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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeuglenkvorrichtung, die einen Anschlag aufweist, der an einem Stangenende einer Lenkstange (z. B. einer Zahnstange) vorgesehen ist, und die einen elastischen Körper aufweist, der eine Kollision mit dem Anschlag dämpft.
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Stand der Technik
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Bei den üblicherweise im Einsatz befindlichen Fahrzeuglenkvorrichtungen ist eine sogenannte Zahnstangenlenkung vorgesehen, die eine Drehbewegung eines Lenkrads über ein Zahnstangengetriebe in eine Axialbewegung einer Zahnstange (einer Lenkstange) umwandelt. Die Zahnstange ist in einem Gehäuse derart aufgenommen, dass sie in einer Querrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist. Ein Anschlag (ein Zahnstangenende) ist an einem Stangenende der Zahnstange vorgesehen. Wenn der Anschlag leicht an einem elastischen Körper (einem Dämpferelement) anliegt, der an einem Ende des Gehäuses vorgesehen ist, wird die Bewegung der Zahnstange und die Bewegung des Anschlags begrenzt. Diese Art von Fahrzeuglenkungsvorrichtung ist z. B. in Patentdokument 1 offenbart.
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Der elastische Körper (das Dämpferelement) der in Patentdokument 1 offenbarten Fahrzeuglenkvorrichtung umfasst einen Abschnitt mit einer niedrigen Federkonstante und einen Abschnitt mit einer hohen Federkonstante und ist aus einem einzigen elastischen Material einstückig geformt. Der Abschnitt mit niedriger Federkonstante und der Abschnitt mit hoher Federkonstante sind jeweils in einer ringförmigen Form um die Zahnstange herum vorgesehen und sind in Querrichtung des Fahrzeugs in Reihe angeordnet. Der Abschnitt mit niedriger Federkonstante steht von der äußersten Fläche des Abschnitts mit hoher Federkonstante in Richtung des Anschlags vor. Die Breite des Abschnitts mit niedriger Federkonstante in Radialrichtung ist geringer als die Breite des Abschnitts mit hoher Federkonstante in Radialrichtung. Der druckaufnehmende Bereich des Abschnitts mit niedriger Federkonstante ist kleiner als der druckaufnehmende Bereich des Abschnitts mit hoher Federkonstante. Daher ist die Federkonstante des Abschnitts mit niedriger Federkonstante kleiner als die Federkonstante des Abschnitts mit hoher Federkonstante. Der Abschnitt mit niedriger Federkonstante wird gegenüber dem Abschnitt mit hoher Federkonstante bevorzugt komprimiert und verformt. Wenn der elastische Körper bei einem normalen Lenkvorgang eine geringe Widerlagerlast aufnimmt, wird der Abschnitt mit geringer Federkonstante verformt und die Last absorbiert. Wenn der elastische Körper eine hohe Stoßlast aufnimmt, werden der Abschnitt mit geringer Federkonstante und der Abschnitt mit hoher Federkonstante verformt, sodass die Last absorbiert wird. Demzufolge kann die Last, die die Lenkvorrichtung aufnimmt, gedämpft werden.
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Literaturliste
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Patentliteratur
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Patentdokument 1:
Japanische Patentschrift Nr. 6209114 -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Der in Patentdokument 1 offenbarte elastische Körper hat eine Struktur, bei der der Abschnitt mit niedriger Federkonstante und der Abschnitt mit hoher Federkonstante in Querrichtung des Fahrzeugs nebeneinander in Reihe angeordnet sind. Demzufolge handelt es sich bei den Charakteristiken der Kompression und der Verformungshöhe des elastischen Körpers relativ zur Kompressionslast, die von dem Anschlag auf den elastischen Körper aufgebracht wird, d. h. den Lastabsorptionscharakteristiken, um zweistufige Charakteristiken. In den letzten Jahren besteht ein Bedarf an weiterer Optimierung des Lenkgefühls einer Fahrzeuglenkvorrichtung. Um dies zu erreichen, ist es bevorzugt, dass der elastische Körper verbesserte Lastabsorptionscharakteristiken aufweist.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Fahrzeuglenkvorrichtung bereitzustellen, die einen elastischen Körper aufweist, der verbesserte Lastabsorptionscharakteristiken aufweist.
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Lösung des Problems
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Nach eingehender Forschung und Entwicklung ist der Erfinder der vorliegenden Offenbarung zu den technischen Erkenntnissen gelangt, dass es durch das Schaffen eines geeigneten Freiraums zwischen dem Gehäuse und dem elastischen Körper möglich ist, einen elastischen Körper bereitzustellen, der verbesserte Absorptionscharakteristiken aufweist.
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Die vorliegende Offenbarung wird nachfolgend beschrieben.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Fahrzeuglenkvorrichtung bereitgestellt, die umfasst:
- eine Lenkstange, die in einer Querrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist;
- einen Anschlag, der an einem Ende der Lenkstange vorgesehen ist;
- ein Gehäuse, das sich in Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt, um die Lenkstange darin aufnehmen zu können, und das an einem Ende in Querrichtung des Fahrzeugs eine Öffnung aufweist, die mittels eines äußeren Zylinderabschnitts, der in Radialrichtung außen angeordnet ist, eines inneren Zylinderabschnitts, der in Radialrichtung innen angeordnet ist, und einer ringförmigen und ebenen unteren Fläche, die einen Raum zwischen einem Ende des äußeren Zylinderabschnitts und einem Ende des inneren Zylinderabschnitts abschließt, in einer U-förmigen Querschnittsform und in einer ringförmigen Form derart ausgebildet ist, dass sie in Richtung des Anschlags geöffnet ist, und die von der unteren Fläche zu einem offenen Ende des inneren Zylinderabschnitts eine Länge aufweist, die kürzer als eine Länge von der unteren Fläche zu dem offenen Ende des äußeren Zylinderabschnitts ist; und
- einen elastischen Körper, durch den sich die Lenkstange derart hindurch erstreckt, dass sie in Querrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist, und der aus einem ringförmigen, einstückigen Formteil mit Elastizität gebildet ist, umfassend:
- einen ringförmigen ersten elastischen Abschnitt mit einer Länge gleich der Länge von der unteren Fläche zu dem offenen Ende des inneren Zylinderabschnitts, der, wenn er in die Öffnung eingesetzt ist, mit einer gesamten Fläche durch eine Innenumfangsfläche des äußeren Zylinderabschnitts und die untere Fläche abgestützt ist, und der über einen gesamten Umfang mit einem ersten Freiraum von der Außenumfangsfläche des inneren Zylinderabschnitts vorgesehen ist; und
- einen ringförmigen zweiten elastischen Abschnitt, der sich von dem ersten elastischen Abschnitt in Richtung des Anschlags erstreckt, und der über den gesamten Umfang mit einem zweiten Freiraum von der Innenumfangsfläche des äußeren Zylinderabschnitts vorgesehen ist, wobei der zweite Freiraum größer ist als der erste Freiraum.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine Fahrzeuglenkvorrichtung bereitgestellt, die einen elastischen Körper aufweist, der verbesserte Lastabsorptionscharakteristiken aufweist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine beispielhafte Darstellung einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 ist eine Schnittansicht einer Dämpfungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist;
- 3 ist eine Schnittansicht eines elastischen Körpers, der an einer Öffnung eines Gehäuses der Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen ist;
- 4 ist eine Explosionsansicht der Öffnung des Gehäuses und des in 3 gezeigten elastischen Körpers;
- 5 ist eine Funktionsdarstellung für eine anfängliche Kompressionsphase des in 3 gezeigten elastischen Körpers;
- 6 ist eine Funktionsdarstellung für eine zwischenzeitliche Kompressionsphase des in 5 gezeigten elastischen Körpers;
- 7 ist eine Funktionsdarstellung für eine spätere Kompressionsphase des in 6 gezeigten elastischen Körpers;
- 8 ist eine charakteristische Kennlinie, die die Charakteristik einer Kompressionshöhe des in 3 gezeigten elastischen Körpers relativ zur Kompressionslast angibt;
- 9 ist eine Schnittansicht eines elastischen Körpers, der an einer Öffnung eines Gehäuses einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform vorgesehen ist;
- 10 ist eine Schnittansicht eines elastischen Körpers, der an einer Öffnung eines Gehäuses einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform vorgesehen ist;
- 11 ist eine Schnittansicht eines elastischen Körpers, der an einer Öffnung eines Gehäuses einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform vorgesehen ist;
- 12 ist eine Explosionsansicht der Öffnung des Gehäuses und des in 11 gezeigten elastischen Körpers;
- 13 ist eine Funktionsdarstellung für eine anfängliche Kompressionsphase des in 11 gezeigten elastischen Körpers;
- 14 ist eine Funktionsdarstellung für eine zwischenzeitliche Kompressionsphase des in 13 gezeigten elastischen Körpers; und
- 15 ist eine Funktionsdarstellung für eine spätere Kompressionsphase des in 14 gezeigten elastischen Körpers.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es ist zu beachten, dass die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen lediglich Beispiele der vorliegenden Offenbarung sind und die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. In der folgenden Beschreibung beziehen sich die rechte Seite und die linke Seite auf die rechte Seite und die linke Seite aus Sicht einer in einem Fahrzeug befindlichen Person, und die vordere Seite und die hintere Seite beziehen sich auf die vordere Seite und die hintere Seite bezüglich der Fahrrichtung des Fahrzeugs.
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Erste Ausführungsform
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Eine Fahrzeuglenkvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform wird anhand der 1 bis 8 beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die Fahrzeuglenkvorrichtung 10 ein Lenksystem 20 von einem Lenkrad 21 eines Fahrzeugs bis zu Rädern 29 und 29 (lenkende Räder 29 und 29) desselben, einen Zusatzdrehmoment-Mechanismus 40, der dem Lenksystem 20 zusätzliches Drehmoment zuführt, und rechte und linke Dämpfungsvorrichtungen 50 und 50 auf der rechten bzw. linken Seite (den jeweiligen Seiten in Querrichtung des Fahrzeugs).
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Das Lenksystem 20 umfasst das Lenkrad 21, eine Lenkwelle 22, die mit dem Lenkrad 21 verbunden ist, eine Eingangswelle 24, die mit der Lenkwelle 22 durch ein Kardangelenk 23 verbunden ist, eine Lenkstange 26, die mit der Eingangswelle 24 durch einen ersten Übertragungsmechanismus 25 verbunden ist, und das rechte und das linke (jeweiligen Seiten in Querrichtung des Fahrzeugs) Rad 29 bzw. 29, die mit dem jeweiligen Ende der Lenkstange 26 durch jeweilige Kugelgelenke 27 und 27, jeweilige Spurstangen 28A und 28A und jeweilige Achsschenkelgelenke 28B und 28B verbunden sind.
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Der erste Übertragungsmechanismus 25 umfasst z. B. einen Zahnstangenmechanismus. Die Lenkstange 26 ist innerhalb einer Durchgangsöffnung 31 des Gehäuses 30 in Querrichtung des Fahrzeugs bewegbar. Jeweilige Enden der Lenkstange 26 stehen von jeweiligen Enden des Gehäuses 30 in Querrichtung des Fahrzeugs hervor. Die Kugelgelenke 27 und 27 sind an jeweiligen Enden der Lenkstange 26 in Längsrichtung vorgesehen.
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Das Gehäuse 30 erstreckt sich in Querrichtung des Fahrzeugs derart, dass es die Lenkstange 26 darin aufnehmen kann, und ist mit der Durchgangsöffnung 31, die sich in Querrichtung des Fahrzeugs vollständig hindurch erstreckt, und mit Öffnungen 32 und 32 versehen, die an jeweiligen Enden in Querrichtung des Fahrzeugs vorgesehen sind. Diese Öffnungen 32 und 32 sind jeweils als eine Ausnehmung vorgesehen, die eine kreisförmige Form mit einem Boden aufweist, die konzentrisch zu der jeweiligen Durchgangsöffnung 31 ist, und die einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 31 ist.
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Gemäß dem Lenksystem 20 können, wenn ein Fahrer das Lenkrad 21 in Drehung versetzt, das rechte und das linke Rad 29 und 29 durch den ersten Übertragungsmechanismus 25, die Lenkstange 26 und die rechte und die linke Spurstange 28A und 28A mit einem Lenkdrehmoment gesteuert werden.
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Der Zusatzdrehmoment-Mechanismus 40 umfasst einen Lenkdrehmomentsensor 41, eine Steuereinheit 42, einen Elektromotor 43 und einen zweiten Übertragungsmechanismus 44. Der Lenkdrehmomentsensor 41 erfasst ein Lenkdrehmoment des Lenksystems 20, das auf das Lenkrad 21 ausgeübt wird. Die Steuereinheit 42 erzeugt Steuersignale auf Basis von Drehmoment-Erfassungssignalen des Lenkdrehmomentsensors 41. Der Elektromotor 43 erzeugt ein Motordrehmoment (Zusatzdrehmoment) gemäß dem zuvor beschriebenen Lenkdrehmoment auf Basis der Steuersignale der Steuereinheit 42. Der zweite Übertragungsmechanismus 44 überträgt das Zusatzdrehmoment, das von dem Elektromotor 43 erzeugt wird, auf die zuvor beschriebene Lenkstange 26 und umfasst z. B. einen Riemenübertragungsmechanismus 45 und eine Kugelgewindetrieb 46.
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Gemäß dieser Fahrzeuglenkvorrichtung 10 können die Räder 29 und 29 über die Lenkstange 26 durch das kombinierte Drehmoment gelenkt werden, das durch das Hinzufügen des Zusatzdrehmoments des Elektromotors 43 zum Lenkdrehmoment des Fahrers erhalten wird.
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Die Fahrzeuglenkvorrichtung 10 umfasst die rechte und die linke (jeweilige Seiten in Querrichtung des Fahrzeugs) Dämpfungsvorrichtung 50 bzw. 50, wie zuvor beschrieben. Eine Kollisionslast, die erzeugt wird, wenn die Lenkstange 26 bis zu den jeweiligen Hubenden bewegt wird, kann durch die rechte und die linke Dämpfungsvorrichtung 50 bzw. 50 gedämpft werden. Die linke Dämpfungsvorrichtung 50 ist nachfolgend stellvertretend für derartige Vorrichtungen beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die Dämpfungsvorrichtung 50 einen Anschlag 51 und einen elastischen Körper 52.
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Der Anschlag 51 ist an einem Stangenende 26a (einem Ende 26a) der Lenkstange 26 vorgesehen, das von dem Gehäuse 30 freiliegend ist, und umfasst z. B. eine Halterung 27a des Kugelgelenks 27 (die auch als ein Gelenkgehäuse 27a bezeichnet wird). Die Halterung 27a kann sich relativ zur Öffnung 32 des Gehäuses 30 vor und zurück bewegen. Eine Endfläche 51a des Anschlags 51 ist eine ebene Fläche senkrecht zur Lenkstange 26 und ist der Öffnung 32 des Gehäuses 30 zugewandt.
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Wie in 2 und in 3 gezeigt, ist die Öffnung 32, die sich in Querrichtung des Fahrzeugs an dem Ende des Gehäuses 30 befindet, mittels eines äußeren Zylinderabschnitts 33 (eines ersten Zylinderabschnitts 33), der in Radialrichtung außen angeordnet ist, eines inneren Zylinderabschnitts 34 (eines zweiten Zylinderabschnitts 34), der in Radialrichtung innen angeordnet ist, und einer ringförmigen unteren Fläche 35 (der Bodenfläche 35 der Öffnung 32), die einen Raum zwischen einem Ende des äußeren Zylinderabschnitts 33 und einem Ende des inneren Zylinderabschnitts 34 abschließt, in einer ringförmigen Form mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet, der in Richtung des Anschlags 51 geöffnet ist.
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Die jeweiligen Formen einer Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 und einer Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 sind jeweils eine genau Kreisform, die konzentrisch zueinander sind. Die Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 ist eine sich verjüngende Fläche, die sich von der unteren Fläche 35 aus in Richtung eines offenen Endes 34b des inneren Zylinderabschnitts 34 verjüngt. Die Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 wird auch als eine „sich verjüngende Fläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34“ bezeichnet. Ein Winkel θ (ein Kegelwinkel θ) der sich verjüngenden Fläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 ist in geeigneter Weise festgelegt. Die untere Fläche 35 ist eine ebene Fläche senkrecht zur Lenkstange 26 und ist der Endfläche 51a des Anschlags 51 zugewandt. Eine Länge L1 von der unteren Fläche 35 zum offenen Ende 34b (einer offenen Endfläche 34b) des inneren Zylinderabschnitts 34 ist kürzer als eine Länge L2 von der unteren Fläche 35 zu einem offenen Ende 33b (einer offenen Endfläche 33b) des äußeren Zylinderabschnitts 33.
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Wie in 3 und in 4 gezeigt, weist die Form eines Randabschnitts (eines Eckbereichs) zwischen der Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 und der unteren Fläche 35 eine kreisbogenförmige Form auf. Die Form eines Randabschnitts (eines Eckbereichs) zwischen der Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 und der unteren Fläche 35 weist eine kreisbogenförmige Form auf. Die Form eines Randabschnitts (eines Eckbereichs) zwischen der Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 und dem offenen Ende 34b des inneren Zylinderabschnitts 34 weist eine kreisbogenförmige Form auf.
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Der elastische Körper 52 ist ein ringförmiges Element, das in der Öffnung 32 des Gehäuses 30 bereitgestellt ist, und durch das die Lenkstange 26 derart eingesetzt ist, dass sie in Querrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist. Der elastische Körper 52 umfasst ein einstückiges Formteil mit Elastizität, das aus einem ringförmigen ersten elastischen Abschnitt 60 und einem ringförmigen zweiten elastischen Abschnitt 70 gebildet ist. Der elastische Körper 52 ist z. B. aus einem elastischen Material gebildet, beispielsweise aus einem Urethanharz oder einem Gummi.
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Der erste elastische Abschnitt 60 hat die Länge L1, die gleich der Länge L1 von der unteren Fläche 35 der Öffnung 32 bis zu dem offenen Ende 34b des inneren Zylinderabschnitts 34 ist, und ist in die Öffnung 32 eingesetzt. Eine gesamte Außenumfangsfläche 61 des ersten elastischen Abschnitts 60 ist durch die Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 abgestützt. Bezüglich eines Durchmessers D1 der Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 ist ein Durchmesser d1 der Außenumfangsfläche 61 des ersten elastischen Abschnitts 60 derart bemessen, dass er gleich oder geringfügig größer ist. Eine gesamte untere Fläche 62 des ersten elastischen Abschnitts 60 ist durch die untere Fläche 35 der Öffnung 32 abgestützt.
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Ein erster Freiraum 81 ist über den gesamten Umfang zwischen der Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 und der Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 vorgesehen. Eine Größe δ1 des ersten Freiraums 81 ist ausgelegt unter Berücksichtigung der elastischen Verformungshöhe des gesamten elastischen Körpers 52, wenn eine Kompressionslast von dem Anschlag 51 auf den elastischen Körper 52 wirkt. Vorzugsweise ist die Größe δ1 des ersten Freiraums 81 konstant (gleichbleibend).
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Eine Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 ist eine sich verjüngende Fläche entlang der Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34. D. h. die Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 ist eine sich verjüngende Fläche, die sich von der unteren Fläche 62 des ersten elastischen Abschnitts 60 zu einem äußersten Ende 64 desselben verjüngt. Die Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 kann nachfolgend auch als „die sich verjüngende Fläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60“ bezeichnet werden. Eine gerade Linie Lx, die sich entlang der sich verjüngenden Fläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 erstreckt, ist als „eine verlängerte Linie Lx der sich verjüngenden Fläche 63“ definiert. In dem ersten elastischen Abschnitt 60 sind ein Randbereich (ein Eckbereich) zwischen der Außenumfangsfläche 61 und der unteren Fläche 62 bzw. ein Randbereich (ein Eckbereich) zwischen der unteren Fläche 62 und der Innenumfangsfläche 63 abgeschrägt ausgebildet.
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Der zweite elastische Abschnitt 70 erstreckt sich von dem äußersten Ende 64 des ersten elastischen Abschnitts 60 durchgängig in Richtung des Anschlags 51. Ein zweiter Freiraum 82 ist über den gesamten Umfang zwischen einer Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 und der Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 vorgesehen. Eine Größe δ2 des zweiten Freiraums 82 ist ausgelegt unter Berücksichtigung der elastischen Verformungshöhe des gesamten elastischen Körpers 52, wenn eine Kompressionslast von dem Anschlag 51 auf den elastischen Körper 52 wirkt, und ist größer als die Größe δ1 des ersten Freiraums 81.
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Dies wird genauer beschrieben. Ein Durchmesser d2 an dem äußersten Ende 71a der Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 ist kleiner als der Durchmesser d1 an der Außenumfangsfläche 61 des ersten elastischen Abschnitts 60. Die Außenumfangsfläche 71 ist eine sich verjüngende Fläche, die sich von dem äußersten Ende 61 a der Außenumfangsfläche 61 des ersten elastischen Abschnitts 60 aus in Richtung des äußersten Endes 71a der Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 verjüngt. Darüber hinaus weist die Kontur der Außenumfangsfläche 71 als Ganzes von einem Basisende 71b (dem äußersten Ende 64 des ersten elastischen Abschnitts 60) bis zu dem äußersten Ende 71a eine gekrümmte Form auf.
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Es ist bevorzugt, dass die Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 eine ringförmige erste Nut 72 aufweist, die in 4 durch eine Phantomlinie angedeutet ist. Die erste Nut 72 ist über den gesamten Umfang von dem äußersten Ende 61a der Außenumfangsfläche 61 des ersten elastischen Abschnitts 60 in Richtung einer äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 in einer gekrümmten Form konkav ausgebildet.
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Die Innenumfangsfläche 74 des zweiten elastischen Abschnitts 70 ist eine sich verjüngende Fläche entlang der verlängerten Linie Lx der sich verjüngenden Fläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 (der Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34). Es ist bevorzugt, dass das äußerste Ende 74a der Innenumfangsfläche 74 des zweiten elastischen Abschnitts 70 mit einem Schnittpunkt Px zwischen der äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 und der verlängerten Linie Lx ausgerichtet ist. Ein Durchmesser d4 an dem Schnittpunkt Px (dem äußersten Ende 74a der Innenumfangsfläche 74) ist größer als ein Durchmesser D2 an der Innenumfangsfläche 34c des inneren Zylinderabschnitts 34. Die Länge des zweiten elastischen Abschnitts 70 ist L3.
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Die Innenumfangsfläche 74 des zweiten elastischen Abschnitts 70 umfasst eine zweite ringförmige Nut 75, die über den gesamten Umfang konkav ausgebildet ist. Die zweite Nut 75 ist über den gesamten Umfang von dem äußersten Ende 63a der Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 in Richtung der äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 in einer gekrümmten Form konkav ausgebildet.
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Ein Grenzbereich 76 zwischen der Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 und der Innenumfangsfläche 74 des zweiten elastischen Abschnitts 70 ist eine Fläche mit einer Kreisbogenform über den gesamten Umfang.
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Es ist bevorzugt, dass mindestens in einem Abschnitt eine ringförmige und flache Platte 90 (ein Hülsenelement 90) vorgesehen ist, der den Anschlag 51 an der äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 kontaktiert. Die Platte 90 ist aus Metall gebildet. Die Platte 90 ist mit dem zweiten elastischen Abschnitt 70, z. B. durch einstückiges Formen, Schweissen, oder Bonden, einstückig ausgebildet. Eine Außenumfangsfläche 91 der Platte 90 ist von dem zweiten elastischen Abschnitt 70 freiliegend. Ein Außendurchmesser d5 der Platte 90 ist gleich dem Durchmesser d2 an dem äußersten Ende 71 a der Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70. Ein Lochdurchmesser d6 der Platte 90 ist kleiner als ein Durchmesser d4 des äußersten Endes 74a (des Schnittpunkts Px) der Innenumfangsfläche 74 des zweiten elastischen Abschnitts 70 und ist gleich dem Durchmesser D2 der Innenumfangsfläche 34c des inneren Zylinderabschnitts 34. Die Dicke der Platte 90 ist Tp.
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Der Anschlag 51 (siehe 3) liegt mittels der Platte 90 an der äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 an. Die Platte 90 kann eine Kompressionslast, die von dem Anschlag 51 auf den zweiten elastischen Abschnitt 70 wirkt, gleichmäßig über die äußerste Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 verteilen. Zusätzlich ist die äußerste Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 von der Außenseite her geschützt, da sie durch die Platte 90 abgedeckt wird.
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Im Folgenden werden die Eigenschaften des elastischen Körpers 52 anhand der 3 und der 5 bis 8 beschrieben.
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Wie durch eine Phantomlinie in 3 angedeutet, befindet sich der Anschlag 51 in einer Position, die von dem elastischen Körper 52 beabstandet ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wert der Kompressionslast fc, wenn die Endfläche 51a des Anschlags 51 die äußerste Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 mittels der Platte 90 um t komprimiert, d. h. die Kompressionslast fc gleich 0 (fc = 0). Der Wert einer Kompressionshöhe St des elastischen Körpers 52 beträgt 0 (St = 0).
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Anschließend wirkt, wenn die Endfläche 51a des Anschlags 51 mittels der Platte 90 auf die äußerste Fläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 drückt, die Kompressionslast fc von der Endfläche 51a des Anschlags 51 auf die äußerste Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70. Infolge der Aufnahme der Kompressionslast fc beginnt der elastische Körper 52 sich zu komprimieren.
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Die Außenumfangsfläche 61 des ersten elastischen Abschnitts 60 und die untere Fläche 62 desselben sind vollständig durch die Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 und durch die untere Fläche 35 der Öffnung 32 abgestützt. Hingegen ist in Radialrichtung auf der Innenseite relativ zur Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 der erste Freiraum 81 vorgesehen. Der zweite Freiraum 82 ist in Radialrichtung auf der Außenseite relativ zur Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 vorgesehen. Folglich beginnt der elastische Körper 52 als Ganzes sich zu komprimieren und zu verformen und die Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 beginnt, sich in Radialrichtung zur Innenseite elastisch zu verformen, und die Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 beginnt, sich in Radialrichtung zur Außenseite elastisch zu verformen. Dementsprechend nimmt die Kompressionhöhe St des elastischen Körpers 52 relativ zur Kompressionslast fc allmählich zu.
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Wenn die Kompressionslast fc zunimmt, verringern sich der erste Freiraum 81 und der zweite Freiraum 82. Die Größe δ1 des ersten Freiraums 81 ist kleiner als die Größe δ2 des zweiten Freiraums 82. Folglich wird der gesamte elastische Körper 52 kontinuierlich komprimiert und verformt und die Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 kontaktiert die Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 und wird abgestützt (siehe 5). Der Wert der Kompressionslast fc beträgt zu diesem Zeitpunkt fc1 und der Wert der Kompressionshöhe St des elastischen Körpers 52 beträgt St1. Ein Kompressionsbereich A1 für den Wert der Kompressionshöhe St des elastischen Körpers 52 von 0 bis fc1 wird als „ein erster Kompressionsbereich A1“ bezeichnet.
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In dem ersten Kompressionsbereich A1 zeigt der elastische Körper 52 erste Lastcharakteristiken (Charakteristiken geringer Federkonstante), wobei das Verhältnis der Kompressionslast fc pro Größeneinheit der Kompressionshöhe St der Verformung in der Axialrichtung der Lenkstange 26 erfolgt, allmählich zunimmt. D. h. in dem ersten Kompressionsbereich A1 ist es wahrscheinlich, dass sich der elastische Körper 52 elastisch verformt, da der erste Freiraum 81 und der zweite Freiraum 82 vorhanden sind. Die ersten Lastcharakteristiken, d. h. der Bereich des ersten Kompressionsbereichs A1, werden insbesondere durch die Größe δ1 des ersten Freiraums 81 bestimmt.
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Wenn die Kompressionslast fc weiter zunimmt, nimmt der zweite Freiraum 82 weiter ab. Folglich wird der gesamte elastische Körper 52 kontinuierlich komprimiert und verformt und die Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 kontaktiert die Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 und wird abgestützt (siehe 6). Der Wert der Kompressionslast fc beträgt zu diesem Zeitpunkt fc2 und der Wert der Kompressionshöhe St des elastischen Körpers 52 beträgt St2. Ein Kompressionsbereich A2 für den Wert der Kompressionshöhe St des elastischen Körpers 52 von fc1 bis fc2 wird als „einzweiter Kompressionsbereich A2“ bezeichnet.
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In dem zweiten Kompressionsbereich A2 tendiert der elastische Körper 52 dazu, zweite Lastcharakteristiken zu zeigen (Charakteristiken mittlerer Federkonstante), wobei das Verhältnis der Kompressionslast fc pro Größeneinheit der Kompressionshöhe St der Verformung in der Axialrichtung der Lenkstange 26 im Vergleich zu den ersten Lastcharakteristiken zunimmt. Die zweiten Lastcharakteristiken, d. h. der Bereich des zweiten Kompressionsbereichs A2, werden insbesondere durch die Größe δ2 des zweiten Freiraums 82 bestimmt.
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Wenn die Kompressionslast fc weiter zunimmt, expandiert die Innenumfangsfläche 74 des zweiten elastischen Abschnitts 70 in Radialrichtung in Richtung der Innenseite und ein Teil des zweiten elastischen Abschnitts 70 expandiert von dem zweiten Freiraum 82 aus in Richtung des Anschlags 51 (siehe 7). D. h. das Komprimieren und Verformen des elastischen Körpers 52 erreicht eine oberste Grenze. Der Wert der Kompressionslast fc beträgt zu diesem Zeitpunkt fc3 und der Wert der Kompressionshöhe St des elastischen Körpers 52 beträgt St3. Ein Kompressionsbereich A3 für den Wert der Kompressionshöhe St des elastischen Körpers 52 von fc2 bis fc3 wird als „eindritter Kompressionsbereich A3“ bezeichnet.
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In dem dritten Kompressionsbereich A3 tendiert der elastische Körper 52 dazu, dritte Lastcharakteristiken zu zeigen (Charakteristiken hoher Federkonstante), wobei das Verhältnis der Kompressionslast fc pro Größeneinheit der Kompressionshöhe St der Veränderung in der Axialrichtung der Lenkstange 26 im Vergleich zu den zweiten Lastcharakteristiken stark zunimmt.
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Die Charakteristiken betreffend die Kompressionslast fc und die Kompressionshöhe St, wie zuvor beschrieben, werden in 8 zusammengefasst. 8 ist eine charakteristische Kennlinie, die die Charakteristiken der Kompressionshöhe St relativ zur Kompressionslast fc angibt, wobei die vertikale Achse die Kompressionslast fc angibt, die auf den elastischen Körper 52 aufgebracht wird, und die horizontale Achse die Kompressionshöhe St des elastischen Körpers 52 angibt. Gemäß der Kennlinie des dargestellten charakteristischen Kennlinieverlaufs wird das Folgende deutlich.
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In dem ersten Kompressionsbereich A1 ist es wahrscheinlich, dass sich der elastische Körper 52 verformt, da eine Wirkung des ersten Freiraums 81 und des zweiten Freiraums 82 zum Tragen kommt. In dem zweiten Kompressionsbereich A2 ist es im Vergleich zu dem Fall des ersten Kompressionsbereichs A1 unwahrscheinlich, dass sich der elastische Körper 52 verformt, da die Wirkung des ersten Freiraums 81 nicht zum Tragen kommt, sondern nur die Wirkung aufgrund des zweiten Freiraums 82 zum Tragen kommt. In dem dritten Kompressionsbereich A3 wird es im Vergleich zu dem Fall des zweiten Kompressionsbereichs A2 stark erschwert, dass sich der elastische Körper 52 verformt, da die Wirkung des ersten Freiraums 81 und des zweiten Freiraums 82 nicht zum Tragen kommt. Wie zuvor beschrieben können durch das geeignete Festlegen der Größe δ1 des ersten Freiraums 81 und der Größe δ2 des zweiten Freiraums die jeweiligen Kompressionsbereiche A1 bis A3 optimal eingestellt werden.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der Dämpfungsvorrichtung 50 anhand der 3 und der 5 bis 8 beschrieben.
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Wie durch eine Phantomlinie in 3 angedeutet, befindet sich der Anschlag 51 in einer Position, die von dem elastischen Körper 52 beabstandet ist. Anschließend bewegt sich die Lenkstange 26 infolge einer sogenannten normalen Lenkbetätigung, die von der Drehbewegung des Lenkrads 21 (siehe 1) und/oder von dem Antrieb durch den Elektromotor 43 ausgeht, in Querrichtung des Fahrzeugs zur Mitte hin. Wenn sich die Lenkstange 26 in Querrichtung des Fahrzeugs zur Mitte hin bis zur Bewegungsgrenze (dem Hubende) bewegt, liegt die Endfläche 51 a des Anschlags 51 über die Platte 90 leicht an der äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 an. Zu diesem Zeitpunkt wird die Anlagelast infolge der normalen Lenkbetätigung von der Endfläche 51 a des Anschlags 51 auf die äußerste Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 aufgebracht. Folglich nimmt der elastische Körper 52 die Anlagelast (die Kompressionslast) infolge der normalen Lenkbetätigung durch elastische Verformung auf. Wenn sich anschließend die Lenkstange 26 in Querrichtung des Fahrzeugs nach außen bewegt, bewegt sich die Endfläche 51a des Anschlags 51 von der Platte 90 weg. Folglich kehrt der elastische Körper 52 aufgrund seiner Eigenelastizität in die ursprüngliche Position zurück.
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Darüber hinaus wirkt, wie durch eine Phantomlinie in 3 angedeutet, eine große Stoßlast in Axialrichtung von dem Rad 31 auf den Anschlag 51, wenn der Anschlag 51 von dem elastischen Körper 52 beabstandet ist und wenn sich das Rad 31 (1) z. B. über den Randstein einer Straße bewegt. Folglich stößt die Endfläche 51a des Anschlags 51 über die Platte 90 an die äußerste Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70. Die Stoßlast ist zu diesem Zeitpunkt größer als die Anlagelast bei der normalen Lenkbetätigung. Die Stoßlast wird von der Endfläche 51a des Anschlags 51 auf die äußerste Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 ausgeübt. In diesem Fall verformt sich, wie in den 5 bis 7 gezeigt, der elastische Körper 52 weitgehend und nimmt die Stoßlast auf. Folglich kann die Stoßlast, die von der Lenkvorrichtung 10 aufzunehmen ist, verringert werden.
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Die vorstehende Beschreibung kann wie folgt zusammengefasst werden.
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Wie in den 1 bis 4 gezeigt, umfasst die Fahrzeuglenkvorrichtung 10:
- die Lenkstange 26, die in Querrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist;
- den Anschlag 51, der an dem Ende 26a der Lenkstange 26 vorgesehen ist;
- das Gehäuse 30, das sich in Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt, um die Lenkstange 26 darin aufnehmen zu können, und das an dem Ende in Querrichtung des Fahrzeugs die Öffnung 32 aufweist, die mittels des äußeren Zylinderabschnitts 33, der in Radialrichtung außen angeordnet ist, des inneren Zylinderabschnitts 34, der in Radialrichtung innen angeordnet ist, und der ringförmigen und ebenen unteren Fläche 35, die einen Raum zwischen einem Ende des äußeren Zylinderabschnitts 33 und einem Ende des inneren Zylinderabschnitts 34 abschließt, in einer U-förmigen Querschnittsform und in einer ringförmigen Form derart ausgebildet ist, dass sie in Richtung des Anschlags 51 geöffnet ist, und
- die von der unteren Fläche 35 zu dem offenen Ende 34b des inneren Zylinderabschnitts 34 eine Länge L1 aufweist, die kürzer als die Länge L2 von der unteren Fläche 35 zu dem offenen Ende 33b des äußeren Zylinderabschnitts 33 ist; und
- den elastischen Körper 52, durch den sich die Lenkstange 26 derart eingesetzt, dass sie in Querrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist, und der aus einem ringförmigen, einstückigen Formteil mit Elastizität gebildet ist, umfassend:
- den ringförmigen ersten elastischen Abschnitt 60 mit der Länge L1 gleich der Länge L1 von der unteren Fläche 35 zu dem offenen Ende 34b des inneren Zylinderabschnitts 34, der, wenn er in die Öffnung 32 eingesetzt ist, mit der gesamten Fläche durch die Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 und die untere Fläche 35 abgestützt ist, und der über den gesamten Umfang mit dem ersten Freiraum 81 von der Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 vorgesehen ist; und
- den ringförmigen zweiten elastischen Abschnitt 70, der sich von dem ersten elastischen Abschnitt 60 in Richtung des Anschlags 51 erstreckt und der über den gesamten Umfang mit dem zweiten Freiraum 82 von der Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 vorgesehen ist, wobei der zweite Freiraum größer ist als der erste Freiraum.
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Wie zuvor beschrieben, wird die elastische Verformung des ersten elastischen Abschnitts 60 durch die Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 und durch die untere Fläche 35 der Öffnung 32 begrenzt, weist jedoch den ersten Freiraum 81 von der Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 auf, sodass die elastische Verformung in Radialrichtung nach innen folglich in einem bestimmten Ausmaß ermöglicht wird. Die elastische Verformung des zweiten elastischen Abschnitts 70 in Radialrichtung nach außen wird in einem bestimmten Ausmaß durch den zweiten Freiraum 82 von der Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 ermöglicht. Folglich können die Lastcharakteristiken (die Charakteristiken der Federkonstante) des elastischen Körpers 52 dadurch optimiert werden, dass die Größe δ1 des ersten Freiraums 81 und die Größe δ2 des zweiten Freiraums 82 in geeigneter Weise ausgelegt werden. Daher kann eine Fahrzeuglenkvorrichtung 10 bereitgestellt werden, die den elastischen Körper 52 umfasst, der verbesserte Lastabsorptionscharakteristiken aufweist.
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Wie in 3 und 4 gezeigt, umfasst die Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 weiterhin die ringförmige erste Nut 72, die über den gesamten Umfang konkav ausgebildet ist. Hierdurch wird die elastische Verformung des zweiten elastischen Abschnitts 70 weiter begünstigt.
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Wie in 3 und in 4 gezeigt, ist die Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 die sich verjüngende Fläche 34a, die von der unteren Fläche 35 aus in Richtung des offenen Endes 34b des inneren Zylinderabschnitts 34 verjüngend ausgebildet ist, wobei die Größe δ1 des ersten Freiraums 81 zwischen der Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 und der Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 konstant ist. Folglich kann die Last, die von der Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 auf die Außenumfangsfläche 34 des inneren Zylinderabschnitts 34 wirkt, gedämpft werden.
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Des Weiteren ist, wie in 3 und in 4 gezeigt, die Innenumfangsfläche 74 des zweiten elastischen Abschnitts 70 eine sich verjüngende Fläche entlang der verlängerten Linie Lx der sich verjüngenden Fläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 und umfasst die ringförmige zweite Nut 82, die über den gesamten Umfang konkav ausgebildet ist. Hierdurch wird die elastische Verformung des zweiten elastischen Abschnitts 70 weiter begünstigt.
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Des Weiteren ist, wie in 3 und in 4 gezeigt ist, die ringförmige Platte 90 mindestens in einem Abschnitt vorgesehen, der den Anschlag 51 an der äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 kontaktiert. Folglich kann die Kompressionslast gleichmäßig auf die äußerste Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 aufgebracht werden. Die Kompressionslast kann durch den elastischen Körper 52 wirksam absorbiert werden.
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Mit anderen Worten umfasst, wie in den 1 bis 3 gezeigt, die Fahrzeuglenkvorrichtung 10:
- die Lenkstange 26, die in Querrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist;
- den Anschlag 51, der an dem Ende 26a der Lenkstange 26 vorgesehen ist;
- das Gehäuse 30, das sich in Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt, um die Lenkstange 26 darin aufnehmen zu können, und das an dem Ende in Querrichtung des Fahrzeugs die Öffnung 32 aufweist, die mittels des äußeren Zylinderabschnitts 33, der in Radialrichtung außen angeordnet ist, des inneren Zylinderabschnitts 34, der in Radialrichtung innen angeordnet ist, und der ringförmigen und ebenen unteren Fläche 35, die einen Raum zwischen einem Ende des äußeren Zylinderabschnitts 33 und einem Ende des inneren Zylinderabschnitts 34 abschließt, in einer U-förmigen Querschnittsform und in einer ringförmigen Form derart ausgebildet ist, dass sie in Richtung des Anschlags 51 geöffnet ist, und die von der unteren Fläche 35 zu dem offenen Ende 34b des inneren Zylinderabschnitts 34 die Länge L1 aufweist, die kürzer als die Länge L2 von der unteren Fläche 35 zu dem offenen Ende 33b des äußeren Zylinderabschnitts 33 ist; und
- den elastischen Körper 52, durch den sich die Lenkstange 26 derart hindurch erstreckt, dass sie in Querrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist, und der aus einem ringförmigen, einstückigen Formteil mit Elastizität gebildet ist, umfassend:
- den ringförmigen ersten elastischen Abschnitt 60 mit der Länge L1 gleich der Länge L1 von der unteren Fläche 35 zu dem offenen Ende 34b des inneren Zylinderabschnitts 34, der, wenn er in die Öffnung 32 eingesetzt ist, mit der gesamten Fläche durch die Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 und die untere Fläche 35 abgestützt ist, und der über den gesamten Umfang mit dem ersten Freiraum 81 von der Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 vorgesehen ist; und
- den ringförmigen zweiten elastischen Abschnitt 70, der sich von dem ersten elastischen Abschnitt 60 in Richtung des Anschlags 51 erstreckt und der über den gesamten Umfang mit dem zweiten Freiraum 82 von der zuvor beschriebenen Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 vorgesehen ist, wobei der zweite Freiraum größer ist als der erste Freiraum.
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Die Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 umfasst die ringförmige erste Nut 72, die über den gesamten Umfang von dem äußersten Ende 61a der Außenumfangsfläche 61 des ersten elastischen Abschnitts 60 aus in Richtung der äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 in einer gekrümmten Form konkav ausgebildet ist.
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Die Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 ist von der unteren Fläche 35 aus in Richtung des offenen Endes 34b des inneren Zylinderabschnitts 34 verjüngt ausgebildet und ein Randabschnitt mit dem offenen Ende 34b des inneren Zylinderabschnitts 34 ist eine Fläche, die in einer Kreisbogenform ausgebildet ist.
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Die Größe δ1 des ersten Freiraums 81 zwischen der Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 und der Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 ist konstant.
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Die Innenumfangsfläche 74 des zweiten elastischen Abschnitts 70 ist eine sich verjüngende Fläche entlang der verlängerten Linie Lx der sich verjüngenden Fläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 und umfasst die ringförmige zweite Nut 82, die über den gesamten Umfang konkav ausgebildet ist.
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Der Grenzbereich 76 zwischen der Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 und der Innenumfangsfläche 74 des zweiten elastischen Abschnitts 70 ist eine Fläche, die über die gesamte Fläche kreisbogenförmig ausgebildet ist.
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Die ringförmige Platte 90 ist zumindest in dem Abschnitt vorgesehen, der den Anschlag 51 an der äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 kontaktiert.
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Im Folgenden wird eine Fahrzeuglenkvorrichtung 10A gemäß einer zweiten Ausführungsform anhand der 9 beschrieben.
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Zweite Ausführungsform
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9 zeigt eine Schnittansicht der Struktur eines elastischen Körpers 52A, der in der Öffnung 32 des Gehäuses 30 der Fahrzeuglenkvorrichtung 10A gemäß der zweiten Ausführungsform vorgesehen ist, wobei die Struktur entsprechend der 3 dargestellt ist.
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Die in 9 gezeigte Fahrzeuglenkvorrichtung 10A weist Merkmale auf, sodass die folgenden beiden Strukturen verändert sind und die anderen Grundstrukturen mit der zuvor beschriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung 10, die in den 1 bis 7 gezeigt ist, übereinstimmen. Die mit der zuvor beschriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung 10 gemeinsamen Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf deren detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
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Die erste Veränderung besteht darin, dass die Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 der in 3 gezeigten ersten Ausführungsform zu einer Außenumfangsfläche 34Aa eines inneren Zylinderabschnitts 34A geändert wurde, wie in 9 gezeigt. Die Außenumfangsfläche 34Aa der zweiten Ausführungsform ist keine sich verjüngende Fläche, sondern eine gerade Fläche, die parallel zur Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 ist.
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Die zweite Veränderung besteht darin, dass der elastische Körper 52 der in 3 gezeigten ersten Ausführungsform zu einem elastischen Körper 52A geändert wurde. Gemäß dem elastischen Körper 52A der zweiten Ausführungsform ist eine Innenumfangsfläche 63A des ersten elastischen Abschnitts 60 eine gerade Fläche, die parallel zur Außenumfangsfläche 34Aa des inneren Zylinderabschnitts 34A ist. Wie bei der ersten Ausführungsform ist der erste Freiraum 81 mit der Größe δ1 zwischen der Außenumfangsfläche 34Aa des inneren Zylinderabschnitts 34A und der Innenumfangsfläche 63A des ersten elastischen Abschnitts 60 vorgesehen. Eine Innenumfangsfläche 74A des zweiten elastischen Abschnitts 70 gemäß der zweiten Ausführungsform ist eine gerade Fläche entlang der Innenumfangsfläche 63A des ersten elastischen Abschnitts 60, umfasst jedoch nicht die zweite Nut 75 der ersten Ausführungsform (siehe 3).
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Im Folgenden wird anhand der 10 eine Fahrzeuglenkvorrichtung 10B gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben.
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Dritte Ausführungsform
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10 zeigt eine Schnittansicht der Struktur eines elastischen Körpers 52B, der in der Öffnung 32 des Gehäuses 30 der Fahrzeuglenkvorrichtung 10B gemäß der dritten Ausführungsform vorgesehen ist, wobei die Struktur entsprechend der 3 dargestellt ist.
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Die in 10 gezeigte Fahrzeuglenkvorrichtung10B umfasst ein Merkmal, sodass der elastische Körper 52 der in 3 gezeigten ersten Ausführungsform zu dem elastischen Körper 52B geändert wurde und die anderen Grundstrukturen mit der zuvor beschriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung10, die in 1 bis 7 gezeigt ist, übereinstimmen. Die mit der zuvor beschriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung 10 gemeinsamen Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, sodass auf deren detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
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Der elastische Körper 52B der dritten Ausführungsform umfasst nicht die erste Nut 72 der ersten Ausführungsform (3) in der Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70. Darüber hinaus ist gemäß dem elastischen Körper 52B der dritten Ausführungsform eine Innenumfangsfläche 74B des zweiten elastischen Abschnitts 70 eine gerade Fläche, die parallel zur Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 ist, umfasst jedoch nicht die zweite Nut 75 der ersten Ausführungsform (siehe 3).
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Im Folgenden wird anhand der 11 bis 15 eine Fahrzeuglenkvorrichtung 10C gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben.
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Vierte Ausführungsform
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11 zeigt eine Schnittansicht der Struktur eines elastischen Körpers 52C, der in der Öffnung 32 des Gehäuses 30 der Fahrzeuglenkvorrichtung 10C gemäß einer vierten Ausführungsform vorgesehen ist, wobei die Struktur entsprechend der 3 dargestellt ist. 12 zeigt eine Struktur, bei der die Öffnung 32 des Gehäuses 30 und der elastische Körper 52C, die beide in 11 gezeigt sind, auseinandergenommen sind, wobei die Struktur entsprechend der Fig. dargestellt ist.
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Die Fahrzeuglenkvorrichtung10C, die in 11 und 12 gezeigt ist, weist ein Merkmal auf, sodass der erste elastische Körper 52 der ersten Ausführungsform, die in den 3 bis 4 gezeigt ist, zu einem elastischen Körper 52C geändert wurde, wobei die anderen Grundstrukturen mit der zuvor beschriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung10, die in den 1 bis 7 gezeigt ist, übereinstimmen. Die mit der zuvor beschriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung 10 übereinstimmenden Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf deren detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
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Gemäß dem elastischen Körper 52C der vierten Ausführungsform umfasst der zweite elastische Abschnitt 70 einen ringförmigen verlängerten Abschnitt 77, der von der äußersten Endfläche 73 aus in Richtung des Anschlags 51 verlängert (erweitert) ist. Die Form des verlängerten Abschnitts 77 ist eine exakt kreisförmige Form, die zu dem zweiten elastischen Abschnitt 70 konzentrisch ist. Eine Außenumfangsfläche 91 der Platte 90 ist in den verlängerten Abschnitt 77 eingesetzt. Die Platte 90 ist in die äußerste Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 und des verlängerten Abschnitts 77 desselben z. B. durch einstückiges Formen, Schweissen oder Bonden integriert.
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Wie zuvor beschrieben, ist die Außenumfangsfläche 91 der Platte 90 in den verlängerten Abschnitt 77 eingesetzt. Folglich ist die Platte 90 in die äußerste Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 und auch des verlängerten Abschnitts 77 integriert. Demzufolge kann ein Abstreifen der Platte 90 relativ zur äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 zuverlässig verhindert werden.
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Ein Durchmesser d2C an dem äußersten Ende 71 a der Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 ist größer als ein Außendurchmesser d5 der Platte 90. Darüber hinaus ist der Durchmesser d2C an dem äußersten Ende 71a der Außenumfangsfläche 71 größer als der Durchmesser d2 an dem äußersten Ende 71a der in den 3 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform (d2C > d2 = d5).
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Der zweite Freiraum 82 ist über den gesamten Umfang zwischen der Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 und der Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 vorgesehen. Eine Größe δ2C des zweiten Freiraums 82 ist ausgelegt unter Berücksichtigung der elastischen Verformungshöhe des gesamten elastischen Körpers 52, wenn die Kompressionslast von dem Anschlag 51 auf den elastischen Körper 52 wirkt, und ist größer als die Größe δ1 des ersten Freiraums 81. Darüber hinaus kann die Größe δ2C des zweiten Freiraums 82 so ausgelegt sein, dass sie kleiner als die Größe δ2 des zweiten Freiraums 82 gemäß der in den 3 und 4 gezeigten ersten Ausführungsform ist (δ2C < δ2).
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Dies wird genauer beschrieben. Der Durchmesser d2C an dem äußersten Ende 71a der Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 ist kleiner als der Durchmesser d1 an der Außenumfangsfläche 61 des ersten elastischen Abschnitts 60. Die Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 umfasst die ringförmige erste Nut 72. Die erste Nut 72 ist über den gesamten Umfang von dem äußersten Ende 61a der Außenumfangsfläche 61 des ersten elastischen Abschnitts 60 aus in Richtung der äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 in einer gekrümmten Form konkav ausgebildet. Ein Durchmesser d3 (siehe 12) des am stärksten konkav ausgebildeten Abschnitts der ersten Nut 72 ist kleiner als der Durchmesser d2C an dem äußersten Ende 71 a der Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70.
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Wie zuvor beschrieben, umfasst die Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 die ringförmige erste Nut 72, die über den gesamten Umfang konkav ausgebildet ist. Dies erleichtert weiterhin die elastische Verformung des zweiten elastischen Abschnitts 70.
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Im Folgenden werden anhand der 11 und der 13 bis 15 die Charakteristiken des elastischen Körpers 52C beschrieben. Es ist zu beachten, dass nur eine Zusammenfassung beschrieben wird, da die Charakteristiken des elastischen Körpers 52C gleich den Charakteristiken des elastischen Körpers 52 der in 3 und den 5 bis 8 gezeigten ersten Ausführungsform sind.
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Wie in 11 gezeigt, wirkt, wenn die Endfläche 51a des Anschlags 51 über die Platte 90 auf die äußerste Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70 drückt, von der Endfläche 51a des Anschlags 51 her die (nicht dargestellte) Kompressionslast fc an der äußersten Endfläche 73 des zweiten elastischen Abschnitts 70. Wenn die Kompressionslast fc zunimmt, werden der erste Freiraum 81 und der zweite Freiraum 82 verringert. Der elastische Körper 52 wird als Ganzes kontinuierlich komprimiert und verformt und die Innenumfangsfläche 63 des ersten elastischen Abschnitts 60 kontaktiert die Außenumfangsfläche 34a des inneren Zylinderabschnitts 34 und wird abgestützt (siehe 13). In dem in 13 gezeigten Zustand kommen, wie bei der Ausführungsform in 5, die ersten Last-Charakteristiken (Charakteristiken mit niedriger Federkonstante) zur Geltung.
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Wenn die Kompressionslast fc weiter zunimmt, wird der zweite Freiraum 82 weiter verringert. Folglich wird der elastische Körper 52 als Ganzes kontinuierlich komprimiert und verformt und die Außenumfangsfläche 71 des zweiten elastischen Abschnitts 70 kontaktiert die Innenumfangsfläche 33a des äußeren Zylinderabschnitts 33 und wird abgestützt (siehe 14). In dem in 14 gezeigten Zustand besteht, wie bei der ersten Ausführungsform in 6, die Tendenz, dass die zweiten Last-Charakteristiken (Charakteristiken mit mittlerer Federkonstante) zur Geltung kommen.
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Wenn die Kompressionslast fc weiter zunimmt, expandiert die Innenumfangsfläche 74 des zweiten elastischen Abschnitts 70 in Radialrichtung nach innen und der verlängerte Abschnitt 77 des zweiten elastischen Abschnitts 70 expandiert in Richtung des Anschlags 51 (siehe 15). D. h. die Verformung infolge der Komprimierung des elastischen Körpers 52 erreicht die Grenze. In dem in 15 gezeigten Zustand besteht, wie bei der ersten Ausführungsform in 7, die Tendenz, dass die dritten Last-Charakteristiken (Charakteristiken mit hoher Federkonstante) zur Geltung kommen.
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Die Fahrzeuglenkvorrichtung 10C gemäß der vierten Ausführungsform erreicht dieselben Wirkungen und Vorteile wie die der in den 1 bis 8 gezeigten Fahrzeuglenkvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform.
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Man beachte, dass die Fahrzeuglenkvorrichtungen 10, 10A, 10B und 10C gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt sind, solange die Wirkungen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung erreicht werden.
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Z. B. können gemäß der vorliegenden Offenbarung die Fahrzeuglenkvorrichtungen 10, 10A, 10B und 10C eine Struktur verwenden, die nur das Lenksystem 20 umfasst, und können als eine sogenannte manuell betätigte Lenkvorrichtung bereitgestellt werden, die keinen Zusatzdrehmoment-Mechanismus 40 umfasst.
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Darüber hinaus können die Lenkvorrichtungen 10, 10A, 10B und 10C als sogenannte elektronische Lenkvorrichtungen bereitgestellt werden, bei denen das Lenkrad 21 und die Lenkstange 26 mechanisch getrennt sind, wobei eine (nicht dargestellte) Drehbetätigungseinrichtung veranlasst wird, eine Drehkraft gemäß dem Lenkbetrag des Lenkrads 21 zu erzeugen und die Drehkraft auf die Lenkstange 26 zu übertragen.
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Darüber hinaus können die Lenkvorrichtungen 10, 10A, 10B und 10C eine Struktur verwenden, bei der zwei oder mehr derselben beliebig miteinander in geeigneter Weise kombiniert werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die Lenkvorrichtungen 10, 10A, 10B und 10C gemäß der vorliegenden Offenbarung können in geeigneter Weise in einem Fahrzeug angeordnet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 10A, 10B, 10C
- Fahrzeuglenkvorrichtung
- 26
- Lenkstange
- 26a
- Stangenende (Ende) der Lenkstange
- 30
- Gehäuse
- 32
- Öffnung
- 33
- äußerer Zylinderabschnitt (erster Zylinderabschnitt)
- 33a
- Innenumfangsfläche des äußeren Zylinderabschnitts
- 33b
- offenes Ende des äußeren Zylinderabschnitts (offene Endfläche des äußeren Zylinderabschnitts)
- 34
- innerer Zylinderabschnitt (zweiter Zylinderabschnitt)
- 34a
- Außenumfangsfläche des inneren Zylinderabschnitts (sich verjüngende Fläche des inneren Zylinderabschnitts)
- 34b
- offenes Ende des inneren Zylinderabschnitts (offene Endfläche des inneren Zylinderabschnitts)
- 34c
- Innenumfangsfläche des inneren Zylinderabschnitts
- 50
- Dämpfungsvorrichtung
- 51
- Anschlag
- 52, 52A, 52B
- elastischer Körper
- 60
- erster elastischer Abschnitt
- 61
- Außenumfangsfläche des ersten elastischen Abschnitts
- 61a
- äußerstes Ende der Außenumfangsfläche des ersten elastischen Abschnitts
- 62
- untere Fläche des ersten elastischen Abschnitts
- 63
- Innenumfangsfläche (sich verjüngende Fläche) des ersten elastischen Abschnitts
- 63a
- äußerstes Ende der Innenumfangsfläche des ersten elastischen Abschnitts
- 64
- äußerstes Ende des elastischen Abschnitts
- 70
- zweiter elastischer Abschnitt
- 71
- Außenumfangsfläche des zweiten elastischen Abschnitts
- 72
- erste Nut
- 73
- äußerste Endfläche des zweiten elastischen Abschnitts
- 74
- Innenumfangsfläche des zweiten elastischen Abschnitts
- 74a
- äußerstes Ende der Innenumfangsfläche des zweiten elastischen Abschnitts
- 75
- zweite Nut
- 77
- verlängerter Abschnitt
- 81
- erster Freiraum
- 82
- zweiter Freiraum
- 90
- Platte
- L1
- Länge von der unteren Fläche zum offenen Ende des inneren Zylinderabschnitts
- L2
- Länge von der unteren Fläche zum offenen Ende des äußeren Zylinderabschnitts
- δ1
- Größe des ersten Freiraums
- δ2, δ2C
- Größe des zweiten Freiraums
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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