JPS5945548B2 - 衝撃吸収式ステアリングシヤフト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車等の車両用ステアリングシャフトにおい
て、車両の衝突時にステアリングホイールに対して操縦
者の慣性により加えられる衝撃を吸収緩和し、操縦者が
衝撃により受ける傷害を軽減する装置に関する。

従来この種のステアリングシャフトは、中空のローアシ
ャフトとこれにはまり衝突時にピストン作用をなすアッ
パシャフトとからなっていて、ローアシャフト内に充て
んされている圧縮性固体をオリフィスを介してローアシ
ャフトの外部に押し出し、オリフィスの絞りにより衝撃
を消費吸収する形式であった。

圧縮性固体は、オリフィスの衝撃吸収能力と消費所要エ
ネルギー量に見合う分量を備え、ローアシャフト２の中
空もこの分量を収容するに充分な空間容積を備えている
。

しかしながら上記従来の形式は、圧縮性固体がただ１回
だけ１つのオリフィスを通過するときの絞り効果を利用
するものである。

また、圧縮性固体はローアシャフトの外部に排出するも
のである。

本発明は上記従来のものを改良し、圧縮性固体の分量を
従来のほぼ３／４程度の分量とし、これをオリフィスを
介してローシャフトの中空内部の区画された一つの室か
ら他の室に移し、移し終った後再び逆に当初の室にオリ
フィスを介して戻すように構成したものである。

圧縮性固体は往復、２回にわたりオリフィスを通過して
絞り効果を得るから、それだけ分量を節減できるほかそ
の圧縮性固体の使用量低減に伴い温度変化による圧縮性
固体の体積膨張量即ち圧力変動が低減してシェアピン等
の作動への影響を減少なすことができ、また圧縮性固体
はローアシャフトの外部に排出されない等の利点を有す
る。

第２図において右方のアッパシャフト１は中実のシャフ
トであって図示しない右端に操向輪を有し、操縦者の操
作によって回転される。

このアッパシャフト１は左側部を中空のローアシャフト
２に密に嵌合しているが、しかし軸方向に滑動可能であ
る。

アッパシャフト１の断面形状は楕円形であり、ローアシ
ャフト２の嵌合部もこの楕円に合致する楕円状断面の円
筒であるから、操向輪を回動するとアッパシャフト１か
らローアシャフト２にトルクが伝達される。

両シャフトの軸線方向のスラストは周知のシェアピン８
により防止されている。

ローアシャフト２の左端はブラケット４により密閉され
て、ローアシャフト２内に密閉の室を作る。

この室の内部中程にピストン５を設けである。

ピストン５は第３図に示すような構造により、第２図の
位置を正常時保つ。

すなわち、ピストン５はその周面に４個の切欠部５ｂを
有し、この各切欠部に適合して係合するように４個のプ
レー ） ２ ａがローアシャフト２の内周面に間隔を
おいて設けである。

ピストン５は中心にオリフィス５ａを有し、これに栓７
を圧入して密閉している。

ローアシャフト２内はピストン５により室１０と１１と
に区画される。

室１０には圧縮性固体例えばシリコンゴムが充てんされ
ている。

室１１は空であって何も充てんされていない。

つぎに本発明ステアリングシャフトの作動を説明する。

自動車の衝突事故あるいは急停車等によって操縦者の上
体が操向輪に衝突すると、アッパシャフト１は第２図の
左方に衝激を受ける。

この衝撃によってシェアピン８がまし破断される。

その結果シャフト１が室１０内に侵入し、圧縮性固体６
を圧縮する。

圧縮性固体の圧力が所定値に達すると、栓７がオリフィ
ス５ａから室１１内に抜は出る。

室１０内の圧縮性固体６は、アッパシャフト１に押され
て流動化してオリフィス５ａから室１１内に流出する。

その際、オリフィス５ａを通過する圧縮性固体の絞り抵
抗により、アッパシャフト１の受けた衝撃の一部を吸収
する。

アッパシャフト１の左側がピストン５に衝当すると衝撃
によりピストン５の外周面の切欠部５ｂに続く短小部５
ｃが切除されて各切欠部５ｂは左右相通ずるオリフィス
に変る。

ピストン５はアッパシャフト１の左側面に押されてとも
に左方に動く。

なおオリフィス５ａの内径はアッパシャフト１の径より
小さい。

ピストン５ｃが室１１内を左方に動くと、第４図に示す
ようにすでに室１１内に移り終っている圧縮性固体６は
室１１内で加圧圧縮される。

その結果以後、室１１内の圧縮性固体は各オリフィス５
ｂを経て再び右の室１０内に戻る（室１０はこのときほ
とんど空虚になっている）。

その際各オリフィス５ｂを通過する圧縮性固体の受ける
絞り抵抗によりアッパシャフト１の衝撃は同じように吸
収消費される。

上述のように、当初オリフィス５ａを通過する圧縮性固
体の絞り抵抗によりアッパシャフト１の衝撃が吸収され
、アッパシャフト１がピストン５に衝当後は、各オリフ
ィス５ｂを通過する圧縮性固体の受ける絞り抵抗により
、引続きアッパシャフトの衝撃エネルギーは消費吸収さ
れる。

上述の衝撃吸収作動において、ローアシャフト２内の全
空間の３／４の容積に相当する室１０内の圧縮性固体６
が、アッパシャフト１の全ストロークにわたり、オリフ
ィスの絞り抵抗による衝撃吸収作動をなす。

従来のステアリングシャフトでは第１図に示すようにロ
ーアシャフト２１の全容積一杯に圧縮性固体を充てんし
、これがブラケット４／の有するオリフィス４１ａを通
過するときの絞り抵抗のみによりアッパシャフト１の衝
撃が吸収緩衝される。

この従来のものに比較すると、本発明のステアリングシ
ャフトは、はぼ３／４の分量の圧縮性固体を折り返し２
回オリフィスを通過させることによって、従来同様アッ
パシャフトの全ストロークにわたり衝撃吸収させるもの
である。

その結果圧縮性固体６の使用量を節減できるものである
。

そして圧縮性固体は瓢度変化１℃当り約０．０９パーセ
ントの体積変化を生ずるものであることから、室内に密
封された圧縮性固体はステアリンク装置がエンジンルー
ムへ延在して、いることによる温度上昇により体積膨張
して内圧が上昇してアッパシャフトに圧力が作用するも
のである力入然しながら圧縮性固体の使用量低減に伴い
、温度変化による内圧変化を減少してシェアピンの折に
グ吊ノットの離脱への作動影響を低減して安定した衝撃
吸収性能を発揮なすことができるものである。

尚、温度変化による圧縮性固体の体積変動を考慮して単
にその使用量を減らしたとすると、衝撃吸収時に圧縮性
固体が圧縮されるまでスキマが生じていることから、衝
撃吸収の初期の吸収効率が悪化する欠点があることは自
明であろう。

なお第１図では、第２図の各部品符号に応する各部品に
は、同じ符号にダッシュを付して図示し１重複した説明
を省略しである。

第５図に示す実施例はピストン５′を樹脂インジェクシ
ョン、あるいは溶接等でローアシャフト２内周面に固着
しである。

ピストン５′はオリフイス５’ａとオリフィス５’ｂを
有する。

右の室１０から左の室１１に向う圧縮性固体の通過には
オリフィス５’ａが働き、反対に室１１から室１０に向
う通過には、オリフィス５’ｂが働く。

なお図にはオリフィス５’ａにはまる栓の図示を省略し
である。

また図には、オリフィス５１ｂが働いていて状態を流線
Ｆで示す。

第７図の実施例は、ピストン１の左端にオリフィス１ａ
を切欠状に有する。

ピストン５／／はオリフィス５／／ａのみを有する。

第５図と同様に、オリフィス１ａが働いている状態を流
線Ｆで示す。

、図面の簡単な説明 ′第１図は従来のステアリングシャフトの縦断面図、第
２図〜第４図は、それぞれ本発明ステアリングシャフト
の縦断面図（待機状態）、横断面図、縦断面図（作動を
示す）である。

第５図、第６図、第７図は倒れもそれぞれ他の実施例の
一部の縦断面図、断面図、縦断面図である。

１・・・・・・アッパシャフト、２・・・・・・ローア
シャフト、４・・・・・・ブラケット、５・・・・・・
ピストン、６・・・・・・圧縮性固体、５ａ・・・・・
・オリフィス、５ｂ・・・・・・オリフィス、７・・・
・・・栓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中空状のローアシャフト２とその一端に滑動可能に
   嵌合するアッパシャフト１とを有し、ローアシャフトの
   他端はブラケットで閉じ、その密閉中空内をアッパシャ
   フトから離間するオリフィス付きピストンにより２室に
   区画し、この２室のうち、アッパシャフト１側の室内に
   圧縮性固体を充てんし、他の室は空の状態に保ち、上記
   ピストンの有するオリフィスは、上記アッパシャフト側
   の室内の圧縮性固体の加圧により脱し得る栓により通常
   時閉じられ４アツパシヤフト１のロアシャフト２内への
   進入１こより圧縮性固体の圧が上昇すると上記ピストン
   に設けた栓が抜け、上記両室をオリフィスを介して連通
   させて圧縮性固体を上記空室側に導き、上記アッパシャ
   フトのさらなる進入がピストンをロアシャフト内で遊動
   させ且つ圧縮性固体をロアシャフトとアッパシャフトと
   の間の空隙を介してアッパシャフト側に逆流可能とさせ
   る衝撃吸収式ステアリングシャフト。