JP2001510120A - エネルギ吸収エレメントを備える、自動車用かじ取り柱配置 - Google Patents

エネルギ吸収エレメントを備える、自動車用かじ取り柱配置

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JP2001510120A
JP2001510120A JP2000502970A JP2000502970A JP2001510120A JP 2001510120 A JP2001510120 A JP 2001510120A JP 2000502970 A JP2000502970 A JP 2000502970A JP 2000502970 A JP2000502970 A JP 2000502970A JP 2001510120 A JP2001510120 A JP 2001510120A
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cladding
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cladding tube
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JP2000502970A
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マイエル,ロニー
ハンゼルト,ダニエル
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クルップ・プレスタ・アクチェンゲゼルシャフト
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/19Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
    • B62D1/192Yieldable or collapsible columns
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • F16F7/125Units with a telescopic-like action as one member moves into, or out of a second member

Abstract

(57)【要約】 合成樹脂、好ましくは繊維結合合成樹脂からなる管形状エネルギ吸収エレメント(6)が第一の被覆管部材(1)の一部に直接配置される。この第一被覆管部材(1)は第二の被覆管部材(2)内を軸方向にスライドし、衝突事故の際には衝突の折のあらかじめ規定された一定の停止力によって破壊される。このエネルギ吸収エレメントは自動車用かじ取り柱配置における安全かじ取り柱として利用される。この配置は、運転者には高い操作安全性を保証しながら、コンパクトで経済的な実現が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、請求項1のプリアンブルによる自動車用かじ取り柱配置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車用かじ取り柱配置においては安全上の理由から、正面衝突の際運転者の
体に働く力を弱めるエネルギ吸収エレメントがかじ取り柱に装備されるよう、求
められる。正面衝突の際には4kNから8kNの一定の停止力でかじ取り柱が7
0から90mmの路程に渡って後退し、その際衝突エネルギが吸収されるよう求
められる場合が多い。従来の衝突システムは、例えば湾曲した継目板、鋼線、メ
ッシュ格子等を取り付けることによって、この要望を満たしてきた。周知の配置
においては、衝突路程がさらに求められることによって構造がより大きなものと
なった。エネルギ吸収エレメントないし衝突エレメントがかじ取り柱の支持装置
内に配置されるか、あるいは支持装置がスライド可能なコンソールとして実現さ
れる場合、衝撃を受けた際、ないし衝突の際にかじ取り柱全体が後方に向けて走
行せねばならない。これにはさらなる運動の余地が必要であるが、そのための空
間は使用されていることが多く、その結果その機能が常に保証され得るとはかぎ
らない。特に、エネルギ吸収エレメントの多くはせん断荷重に比較的弱く、これ
は特別な措置を必要とし、信頼性を損なうことになる。
【0003】 EP 0 477 509により周知のものとなった変位可能な自動車用安全
かじ取り柱配置は、望遠鏡のようにスライドさせてたたむことが可能な、複数の
被覆管部材内に据え付けられた操縦スピンドルを有し、このスピンドルのハンド
ルとは反対側の端部は、エネルギ吸収体としての変形エレメントと接続される。
金属製のエネルギ吸収体は管形状、特に波形管として形成され、衝突の際には押
し潰され圧縮される。この配置の短所は、この配置の長手方向軸が比較的大きな
据え付け空間を必要とし、その実現には費用がかかるという点である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、現行技術の短所を回避することである。この発明の課題は
特に、衝突の際の安全要求に添う、コンパクトで経済的に製造可能なかじ取り柱
配置を提供することである。構造が最小化される上に、衝突エレメントはその重
量がわずかなものでなければならず、かつ衝突を受けた際の変形エレメントの様
態は、ハンドルにかかるせん断力に左右されてはならない。かじ取り柱の衝突機
能が周囲の部材からの影響を被るのは避けられねばならない。軸方向の衝突の際
には、被覆管およびスピンドルがそれ自体が短くなるべきであり、したがってか
じ取り柱が退行することはない。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明によるとこの課題は、請求項1の特徴によって解決する。さらなる有
利な実施形態は従属項の対象となる。衝突の際に被覆管がそれ自体崩壊、すなわ
ち短くなり得るように、被覆管は互いに入れ子式にスライド可能な二つの部材、
すなわち衝突管である第一の被覆管部材と、第二の外部被覆管部材とに分かれ、
操縦スピンドルは衝突管内に据え付けられる。管形状の合成樹脂体である衝突エ
レメントは、第一の実施形態においては、被覆管から突き出す衝突管を包み、し
たがって衝突管の位置をその中に据え付けられたスピンドルとともに軸方向の作
動位置において固定し、衝突エレメントはその中で第二の被覆管部材にこれをス
トッパとして隣接する。
【0006】 さらなる実施形態においては、衝突エレメントが衝突管の突き出した部材を包
む一方、外部被覆管の一部をも包み、それによってこの配置のせん断剛性がさら
に高まる。
【0007】 エネルギ吸収エレメントは繊維結合合成樹脂によって製造されるのが好ましく
、その製造方法においては、被覆管内においてスライド可能なように据え付けら
れた衝突管に直接、繊維が巻き付けられ、同時に樹脂に覆われるのが好ましい。
こうすることによってうまく貼り付き、吸収エレメントが管にうまく固着する。
この第二の実施形態においては、繊維素材が樹脂によって衝突管の突き出た部材
を超えて第二の被覆管部材にまで巻き付けられ、その結果吸収エレメントが衝突
管および被覆管を覆うことになる。繊維素材としては特に炭素が適している。衝
突エレメントのこの発明の実施形態によって、衝突ないし、両管部材が入れ子式
に互いにスライドする際には、衝突エレメントが破壊される間、一定の停止力働
く。繊維管、特に炭素繊維管においては、巻き付けおよび寸法決めを多様化する
ことによって様々な水準の力および特性曲線が容易かつ経済的に実現され、また
再現可能である。この配置のせん断剛性をさらに高めるために、好ましくは双方
の部材が単数または複数の溝結合によって互いにしっかりと接続され得る。この
接続は相応の衝突力に対して撓むように形成されるべきである。これによって、
衝突エレメントのせん断剛性には関わりなく、通常操作における高いせん断剛性
が得られる。管形状のエネルギ吸収エレメントはまた単純に衝突管にあたって押
し開けられ得る。吸収エレメントは、好ましくは貼り付けられることによって管
に固定されるのが有利である。
【0008】 さらに、接触領域において両管部材に凹凸がつけられることによって、衝突エ
レメントと管部材との間の接続がより改善される。特に、接合素材を巻き付ける
際に繊維が溝に係合するように管周囲の接触領域が溝形状に形成されると、極め
て優れ、かつ再現可能な固着が実現可能である。この構造によって、あらかじめ
規定された衝突力においてはこのCFK(炭素繊維合成樹脂結合)配置が確実に
崩壊し、衝突管は一定の力で被覆管内に望遠鏡のように入り込む。
【0009】 次に、例として概略図を参考にこの発明の説明がなされる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1には、この発明によるエネルギ吸収エレメント6を備える、自動車用かじ
取り柱配置の概略部材断面図が示される。このエネルギ吸収エレメント6は有利
なことに、ハンドルが装着される第一の操縦スピンドル配置に配置される。操縦
スピンドル3は、その一方の端部にハンドルが配置されるスプライン軸として形
成され、その際操縦スピンドル3はスピンドルベアリング4を介して被覆管1,
2内に据え付けられる。衝突の際にはスピンドル3は被覆管1,2とともに入れ
子式にスライド可能であり、衝突路程を介して衝突エネルギを吸収する。被覆管
1,2はしたがって、衝突管である第一の被覆管部材1と、第二の被覆管部材2
とに分かれ、これら二つの管部材1,2は同軸で軸方向にスライドするように配
置される。衝突管である第一の被覆管部材1は、所望される衝突路程の長さだけ
第二の被覆管2から突き出し、したがって衝突の際にはそれに応じて第一の被覆
管1が第二の被覆管2内にスライドする。この衝突路程は70から90mmであ
るのが好ましい。第一の被覆管1は、吸収エレメント6として機能し、かつその
一方の端部が第二の被覆管2に隣接する合成樹脂管片6によって覆われる。吸収
エレメント6の他方の端部は、例えば突出部として形成される衝突管1のストッ
パ8に隣接し得るのが有利である。衝突の際には吸収エレメント6が衝突力Fc
rによって圧縮され、このエレメントが、好ましくは4kNから8kNの範囲の
所望の衝突力のエネルギを確実に吸収する。この発明による吸収エレメント6の
この実施形態によって、所望のエネルギ吸収値を精確かつ再現可能なようにあら
かじめ定め、省スペースで経済的に製造することが可能となる。さらに必要とさ
れる部材が少ないため、簡単な組み立てが可能である。吸収エレメント6は繊維
結合管として実現されるのが好ましく、かつ第一被覆管部材1に直接巻き付け、
例えば鋳造合成樹脂等の合成樹脂を浸透させるのが好ましい。コンパクトかつ再
現可能な配置には特に炭素繊維結合が適している。繊維結合管6は好ましくは衝
突管1に付着するように貼り付けられ、その際には直接巻き付け技術および適切
な合成樹脂の浸透によって貼り付けが同時に行われる。繊維結合管6と衝突管1
との固着を改善するために、衝突管1の表面に凹凸が、好ましくは溝がつけられ
る。炭素繊維結合合成樹脂によるエネルギ吸収エレメント6の典型的な実施形態
は、衝突力が4kNの領域、衝突管の直径が約40mmの場合で、例えば1から
2mmの、mm領域の壁強度を有する。
【0011】 衝突の際に生じるせん断力によって双方の管部材1,2が挟まって動かなくな
ると、確実かつ均一なエネルギ吸収作用が妨げられ得るので、これを防ぐために
、好ましくは合成樹脂リング5として形成される案内エレメント5が両管部材1
,2の間にさらに配置され得る。これらの案内エレメント5によって、わずかな
すべり摩擦力で軸方向における管部材1,2の確実なスライドが可能となる。こ
のすべり摩擦力は、エネルギ吸収のための4kNから8kNの所望の停止力に比
してわずかであるように、できるだけ低く抑えられねばならない。
【0012】 通常操作における両被覆管部材1,2の横復元力を大きく保つために、両管部
材1,2間の遊びをさらに小さくするよう、さらなる措置がとられるのが望まし
い。そのためにはさらに、例えばコーキン、圧縮またはボルト締め、好ましくは
溝に押し込むことによって管部材1,2の間に強力な接合部7を設ける措置が取
られ得る。この接合はまた同時に、上述のように、前述のエネルギ吸収のための
停止力に比して衝突の際の突破力ができるだけ小さくなるように実現されねばな
らない。被覆管部材1,2は好ましくは鋼鉄またはアルミニウムのような金属か
らなる。
【0013】 図2には、図1に示された配置のもう一つの実施形態の断面図が示される。こ
の例ではエネルギ吸収エレメント6が第二の被覆管部材2の一方の端部までのみ
ではなく、さらに第二被覆管の表面の一部セグメント上にまで引き延ばされる。
上述のように、より優れた固着を達成するために、第一の被覆管表面ならびに第
二の被覆管表面の、吸収エレメント6との接触領域に凹凸がつけられ得る。図2
に示された実施形態はさらに、互いに入れ子式にスライドされる両管部材の通常
操作における横復元力を高める。この場合必要とあれば、先に述べられたような
横復元力を高めるためのさらなる措置をも放棄するが可能である。
【0014】 この発明において提案されるエネルギ吸収配置はわずかな部材しか必要とせず
、際めてコンパクトに構成可能であり、かつわずかな据え付け空間しか必要とし
ない。この配置においては、その機能が周囲の組み込み部材に関わりなく、精確
かつ再現可能な、したがって安全なエネルギ吸収が衝突の際に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 衝突管にのみ装着されるエネルギ吸収エレメントを備えるかじ取
り柱配置の長手方向軸における部材断面図である。
【図2】 衝突管および被覆管部材の一部を包むエネルギ吸収エレメントを
備えるかじ取り柱配置の長手方向軸における部材断面図である。
【符号の説明】
1 第一の被覆管部材、2 第二の被覆管部材、3 操縦スピンドル、4 ス
ピンドルベアリング、5 合成樹脂案内装置、6 吸収エレメント、7 溝結合
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3D030 DE05 DE22 3J066 AA05 AA23 BA03 BB01 BD05 BF09 BF11

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被覆管部材(1,2)内に据え付けられ、望遠鏡のようにス
    ライドしてたたまれ得る操縦スピンドル(3)を有するエネルギ吸収エレメント
    (6)を備え、衝突管としての第一の被覆管部材(1)が、操縦スピンドル(3
    )と被覆管部材(2)との間において同軸で、かつ軸方向において互いに入れ子
    式に長手方向にスライドする、自動車用かじ取り柱配置であって、第一の被覆管
    部材(1)は第二の被覆管部材(2)から突き出し、かつ突き出した第一の被覆
    管部材(1)の少なくとも一部の領域には、合成樹脂を含む管形状のエネルギ吸
    収エレメント(6)が、第二の外部被覆管(2)を固定しながら、配置されるこ
    とを特徴とする、配置。
  2. 【請求項2】 巻き付けられた繊維合成樹脂結合管として吸収エレメント(
    6)が形成され、かつそれが特に炭素繊維合成樹脂結合からなることを特徴とす
    る、請求項1に記載のかじ取り柱配置。
  3. 【請求項3】 吸収エレメント(6)が接触する被覆管部材(1,2)の接
    触領域の表面に凹凸が、好ましくは溝がつけられることを特徴とする、請求項2
    に記載のかじ取り柱配置。
  4. 【請求項4】 吸収エレメントが、第一の被覆管外部表面の突き出した領域
    を第二の被覆管表面の一部領域と接合かつ固定しながら包むことを特徴とする、
    請求項1から3のいずれかに記載のかじ取り柱配置。
  5. 【請求項5】 入れ子式に互いにスライドする部材領域における第一の被覆
    管(1)の外部表面と第二の被覆管(2)の内部表面との間に、少なくとも一つ
    、好ましくは二つのリング形状の合成樹脂案内装置(5)が配置されることを特
    徴とする、請求項1から4のいずれかに記載のかじ取り柱配置。
  6. 【請求項6】 第一の被覆管(1)と第二の被覆管(2)とが溝結合(7)
    によって確実に接続され、溝が好ましくは第二被覆管(2)に、さらに合成樹脂
    案内装置(5)の間に装着されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか
    に記載のかじ取り柱配置。
JP2000502970A 1997-07-15 1998-06-23 エネルギ吸収エレメントを備える、自動車用かじ取り柱配置 Withdrawn JP2001510120A (ja)

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CH172697 1997-07-15
CH1726/97 1997-07-15
PCT/CH1998/000272 WO1999003716A1 (de) 1997-07-15 1998-06-23 Lenksäulenanordnung für kraftfahrzeuge mit energieabsorptionselement

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