JP2015085805A5

JP2015085805A5 -

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Publication number: JP2015085805A5
Application number: JP2013225890A
Authority: JP
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2033-10-30

Description

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用いて形成されており、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。

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。ステアリングコラムシャフト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。

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２２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。

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３４、縮径部３６およびスプライン軸部３５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の硬度よりも概ね高く、スプライン軸部３５の硬度よりも概ね低い。

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。結合部形成予定領域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。

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予定領域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。

Claims

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用いて形成されており、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。
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。
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。
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。