JPS5981253A - Shock absorbing steering shaft - Google Patents
Shock absorbing steering shaftInfo
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- JPS5981253A JPS5981253A JP19272682A JP19272682A JPS5981253A JP S5981253 A JPS5981253 A JP S5981253A JP 19272682 A JP19272682 A JP 19272682A JP 19272682 A JP19272682 A JP 19272682A JP S5981253 A JPS5981253 A JP S5981253A
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- shaft
- binder
- shock
- upper shaft
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
- B62D1/19—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
- B62D1/192—Yieldable or collapsible columns
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車用の衝撃吸収ステアリングシャフトに関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a shock absorbing steering shaft for a motor vehicle.
従来、自動車の衡撃吸収ステアリングシャフトとしては
第1図に示されるようなものが知られていた。この従来
の衝撃吸収ステアリングシャフトを示す第1図およびそ
の一部を拡大して断片的に示す第2図において、1はロ
アーチューブ、2はアッパーチューブ、3はスチールが
−ルであってロアーチューブ1とアッパーチューブ2の
嵌合部に挿入されているスチールゾール、4はロアーシ
ャフト、5はアッパーシャフト、および6はステアリン
グホイールをそれぞれ示している。BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, a shock-absorbing steering shaft for an automobile as shown in FIG. 1 has been known. In FIG. 1 showing this conventional shock-absorbing steering shaft and FIG. 2 showing a fragmentary enlarged portion of the shaft, 1 is a lower tube, 2 is an upper tube, and 3 is a steel rod. 1 and a steel sole inserted into the fitting portion of the upper tube 2, 4 a lower shaft, 5 an upper shaft, and 6 a steering wheel, respectively.
このような構成の従来の衝撃吸収ステアリングシャフト
によると、ロアーチューブ1とアッパーチューブ2の嵌
合部に挿入されたスチールが一部3は、コラム全体に軸
力を受けると相互にスライドしてチューブに溝を作シな
がら転動し、この抵抗でエネルギーが吸収される。ロア
ーシャフト4とアッパーシャフト5はチューブと同様に
嵌合されてはいるが、主にトルクの伝達を行なうため回
転方向には楕円に近似した断面形状で形成され、軸力を
受けるとこの嵌合部は抵抗なく軸方向へスライドするよ
うに設計されていた。According to the conventional shock-absorbing steering shaft with such a structure, when the steel part 3 is inserted into the fitting part of the lower tube 1 and the upper tube 2, when the entire column receives an axial force, the steel part 3 slides against each other and the tubes It rolls while creating grooves on the surface, and this resistance absorbs energy. The lower shaft 4 and upper shaft 5 are fitted in the same way as tubes, but in order to mainly transmit torque, they are formed with a cross-sectional shape that approximates an ellipse in the direction of rotation, and when subjected to axial force, this fitting The section was designed to slide axially without resistance.
しかし、叙上の如き従来の衝撃吸収ステアリングシャフ
トは、スチールが一部が間に挿入される内外チューブを
が一部径の精度と共に非常に高い精度で製作しなければ
ならず、そのため非常にコストが高くなるという欠点が
あった。更に、′従来の衝撃吸収ステアリングシャフト
は全体がスチールから形成されていたためシャフト全体
の重量が重く、軽いものでもホイールを除いて3Kp以
上もあつ゛た。このようなことから従来のttS吸収ス
テアリングレヤフトは′、自動車の製造・ストおよび軽
量化のために更に改良されることが望まれていた。However, in the conventional shock-absorbing steering shaft as described above, the inner and outer tubes, in which a portion of steel is inserted, must be manufactured with very high precision as well as part of the diameter, resulting in a very high cost. The disadvantage was that it was expensive. Furthermore, since the conventional shock-absorbing steering shaft was entirely made of steel, the weight of the entire shaft was heavy, and even a light shaft weighed more than 3Kp excluding the wheels. For these reasons, it has been desired that the conventional ttS absorbing steering shaft be further improved for the purpose of automobile manufacturing, construction, and weight reduction.
従って、本発明の目的は製造コストを低減させ且ツ軽量
でエネルギー吸収性のよい衝撃吸収ステアリングシャフ
トを提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a shock-absorbing steering shaft that is lightweight and has good energy absorption properties while reducing manufacturing costs.
以下′、本発明の衝撃吸収ステアリングシャフトを添付
図面に示された好適な実施例を参照して更に詳細に説明
する。Hereinafter, the shock-absorbing steering shaft of the present invention will be explained in more detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
第3図には本発明の衝撃吸収ステアリングシャフトの一
実施例が示されている。当該実施例のステアリングシャ
フト10は、例えばカーがンファイバー強化プラスチッ
クからなる複合材料で形成された中空のアッパーシャフ
ト11およびロアーシャフト12を含む。FIG. 3 shows an embodiment of the shock absorbing steering shaft of the present invention. The steering shaft 10 of this embodiment includes a hollow upper shaft 11 and a lower shaft 12 made of a composite material made of carbon fiber reinforced plastic, for example.
アッパーシャフト11の一端にはステアリングホイール
13とステアリングコラム14が取付ケられ、他端には
その内部にロアーシャフト12の一端が嵌合されて、両
者は一軸線上で連結されている。ロアーシャフト12の
他端はユニバーサルジヨイント15を介して適当な操縦
機構(図示せず)に連結されている。A steering wheel 13 and a steering column 14 are attached to one end of the upper shaft 11, and one end of a lower shaft 12 is fitted inside the other end, so that the two are connected on one axis. The other end of the lower shaft 12 is connected via a universal joint 15 to a suitable steering mechanism (not shown).
アッパーシャフト11とロアーシャフト12との嵌合部
において、ロアーシャフト12の接続端側外形部にはス
プライン加工が施され、他方アッパーシャフト11の接
続端は前記ロアーシャフト12におけるスプラインの各
歯部分が角部に対応するような多角形状で形成されてい
る′。このようなアッパーシャフト11とロアーシャフ
ト12との嵌合接続は、外形部にスプライン加工を施さ
れたロアーシャフト12の接続端にアッパーシャフト1
1を直接巻付ける方法によって行なうことができる。そ
の際、すなわち、叙上のよりなアッパーシャフト11と
ロアーシャフト12との嵌合接続の際、スプラインの各
歯部分とアッパーシャフト11の内面との間には結合剤
16が配置されている。At the fitting portion between the upper shaft 11 and the lower shaft 12, the outer shape of the connecting end of the lower shaft 12 is splined, and the connecting end of the upper shaft 11 has each spline toothed portion of the lower shaft 12. It is formed into a polygonal shape that corresponds to the corner. Such a fitting connection between the upper shaft 11 and the lower shaft 12 is achieved by attaching the upper shaft 1 to the connecting end of the lower shaft 12, which has a splined outer shape.
This can be done by directly winding 1. At this time, that is, when the upper shaft 11 and the lower shaft 12 are fitted together as described above, a bonding agent 16 is disposed between each tooth portion of the spline and the inner surface of the upper shaft 11.
ロアーシャフト12と前述の如く嵌合接続されたアッパ
ーシャフト11において、ロアーシャフト12の端縁が
位置する部分からステアリングハンドル13側方向へ向
って径の拡大した部分即ち拡径部分17が形成されてい
る。この拡径部分17の内側には、例えばエンジニアリ
ングプラスチック焼結゛体のような吸収材18が嵌合配
置されている。そして、スプラインの各歯部分の端縁は
第5図に示されるように吸収材18の端縁の一部に当接
している。このような吸収材18は、結合剤16が剪断
破壊した後ロアーシャフト12がアッパーシャフト11
内へ進入する際ロアーシャフト12のスプラインに一定
の抵抗を発生するように作用する。In the upper shaft 11 that is fitted and connected to the lower shaft 12 as described above, a diameter-enlarging portion 17 is formed from the portion where the end edge of the lower shaft 12 is located toward the steering handle 13 side. There is. An absorbent material 18, such as a sintered engineering plastic body, is fitted inside the enlarged diameter portion 17. The edge of each toothed portion of the spline is in contact with a part of the edge of the absorbent material 18, as shown in FIG. Such an absorbent material 18 allows the lower shaft 12 to pass through the upper shaft 11 after the binder 16 is sheared.
It acts to generate a certain resistance on the spline of the lower shaft 12 when it enters the interior.
前述したような複合材料のアッパーシャフトおよびロア
ーシャフトから成る衝撃吸収ステアリングシャフト10
によると、軸力(衝撃圧縮荷重)を受けるとアッパーシ
ャフト11とロアーシャフト12との嵌合部結合剤16
が剪断破壊を起こし第1次41jl撃エネルギーが吸収
される。次いで、ロアーシャフト12は、スプラインの
各歯部分端縁およびその峰部分がアッパーシャフト11
の拡径部に配置された吸収材16を削シながらアッパー
シャフト内へ進入し、これKよってエネルギーが吸収さ
れる。A shock absorbing steering shaft 10 consisting of an upper shaft and a lower shaft made of composite material as described above.
According to , when an axial force (impact compressive load) is applied, the bonding agent 16 at the fitting part between the upper shaft 11 and the lower shaft 12
causes shear failure and the first 41jl impact energy is absorbed. Next, the lower shaft 12 has an end edge of each tooth portion of the spline and a peak portion thereof aligned with the upper shaft 11.
It enters the upper shaft while cutting off the absorbent material 16 disposed in the enlarged diameter part of the upper shaft, thereby absorbing energy.
アッパーシャフト11はロアーシャフト12のスプライ
ン加工部゛に直接巻付成形されていることから硬化収縮
による締付力が生じ摩擦抵抗が進入時作用し滑らかなエ
ネルギー吸収曲線を得ることができる。また、吸収材1
8はもろくて被剛性のよい材料、例えばマイクロバルン
入シボリプロピレンなどから成シ、衝撃エネルギーを受
けた後もスプラインの部分が噛み合っていることから依
然として伝達トルクを伝えることができ、その結果、例
えば車両の衝突事故に伴なう交通の混乱を避けるべく衝
突後においてもステアリングホイールの操舵を可能とす
ることができる。Since the upper shaft 11 is directly wrapped around the splined portion of the lower shaft 12, a tightening force is generated due to hardening and shrinkage, and frictional resistance acts upon entry, making it possible to obtain a smooth energy absorption curve. In addition, absorbent material 1
8 is made of a brittle and highly rigid material, such as shiboripropylene with micro balloons, and even after receiving impact energy, the spline parts are engaged, so that the transmission torque can still be transmitted, and as a result, for example, In order to avoid traffic confusion due to a vehicle collision, it is possible to enable steering of the steering wheel even after the collision.
このような実施例による衝撃エネルギー吸収試験によれ
ば、最大500 K9の反力で充分吸収することが確認
された。なお、参考までに米国安全規準(MVSS 2
03 )では人体側に受ける反力について1135 K
y以下と規定されており、従って前記実施例の衝撃吸収
ステアリングシャフトはこの規準を充分に満足するもの
である。According to an impact energy absorption test using such an example, it was confirmed that a maximum reaction force of 500 K9 was sufficiently absorbed. For your reference, please refer to the US Safety Standards (MVSS 2).
03), the reaction force on the human body is 1135 K.
Therefore, the shock absorbing steering shaft of the above embodiment fully satisfies this standard.
前述した実施例ではロアーシャフトにスプライン加工を
施したものであったが、アッパーシャフト側にこれを加
工し、ロアーシャフト側を巻付加工してもよい。また、
スプライン加工に代えてインデリュウトセレーションを
含むセレーション加工としてもよい。In the embodiments described above, the lower shaft was splined, but the upper shaft may be splined, and the lower shaft may be wrapped. Also,
Instead of spline processing, serration processing including indelyu serrations may be used.
以上説明したように、本発明によれば、衝撃吸収の機能
を複合材料の層間剪断強度(ここでは結合剤に相当)が
安定して低いという点を有効利用すると共にプラスチッ
クの熱硬化による収縮を利用することにより安定したM
線抵抗が得られ、よシ滑らかにエネルギー吸収ができ、
且つスプラインの歯部分間の繊維が直線に形成されるこ
とからトルク伝達を確実に行ない、しかも軽量で安価に
製造することができる。As explained above, according to the present invention, the impact absorption function is effectively used to effectively utilize the stable and low interlaminar shear strength (corresponding to the binder here) of the composite material, and also to reduce shrinkage due to thermosetting of the plastic. Stable M by using
Obtains wire resistance, allows smooth energy absorption,
In addition, since the fibers between the teeth of the spline are formed straight, torque can be transmitted reliably, and the spline can be manufactured lightweight and inexpensively.
第1図は従来のスチール製衝撃吸収ステアリングシャフ
トを概略的に示す断面図、第2図は第1図に示された従
来の衝撃ステアリングシャフトの一部を示す断片的な断
面図、第3図は本発明の一実施例における衝撃吸収ステ
アリングシャフトを一部破断して示す正面図、第4図は
第3図のIV−IV線に沿って得た前記実施例の断面図
、第5図は第4図の■−■線に沿って得た部分的な断面
図である。
10・・・衝撃吸収ステアリングシャフト、11・・・
アッパーシャフト、12・・・ロアーシャフト、16・
・・結合剤、17・・・拡径部、18・・・吸収材。
なお、図中同一符号は同一部分又は相当部分を示す。
代理人 葛 野 信 −
第1図
第2図
第3図
第4図
第5図
11 17Figure 1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional steel impact-absorbing steering shaft, Figure 2 is a fragmentary cross-sectional view showing a part of the conventional impact steering shaft shown in Figure 1, and Figure 3. 4 is a partially cutaway front view of a shock-absorbing steering shaft according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a sectional view of the embodiment taken along line IV-IV in FIG. 3, and FIG. FIG. 5 is a partial cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 4; 10...Shock absorbing steering shaft, 11...
Upper shaft, 12... Lower shaft, 16.
... Binder, 17 ... Expanded diameter section, 18 ... Absorbent material. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts. Agent Shin Kuzuno - Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 11 17
Claims (1)
ャフトを嵌合接続して成る衝撃吸収ステアリングシャフ
トであって前記アッパー又はロアーシャフトのいずれか
一方の接続端側外形部にはスプライン又はセレーション
が施され、この接続端が前記アッパー又はロアーシャフ
トのいずれか他方の端部と結合剤を介して嵌合され、当
該結合剤の剪断強さと前記嵌合部の摩擦抵抗とによって
衝撃エネルギーを吸収することを特徴とする衝撃吸収ス
テアリングシャフト。A shock-absorbing steering shaft formed by fitting and connecting an upper shaft and a lower shaft formed of a composite material, wherein the outer shape of the connecting end of either the upper or the lower shaft is provided with splines or serrations, The connecting end is fitted to the other end of either the upper or lower shaft via a binder, and impact energy is absorbed by the shear strength of the binder and the frictional resistance of the fitted part. Shock-absorbing steering shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19272682A JPS5981253A (en) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | Shock absorbing steering shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19272682A JPS5981253A (en) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | Shock absorbing steering shaft |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5981253A true JPS5981253A (en) | 1984-05-10 |
JPS6310029B2 JPS6310029B2 (en) | 1988-03-03 |
Family
ID=16296040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19272682A Granted JPS5981253A (en) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | Shock absorbing steering shaft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5981253A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0163524A2 (en) * | 1984-05-29 | 1985-12-04 | BTR plc | Energy absorption |
JPS6259164A (en) * | 1985-09-06 | 1987-03-14 | シイクル プジヨ− | Expansible sub-assembly for steering column |
FR2650036A1 (en) * | 1989-06-24 | 1991-01-25 | Gkn Automotive Ag | CONNECTING SLEEVE ASSEMBLY DEVICE FOR TUBULAR SHAFT |
US5845936A (en) * | 1995-02-20 | 1998-12-08 | Nsk Ltd. | Collapsible outer column formed integral with brackets |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57114760A (en) * | 1980-11-29 | 1982-07-16 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Safety steering shaft for automobile |
-
1982
- 1982-11-02 JP JP19272682A patent/JPS5981253A/en active Granted
Patent Citations (1)
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JPS57114760A (en) * | 1980-11-29 | 1982-07-16 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Safety steering shaft for automobile |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6310029B2 (en) | 1988-03-03 |
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