JP4622684B2 - Shock absorbing steering shaft and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
この発明は、衝突事故の際に全長を収縮して、ステアリングホイールに衝突した運転者の生命保護を図る衝撃吸収式ステアリングシャフトに関する。 The present invention relates to an impact-absorbing steering shaft that shrinks its entire length in the event of a collision and protects the life of a driver who collides with a steering wheel.
図20は、自動車用のステアリング装置の従来構造の1例を示している(例えば、特許文献1参照)。このステアリング装置は、運転者が操作するステアリングホイール1を、第一のステアリングシャフト2の後端部(図20の右端部)に固定している。この第一のステアリングシャフト2は、車体に支持したステアリングコラム3の内側に、回転自在に支持している。又、上記第一のステアリングシャフト2の前端部(図20の左端部)で、上記ステアリングコラム3の前端開口から突出した部分を、第一の自在継手4を介して、第二のステアリングシャフト5の後端部に連結している。更に、この第二のステアリングシャフト5の前端部を、第二の自在継手6を介して、ステアリングギヤ7に通じる第三のステアリングシャフト8の後端部に連結している。自動車の運転時に、上記ステアリングホイール1の動きは、上記ステアリングコラム3に挿通した上記第一のステアリングシャフト2、上記第一の自在継手4、上記第二のステアリングシャフト5、上記第二の自在継手6、上記第三のステアリングシャフト8を介して、上記ステアリングギヤ7に伝達される。そして、このステアリングギヤ7が車輪に、上記ステアリングホイール1の動きに対応した舵角を付与する。
FIG. 20 shows an example of a conventional structure of a steering device for an automobile (see, for example, Patent Document 1). In this steering device, a
ところで、上述した様なステアリング装置に於いては、衝突事故の際に運転者の生命保護を図る為、上記各ステアリングシャフト2、5を、衝撃に伴って全長が縮まる衝撃吸収式のものとする事が、従来から一般的に行なわれてる。図21〜23は、この様な衝撃吸収式ステアリングシャフトの従来構造の1例として、上記特許文献1に記載されたものを示している。このステアリングシャフトは、それぞれが金属製である、円管状のアウターシャフト9と円柱状のインナーシャフト10とを、軸方向(図21、23の左右方向)に関する相対的変位可能に組み合わせる事により、軸方向の衝撃荷重が加わった場合に、この衝撃荷重を吸収しつつ全長が縮まる様に構成している。
By the way, in the steering device as described above, in order to protect the life of the driver in the event of a collision, each of the
即ち、上記アウターシャフト9の前端部(図21、23の左端部)内周面に、雌側係合部である雌セレーション11を、上記インナーシャフト10の後端部(図21、23の右端部)外周面に、この雌セレーション11と係合する雄側係合部である雄セレーション12を、それぞれ形成している。又、上記アウターシャフト9の内周面のうち、上記雌セレーション11を形成した部分の円周方向一部に、径方向内方に突出するかしめ凸部13を形成している。そして、このかしめ凸部13を、上記雄セレーション12に食い込ませている。又、これに伴い、この雌セレーション11のうち上記かしめ凸部13と径方向反対側部分に、上記雄セレーション12を圧接させている。尚、上記インナーシャフト10の外周面のうち、上記雄セレーション12を形成した部分の後端寄り部分に、上記かしめ凸部13を形成する為の凹溝14を、全周に亙り形成している。
That is, the
次に、この様な衝撃吸収式ステアリングシャフトの組立方法に就いて、図23を参照しつつ説明する。先ず、同図(A)→(B)に示す様に、上記アウターシャフト9の前端部内側に上記インナーシャフト10の後端部を、完成時の挿入量の1/2程度の量挿入し、これに伴い、上記雌セレーション11と上記雄セレーション12とを互いに係合させる。次いで、この状態で、同図(C)に示す様に、上記アウターシャフト9の外周面のうち、上記凹溝14と整合する部分の円周方向一部に、円柱状のかしめ治具15の外周面を接触させ、更に加圧する。これにより、上記アウターシャフト12の一部(加圧した部分)を径方向内方に向け塑性変形させ、この様に塑性変形させた部分のうち上記凹溝14内に進入した部分を、上記かしめ凸部13とする。この様にしてかしめ凸部13を形成したならば、次いで、上記アウターシャフト9から上記かしめ治具15を退避させた後、同図(C)→(D)に示す様に、上記アウターシャフト9の前端部内側に上記インナーシャフト10の後端部を、完成時の挿入量となるまで押し込む事により、上記雄セレーション12に上記かしめ凸部13を食い込ませる。又、これに伴い、上記雌セレーション11のうち上記かしめ凸部13と径方向反対側部分に、上記雄セレーション12を圧接させる。
Next, a method for assembling such an impact absorbing steering shaft will be described with reference to FIG. First, as shown in (A) → (B) in the figure, the rear end portion of the
上述の様に構成する衝撃吸収式ステアリングシャフトの作用は次の通りである。先ず、通常時(未衝突時)には、上記アウターシャフト9の前端部内周面と上記インナーシャフト10の後端部外周面とがセレーション係合している為、これら両シャフト9、10同士の間で回転力の伝達が自在となる。又、上記かしめ凸部13が上記雄セレーション12に食い込むと共に、この食い込み部の径方向反対側部分で上記雌セレーション11と上記雄セレーション12とが圧接している為、上記ステアリングシャフトの全長が不用意に縮まる事はない。これに対し、衝突時(一次衝突時或は二次衝突時)に軸方向の衝撃荷重が加わった場合には、上記かしめ凸部13が上記雄セレーション12を塑性変形させると共に、この雄セレーション12と上記雌セレーション11との圧接部に軸方向の滑りを生じさせながら、上記両シャフト9、10が軸方向に相対変位し、ステアリングシャフトの全長が縮まる。又、これと同時に、上記衝撃荷重が、上記塑性変形及び上記滑りを生じさせる為の消費エネルギとして吸収される。
The operation of the shock absorbing steering shaft configured as described above is as follows. First, since the front end portion inner peripheral surface of the
ところで、上述した様な衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合、自動車の運転時には、操舵作業に伴い、上記アウターシャフト9と上記インナーシャフト10との結合部に、捩りトルクが繰り返し加わる。特に、コラムタイプの電動式パワーステアリング装置(EPS)を使用する場合には、このEPSの出力が大きい為、上記捩りトルクが比較的大きくなる。又、この捩りトルクは、車輪を縁石に乗り上げた場合等に、通常操舵時の10倍以上になる事もある。更に、自動車の運転時には、上記結合部に、上述した様な捩りトルクの他、曲げモーメントが繰り返し加わる場合もある。従って、上記結合部としては、この様な負荷条件に十分に耐え得る構造を採用する必要がある。
By the way, in the case of the shock absorbing type steering shaft as described above, torsional torque is repeatedly applied to the coupling portion between the
これに対し、上述した衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合、上記アウターシャフトと上記インナーシャフト10との結合部には、上記かしめ凸部13を、上記雌セレーション11の軸方向1個所にしか設けていない。この様に軸方向1個所にのみ存在するかしめ凸部13によって、上述した様な衝撃吸収性能を十分に得ようとする場合には、このかしめ凸部13の径方向の突出量を大きくする必要がある為、上記雄セレーション12に対する上記かしめ凸部13の接触面圧が高くなる。この結果、例えば上記結合部に大きな捩りトルクが加わった場合に、上記かしめ凸部13がへたり易くなる可能性がある。又、上述の様な軸方向1個所にのみ存在するかしめ凸部13によっては、上記結合部に加わった曲げモーメントを受けにくい為、上記結合部に曲げ方向のがたつきが生じ易くなる可能性があると共に、結果として、上記かしめ凸部13がへたり易くなる可能性がある。何れにしても、通常時の使用に伴い、上記かしめ凸部13がへたった場合には、上記結合部に円周方向のがたつきが生じ、その分だけステアリングホイール1を操作する際の剛性感が低下する。更には、上記雄セレーション12に対する上記かしめ凸部13の食い込み量、並びに、上記雌セレーション11と上記雄セレーション12との圧接部に作用する摩擦力が低下し、その分だけ衝撃吸収性能が低下する。この様な不都合を解消できる様にすべく、上記かしめ凸部13をへたりにくくする為に、このかしめ凸部13の径方向の突出量を大きくする事が考えられる。ところが、この様にかしめ凸部13の径方向の突出量を大きくすると、かえってこのかしめ凸部13がへたり易くなったり、或は初期状態でのコラプス荷重(ステアリングシャフトの全長を収縮させる為に必要となる軸方向荷重)が過大になったり、或はこのステアリングシャフトの収縮時のコラプス荷重を安定させる事ができなくなる可能性がある。
On the other hand, in the case of the shock absorbing steering shaft described above, the
これに対し、前記特許文献1には、上述した様な衝撃吸収式ステアリングシャフトを実施する場合に、上記かしめ凸部13を、上記雌セレーション11の軸方向複数個所に設ける事もできる旨、記載されている。この様に、雌セレーション11の軸方向複数個所にかしめ凸部13を設ける場合には、上述した様な衝撃吸収性能を十分に得ようとする場合でも、これら各かしめ凸部13の径方向の突出量を比較的小さく抑えられる為、上記雄セレーション12に対する上記各かしめ凸部13の接触面圧を比較的低く抑える事ができる。これと共に、これら各かしめ凸部13により、上記結合部に加わった曲げモーメントを受け易くできる。この為、上記結合部に曲げ方向のがたつきが生じ易くなる事や、上記各かしめ凸部13がへたり易くなる事を防止できる。ところが、上記特許文献1には、上述の様にかしめ凸部13を雌セレーション11の軸方向複数個所に形成する場合に、これら各かしめ凸部13を具体的にどの様な軸方向位置に形成すべきかや、これら各かしめ凸部13としてどの様な形状及び寸法等を採用すべきかが、記載されていない。これに対し、これらの事項の決定の仕方を誤ると、ステアリングシャフトの収縮時のコラプス荷重を安定させる事ができなくなる可能性がある為、注意を要する。
尚、本発明に関連する先行技術文献として、前記特許文献1の他、以下の特許文献2がある。
On the other hand, the
In addition, as a prior art document related to the present invention, there is the following
本発明の衝撃吸収式ステアリングシャフト及びその製造方法は、上述の様な事情に鑑み、雌側係合部の軸方向複数個所にかしめ凸部を形成する構造で、収縮時のコラプス荷重を安定させる事ができる構造と、その製造方法とを実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the shock absorbing steering shaft and the manufacturing method thereof according to the present invention have a structure in which caulking protrusions are formed at a plurality of positions in the axial direction of the female side engaging portion, and stabilize the collapse load at the time of contraction. The invention was invented to realize a structure capable of operating and a manufacturing method thereof.
本発明の衝撃吸収式ステアリングシャフト及びその製造方法のうち、請求項1、3、5、10に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトは、アウターシャフトと、インナーシャフトと、雌側係合部と、雄側係合部と、凹溝と、複数のかしめ凸部とを備える。
このうちのアウターシャフトは、筒状に構成している。
又、上記インナーシャフトは、上記アウターシャフトの一端部内側に、その一端部を挿入している。
又、上記雌側係合部は、上記アウターシャフトの一端部内周面に形成しており、それぞれがこのアウターシャフトの軸方向に長い複数の凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置して成る(例えば、雌セレーション、雌スプライン等)。
又、上記雄側係合部は、上記インナーシャフトの一端部外周面に形成しており、それぞれがこのインナーシャフトの軸方向に長い複数の凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置して成り、上記雌側係合部と係合している(例えば、雄セレーション、雄スプライン等)。
又、上記凹溝は、上記インナーシャフトの外周面のうち、上記雄側係合部を形成した部分の軸方向中間部に、円周方向に亙り形成している。
又、上記各かしめ凸部は、それぞれが、上記アウターシャフトの一端部内側に対する上記インナーシャフトの一端部の挿入量を完成時の挿入量と異ならせた状態で、上記アウターシャフトのうち上記凹溝と整合する部分の少なくとも一部、又は、この凹溝及び上記雄側係合部の何れとも整合しない部分の一部を径方向内方に向け塑性変形させる事により上記雌側係合部の一部に形成され、この雌側係合部の軸方向複数個所に配置されている。
そして、上記アウターシャフトの一端部内側に対する上記インナーシャフトの一端部の挿入量を完成時の挿入量とした状態で、上記各かしめ凸部を上記雄側係合部に食い込ませている。
Among the shock absorbing steering shaft and the manufacturing method thereof according to the present invention, the shock absorbing steering shaft according to
Of these, the outer shaft is formed in a cylindrical shape.
The inner shaft has one end inserted inside one end of the outer shaft.
The female engaging portion is formed on the inner peripheral surface of one end portion of the outer shaft, and a plurality of concave portions and convex portions that are long in the axial direction of the outer shaft are alternately arranged in the circumferential direction. (For example, female serrations, female splines, etc.).
The male engaging portion is formed on the outer peripheral surface of one end portion of the inner shaft, and a plurality of concave portions and convex portions that are long in the axial direction of the inner shaft are alternately arranged in the circumferential direction. And is engaged with the female engaging portion (for example, male serration, male spline, etc.).
The concave groove is formed in a circumferential direction at an axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the inner shaft where the male engagement portion is formed.
Further, each of the caulking convex portions is formed in the concave groove of the outer shaft in a state where the insertion amount of the one end portion of the inner shaft with respect to the inner side of the one end portion of the outer shaft is different from the insertion amount at the time of completion. One of the female engaging portions by plastically deforming at least a part of the matching portion or a portion of the concave groove and the non-matching portion of the male engaging portion radially inward. Is formed at a plurality of positions in the axial direction of the female side engaging portion.
And each said crimping convex part is made to bite into the said male side engaging part in the state which made the insertion amount of the one end part of the said inner shaft with respect to the one end part inner side of the said outer shaft into the insertion amount at the time of completion.
特に、請求項1に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトに於いては、上記各かしめ凸部を、それぞれ上記雄側係合部のうち上記凹溝よりも軸方向片側(好ましくは、軸方向他端側)部分に食い込ませており、且つ、上記アウターシャフトのうち、上記かしめ凸部を形成した部分及びその周囲部分の剛性を、他の部分の剛性に比べて低くしており、この為に、上記アウターシャフトのうち上記かしめ凸部を形成する部分と隣接する部分に透孔を形成する手段と、上記アウターシャフトのうち少なくとも上記かしめ凸部を形成する部分の肉厚を他の部分の肉厚に比べて小さくする手段とのうちの、少なくとも一方の手段を採用している。
又、請求項3に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトに於いては、上記雄側係合部のうち上記凹溝よりも一端側部分に、上記各かしめ凸部のうちの一部のかしめ凸部を、上記雄側係合部のうち上記凹溝よりも他端側部分に、上記各かしめ凸部のうちの残りのかしめ凸部を、それぞれ食い込ませており、且つ、上記雄側係合部に対する上記一部のかしめ凸部の食い込み量を、同じく上記残りのかしめ凸部の食い込み量に比べて少なくしている。
又、請求項5に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトに於いては、上記雄側係合部のうち上記凹溝よりも一端側部分に、上記各かしめ凸部のうちの一部のかしめ凸部を、上記雄側係合部のうち上記凹溝よりも他端側部分に、上記各かしめ凸部のうちの残りのかしめ凸部を、それぞれ食い込ませており、且つ、衝突時(ステアリングシャフトの収縮時)に、上記アウターシャフトの一端部内側に対する上記インナーシャフトの一端部の挿入量が増加する事に伴い、上記一部のかしめ凸部が上記凹溝を通過する以前に、上記残りのかしめ凸部が上記雄側係合部から脱落する寸法関係を有する。
又、請求項10に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトに於いては、上記アウターシャフトのうち、上記かしめ凸部を形成した部分及びその周囲部分の剛性を、他の部分の剛性に比べて低くしており、この為に、上記アウターシャフトのうち上記かしめ凸部を形成する部分と隣接する部分に透孔を形成する手段と、上記アウターシャフトのうち少なくとも上記かしめ凸部を形成する部分の肉厚を他の部分の肉厚に比べて小さくする手段とのうちの、少なくとも一方の手段を採用している。
In particular, in the shock absorbing steering shaft according to
Further, in the shock absorbing type steering shaft according to
Further, in the shock absorbing type steering shaft according to
Further, in the shock absorbing type steering shaft according to
又、請求項13に記載した製造方法は、本発明の衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法であって、アウターシャフトの一端部内側に対するインナーシャフトの一端部の挿入量を完成時の挿入量よりも少なくした状態で、各かしめ凸部を形成した後、上記アウターシャフトの一端部内側に対する上記インナーシャフトの一端部の挿入量を増やす事により、上記各かしめ凸部を上記雄側係合部に食い込ませる。
The manufacturing method according to
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うち、請求項1に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合には、各かしめ凸部を、それぞれ雄側係合部のうち凹溝よりも軸方向他端側部分に食い込ませる構成を採用できる。この様な構成を採用すれば、ステアリングシャフトの収縮時に、上記各かしめ凸部が上記凹溝に落ち込む事がない為、コラプス荷重を安定させる事ができる。即ち、ステアリングシャフトの収縮時にかしめ凸部が凹溝に落ち込むと、その後、再び、このかしめ凸部がこの凹溝から上記雄側係合部に乗り上がる(食い込む)際に、コラプス荷重が突発的に上昇する。これに対し、上述した様な構成を採用すれば、ステアリングシャフトの収縮時に、上記各かしめ凸部が上記凹溝に落ち込む事がない為、上述の様にコラプス荷重が突発的に上昇する事はない。従って、上述した様に、ステアリングシャフトの収縮時にコラプス荷重を安定させる事ができる。
Among the shock absorbing steering shafts of the present invention configured as described above, in the case of the shock absorbing steering shaft according to
又、請求項3に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合には、雄側係合部のうち、凹溝の軸方向両側部分にそれぞれかしめ凸部を食い込ませている為、これら各かしめ凸部を形成した範囲の軸方向長さを大きくできる。従って、これら各かしめ凸部により、アウターシャフトとインナーシャフトとの結合部に作用する曲げモーメントを、より受け(有効に支承し)易くできる。この結果、上記結合部に曲げ方向のがたつきが生じる事を、より有効に防止できると共に、上記各かしめ凸部を、よりへたりにくくできる。尚、請求項3に記載した発明の場合には、上記雄側係合部のうち上記凹溝よりも軸方向一端側部分に一部のかしめ凸部を食い込ませている為、この一部のかしめ凸部が、ステアリングシャフトの収縮時に上記凹溝に落ち込む。但し、上述した様に、請求項3に記載した発明の場合には、上記雄側係合部に対する上記一部のかしめ凸部の食い込み量を、残りのかしめ凸部(この雄側係合部のうち上記凹溝よりも軸方向他端側部分に食い込ませたかしめ凸部)の食い込み量に比べて少なくしている。この為、ステアリングシャフトの収縮時に、上記一部のかしめ凸部が上記凹溝に落ち込み、その後、再び、この一部のかしめ凸部がこの凹溝から上記雄側係合部に乗り上がる(食い込む)際に、コラプス荷重が突発的に上昇しても、この上昇量を十分に抑える事ができる。従って、上記雄側係合部のうち上記凹溝よりも軸方向一端側部分に上記一部のかしめ凸部を食い込ませる構造でありながら、ステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重を安定させる事ができる。
Further, in the case of the shock absorbing type steering shaft according to
又、請求項5に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合も、上述の請求項3に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合と同様、雄側係合部のうち、凹溝の軸方向両側部分にそれぞれかしめ凸部を食い込ませている為、アウターシャフトとインナーシャフトとの結合部に曲げ方向のがたつきが生じる事を、より有効に防止できると共に、上記各かしめ凸部を、よりへたりにくくできる。又、請求項5に記載した発明の場合も、上記雄側係合部のうち上記凹溝よりも軸方向一端側部分に一部のかしめ凸部を食い込ませている為、この一部のかしめ凸部が、ステアリングシャフトの収縮時に上記凹溝に落ち込む。但し、上述した様に、請求項5に記載した発明の場合には、ステアリングシャフトの収縮時に、上記アウターシャフトの一端部内側に対する上記インナーシャフトの一端部の挿入量が増加する事に伴い、上記一部のかしめ凸部が上記凹溝を通過する以前に、上記残りのかしめ凸部が上記雄側係合部から脱落する構成を採用している。この為、ステアリングシャフトの収縮時に、上記一部のかしめ凸部が上記凹溝に落ち込み、その後、再び、この一部のかしめ凸部がこの凹溝から上記雄側係合部に乗り上がる(食い込む)際には、上記残りのかしめ凸部が上記雄側係合部から脱落する事に伴い、コラプス荷重が低下している。従って、上述の様に一部のかしめ凸部が凹溝から雄側係合部に乗り上がる際に、コラプス荷重が上昇しても、この乗り上がりに伴うコラプス荷重の上昇分の少なくとも一部が、上記脱落に伴うコラプス荷重の低下分により相殺される。この結果、ステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重を安定させる事ができる。特に、この場合、上記一部のかしめ凸部が上記凹溝から上記雄側係合部に乗り上がるのと同時に、上記残りのかしめ凸部がこの雄側係合部から脱落する構成を採用すれば、上記乗り上がりに伴うコラプス荷重の上昇と、上記脱落に伴うコラプス荷重の低下とが同時に行なわれる為、ステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重をより安定させる事ができる。
Further, in the case of the shock absorbing steering shaft described in
又、請求項1及び請求項10に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合には、アウターシャフトのうち、かしめ凸部を形成した部分及びその周囲部分の剛性を、他の部分の剛性に比べて低くしている為、コラプス荷重を最適な大きさに設定し易くできると共に、ステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重を安定させる事ができる。即ち、本発明の様に、かしめ凸部を軸方向複数個所に設ける場合には、このかしめ凸部を軸方向1個所に設ける場合に比べて、かしめ凸部と雄側係合部との総接触面積が増加する為、軸方向の相対変位に対する抵抗が増加し、最適なコラプス荷重を設定する事が難しくなると共に、ステアリングシャフトの収縮時に、このコラプス荷重を安定させる事が難しくなる。これに対し、請求項1及び請求項10に記載した発明の場合には、アウターシャフトのうち、かしめ凸部を形成した部分及びその周囲部分の剛性を、他の部分の剛性に比べて低くしている為、上述の様にかしめ凸部と雄側係合部との総接触面積が増加する事に拘わらず、最適なコラプス荷重を設定する事が容易になる。これと共に、ステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重を安定させる事ができる。又、請求項1及び請求項10に記載した発明の場合には、上記各かしめ凸部及びその周囲部分の剛性を低くした事に伴い、これら各かしめ凸部に十分な弾性を持たせる事ができる為、これら各かしめ凸部をへたりにくくする事ができる。従って、初期性能を長期に亙り維持できる。更には、上記各かしめ凸部及びその周囲部分の剛性を低くしている為、これら各かしめ凸部がインナーシャフトを径方向内方に押し潰す力を低く抑える事ができる。従って、このインナーシャフトとして、中空軸を採用し易くできる。この結果、インナーシャフトとして中実軸を使用する場合が多い、前述した第二のステアリングシャフト5(図20参照)だけでなく、インナーシャフトとして中空軸を使用する場合が多い、前述した第一のステアリングシャフト2(図20参照)にも、本発明を適用する事が容易になる。
Further, in the case of the shock absorbing type steering shaft according to
又、請求項13に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法によれば、本発明の衝撃吸収式ステアリングシャフトを、容易且つ的確に(所望の性能を発揮できる状態に)製造する事ができる。
According to the shock absorbing steering shaft manufacturing method described in
請求項1に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトを実施する場合には、例えば、請求項2に記載した様に、かしめ凸部を、少なくとも雌側係合部の軸方向一端縁と軸方向中間部との2個所に形成すると共に、これら各かしめ凸部を、それぞれ雄側係合部のうち凹溝よりも軸方向他端側部分に食い込ませる。
この様な請求項2に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトを製造する場合に、好ましくは、請求項14に記載した様に、アウターシャフトの一端部内側に対するインナーシャフトの一端部の挿入量を完成時の挿入量よりも多くする事により、上記アウターシャフトの一端縁を、上記インナーシャフトのうち雄側係合部を形成した部分の他端側に隣接する、この雄側係合部よりも小径の部分に整合させた状態で、上記アウターシャフトの一端縁の円周方向一部を径方向内方に向け塑性変形させる事により、当該部分の内周面にかしめ凸部を形成する。その後、上記アウターシャフトの一端部内側に対する上記インナーシャフトの一端部の挿入量を完成時の挿入量よりも少なくした状態で、上記アウターシャフトのうち上記インナーシャフトに形成した凹溝と整合する部分の少なくとも一部を径方向内方に向け塑性変形させる事により、当該部分の内周面に別のかしめ凸部を形成する。その後、上記アウターシャフトの一端部内側に対する上記インナーシャフトの一端部の挿入量を完成時の挿入量とする事により、上記各かしめ凸部を、それぞれ上記雄側係合部のうち上記凹溝よりも軸方向他端側部分に食い込ませた状態とする。
この様な製造方法を採用すれば、上記請求項2に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトを、容易且つ的確に製造する事ができる。
In the case of implementing the shock absorption type steering shaft according to
When manufacturing such an impact-absorbing steering shaft according to
By adopting such a manufacturing method, the shock absorbing steering shaft described in
又、請求項3に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトを実施する場合に、好ましくは、請求項4に記載した様に、衝突時(ステアリングシャフトの収縮時)に、アウターシャフトの一端部内側に対するインナーシャフトの一端部の挿入量が増加する事に伴い、一部のかしめ凸部が凹溝を通過する以前に、残りのかしめ凸部が雄側係合部から脱落する寸法関係を採用する。
又、請求項3〜5に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトを実施する場合には、例えば、請求項6に記載した様に、凹溝を、雄側係合部を形成した部分のうち軸方向に関して互いに離隔した2個所に形成し、各かしめ凸部のうちの一部のかしめ凸部を、上記各凹溝のうち上記雄側係合部の一端側の凹溝を利用して形成すると共に、上記各かしめ凸部のうちの残りのかしめ凸部を、上記各凹溝のうち上記雄側係合部の他端側の凹溝を利用して形成し、且つ、上記一部のかしめ凸部を、上記雄側係合部のうち軸方向に関して上記両凹溝に挟まれた部分に、上記残りのかしめ凸部を、上記雄側係合部のうち上記他端側のかしめ凸部よりも他端側部分に、それぞれ食い込ませる構成を採用する事もできる。
Further, when the shock absorbing type steering shaft described in
Further, when implementing the shock absorbing type steering shaft according to
又、請求項1〜6に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトを実施する場合に、好ましくは、請求項7に記載した様に、雄側係合部と雌側係合部とのうちの少なくとも一方の係合部に硬化処理を施す事により、この硬化処理を施した係合部の表面の硬度を向上させる。
この様な構成を採用すれば、ステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重を安定させる事ができる。即ち、ステアリングシャフトの収縮時に、雄側係合部に対するかしめ凸部の食い込み部、及び、雄側係合部と雌側係合部との圧接部で、軸方向に関する相対変位が円滑に行なわれにくくなると、ステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重が変動し易くなる。これに対し、請求項7に記載した発明の様に、雄側係合部と雌側係合部とのうちの少なくとも一方の係合部の表面の硬度を向上させれば、上記食い込み部及び圧接部で軸方向の相対変位を円滑に行なわせ易くでき、結果として、上述の様なコラプス荷重の変動を抑える事ができる。この為、ステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重を安定させる事ができる。
又、請求項3〜7に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトを実施する場合に、好ましくは、請求項8に記載した様に、アウターシャフトのうち、かしめ凸部を形成した部分及びその周囲部分の剛性を、他の部分の剛性に比べて低くする。
尚、この様な請求項8に記載した発明を実施する場合には、例えば、請求項9に記載した様に、上記アウターシャフトのうち、上記かしめ凸部を形成した部分及びその周囲部分の剛性を、他の部分の剛性に比べて低くする為、上記アウターシャフトのうち上記かしめ凸部を形成する部分と隣接する部分に透孔を形成する手段と、上記アウターシャフトのうち少なくとも上記かしめ凸部を形成する部分の肉厚を他の部分の肉厚に比べて小さくする手段とのうちの、少なくとも一方の手段を採用する事ができる。
Moreover, when implementing the impact-absorbing steering shaft according to any one of
By adopting such a configuration, the collapse load can be stabilized when the steering shaft contracts. That is, when the steering shaft contracts, relative displacement in the axial direction is smoothly performed at the biting portion of the caulking convex portion with respect to the male side engaging portion and the pressure contact portion between the male side engaging portion and the female side engaging portion. If it becomes difficult, the collapse load tends to fluctuate when the steering shaft contracts. On the other hand, if the hardness of the surface of at least one of the male side engaging part and the female side engaging part is improved as in the invention described in claim 7, the biting part and It is possible to facilitate the relative displacement in the axial direction smoothly at the pressure contact portion, and as a result, the fluctuation of the collapse load as described above can be suppressed. For this reason, the collapse load can be stabilized when the steering shaft contracts.
Moreover, when implementing the impact absorption type steering shaft described in
In carrying out the invention described in claim 8, for example, as described in
又、請求項1〜10に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトを実施する場合には、請求項11に記載した様に、それぞれがかしめ凸部を配置した個所である、雌側係合部の軸方向複数個所のうち、少なくとも1個所に、上記かしめ凸部を円周方向に関して複数個形成する事もできる。
この様な構成を採用すれば、必要な衝撃吸収性能を確保する場合に、雄側係合部に対する上記各かしめ凸部の接触面圧を低下させる事ができる為、これら各かしめ凸部をへたりにくくできる。
Further, when the shock absorbing type steering shaft according to any one of
If such a configuration is adopted, the contact pressure of each of the caulking convex portions with respect to the male side engaging portion can be reduced when the necessary shock absorbing performance is ensured. It can be difficult.
更に、請求項1〜11に記載した衝撃吸収式ステアリングシャフトを実施する場合には、請求項12に記載した様に、少なくとも1個のかしめ凸部を、雌側係合部の軸方向又は円周方向に関して長く形成する事もできる。
この場合に、例えば、少なくとも1個のかしめ凸部を雌側係合部の軸方向に長く形成する構成を採用すれば、やはり必要な衝撃吸収性能を確保する場合に、雄側係合部に対する、当該かしめ凸部を含む総てのかしめ凸部の接触面圧を低下させる事ができる。これと共に、当該かしめ凸部による曲げモーメントの支承能力を高める事ができる。従って、アウターシャフトとインナーシャフトとの結合部に曲げ方向のがたつきを生じにくくできると共に、上記各かしめ凸部をへたりにくくできる。
又、少なくとも1個のかしめ凸部を雌側係合部の円周方向に長く形成する構成を採用すれば、やはり、雄側係合部に対する、当該かしめ凸部を含む総てのかしめ凸部の接触面圧を低下させる事ができる。この為、これら各かしめ凸部をへたりにくくする事ができる。更に、当該かしめ凸部を雄側係合部に対し、円周方向に関して広く接触させる事ができる為、ステアリングシャフトの収縮時に、当該かしめ凸部を雄側係合部にかじりにくくする事ができる。
Further, when implementing the shock absorbing type steering shaft according to
In this case, for example, if a configuration in which at least one caulking convex portion is formed long in the axial direction of the female side engaging portion is employed, when the necessary shock absorbing performance is ensured, the male side engaging portion can be secured. The contact surface pressure of all the caulking convex portions including the caulking convex portion can be reduced. At the same time, it is possible to increase the supporting ability of the bending moment by the caulking convex portion. Therefore, it is possible to make it difficult for the joint portion between the outer shaft and the inner shaft to bend in the bending direction, and to make the caulking projections difficult to loosen.
Further, if a configuration in which at least one caulking convex portion is formed to be long in the circumferential direction of the female side engaging portion, all the caulking convex portions including the caulking convex portion with respect to the male side engaging portion are used. The contact surface pressure can be reduced. For this reason, it is possible to make the caulking convex portions difficult to sag. Furthermore, since the caulking convex portion can be brought into wide contact with the male engaging portion in the circumferential direction, the caulking convex portion can be made difficult to bite against the male engaging portion when the steering shaft is contracted. .
[本発明に関する参考例]
図1〜2は、本発明に関する参考例を示している。尚、本参考例の特徴は、かしめ凸部13a、13bを雌セレーション11の軸方向2個所に設ける場合に、これら2個所の軸方向位置(これら2個のかしめ凸部13a、13bを雄セレーション12のどの部分に食い込ませるか)を工夫した点、並びに、その製造方法を工夫した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図21〜23に示した従来構造の場合とほぼ同様である為、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。
[Reference Example for the Present Invention]
1 and 2 show reference examples related to the present invention . The feature of this reference example is that when the
本参考例の衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合には、図1に示す様に、上記雌セレーション11の中間部の軸方向2個所位置で、円周方向に関して互いに同位相の部分に、それぞれ上記かしめ凸部13a、13bを形成している。そして、これら各かしめ凸部13a、13bをそれぞれ、上記雄セレーション12のうち凹溝14よりも前端側(図1〜2の左端側)部分に食い込ませている。
In the case of the shock-absorbing steering shaft of this reference example , as shown in FIG. 1, the caulking is carried out at two axial positions in the middle of the
この様な衝撃吸収式ステアリングシャフトを組み立てるのに、本参考例の場合には、先ず、図2(A)に示す様に、アウターシャフト9aの前端部(図1〜2の左端部)内側にインナーシャフト10の後端部(図1〜2の右端部)を、完成時の挿入量の1/3程度の量挿入し、これに伴い、上記雌セレーション11と上記雄セレーション12とを互いに係合させる。そして、この状態で、同図に示す様に、上記アウターシャフト9aの外周面のうち、上記凹溝14と整合する部分の円周方向一部に、円柱状のかしめ治具15の外周面を接触させ、更に加圧する。これにより、この加圧した部分を径方向内方に向け塑性変形させ、この様に塑性変形させた部分のうち上記凹溝14内に進入した部分を、1個目のかしめ凸部13bとする。
In order to assemble such a shock absorbing steering shaft, in the case of this reference example , first, as shown in FIG. 2 (A), inside the front end portion (left end portion in FIGS. 1 and 2) of the
この様にして1個目のかしめ凸部13bを形成したならば、次いで、上記アウターシャフト9aから上記かしめ治具15を退避させた後、同図(A)→(B)に示す様に、上記アウターシャフト9aの前端部内側に上記インナーシャフト10の後端部を、挿入量が完成時の挿入量の2/3程度になるまで押し込む。これにより、上記1個目のかしめ凸部13bを、上記雄セレーション12のうち上記凹溝14よりも前端側部分に食い込ませる。そして、この状態で、同図に示す様に、上記アウターシャフト9aの外周面のうち、上記凹溝14と整合する部分の円周方向一部(上記1個目のかしめ凸部13bと同位相の部分)に、円柱状のかしめ治具15の外周面を接触させ、更に加圧する。これにより、この加圧した部分を径方向内方に向け塑性変形させ、この様に塑性変形させた部分のうち上記凹溝14内に進入した部分を、2個目のかしめ凸部13aとする。
If the first caulking
この様にして2個目のかしめ凸部13aを形成したならば、次いで、上記アウターシャフト9aから上記かしめ治具15を退避させた後、同図(B)→(C)に示す様に、上記アウターシャフト9aの前端部内側に上記インナーシャフト10の後端部を、完成時の挿入量になるまで押し込む。これにより、上記2個目のかしめ凸部13aを、上記雄セレーション12のうち上記凹溝14よりも前端側部分に食い込ませる。又、この様にして2個のかしめ凸部13a、13bを雄セレーション12に食い込ませる事に伴い、上記雌セレーション11のうち上記各かしめ凸部13a、13bと径方向反対側部分に、上記雄セレーション12を圧接させる。
If the second caulking
上述の様に構成する本参考例の衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合には、かしめ凸部13a、13bを雌セレーション11の軸方向2個所に設けている為、衝撃吸収性能を十分に得ようとする場合でも、かしめ凸部を軸方向1個所にのみ設けた従来構造に比べて、上記各かしめ凸部13a、13bの径方向内方への突出量を比較的小さくできる。この為、上記雄セレーション12に対する上記各かしめ凸部13a、13bの接触面圧を比較的低く抑える事ができる。これと共に、これら各かしめ凸部13a、13bにより、上記アウターシャフト9aと上記インナーシャフト10との結合部に加わった曲げモーメントを受け易くできる。従って、上記各かしめ凸部13a、13bがへたり易くなる事や、上記結合部に曲げ方向のがたつきが生じ易くなる事を防止できる。特に、本参考例の場合には、上記各かしめ凸部13a、13bをそれぞれ、上記雄セレーション12のうち凹溝14よりも前端側部分に食い込ませている。この為、ステアリングシャフトの収縮時に、上記各かしめ凸部13a、13bは、上記雄セレーション12の先端側に移動し、上記凹溝14に落ち込む事はない。従って、ステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重を安定させる事ができる。即ち、このステアリングシャフトの収縮時に、上記各かしめ凸部13a、13bが上記凹溝14に落ち込むと、その後、再び、これら各かしめ凸部13a、13bがこの凹溝14から上記雄セレーション12に乗り上がる(食い込む)際に、コラプス荷重が突発的に上昇する。これに対し、本参考例の場合には、ステアリングシャフトの収縮時に、上記各かしめ凸部13a、13bが上記凹溝14に落ち込む事がない為、上述の様にコラプス荷重が突発的に上昇する事はない。従って、上述した様に、ステアリングシャフトの収縮時にコラプス荷重を安定させる事ができる。
又、上述した本参考例の製造方法によれば、上述した様な本参考例の衝撃吸収式ステアリングシャフトを、容易且つ的確に組み立てる事ができる。
In the case of the shock absorbing steering shaft of this reference example configured as described above, the caulking
Further, according to the manufacturing method of the reference example described above, the shock absorbing steering shaft of the reference example as described above can be assembled easily and accurately.
[実施の形態の第1例]
次に、図3〜5は、請求項1、2、10、14に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例の衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合には、図3に示す様に、雌セレーション11の中間部及び前端部で、円周方向に関して互いに同位相の部分に、それぞれかしめ凸部13a、13bを形成している。そして、本例の場合も、これら各かしめ凸部13a、13bをそれぞれ、雄セレーション12のうち凹溝14よりも前端側(図3、5の左端側)部分に食い込ませている。尚、本例の場合、上記アウターシャフト9bのうち、上記雌セレーション11の中間部に設けたかしめ凸部13aの後端側(図3〜5の右端側)に隣接する部分に、図4に示す様な、円周方向に長い透孔16を形成している。
[First example of embodiment]
Next, FIGS. 3 to 5 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to
この様な衝撃吸収式ステアリングシャフトを組み立てるのに、本例の場合には、先ず、図5(A)に示す様に、上記アウターシャフト9bの前端部(図3〜5の左端部)内側にインナーシャフト10の後端部(図3、5の右端部)を挿入する事により、上記雌セレーション11と上記雄セレーション12とを互いに係合させる。これと共に、上記アウターシャフト9bの前端部内側に対する上記インナーシャフト10の後端部の挿入量を、完成時の挿入量よりも少しだけ多くする。これにより、上記インナーシャフト10のうち上記雄セレーション12を形成した部分の前端側に隣接する、この雄セレーション12よりも小径の円柱部17の径方向外側に、上記アウターシャフト9bの前端縁部分を配置する。そして、この状態で、上記アウターシャフト9bの前端縁部外周面の円周方向一部分(図4に斜格子を付して示した部分)に図示しないかしめ治具を接触させ、更に加圧する。これにより、この加圧した部分を径方向内方に向け塑性変形させ、この様に塑性変形させた部分のうち、上記雄セレーション12の外接円よりも径方向内側に進入した部分を、1個目のかしめ凸部13bとする。
In order to assemble such a shock absorbing steering shaft, in the case of this example , first, as shown in FIG. 5A, inside the front end portion (the left end portion in FIGS. 3 to 5) of the
この様にして1個目のかしめ凸部13bを形成したならば、次いで、上記アウターシャフト9bから上記かしめ治具を退避させた後、同図(A)→(B)に示す様に、上記アウターシャフト9bの前端部内側から上記インナーシャフト10の後端部を、挿入量が完成時の挿入量よりも少しだけ少なくなる位置まで引き出す事により、上記アウターシャフト9bのうち、上記透孔16の前端側に隣接する部分(この透孔16の前端側の縁部分で、図4に斜格子を付して示した部分)を、上記凹溝14の径方向外側に配置する。これに伴い、上記1個目のかしめ凸部13bを、上記雄セレーション12のうち上記凹溝14よりも前端側部分に食い込ませる。そして、この状態で、上記アウターシャフト9bの外周面のうち、上記透孔16の前端側に隣接する部分に、図示しないかしめ治具を接触させ、更に加圧する。これにより、この加圧した部分を径方向内方に向け塑性変形させ、この様に塑性変形させた部分のうち上記凹溝14内に進入した部分を、2個目のかしめ凸部13aとする。
If the first caulking
この様にして2個目のかしめ凸部13aを形成したならば、次いで、上記アウターシャフト9bから上記かしめ治具を退避させた後、同図(B)→(C)に示す様に、上記アウターシャフト9bの前端部内側に上記インナーシャフト10の後端部を、完成時の挿入量になるまで押し込む事により、上記2個目のかしめ凸部13aを、上記雄セレーション12のうち上記凹溝14よりも前端側部分に食い込ませる。又、この様にして2個のかしめ凸部13a、13bを雄セレーション12に食い込ませる事に伴い、上記雌セレーション11のうち上記各かしめ凸部13a、13bと径方向反対側部分に、上記雄セレーション12を圧接させる。
If the second caulking
上述の様に構成する本例の衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合も、かしめ凸部13a、13bを雌セレーション11の軸方向2個所に形成すると共に、これら各かしめ凸部13a、13bをそれぞれ、雄セレーション12のうち凹溝14よりも前端側部分に食い込ませている。この為、上述した参考例の場合と同様の効果を得られる。又、本例の場合には、アウターシャフト9bのうち、周囲の部分に比べて剛性が低い部分(このアウターシャフト9bの前端縁部、及び、このアウターシャフト9bのうち上記透孔16の前端側に隣接する部分)に、それぞれ上記各かしめ凸部13a、13bを形成している。この為、ステアリングシャフトを収縮させる際のコラプス荷重を最適な大きさに設定し易くできると共に、このステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重を安定させ易くできる。又、本例の場合には、上記各かしめ凸部13a、13bの剛性を低くした事に伴い、これら各かしめ凸部13a、13bに十分な弾性を持たせる事ができる。この為、これら各かしめ凸部13a、13bをへたりにくくする事ができる。従って、衝撃吸収式ステアリングシャフトの初期性能を長期に亙り維持できる。
Also in the case of the shock absorbing steering shaft of this example configured as described above, the caulking
尚、本発明のうち、上述した実施の形態の第1例に対応する発明を実施する場合には、例えば、図6に示す様に、それぞれがかしめ凸部13a、13bを形成すべき軸方向個所である、アウターシャフト9cの前端(図6の左端)寄り部分と前端縁部分との2個所を、他の軸方向個所に比べて外径寸法が小さい薄肉部18、18とする(請求項9、10の構成を採用する)事により、これら各薄肉部18、18の円周方向一部(図6に斜格子を付して示す部分)の内周面に形成した各かしめ凸部13a、13bの低剛性化を図る事もできる。特に、図6に示した構造の場合には、元々他の軸方向個所に比べて剛性が低い個所である、上記アウターシャフト9cの前端縁部分を薄肉部18としている為、この薄肉部18に形成するかしめ凸部13bの剛性を、より調節し易くできる。又、図7に示す様に、アウターシャフト9dの前端(図7の左端)寄り部分で、かしめ凸部13aを形成すべき部分の後端側(図7の右端側)に隣接する部分に、予め、透孔16を形成しておく(請求項9、10の構成を採用する)事もできる。この様な構成を採用すれば、上記かしめ凸部13aの剛性を、より調節し易くできる。
In the present invention, when the invention corresponding to the first example of the above-described embodiment is carried out, for example, as shown in FIG. 6, the axial directions in which the caulking
[実施の形態の第2例]
次に、図8〜9は、請求項3及び請求項13に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合には、図8に示す様に、雌セレーション11の後端部(図8〜9の右端部)と前端(図8〜9の左端)寄り部分との軸方向2個所位置で、円周方向に関して互いに同位相の部分に、それぞれかしめ凸部13a、13bを形成している。そして、これら各かしめ凸部13a、13bのうち、一方(図8の右方)のかしめ凸部13aを、雄セレーション12のうち凹溝14よりも後端側(図8〜9の右端側)部分に、他方(図8の左方)のかしめ凸部13bを、上記雄セレーション12のうち上記凹溝14よりも前端側(図8〜9の左端側)部分に、それぞれ食い込ませている。又、本例の場合、自由状態に於ける、上記一方のかしめ凸部13aの径方向内方への突出量を、上記他方のかしめ凸部13bの径方向内方への突出量よりも少なくしている。これにより、図8に示した完成状態で、上記雄セレーション12に対する上記一方のかしめ凸部13aの食い込み量(押付力)を、同じく上記他方のかしめ凸部13bの食い込み量(押付力)に比べて少なく(低く)している。
[Second Example of Embodiment]
Next, FIGS. 8 to 9 show a second example of an embodiment of the present invention corresponding to
この様な衝撃吸収式ステアリングシャフトを組み立てるのに、本例の場合には、先ず、図9(A)に示す様に、アウターシャフト9eの前端部(図8〜9の左端部)内側にインナーシャフト10の後端部(図8〜9の右端部)を、完成時の挿入量の1/2程度の量挿入し、これに伴い、上記雌セレーション11と上記雄セレーション12とを互いに係合させる。そして、この状態で、同図(B)に示す様に、上記アウターシャフト9eの外周面のうち、上記雌セレーション11の後端部に対応する部分で上記インナーシャフト10から後端側に外れた部分の円周方向一部と、上記雌セレーション11の前端寄り部分に対応する部分で上記凹溝14に整合する部分の円周方向一部とに、それぞれ円柱状のかしめ治具15、15の外周面を接触させ、更に加圧する。そして、これら各加圧した部分を径方向内方に向け塑性変形させる事により、この様に塑性変形させた各部分の内周面に、上記各かしめ凸部13a、13bを形成する。尚、本例の場合、この際の上記アウターシャフト9eの外周面に対する上記各かしめ治具15、15の押し込み量は、互いに等しくしている。
In order to assemble such a shock absorbing type steering shaft, in this example , as shown in FIG. 9A, first, as shown in FIG. 9A, the inner side is placed inside the front end portion (the left end portion in FIGS. 8 to 9) of the
この様にして上記各かしめ凸部13a、13bを形成した後、上記アウターシャフト9eの外周面から上記各かしめ治具15、15を退避させると、同図(C)に示す様に、上記一方のかしめ凸部13aを形成した部分が、上記他方のかしめ凸部13bを形成した部分よりも、比較的多く径方向外方に向け弾性的に復元する。この理由は、上記他方のかしめ凸部13bを形成する部分の径方向内側には、バックアップガイドとなる上記凹溝14が存在する為、当該部分を効率良く塑性変形させる事ができる(加工時の逃げを少なく抑えられる)のに対し、上記一方のかしめ凸部13aを形成する部分の径方向内側には、上記凹溝14の如きバックアップガイドが存在しない為、当該部分を効率良く塑性変形させる事ができない(加工時の逃げが多くなる)為である。この結果、上記一方のかしめ凸部13aの径方向内方への突出量が、上記他方のかしめ凸部13bの径方向内方への突出量よりも少なくなる。
After the
この様にして各かしめ凸部13a、13bを形成したならば、次いで、同図(C)→(D)に示す様に、上記アウターシャフト9eの前端部内側に上記インナーシャフト10の後端部を、完成時の挿入量になるまで押し込む事により、上記一方のかしめ凸部13aを、上記雄セレーション12のうち上記凹溝14よりも後端側部分に、上記他方のかしめ凸部13bを、上記雄セレーション12のうち上記凹溝14よりも前端側部分に、それぞれ食い込ませる。又、この様にして2個のかしめ凸部13a、13bを雄セレーション12に食い込ませる事に伴い、上記雌セレーション11のうち上記各かしめ凸部13a、13bと径方向反対側部分に、上記雄セレーション12を圧接させる。
After the
上述の様に構成する本例の衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合には、雄セレーション12のうち、凹溝14の軸方向両側部分に、それぞれかしめ凸部13a、13bを食い込ませている為、これら各かしめ凸部13a、13b同士の軸方向の間隔を大きくできる。従って、これら各かしめ凸部13a、13bにより、アウターシャフト9eとインナーシャフト10との結合部に作用する曲げモーメントを、より受け易くできる。この結果、上記結合部に曲げ方向のがたつきが生じる事を、より有効に防止できると共に、上記各かしめ凸部13a、13bを、よりへたりにくくできる。又、本例の場合には、上記雄セレーション12のうち上記凹溝14よりも後端側部分に一方のかしめ凸部13aを食い込ませている為、この一方のかしめ凸部13aが、ステアリングシャフトの収縮時に、上記凹溝14に落ち込む。但し、上述した様に、本例の場合には、上記雄セレーション12に対する上記一方のかしめ凸部13aの食い込み量を、他方のかしめ凸部13bの食い込み量に比べて少なくしている。この為、ステアリングシャフトの収縮時に、上記一方のかしめ凸部13aが上記凹溝14に落ち込み、その後、再び、この一方のかしめ凸部13aがこの凹溝14から上記雄セレーション12に乗り上がる(食い込む)際に、コラプス荷重が突発的に上昇する場合にも、この上昇量を十分に低く抑える事ができる。従って、上記雄セレーション12のうち上記凹溝14よりも後端側部分に上記一方のかしめ凸部13aを食い込ませる構造でありながら、ステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重を安定させる事ができる。
In the case of the shock absorbing steering shaft of the present example configured as described above, the caulking
[実施の形態の第3例]
次に、図10〜12は、請求項5、6、8、9、10、13に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合には、図10に示す様に、雌セレーション11の中間部の軸方向2個所位置で、円周方向に関して互いに同位相の部分に、それぞれかしめ凸部13a、13bを形成している。一方、インナーシャフト10aの外周面のうち雄セレーション12を形成した部分の軸方向2個所位置に、それぞれ凹溝14、14を形成している。そして、上記各かしめ凸部13a、13bのうち、一方(図10の右方)のかしめ凸部13aを、上記雄セレーション12のうち上記両凹溝14、14同士の間部分に、他方(図10の左方)のかしめ凸部13bを、上記雄セレーション12のうち前端側(図10の左端側)の凹溝14よりも前端側部分に、それぞれ食い込ませている。尚、本例の場合には、アウターシャフト9fのうち、上記各かしめ凸部13a、13bの後端側(図10の右端側)に隣接する部分に、それぞれ図11に示す様な円周方向に長い透孔16、16を形成する事により、上記各かしめ凸部13a、13bの低剛性化を図っている。又、本例の場合には、ステアリングシャフトの収縮時に、上記アウターシャフト9fの前端部内側に対する上記インナーシャフト10aの後端部の挿入量が増加する事に伴い、上記一方のかしめ凸部13aが上記前端側の凹溝14に落ち込み、その後、再び、この一方のかしめ凸部13aがこの凹溝14から上記雄セレーション12に乗り上がる(食い込む)のと同時に、上記他方のかしめ凸部13bが上記雄セレーション12から脱落する様に、各部の寸法を規制している。
[Third example of embodiment]
Next, FIGS. 10 to 12 show a third example of the embodiment of the invention corresponding to
この様な衝撃吸収式ステアリングシャフトを組み立てるのに、本例の場合には、先ず、図12(A)に示す様に、上記アウターシャフト9fの前端部(図3〜5の左端部)内側に上記インナーシャフト10aの後端部(図1〜2の右端部)を、完成時の挿入量の4/5程度の量挿入し、これに伴い、上記雌セレーション11と上記雄セレーション12とを互いに係合させる。又、これにより、上記アウターシャフト9fのうち上記各透孔16、16の前端側に隣接する部分(これら各透孔16、16の前端側の縁部分で、図11に斜格子を付して示した部分)を、それぞれ上記各凹溝14、14の径方向外側に配置する。そして、この状態で、上記アウターシャフト9fの外周面のうち、上記各透孔16、16の前端側に隣接する部分に、それぞれ図示しないかしめ治具を接触させ、更に加圧する。これにより、これら各加圧した部分を径方向内方に向け塑性変形させ、この様に塑性変形させた部分のうち上記各凹溝14、14内に進入した部分を、上記各かしめ凸部13a、13bとする。
In order to assemble such a shock absorbing steering shaft, in the case of this example , first, as shown in FIG. 12 (A), inside the front end portion (left end portion in FIGS. 3 to 5) of the
この様にして各かしめ凸部13a、13bを形成したならば、次いで、上記アウターシャフト9fから上記各かしめ治具を退避させた後、図12の(A)→(B)に示す様に、上記アウターシャフト9fの前端部内側に上記インナーシャフト10aの後端部を、完成時の挿入量になるまで押し込む。これにより、上記一方のかしめ凸部13aを、上記雄セレーション12のうち上記両凹溝14、14の間部分に、上記他方のかしめ凸部13bを、上記雄セレーション12のうち前端側の凹溝14よりも前端側部分に、それぞれ食い込ませる。又、この様にして各かしめ凸部13a、13bを雄セレーション12に食い込ませる事に伴い、上記雌セレーション11のうち上記各かしめ凸部13a、13bと径方向反対側部分に、上記雄セレーション12を圧接させる。
After the
上述の様に構成する本例の衝撃吸収式ステアリングシャフトの場合も、雄セレーション12のうち、前端側の凹溝14の軸方向両側部分に、それぞれかしめ凸部13a、13bを食い込ませている為、これら各かしめ凸部13a、13b同士の軸方向の間隔を大きくできる。従って、上述した実施の形態の第2例と同様の効果を得られる。又、本例の場合も、上記雄セレーション12のうち上記両凹溝14、14同士の間部分に上記一方のかしめ凸部13aを食い込ませている為、この一方のかしめ凸部13aが、ステアリングシャフトの収縮時に、上記前端側の凹溝14に落ち込む。但し、上述した様に、本例の場合には、ステアリングシャフトの収縮時に、上記アウターシャフト9fの前端部内側に対する上記インナーシャフト10aの後端部の挿入量が増加する事に伴い、上記一方のかしめ凸部13aが上記前端側の凹溝14に落ち込み、その後、再び、この一方のかしめ凸部13aがこの凹溝14から上記雄セレーション12に乗り上がる(食い込む)のと同時に、上記他方のかしめ凸部13bが上記雄セレーション12から脱落する構成を採用している。従って、上述の様に一方のかしめ凸部13aが上記前端側の凹溝14から上記雄セレーション12に乗り上がる際に、コラプス荷重が突発的に上昇しても、これと同時に、上記他方のかしめ凸部13bが上記雄セレーション12から脱落する事に伴ってコラプス荷重が低下する為、全体としてコラプス荷重の変動を小さく抑える事ができる。従って、本例の場合も、上記雄セレーション12のうち上記凹溝14よりも後端側部分に上記一方のかしめ凸部13aを食い込ませる構造でありながら、ステアリングシャフトの収縮時に、コラプス荷重を安定させる事ができる。
Also in the case of the shock absorbing steering shaft of the present example configured as described above, the caulking
尚、本発明を実施する場合には、前述の図8〜9に示した実施の形態の第2例の構造で、上述した実施の形態の第3例の様に、ステアリングシャフトの収縮時に、一方(図8〜9の右方)のかしめ凸部13aが凹溝14に落ち込み、その後、再び、この一方のかしめ凸部13aが雄セレーション12に乗り上がるのと同時に、他方(図8〜9の左方)のかしめ凸部13bが上記雄セレーション12から脱落する構成(請求項4の構成)を採用する事もできる。
In the case of carrying out the present invention, in the structure of the second example of the embodiment shown in FIGS. 8 to 9 described above, as in the third example of the embodiment described above, when the steering shaft is contracted, One (right of FIGS. 8 to 9) caulking
又、本発明のうち、前述の図8〜9に示した実施の形態の第2例、及び、上述の図10〜12に示した実施の形態の第3例に対応する発明を実施する場合には、例えば、図13に示す様に、それぞれがかしめ凸部13a、13bを形成すべき軸方向個所である、アウターシャフト9gの前端部(図13の左端部)の軸方向2個所を、他の軸方向個所に比べて外径寸法が小さい薄肉部18、18とする(請求項9、10の構成を採用する)事により、これら各薄肉部18、18の円周方向一部(図13に斜格子を付して示す部分)の内周面に形成した上記各かしめ凸部13a、13bの低剛性化を図る事もできる。又、図14に示す様に、アウターシャフト9hのうち、各かしめ凸部13a、13bを形成すべき部分(図14に斜格子を付して示す部分)の後端側に隣接する部分に、予め、それぞれ透孔16、16を形成しておく(請求項9、10の構成を採用する)事もできる。この様な構成を採用すれば、上記各かしめ凸部13a、13bの剛性を、より調節し易くできる。又、本発明を実施する場合、アウターシャフトのうち、かしめ凸部を形成すべき部分の低剛性化を図る手段としては、例えば、図15に示す様に、かしめ凸部13を形成すべき部分(図15に斜格子を付して示す部分)の軸方向両側に透孔16、16を形成する手段や、図16に示す様に、かしめ凸部13を形成すべき部分(図16に斜格子を付して示す部分)の円周方向両側に透孔16a、16aを形成する手段を採用する事もできる。
In the present invention, when the invention corresponding to the second example of the embodiment shown in FIGS. 8 to 9 and the third example of the embodiment shown in FIGS. For example, as shown in FIG. 13, two axial locations of the front end portion (left end portion of FIG. 13) of the
又、上述した参考例及び実施の形態の各例では、それぞれがかしめ凸部を形成すべき個所である、雌セレーション(雌側係合部)の軸方向複数個所に、それぞれかしめ凸部を円周方向に関して1個のみ形成しているが、本発明を実施する場合には、図17に示す様に、雌セレーション11のうち、かしめ凸部13を形成すべき軸方向複数個所の少なくとも1個所に、かしめ凸部13、13を円周方向に関して複数個形成する(請求項11の構成を採用する)事もできる。この様な構成を採用すれば、必要な衝撃吸収性能を確保する場合に、雄セレーションに対する上記各かしめ凸部13、13の接触面圧を低下させる事ができる為、これら各かしめ凸部13、13をへたりにくくできる。
In each of the reference examples and the embodiments described above, the caulking convex portions are circularly formed at a plurality of axial positions of the female serration (female side engaging portion), each of which is to be the caulking convex portion. Although only one is formed in the circumferential direction, when the present invention is carried out, as shown in FIG. 17, at least one of the plurality of axial positions in the
又、本発明を実施する場合には、図18に示す様に、少なくとも1個のかしめ凸部13cを、雌セレーション11の軸方向に長く形成する(請求項12の構成を採用する)事もできる。この様な構成を採用すれば、やはり必要な衝撃吸収性能を確保する場合に、雄セレーション12に対する、当該かしめ凸部13cを含む総てのかしめ凸部の接触面圧を低下させる事ができる。これと共に、当該かしめ凸部13cによる曲げモーメントの支承能力を高める事ができる。従って、アウターシャフト9iとインナーシャフト10bとの結合部に曲げ方向のがたつきを生じにくくできると共に、上記各かしめ凸部13cをへたりにくくできる。
When the present invention is carried out, as shown in FIG. 18, at least one caulking
又、本発明を実施する場合には、図19に示す様に、少なくとも1個のかしめ凸部13dを、雌セレーション11の円周方向に長く形成する(請求項12の構成を採用する)事もできる。この様な構成を採用すれば、やはり必要な衝撃吸収性能を確保する場合に、雄セレーション12に対する、当該かしめ凸部13dを含む総てのかしめ凸部の接触面圧を低下させる事ができる。更に、当該かしめ凸部13dを雄セレーション12に対し、円周方向に関して広く接触させる事ができる為、ステアリングシャフトの収縮時に、当該かしめ凸部13dが上記雄セレーション12をかじりにくくする事ができる。
When the present invention is implemented, as shown in FIG. 19, at least one caulking
又、上述した参考例及び実施の形態の各例に対応する発明を実施する場合には、雌セレーション11と雄セレーション12とのうちの少なくとも一方の表面に、熱処理や被膜形成等の硬化処理を施す事により、この硬化処理を施した表面の硬度を向上させる(請求項7の構成を採用する)事もできる。この様な構成を採用すれば、ステアリングシャフトの収縮時に、上記両セレーション11、12の擦れ合い状態を安定させて、コラプス荷重を安定させる事ができる。
Further, when carrying out the invention corresponding to each of the reference examples and the embodiments described above, at least one surface of the
1 ステアリングホイール
2 第一のステアリングシャフト
3 ステアリングコラム
4 第一の自在継手
5 第二のステアリングシャフト
6 第二の自在継手
7 ステアリングギヤ
8 第三のステアリングシャフト
9、9a〜9j アウターシャフト
10、10a、10b インナーシャフト
11 雌セレーション
12 雄セレーション
13、13a〜13d かしめ凸部
14 凹溝
15 かしめ治具
16、16a 透孔
17 円柱部
18 薄肉部
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