JPS5992255A - 衝撃吸収ステアリングシヤフト - Google Patents
衝撃吸収ステアリングシヤフトInfo
- Publication number
- JPS5992255A JPS5992255A JP20059882A JP20059882A JPS5992255A JP S5992255 A JPS5992255 A JP S5992255A JP 20059882 A JP20059882 A JP 20059882A JP 20059882 A JP20059882 A JP 20059882A JP S5992255 A JPS5992255 A JP S5992255A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering shaft
- fiber
- resin layer
- shaft
- fiber layers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/02—Shafts; Axles
- F16C3/026—Shafts made of fibre reinforced resin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Steering Controls (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は衝撃吸収ステアリングシャフトに関する。
従来、自動車の衝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イタ。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、ｌ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ｆ２の
嵌合部に挿入されているスチールボール、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。
第１図に示されるようなものが知られてイタ。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、ｌ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ｆ２の
嵌合部に挿入されているスチールボール、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。
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ビール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りな
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
嵌合されているが、主にトルクの伝達を行なうため回転
方向には積置に近似した断面形状で形成され、軸力を受
けるとこの低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。
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ビール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りな
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
嵌合されているが、主にトルクの伝達を行なうため回転
方向には積置に近似した断面形状で形成され、軸力を受
けるとこの低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。
しかし、斜上の如き従来の価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
ボール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３ Ｋｙ以
上もあった。このようなことから従来の衝撃吸収ステア
リングシャフトは、自動車の製造コ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。
トは、スチールが一部が間に挿入される内外チューブを
ボール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３ Ｋｙ以
上もあった。このようなことから従来の衝撃吸収ステア
リングシャフトは、自動車の製造コ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。
従って、本発明の目的は、製造コストを低減させ且つ軽
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。
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。
以下、本発明の衝撃吸収ステアリングシャフトを添伺図
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。
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。
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。当該ステアリングシャフト１
０は、例えはカーボンファイバーと樹脂からなる複合材
料から成シ、その一端にはステアリングホイール１１と
ステアリングコラム１２が取付けられ、他端はユニバー
サルソヨイント１３を介して適尚な操縦機構（図示せず
）に連結されている。このステアリングシャフト１０の
長手方向中程は網状に形成された１＆維強化グラスチッ
クから成る衝撃吸収部分１４で構成されている。
一実施例が示されている。当該ステアリングシャフト１
０は、例えはカーボンファイバーと樹脂からなる複合材
料から成シ、その一端にはステアリングホイール１１と
ステアリングコラム１２が取付けられ、他端はユニバー
サルソヨイント１３を介して適尚な操縦機構（図示せず
）に連結されている。このステアリングシャフト１０の
長手方向中程は網状に形成された１＆維強化グラスチッ
クから成る衝撃吸収部分１４で構成されている。
すなわち、この衝撃吸収部分１４は、第４図に示される
ように繊維強化プラスチックから成る線材１５を軸方向
に対して左右に螺旋状に巻付けて網状に形成したもので
あって繊維強化プラスチック線旧１５の軸方向に対する
角汲即ち巻付角θを４５°±１０°とされている。愼維
強化プラスチック線利１５の巻付角を斜上の如く設定し
た理由は、この角度内が使用条件の上から性能（強度、
剛性など）を維持し得る））Ｉ包囲であり、この純囲の
上下限界を外れると性能の向上はあまり期待できずに使
用拐科たけが増加することとなり極めて不Ａζシロ１と
なる、などによる。
ように繊維強化プラスチックから成る線材１５を軸方向
に対して左右に螺旋状に巻付けて網状に形成したもので
あって繊維強化プラスチック線旧１５の軸方向に対する
角汲即ち巻付角θを４５°±１０°とされている。愼維
強化プラスチック線利１５の巻付角を斜上の如く設定し
た理由は、この角度内が使用条件の上から性能（強度、
剛性など）を維持し得る））Ｉ包囲であり、この純囲の
上下限界を外れると性能の向上はあまり期待できずに使
用拐科たけが増加することとなり極めて不Ａζシロ１と
なる、などによる。
この繊維強化プラスチック１５は、第５図に示されるよ
うに、２つの昼強度蝋維虐（し０えは・カーピンファイ
バー強化プラスチック等）１６が樹脂層１７によって結
合され、他方２つの高じん性繊維層（例えば、アラミド
ファイバー強化プラスチック等）１８が樹脂層１７によ
って結合され、結合された前者の２つの高強度繊維層１
６，１６を外層部とし且つ結合された後者の２つの高じ
ん性繊維層１８．１８を内層部として両者を樹脂層１７
によシ一体に結合して構成されている。
うに、２つの昼強度蝋維虐（し０えは・カーピンファイ
バー強化プラスチック等）１６が樹脂層１７によって結
合され、他方２つの高じん性繊維層（例えば、アラミド
ファイバー強化プラスチック等）１８が樹脂層１７によ
って結合され、結合された前者の２つの高強度繊維層１
６，１６を外層部とし且つ結合された後者の２つの高じ
ん性繊維層１８．１８を内層部として両者を樹脂層１７
によシ一体に結合して構成されている。
このような複合羽村を用いた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）を受けるとス
テアリングシャフト１０の衝撃吸収部分１４である網状
部が圧縮力により菱形に変形を起し荷重を吸収する。そ
して、一定荷重以上になると、繊維間を結合している樹
脂層１７が剪断破壊しながら外層部の高強度繊維と共に
破壊しエネルギーが吸収される。他方、内層部の亮じん
性繊維層は完全に破壊せず、座屈後もトルクの伝達がで
きるように配されている。
フト１０によると、軸力（衝撃圧縮荷重）を受けるとス
テアリングシャフト１０の衝撃吸収部分１４である網状
部が圧縮力により菱形に変形を起し荷重を吸収する。そ
して、一定荷重以上になると、繊維間を結合している樹
脂層１７が剪断破壊しながら外層部の高強度繊維と共に
破壊しエネルギーが吸収される。他方、内層部の亮じん
性繊維層は完全に破壊せず、座屈後もトルクの伝達がで
きるように配されている。
米国安全規準（ＭＶＳＳ ２０３ ）におけるステアリ
ングシャフトの１ｄｌｊ ’Ｊ位吸収試験では、人体相
蟲のダミーを一定速度でステアリングホイールｉｌＫ衝
突させた時の人体側が受ける反力について１１３５ＫＰ
以下と規定されておシ、本発明の衝撃吸収ステアリング
シャフトによるシャフト衝突試験結果によれば人体の受
ける反力は６００ Ｋｙ以下であり充分満足するもので
あつｆｃ。
ングシャフトの１ｄｌｊ ’Ｊ位吸収試験では、人体相
蟲のダミーを一定速度でステアリングホイールｉｌＫ衝
突させた時の人体側が受ける反力について１１３５ＫＰ
以下と規定されておシ、本発明の衝撃吸収ステアリング
シャフトによるシャフト衝突試験結果によれば人体の受
ける反力は６００ Ｋｙ以下であり充分満足するもので
あつｆｃ。
しかも、本発明の衝撃峡収ステアリングシャフトによれ
ば、高じん住繊維層が完全に破壊せず、座屈後もトルク
の伝達ができるので衝突事故に伴なう交通の混乱を避け
るべく衡突後においてもステアリングホイールの操舵を
可能とするものである。
ば、高じん住繊維層が完全に破壊せず、座屈後もトルク
の伝達ができるので衝突事故に伴なう交通の混乱を避け
るべく衡突後においてもステアリングホイールの操舵を
可能とするものである。
なお、斜上の実施例では、繊維強化プラスチツク線材１
５の巻付角を４５°±１０°としたがこれはこの角贋が
最も効率よくトルク伝達を行なう最適角であり、最小の
繊維使用量で設計できるからであるが、しかしこの角度
ｉｌ″１．醸維蓋全増力町させることによ９５５６以上
でもよく、またトルク伝達振部を他部材で行なう場合も
同様の効果を奏する。
５の巻付角を４５°±１０°としたがこれはこの角贋が
最も効率よくトルク伝達を行なう最適角であり、最小の
繊維使用量で設計できるからであるが、しかしこの角度
ｉｌ″１．醸維蓋全増力町させることによ９５５６以上
でもよく、またトルク伝達振部を他部材で行なう場合も
同様の効果を奏する。
以上説明したように、本発明によれは、淘鯖吸収の機能
を被合材料自身に壺ねその異方性（繊維の配向、配置ｄ
によシ強度をコントロールできる）と破壊のメカニズム
を有効利用することによシ安定したエネルギー吸収性能
が得られ、まだ高じん性繊維を配することによｈＷ壊後
のトルク伝達を可能にし、且つｊｌｉｌｉで安価に製造
することができる。
を被合材料自身に壺ねその異方性（繊維の配向、配置ｄ
によシ強度をコントロールできる）と破壊のメカニズム
を有効利用することによシ安定したエネルギー吸収性能
が得られ、まだ高じん性繊維を配することによｈＷ壊後
のトルク伝達を可能にし、且つｊｌｉｌｉで安価に製造
することができる。
第１図は従来のスチール製ｉｍＩ草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
た従来の価基吸収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制撃
吸収ステアリングシャフトを示す正面図、第４図は前記
実施料のイ！ＩｉＪ撃吸収ステアリングシャフトにおけ
るＶＪｊ７ ＞’Ｉ Ｉｌｌ収部分の構成を示す平曲図
、第５図は稙維強化プラスチックｌｄＡ ｉの（１４成
を示す断面図である。 ｌＯ°°ゴｄＩｊ 撃吸収ステアリングシャフト、１４
・・・働■吸収部分、１５・・・繊維強化プラスチツク
線材、１６・・・畠強度凍維層、１７・・・樹脂層、１
８・・・高じん性繊維層。 なお、図中同一符号は同一部分又は相当する部分を示す
。 代理人 葛 野 信 − 第１図 φ ４ ５ 第３図 ！ 第４図 ５ 第５図
ャフトを概略的に示す断面図、第２図は第１図に示され
た従来の価基吸収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制撃
吸収ステアリングシャフトを示す正面図、第４図は前記
実施料のイ！ＩｉＪ撃吸収ステアリングシャフトにおけ
るＶＪｊ７ ＞’Ｉ Ｉｌｌ収部分の構成を示す平曲図
、第５図は稙維強化プラスチックｌｄＡ ｉの（１４成
を示す断面図である。 ｌＯ°°ゴｄＩｊ 撃吸収ステアリングシャフト、１４
・・・働■吸収部分、１５・・・繊維強化プラスチツク
線材、１６・・・畠強度凍維層、１７・・・樹脂層、１
８・・・高じん性繊維層。 なお、図中同一符号は同一部分又は相当する部分を示す
。 代理人 葛 野 信 − 第１図 φ ４ ５ 第３図 ！ 第４図 ５ 第５図
Claims (1)
- 複合材料から形成されたステアリングシャフトであって
該ステアリングシャフトの一部が網状の強化プラスチッ
クから成り且つその巻付角が４５°±１０’とされ、更
に前記強化プラスチックがその外層部に高強度繊維を配
しまた内層部に高じん性繊維を配して成る衝撃吸収部分
によって構成されていることを特徴とする衝撃吸収ステ
アリングシャフト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20059882A JPS5992255A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 衝撃吸収ステアリングシヤフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20059882A JPS5992255A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 衝撃吸収ステアリングシヤフト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5992255A true JPS5992255A (ja) | 1984-05-28 |
Family
ID=16427015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20059882A Pending JPS5992255A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 衝撃吸収ステアリングシヤフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5992255A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63164080U (ja) * | 1987-04-16 | 1988-10-26 | ||
| DE3836685C1 (en) * | 1988-10-28 | 1990-01-25 | Audi Ag, 8070 Ingolstadt, De | Safety steering column for motor vehicles |
| KR20020078863A (ko) * | 2001-04-10 | 2002-10-19 | 주식회사 만도 | 차량용 스티어링 컬럼 |
| US6840128B1 (en) | 1999-08-26 | 2005-01-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Energy absorbing type steering device, and method and device for assembling the steering device |
| US7895916B2 (en) * | 2006-10-10 | 2011-03-01 | Leopold Kostal Gmbh & Co., Kg | Operating device having retained operating lever |
| US20150068352A1 (en) * | 2012-04-10 | 2015-03-12 | Thyssenkrupp Presta Ag | Lightweight steering column of fibre composite material |
-
1982
- 1982-11-16 JP JP20059882A patent/JPS5992255A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63164080U (ja) * | 1987-04-16 | 1988-10-26 | ||
| DE3836685C1 (en) * | 1988-10-28 | 1990-01-25 | Audi Ag, 8070 Ingolstadt, De | Safety steering column for motor vehicles |
| US6840128B1 (en) | 1999-08-26 | 2005-01-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Energy absorbing type steering device, and method and device for assembling the steering device |
| KR20020078863A (ko) * | 2001-04-10 | 2002-10-19 | 주식회사 만도 | 차량용 스티어링 컬럼 |
| US7895916B2 (en) * | 2006-10-10 | 2011-03-01 | Leopold Kostal Gmbh & Co., Kg | Operating device having retained operating lever |
| US20150068352A1 (en) * | 2012-04-10 | 2015-03-12 | Thyssenkrupp Presta Ag | Lightweight steering column of fibre composite material |
| US9150237B2 (en) * | 2012-04-10 | 2015-10-06 | Thyssenkrupp Presta Ag | Lightweight steering column of fibre composite material |
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