JP2015085805A - Intermediate shat, manufacturing method for intermediate shaft and electric power steering device - Google Patents

Intermediate shat, manufacturing method for intermediate shaft and electric power steering device Download PDF

Info

Publication number
JP2015085805A
JP2015085805A JP2013225890A JP2013225890A JP2015085805A JP 2015085805 A JP2015085805 A JP 2015085805A JP 2013225890 A JP2013225890 A JP 2013225890A JP 2013225890 A JP2013225890 A JP 2013225890A JP 2015085805 A JP2015085805 A JP 2015085805A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
diameter
spline
reduced diameter
intermediate shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013225890A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015085805A5 (en
JP6179765B2 (en
Inventor
田中 英治
Eiji Tanaka
英治 田中
聡 神戸
Satoshi Kanbe
聡 神戸
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.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2013225890A priority Critical patent/JP6179765B2/en
Publication of JP2015085805A publication Critical patent/JP2015085805A/en
Publication of JP2015085805A5 publication Critical patent/JP2015085805A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6179765B2 publication Critical patent/JP6179765B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire a sufficient impact energy absorption amount by allowing substantially the whole region of a reduced-diameter part to plastically deform by twisting, when a torque equal to or larger than a reference torque is input, in an intermediate shaft.SOLUTION: An intermediate shaft 12 is formed by cutting a blank which is a casting whose diameter becomes thinner gradually or continuously from one end in an axial direction toward the other end. The intermediate shaft 12 includes: a connection part 34 for forming a press-fit hole 33 in which a press-fit part 34 of a second shaft (input shaft 13) is press-fitted; a spline shaft part 35 which is fitted to a spline hole 30 of a first shaft (upper shaft 11); and a reduced-diameter part 36 which is a cut part arranged between the connection part 34 and the spline shaft part 35. The reduced-diameter part 36 includes a taper part 38 in which the diameter reduces toward the spline shaft part 35, and it absorbs impact energy by plastically deforming by twisting when an excessive torque acts on.

Description

本発明は、中間シャフト及び中間シャフトの製造方法並びにステアリング装置に関する。   The present invention relates to an intermediate shaft, an intermediate shaft manufacturing method, and a steering device.

特許文献1では、ステアリングコラムシャフトと自在継手を介して連結されるインターミディエイトシャフトが、転舵輪側から過大入力時に破断可能な強度低減部を含む。前記強度低減部は、強度低減部の両側の部分よりも細い径の縮径部とされている。過大入力時に強度低減部のみが破損することで、他の部分の故障発生が回避される。   In Patent Document 1, an intermediate shaft connected to a steering column shaft via a universal joint includes a strength reducing portion that can be broken when excessively input from the steered wheel side. The said strength reduction part is made into the reduced diameter part of a diameter thinner than the part of the both sides of a strength reduction part. Since only the strength reducing portion is damaged at the time of excessive input, failure of other portions is avoided.

特開2012−62991号公報JP 2012-62991 A

例えば、第1端部および第2端部を有する素材軸を、第1端部側から型内に押込みプレスすることにより、シャフトの製造用中間体を形成し、その製造用中間体の途中部の外周を切削加工により削って、縮径部を形成することが考えられる。
前記製造用中間体において、前記縮径部を形成するための縮径部形成予定領域に対して、押込み側である前記第1端部側に隣接して第1径部が配置され、前記縮径部に対して前記第1径部とは反対側に隣接して第2径部が配置されているとする。その場合、押込み側である第1端部に近い第1径部の径が、第2径部の径よりも小さい。すなわち、プレス時において、第1径部の断面積変化率が、第2径部の断面積変化率よりも大きいため、第1径部の硬度が、第2径部の硬度よりも高い。その結果、最終段階のシャフトにおいて、第1径部に隣接する、縮径部の第1領域の硬度が、第2径部に隣接する、縮径部の第2領域の硬度よりも高くなる。
For example, a shaft for manufacturing a shaft is formed by pressing a material shaft having a first end and a second end into the mold from the first end side, and an intermediate portion of the manufacturing intermediate. It is conceivable to form the reduced diameter portion by cutting the outer periphery of the substrate by cutting.
In the manufacturing intermediate, a first diameter portion is disposed adjacent to the first end portion side which is a pushing side with respect to a reduced diameter portion formation planned region for forming the reduced diameter portion, and the reduced diameter portion is formed. Assume that the second diameter portion is disposed adjacent to the diameter portion on the opposite side to the first diameter portion. In that case, the diameter of the 1st diameter part near the 1st end part which is a pushing side is smaller than the diameter of a 2nd diameter part. That is, at the time of pressing, since the cross-sectional area change rate of the first diameter portion is larger than the cross-sectional area change rate of the second diameter portion, the hardness of the first diameter portion is higher than the hardness of the second diameter portion. As a result, in the final stage shaft, the hardness of the first region of the reduced diameter portion adjacent to the first diameter portion is higher than the hardness of the second region of the reduced diameter portion adjacent to the second diameter portion.

このようなシャフトに転舵輪側からの過大なねじり負荷によって衝撃エネルギが加えられる場合(いわゆる逆入力時に相当)、縮径部において、硬度の低い第2領域のみが、捩じり変形する。このため、衝撃エネルギ吸収量が不足する。
本発明の目的は、基準トルク以上の大きさのトルクが入力されたときに縮径部の略全域を捩じりにより塑性変形させて十分な衝撃エネルギ吸収量を得ることができる中間シャフト及び中間シャフトの製造方法並びに電動パワーステアリング装置を提供することである。
When impact energy is applied to such a shaft due to an excessive torsional load from the steered wheel side (corresponding to a so-called reverse input), only the second region having a low hardness is torsionally deformed in the reduced diameter portion. For this reason, the impact energy absorption amount is insufficient.
An object of the present invention is to provide an intermediate shaft and an intermediate shaft capable of obtaining a sufficient impact energy absorption amount by plastically deforming substantially the entire area of the reduced diameter portion by twisting when a torque larger than a reference torque is input. A shaft manufacturing method and an electric power steering device are provided.

請求項1の発明は、軸方向の一端(401)から他端(402)に向かって段階的または連続的に径が細くなる鍛造品であるブランクを切削加工して形成されており、スプライン孔(30)を有する第1シャフト(11)と軸方向の一端に圧入部(32)を有する第2シャフト(13)との間を連結する中間シャフト(12)であって、前記圧入部が圧入される圧入孔(33)を形成した結合部(34)と、前記結合部よりも小径であり前記スプライン孔に嵌合されたスプライン軸部(35)と、前記結合部と前記スプライン軸部との間に配置された切削加工部である縮径部(36)と、を備え、前記縮径部は、前記スプライン軸部に向かって縮径するテーパ部(38)を含み、基準トルク以上の大きさのトルクが作用するときに捩じりにより塑性変形する衝撃エネルギ吸収部として機能する中間シャフトを提供する。   The invention of claim 1 is formed by cutting a blank, which is a forged product whose diameter gradually decreases from one end (401) to the other end (402) in the axial direction, and has a spline hole. An intermediate shaft (12) for connecting a first shaft (11) having (30) and a second shaft (13) having a press-fit portion (32) at one end in the axial direction, wherein the press-fit portion is press-fit A coupling portion (34) in which a press-fitting hole (33) is formed; a spline shaft portion (35) having a smaller diameter than the coupling portion and fitted in the spline hole; the coupling portion and the spline shaft portion; A reduced-diameter portion (36) that is a cutting portion disposed between the tapered portions, and the reduced-diameter portion includes a tapered portion (38) that decreases in diameter toward the spline shaft portion, and has a reference torque or more. Torsion when large torque is applied Providing an intermediate shaft that functions as a shock energy absorbing portion that is plastically deformed.

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項2のように、前記縮径部は、前記結合部に隣接する第1端部(361)と、前記スプライン軸部に隣接する第2端部(362)と、を含み、前記第1端部の外径(D1)は、前記結合部の外径(E1)よりも小さくされ、前記第2端部の外径(D2)は、前記スプライン軸部の外径(E2)よりも小さくされていてもよい。
In addition, although the alphanumeric character in a parenthesis represents the corresponding component etc. in embodiment mentioned later, this does not mean that this invention should be limited to those embodiment as a matter of course. The same applies hereinafter.
According to a second aspect of the present invention, the reduced diameter portion includes a first end portion (361) adjacent to the coupling portion and a second end portion (362) adjacent to the spline shaft portion. The outer diameter (D1) of the end portion is smaller than the outer diameter (E1) of the coupling portion, and the outer diameter (D2) of the second end portion is smaller than the outer diameter (E2) of the spline shaft portion. May be.

請求項3の発明は、素材軸を軸方向に沿って型内に押し込みプレスすることにより、外周に結合部形成予定領域(41P;41Q)と縮径部形成予定領域(42P;42Q)とスプライン軸部形成予定領域(43P;43Q)とを含むブランク(40P;40Q)を形成する工程を含み、前記ブランクの縮径部形成予定領域は、外径が一定であるストレート部(42P1;42Q2)とスプライン軸部形成予定領域側に向かって外径が細くなるテーパ部(42P2;42Q1,42Q3)とを含み、前記ブランクの前記縮径部形成予定領域の外周を切削して縮径部(36P;36Q)を形成する工程を含む中間シャフト(12P;12Q)の製造方法を提供する。   In the invention of claim 3, the material axis is pushed into the mold along the axial direction and pressed to form a joint portion formation planned region (41P; 41Q), a reduced diameter portion formation planned region (42P; 42Q) and a spline on the outer periphery. Including a step of forming a blank (40P; 40Q) including a shaft portion formation planned region (43P; 43Q), and the reduced diameter portion formation planned region of the blank has a constant outer diameter (42P1; 42Q2) And a tapered portion (42P2; 42Q1, 42Q3) whose outer diameter becomes narrower toward the region where the spline shaft portion is to be formed, and cut the outer periphery of the region where the reduced diameter portion is to be formed of the blank. A method of manufacturing the intermediate shaft (12P; 12Q) including the step of forming 36Q).

請求項4の発明は、請求項1または2に記載の中間シャフトを備える電動パワーステアリング装置であって、ステアリングホイール(2)が取り付けられる前記第1シャフトとしてのアッパーシャフト(11)と、アッパーシャフトに連結される前記中間シャフト(12)と、前記中間シャフトに連結される前記第2シャフトとしてのインプットシャフト(13)と、操舵補助用の電動モータ(16)から入力されるトルクにより回転する減速ギヤ(19)が取り付けられたアウトプットシャフト(14)と、前記インプットシャフトと前記アウトプットシャフトとを連結するトーションバー(15)と、を備える電動パワーステアリング装置(1)を提供する。   The invention of claim 4 is an electric power steering apparatus comprising the intermediate shaft according to claim 1 or 2, wherein the upper shaft (11) as the first shaft to which the steering wheel (2) is attached, and the upper shaft The intermediate shaft (12) connected to the intermediate shaft, the input shaft (13) as the second shaft connected to the intermediate shaft, and the deceleration rotated by the torque input from the steering assist electric motor (16) Provided is an electric power steering device (1) comprising an output shaft (14) to which a gear (19) is attached, and a torsion bar (15) connecting the input shaft and the output shaft.

請求項1の発明によれば、結合部よりも小径であるスプライン軸部の硬度は、結合部の硬度よりも高くなる。結合部とスプライン軸部との間に配置される縮径部においても、スプライン軸部に近接する領域の硬度が、結合部に近接する領域の硬度よりも高くなる。一方、縮径部に設けられたテーパ部では、スプライン軸部側に向かって、外径が小さくなる。これにより、縮径部において、結合部に近接する領域のねじり強度と、スプライン軸部に近接する領域のねじり強度とを、略均一にすることができる。したがって、基準トルク以上の大きさのトルクが入力されたときに縮径部の略全域を捩じりにより塑性変形させて、十分な大きさの衝撃エネルギ吸収量を得ることができる。   According to the first aspect of the present invention, the hardness of the spline shaft portion having a smaller diameter than that of the joint portion is higher than the hardness of the joint portion. Also in the reduced diameter portion disposed between the coupling portion and the spline shaft portion, the hardness of the region close to the spline shaft portion is higher than the hardness of the region close to the connection portion. On the other hand, in the taper part provided in the reduced diameter part, the outer diameter decreases toward the spline shaft part side. Thereby, in the reduced diameter portion, the torsional strength in the region close to the coupling portion and the torsional strength in the region close to the spline shaft portion can be made substantially uniform. Therefore, when a torque larger than the reference torque is input, the substantially entire region of the reduced diameter portion is plastically deformed by twisting, and a sufficiently large impact energy absorption amount can be obtained.

請求項2の発明によれば、テーパ部を含む縮径部が、両側の結合部およびスプライン軸部よりも小径であるので、基準トルク以上の大きさのトルクが入力されたときに、縮径部のみを確実にねじり変形させることができる。
請求項3の発明によれば、ブランクにおいて、縮径部形成予定領域のストレート部では、硬度および外径が一定であるので、ねじり強度が均一となる。ねじり強度が均一であるストレート部を含む縮径部形成予定領域を切削して、縮径部を形成するので、縮径部においても、捩じり強度が均一である範囲を広く確保することができる。
According to the invention of claim 2, since the diameter-reduced part including the tapered part is smaller in diameter than the coupling part and the spline shaft part on both sides, the diameter is reduced when a torque larger than the reference torque is input. Only the portion can be reliably torsionally deformed.
According to the invention of claim 3, in the blank, since the hardness and the outer diameter are constant in the straight portion of the reduced diameter portion formation scheduled region, the torsional strength becomes uniform. Since the reduced diameter portion formation planned region including the straight portion having a uniform torsional strength is cut to form the reduced diameter portion, it is possible to ensure a wide range where the torsional strength is uniform even in the reduced diameter portion. it can.

請求項4の発明によれば、電動パワーステアリング装置において、基準トルク以上の大きさのトルクが入力されたときに、十分な大きさの衝撃エネルギ吸収量を得ることができる。   According to the invention of claim 4, in the electric power steering apparatus, when a torque larger than the reference torque is input, a sufficiently large impact energy absorption amount can be obtained.

本発明の第1実施形態に係る中間シャフトを含む電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an electric power steering apparatus including an intermediate shaft according to a first embodiment of the present invention. 図1の電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the electric power steering apparatus of FIG. 第1実施形態に係る中間シャフトの一部破断側面図である。It is a partially broken side view of the intermediate shaft concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る中間シャフトの製造用中間体であるブランクの側面図である。It is a side view of the blank which is an intermediate for manufacture of an intermediate shaft concerning a 1st embodiment. 本発明の第2実施形態に係る中間シャフトを含む電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the electric power steering apparatus containing the intermediate shaft which concerns on 2nd Embodiment of this invention. (a)〜(c)は、第2実施形態に係る中間シャフトの製造工程を順次に示す概略図である。(A)-(c) is the schematic which shows the manufacturing process of the intermediate shaft which concerns on 2nd Embodiment sequentially. 第2実施形態に係る中間シャフトの製造用中間体であるブランク(鍛造品)の硬度分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows the hardness distribution of the blank (forged product) which is an intermediate body for manufacture of the intermediate shaft according to the second embodiment. 本発明の第3実施形態に係る中間シャフトを含む電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part of the electric power steering apparatus containing the intermediate shaft which concerns on 3rd Embodiment of this invention. (a)〜(c)は、第3実施形態に係る中間シャフトの製造工程を順次に示す概略図である。(A)-(c) is the schematic which shows in order the manufacturing process of the intermediate shaft which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る中間シャフトの製造用中間体であるブランク(鍛造品)の硬度分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows the hardness distribution of the blank (forged product) which is an intermediate body for manufacture of the intermediate shaft according to the third embodiment.

本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、一端にステアリングホイール2が連結されたステアリングコラムシャフト3と、ステアリングコラムシャフト3に自在継手4を介して連結されたインターミディエイトシャフト5とを含む。電動パワーステアリング装置1は、さらに、インターミディエイトシャフト5に自在継手6を介して連結されたピニオンシャフト7と、ラックシャフト8とを含む。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 includes a steering column shaft 3 having a steering wheel 2 connected to one end thereof, and an intermediate shaft 5 connected to the steering column shaft 3 via a universal joint 4. . The electric power steering device 1 further includes a pinion shaft 7 connected to the intermediate shaft 5 via a universal joint 6, and a rack shaft 8.

電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール2の回転を転舵輪(図示せず)に伝達するためのステアリングシャフトSSを含む。ステアリングシャフトSSは、前述のステアリングコラムシャフト3と、インターミディエイトシャフト5と、ピニオンシャフト7と、ラックシャフト8とを含んで構成されている。
ピニオンシャフト7は、その外周の一部にピニオン7aを含む。ラックシャフト8は、その外周の一部に、ピニオンシャフト7のピニオン7aに噛み合うラック8aを含む。ピニオンシャフト7およびラックシャフト8により、ラックアンドピニオン機構からなるステアリング機構A1が構成されている。
The electric power steering apparatus 1 includes a steering shaft SS for transmitting the rotation of the steering wheel 2 to steered wheels (not shown). The steering shaft SS includes the above-described steering column shaft 3, intermediate shaft 5, pinion shaft 7, and rack shaft 8.
The pinion shaft 7 includes a pinion 7a at a part of the outer periphery thereof. The rack shaft 8 includes a rack 8 a that meshes with the pinion 7 a of the pinion shaft 7 at a part of the outer periphery thereof. The pinion shaft 7 and the rack shaft 8 constitute a steering mechanism A1 including a rack and pinion mechanism.

ラックシャフト8は、車体9に固定されるハウジング10内に図示しない複数の軸受を介して軸方向(紙面とは直交する方向に相当)に直線往復動可能に支持されている。ラックシャフト8の各端部は、ハウジング10の両側へ突出し、それぞれ対応するタイロッド(図示せず)および対応するナックルアーム(図示せず)を介して対応する転舵輪に連結されている。   The rack shaft 8 is supported in a housing 10 fixed to the vehicle body 9 through a plurality of bearings (not shown) so as to be linearly reciprocable in the axial direction (corresponding to a direction orthogonal to the paper surface). Each end of the rack shaft 8 protrudes to both sides of the housing 10 and is connected to a corresponding steered wheel via a corresponding tie rod (not shown) and a corresponding knuckle arm (not shown).

ステアリングホイール2が操作されてステアリングコラムシャフト3が回転されると、この回転がピニオン7aおよびラック8aによって、ラックシャフト8の軸方向の直線運動に変換される。これにより、転舵輪の転舵が達成される。
ステアリングコラムシャフト3は、一端にステアリングホイール2が連結された第1シャフトとしてのアッパーシャフト11と、アッパーシャフト11に連結された中間シャフト12と、中間シャフト12に連結された第2シャフトとしてのインプットシャフト13とを含む。ステアリングシャフト3は、さらに、後述する減速ギヤとしてのウォームホイール19が一体回転可能に連結されたアウトプットシャフト14と、インプットシャフト13とアウトプットシャフト14とを連結するトーションバー15とを含む。
When the steering wheel 2 is operated and the steering column shaft 3 is rotated, this rotation is converted into an axial linear motion of the rack shaft 8 by the pinion 7a and the rack 8a. Thereby, the turning of a steered wheel is achieved.
The steering column shaft 3 includes an upper shaft 11 serving as a first shaft having a steering wheel 2 coupled to one end thereof, an intermediate shaft 12 coupled to the upper shaft 11, and an input serving as a second shaft coupled to the intermediate shaft 12. Shaft 13. The steering shaft 3 further includes an output shaft 14 to which a worm wheel 19 as a reduction gear, which will be described later, is connected so as to be integrally rotatable, and a torsion bar 15 that connects the input shaft 13 and the output shaft 14.

電動パワーステアリング装置1は、さらに、操舵補助力を発生する電動モータ16と、電動モータ16の発生する動力をアウトプットシャフト14に伝達する減速装置17とを備える。減速装置17は、電動モータにより回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム18と、ウォーム18に噛み合う被動ギヤ(減速ギヤ)としてのウォームホイール19とを含む。   The electric power steering apparatus 1 further includes an electric motor 16 that generates a steering assist force, and a speed reducer 17 that transmits the power generated by the electric motor 16 to the output shaft 14. The reduction gear 17 includes a worm 18 as a drive gear that is rotationally driven by an electric motor, and a worm wheel 19 as a driven gear (reduction gear) that meshes with the worm 18.

電動パワーステアリング装置1は、さらに、トーションバー15を介するインプットシャフト13とアウトプットシャフト14との間の相対回転変位量に基づいて操舵トルクを検出するトルクセンサ20と、制御部としてのECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)21とを備える。
ECU21では、トルクセンサ20から与えられるトルク検出結果や図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、電動モータ16を駆動制御(操舵補助制御)する。電動モータ16の出力回転が、減速装置17を介して減速されて、アウトプットシャフト14を介してピニオンシャフト7に伝達され、さらに、ラックシャフト8の直線運動に変換されて、操舵が補助される。
The electric power steering apparatus 1 further includes a torque sensor 20 that detects a steering torque based on a relative rotational displacement amount between the input shaft 13 and the output shaft 14 via the torsion bar 15, and an ECU (Electronic Control) as a control unit. Unit: Electronic control unit) 21.
The ECU 21 controls the drive of the electric motor 16 (steering assist control) based on a torque detection result given from the torque sensor 20 or a vehicle speed detection result given from a vehicle speed sensor (not shown). The output rotation of the electric motor 16 is decelerated via the speed reducer 17 and transmitted to the pinion shaft 7 via the output shaft 14, and further converted into a linear motion of the rack shaft 8 to assist steering.

電動パワーステアリング装置1は、車体9に固定された中空のステアリングコラム22を含む。ステアリングコラムシャフト3は、ステアリングコラム23の内部に配置され、ステアリングコラム22によって回転可能に支持されている。ステアリングコラム22は、アッパーチューブ23と、アッパーチューブ23に嵌合されたロアーチューブ24と、ロアーチューブ24に嵌合されたハウジング25とを含む。   The electric power steering apparatus 1 includes a hollow steering column 22 fixed to the vehicle body 9. The steering column shaft 3 is disposed inside the steering column 23 and is rotatably supported by the steering column 22. The steering column 22 includes an upper tube 23, a lower tube 24 fitted to the upper tube 23, and a housing 25 fitted to the lower tube 24.

アッパーチューブ23は、ブラケット26を介して車体9に取り付けられている。ハウジング25は、ブラケット27を介して車体9に取り付けられている。ハウジング25内には、減速装置17およびトルクセンサ20が収容されている。
第1シャフトとしてのアッパーシャフト11は、アッパーチューブ23の軸方向上端に保持された軸受28によって回転可能に支持されている。アウトプットシャフト14は、ハウジング25により保持された軸受29によって回転可能に支持されている。
The upper tube 23 is attached to the vehicle body 9 via a bracket 26. The housing 25 is attached to the vehicle body 9 via a bracket 27. In the housing 25, the speed reducer 17 and the torque sensor 20 are accommodated.
The upper shaft 11 as the first shaft is rotatably supported by a bearing 28 held at the upper end in the axial direction of the upper tube 23. The output shaft 14 is rotatably supported by a bearing 29 held by a housing 25.

図2に示すように、第1シャフトとしてのアッパーシャフト11は、中空部材から構成される。アッパーシャフト11は、軸方向X1に対向する第1端部111と第2端部112とを有する。第1端部111は、ステアリングコラム22の外部に露出し、ステアリングホイール2を一体回転可能に連結している。アッパーシャフト11は、第2端部112に開口するスプライン孔30を形成している。具体的には、アッパーシャフト11の内周11aには、第2端部112から所定の長さで軸方向X1に延びる雌スプライン31が形成されている。雌スプライン31は、内周11aの周方向に等間隔で離隔して複数が配列されている。   As shown in FIG. 2, the upper shaft 11 as the first shaft is constituted by a hollow member. The upper shaft 11 has a first end 111 and a second end 112 that face each other in the axial direction X1. The first end portion 111 is exposed to the outside of the steering column 22 and connects the steering wheel 2 so as to be integrally rotatable. The upper shaft 11 forms a spline hole 30 that opens to the second end portion 112. Specifically, a female spline 31 extending in the axial direction X1 with a predetermined length from the second end 112 is formed on the inner periphery 11a of the upper shaft 11. A plurality of female splines 31 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the inner periphery 11a.

第2シャフトとしてのインプットシャフト13は、軸方向X1の一端に、圧入部32を含む。中間シャフト12は、圧入部32が圧入される圧入孔33を形成した結合部34と、アッパーシャフト11(第1シャフト)のスプライン孔30に嵌合されたスプライン軸部35と、結合部34とスプライン軸部35との間に配置された切削加工部である縮径部36とを含む。縮径部36は、基準トルク以上の大きさのトルクが作用するときに捩じりにより塑性変形する衝撃エネルギ吸収部として機能する。   The input shaft 13 as the second shaft includes a press-fit portion 32 at one end in the axial direction X1. The intermediate shaft 12 includes a coupling part 34 having a press-fitting hole 33 into which the press-fitting part 32 is press-fitted, a spline shaft part 35 fitted in the spline hole 30 of the upper shaft 11 (first shaft), and a coupling part 34. And a reduced diameter portion 36 that is a cutting portion disposed between the spline shaft portion 35 and the spline shaft portion 35. The reduced diameter portion 36 functions as an impact energy absorbing portion that is plastically deformed by torsion when a torque larger than the reference torque is applied.

中間シャフト12は、軸方向に対向する第1端部121と第2端部122とを含む。結合部34の圧入孔33は、中間シャフト12の第1端部121の端面に開口して軸方向X1に延びている。スプライン軸部35は、結合部34よりも小径である。スプライン軸部35は、中間シャフト12の軸方向X1の一部の外周に設けられた複数の雄スプライン37を含む。複数の雄スプライン37は、軸方向X1に延び周方向に等間隔を隔てて配列されている。   The intermediate shaft 12 includes a first end 121 and a second end 122 that face each other in the axial direction. The press-fitting hole 33 of the coupling portion 34 opens at the end surface of the first end portion 121 of the intermediate shaft 12 and extends in the axial direction X1. The spline shaft portion 35 has a smaller diameter than the coupling portion 34. The spline shaft portion 35 includes a plurality of male splines 37 provided on a part of the outer periphery of the intermediate shaft 12 in the axial direction X1. The plurality of male splines 37 extend in the axial direction X1 and are arranged at equal intervals in the circumferential direction.

図3に示すように、縮径部36は、結合部34およびスプライン軸部35よりも小径である。縮径部36は、軸方向X1に関して少なくとも一部の領域に、スプライン軸部35に向かって縮径するテーパ部38を含む。縮径部36の軸方向X1の全領域に、テーパ部38が形成されていてもよい。縮径部36は、結合部34に隣接する第1端部361と、スプライン軸部35に隣接する第2端部362とを含む。第2端部362の外径D2が、第1端部361の外径D1よりも小さくされている(D1>D2)。   As shown in FIG. 3, the reduced diameter portion 36 has a smaller diameter than the coupling portion 34 and the spline shaft portion 35. The reduced diameter portion 36 includes a tapered portion 38 that decreases in diameter toward the spline shaft portion 35 in at least a part of the region in the axial direction X1. A tapered portion 38 may be formed in the entire region of the reduced diameter portion 36 in the axial direction X1. The reduced diameter portion 36 includes a first end portion 361 adjacent to the coupling portion 34 and a second end portion 362 adjacent to the spline shaft portion 35. The outer diameter D2 of the second end 362 is smaller than the outer diameter D1 of the first end 361 (D1> D2).

また、第1端部361の外径D1は、結合部34の外径E1よりも小さくされている(D1>E1)。第2端部362の外径D2は、スプライン軸部35の外径E2よりも小さくされている(D2>E2)。
中間シャフト12は、図4に示すような、軸方向X1の第1端部401(一端)から第2端部402(他端)に向かって段階的または連続的に外径が細くなる鍛造品であるブランク40(中間シャフト12の製造用中間体に相当)を切削加工して形成されている。
The outer diameter D1 of the first end 361 is smaller than the outer diameter E1 of the coupling portion 34 (D1> E1). The outer diameter D2 of the second end 362 is smaller than the outer diameter E2 of the spline shaft portion 35 (D2> E2).
The intermediate shaft 12 is a forged product whose outer diameter is gradually or continuously reduced from the first end 401 (one end) to the second end 402 (the other end) in the axial direction X1 as shown in FIG. The blank 40 (corresponding to an intermediate for manufacturing the intermediate shaft 12) is cut and formed.

ブランク40は、圧入孔33を有する結合部34を形成するための結合部形成予定領域41と、縮径部36を形成するための縮径部形成予定領域42と、スプライン軸部35を形成するためのスプライン軸部形成予定領域43とを含む。縮径部形成予定領域42は、結合部形成予定領域41とスプライン軸部形成予定領域43との間に配置される。結合部形成予定領域41には、圧入孔33を形成するための下孔44が設けられている。下孔44を切削により仕上げ加工して、圧入孔33が形成される。   The blank 40 forms a joint portion formation scheduled region 41 for forming the joint portion 34 having the press-fit hole 33, a reduced diameter portion formation scheduled region 42 for forming the reduced diameter portion 36, and a spline shaft portion 35. And a spline shaft portion formation scheduled region 43 for this purpose. The reduced diameter portion formation planned region 42 is disposed between the joint portion formation planned region 41 and the spline shaft portion formation planned region 43. In the joint portion formation scheduled region 41, a lower hole 44 for forming the press-fitting hole 33 is provided. The press-fitting hole 33 is formed by finishing the lower hole 44 by cutting.

ブランク40は、素材軸(丸棒)を型内に軸方向に沿って押し込みプレスすることにより形成された鍛造品である。ブランク40では、外径が細い部分ほど断面積減少率が大きくなる。このため、外径が細い部分ほど、加工硬化が大きく、したがって、硬度が高くなる。すなわち、第1端部401から第2端部402に向かうにしたがって段階的または連続的に細くされているブランク40では、第1端部401から第2端部402に向かうにしたがって段階的または連続的に硬度が高くなる。その結果、ブランク40を切削加工して形成された中間シャフト12において、結合部11、縮径部12およびスプライン軸部13の硬度の関係は、下記のようになる。すなわち、縮径部36の硬度は、結合部34の硬度よりも概ね低く、スプライン軸部35の硬度よりも概ね高い。   The blank 40 is a forged product formed by pressing and pressing a material shaft (round bar) into the mold along the axial direction. In the blank 40, the cross-sectional area reduction rate increases as the outer diameter decreases. For this reason, the thinner the outer diameter, the greater the work hardening and thus the higher the hardness. That is, in the blank 40 that is thinned stepwise or continuously as it goes from the first end portion 401 toward the second end portion 402, it is stepwise or continuous as it goes from the first end portion 401 toward the second end portion 402. The hardness increases. As a result, in the intermediate shaft 12 formed by cutting the blank 40, the relationship among the hardnesses of the coupling portion 11, the reduced diameter portion 12, and the spline shaft portion 13 is as follows. That is, the hardness of the reduced diameter portion 36 is generally lower than the hardness of the coupling portion 34 and is generally higher than the hardness of the spline shaft portion 35.

第1実施形態によれば、結合部34よりも小径であるスプライン軸部35の硬度は、結合部34の硬度よりも高くなる。結合部34とスプライン軸部35との間に配置される縮径部36においても、スプライン軸部35に近接する領域の硬度が、結合部34に近接する領域の硬度よりも高くなる。
一方、縮径部36に設けられたテーパ部38では、スプライン軸部35側に向かって、外径が小さくなる。これにより、縮径部36において、結合部34に近接する領域のねじり強度と、スプライン軸部35に近接する領域のねじり強度とを、略均一にすることができる。したがって、基準トルク以上の大きさのトルクが入力されたときに縮径部36の略全域を捩じりにより塑性変形させて、中間シャフト12において十分な大きさの衝撃エネルギ吸収量を得ることができる。また、逆入力時に、十分な大きさの衝撃エネルギ吸収量を得ることができる電動パワーステアリング装置1を実現することができる。
According to the first embodiment, the hardness of the spline shaft portion 35 having a smaller diameter than the coupling portion 34 is higher than the hardness of the coupling portion 34. Also in the reduced diameter portion 36 disposed between the coupling portion 34 and the spline shaft portion 35, the hardness of the region adjacent to the spline shaft portion 35 is higher than the hardness of the region adjacent to the coupling portion 34.
On the other hand, in the taper part 38 provided in the reduced diameter part 36, an outer diameter becomes small toward the spline shaft part 35 side. Thereby, in the reduced diameter portion 36, the torsional strength in the region close to the coupling portion 34 and the torsional strength in the region close to the spline shaft portion 35 can be made substantially uniform. Accordingly, when a torque larger than the reference torque is input, the substantially entire region of the reduced diameter portion 36 is plastically deformed by twisting to obtain a sufficiently large impact energy absorption amount in the intermediate shaft 12. it can. In addition, it is possible to realize the electric power steering apparatus 1 that can obtain a sufficiently large impact energy absorption amount during reverse input.

図3に示すように、縮径部36の全体がテーパ部38により構成されていてもよい。図示していないが、縮径部36の一部がテーパ部38により構成され、残りの部分がストレート部により構成されていてもよい。
テーパ部38を含む縮径部36が、縮径部36の両側の結合部34およびスプライン軸部35よりも小径であるので、基準トルク以上の大きさのトルクが入力されたときに、縮径部36のみを確実にねじり変形させることができる。
(第2実施形態)
図5は本発明の第2実施形態に係る中間シャフト12Pを含む電動パワーステアリング装置1Pの要部の断面図である。図6(a)〜(c)は、中間シャフト12Pの製造工程を順次に示している。
As shown in FIG. 3, the entire reduced diameter portion 36 may be constituted by a tapered portion 38. Although not shown, a part of the reduced diameter portion 36 may be configured by the tapered portion 38 and the remaining portion may be configured by the straight portion.
Since the reduced diameter portion 36 including the tapered portion 38 is smaller in diameter than the coupling portion 34 and the spline shaft portion 35 on both sides of the reduced diameter portion 36, when a torque larger than the reference torque is input, the reduced diameter Only the part 36 can be reliably twisted and deformed.
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of an electric power steering apparatus 1P including an intermediate shaft 12P according to the second embodiment of the present invention. 6A to 6C sequentially show the manufacturing process of the intermediate shaft 12P.

図5および図6(c)に示すように、中間シャフト12Pは、圧入孔33Pを形成した結合部34Pと、結合部34Pよりも小径であるスプライン軸部35Pと、結合部34Pとスプライン軸部35Pとの間に配置された切削加工部である縮径部36Pとを含む。縮径部36Pは、外径が一定であるストレート部39Pにより構成されている。縮径部36Pは、基準トルク以上の大きさのトルクが作用するときに捩じりにより塑性変形する衝撃エネルギ吸収部として機能する。   As shown in FIGS. 5 and 6C, the intermediate shaft 12P includes a coupling portion 34P having a press-fitting hole 33P, a spline shaft portion 35P having a smaller diameter than the coupling portion 34P, and the coupling portion 34P and the spline shaft portion. And a reduced diameter portion 36P, which is a cutting portion disposed between 35P. The reduced diameter portion 36P is configured by a straight portion 39P having a constant outer diameter. The reduced diameter portion 36P functions as an impact energy absorbing portion that is plastically deformed by torsion when a torque larger than the reference torque is applied.

図5および図6の実施形態の構成要素において、図2、図3および図4の実施形態と同じ構成要素には、図2、図3および図4の実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
まず、図6(a)に示すように、素材軸としての丸棒50を型51P内に軸方向X1に沿って押し込みプレスする。これにより、図6(b)に示すようにプレス成形された鍛造品であるブランク40Pを得る。次いで、ブランク40Pを切削加工して、図6(c)に示すような中間シャフト12Pを得る。図6(a)に示すブランク40Pを得るためのプレス成形は、単一の型を用いた単一回のプレス成形であってもよいし、複数の型を用いて段階的に形状を絞っていく複数のプレス成形であってもよい。
In the components of the embodiment of FIGS. 5 and 6, the same components as those of the embodiments of FIGS. 2, 3 and 4 are the same as the reference numerals of the components of the embodiments of FIGS. Reference numerals are attached.
First, as shown in FIG. 6A, a round bar 50 as a material shaft is pressed into the mold 51P along the axial direction X1 and pressed. Thereby, as shown in FIG.6 (b), the blank 40P which is a press forged product is obtained. Next, the blank 40P is cut to obtain an intermediate shaft 12P as shown in FIG. The press molding for obtaining the blank 40P shown in FIG. 6 (a) may be a single press molding using a single mold, or the shape is narrowed down step by step using a plurality of molds. There may be several press moldings.

図6(b)に示すように、ブランク40Pは、結合部34Pを形成するための結合部形成予定領域41Pと、縮径部36Pを形成するための縮径部形成予定領域42Pと、スプライン軸部35Pを形成するためのスプライン軸部形成予定領域43Pとを含む。縮径部形成予定領域41Pの外径は、素材軸である丸棒50の外径と等しくされている。
縮径部形成予定領域42Pは、結合部形成予定領域41Pとスプライン軸部形成予定領域43Pとの間に配置される。縮径部形成予定領域42Pは、結合部形成予定領域41Pの外径D1Pと等しい外径を有するストレート部42P1と、スプライン軸部形成予定領域43Pに向かって縮径されたテーパ部42P2とを含む。
As shown in FIG. 6B, the blank 40P includes a joint portion formation planned region 41P for forming the joint portion 34P, a reduced diameter portion formation planned region 42P for forming the reduced diameter portion 36P, and a spline shaft. And a spline shaft portion formation scheduled region 43P for forming the portion 35P. The outer diameter of the reduced diameter portion formation scheduled region 41P is made equal to the outer diameter of the round bar 50 that is the material axis.
The reduced diameter portion formation planned region 42P is disposed between the joint portion formation planned region 41P and the spline shaft portion formation planned region 43P. The reduced diameter portion formation planned region 42P includes a straight portion 42P1 having an outer diameter equal to the outer diameter D1P of the coupling portion formation planned region 41P, and a tapered portion 42P2 reduced in diameter toward the spline shaft portion formation planned region 43P. .

図6(b)、(c)に示すように、中間シャフト12Pの縮径部36Pは、ブランク40Pの縮径部形成予定領域42Pのストレート部42P1を切削して形成された第1部分36P1と、縮径部形成予定領域42Pのテーパ部42P2を切削して形成された第2部分36P2とを含む。
ブランク40Pは、丸棒50(素材軸)を型51P内に軸方向に沿って押し込みプレスすることにより形成された鍛造品である。ブランク40Pでは、外径が細い部分ほど断面積減少率が大きくなる。このため、外径が細い部分ほど、加工硬化が大きく、したがって、硬度が高くなる。すなわち、第1端部401Pから第2端部402Pに向かうにしたがって段階的または連続的に細くされているブランク40Pでは、第1端部401Pから第2端部402Pに向かうにしたがって段階的または連続的に硬度が高くなる。
As shown in FIGS. 6B and 6C, the reduced diameter portion 36P of the intermediate shaft 12P includes a first portion 36P1 formed by cutting the straight portion 42P1 of the reduced diameter portion formation planned region 42P of the blank 40P. The second portion 36P2 is formed by cutting the tapered portion 42P2 of the reduced diameter portion formation scheduled region 42P.
The blank 40P is a forged product formed by pressing the round bar 50 (material axis) into the die 51P along the axial direction and pressing it. In the blank 40P, the cross-sectional area reduction rate increases as the outer diameter decreases. For this reason, the thinner the outer diameter, the greater the work hardening and thus the higher the hardness. That is, in the blank 40P that is thinned stepwise or continuously as it goes from the first end 401P to the second end 402P, it is stepwise or continuous as it goes from the first end 401P to the second end 402P. The hardness increases.

すなわち、図7に示すように、縮径部形成予定領域42Pのストレート部42P1の硬度は、概ね一定である。テーパ部42P2の硬度は、ストレート部42P1の硬度よりも概ね大きい。ストレート部42P1の硬度は、テーパ部42P2の最小硬度と概ね等しい。なお、図7では示されていないが、結合部形成予定領域41Pの硬度は、縮径部形成予定領域42Pのストレート部42P1の硬度と概ね等しい。   That is, as shown in FIG. 7, the hardness of the straight portion 42P1 of the reduced diameter portion formation scheduled region 42P is substantially constant. The hardness of the taper portion 42P2 is generally larger than the hardness of the straight portion 42P1. The hardness of the straight portion 42P1 is substantially equal to the minimum hardness of the tapered portion 42P2. Although not shown in FIG. 7, the hardness of the joint portion formation planned region 41P is substantially equal to the hardness of the straight portion 42P1 of the reduced diameter portion formation planned region 42P.

第2実施形態によれば、鍛造品であるブランク40Pにおいて、縮径部形成予定領域42Pのストレート部42P1では、外径が一定であり、硬度が概ね一定であるので、ねじり強度が均一となる。ねじり強度が均一であるストレート部42P1を含む縮径部形成予定領域42Pを切削して、中間シャフト12Pの縮径部36Pの少なくとも一部を形成するので、ストレート部39Pにより構成された縮径部36Pにおいても、捩じり強度が均一である範囲を広く確保することができる。
(第3実施形態)
図8は本発明の第3実施形態に係る中間シャフト12Qを含む電動パワーステアリング装置1Qの要部の断面図である。図9(a)〜(c)は、中間シャフト12Qの製造工程を順次に示している。
According to the second embodiment, in the blank 40P that is a forged product, in the straight portion 42P1 of the reduced diameter portion formation scheduled region 42P, the outer diameter is constant and the hardness is substantially constant, so the torsional strength is uniform. . The reduced diameter portion formation planned region 42P including the straight portion 42P1 having a uniform torsional strength is cut to form at least a part of the reduced diameter portion 36P of the intermediate shaft 12P, and thus the reduced diameter portion constituted by the straight portion 39P. Even in 36P, a wide range where the torsional strength is uniform can be secured.
(Third embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of an electric power steering apparatus 1Q including an intermediate shaft 12Q according to the third embodiment of the present invention. 9A to 9C sequentially show the manufacturing process of the intermediate shaft 12Q.

図8および図9(c)に示すように、中間シャフト12Qは、圧入孔33Qを形成した結合部34Qと、結合部34Qよりも小径であるスプライン軸部35Qと、結合部34Qとスプライン軸部35Qとの間に配置された切削加工部である縮径部36Qとを含む。縮径部36Qは、外径が一定であるストレート部39Qにより構成されている。縮径部36Qは、基準トルク以上の大きさのトルクが作用するときに捩じりにより塑性変形する衝撃エネルギ吸収部として機能する。   As shown in FIGS. 8 and 9C, the intermediate shaft 12Q includes a coupling portion 34Q having a press-fitting hole 33Q, a spline shaft portion 35Q having a smaller diameter than the coupling portion 34Q, and the coupling portion 34Q and the spline shaft portion. And a reduced diameter portion 36Q, which is a cutting portion disposed between 35Q. The reduced diameter portion 36Q is configured by a straight portion 39Q having a constant outer diameter. The reduced diameter portion 36Q functions as an impact energy absorbing portion that is plastically deformed by torsion when a torque larger than the reference torque is applied.

図8および図9の実施形態の構成要素において、図2、図3および図4の実施形態と同じ構成要素には、図2、図3および図4の実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
まず、図9(a)に示すように、素材軸としての丸棒50を型51Q内に軸方向X1に沿って押し込みプレスする。これにより、図9(b)に示すようにプレス成形された鍛造品であるブランク40Qを得る。次いで、ブランク40Qを切削加工して、図9(c)に示すような中間シャフト12Qを得る。図9(a)に示すブランク40Qを得るためのプレス成形は、単一の型を用いた単一回のプレス成形であってもよいし、複数の型を用いて段階的に形状を絞っていく複数回のプレス成形であってもよい。
In the components of the embodiment of FIGS. 8 and 9, the same components as those of the embodiments of FIGS. 2, 3 and 4 are the same as the reference numerals of the components of the embodiments of FIGS. Reference numerals are attached.
First, as shown in FIG. 9A, a round bar 50 as a material axis is pressed into the die 51Q along the axial direction X1 and pressed. Thereby, as shown in FIG.9 (b), the blank 40Q which is a press forged product is obtained. Next, the blank 40Q is cut to obtain an intermediate shaft 12Q as shown in FIG. The press molding for obtaining the blank 40Q shown in FIG. 9A may be a single press molding using a single mold, or the shape is narrowed down step by step using a plurality of molds. Any number of press moldings may be used.

図9(b)に示すように、ブランク40Qは、結合部34Qを形成するための結合部形成予定領域41Qと、縮径部36Qを形成するための縮径部形成予定領域42Qと、スプライン軸部35Qを形成するためのスプライン軸部形成予定領域43Qとを含む。
縮径部形成予定領域42Qは、結合部形成予定領域41Qとスプライン軸部形成予定領域43Qとの間に配置される。縮径部形成予定領域42Qは、結合部形成予定領域41Qに隣接しスプライン軸部形成領域43Qに向かって縮径する第1テーパ部42Q1と、第1テーパ部42Q1の小径端に隣接し第1テーパ部42Q1の最小径と等しい外径を有するストレート部42Q2とを含む。縮径部形成予定領域42Qは、さらに、ストレート部42Q2に隣接し、スプライン軸部形成予定領域43Qに向かって縮径された第2テーパ部42Q3を含む。ストレート部42Q2は、第1テーパ部42Q1と第2テーパ部42Q3との間に配置されている。
As shown in FIG. 9B, the blank 40Q includes a joint portion formation scheduled area 41Q for forming the joint portion 34Q, a reduced diameter portion formation scheduled area 42Q for forming the reduced diameter portion 36Q, and a spline shaft. And a spline shaft portion formation scheduled region 43Q for forming the portion 35Q.
The reduced diameter portion formation planned region 42Q is disposed between the joint portion formation planned region 41Q and the spline shaft portion formation planned region 43Q. The reduced diameter portion formation planned region 42Q is adjacent to the coupling portion formation planned region 41Q and is adjacent to the first taper portion 42Q1 that is reduced in diameter toward the spline shaft portion formation region 43Q and the first taper portion 42Q1 is adjacent to the small diameter end. And a straight portion 42Q2 having an outer diameter equal to the minimum diameter of the tapered portion 42Q1. The reduced diameter portion formation planned region 42Q further includes a second tapered portion 42Q3 adjacent to the straight portion 42Q2 and having a diameter reduced toward the spline shaft portion formation planned region 43Q. The straight portion 42Q2 is disposed between the first tapered portion 42Q1 and the second tapered portion 42Q3.

図9(b)に示すように、中間シャフト12Qの縮径部36Q(ストレート部39Qに相当)は、ブランク40Qの縮径部形成予定領域42Qの第1テーパ部42Q1を切削して形成された第1部分36Q1と、縮径部形成予定領域42Qのストレート部42Q2を切削して形成された第2部分36Q2と、縮径部形成予定領域42Qの第2テーパ部42Q3を切削して形成された第3部分36Q3とを含む。   As shown in FIG. 9B, the reduced diameter portion 36Q (corresponding to the straight portion 39Q) of the intermediate shaft 12Q is formed by cutting the first tapered portion 42Q1 of the reduced diameter portion formation planned region 42Q of the blank 40Q. The first portion 36Q1, the second portion 36Q2 formed by cutting the straight portion 42Q2 of the reduced diameter portion formation planned region 42Q, and the second tapered portion 42Q3 of the reduced diameter portion formation planned region 42Q were formed. A third portion 36Q3.

ブランク40Qは、素材軸としての丸棒50を型51Q内に軸方向に沿って押し込みプレスすることにより形成された鍛造品である。ブランク40Qでは、外径が細い部分ほど断面積減少率が大きくなる。このため、外径が細い部分ほど、加工硬化が大きく、したがって、硬度が高くなる。すなわち、第1端部401Qから第2端部402Qに向かうにしたがって段階的または連続的に細くされているブランク40Qでは、第1端部401Qから第2端部402Qに向かうにしたがって段階的または連続的に硬度が高くなる。   The blank 40Q is a forged product formed by pressing a round bar 50 as a material shaft into the die 51Q along the axial direction and pressing it. In the blank 40Q, the cross-sectional area reduction rate increases as the outer diameter decreases. For this reason, the thinner the outer diameter, the greater the work hardening and thus the higher the hardness. That is, in the blank 40Q that is thinned stepwise or continuously as it goes from the first end portion 401Q toward the second end portion 402Q, it is stepped or continuous as it goes from the first end portion 401Q toward the second end portion 402Q. The hardness increases.

具体的には、図10に示すように、縮径部形成予定領域42Qの硬度分布に関しては、下記である。すなわち、ストレート部42Q2の硬度は、概ね一定である。ストレート部42Q2の硬度は、第1テーパ部42Q1最大硬度と概ね等しい。第2テーパ部42Q3の硬度は、ストレート部42Q2の硬度よりも、概ね高い。ストレート部42Q2の硬度は、第2テーパ部42Q3の最小硬度と概ね等しい。   Specifically, as shown in FIG. 10, the hardness distribution of the reduced diameter portion formation scheduled region 42 </ b> Q is as follows. That is, the hardness of the straight portion 42Q2 is substantially constant. The hardness of the straight portion 42Q2 is substantially equal to the first taper portion 42Q1 maximum hardness. The hardness of the second tapered portion 42Q3 is generally higher than the hardness of the straight portion 42Q2. The hardness of the straight portion 42Q2 is approximately equal to the minimum hardness of the second tapered portion 42Q3.

図10では示されていないが、縮径部形成予定領域42Qの第1テーパ部42Q1の硬度は、結合部形成予定領域41Qの硬度よりも概ね高い。結合部形成予定領域41Qの硬度は、縮径部形成予定領域42Qの第1テーパ部42Q1の最小硬度と概ね等しい。
第3実施形態によれば、鍛造品であるブランク40Qにおいて、縮径部形成予定領域42Qのストレート部42Q2では、硬度および外径が一定であるので、ねじり強度が均一となる。ねじり強度が均一であるストレート部42Q2を含む縮径部形成予定領域42Qを切削して、中間シャフト12Qの縮径部36Qの少なくとも一部を形成するので、ストレート部39Qにより構成された縮径部36Qにおいても、捩じり強度が均一である範囲を広く確保することができる。
Although not shown in FIG. 10, the hardness of the first tapered portion 42Q1 of the reduced diameter portion formation planned region 42Q is generally higher than the hardness of the joint portion formation planned region 41Q. The hardness of the joint portion formation planned region 41Q is substantially equal to the minimum hardness of the first tapered portion 42Q1 of the reduced diameter portion formation planned region 42Q.
According to the third embodiment, in the blank 40Q which is a forged product, the hardness and the outer diameter are constant in the straight portion 42Q2 of the reduced diameter portion formation scheduled region 42Q, so the torsional strength is uniform. The reduced diameter portion formation scheduled region 42Q including the straight portion 42Q2 having a uniform torsional strength is cut to form at least a part of the reduced diameter portion 36Q of the intermediate shaft 12Q, and thus the reduced diameter portion constituted by the straight portion 39Q. Even in 36Q, a wide range where the torsional strength is uniform can be secured.

本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.

1;1P;1Q…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングホイール、3…ステアリングコラムシャフト、5…インターミディエイトシャフト、7…ピニオンシャフト、8…ラックシャフト、11…アッパーシャフト(第1シャフト)、12;12;12Q…中間シャフト、13…インプットシャフト(第2シャフト)、14…アウトプットシャフト、15…トーションバー、16…電動モータ、17…減速装置、19…ウォームホイール(減速ギヤ)、30…スプライン孔、31…雌スプライン、32…圧入部、33;33P;33Q…圧入孔、34;34P;34Q…結合部、35;35P;35Q…スプライン軸部、36;36P;36Q…縮径部、361…第1端部、362…第2端部、36P1…第1部分、36P2…第2部分、36Q1…第1部分、36Q2…第2部分、36Q3…第3部分、37…雄スプライン、38…テーパ部、39P;39Q…ストレート部、40;40P;40Q…ブランク、401;401P;401Q…第1端部(一端)、402;401Q;402Q…第2端部(他端)、41;41P;41Q…結合部形成予定領域、42;42P;42Q…縮径部形成予定領域、42P1…ストレート部、42P2…テーパ部、42Q1…第1テーパ部、42Q2…ストレート部、42Q3…第2テーパ部、43;43P;43Q…スプライン軸部形成予定領域   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; 1P; 1Q ... Electric power steering device, 2 ... Steering wheel, 3 ... Steering column shaft, 5 ... Intermediate shaft, 7 ... Pinion shaft, 8 ... Rack shaft, 11 ... Upper shaft (1st shaft), 12; 12; 12Q ... Intermediate shaft, 13 ... Input shaft (second shaft), 14 ... Output shaft, 15 ... Torsion bar, 16 ... Electric motor, 17 ... Reduction gear, 19 ... Worm wheel (reduction gear), 30 ... Spline hole 31 ... Female spline, 32 ... Press fit part, 33; 33P; 33Q ... Press fit hole, 34; 34P; 34Q ... Coupling part, 35; 35P; 35Q ... Spline shaft part, 36; 36P; 36Q ... Reduced diameter part, 361 ... 1st end part, 362 ... 2nd end part, 36P1 ... 1st part, 36P2 ... 2nd Minute, 36Q1 ... first part, 36Q2 ... second part, 36Q3 ... third part, 37 ... male spline, 38 ... tapered part, 39P; 39Q ... straight part, 40; 40P; 40Q ... blank, 401; 401P; 401Q ... 1st end part (one end), 402; 401Q; 402Q ... 2nd end part (other end), 41; 41P; 41Q ... Coupling part formation plan area, 42; 42P; 42Q ... Shrinkage part formation plan area, 42P1 ... Straight part, 42P2 ... Taper part, 42Q1 ... First taper part, 42Q2 ... Straight part, 42Q3 ... Second taper part, 43; 43P; 43Q ... Spline shaft part formation planned area

Claims (4)

軸方向の一端から他端に向かって段階的または連続的に径が細くなる鍛造品であるブランクを切削加工して形成されており、スプライン孔を有する第1シャフトと軸方向の一端に圧入部を有する第2シャフトとの間を連結する中間シャフトであって、
前記圧入部が圧入される圧入孔を形成した結合部と、
前記結合部よりも小径であり前記スプライン孔に嵌合されたスプライン軸部と、
前記結合部と前記スプライン軸部との間に配置された切削加工部である縮径部と、を備え、
前記縮径部は、前記スプライン軸部に向かって縮径するテーパ部を含み、基準トルク以上の大きさのトルクが作用するときに捩じりにより塑性変形する衝撃エネルギ吸収部として機能する中間シャフト。
It is formed by cutting a blank, which is a forged product whose diameter gradually decreases from one end in the axial direction toward the other end, and a first shaft having a spline hole and a press-fit portion at one end in the axial direction An intermediate shaft connecting between the second shaft and
A coupling part having a press-fitting hole into which the press-fitting part is press-fitted,
A spline shaft portion smaller in diameter than the coupling portion and fitted in the spline hole;
A reduced diameter portion which is a cutting portion disposed between the coupling portion and the spline shaft portion,
The reduced diameter portion includes a tapered portion that decreases in diameter toward the spline shaft portion, and functions as an impact energy absorbing portion that is plastically deformed by torsion when a torque larger than a reference torque is applied. .
請求項1において、前記縮径部は、前記結合部に隣接する第1端部と、前記スプライン軸部に隣接する第2端部と、を含み、
前記第1端部の外径は、前記結合部の外径よりも小さくされ、
前記第2端部の外径は、前記スプライン軸部の外径よりも小さくされている中間シャフト。
In Claim 1, the reduced diameter portion includes a first end adjacent to the coupling portion, and a second end adjacent to the spline shaft portion,
An outer diameter of the first end portion is smaller than an outer diameter of the coupling portion;
An intermediate shaft in which an outer diameter of the second end portion is smaller than an outer diameter of the spline shaft portion.
素材軸を軸方向に沿って型内に押し込みプレスすることにより、外周に結合部形成予定領域と縮径部形成予定領域とスプライン軸部形成予定領域とを含むブランクを形成する工程を含み、前記ブランクの縮径部形成予定領域は、外径が一定であるストレート部とスプライン軸部形成予定領域側に向かって外径が細くなるテーパ部とを含み、
前記ブランクの前記縮径部形成予定領域の外周を切削して縮径部を形成する工程を含む中間シャフトの製造方法。
Including a step of forming a blank including a joint portion formation planned region, a reduced diameter portion formation planned region, and a spline shaft portion formation planned region on the outer periphery by pressing the material shaft into the mold along the axial direction and pressing the material shaft; The blank diameter-reduced portion formation planned region includes a straight portion having a constant outer diameter and a tapered portion whose outer diameter becomes narrower toward the spline shaft portion formation planned region side,
The manufacturing method of the intermediate shaft including the process of cutting the outer periphery of the said reduced diameter part formation plan area | region of the said blank, and forming a reduced diameter part.
請求項1または2に記載の中間シャフトを備える電動パワーステアリング装置であって、ステアリングホイールが取り付けられる前記第1シャフトとしてのアッパーシャフトと、アッパーシャフトに連結される前記中間シャフトと、前記中間シャフトに連結される前記第2シャフトとしてのインプットシャフトと、操舵補助用の電動モータから入力されるトルクにより回転する減速ギヤが取り付けられたアウトプットシャフトと、前記インプットシャフトと前記アウトプットシャフトとを連結するトーションバーと、を備える電動パワーステアリング装置。   An electric power steering apparatus comprising the intermediate shaft according to claim 1, wherein the upper shaft as the first shaft to which a steering wheel is attached, the intermediate shaft connected to the upper shaft, and the intermediate shaft An input shaft as the second shaft to be connected, an output shaft to which a reduction gear rotated by torque input from a steering assist electric motor is attached, and a torsion bar connecting the input shaft and the output shaft And an electric power steering device.
JP2013225890A 2013-10-30 2013-10-30 An intermediate shaft, an intermediate shaft manufacturing method, and an electric power steering apparatus. Expired - Fee Related JP6179765B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013225890A JP6179765B2 (en) 2013-10-30 2013-10-30 An intermediate shaft, an intermediate shaft manufacturing method, and an electric power steering apparatus.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013225890A JP6179765B2 (en) 2013-10-30 2013-10-30 An intermediate shaft, an intermediate shaft manufacturing method, and an electric power steering apparatus.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015085805A true JP2015085805A (en) 2015-05-07
JP2015085805A5 JP2015085805A5 (en) 2016-12-01
JP6179765B2 JP6179765B2 (en) 2017-08-16

Family

ID=53049060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013225890A Expired - Fee Related JP6179765B2 (en) 2013-10-30 2013-10-30 An intermediate shaft, an intermediate shaft manufacturing method, and an electric power steering apparatus.

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6179765B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3132869A1 (en) 2015-08-20 2017-02-22 Jtekt Corporation Method of making shaft
CN107882912A (en) * 2016-09-30 2018-04-06 蒂森克虏伯比尔斯坦有限公司 Method for the vibration damper of motor vehicles and for producing press-fit between damper inner tube and at least one demarcation strip
WO2018235222A1 (en) 2017-06-22 2018-12-27 日本精工株式会社 Shaft for steering device, method for manufacturing shaft for steering device, and electric power steering device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003226245A (en) * 2002-02-01 2003-08-12 Nsk Ltd Energy absorbing type steering device
JP2004148945A (en) * 2002-10-30 2004-05-27 Koyo Seiko Co Ltd Steering device
JP2005180698A (en) * 2003-12-16 2005-07-07 Nacam France Sas Removable cardan joint yoke in steering column of automobile
JP2009040302A (en) * 2007-08-10 2009-02-26 Nsk Ltd Energy absorption type shaft for steering device
JP2012062991A (en) * 2010-09-17 2012-03-29 Jtekt Corp Power transmission shaft for vehicle steering device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003226245A (en) * 2002-02-01 2003-08-12 Nsk Ltd Energy absorbing type steering device
JP2004148945A (en) * 2002-10-30 2004-05-27 Koyo Seiko Co Ltd Steering device
JP2005180698A (en) * 2003-12-16 2005-07-07 Nacam France Sas Removable cardan joint yoke in steering column of automobile
JP2009040302A (en) * 2007-08-10 2009-02-26 Nsk Ltd Energy absorption type shaft for steering device
JP2012062991A (en) * 2010-09-17 2012-03-29 Jtekt Corp Power transmission shaft for vehicle steering device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3132869A1 (en) 2015-08-20 2017-02-22 Jtekt Corporation Method of making shaft
US9975163B2 (en) 2015-08-20 2018-05-22 Jtekt Corporation Method of making shaft
CN107882912A (en) * 2016-09-30 2018-04-06 蒂森克虏伯比尔斯坦有限公司 Method for the vibration damper of motor vehicles and for producing press-fit between damper inner tube and at least one demarcation strip
US10570982B2 (en) 2016-09-30 2020-02-25 Thyssenkrupp Bilstein Gmbh Vibration damper for a motor vehicle and a method for producing a press fit between a damper inner tube and at least one separating plate
WO2018235222A1 (en) 2017-06-22 2018-12-27 日本精工株式会社 Shaft for steering device, method for manufacturing shaft for steering device, and electric power steering device
CN110650883A (en) * 2017-06-22 2020-01-03 日本精工株式会社 Shaft for steering device, method for manufacturing shaft for steering device, and electric power steering device
CN110650883B (en) * 2017-06-22 2022-07-01 日本精工株式会社 Shaft for steering device, method for manufacturing shaft for steering device, and electric power steering device
US11383757B2 (en) 2017-06-22 2022-07-12 Nsk Ltd. Shaft for steering device, method of manufacturing shaft for steering device, and electric power steering device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6179765B2 (en) 2017-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150298721A1 (en) Rack shaft and method for manufacturing rack shaft
JP6179765B2 (en) An intermediate shaft, an intermediate shaft manufacturing method, and an electric power steering apparatus.
WO2013153826A1 (en) Rotation transmission mechanism and electric power steering device
US11383757B2 (en) Shaft for steering device, method of manufacturing shaft for steering device, and electric power steering device
JP5984010B2 (en) Steering device
JP5123025B2 (en) Universal joint yoke, universal joint and vehicle steering device
JP2015085805A5 (en)
JP2017039146A (en) Method for manufacturing shaft
JP4997488B2 (en) Compound gear and electric power steering device
JP5181863B2 (en) Output shaft structure of electric power steering device
JP4909874B2 (en) Electric power steering device with worm gear mechanism
JP2004161268A (en) Power steering having gear mechanism
US11781633B2 (en) Rack bar and steering apparatus
JP2007216721A (en) Electric power steering device
JP2010179871A (en) Steering device for vehicle
JP6135310B2 (en) Worm reducer and dual pinion type electric power steering device
JP6958271B2 (en) Steering device and intermediate shaft
JP2018167780A (en) Rack shaft and electric power steering device
JP2009228696A (en) Transmission mechanism, manufacturing method of transmission mechanism and steering device for vehicle
JP2018132080A (en) Reduction gear including worm
JP2007302066A (en) Electric power steering device
JP2015155745A (en) Worm reduction gear and dual pinion type electric power steering device
JP2010149574A (en) Electric power steering device
JP6421561B2 (en) Joint structure of yoke and shaft
JP2020012498A (en) Gear with shaft

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160913

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161018

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170615

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170622

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170705

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6179765

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees