JP2009534603A - 自動車のステアリングコラムのためのカルダンジョイントの型打ちされたヨーク部材 - Google Patents

Abstract

カルダンジョイントのヨーク部材は、１つのピースからなる一体的部分として作られ、ピボットフォークと、伝動シャフトのための連結要素と、を備える。ピボットフォークは、２本のピボットアーム部分を有し、それぞれが、その軸がクロスピースのピボット軸線となるクロス穴を備えている。連結要素は、連結部分を介した２つの締め付け部分を有しており、各締め付け部分は締め付け穴を有する。４つの補強アペンディックスが締め付け部分に配置されており、互いに対向して対として締め付け部分と共に伝動シャフトのハウジングを形成する。ヨーク部材は、高い応力がかかる領域、低い応力がかかる領域に所望の厚さを与えるように型打ちされる。

Description

本発明はカルダンジョイントの型打ちされた(stamped)ヨーク部材、より詳細には自動車のステアリングコラムで使用するカルダンジョイントの型打ちされたヨーク部材に関し、より具体的にいうと補助装置が設けられたステアリングコラムで使用するカルダンジョイントの型打ちされたヨーク部材に関する。

現在の自動車のステアリングコラムは２つの部分からなる。すなわち、ステアリングホイールに連結される上部分と、ステアリングホイールのステアリングロッドを制御するギヤボックスに連結される中間部分である。上部分と中間部分はカルダンジョイントと呼ばれるホモキネティックジョイントによって互いに連結される。

中間部分は、ホモキネティックジョイントすなわちカルダンジョイントを通じてギヤボックスのピニオンにも連結されている。この２つのカルダンジョイントはそれぞれ、２つのヨーク部材の間に配置されるクロスピースを含む。上部分のカルダンジョイントについて言うと、ヨーク部材の一方は上部分に連結されており、他方は中間部分に連結されている。

ステアリングピニオンのカルダンジョイントについて言うと、ヨーク部材の一方は中間部分に連結されており、他方はステアリングピニオンに連結されている。

ステアリングコラムが補助装置を含む場合、この補助装置は電気系統または油圧系統にある。

これらの系統は両方とも、補助装置の構成に応じて２種類の補助ステアリングギヤがある。すなわち、補助装置がステアリングコラムの上部分に配置されるケースで、これがコラムアシストステアリングギヤである。または補助装置がステアリングラックに直接配置されるケースで、これがラックを駆動するステアリングピニオンと称されるピニオンアシストステアリングギヤである。

電動または油圧アシストステアリングギヤの場合、高トルクは補助装置のアウトレット、すなわちコラムの上部分における運動アウトレットで伝達される。

したがって高トルクはコラムの中間部分の上流、すなわち、コラムの中間部分の両端に配置され、その一方はコラムの上部分側に配置されもう一方はステアリングピニオン側に配置される両トランスミッションカルダンジョイントの上流、に伝達される。各トランスミッションカルダンジョイントはカルダンジョイントの２つのヨーク部材を含むため、高トルクを伝達可能なカルダンジョイントのヨーク部材が４つある。

ピニオン電動アシストステアリングギヤとピニオン油圧アシストステアリングギヤの場合、高トルクは直接ラックに与えられる。したがってコラムの上部分と中間部分によって伝達されるトルクは、比較的低い。これは、カルダンジョイントの４つ全てのヨーク部材にも言えることであり、比較的低いトルクを伝達する。

図５に参照番号１０で示されるようなカルダンジョイントの型打ちされた(stamped)ヨーク部材が存在し、これは厚みのある金属シートを、厚さを変えずに変形させることで得られる。このために、ブランクを金属シートから切断する。その厚さは、スタンピング(stamping)によって最終形状が与えられるような伸長性に依存する。カルダンジョイントのヨーク部材１０は図示しない伝動シャフト５に取り付けられこれに固定される。伝動シャフトの伝動軸線は６で示される。締め付け軸線４を有する螺子によって締め付けシステムが提供される。この締め付け螺子は２つのプライヤー(pliers)１１１、１１２に取り付けられ、これらを互いに近づけてヨーク部材１０を伝動シャフト５上に固定する。プライヤー１１１、１１２を設けるために、金属シートそれ自体を折り曲げる。伝動シャフトに高い締め付けトルクと高い回転トルクがある場合には、プライヤー１１１、１１２のそれぞれにおいて両部位の間に幾分のスライドが生じる。このようなスライドによって締め付け螺子がゆるくなったり、ヨーク部材１０と伝動シャフト５との間に幾分の遊びが生じたりする。締め付けが過度に強い場合には、プライヤーの折り返し部同士が幾分接触し、伝動シャフトの締め付け不足を招く。

本発明の目的は、上述の欠点を克服し、伝動シャフトのより高い回転駆動トルクと締め付けトルクを通すことができるカルダンジョイントのヨーク部材となるように、カルダンジョイントの型打ちされたヨーク部材、より具体的にいうと補助装置が設けられた自動車のステアリングコラムのためのカルダンジョイントの型打ちされたヨーク部材を提供することであり、これによってカルダンジョイントのヨーク部材は、締め付けに十分なねじタッピング機能、及び、伝動シャフトを保持する、すなわち幾つかの領域においてより高いパフォーマンスを有する、ために十分な反作用機能を有する。

さらに、カルダンジョイントの型打ちされたヨーク部材は、これまでとほぼ同等のサイズおよび重量であるか、またはこれよりも小さいサイズで軽量ですらある。

本発明によると、伝動シャフトのカルダンジョイントのヨーク部材は、ヨーク部材のピボット軸線と、伝動シャフトに対する締め付け軸線と、を含む。

カルダンジョイントのヨーク部材はスタンピング(stamping)によって１つの単体部品として一体的に作られ、金属シートの変形によって得られる。シートの厚さは、低い応力がかかる領域における保持機能と強度機能を満たすように定められる。

金属シートは高い応力がかかる補強領域の付近に材料の余剰部分を含んでいる。金属シートの変形は、金属シートを構成する材料繊維を一切破壊せずに、すなわち一切折り曲げることなく行われるため、ヨーク部材は連続繊維のみからなり、高い応力がかかる領域と低い応力がかかる領域それぞれについて、所望のサイズで所望の厚さを得ることができる。

ヨーク部材は、それぞれがクロス穴を含み、その軸線がクロスピースのピボット軸線である２本のピボットアーム部分を具備するピボットフォークと、伝動シャフトのための連結要素を備える。この連結要素は、連結部分を介して互いに連結される２つの締め付け部分を有し、この２つの締め付け部分はそれぞれ、その軸線が締め付け軸線である締め付け穴を含む。さらに、ヨーク部材は、連結要素の対応する横方向端面の付近に配置される材料の余剰部分を備える。

本発明によれば、カルダンジョイントのヨーク部材は、締め付け穴の付近で、締め付け部分に配置される少なくとも１つの補強アペンディックスを含む。

代替的な実施形態によると、カルダンジョイントのヨーク部材は２つの補強アペンディックスを含み、各補強アペンディックスは、それぞれ対応する締め付け部分に、締め付け穴の付近で同じ側に配置されることで互いに対向している。

本発明の別の代替的な実施形態によると、カルダンジョイントのヨーク部材は、同じ締め付け部分に、締め付け穴の付近で両側に配置される２つの補強アペンディックスを含む。

別の代替的な実施形態によると、カルダンジョイントのヨーク部材は２つの補強アペンディックスを含み、一方の補強アペンディックスは、締め付け部分の一方に、締め付け穴の付近で一方の側に配置され、他方の補強アペンディックスは、他方の締め付け部分に、締め付け穴の付近で他方の側に配置される。

本発明の別の代替的な実施形態によると、カルダンジョイントのヨーク部材は、
２つの補強アペンディックスであって、各補強アペンディックスが、スタンピングによって対応する締め付け部分に、前記締め付け穴の付近で同じ側に配置されており、前記２つの補強アペンディックスは互いに対向しており前記横方向端面の付近にある、補強アペンディックスと、
他方の２つの補強アペンディックスであって、各補強アペンディックスが、スタンピングによって対応する締め付け部分に、前記締め付け穴の付近で同じ側に配置されており、前記２つの補強アペンディックスは互いに対向しており前記横方向端面の付近にある、補強アペンディックスと、
を含む。

有利には、補強アペンディックスは、自身が配置される締め付け部分から先細るテーパ付けセクションを有し、また、対応する横方向端面の付近に配置されるか、または対応する横方向端面と一体化(merged)している。

締め付け能力を向上させるために、ねじタッピングに適応することが意図されている締め付け穴の１つは、対応する締め付け部分の外面において補強アペンディックスに囲まれており、この補強アペンディックスは、小さな穴からスタートするプランジングによって得られる。

本発明によると、対向する２つのアペンディックスは、締め付け部分、連結部分と共に、伝動シャフトのハウジングを構成する。

好ましくは、対向する２つのアペンディックスと連結部分は、円形で、締め付け部分の内面によって連結される内面を有し、この内面は、２つのランドによって連結される２つの円形部分を含む伝動シャフトの寸法と形状にマッチする寸法と形状を有する。

本発明の特に興味深い実施形態によると、前記ヨーク部材は、ピボットフォークと、連結要素と、を備え、
前記ピボットフォークは、前記シャフトの伝動軸線の両側に対称的に配置された２本のピボットアーム部分を備え、それぞれのピボットアーム部分がクロス穴を有し、当該クロス穴の軸線がピボット軸線であり、
前記連結要素は、前記伝動軸線の両側に対称的に配置され、連結部分によって互いに連結された２つの締め付け部分を備え、それぞれの締め付け部分が締め付け穴を有し、当該締め付け穴の軸線が締め付け軸線であり、
前記２本のピボットアーム部分はそれぞれ、前記伝動軸線から分岐することで、対応する締め付け部分に対してオフセットして連結されており、
前記４つの補強アペンディックスにおいて、２つの補強アペンディックスは互いに対向し、前記締め付け穴の付近で同じ側に配置され、他方の２つの補強アペンディックスは互いに対向し、前記締め付け穴の付近で他方の側に配置され、前記補強アペンディックスはそれぞれ対応する締め付け部分に連結されて、前記連結部分と共に、前記伝動シャフトの形状と対で結合する内部形状を備えた２つのハウジングを実現し、
ねじタッピングに適応することが意図されている締め付け穴の一方は、対応する締め付け部分の外面において補強アペンディックスに囲まれている。

本発明のカルダンジョイントのヨーク部材の実施形態は、以下の工程を備えている。
４つのアペンディックス全ての形状の材料の余剰部分を備えた厚みのある金属シートを切断する工程と、
所望の強度に応じて熱処理する工程と、
トランスファープレス機で作業する工程であり、以下の複数の工程からなる工程。
１．前記２本のピボットアーム部分を上方にオフセットする工程、
２．前記２本のアーム部分のそれぞれに穴を開ける工程、
３．材料をスタンピングによってアペンディックスのための４つ全ての形状の所望の位置にシフトさせる工程、
４．前記２つの締め付け穴それぞれを開ける工程であって、前記２つの穴の一方は螺子を受け入れる横断直径を有し、他方の穴はねじタッピングの前にプランジングによって得られる補強アペンディックスを実現できるように小さいものとする、
５．プランジングによって材料をシフトさせ、前記締め付け穴の補強アペンディックスを得る工程、
６．対応するピボットアーム部分を備えた前記２つの締め付け部分を近づけるように互いに対して約６０°下方に曲げる工程、
７．前記２つの締め付け部分それぞれを打ち、２つの締め付け部分と互いに平行な２本のピボットアーム部分を有する最終形状を得る工程。

本発明の１つのアプリケーションによると、カルダンジョイントのヨーク部材は、ステアリングコラムの中間部分の少なくとも一端に配置される。このようなアプリケーションの代替的な実施形態では、ステアリングコラムの上部分に電動補助装置が装備される。

本発明に係るカルダンジョイントの型打ちされたヨーク部材は、金属シートを構成する材料繊維を破壊することなく行われる金属シートの変形によって実現する構造を有するという利点があるため、ヨーク部材は連続繊維のみからなり、そのことによって高い応力がかかる領域と低い応力がかかる領域のそれぞれについて所望のサイズで所望の厚さを得ることができる。したがって、本発明のカルダンジョイントのヨーク部材は、締め付けに十分なねじタッピング機能と、伝動シャフトの保持に十分な反作用機能を有する。

非限定的な例として与えられている本発明の幾つかの好適な実施形態についての以下の記述をこれに対応する添付図面を参照して読み進めることで、本発明の他の特徴や利点がより明らかになるであろう。

図１および２に示すように、本発明に係る伝動シャフト５のカルダンジョイントのヨーク部材は、ピボットフォーク１と、伝動シャフト５のための連結要素２とを含み、伝動シャフトの軸線は伝動軸線６となっている。

ピボットフォーク１は２本のピボットアーム部分１１、１２からなり、これらのアームは伝動軸線６にわたる垂直面の両側に対称に配置される。ピボットアーム部分１１、１２はそれぞれクロス穴１３、１４を含み、これらの穴は軸線６の垂直面に直交する同じ軸線に沿って位置合わせされており、この軸線がカルダンジョイントのクロスピースのピボット軸線３となっている。

連結要素２は２つの締め付け部分２１、２２からなり、これらの部分は軸線６の垂直面の両側に対称に配置される。締め付け部分２１、２２は連結部分２３を介して互いに連結されており、それぞれ締め付け穴２５、２４を有している。これらの穴は、軸線６の垂直面に直交する同じ軸線に沿って位置合わせされており、この軸線が伝動シャフト５上にある締め付け軸線４となっている。締め付け穴２４は、ねじタッピングに対応することが意図されており、対応する締め付け部分２２の外面に配置された補強アペンディックス２６で囲まれている。

この記述の残りの部分では、「内（internal）」とは軸線６の垂直面に最も近いものを表し、「外（external）」とは垂直面から最も離れているものに相当する。補強アペンディックス２６は、小さな穴から出発するプランジング(plunging)と呼ばれる作業によって設けられる。

締め付け穴２５によって図示しない締め付け螺子が交差することができる。この螺子はねじ穴２４に螺合し、その頭部は締め付け部分２１の外面に当接する。

ピボットフォーク１は２つのピボットアーム部分１１、１２を有し、これらのアーム部分はオフセットされて対応する締め付け部分２１、２２に連結されており、軸線６の垂直面から対称状に分岐している。

連結要素は、４つの補強アペンディックス２７、２８、２９、３０を含む。

補強アペンディックス２７、２８は、締め付け部分２１、２２に、対応する締め付け穴２５、２４とそれぞれ同じ側になるように、スタンピングによって配置されることで、互いに対向している。

補強アペンディックス２７は締め付け部分２１に締め付け穴２５の近くに位置して配置されており、補強アペンディックス２８は締め付け部分２２に締め付け穴２４の近くに位置して配置されている。

補強アペンディックス２９、３０は、締め付け部分２１、２２に、対応する締め付け穴２５、２４とそれぞれ同じ側になるように、スタンピングによって配置されることで、互いに対向している。補強アペンディックス２９は締め付け部分２１に締め付け穴２５の近くに位置して配置されており、補強アペンディックス３０は締め付け部分２２に締め付け穴２４の近くに位置して配置されている。

補強アペンディックス２７、２８、２９、３０はそれぞれ、それ自身が設けられた対応する締め付け部分２１、２２から先細るテーパ付きセクションを有する。

対向する補強アペンディックス２７、２８は対応する締め付け部分２１、２２に連結されることで、連結部分２３と共に伝動シャフト５のハウジングを構成する。対向する補強アペンディックス２９、３０も対応する締め付け部分２１、２２に連結されることで、連結部分２３と共に伝動シャフト５のハウジングを構成する。

このように構成されたハウジングは両方とも伝動シャフト５の形状と対で結合するような形状を有する。

４つの補強アペンディックス２７、２８、２９、３０はそれぞれ３１、３２、３３、３４で示される内面を有する。締め付け部分２１、２２は内面３５、３６をそれぞれ有し、連結部分２３は内面３７を有する。アペンディックスの内面３１、３２、３３、３４と連結部分２３の内面３７が同じ径の円形の部分となり、内面３７は締め付け部分２１、２２の平らな内面３５、３６のそれぞれによって連結することで、内面３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７が、２つのランドによって連結された２つの円形部分を含む伝動シャフト５の寸法及び形状に対応する寸法及び形状を有する。

対で結合できる他の形状も、本発明の範囲から逸脱せずに構成することができる。

本発明の代替的な実施形態では、カルダンジョイントのヨーク部材は単一の補強アペンディックス２７、２８、２９または３０を含み、これは締め付け部分２１または２２に締め付け穴２５または２４の付近に位置して配置される。

別の代替的な実施形態では、カルダンジョイントのヨーク部材は２つの補強アペンディックス２７、２８または２９、３０を含む。各補強アペンディックスは、それぞれ対応する締め付け部分２１、２２に、締め付け穴２５、２４の付近で同じ側に配置されることによって、互いに対向している。

別の代替的な実施形態では、カルダンジョイントのヨーク部材は２つの補強アペンディックス２７、２９または２８、３０を含む。両方のアペンディックスは同じ締め付け部分２１または２２に、締め付け穴２５または２４の付近で両側に位置して配置される。

別の代替的な実施形態では、カルダンジョイントのヨーク部材は２つの補強アペンディックス２７、３０または２８、２９を含む。補強アペンディックス２７、２９または２８、３０は、締め付け部分２１、２２の一方に、締め付け穴２５、２４の付近で一方の側に配置される。他方の補強アペンディックス３０、２８または２９、２７は、他方の締め付け部分２２、２１に、締め付け穴２４、２５の付近で他方の側に配置される。したがってこの代替的な実施形態では２つのケースがある。第１のケースは、締め付け部分２１のアペンディックス２７と締め付け部分２２のアペンディックス３０の両方が互いに対してオフセットしているケースで、第２のケースは、締め付け部分２２のアペンディックス２８と締め付け部分２１のアペンディックス２９の両方が互いに対してオフセットしているケースである。

本発明によると、カルダンジョイントのヨーク部材はスタンピングによって得られる１つの一体構成要素として形成されている。このヨーク部材は、図３および４に示すように金属シートの切り抜き部分７の変形によって得られる。この金属シート７の厚さは、比較的低い力がかかることで低い応力を受けるヨーク部材の領域において保持機能と強度機能を保証できるような厚さである。

この金属シート７は、締め付け部分２１の両側にそれぞれ材料の余剰部分２７、２９、締め付け部分２２の両側にそれぞれ材料の余剰部分２８、３０を含む。両締め付け部分２１、２２は連結部分２３によって連結され、これら３つ全てで矩形の切り抜き部分を形成し、ここには、材料の余剰部分２７、２８とは他方の側に、２本のピボットアーム部分の形状を備えた２つの切り抜き部分１１、１２が配置されている。

図３および４に示す補強アペンディックス２６は金属シートの切り抜き部分７の一部ではなく、以下に製造方法について説明するようにプランジング(plunging)によって得られる。

材料の余剰部分は、結果として高い応力をもたらす高い力を受ける領域の付近に配置されることで、スタンピングによって補強アペンディックス２７、２８、２９、３０が得られるようになっている。

金属シート７の変形は、以下に説明する方法にしたがって、すなわちこの金属シートを構成する材料繊維を一切破壊せずに行われるため、その結果、ヨーク部材は連続繊維のみからなり、このことによって高い応力を受ける領域と低い応力を受ける領域のそれぞれについて所望のサイズで所望の厚さを得ることができる。

締め付け部分２１、２２の領域は、伝動シャフト５に接触しステアリングホイールのトルクをステアリングラックに伝達する内面３５、３６を有する。

連結部分２３の領域は、伝動シャフト５に対するヨーク部材の位置決め当接部分となる内面３７を有する。

実施形態の他の図示しない形態では、内面３５、３６、３７を一体的につないで１つにし、スプラインの付いた円筒形シャフト５に取り付けられるようにスプラインの付いた円筒形状とする。

クロス穴１３、１４の領域は、クロスピースを支持するニードルブシュと接続する。

補強アペンディックス２７、２８の領域は、伝動シャフト５に当接し、螺子の締め付け力に反作用する役目を果たす内面３１、３２を有する。その結果、補強アペンディックス２７、２８からなるプライヤーは接触しない。

補強アペンディックス２９、３０の領域は、アペンディックス２７、２８の領域と同じ機能を持つ内面３３、３４を有する。ただしこの内面は、締め付け螺子が交差する側とは異なる側に配されており、締め付け力の戻りのバランスをとることができる。

補強アペンディックス２６の領域は、締め付け行為とねじタッピングの保持に関する顧客の仕様を満たすために十分なタッピング長さを与えるように構成されている。

現在の最新技術では、型打ちされた金属シートのヨーク部材を得るために使用される技術は以下の通りである。
−厚みのある金属シートを選択する。その厚さはシートを打ったり圧延したりすることによって変化するが、それほど厚くないためにこういったことを必要としない領域における相当な加工硬化を伴う。
−または図５に示すように金属シートを折り曲げる。これによって金属シートが複数になる可能性は制限されるが、プライヤーの折り曲げ領域１１１、１１２が弱められるという特徴を持った不均一な領域ができ、その外部繊維が過度に締め付けられる。

以下に説明する本発明の方法では、プレス、プランジング、エンボス加工によって材料の移動を実現する。これは、材料の繊維を破壊せずに行われ、所望のサイズで所望の厚さを得ることができる。

所望のシフト方向に応じた適切な形状を備えた使用されている工具が、現在の製造手段において非常に安いコストで使用する。

過度の厚みを備えた領域は全てかなりの程度バイアスされた(biased)領域に配置され、本発明で使用する方法によって向上した表面特徴を有し、材料シフト手法(material shifting method)に関連する加工硬化によって幾分硬化する。

図１および２に示す上述のカルダンジョイントのヨーク部材を製造する方法は、以下の工程を含む。
４つの全てのアペンディックス２７、２８、２９、３０用の形状の材料の余剰部分を備えた厚みのある金属シート７を切断する工程、
所望の強度に応じて熱処理する工程、
図６に示すようにトランスファープレス機８で種々の作業を行う工程であって、前記種々の作業は、以下の工程を含む。
１．支持台Ｉにおいてピボットアーム部分１１、１２の両方を上方にオフセットする。
２．支持台ＩＩにおいてアーム部分１１、１２の両方に穴１３、１４を開ける。
３．支持台ＩＩＩにおいて、材料をスタンピングによってアペンディックスのための４つの形状全ての所望の位置にシフトさせる。
４．支持台ＩＶにおいて締め付け穴２５、２４を開け、この２つの穴の一方の穴２５は螺子を受け入れるような横断直径を有し、他方の穴２４はねじタッピングの前にプランジングよって得られる補強アペンディックス２６を実現できるように小さい。
５．支持台Ｖにおいてプランジングによって材料をシフトさせ、締め付け穴２４の補強アペンディックス２６を得る。
６．支持台ＶＩにおいてシートを下方に曲げ、対応するピボットアーム部分１１、１２を備えた締め付け部分２１、２２を互いに対して約６０°だけ近づける。
７．支持台ＶＩＩにおいて締め付け部分２１、２２をたたいて、締め付け部分２１、２２と互いに平行なピボットアーム部分１１、１２を有する最終形状を得る。

本発明によると、カルダンジョイントのヨーク部材をステアリングコラムの中間部分の一端または両端に配置することができる。

カルダンジョイントのヨーク部材を、コラムの上部分に配置された電動アシストステアリングコラムで使用することができる。

本発明による金属シートの型打ちされたヨーク部材は、これまでの型打ちされたヨーク部材よりもかなり高い締め付け保持機能とねじタッピング強度機能を有する。

ヨーク部材を補強するように構成された領域は折り曲げではなく変形によって得られるため、螺子が高トルク下で締め付けられることによる圧縮に対してよりよく耐える均一な当接領域が得られる。

当接領域は全て、機械加工作業がより信頼性のあるものであり、また、トリミング作業が非常に簡単になるように定められる。

両方の補強アペンディックス２７、２８、両方の締め付け部分２１、２２、連結部分２３が、ピボットフォーク１の２本のピボットアーム部分１１、１２の反対側に位置する横方向の共通の面で終端する。この共通面が横方向端面４１であり、この端面は補強アペンディックス２７の横方向端面４３と補強アペンディックス２８の横方向端面４４を含む。

両方の横方向端面４３、４４は、横方向端面４１と一体化するか、またはこの面４１に近接して配置される。

両方の補強アペンディックス２９、３０、両方の締め付け部分２１、２２、そして連結部分２３が、ピボットフォークのピボットアーム部分１１、１２の側に位置する横方向の共通の面で終端する。この共通面が横方向端面４２であり、この端面は補強アペンディックス２９の横方向端面４５と補強アペンディックス３０の横方向端面４６を含む。横方向端面４５、４６は両方とも横方向端面４２に近接して配置されるかまたはこの端面４２と一つになる。

本発明のこのような特徴によって、締め付け時の塑性変形に対してより高い強度を持つことができ、車両の組み立て時にステアリングラックのピニオンによりよく接触することができる。このような特徴は、ステアリングコラムにおける締め付けと高回転トルクの伝達において基本的なものである。本発明によると、上述のように金属シート７の変形がこれを構成する材料繊維を破壊せずに行われる、すなわち一切折り曲げることなく行われる。

１つの実施形態では、金属シートを部分的に切断することによってアペンディックス２９、３０を得る。このような切断作業は、ピニオンでの保持を最適化するために行われる。

本発明に係るカルダンジョイントの型打ちされたヨーク部材の、伝動シャフト側から見た斜視図である。 図１に示すカルダンジョイントの型打ちされたヨーク部材の、クロスピース側から見た斜視図である。 スタンピング前の金属シートの切り抜き部分の図である。 図３に示す金属シートの切り抜き部分を横から見た図である。 先行技術に係るカルダンジョイントの型打ちされたヨーク部材の斜視図である。 図１および図２のカルダンジョイントのヨーク部材を得るための方法を実施できるトランスファープレス機の概略図である。

Claims (15)

1. ヨーク部材のピボット軸線（３）と、伝動シャフト（５）の締め付け軸線（４）と、を備えた伝動シャフト（５）のカルダンジョイントのヨーク部材であって、
   前記カルダンジョイントのヨーク部材は、スタンピングによって１つの単体部品として作られ、かつ、低い応力がかかる領域において保持機能と強度機能を満たすように定められた厚さを備えた金属シート（７）の変形によって得られ、
   前記金属シート（７）は、高い応力がかかる補強領域の付近に材料の余剰部分（２６、２７、２８、２９、３０）を含み、
   前記金属シートの変形は、金属シートを構成する材料繊維を一切破壊せずに、すなわち折り曲げることなく行われることにより、前記ヨーク部材は連続繊維のみからなり、高い応力がかかる領域と低い応力がかかる領域それぞれについて、所望のサイズで所望の厚さを得るようになっており、
   前記ヨーク部材は、ピボットフォーク（１）と、伝動シャフト（５）のための連結要素（２）と、を含み、
   前記ピボットフォーク（１）は、２本のピボットアーム部分（１１、１２）を備え、ピボットアームのそれぞれがクロス穴（１３、１４）を有し、当該クロス穴の軸線がクロスピースの前記ピボット軸線３であり、
   前記連結要素（２）は、連結部分（２３）を介して互いに連結される２つの締め付け部分（２１、２２）を備え、前記締め付け部分（２１、２２）それぞれが締め付け穴（２５、２４）を有しており、当該締め付け穴の軸線が前記締め付け軸線（４）であり、
   前記材料の余剰部分（２７、２８、２９、３０）は、前記連結要素（２）の対応する横方向端面（４１、４２）の付近に配置されている、
   カルダンジョイントのヨーク部材。
2. 前記カルダンジョイントのヨーク部材が少なくとも１つの補強アペンディックス（２７、２８、２９、３０）を含み、前記少なくとも１つの補強アペンディックスは、前記締め付け穴（２５、２４）の付近で、対応する横方向端面（４１、４２）に近接させて、締め付け部分（２１、２２）に配置されている、請求項１記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
3. 前記カルダンジョイントのヨーク部材が２つの補強アペンディックス（２７、２８−２９、３０）を含み、各補強アペンディックスは、それぞれ対応する締め付け部分（２１、２２）に、締め付け穴（２５、２４）の付近で同じ側に、対応する横方向端面（４１、４２）に近接させて配置されており、２つの補強アペンディックスは互いに対向している、請求項１記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
4. 前記カルダンジョイントのヨーク部材が２つの補強アペンディックス（２７、２９−２８、３０）を含み、前記補強アペンディックスは、同じ締め付け部分（２１、２２）に、締め付け穴（２５、２４）の付近で両側に、対応する横方向端面（４１、４２）に近接させて配置されている、請求項１記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
5. 前記カルダンジョイントのヨーク部材が２つの補強アペンディックス（２７、３０−２８、２９）を含み、
   一方の補強アペンディックス（２７、２９−２８、３０）は、前記締め付け部分（２１、２２）の一方に、前記締め付け穴（２５、２４）の付近で一方の側に配置され、
   他方の補強アペンディックス（３０、２８−２９、２７）は、他方の締め付け部分（２１、２２）に、前記締め付け穴（２４、２５）の付近で他方の側に配置され、
   前記２つの補強アペンディックスは対応する横方向端面（４１、４２）に近接するように配置される、請求項１記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
6. 前記カルダンジョイントのヨーク部材は、
   ２つの補強アペンディックス（２７、２８）であって、各補強アペンディックスが、スタンピングによって対応する締め付け部分（２１、２２）に、前記締め付け穴（２５、２４）の付近で同じ側に配置されており、前記２つの補強アペンディックスは互いに対向しており、前記横方向端面（４１）の付近にある、補強アペンディックスと、
   他方の２つの補強アペンディックス（２９、３０）であって、各補強アペンディックスが、スタンピングによって対応する締め付け部分（２１、２２）に、前記締め付け穴（２５、２４）の付近で同じ側に配置されており、前記２つの補強アペンディックスは互いに対向しており、前記横方向端面（４２）の付近にある、補強アペンディックスと、
   を含む、請求項１記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
7. 前記カルダンジョイントのヨーク部材は、
   ２つの補強アペンディックス（２７、２８）であって、各補強アペンディックスが、スタンピングによって対応する締め付け部分（２１、２２）に、前記締め付け穴（２５、２４）の付近で同じ側に配置されており、前記２つの補強アペンディックスは互いに対向しており、当該補強アペンディックスの横方向端面（４３、４４）が前記横方向端面（４１）と一体化している、補強アペンディックスと、
   他方の２つの補強アペンディックス（２９、３０）であって、各補強アペンディックスが、スタンピングによって対応する締め付け部分（２１、２２）に、前記締め付け穴（２５、２４）の付近で同じ側に配置されており、前記２つの補強アペンディックスは互いに対向しており、当該補強アペンディックスの横方向端面（４５、４６）が前記横方向端面（４２）と一体化している、補強アペンディックスと、
   を含む、請求項１記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
8. 前記補強アペンディックス（２７、２８、２９、３０）は、それ自身が配置される前記締め付け部分（２１、２２）から先細るテーパ付きセクションを有する、請求項２記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
9. ねじタッピングに適応することが意図されている前記締め付け穴の１つ（２４）が、対応する締め付け部分（２２）の外面において補強アペンディックス（２６）に囲まれており、前記補強アペンディックス（２６）は、より小さな穴から出発するプランジングによって得られたものである、請求項１記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
10. 対向する２つのアペンディックス（２７、２８−２９、３０）が、前記締め付け部分（２１、２２）、前記連結部分（２３）と共に、前記伝動シャフト（５）のハウジングを構成する、請求項３乃至６のいずれか１項に記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
11. 前記対向する２つのアペンディックス（２７、２８−２９、３０）と前記連結部分（２３）が、円形で、前記締め付け部分（２１、２２）の内面（３５、３６）によって連結される内面（３１、３２、３３、３４、３７）を有し、前記内面（３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７）は、２つのランドによって連結される２つの円形部分を含む前記伝動シャフト（５）の寸法及び形状にマッチする寸法及び形状を有する、請求項１０記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
12. 前記ヨーク部材は、ピボットフォーク（１）と、連結要素（２）と、を備え、
    前記ピボットフォーク（１）は、前記シャフト（５）の伝動軸線（６）の両側に対称的に配置された２本のピボットアーム部分（１１、１２）を備え、それぞれのピボットアーム部分がクロス穴（１３、１４）を有し、当該クロス穴の軸線がピボット軸線（３）であり、
    前記連結要素（２）は、前記伝動軸線（６）の両側に対称的に配置され、連結部分によって互いに連結された２つの締め付け部分（２１、２２）を備え、それぞれの締め付け部分が締め付け穴（２５、２４）を有し、当該締め付け穴の軸線が締め付け軸線（４）であり、
    前記２本のピボットアーム部分（１１、１２）はそれぞれ、前記伝動軸線（６）から分岐することで、対応する締め付け部分（２１、２２）に対してオフセットして連結されており、
    前記４つの補強アペンディックス（２７、２８、２９、３０）において、２つの補強アペンディックス（２７、２８）は互いに対向し、前記締め付け穴（２５、２４）の付近で同じ側に配置され、他の２つの補強アペンディックス（２９、３０）は互いに対向し、前記締め付け穴（２５、２４）の付近で他方の側に配置され、前記補強アペンディックス（２７、２８、２９、３０）はそれぞれ対応する締め付け部分（２１、２２）に連結されて、前記連結部分（２３）と共に、前記伝動シャフトの形状と対になる内部形状を備えた２つのハウジングを実現し、
    ねじタッピングに適応することが意図されている締め付け穴の一方（２４）は、対応する締め付け部分（２２）の外面において補強アペンディックス（２６）に囲まれている、請求項１１記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
13. 請求項１２記載のカルダンジョイントのヨーク部材の製造方法であって、
    ４つのアペンディックス（２７、２８、２９、３０）全ての形状の材料の余剰部分を備えた厚みのある金属シート（７）を切断する工程と、
    所望の強度に応じて熱処理する工程と、
    トランスファープレス機（８）での作業工程と、を有し、当該作業工程は、
    １．２本のピボットアーム部分（１１、１２）を上方にオフセットする工程、
    ２．２本のアーム部分（１１、１２）のそれぞれに穴（１３、１４）を開ける工程、
    ３．スタンピングによって材料をアペンディックスのための４つ全ての形状の所望の位置にシフトさせる工程、
    ４．２つの締め付け穴（２５、２４）それぞれを開ける工程であって、当該２つの穴の一方（２５）は螺子を受け入れる横断直径を有し、他方の穴（２４）はねじタッピングの前にプランジングによって得られる補強アペンディックス（２６）を実現できるようにより小さいものとする、工程、
    ５．プランジングによって材料をシフトさせ、前記締め付け穴（２４）の補強アペンディックス（２６）を得る工程、
    ６．対応するピボットアーム部分（１１、１２）を備えた前記２つの締め付け部分（２１、２２）を近づけるように互いに対して約６０°下方に曲げる工程、
    ７．前記２つの締め付け部分（２１、２２）それぞれを打って、２つの締め付け部分（２１、２２）と互いに平行な２本のピボットアーム部分（１１、１２）を有する最終形状を得る工程、を含む製造方法。
14. 前記カルダンジョイントのヨーク部材がステアリングコラムの中間部分の少なくとも一端に配置される、請求項１乃至１３いずれか１項に記載のカルダンジョイントのヨーク部材。
15. 前記ステアリングコラムの上部分に電動補助装置が装備される、請求項１４記載のカルダンジョイントのヨーク部材。

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