JP3080699B2 - ステアリングシャフト及びその製造方法 - Google Patents
ステアリングシャフト及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は自動車のステアリング
シャフト及びその製造方法に関する。
シャフト及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車の操向装置におけるステ
アリングシャフトは、ステアリングホイールの回転をス
テアリングギヤボックスに伝達する軸杆であるが、車両
の正面衝突事故における乗員の安全を確保するため、シ
ャフトは軸方向へ収縮可能に嵌合する入れ子式の二分割
構成が採られる。したがって、ステアリングホイールを
軸着する側のアッパーシャフトと、これを上端部に軸方
向収縮可能に嵌合し、下端部に自在継手を介して中間シ
ャフトを連結するロアーシャフトに分けられる。そし
て、この嵌合構造を採用するため、図７に示したよう
に、アッパーシャフト３０は中実の軸杆からなり、か
つ、ステアリングホイールの回転をギヤボックスに伝達
しなければならないので、一端部所定長の断面を異形、
例えば長円形、すなわち所謂小判形に成形する。この場
合、アッパーシャフト３０は断面円形のロッドであるか
ら、断面小判形とするには、断面円形の一端部所定長を
直径方向で相対向する平行な平坦面３１，３１が構成さ
れるように切削又は塑性加工するとともに、一定以上の
荷重が入力されると収縮する手段として樹脂モールドを
介在させるため、その小判形断面部に、一対の周溝３
２，３２を所定の距離で離間して設ける。なお、ロアー
シャフトはこの小判形断面部を嵌合する相似形の断面小
判形の中空部を一端部所定長部に絞り加工した断面円形
の中空パイプである。
アリングシャフトは、ステアリングホイールの回転をス
テアリングギヤボックスに伝達する軸杆であるが、車両
の正面衝突事故における乗員の安全を確保するため、シ
ャフトは軸方向へ収縮可能に嵌合する入れ子式の二分割
構成が採られる。したがって、ステアリングホイールを
軸着する側のアッパーシャフトと、これを上端部に軸方
向収縮可能に嵌合し、下端部に自在継手を介して中間シ
ャフトを連結するロアーシャフトに分けられる。そし
て、この嵌合構造を採用するため、図７に示したよう
に、アッパーシャフト３０は中実の軸杆からなり、か
つ、ステアリングホイールの回転をギヤボックスに伝達
しなければならないので、一端部所定長の断面を異形、
例えば長円形、すなわち所謂小判形に成形する。この場
合、アッパーシャフト３０は断面円形のロッドであるか
ら、断面小判形とするには、断面円形の一端部所定長を
直径方向で相対向する平行な平坦面３１，３１が構成さ
れるように切削又は塑性加工するとともに、一定以上の
荷重が入力されると収縮する手段として樹脂モールドを
介在させるため、その小判形断面部に、一対の周溝３
２，３２を所定の距離で離間して設ける。なお、ロアー
シャフトはこの小判形断面部を嵌合する相似形の断面小
判形の中空部を一端部所定長部に絞り加工した断面円形
の中空パイプである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアッパーシャフトによれば、中実ロッドの端部に切
削又は塑性加工にて周溝を形成することは、労力や経費
及び時間がかかり、総じてコスト高を招来するものであ
った。
来のアッパーシャフトによれば、中実ロッドの端部に切
削又は塑性加工にて周溝を形成することは、労力や経費
及び時間がかかり、総じてコスト高を招来するものであ
った。
【０００４】そこで、出願人は、中実ロッドを切削又は
塑性加工する労力、経費、時間を節約して経済性の高い
ステアリングシャフトを製造するため、中空パイプにロ
ーラー又はロータリースエージング成形により周溝を形
成し、ついでその周溝を含む所定長さを絞り加工してな
るステアリングシャフト及びその製造方法を提供した
（特願平２−１１３５３４号）。
塑性加工する労力、経費、時間を節約して経済性の高い
ステアリングシャフトを製造するため、中空パイプにロ
ーラー又はロータリースエージング成形により周溝を形
成し、ついでその周溝を含む所定長さを絞り加工してな
るステアリングシャフト及びその製造方法を提供した
（特願平２−１１３５３４号）。
【０００５】しかしながら、上記出願にかかるステアリ
ングシャフト及びその製造方法によると、中空パイプを
小判形断面に絞り加工するから、図８に示したように、
成形後の周溝３３の断面形状は必然的に楕円形状に類似
したものとなる。この場合の問題として、断面形状が楕
円形に近く、楕円形の４隅の部分が円くなっており、し
たがって、小判形中空断面のロアーシャフト３４に嵌合
し、かつ、周溝３３に樹脂モールド３５をした後のシャ
フト完成状態において、嵌合部に捩りトルクが負荷した
とき、樹脂モールド３５と周溝３３の４隅部３６との間
に滑りが生じる結果、ステアリングホイールの操作時に
ガタ感として感知されることがある。
ングシャフト及びその製造方法によると、中空パイプを
小判形断面に絞り加工するから、図８に示したように、
成形後の周溝３３の断面形状は必然的に楕円形状に類似
したものとなる。この場合の問題として、断面形状が楕
円形に近く、楕円形の４隅の部分が円くなっており、し
たがって、小判形中空断面のロアーシャフト３４に嵌合
し、かつ、周溝３３に樹脂モールド３５をした後のシャ
フト完成状態において、嵌合部に捩りトルクが負荷した
とき、樹脂モールド３５と周溝３３の４隅部３６との間
に滑りが生じる結果、ステアリングホイールの操作時に
ガタ感として感知されることがある。
【０００６】これを改善するためには、樹脂モールドの
際の射出圧力を高めに設定することが想定されるが、そ
うすると、シャフトの収縮荷重が増大し、収縮性能が低
下する不都合がある。また、周溝３３の４隅部３６を押
圧する再加工により、角付け修正も可能であるが、シャ
フトの曲がりや小判形断面部の変形等の好ましからざる
不都合が生じてくる。
際の射出圧力を高めに設定することが想定されるが、そ
うすると、シャフトの収縮荷重が増大し、収縮性能が低
下する不都合がある。また、周溝３３の４隅部３６を押
圧する再加工により、角付け修正も可能であるが、シャ
フトの曲がりや小判形断面部の変形等の好ましからざる
不都合が生じてくる。
【０００７】そこで、この発明は上記事情に鑑みて、周
溝断面が楕円形となっても、その４隅部と樹脂モールド
との間に滑りを生じることがないステアリングシャフト
及びその製造方法を提供することを目的としてなされ
た。
溝断面が楕円形となっても、その４隅部と樹脂モールド
との間に滑りを生じることがないステアリングシャフト
及びその製造方法を提供することを目的としてなされ
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この考案にかかるステア
リングシャフトは、一端部が断面小判形に成形された所
定長の軸杆であって、その断面小判形に成形された一端
部に周溝を設けるとともに、該周溝の底面にローレット
又はセレーション加工による粗面を形成してなることを
特徴とする。
リングシャフトは、一端部が断面小判形に成形された所
定長の軸杆であって、その断面小判形に成形された一端
部に周溝を設けるとともに、該周溝の底面にローレット
又はセレーション加工による粗面を形成してなることを
特徴とする。
【０００９】また、この考案にかかるステアリングシャ
フトは、一端部が断面小判形に成形された所定長の軸杆
であって、その断面小判形に成形された一端部に、両側
部にテーパー部を有する周溝を設けるとともに、該周溝
の底面にローレット又はセレーション加工による粗面を
形成したことを特徴とする。
フトは、一端部が断面小判形に成形された所定長の軸杆
であって、その断面小判形に成形された一端部に、両側
部にテーパー部を有する周溝を設けるとともに、該周溝
の底面にローレット又はセレーション加工による粗面を
形成したことを特徴とする。
【００１０】そして、上記ローレット又はセレーション
加工による粗面が断面小判形に成形された一端部に設け
た周溝の弧状溝部分にのみ成形されていることを特徴と
するステアリングシャフトである。
加工による粗面が断面小判形に成形された一端部に設け
た周溝の弧状溝部分にのみ成形されていることを特徴と
するステアリングシャフトである。
【００１１】加えて、この考案にかかるステアリングシ
ャフトの製造方法は、中空パイプからなるワークの一端
部外周面に成形ローラー等を押圧し、ワークとともに回
転させて両側部にテーパー部を有する原周溝を成形し、
その原周溝を有するワークの一端部所定長を断面小判形
の透孔を有する押し込み成形型で絞り加工し、かつ、原
周溝の底面にローレット又はセレーション加工をするこ
とを特徴とする。
ャフトの製造方法は、中空パイプからなるワークの一端
部外周面に成形ローラー等を押圧し、ワークとともに回
転させて両側部にテーパー部を有する原周溝を成形し、
その原周溝を有するワークの一端部所定長を断面小判形
の透孔を有する押し込み成形型で絞り加工し、かつ、原
周溝の底面にローレット又はセレーション加工をするこ
とを特徴とする。
【００１２】
【作用】この発明の上記構成によれば、周溝の底面にロ
ーレット又はセレーション加工による粗面を形成したか
ら、嵌合して樹脂モールドしたときは、樹脂が粗面と係
合し、嵌合側と被嵌合側間の滑りを生じさせず、また、
樹脂モールドの射出圧力を低下できて、収縮性能を向上
させる。
ーレット又はセレーション加工による粗面を形成したか
ら、嵌合して樹脂モールドしたときは、樹脂が粗面と係
合し、嵌合側と被嵌合側間の滑りを生じさせず、また、
樹脂モールドの射出圧力を低下できて、収縮性能を向上
させる。
【００１３】
【実施例】次に、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。図１（ａ)，(ｂ)はこの発明を実施したステアリ
ングシャフトにおけるアッパーシャフトの正面図及び側
面図であり、（ｃ），（ｄ），（ｅ）は図１（ａ）のＡ
−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。図
示のように、アッパーシャフト１はその一端部に、絞り
加工による断面小判形部２を有し、その断面小判形部２
の外周面に所定の距離で離間する周溝３，３を成形し
た、所定長の中空パイプからなる。
する。図１（ａ)，(ｂ)はこの発明を実施したステアリ
ングシャフトにおけるアッパーシャフトの正面図及び側
面図であり、（ｃ），（ｄ），（ｅ）は図１（ａ）のＡ
−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。図
示のように、アッパーシャフト１はその一端部に、絞り
加工による断面小判形部２を有し、その断面小判形部２
の外周面に所定の距離で離間する周溝３，３を成形し
た、所定長の中空パイプからなる。
【００１４】周溝３は、底面３ａが外周面に対して平行
な面であって所定の幅を有し、また、両側部は所定の傾
斜角度θを有するテーパー部３ｂ,３ｂを有する。傾斜
角度θは２０〜４５度がよい。また、テーパー部３ｂ,
３ｂは、例えば曲率の大きいアール部に代えても良いの
で、アール部を含むものである。そして、周溝３，３の
底面３ａ，３ａはそれぞれローレット又はセレーション
加工による粗面２０が形成される。粗面２０は、図１
（ｅ）に示したように、周溝３の全周に形成しても、或
いは、図２（ｂ）に示したように弧状溝部分３ｄ，３ｄ
にのみ形成してもよい。また、図２（ａ）に示したよう
に、粗面２０は周溝３の底面３ａのみでなく、テーパー
部３ｂ，３ｂにわたり設けてもよい。
な面であって所定の幅を有し、また、両側部は所定の傾
斜角度θを有するテーパー部３ｂ,３ｂを有する。傾斜
角度θは２０〜４５度がよい。また、テーパー部３ｂ,
３ｂは、例えば曲率の大きいアール部に代えても良いの
で、アール部を含むものである。そして、周溝３，３の
底面３ａ，３ａはそれぞれローレット又はセレーション
加工による粗面２０が形成される。粗面２０は、図１
（ｅ）に示したように、周溝３の全周に形成しても、或
いは、図２（ｂ）に示したように弧状溝部分３ｄ，３ｄ
にのみ形成してもよい。また、図２（ａ）に示したよう
に、粗面２０は周溝３の底面３ａのみでなく、テーパー
部３ｂ，３ｂにわたり設けてもよい。
【００１５】このアッパーシャフト１の製造は、以下の
ような方法で製造される。すなわち、第１工程として、
断面円形の中空パイプに周溝３,３を作るための、所定
の原周溝をローラー成形機で成形する。これは、図３に
示したワーク４の一端部周面に、求心的配置で当接する
成形ローラー５により所定断面形状の一対の原周溝６，
６をそれぞれ成形するものである。原周溝６はその底面
６ａがワーク４の外周面に対して平行な周面であり、そ
の両サイドは所定の角度θ(２０〜４５度)で傾斜したテ
ーパー部７,７が成形され、したがって、成形ローラー
５はそのテーパー部７,７を作るためのテーパー部８,８
を両サイドに設けた環状体９からなり、かつ、軸方向両
端部に押さえ環部１０,１０を有する。
ような方法で製造される。すなわち、第１工程として、
断面円形の中空パイプに周溝３,３を作るための、所定
の原周溝をローラー成形機で成形する。これは、図３に
示したワーク４の一端部周面に、求心的配置で当接する
成形ローラー５により所定断面形状の一対の原周溝６，
６をそれぞれ成形するものである。原周溝６はその底面
６ａがワーク４の外周面に対して平行な周面であり、そ
の両サイドは所定の角度θ(２０〜４５度)で傾斜したテ
ーパー部７,７が成形され、したがって、成形ローラー
５はそのテーパー部７,７を作るためのテーパー部８,８
を両サイドに設けた環状体９からなり、かつ、軸方向両
端部に押さえ環部１０,１０を有する。
【００１６】ローラー成形の一例について説明すると、
図４に示したように、独立して回転自在な上下一対の受
けローラー１１,１１に、ワーク４を接触させて回転駆
動可能に支持するとともに、そのワーク４に移動しなが
ら回転駆動可能な成形ローラー５が配置される。そこ
で、ワーク４及び成形ローラー５をそれぞれ回転駆動さ
せ、かつ、成形ローラー５をワーク４に向けて移動さ
せ、ワーク４を押圧して原周溝６を成形するのである。
なお、中空パイプに、両側部にテーパー部を有し底部が
外周面と平行な原周溝を成形するには、ローラー成形の
他にロータリースエージング成形でもよい。
図４に示したように、独立して回転自在な上下一対の受
けローラー１１,１１に、ワーク４を接触させて回転駆
動可能に支持するとともに、そのワーク４に移動しなが
ら回転駆動可能な成形ローラー５が配置される。そこ
で、ワーク４及び成形ローラー５をそれぞれ回転駆動さ
せ、かつ、成形ローラー５をワーク４に向けて移動さ
せ、ワーク４を押圧して原周溝６を成形するのである。
なお、中空パイプに、両側部にテーパー部を有し底部が
外周面と平行な原周溝を成形するには、ローラー成形の
他にロータリースエージング成形でもよい。
【００１７】次に、第２工程として、上記第１工程で周
溝を成形したワーク４の一端部所定長を絞り加工機で断
面小判形に絞り加工する。絞り加工は、図５に示したよ
うに、断面小判形の押し込み成形孔１２を有するダイス
１３を固定し、そのダイス１３に対向してワーク４の一
端部をダイス１３の押し込み成形孔１２に押し込み貫通
させるものである。このように、ワーク４が押し込み成
形孔１２に押し込まれ貫通する絞り加工により、ワーク
４の他端部は断面小判形に成形されるとともに、原周溝
６，６から所定寸法の周溝３，３を作ることができるの
である。
溝を成形したワーク４の一端部所定長を絞り加工機で断
面小判形に絞り加工する。絞り加工は、図５に示したよ
うに、断面小判形の押し込み成形孔１２を有するダイス
１３を固定し、そのダイス１３に対向してワーク４の一
端部をダイス１３の押し込み成形孔１２に押し込み貫通
させるものである。このように、ワーク４が押し込み成
形孔１２に押し込まれ貫通する絞り加工により、ワーク
４の他端部は断面小判形に成形されるとともに、原周溝
６，６から所定寸法の周溝３，３を作ることができるの
である。
【００１８】最後に、第３工程として、上記第２工程で
得られた周溝３，３にローレット又はセレーション加工
をする。これは、図６に示したように、例えば周面に線
状の刻みを有するローラー１４を回転させながら、若し
くはワーク４を回転させながら、周溝３の底面３ａに押
圧して行う。なお、ローレット又はセレーション加工に
よる粗面２０の形成は、前記第１工程における成形ロー
ラー５の外周面にローレット又はセレーションを設けた
ものを用いることにより、第１工程後に成形しておいて
もよい。
得られた周溝３，３にローレット又はセレーション加工
をする。これは、図６に示したように、例えば周面に線
状の刻みを有するローラー１４を回転させながら、若し
くはワーク４を回転させながら、周溝３の底面３ａに押
圧して行う。なお、ローレット又はセレーション加工に
よる粗面２０の形成は、前記第１工程における成形ロー
ラー５の外周面にローレット又はセレーションを設けた
ものを用いることにより、第１工程後に成形しておいて
もよい。
【００１９】
【発明の効果】以上記載したこの発明によれば、周溝の
底面をローレット又はセレーション加工による粗面に加
工することにより、周溝断面形状が橢円形となっても、
嵌合して樹脂モールドした場合に、樹脂が粗面と係合し
て滑りを防止し、ステアリングホイールの操作時におけ
るガタ感を消滅させる。また、粗面に樹脂が係合するか
ら、樹脂モールドの際の射出圧力を下げることができ、
したがって、シャフトの静圧荷重を下げることができ、
収縮性能が向上する。また、この粗面をローレット加工
で周溝に設ける場合には、加工時のシャフトにかかる荷
重が小さく、シャフトの曲がりが発生し難い、等の効果
を奏する。
底面をローレット又はセレーション加工による粗面に加
工することにより、周溝断面形状が橢円形となっても、
嵌合して樹脂モールドした場合に、樹脂が粗面と係合し
て滑りを防止し、ステアリングホイールの操作時におけ
るガタ感を消滅させる。また、粗面に樹脂が係合するか
ら、樹脂モールドの際の射出圧力を下げることができ、
したがって、シャフトの静圧荷重を下げることができ、
収縮性能が向上する。また、この粗面をローレット加工
で周溝に設ける場合には、加工時のシャフトにかかる荷
重が小さく、シャフトの曲がりが発生し難い、等の効果
を奏する。
【図１】この考案を実施したステアリングシャフトの正
面図（ａ）、側面図（ｂ）、Ａ−Ａ断面図（ｃ）、Ｂ−
Ｂ断面図（ｄ）及びＣ−Ｃ断面図（ｅ）。
面図（ａ）、側面図（ｂ）、Ａ−Ａ断面図（ｃ）、Ｂ−
Ｂ断面図（ｄ）及びＣ−Ｃ断面図（ｅ）。
【図２】周溝の他例を示す正面図（ａ）及び断面図
（ｂ）。
（ｂ）。
【図３】加工工程の原理的説明図。
【図４】ローラー成形工程を示す説明図。
【図５】絞り加工工程を示す説明図。
【図６】ローレット又はセレーション加工による粗面の
加工工程を示す説明図。
加工工程を示す説明図。
【図７】従来例の正面図（ａ）、側面図（ｂ）、Ｅ−Ｅ
断面図（ｃ）及びＦ−Ｆ断面図（ｄ）。
断面図（ｃ）及びＦ−Ｆ断面図（ｄ）。
【図８】従来例の作用説明図。
１…アッパーシャフト、３…周溝、３ｂ,７,８…テーパ
ー部、４…ワーク、５…成形ローラー、６…原周溝、１
１…受けローラー、１２…押し込み孔、１３…ダイス、
２０…粗面
ー部、４…ワーク、５…成形ローラー、６…原周溝、１
１…受けローラー、１２…押し込み孔、１３…ダイス、
２０…粗面
フロントページの続き (72)発明者 山地 信義 静岡県湖西市鷲津2028番地 富士機工株 式会社鷲津工場内 (56)参考文献 特開 昭52−25330（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−104280（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 1/04 - 1/28
Claims (4)
- 【請求項１】 一端部が断面小判形に成形された所定長
の軸杆であって、その断面小判形に成形された一端部に
周溝を設けるとともに、該周溝の底面にローレット又は
セレーション加工による粗面を形成してなることを特徴
とするステアリングシャフト。 - 【請求項２】 一端部が断面小判形に成形された所定長
の軸杆であって、その断面小判形に成形された一端部
に、両側部にテーパー部を有する周溝を設けるととも
に、該周溝の底面にローレット又はセレーション加工に
よる粗面を形成したことを特徴とするステアリングシャ
フト。 - 【請求項３】 ローレット又はセレーション加工による
粗面が断面小判形に成形された一端部に設けた周溝の弧
状溝部分にのみ成形されていることを特徴とする請求１
又は２に記載のステアリングシャフト。 - 【請求項４】 中空パイプからなるワークの一端部外周
面に成形ローラー等を押圧し、ワークとともに回転させ
て両側部にテーパー部を有する原周溝を成形し、その原
周溝を有するワークの一端部所定長を断面小判形の透孔
を有する押し込み成形型で絞り加工し、かつ、原周溝の
底面にローレット又はセレーション加工をすることを特
徴とするステアリングシャフトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18972691A JP3080699B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | ステアリングシャフト及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18972691A JP3080699B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | ステアリングシャフト及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0565069A JPH0565069A (ja) | 1993-03-19 |
| JP3080699B2 true JP3080699B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=16246166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18972691A Expired - Fee Related JP3080699B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | ステアリングシャフト及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080699B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3753019B2 (ja) | 2001-06-15 | 2006-03-08 | 住友電装株式会社 | コネクタ |
| WO2014152913A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | A&P Technology, Inc. | Energy-absorbing deformable tube |
| JP7156039B2 (ja) * | 2019-01-09 | 2022-10-19 | 株式会社デンソー | アクチュエータ |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP18972691A patent/JP3080699B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0565069A (ja) | 1993-03-19 |
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