JP2005178539A - ステアリング装置の衝撃吸収軸及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステアリング装置の衝撃吸収軸において、挿入軸の簡素化を図るとともに、中空軸と挿入軸の組立性、衝撃吸収性を向上すること。
【解決手段】 中空軸２１の内周の雌セレーション２１Ａに挿入軸２２の外周の雄セレーション２２Ａを嵌合してなり、中空軸２１と挿入軸２２を衝撃荷重により軸方向に短縮して衝撃吸収するステアリング装置１０の衝撃吸収軸２０において、挿入軸２２の雄セレーション２２Ａが設けられている部分よりも中空軸２１に対する反挿入端側に小径部２２Ｂが設けられ、中空軸２１の雌セレーション２１Ａの軸方向中間領域に挿入軸２２の小径部２２Ｂを利用して加工された径方向内方向きの陥没部２１Ｂが設けられており、中空軸２１の陥没部２１Ｂに挿入軸２２の雄セレーション２２Ａが食い込まされてなるもの。
【選択図】 図３

Description

本発明はステアリング装置の衝撃吸収軸及びその組立方法に関する。

ステアリング装置の衝撃吸収軸として、特許文献１に記載の如く、中空軸の内周の雌セレーションに挿入軸の外周の雄セレーションを嵌合してなり、中空軸と挿入軸を衝撃荷重により軸方向に短縮して衝撃吸収するものがある。

この特許文献１の衝撃吸収軸では、挿入軸の雄セレーションの軸方向途中領域に凹部が設けられているとともに、中空軸の雌セレーションの軸方向途中に挿入軸の凹部を利用して加工された径方向内向きの陥没部が設けられており、この中空軸の陥没部に挿入軸において凹部よりも手前側の雄セレーションが食い込まされてなるものである。
特開平9-272447

特許文献１の衝撃吸収軸には、以下の問題点がある。
(1)挿入軸の雄セレーションの軸方向途中領域に凹部を設ける必要があり、コスト高になる。

(2)挿入軸の雄セレーションを中空軸の雌セレーションに対する所要嵌合寸法に満たない途中位置に停止させた状態で、挿入軸の凹部を利用し、中空軸の外周に陥没部を加工するものであり、この陥没部の形成時に中空軸と挿入軸が互いに傾くことがある。これにより、両軸の各セレーションの一部が潰れ、その後の両セレーションの所要嵌合寸法を満たす位置までへの嵌合作業、ひいては両軸の衝撃吸収軸の短縮動作を損なうおそれがある。

本発明の課題は、ステアリング装置の衝撃吸収軸において、挿入軸の簡素化を図るとともに、中空軸と挿入軸の組立性、衝撃吸収性を向上することにある。

請求項１の発明は、中空軸の内周の雌セレーションに挿入軸の外周の雄セレーションを嵌合してなり、中空軸と挿入軸を衝撃荷重により軸方向に短縮して衝撃吸収するステアリング装置の衝撃吸収軸において、挿入軸の雄セレーションが設けられている部分よりも中空軸に対する反挿入端側に小径部が設けられ、中空軸の雌セレーションの軸方向中間領域に挿入軸の小径部を利用して加工された径方向内方向きの陥没部が設けられており、中空軸の陥没部に挿入軸の雄セレーションが食い込まされてなるようにしたものである。

請求項２の発明は、中空軸の内周の雌セレーションに挿入軸の外周の雄セレーションを嵌合してなり、中空軸と挿入軸を衝撃荷重により軸方向に短縮して衝撃吸収するステアリング装置の衝撃吸収軸を組み立てる方法において、挿入軸の雄セレーションが設けられている部分よりも中空軸に対する反挿入端側に小径部が設けられたものを用い、中空軸の雌セレーションに挿入軸の雄セレーションを嵌合し、中空軸の雌セレーションの軸方向中間領域に挿入軸の小径部を位置付け、中空軸の外周において挿入軸の小径部に対応する部位を径方向内方向きに陥没させ、中空軸に対して挿入軸を引抜き、中空軸の陥没部に挿入軸の雄セレーションを食い込ませるようにしたものである。

(a)挿入軸の雄セレーションの軸方向中間部に凹部を設ける必要がなく、挿入軸を簡素化し、コスト低減できる。しかも、中空軸に形成される陥没部は挿入軸の小径部によって規制される上に、その後のスプリングバックを考慮しても十分な深さを確保でき、陥没部の安定した形状精度を簡易に得ることができるから、衝撃吸収のための中空軸と挿入軸の抜け荷重の安定を図ることができる。

(b)挿入軸の雄セレーションが設けられている部分よりも中空軸に対する反挿入端側に設けた小径部を、中空軸の雌セレーションの軸方向中間領域に位置付けた状態で、挿入軸の小径部を利用し、中空軸の外周に陥没部を加工する。従って、この陥没部の形成時に、挿入軸の雄セレーションはそのセレーション端を中空軸の雌セレーションの軸方向内方にまで嵌合されており、中空軸と挿入軸が互いに傾くことがない。これにより、両軸の各セレーションの一部が潰れることがなく、その後の両セレーションの引抜き嵌合作業、ひいては両軸の衝撃吸収軸の短縮動作を損なうおそれがなく、中空軸と挿入軸の組立性、衝撃吸収性を向上できる。

(c)中空軸の陥没部に挿入軸の雄セレーションを食い込ませるに際し、中空軸に対して挿入軸を押込むものでなく、引き抜くものであるから、中空軸に圧縮に伴う曲がり、座屈を生ずるおそれがない。従って、中空軸と挿入軸の組立性、衝撃吸収性を向上できる。

図１はステアリング装置を示す模式図、図２は衝撃吸収軸を要部破断して示す正面図、図３は衝撃吸収軸の組立手順を示す断面図である。

図１は、車両のステアリング装置１０を示し、１１はステアリングホイール、１２はステアリングコラム、１３はステアリングシャフト、１４はステアリングギヤ、１５、１６は自在継手、２０は衝撃吸収軸である。

衝撃吸収軸２０は、ステアリングホイール１１に加えられた操舵力をステアリングギヤ１４に伝えるものであり、図２に示す如く、金属材等からなる中空軸２１の内周の雌セレーション２１Ａに、金属材等からなる挿入軸２２の外周の雄セレーション２２Ａを同軸的に嵌合し、中空軸２１を自在継手１５によりステアリングシャフト１３に、挿入軸２２を自在継手１６によりステアリングギヤ１４に連結して用いられる。衝撃吸収軸２０は、車両の衝突時等に作用する過大な衝撃荷重により、中空軸２１と挿入軸２２を軸方向に短縮して衝撃吸収する。

衝撃吸収軸２０は、挿入軸２２の雄セレーション２２Ａが設けられている部分よりも、中空軸２１に対する反挿入端側（自在継手１６の側）に、雄セレーション２２Ａと同軸をなし、雄セレーション２２Ａより小径の小径部２２Ｂが設けられる。

衝撃吸収軸２０は、中空軸２１の雌セレーション２１Ａの軸方向中間領域に、挿入軸２２の小径部２２Ｂを利用して加工された径方向内方向きの陥没部２１Ｂが設けられる。陥没部２１Ｂは、中空軸２１の同一直径上の２位置に設けられるものを示してあるが、１個以上設けるものであれば良いし、軸方向に離れた２個以上、周方向に離れた２個以上設けるものでも良い。

衝撃吸収軸２０は、中空軸２１の陥没部２１Ｂに、挿入軸２２の雄セレーション２２Ａが食い込まされてなり、中空軸２１と挿入軸２２が通常状態では軸方向で相対的に動かず、周方向に遊びなく組立てられる。

次に、衝撃吸収軸２０の組立方法について説明する（図３）。
(1)挿入軸２２の雄セレーション２２Ａが設けられている部分よりも、中空軸２１に対する反挿入端側に小径部２２Ｂが設けられたものを用意する（図３（Ａ））。

(2)中空軸２１に挿入軸２２を挿入することにより、中空軸２１の雌セレーション２１Ａに、挿入軸２２の雄セレーション２２Ａを嵌合し、中空軸２１の雌セレーション２１Ａの軸方向中間領域に、挿入軸２２の小径部２２Ｂを位置付ける（図３（Ａ））。

(3)中空軸２１の外周において、挿入軸２２の小径部２２Ｂに対応する部位（中空軸２１の外方端（自在継手１５の反対側端）から衝撃吸収ストロークＫだけ離隔する位置）を、プレス機のプレスロッド等の押圧手段により、径方向内方向きに陥没させ、陥没部２１Ｂを形成する（図３（Ｂ））。陥没部２１Ｂの陥没寸法は、陥没部２１Ｂが挿入軸２２の小径部２２Ｂに圧接する大きさ（深さ）に規制される。

(4)中空軸２１に対し、挿入軸２２を中空軸２１に対する反挿入方向に引抜き、中空軸２１の陥没部２１Ｂに挿入軸２２の雄セレーション２２Ａを食い込ませる（図３（Ｃ））。尚、挿入軸２２の雄セレーション２２Ａの外方端（小径部２２Ｂとの境界端）を概ね中空軸２１の外方端に位置付けるまで、挿入軸２２を中空軸２１に対し引き抜く。

従って、衝撃吸収軸２０にあっては、衝撃荷重に起因する中空軸２１と挿入軸２２の間の抜け荷重により中空軸２１と挿入軸２２が軸方向に短縮し、挿入軸２２の雄セレーション２２Ａが中空軸２１の陥没部２１Ｂを通過するまでの衝撃吸収ストロークＫの期間において衝撃の吸収を継続し、この期間を過ぎてから抵抗なく短縮する。衝撃吸収は、中空軸２１と挿入軸２２の間の抜け荷重により、挿入軸２２の雄セレーション２２Ａが中空軸２１の陥没部２１Ｂを軸方向に沿って塑性変形することによりなされる。

中空軸２１と挿入軸２２の間の抜け荷重は、中空軸２１の陥没部２１Ｂの陥没寸法、軸方向と周方向での大きさの設定により、任意の要求値に調整できる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)挿入軸２２の雄セレーション２２Ａの軸方向中間部に凹部を設ける必要がなく、挿入軸２２を簡素化し、コスト低減できる。しかも、中空軸２１に形成される陥没部２１Ｂは挿入軸２２の小径部２２Ｂによって規制される上に、その後のスプリングバックを考慮しても十分な深さを確保でき、陥没部２１Ｂの安定した形状精度を簡易に得ることができるから、衝撃吸収のための中空軸２１と挿入軸２２の抜け荷重の安定を図ることができる。

(b)挿入軸２２の雄セレーション２２Ａが設けられている部分よりも中空軸２１に対する反挿入端側に設けた小径部２２Ｂを、中空軸２１の雌セレーション２１Ａの軸方向中間領域に位置付けた状態で、挿入軸２２の小径部２２Ｂを利用し、中空軸２１の外周に陥没部２１Ｂを加工する。従って、この陥没部２１Ｂの形成時に、挿入軸２２の雄セレーション２２Ａはそのセレーション端を中空軸２１の雌セレーション２１Ａの軸方向内方にまで嵌合されており、中空軸２１と挿入軸２２が互いに傾くことがない。これにより、両軸２１、２２の各セレーション２１Ａ、２２Ａの一部が潰れることがなく、その後の両セレーション２１Ａ、２２Ａの引抜き嵌合作業、ひいては両軸２１、２２の衝撃吸収軸の短縮動作を損なうおそれがなく、中空軸２１と挿入軸２２の組立性、衝撃吸収性を向上できる。

(c)中空軸２１の陥没部２１Ｂに挿入軸２２の雄セレーション２２Ａを食い込ませるに際し、中空軸２１に対して挿入軸２２を押込むものでなく、引き抜くものであるから、中空軸２１に圧縮に伴う曲がり、座屈を生ずるおそれがない。従って、中空軸２１と挿入軸２２の組立性、衝撃吸収性を向上できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明における中空軸と挿入軸のセレーション嵌合は、スプライン嵌合も含む。

図１はステアリング装置を示す模式図である。 図２は衝撃吸収軸を要部破断して示す正面図である。 図３は衝撃吸収軸の組立手順を示す断面図である。

符号の説明

１０ ステアリング装置
２０ 衝撃吸収軸
２１ 中空軸
２１Ａ 雌セレーション
２１Ｂ 陥没部
２２ 挿入軸
２２Ａ 雄セレーション
２２Ｂ 小径部

Claims (2)

1. 中空軸の内周の雌セレーションに挿入軸の外周の雄セレーションを嵌合してなり、中空軸と挿入軸を衝撃荷重により軸方向に短縮して衝撃吸収するステアリング装置の衝撃吸収軸において、
   挿入軸の雄セレーションが設けられている部分よりも中空軸に対する反挿入端側に小径部が設けられ、中空軸の雌セレーションの軸方向中間領域に挿入軸の小径部を利用して加工された径方向内方向きの陥没部が設けられており、
   中空軸の陥没部に挿入軸の雄セレーションが食い込まされてなることを特徴とするステアリング装置の衝撃吸収軸。
2. 中空軸の内周の雌セレーションに挿入軸の外周の雄セレーションを嵌合してなり、中空軸と挿入軸を衝撃荷重により軸方向に短縮して衝撃吸収するステアリング装置の衝撃吸収軸を組み立てる方法において、
   挿入軸の雄セレーションが設けられている部分よりも中空軸に対する反挿入端側に小径部が設けられたものを用い、
   中空軸の雌セレーションに挿入軸の雄セレーションを嵌合し、中空軸の雌セレーションの軸方向中間領域に挿入軸の小径部を位置付け、
   中空軸の外周において挿入軸の小径部に対応する部位を径方向内方向きに陥没させ、
   中空軸に対して挿入軸を引抜き、中空軸の陥没部に挿入軸の雄セレーションを食い込ませることを特徴とするステアリング装置の衝撃吸収軸の組立方法。

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