JPS6310029B2 - - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複合材料で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。