JP3375363B2 - ステアリング衝撃吸収構造 - Google Patents
ステアリング衝撃吸収構造Info
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- yoke
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はステアリング衝撃吸収構
造技術の改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】ステアリングホイールとステアリングギ
アボックスとを接続するステアリング系に衝撃吸収部を
介設し、衝突時に衝撃力を吸収して車室内へのステアリ
ングの突出を防止するものをステアリング衝撃吸収構造
といい、種々の方式が提案されている。 【０００３】図７は従来のステアリング衝撃吸収構造の
一例を示す概略図であり、ステアリングホイール１０１
は、コラムパイプ１０２、シャーピン１０３，１０３、
ステアリングシャフト１０４、中間自在継手１０５を介
してステアリングギアボックス１０６に操舵角を伝達す
るものである。１０７はエンジンである。 【０００４】図８は従来のステアリング衝撃吸収構造の
作用説明図であり、前記図７の状態を想像線で再現し
た。仮に、当該車両が障害物１１０に衝突したとする
と、車両は実線で示すように変形することが予想され
る。即ち、エンジン１０７とともにステアリングギヤボ
ックス１０６が後退し、ステアリングギヤボックス１０
６は中間自在継手１０５を介してステアリングシャフト
１０４をストロークＬ１だけ後退させる。これを１次衝
突という。次に、乗員がステアリングホイール１０１に
当接することが考えられる。これを２次衝突という。こ
の２次衝突が一定以上の規模のものであれば、前記シャ
ーピン１０３，１０３は破断し、コラムパイプ１０２が
前進可能となり、結果ステアリングホイール１０１はス
トロークＬ２だけ前進する。上記ストロークＬ１とスト
ロークＬ２の和がステアリング衝撃吸収構造における衝
撃吸収ストロークＬとなる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記ストロークＬのう
ちのストロークＬ２は直接乗員の保護に係っているの
で、大きいほどよい。しかし、エンジン１０７やステア
リングギアボックス１０６の配置そして衝突の形態によ
り、ストロークＬ１はかなり変動し、このストロークＬ
１が大きくなれば、Ｌ２＝Ｌ−Ｌ１の算式によりストロ
ークＬ２は小さくなる。ストロークＬ２に余裕をもたせ
るべくストロークＬをなるべく大きくしているが、ステ
アリングホイール１０１とステアリングギアボックス１
０６との間に大きなストロークＬを確保することは装置
構成上容易でない。そこで本発明の目的はストロークＬ
２を十分に確保できるステアリング衝撃吸収構造を提供
することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明は、ステアリングホイールとステアリングギアボ
ックスとをつなぐステアリング系に衝撃吸収部を介設し
たステアリング衝撃吸収構造において、前記衝撃吸収部
は、回転軸とヨークとを互いに摺動可能に且つ屈曲可能
に連結すると共にヨークと回転軸との間にはばねが設け
られ、このばねによりヨークと回転軸とは互いにばね付
勢され、かつ回転軸若しくはヨークの一方に突起部を設
け、回転軸若しくはヨークの他方に、この突起部に係合
する係合溝を設け、通常はこの係合溝に前記突起部が係
合して操舵による回転力を伝達し、回転軸がヨークに相
対的に進入した際に前記突起部が前記係合溝から外れる
ことにより、前記ヨークに対して回転軸の屈曲を可能に
することを特徴とする。 【０００７】 【作用】ヨークと回転軸との間にはばねが設けることに
より、通常状態ではヨークと回転軸との係合状態を確実
に維持することができる。通常は突起部が係合溝に係合
して操舵による回転力を伝達する。大きな外力を受けて
回転軸がヨークに相対的に進入した際には、突起部が係
合溝から外れ、ヨークに対して回転軸が屈曲する。 【０００８】 【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明のステアリング衝撃吸収構造を含むステア
リング装置の斜視図であり、ステアリングホイール１
は、従来の技術の項で説明したものと同様にコラムパイ
プ２、シャーピン（図示せず）、ステアリングシャフト
４、衝撃吸収部１０を含む中間自在継手５を介してステ
アリングギアボックスに接続されている。 【０００９】図２は本発明の衝撃吸収部の一部破断側面
図であり、中間自在継手５はフック型自在軸継手と称
し、両端に十字型金具６，６を備え、２つの軸の交わる
角度が変化しても回転を伝えることができるものであ
る。この様な中間自在継手５の中間部分に衝撃吸収部１
０が構成されている。衝撃吸収部１０は係合溝１１が刻
設された回転軸１２と、側面視コ字形状のヨーク１３
と、このヨーク１３に設けられ前記係合溝１１に噛合す
る突起部１４と、ヨーク１３に形成された長孔１５，１
５（長径が軸方向とされている。）と、これら長孔１
５，１５を介して回転軸１２端部をヨーク１３に係止す
るボルト１６と、ばね１７とで構成されている。 【００１０】図３は図２の３矢視図であり、係合溝１１
と突起部１４および長孔１５とボルト１６の位置関係を
示す。即ち、係合溝１１に突起部１４が噛合しているの
で例えばヨーク１３を回転すると回転軸１２も一体的に
回転する。また、ばね１７の押し力で回転軸１２は押さ
れ、結果、ボルト１６が長孔１５のエンドで止まってい
る。逆に、回転軸１２を強く矢印方向に押すと、係合
溝１１を含む回転軸１２がヨーク１３に、より深く進入
する。長孔１５の他のエンドにボルト１６が係るまでは
進入動作は可能である。この場合、突起部１４は係合溝
１１中を相対移動している。これらの動作は次の作用の
項で詳しく説明する。 【００１１】以上の構成からなる衝撃吸収機構の作用を
次に説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は衝撃吸収部の作用
図であり、図４（ａ）は通常の状態を示し、回転軸１２
やヨーク１３に格別の軸力が作用していないので、ばね
１７は十分に伸び、ボルト１６を長孔１５の図左端に押
圧する。この時、係合溝１１に突起部１４が噛合してい
る。従って、図４（ａ）では回転軸１２は突起部１４と
ボルト１６との２ヶ所でヨーク１３と連結されているた
め、回転軸１２はヨーク１３の軸上に位置決めされる。
この状態で、ヨーク１３の回転はボルト１６を介して回
転軸１２に伝達される。 【００１２】図４（ｂ）は衝突等で回転軸１２に矢印
の大きな力が作用した状態を示し、外力により、ボルト
１６が長孔１５の図右端まで移動し、ボルト１６と共に
回転軸１２並びにその係合溝１１が大きく移動し、結果
ヨーク１３とともに残っていた突起部１４は係合溝１１
から外れる。上記矢印で示した外力は回転軸１２の長手
方向と正確に合致していることはまれである。衝突では
外力の方向が時間と共に変化し、その外力も複数方向の
力の複合となる。従って、図４（ｂ）に引続き図４
（ｃ）の如く、回転軸１２はボルト１６を揺動中心とし
て矢印のとおり揺動する。 【００１３】図５は本発明のステアリング衝撃吸収構造
の作用説明図であり、想像線は通常の状態、実線は衝突
後の状態を示す。衝突により、エンジン２１やステアリ
ングギアボックス２２が後退する。コラムパイプ２向き
に突上げ力が作用するが、前記図４（ｂ），（ｃ）で示
した要領で中間自在継手５が簡単に屈曲する。そのため
に、コラムパイプ２へは１次衝突による力が殆ど作用し
ないことに特徴がある。 【００１４】乗員がステアリングホイール１に当接して
生ずる２次衝突により、シャーピン３，３が切断し、ス
テアリングホイール１はコラムパイプ２とともにストロ
ークＬ３だけ前進し得る。従来の図８に示したストロー
クＬ１を、図５では無視できるので、全ストロークＬは
ストロークＬ３と同一である。図５と図８とで要求され
る全ストロークＬは同一であるから、ストロークＬ３は
従来のストロークＬ２より遥かに大きくなる。更に、変
動値である従来のストロークＬ１が無いので、ストロー
クＬ３は設計通りに得られる。 【００１５】図６は衝突時に乗員の胸に作用するＧ（重
力加速度）を示すグラフであり、横軸は乗員の胸の移動
量、縦軸は乗員の胸に作用するＧ（重力加速度）であ
る。比較例は図７，８で示した従来例におけるものであ
り、乗員の胸に作用するＧ（重力加速度）のピークは大
きい。これに対して、本発明の衝撃吸収機構を含む実施
例では乗員の胸に作用するＧ（重力加速度）のピークは
小さく、乗員に与える反作用を弱めることができる。 【００１６】 【発明の効果】以上に述べた通り本発明は、ステアリン
グの衝撃吸収部を、回転軸と、ヨークと、回転軸若しく
はヨークの一方に設けれらた突起部と、回転軸若しくは
ヨークの他方に設けられた係合溝で構成し、大きな外力
を受けて回転軸がヨークに相対的に進入した際に、突起
部が係合溝から外れ、ヨークに対して回転軸が屈曲する
ようにしたので、ステアリングホイールの移動ストロー
クを拡大することができる。従って、本発明によれば乗
員の胸に作用するＧのピークは小さくなり、乗員に与え
る反作用を弱めることができる。加えて、ヨークと回転
軸との間に、ばねが設けることにより、通常状態でヨー
クと回転軸との係合状態を確実に維持することができ
る。
造技術の改良に関する。 【０００２】 【従来の技術】ステアリングホイールとステアリングギ
アボックスとを接続するステアリング系に衝撃吸収部を
介設し、衝突時に衝撃力を吸収して車室内へのステアリ
ングの突出を防止するものをステアリング衝撃吸収構造
といい、種々の方式が提案されている。 【０００３】図７は従来のステアリング衝撃吸収構造の
一例を示す概略図であり、ステアリングホイール１０１
は、コラムパイプ１０２、シャーピン１０３，１０３、
ステアリングシャフト１０４、中間自在継手１０５を介
してステアリングギアボックス１０６に操舵角を伝達す
るものである。１０７はエンジンである。 【０００４】図８は従来のステアリング衝撃吸収構造の
作用説明図であり、前記図７の状態を想像線で再現し
た。仮に、当該車両が障害物１１０に衝突したとする
と、車両は実線で示すように変形することが予想され
る。即ち、エンジン１０７とともにステアリングギヤボ
ックス１０６が後退し、ステアリングギヤボックス１０
６は中間自在継手１０５を介してステアリングシャフト
１０４をストロークＬ１だけ後退させる。これを１次衝
突という。次に、乗員がステアリングホイール１０１に
当接することが考えられる。これを２次衝突という。こ
の２次衝突が一定以上の規模のものであれば、前記シャ
ーピン１０３，１０３は破断し、コラムパイプ１０２が
前進可能となり、結果ステアリングホイール１０１はス
トロークＬ２だけ前進する。上記ストロークＬ１とスト
ロークＬ２の和がステアリング衝撃吸収構造における衝
撃吸収ストロークＬとなる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記ストロークＬのう
ちのストロークＬ２は直接乗員の保護に係っているの
で、大きいほどよい。しかし、エンジン１０７やステア
リングギアボックス１０６の配置そして衝突の形態によ
り、ストロークＬ１はかなり変動し、このストロークＬ
１が大きくなれば、Ｌ２＝Ｌ−Ｌ１の算式によりストロ
ークＬ２は小さくなる。ストロークＬ２に余裕をもたせ
るべくストロークＬをなるべく大きくしているが、ステ
アリングホイール１０１とステアリングギアボックス１
０６との間に大きなストロークＬを確保することは装置
構成上容易でない。そこで本発明の目的はストロークＬ
２を十分に確保できるステアリング衝撃吸収構造を提供
することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明は、ステアリングホイールとステアリングギアボ
ックスとをつなぐステアリング系に衝撃吸収部を介設し
たステアリング衝撃吸収構造において、前記衝撃吸収部
は、回転軸とヨークとを互いに摺動可能に且つ屈曲可能
に連結すると共にヨークと回転軸との間にはばねが設け
られ、このばねによりヨークと回転軸とは互いにばね付
勢され、かつ回転軸若しくはヨークの一方に突起部を設
け、回転軸若しくはヨークの他方に、この突起部に係合
する係合溝を設け、通常はこの係合溝に前記突起部が係
合して操舵による回転力を伝達し、回転軸がヨークに相
対的に進入した際に前記突起部が前記係合溝から外れる
ことにより、前記ヨークに対して回転軸の屈曲を可能に
することを特徴とする。 【０００７】 【作用】ヨークと回転軸との間にはばねが設けることに
より、通常状態ではヨークと回転軸との係合状態を確実
に維持することができる。通常は突起部が係合溝に係合
して操舵による回転力を伝達する。大きな外力を受けて
回転軸がヨークに相対的に進入した際には、突起部が係
合溝から外れ、ヨークに対して回転軸が屈曲する。 【０００８】 【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明のステアリング衝撃吸収構造を含むステア
リング装置の斜視図であり、ステアリングホイール１
は、従来の技術の項で説明したものと同様にコラムパイ
プ２、シャーピン（図示せず）、ステアリングシャフト
４、衝撃吸収部１０を含む中間自在継手５を介してステ
アリングギアボックスに接続されている。 【０００９】図２は本発明の衝撃吸収部の一部破断側面
図であり、中間自在継手５はフック型自在軸継手と称
し、両端に十字型金具６，６を備え、２つの軸の交わる
角度が変化しても回転を伝えることができるものであ
る。この様な中間自在継手５の中間部分に衝撃吸収部１
０が構成されている。衝撃吸収部１０は係合溝１１が刻
設された回転軸１２と、側面視コ字形状のヨーク１３
と、このヨーク１３に設けられ前記係合溝１１に噛合す
る突起部１４と、ヨーク１３に形成された長孔１５，１
５（長径が軸方向とされている。）と、これら長孔１
５，１５を介して回転軸１２端部をヨーク１３に係止す
るボルト１６と、ばね１７とで構成されている。 【００１０】図３は図２の３矢視図であり、係合溝１１
と突起部１４および長孔１５とボルト１６の位置関係を
示す。即ち、係合溝１１に突起部１４が噛合しているの
で例えばヨーク１３を回転すると回転軸１２も一体的に
回転する。また、ばね１７の押し力で回転軸１２は押さ
れ、結果、ボルト１６が長孔１５のエンドで止まってい
る。逆に、回転軸１２を強く矢印方向に押すと、係合
溝１１を含む回転軸１２がヨーク１３に、より深く進入
する。長孔１５の他のエンドにボルト１６が係るまでは
進入動作は可能である。この場合、突起部１４は係合溝
１１中を相対移動している。これらの動作は次の作用の
項で詳しく説明する。 【００１１】以上の構成からなる衝撃吸収機構の作用を
次に説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は衝撃吸収部の作用
図であり、図４（ａ）は通常の状態を示し、回転軸１２
やヨーク１３に格別の軸力が作用していないので、ばね
１７は十分に伸び、ボルト１６を長孔１５の図左端に押
圧する。この時、係合溝１１に突起部１４が噛合してい
る。従って、図４（ａ）では回転軸１２は突起部１４と
ボルト１６との２ヶ所でヨーク１３と連結されているた
め、回転軸１２はヨーク１３の軸上に位置決めされる。
この状態で、ヨーク１３の回転はボルト１６を介して回
転軸１２に伝達される。 【００１２】図４（ｂ）は衝突等で回転軸１２に矢印
の大きな力が作用した状態を示し、外力により、ボルト
１６が長孔１５の図右端まで移動し、ボルト１６と共に
回転軸１２並びにその係合溝１１が大きく移動し、結果
ヨーク１３とともに残っていた突起部１４は係合溝１１
から外れる。上記矢印で示した外力は回転軸１２の長手
方向と正確に合致していることはまれである。衝突では
外力の方向が時間と共に変化し、その外力も複数方向の
力の複合となる。従って、図４（ｂ）に引続き図４
（ｃ）の如く、回転軸１２はボルト１６を揺動中心とし
て矢印のとおり揺動する。 【００１３】図５は本発明のステアリング衝撃吸収構造
の作用説明図であり、想像線は通常の状態、実線は衝突
後の状態を示す。衝突により、エンジン２１やステアリ
ングギアボックス２２が後退する。コラムパイプ２向き
に突上げ力が作用するが、前記図４（ｂ），（ｃ）で示
した要領で中間自在継手５が簡単に屈曲する。そのため
に、コラムパイプ２へは１次衝突による力が殆ど作用し
ないことに特徴がある。 【００１４】乗員がステアリングホイール１に当接して
生ずる２次衝突により、シャーピン３，３が切断し、ス
テアリングホイール１はコラムパイプ２とともにストロ
ークＬ３だけ前進し得る。従来の図８に示したストロー
クＬ１を、図５では無視できるので、全ストロークＬは
ストロークＬ３と同一である。図５と図８とで要求され
る全ストロークＬは同一であるから、ストロークＬ３は
従来のストロークＬ２より遥かに大きくなる。更に、変
動値である従来のストロークＬ１が無いので、ストロー
クＬ３は設計通りに得られる。 【００１５】図６は衝突時に乗員の胸に作用するＧ（重
力加速度）を示すグラフであり、横軸は乗員の胸の移動
量、縦軸は乗員の胸に作用するＧ（重力加速度）であ
る。比較例は図７，８で示した従来例におけるものであ
り、乗員の胸に作用するＧ（重力加速度）のピークは大
きい。これに対して、本発明の衝撃吸収機構を含む実施
例では乗員の胸に作用するＧ（重力加速度）のピークは
小さく、乗員に与える反作用を弱めることができる。 【００１６】 【発明の効果】以上に述べた通り本発明は、ステアリン
グの衝撃吸収部を、回転軸と、ヨークと、回転軸若しく
はヨークの一方に設けれらた突起部と、回転軸若しくは
ヨークの他方に設けられた係合溝で構成し、大きな外力
を受けて回転軸がヨークに相対的に進入した際に、突起
部が係合溝から外れ、ヨークに対して回転軸が屈曲する
ようにしたので、ステアリングホイールの移動ストロー
クを拡大することができる。従って、本発明によれば乗
員の胸に作用するＧのピークは小さくなり、乗員に与え
る反作用を弱めることができる。加えて、ヨークと回転
軸との間に、ばねが設けることにより、通常状態でヨー
クと回転軸との係合状態を確実に維持することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステアリング衝撃吸収構造を含むステ
アリング装置の斜視図 【図２】本発明の衝撃吸収部の一部破断側面図 【図３】図２の３矢視図 【図４】本発明の衝撃吸収部の作用図 【図５】本発明のステアリング衝撃吸収構造の作用説明
図 【図６】衝突時に乗員の胸に作用するＧ（重力加速度）
を示すグラフ 【図７】従来のステアリング衝撃吸収構造の一例を示す
概略図 【図８】従来のステアリング衝撃吸収構造の作用説明図 【符号の説明】 １…ステアリングホイール、１０…衝撃吸収部、１１…
係合溝、１２…回転軸、１３…ヨーク、１４…突起部、
１５…長孔、１６…ボルト、１７…ばね、２２…ステア
リングギアボックス。
アリング装置の斜視図 【図２】本発明の衝撃吸収部の一部破断側面図 【図３】図２の３矢視図 【図４】本発明の衝撃吸収部の作用図 【図５】本発明のステアリング衝撃吸収構造の作用説明
図 【図６】衝突時に乗員の胸に作用するＧ（重力加速度）
を示すグラフ 【図７】従来のステアリング衝撃吸収構造の一例を示す
概略図 【図８】従来のステアリング衝撃吸収構造の作用説明図 【符号の説明】 １…ステアリングホイール、１０…衝撃吸収部、１１…
係合溝、１２…回転軸、１３…ヨーク、１４…突起部、
１５…長孔、１６…ボルト、１７…ばね、２２…ステア
リングギアボックス。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B62D 1/00 - 1/28
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ステアリングホイールとステアリングギ
アボックスとをつなぐステアリング系に衝撃吸収部を介
設したステアリング衝撃吸収構造において、 前記衝撃吸収部は、回転軸とヨークとを互いに摺動可能
に且つ屈曲可能に連結すると共にヨークと回転軸との間
にはばねが設けられ、このばねによりヨークと回転軸と
は互いにばね付勢され、かつ回転軸若しくはヨークの一
方に突起部を設け、回転軸若しくはヨークの他方に、こ
の突起部に係合する係合溝を設け、通常はこの係合溝に
前記突起部が係合して操舵による回転力を伝達し、回転
軸がヨークに相対的に進入した際に前記突起部が前記係
合溝から外れることにより、前記ヨークに対して回転軸
の屈曲を可能にすることを特徴とするステアリング衝撃
吸収構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3785893A JP3375363B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | ステアリング衝撃吸収構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3785893A JP3375363B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | ステアリング衝撃吸収構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06247317A JPH06247317A (ja) | 1994-09-06 |
| JP3375363B2 true JP3375363B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=12509252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3785893A Expired - Fee Related JP3375363B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | ステアリング衝撃吸収構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3375363B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140356062A1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-12-04 | Zf Systemes De Direction Nacam S.A.S | Securitized assembly of two pieces via screwing process |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5500378B2 (ja) * | 2010-08-31 | 2014-05-21 | 株式会社ジェイテクト | シャフトと自在継手のヨークの結合構造および車両用操舵装置 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP3785893A patent/JP3375363B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140356062A1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-12-04 | Zf Systemes De Direction Nacam S.A.S | Securitized assembly of two pieces via screwing process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06247317A (ja) | 1994-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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