JP4188713B2 - Shock absorbing steering shaft - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝撃吸収式ステアリング装置に採用される衝撃吸収式ステアリングシャフトに係り、比較的簡易な構成で衝撃エネルギの効果的な吸収を実現する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車が他の自動車や建造物等に衝突した場合、ステアリングギヤを保持するクロスメンバ等が後退し、ステアリングシャフトが車室内に進入する虞がある。そこで、近年の自動車では、このような事態を未然に防ぐべく、衝撃吸収式ステアリング装置が広く採用されている。衝撃吸収式ステアリング装置は、ステアリングシャフトなどが衝撃エネルギを吸収しながらコラプス(短縮動)するもので、ステアリングシャフトをアウタシャフトとインナシャフトとに分割すると共に、両シャフトをセレーション等により摺動可能に結合させたものが一般的である。通常、アウタシャフトとインナシャフトとの間には、コラプスに抗する衝撃吸収機構が設けられており、所定値以上の軸方向荷重が作用したときにステアリングシャフトなどがコラプスし、その際にエネルギ吸収手段により衝撃エネルギが吸収される。
【0003】
衝撃吸収式ステアリングシャフトにおける衝撃エネルギの吸収方式としては、アウタシャフトとインナシャフトとをスプライン係合させると共に両シャフトの先端を楕円形に塑性変形させておき、コラプス初期に所定の衝撃エネルギを吸収させるもの(例えば、特許文献1参照)や、ステアリングシャフトの一部を薄鋼板のベローズにより形成し、コラプス時にこのベローズを塑性変形させるもの(例えば、特許文献2参照)等が提案されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−91230号公報 (第4,第5頁、図1〜図7)
【特許文献2】
特開平9−150747号公報 (第5,第6頁、図1〜図11)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の衝撃吸収式ステアリングシャフトには、以下に述べる問題があった。例えば、特許文献1に記載されたものでは、例えば、インナシャフトにアウタシャフトを外嵌させたものを塑性変形させるために比較大型のプレス装置が要求されるが、塑性変形後のアウタシャフトとインナシャフトとを相対移動させるために圧入装置にも高出力のものが必要となり、設備コストが上昇する等の問題があった。また、特許文献2に記載されたものでは、ベローズが比較的薄い鋼板等にバルジあるいはスピニング加工を施して形成されるため、設備コストがやはり上昇する他、ステアリングシャフトの剛性を確保することが難しい等の問題があった。
【0006】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、比較的簡易な構成で衝撃エネルギの効果的な吸収を実現した衝撃吸収式ステアリングシャフトを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するべく、請求項1の発明では、アウタシャフトと、当該アウタシャフトに軸方向摺動自在に内嵌されたインナシャフトと、環状のフランジと当該フランジの内周から一方の側に突出するかたちで延設された複数枚のプロングを備え、当該インナシャフトに外嵌・圧入されたプッシュナットとを有する衝撃吸収式ステアリングシャフトにおいて、前記プッシュナットは、前記アウタシャフトの端面に所定距離αだけ軸方向に離間して他方の側が対峙しており、前記プロングが前記フランジの内周部から前記インナシャフトへ向けて傾斜するかたちで延出して、その内縁で当該インナシャフトに圧接係合し、かつ、コラプス時に前記アウタシャフトが前記プロングに衝突して当該プロングと前記インナシャフトとの係合を解くべく、当該アウタシャフトの当該プロングとの当接部の径が前記フランジの内径より小さく設定されたものを提案する。
【0008】
請求項1の発明によれば、アウタシャフト内にインナシャフトが進入すると、アウタシャフトの端面がプッシュナットのプロングに衝突し、衝撃エネルギの吸収がなされながらプロングとインナシャフトとの係合が解かれる。この際、アウタシャフトの端面形状等を適宜設定することにより、衝撃エネルギの吸収量や吸収形態が変化する。
【0009】
また、請求項2の発明では、請求項1記載の衝撃吸収式ステアリングシャフトにおいて、前記アウタシャフトが、コラプスの進行に伴って前記複数のプロングに段階的に衝突するものを提案する。
【0010】
請求項2の発明によれば、アウタシャフトがプッシュナットの一部のプロングに衝突してそのインナシャフトとの係合を解くと、残ったプロングがインナシャフトの表面に係合痕を形成しながらインナシャフトと相対動して衝撃エネルギを吸収する。
【0011】
また、請求項3の発明では、請求項1または2の衝撃吸収式ステアリングシャフトにおいて、コラプス時に、前記アウタシャフトと前記インナシャフトとの少なくとも一方が、摩擦と弾性変形と塑性変形との少なくとも一つを伴って相対移動するものを提案する。
【0012】
請求項3の発明によれば、ステアリングシャフトのコラプスに伴ってアウタシャフトにインナシャフトが進入する際に衝撃エネルギが吸収される。
【0013】
また、請求項4の発明では、請求項1〜3の衝撃吸収式ステアリングシャフトにおいて、前記アウタシャフトと前記インナシャフトとの間に、金属部材の塑性変形によってコラプスエネルギを吸収するエネルギ吸収手段を備えたものを提案する。
【0014】
請求項4の発明によれば、衝撃エネルギがプッシュナットとエネルギ吸収手段との双方により吸収されるため、衝撃エネルギの吸収量や吸収形態が種々に設定可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る衝撃吸収式電動パワーステアリング装置の車室側部分を示す側面ずであり、同図中の符号1はステアリングコラムを示す。ステアリングコラム1は、チルト機構3とピボットピン5とを介して、車体構造部材たるクロスメンバ7に固定されている。ステアリングコラム1には、その内部に第1のステアリングシャフトたるステアリングアッパシャフト11が回動自在に支持されると共に、先端部に電動アシスト機構13が一体化されている。
【0016】
ステアリングアッパシャフト11の後端にはステアリングホイール15が取り付けられており、運転者がステアリングホイール15を回動させると、その回転力が電動アシスト機構13により増大された後、アウトプットシャフト17を介してステアリングインタミシャフト19に伝達され、更に図示しないステアリングロアシャフトを介してステアリングギヤに伝達される。
【0017】
このステアリング装置では、運転者がステアリングホイール15を回転させると、ステアリングアッパシャフト11やステアリングインタミシャフト19等を介して、その回転力が図示しないステアリングギヤに伝達される。ステアリングギヤ内には、回転入力を直線運動に変換するラックアンドピニオン機構等が内蔵されており、タイロッド等を介して車輪の舵角が変動して操舵が行われる。
【0018】
図2は、本発明の第1実施形態に係るステアリングインタミシャフト(以下、単にステアリングシャフトと記す)を示す縦断面図である。本実施形態のステアリングシャフト19は、円筒形状のアウタシャフト21と、円柱形状のインナシャフト23とをセレーション結合したものである。本実施形態の場合、電動アシスト機構13側にアウタシャフト21が連結され、ステアリングロアシャフト側にインナシャフト23が連結されているが、アウタシャフト21とインナシャフト23との位置関係を逆にしてもよい。
【0019】
本実施形態の場合、図3(図2中のA部拡大断面図)に示したように、インナシャフト23にはプッシュナット25が外嵌・圧入されている。プッシュナット25は、図4(正面図)および図5(側面図)に示したように、環状のフランジ27と、フランジ27の内周から一方の側(表面:つまり、図3中の左側)に突出するかたちで延設された6枚のプロング29とから形成されており、プロング29の裏面(図3中の右側)がアウタシャフト21の端部31に所定の距離αをもって対峙している。また、アウタシャフト21は、端部31側に向けて径が縮小するテーパ状に形成されており、その端部径Doがフランジの内径Dfより小さく設定されている。尚、本実施形態ではプロング29を6枚としたが、5枚以下としてもよいし、7枚以上としてもよい。
【0020】
以下、第1実施形態の作用を述べる。
車両が他の自動車や路上構造物等に衝突し、ステアリングギヤを保持したクロスメンバ等が後退した場合、ステアリングロアシャフトを介して、ステアリングシャフト19には大きな軸方向荷重が作用する。すると、インナシャフト23が比較的小さな抵抗をもってアウタシャフト21内に進入し、ステアリングシャフト19が長さαコラプスした段階でアウタシャフト21の端部31がプッシュナット25のプロング29に衝突する。その結果、プッシュナット25のプロング29は、図6に示したようにアウタシャフト21により押し拡げられ、インナシャフト23との係合が解かれる。
【0021】
この際、プロング29はインナシャフト23に所定の係合力をもって係合していたため、アウタシャフト21はプロング29を押し拡げるにあたって所定の反力を受け、図7にコラプスストロークSとコラプス荷重Fとの関係を示したように、衝撃エネルギの吸収が行われる。尚、図8に示したように、プロング29が曲がる支点Pがフランジ27の内周面となるため、アウタシャフト21の端部径Doがフランジの内径Dfに近い場合にはコラプス荷重F1が大きくなり、アウタシャフト21の端部径Do’がフランジの内径Dfより有意に小さい場合にはコラプス荷重F2が小さくなる。
【0022】
プロング29とインナシャフト23との係合が解かれると、インナシャフト23は、比較的小さな抵抗をもってアウタシャフト21内に進入するが、アウタシャフト21とインナシャフト23との間に他のエネルギ吸収手段が併設されていた場合には、図9にコラプスストロークSとコラプス荷重Fとの関係を示したように、衝撃エネルギの吸収はプッシュナット25と他のエネルギ吸収手段との双方を合成したものとなる。
【0023】
図10は、第2実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。本実施形態の全体構成も上述した第1実施形態と略同様であるが、アウタシャフト21の端部31の形状が異なっている。すなわち、第2実施形態では、アウタシャフト21の端部31のうち、図中に上方で示した部分31aが距離αをもって半数のプロング29に対峙し、下方に示した部分31bがαより大きな間隔βを持って残り半数のプロング29に対峙している。
【0024】
第2実施形態の場合、運転者のステアリングホイール7への二次衝突に伴ってインナシャフト23がアウタシャフト21に進入すると、アウタシャフト21の端部31は、ステアリングシャフト19が長さαコラプスした段階でプッシュナット25のプロング29の半数に衝突してこれらを押し拡げ、ステアリングシャフト19が長さβコラプスした段階でプッシュナット25のプロング29の残り半数に衝突してこれらを押し拡げる。
【0025】
本実施形態において、インナシャフト23が距離αから距離βに至るまでは、半数のプロング29がインナシャフト23と弾接していため、プロング29とインナシャフト23との間の摺動抵抗が非常に大きくなる。その結果、図11にコラプスストロークSとコラプス荷重Fとの関係を示したように、第1実施形態のものに較べて、衝撃エネルギの総吸収量は大きくなる。尚、ステアリングシャフト19が長さαコラプスした段階でアウタシャフト21の端部31が衝突するプロング29は、図12に記号Bで示したように1枚置きでもよいし、同図に記号Cで示したように隣り合う3枚でもよい。前者の場合にはコラプス荷重Fが比較的小さくなり、後者の場合にはコラプス荷重Fは比較的大きくなる。
【0026】
図13は、第3実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。本実施形態の全体構成も前述した第1実施形態と略同様であるが、アウタシャフト21の端部31をテーパ状にする代わりに、アウタシャフト21の端部31に距離αをもって対峙する突片33をプロング29から突出させている。本実施形態では、インナシャフト23がアウタシャフト21に距離α進入すると、プロング29の突片33がアウタシャフト21の端部31に衝突し、第1実施形態と同様にプロング29が押し拡げられる。本実施形態の作用は第1実施形態と同様である。
【0027】
図14は、第4実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。本実施形態の全体構成は上述した第3実施形態と略同様であるが、プロング29から突設された突片の長さが一律ではない。すなわち、図14中、上方の突片33がアウタシャフト21の端部31と距離αをもって対峙し、下方の突片35がアウタシャフト21の端部31と距離βをもって対峙している。本実施形態の場合、前述した第2実施形態と同様に、ステアリングシャフト19が長さαコラプスした段階で突片33がアウタシャフト21の端部31に衝突して、例えば半数のプロング29が押し拡げられ、ステアリングシャフト19が長さβコラプスした段階で突片35がアウタシャフト21の端部31に衝突して、残り半数のプロング29が押し拡げられる。本実施形態の作用は第2実施形態と同様である。
【0028】
図15は、第5実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。本実施形態では、アウタシャフト21とインナシャフト23とが所定の係合力をもってセレーション係合している。そして、エネルギ吸収手段として、プッシュナット25の裏面側に鋼板等を成形してなるベローズ41が固着される一方、アウタシャフト21には大径部43が形成されている。本実施形態の場合、大径部43にベローズ41が距離αをもって対峙し、アウタシャフト21の端部31はαより大きい距離βをもってプロング29に対峙している。
【0029】
第5実施形態の場合、ステアリングシャフト19がコラプスを開始すると、先ずアウタシャフト21とインナシャフト23とが摩擦摺動して衝撃エネルギが吸収され始める。そして、ステアリングシャフト19が長さαコラプスした段階で、大径部43にベローズ41が衝突し、ベローズ41は圧縮変形させられながら衝撃エネルギを吸収する。そして、ステアリングシャフト19が長さβコラプスした段階でアウタシャフト21の端部31がプッシュナット25のプロング29に衝突し、プロング29がアウタシャフト21により押し拡げられてインナシャフト23との係合が解かれる。図16は、第5実施形態におけるコラプスストロークSとコラプス荷重Fとの関係を示すグラフである。
【0030】
図17は、第6実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。本実施形態の全体構成は上述した第5実施形態と略同様であるが、ベローズ41がステアリングコラム1等の内周面に形成された環状突起45に対峙している。本実施形態の場合、ステアリングシャフト19が長さαコラプスした段階で環状突起45にベローズ41が衝突し、ベローズ41は圧縮変形させられながら衝撃エネルギを吸収する。そして、ステアリングシャフト19が長さβコラプスした段階で、アウタシャフト21の端部31がプッシュナット25のプロング29に衝突し、プロング29がアウタシャフト21により押し拡げられてインナシャフト23との係合が解かれる。本実施形態の作用は第5実施形態と同様である。
【0031】
図18は、第7実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。本実施形態では、アウタシャフト21とインナシャフト23とが所定の係合力をもってセレーション係合すると共に、アウタシャフト21に衝撃エネルギ吸収筒51が所定の係合力をもってセレーション係合している。衝撃エネルギ吸収筒51は、その径がプッシュナット25のフランジ27に対応した大きさになっており、距離αをもってフランジ27に対峙している。また、アウタシャフト21の端部31は、αより大きい距離βをもってプロング29に対峙している。
【0032】
第7実施形態の場合、ステアリングシャフト19がコラプスを開始すると、先ずアウタシャフト21とインナシャフト23とが摩擦摺動して衝撃エネルギが吸収され始める。次に、ステアリングシャフト19が長さαコラプスした段階で、衝撃エネルギ吸収筒51がプッシュナット25のフランジ27に衝突する。この状態では、プッシュナット25のプロング29はインナシャフト23に対して係合しているため、衝撃エネルギ吸収筒51がアウタシャフト21に対して相対移動し、両者の間の摩擦摺動により衝撃エネルギが吸収される。次に、ステアリングシャフト19が長さβコラプスした段階で、アウタシャフト21の端部31がプッシュナット25のプロング29に衝突し、プロング29がアウタシャフト21により押し拡げられてインナシャフト23との係合が解かれる。図19は、第7実施形態におけるコラプスストロークSとコラプス荷重Fとの関係を示すグラフである。
【0033】
図20は、第8実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。本実施形態では、アウタシャフト21とインナシャフト23とが所定の係合力をもってセレーション係合すると共に、エネルギ吸収手段として、プッシュナット25の外周に鋼板等を成形してなるしごき片61が固着され、更に車体側部材あるいはステアリングコラム1にしごき片61をしごくためのしごきピン63が設置されている。また、アウタシャフト21の端部31は、距離αをもってプロング29に対峙している。
【0034】
第8実施形態の場合、ステアリングシャフト19がコラプスを開始すると、先ずアウタシャフト21とインナシャフト23とが摩擦摺動すると同時に、しごき片61がしごきピン63によりしごかれ始め、これらにより衝撃エネルギが吸収される。次に、ステアリングシャフト19が長さαコラプスした段階で、アウタシャフト21の端部31がプッシュナット25のプロング29に衝突し、プロング29がアウタシャフト21により押し拡げられて、衝撃エネルギの吸収を伴いながらプッシュナット25とインナシャフト23との係合が解かれる。尚、プッシュナット25とインナシャフト23との係合が解かれた時点で、しごきピン63によるしごき片61のがしごきは停止する。図21は、第8実施形態におけるコラプスストロークSとコラプス荷重Fとの関係を示すグラフである。
【0035】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、第1実施形態等では、アウタシャフトの端部をテーパ状としたが、図22に示したように段付としてもよく、この場合にも同様の作用・効果を得ることができる。また、上記実施形態はステアリングインタミシャフトに本発明を適用したものであるが、ステアリングアッパシャフト等に適用してもよい。また、アウタシャフトとインナシャフトとアウタシャフトとが弾性変形や塑性変形を伴って相対移動するようにしてもよいし、インナシャフトとの間に設けるエネルギ吸収手段としてベローズやしごき片以外のものを採用するようにしてもよい。その他、ステアリング装置の具体的構成やプッシュナットの具体的形状等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【0036】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る衝撃吸収式ステアリングシャフトによれば、アウタシャフトと、当該アウタシャフトに軸方向摺動自在に内嵌されたインナシャフトと、環状のフランジと当該フランジの内周から一方の側に突出するかたちで延設された複数枚のプロングを備え、当該インナシャフトに外嵌・圧入されたプッシュナットとを有する衝撃吸収式ステアリングシャフトにおいて、前記プッシュナットは、前記アウタシャフトの端面に所定距離αだけ軸方向に離間して他方の側が対峙しており、前記プロングが前記フランジの内周部から前記インナシャフトへ向けて傾斜するかたちで延出して、その内縁で当該インナシャフトに圧接係合し、かつ、コラプス時に前記アウタシャフトが前記プロングに衝突して当該プロングと前記インナシャフトとの係合を解くべく、当該アウタシャフトの当該プロングとの当接部の径が前記フランジの内径より小さく設定されたものとしたため、アウタシャフト内にインナシャフトが進入すると、アウタシャフトの端面がプッシュナットのプロングに衝突し、衝撃エネルギの吸収がなされながらプロングとインナシャフトとの係合が解かれる。この際、アウタシャフトの端面形状等を適宜設定することにより、衝撃エネルギの吸収量や吸収形態を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るステアリング装置の車室側における構造を示す説明図である。
【図2】第1実施形態に係るステアリングシャフトを示す側面図である。
【図3】図2中のA部拡大断面図である。
【図4】プッシュナットの正面図である。
【図5】プッシュナットの側面図である。
【図6】第1実施形態の作用を示す説明図である。
【図7】第1実施形態におけるコラプスストロークとコラプス荷重との関係を示す図である。
【図8】アウタシャフトの端部径とコラプス荷重との関係を示す図である。
【図9】第1実施形態におけるコラプスストロークとコラプス荷重との関係を示す図である。
【図10】第2実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。
【図11】第2実施形態におけるコラプスストロークとコラプス荷重との関係を示す図である。
【図12】第2実施形態においてアウタシャフトが最初に衝突するプロングを示す図である。
【図13】第3実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。
【図14】第4実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。
【図15】第5実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。
【図16】第5実施形態におけるコラプスストロークとコラプス荷重との関係を示す図で
【図17】第6実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。
【図18】第7実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。
【図19】第7実施形態におけるコラプスストロークとコラプス荷重との関係を示す図で
【図20】第8実施形態に係るステアリングシャフトの要部を示す縦断面図である。
【図21】第8実施形態におけるコラプスストロークとコラプス荷重との関係を示す図である。
【図22】アウタシャフトの端部の変形例を示す図である。
【符号の説明】
11…ステアリングシャフト
19…ステアリングインタミシャフト
21…アウタシャフト
23…インナシャフト
25…プッシュナット
27…フランジ
29…プロング
31…アウタシャフトの端部
33,35…突片
41…ベローズ
43…アウタシャフトの大径部
45…環状突起
51…衝撃エネルギ吸収筒
61…しごき片
63…しごきピン
Do…アウタシャフトの端部径
Df…フランジの内径[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an impact absorption type steering shaft employed in an impact absorption type steering device, and more particularly to a technique for realizing effective absorption of impact energy with a relatively simple configuration.
[0002]
[Prior art]
When an automobile collides with another automobile, a building, or the like, there is a possibility that the cross member holding the steering gear moves backward and the steering shaft enters the vehicle interior. Therefore, in recent automobiles, in order to prevent such a situation, an impact absorption type steering device is widely adopted. The shock-absorbing steering system is a mechanism in which the steering shaft, etc., collapses while absorbing the impact energy. The steering shaft is divided into an outer shaft and an inner shaft, and both shafts can be slid by serration or the like. Combined ones are common. Usually, an impact absorbing mechanism that resists collapse is provided between the outer shaft and the inner shaft. When an axial load exceeding a predetermined value is applied, the steering shaft collapses and absorbs energy at that time. Impact energy is absorbed by the means.
[0003]
As an impact energy absorption method in the impact absorption type steering shaft, the outer shaft and the inner shaft are spline-engaged and the ends of both shafts are plastically deformed into an elliptical shape so that predetermined impact energy is absorbed in the initial stage of the collapse. A thing (for example, refer patent document 1) etc. which formed a part of steering shaft by the bellows of a thin steel plate, and plastically deforms this bellows at the time of collapse etc. are proposed.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-91230 (4th and 5th pages, FIGS. 1 to 7)
[Patent Document 2]
JP-A-9-150747 (5th and 6th pages, FIGS. 1 to 11)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional shock absorbing steering shaft described above has the following problems. For example, in the one described in Patent Document 1, for example, a comparatively large press device is required to plastically deform an outer shaft with an outer shaft fitted on the outer shaft. However, the outer shaft and the inner after plastic deformation are required. In order to move the shaft relative to each other, the press-fitting device needs to have a high output, and there is a problem that the equipment cost increases. Moreover, in what was described in patent document 2, since a bellows is formed by carrying out a bulge or spinning process to a comparatively thin steel plate etc., an installation cost also rises and it is difficult to ensure the rigidity of a steering shaft. There was a problem such as.
[0006]
The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide an impact absorption type steering shaft that realizes effective absorption of impact energy with a relatively simple configuration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention of claim 1, an outer shaft, an inner shaft fitted in the outer shaft so as to be slidable in the axial direction, an annular flange, and an inner periphery of the flange from one side to the other side. comprising a plurality of prongs that extend in the form of projecting, in the impact absorbing type steering shaft having a push nut which is fitted, press fitted to the inner shaft, the push nut, a predetermined distance in an end face of the outer shaft The other side is opposed in the axial direction by α, and the prongs extend from the inner periphery of the flange toward the inner shaft, and press contact engagement with the inner shaft at its inner edge and, and solves the engagement with the inner shaft and the prongs collide with the outer shaft the prong during collapse Proposes that the diameter of the contact portion between the prongs of the outer shaft is set smaller than the inner diameter of the flange.
[0008]
According to the invention of claim 1, when the inner shaft enters the outer shaft, the end surface of the outer shaft collides with the prong of the push nut, and the engagement between the prong and the inner shaft is released while absorbing the impact energy. . At this time, by appropriately setting the end face shape of the outer shaft, the amount of shock energy absorbed and the form of absorption change.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is proposed the shock absorbing steering shaft according to the first aspect, wherein the outer shaft collides with the plurality of prongs stepwise as the collapse progresses.
[0010]
According to the invention of claim 2, when the outer shaft collides with a part of the prong of the push nut and disengages the inner shaft, the remaining prong forms an engagement mark on the surface of the inner shaft. It absorbs impact energy by moving relative to the inner shaft.
[0011]
According to a third aspect of the invention, in the shock absorbing steering shaft according to the first or second aspect, at the time of the collapse, at least one of the outer shaft and the inner shaft is at least one of friction, elastic deformation, and plastic deformation. We propose something that moves relative to each other.
[0012]
According to the invention of
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the shock absorbing steering shaft according to the first to third aspects, an energy absorbing means for absorbing the collapse energy by plastic deformation of a metal member is provided between the outer shaft and the inner shaft. Suggest something.
[0014]
According to the fourth aspect of the present invention, since the impact energy is absorbed by both the push nut and the energy absorbing means, it is possible to variously set the amount and form of absorption of the impact energy.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing a passenger compartment side portion of an impact absorbing electric power steering apparatus according to the present invention, and reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a steering column. The steering column 1 is fixed to a
[0016]
A
[0017]
In this steering device, when the driver rotates the
[0018]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a steering intermediate shaft (hereinafter simply referred to as a steering shaft) according to the first embodiment of the present invention. The steering
[0019]
In the case of this embodiment, as shown in FIG. 3 (enlarged sectional view of A part in FIG. 2), a
[0020]
The operation of the first embodiment will be described below.
When the vehicle collides with another automobile or a road structure and the cross member holding the steering gear moves backward, a large axial load acts on the steering
[0021]
At this time, since the
[0022]
When the engagement between the
[0023]
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a main part of the steering shaft according to the second embodiment. The overall configuration of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment described above, but the shape of the
[0024]
In the case of the second embodiment, when the
[0025]
In this embodiment, since the half prongs 29 are in elastic contact with the
[0026]
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a main part of the steering shaft according to the third embodiment. The overall configuration of the present embodiment is also substantially the same as that of the first embodiment described above, but instead of making the
[0027]
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a main part of the steering shaft according to the fourth embodiment. The overall configuration of the present embodiment is substantially the same as that of the third embodiment described above, but the length of the projecting piece projecting from the
[0028]
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering shaft according to the fifth embodiment. In this embodiment, the
[0029]
In the case of the fifth embodiment, when the steering
[0030]
FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering shaft according to the sixth embodiment. The overall configuration of the present embodiment is substantially the same as that of the fifth embodiment described above, but the
[0031]
FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering shaft according to the seventh embodiment. In the present embodiment, the
[0032]
In the case of the seventh embodiment, when the steering
[0033]
FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering shaft according to the eighth embodiment. In the present embodiment, the
[0034]
In the case of the eighth embodiment, when the steering
[0035]
Although description of specific embodiment is finished above, the aspect of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the first embodiment and the like, the end portion of the outer shaft is tapered, but may be stepped as shown in FIG. 22, and in this case, the same operation and effect can be obtained. Moreover, although the said embodiment applies this invention to a steering intermediate shaft, you may apply to a steering upper shaft. Further, the outer shaft, the inner shaft, and the outer shaft may be moved relative to each other with elastic deformation or plastic deformation, and energy absorbing means provided between the inner shaft and the bellows or the ironing piece is adopted. You may make it do. In addition, the specific configuration of the steering device, the specific shape of the push nut, and the like can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the shock absorbing steering shaft of the present invention, the outer shaft, the inner shaft that is fitted in the outer shaft so as to be axially slidable, the annular flange, and the inner periphery of the flange comprising one plurality of prongs that extend in the form of protruding to the side from, in the impact absorbing type steering shaft having a push nut which is fitted, press fitted to the inner shaft, the push nut, the outer shaft The other end faces the end surface of the flange and is opposed to the other side in the axial direction. The prongs extend from the inner peripheral portion of the flange toward the inner shaft, and the inner edge pressure engaged with the shaft, and wherein with the prongs in said outer shaft upon collapse impinge upon the prongs Since the diameter of the contact portion of the outer shaft with the prong is set to be smaller than the inner diameter of the flange in order to release the engagement with the shaft, when the inner shaft enters the outer shaft, the end surface of the outer shaft Collides with the prong of the push nut, and the engagement between the prong and the inner shaft is released while absorbing the impact energy. At this time, the amount of shock energy absorbed and the form of absorption can be changed by appropriately setting the end face shape of the outer shaft.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a structure of a steering device according to the present invention on a vehicle compartment side.
FIG. 2 is a side view showing the steering shaft according to the first embodiment.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part A in FIG.
FIG. 4 is a front view of a push nut.
FIG. 5 is a side view of the push nut.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operation of the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a collapse stroke and a collapse load in the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an end shaft diameter of an outer shaft and a collapse load.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a collapse stroke and a collapse load in the first embodiment.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering shaft according to a second embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a collapse stroke and a collapse load in the second embodiment.
FIG. 12 is a view showing a prong that an outer shaft collides first in the second embodiment.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering shaft according to a third embodiment.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering shaft according to a fourth embodiment.
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering shaft according to a fifth embodiment.
FIG. 16 is a view showing a relationship between a collapse stroke and a collapse load in the fifth embodiment. FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing a main part of the steering shaft according to the sixth embodiment.
FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering shaft according to a seventh embodiment.
FIG. 19 is a view showing the relationship between the collapse stroke and the collapse load in the seventh embodiment. FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing the main part of the steering shaft according to the eighth embodiment.
FIG. 21 is a diagram showing a relationship between a collapse stroke and a collapse load in the eighth embodiment.
FIG. 22 is a view showing a modification of the end portion of the outer shaft.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
当該アウタシャフトに軸方向摺動自在に内嵌されたインナシャフトと、
環状のフランジと当該フランジの内周から一方の側に突出するかたちで延設された複数枚のプロングを備え、当該インナシャフトに外嵌・圧入されたプッシュナットと
を有する衝撃吸収式ステアリングシャフトにおいて、
前記プッシュナットは、
前記アウタシャフトの端面に所定距離αだけ軸方向に離間して他方の側が対峙しており、
前記プロングが前記フランジの内周部から前記インナシャフトへ向けて傾斜するかたちで延出して、その内縁で当該インナシャフトに圧接係合し、
かつ、コラプス時に前記アウタシャフトが前記プロングに衝突して当該プロングと前記インナシャフトとの係合を解くべく、当該アウタシャフトの当該プロングとの当接部の径が前記フランジの内径より小さく設定されたことを特徴とする衝撃吸収式ステアリングシャフト。An outer shaft,
An inner shaft fitted in the outer shaft so as to be axially slidable;
Comprising a plurality of prongs that extend in the form projecting from the inner circumference on one side of the annular flange and the flange, in the impact absorbing type steering shaft having a push nut which is fitted, pressed into the inner shaft ,
The push nut is
The other side of the outer shaft is opposed to the end surface of the outer shaft spaced apart in the axial direction by a predetermined distance α ,
The prongs extend from the inner periphery of the flange toward the inner shaft, and press contact with the inner shaft at the inner edge;
In addition, the diameter of the abutment portion of the outer shaft with the prong is set smaller than the inner diameter of the flange so that the outer shaft collides with the prong at the time of collapse to disengage the prong from the inner shaft. A shock-absorbing steering shaft characterized by that.
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