JPH06255498A - 望遠鏡式シャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 相対的変位を正確に設定できるとともに衝撃
時には衝撃を吸収できる望遠鏡式シャフトの提供。 【構成】 円形の管状部材１，２が嵌合し、対応部分に
溝付領域７，６が存在し、これによって回転が伝達され
ると共に、両部材１，２の軸方向移動が可能になってい
る。外側部材２には内向きのリブ10を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車の操舵コラムの一
体化を目的としたものであり、即ちその機構によってハ
ンドルの回転が車両の操舵ボックスに伝達されるように
特に設計された、おそらく他にも応用し得る望遠鏡式
（テレスコピック）シャフトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】良く知られているように自動車の操舵シ
ャフトは一般にカルダン型継手によって相互につなげら
れた２つの部分又は区分から構成され、特に、その一端
にハンドルが固定された主部分又はシャフトと、第２番
目の部分又はシャフト、即ち第１番目の部分又はシャフ
トの反対端につなげられ、かつその他端は順番にカルダ
ン型のジョイントによって操舵ボックスの制御キングピ
ンにつなげられているものとからなっている。

【０００３】技術の現状においては、少なくとも前記シ
ャフトの１つは望遠鏡式構造を有し、１つが他の１つに
嵌合させられ、特定の相対的位置に適当に保持された少
なくとも２つの管状部材からなり、それらはこの組立物
が軸方向において予め定められた力が加えられた時に組
立物の長さを減少して変位することができる。これは主
として安全の目的のために、例えば正面衝突の際でも操
舵コラムが運転者または車両の乗客に非常に重大な怪我
を与えかねない危険を避ける目的でこのようにされてい
る。

【０００４】更に第２番目のシャフト又はコラムの短い
部分に関しては望遠鏡式構造によって特に車両における
このシャフトの取付けが容易になり、開放フランジを有
するカルダン式フォークの取付けを回避することができ
るが、密閉式又は半開放式の取付けネックを有するフォ
ークに関する不利益は明らかであり、かつすでに広く認
識されている。そこで前記の第２番目のアクスル又はシ
ャフトのための空間が特に小さい自動車の多くにおい
て、この取付けを完成する時にその最大長さを減少させ
る目的をもつて、このシャフトは２つからではなくて、
３つの望遠鏡式要素からできている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在知られている解決
法においてこのシャフトの一体的な望遠鏡式の管状部分
は例えば多角形のような非円形断面領域によって一体に
嵌合し、これによって同管状部分の間の回転偶力の伝達
を確保する。これらの公知の解決法の１つにおいては、
望遠鏡式システムの雄型要素の非円形断面領域はその上
に、例えば合計で２つの、外側の雌型要素に対して摩擦
要素として作用し、予め定められた規模の力（一般に80
から 200kgの間) に対抗してだけこれらの２つの要素の
相対的滑動を起こさせる原因となる、射出成形されたプ
ラスチック材料のリングを有している。

【０００６】この解決策は一度望遠鏡式システムが取付
けられてしまうと外側部材に設けられたオリフィスを通
してリングを直接に射出成形するので比較的簡単である
が、信頼性の高い結果を得ること、なかんずく望遠鏡式
システムがその長さを減少するために作用を受ける実際
的に制御できない一連の諸変動要素 (プラスチック材料
の品質、それが射出成形される際の圧力、射出成形後に
経験される収縮、２つの管状部材の断面の規則性、正確
度等) によって変わる力の規模に関して、常に一定の結
果を得ることは非常に困難であるという重大な欠点を有
する。

【０００７】これらの欠点を除去するために他の公知の
解決法として少なくとも１つのプラスチック材料の前記
リングの上に同じ材料の突起を設け、それを外側の管状
部材の内に設けられた対応するオリフィス内に嵌合さ
せ、２つの部材を特定の相対位置に保持するようにした
案がすでに提案されている。この解決法によって望遠鏡
式システムがその変形のために作用を受ける力、すなわ
ち前記の突起を破壊するのに必要な剪断力を容認し得る
正確度で計算することができるが、一度これらの突起が
破壊されてしまうともはや２つの部材の相対的移動に対
抗する何者も無くなってしまって組立物はもはや何のブ
レーキ作用も緩衝作用も起こさないと言う主欠点を有す
る。

【０００８】他方において、多数の公知の解決法におい
ては望遠鏡式シャフトは最大規模の力に対抗してのみ、
具体的には衝突又は事故に対抗してのみ収縮するが、取
付け及び調節の目的のためには望遠鏡式シャフトのよう
には作用せず、剛体のように不変の長さのままでいる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る望遠鏡式シ
ャフトは、望遠鏡式シャフトにおいて、円形断面を有す
る２つの管状部材を備え、１つが他のものの内部に嵌合
し、かつ夫々長さ方向に互いに噛み合うように配置され
た溝の付いた領域を有し、双方の部材の間で回転可能に
一体化され、かつ制御された力で軸方向に相対運動が可
能であることを確保され、前記部材の少なくとも１つに
おいて他の部材の方に向けられた少なくとも１つの突起
が長手方向リブの少なくとも１つの端部を捕らえるよう
に同部材の溝付領域に関して配置されて設けられている
と言う基本的特徴を備え、特定の相対的位置から、１つ
の部材の他の部材に関する滑動は前記突起の作用下にお
ける前記リブの変形によってのみ起こることを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】指摘された諸欠点は本発明の目的を構成する望
遠鏡式シャフトにおいて大幅に単純化された手段によっ
て根本的に矯正される。実際このシャフトにおいて、望
遠鏡式システムの２つの一体式管状部材の、ある与えら
れた位置からの相対的変位を引き起こすのに必要な力の
規模を高い精度で制御することが可能である。更にま
た、なかんずくこの力は前記の相対的変位の全期間中ず
っと一定に保たれ、組立物は衝突において解放されるエ
ネルギを吸収するために完全なブレーキ又はダンパーの
ように作用する。さらに本発明によれば、１つの管状部
材の、他の管状部材に対する変位の連続する部分におけ
る前記の力及び結果として起こるエネルギ増加を引続い
て吸収するようにこの組立物を結合することが可能であ
る。

【００１１】他方このシステムは望遠鏡式部材の相対的
な変位の可能性に関して完全に両立し得るものなので車
両の運転者に関してハンドルの位置を調節するなど、長
さ調節可能な主シャフトの長さを調節するのに何の欠点
も無く応用することができ、又は相対的な変位を起こさ
せる第２番目のシャフトについても、まず組立物の全長
を減少させ、それからそれを増加させて取付けを容易に
することができ、何ら不都合なく応用できる。

【００１２】前記の目的について本発明によれば、望遠
鏡式システムの一体式管状部材間の回転における一体性
は同システム内の設備、即ち公知の本質的な解決法によ
れば、噛み合わせの手法によって相互に嵌合する一連の
長手方向のチャネルとリブとを備える夫々の領域によっ
て効果を発揮し、予め定められた基本的な手法で少なく
とも１つの前記部材において少なくとも１つの突起が、
特定の端部の位置で前記の歯の少なくとも１つによって
留置され、相対的な変位を防止されるか、又は加えられ
る軸方向の力が予め定められた力よりも大きければ、前
記の歯を変形させてこのような変位が続く間、実質的に
一定の規模の、結果として続くエネルギ吸収及び結果と
してのブレーキ効果とを伴って、この変形を歯にそって
継続させる。

【００１３】

【実施例】その他に関しては、本発明の本質及び主な特
徴、及び利点は実際的な現実化におけるある具体的な例
が示されており、以下それを参照して説明する。略図的
な形式ではあって、それゆえ如何なる制限的な性質をも
持たない添付図面を見ることによって容易に理解される
であろう。

【００１４】図面において、図１は本発明によって実現
された操舵コラムの短いシャフト、または第２番目の一
体式シャフトの部分切断図である。いずれの場合におい
ても本発明は前記コラムの主シャフトまたは非常に異な
った応用のために企画されたシャフトを含んでだけ応用
されるべきものであることは強調されなければならな
い。図２は前図に示された同じシャフトの望遠鏡式部分
の直径の半断面の詳細図である。図３は前図に示された
ものと同じ要素の直径方向断面における分解図である。
図４は望遠鏡式システムの雄型部材の端部の斜視図であ
る。図５はそれによって望遠鏡式システムの２つの一体
式部材の間の回転における一体化を達成する、長手方向
の溝及び噛み合わせを示す、非常に拡大された詳細断面
図である。そして最後に図６は、すでに前記に参照した
解決法による、２つではなくて３つの管条部材によって
構成された望遠鏡式シャフトの部分的に断面図である側
面図である。

【００１５】図１に示されたシャフトはそれ自体がすで
に公知であるように２つの望遠鏡式部材１, ２は対応す
るクロスヘッドによって組み合わされ、それらの自由端
フォーク３, ３′において一体化され、フォーク３,
３′はカルダン型のジョイントを形成し、夫々フォーク
４と操舵ボックスのキングピンで一体化され、またフォ
ーク５と主シャフトの端部で一体化される。すでに繰返
し説明したように明示された配列はこの主シャフトに完
全に良く応用されており、この場合良く理解されるよう
に前記部材の１つの自由端はフォーク５と一体となり、
また他の部材の自由端は他の任意の適当なシステムによ
ってハンドルと一体となっても良い。

【００１６】望遠鏡式システムの部材１及び２の間の回
転の一体化は−図５の詳細において理解されるように−
夫々の周辺領域６, ７に設けられ長手方向に配置され
た、例えばほぼ三角形断面を備えた歯の一種類のような
形をなすチャネル８及びリブ９の連続を備え、外側の部
材２の内側表面上及び内側部材１の外側表面上に設けら
れた手段によってなし遂げられる。これらの歯状領域は
１つの部材の他の部材に対する軸方向の滑動を許し、案
内することができ、かつ双方の部材を回転しながらしっ
かりと一体に保つように確保する。これらの歯状領域は
すでにそれ自体公知である、例えばラミネーション、在
来の歯切り定規 (toothed rules)又はラック手段、また
は更に好ましくは前記部材を構成する管を適当な形状の
オリフィス又はダイスを通して強制的に通過させること
によって非常に正確に得ることができる。

【００１７】本発明によって基本的な手法で前記の２つ
の望遠鏡式部材の少なくとも１つに、他の部材の方へ向
けられた少なくとも１つの小さな突起10が設けられる。
本発明の更に標準でかつ更に好ましい実施態様におい
て、前記の突起10は具体的には外側部材又は雌型部材上
に配置され、その内側表面から外へ突き出ており、単純
なプレス工作によって得ることができる。しかし同様の
効果は、それを得るのにある程度の困難さがあるとは言
え、突起を雄型又は内側部材１の外側表面上にも設ける
ことができる。他方において、力のバランスを取る目的
で１つの突起のかわりに好ましくは直径方向に対向した
２つの突起を設けても良く、この数を３,４、又はそれ
以上に増しても何の不利益な点も無いことは理解される
であろう。

【００１８】雄型管状部材１が、雌型管状部材２に関し
て、その突起10を溝領域７から離れた位置に置く間は、
この突起は何の作用も起こさず、１つの部材の他の部材
に関する軸方向の移動を自由に行わせる。しかし部材１
の部材２の内方に向かう滑動の際には組立物の全長を短
縮し、前記の突起はリブ９の端に到達し停止効果が起こ
り、この移動は少なくとも前記リブの少なくとも１つの
変形によって続けられ変形は理論的に良好な精度で計算
できる明確な力を発揮し、それは引続いて実質的に一定
に留まり、リブ全体に及ぶ。

【００１９】好ましくはあるが、しかし必ずしも必要で
はない実施態様において、部材２に関する部材１の軸方
向の移動が導かれ、特別な騒音及び振動なしに、２つの
要素はある程度の弾力を備えた材料に基づいてモールド
され、その１つは一方向における停止システムを確立す
るために利用することもできるが、そうすると望遠鏡式
システムの取外しの可能性はなくなる。これらの要素の
最初のものは外側部材２に設けられた端部マウスピース
又はマウス12に嵌合し固定されたフープ11によって構成
される。内側部材１はこのフープの内部に嵌合し、それ
に滑動できるようにされる。

【００２０】前記要素の第２番目のものは内側部材１の
端部上に直接モールドされたプラスチック材料のコーテ
ィング13から構成されるか、又は何であれ他のシステム
によって同部材に組合わされ、その上を外側部材２が滑
動するものであってもよい。このコーティングはまた溝
付領域７の連続性を解消することなく、結果として外側
部材の溝付領域６と噛み合うことができる。これらの諸
要素、特にフープ11はさらにいわゆる「嵌合作用力」(f
itting effort)を構成する摩擦力を発揮する。最終的に
コーティング13は突起10を自由に通行させるように計画
された長手方向チャネル19を有しても良く、これらの突
起は金属リブ９の上でだけ作用し、それらを伸長させる
モールデッドリブ上には作用しない。

【００２１】説明が参照している図６には本発明の応用
による望遠鏡式システムの一例が示されており、２個で
はなくて３個の管状部材が互いに１個に嵌合されてい
る。この図において理解されるように、雄型部材１にカ
ルダンフォーク23が固定され、雌型部材２にはフォーク
３′が一体化され、この例においてはそれは前記部材と
単一の部品として作られ、第３の管状部材14が差し込ま
れ、それは第２の管状部材の内に嵌合され、その内に第
１の管状部材が嵌合する。この中間管状部材はその内側
表面(15)及び外側表面(16)上の双方に長手方向の溝又は
歯を設けている。内側表面15の歯は部材１の外側歯７と
噛み合い、これら２つの要素の間の回転における一体化
を確保する。そして部分的には外側歯16は部材２の内側
歯６と噛み合い、同じくこれら２つの要素の間の一体化
を確保し、要するに部材１及び２の間の回転の一体化を
確保する。

【００２２】第１の管状部材はフォーク３に占有された
部分の反対端に、好ましくは、必ずしも必要ではないが
プラスチック材料の、例えば前記端部に直接モールドさ
れたブッシュ17を有する。このブッシュは中間シャフト
14に対して摩擦を起こし、相対的な滑りに対抗し、双方
向に、１つの部材は他のそれに関していわゆる「嵌合作
用力」を起こさせる。

【００２３】中間管状部材14はその端部に一体化され、
また好ましくはプラスチック材料である、例えばこの端
部上に直接モールドされ圧力下で嵌合された等の、その
主機能が雄型部材１の滑動の可能性を制限し、それが中
間部材から全体的に脱出することを防ぎ、また前に述べ
た摩擦力を合作し、かつ騒音と振動を防止するブッシュ
18を含んでいる。

【００２４】なお最後に雌型管状部材２は中間管状部材
14の外側長手方向リブ16上に作用するように配置され、
すでに十分に本発明の本質の定義に際して分析された形
態と成果とを備えた少なくとも１つの変形19 (通常２個
の、直径方向に向き合った変形10, 10′) を有する。

【００２５】説明された望遠鏡式シャフトの機能はこれ
以上単純かつ明白であり得ない。取り付けを完成させる
ために端部フォーク３, ３′の１つはフォークに上部シ
ャフト又は主シャフトの端部と一体に、またはフォーク
に車両の操舵ボックスのキングピンと一体に固定されな
ければならない。このために望遠鏡式組立物の長さは雄
型管状部材１を中間管状部材14内に、この後者の部材の
末端によって生じる制限位置まで導入することによって
減少される。この運動において主として内側ブッシュ17
による摩擦力に打ち勝つ必要があり、夫々の場合の必要
に合う技術上の仕様に従って計算される。一度前記の固
定が実現されると、管状部材１を−夫々の仮定に適当な
限度において−自由フォークの固定を完成することが可
能となるまで夫々の場合について考察された手法によっ
て部分的に引き抜くことによってシャフトの伸張が達成
される。

【００２６】通常この取り付け位置においてはシャフト
全体は中間的な長さを有し、それゆえ調節ストロークは
上部シャフト及び／又はピニオンシャフトの軸方向移動
を吸収する位置にある。衝撃が起こったと仮定すると、
第１段階では第１管状部材又は雄型１は弱い抵抗を示し
ながら中間部材14の内部へつきささる。第１管状部材が
第２管状部材に関する限界位置に達した瞬間に第２管状
部材14の第３管状部材又は雌型シャフト２に関する移動
が開始される。この瞬間に貫通に消費される作用力は特
殊な崩壊荷重まで増加し、移動は継続され、夫々の場合
に計画されていたエネルギがこの運動において吸収され
る。

【００２７】すでにはっきりと指摘したような変形の可
能性から離れ、かつ加えて本発明の本質を構成するもの
の範囲内で他の改作及び実施態様を想像することは理論
的に可能であり、それらも同様に特許の防護の範囲に含
まれるものと考えられることは理解されるであろう。特
に望遠鏡式システムの部材の１つに他の管状部材のリブ
に作用するように配置された２つ又はそれ以上の変形又
は突起10を設け、これらの突起が対応する管状部材に関
して異なった横断面上に配置される可能性を指摘するこ
とは適切なことである。

【００２８】それによって１つの管状部材の他のものに
関する軸方向の変位が起こると、これらの異なった変形
は対応するリブ上に作用して来て、もしそれらが同じ横
断面上に位置するならば起こるかも知れないように同時
にではなく、順次に起こり、次第に大きくなるブレーキ
効果を起こし、前記の変位に抵抗することとなる。特に
この後者の仮定において、いろいろな変形又は突起を等
しくしないことが可能であり、このような突起が対応す
るリブに対して発揮する変形作用力もまた異なってく
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の操舵コラムの部分断面図である。

【図２】本発明の操舵コラムの半断面図である。

【図３】本発明の操舵コラムの分解断面図である。

【図４】雄型部材の斜視図である。

【図５】雄型部材の部分拡大断面図である。

【図６】本発明のシャフトの部分断面図である。

【符号の説明】

１ 内側部材 ２ 外側部材 ６，７ 溝付領域 10 突起

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 望遠鏡式シャフトにおいて、円形断面を
   有する２つの管状部材を備え、１つが他のものの内部に
   嵌合し、かつ夫々長さ方向に互いに噛み合うように配置
   された溝の付いた領域を有し、双方の部材の間で回転可
   能に一体化され、かつ制御された力で軸方向に相対運動
   が可能であることを確保され、前記部材の少なくとも１
   つにおいて他の部材の方に向けられた少なくとも１つの
   突起が長手方向リブの少なくとも１つの端部を捕らえる
   ように同部材の溝付領域に関して配置されて設けられて
   いると言う基本的特徴を備え、特定の相対的位置から、
   １つの部材の他の部材に関する滑動は前記突起の作用下
   における前記リブの変形によってのみ起こることを特徴
   とする、自動車の操舵コラムを構成するために特に計画
   された望遠鏡式シャフト。
2. 【請求項２】 望遠鏡式システムの１つの部材上の同一
   横断面上に少なくとも２つの突起を位置させ、かつ前記
   横断面上に均等に分布させて設けたことを特徴とする請
   求項１記載の望遠鏡式シャフト。
3. 【請求項３】 望遠鏡式システムの１つの部材上におい
   て異なった横断面上で他の管状部材の長手方向リブに逐
   次に作用する場所に位置する少なくとも２つの突起を設
   けたことを特徴とする請求項１記載の望遠鏡式シャフ
   ト。
4. 【請求項４】 望遠鏡式システム内の外側位置を占有す
   る管状部材の内側表面上に少なくとも１つの突起を設け
   たことを特徴とする請求項１記載の望遠鏡式シャフト。
5. 【請求項５】 望遠鏡式に嵌合する３つの円形断面の環
   状部材を備え、これらの接触表面に相互に噛み合う一連
   の長手方向の溝又は歯を設け、制御された作用力で軸方
   向に滑動する可能性を保ちつつ回転の一体性を生じさ
   せ、前記の滑動に対抗する一定の摩擦力を１つの端部部
   材及び中間部材の間に備えているという本質的特徴を有
   し、また他の端部部材及び中間部材の間に、他方に向け
   られた突起を、該他方が有する噛み合い歯に対応する少
   なくとも１つの長手方向リブと噛み合うように配置して
   隆起させ、少なくともそれらの一方に１つの変形を生ぜ
   しめるべく構成される崩壊システムを設け、これら２つ
   の部材間の軸方向の滑動は前記突起の作用下における前
   記リブの変形手段によってのみ起こり得るようになして
   あることを特徴とする請求項１記載の望遠鏡式シャフ
   ト。