JPH06227404A - Steering shaft of vehicle - Google Patents

Steering shaft of vehicle

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JPH06227404A
JPH06227404A JP1758493A JP1758493A JPH06227404A JP H06227404 A JPH06227404 A JP H06227404A JP 1758493 A JP1758493 A JP 1758493A JP 1758493 A JP1758493 A JP 1758493A JP H06227404 A JPH06227404 A JP H06227404A
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JP
Japan
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shaft
steering
vehicle
members
shear pin
Prior art date
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Application number
JP1758493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Miyoshi
啓介 三好
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPH06227404A publication Critical patent/JPH06227404A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable coexistence of prevention of falling deformation of a main shaft due to low setting of collapse load and improvement in shock absorbing performance by securing large deformation stroke of a countershaft in a steering shaft of a vehicle. CONSTITUTION:A countershaft 3 is formed by plural slidable shaft members 31, 32. The shaft members are connected to each other in such a manner as to be broken by a shear pin member 40, and at least one of plural shaft members 31, 32 is provided with fragile parts 33, 34 and with slide regulating members 30, 35 for regulating the slide displacement of the plural shaft members 31, 32 in a designated stroke position. The shear pin member 40 is broken by comparatively small collapse load, whereby it is possible to prevent deformation in the falling direction of the main shaft. Since the countershaft 3 is bent at the fragile parts 33, 34, the deformation stroke at the time of collapse can be enlarged.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願発明は、車両衝突時の衝撃を
吸収するようにした車両のステアリングシャフトに関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering shaft of a vehicle which absorbs a shock at the time of a vehicle collision.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両のステアリングシャフトは、ステア
リングホイールの回動変位をステアリングギヤに伝達す
ることで操舵を行うものであり、本来的には一本のシャ
フト部材で構成されるものであるが、近年の車両構造の
複雑化に伴う配置スペースの確保の困難さから、ステア
リングシャフトをステアリングホイールが取り付けられ
るメインシャフトと該メインシャフトにユニバーサルジ
ョイントを介して軸線が交差するように連結される中間
シャフトとで構成することも行なわれている(例えば、
実公昭59ー37416号公報参照)。
2. Description of the Related Art A steering shaft of a vehicle performs steering by transmitting a rotational displacement of a steering wheel to a steering gear, and is basically composed of one shaft member. Due to the difficulty of securing a space for arrangement due to the complicated vehicle structure in recent years, a steering shaft is provided with a main shaft to which a steering wheel is attached and an intermediate shaft which is connected to the main shaft via a universal joint so that the axes intersect. Is also configured (for example,
See Japanese Utility Model Publication No. 59-37416).

【0003】ところで、車両においては、衝突時により
ステアリングギヤ部分に衝突荷重がかかってこれが車体
後方側(即ち、車室側)に移動する作用を受けた場合にそ
の変位が直接ステアリングシャフトに伝達されて該ステ
アリングシャフト(即ち、ステアリングホイール)が車室
側への移動するのを抑制する観点から、上記中間シャフ
ト部分に衝撃吸収機能を持たせることが試みられてい
る。その具体的方法としては、上掲公知例にも開示され
るように、中間シャフトを相互にスライド変位可能な二
つのシャフト部材で構成し且つこれをシャーピンによっ
て連結し、衝突により所定以上の軸力が入力された場合
に該シャーピンが破断することで上記二つのシャフト部
材が縮小方向にスライドしもって衝撃吸収を行う方法と
か、中間シャフトを前後二つの部分に分割しこれら両者
間を適度の弾性をもつ蛇腹状のラバーカップリングで連
結し、通常時にはこのラバーカップリングの捩り剛性に
よって操舵力を伝達せしめる一方、ステアリングギヤ側
から所定以上の軸力が入力された場合には上記ラバーカ
ップリングが撓曲変形して中間シャフトが折曲変形する
ことで衝撃吸収を行うようにした方法等が知られてい
る。
In a vehicle, when a collision load is applied to a steering gear portion at the time of a collision and the steering gear is moved to the rear side of the vehicle body (that is, the vehicle compartment side), the displacement is directly transmitted to the steering shaft. In order to prevent the steering shaft (that is, the steering wheel) from moving toward the vehicle compartment, it has been attempted to provide the intermediate shaft portion with a shock absorbing function. As a specific method thereof, as disclosed in the above-mentioned publicly known example, the intermediate shaft is composed of two shaft members which are slidably displaceable with each other, and these are connected by shear pins, and the axial force of a predetermined value or more is generated by collision. When the shear pin is broken when is input, a method of absorbing shock by sliding the two shaft members in the contracting direction, or dividing the intermediate shaft into two parts, front and rear, and providing appropriate elasticity between these two parts. The rubber coupling is connected with a bellows-like rubber coupling and the steering force is normally transmitted by the torsional rigidity of the rubber coupling, while the rubber coupling bends when an axial force greater than a predetermined value is input from the steering gear side. There is known a method of absorbing shock by bending and deforming the intermediate shaft.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、これら二つ
の衝撃吸収方法においては後述のようにそれぞれ長所・
短所があり、これらいずれの方法を採用しても衝撃吸収
性能等において不満の残るものであった。
However, these two shock absorbing methods have advantages and disadvantages as will be described later.
However, there are disadvantages, and even if any of these methods is adopted, the shock absorbing performance remains unsatisfactory.

【0005】即ち、このような中間シャフトを備えたス
テアリングシャフトは、上述のようにメインシャフトと
中間シャフトとがその軸線が交差するようにして配置さ
れるものであることから、該中間シャフトにかかる衝突
による軸力がメインシャフトに伝達される場合、該軸力
はメインシャフトの軸線に対して傾斜方向に入力される
こととなる。従って、この中間シャフトからメインシャ
フトへ入力される荷重が大きいとこれによってメインシ
ャフトが倒れ方向に変位せしめられ、例えばステアリン
グホイールにエアバック装置が付設されているような場
合には該エアバックの乗員拘束点が設計点からずれる等
の問題が生じるものである。従って、かかる観点からす
れば、上記中間シャフト側からメインシャフト側に入力
される軸力は小さいほど良いと言える。
That is, since the steering shaft having such an intermediate shaft is arranged such that the axes of the main shaft and the intermediate shaft intersect with each other as described above, the steering shaft is related to the intermediate shaft. When the axial force due to the collision is transmitted to the main shaft, the axial force is input in an inclined direction with respect to the axis of the main shaft. Therefore, when the load input from the intermediate shaft to the main shaft is large, the main shaft is displaced in the tilting direction due to the large load. For example, when an airbag device is attached to the steering wheel, the occupant of the airbag may be displaced. There arises a problem that the constraint point deviates from the design point. Therefore, from this point of view, the smaller the axial force input from the intermediate shaft side to the main shaft side, the better.

【0006】一方、衝撃力の吸収性能という観点からす
れば、中間シャフトへの衝突による軸力の入力時には、
該中間シャフトの変形ストロークが大きいほど良いと言
える。
On the other hand, from the viewpoint of impact force absorption performance, when an axial force is input by a collision with the intermediate shaft,
It can be said that the larger the deformation stroke of the intermediate shaft, the better.

【0007】このような二つの観点から上記二つの衝撃
吸収方法を比較すると、先ず前者のスライド方式の中間
シャフトを備えたものにあっては、操舵力は例えば二つ
のシャフト部材をセレーション嵌合させることで支持し
得ることから、シャーピンの耐剪断性能はこれを比較的
低く設定することができ、従って、衝突時には比較的小
さな軸力がかかった時点で上記シャーピンが破断して二
つのシャフト部材が相互に縮小方向にスライドして衝撃
吸収を行うことから、メインシャフト側に伝達される荷
重が小さく、該メインシャフトの倒れ変位も抑制される
という利点がある。しかし、この反面、二つのシャフト
部材が軸方向にスライドする構成であることからスペー
ス的な制約もあってスライドストロークを余り大きくと
れず、この点で衝撃吸収性能が劣るという欠点を有する
ものである。
Comparing the above two shock absorbing methods from the above two viewpoints, first, in the former one equipped with a slide type intermediate shaft, the steering force causes, for example, two shaft members to be serrated. Since it can be supported by the shear pin, the shear resistance of the shear pin can be set to a relatively low value.Therefore, when a relatively small axial force is applied at the time of collision, the shear pin breaks and the two shaft members are separated. The impacts are absorbed by sliding each other in the contraction direction, so that the load transmitted to the main shaft side is small and the tilt displacement of the main shaft is also suppressed. However, on the other hand, since the two shaft members are configured to slide in the axial direction, there is a space limitation, and the slide stroke cannot be made very large. .

【0008】一方、後者のラバーカップリングの撓曲変
形を利用する方式にあっては、撓曲変形であるがために
その変形ストロークを比較的大きくとることが容易であ
り、衝撃吸収性能という点では前者のものに勝るもので
ある。しかしながら、この方式のものは、ラバーカップ
リングの剛性によって操舵力を伝達するものであること
から、該ラバーカップリングの剛性を比較的高く設定す
る必要があり、そのためラバーカップリング部分が撓曲
変形を開始するまでに比較的大きな軸力がかかり、それ
だけ該中間シャフトからメインシャフトへの伝達力が大
きくなることから該メインシャフトの倒れ変形等の問題
が顕著になるという欠点がある。
On the other hand, in the latter method of utilizing the flexural deformation of the rubber coupling, since it is the flexural deformation, it is easy to take a relatively large deformation stroke, and the shock absorbing performance is taken into consideration. Then it is superior to the former one. However, in this system, since the steering force is transmitted by the rigidity of the rubber coupling, it is necessary to set the rigidity of the rubber coupling relatively high, and therefore the rubber coupling portion is flexibly deformed. A relatively large axial force is applied until the start of the process, and the transmission force from the intermediate shaft to the main shaft is correspondingly increased. Therefore, there is a drawback that problems such as tilt deformation of the main shaft become significant.

【0009】尚、上記シャーピンが破断する時の軸力及
び上記ラバーカップリングが撓曲変形を開始する時の軸
力等の衝撃吸収作用の開始時点の荷重は一般に「コラプ
ス荷重」と称されるため、本明細書においても適宜これ
を使用することとする。
The load at the time of starting the shock absorbing action such as the axial force when the shear pin breaks and the axial force when the rubber coupling starts flexural deformation is generally called "collapse load". Therefore, it will be appropriately used in this specification.

【0010】以上の如き従来技術の問題点に鑑み、本願
発明ではコラプス荷重を低く設定することによるメイン
シャフトの倒れ変形の防止と、中間シャフトの大きな変
形ストロークを確保することによる衝撃吸収性能の向上
との両立を可能とした車両のステアリングシャフトを提
供せんとしてなされたものである。
In view of the above problems of the prior art, in the present invention, the collapse load of the main shaft is prevented by setting the collapse load low, and the shock absorbing performance is improved by ensuring a large deformation stroke of the intermediate shaft. The purpose of this was to provide a vehicle steering shaft that is compatible with both.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として、請求項1記載の発
明では、一端にステアリングホイールが取り付けられる
とともに車体側に取り付けたステアリングコラムにより
回転自在に支持されたメインシャフトと、その一端が第
1ユニバーサルジョイントを介して上記メインシャフト
の他端に連結されるとともにその他端が第2ユニバーサ
ルジョイントを介してステアリングギヤ側に連結される
中間シャフトとを備えた車両のステアリングシャフトに
おいて、上記中間シャフトを、軸方向にスライド可能な
る如くされた複数のシャフト部材で構成し且つ該複数の
シャフト部材相互間をシャーピン部材により破断可能に
連結するとともに、該複数のシャフト部材の少なくとも
いずれか一方側に脆弱部を形成し、さらに上記複数のシ
ャフト部材が上記シャーピン部材による連結状態から該
シャーピン部材の破断により縮小方向にスライドする場
合にその変位を所定のストローク位置において規制する
スライド規制部材を設けたことを特徴としている。
According to the invention of claim 1, as a concrete means for solving such a problem in the invention of the present application, a steering wheel is attached to one end of the invention and is rotatable by a steering column attached to the vehicle body side. A main shaft supported by the intermediate shaft having one end connected to the other end of the main shaft via a first universal joint and the other end connected to the steering gear side via a second universal joint. In a steering shaft of a vehicle, the intermediate shaft is composed of a plurality of shaft members slidable in the axial direction, and the plurality of shaft members are rupturablely connected by shear pin members, and the plurality of shaft members are rupturable. On at least one side of the shaft member A weak portion is formed, and further, a slide regulating member is provided to regulate the displacement at a predetermined stroke position when the plurality of shaft members slide in the contraction direction due to the breaking of the shear pin member from the connected state by the shear pin member. Is characterized by.

【0012】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
車両のステアリングシャフトにおいて、上記脆弱部を上
記複数のシャフト部材にそれぞれ設けるとともに、上記
スライド規制部材により上記複数のシャフト部材の縮小
側へのスライドが規制された状態において上記複数のシ
ャフト部材に設けた各脆弱部が軸方向においてほぼ重合
する如く構成したことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the steering shaft for a vehicle according to the first aspect, the weak portions are provided on the plurality of shaft members, respectively, and the slide restricting member is provided to reduce the plurality of shaft members. The fragile portions provided on the plurality of shaft members are configured to substantially overlap in the axial direction when the slide is restricted.

【0013】[0013]

【作用】本願各発明ではかかる構成とすることによって
それぞれ次のような作用が得られる。
With each of the inventions of the present application, the following effects can be obtained by adopting such a configuration.

【0014】請求項1記載の発明では、車両の衝突によ
りステアリングギヤ側から中間シャフトに衝突荷重が軸
力として入力された場合、これがコラプス荷重に達する
とシャーピン部材が破断して第1シャフト部材と第2シ
ャフト部材とが縮小方向への相対的にスライドし、衝撃
力が吸収緩和される。従って、中間シャフトからメイン
シャフトに上記コラプス荷重以上の荷重が作用すること
がないため該中間シャフトとメインシャフトとの軸線が
交差状態であっても該メインシャフトが倒れ方向に変形
するということがなくなるものである。
According to the first aspect of the present invention, when a collision load is input as an axial force from the steering gear side to the intermediate shaft due to a vehicle collision, the shear pin member breaks when the collapsing load reaches the collapse load and the first shaft member and The second shaft member slides relative to the contracting direction, and the impact force is absorbed and relaxed. Therefore, since the load more than the collapse load does not act on the main shaft from the intermediate shaft, the main shaft is not deformed in the falling direction even when the axes of the intermediate shaft and the main shaft intersect. It is a thing.

【0015】上記第1シャフト部材と第2シャフト部材
との縮小方向へのスライドストロークが所定値に達する
と、スライド規制部材が作動して該各シャフト部材のス
ライド作用が規制され、中間シャフトに作用する荷重が
増大するが、この場合にはこの荷重を受けて上記第1シ
ャフト部材あるいは第2シャフト部材の少なくともいず
れか一方に設けた脆弱部の応力が局部的に増加し該脆弱
部において中間シャフトが折曲変形することになる。こ
の結果、中間シャフトの変形ストロークは、上記スライ
ド変形によるものと脆弱部での折曲変形によるものとの
合算値となり、これらいずれか一方による変形ストロー
クよりも増大することとなる。
When the sliding stroke of the first shaft member and the second shaft member in the contracting direction reaches a predetermined value, the slide restricting member is actuated to restrict the sliding action of each shaft member and act on the intermediate shaft. However, in this case, the stress of the fragile portion provided on at least one of the first shaft member and the second shaft member locally increases due to this load, and the intermediate shaft at the fragile portion is increased. Will be bent and deformed. As a result, the deformation stroke of the intermediate shaft is the sum of the deformation due to the slide deformation and the bending deformation at the fragile portion, which is greater than the deformation stroke due to either one of them.

【0016】請求項2記載の発明では、脆弱部が第1シ
ャフト部材と第2シャフト部材の双方に設けられ、且つ
スライド規制部材の作動時点においてはこれが軸方向に
ほぼ重合することから、中間シャフト全体からみた脆弱
部の剛性低下代が大きく、従って、上記した請求項1記
載の場合よりもさらに小さなコラプス荷重で且つスムー
ズに折曲変形することになる。
According to the second aspect of the invention, the fragile portions are provided on both the first shaft member and the second shaft member, and at the time of actuation of the slide restricting member, they substantially overlap in the axial direction. The fragile portion has a large reduction in rigidity when viewed from the whole, and therefore, the bending load is smoother with a smaller collapse load than in the case of the above-mentioned claim 1.

【0017】[0017]

【発明の効果】従って、本願各発明の車両のステアリン
グシャフトによれば、コラプス荷重が小さいことから、
中間シャフトからの伝達荷重によってメインシャフトが
倒れ変形を起こすのが確実に防止でき、これにより例え
ば、ステアリングホイール部分にエアバックを装着した
車両にあってはエアバックによる乗員保護性能が確保さ
れ、車両の安全性のより一層の向上が図れるという効果
がある。
Therefore, according to the steering shaft of the vehicle of each invention of the present application, since the collapse load is small,
It is possible to reliably prevent the main shaft from falling and deforming due to the load transmitted from the intermediate shaft.For example, in a vehicle equipped with an airbag on the steering wheel portion, the airbag protects the occupant protection performance. There is an effect that the safety of can be further improved.

【0018】また、中間シャフトのコラプス時における
変形ストロークを大きくとれるところから、該中間シャ
フトにかかる衝突による衝撃力をより円滑且つ確実に吸
収緩和してステアリングホイール側への衝撃力の伝達を
抑制することができるという効果もある。
Further, since the deformation stroke of the intermediate shaft at the time of collapse can be made large, the impact force due to the collision applied to the intermediate shaft can be absorbed more smoothly and surely, and the transmission of the impact force to the steering wheel side can be suppressed. There is also the effect that you can.

【0019】[0019]

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいて本願
発明の車両のステアリングシャフトを具体的に説明する
と、図3には本願発明の実施例にかかるステアリングシ
ャフト1を備えた車両のステアリング装置部分が示され
ている。このステアリングシャフト1は、その一端2a
にステアリングホイール4が取り付けられたメインシャ
フト2と、該メインシャフト2の他端2bにその一端3a
が第1ユニバーサルジョイント5を介して連結された後
述の中間シャフト3とを有している。そして、上記メイ
ンシャフト2は、車体側のステアリング支持メンバー1
2にブラケット11を介して支持されたステアリングコ
ラム10に回転可能に嵌挿支持されている。また、上記
中間シャフト3の他端3bは、車幅方向に配置されたス
テアリングギヤボックス8内のステアリングギヤ9に噛
合してこれを回転させることで操舵を行うピニオンシャ
フト7に第2ユニバーサルジョイント6を介して連結さ
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A steering shaft for a vehicle according to the present invention will be specifically described below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 3 shows a steering device for a vehicle equipped with a steering shaft 1 according to the embodiment of the present invention. The parts are shown. This steering shaft 1 has one end 2a
A main shaft 2 having a steering wheel 4 attached to the main shaft 2 and one end 3a at the other end 2b of the main shaft 2.
Has an intermediate shaft 3 which will be described later and is connected via a first universal joint 5. The main shaft 2 is the steering support member 1 on the vehicle body side.
The steering column 10 is rotatably fitted in and supported by the steering column 10 supported by the bracket 2 via the bracket 11. Further, the other end 3b of the intermediate shaft 3 meshes with a steering gear 9 in a steering gear box 8 arranged in the vehicle width direction and rotates the steering gear 9 to rotate the pinion shaft 7 for steering. Are connected via.

【0020】ここで、上記メインシャフト2は、車体前
方へ向けて斜め下方に傾斜状態で配置され、また上記中
間シャフト3は上記メインシャフト2の他端2bから斜
め下方で且つ車幅方向側方の両方向に傾斜した状態で配
置されている。従って、車両の衝突によりステアリング
ギヤボックス8に衝突荷重がかかり該ステアリングギヤ
ボックス8が車体後方側へ移動すると、上記ピニオンシ
ャフト7に連結された中間シャフト3には所定の軸力が
かかり、さらにこの軸力が上記メインシャフト2に対し
て斜め下方から伝達されることになる。このため、中間
シャフト3においてその負荷軸力を吸収緩和しなければ
大きな荷重がメインシャフト2にかかって該メインシャ
フト2を車室側に移動させたりあるいは横方向に倒れ変
形を生ぜしめることとなる。このためこの実施例におい
ては上記中間シャフト3に本願発明を適用して特有の新
規な構造を実施することで衝撃力の吸収緩和作用の促進
とメインシャフト2の倒れ変形の防止とを実現するよう
にしている。以下、図1及び図2を参照して中間シャフ
ト3の具体的構造及びその作用効果について詳述する。
Here, the main shaft 2 is arranged obliquely downward toward the front of the vehicle body, and the intermediate shaft 3 is obliquely downward from the other end 2b of the main shaft 2 and laterally in the vehicle width direction. Are arranged in a tilted state in both directions. Therefore, when a collision load is applied to the steering gear box 8 by the collision of the vehicle and the steering gear box 8 moves to the rear side of the vehicle body, a predetermined axial force is applied to the intermediate shaft 3 connected to the pinion shaft 7, and The axial force is transmitted to the main shaft 2 obliquely from below. For this reason, if the load shaft force is not absorbed and relaxed in the intermediate shaft 3, a large load is applied to the main shaft 2 to move the main shaft 2 to the passenger compartment side or to cause lateral deformation and deformation. . Therefore, in this embodiment, by applying the present invention to the intermediate shaft 3 and implementing a unique new structure, it is possible to promote the absorption and relaxation action of the impact force and prevent the main shaft 2 from falling and deforming. I have to. Hereinafter, a specific structure of the intermediate shaft 3 and its function and effect will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

【0021】上記中間シャフト3は、図1に示すよう
に、後述する第1シャフト部材31と第2シャフト部材
32とからなる複合構造とされている。
As shown in FIG. 1, the intermediate shaft 3 has a composite structure composed of a first shaft member 31 and a second shaft member 32 which will be described later.

【0022】上記第1シャフト部材31は、その内周面
にセレーションを形成した筒体で構成されるとともに、
その一端31a(即ち、中間シャフト3の一端3a)が連結
ピン30を介して上記第2ユニバーサルジョイント6の
一端に連結されている。一方、上記第2シャフト部材3
2は、上記第1シャフト部材31内に嵌挿可能な所定長
さの軸体の外周面にセレーションを形成して構成されて
いる。そして、この第2シャフト部材32の一端32a
は、上記第1シャフト部材31に内挿されて該第2シャ
フト部材32とセレーション結合される一方、その他端
32bは上記第2ユニバーサルジョイント6の一端にセ
レーション結合されている。
The first shaft member 31 is composed of a cylindrical body having serrations formed on its inner peripheral surface, and
One end 31a thereof (that is, one end 3a of the intermediate shaft 3) is connected to one end of the second universal joint 6 via a connecting pin 30. On the other hand, the second shaft member 3
2 is formed by forming serrations on the outer peripheral surface of a shaft body having a predetermined length that can be inserted into the first shaft member 31. Then, one end 32a of the second shaft member 32
Is serrated to the second shaft member 32 while being inserted into the first shaft member 31, and the other end 32b is serrated to one end of the second universal joint 6.

【0023】そして、この第1シャフト部材31と第2
シャフト部材32とは、該第2シャフト部材32の一端
32a側の端面35と上記連結ピン30との間に所定の
ストロークSを確保した状態でシャーピン部材40によ
って連結されている。尚、このシャーピン部材40は、
上記第2シャフト部材32の外周面に形成した環状凹部
37内に嵌装配置される環状のベース部材41と該ベー
ス部材41の外周面に周方向に所定ピッチで突設された
複数のピン部42,42,・・とで構成され、該各ピン部
42,42,・・を上記第1シャフト部材31側に形成し
た複数のピン受孔38,38,・・に嵌入させることで上
記第1シャフト部材31と第2シャフト部材32とを連
結している。尚、このシャーピン部材40のピン部42
の破断力は、比較的小さな値に設定されている。
The first shaft member 31 and the second shaft member 31
The shaft member 32 is connected by a shear pin member 40 in a state where a predetermined stroke S is secured between the end surface 35 of the second shaft member 32 on the side of the one end 32 a and the connecting pin 30. The shear pin member 40 is
An annular base member 41 fitted and arranged in an annular recess 37 formed on the outer peripheral surface of the second shaft member 32, and a plurality of pin portions protruding on the outer peripheral surface of the base member 41 at a predetermined pitch in the circumferential direction. 42, 42, ... And each of the pin portions 42, 42, ... Is fitted into a plurality of pin receiving holes 38, 38 ,. The 1st shaft member 31 and the 2nd shaft member 32 are connected. The pin portion 42 of the shear pin member 40
The breaking force of is set to a relatively small value.

【0024】さらに、上記第1シャフト部材31と第2
シャフト部材32のうち、該第1シャフト部材31は、
その外周壁の上記シャーピン部材40の取付位置よりも
第1ユニバーサルジョイント5側寄り位置に所定大きさ
の開孔33,33,・・を周方向に所定間隔で形成してい
る。また、第2シャフト部材32の外周面の上記シャー
ピン部材40の取付位置よりも上記第2ユニバーサルジ
ョイント6寄り位置には、所定大きさの環状溝34が形
成されている。そして、この第1シャフト部材31側の
各開孔33,33,・・と第2シャフト部材32側の環状
溝34,34,・・との相対的な形成位置は、図1に示す
ようにこの両者が上記シャーピン部材40によって連結
された状態における軸方向間隔S1が上記ストロークS
とほぼ一致するように設定されている。尚、この第1シ
ャフト部材31の開孔33と第2シャフト部材32の環
状溝34はそれぞれ特許請求の範囲中の脆弱部に該当す
るものである。
Further, the first shaft member 31 and the second shaft member 31
Of the shaft members 32, the first shaft member 31 is
.. of a predetermined size are formed at predetermined intervals in the circumferential direction at a position closer to the first universal joint 5 side than a mounting position of the shear pin member 40 on the outer peripheral wall thereof. An annular groove 34 of a predetermined size is formed on the outer peripheral surface of the second shaft member 32 at a position closer to the second universal joint 6 than the mounting position of the shear pin member 40. The relative formation positions of the openings 33, 33, ... On the side of the first shaft member 31 and the annular grooves 34, 34, ... on the side of the second shaft member 32 are as shown in FIG. The axial distance S 1 in the state where the both are connected by the shear pin member 40 is the stroke S
Is set to almost match. The opening 33 of the first shaft member 31 and the annular groove 34 of the second shaft member 32 correspond to the fragile portion in the claims.

【0025】このように構成された中間シャフト3にお
いては、通常時(非衝突時)には上記第1シャフト部材3
1と第2シャフト部材32とのセレーション結合によっ
て上記メインシャフト2側の回転力(ステアリング操作
力)が中間シャフト3を介して上記ピニオンシャフト7
側に伝達される。従って、上記シャーピン部材40は何
等回転力を受けるものではないため、その強度設定に際
しては衝突時において第1シャフト部材31と第2シャ
フト部材32との間に作用する剪断力のみを考慮して設
定すれば良いことから、その強度をかなり小さな値まで
下げることが可能である。
In the intermediate shaft 3 thus constructed, the first shaft member 3 is normally operated (when there is no collision).
Due to the serration connection between the first shaft member 32 and the second shaft member 32, the rotational force (steering operation force) on the main shaft 2 side is transmitted via the intermediate shaft 3 to the pinion shaft 7
Transmitted to the side. Therefore, since the shear pin member 40 does not receive any rotational force, the shear pin member 40 is set in consideration of only the shearing force acting between the first shaft member 31 and the second shaft member 32 at the time of collision when setting the strength thereof. The strength can be reduced to a considerably small value.

【0026】この状態において車両が衝突すると、上記
ステアリングギヤボックス8側から衝突力が中間シャフ
ト3に対してその軸力として負荷される。この場合、こ
の軸力が上記シャーピン部材40のピン部42を破断に
至らしめる剪断力に達すると(即ち、コラプス荷重に達
すると)、該ピン部42が破断しこれによる上記第1シ
ャフト部材31と第2シャフト部材32との連結作用が
解除されるため、該第2シャフト部材32は第1シャフ
ト部材31内に嵌入する方向(矢印F方向)にスライド
し、これによって上記衝突力を吸収緩和する如く作用す
る。この場合、上述のように上記シャーピン部材40の
強度性能が比較的低く設定されていることから、コラプ
ス荷重を比較的小さな値に抑えることができるものであ
る。従って、中間シャフト3から伝達される荷重によっ
てメインシャフト2が倒れ方向に変位するのが確実に防
止され、延いては上述の如くエアバッグ装置を備えたも
のにあっては該エアバッグによる乗員の保護性能の向上
が図れるものである。
When the vehicle collides in this state, the collision force is applied to the intermediate shaft 3 as the axial force from the steering gear box 8 side. In this case, when the axial force reaches a shearing force that causes the pin portion 42 of the shear pin member 40 to break (that is, when a collapse load is reached), the pin portion 42 breaks and the first shaft member 31 is thereby broken. Since the connecting action between the second shaft member 32 and the second shaft member 32 is released, the second shaft member 32 slides in the direction in which it is fitted into the first shaft member 31 (direction of arrow F), thereby absorbing and relaxing the collision force. It works like it does. In this case, since the strength performance of the shear pin member 40 is set to be relatively low as described above, the collapse load can be suppressed to a relatively small value. Therefore, the main shaft 2 is surely prevented from being displaced in the tilting direction due to the load transmitted from the intermediate shaft 3, and in the case of the one provided with the airbag device as described above, the occupant of the airbag is prevented. The protection performance can be improved.

【0027】このように第2シャフト部材32が第1シ
ャフト部材31側へスライドすることで衝突力が吸収緩
和されるわけであるが、そのストローク量は配置スペー
ス等から自ずと限界があり、例えばこの実施例の場合に
は上述のようにストロークSを確保するのが限界であ
り、図2に示すように第2シャフト部材32のスライド
量が上記ストロークSに達すると該第2シャフト部材3
2の端面35が上記連結ピン30に当接してそれ以上の
スライドが規制される(即ち、この実施例においては、
上記端面35と連結ピン30とで特許請求の範囲中のス
ライド規制部材が構成されている)。従って、これ以上
は第2シャフト部材32のスライドによる衝撃緩和作用
は期待できない。
As the second shaft member 32 slides toward the first shaft member 31 as described above, the collision force is absorbed and relaxed, but the stroke amount is naturally limited due to the arrangement space and the like. In the case of the embodiment, the limit is to secure the stroke S as described above, and as shown in FIG. 2, when the sliding amount of the second shaft member 32 reaches the stroke S, the second shaft member 3
The second end surface 35 abuts on the connecting pin 30 to prevent further sliding (that is, in this embodiment,
The end face 35 and the connecting pin 30 constitute a slide regulating member in the claims). Therefore, the shock absorbing action due to the sliding of the second shaft member 32 cannot be expected any more.

【0028】ところが、この実施例においては、上記ス
トロークSに達して第2シャフト部材32のスライドが
規制されると、その時点において該第1シャフト部材3
1の各開孔33,33,・・と第2シャフト部材32の環
状溝34とが軸方向においてほぼ重合するようになって
いる。このため、この重合部分の剛性は他の部分に比し
て極端に低下することとなり、従って、上記第2シャフ
ト部材32のスライド規制により中間シャフト3に軸力
が発生すると、該重合部分に応力集中が起きてメインシ
ャフト2は、図2に鎖線図示するように、該重合部分に
おいて側方へ折曲変形する。従って、この中間シャフト
3の折曲によりコラプス時の変形ストロークがさらに確
保され、結果的にこの折曲変形を生じない場合に比して
より大きな変形ストロークを得ることができ、この結
果、衝突力の吸収緩和作用が格段に向上し、衝突時の安
全性がより一層高められるものである。
However, in this embodiment, when the stroke S is reached and the slide of the second shaft member 32 is restricted, the first shaft member 3 is stopped at that time.
.. and the annular groove 34 of the second shaft member 32 substantially overlap in the axial direction. For this reason, the rigidity of this overlapped portion becomes extremely lower than that of the other portions. Therefore, when axial force is generated in the intermediate shaft 3 due to the slide restriction of the second shaft member 32, stress is applied to the overlapped portion. Due to the concentration, the main shaft 2 is bent and deformed laterally in the overlapping portion as shown by the chain line in FIG. Therefore, the bending stroke of the intermediate shaft 3 further secures the deformation stroke at the time of collapse, and as a result, a larger deformation stroke can be obtained as compared with the case where the bending deformation does not occur. As a result, the collision force is increased. The absorption and relaxation action of is significantly improved, and the safety at the time of collision is further enhanced.

【0029】尚、この実施例においては上記第2シャフ
ト部材32を中実軸で構成しているが、他の実施例にお
いてはこれを筒体で構成することもできることは勿論で
ある。また、このように筒体で第2シャフト部材32を
構成した場合における上記脆弱部の形成方法としては、
例えば壁厚を局部的に薄くするとか周壁にスリットを形
成する等の方法が考えられる。
In this embodiment, the second shaft member 32 is made of a solid shaft, but in other embodiments, it may be made of a cylindrical body. Further, as a method of forming the fragile portion in the case where the second shaft member 32 is configured by the tubular body as described above,
For example, a method of locally reducing the wall thickness or forming a slit on the peripheral wall can be considered.

【0030】さらに、上記第1シャフト部材31に形成
される開孔33と第2シャフト部材32に形成される環
状溝34の寸法を適宜調整することで、これらが重合し
た時点での脆弱部としての剛性を任意に設定することが
できるものである。即ち、上記寸法調整によりコラプス
荷重と折曲変形時の変形ストローク特性との相対関係を
任意に変更設定し得るということであり、このことは特
に構造の異なる多種類の車両(例えば、エンジンの大き
さが異なる車両とか車体に対するエンジンのレイアウト
が異なる車両等)に本発明を適用してこれら各種の車両
にそれぞれ最適な特性を得る上において有用な技術であ
る。
Furthermore, by appropriately adjusting the dimensions of the opening 33 formed in the first shaft member 31 and the annular groove 34 formed in the second shaft member 32, the size of the fragile portion at the time when these are overlapped is reduced. The rigidity of can be set arbitrarily. That is, it is possible to arbitrarily change and set the relative relationship between the collapse load and the deformation stroke characteristic at the time of bending deformation by the above dimension adjustment, which means that various types of vehicles with different structures (e.g., engine size It is a useful technique for applying the present invention to vehicles of different sizes or vehicles having different engine layouts with respect to the vehicle body) to obtain optimum characteristics for these various vehicles.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本願発明の実施例にかかる車両のステアリング
シャフトの要部縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part of a steering shaft of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したステアリングシャフトの状態変化
図である。
FIG. 2 is a state change diagram of the steering shaft shown in FIG.

【図3】本願発明の実施例にかかる車両のステアリング
シャフトの全体を示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing the entire steering shaft of the vehicle according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1はステアリングシャフト、2はメインシャフト、3は
中間シャフト、4はステアリングホイール、5は第1ユ
ニバーサルジョイント、6は第2ユニバーサルジョイン
ト、7はピニオンシャフト、8はステアリングギヤボッ
クス、9はステアリングギヤ、10はステアリングコラ
ム、11はブラケット、12はステアリング支持メンバ
ー、30は連結ピン、31は第1シャフト部材、32は
第2シャフト部材、33は開孔、34は環状溝、35は
端面、37は環状凹部、38はピン受孔、40はシャー
ピン部材、41はベース部材、42はピン部である。
1 is a steering shaft, 2 is a main shaft, 3 is an intermediate shaft, 4 is a steering wheel, 5 is a first universal joint, 6 is a second universal joint, 7 is a pinion shaft, 8 is a steering gear box, 9 is a steering gear, 10 is a steering column, 11 is a bracket, 12 is a steering support member, 30 is a connecting pin, 31 is a first shaft member, 32 is a second shaft member, 33 is a hole, 34 is an annular groove, 35 is an end face, and 37 is An annular concave portion, 38 is a pin receiving hole, 40 is a shear pin member, 41 is a base member, and 42 is a pin portion.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一端にステアリングホイールが取り付け
られるとともに車体側に取り付けたステアリングコラム
により回転自在に支持されたメインシャフトと、その一
端が第1ユニバーサルジョイントを介して上記メインシ
ャフトの他端に連結されるとともにその他端が第2ユニ
バーサルジョイントを介してステアリングギヤ側に連結
される中間シャフトとを備えた車両のステアリングシャ
フトであって、 上記中間シャフトを、軸方向にスライド可能なる如くさ
れた複数のシャフト部材で構成し且つ該複数のシャフト
部材相互間をシャーピン部材により破断可能に連結する
とともに、該複数のシャフト部材の少なくともいずれか
一方側に脆弱部を形成し、 さらに上記複数のシャフト部材が上記シャーピン部材に
よる連結状態から該シャーピン部材の破断により縮小方
向にスライドする場合にその変位を所定のストローク位
置において規制するスライド規制部材を設けたことを特
徴とする車両のステアリングシャフト。
1. A main shaft having a steering wheel attached to one end thereof and rotatably supported by a steering column attached to a vehicle body, and one end thereof connected to the other end of the main shaft via a first universal joint. A steering shaft of a vehicle, the other end of which is connected to the steering gear side via a second universal joint, the plurality of shafts being configured to be slidable in the axial direction. A plurality of shaft members, the plurality of shaft members are rupturablely connected to each other by a shear pin member, and a fragile portion is formed on at least one side of the plurality of shaft members, and the plurality of shaft members are the shear pin. From the state of connection by members, the shear pin Vehicle steering shaft, characterized in that the displacement in the case of sliding in the reduction direction is provided the slide regulating member for regulating at a predetermined stroke position by rupture of the wood.
【請求項2】 請求項1において、上記脆弱部が上記複
数のシャフト部材にそれぞれ設けられるとともに、上記
スライド規制部材により上記複数のシャフト部材の縮小
側へのスライドが規制された状態において上記複数のシ
ャフト部材に設けた各脆弱部が軸方向においてほぼ重合
する如く構成されたことを特徴とする車両のステアリン
グシャフト。
2. The plurality of shaft members according to claim 1, wherein the fragile portions are respectively provided on the plurality of shaft members, and the plurality of shaft members are restricted from sliding toward the contraction side by the slide restricting member. A steering shaft for a vehicle, wherein each fragile portion provided on the shaft member is configured to substantially overlap in the axial direction.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5580314A (en) * 1993-03-29 1996-12-03 Nsk Ltd. Energy absorbing intermediate shaft
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