JPH0532228U - 衝撃吸収式ステアリングシヤフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アウターシャフト１２とインナーシャフト１４
との結合部の耐熱性を確保し、しかもコラプス荷重の低
減を図る。 【構成】アウターシャフト１２内周面の雌セレーション
溝１１と、インナーシャフト１４外周面の雄セレーショ
ン溝１３とを係合させる。アウターシャフト１２の内周
面とインナーシャフト１４の外周面との間の半径方向隙
間２６内に、保持器２７を挿入する。この保持器２７の
両端部に保持された玉２８、２８を、アウターシャフト
１２の内周面とインナーシャフト１４外周の平坦面２５
とに強く当接させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係る衝撃吸収式ステアリングシャフトは、自動車のステアリング装 置に組み込んで、ステアリングホイールの動きをステアリングギヤに伝達する為 に利用する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車用操舵装置に於いて、ステアリングホイールの動きをステアリングギヤ に伝達する為、図９に示す様な機構が使用されている。この図９に於いて１は、 上端部にステアリングホイール２を固定した第一のステアリングシャフト、３は 、上部、下部両ブラケット４、５により、インスツルメントパネル６の下面に固 定されたステアリングコラムで、上記第一のステアリングシャフト１は、このス テアリングコラム３の内側を、回転自在に挿通されている。

【０００３】 前記第一のステアリングシャフト１の下端部で、前記ステアリングコラム３の 下端開口から突出した部分には、第一の自在継手７を介して、第二のステアリン グシャフト８の上端部を連結している。更に、この第二のステアリングシャフト ８の下端部は、第二の自在継手９を介して、ステアリングギヤ（図示せず）に通 じる第三のステアリングシャフト１０に連結されている。

【０００４】 この様に形成される為、ステアリングホイール２の動きは、ステアリングコラ ム３を挿通した第一のステアリングシャフト１、第一の自在継手７、第二のステ アリングシャフト８、第二の自在継手９、第三のステアリングシャフト１０を介 してステアリングギヤに伝達され、車輪に舵角を付与する。

【０００５】 ところで、この様に構成されるステアリング機構に於いて、衝突時に運転者を 保護する為、ステアリングコラム３、及び各ステアリングシャフト１、８を、衝 撃に伴なって全長が縮まる衝撃吸収式のものとする事が、一般的に行なわれてお り、衝撃吸収式ステアリングシャフトとして従来から、例えば、特開平２−２８ ６４６８号公報に記載されたものが知られている。

【０００６】 この公報に記載された、従来構造の第１例である衝撃吸収式ステアリングシャ フトは、図１０〜１１に示す様に、内周面に雌セレーション溝１１を形成したア ウターシャフト１２と、外周面にこの雌セレーション溝１１と係合する雄セレー ション溝１３を形成したインナーシャフト１４とを、雌セレーション溝１１の内 側に雄セレーション溝１３を挿入した状態に組み合わせる事により構成されてい る。

【０００７】 又、インナーシャフト１４の外周面に形成された凹部１５、１５と、アウター シャフト１２の内周面との間の空間１６、１６に、このアウターシャフト１２に 形成した通孔１９、１９を通じて合成樹脂１７、１７を注入し固化する事で、ア ウターシャフト１２とインナーシャフト１４とを互いに結合し、衝撃吸収式ステ アリングシャフト１８としている。

【０００８】 衝突に伴なって、この衝撃吸収式ステアリングシャフト１８に、軸方向に亙り 大きな力が作用すると、前記合成樹脂１７、１７が、前記空間１６、１６と通孔 １９、１９との連続部分で剪断され、前記アウターシャフト１２とインナーシャ フト１４との相対的変位を自在として、前記衝撃吸収式ステアリングシャフト１ ８の全長が縮まるのを許容する。

【０００９】 又、実公昭５８−５１０９６号公報には、図１２〜１３に示す様な構造の衝撃 吸収式ステアリングシャフトが記載されている。この第２例の従来構造の場合、 前記第１例の構造に加え、インナーシャフト１４の中間部に小径部２０を形成し 、この小径部２０の周囲に配置した鋼球２１、２１を、アウターシャフト１２内 周面に形成した雌セレーション溝１１の谷部２２、２２に嵌合させて、衝撃吸収 式ステアリングシャフト１８としている。

【００１０】 この第２例の構造の場合、衝突に伴なって、この衝撃吸収式ステアリングシャ フト１８の軸方向に亙り大きな力が作用すると、合成樹脂１７が空間１６と通孔 １９との連続部分で剪断され、前記アウターシャフト１２とインナーシャフト１ ４との相対的変位を自在として、前記衝撃吸収式ステアリングシャフト１８の全 長が縮まるのを許容する。そして、この衝撃吸収式ステアリングシャフト１８の 全長が縮まる際には、前記鋼球２１、２１が雌セレーション溝１１の内側面を塑 性変形させつつ、前記アウターシャフト１２とインナーシャフト１４との相対的 変位を許容する。

【００１１】 更に、実開昭６３−１４７３６３号公報には、図１４〜１５に示す様な構造の 衝撃吸収式ステアリングシャフトが記載されている。この第３例の従来構造の場 合、アウターシャフト１２の端部を、角部を丸くした略三角形筒状に、インナー シャフト１４の端部を六角筒状に、それぞれ形成して、両端部同士をスライド自 在に嵌合させると共に、アウターシャフト１２の内周面とインナーシャフト１４ の外周面との間の隙間空間２３、２３内に鋼球２１、２１を、前記アウターシャ フト１２に形成した通孔２４を通じ圧入して、衝撃吸収式ステアリングシャフト １８としている。

【００１２】 この第３例の構造の場合、衝突に伴なって衝撃吸収式ステアリングシャフト１ ８の軸方向に亙り大きな力が作用すると、前記鋼球２１、２１がアウターシャフ ト１２の外周面とインナーシャフト１４の内周面とを塑性変形させつつ、前記ア ウターシャフト１２とインナーシャフト１４との相対的変位を許容する。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、これら従来から知られた、衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合 、次に述べる様な、解決すべき問題点が存在する。

【００１４】 先ず、前記第１例の構造の場合、アウターシャフト１２とインナーシャフト１ ４との結合支持を、合成樹脂１７、１７のみで行なっている為、耐熱性が不足し 、高温になり易いエンジンルーム内に設置する場合等、使用条件によっては十分 な捩り耐久性能を得られない事が考えられる。

【００１５】 又、前記第２例の構造の場合、雌セレーション溝１１の谷部２２の内側面に対 して、各鋼球２１、２１がそれぞれ２個所で当接しており、衝突時にはこの２個 所位置を塑性変形させつつ、アウターシャフト１２とインナーシャフト１４との 相対的変位を許容する構造としている為、各鋼球２１、２１は回転せず、主とし て滑りながら変位するので、衝撃吸収式ステアリングシャフト１８の全長を縮め る為に要する力（所謂コラプス荷重）が大きくなりがちである。

【００１６】 コラプス荷重が大きくなると、衝突事故の際、衝突によるステアリングギヤの 後退が途中で吸収されなかったり、或は運転者の身体がステアリングホイールに 衝突する事に伴なってこのステアリングホイールに加わる前向きの衝撃が吸収さ れず、ステアリングホイールに衝突した運転者の体に大きな衝撃が加わり、運転 者に重大な障害を及ぼし易くなる為、好ましくない。

【００１７】 更に、前記第３例の構造の場合、鋼球２１、２１をアウターシャフト１２の通 孔２４から組み込む作業に手間を要し、又、軸方向位置を規制しにくく、安定し た性能を得る事が出来ない。即ち、図１４に示す様に、鋼球２１を軸方向１個所 にのみ設けたのでは、アウターシャフト１２とインナーシャフト１４とにより構 成される衝撃吸収式ステアリングシャフト１８の曲げ剛性を十分に確保出来ない 。この曲げ剛性を確保する為には、鋼球２１、２１を軸方向複数個所に設ける事 が考えられるが、前記第３例の構造の場合、鋼球２１、２１の軸方向位置が規制 しにくい為、曲げ剛性を安定させる事が出来ない。

【００１８】 本考案の衝撃吸収式ステアリングシャフトは、上述の様な不都合を何れも解消 するものである。

【００１９】

【課題を解決する為の手段】 本考案の衝撃吸収式ステアリングシャフトは、筒状のアウターシャフトと、軸 方向に亙る変位のみを自在として、このアウターシャフトと組み合わされたイン ナーシャフトと、このインナーシャフトの外周面と前記アウターシャフトの内周 面との間に設けられた半径方向隙間と、この半径方向隙間内に、軸方向に亙る変 位自在に挿入された保持器と、軸方向に離れた少なくとも２個所位置に於いて、 この保持器に転動自在に保持された転動体とから成り、この転動体を前記アウタ ーシャフトの内周面と前記インナーシャフトの外周面とに強く当接させる事で、 前記アウターシャフトとインナーシャフトとを結合する事により構成されている 。

【００２０】

【作用】

上述の様に構成される本考案の衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合、転動 体の外面が、アウターシャフトの内周面とインナーシャフトの外周面とに、回転 しながら食い込む事で、アウターシャフトとインナーシャフトとを互いに結合す る。

【００２１】 又、衝突時に軸方向に亙り強い力が加わった場合には、前記転動体が前記アウ ターシャフトの内周面と前記インナーシャフトの外周面とを塑性変形させつつ、 アウターシャフトとインナーシャフトとの相対的変位を許容し、衝撃吸収式ステ アリングシャフトの全長を縮める。

【００２２】 更に、本考案の衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合、前記転動体は、軸方 向に離れた少なくとも２個所位置で保持器に保持されている為、アウターシャフ トとインナーシャフトとの結合部の曲げ剛性が十分に確保される。

【００２３】

【実施例】

図１〜４は本考案の第一実施例を示している。本考案の衝撃吸収式ステアリン グシャフト３０は、前述した従来の衝撃吸収式ステアリングシャフト１８（図１ ０〜１５）と同様に、アウターシャフト１２とインナーシャフト１４とを軸方向 に亙る相対的変位自在に組み合わせる事で、軸方向に亙る衝撃力が加わった場合 に全長が縮まる様に構成している。

【００２４】 前記アウターシャフト１２は、全体を円管状とされており、一端部内周面の円 周方向一部に、雌セレーション溝１１を形成している。又、インナーシャフト１ ４は、全体を円杆状とされており、一端部外周面の円周方向一部に、前記アウタ ーシャフト１２内周面の雌セレーション溝１１と係合する、雄セレーション溝１ ３を形成している。

【００２５】 上記インナーシャフト１４の一端部外周面で、前記雄セレーション溝１３を形 成していない部分には、平坦面２５を形成する事により、この平坦面２５と前記 アウターシャフト１２内周面との間に、半径方向隙間２６を設けている。そして 、この半径方向隙間２６内に、保持器２７と、転動体である金属製の玉２８、２ ８とを装着している。

【００２６】 合成樹脂製の保持器２７は、前記半径方向隙間２６内に軸方向（図１、３、４ の左右方向）に亙る変位自在に挿入されており、軸方向両端部に、前記玉２８、 ２８を転動自在に保持する為のポケット２９、２９を形成している。そして、各 ポケット２９、２９内に転動自在に保持された玉２８、２８を、前記半径方向隙 間２６内に圧入する事で、各玉２８、２８の表面を、前記アウターシャフト１２ の内周面と前記インナーシャフト１４の外周面に形成した平坦面２５とに、強く 当接させている。この結果、各玉２８、２８の外面の一部は、上記内周面と平坦 面２５とに食い込んで、前記アウターシャフト１２とインナーシャフト１４とを 結合する。

【００２７】 即ち、本考案の衝撃吸収式ステアリングシャフト３０を組み立てる場合には、 図３に示す様に、インナーシャフト１４の平坦面２５の端部に、保持器２７の軸 方向両端部に保持された玉２８、２８を置き、この玉２８、２８を保持器２７と 共に、前記アウターシャフト１２内の、前記半径方向隙間２６内に挿入する。各 玉２８、２８の外径は、この半径方向隙間２６の直径方向に亙る幅寸法よりも僅 かに大きい為、図３に示した状態から図１に示した状態迄、前記インナーシャフ ト１４をアウターシャフト１２内に挿入するのに伴なって、前記保持器２７に保 持された各玉２８、２８は、この半径方向隙間２６内に圧入され、圧入後は各玉 ２８、２８の外面の一部が上記内周面と平坦面２５とに食い込んで、前記アウタ ーシャフト１２とインナーシャフト１４とを結合する。

【００２８】 この様に、アウターシャフト１２とインナーシャフト１４との結合を、金属製 の玉２８、２８により行なう為、結合部の耐熱性が十分となり、使用条件によっ て結合部の支持力が不足する事がなくなる。又、玉２８、２８は半径方向隙間２ ６内に、軸方向に離隔した２個所位置に設けられており、しかも各玉２８、２８ の設置位置は、保持器２７により規制されている為、前記アウターシャフト１２ とインナーシャフト１４との結合部の曲げ剛性も十分に確保される。

【００２９】 更に、衝突時に軸方向に亙って強い力が加わった場合には、図４に示す様に、 前記玉２８、２８が回転しつつ、前記アウターシャフト１２の内周面とインナー シャフト１４の平坦面２５とを塑性変形させ、アウターシャフト１２とインナー シャフト１４との相対的変位を許容し、衝撃吸収式ステアリングシャフト３０の 全長を縮める。

【００３０】 本考案の衝撃吸収式ステアリングシャフト３０の場合、前記各玉２８、２８は 、前記内周面と平坦面２５とに、狭い面積でのみ当接していて、各玉２８、２８ は回転しつつ移動するので、前記塑性変形を生じさせる為に要する力は比較的（ 前記従来の第２例に比べて）小さいもので済む。従って、衝撃吸収式ステアリン グシャフト３０の全長を縮める為に要するコラプス荷重が大きくなる事がなく安 定し、衝突事故の際、ステアリングホイールに衝突した運転者の身体に大きな衝 撃力が加わるのを有効に防止出来る。

【００３１】 又、図示の実施例の場合、アウターシャフト１２の内径が途中から大きくなっ ている為、衝撃吸収式ステアリングシャフト３０の全長を縮める為に要する力の 大きさは、途中から小さくなるが、この様に力が小さくなる迄に要するストロー ク量（衝撃吸収式ステアリングシャフト３０の収縮量）は、前記アウターシャフ ト１２の形状により任意に設定出来る。

【００３２】 尚、衝突時に前記衝撃吸収式ステアリングシャフト３０の全長を縮める為に要 する、所謂コラプス荷重を安定させる為に、必要であれば、この衝撃吸収式ステ アリングシャフト３０をステアリングコラム３（図９）の内側に組み込む以前に 、この衝撃吸収式ステアリングシャフト３０を一度伸縮させ、前記各玉２８、２ ８を前記内周面及び平坦面２５上を移動させておいても良い。

【００３３】 次に、図５は本考案の第二実施例を示している。前述の第一実施例が、保持器 ２７の軸方向両端部に保持する転動体として、玉２８、２８（図１〜４）を使用 していたのに対し、本実施例の場合には、転動体としてころ３１を使用し、この ころ３１の外周面を、アウターシャフト１２の内周面とインナーシャフト１４の 平坦面２５とに当接させている。その他の構成及び作用は、前述の第一実施例と 同様である。

【００３４】 次に、図６は本考案の第三実施例を示している。前述の第一〜第二実施例が何 れも、アウターシャフト１２とインナーシャフト１４とを軸方向に亙る変位のみ を自在に組み合わせる為、雌セレーション溝１１と雄セレーション溝１３とを係 合させていた（図２、５）のに対して、本実施例の場合には、ニードル３２、３ ２により、前記アウターシャフト１２とインナーシャフト１４とを軸方向に亙る 変位のみを自在に組み合わせている。

【００３５】 即ち、前記アウターシャフト１２の内周面とインナーシャフト１４の外周面と の互いに整合する部分に、それぞれ断面円弧形の凹溝３３、３４を軸方向に亙っ て形成し、前記ニードル３２、３２を両凹溝３３、３４に掛け渡している。又、 玉２８、２８を、軸方向両端部にそれぞれ軸方向と直角方向に２個ずつ設ける事 により、この結合部の剛性を向上させている。その他の構成及び作用は、前述の 第一実施例と同様である。

【００３６】 次に、図７は本考案の第四実施例を示している。本実施例の場合、アウターシ ャフト１２とインナーシャフト１４との互いに整合する部分を絞り形成する事で 、軸方向に亙って連続する凹凸部３５、３６を形成し、両凹凸部３５、３６同士 を互いに係合させる事で、アウターシャフト１２とインナーシャフト１４とを軸 方向に亙る変位のみを自在に組み合わせている。その他の構成及び作用は、前述 の第一実施例と同様である。

【００３７】 次に、図８は本考案の第五実施例を示している。本実施例の場合、保持器２７ の両端部に軸方向に２個ずつ、合計４個の玉２８、２８を保持する事で、アウタ ーシャフト１２とインナーシャフト１４との結合部の曲げ剛性を、より一層向上 させている。その他の構成及び作用は、前述の第一実施例と同様である。

【００３８】

【考案の効果】

本考案の衝撃吸収式ステアリングシャフトは、以上に述べた通り構成され作用 する為、十分な耐熱性を確保しつつ、コラプス荷重を十分に低く安定させる事が 出来、衝突事故の際に於ける運転者の安全確保を有効に図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例を示す縦断側面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】組み立て途中の状態を示す、図１と同様の断面
図。

【図４】全長が縮まった状態を示す、図１と同様の断面
図。

【図５】本考案の第二実施例を示す、図２と同様の断面
図。

【図６】本考案の第三実施例を示す、図２と同様の断面
図。

【図７】本考案の第四実施例を示す、図２と同様の断面
図。

【図８】本考案の第五実施例を示す、図１と同様の断面
図。

【図９】本考案の対象となる衝撃吸収式ステアリングシ
ャフトを組み込んだ、ステアリング機構の１例を示す側
面図。

【図１０】従来構造の第１例を示す縦断側面図。

【図１１】図１０のＢ−Ｂ断面図。

【図１２】従来構造の第２例を示す縦断側面図。

【図１３】図１２のＣ−Ｃ断面図。

【図１４】従来構造の第３例を示す半部縦断側面図。

【図１５】図１４のＤ−Ｄ断面図。

【符合の説明】

１ 第一のステアリングシャフト ２ ステアリングホイール ３ ステアリングコラム ４ 上部ブラケット ５ 下部ブラケット ６ インスツルメントパネル ７ 第一の自在継手 ８ 第二のステアリングシャフト ９ 第二の自在継手 １０ 第三のステアリングシャフト １１ 雌セレーション溝 １２ アウターシャフト １３ 雄セレーション溝 １４ インナーシャフト １５ 凹部 １６ 空間 １７ 合成樹脂 １８ 衝撃吸収式ステアリングシャフト １９ 通孔 ２０ 小径部 ２１ 鋼球 ２２ 谷部 ２３ 隙間空間 ２４ 通孔 ２５ 平坦面 ２６ 半径方向隙間 ２７ 保持器 ２８ 玉 ２９ ポケット ３０ 衝撃吸収式ステアリングシャフト ３１ ころ ３２ ニードル ３３ 凹溝 ３４ 凹溝 ３５ 凹凸部 ３６ 凹凸部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のアウターシャフトと、軸方向に亙
   る変位のみを自在として、このアウターシャフトと組み
   合わされたインナーシャフトと、このインナーシャフト
   の外周面と前記アウターシャフトの内周面との間に設け
   られた半径方向隙間と、この半径方向隙間内に、軸方向
   に亙る変位自在に挿入された保持器と、軸方向に離れた
   少なくとも２個所位置に於いて、この保持器に転動自在
   に保持された転動体とから成り、この転動体を前記アウ
   ターシャフトの内周面と前記インナーシャフトの外周面
   とに強く当接させる事で、前記アウターシャフトとイン
   ナーシャフトとを結合した衝撃吸収式ステアリングシャ
   フト。