JP4387592B2 - かじ取り柱のための衝突システム - Google Patents

Description

【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かじ取りシャフトを備える原動機付き車両のためのかじ取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原動機付き車両のためのかじ取り装置は、二つの部分が互いの内部に変位するように設計されることが多く、正面衝突の際には、運転者の身体がハンドルに衝撃するとかじ取り装置が撓んで、衝撃エネルギが吸収されるので、かじ取り装置によって運転者が危険にさらされることはない。周知の装置では通常、ハンドル側のかじ取りシャフトを受容する変位可能なかじ取りシャフト管が、車両シャシーのあらかじめ定められた位置にねじ連結によってしっかりと固定されたハウジング内に配置される。ねじ連結はここでは、衝撃の際にハンドル側のシャフト端部がねじ連結されたハウジングコンソールと共に、締付けられた状態で軸方向にある一定の路程変位し得るように、固定される。衝撃エネルギは、この締付けによって相応に吸収される。衝撃の際のエネルギ吸収が均一に行われるように、長手方向に変位するシャフト部分と車両のシャシーとの間に、さらにエネルギ吸収エレメントが配置された。破砕し得る板金つまみとして形成されるエネルギ吸収エレメントは、例えば特許ＧＢ１，３９０，８８９によって周知となった。
【０００３】
かじ取り柱のための従来の衝突システムの欠点は、一つにはエネルギ吸収力とは基本的に関わりなく突発解除力を広範囲に規定し得ないことであった。また吸収の様態を精確に再現可能なものとして設定できないことであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、現行技術の欠点を取り除くかじ取り柱配置のための衝突システムを提案することである。その課題は特に、突発解除力およびエネルギ吸収を再現可能なように規定することができる、かじ取り柱のための衝突システムを実現することである。さらに、その配置は容易に組立て可能であり、かつ経済的生産が可能でなければならない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題はこの発明によると、請求項１の特徴を備える配置によって解決する。従属項は、その他の有利な実施形態を定義する。
【０００６】
この発明によると、衝突の際、衝撃によってかじ取りシャフトが変位すると、突発解除力がエネルギ吸収力から切り離されるよう、配置される。
【０００７】
したがって衝突の際には、締付け固定が直ぐに解除されねばならず、そのためには、いわゆる突発解除エレメントが働いて、締付け固定が外れた後の衝撃エネルギは基本的にエネルギ吸収エレメントに与えられる。これによって、規定された変位路程を介したエネルギ吸収が基本的に不明確な締付け力によって影響を受けることはもはやなく、吸収エレメントを備えることによって吸収効果を適切に設定することが可能となる。
【０００８】
突発解除エレメントの実施形態についてはさらに、ハウジングコンソールと固定されたシャシー部分との間に大きな締付け力が生じる締付け固定領域においては、締付けによって互いに押し付けられる表面部分がすべり方向に対してわずかに傾き、したがってある一定のＶ字角度で、わずかな変位路程だけで、Ｖ字表面部分の双方が傾斜角度に依存して互いに離れることによって、本来の締付けがすぐに軽減されるよう配置される。このようにして、衝撃が加わると１０分の２、３ｍｍ変位するだけで締付け固定が解除され、さらなる変位が不明確な締付け力によって規定されることはもはやない。かじ取りシャフト管を固定するハウジングコンソールは、破砕ベルトを介してシャシーと接続される。この破砕ベルトの実施形態が基本的に、エネルギ吸収の程度および経過を規定する。この破砕連結金具の適切な寸法決めによって、エネルギ吸収の様態は運転者を相応に最適保護するよう設計可能である。
【０００９】
さらに好ましい実施形態では、押しあてられるすべり表面領域の両側面に、互いに短い距離を介して支えあう隆起部が配置される。したがって、すべり表面は基本的にこれら隆起部のわずかな接触区域において形成され、変位の際、すなわち突発的に外れる際には、一方の隆起部がわずかな路程、例えば２、３ミリメータ他方の隆起部からすべり落ち、衝突の際には望ましい突発的解除が行われる。突発解除エレメントのさらなる、極めて簡単で好ましい実施形態では、締付けられる表面部分の少なくとも一部の部分領域に、わずかな路程の変位後、締付け力が解消するよう、前記相対する締付け表面が段階状に形成される。
【００１０】
エネルギ吸収のための衝突システムを備える、極めて低コストかつ省スペースのかじ取り柱配置は、それ自体また保持コンソールとしっかりと連結されたガイドボックス内に、かじ取りシャフトが載置されることによって得られるが、車両のシャシーに例えばねじ連結によってしっかりと固定される保持コンソールはその側部に、フランジ状のすべり表面を有する。衝突の際には、かじ取りシャフトがコンソールとともに撓み、例えば数センチメートル変位し得るように、締付けられる。エネルギ吸収エレメントはシャシーに据付連結される一方、エネルギ吸収が生じる箇所では、コンソールを介してかじ取りシャフトと連結される。吸収エレメントは、破砕連結金具を有する板金部材として実現されるのが好ましく、例えば保持ブラケットとしてＵ形状に形成され、コンソールのフランジとシャシーとの間に取付けられる。この実施形態の大きな利点は、この配置のシャシーへの固定が二つの固定手段、好ましくは二つのねじによってのみ可能であることである。これによってこの配置の実施が格段に容易になり、また速やかな組立てが可能となることによって、コスト全体に好影響が出る。ねじの始動トルクはここでは、１５から３５Ｎｍであるのが有利である。極めて簡単なこの配置の実施形態によって、特に独立したコンソールガイドを用いずただ二つの固定ねじだけで全配置が固定可能であることによってまた、簡単な適用例では前述の特別な突発解除エレメントを用いずとも、利用可能である。しかしながらこの場合、突発解除力とエネルギ吸収との間の厳密な区別があまり明確ではなく、その代わりこの配置は特に低コストで実現可能である。
【００１１】
次に以下において、概略図に示された実施例を参考に、この発明のより詳細な説明がなされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
かじ取りシャフト軸１を備えるかじ取りシャフトがハンドル２と接続され、図１に示されたように、コンソール６にしっかりと、例えば締付けられて連結されるガイドボックス３内に載置される。ガイドボックス３はさらに、高さおよび／または長手方向に調整可能なように配置され得る。コンソール６はさらに、車両のシャシー１８に固定される。シャフト１は衝突に備えて互いに内側に変位可能なように形成され、したがってコンソール６もまた衝突に備えて、例えば５０ｍｍまでの範囲でシャシー１８に対して長手方向に変位可能なように載置されねばならない。コンソール６は好ましくはＵ字に形成され、受容すべきガイドボックス３を少なくとも部分的に取り囲む。ベアリングガイド部分４は例えば、保持装置５によってコンソール６の間に固定される。コンソール６の側部には例えば、長手スリット２０を受容するすべり表面８が両側に配置される。このスリットは走行スリットとして形成され、ボルト、また好ましくは締付けねじ１７のような固定エレメント１３，１６，１７を受容する。
【００１３】
コンソール６は好ましくは、押出し成型によって、または曲げ部材として形成されると極めて低コストで製造可能な板金部材として形成される。これには、コスト上の利点の他にも、例えば溶接構造の場合よりもより高い曲げ強さが得られるという利点がある。
【００１４】
コンソール６は、衝撃を受けるとかじ取りシャフトがガイドボックス３と共に走行スリット内を長手方向に変位するように、締付けねじ１７によってシャシー１８にしっかりと固定される。わずかな変位路程であっても締付けがすぐさま解除されるように、走行スリット２０の端部領域には初期締付け位置に、くさび角度１５で傾斜するくさびシュー１４としてコンソール側の締付け表面２２が形成される。ねじ側の他方のくさび表面２２はすべりシュー１３として、同様にくさび角度１５傾斜して形成される。すべりシュー１３は好ましくは、変位の際には走行路２０内をすべるよう形成される。一方、締付け表面は締付け方向に対してもはや９０°ではないので、わずかな変位路程であっても締付け力の即時解除が可能である。適切なくさび角度は２°から１５°、好ましくは３°から８°である。
【００１５】
コンソール６はシャシー１８に例えば直接ねじ１７によってねじ止めされ、その際、すべりシュー１３の好ましくはねじ頭側には座金２１が配置される。図２ａ，図２ｂにはその配置の横断面が示されるが、その中で好ましい固定方法はシャシー１８におけるシャフト軸１の両側に示される。くさびシュー１４は、例えばそのくさび表面が直接コンソール６内に組み込まれ得る。しかしながら、くさびシューが独立した円盤状部材として製造されコンソール６に固定される場合、より簡単かつ精確な製造が可能である。
【００１６】
エネルギ吸収様態を明確に定めるためにはさらに、好ましくは破砕ベルトと保持フラップとを備える板金部材として形成されるエネルギ吸収体としての破砕連結金具９が設けられる。板金部材は、Ｕ形状のコンソールの上部領域を取り囲み、かつコンソール６の締付け装置によってシャシー１８に初期位置のまま据付固定される、保持ブラケット７として形成されるのが有利である。破砕連結金具９は有利なことに、保持ブラケット７のＵ形状に形成された上部の平らな板金部材に設けられる。ここで破砕連結金具９は保持ブラケット７の一部として、破砕連結金具９がコンソールに対して、例えば締付けによって、または溶接接合１１によって固定可能なように、コンソール６に対して曲げられる。固定連結金具を有する破砕ベルトは切欠き路程の間にあり、保持ブラケット７の板金の材料の厚さによって、材料の剛性によって、ならびにローラ幅およびそれに対応するローラ半径によって調整される。場合によっては、例えばローラ幅を変化させることによって、路程における吸収力の特性を変化させることができるのが望ましい。
【００１７】
すべり表面１２を備える保持ブラケット７がコンソール６のフランジ状のすべり表面８とシャシー１８との間に締付けられる、全固定配置の構造の前記実施形態はまた、特殊な突発解除エレメント１３，１４，２２，２６，２７，２９を共に使用せずとも、特別な利点を有する。この配置は、好ましくは二つのねじ１７だけでシャシー１８に固定される場合特に、低コスト仕上げで、操作様態も優れており、さらに高い安定性を示しながら、組立てが容易である。この発明の配置は独立したコンソールガイドなしで実現可能であり、これによって構造が格段に簡素化される。この配置は、上述のように、二つの固定ねじ１７のみによって締付けられ、独立したコンソールガイドが全く設けられない場合、特に極めて簡単なものとなる。
【００１８】
図３ａに示されたように、すべりシュー１３は、コンソール６が変位する際に走行スリット２０内をその一部が旋回せず滑走し得るように、形成される。くさびシュー１４とすべりシュー１３との間のくさび表面２２はここでは、互いに離れるように移動し、締付けが外れるが、その際の固定力ないしエネルギ吸収は破砕ベルトによって決まる。
【００１９】
保持ブラケット７は有利なことに、固定領域において両側が板金つまみとして形成され、このつまみはシャシー１８と、コンソール６のフランジ状のすべり表面８との間にあり、シャシー１８に対してねじ連結１７によって同様にしっかりと締付けられて据付固定される。したがって衝撃を受けると、コンソール６は最大、走行スリット２０の長さに応じてくさびシュー１４と共に変位し、くさびシュー１４はしたがって固定したすべりシュー１３から離れるが、その際保持ブラケット７は同様に固定したままで、コンソール６の一部に固定された破砕連結金具９は破砕される。すべりシュー１３と保持ブラケット７との間に遊びがないように接合するには、図２ｂからもわかるように、すべりシュー１３が共に導かれるように、フランジ１６を保持ブラケット７内の穿孔に設けるのが有利である。
この配置の上面図は図３ｂに示されるが、そこには走行スリット２０が見える。
【００２０】
締付け表面２２、すなわち傾斜したすべりシュー表面１３およびくさびシュー表面１４が一定の表面処理を施されることによって、突発解除様態の再現性がさらに一層改善され得る。これは例えば、表面に適切な凹凸が付けられ、かつ／または被覆および／または塗擦によって、可能である。
【００２１】
締付けねじの始動トルクは、駆動トルクを１５から３５Ｎｍの範囲内で管理することによって有利に調整される。図４には、突発解除グラフに４５ｍｍの路程について測定された突発解除力の様態が示されるが、その際のねじ連結は２５Ｎｍの駆動トルクで行われた。この図から、突発解除力は９０００Ｎより大きく、約５ｍｍの長めの路程を経てようやく降下するが、４５ｍｍの路程がつきるまで約６０００Ｎの比較的大きく、不安定な残留締付け力効果が残ることがわかる。図５では同じ測定条件下において、図１の配置によるこの発明の様態が示される。ねじ連結は同様に２５Ｎｍの駆動トルクで調整された。突破解除力は６０００Ｎに達し、約１ｍｍの路程を経ると直ちに急勾配で降下し、その後、傾斜表面を有する突発解除エレメントによって４５ｍｍの全路程に亘って均一な２０００Ｎより低い水準に留まる。したがってこの発明の配置においては、短時間で突発解除が行われた後のエネルギ吸収が、明確で再現可能、かつあらかじめ設定可能なように、好ましくは破砕連結金具のような吸収エレメントによって規定され、例えば１２００から５５００Ｎのエネルギ吸収力に設定される。
【００２２】
突発解除エレメントを実現する、極めて適切なさらなる方法では、図６に示されたように、例えばすべり表面８，１２の間に隆起部２６，２７が配置され、すべり表面は初期位置において１０分の２、３ｍｍから約３ｍｍまでのわずかな間隔に保たれる。隆起部２６，２７はすべり表面の両側に基本的に左右対称に配置されるので、隆起部が共に挟まれて重なる箇所にわずかなすべり表面１２が成立し、変位の際、すなわち衝突の際にはそれらすべり表面が互いからすべり落ちて、ｍｍ領域のわずかな間隔で締付け効果を解除し、その結果、エネルギ吸収はエネルギ吸収エレメント７，９，１１によって完全に引き継がれる。そのような隆起部は例えばネップ状に形成され、シャフト軸長手方向においてねじ固定装置１７の両側に配置され得る。しかしながらまた、締付け力、摩擦力、変位路程ないし全配置の寸法の要求に応じてそれぞれ、複数のネップ形状隆起部が横並びに、または前後して、さらには階段状に、あるいはまた傾斜平面上に配置され得る。上述の例では、すべりシュー１３は例えば簡単なシムとして実現される。しかしながらまた、これらのネップ形状の隆起部をすべりシュー１３の領域に設けることも可能である。
【００２３】
図７には、きわめて有利かつ簡単に実現され得る、突発解除エレメントのさらなる実施例が示される。この実施例では、すべりシュー１３と本来のくさびシュー１４の互いに隣接して締付けられた表面がくさび形状ではなく、階段状に形成される。ここでは、階段状に形成された段の幅が突発解除路程を規定する。この実施例は極めて容易かつ低コストで実現可能である。上述の様々なタイプの突発解除エレメントはまた、互いに組み合わされた形でも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明によるかじ取り柱のための保持配置の側面図である。
【図２ａ】 図１による保持配置の横断面図である。
【図２ｂ】 締付け固定装置の横断面図を示す詳細図である。
【図３ａ】 傾斜した締付け表面を備える、締付け表面配置の縦断面を示す詳細図である。
【図３ｂ】 図３ａによる締付け配置の詳細を示す上面図である。
【図４】 現行技術による様態を示す、衝突力測定図である。
【図５】 この発明による様態を示す、衝突力測定図である。
【図６】 すべり表面間に間隔エレメントとして隆起部を備える、さらなる締付け表面配置の縦断面を示す、詳細図である。
【図７】 締付け領域に階段部を備える、さらなる締付け表面配置の縦断面を示す詳細図である。

Claims (9)

1. シャシーを有する原動機付き車両のためのかじ取り装置であって、シャフト軸を有するかじ取りシャフトと、前記かじ取りシャフトを導くためのガイドボックス（３）と、前記ガイドボックスに締付けることによって接続されるコンソール（６）とを含み、前記コンソール（６）は、変位経路（２０）によって前記シャシー（１８）に対する変位を許容する少なくとも１つのすべり表面（８）を前記シャフト軸（１）に沿って有し、前記装置はさらに、締付け手段（１３，１６，１７）を含み、前記締付け手段（１３，１６，１７）は、前記コンソール（６）がシャフト軸方向（１９）において変位すると締付け力が軽減されるように、初期位置の少なくとも一部領域において、締付け表面（２２）を備える突発解除エレメント（１３，１４，２９，３０）を含み、前記装置はさらに、前記シャシー（１８）に対して固定されるエネルギ吸収体（９，１０）を介して接続される前記コンソール（６）を含み、前記エネルギ吸収体は剥ぎ取られうるフラップを含み、
   変位の際にコンソール（６）側の隆起部（２６，２７）がシャシー側の隆起部（２６′，２７′）からすべり落ちるように、前記突発解除エレメント（１３，１４，２９，３０）が、前記初期位置において対を成して上下に重なって配置される隆起部（２６，２６′，２７，２７′）を前記すべり表面（８）と前記シャシー（１８）との間に含む、装置。
2. シャシーを有する原動機付き車両のためのかじ取り装置であって、シャフト軸を有するかじ取りシャフトと、前記かじ取りシャフトを導くためのガイドボックス（３）と、前記ガイドボックスに締付けることによって接続されるコンソール（６）とを含み、前記コンソール（６）は、変位経路（２０）によって前記シャシー（１８）に対する変位を許容する少なくとも１つのすべり表面（８）を前記シャフト軸（１）に沿って有し、前記装置はさらに、締付け手段（１３，１６，１７）を含み、前記締付け手段（１３，１６，１７）は、前記コンソール（６）がシャフト軸方向（１９）において変位すると締付け力が軽減されるように、初期位置の少なくとも一部領域において、締付け表面（２２）を備える突発解除エレメント（１３，１４，２９，３０）を含み、前記装置はさらに、前記シャシー（１８）に対して固定されるエネルギ吸収体（９，１０）を介して接続される前記コンソール（６）を含み、前記エネルギ吸収体は剥ぎ取られうるフラップを含み、
   前記突発解除エレメント（１３，１４，２９，３０）が、階段状の締付け表面（２９，２２）を含む、装置。
3. 前記エネルギ吸収体（９，１０）が、一対の切欠き路（１０）の間にある剥ぎ取られうるフラップとしての破砕連結金具（９）である、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記コンソール（６）が前記ガイドボックス（３）を締付け、両側にすべり表面（８）と、前記シャシー（１８）に締付固定するための手段（１３，１６，１７）とを含む、請求項１または２に記載の装置。
5. 前記剥ぎ取られうるフラップが、前記シャシー（１８）とコンソール（６）のすべり表面（８）との間に配置されるすべり表面（１２）を含む、請求項１または２に記載の装置。
6. 前記コンソール（６）内の前記すべり表面（８）が、導かれた前記締付け手段の一部（１６，１７，１３）を受容するための走行スロット（２０）を含む、請求項１または２に記載の装置。
7. 前記締付け表面（２２）の少なくとも１つが表面処理を施される、請求項１または２に記載の装置。
8. 前記コンソール（６）が板金部材である、請求項１または２に記載の装置。
9. 前記エネルギ吸収体（９，１０）が裂け枠状の保持ブラケット（７）であり、締付け手段（１７）によって直接前記シャシー（１８）に据付固定される、請求項１または２に記載の装置。

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