CN102897206A - 转向柱及其制造方法以及使用了该转向柱的转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转向柱及其制造方法以及使用了该转向柱的转向装置。本发明实现一种使圆筒状的转向柱的一部分的厚度变薄，且能够确保转向柱整体的强度的构造。通过一面使设置在圆筒状部件（19）的前端部的外周面的凹槽（20）和设置在主体部分（18）的后端部的内周面的突条（21）卡合，一面进行嵌合，将轻合金制的主体部分（18）和铁类合金制的圆筒状部件（19）在轴方向结合，形成作为构成转向柱的柱用部件的外柱（10b）。在主体部分（18）和圆筒状部件（19）的结合部，在圆筒状部件（19）的内径侧，内嵌固定金属制的环（22）。
Description
技术领域
该发明涉及汽车的转向装置，尤其涉及使该转向装置个性化的转向柱及其制造方法。
背景技术
作为用于向操控轮（除叉车等特殊车辆外，通常为前轮）付与舵角的转向装置，图28所示那样的构造已被广泛公知。在该转向装置中，在被支撑在车身1上的圆筒状的转向柱2的内径侧可旋转地支撑着转向轴3。在比转向柱2的后端开口向后方突出的转向轴3的后端部固定着方向盘4。若使方向盘4旋转，则该旋转经转向轴3、自由接头5a、中间轴6、自由接头5b向转向齿轮单元7的输入轴8传递。若输入轴8旋转，则配置在转向齿轮单元7的两侧的一对转向横拉杆9被推拉，向左右一对操控轮付与与方向盘4的操作量相应的舵角。
在图28所示的构造中，为了能够进行方向盘4的前后位置的调节，作为转向柱2以及转向轴3，使用伸缩式的转向柱以及转向轴。另外，在碰撞事故时，接着汽车撞到其它的汽车等的一次碰撞，产生驾驶者的身体与方向盘4碰撞的二次碰撞，但是，转向柱2以及转向轴3具备用于在该二次碰撞时，一面吸收冲击能量，一面使方向盘4向前方位移，谋求驾驶者的保护的构造。具体地说，采用将对方向盘4进行支撑的转向轴3可因与二次碰撞相伴的向前方的冲击载荷而相对于车身1向前方位移地支撑的构造。在图28所示的构造中，由外管11和内轴构成转向轴3，外管11能够通过二次碰撞的冲击载荷，一面将转向轴3的全长缩短，一面向前方位移，并且，由外柱10和内柱构成对转向轴3进行支撑的转向柱2，该外柱10相对于车身1支撑，以便外柱10能够一面将转向柱2的全长缩短，一面向前方位移。另外，构成这样的伸缩式的转向柱的外柱以及内柱以及构成转向轴的外管以及内轴的前后位置也可以与图示的构造相反。
另一方面，作为针对汽车的盗窃的对策，汽车具备各种防盗装置。作为其中一种，广泛实施若不使用正式的钥匙，则不能进行方向盘的操作的转向锁定装置。图29中，作为转向锁定装置的一例，表示了日本特开2008-265646号公报公开的构造。转向锁定装置12在转向柱2a的一部分设置锁定单元13，且在转向轴3a的一部分，在相位与锁定单元13相对于轴方向一致的位置外嵌固定在周方向的至少一个部位形成有卡合凹部14的钥匙锁定套环15。而且，在动作时（钥匙锁定时），使构成锁定单元13的锁定销16的前端部在形成在转向柱2a的轴方向中间部的锁定用通孔17通过，向转向柱2a的内径侧位移，与卡合凹部14卡合，据此，能够使转向轴3a实质上不能旋转。
在将这样的转向锁定装置12装入转向装置的情况下，在转向柱2a的外径侧设置锁定单元13，在转向柱2a的内径侧设置钥匙锁定套环15。因此，为了将钥匙锁定套环15可旋转地配置在转向柱2a的内径侧，且不会使锁定销16的行程过大，使锁定销16和钥匙锁定套环15切实地卡合、脱离，有必要缩小至少装入了转向锁定装置12的部分的转向柱2a的外径，增大其内径，使该部分的转向柱2a的厚度变薄。
图30是表示日本特开2007-223383号公报公开的构成转向柱的外柱10a。在外柱10a的轴方向一端部（图30的左端部）以在轴方向能够相对位移的状态内嵌着圆筒状的内柱的另一端部。外柱10a为铝类合金、镁类合金等轻合金制，通过铸造被一体地形成，在轴方向中间部设置用于将图29所示那样的转向锁定装置12装入的锁定用通孔17a。在使这样的外柱10a的厚度变薄了的情况下，存在没有充分确保在使转向锁定装置12动作的状态下所需要的外柱10a的强度的可能性。即、在以使通过锁定用通孔17a且向外柱10a的内径侧突出了的锁定销16卡合在钥匙锁定套环15的卡合凹部14（参见图29）的状态，欲以大的力使方向盘4（参见图28）旋转的情况下，存在向锁定用通孔17a的周缘部过度地施加大的力，该周缘部变形的可能性。对此，虽然也考虑由铁类合金形成外柱10a，但产生转向柱整体的重量增大等问题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-265646号公报
专利文献2：日本特开2007-223383号公报
本发明鉴于上述那样的情况，以实现一种使圆筒状的转向柱的一部分的厚度变薄，还能够谋求确保该转向柱的强度的构造为目的。
发明内容
本发明的转向柱整体为圆筒状，其整体或一部分由柱用部件构成。该柱用部件具有：铝类合金、镁类合金等轻合金制，且具备在一端的周面的周方向一个以上部位设置的凸部的主体部分、铁类合金制且具备在与上述主体部分的周面相向的一端的周面的周方向一个以上部位设置的凹部，并通过与上述主体部分嵌合，且使上述凸部和该凹部卡合而与上述主体部分在轴方向结合的圆筒状部件、被内嵌固定在上述主体部分和上述圆筒状部件的结合部的内径侧的金属制的环。
在本发明的一方式中，上述凸部是在上述主体部分的周面遍及全周被形成的突条，上述凹部是在上述圆筒状部件的周面遍及全周被形成的凹槽。
在本发明的其它的方式中，上述凸部是在上述主体部分的周面沿轴方向形成得长的突条，上述凹部是在上述圆筒状部件的周面，在与上述突条在周方向一致的部分沿轴方向形成得长的凹槽。在这种情况下，也能够将上述凹槽构成为在上述圆筒状部件的端面开口。替代性地也能够通过对上述圆筒状部件的端部实施滚花加工而形成上述凹槽。
就上述主体部分和上述圆筒状部件的结合而言，可以将上述圆筒状部件内嵌在上述主体部分，将上述环内嵌固定在上述圆筒状部件的内周面或者上述圆筒状部件和上述主体部分中的与和上述圆筒状部件的嵌合部邻接的部分的内周面。
可以替代性地将上述圆筒状部件外嵌在上述主体部分，将上述环内嵌固定在上述主体部分和上述圆筒状部件中的与和上述主体部分的嵌合部邻接的部分的内周面。
另外，本发明的转向柱适合用于具备转向锁定装置的转向装置，但是，在这种情况下，在上述圆筒状部件的轴方向中间部的一个部位位置，设置了构成转向锁定装置的锁定用通孔。
本发明的转向柱的制造方法的特征在于，通过下述工序得到上述柱部件。即、通过将上述环内嵌在上述圆筒状部件的一端的工序、将上述圆筒状部件的一端穿插于在模具的端面开口的插入孔，使该圆筒状部件的一端向该模具内突出的工序、将型芯的端部穿插于上述环的工序、将轻合金的熔融金属送入上述模具，成形上述主体部分，且使该熔融金属的一部分进入上述凹部，在该主体部分的周面形成上述凸部的工序，得到上述柱用部件。另外，在这些工序不产生矛盾的情况下，也可以调换其顺序。
优选还具备在以上述环的内径比上述主体部分的内径小，上述圆筒状部件的内径比上述主体部分中的从与上述圆筒状部件的结合部在轴方向离开的部分的内径大的方式成形上述主体部分，且在成形上述主体部分后，对上述环的内径侧部分实施切削加工，使该环的内径在上述主体部分中的从与上述圆筒状部件的结合部在轴方向离开的部分的内径以上，在上述圆筒状部件的内径以下的工序。
本发明的转向装置是具备被支撑在车身上的转向柱、可旋转地被支撑在该转向柱的内径侧的转向轴、被设置在这些转向柱和转向轴之间，在动作时实质上阻止该转向轴在该转向柱内旋转的转向锁定装置的转向装置，尤其是以作为该转向柱，使用本发明的转向柱为特征。
发明效果
根据本发明的转向柱，能够使转向柱的一部分的厚度变薄，且确保该转向柱的强度。即、由于构成该转向柱的柱用部件的一个半部由铁类合金制的圆筒状部件构成，所以，即使使该一个半部的厚度变薄，也可以确保该一个半部的强度。另一方面，就上述柱用部件的另一个半部而言，由于由铝类合金、镁类合金等轻合金制的主体部分构成，所以，转向柱整体的重量不会过度地增大。
另外，通过设置在上述圆筒状部件的周面的凹部和设置在上述主体部分的周面的凸部的卡合，能够提高上述主体部分和上述圆筒状部件的轴方向以及周方向的结合强度。即、在使在上述圆筒状部件的周面遍及全周地设置的凹槽和在上述主体部分的周面遍及全周地设置的突条卡合的情况下，能够确保这些主体部分和圆筒状部件的轴方向的结合强度。另一方面，在使在上述圆筒状部件的周面的周方向一个以上部位在轴方向形成得长的凹槽和在上述主体部分的周面上，在与上述凹槽在周方向一致的部分在轴方向形成得长的突条卡合的情况下，能够确保这些主体部分和圆筒状部件的周方向的结合强度。
另外，由于在对这些主体部分和圆筒状部件的结合部的内径进行切削加工时，不存在将厚度薄的圆筒状部件切削的情况，所以，能够防止上述圆筒状部件的强度降低。进而，由于本发明的转向柱并没有伴有复杂的构造，所以，能够高效且低成本地工业性地生产。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的第一例的转向柱的柱用部件的剖视图。
图2是图1的a部放大图。
图3是本发明的实施方式的第一例的柱用部件的侧视图。
图4是从图3的下方看的图。
图5是按照工序顺序表示本发明的实施方式的第一例中的转向柱的制造方法的局部剖视图。
图6是用于说明不使用环的情况的制造方法的问题点的剖视图。
图7（A）是表示本发明的实施方式的第二例的与图1同样的图，图7（B）是图7（A）的b-b剖视图。
图8是表示本发明的实施方式的第三例的与图1同样的图。
图9是图8的c部放大图。
图10是按工序顺序表示本发明的实施方式的第三例中的转向柱的制造方法的与图5同样的图。
图11是表示本发明的实施方式的第四例的与图1同样的图。
图12是图11的d部放大图。
图13是表示本发明的实施方式的第五例的转向柱的柱用部件的剖视图。
图14是图13的e部放大图。
图15是从本发明的实施方式的第五例的转向柱将圆筒状部件取出来表示的立体图。
图16是按照工序顺序表示本发明的实施方式的第五例中的转向柱的制造方法的与图5同样的图。
图17是表示本发明的实施方式的第六例的与图15同样的图。
图18是表示本发明的实施方式的第七例的与图1同样的图。
图19是图18的f部放大图。
图20是按照工序顺序表示本发明的实施方式的第三例中的转向柱的制造方法的与图5同样的图。
图21是表示本发明的实施方式的第八例的与图1同样的图。
图22是图21的g部放大图。
图23是按照工序顺序表示本发明的实施方式的第八例的转向柱的制造方法的与图5同样的图。
图24是表示本发明的实施方式的第九例的与图1同样的图。
图25是图24的h部放大图。
图26是表示本发明的实施方式的第十例的表示转向装置的侧视图。
图27是从图26的上方看的俯视图。
图28是以将一部分切断的状态表示以往已知的转向装置的一例的立体图。
图29是表示转向锁定装置的以往构造的一例的示意剖视图。
图30是设有锁定用通孔的转向柱的表示以往构造的一例的侧视图。
具体实施方式
[实施方式的第一例]
图1～图5是表示本发明的实施方式的第一例。另外，包括本例在内，本发明的转向柱的特征在于，即使使作为构成转向柱的柱用部件的外柱10b的一个半部（图1～图5的右侧）的厚度变薄，也能够工业性地实现可以谋求确保强度的构造这点。由于其它部分的构造以及作用与以往的转向柱相同，因此，与同等部分相关的图示以及说明被省略或简化，下面以本例的特征部分为中心进行说明。
在本例的情况下，上述外柱10b通过将铝类合金、镁类合金等轻合金制的主体部分18和碳素钢板等铁类合金制的圆筒状部件19在轴方向结合而构成。即、在作为主体部分18的一端的后端部（图1～图5的右侧）内嵌并结合固定作为圆筒状部件19的一端的前端部（图1～图5的左侧）。主体部分18构成外柱10b的一个半部（前半部），圆筒状部件19构成外柱10b的另一个半部（后半部）。另外，主体部分18是表示转向柱或外柱10b中的具备用于向车身支撑固定的构造的部分。
在圆筒状部件19的前端部的外周面的轴方向一部分，遍及周方向设置凹槽20。而且，通过使设置在主体部分18的后端部的内周面的突条21卡合于凹槽20，将主体部分18和圆筒状部件19在轴方向结合。
另外，在作为主体部分18和圆筒状部件19的结合部的该圆筒状部件19的前端部和主体部分18的后端部的轴方向一部分的内周面内嵌固定整体为圆筒状的环22。环22的内径如后所述，通过对环22的内周面实施切削加工，而被做成在主体部分18中的从与圆筒状部件19的结合部在轴方向离开的部分的内径以上，圆筒状部件19的内径以下。另外，主体部分18和圆筒状部件19的结合部是表示主体部分18的后端部中的与圆筒状部件19或环22在轴方向重叠的部分。
另外，就环22的材质而言，虽然可以是轻合金制以及铁合金制中的任意一种，但是，优选铝类合金、镁类合金等轻合金制。在使环22为轻合金制的情况下，与为铁类合金等比较硬的金属制的情况相比，能够削减对环22的内周面进行切削加工的作业所划分的成本、时间。另外，因为通过使主体部分18和环22为相同的轻合金制，能够使切削阻力相同，所以，加工精度提高。
为了制造本例的转向柱，将圆筒状部件19的前端部像图5（A）所示那样穿插以及内嵌在作为模具23的一方的端面的外侧面24开口的插入孔25，使圆筒状部件19的前端部向模具23内突出。另外，将该模具23的插入孔25划分的内周面的形状与通过本例的制造方法得到的主体部分18的外形一致。
预先通过过盈配合将环22内嵌在圆筒状部件19的前端部。另外，在将环22向圆筒状部件19压入时，为了环22不会进入圆筒状部件19的进深侧（图5的右侧）而是停止在合适位置，在圆筒状部件19的轴方向中间部的内周面设置阶梯差部26，使与该阶梯差部26相比靠后端的部分的内径比环22的外径小。另外，设置在模具23的内周面的阶梯差部27位于环22的轴方向中间部的径方向外方。
而且，将型芯28从另一侧（与外侧面24在轴方向相反一侧）插入模具23的插入孔25内，使作为型芯28的一侧的端部的前端部29穿插以及内嵌在环22。此时，由设置在型芯28的前端部29和基端部30之间的阶梯差面31，将环22向圆筒状部件19的进深侧（阶梯差部26）推压。因此，模具23的内部空间被模具23、圆筒状部件19的前端部、环22以及型芯28划分。
在该状态下，将铝类合金、镁类合金等轻合金的熔融金属送入模具23内，且对该模具23像图5（A）中箭头所示那样，从上下方向施加压力。利用该压力，能够将模具23的内部空间封闭，且将熔融金属以足够的压力送入模具23的内部空间，据此，成形主体部分18。此时，通过熔融金属进入圆筒状部件19的凹槽20，在主体部分18的内周面形成突条21。另外，因为使阶梯差部27位于环22的中间部的径方向外方，所以，主体部分18的后端缘（图5的右端缘）被形成在环22的轴方向中间部的径方向外方。
在将通过主体部分18的成形而得到的外柱10b从模具23取出后，对环22和主体部分18的后端部中的与和圆筒状部件19的结合部邻接的部分的内径侧部分实施切削加工，使环22以及主体部分18的后端部中的与和圆筒状部件19的结合部邻接的部分的内径在主体部分18中的从与圆筒状部件19的结合部在轴方向离开的部分的内径以上，圆筒状部件19的内径以下。另外，也可以在从该结合部在轴方向离开的部分中的主体部分18的内径被纳入环22的内径以下的范围，对主体部分18中的从与圆筒状部件19的结合部离开的部分的内径侧部分实施切削加工。通过这样的切削加工，能够使由内柱穿插的主体部分18的内周面均匀，能够使内柱和主体部分18的嵌合力稳定。另外，对主体部分18的后端部中的与和圆筒状部件19的结合部邻接的部分的内径侧部分也实施切削加工是用于使加工容易而方便地进行的切削加工，上述切削加工可以评价为是仅对环22的内径侧部分实施切削加工的切削加工。
在为本例的转向柱的情况下，能够一面使构成转向柱的外柱10b中的装入转向锁定装置12（参见图29）的后半部的厚度变薄，一面确保强度。即、外柱10b的后半部由容易确保强度的铁类合金制的圆筒状部件19构成。因此，即使为了安装锁定单元13、钥匙锁定套环15，而使构成该后半部的圆筒状部件19的厚度薄到主体部分18的厚度的0.4～0.75倍程度，优选0.5～0.7倍程度，或者为了将锁定销16穿插而设置锁定用通孔17，也能够确保含有圆筒状部件19的外柱10b整体的强度。另一方面，由于含有柱用部件的转向柱中的除圆筒状部件19以外的部分（外柱10b中的主体部分18以及内柱）为铝类合金、镁类合金等轻合金制，以及使圆筒状部件19的厚度变薄，所以，转向柱整体的重量不会过度地增大。
另外，由于使形成在圆筒状部件19的外周面的凹槽20和形成在主体部分18的内周面的突条21卡合，所以，能够确保主体部分18和圆筒状部件19的轴方向的结合强度。就周方向而言，也能够通过增大主体部分18和圆筒状部件19的接触面积来增大滑动阻力，提高周方向的结合强度。再有，可以根据需要，通过在凹槽20的底面形成遍及圆周方向的凹凸、在凹槽20的底面开口并由环22堵塞的通孔，更切实地防止主体部分18和圆筒状部件19的相对旋转。
另外，由于在主体部分18和圆筒状部件19的结合部内嵌固定金属制的环22，所以，能够更有效地谋求确保该结合部的强度。在图5的基础上，还使用图6对设置环22的优点进行说明。图6是表示不使用环22（参见图1～图5），仅以凹槽20和突条21的卡合为基础，将主体部分18a和圆筒状部件19a在轴方向结合，进而，使圆筒状部件19a的内径在从主体部分18a和圆筒状部件19a的结合部在轴方向离开的部分的主体部分18a的内径以上，制造外柱10c的参考例。如图5所说明的那样，在铸造主体部分18、18a时，为了防止熔融金属漏出，需要用于使型芯28的阶梯差面31撞击的对方面。在本发明的情况下，将该对方面做成环22的端面，而在参考例的情况下，做成圆筒状部件19a的端面。
参考例中，在这样的条件下，与图5（A）的情况同样，以使主体部分18a的后端部的内周面卡合在圆筒状部件19a的前端部的外周面的方式，通过铸造成形主体部分18a。接着，为使圆筒状部件19a的内径在主体部分18中的从与圆筒状部件19的结合部在轴方向离开的部分的内径以上，如图6（B）所示，在主体部分18a和圆筒状部件19a的结合部，对圆筒状部件19a的内径部分实施切削加工。因为圆筒状部件19a的厚度薄，所以，若对内径侧部分实施切削加工，则在结合部，圆筒状部件19a的厚度过度地变薄，不能确保该结合部的结合强度。另一方面，在本例的构造的情况下，在对结合部的内径侧部分实施切削加工的情况下，被实施切削加工的实质上是环22的内径侧部分，不存在圆筒状部件19被削去的情况。图5（A）以及图5（B）所示的圆筒状部件19的前端部和环22的重合部的厚度合计与图6（A）所示的圆筒状部件19a的前端部的厚度相比足够大。因此，由于如图5（C）所示，即使是在将环22切削了的状态下，也能够充分确保重合部的厚度，所以，主体部分18和圆筒状部件19的结合部的强度得以充分地确保。
另外，对环22的内径侧部分实施切削加工，使环22的内径在主体部分18中的从与圆筒状部件19的结合部在轴方向离开的部分的内径以上、圆筒状部件19的内径以下。在这样的外柱10b的前端部（图1的左端部）以能够在轴方向位移的状态内嵌圆筒状的内柱（未图示出），构成伸缩式的转向柱。因为外柱10b的内径从前侧（图1的左侧）开始，按照主体部分18、环22、圆筒状部件19的顺序变大，所以，在伴随着方向盘的前后位置调节、二次碰撞，外柱10b相对于内柱向轴方向前方相对位移时，不存在内柱的后端缘与从外柱10b的内周面突出的部分干涉，因此，能够防止对方向盘向前方的位移造成阻害。
另外，由于将环22内嵌在圆筒状部件19的前端部，而将轻合金的熔融金属送入模具23，所以，在成形主体部分18时，不存在熔融金属进入圆筒状部件19的内周面侧的情况，能够防止圆筒状部件19的内周面因轻合金的附着而成为糙面。另外，由于使模具23的内周面的阶梯差部27位于环22的径方向外方，所以，伴随着将熔融金属送入模具23并向该模具23如图5（A）的箭头所示那样，一面从上下方向施加压力，一面向模具23的模腔内送入被加压的熔融金属，施加给圆筒状部件19的前端部外周面的压力由环22支承。因此，能够由该压力防止圆筒状部件19向径方向内方变形。即、虽然存在若模具23的内周面的阶梯差部27在从环22在轴方向离开的位置，位于圆筒状部件19的径方向外方，则由被加压的熔融金属，向圆筒状部件19的轴方向中间部的外周面施加朝向径方向内方的压力，圆筒状部件19的轴方向中间部（从内嵌了环22的部分在轴方向离开的部分）变形的可能性，但是通过本例的结构，能够防止这样的变形。
[实施方式的第二例]
图7是表示本发明的实施方式的第二例。在本例的情况下，在构成外柱10d的圆筒状部件19b的前端部的外周面的周方向的一个部位或多个部位（图示的例中为四个部位）设置凹部32。而且，在主体部分18b的后端部内周面中的与凹部32一致的位置设置凸部33，通过凹部32和凸部33的卡合，确保主体部分18b和圆筒状部件19b的轴方向以及周方向的结合强度。其它部分的结构以及作用与实施方式的第一例相同。
[实施方式的第三例]
图8～图10是表示本发明的实施方式的第三例。在本例的情况下，在主体部分18和圆筒状部件19的结合部，将环22a以松配合内嵌在圆筒状部件19的内周面。环22a的外径D22若如图8～图10夸张地表示的那样，比圆筒状部件19的前端部的内径R19略小（D22＜R19），则在环22a的外周面和圆筒状部件19的前端部的内周面之间，设置圆筒状的微小间隙。该微小间隙的有关径方向的厚度尺寸「（R19-D22）/2」尽可能地小到在将环22插入圆筒状部件19的前端部时，没有必要压入，而是能够以松配合插入的程度，在进行向模具23送入轻合金的熔融金属作业时，使该熔融金属不进入微小间隙，或即使进入也限于少量。
在本例中，由于在环22a的外周面和圆筒状部件19的前端部内周面之间设置微小间隙，所以，能够不是压入而将环22a插入圆筒状部件19的前端部，因此，能够防止因设置环22a而产生的作业效率的降低。另外，能够由微小间隙吸收因与温度上升相伴的热膨胀引起的环22a的变形。因此，即使环22反复热膨胀以及收缩，也能够防止存在于环22a、环22a的周围的在圆筒状部件19的前端部产生龟裂等损伤。其它部分的结构以及作用与实施方式的第一例相同。
[实施方式的第四例]
图11以及图12是表示本发明的实施方式的第四例。在本例的情况下，使主体部分18c的外径和圆筒状部件19c的外径为相同大小，将圆筒状部件19c的前端部外嵌在主体部分18c的后端部，构成外柱10e。因此，在环22b的后端部设置向径方向外方突出的凸缘部34，将凸缘部34的外周面内嵌固定在圆筒状部件19c的前端部的内径部分。而且，由从环22b的中间部设置到前端部的小径部35和圆筒状部件19c的前端部夹持主体部分18c的后端部，将主体部分18c和圆筒状部件19c在轴方向结合，构成外柱10e。另外，在本例的情况下，通过使设置在圆筒状部件19c的前端部的内周面的凹槽20a和设置在主体部分18c的后端部的突条21a卡合，确保主体部分18c和圆筒状部件19c的轴方向以及周方向的结合强度。其结果为，在本例的情况下，能够使圆筒状部件19c的内径比主体部分18c的内径大，能够在圆筒状部件19c的内径侧容易确保用于设置钥匙锁定套环13（参见图29）的间隙。其它部分的结构以及作用与实施方式的第一例相同。
[实施方式的第五例]
图13～图16是表示本发明的实施方式的第五例。在本例的情况下，在圆筒状部件19d的前端部外周面中，在周方向的一个部位或者多个部位（图示的例中为四个部位）设置分别在圆筒状部件19d的前端面（图13以及图14的左端面）开口，且在轴方向长的凹槽36。而且，在使设置在主体部分18d的后端部的内周面的突条37卡合在凹槽36的状态下，将主体部分18d和圆筒状部件19d在轴方向结合。
由于凹槽36在圆筒状部件19d的前端面（图13～图14的左端面）开口，所以，在将轻合金的熔融金属送入到模具23的进深端部，成形主体部分18d时，能够切实地将熔融金属的一部分送入凹槽36，确保凹槽36和突条37的卡合强度。进而，就轴方向而言，也能够通过使主体部分18d和圆筒状部件19d的接触面积增大来增大滑动阻力，提高轴方向的结合强度。另外，可以根据需要，通过在凹槽36的底面形成遍及轴方向的凹凸、在凹槽36的底面开口且由环22堵塞的通孔，更切实地提高主体部分18d和圆筒状部件19d的轴方向的结合强度。其它部分的结构以及作用与实施方式的第一例相同。
[实施方式的第六例]
图17是表示本发明的实施方式的第六例。在本例的情况下，如图17中多条直线所示，在圆筒状部件19e的前端部外周面通过滚花加工形成多个微小的凹槽，设置凹凸部38。而且，在将轻合金的熔融金属送入模具23（参见图5），成形主体部分时，通过将熔融金属的一部分送入凹凸部38，在主体部分的前端部内周面形成多个微小的突条。另外，通过滚花加工设置的凹凸部38可以是直纹滚花和斜纹滚花的任意一种。在将凹凸部38做成斜纹滚花纹的情况下，通过微小凹槽和微小突条的卡合，除周方向外，还能够在轴方向确保结合强度。其它部分的结构以及作用与实施方式的第一例相同。
[实施方式的第七例]
图18～图20是表示本发明的实施方式的第七例。在本例的情况下，在圆筒状部件19d的前端部外周面设置在轴方向长的凹槽36。而且，在使设置在主体部分18d的后端部内周面的突条37与凹槽36卡合的状态下，将主体部分18d和圆筒状部件19d在轴方向结合。另外，使环22a的外径如图18～图20中夸张地表示的那样，比圆筒状部件19d的前端部的内径略小，在环22a的外周面和圆筒状部件19d的前端部内周面之间设置微小间隙。其它部分的结构以及作用与实施方式的第三例以及第五例相同。
[实施方式的第八例]
图21～图23是表示本发明的实施方式的第八例。在本例的情况下，在环22c的前端部（图21～图23的左端部）设置向径方向外方突出的凸缘部39。在将熔融金属送入模具23，成形主体部分18e以前，将从环22c的中间部设置到后端部的圆筒部40预先通过过盈配合内嵌固定在圆筒状部件19e的前端部。因为在将圆筒部40压入圆筒状部件19e时，凸缘部39的后端面（图21～图23的右侧面）抵接圆筒状部件19e的前端面，所以，能够防止环22e进入圆筒状部件19e的进深侧（图21～图23的左侧），使环22e停止在合适位置。因此，没有必要像实施方式的第一例那样设置阶梯差部26（参见图1～图2、6），能够防止加工的劳力的增大。另外，由于不存在因设置阶梯差部26而使圆筒状部件19e的前端部的厚度变薄的情况，所以，能够进一步确保主体部分18e和圆筒状部件19e的结合部的强度。其它部分的结构以及作用与实施方式的第五例相同。
[实施方式的第九例]
图24以及图25是表示本发明的实施方式的第九例。在本例的情况下，在环22d的后端部设置向径方向外方突出的凸缘部34，将该凸缘部34的外周面内嵌固定在与圆筒状部件19f的前端部邻接的靠前端的部分。而且，由从环22d的中间部设置到前端部的小径部35和圆筒状部件19f的前端部夹持主体部分18f的后端部，将主体部分18f和圆筒状部件19f在轴方向结合，构成外柱10f。另外，在本例的情况下，通过使设置在圆筒状部件19f的前端部内周面的周方向的一个部位或者多个部位的凹槽36a和设置在主体部分18f的后端部外周面中的与凹槽36a一致的部分的突条37a卡合，确保主体部分18f和圆筒状部件19f的周方向的结合强度。
在本例的情况下，能够使圆筒状部件19f的内径比主体部分18f的内径大，能够在圆筒状部件19f的内径侧容易确保用于设置钥匙锁定套环13（参见图29）的间隙。其它部分的结构以及作用与实施方式的第五例相同。
[实施方式的第十例]
图26以及图27是表示本发明的实施方式的第十例。本例是本发明的转向装置的一例。该转向装置为具备伸缩机构的冲击吸收式转向装置。在该转向装置中，将内柱41的后端部以外柱10g和内柱41能够相互在轴方向位移的状态内嵌在外柱10g的前端部。在内柱41的前端部结合固定用于收纳构成电动式动力转向装置的减速机等的壳体42。这样的转向柱2b通过将对外柱10g进行支撑的后侧托架43和设置在壳体42的前端部左右两侧的前侧托架44相对于车身结合固定而相对于车身被支撑。在本例的情况下，构成转向柱2b的外柱10g使用包括本发明的实施方式的第一例～第九例的任一项记载的柱用部件的转向柱。
在本例的转向装置中，还装入有图29记载那样的转向锁定装置。在转向锁定装置动作时，能够实质上阻止转向轴3在转向柱2b内旋转。另外，实质上阻止是表示在钥匙锁定时，在使卡合凹部14和锁定销16（参见图29）的前端部卡合了的状态下，在使方向盘4（参见图28）以规定以上的（超过了钥匙锁定规则规定的值的）力旋转了的情况下，允许转向轴3相对于钥匙锁定套环15，还有转向柱2b旋转的情况。但是，为向操控轮付与所希望的舵角，而在以通常的驾驶姿势操作方向盘4的程度的力下，不存在转向轴3旋转的情况。
本发明不仅能够在上述那样具备由外柱和内柱构成转向柱的伸缩机构的构造的情况下应用，在不具备伸缩机构，转向柱由单一的柱用部件构成的情况下，也能够应用。在这种情况下，只要是构成转向柱整体的柱用部件中的例如在车身后方侧设置了转向锁定装置的靠后端的部分由本发明的圆筒状部件构成，与其它的主体部分在轴方向结合即可。此外，本发明也包括将圆筒状部件结合在主体部分的前方的构造、将圆筒状部件结合在主体部分的两侧的构造。
符号说明
1：车身；2、2a、2b：转向柱；3、3a：转向轴；4：方向盘；5a、5b：自由接头；6：中间轴；7:转向齿轮单元；8：输入轴；9：转向横拉杆；10、10a～10g：外柱；11：外管；12：转向锁定装置；13：锁定单元；14：卡合凹部；15：钥匙锁定套环；16：锁定销；17、17a：锁定用通孔；18、18a～18f：主体部分；19、19a～19f：圆筒状部件；20、20a：凹槽；21、21a：突条；22、22a～22c：环；23：模具；24：外侧面；25：插入孔；26：阶梯差部；27：阶梯差部；28：型芯；29：前端部；30：基端部；31：阶梯差面；32：凹部；33：凸部；34：凸缘部；35：小径部；36、36a：凹槽；37、37a：突条；38：凹凸部；39：凸缘部；40：圆筒部；41：内柱；42：壳体；43：后侧托架；44：前侧托架。
Claims (11)
1.一种转向柱，是整体为圆筒状的转向柱，其特征在于，构成该转向柱的柱用部件
具备：
轻合金制且具备在一端的周面的周方向一个以上的部位设置的凸部的主体部分、
铁类合金制且具备在与上述主体部分的周面相向的一端的周面的周方向一个以上的部位设置的凹部，通过与上述主体部分嵌合，且使上述凸部和该凹部卡合，而与上述主体部分在轴方向结合的圆筒状部件、
被内嵌固定在上述主体部分和上述圆筒状部件的结合部的内径侧的金属制的环。
2.如权利要求1所述的转向柱，其特征在于，上述凸部是在上述主体部分的周面遍及全周被形成的突条，上述凹部是在上述圆筒状部件的周面遍及全周被形成的凹槽。
3.如权利要求1所述的转向柱，其特征在于，上述凸部是在上述主体部分的周面沿轴方向形成得长的突条，上述凹部是在上述圆筒状部件的周面，在与上述突条在周方向一致的部分沿轴方向形成得长的凹槽。
4.如权利要求3所述的转向柱，其特征在于，上述凹槽在上述圆筒状部件的端面开口。
5.如权利要求3所述的转向柱，其特征在于，上述凹槽是通过对上述圆筒状部件的端部实施滚花加工而形成的。
6.如权利要求1所述的转向柱，其特征在于，上述圆筒状部件被内嵌在上述主体部分，上述环被内嵌固定在上述圆筒状部件的内周面或者上述圆筒状部件和上述主体部分中的与和上述圆筒状部件的嵌合部邻接的部分的内周面。
7.如权利要求1所述的转向柱，其特征在于，上述圆筒状部件被外嵌在上述主体部分，上述环被内嵌固定在上述主体部分和上述圆筒状部件中的与和上述主体部分的嵌合部邻接的部分的内周面。
8.如权利要求1所述的转向柱，其特征在于，在上述圆筒状部件的轴方向中间部的一个部位位置，设置了构成转向锁定装置的锁定用通孔。
9.一种转向柱的制造方法，是权利要求1记载的转向柱的制造方法，其特征在于，
将上述环内嵌在上述圆筒状部件的一端，
将上述圆筒状部件的一端穿插于在模具的端面开口的插入孔，使该圆筒状部件的一端向该模具内突出，
将型芯的端部穿插于上述环，
将轻合金的熔融金属送入上述模具，成形上述主体部分，且使该熔融金属的一部分进入上述凹部，在该主体部分的周面形成上述凸部
通过上述的工序，得到上述柱用部件。
10.如权利要求9所述的转向柱的制造方法，其特征在于，还具备在以上述环的内径比上述主体部分的内径小，上述圆筒状部件的内径比上述主体部分中的从与上述圆筒状部件的结合部在轴方向离开的部分的内径大的方式成形上述主体部分，且在成形上述主体部分后，对上述环的内径侧部分实施切削加工，使该环的内径在上述主体部分中的从与上述圆筒状部件的结合部在轴方向离开的部分的内径以上，在上述圆筒状部件的内径以下的工序。
11.一种转向装置，其特征在于，具备被支撑在车身上的转向柱、可旋转地被支撑在该转向柱的内径侧的转向轴、被设置在这些转向柱和转向轴之间，在动作时实质上阻止该转向轴在该转向柱内旋转的转向锁定装置，上述转向柱是权利要求8记载的转向柱。
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