JPS6310029B2 - - Google Patents
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- JPS6310029B2 JPS6310029B2 JP57192726A JP19272682A JPS6310029B2 JP S6310029 B2 JPS6310029 B2 JP S6310029B2 JP 57192726 A JP57192726 A JP 57192726A JP 19272682 A JP19272682 A JP 19272682A JP S6310029 B2 JPS6310029 B2 JP S6310029B2
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Controls (AREA)
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ヤ
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、自動車の衝撃吸収ステアリングシヤフト
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ヤフト
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はロアーチユーブ、２は
アツパーチユーブ、３はスチールボールであつて
ロアーチユーブ１とアツパーチユーブ２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
ヤフト、５はアツパーシヤフト、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 ART 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 arch tube, 2 is an upper tube tube, and 3 is a steel ball, which is connected to the lower arch tube 1. A steel ball is inserted into a fitting part of the perch tube 2, 4 is a lower shaft, 5 is an upper shaft, and 6 is a steering wheel.
このような構造の従来の衝撃吸収ステアリング
シヤフトによると、ロアーチユーブ１とアツパー
チユーブ２の嵌合部に挿入されたスチールボール
３は、コラム全体に軸力を受けると相互にスライ
ドしてチユ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。ロアーシヤフト４
とアツパーシヤフト５はチユ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 having such a structure, the steel balls 3 inserted into the fitting portions of the lower arch tube 1 and the upper arch tube 2 slide against each other when an axial force is applied to the entire column, forming a groove in the tube. It rolls while creating resistance, and energy is absorbed by this resistance. lower shaft 4
The upper shaft 5 is fitted in the same way as the tube, but in order to mainly transmit torque, it is formed with a cross-sectional shape approximating an ellipse in the direction of rotation.
This fitting part was designed to slide in the axial direction without resistance when subjected to axial force.
しかし、叙上の如き従来の衝撃吸収ステアリン
グシヤフトは、スチールボールが間に挿入される
内外チユ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つた。更に、従来
の衝撃吸収ステアリングシヤフトは全体がスチー
ルから形成されていたためシヤフト全体の重量が
重く、軽いものでもホイールを除いて３Kg以上も
あつた。このようなことから従来の衝撃吸収ステ
アリングシヤフトは、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。 However, in the conventional shock-absorbing steering shaft as described above, the inner and outer tubes into which the steel balls are inserted must be manufactured with extremely high accuracy as well as the accuracy of the ball diameter, which results in extremely high costs. There were flaws. Furthermore, because conventional shock-absorbing steering shafts were made entirely of steel, the entire shaft was heavy, and even a light one weighed more than 3 kg, excluding the wheels. For these reasons, it has been desired that conventional shock absorbing steering shafts be further improved in order to reduce manufacturing costs and weight of automobiles.
従つて、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
アリングシヤフトを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION 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ヤフト
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 described 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ヤ
フトの一実施例が示されている。当該実施例のス
テアリングシヤフト１０は、例えばカーボンフア
イバー強化プラスチツクからなる複合材料で形成
された中空のアツパーシヤフト１１およびロアー
シヤフト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 such as carbon fiber reinforced plastic.
アツパーシヤフト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が取付け
られ、他端にはその内部にロアーシヤフト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。ロアーシヤフト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 the lower shaft 12 is fitted into the other end of the upper shaft 11, 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).
アツパーシヤフト１１とロアーシヤフト１２と
の嵌合部において、ロアーシヤフト１２の接続端
側外形部にはスプライン加工が施され、他方アツ
パーシヤフト１１の接続端は前記ロアーシヤフト
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
なアツパーシヤフト１１とロアーシヤフト１２と
の嵌合接続は、外形部にスプライン加工を施され
たロアーシヤフト１２のの接続端にアツパーシヤ
フト１１を直接巻付ける方法によつて行なうこと
ができる。その際、すなわち、叙上のようなアツ
パーシヤフト１１とロアーシヤフト１２との嵌合
接続の際、スプラインの各歯部分とアツパーシヤ
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 part 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 is formed so that each tooth part of the spline on the lower shaft 12 is angled. It is formed into a polygonal shape that corresponds to the section. Such a fitting connection between the upper shaft 11 and the lower shaft 12 can be performed by directly wrapping the upper shaft 11 around the connecting end of the lower shaft 12, which has a splined outer portion. At that time, that is, when the upper shaft 11 and the lower shaft 12 are fitted and connected 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. .
ロアーシヤフト１２と前述の如く嵌合接続され
たアツパーシヤフト１１において、ロアーシヤフ
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側方向へ向つ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１
７の内側には、例えばエンジニアリングプラスチ
ツ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ヤフト１２がアツ
パーシヤフト１１内へ進入する際ロアーシヤフト
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 in which the diameter increases from the portion where the edge of the lower shaft 12 is located toward the steering handle 13 side. . This enlarged diameter part 1
An absorbent material 18, such as a sintered engineering plastic body, is fitted inside 7. 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 acts to generate a certain resistance on the spline of the lower shaft 12 when the lower shaft 12 enters the upper shaft 11 after the bonding agent 16 is sheared and broken.
前述したような複合材料のアツパーシヤフトお
よびロアーシヤフトから成る衝撃吸収ステアリン
グシヤフト１０によると、軸力（衝撃圧縮荷重）
を受けるとアツパーシヤフト１１とロアーシヤフ
ト１２との嵌合部結合剤１６が剪断破壊を起こし
第１次衝撃エネルギーが吸収される。次いで、ロ
アーシヤフト１２は、スプラインの各歯部分端縁
およびその峰部分がアツパーシヤフト１１の拡径
部に配置された吸収材１８を削りながらアツパー
シヤフト内へ進入し、これによつてエネルギーが
吸収される。 According to the shock-absorbing steering shaft 10 made of the upper shaft and lower shaft made of composite materials as described above, the axial force (impact compressive load)
When subjected to impact, the bonding agent 16 at the fitting portion between the upper shaft 11 and the lower shaft 12 undergoes shear failure, and the primary impact energy is absorbed. Next, the lower shaft 12 enters the upper shaft while the edge of each spline tooth portion and its peak portion scrapes the absorbent material 18 disposed in the enlarged diameter portion of the upper shaft 11, thereby releasing energy. Absorbed.
アツパーシヤフト１１はロアーシヤフト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１８はもろくて被削性の
よい材料、例えばマイクロバルン入りポリプロピ
レンなどから成り、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つ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, the absorbent material 18 is made of a brittle and machinable material, such as polypropylene containing micro balloons, and even after receiving impact energy, the spline parts are engaged, so that the transmission torque can still be transmitted. As a result, the steering wheel can be steered even after a collision, in order to avoid traffic confusion caused by, for example, a vehicle 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500Kg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
（MVSS203）では人体側に受ける反力について
1135Kg以下と規定されており、従つて前記実施例
の衝撃吸収ステアリングシヤ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 kg can be sufficiently absorbed. For reference, the US Safety Standards (MVSS203) describe the reaction force exerted on the human body.
The impact absorption steering shaft of the above embodiment satisfies this standard.
前述した実施例ではロアーシヤフトにスプライ
ン加工を施したものであつたが、アツパーシヤフ
ト側にこれを加工し、ロアーシヤフト側を巻付加
工してもよい。また、スプライン加工に代えてイ
ンボリユウトセレーシヨンを含むセレーシヨン加
工としてもよい。 In the embodiments described above, the lower shaft was splined, but the spline may be processed on the upper shaft side and wrapped around the lower shaft side. Further, instead of spline processing, serration processing including involute serration 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ツクの熱硬化による収縮を利
用することにより安定した摩擦抵抗が得られ、よ
り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。更に、本発明によれば、
衝撃エネルギーを吸収した後もスプライン又はス
レーシヨンの歯部分は吸収材に対して噛み合つて
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。 As explained above, according to the present invention, the impact absorption function is effectively used to effectively utilize the fact that the interlaminar shear strength (corresponding to the binder here) of the composite material is stably low, and the shrinkage due to thermosetting of the plastic is effectively utilized. By using it, stable frictional resistance can be obtained, energy can be absorbed more smoothly, and since the fibers between the teeth of the spline are formed in a straight line, torque transmission is ensured, and it is lightweight and inexpensive to manufacture. be able to. Furthermore, according to the present invention,
Even after absorbing the impact energy, the teeth of the spline or slation remain engaged with the absorbing material and can still transmit the transmission torque, thereby reducing traffic disruptions associated with, for example, vehicle collisions. To avoid this, the steering wheel can be operated even after a collision.
第１図は従来のスチール製衝撃吸収ステアリン
グシヤ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ヤフトの
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ヤフトを
一部破断して示す正面図、第４図は第３図の―
線に沿つて得た前記実施例の断面図、第５図は
第４図のＶ―Ｖ線に沿つ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ヤフト、１１
……アツパーシヤフト、１２……ロアーシヤフ
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。
Figure 1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional steel impact-absorbing steering shaft, and Figure 2 is a cross-sectional view of a conventional steel shock-absorbing steering shaft.
FIG. 3 is a fragmentary sectional view showing a part of the conventional impact steering shaft shown in FIG. Figure 3 -
5 is a partial cross-sectional view of the embodiment taken along the line V--V of FIG. 4; FIG. 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.
Claims (1)
びロアーシヤフトを嵌合接続して成る衝撃吸収ス
テアリングシヤフトであつて、前記アツパー又は
ロアーシヤフトのいずれか一方の嵌入部外周面に
形成されたスプライン又はセレーシヨンと、該ス
プライン又はセレーシヨンの各歯部分と他方の前
記シヤフトの内面との間に配置された結合剤と、
前記一方のシヤフトの端縁の位置する部分から軸
方向に伸長し前記他方のシヤフトに形成された拡
径部と、該拡径部に嵌合配置され前記各歯部分の
端面に当接した被削性のよい吸収材とを含んでな
る衝撃吸収ステアリングシヤフト。1. A shock-absorbing steering shaft formed by fitting and connecting an upper shaft and a lower shaft formed of a composite material, and comprising a spline or serration formed on the outer peripheral surface of the fitting part of either the upper shaft or the lower shaft; a bonding agent disposed between each spline or serration tooth portion and the other inner surface of the shaft;
an enlarged diameter portion extending in the axial direction from a portion where the end edge of the one shaft is located and formed on the other shaft; and a cover that is fitted into the enlarged diameter portion and abuts the end surface of each of the tooth portions. A shock-absorbing steering shaft comprising an absorbent material with good machinability.
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)
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| JP19272682A JPS5981253A (en) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | Shock absorbing steering shaft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981253A JPS5981253A (en) | 1984-05-10 |
| JPS6310029B2 true JPS6310029B2 (en) | 1988-03-03 |
Family
ID=16296040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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| JP (1) | JPS5981253A (en) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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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)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57114760A (en) * | 1980-11-29 | 1982-07-16 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Safety steering shaft for automobile |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5981253A (en) | 1984-05-10 |
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