JPS6035659A - 乗り物のためのエネルギ吸収式かじ取柱組立体 - 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】 ケット管が複数の球を有し、これらθつ球カーｎ１１記
管の相対的な収縮運動中に前記管の壁面＋ｔｉ］でころ
がり、第１のエネルギ吸工又段１１でｎＩＪ言己管の壁
面に可塑的に溝を形成するようになっているエネルギ吸
収式かじ散在糾立体に関する。この様なエネルギ吸収式
力・じ散在糸１１立イＡ穎自体は公知である（例えば米
国特許第 ３　７　８　８　１、　４．　８号）。

本発明は、低荷重から高荷重まで広し・範囲の荷重条件
に対して効果的にエネルギ吸収を行なうことを目的とし
ている。

この目的のために、本発明によるエネルギ吸収式かじ散
在組立体は。

第１のエネルギ吸収段階で球のすべてがマスト・ジャケ
ット管の効果的な金属加工を行なってエネルギを吸収し
、かじ散在の所定の入れ子式移動量に続いて、マスト・
ジャケット管の一方に形成された第１の斜面手段が球の
うちの所定の第１の球と作動状態で係合して第２のエネ
ルギ吸収段階を行ない、かじ散在のエネルギ吸収能力を
高め、前記マスト・ジャケット管の他方の管に形成した
第２の斜面手段が引続いて球のうちの第２の球と作動状
態で係合し、マスト・ジャケット管が最大収縮位置に向
って移動するにつれて第３のエネルギ吸収段階でエネル
ギ吸収率をさらに徐々に高めるようになっていることを
特徴とする。

本発明によるエネルギ吸収式かじ散在糾立体の好ましい
実施例では、入れ子式伸縮かじ散在の上下の円筒形金属
マスト・ジャケット間に変形する球ユニットを作動状態
で挿設しである。この変形球ユニットは、円筒形のポリ
アミド（ナイロン）製キャリャ・スリーブを包含し、こ
のスリーブ内には上方及び下方に環状に配置されブこ複
数組の鋼球が回転自在に装着しである。これらの球は下
方マスト・ジャケットの外壁面および上方マスト・ジャ
ケットの内壁面と接触し、しまりばめしである。これら
マスト・ジャケットおよび変形球ユニットが最初に相互
に組立てられたとき、球はマスト拳ジャケットのいずれ
かある（・は両方の壁面に所定の長さの初期軌道あるい
は溝を形成するようになっている。この組立体を果物に
すえ付けたときで、かじ散性衝撃荷重が上方マスト・ジ
ャケットと下方マスト・ジャケットとの相対的な入れ子
運動を生じさせたとき、かじ散在が入れ予成に収縮する
につれて、変形球が上下のマスト・ジャケットの金属を
加工し、排除することによって線形に軌道を延ばす。球
が金属を加工して軌道を延ばした場合、所与の荷重のエ
ネルギが一定の率で効果的に消散させられ、最終的に柱
の収縮が止まるようになっている。エネルギ吸収能力を
高め、荷重が太き（なるにつれて運転者保護が大きくな
るようにこりかじ散在を制御するために、上下のマスト
・ジャケットに斜面（斜面部）が形成され、これらの斜
面に球が係合してそこに線形の溝あるいは軌道を形成す
る。

球が斜面と係合して軌道なυ１１−ように刻むにつれて
、より多（の材料が加工され、かじ散在が移動づ−るに
つれてエネルギ吸収率が高まる。

本発明によれば、斜面は球ユニットの両端で上下のマス
ト・ジャケットの壁面にコイニングあるいは他の方法で
形成され、それぞれ上下の原線と接触して所定の入れ予
成縮長さ内で荷重的なエネルギ吸収段階ン与える。こう
して、両原線が第１のエネルギ吸収段階で上下のマスト
・ジャケットの円筒形壁部分を強制的にたどった後、か
じ取荷重作用は、上万組の球を上方マスト・ジャケット
の」二方斜面と係合させて第２のエネルギ吸収段階を行
なうようにできる。この第２エネルギ吸収段階で、エネ
ルギは、かじ散在が入れ子式に収縮する間に徐々に高ま
る率で吸収される。荷重が入れ子作用をさらに続げさせ
る場合には、下方組の球が下方マスト・ジャケットの下
方斜面部に到達し、その結果、第３のエネルギ吸収段階
で第３のより高い率でエネルギが吸収される。

上下組の球を同時にそれぞれ対応した斜面と係合させた
い場合には、これらの斜面を対応した組の球から同時に
係合１−るように隔して設けてもよい。さらに、斜面の
角度を変えたり、ある℃・は、余１面の高度あるいは材
質を変えることによってエネルギ吸収作用を制御するこ
ともできる。

こうして、本発明は、変形用め球が１Φｊ撃荷重の下圧
入れ子作用づ−る上下のマスト・ジャケットの壁面をた
どって、第１の独立した作動段階での軽荷重、第２の独
立した作動段階での中間荷重、および８ｇ：３の独立し
た作動段階での高荷重の、それ゛それのエネルギを効果
的に吸収する改氏したエネルギ吸収式かじ数社組立体を
提供づ−る。

それによって、任意所与の荷重および任意のかじ散在収
縮長さについて、特に、上下の入れ子になったマスト・
ジャケットを使用し、変形球部材がマスト・ジャケット
の斜面部材と協働して収縮ｔｒ”ｔｅ少な（しながらが
じ散在荷重と合わせた複数レベルのエネルギ吸収を行な
う場合に改良したエネルギ吸収能力を達成することがで
きる。

以下、添伺図面を参照しながら本発明を説明する。　′ 第１図は、通常のがし取車輪（図示せず９のかじ取運動
を行なうべく運転者が操作するようになっている手動ハ
ンドル（かじ取ハンドル）１４を持つ自動車１２に装着
し１こエネルギ吸収式かじ散在組立体１’０’＆示して
いイ、。

ハンドル１４はかじ取軸絹立体１６の上端に装着してあ
り、このかじ取軸糾立体１６は管状下方軸２０内で入れ
子式運動を行なえるように装着した上方軸１８を包含す
る。これら」二下の軸は普通の対応した平坦面（図示せ
ず）を有し、したがって、これら２本の軸ばかじ取ホイ
ールを回したときに一体に一緒に回転する。上下のかじ
取軸は切断式プラスチック製コネクタ２２によって伸張
位置に保持されている。このコネクタ２２は、かじ取軸
組立体に所定の荷重がかかったときに剪断作用で甲ｊ断
し、これらの部分の入れ子式の収縮を可能とずろ。下方
かじ取軸の下端は普通のｎ］４３°ム性の継手２６によ
ってかじ取歯車（図示せず）に連結してあり、このかじ
取歯車は普通のかじ取歯車リンク機構（図示せず）によ
って乗り物のかじ取車輪に連結しである。

かじ取軸組立体１６に加えて、かじ散在組立体１０はマ
スト・ジャケット組立体２８を包含し、これは相互に嵌
合した」ユニの鋼で作った管状マスト・ジャケット３０
．３２を包含する。これらのマスト・ジャケットば直径
が異なっていて広い衝撃荷車範囲の下に相互に入れ子運
動１−るようになっている。第２図に示すように、下方
マスト・ジャケット３２の＋端部は上方マスト・ジャケ
ット３０の下端部に摺動自在に嵌合しても・る。これら
の端部分の間には変形粗球・スリーフ糾立体３４が挿設
しである。この組立体３４はポリアミド（ナイロン）そ
の他の適当な材料で作った管状スリーブ３６を包含し、
この中には、上下の組の同一の鋼球４０．４２が回転自
在に装填しである。これらの鋼球は上下のマスト・ジャ
ケット３０．３２の端部分間の通常の直径間隙よりもや
や大きい直径を有し、組立中、部品を第１図の配置に組
立てたときに上方マスト・ジャケット３０の内面および
下方マスト・ジャケット３２の外面にほんσつ短見・線
形の軌道を最初に形成１−る。

」一方マスト・ジャケット３０は環状に並んだ同一の斜
面４６を有し、これらσつ斜面（まコイニングその他の
方法で形成１−ろ。斜ｉ酊＆′ｉｌ方組の球４０と軸線
方向に整合し、そこ力・ら所定圧離隔たっている。この
ような構成で・６ｊ１、組になった球４０は線形の軌道
をたどり、マスト・ジャケットの金属乞変形し、そ、ｌ
ｔによって、斜面４６に球４０が到達′１−る前−所定
レベルでエネルギを消散させろ。後に説明′１−るよう
に、成る程度の高荷重衝撃の下で゛（ま、球４０は軌道
をたどるにつれて斜面の金属を排除し、マスト・ジャケ
ットがさらに互℃・に入れ子運動を行なうにつれてエネ
ＪＬキ１吸収率が高まる。下方マスト・シャケ゛ノド３
２もい１様に円周方向に隔たりかつ球と整合した斜面４
８を備えており、これらの斜面Ｑ末、カ・じ成性がその
最大行程に向って入れ子式に収縮して下方糾の球４２が
軌道なころかろにつｇてエネルギ吸収率を高めるように
作用する。

第１図で最も良（わかるように、下方マスト・ジャケッ
ト３２は普通のブラケット構造体５２によって前部隔壁
５０に装着しである。

上方マスト・ジャケット３０にはブラケット５４が浴接
その他の方法で数句り′てあり、このブラケットは切１
１］［式ＩＱ’（放カプセル（コネクタ）５６を支えて
いる。これらのカプセル５６は、公知１よように（例え
ば米国特許第３．３９２．５９９号）ボルト６０によっ
て乗り物の計器板５８の下部に数句けである。

かじ成性の略軸線方向に所定の荷重を越えた荷重がかじ
取ハンドル１４に加わったとき、カプセル５６は壊れ、
かじ成性の」〕部を解放し、かじ成性の下部に７・１づ
−る入れ子式収縮運動を開始させる。入れ子運動の初期
では、」ユニ組の球４０．４２ばよ−１・のマスト・ジ
ャケット３０．３２の金属な冷間圧延加工してそこに線
形の溝または軌道を形成し、エネルギを消散させる。こ
の作用は第４図の吸収曲線の第］段階を構成するセグメ
ントＡ−Ｂて示しである。このグラフに示すように、最
初の２５４肋（］インチ）の移動では一定σつ２２６．
８＃（５００ポンド）の荷重か４Ｊ：じる。この２５／
ｌｍ５（］インチ）の移動中、球スリー’７−３６　ｋ
”ｂ　約１２．７　ｗｔｂ　（］、　５５インチ移動す
る。

図示のような２．５４ｒｔｖｔｂ　（］インチ）移動で
′、かじ散在荷重は、上方球斜面４６と土方組０）球４
０が係合づ−るにつれて２２６．８＃　（５００ポンド
）から」−昇し、かじ散在組立体がさらに入れ子式に収
縮する。エネルギ吸収曲線σつ第２段階であるセグメン
トＢ−Ｃに示′１−ように、」二方組の球４０が球軌道
を冷間転造（ｃｏｌｄ　−ｒｏｌｌｓ　）　して斜面４
６に入るにつれてエネルギの吸収率が徐々に高まる。

７６、２　ｍｙｔｈ　（３インチ）で余分なエネルギ吸
収な必侠と１−ろ場合には、下カマスト・ジャケットの
球余１面４８が下方組の球４２と係合１−ろ。こうなる
と、かじ成性が６８０．／ｌ／ｉ（１５００ポンド）の
荷重に相当するぞσつ全行程の１２７ｙｕｂ（５インチ
）まで入れ子式に収縮して第７１図の第３段階であるセ
グメントＣ−Ｄによって示すようにかじ散在のエネルギ
吸収率が徐々に萬まるにつれて下方」［［の球４２が下
方ジャケット斜面４８の材料な冷間加工し、そこに軌道
を形成する。

上述のことから明らかなように、上下両方の組の球４０
．４２はそれぞれの斜面４６．４８と協動してエネルギ
吸収能力を徐々に高め、その結果、このかじ散性組立体
は軽荷重から重荷重まで広い範囲の荷重に対応して！Ｉ
ｊ！制御されたエネルギ吸収を行ない、独々の体重の運
転者に対して効果的に潜在的な保護を与えることができ
ろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエネルギ吸収式かじ散性組立体を
装着した自動車の車体を示す部分破断側面図である。 第２図は第１図の２−２線にほぼ沼った、かじ散在の部
分断面断片拡大図である。 第３図は第２１菌の３−３　ｆｇｈ’　ｋｃ　＋ｑ、Ｑ
了溢つブこ］広大断面図で・ある。 第４図は、所定の荷キカーカ［」コツつて移動しｆこと
きり第１ないし３図に示づ一力・しｘ、ｗ　ａ　ｏつ動
（’（’ｔを説明するグラフである。 〈主要部分の符号の説明〉 ３０．３２・・・一対の入れ予成マスト・ジャケット管
。 ４０・・第１の球、　４２・・・第２σ）−１４６・・
・第１の斜面手段。 ４８・・・第２の斜面手段。 ３４・・変形する球ユニ゛ント。 ３６・・・プラスチック材料θクス１ノーフ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、かじ取車輪を有する乗り物のためのエネルギ吸収式
   かじ散在約立体であって、一対の入れ予成のマスト・ジ
   ャケット管が複数の球を有し、これらの球が前記管の相
   対的な収縮運動中に前記管の壁面間でころがり、第１の
   エネルギ吸収段階で前記管の壁面に可塑的に溝を形成づ
   −ろようになっているエネルギ吸収式かじ散性組立体に
   おいて、第１のエネルギ吸収段階で、前記球のずべてが
   前記マスト・ジャケット管の効果的な金属加工を行なっ
   てエネルギを吸収し、かじ散在の所定の入れ子式移動量
   に続いて、前記マスト・ジャケット管の一方に形成され
   た第１の斜面手段が前記球のうちの所定の第１組の球と
   作動状態で係合して第２のエネルギ吸収段階を行ない、
   がじ散在のエネルギ吸収能力を高め、前記マスト・ジャ
   ケット管の他方の管に形成した第２の斜面手段が引続い
   て前記球のうちの第２の組の球と作動状態で係合し、ｒ
   ｆｉＪ記マスヒマストケット管が最大収縮位置に向って
   移動するにつれて第３のエネルギ吸収段階でエネルギ吸
   収率をさらに徐々に高めるようになっていることを特徴
   とするエネルギ吸収式かじ散在組゛立体。 ２、特許請求の範囲第１項記載のエネルギ吸収式かじ散
   性組立体において、前記球が変形する球ユニットの一部
   を形成し、この変形球ユニットが前記マスト・シャケラ
   ｌ−Ｗ間で半径方向に作動状態で装着してあり、さらに
   、前記球ユニットが第１、及び第２の絹の球を備えるプ
   ラスチック材料のスリーフビ包含し、前記第１及び第２
   の組の球がスリーブの両端に隣接して環状に配置してあ
   り、所定の負荷がかかったときに第］のエネルギ吸収段
   階で前記マスト・ジャケット管の所定の経路をこ°ろが
   って前記マスト・ジャケット管を入れ予成て収縮させる
   ようになっていることを特徴とするエネルギ吸収式かじ
   散在組立体。 ３、特許請求の範囲第２項記載のエネルギ吸収式かじ散
   在糺立体において、第２のエネルギ吸収段階で、前記第
   １組の球が第１斜面手段および前記マスト・ジャケット
   管の一方と作動係合してかじ散在のエネルギ吸収能力を
   徐々に高めるようになっていることを特徴とするエネル
   ギ吸収式かじ散在組立体。 ４、％許請求の範囲第２項記載のエネルギ吸収式かじ散
   在組立体において、前記マスト・ジャケット管が金属製
   の管であり、前記変形球ユニットがプラスチック材料の
   円筒形スリーブを包含し、このスリーブ内にその両端に
   隣接して第１及び第２の組の金属球が環状に配置してあ
   り、これらの組の金属球が前記マスト・ジャケット管の
   壁にある所定の経路ケころがってエネルギ吸収するよう
   になっていることを特徴とするエネルギ吸収式かじ散在
   組立体。 ５、特許請求の範囲第３項記載のエネルギ吸収式かじ散
   在組立体において、前記第１、第２の斜面手段がそれぞ
   れのマスト・ジャケット管の内部に配置したそｉｚそ才
   を一連θつ斜面手段を包含することを特徴とするエネル
   ギ吸収式かじ散在組立体。