JPH04230470A - エネルギ吸収システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に、但し独占的にで
はなく、車両用衝撃吸収かじ取り軸管装置の、エネルギ
吸収システムに関する。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】衝撃
吸収かじ取り軸管装置は周知されている。エネルギ吸収
要素を備える一つの上記かじ取り軸管装置が米国特許第
４，７８６，０７６号に開示されている。この装置の場
合、エネルギ吸収要素は、かじ取り軸管へ取り付けられ
たＵ字形構造体の一部分を形成するせん断プレートであ
る。ボルト締め連結により、せん断プレートとそのＵ字
形支持ブラケットとの双方が車両フレームへ固定される
。従ってせん断プレートを破断するに要する力はボルト
締め連結部へ加えられる予荷重に極めて大きく依存し、
この摩擦力の可変的な調整を得るため、ボルト締め連結
部へ特殊なカップスプリングが取り付けられる。かじ取
り軸にはまた、防護用の円筒状かじ取り部材が取り付け
られている。これは、この防護用部材に生起する衝撃荷
重がかじ取り軸管へ伝達されるように、かじ取り軸管へ
締結される。従って、この領域から来る側方荷重はかじ
取りハンドルに作用する直接荷重へ付加されて、かじ取
り軸管それ自体のために均等な割合のエネルギ吸収を得
ることを困難にさせている。

【０００３】米国特許第４，１１７，７４１号には代替
的な装置が開示されている。この装置の場合、エネルギ
吸収部材は、縮小された断面を備える部分を有し且つボ
ルト締めされた端末連結部を備えた、単純に支持された
ビームの形をなしている。このボルト締めされた連結部
は車両フレームへ戻され、従って抑止荷重と変形による
荷重との間に差違を認めることは困難である。衝撃の間
、エネルギ吸収部材のひずんだ形状は、当初のひずまな
い形状よりも大きな空間をふさぐ。これは、空間が貴重
なかじ取り軸管組立体の場合、不利点となり得る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、概ねＵ
字形の変形可能部材と、不作動位置で前記変形可能部材
から離れて隔置される変形部材とを含み、前記両部材が
相対的に移動でき、それにより、作動に際し前記変形部
材が前記変形可能部材料を変形させて前記Ｕ字形の両脚
の方向における前記変形可能部材の全長を減じ且つそう
する間にエネルギを吸収するようにしたエネルギ吸収シ
ステムが得られる。

【０００５】本発明の好適な実施例の場合、このシステ
ムは、例えば自動車やモータボードのような輸送機関用
の衝撃吸収かじ取り軸管装置の一部分を形成している。 変形可能部材はかじ取り軸管の固定支持材へ、また変形
部材はかじ取り軸管自体へ連結され、その逆もまた同様
である。変形可能部材は何れか適宜の材料であって良い
が、軟鋼が好適である。変形可能部材および／または変
形部材の形状および寸法は、所望のエネルギ吸収特性を
付与するように選定される。変形部材は、平行六面体状
または円筒状であって良い。変形可能部材は、衝撃の変
化に適応して均等なエネルギ吸収度を生ずるエネルギ吸
収突出部を備えるように輪郭を定めることもできる。

【０００６】

【実施例】本発明を一層明確に理解できるように、例示
として、ここにその一実施例を添付図面につき説明する
。

【０００７】最初に図面の図１の（ａ）および図１の（
ｂ）につき、本発明の背後の基本原理を先ず説明する。 図１の（ａ）には、細長いＵ字形のエネルギ吸収変形可
能部材１と、この部材１から隔置された平行六面体の変
形部材３との斜視図が示されている。車両かじ取り軸管
装置においては、後段で更に詳細に説明するように、部
材１が車両支持材へ、また部材３がかじ取り軸管へ連結
され、逆もまた同様である。図１の（ａ）には、部材１
により変形されていないシステムの正常な非作動位置が
示されている。図１の（ｂ）には、車両が事故に遭遇し
た際に生成されるような、システムを作動させるに充分
な力の衝撃に車両かじ取り軸管装置が出会った後の図１
の（ａ）のシステムが示されている。上記衝撃に際して
は、最初のＵ字の基底部の変形によって副次的なＵ字形
を生成し、それにより部材１の有効長さを減少させるよ
うに、変形部材３が変形可能部材１へ衝撃を与えて部材
１を変形させる。事故の際に生起されるように、車両に
比較して可成りの速度差を以て前方に移動する運転者の
エネルギが制御された様態で吸収されるのはこの変形に
おいてである。次いでこれにより、運転者の傷害の危険
性が低減される。最初に変形させる所要荷重は、幅（Ｗ
）を変えることにより変更できる（図１の（ａ）参照）
。寸法（Ｗ）が大である程、部材１を変形すべく最初に
必要とされる荷重が大となる。

【０００８】図１の（ｃ）には、変形部材５が円筒状で
あり且つＵ字形の変形可能部材６上へ作用するようにし
た、図１の（ａ）および図１の（ｂ）の装置の変更態様
が示されている。円筒状の変形部材５の直径の選択が、
７および８に示す曲線の形状へ可成りの程度に影響し、
それが今度は部材６を変形させるに必要な最初の荷重に
影響する。小さい湾曲は、大きい湾曲よりも多くのエネ
ルギを、変形させるために必要とする。

【０００９】荷重吸収度は、他の方法で予め定めること
ができる。変形可能部材の材料を変えることのほか、荷
重吸収度へ影響を及ぼすように変形可能部材を付形する
ことができる。例えば図２の（ａ）には、断面の変化を
有し、それにより、変形可能部材がそれ自体上へ曲げ返
される際に荷重吸収度が変化するようにした変形可能部
材９が示されている。図２の（ｂ）には、後段で説明す
るように根本的な均等な荷重吸収度を得るための突出部
を１１および１２に備えた更に複雑な輪郭を有する変形
可能部材１０が示されている。孔１３は、変形可能部材
の、その支持部材へのピン接合を容易にするためのもの
である。本発明によるシステムにおける変形可能部材の
主要な利点は、変形可能部材が図１の（ａ）に示す如き
長さ（Ｌ）で始まったとしても、次いでそれが衝撃荷重
状態の下でそれ自体上へ巻き返されるにつれ、図１の（
ｂ）に示す如く寸法（Ｌ）が短くなることである。これ
は、かじ取り軸管組立体において、空間が貴重な場合に
重要である。更にまた、変形可能部材の材料が先ず湾曲
形状に形成され、次いで再び真っ直に伸長され、それ自
体上へ２回巻き返され、従って加工度が増大され、同量
の材料に対し、より多くのエネルギ吸収がもたらされる
ことが理解されよう。変形可能部材が動かされ且つまた
変形を生ずる際に、その材料を案内するように変形部材
が作用することも理解されよう。

【００１０】図３ないし図６には、車両かじ取り軸管組
立体内に実施された上述の形式のエネルギ吸収システム
が示されている。

【００１１】車両かじ取り装置には、頂部（図示せず）
および底部で通常の軸受１８によりかじ取り管状ハウジ
ング軸管１７内に取り付けられたかじ取り軸１６へ連結
されたかじ取りハンドル１５を包含するかじ取り軸管組
立体１４が含まれている。かじ取り軸１６は軸継手１９
へ接続している。案内ひれ２１の形の変形部材が、溶接
によるなどして、かじ取りハウジング１７へ固定的に取
り付けられている。図５の（ｂ）に示す如く、ひれ２１
は、荷重特性に変化をもたらすように輪郭を定めること
ができる。

【００１２】図４および図５の（ａ）に詳細に示したＴ
字型支持プレート２２もまた、溶接によるなどして、か
じ取り管ハウジング１７へ取り付けられる。支持プレー
ト２２は、Ｔ字の頂部で２３，２４にスロットを設けら
れ、後段で説明する目的のため、Ｔ字の尾部に沿い長手
方向スロット２５を備えている。

【００１３】かじ取り軸管組立体１４は、全体として２
６に示す支持材組立体と相まって作動する。支持材組立
体２６には、Ｌ字形の主ブラケット２７と、ブレース部
材２８と、ブラケット２７およびブレース部材２８間を
連結する概ね逆Ｕ字形の主部材２９とが含まれている。 図６に詳細に示す如く、Ｕ字形の部材２９は、３１でハ
ウジング部材２９へピン接合して示された変形可能部材
３０のハウジングを形成する。

【００１４】変形可能部材３０は、図１の（ａ）、図１
の（ｂ）および図１の（ｃ）ならびに図２の（ａ）およ
び図２の（ｂ）について説明した何れの形をとることも
できる。支持材組立体２６は、何れか適宜の方法で車両
のフレームへ取り付けられる。

【００１５】かじ取り軸管組立体１４および支持材組立
体２６が、図４および図６に詳細に示す様態で互いに相
対的に動くように取り付けられる。図６に見られる如く
、主Ｕ字形部材２９はそこへ、両端部２９ａで、内部に
ねじを付した取付け要素３２を取り付けている。ねじ付
き締結要素３３が取付け要素３２と相まって作用してＵ
字形ブラケット部材３８（図３も参照）を支え、それに
よりＵ字形部材３８が主部材２９へ取り付けられて車両
のフレームへ取り付けられる。

【００１６】ゴム振動絶縁体インサート３５を備えた隔
離ディスク３４が取付け要素３２上に位置し、車両から
支持材組立体２６を介して来る振動からかじ取り軸管組
立体１４を隔離するのに役立っている。隔離ディスク３
４は、スロット２３，２４およびプレート２２上の長手
方向スロット２５とも相まって作用するよう、３６にス
ロットを付されている。この締結装置により、変形可能
エネルギ吸収部材３０の変形を生ずる衝撃荷重と無関係
な予め定められた予荷重で、かじ取り軸管組立体１４と
支持材組立体２６とを一緒に締結することができる。変
形可能エネルギ吸収部材３０が、変形されない状態で図
５の（ａ）に、変形された状態で図４に示されている。 シャーピン３７により、隔離ディスク３４がプレート２
２へ連結される。従って、変形部材２１と変形可能部材
３０との間に相対運動が生起し得る前に、締結要素３３
の予荷重が克服され且つピン３７がせん断されなければ
ならない。上記相対運動に先立ち、変形部材２１は、隔
離材取付け部の機能を妨げないように位置付けされる。

【００１７】作動に際しては、事故による衝撃荷重が締
結諸要素３２，３３の予荷重に打ち克ち、ピン３７がせ
ん断され、従って変形部材２１を変形可能部材３０に向
かい自由に移動させ、それが図１の（ａ）、図１の（ｂ
）、図１の（ｃ）、図２の（ａ）および図２の（ｂ）に
つき論じた如く変形するようになる。実際上、エネルギ
は、胸部領域（Ｃ）（図３参照）における衝撃から来る
直接荷重について、また領域（Ｄ）における筋膜および
計器制御装置による衝撃から生成される付加的な間接荷
重について吸収される。本発明によれば、例えば変形可
能部材３０は図２の（ｂ）に示す突出部１１，１２を備
えるように設計されているが、変形可能部材３０を適切
に設計することにより、これらの付加的な荷重に拘わら
ず均等なエネルギ吸収度を得ることができる。 均等な荷重吸収度を達成することを困難にさせるそのほ
かの因子は、普通、かじ取り軸管組立体自体に衝撃を及
ぼす、ひざ領域（Ｅ）から来る荷重である。本発明によ
れば、ひざ領域からの衝撃はＵ字形部材３８（図３およ
び図６参照）上で受け止められ、既述の如く、部材３８
は車両のフレームへ結合されている。従ってこの装置の
場合、かじ取り軸管組立体は、ひざ衝撃から来る荷重を
受けない。図１の（ａ）、図１の（ｂ）および図１の（
ｃ）について述べた如く、Ｕ字形部材３８は普通、エネ
ルギ吸収部材ではあり得ない。それは、この実施例にお
いてはそうしていないが、適宜の設計により、下胴部か
らのエネルギをそれに吸収させることもできる。

【００１８】Ｕ字形変形可能部材の好適な材料は軟鋼で
ある。

【００１９】図７、図８および図９は、図３から図６に
示された実施例に対する代替例を図解的に示している。 この代替例ではＵ字形変形可能部材８１が軸管へ、そし
て変形部材８０が軸管支持材へ取り付けられているが、
それは、変形部材２１が軸管へ、そして変形可能部材３
０が軸管支持材へ取り付けられている図３ないし図６の
装置とは逆である。この代替例は、他の全ての点につい
ては、図３ないし図６の実施例と同様である。

【００２０】上記実施例が例示のみのために記載されて
いること、および本発明の範囲を逸脱することなく数多
くの変更が可能であることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は変形前のエネルギ吸収システムの図解
的な斜視図。 （ｂ）は図１の（ａ）と類似の、但し変形後の、システ
ムの図。 （ｃ）は図１の（ｂ）と類似の、但し代替システムの、
図。

【図２】（ａ）は図１の（ａ）、図１の（ｂ）および図
１の（ｃ）に示されたそれに対する代替変形可能部材の
斜視図。 （ｂ）は別の形状の変形可能部材の斜視図。

【図３】図１の（ａ）、図１の（ｂ）、図１の（ｃ）、
図２の（ａ）および図２の（ｂ）に示された形式のエネ
ルギ吸収システムを組み込んだ車両用かじ取り軸管装置
の図解的な部分断面図。

【図４】図解的な分解斜視図。

【図５】（ａ）は図４の装置の一部分の矢印（Ｂ）の方
向に視た側面図。 （ｂ）は輪郭を生成されたひれ部材の図。

【図６】図３の線６−６についての断面図。

【図７】図３のそれに対する代替かじ取り軸管装置の側
面図。

【図８】図７の線ａ−ａについての図７の装置の平断面
図。

【図９】図７の線ｂ−ｂについての図７の装置の断面端
面図。

【符号の説明】

１　　変形可能部材 ３　　変形部材 ５　　変形部材 ６　　変形可能部材 ９　　変形可能部材 １０　　変形可能部材 ２１　　変形部材 ３０　　変形可能部材 ８０　　変形部材 ８１　　変形可能部材

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　エネルギ吸収システムにおいて、概ね
   Ｕ字形の変形可能部材（１），（６），（９），（１０
   ）または（３０）と、不作動位置で前記変形可能部材（
   １），（６），（９），（１０）または（３０）から離
   れて隔置される変形部材（３），（５）または（２１）
   とを含み、前記両部材が相対的に移動でき、それにより
   、作動に際し前記変形部材（３），（５）または（２１
   ）が前記変形可能部材（１），（６），（９），（１０
   ）または（３０）を変形させて前記Ｕ字形の両脚の方向
   における前記変形可能部材（１），（６），（９），（
   １０）または（３０）の全長を減じ且つそうする間にエ
   ネルギを吸収するようにされることを特徴とするエネル
   ギ吸収システム。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載のエネルギ吸収システ
   ムにおいて、前記変形可能部材（１），（６），（９）
   ，（１０）または（３０）が軟鋼で作られるようにした
   エネルギ吸収システム。
3. 【請求項３】　　請求項１に記載のエネルギ吸収システ
   ムにおいて、前記変形可能部材（１），（６），（９）
   ，（１０）または（３０）の形状および寸法が、所望の
   エネルギ吸収特性を付与する如く選定されるようにした
   エネルギ吸収システム。
4. 【請求項４】　　請求項１に記載のエネルギ吸収システ
   ムにおいて、前記変形部材（３），（５）または（２１
   ）の形状および寸法が、所望のエネルギ吸収特性を付与
   する如く選定されるようにしたエネルギ吸収システム。
5. 【請求項５】　　請求項１に記載のエネルギ吸収システ
   ムにおいて、前記変形部材（３）が平行六面体の形状で
   あるようにしたエネルギ吸収システム。
6. 【請求項６】　　請求項１に記載のエネルギ吸収システ
   ムにおいて、前記変形部材（５）が円筒の形状であるよ
   うにしたエネルギ吸収システム。
7. 【請求項７】　　請求項１に記載のエネルギ吸収システ
   ムにおいて、変形可能部材（１０）が、衝撃の変化に適
   応して均等なエネルギ吸収度を生ずるエネルギ吸収突出
   部を備える如く輪郭を定められ得るようにしたエネルギ
   吸収システム。
8. 【請求項８】　　車両用の衝突吸収かじ取り軸管装置に
   てエネルギ吸収システムを有する装置において、概ねＵ
   字形の変形部材（１），（６），（９），（１０），（
   ３０）または（８１）と、不作動位置で前記変形可能部
   材（１），（６），（９），（１０），（３０）または
   （８１）から離れて隔置される変形部材（３），（５）
   ，（２１）または（８０）とを含み、前記両部材が相対
   的に移動でき、それにより、作動に際し前記変形部材（
   ３），（５），（２１）または（８０）が前記変形可能
   部材（１），（６），（９），（１０），（３０）また
   は（８１）を変形させて前記Ｕ字形の両脚の方向におけ
   る前記変形可能部材（１），（６），（９），（１０）
   ，（３０）または（８１）の全長を減じ且つそうする間
   にエネルギを吸収するようにされることを特徴とする衝
   撃吸収かじ取り軸管装置。
9. 【請求項９】　　請求項８に記載の衝撃吸収かじ取り軸
   管装置において、前記変形可能部材（３０）が前記かじ
   取り軸管の固定支持材へ、また前記変形部材（２１）が
   前記かじ取り軸管へ連結されるようにした衝撃吸収かじ
   取り軸管装置。
10. 【請求項１０】　　請求項８に記載の衝撃吸収かじ取り
    軸管装置において、前記変形可能部材（８１）が前記か
    じ取り軸管へ、また前記変形部材（８０）が前記かじ取
    り軸管の固定支持材へ連結されるようにした衝撃吸収か
    じ取り軸管装置。