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JP2008239081A - Energy absorbing shaft for steering device - Google Patents

Energy absorbing shaft for steering device Download PDF

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JP2008239081A
JP2008239081A JP2007085346A JP2007085346A JP2008239081A JP 2008239081 A JP2008239081 A JP 2008239081A JP 2007085346 A JP2007085346 A JP 2007085346A JP 2007085346 A JP2007085346 A JP 2007085346A JP 2008239081 A JP2008239081 A JP 2008239081A
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JP
Japan
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outer tube
inner shaft
shaft
axial direction
blocking
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Application number
JP2007085346A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ito
毅 伊藤
Seiichi Moriyama
誠一 森山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a structure capable of absorbing impact by bending its intermediate part in a "chevron" shape at the time of collision, easily manufacturable at low cost, and having superior heat resistance. <P>SOLUTION: This energy absorbing shaft comprises a displacement limiting part allowing an inner shaft 7 and a first outer tube 6 to be axially displaced relative to each other only when a lateral strong force is applied between the inner shaft and the first outer tube. The displacement limiting part locks a stopper such as a stopper ring 17 manufactured independently of the inner shaft 7 and the first outer tube 6 to the inner shaft 7. The stopper enables the first outer tube 6 to be relatively displaced from the inner shaft 7 axially to the position where the outer tube comes off a small sectional area part 12 formed at the intermediate part of the inner shaft 7 because it is broken or axially displaced relative to the inner shaft 7 by the strong force. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、自動車用操舵装置を構成する中間シャフトのうち、衝突事故の際に衝撃エネルギを吸収しつつ折れ曲がる事で運転者を保護する、ステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトの改良に関する。   The present invention relates to an improvement of an energy absorbing shaft for a steering device that protects a driver by bending while absorbing impact energy in the event of a collision among intermediate shafts that constitute a steering device for an automobile.

自動車用操舵装置は、図11に示す様に、運転者が操作するステアリングホイール1の動きを、ステアリングシャフト2及び中間シャフト3等の複数本のシャフトと、これら各シャフト2、3の端部同士を結合した自在継手4a、4bとを介して、図示しないステアリングギヤに伝達する様に構成している。この様に構成される自動車用操舵装置では、衝突時に運転者を保護する為、上記ステアリングシャフト2及びこのステアリングシャフト2を挿通したステアリングコラム5、或いは上記中間シャフト3を、衝撃に伴って、この衝撃のエネルギを吸収しつつ全長が縮まるエネルギ吸収式のものとする事が一般的に行なわれている。又、上記中間シャフト3に関しては、衝撃に伴って、この衝撃のエネルギを吸収しつつ軸方向中間部で「く」字形に折れ曲がる構造とする事も、従来から広く行なわれている。   As shown in FIG. 11, the steering apparatus for automobiles moves the steering wheel 1 operated by the driver to a plurality of shafts such as a steering shaft 2 and an intermediate shaft 3, and ends of the shafts 2 and 3. Is transmitted to a steering gear (not shown) through universal joints 4a and 4b. In the vehicle steering apparatus configured as described above, in order to protect the driver in the event of a collision, the steering shaft 2 and the steering column 5 through which the steering shaft 2 is inserted, or the intermediate shaft 3 are brought into contact with the impact. In general, an energy absorption type that absorbs impact energy and shortens the entire length is used. Further, regarding the intermediate shaft 3, it has been widely practiced that the intermediate shaft 3 is bent in a “<” shape at the axial intermediate portion while absorbing the energy of the impact.

この様な、衝撃のエネルギを吸収しつつ軸方向中間部で折れ曲がるステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトとして従来から、例えば特許文献1〜3に記載されたものが知られている。図12〜16は、これら各特許文献に記載された、ステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトの1例を示している。このステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトは、第一のアウタチューブ6と、インナシャフト7と、第二のアウタチューブ8とを備える。これら各部材6〜8は、インナシャフト7の外周面に形成した雄セレーション溝と上記第一、第二の両アウタチューブ6、8の内周面に形成した雌セレーション溝とをセレーション係合させる事で、トルク伝達と軸方向に関する相対変位とを可能に組み合わせている。   As such an energy absorption shaft for a steering device that bends at an intermediate portion in the axial direction while absorbing impact energy, for example, those described in Patent Documents 1 to 3, for example, are known. 12-16 has shown an example of the energy absorption type shaft for steering devices described in each of these patent documents. This energy absorbing shaft for a steering device includes a first outer tube 6, an inner shaft 7, and a second outer tube 8. Each of these members 6 to 8 engages a male serration groove formed on the outer peripheral surface of the inner shaft 7 and a female serration groove formed on the inner peripheral surfaces of the first and second outer tubes 6 and 8. Thus, torque transmission and relative displacement in the axial direction are combined in a possible manner.

但し、上記インナシャフト7と上記第一、第二の両アウタチューブ6、8とは、このうちのインナシャフト7の外周面複数個所(図示の例では3個所)に形成した小径部9a、9b、9cと、上記両アウタチューブ6、8に形成した通孔10a、10b、10cとの間に掛け渡した合成樹脂11a、11b、11cにより結合している。従って上記インナシャフト7と上記第一、第二の両アウタチューブ6、8とは、軸方向に強い衝撃が加わり、上記合成樹脂11a、11b、11cが裂断した場合にのみ、軸方向に関して相対変位可能になる。又、インナシャフト7の中間部で上記第一のアウタチューブ6の軸方向中間部内径側に位置する部分には、このインナシャフト7の他の部分に比べて十分に小径な小断面積部12を設けている。更に、上記第一のアウタチューブ6の一端縁で、上記第二のアウタチューブ8の一端縁(図12の左下端縁)に対向する部分(図12の右上部分)を、その片半部側が他半部側よりも上記第二のアウタチューブ8の一端縁から離れる向きに傾斜させている。尚、第一のアウタチューブ6の一端縁に代えて、或はこの一端縁と共に、第二のアウタチューブ8の一端縁を傾斜させる場合もある。   However, the inner shaft 7 and the first and second outer tubes 6, 8 are small diameter portions 9 a, 9 b formed at a plurality of locations (three locations in the illustrated example) of the inner shaft 7. 9c and the synthetic resin 11a, 11b, 11c spanned between the through holes 10a, 10b, 10c formed in the outer tubes 6, 8. Therefore, the inner shaft 7 and the first and second outer tubes 6 and 8 are relatively relative to each other only in the axial direction when a strong impact is applied in the axial direction and the synthetic resins 11a, 11b, and 11c are torn. Displaceable. In addition, a small cross-sectional area portion 12 having a sufficiently small diameter compared with other portions of the inner shaft 7 is formed in a portion located on the inner diameter side of the first outer tube 6 in the middle portion of the inner shaft 7. Is provided. Further, a portion (upper right portion in FIG. 12) of one end edge of the first outer tube 6 that faces one end edge (left lower end edge in FIG. 12) of the second outer tube 8 It is made to incline in the direction which leaves | separates from the one end edge of said 2nd outer tube 8 rather than the other half part side. The one end edge of the second outer tube 8 may be inclined instead of or together with the one end edge of the first outer tube 6.

上述の様なステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトは、自動車の操舵装置に組み込まれ、ステアリングホイール1(図11)の動きを、図示しないステアリングギアに伝える。通常時には、上記小断面積部12の周囲に第一のアウタチューブ6が、上記合成樹脂11b、11cの係止力に基づいて存在する。この為、インナシャフト7がこの小断面積部12で折れ曲がる事はない。又、操舵の為のトルクは、主として上記第一のアウタチューブ6によって、上記インナシャフト7の後部(図12の右上部)から前部(同左下部)に伝達される。   The energy absorbing shaft for a steering device as described above is incorporated in a steering device for an automobile, and transmits the movement of the steering wheel 1 (FIG. 11) to a steering gear (not shown). Normally, the first outer tube 6 exists around the small cross-sectional area 12 based on the locking force of the synthetic resins 11b and 11c. For this reason, the inner shaft 7 is not bent at the small cross-sectional area portion 12. Further, the torque for steering is transmitted from the rear part (upper right part in FIG. 12) of the inner shaft 7 to the front part (lower left part) mainly by the first outer tube 6.

衝突時に(一次衝突又は二次衝突に伴って)上記ステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトに、軸方向に亙る強い圧縮力が加わると、先ず、上記第二のアウタチューブ8と上記インナシャフト7との間に掛け渡された合成樹脂11aが裂断し、この合成樹脂11aによる係止力が喪失する。そして、このインナシャフト7と上記第二のアウタチューブ8とが図12→図13の様に軸方向に変位し、この第二のアウタチューブ8の一端縁上半部と第一のアウタチューブ6の一端縁上半部とが当接する。この状態から更に上記インナシャフト7が、上記第二のアウタチューブ8に対し後方(図12の右上方向)に移動すると、上記第一のアウタチューブ6と上記インナシャフト7との間に掛け渡された合成樹脂11b、11cも裂断し、この第一のアウタチューブ6が上記第二のアウタチューブ8により、上記インナシャフト7の一端(図12の左下端)に向け押される。そして、図13→図14に示す様に、第一のアウタチューブ6と第二のアウタチューブ8との突き合わせ面が軸方向に移動し、この突き合わせ面が、上記小断面積部12の中間部周囲に存在する様になる。同時に、上記第一のアウタチューブ6の一端面が上記インナシャフト7の一端部に設けた段差面14に突き当たり、それ以上、このインナシャフト7に対し軸方向に移動しない様になる。尚、上記段差面14を省略する代わりに、上記インナシャフト7の他端面(図12の右上端面)を、上記第二のアウタチューブ8と自在継手のヨーク15とを結合する結合ピン16に突き当てる構造を採用する事もできる。この様な構造も、前記特許文献1に記載されているが、何れにしても、上記インナシャフト7が、上記図14に示した状態から、それ以上軸方向に移動しなくなる。   When a strong compressive force in the axial direction is applied to the energy absorbing shaft for the steering device at the time of a collision (according to a primary collision or a secondary collision), first, the second outer tube 8 and the inner shaft 7 The synthetic resin 11a stretched between them breaks, and the locking force by the synthetic resin 11a is lost. Then, the inner shaft 7 and the second outer tube 8 are displaced in the axial direction as shown in FIGS. 12 to 13, and the upper half of one end edge of the second outer tube 8 and the first outer tube 6. The upper half of the one end edge contacts. When the inner shaft 7 further moves rearward (upper right direction in FIG. 12) with respect to the second outer tube 8 from this state, the inner shaft 7 is spanned between the first outer tube 6 and the inner shaft 7. The synthetic resins 11b and 11c are also broken, and the first outer tube 6 is pushed toward one end of the inner shaft 7 (the lower left end in FIG. 12) by the second outer tube 8. Then, as shown in FIGS. 13 to 14, the abutting surface of the first outer tube 6 and the second outer tube 8 moves in the axial direction, and this abutting surface is an intermediate portion of the small cross-sectional area portion 12. It seems to exist around. At the same time, one end surface of the first outer tube 6 abuts against a stepped surface 14 provided at one end portion of the inner shaft 7, so that it does not move in the axial direction with respect to the inner shaft 7 any more. Instead of omitting the stepped surface 14, the other end surface of the inner shaft 7 (upper right end surface in FIG. 12) is pushed to a coupling pin 16 that couples the second outer tube 8 and the universal joint yoke 15. A hitting structure can also be adopted. Although such a structure is also described in Patent Document 1, in any case, the inner shaft 7 does not move in the axial direction any more from the state shown in FIG.

この様な図14に示した状態から、更に上記圧縮力が加わると、上記第一のアウタチューブ6による折れ曲がり阻止力を喪失した上記インナシャフト7が折れ曲がる。例えば図示の様に、上記第一のアウタチューブ6の一端面を上記段差面14に突き当てる構造の場合には、傾斜したこの第一のアウタチューブ6の一端縁と、上記第二のアウタチューブ8の一端縁との係合に基づいて、これら両アウタチューブ6、8の中心軸同士を曲げる方向の力が加わる。そして、上記インナシャフト7の小断面積部12が、図14→図15→図16に示す様に、塑性変形する事で折れ曲がる。この様に小断面積部12を折り曲げる方向に塑性変形させる事により、ステアリング用シャフトの全長を縮めつつ、衝突に基づくエネルギを吸収し、運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。上記インナシャフト7の他端面を上記結合ピン16に突き当てる構造の場合には、上記第一のアウタチューブ6の一端縁を傾斜させる必要はない(傾斜させる事は自由である)が、この場合でも、上記圧縮力に基づき、上記小断面積部12が折れ曲がる。   When the compression force is further applied from the state shown in FIG. 14, the inner shaft 7 that has lost the bending prevention force by the first outer tube 6 is bent. For example, as shown in the figure, in the case of a structure in which one end surface of the first outer tube 6 is abutted against the stepped surface 14, the one end edge of the inclined first outer tube 6 and the second outer tube are inclined. Based on the engagement with the one end edge of 8, a force in the direction of bending the central axes of these outer tubes 6, 8 is applied. The small cross-sectional area 12 of the inner shaft 7 is bent by plastic deformation as shown in FIGS. In this way, by plastically deforming the small cross-sectional area 12 in the direction of bending, the energy due to the collision is absorbed while the entire length of the steering shaft is reduced, and the impact applied to the driver's body is reduced. In the case of a structure in which the other end surface of the inner shaft 7 is abutted against the coupling pin 16, it is not necessary to incline the one end edge of the first outer tube 6 (it is free to incline), but in this case However, the small cross-sectional area portion 12 is bent based on the compression force.

何れの構造にしても、上述の様なステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトは、上記インナシャフト7と上記第一、第二の両アウタチューブ6、8との間に上記各合成樹脂11a、11b、11cを掛け渡す事により造られる。この様に、各合成樹脂11a、11b、11cを掛け渡す作業は面倒である為、上記ステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトの製造コストが相当に嵩んでしまう。   Regardless of the structure, the energy absorbing shaft for a steering device as described above is formed between the inner shaft 7 and the first and second outer tubes 6, 8. It is made by passing 11c. As described above, since the work of transferring the synthetic resins 11a, 11b, and 11c is troublesome, the manufacturing cost of the energy absorbing shaft for the steering device is considerably increased.

又、上述の様なステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトは、前述の図11に示した中間シャフト3として利用する場合が多い。そして、この中間シャフト3は、エンジンルーム内に設置される場合が多い為、使用時に高温に曝される場合がある。この為、通常時に上記インナシャフト7と上記第一、第二の両アウタチューブ6、8との軸方向変位を阻止する為の合成樹脂11a、11b、11cとして、十分な耐熱性を有するものを使用する必要がある。十分な耐熱性を有する合成樹脂は高価であり、上記ステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトを造る為の材料費が嵩む。   Further, the energy absorbing shaft for a steering device as described above is often used as the intermediate shaft 3 shown in FIG. Since the intermediate shaft 3 is often installed in the engine room, it may be exposed to a high temperature during use. For this reason, the synthetic resins 11a, 11b, and 11c for preventing axial displacement between the inner shaft 7 and the first and second outer tubes 6 and 8 at normal times have sufficient heat resistance. Need to use. A synthetic resin having sufficient heat resistance is expensive, and the material cost for producing the energy absorbing shaft for a steering device is increased.

特開平7−309241号公報JP-A-7-309241 特開平8−258727号公報JP-A-8-258727 実用新案登録第2586569号公報Utility Model Registration No. 2586569

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、衝突事故の際に、中間部を「く」字形に折り曲げつつ衝撃を吸収する構造で、少なくとも製造作業を容易に行なえる様にできて、コスト低減を図れる構造を実現すべく発明したものである。更に、必要に応じて、優れた耐熱性を有する構造を実現する事も意図している。   In view of the circumstances as described above, the present invention has a structure that absorbs an impact while folding an intermediate portion into a “<” shape at the time of a collision accident, and can at least easily perform a manufacturing operation. It was invented to realize a structure that can be reduced. Furthermore, it is intended to realize a structure having excellent heat resistance as required.

本発明のステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトは、インナシャフトと、第一のアウタチューブと、第二のアウタチューブと、変位制限部とを備える。
このうちのインナシャフトは、軸方向中間部に小断面積部を、外周面に雄セレーション溝を、それぞれ形成している。
又、上記第一のアウタチューブは、内周面に形成した雌セレーション溝と上記雄セレーション溝とをセレーション係合させた状態で上記インナシャフトの軸方向の一部で上記小断面積部を設けた部分の周囲に、この小断面積部を跨ぐ状態で外嵌されている。
又、上記第二のアウタチューブは、上記インナシャフトの軸方向の残部で上記小断面積部から外れた部分の周囲に、内周面に形成した雌セレーション溝と上記雄セレーション溝とをセレーション係合させた状態で外嵌されている。
又、上記変位制限部は、上記インナシャフトと上記第一のアウタチューブとの間に設けられ、これらインナシャフトと第一のアウタチューブとの間に軸方向に強い力が加わった場合にのみ、これらインナシャフトと第一のアウタチューブとの軸方向に関する相対変位を可能にする。
The energy absorbing shaft for a steering device according to the present invention includes an inner shaft, a first outer tube, a second outer tube, and a displacement limiting portion.
Of these, the inner shaft has a small cross-sectional area portion formed in the axially intermediate portion and a male serration groove formed on the outer peripheral surface.
Further, the first outer tube is provided with the small cross-sectional area part in the axial direction of the inner shaft in a state where the female serration groove formed on the inner peripheral surface and the male serration groove are serrated. The outer portion is fitted around the small cross-sectional area.
The second outer tube has a serration engagement between a female serration groove formed on an inner peripheral surface and a male serration groove around a portion of the inner shaft remaining in the axial direction and deviating from the small cross-sectional area. It is externally fitted in a combined state.
The displacement limiting portion is provided between the inner shaft and the first outer tube, and only when a strong axial force is applied between the inner shaft and the first outer tube, The inner shaft and the first outer tube can be relatively displaced in the axial direction.

特に、本発明のステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトに於いては、上記変位制限部を、上記インナシャフト及び上記第一のアウタチューブとは独立して造られた阻止具により構成している。即ち、この阻止具を、前述した従来構造の様に、インナシャフトと第一のアウタチューブとを組み合わせた状態でこれらインナシャフトと第一のアウタチューブとの間に合成樹脂を掛け渡す(これらインナシャフト及び第一のアウタチューブを利用して射出成形する)のではなく、これらインナシャフト及び第一のアウタチューブとは別個独立して造られる部品としている。
本発明のステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトの場合には、上述の様な阻止具を上記インナシャフトの一部に係止する。そして、この阻止具を、上記第一のアウタチューブの一部と係合させる事により、少なくともこの第一のアウタチューブが、上記小断面積部から外れる位置に迄上記インナシャフトに対し軸方向に関して相対変位する事を制限する。
更に、上記阻止具は、上記強い力に基づいて破断若しくは上記インナシャフトに対し軸方向に変位する事で、上記第一のアウタチューブが上記小断面積部から外れる位置に迄軸方向に相対変位するのを可能にするものである。
In particular, in the energy absorbing shaft for a steering device according to the present invention, the displacement limiting portion is constituted by a blocking tool that is made independently of the inner shaft and the first outer tube. That is, in the state where the inner shaft and the first outer tube are combined with each other, the synthetic resin is passed between the inner shaft and the first outer tube. The inner shaft and the first outer tube are not formed by injection molding using the shaft and the first outer tube), but the inner shaft and the first outer tube are separately manufactured.
In the case of the energy absorbing shaft for a steering device of the present invention, the above-described blocking tool is locked to a part of the inner shaft. Then, by engaging the blocking tool with a part of the first outer tube, at least the first outer tube is in the axial direction with respect to the inner shaft until the first outer tube is disengaged from the small cross-sectional area. Limit relative displacement.
Further, the blocking device is relatively displaced in the axial direction up to a position where the first outer tube is disengaged from the small cross-sectional area portion by breaking or axially displacing with respect to the inner shaft based on the strong force. It makes it possible to do.

上述の様な本発明のステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトを実施する場合に、例えば請求項2に記載した様に、上記阻止具を、内径を弾性的に拡縮可能な阻止環とする。そして、この阻止環を、上記インナシャフトの外周面のうち、前記第二のアウタチューブと反対側で上記第一のアウタチューブから露出した部分に、この第二のアウタチューブからこの第一のアウタチューブに、上記軸方向に加わる強い力に基づいて、この第二のアウタチューブと反対側に軸方向の変位可能に係止する。
この様な請求項2に記載したステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトを実施する場合に、例えば請求項3に記載した様に、上記阻止環の内周縁部を、インナシャフトの外周面のうち、第二のアウタチューブと反対側で第一のアウタチューブから露出した部分に形成された係止溝に係止する。そして、上記軸方向に加わる強い力に基づいて、この係止溝から上記阻止環の内周縁部を脱落させる。
或いは、請求項4に記載した様に、上記阻止環の内周縁部を、インナシャフトの外周面のうち、第二のアウタチューブと反対側で第一のアウタチューブから露出した部分に摩擦係合させる。そして、上記軸方向に加わる強い力に基づいて、この第一のアウタチューブの外周面に対し上記阻止環の内周縁部を摺動させる。
When implementing the energy absorbing shaft for a steering device of the present invention as described above, for example, as described in claim 2, the blocking tool is a blocking ring whose inner diameter can be elastically expanded and contracted. Then, the blocking ring is connected to a portion of the outer peripheral surface of the inner shaft exposed from the first outer tube on the side opposite to the second outer tube, from the second outer tube to the first outer tube. Based on the strong force applied to the tube in the axial direction, the tube is locked on the opposite side to the second outer tube so as to be axially displaceable.
When implementing such an energy absorbing shaft for a steering device according to claim 2, for example, as described in claim 3, the inner peripheral edge of the blocking ring is the first outer peripheral surface of the inner shaft. It latches in the latching groove formed in the part exposed from the 1st outer tube on the opposite side to a 2nd outer tube. And based on the strong force added to the said axial direction, the inner peripheral edge part of the said blocking ring is dropped from this latching groove.
Alternatively, as described in claim 4, the inner peripheral edge of the blocking ring is frictionally engaged with a portion of the outer peripheral surface of the inner shaft that is exposed from the first outer tube on the side opposite to the second outer tube. Let And based on the strong force added to the said axial direction, the inner peripheral part of the said prevention ring is slid with respect to the outer peripheral surface of this 1st outer tube.

又、前述の様な本発明のステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトを実施する場合に、例えば請求項5に記載した様に、前記阻止具を、軸方向に加わる強い力に基づいて破断可能な材料により直径を拡縮可能に造られた阻止環とする。又、この阻止環の内径寄り部分を、前記インナシャフトの外周面のうち、前記第二のアウタチューブと反対側で前記第一のアウタチューブから露出した部分に形成された係止溝に係止する。そして、上記軸方向に加わる強い力に基づいて、上記阻止環の外径寄り部分を同じく内径寄り部分から破断させ、上記第一のアウタチューブが第二のアウタチューブと反対側に変位する事を許容可能とする。   Further, when implementing the energy absorbing shaft for a steering device of the present invention as described above, for example, as described in claim 5, the blocking device is a material that can be broken based on a strong force applied in the axial direction. In this way, the blocking ring is constructed so that its diameter can be increased or decreased. Further, a portion closer to the inner diameter of the blocking ring is locked in a locking groove formed on a portion of the outer peripheral surface of the inner shaft that is exposed from the first outer tube on the side opposite to the second outer tube. To do. Then, based on the strong force applied in the axial direction, the outer diameter portion of the blocking ring is broken from the inner diameter portion, and the first outer tube is displaced to the opposite side of the second outer tube. Acceptable.

更に、前述の様な本発明のステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトを実施する場合に、例えば請求項6に記載した様に、前記阻止具を、前記軸方向に加わる強い力に基づいて破断可能な材料により造られた阻止ピンとする。又、この阻止ピンの長さ方向中間部を、前記インナシャフトのうち、前記第二のアウタチューブと反対側で前記第一のアウタチューブから露出した部分に、このインナシャフトを径方向に貫通する状態で形成された係止孔に係止する。そして、上記軸方向に加わる強い力に基づいて、上記阻止ピンの長さ方向両端部を同じく中間部から破断させ、上記第一のアウタチューブが第二のアウタチューブと反対側に変位する事を許容可能とする。   Further, when implementing the energy absorbing shaft for a steering device of the present invention as described above, for example, as described in claim 6, the blocking device can be broken based on a strong force applied in the axial direction. A blocking pin made of material. Further, the lengthwise intermediate portion of the blocking pin penetrates the inner shaft in a radial direction in a portion of the inner shaft that is exposed from the first outer tube on the side opposite to the second outer tube. It locks in the locking hole formed in the state. Then, based on the strong force applied in the axial direction, both end portions in the length direction of the blocking pin are similarly broken from the intermediate portion, and the first outer tube is displaced to the side opposite to the second outer tube. Acceptable.

上述の様に構成する本発明のステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトによれば、衝突事故の際に、中間部を「く」字形に折り曲げつつ衝撃を吸収する構造で、製造作業を容易に行なえる様にできて、コスト低減を図れる。更に、必要に応じて、優れた耐熱性を有する構造を実現する事もできる。
即ち、軸方向に強い力が加わった場合にのみ、インナシャフトと第一のアウタチューブとの軸方向に関する相対変位を可能にする為の変位制限部を、これらインナシャフト及び第一のアウタチューブとは独立して造られた阻止具により構成する為、上記変位制限部を容易に構成できて、コスト低減を図れる。
特に、上記阻止具を、金属等の耐熱性を有する材料により造れば、優れた耐熱性を有する構造を得られる。
According to the energy absorbing shaft for a steering device of the present invention configured as described above, in the event of a collision, the structure can be easily manufactured with a structure that absorbs an impact while bending the intermediate portion into a "<" shape. It is possible to reduce the cost. Furthermore, if necessary, a structure having excellent heat resistance can be realized.
That is, only when a strong force is applied in the axial direction, a displacement limiting portion for enabling relative displacement in the axial direction between the inner shaft and the first outer tube is provided between the inner shaft and the first outer tube. Since it is configured by a blocking tool made independently, the displacement limiting portion can be easily configured, and the cost can be reduced.
In particular, if the blocking device is made of a heat-resistant material such as metal, a structure having excellent heat resistance can be obtained.

[実施の形態の第1例]
図1〜4は、請求項1〜3に対応する、本発明の実施の形態の第1例として、本発明の構造を中間シャフト3aに適用した場合に就いて示している。尚、本例を含め、本発明の特徴は、インナシャフト7の軸方向中間部に外嵌した第一のアウタチューブ6を、通常時にこのインナシャフト7の軸方向中間部に形成した小断面積部12を跨ぐ部分に位置させ、衝突事故の際に上記第一のアウタチューブ6をこの小断面積部12の周囲部分から退避させるべく、この第一のアウタチューブ6と上記インナシャフト7との間に設ける、変位制限部の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図12〜16に示した従来構造と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
[First example of embodiment]
1-4 show a case where the structure of the present invention is applied to an intermediate shaft 3a as a first example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 3. FIG. The feature of the present invention, including this example, is that the first outer tube 6 fitted on the axially intermediate portion of the inner shaft 7 is normally formed in a small cross-sectional area formed on the axially intermediate portion of the inner shaft 7. The first outer tube 6 and the inner shaft 7 are positioned so as to straddle the portion 12 and retract the first outer tube 6 from the peripheral portion of the small cross-sectional area 12 in the event of a collision. It is in the structure of the displacement limiting part provided between. Since the structure and operation of the other parts are the same as those of the conventional structure shown in FIGS. 12 to 16 described above, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted or simplified. The description will focus on the features of

本例の場合には、上記変位制限部を、図2の(A)に示す様な阻止環17の内周縁部を、上記インナシャフト7の中間部外周面に形成した係止溝18に係止する事により構成している。上記阻止環17は、弾性を有する断面円形の線材を曲げ形成する事により欠円環状に造ったもので、環状部19の両端部に1対の係止部20、20を、それぞれが径方向外側に突出する状態で設けて成る。このうちの環状部19は、弾性的に拡縮自在であり、自由状態での内径は、上記インナシャフト7の外径(雄セレーションの歯先円の直径)よりも、更に好ましくは、このインナシャフト7のうちで上記係止溝18の溝底部での外径よりも小さい。又、上記係止溝18は、軸方向に関する幅寸法が開口部から底部に向かうに従って漸次減少する形状を有する。この様な係止溝18としては、例えば図2の(B)に示す様な断面V字形のもの、或いは、図2の(C)に示す様な断面円弧形のものが採用可能である。又、図示は省略するが、係止溝として、断面コ字形で、深さが上記阻止環17を構成する線材の外径(径方向に関する高さ)よりも十分に小さい(例えば1/3未満である)係止溝を採用する事もできる。   In the case of this example, the displacement limiting portion is engaged with the engaging groove 18 formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the inner shaft 7 at the inner peripheral edge of the blocking ring 17 as shown in FIG. It is configured by stopping. The blocking ring 17 is formed by bending a wire having a circular cross section having elasticity, and is formed in a ring shape. A pair of locking portions 20 and 20 are respectively provided at both ends of the annular portion 19 in the radial direction. It is provided so as to protrude outward. Of these, the annular portion 19 is elastically expandable / contractible, and the inner diameter in the free state is more preferably the inner shaft 7 than the outer diameter of the inner shaft 7 (the diameter of the tip of the male serration). 7 is smaller than the outer diameter at the bottom of the locking groove 18. The locking groove 18 has a shape in which the width dimension in the axial direction gradually decreases as it goes from the opening to the bottom. As such a locking groove 18, for example, a V-shaped cross section as shown in FIG. 2B or an arc-shaped cross section as shown in FIG. 2C can be adopted. . Although not shown, the locking groove has a U-shaped cross section and the depth is sufficiently smaller than the outer diameter (height in the radial direction) of the wire constituting the blocking ring 17 (for example, less than 1/3). It is also possible to adopt a locking groove.

何れの形状を採用する場合でも、上述の様な係止溝18は、上記インナシャフト7の中間部外周面で、第二のアウタチューブ8と反対側(図1、3、4の左側)で第一のアウタチューブ6から露出した部分に形成している。又、上記係止溝18の深さは、上記阻止環17を構成する線材の外径の1/2以下である。従って、この上記係止溝18にこの阻止環17を係止した状態で、この阻止環17を構成する上記環状部19のうち、径方向外側半分以上が上記インナシャフト7の外周面から径方向外方に突出し、上記第一のアウタチューブ6の軸方向一端面(図1、3、4の左端面)に対向する。   Regardless of which shape is adopted, the locking groove 18 as described above is formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the inner shaft 7 on the side opposite to the second outer tube 8 (the left side in FIGS. 1, 3 and 4). A portion exposed from the first outer tube 6 is formed. Further, the depth of the locking groove 18 is ½ or less of the outer diameter of the wire constituting the blocking ring 17. Therefore, in a state in which the blocking ring 17 is locked in the locking groove 18, among the annular portion 19 constituting the blocking ring 17, more than half of the radially outer half is radial from the outer peripheral surface of the inner shaft 7. It protrudes outward and opposes one axial end surface (the left end surface in FIGS. 1, 3, and 4) of the first outer tube 6.

この結果、上記第一のアウタチューブ6は、上記第二のアウタチューブ8の先端面(図1、3、4の左端面)と上記阻止環17の環状部19との間に挟持された状態となり、上記インナシャフト7に対する軸方向の変位量を制限される。そして、上記環状部19が上記係止溝18から脱落しない限り、前記小断面積部12が上記第一のアウタチューブ6から露出する事はない。この為に本例の場合には、各部の寸法を、次の様に規制している。先ず、図3に示す様に、上記小断面積部12の軸方向両端縁部と上記第一のアウタチューブ6の両端面との軸方向距離(この第一のアウタチューブ6と上記インナシャフト7との重なり長さ)を、ぞれぞれL1 、L2 と規定する。又、やはり図3に示す様に、上記第一のアウタチューブ6の両端面と上記第二のアウタチューブ8の先端面と上記環状部19との間の隙間の軸方向に関する幅を、それぞれδ1 、δ2 と規定する。そして、L1 >δ1 +δ2 、且つ、L2 >δ1 +δ2 となる様に、各部の寸法を規制(上記重なり長さを十分に確保すると共に、上記各隙間の幅を狭く)する。従って、通常状態(衝突事故の未発生時)では、上記第一のアウタチューブ6が、上記インナシャフト7のうちで上記小断面積部12を跨ぐ位置に存在する。そして、この状態では、操舵の為のトルクの大部分を上記第一のアウタチューブ6により伝達し、操舵に伴って上記小断面積部12に大きな応力が発生する事を防止する。 As a result, the first outer tube 6 is sandwiched between the distal end surface of the second outer tube 8 (the left end surface in FIGS. 1, 3, and 4) and the annular portion 19 of the blocking ring 17. Thus, the amount of axial displacement with respect to the inner shaft 7 is limited. As long as the annular portion 19 does not fall off the locking groove 18, the small cross-sectional area portion 12 is not exposed from the first outer tube 6. For this reason, in the case of this example, the dimensions of each part are regulated as follows. First, as shown in FIG. 3, the axial distance between the both end edges in the axial direction of the small cross-sectional area 12 and the both end surfaces of the first outer tube 6 (the first outer tube 6 and the inner shaft 7). Are defined as L 1 and L 2 , respectively. Also, as shown in FIG. 3, the width in the axial direction of the gap between the both end faces of the first outer tube 6, the tip face of the second outer tube 8 and the annular portion 19 is set to δ. 1 and δ 2 are defined. Then, the dimensions of the respective parts are regulated so that L 1 > δ 1 + δ 2 and L 2 > δ 1 + δ 2 are satisfied (the overlap length is sufficiently ensured and the widths of the gaps are narrowed). . Therefore, in the normal state (when no collision accident occurs), the first outer tube 6 is present at a position across the small cross-sectional area 12 in the inner shaft 7. In this state, most of the torque for steering is transmitted by the first outer tube 6 to prevent a large stress from being generated in the small cross-sectional area portion 12 due to the steering.

一方、衝突事故に伴って、前記中間シャフト3aの両端部に設けた1対の自在継手4a、4b同士の間に圧縮方向(互いに近づく方向)の衝撃荷重が加わると、上記第二のアウタチューブ8が上記第一のアウタチューブ6の軸方向他端面(図1、3、4の右端面)を強く押す。すると、この第一のアウタチューブ6が、軸方向一端側に向けて変位し、この第一のアウタチューブ6の軸方向一端面が前記阻止環17の環状部19を軸方向に強く押圧する。この結果、この環状部19が前記係止溝18から脱落し、上記第一のアウタチューブ6の軸方向移動が可能になり、この第一のアウタチューブ6が、上記第二のアウタチューブ8に押されて、上記小断面積部12の周囲から退避する方向に移動する。   On the other hand, when an impact load in the compression direction (direction approaching each other) is applied between a pair of universal joints 4a and 4b provided at both ends of the intermediate shaft 3a due to a collision accident, the second outer tube 8 strongly presses the other axial end surface (the right end surface in FIGS. 1, 3, and 4) of the first outer tube 6. Then, the first outer tube 6 is displaced toward one end side in the axial direction, and one end surface in the axial direction of the first outer tube 6 strongly presses the annular portion 19 of the blocking ring 17 in the axial direction. As a result, the annular portion 19 is dropped from the locking groove 18 and the first outer tube 6 can be moved in the axial direction. The first outer tube 6 is connected to the second outer tube 8. It is pushed and moves in the direction of retreating from the periphery of the small cross-sectional area portion 12.

尚、図示の例では、この環状部19の内径寄り部分が係止されている、前記係止溝18は、幅寸法が開口部から底部に向かうに従って漸次減少する形状を有する為、上記環状部19が軸方向に押圧されると、この環状部19の内周縁と上記係止溝18の底面との係合に基づいてこの環状部19に、直径を広げる方向の力が加わる。又、この係止溝18の深さを、上記阻止環17を構成する線材の外径の1/2以下に抑えているので、上記第一のアウタチューブ6の軸方向一端面は、上記環状部19の軸方向片側面のうちで径方向中央位置に突き当たる(径方向外径寄り部分に突き当たる事はない)。従って、上記第一のアウタチューブ6の軸方向一端面と上記環状部19の軸方向片側面との衝合に基づき、この環状部19に、直径を縮める方向の力が加わる事はない。この為、上記第二のアウタチューブ8から上記第一のアウタチューブ6に、軸方向に向いた衝撃荷重が加わると、上記阻止環17が上記係止溝18から円滑に脱落する。   In the illustrated example, the portion closer to the inner diameter of the annular portion 19 is locked. The locking groove 18 has a shape in which the width dimension gradually decreases from the opening portion toward the bottom portion. When 19 is pressed in the axial direction, a force in the direction of expanding the diameter is applied to the annular portion 19 based on the engagement between the inner peripheral edge of the annular portion 19 and the bottom surface of the locking groove 18. Further, since the depth of the locking groove 18 is suppressed to ½ or less of the outer diameter of the wire constituting the blocking ring 17, one end surface in the axial direction of the first outer tube 6 is formed in the annular shape. Of the one side surface in the axial direction of the portion 19, it hits the radial center position (it does not hit the portion near the outer diameter in the radial direction). Therefore, based on the abutment between the one axial end surface of the first outer tube 6 and one axial side surface of the annular portion 19, no force in the direction of reducing the diameter is applied to the annular portion 19. For this reason, when an impact load directed in the axial direction is applied from the second outer tube 8 to the first outer tube 6, the blocking ring 17 smoothly drops from the locking groove 18.

何れにしても、上記第一のアウタチューブ6が上記小断面積部12の周囲から退避する方向に移動すると、図4に示す様に、この小断面積部12が上記第一のアウタチューブ6から露出し、この第一のアウタチューブ6と上記第二のアウタチューブ8との突き合わせ部の内径側に存在する状態となる。この状態から更に前記両自在継手4a、4b同士の間に圧縮方向の力が加わると、前述した従来構造の場合と同様、図14→図15→図16に示す様な過程で上記小断面積部12が折れ曲がり、衝突事故に伴って上記両自在継手4a、4b同士の間に加わった衝撃エネルギを吸収しつつ、これら両自在継手4a、4b同士が互いに近づく事を許容する。   In any case, when the first outer tube 6 moves in the direction of retreating from the periphery of the small cross-sectional area 12, the small cross-sectional area 12 is moved to the first outer tube 6 as shown in FIG. And is in a state of being present on the inner diameter side of the abutting portion between the first outer tube 6 and the second outer tube 8. If a force in the compression direction is further applied between the two universal joints 4a and 4b from this state, the small cross-sectional area is obtained in the same process as shown in FIGS. The portion 12 is bent, and while absorbing the impact energy applied between the two universal joints 4a and 4b due to a collision accident, the universal joints 4a and 4b are allowed to approach each other.

上述の様に構成する本例の中間シャフト3aは、前記インナシャフト7と上記第一のアウタチューブ6との軸方向に関する相対変位を可能にする為の変位制限部を、これらインナシャフト7及び第一のアウタチューブ6とは独立して造られた阻止環17により構成している。この阻止環17は、弾性を有する金属製の線材を曲げ形成する事により容易に造れる為、上記変位制限部を容易に構成できて、コスト低減を図れる。又、金属製の線材により造られる上記阻止環17は、十分な耐熱性を有する為、上記中間シャフト3aの耐熱性を十分に確保して、この中間シャフト3aを高温になるエンジンルーム内に設置しても、十分な信頼性及び耐久性を確保できる。   The intermediate shaft 3a of the present example configured as described above includes a displacement limiting portion for enabling relative displacement in the axial direction between the inner shaft 7 and the first outer tube 6. The outer ring 6 is constituted by a blocking ring 17 made independently of the outer tube 6. Since the blocking ring 17 can be easily formed by bending a metal wire having elasticity, the displacement limiting portion can be easily configured, and the cost can be reduced. Further, since the blocking ring 17 made of a metal wire has sufficient heat resistance, the intermediate shaft 3a is sufficiently heat-resistant and installed in the engine room where the intermediate shaft 3a is heated. Even so, sufficient reliability and durability can be secured.

[実施の形態の第2例]
図5も、請求項1〜3に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、阻止具である阻止環21として、金属板を打ち抜き形成して欠円環状として成るものを使用している。この様な阻止環21としては、例えば図5の(A)に示す様なC型リングと呼ばれるもの、或いは(B)に示す様なE型リングと呼ばれるものが使用可能である。何れの構造であっても、内径が拡縮可能である為、上記阻止環21の内径寄り部分を、図5の(C)に示す様に、インナシャフト7の軸方向中間部外周面に形成した係止溝22に係止する事ができる。但し、何れの構造であっても、上記阻止環21の断面形状は矩形である為、上記係止溝22の形状を工夫しないと、衝突事故の際に、この阻止環21がこの係止溝22から脱落しにくくなる。そこで本例の場合には、この係止溝22の底面の一部で、上記阻止環21が離脱すべき側{図5の(C)の左側}を、この係止溝22の開口縁部に向かうに従って漸次浅くなる方向に傾斜した傾斜面23としている。この様な傾斜面23を設ける事により、衝突事故の際に上記阻止環21が、上記係止溝22から、円滑に且つ確実に脱落する様にしている。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
[Second Example of Embodiment]
FIG. 5 also shows a second example of the embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 3. In the case of this example, as the blocking ring 21 which is a blocking tool, a metal plate is formed by punching and forming a ring shape. As such a blocking ring 21, for example, what is called a C-type ring as shown in FIG. 5A or what is called an E-type ring as shown in FIG. 5B can be used. In any structure, since the inner diameter can be expanded and contracted, a portion closer to the inner diameter of the blocking ring 21 is formed on the outer circumferential surface of the intermediate portion in the axial direction of the inner shaft 7 as shown in FIG. It can be locked in the locking groove 22. However, in any structure, since the cross-sectional shape of the blocking ring 21 is rectangular, if the shape of the locking groove 22 is not devised, the blocking ring 21 is locked into the locking groove in the event of a collision. 22 is less likely to fall off. Therefore, in the case of this example, a part of the bottom surface of the locking groove 22 from which the blocking ring 21 should be separated (the left side in FIG. 5C) is the opening edge of the locking groove 22. It is set as the inclined surface 23 which inclined in the direction which becomes shallow gradually as it goes to. By providing such an inclined surface 23, the blocking ring 21 is smoothly and reliably dropped from the locking groove 22 in the event of a collision. Since the configuration and operation of the other parts are the same as in the first example of the above-described embodiment, illustration and description regarding the equivalent parts are omitted.

[実施の形態の第3例]
図6は、請求項1、2、4に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合には、阻止具である阻止環21として、金属板を打ち抜き形成して円環状として成るものを使用している。この阻止環21は、円環部24の内径側に複数の舌片25、25を、径方向内方に突出し、且つ、軸方向に対し傾斜した状態で形成している。この様な保持環21は、図6の(B)に示す様に、上記各舌片25、25をインナシャフト7の外周面に摩擦係合させた状態で、このシャフト7の中間部外周面に係止する。尚、請求項3にも対応する構造として、図6の(C)に示す様に、上記インナシャフト7の中間部外周面に、上述した実施の形態の第2例の場合と同様の係止溝22を形成し、上記各舌片25、25をこの係止溝22の底面に摩擦係合させても良い。何れにしても、衝突事故の際には、上記各舌片25、25の先端縁が上記インナシャフト7の外周面に対して滑り、このインナシャフト7に対して第一のアウタチューブ6(図1、3、4参照)が変位する事を許容する。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
[Third example of embodiment]
FIG. 6 shows a third example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 2, and 4. In the case of this example, as the blocking ring 21 which is a blocking tool, a metal plate is punched and formed into an annular shape. The blocking ring 21 is formed with a plurality of tongue pieces 25, 25 protruding inward in the radial direction and inclined with respect to the axial direction on the inner diameter side of the annular portion 24. As shown in FIG. 6B, the retaining ring 21 has an outer peripheral surface of the intermediate portion of the shaft 7 in a state where the tongue pieces 25 and 25 are frictionally engaged with the outer peripheral surface of the inner shaft 7. Lock to. As a structure corresponding to claim 3, as shown in FIG. 6 (C), the same outer peripheral surface of the inner shaft 7 as that in the second example of the embodiment described above is engaged. A groove 22 may be formed, and the tongue pieces 25, 25 may be frictionally engaged with the bottom surface of the locking groove 22. In any case, in the event of a collision accident, the tip edges of the tongue pieces 25, 25 slide with respect to the outer peripheral surface of the inner shaft 7, and the first outer tube 6 (see FIG. 1, 3, 4) is allowed to be displaced. Since the configuration and operation of other parts are the same as those of the first example of the above-described embodiment, illustration and description regarding the equivalent parts are omitted.

[実施の形態の第4例]
図7は、請求項1、5に対応する、本発明の実施の形態の第4例を示している。本例の場合には、阻止具である阻止環26として、合成樹脂、銅又は銅系合金、アルミニウム又はアルミニウム系合金、鉛又は鉛系合金等の、剪断抵抗の小さい(鉄系材料に比べて破断し易い)材料により欠円環状に形成したものを使用している。何れの材料により造る場合でも、断面矩形で全体を、図7の(A)に示す様に、C字形に形成している。一方、インナシャフト7の中間部外周面には、断面コ字形の係止溝27を形成している。この係止溝27の深さは、上記阻止環26の径方向に関する幅よりも小さい。従って、この係止溝27にこの阻止環26を係止した状態では、図7の(B)に示す様に、この阻止環26の外径寄り部分が、上記インナシャフト7の外周面よりも径方向外方に突出する。衝突事故の際には、上記阻止環26の外径寄りで上記インナシャフト7の外周面よりも径方向外方に突出した部分が、図7の(C)に示す様に第一のアウタシャフト6により破断させられて、上記インナシャフト7に対してこの第一のアウタチューブ6が変位する事を許容する。本例の場合も、上記阻止環26を金属材料により造れば、十分な耐熱性を確保できる。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
[Fourth Example of Embodiment]
FIG. 7 shows a fourth example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 5. In the case of this example, as the blocking ring 26 which is a blocking tool, synthetic resin, copper or a copper-based alloy, aluminum or an aluminum-based alloy, lead or a lead-based alloy or the like has a low shear resistance (compared to an iron-based material). A material that is formed in a ring shape with a material that is easy to break is used. Regardless of which material is used, the whole is rectangular in cross section and is formed in a C shape as shown in FIG. On the other hand, a locking groove 27 having a U-shaped cross section is formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the inner shaft 7. The depth of the locking groove 27 is smaller than the width of the blocking ring 26 in the radial direction. Therefore, in a state where the blocking ring 26 is locked in the locking groove 27, the portion closer to the outer diameter of the blocking ring 26 is more than the outer peripheral surface of the inner shaft 7 as shown in FIG. Projects radially outward. In the event of a collision accident, a portion that protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the inner shaft 7 near the outer diameter of the blocking ring 26 is the first outer shaft as shown in FIG. 6 to allow the first outer tube 6 to be displaced with respect to the inner shaft 7. Also in this example, if the blocking ring 26 is made of a metal material, sufficient heat resistance can be secured. Since the configuration and operation of other parts are the same as those of the first example of the above-described embodiment, illustration and description regarding the equivalent parts are omitted.

[実施の形態の第5例]
図8は、請求項1、6に対応する、本発明の実施の形態の第5例を示している。本例の場合には、阻止具である阻止ピン28として、合成樹脂、銅又は銅系合金、アルミニウム又はアルミニウム系合金、鉛又は鉛系合金等の、剪断抵抗の小さい材料によりヘアピン状に形成したものを使用している。何れの材料により造る場合でも、断面矩形の線材の中間部を曲げ形成する事により、先端{図2の(A)の上端}に向かう程幅寸法が大きくなる様に折り返すと共に、基端部を反対側に折り曲げて、1対の係止部29、29を形成している。この様な阻止ピン28の長さ寸法は、インナシャフト7の外径よりも大きい。
[Fifth Example of Embodiment]
FIG. 8 shows a fifth example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 6. In the case of this example, the blocking pin 28 which is a blocking tool is formed into a hairpin shape using a material having low shear resistance, such as a synthetic resin, copper or a copper alloy, aluminum or an aluminum alloy, lead or a lead alloy. I am using something. Regardless of which material is used, by bending the intermediate portion of the wire having a rectangular cross section, it is folded back so that the width dimension increases toward the tip {upper end of FIG. A pair of locking portions 29, 29 are formed by bending to the opposite side. The length of the blocking pin 28 is larger than the outer diameter of the inner shaft 7.

一方、このインナシャフト7の中間部には係止孔30を、このインナシャフト7を径方向に貫通する状態で形成している。この係止孔30の内径は、上記阻止ピン28の先端部の自由状態での外接円の直径よりも小さくしている。従って、この阻止ピン28を上記係止孔30に、その先端部を弾性的に圧縮しつつ押し込み、上記両係止部29、29を上記インナシャフト7の外周面に当接させた状態では、図8の(B)に示す様に、上記阻止ピン28の長さ方向両端部が、上記インナシャフト7の外周面よりも径方向外方に突出する。衝突事故の際には、上記阻止ピン28の長さ方向両端部で上記インナシャフト7の外周面よりも径方向外方に突出した部分が、図8の(C)に示す様に第一のアウタチューブ6により破断させられて、上記インナシャフト7に対してこの第一のアウタチューブ6が変位する事を許容する。本例の場合も、上記阻止ピン28を金属材料により造れば、十分な耐熱性を確保できる。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。   On the other hand, a locking hole 30 is formed in an intermediate portion of the inner shaft 7 so as to penetrate the inner shaft 7 in the radial direction. The inner diameter of the locking hole 30 is smaller than the diameter of the circumscribed circle in the free state of the tip of the blocking pin 28. Therefore, when the blocking pin 28 is pushed into the locking hole 30 while elastically compressing the tip thereof, both the locking portions 29, 29 are brought into contact with the outer peripheral surface of the inner shaft 7, As shown in FIG. 8B, both end portions in the length direction of the blocking pin 28 protrude outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the inner shaft 7. In the event of a collision accident, the portions projecting radially outward from the outer peripheral surface of the inner shaft 7 at both longitudinal ends of the blocking pin 28 are the first as shown in FIG. The first outer tube 6 is allowed to be displaced with respect to the inner shaft 7 by being broken by the outer tube 6. Also in this example, if the blocking pin 28 is made of a metal material, sufficient heat resistance can be secured. Since the configuration and operation of other parts are the same as those of the first example of the above-described embodiment, illustration and description regarding the equivalent parts are omitted.

[実施の形態の第6例]
図9〜10は、請求項1〜3に対応する、本発明の実施の形態の第6例を示している。本例の場合には、第一のアウタチューブ6が第二のアウタチューブ8と反対方向に退避するのを阻止する為の阻止具である、阻止環21に加えて、第二の阻止環31を、インナシャフト7の中間部外周面で上記第一のアウタチューブ6と上記第二のアウタチューブ8との間に係止している。衝突事故の際に上記第二の阻止環31は、この第二のアウタチューブ8が上記第一のアウタチューブ6を押圧するのに先立って、上記インナシャフト7の外周面に設けた係止溝から脱落する。この様な本例の構造の場合には、図10に示す様に、小断面積部12の軸方向両端縁部と上記第一のアウタチューブ6の両端面との軸方向距離L1 、L2 と、上記第一のアウタチューブ6の両端面と上記両阻止環21、31との間の隙間の軸方向に関する幅δ1 、δ2 との関係が、L1 >δ1 +δ2 、且つ、L2 >δ1 +δ2 となる様に、各部の寸法を規制する。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
[Sixth Example of Embodiment]
FIGS. 9-10 has shown the 6th example of embodiment of this invention corresponding to Claims 1-3. In the case of this example, in addition to the blocking ring 21, which is a blocking tool for blocking the first outer tube 6 from retracting in the opposite direction to the second outer tube 8, the second blocking ring 31. Is locked between the first outer tube 6 and the second outer tube 8 on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the inner shaft 7. In the event of a collision accident, the second blocking ring 31 has a locking groove provided on the outer peripheral surface of the inner shaft 7 before the second outer tube 8 presses the first outer tube 6. Drop off from. In the case of such a structure of this example, as shown in FIG. 10, the axial distances L 1 , L between the axial end edges of the small cross-sectional area 12 and the end faces of the first outer tube 6 are as follows. 2 and the widths δ 1 and δ 2 in the axial direction of the gap between the both end faces of the first outer tube 6 and the blocking rings 21 and 31 are L 1 > δ 1 + δ 2 , and , The dimensions of each part are regulated so that L 2 > δ 1 + δ 2 . Since the configuration and operation of other parts are the same as those of the first example of the above-described embodiment, illustration and description regarding the equivalent parts are omitted.

本発明の実施の形態の第1例を、衝突事故の未発生時の状態で示す、ステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトの側面図(A)及び部分切断側面図(B)。The side view (A) and partial cutaway side view (B) of the energy absorption type shaft for steering devices which show the 1st example of embodiment of this invention in the state when the collision accident has not occurred. 第1例に組み込む阻止環の正面図(A)と、この阻止環を係止する係止溝の形状の2例を示す側面図(B)(C)。The front view (A) of the prevention ring incorporated in a 1st example, and the side view (B) (C) which shows two examples of the shape of the latching groove which latches this prevention ring. 各部の寸法関係を説明する為の、図1の(B)と同様の図。The figure similar to (B) of Drawing 1 for explaining the dimensional relation of each part. 本発明の実施の形態の第1例を、衝突事故の発生時の状態で示す、図1と同様の図。The figure similar to FIG. 1 which shows the 1st example of embodiment of this invention in the state at the time of the occurrence of a collision accident. 本発明の実施の形態の第2例に組み込む阻止環の構造の2例を示す正面図(A)(B)と、この阻止環を係止する構造を示す部分切断側面図(C)。The front view (A) (B) which shows two examples of the structure of the prevention ring incorporated in the 2nd example of embodiment of this invention, and the partial cutaway side view (C) which show the structure which latches this prevention ring. 本発明の実施の形態の第3例に組み込む阻止環の正面図(A)と、この阻止環を係止する構造の2例を示す部分切断側面図(B)(C)。The front view (A) of the prevention ring integrated in the 3rd example of embodiment of this invention, and the partial cutaway side views (B) and (C) which show two examples of the structure which latches this prevention ring. 本発明の実施の形態の第4例に組み込む阻止環の正面図(A)と、この阻止環をインナシャフトに係止して衝突事故の未発生時の状態で示す部分切断側面図(B)と、同じく衝突事故の発生時の状態で示す部分切断側面図(C)。A front view (A) of a blocking ring incorporated in the fourth example of the embodiment of the present invention, and a partially cut side view (B) showing this blocking ring locked to the inner shaft in a state where no collision accident has occurred. FIG. 6C is a partially cut side view (C) shown in the same state when a collision accident occurs. 本発明の実施の形態の第5例に組み込む阻止ピンの側面図(a)及び正面図(b)を示す(A)と、この阻止ピンをインナシャフトに係止して衝突事故の未発生時の状態で示す側面図(B)と、同じく衝突事故の発生時の状態で示す部分切断側面図(C)。(A) showing a side view (a) and a front view (b) of the blocking pin incorporated in the fifth example of the embodiment of the present invention, and when this collision pin is locked to the inner shaft and no collision accident occurs The side view (B) shown in the state of (2), and the partially cutaway side view (C) shown in the state at the time of occurrence of a collision accident. 本発明の実施の形態の第6例を、衝突事故の未発生時の状態で示す、ステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトの側面図(A)及び部分切断側面図(B)。The side view (A) and partial cutaway side view (B) of the energy absorption type shaft for steering devices which shows the 6th example of embodiment of this invention in the state when the collision accident has not occurred. 各部の寸法関係を説明する為の、図9の(B)と同様の図。The figure similar to (B) of Drawing 9 for explaining the dimensional relation of each part. 自動車用操舵装置の1例を示す略側面図。1 is a schematic side view showing an example of a steering apparatus for an automobile. 従来のステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトの1例を示す、図11のB部に相当する縦断側面図。FIG. 12 is a longitudinal side view corresponding to a portion B in FIG. 11, illustrating an example of a conventional energy absorbing shaft for a steering device. 衝突開始直後の状態を示す、図12の中央部に相当する図。The figure equivalent to the center part of FIG. 12 which shows the state immediately after a collision start. 更に衝突が進行した状態を示す、図13と同様の図。Furthermore, the figure similar to FIG. 13 which shows the state which the collision advanced. 更に衝突が進行した状態を示す、図13と同様の図。Furthermore, the figure similar to FIG. 13 which shows the state which the collision advanced. 更に衝突が進行した状態を示す、図13と同様の図。Furthermore, the figure similar to FIG. 13 which shows the state which the collision advanced.

符号の説明Explanation of symbols

1 ステアリングホイール
2 ステアリングシャフト
3、3a 中間シャフト
4a、4b 自在継手
5 ステアリングコラム
6 第一のアウタチューブ
7 インナシャフト
8 第二のアウタチューブ
9a、9b、9c 小径部
10a、10b、10c 通孔
11a、11b、11c 合成樹脂
12 小断面積部
14 段差面
15 ヨーク
16 結合ピン
17 阻止環
18 係止溝
19 環状部
20 係止部
21 阻止環
22 係止溝
23 傾斜面
24 円環部
25 舌片
26 阻止環
27 係止溝
28 阻止ピン
29 係止部
30 係止孔
31 第二の阻止環
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 2 Steering shaft 3, 3a Intermediate shaft 4a, 4b Universal joint 5 Steering column 6 1st outer tube 7 Inner shaft 8 2nd outer tube 9a, 9b, 9c Small diameter part 10a, 10b, 10c Through-hole 11a, 11b, 11c Synthetic resin 12 Small cross-sectional area 14 Stepped surface 15 Yoke 16 Coupling pin 17 Stop ring 18 Lock groove 19 Ring portion 20 Lock portion 21 Block ring 22 Lock groove 23 Inclined surface 24 Ring portion 25 Tongue piece 26 Blocking ring 27 Locking groove 28 Blocking pin 29 Locking portion 30 Locking hole 31 Second blocking ring

Claims (6)

軸方向中間部に小断面積部を、外周面に雄セレーション溝を、それぞれ形成したインナシャフトと、内周面に形成した雌セレーション溝とこの雄セレーション溝とをセレーション係合させた状態で上記インナシャフトの軸方向の一部で上記小断面積部を設けた部分の周囲に、この小断面積部を跨ぐ状態で外嵌された第一のアウタチューブと、このインナシャフトの軸方向の残部で上記小断面積部から外れた部分の周囲に、内周面に形成した雌セレーション溝と上記雄セレーション溝とをセレーション係合させた状態で外嵌された第二のアウタチューブと、上記インナシャフトと上記第一のアウタチューブとの間に設けられ、これらインナシャフトと第一のアウタチューブとの間に軸方向に強い力が加わった場合にのみ、これらインナシャフトと第一のアウタチューブとの軸方向に関する相対変位を可能にする変位制限部とを備えたステアリング装置用エネルギ吸収式シャフトに於いて、この変位制限部は、上記インナシャフト及び上記第一のアウタチューブとは独立して造られ、このうちのインナシャフトの一部に係止された状態でこの第一のアウタチューブの一部と係合する事により、少なくともこの第一のアウタチューブが上記小断面積部から外れる位置に迄上記インナシャフトに対し軸方向に関して相対変位する事を制限する阻止具により構成されており、この阻止具は、上記強い力に基づいて破断若しくは上記インナシャフトに対し軸方向に変位する事で、上記第一のアウタチューブが上記小断面積部から外れる位置に迄軸方向に相対変位するのを可能にするものである事を特徴とするステアリング装置用エネルギ吸収式シャフト。   In the state where the small cross-sectional area portion is formed in the intermediate portion in the axial direction, the male serration groove is formed on the outer peripheral surface, the inner serration formed on the outer peripheral surface, the female serration groove formed on the inner peripheral surface, and the male serration groove are in serration engagement. A first outer tube that is externally fitted in a state of straddling the small cross-sectional area around the portion where the small cross-sectional area is provided in a part of the inner shaft in the axial direction, and the remaining axial portion of the inner shaft And a second outer tube that is externally fitted in a state in which the female serration groove formed on the inner peripheral surface and the male serration groove are serrated and engaged around the portion that is separated from the small cross-sectional area portion, and the inner These inner shafts are provided only when a strong axial force is applied between the inner shaft and the first outer tube, provided between the shaft and the first outer tube. In the energy absorbing shaft for a steering device, including a displacement limiting portion that enables relative displacement in the axial direction with respect to the first outer tube, the displacement limiting portion includes the inner shaft and the first outer tube. And is engaged with a part of the first outer tube while being locked to a part of the inner shaft, so that at least the first outer tube is The stopper is configured to restrict relative displacement in the axial direction with respect to the inner shaft to a position deviating from the area, and the stopper is broken in the axial direction with respect to the inner shaft. To displace the first outer tube in the axial direction to a position where it is out of the small cross-sectional area. Energy absorbing shaft steering apparatus characterized. 阻止具が、内径を弾性的に拡縮可能な阻止環であり、この阻止環が、インナシャフトの外周面のうち、第二のアウタチューブと反対側で第一のアウタチューブから露出した部分に、この第二のアウタチューブからこの第一のアウタチューブに、軸方向に加わる強い力に基づいて、この第二のアウタチューブと反対側に軸方向の変位可能に係止されている、請求項1に記載したステアリング装置用エネルギ吸収式シャフト。   The blocking tool is a blocking ring capable of elastically expanding and contracting the inner diameter, and the blocking ring is formed on a part of the outer peripheral surface of the inner shaft exposed from the first outer tube on the side opposite to the second outer tube. The second outer tube is engaged with the first outer tube so as to be axially displaceable on the opposite side of the second outer tube based on a strong force applied in the axial direction. An energy absorbing shaft for a steering device as described in 1. 阻止環の内周縁部が、インナシャフトの外周面のうち、第二のアウタチューブと反対側で第一のアウタチューブから露出した部分に形成された係止溝に係止されており、軸方向に加わる強い力に基づいて、この係止溝から上記阻止環の内周縁部が脱落する、請求項2に記載したステアリング装置用エネルギ吸収式シャフト。   The inner peripheral edge of the blocking ring is locked to a locking groove formed in a portion of the outer peripheral surface of the inner shaft that is exposed from the first outer tube on the side opposite to the second outer tube, and is axially The energy absorbing shaft for a steering device according to claim 2, wherein the inner peripheral edge portion of the blocking ring is dropped from the locking groove based on a strong force applied to the steering wheel. 阻止環の内周縁部が、インナシャフトの外周面のうち、第二のアウタチューブと反対側で第一のアウタチューブから露出した部分に摩擦係合しており、軸方向に加わる強い力に基づいて、この第一のアウタチューブの外周面に対し上記阻止環の内周縁部が摺動する、請求項2に記載したステアリング装置用エネルギ吸収式シャフト。   The inner peripheral edge of the blocking ring is frictionally engaged with the portion of the outer peripheral surface of the inner shaft that is exposed from the first outer tube on the side opposite to the second outer tube, and is based on a strong force applied in the axial direction. The energy absorbing shaft for a steering device according to claim 2, wherein the inner peripheral edge portion of the blocking ring slides on the outer peripheral surface of the first outer tube. 阻止具が、軸方向に加わる強い力に基づいて破断可能な材料により直径を拡縮可能に造られた阻止環であり、この阻止環の内径寄り部分が、インナシャフトの外周面のうち、第二のアウタチューブと反対側で第一のアウタチューブから露出した部分に形成された係止溝に係止されており、軸方向に加わる強い力に基づいて、上記阻止環の外径寄り部分を同じく内径寄り部分から破断し、上記第一のアウタチューブが第二のアウタチューブと反対側に変位する事を許容可能としている、請求項1に記載したステアリング装置用エネルギ吸収式シャフト。   The blocking tool is a blocking ring made of a material that can be broken based on a strong force applied in the axial direction so that the diameter of the blocking tool can be expanded and contracted, and a portion closer to the inner diameter of the blocking ring is the second outer peripheral surface of the inner shaft. The outer ring portion of the blocking ring is fixed on the opposite side of the outer tube by a locking groove formed in the portion exposed from the first outer tube. 2. The energy absorbing shaft for a steering device according to claim 1, wherein the energy absorbing shaft for a steering device according to claim 1, wherein the first outer tube is allowed to displace to a side opposite to the second outer tube by being broken from a portion near the inner diameter. 阻止具が、軸方向に加わる強い力に基づいて破断可能な材料により造られた阻止ピンであり、この阻止ピンの長さ方向中間部が、インナシャフトのうち、第二のアウタチューブと反対側で第一のアウタチューブから露出した部分に、このインナシャフトを径方向に貫通する状態で形成された係止孔に係止されており、軸方向に加わる強い力に基づいて、上記阻止ピンの長さ方向両端部を同じく中間部から破断し、上記第一のアウタチューブが第二のアウタチューブと反対側に変位する事を許容可能としている、請求項1に記載したステアリング装置用エネルギ吸収式シャフト。   The blocking device is a blocking pin made of a material that can be broken based on a strong force applied in the axial direction, and the longitudinal intermediate portion of the blocking pin is opposite to the second outer tube of the inner shaft. In the portion exposed from the first outer tube, it is locked in a locking hole formed so as to penetrate the inner shaft in the radial direction, and based on the strong force applied in the axial direction, 2. The energy absorption type for a steering device according to claim 1, wherein both end portions in the length direction are similarly broken from an intermediate portion, and the first outer tube is allowed to be displaced to the opposite side to the second outer tube. shaft.
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