten Achsversatzbetragbeträgen b umgeben. Deshalb ist es nicht notwendig, das Säulenrohrgehäuse 9 und das unteren Säulenrohr 5, die als das eingangsseitige Aufnahmeteil dienen, und das Drehmomentsensorgehäuse 14, das als das ausgangsseitige Aufnahmeteil dient, von Fahrzeug zu Fahrzeug gemäß Änderungen des ersten Achsversatzbetrages b getauscht werden, sondern es muss lediglich das mittlere Gehäuse 10, das als das mittlere Aufnahmeteil dient, geändert werden. Somit ist es möglich, eine Erhöhung der Anzahl von Komponentenbauarten von Fahrzeug zu Fahrzeug zu verhindern.
Bei der so konfigurierten Lenkvorrichtung 1 muss selbst dann, wenn sich das Winkelübertragungsverhältnis des Exzenterbolzenmechanismus von Fahrzeug zu Fahrzeug ändert, lediglich das mittlere Gehäuse 10 geändert werden und die Säulenwelle 3, die Säulenwelle 2 und die Drehmomentsensoreingangswelle 11 können für verschiedene Fahrzeug gleich gestaltet werden.
Darüber hinaus können Komponenten außer der Säulenwelle 3 und der Drehmomentsensoreingangswelle 11, wie z. B. das (nicht gezeigte) Lenkrad, die Säulenwelle 2, das obere Säulenrohr 4, der Exzenter 6, der Exzenterbolzen 7, die Anpassungsplatte 8, der Torsionsstab 12, der Drehmomentsensor 13, das Schneckenrad 15, die (nicht gezeigte) EPSECU, der (nicht gezeigte) Motor, die untere Welle 16 und das Schneckengehäuse 17 für verschiedene Fahrzeuge gleich gestaltet werden.
Die Ausführungsform der Erfindung wurde oben im Detail beschrieben. Jedoch sind die Aspekte der Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform begrenzt. Die oben beschriebene Ausführungsform kann um verschiedene Modifikationen und Auswechselungen ergänzt werden, ohne dabei den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Zum Beispiel wird in der oben beschriebenen Lenkvorrichtung 1 das mittlere Gehäuse 10 über das Säulenrohrgehäuse 9 mit dem unteren Säulenrohr 5, das die Säulenwelle 3 aufnimmt, verbunden. Stattdessen kann ein Flanschabschnitt direkt an dem unteren Säulenrohr 5 ausgebildet sein und das mittlere Gehäuse 10 direkt mit dem Flanschabschnitt verbunden werden.
Ferner kann die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung auf jegliche Arten, wie z. B. einem Säulenunterstützungstyp, einem Zahnstangenunterstützungstyp, angewandt werden und kann auch bei einem Typ angewandt werden, welcher mit einer Hydraulikleistungsvervielfachungsvorrichtung ausgestattet ist.
Die Aspekte der Erfindung betreffen eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug und ermöglichen die Bereitstellung einer Lenkvorrichtung, die eine Erhöhung der Anzahl von Komponentenbauarten mit einer relativ einfachen Struktur und geringen Veränderungen verhindert. Somit sind die Aspekte der Erfindung vorteilhaft, wenn sie auf Lenkvorrichtungen für verschiedene Fahrzeuge, wie z. B. regulären Personenkraftwagen, Lastwagen und Bussen, eingesetzt werden und wenn eine Lenkvorrichtung im Fahrzeug montiert wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Lenkvorrichtung 1 weist auf: eine Eingangswelle 3, die eine Lenkkrafteingabe von einem Lenkrad überträgt; eine Ausgangswelle 11, die eine Lenkkraft, mit welcher Räder gelenkt werden, überträgt; und einen Exzenterbolzenmechanismus, der einen Exzenter 6 und eine Anpassungsplatte 8 aufweist. Die Ausgangswelle 11 ist an einer Stelle angeordnet, welche bezüglich der Eingangswelle 3 radial versetzt ist, und ist mit entweder dem Exzenter 6 oder der Anpassungsplatte 8 verbunden. Die Anpassungsplatte 8 bzw. der Exzenter 6 ist mit der Eingangswelle 3 verbunden. Ein mittleres Aufnahmeteil 10, das den Exzenterbolzenmechanismus aufnimmt, ist separat von einem eingangsseitigen Aufnahmeteil 5, das die Eingangswelle 3 aufnimmt, und einem ausgangsseitigen Aufnahmeteil 14, das die Ausgangswelle 11 aufnimmt, ausgebildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 3-227772 A [0002, 0045]

Claims

Lenkvorrichtung, gekennzeichnet durch: eine Eingangswelle, die eine von einem Lenkrad eingegebene Lenkkraft überträgt; eine Ausgangswelle, die eine Lenkkraft, mit welcher Räder gelenkt werden, überträgt; und einen Exzenterbolzenmechanismus, der einen Exzenter und eine Anpassungsplatte aufweist, wobei die Ausgangswelle an einer Stelle angeordnet ist, die bezüglich der Eingangswelle radial versetzt ist, und mit entweder dem Exzenter oder der Anpassungsplatte verbunden ist, die Anpassungsplatte bzw. der Exzenter mit der Eingangswelle verbunden ist, und ein mittleres Aufnahmeteil, das den Exzenterbolzenmechanismus aufnimmt, separat von einem eingangsseitigen Aufnahmeteil, das die Eingangswelle aufnimmt, und einem ausgangsseitigen Aufnahmeteil, das die Ausgangswelle aufnimmt, ausgebildet ist.
Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Ausgangswelle mit der Anpassungsplatte verbunden ist und der Exzenter mit der Eingangswelle verbunden ist.
Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Exzenter einen ersten Vorsprung hat, der zu einer Eingangsseite hin vorspringt, die Eingangswelle eine erste Ausnehmung an ihrer Ausgangsseite hat und die erste Ausnehmung mit dem ersten Vorsprung verbunden ist.
Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Anpassungsplatte eine zweite Ausnehmung hat, die von einer Ausgangsseite zu einer Eingangsseite hin zurücktritt, die Ausgangswelle einen zweiten Vorsprung an ihrer Eingangsseite hat und der zweite Vorsprung mit der zweiten Ausnehmung verbunden ist.
Lenkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das mittlere Aufnahmeteil über Schrauben mit dem eingangsseitigen Aufnahmeteil und dem ausgangsseitigen Aufnahmeteil verschraubt ist.
Lenkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das eingangsseitige Aufnahmeteil ein Säulenrohr, das die Eingangswelle umgibt, und ein Säulenrohrgehäuse aufweist, das einen Verbindungsabschnitt umgibt, an welchem die Eingangswelle mit dem Exzenter bzw. der Anpassungsplatte verbunden ist, und der Außendurchmesser des mittleren Aufnahmeteils im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Säulenrohrgehäuses ist.
Lenkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Innendurchmesser des mittleren Aufnahmeteils in Abhängigkeit einer Position der Ausgangswelle, welche bezüglich der Eingangswelle radial versetzt ist, verändert wird.
Lenkvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Exzenterbolzenmechanismus an einer dem Exzenter zugewandten Oberfläche der Anpassungsplatte einen Exzenterbolzen aufweist und der Exzenterbolzen an einer Stelle angeordnet ist, die bezüglich einer Mittelachse der Anpassungsplatte radial versetzt ist.
Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei ein Achsversatzbetrag zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle kleiner als ein Achsversatzbetrag zwischen dem Exzenterbolzen und der Mittelachse der Anpassungsplatte ist.
Lenkvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Exzenterbolzenmechanismus den Achsversatzbetrag zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle verändert, um dabei ein Winkelübertragungsverhältnis zu verändern, das die Beziehung zwischen einer Lenkwinkeleingabe von dem Lenkrad und einer Lenkwinkelausgabe von der Ausgangswelle anzeigt.