JPS6213236B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6213236B2 JPS6213236B2 JP19431882A JP19431882A JPS6213236B2 JP S6213236 B2 JPS6213236 B2 JP S6213236B2 JP 19431882 A JP19431882 A JP 19431882A JP 19431882 A JP19431882 A JP 19431882A JP S6213236 B2 JPS6213236 B2 JP S6213236B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- shock
- absorbing
- steering shaft
- upper shaft
- 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.)
- Expired
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
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。
フトに関する。
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。
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。
このような構成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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、繊維強化プラスチツ
クのような複合材料から成るアツパーシヤフト１
１およびロアーシヤフト１２を含む。アツパーシ
ヤフト１１は管状に形成されその一端にはステア
リングホイール１３およびステアリングコラム１
４が取付けられ、他方、その他端は衝撃吸収部分
１５として薄肉管状部を形成している。
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、繊維強化プラスチツ
クのような複合材料から成るアツパーシヤフト１
１およびロアーシヤフト１２を含む。アツパーシ
ヤフト１１は管状に形成されその一端にはステア
リングホイール１３およびステアリングコラム１
４が取付けられ、他方、その他端は衝撃吸収部分
１５として薄肉管状部を形成している。
この衝撃吸収部分１５は、第６図に示されるよ
うに衝撃荷重方向と同方向に配向された強化繊維
１６ａと、更に衝撃荷重方向に対して直角方向に
配向された強化繊維１６ｂとによつて構成される
複合材料で形成されている。このような複合材料
は、例えばガラス繊維、カーボン繊維又はケブラ
ー繊維などにより強化されたエポキシ樹脂又はポ
リエステル樹脂などをマトリツクスとする繊維強
化複合材で構成されている。
うに衝撃荷重方向と同方向に配向された強化繊維
１６ａと、更に衝撃荷重方向に対して直角方向に
配向された強化繊維１６ｂとによつて構成される
複合材料で形成されている。このような複合材料
は、例えばガラス繊維、カーボン繊維又はケブラ
ー繊維などにより強化されたエポキシ樹脂又はポ
リエステル樹脂などをマトリツクスとする繊維強
化複合材で構成されている。
このアツパーシヤフト１１の他端における管状
の衝撃吸収部分１５には、断面横凸形をしたロア
ーシヤフト１２が嵌合され、アツパーシヤフト１
１の他端面はロアーシヤフト１２の拡径部１７の
肩部１８に当接している。ロアーシヤフト１２と
アツパーシヤフト１１との嵌合部１９は接合ピン
（図示せず）などにより所定の強度（通常軸方向
の強度で250Kg位）に接合されている。また、こ
の嵌合部１９の断面形状は第５図に示されるよう
に多角形とされ、これによりステアリングホイー
ル１３の回転力をアツパーシヤフト１１からロア
ーシヤフト１２へ速みやかに伝達することができ
る。なお、ロアーシヤフト１２は第３図又は第４
図に示されるようにユニバーサルジヨイント２０
を介して適当な操舵機構（図示せず）に接続され
ている。
の衝撃吸収部分１５には、断面横凸形をしたロア
ーシヤフト１２が嵌合され、アツパーシヤフト１
１の他端面はロアーシヤフト１２の拡径部１７の
肩部１８に当接している。ロアーシヤフト１２と
アツパーシヤフト１１との嵌合部１９は接合ピン
（図示せず）などにより所定の強度（通常軸方向
の強度で250Kg位）に接合されている。また、こ
の嵌合部１９の断面形状は第５図に示されるよう
に多角形とされ、これによりステアリングホイー
ル１３の回転力をアツパーシヤフト１１からロア
ーシヤフト１２へ速みやかに伝達することができ
る。なお、ロアーシヤフト１２は第３図又は第４
図に示されるようにユニバーサルジヨイント２０
を介して適当な操舵機構（図示せず）に接続され
ている。
このような複合材料から成る特に衝撃吸収部分
を備えるアツパーシヤフトを含む衝撃吸収ステア
リングシヤフト１０によると、自動車の衝突事故
等の際、ステアリングシヤフトはドライバーによ
る衝突エネルギーから成る軸方向圧縮力を受け、
この時アツパーシヤフト１１の衝撃吸収部分１５
には軸圧縮力が加わり、その力はアツパーシヤフ
ト他端端面がロアーシヤフト１２の拡径部１７の
肩部１８に当接しているため衝撃吸収方向即ち衝
撃荷重方向と同方向に配向された強化繊維１６ａ
を微少ごとに座屈と圧壊の現象を伴つて破壊させ
て行く。そして、衝撃荷重方向と直角方向に配向
された強化繊維１６ｂはこの破壊が急激に伝播し
ないように補形し一定の破壊が進むように制御す
る役目を持つている。但し、この時マトリツクス
は同時に通常の破壊を伴なう。この一定で継続的
な破壊が衝突時に発生するドライバーの運動エネ
ルギーを吸収しドライバーに過大な反力を与えな
いようにしている。
を備えるアツパーシヤフトを含む衝撃吸収ステア
リングシヤフト１０によると、自動車の衝突事故
等の際、ステアリングシヤフトはドライバーによ
る衝突エネルギーから成る軸方向圧縮力を受け、
この時アツパーシヤフト１１の衝撃吸収部分１５
には軸圧縮力が加わり、その力はアツパーシヤフ
ト他端端面がロアーシヤフト１２の拡径部１７の
肩部１８に当接しているため衝撃吸収方向即ち衝
撃荷重方向と同方向に配向された強化繊維１６ａ
を微少ごとに座屈と圧壊の現象を伴つて破壊させ
て行く。そして、衝撃荷重方向と直角方向に配向
された強化繊維１６ｂはこの破壊が急激に伝播し
ないように補形し一定の破壊が進むように制御す
る役目を持つている。但し、この時マトリツクス
は同時に通常の破壊を伴なう。この一定で継続的
な破壊が衝突時に発生するドライバーの運動エネ
ルギーを吸収しドライバーに過大な反力を与えな
いようにしている。
このようなステアリングシヤフトによる人体へ
の反力は、自動車の安全規準、例えば米国の安全
基準（MVSS No.203）では1135Kg以下となつて
おり、前記実施例のものによるドライバーが受け
る最大反力が850Kgであることと比較すると当該
安全基準を充分に満足していることが明らかであ
る。
の反力は、自動車の安全規準、例えば米国の安全
基準（MVSS No.203）では1135Kg以下となつて
おり、前記実施例のものによるドライバーが受け
る最大反力が850Kgであることと比較すると当該
安全基準を充分に満足していることが明らかであ
る。
このようなことから、複合材料が叙上の如く所
定の破壊距離を伴つて効率良く衝突エネルギーを
吸収していることが判る。なお、前述の強化繊維
１６ａ，１６ｂの配向方向は前記したそれぞれの
方向に対して各々±10゜について有効であること
も確認されている。更に、衝撃を受けこれを前述
の如く吸収した後も衝撃吸収部分以外は第５図の
如く嵌合しているためステアリングホイールの操
作による車輪の操舵は可能となり、自動車衝突後
の移動も速やかにできる。
定の破壊距離を伴つて効率良く衝突エネルギーを
吸収していることが判る。なお、前述の強化繊維
１６ａ，１６ｂの配向方向は前記したそれぞれの
方向に対して各々±10゜について有効であること
も確認されている。更に、衝撃を受けこれを前述
の如く吸収した後も衝撃吸収部分以外は第５図の
如く嵌合しているためステアリングホイールの操
作による車輪の操舵は可能となり、自動車衝突後
の移動も速やかにできる。
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自身に委ねその異方性（繊維
の配向、配置により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り安
定したエネルギー吸収性能が得られ、且つ軽量で
安価に製造することができる。
収の機能を複合材料自身に委ねその異方性（繊維
の配向、配置により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り安
定したエネルギー吸収性能が得られ、且つ軽量で
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吸収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衝撃吸収ステアリングシヤ
フトを示す部分的な断面図、第５図は第３図およ
び第４図の−線に沿つて得た衝撃吸収部分の
断面図、第６図は前記衝撃吸収部分における強化
繊維の配向を示す部分的な拡大図である。 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、１５……衝撃吸収部分、１６ａ，１６ｂ……
強化繊維、１８……肩部、１９……嵌合部。な
お、図中同一符号は同一部分又は相当部分を示
す。
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吸収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衝撃吸収ステアリングシヤ
フトを示す部分的な断面図、第５図は第３図およ
び第４図の−線に沿つて得た衝撃吸収部分の
断面図、第６図は前記衝撃吸収部分における強化
繊維の配向を示す部分的な拡大図である。 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、１５……衝撃吸収部分、１６ａ，１６ｂ……
強化繊維、１８……肩部、１９……嵌合部。な
お、図中同一符号は同一部分又は相当部分を示
す。
Claims (1)
- １ 複合材料から形成されたアツパーシヤフトお
よ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シヤ
フトの一端にステアリングホイールが取付けられ
且つ他端に衝撃吸収部分が形成され、該衝撃吸収
部分は当該部分の複合材料が衝撃荷重方向に対し
て同方向かその±10゜の方向および直角方向かそ
の±10゜の方向にそれぞれ強化繊維を配向して成
る管状部分として形成され、前記アツパーシヤフ
トの他端の端面が当該他端に嵌合された前記ロア
ーシヤフトに形成された拡径部の肩部と軸方向に
直角に当接していることを特徴とする衝撃吸収ス
テアリングシヤフト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19431882A JPS5984667A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP19431882A JPS5984667A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 衝撃吸収ステアリングシヤフト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5984667A JPS5984667A (ja) | 1984-05-16 |
| JPS6213236B2 true JPS6213236B2 (ja) | 1987-03-25 |
Family
ID=16322601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19431882A Granted JPS5984667A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 衝撃吸収ステアリングシヤフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5984667A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8413692D0 (en) * | 1984-05-29 | 1984-07-04 | Btr Plc | Energy absorption |
| DE3943535C2 (de) * | 1989-06-24 | 1994-11-24 | Gkn Automotive Ag | Verbindungsanordnung |
| WO1999003716A1 (de) * | 1997-07-15 | 1999-01-28 | Krupp Presta Ag | Lenksäulenanordnung für kraftfahrzeuge mit energieabsorptionselement |
| JP2010095208A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Nsk Ltd | ステアリング軸 |
| FR3001429A3 (fr) * | 2013-01-30 | 2014-08-01 | Renault Sa | Dispositif de controle de retractation de colonne de direction |
-
1982
- 1982-11-05 JP JP19431882A patent/JPS5984667A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5984667A (ja) | 1984-05-16 |
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