JP2013018417A - Method of manufacturing impact absorbing steering shaft - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車のステアリング装置を構成する衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法の改良に関する。具体的には、このステアリングシャフトを製造する際に、インナシャフトの先端縁とアウタシャフトの内周面との間にかじりが発生するのを防止して、前記ステアリングシャフトの製造コストの増大を抑えつつ、衝撃吸収性能を安定させられる製造方法を実現するものである。尚、本発明の対象となるステアリングシャフトには、ステアリングコラムの内側に支持されるものだけでなく、ステアリングコラムの前側に配置される中間シャフトも含む。 The present invention relates to an improvement in a manufacturing method of an impact absorption type steering shaft constituting an automobile steering device. Specifically, when manufacturing this steering shaft, the occurrence of galling between the inner edge of the inner shaft and the outer peripheral surface of the outer shaft is prevented, thereby suppressing an increase in the manufacturing cost of the steering shaft. On the other hand, a manufacturing method capable of stabilizing the shock absorbing performance is realized. Note that the steering shaft that is an object of the present invention includes not only a shaft supported on the inside of the steering column but also an intermediate shaft disposed on the front side of the steering column.
操舵輪(フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪)に舵角を付与する為のステアリング装置として、例えば図6に示す様な構造が、広く知られている。このステアリング装置は、車体1に支持された円筒状のステアリングコラム2の内径側にステアリングシャフト3を、回転可能に支持している。そして、このステアリングコラム2の後端開口よりも後方に突出した、前記ステアリングシャフト3の後端部分に、ステアリングホイール4を固定している。このステアリングホイール4を回転させると、この回転が、前記ステアリングシャフト3、自在継手5a、中間シャフト6、自在継手5bを介して、ステアリングギヤユニット7の入力軸8に伝達される。この入力軸8が回転すると、このステアリングギヤユニット7の両側に配置された1対のタイロッド9、9が押し引きされて左右1対の操舵輪に、前記ステアリングホイール4の操作量に応じた舵角を付与する。尚、図6に示した構造の場合、このステアリングホイール4の前後位置の調節を可能にすべく、前記ステアリングコラム2及び前記ステアリングシャフト3として、伸縮式のものを使用している。又、上述の様なステアリング装置に、電気モータ10を補助動力源として組み込んだ電動式パワーステアリング装置も、近年普及している。
For example, a structure as shown in FIG. 6 is widely known as a steering device for giving a steering angle to a steered wheel (usually a front wheel except a special vehicle such as a forklift). In this steering device, a steering shaft 3 is rotatably supported on the inner diameter side of a cylindrical steering column 2 supported by a vehicle body 1. A steering wheel 4 is fixed to the rear end portion of the steering shaft 3 protruding rearward from the rear end opening of the steering column 2. When the steering wheel 4 is rotated, this rotation is transmitted to the input shaft 8 of the steering gear unit 7 via the steering shaft 3, the universal joint 5a, the intermediate shaft 6, and the universal joint 5b. When the input shaft 8 rotates, a pair of tie rods 9, 9 arranged on both sides of the steering gear unit 7 are pushed and pulled, and a steering wheel according to the operation amount of the steering wheel 4 is turned to a pair of left and right steering wheels. Give a corner. In the case of the structure shown in FIG. 6, telescopic type is used as the steering column 2 and the steering shaft 3 in order to enable adjustment of the front-rear position of the steering wheel 4. In addition, in recent years, an electric power steering apparatus in which the
前記ステアリングコラム2及び前記ステアリングシャフト3は、衝突事故の際に、衝撃エネルギを吸収しつつ、ステアリングホイール4を前方に変位させる構造としている。即ち、衝突事故の際には、自動車が他の自動車等にぶつかる一次衝突に続いて、運転者の身体がステアリングホイール4に衝突する二次衝突が発生する。この二次衝突の際に、運転者の身体に加わる衝撃を緩和して、運転者の保護を図る為に、前記ステアリングホイール4を支持したステアリングシャフト3を車体1に対して、二次衝突に伴う前方への衝撃荷重により前方に変位可能に支持する必要がある。この為に、前記ステアリングコラム2は、二次衝突の衝撃荷重により、アウタコラム11がこのステアリングコラム2の全長を、前記ステアリングシャフト3は、アウタシャフト12がこのステアリングシャフト3の全長を、それぞれ縮めながら前方に変位する事で、前記ステアリングホイール4に衝突した運転者の身体に大きな衝撃が加わる事を防止する。
上述の様な伸縮式のステアリングコラムを構成するアウタコラム及びインナコラム、並びに、ステアリングシャフトを構成するアウタシャフト及びインナシャフトの前後位置は、図示の構造とは逆であっても良い。上述の様な伸縮式のステアリングシャフトを製造する為の技術として、例えば特許文献1〜2に記載の技術がある。
The steering column 2 and the steering shaft 3 are configured to displace the steering wheel 4 while absorbing impact energy in the event of a collision. That is, in the event of a collision accident, a secondary collision in which the driver's body collides with the steering wheel 4 occurs following a primary collision in which the automobile collides with another automobile or the like. In order to alleviate the impact applied to the driver's body during the secondary collision and to protect the driver, the steering shaft 3 supporting the steering wheel 4 is subjected to the secondary collision with respect to the vehicle body 1. It is necessary to support it so that it can be displaced forward by a forward impact load. For this reason, the steering column 2 is contracted by the impact load of the secondary collision, the outer column 11 is shortened by the entire length of the steering column 2, and the steering shaft 3 is contracted by the
The outer column and the inner column that constitute the telescopic steering column as described above, and the front and rear positions of the outer shaft and the inner shaft that constitute the steering shaft may be opposite to the illustrated structure. As a technique for manufacturing the telescopic steering shaft as described above, there are techniques described in Patent Documents 1 and 2, for example.
図7〜10は、このうちの特許文献1に記載されている、衝撃吸収式のステアリングシャフト及びその製造方法の従来例を示している。ステアリングシャフト3aは、アウタシャフト12aとインナシャフト13とを軸方向に相対変位可能に係合させ、二次衝突時に、軸方向に加わる衝撃荷重により全長が縮まる様に構成している。
前記アウタシャフト12aは、全体を円管状とし、一端部(図7〜8の左端部)に絞り加工を施す事で、この一端部に小径部14を形成している。この小径部14の内周面には、雌セレーション15を形成している。又、前記インナシャフト13も、全体を円管状とし、一端部(図7〜8の右端部)を押し拡げる事で、この一端部に大径部16を形成している。この大径部16の外周面には、前記雌セレーション15と係合する雄セレーション17を形成している。
7 to 10 show a conventional example of an impact absorbing steering shaft and a manufacturing method thereof described in Patent Document 1 among them. The
The
この様なアウタシャフト12aとインナシャフト13とを組み合わせて、図7に示す様なステアリングシャフト3aを製造する場合には、先ず、図8に示す様に、前記雌セレーション15と前記雄セレーション17とを、前記小径部14の先端部(図8の左端部)と前記大径部16の先端部(図8の右端部)とで互いに係合させる。
そして、前記両セレーション15、17同士を互いに係合させた状態のまま、前記小径部14の先端部の外周面を径方向内方に押圧する。即ち、この小径部14の先端部及び前記大径部16の先端部の周囲に1対の押圧片18、18を配置し、これら両押圧片18、18を互いに近づけ合う事で、前記小径部14の先端部の外周面を強く押圧する。これら両押圧片18、18の内側面でこの小径部14の先端部の外周面と当接する部分には、この外周面に当接する部分の断面形状が円弧状である、凹部19、19を形成している。
When the
And the outer peripheral surface of the front-end | tip part of the said
図9に示す様に、これら両凹部19、19を前記小径部14の先端部の外周面に軽く当接させた状態で、前記両押圧片18、18の端面同士の間に、厚さがtの隙間20、20が形成される。この状態から、これら両押圧片18、18を、図示しない押圧装置により、互いに近づく方向に強く押圧する。そして、図10に示す様に、前記両隙間20、20の厚さが0となるまで、前記両押圧片18、18同士を互いに近づけ、前記小径部14の先端部の断面形状を、図10に示す様な楕円形に塑性変形させる。同時に、この小径部14の先端部に挿入された大径部16の先端部も、前記両セレーション15、17を介して押圧し、この大径部16の先端部の断面形状も、図10に示す様な楕円形に塑性変形させる。
As shown in FIG. 9, the thickness between the end faces of the two
この様にして、前記小径部14の先端部及び前記大径部16の先端部を径方向内方に押圧し、これら両先端部の断面形状を楕円形に塑性変形させたならば、次いで、前記アウタシャフト12aと前記インナシャフト13とを互いに近づく方向に軸方向に相対変位させる。即ち、前記両押圧片18、18から前記アウタシャフト12aと前記インナシャフト13とを取り出した後、このアウタシャフト12aを図8の左方に、このインナシャフト13を同じく右方に、相手部材に対して相対変位させる。そして、図7に示す様に、前記小径部14の先端部を前記大径部16の基端部に圧入嵌合すると共に、この大径部16の先端部をこの小径部14の基端部に圧入嵌合させる。前記両押圧片18、18により塑性変形させられていない、この小径部14の中間部と前記大径部16の中間部とは互いに緩く係合させる。
尚、上述の様な衝撃吸収式ステアリングシャフトを構成するインナシャフト13は、アウタシャフト12aよりも外径が小さいので、強度を確保する為、S35C等硬度の高い炭素鋼により形成する事が多い。或いは、STKM12B等の炭素鋼鋼管により形成する事もできるが、この場合は強度を確保する為、径方向の厚さを厚くする。
In this way, if the distal end portion of the
Since the
以上の説明は、後端部分にステアリングホイール4(図6参照)を固定するステアリングシャフト3に就いて行ったが、ステアリング装置の前側部分に配置される中間シャフト6も同様にして、軸方向に収縮可能に構成する場合がある。この様な収縮式の中間シャフト6は、自動車が他の自動車等にぶつかる一次衝突の際に、この一次衝突に伴う衝撃荷重よりその全長を縮める事で、前記ステアリングホイール4が運転者側に突き上げられるのを防止し、運転者の保護を図る。又、前記中間シャフト6は、運転者の操作によって前記ステアリングホイール4から前記ステアリングシャフト3に付与されるトルクに加え、補助動力源である電動モータ10の出力トルクを伝達する。この為、上述の様な衝撃吸収式ステアリングシャフトを、前記中間シャフト6に適用する場合、前記アウタシャフト12aとインナシャフト13との係合部の保持力(嵌合強度)を大きくし、耐久性を高くする必要がある。この結果、前記大径部16の先端部外周縁と、前記小径部14の内周面との当接圧が高くなり、上述の様な衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法を実施する場合に於いて、前記アウタシャフト12aとインナシャフト13とを互いに近づく方向に軸方向に相対変位させる際に、前記大径部16の先端部外周縁でかじりが発生し易い。即ち、この相対変位の際、断面形状が楕円形であるこの大径部16の先端部外周縁の長径部分と、断面形状が円形である前記小径部14の内周面とが強く擦れ合って、この先端部外周縁がこの小径部14の内周面に食い込む(かじる)。この様にして発生したかじりを放置すると、衝突事故の際のエネルギ吸収性能が不安定になる可能性がある。そこでこのエネルギ吸収性能を安定させる為に、かじりにより生じた余肉部分(むしれ部分)を切削等により除去する手間が必要になる。又、かじりの程度によっては、完成後の衝撃吸収式ステアリングシャフトを、不良品として廃棄しなければならなくなり、加工の手間の増大や歩留りの悪化により、製造コストが上昇する為、改良が望まれる。特に、前記中間シャフト6の場合、前述した様に、保持力確保の為に嵌合部の当接圧を高くする為、改良する必要性が大きい。
Although the above description has been given with respect to the steering shaft 3 that fixes the steering wheel 4 (see FIG. 6) to the rear end portion, the intermediate shaft 6 disposed in the front portion of the steering device is similarly axially arranged. It may be configured to be shrinkable. Such a contraction-type intermediate shaft 6 has the steering wheel 4 pushed up to the driver side by reducing the overall length from the impact load accompanying the primary collision at the time of the primary collision when the automobile collides with another automobile or the like. To protect the driver. The intermediate shaft 6 transmits the output torque of the
本発明は、上述の様な事情に鑑み、アウタシャフトとインナシャフトとを、二次衝突時に加わる衝撃荷重に伴い、これら両シャフト同士が軸方向に相対変位可能に結合して成る衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法に於いて、前記インナシャフトの先端部外周縁と前記アウタシャフトの内周面との間にかじりが発生するのを防止し、加工の手間の増大や不良品の発生を抑えつつ、エネルギ吸収性能の安定した衝撃吸収式ステアリングシャフトを得られる様にして、製造コストの上昇を抑える事ができる製造方法を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention is an impact-absorbing steering system in which an outer shaft and an inner shaft are coupled to each other so as to be capable of relative displacement in the axial direction in accordance with an impact load applied during a secondary collision. In the shaft manufacturing method, it is possible to prevent the occurrence of galling between the outer peripheral edge of the inner shaft and the inner peripheral surface of the outer shaft, while suppressing an increase in processing time and generation of defective products. The invention was invented to realize a manufacturing method capable of suppressing an increase in manufacturing cost so that an impact-absorbing steering shaft having stable energy absorption performance can be obtained.
本発明の衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法は、アウタシャフトの先端部と、インナシャフトの先端部とを係合させた状態で、このアウタシャフトの先端部の外周面を径方向に(径方向反対位置を互いに近付く方向に)押圧し、このアウタシャフトの先端部及び前記インナシャフトの先端部を径方向に(押圧方向が短径でこれと直角方向が長径となる、断面楕円形に)塑性変形させる。次いで、前記両シャフト同士を互いに近づく方向に軸方向に相対変位させ、前記アウタシャフトの先端部を前記インナシャフトの中間部に、このインナシャフトの先端部をこのアウタシャフトの中間部に、それぞれ圧入嵌合させ、このアウタシャフトの先端部と中間部との間部分と、前記インナシャフトの先端部と中間部との間部分とを互いに緩く係合させる。
特に、本発明の衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法に於いては、前記アウタシャフトの先端部の外周面を径方向内方に押圧する量を、前記インナシャフトの先端部の先端縁寄り部分で、同じく中間寄り部分よりも少なくする。
In the manufacturing method of the shock absorbing steering shaft of the present invention, the outer peripheral surface of the outer shaft tip portion is radially (radial direction) in a state in which the outer shaft tip portion and the inner shaft tip portion are engaged. Pressing the opposite positions toward each other), the tip of the outer shaft and the tip of the inner shaft are in the radial direction (in the shape of an elliptical section with the pressing direction being the short diameter and the direction perpendicular thereto being the long diameter) Deform. Next, the shafts are relatively displaced in the axial direction so as to approach each other, and the tip of the outer shaft is press-fitted into the middle of the inner shaft, and the tip of the inner shaft is press-fitted into the middle of the outer shaft. The portion between the tip portion and the intermediate portion of the outer shaft and the portion between the tip portion and the intermediate portion of the inner shaft are loosely engaged with each other.
In particular, in the shock absorbing steering shaft manufacturing method of the present invention, the amount of pressing the outer peripheral surface of the outer shaft tip portion inward in the radial direction is determined by the portion near the tip edge of the inner shaft tip portion. , Also less than the middle part.
上述の様に構成する、本発明の衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法によれば、アウタシャフトの先端縁とインナシャフトの内周面との間にかじりが発生するのを防止し、加工の手間の増大や不良品の発生を抑えつつ、優れた衝撃エネルギ吸収性能を発揮できる衝撃吸収式ステアリングシャフトを組み立てて、前記ステアリングシャフトの製造コストの上昇を抑える事ができる。この理由は、前記アウタシャフトの先端部の外周面を径方向内方に押圧する量を、前記インナシャフトの先端部の先端縁寄り部分で、同じく中間寄り部分よりも少なくしている為、このインナシャフトの先端縁と前記アウタシャフトの内周面との間でかじりが発生するのを防止できるからである。即ち、このアウタシャフトの内周面と係合する前記インナシャフトの先端部のうち、先端縁寄り部分の押圧量は少ない為、この先端縁寄り部分の断面形状が円形から楕円形に変化する程度は少ない。要するに、押圧される部分が径方向に押し潰されるのに伴い、この部分から円周方向に90度位相がずれた部分が径方向に拡げられる量が少なくなる。この結果、この円周方向に90度位相がずれた部分と、前記アウタシャフトの内周面との当接圧を低くできる。この為、前記両シャフト同士を互いに近づく方向に軸方向に相対変位させる際に、前記インナシャフトの先端縁部分と前記アウタシャフトの内周面との間に作用する摩擦を小さく抑える事ができて、この先端縁部分がこの内周面に食い込む事を防止でき、前記かじりの発生を防止できる。前記先端縁部分よりも中間寄り部分は十分に変形するが、この中間寄り部分と前記アウタシャフトの内周面との擦れ合い部でかじりが発生する事は少ない。この結果、かじりの発生防止と、前記両シャフトの嵌合強度の確保とを両立させられる。 According to the shock absorbing type steering shaft manufacturing method of the present invention configured as described above, it is possible to prevent the occurrence of galling between the outer edge of the outer shaft and the inner peripheral surface of the inner shaft, and to reduce the processing effort. As a result, an increase in manufacturing cost of the steering shaft can be suppressed by assembling an impact absorbing steering shaft capable of exhibiting excellent impact energy absorbing performance while suppressing an increase in the number of defects and the occurrence of defective products. This is because the amount of pressing the outer peripheral surface of the tip of the outer shaft radially inward is less at the tip edge portion of the inner shaft tip than at the middle portion. This is because galling can be prevented between the tip edge of the inner shaft and the inner peripheral surface of the outer shaft. That is, of the tip portion of the inner shaft that engages with the inner peripheral surface of the outer shaft, the amount of pressing at the tip edge portion is small, so that the cross-sectional shape of the tip edge portion changes from a circle to an ellipse. There are few. In short, as the pressed portion is crushed in the radial direction, the amount of the portion whose phase is shifted by 90 degrees in the circumferential direction from this portion is reduced in the radial direction. As a result, the contact pressure between the portion whose phase is shifted by 90 degrees in the circumferential direction and the inner peripheral surface of the outer shaft can be reduced. For this reason, when the two shafts are relatively displaced in the axial direction in a direction approaching each other, the friction acting between the tip edge portion of the inner shaft and the inner peripheral surface of the outer shaft can be reduced. The tip edge portion can be prevented from biting into the inner peripheral surface, and the occurrence of the galling can be prevented. The intermediate portion is sufficiently deformed than the tip edge portion, but the occurrence of galling at the rubbing portion between the intermediate portion and the inner peripheral surface of the outer shaft is small. As a result, it is possible to achieve both prevention of galling and securing of the fitting strength of the two shafts.
[実施の形態の第1例]
図1〜2は、全ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例を含めて、本発明の衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法の特徴は、インナシャフト13aの先端縁と、アウタシャフト12aの内周面との間でかじりが発生するのを防止し、加工の手間の増大や不良品の発生を抑えつつ、優れた衝撃エネルギ吸収性能を発揮できる衝撃吸収式ステアリングシャフトを組み立てて、製造コストの上昇を抑える点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図7〜10に示した従来の製造方法を含め、従来から知られている衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法と同様であるから、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]
1-2 show a first example of an embodiment of the invention corresponding to all claims. In addition, including the present example, the features of the shock absorbing steering shaft manufacturing method of the present invention prevent galling between the tip edge of the
本例の場合、先ず、図1に示す様に、前記インナシャフト13aの後端部に形成した大径部16aの先端部を、前記アウタシャフト12aの前端部に形成した小径部14の先端部に係合させる。上述の様な大径部16aは、前述した従来構造の場合と同様に、円管状の前記インナシャフト13aの後端部を押し拡げる事により形成する。若しくはこのインナシャフト13aの前端部外周面に切削加工を施す事により形成しても良い。或いは、このインナシャフト13aを前記アウタシャフト12aの内径側に挿通可能であれば、前記大径部16aを設けず、前記インナシャフト13aの外径を軸方向全長に亙って同じとする事もできる。但し、この場合は、完成後のステアリングシャフト3a(図7参照)の収縮荷重が過大になるのを防止すべく、前記インナシャフト13aの外周面に軸方向全長に亙って雄セレーション17を形成する。
又、前記小径部14は、前述した従来構造の場合と同様に円管状である前記アウタシャフト12aの前端部に絞り加工を施す事により、若しくは後端部内周面に切削加工を施す事により形成する。或いは、前記インナシャフト13aを前記アウタシャフト12aの内径側に挿通可能であれば、前記小径部14を設けず、このアウタシャフト12aの内径を軸方向全長に亙って同じとする事もできる。但し、この場合は、前記ステアリングシャフト3aの収縮荷重が過大になるのを防止すべく、前記アウタシャフト12aの内周面に軸方向全長に亙って前記雄セレーション17と係合する、雌セレーション15を形成する。
図1〜2に示した本例の構造の場合、前記インナシャフト13aの後端部を押し拡げる事により前記大径部16aを、前記アウタシャフト12aの前端部に絞り加工を施す事により前記小径部14を、それぞれ設けている。
In the case of this example, first, as shown in FIG. 1, the distal end portion of the
The small-
In the case of the structure of this example shown in FIGS. 1 and 2, the large-
そして、この小径部14の先端部の外周面を1対の押圧片18a、18aにより径方向内方に押圧し、前述した従来の製造方法の1例を示す図9→図10の場合と同様に、ステアリングシャフト3a(図7参照)の中心軸に直交する仮想平面に関する断面形状が楕円形となる様に、前記小径部14の先端部の外周面を径方向内方に押圧する。この時、前記両押圧片18a、18aを押圧する押圧力を調整しても良い。即ち、これら両押圧片18a、18aの端面同士の間の隙間20、20(図9参照)の厚さを、前記両先端部を押圧した状態で正の値とし(隙間20、20を残し)、これら両先端部の押圧量を調整する事もできる。又、前記両押圧片18a、18aの内側面で前記小径部14の先端部の外周面と当接する部分の形状は、前述した図9〜10に示す様な断面が円弧状の凹部19、19に限らず、前記小径部14の先端部の外周面の径方向反対位置を、互いに近づく方向に押圧できれば、平面や断面形状がV字形の面等とする事もできる。更に、断面円弧状とする場合でも、前記小径部14の先端部外周面の曲率半径との大小関係は何れでも良い。何れにしても、本例の場合、前記両押圧片18a、18aの軸方向両端縁に、断面形状が部分円弧状(R状)の面取り部21a、21bを設けている。これら両面取り部21a、21bは、前記大径部16aの先端縁側(図1〜2の右側)の面取り部21aの断面形状の曲率半径r1を、前記小径部14の先端縁側(図1〜2の左側)の面取り部21bの断面形状の曲率半径r2よりも大きく(r1>r2)している。即ち、前記両先端部を径方向内方に押圧する量は、前記両押圧片18a、18aの軸方向中間部で最も多く、前記小径部14の先端縁寄り部分(図1〜2の左側)、前記大径部16aの先端縁寄り部分(図1〜2の右側)の順に少なくしている。前記両部14、16aの先端部を径方向内方に押圧したならば、次いで、前記アウタシャフト12aと前記インナシャフト13aとを軸方向に相対変位させる。そして、前述の図7に示す様に、前記小径部14の先端部を前記大径部16aの基端部に、この大径部16aの先端部にこの小径部14の基端部を、それぞれ圧入嵌合させる。又、これら小径部14の中間部と大径部16aの中間部とは、互いに緩く嵌合させる。
And the outer peripheral surface of the front-end | tip part of this
尚、本例の場合には、円管状のインナシャフト13aの先端部内周縁に、断面形状が部分円弧状(R状)の面取り部22を設けている。この面取り部22の基端部(小径側端部)は、前記両押圧片18a、18aにより、前記両シャフト12a、13a同士を押圧する際に、これら両押圧片18a、18aの軸方向中間部(これら両押圧片18a、18aの厚さ範囲内)のうち、前記両面取り部21a、21bを形成した軸方向両端縁を除いた部分の径方向内方に位置させている。
In the case of this example, a chamfered
上述の様に構成する本発明の衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法によれば、前記インナシャフト13aの大径部16aの先端縁と前記アウタシャフト12aの小径部14の内周面との間にかじりが発生するのを防止し、ステアリングシャフトの製造コストの上昇を抑えつつ、優れた衝撃エネルギ吸収性能を発揮できる衝撃吸収式ステアリングシャフトを組み立てる事ができる。この理由は、前記両押圧片18a、18aの軸方向両端縁のうち、前記大径部16aの先端縁側(図1〜2の右側)に面取り部21aを設ける事で、前記両シャフト12a、13aを径方向内方に押圧する際に、このアウタシャフト12aの内周面に形成した雌セレーション15と、前記インナシャフト13aの外周面に形成した雄セレーション17とを介し押圧される、前記大径部16aの先端部のうち、この大径部16aの先端縁寄り部分の押圧量を少なくしているからである。この押圧量を少なくしているので、この大径部16aの先端縁寄り部分のうち、前記小径部14の先端部の外周面で前記両押圧片18a、18aの凹部19、19(図9〜10参照)により押圧される部分の径方向内方に位置する部分から円周方向に90度位相がずれた部分の変形量(これら両径方向内方に位置する部分が径方向に押し潰されるのに伴い、径方向に拡げられる量)が少ない。この様に、前記90度位相がずれた部分の変形量を少なく抑えている為、前記アウタシャフト12aと前記インナシャフト13aとを互いに近づく方向に軸方向に相対変位させる際に、前記大径部16aの先端部外周縁と前記小径部14の内周面とが強く擦れ合う事がない。即ち、管状のアウタシャフト12aの内周面と係合する前記大径部16aの先端部の先端縁寄り部分のうち、前記円周方向に90度位相がずれた部分の変形量は少なくなっており、前記大径部16aの先端縁部分と前記小径部14の内周面との当接圧は低い。勿論、押圧された部分にスプリングバックにより生じる当接圧にしても、低く抑えられる。この為、前記両シャフト12a、13a同士を相対変位させる際に、前記大径部16aの先端縁部分と前記小径部14の内周面との間に作用する摩擦力を小さく抑える事ができる。そして、この先端縁部分がこの内周面に食い込む事を防止でき、この内周面にかじりによる余肉部(むしれ)が発生するのを防止できる。
According to the manufacturing method of the shock absorbing steering shaft of the present invention configured as described above, between the leading edge of the
又、前記両押圧片18a、18aの軸方向両端縁のうち、前記小径部14の先端縁側(図1〜2の左側)に面取り部21bを設ける事で、前記両シャフト12a、13aを径方向内方に押圧する際に、前記小径部14の先端部の先端縁寄り部分のうち、前記両凹部19、19により押圧される部分の押圧量を少なくしている。この為、これら両凹部19、19により押圧される部分が径方向内方に塑性変形される量(押し潰される量)を少なくしている。この結果、前記両シャフト12a、13a同士を互いに近づく方向に軸方向に相対変位させても、前記小径部14の先端部内周縁と前記大径部16aの外周面とが強く擦れ合う事がない。即ち、前記インナシャフト13aの外周面と係合する前記小径部14の先端部の先端縁部分のうち、前記両凹部19、19により押圧される部分の変形量は少なくなっており、前記小径部14の先端縁部分と前記大径部16aの外周面との当接圧は低い。この為、前記両シャフト12a、13a同士を相対変位させる際に、前記小径部14の先端縁部分と前記大径部16aの外周面との間に作用する摩擦を小さく抑える事ができる。そして、前記先端縁部分がこの外周面に食い込む事を防止でき、この外周面にかじりによる余肉部(むしれ)が発生するのを防止できる。前記両押圧片18a、18aのうちで、前記各面取り部21a、21b同士の間部分は、前記両シャフト12a、13aの先端部同士の嵌合部を十分に強く押圧し、当該部分を十分に変形させて、嵌合部の面圧を十分に高くする。但し、この部分の面圧が高くなっても、前記両シャフト12a、13a同士を相対変位させる際に、かじりが発生する事はない。一方、前記面圧を高くする事で、前記両シャフト12a、13aの嵌合強度を大きくして、完成後のエネルギ吸収式ステアリングシャフトの捩り剛性並びに曲げ剛性を十分に高くできる。
Further, by providing a chamfered
又、本例の場合には、前記両面取り部21a、21bのうち、前記大径部16aの先端縁寄り部分に対応する面取り部21aの断面形状の曲率半径r1を、前記小径部14の先端縁寄り部分に対応する面取り部21bの断面形状の曲率半径r2よりも大きくしている。そして、前記大径部16aの先端縁寄り部分の押圧量を、前記小径部14の先端縁寄り部分の押圧量よりも少なくしている。この様な構成により、前記大径部16aの先端縁部分と前記小径部14の内周面との間に作用する摩擦力を、前記小径部14の先端縁部分と前記大径部16aの外周面との間に作用する摩擦力よりも十分に小さくして、前記小径部14の内周面部分でのかじり防止を有効に図れる。
Further, in the case of this example, the double-
更に、本例の場合、円管状のインナシャフト13aの大径部16aの先端部内周縁にR状の面取り部22を設け、この大径部16aの先端部の径方向の厚さを、先端縁に向かう程薄くしている(剛性を低くしている)。この為、前記ステアリングシャフトを製造すべく、前記アウタシャフト12aと前記インナシャフト13aとを互いに近づく方向に軸方向に相対変位させる際に、前記大径部16aの先端縁と前記小径部14の内周面とが強く擦れ合う事を、より効果的に防止できる。即ち、この大径部16aの先端縁部分の径方向に関する剛性は、この部分の厚さが薄い分だけ低くなっており、この先端縁部分と前記小径部14の内周面との当接圧を更に低くできる。この為、前記両シャフト12a、13a同士を相対変位させる際に、前記大径部16aの先端縁部分と前記小径部14の内周面との間に作用する摩擦を更に小さく抑える事ができる。この結果、前記先端縁部分がこの内周面に食い込む事をより効果的に防止でき、この内周面にかじりによる余肉部(むしれ)が発生するのをより確実に防止して、ステアリングシャフトの製造コストの上昇を更に抑える事ができる。尚、前記両シャフト12a、13a同士を径方向内方に押圧する際に、前記面取り部22の基端部(小径側端部)を、前記両押圧片18a、18aの軸方向中間部(これら両押圧片18a、18aの厚さ範囲内)のうち、前記両面取り部21a、21bを形成した軸方向両端縁を除いた部分の径方向内方に位置させている。この為、前記大径部16aの先端縁で径方向の厚さが薄くなっている部分を径方向内方に押圧する力を適切に制御(中間寄り部分よりも大きくなる事を防止)できる。この結果、前記大径部16aと前記小径部14との係合部の保持力を確保し、しかも、前記大径部16aの先端縁と小径部14の内周面との擦れ合い部でかじりが生じる事を、より安定して防止できる。
Further, in the case of this example, an R-shaped chamfered
[実施の形態の第2例]
図3も、全ての請求項に対応する、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、インナシャフト13bの大径部16bの先端部(図3の右端部)に凹孔23を設け、この凹孔23の内周面のうち、この大径部16bの先端縁寄り部分に、母線形状が直線状の(部分円すい凹面状の)面取り部22aを設けている。この面取り部22aの基端部(小径側端部)は、1対の押圧片18a、18aによりアウタシャフト12aとインナシャフト13bとを押圧する際に、これら両押圧片18a、18aの軸方向中間部の径方向内方に位置させる。
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、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
[Second Example of Embodiment]
FIG. 3 also shows a second example of an embodiment of the invention corresponding to all claims. In the case of this example, a
Since the configuration and operation of the other parts are the same as those of the first example of the embodiment described above, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[実施の形態の第3例]
図4も、全ての請求項に対応する、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、1対の押圧片18b、18bの押圧面を、面取り部21bを設けた小径部14の先端側端縁(図4の左側)を除いて、大径部16の先端縁に向かう程、互いに離れる方向に傾斜させた、傾斜面部24、24としている。この構成により、アウタシャフト12aの先端部とインナシャフト13の先端部とを嵌合させた状態でこれら両先端部を塑性変形させた後、これら両シャフト12a、13同士を近付ける際に、前記大径部16の先端縁と前記小径部14の内周面との擦れ合い部にかじりが発生する事を、より効果的に防止できる。
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、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
[Third example of embodiment]
FIG. 4 also shows a third example of an embodiment of the invention corresponding to all claims. In the case of this example, the pressing surfaces of the pair of
Since the configuration and operation of the other parts are the same as those in the first example of the above-described embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[実施の形態の第4例]
図5も、全ての請求項に対応する、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、1対の押圧片18cの押圧面を、小径部14の先端側(図5の左側)から順に、面取り部21b、部分円筒面部25、傾斜面部24aとしている。この様な本例によれば、前記両押圧片18cの押圧面に、それぞれ部分円筒面部25を設けている為、前記小径部14の内周面の雌セレーション15と、大径部16の外周面の雄セレーション17とが強く摩擦係合している部分の軸方向長さを、或る程度確保できる。この結果、前記大径部16と前記小径部14との係合部に於ける保持力を、前述した実施の形態の第3例の場合と比較して、安定させる事ができる。
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、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
[Fourth Example of Embodiment]
FIG. 5 also shows a fourth example of an embodiment of the present invention corresponding to all claims. In the case of this example, the pressing surfaces of the pair of
Since the configuration and operation of the other parts are the same as those in the first example of the above-described embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
1 車体
2 ステアリングコラム
3、3a ステアリングシャフト
4 ステアリングホイール
5a、5b 自在継手
6 中間シャフト
7 ステアリングギヤユニット
8 入力軸
9 タイロッド
10 電動モータ
11 アウタコラム
12、12a アウタシャフト
13、13a〜13b インナシャフト
14 小径部
15 雌セレーション
16、16a〜16b 大径部
17 雄セレーション
18、18a〜18c 押圧片
19 凹部
20 隙間
21a、21b 面取り部
22、22a 面取り部
23 凹孔
24、24a 傾斜面部
25 部分円筒面部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car body 2
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