(57)【要約】【解決手段】第１の歯車要素をもったステアリングホイールからなるステアリングホイール装置が開示される。ステアリングコラムに取り付けられた第２の歯車要素が提供される。第１及び第２の歯車要素は、互いに相互係合しており、装置はさらに、歯車要素のひとつに取り付けられた、バックラッシ除去歯車を備えている。バックラッシ除去歯車は、該歯車が取り付けられている歯車要素の歯と実質的に整列すべく構成された歯を備え、バックラッシ除去歯車の歯が、歯車要素の対応する歯からから変位する位置へ向かうように、バックラッシ除去歯車は、該歯車が取り付けられている歯車要素に対して回転可能に付勢されている。この歯車装置は、自動車の運転者に、より良い“フィーリング”を与えることが判明した。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイール装置であって、ステアリングホイールは、第１の歯車要素と、ステアリングコラムに取り付けられ又は取り付け可能である第２の歯車要素とを備え、第１及び第２の歯車要素は、互いに相互係合しており、装置がさらに、前記歯車要素のひとつに取り付けられた、少なくともひとつのバックラッシ除去歯車を備え、バックラッシ除去歯車は、該歯車が取り付けられている前記歯車要素の歯と実質的に整列すべく構成された歯を備え、バックラッシ除去歯車の歯が、歯車要素の対応する歯からから変位する位置へ向かうように、バックラッシ除去歯車は、該歯車が取り付けられている歯車要素に対して回転可能に付勢されていることを特徴とするステアリングホイール装置。
【請求項２】
２つの前記バックラッシ除去歯車は、前記歯車要素に取り付けられ、２つのバックラッシ除去歯車は反対方向に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール装置。
【請求項３】
バックラッシ除去歯車が取り付けられている前記歯車要素はリングギアであることを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリングホイール装置。
【請求項４】
バックラッシ除去歯車が取り付けられている前記歯車要素はピニオンギアであることを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリングホイール装置。
【請求項５】
ピニオンギアには２つのバックラッシ除去歯車が設けられ、バックラッシ除去歯車はそれぞれプレート状の形態をもち、それぞれのプレートは開口部を有し、開口部はバネ要素に係合する部分を形成し、２つのバックラッシ除去歯車における開口部は、整列されてバネ要素を受け入れることを特徴とする請求項４に記載のステアリングホイール装置。
【請求項６】
それぞれのバネ要素は、実質的に“Ｃ”字形の形状であって、それぞれのバネ要素は、バネ要素と係合する片方のプレートに設けた開口部の部分と、バネ要素を収容する他方のバネプレートに設けた開口部の部分とに通されていることを特徴とする請求項５に記載のステアリングホイール装置。
【請求項７】
バネ要素に係合する開口部の部分は、二股で２つの弓形スロットを有している外向きに向いた開口部の部分であり、それぞれのスロットはバネ要素の部分を受け、バネ要素を収容する開口部の部分は、開口部の周囲の略弓形の外向きに向いた部分であることを特徴とする請求項６に記載のステアリングホイール装置。
【請求項８】
バックラッシ除去歯車は、保持ワッシャによって所定位置に保持されることを特徴とする請求項４乃至７記載のステアリングホイール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車装置に関する。本発明による歯車装置は、例えば自動車のステアリングホイールにおいて特定の用途に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
自動車においてステアリングホイールユニットが使用されることは以前から提案されている。ステアリングホイールは、固定ハウジングに対して回転するように取り付けられる。ステアリングホイールが回転する軸線は、ステアリングコラムの軸線に対してオフセットしている。ステアリングコラムはピニオンギアを支持している。ステアリングホイールは、リングギアを支持し、該リングギアはピニオンギアの部分に噛合する。ステアリングホイールが回転すると、ステアリングコラムは回転する。
ひとつの実施形態によるかかるタイプのステアリングホイールにおいては、中心にエアバッグユニットを取り付けることが可能になって、ステアリングホイールを回転させたとき、エアバッグユニットは静止状態に保たれる。このため、特別に形成されたエアバッグを利用することが可能になり、また、エアバッグユニットの上面には、制御ボタンなどを取り付けることが容易になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このタイプのステアリングホイールにあっては、ステアリングコラムに設けたピニオンギアとステアリングホイールに設けたリングギアとの間に、いくらかの“遊び”があることが判明した。このため、自動車を運転するとき、ステアリングホイールには不具合な“フィーリング”が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によって提供される歯車要素によれば、歯車要素は、協働する歯車要素に係合すべき寸法にされた歯付き部分を備え、歯車要素はバックラッシ除去歯車を有し、バックラッシ除去歯車は、歯車要素の歯に対応した歯を備え、バックラッシ除去歯車は、その歯を歯車要素の歯に対して実質的に整列させて歯車要素に取り付けられ、歯車要素の対応する歯から若干変位した位置になるように、バックラッシ除去歯車の歯を付勢する弾性要素を設ける。
【０００５】
好ましくは、２つのバックラッシ除去要素が設けられ、それぞれのバックラッシ除去要素は、歯車要素の歯に対応した歯を備え、バックラッシ除去要素は、その歯を歯車要素の歯に対して実質的に整列させて歯車要素に取り付けられ、互いに離れるように弾性的に付勢されている。
【０００６】
本発明の別の観点によって提供されるステアリングホイール装置は、ステアリングホイールは、第１の歯車要素と、ステアリングコラムに取り付けられ又は取り付け可能である第２の歯車要素とを備え、第１及び第２の歯車要素は、互いに相互係合しており、装置がさらに、前記歯車要素のひとつに取り付けられた、少なくともひとつのバックラッシ除去歯車を備え、バックラッシ除去歯車は、該歯車が取り付けられている前記歯車要素の歯と実質的に整列すべく構成された歯を備え、バックラッシ除去歯車の歯が、歯車要素の対応する歯からから変位する位置へ向かうように、バックラッシ除去歯車は、該歯車が取り付けられている歯車要素に対して回転可能に付勢されていることを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、２つの前記バックラッシ除去歯車は、前記歯車要素に取り付けられ、２つのバックラッシ除去歯車は反対方向に付勢されている。
【０００８】
有利には、バックラッシ除去歯車が取り付けられている前記歯車要素はリングギアである。
【０００９】
変形例においては、バックラッシ除去歯車が取り付けられている前記歯車要素はピニオンギアである。
【００１０】
好ましくは、ピニオンギアには２つのバックラッシ除去歯車が設けられ、バックラッシ除去歯車はそれぞれプレート状の形態をもち、それぞれのプレートは開口部を有し、開口部はバネ要素に係合する部分を形成し、２つのバックラッシ除去歯車における開口部は、整列されてバネ要素を受け入れることを特徴とする。
【００１１】
有利には、それぞれのバネ要素は、実質的に“Ｃ”字形の形状であって、それぞれのバネ要素は、バネ要素と係合する片方のプレートに設けた開口部の部分と、バネ要素を収容する他方のバネプレートに設けた開口部の部分とに通されている。
【００１２】
バネ要素に係合する開口部の部分は、二股で２つの弓形スロットを有している外向きに向いた開口部の部分であり、それぞれのスロットはバネ要素の部分を受け、バネ要素を収容する開口部の部分は、開口部の周囲の略弓形の外向きに向いた部分であると都合が良い。
【００１３】
好ましくは、バックラッシ除去歯車は、保持ワッシャによって所定位置に保持される。
【００１４】
本発明は、改良された歯車を提供しようとするもので、歯車は、上述したタイプのステアリングホイール装置に組み込まれて、ステアリングホイールの“フィーリング”を改良する。もちろん、歯車装置には、その他の多くの用途がある。
【００１５】
本発明をより容易に理解できるように、また、本発明の特徴をさらに認識できるように、本発明の例示的な実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、図１〜図３を参照すると、ステアリングホイール組立体１は、ステアリングコラム３に取り付けられたステアリングホイール２を備えている。固定ハウジング４は、所定位置にしっかり取り付けられて設けられる。
ステアリングホイールは、スポーク６及び周辺リム７などのスポーク部分を形成してなる金属製フレーム５を備えている。フレーム５は、例えば発泡材料などの適当な被覆８で覆われている。
【００１７】
フレーム５は、環状のベアリング９によって、ハウジング４に設けられた適当な形成部分に取り付けられる。ステアリングホイールは、所定の軸線を中心として回転する。エアバッグユニット１０は、固定要素４に直接結合されて設けられる。従って、エアバッグユニットは、ステアリングホイールが回転しても、回転しない。エアバッグユニットには、複数の操作ボタン類１１が設けられ、それらは所定位置に固定されている。
環状のベアリング９に隣接したフレーム５の一部は、内向きのリングギア１２を形成している。
【００１８】
ステアリングコラム３は、２つの間隔を隔てたベアリング１４，１５（図１）によって管状の突起部１３の内部に取り付けられ、固定ハウジング４の残りの部分から下方へ延びている。ステアリングコラムの上端部にはピニオンギア１６が支持され、ピニオンギア１６における歯の付いた外周１７は、ステアリングホイールのフレームに設けられたリングギア１２に噛合している。
【００１９】
ステアリングホイールを回転させると、ピニオンギア１６が回転し、その結果、ステアリングコラムを回転させることが理解できるだろう。この一般的なタイプのステアリングホイール組立体は、既に提案されていて、ＥＰ−Ａ−１１９９２４３号に開示されている。
しかしながら、本発明の実施形態においては、以下に述べるように、ピニオンギア１６にバックラッシ除去歯車が備えられる。
【００２０】
図４は、ピニオンギア１６を示した斜視図である。ピニオンギア１６は、ステアリングコラムに結合される部分を備えていると共に、周辺に歯車１７の歯が設けられた、円板状の部分を備えている。円板状部分の上面には、バックラッシ除去歯車１８，１９が取り付けられ、取付ワッシャ２０が重ねられている。
【００２１】
図６は、１枚のバックラッシ除去歯車１８について詳しく示している。しかし、両方のバックラッシ除去歯車１８，１９は互いに同じものである。しかしながら、片方のバックラッシ除去歯車は他方に対して逆さになっていて、片方の歯車は表を上にして、他方の歯車は裏返しになっている。バックラッシ除去歯車１８は、比較的薄いプレート状の形態になっている。プレートの外周２１には歯が形成されている。
【００２２】
外周２１の噛み合いは、ピニオンギア１６自体の噛み合いと同じである。バックラッシ除去歯車１８の噛み合いは、ある種の実施形態においては、ピニオンギア１６の歯に比べて若干短くても良いが、バックラッシ除去歯車１８，１９には、ピニオンギア１６と同じ数の歯を設け、隣接する歯との間に同一の歯の基本幅とギャップの幅とを設ける。
【００２３】
バックラッシ除去歯車１８，１９の中央には、外周が不規則な形状に形成された開口部２２が設けられる。開口部２２の外周には、３等分の角度の位置に、弓形の突起凹部２３が外側へと形成される。また、弓形の突起凹部２３の間に位置される、３等分の角度のオフセットした位置には、さらに突起凹部２４が設けられ、それぞれの突起凹部２４は二股に分かれて、外向きに弓形に延びたスロット２５，２６を形成している。
【００２４】
図７は、取付ワッシャを詳しく示している。ワッシャ２０は、実質的に平坦な円板２７からなり、この円板には複数の開口部２８が設けられている。ワッシャの中央には、直立したカラー３０で取り囲まれた開口部２９が形成されている。
【００２５】
図８は、バネ要素３１を示していて、このバネ要素の複数を用いて、バックラッシ除去歯車１８，１９をピニオンギア１６に対して付勢させる。それぞれのバネ要素３１は、シート状のバネ材料から形成されていて、バネ要素は半円形ないし“Ｃ”字形の横断面をもち、所定の長さをもつ。
【００２６】
各バネ要素３１の寸法は、該バネ要素が、開口部２２の外周に形成された二股の凹部２４に挿入されて、バネ要素３１の２つの両側が、２つの弓形のスリット２５，２６に受け入れられるように定められる。その結果、それぞれの二股の凹部２４は、実質的に所定の位置に、それぞれのバネ要素３１を保持する。また、それぞれのバネ要素３１は、凹部２３などの弓形の凹部の内部に受け入れられて、バネの反対側を凹部の反対側に係合させるように設計されている。
【００２７】
２つのバックラッシ除去歯車１８，１９は当初には重ね合わせて配置され、片方の歯車における弓形の凹部２３は、他方の歯車における二股の凹部２４に整列され、逆もまた同様になっている。片方の歯車は他方に対して裏返しになっている。そして、所定位置には複数のバネ要素３１が配置され、この実施形態においては、最大で６個のバネ要素が用いられ、それぞれのバネ要素は、隣接するバックラッシ除去歯車１８，１９においては、互いに整列された対となる凹部２３及び凹部２４を通り抜ける。バネ要素３１については、バックラッシ除去歯車１８，１９は重なった位置に保持されるが、バネ要素３１を圧縮させながら、互いに回転方向に動くことができるようになっている。
【００２８】
バックラッシ除去歯車は、重ね合わされたとき、２つのバックラッシ除去歯車の歯が互いにわずかにオフセットするように、相対的に配置されていることに留意されたい。
【００２９】
図４及び図９から分かるように、２つのバックラッシ除去歯車１８，１９は、ピニオンギア１６の上部に取り付けられる。バネ要素３１の突出した端部は、ピニオンギア１６に形成された適当な凹部３２の内部に受け入れられる。ワッシャ２０はバックラッシ除去歯車１８，１９に重ねられ、バックラッシ除去歯車をピニオンギア１６の所定位置に保持するように働く。
【００３０】
バックラッシ除去歯車１８，１９をピニオンギアに取り付けたとき、バックラッシ除去歯車の歯は、ピニオンギア１６の対応する歯１７の両側に向けて変位するように配置される。従って、ピニオンギア１６をリングギア１２に接触させると、バックラッシ除去歯車１８，１９は互いに移動し、すべての３つの歯車が整列されて、リングギア１２の隣接する一組の対の間に受け入れられる。ピニオンギア１６とバックラッシ除去歯車１８，１９とが、この状態から解放されると、バックラッシ除去歯車１８，１９はバネ要素３１によって離れるように付勢される。従って、バックラッシ除去歯車は、しっかりとリングギア１２に係合し、リングギア１２とピニオンギア１６との間の“遊び”ないしバックラッシは無くなる。
【００３１】
その結果、ステアリングホイールを操作するとき、ステアリングホイールの“フィーリング”は良好になる。
【００３２】
上述した実施形態においては、２つのバックラッシ除去歯車を設けて、これらをピニオンギアに対して反対方向に付勢したけれども、ピニオンギアに１枚のバックラッシ除去歯車を設けて、この１枚の歯車をピニオンギアに対して弾性的に付勢しても、適当な効果が得られることを認識されたい。
【００３３】
また、バックラッシ除去歯車がピニオンギアに設けられた実施形態に関して本発明について説明したけれども、１又は複数のバックラッシ除去歯車要素をリングギアに設けても良い。もちろん、そうした構成にあっては、バックラッシ除去歯車は、それぞれリングギアの形態をもち、ピニオンギアの寸法は、リングギアだけでなくバックラッシ除去歯車とも係合できるように定める。
【００３４】
本願の明細書及び特許請求の範囲において、“備える”及び“備えている”という用語並びにこれに類する用語は、特定の特徴、段階、又は構成を含むことを意味している。これらの用語は、別の特徴、段階、又は構成が存在することを排斥するようには解釈されない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ステアリングホイール装置について、一部を破断して示した斜視図である。
【図２】ステアリングホイールの取付部分を詳しく示した断面図である。
【図３】図２の線３−３に沿った断面図である。
【図４】ピニオンユニットを示した斜視図である。
【図５】２つのバックラッシ除去歯車とワッシャとバネとを示した分解図である。
【図６】１つのバックラッシ除去歯車を示した平面図である。
【図７】ワッシャを示した斜視図である。
【図８】バネユニットを示した図である。
【図９】ピニオンを示した断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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