JP5835438B2 - ステアリングコラムの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、自動車のステアリング装置を構成するステアリングコラムの製造方法に関する。

操舵輪（フォークリフトなどの特殊車両を除き、通常は前輪）に舵角を付与するためのステアリング装置として、図１２に示すような構造が、広く知られている。このステアリング装置では、車体１に支持された円筒状のステアリングコラム２の内径側に、ステアリングシャフト３が回転可能に支持されている。ステアリングコラム２の後端開口よりも後方に突出した、ステアリングシャフト３の後端部に、ステアリングホイール４が固定される。ステアリングホイール４を回転させると、この回転が、ステアリングシャフト３、自在継手５ａ、中間シャフト６、自在継手５ｂを介して、ステアリングギヤユニット７の入力軸８に伝達される。入力軸８が回転すると、ステアリングギヤユニット７の両側に配置された１対のタイロッド９が押し引きされて、左右１対の操舵輪に、ステアリングホイール４の操作量に応じた舵角が付与される。

図１２に示した構造では、ステアリングホイール４の前後位置の調節を可能にするため、ステアリングコラム２およびステアリングシャフト３として、伸縮式のものを使用している。また、衝突事故の際に、自動車が他の自動車などにぶつかる一次衝突に続いて、運転者の身体がステアリングホイール４に衝突する二次衝突が発生するが、この二次衝突の際に、衝撃エネルギを吸収しつつ、ステアリングホイール４を前方に変位させて、運転者の保護を図るための構造が、ステアリングコラム２およびステアリングシャフト３に備えられる。具体的には、ステアリングホイール４を支持するステアリングシャフト３を、車体１に対して、二次衝突に伴う前方への衝撃荷重により前方に変位可能に支持する構造が採られる。図１２に示した構造では、ステアリングシャフト３を、アウタチューブ１１とインナシャフトにより構成して、二次衝突の衝撃荷重により、アウタチューブ１１がステアリングシャフト３の全長を縮めながら前方に変位できるようにするとともに、ステアリングシャフト３を支持するステアリングコラム２を、アウタコラム１０とインナコラムにより構成し、アウタコラム１０がステアリングコラム２の全長を縮めながら前方に変位できるように、このアウタコラム１０を車体１に対して支持している。なお、このような伸縮式のステアリングコラムを構成するアウタコラムおよびインナコラム、並びに、ステアリングシャフトを構成するアウタチューブおよびインナシャフトの前後位置は、図示の構造と逆であってもよい。

一方、自動車の盗難に対する対策として、自動車には各種の盗難防止装置が備えられている。その一種として、正規の鍵を使用しない限りステアリングホイールの操作を不能にするステアリングロック装置が、広く実施されている。図１３は、ステアリングロック装置の１例として、特開２００８−２６５６４６号公報に開示された構造を示している。ステアリングロック装置１２は、ステアリングコラム２ａの一部にロックユニット１３を設けるとともに、ステアリングシャフト３ａの一部で、ロックユニット１３と軸方向に関する位相が一致する位置に、周方向の少なくとも１箇所に係合凹部１４を形成した、キーロックカラー１５を外嵌固定している。そして、作動時（キーロック時）に、ロックユニット１３を構成するロックピン１６の先端部を、ステアリングコラム２ａの軸方向中間部に形成されたロック用透孔１７を通じて、ステアリングコラム２ａの内径側に向けて変位させ、係合凹部１４と係合させることで、ステアリングシャフト３ａの回転を実質的に不能にする。

このようなステアリングロック装置１２を、ステアリング装置に組み込む場合には、ステアリングコラム２ａの外径側にロックユニット１３を、ステアリングコラム２ａの内径側にキーロックカラー１５を、それぞれ設ける。したがって、キーロックカラー１５をステアリングコラム２ａの内径側に回転可能に配置するとともに、ロックピン１６のストロークを過大にすることなく、ロックピン１６とキーロックカラー１５とを確実に係脱させるためには、少なくともステアリングロック装置１２を組み込んだ部分のステアリングコラム２ａの外径を小さく、その内径を大きくして、この部分のステアリングコラム２ａの厚さを薄くする必要がある。

図１４は、特開２００７−２２３３８３号公報に開示された、ステアリングコラムを構成するアウタコラム１０ａを示している。アウタコラム１０ａの軸方向一端部（図１４の左端部）には、円筒状のインナコラムの他端部が、軸方向に相対変位可能な状態で内嵌される。アウタコラム１０ａは、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などの軽合金製で、鋳造により一体に形成されており、軸方向中間部に、図１３に示すようなステアリングロック装置１２を組み込むための、ロック用透孔１７ａが設けられている。このようなアウタコラム１０ａの厚さを薄くした場合、ステアリングロック装置１２を作動した状態で必要とされる、アウタコラム１０ａの強度が十分に確保されない可能性がある。すなわち、ロック用透孔１７ａを通じてアウタコラム１０ａの内径側に突出させたロックピン１６をキーロックカラー１５の係合凹部１４（図１３参照）に係合させた状態で、ステアリングホイール４（図１２参照）を大きな力で回転させようとした場合に、ロック用透孔１７ａの周縁部に、過度に大きな力が加わり、この周縁部が変形する可能性がある。これに対して、アウタコラム１０ａを鉄系合金により形成することも考えられるが、ステアリングコラム全体の重量が増大するなどの問題を生じる。

特開２００８−２６５６４６号公報 特開２００７−２２３３８３号公報

本発明は、上述のような事情に鑑みて、ステアリングコラムの一部の厚さを薄くしつつも、その全体の強度を確保することができる、ステアリングコラムの製造方法の実現を目的としている。

本発明の製造方法の対象となるステアリングコラムは、全体が円筒状であり、その全体もしくは一部がコラム用部材によって構成される。このコラム用部材は、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などの軽合金製の本体部分と、鉄系合金製であって、この本体部分の一方側端部にその他方側端部を内嵌固定することにより、前記本体部分に対して軸方向に結合されている、鉄系合金製の円筒状部材とを有する。なお、この円筒状部材は、例えば、その他方側端部の端面の内径が、その他方側端部のうち前記本体部分との結合部を構成する部分の内径よりも小さくなるように構成することができる。また、一方側は、ステアリングコラムの軸方向の一方側を意味し、他方側は、その軸方向の逆側を意味する。

この様なステアリングコラムを製造する為に、本発明のステアリングコラムの製造方法は、前記コラム用部材を次の工程によって得ることを特徴とする。すなわち、前記円筒状部材の前記他方側端部の外周面に凹部を設ける工程、この円筒状部材の前記他方側端部を、金型の一方側端面に開口する挿入孔に挿通し、この円筒状部材の前記他方側端部をこの金型内に突出させる工程、この円筒状部材の前記他方側端部に中子の一方側端部を挿通して、この中子の一方側端部と他方側端部との間に設けた段差面を、前記円筒状部材の他方側端面に突き当てる工程、および、前記金型に溶湯を送り込み、前記本体部分を成形するとともに、この際にこの溶湯の一部を前記凹部に入り込ませて、この本体部分の前記一方側端部の内周面に凸部を形成することにより、前記本体部分の前記一方側端部と前記円筒状部材の前記他方側端部とを結合部を介して軸方向に結合して、前記コラム用部材を得る工程を備える。なお、これらの工程は矛盾が生じない限り、その順番を入れ替えることは可能である。

好ましくは、本発明のステアリングコラムの製造方法は、前記円筒状部材の前記他方側端部の端面の内径が、前記本体部分のうち前記結合部から軸方向に外れた部分の内径よりも小さくなるように、この本体部分を成形するとともに、この本体部分を成形した後に、前記円筒状部材の前記他方側端部の先端部の内径側部分に切削加工を施して、この円筒状部材の前記他方側の端面の内径を、前記本体部分のうち前記結合部から軸方向に外れた部分の内径以上とする工程をさらに備える。

また、前記凹部が軸方向凹溝により構成される場合、この軸方向凹溝を切削加工により形成することが好ましく、また、前記凹部が周方向凹溝により構成される場合、この周方向凹溝を旋削加工により形成することが好ましい。

さらに好ましくは、本発明のステアリングコラムの製造方法は、前記円筒状部材の前記他方側端部を、前記金型の挿入孔に挿通する以前に、この円筒状部材の前記他方側端部の先端部に絞り加工を施して、この円筒状部材の前記他方側端面の内径を、この円筒状部材の前記他方側端部のうち前記本体部分との結合部を構成する部分の内径よりも小さくすると同時に、前記円筒状部材の前記他方側端部の外周面に前記軸方向凹溝を設ける工程をさらに備える。

前記凹部が、特に、径方向内方に凹んだ少なくとも１個の凹部により構成される場合、前記円筒状部材の他方側端部外周面にプレス加工を施すことにより形成することもできる。

一方、本発明のステアリングコラムの製造方法の別の態様では、前記円筒状部材の前記他方側端部の外周面に凹部を設ける代わりに凸部を設け、前記本体部分を成形する際に、前記溶湯の一部を前記凸部の周辺部分に入り込ませて、この本体部分の前記一方側端部の内周面に前記凸部と係合する凹部を形成する。

このように、本発明の製造方法の対象となるステアリングコラムは、全体が中空円筒状のステアリングコラムであって、このステアリングコラムの少なくとも一部を構成するコラム用部材が、軽合金製の本体部分と、前記本体部分の一方側端部にその他方側端部を内嵌固定することにより、前記本体部分に対して軸方向に結合されている、前記本体部分よりも厚さが薄い鉄系合金製の円筒状部材とを備え、例えば、前記円筒状部材の前記他方側端部の内径が、前記本体部分のうちこの本体部分と前記円筒状部材との結合部から軸方向に外れた部分の内径以上となっており、かつ、前記円筒状部材の前記他方側端部の先端部の内周縁およびその一方側端部で軸受を係止する部分を除き、この円筒状部材の厚さが実質的に一定であることを特徴とする。

本発明の製造方法の対象となるステアリングコラムによれば、ステアリングコラムの一部の厚さを薄くしつつ、このステアリングコラムの強度を確保することができる。すなわち、このステアリングコラムを構成するコラム用部材の一方側寄り部分は、鉄系合金製の円筒状部材により構成されているため、この一方側寄り部分の厚さを薄くしても、この一方側寄り部分の強度を確保することができる。一方、前記コラム用部材の他方側寄り部分については、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などの軽合金製の本体部分により構成されているため、ステアリングコラム全体の重量が過度に増大することはない。

また、前記ステアリングコラムを構成するコラム用部材の前記一方側寄り部分を構成する前記円筒状部材のうち少なくとも他方側端部の内径を、この他方側端部の先端部を除き、前記本体部分のうち前記円筒状部材との結合部から軸方向に外れた部分の内径よりも大きくすることができる。さらに、これら本体部分と円筒状部材との結合部の内径を切削加工する際に、その他方側端部の先端部を除き、厚さの薄い円筒状部材を切削することがないため、前記円筒状部材の強度が低下することを防止できる。

上述の様なステアリングコラムは、複雑な構造を伴わないため、本発明の製造方法により、能率よく、かつ、低コストで工業的に生産することが可能である。

図１は、本発明の実施の形態の第１例を示す、ステアリングコラムのコラム用部材の製造方法を工程順に示す部分断面図である。 図２（Ａ）は、第１例から取り出した円筒状部材について、前端部に絞り加工を施す以前の状態で示す上半部断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示した円筒状部材を、前端部に絞り加工を施した状態で示す上半部断面図である。 図３は、本発明の製造方法を実施しない場合の問題点を説明するための断面図である。 図４（ａ）は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図であり、図４（ｂ）は、本発明の実施の形態の第３例を示す、図２と同様の図であり、図４（ｃ）は、本発明の実施の形態の第４例を示す、図２と同様の図である。 図５は、本発明の実施の形態の第５例を示す、図２と同様の図である。 図６（Ａ）は、本発明の実施の形態の第６例を示す、図２（Ａ）と同様の図であり、図６（Ｂ）は、第６例についての図２（Ｂ）と同様の図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）に示した円筒状部材の側面図であり、図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）のＡ−Ａ断面図である。 図７は、本発明の実施の形態の第７例を示す、図６と同様の図である。 図８は、本発明の実施の形態の第８例を示す、図６と同様の図である。 図９は、本発明の実施の形態の第９例を示す、図６と同様の図である。 図１０は、本発明に関する参考例の１例を示す、ステアリング装置を示す側面図である。 図１１は、図１０の上方から見た平面図である。 図１２は、従来から知られているステアリング装置の１例を、一部を切断した状態で示す斜視図である。 図１３は、ステアリングロック装置の従来構造の１例を示す略断面図である。 図１４は、ロック用透孔を設けたステアリングコラムの、従来構造の１例を示す側面図である。

［実施の形態の第１例］
図１〜図２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。なお、本例を含めて、本発明の特徴は、ステアリングコラムを構成するコラム用部材である、アウタコラム１０ｂの後半部（図１の右側）の厚さを薄くしても、その強度の確保を図ることができる、ステアリングコラムの構造を工業的に実現している点にある。その他の部分の構造および作用は、従来のステアリングコラムおよびその製造方法と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略もしくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の場合、アウタコラム１０ｂは、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などの軽合金製である本体部分１８と、炭素鋼などの鉄系合金製の円筒状部材１９とを軸方向に結合することにより構成されている。すなわち、本体部分１８の一方側端部である後端部（図１の右側）に、円筒状部材１９の他方側端部である前端部２０（図１の左側）を内嵌して結合する。したがって、本体部分１８がアウタコラム１０ｂの前半部を構成し、円筒状部材１９がアウタコラム１０ｂの後半部を構成する。なお、本体部分１８とは、ステアリングコラムもしくはアウタコラム１０ｂのうち、車体に支持固定するための構造を備えた部分を意味する。また、一方側は、ステアリングコラムの軸方向の一方側を意味し、他方側は、その軸方向の逆側を意味し、図示の例では、車体後方側が一方側に相当し、車体前方側が他方側に相当する。ただし、本発明において、円筒状部材が本体部分の前方に結合される場合には、車体前方側が一方側となり、車体後方側が他方側となる。さらに、本体部分の両側に円筒状部材が結合される構造も、本発明に含められる。

本例のステアリングコラムを製造するために、円筒状部材１９の前端部２０の先端部に絞り加工を施すことで、円筒状部材１９の他方側端部の端面である前端面２１の内径を、円筒状部材１９の前端部２０のうち本体部分１８との結合部を構成する部分、すなわち、円筒状部材１９の前端部２０のうち前記絞り加工が施されなかった部分よりも小さくする。この部分には、円筒状部材１９の前端部２０のうち本体部分１８の一方側端部の端面である後端面が形成される部分（後述する鋳造の際に、金型２３の内側端面（図１における金型２３の先端部の左側面）が位置する部分）の内径側に位置する部分と、円筒状部材１９の前端部２０のうち、その外周面に凹部２２が形成された部分が含まれる。本例では、円筒状部材１９の前端部２０の外周面の周方向の複数箇所（図示の例では４箇所）にプレス加工を施すことにより、凹部２２が設けられる。円筒状部材１９の前端部２０を、図１（Ａ）に示すように、金型２３の一方側端面である端面（図１における金型２３の先端部の右側面）２４に開口した挿入孔２５に挿通および内嵌し、円筒状部材１９の前端部２０を、金型２３内に突出させる。なお、この金型２３の挿入孔２５を画定する内周面の形状は、本例の製造方法により得られる本体部分１８の外形に一致する。

そして、中子２６を金型２３の挿入孔２５内に他方側（端面２４とは軸方向逆側）から挿入して、中子２６の一方側端部である先端部２７を円筒状部材１９の前端部２０に挿通および内嵌させる。この際、中子２６の先端部２７と基端部２８との間に設けた段差面２９を、円筒状部材１９の前端面２１に突き当てる。したがって、金型２３の内部空間は、金型２３の内周面および内側側面、円筒状部材１９の前端部２０の前端面２１および外周面、および中子２６の外周面により画定される。なお、本例の場合、円筒状部材１９の前端面２１を、中子２６の段差面２９を突き当てる相手面とするため、図２（Ａ）に示すように、円筒状部材１９の前端部に絞り加工を施す以前の状態で、円筒状部材１９の前端部２０の先端外周縁に、前端に向かう程外径寸法が小さくなる方向に傾斜したテーパ面部３０を設けている。このようなテーパ面部３０を設けた円筒状部材１９の前端部２０の先端部に絞り加工を施すことで、図２（Ｂ）に示すように、円筒状部材１９の前端面２１を段差面２９に平行な面とするとともに、前端部２０の先端部の内周縁を径方向内方に突出させる（円筒状部材１９の前端面２１の内径を、円筒状部材１９の前端部２０のうち本体部分１８の後端面が形成される部分の内径側に位置する部分の内径、および、その外周面に凹部２２が形成された部分の内径よりも小さくする）。

円筒状部材１９の前端面２１に中子２６の段差面２９を突き当てた状態で、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などの軽合金の溶湯を、金型２３内に送り込むことにより、本体部分１８の後端部と円筒状部材１９の前端部２０とが軸方向に結合され、本体部分１８が形成される。この時、円筒状部材１９の凹部２２に溶湯の一部が入り込むことで、本体部分１８の後端部内周面に凸部３１が形成される。なお、本例では、本体部分１８の後端部と円筒状部材１９の前端部との結合部は、これらの部分の嵌合および凹部２２と凸部３１の係合により形成される。ただし、いずれか一方によりこの結合部が形成される構造も、本発明に含められる。なお、円筒状部材１９の内径側に、ステアリングシャフトを構成するアウタチューブ１１ａを回転自在に挿通するために、円筒状部材１９の後端部に転がり軸受３３（図１３参照）が設置される。このため、本例では、円筒状部材１９の後端部に絞り加工を施すことで小径部３４を設け、この小径部３４の内周面に切削加工を施すことで段差部３８を設け、段差部３８に転がり軸受３３を構成する外輪を内嵌固定するようにしている。

本体部分１８の成形により得られたアウタコラム１０ｂを、金型２３から取り出した後に、円筒状部材１９のうち本体部分１８の内周面よりも径方向内方に突出した前端部２０の先端部の内周縁に切削加工を施して、円筒状部材１９の少なくとも前端寄り部分（アウタコラム１０ｂの内径側にアウタチューブ１１ａを回転自在に挿通するための、転がり軸受３３の外輪を内嵌固定するために形成した小径部３４を除いた部分）の内径を、本体部分１８のうち本体部分１８と円筒状部材１９との結合部（円筒状部材１９の前端部２０に外嵌した部分）から軸方向に外れた部分の内径以上とする。なお、この結合部から軸方向に外れた部分における本体部分１８の内径が、円筒状部材１９の前端寄り部分の内径以下に収まる範囲で、本体部分１８のうち結合部と軸方向に隣接する部分の内径側部分に、切削加工を施すこともできる。このような切削加工により、インナコラムを挿通する本体部分１８の内周面と円筒状部材１９の前端縁との間に、前方に向いた段差面が存在しないようにして、二次衝突時にアウタコラム１０ｂの前方への変位を円滑に行えるようにし、衝突事故の際における運転者の保護充実を図ることができる。また、本体部分１８の後端部のうち結合部に隣接する部分の内径側部分にも切削加工を施すのは、加工を容易とするための便宜的なものであり、このような切削加工は、円筒状部材１９の前端部内周縁にのみ切削加工を施したものと実質的に評価できるものである。なお、本例では、円筒状部材１９の前端部２０の内周面で、凹部２２に対応する部分に存在する突起の内接円の直径は、あらかじめ本体部分１８のうち本体部分１８と円筒状部材１９との結合部から軸方向に外れた部分の内径以上としているので、これらの突起に対する切削加工の有無にかかわらず、これらの突起の先端が、本体部分１８の内周面よりも径方向内方に突出しないようにしている。

本例のステアリングコラムの場合には、ステアリングコラムを構成するアウタコラム１０ｂのうち、ステアリングロック装置１２（図１３参照）を組み込む、後半部の厚さを薄くしつつ、強度を確保できる。すなわち、アウタコラム１０ｂの後半部は、強度を確保しやすい、鉄系合金製の円筒状部材１９により構成されている。このため、ロックユニット１３やキーロックカラー１５を取り付けるために、この後半部を構成する円筒状部材１９の厚さを、本体部分１８の厚さの０．４〜０．７５倍程度まで、好ましくは０．５〜０．７倍程度まで薄くしたり、ロックピン１６を挿通するために、ロック用透孔１７を設けたりしても、円筒状部材１９を含めた、アウタコラム１０ｂの強度を確保できる。一方、コラム用部材を含むステアリングコラムのうち、円筒状部材１９を除く部分（アウタコラム１０ｂのうちの本体部分１８およびインナコラム）は、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などの軽合金製であること、および、円筒状部材１９の厚さを薄くしていることから、ステアリングコラムの重量が過度に増大することはない。

また、円筒状部材１９の前端部２０の外周面に形成した凹部２２と、本体部分１８の後端部の内周面に形成した凸部３１とを係合させているため、本体部分１８と円筒状部材１９との軸方向の結合強度を確保できる。また、周方向についても、ロックピン１６をキーロックカラー１５の係合凹部１４に係合させた状態で、ステアリングホイール４を大きな力で回転させようとしても、凹部２２と凸部３１との係合より、本体部分１８と円筒状部材１９との結合部の捩り剛性を向上させることができる。なお、円筒状部材１９の前端部２０の外周面に径方向内方に凹んだ凹部２２の代わりに、径方向外方に突出した凸部を設け、本体部分１８の後端部の内周面に設けた凹部と係合させるように構成することもできる。

また、円筒状部材１９の前端部２０の先端部に絞り加工を施し、円筒状部材１９の前端面２１の内径を、円筒状部材１９の前端部２０のうち本体部分１８の後端面が形成される部分の内径側に位置する部分の内径よりも小さくした状態で、本体部分１８を鋳造により形成している。このため、本体部分１８と円筒状部材１９との結合部の強度確保を有効に図ることができる。円筒状部材１９の前端面２１の内径を、円筒状部材１９のうち本体部分１８の後端面が形成される部分の内径側に位置する部分の内径寸法よりも小さくした状態で、本体部分１８を形成することによる利点を、図１に加えて図３を用いて説明する。図３は、円筒状部材１９ａの前端面の内径を、円筒状部材１９ａのうち本体部分１８ａの後端面が形成される部分の内径側に位置する部分の内径よりも小さくすることなく、本体部分１８ａと円筒状部材１９ａとを軸方向に結合し、さらに円筒状部材１９ａの内径を本体部分１８ａの内径以上にして、アウタコラム１０ｃを製造する、参考例を示している。図１で説明したように、本体部分１８、１８ａと鋳造する際に、溶湯が漏れ出すのを防止するためには、中子２６の段差面２９を突き当てるための相手面が必要となる。本発明の場合、この相手面である円筒状部材１９の前端面２１の内径を、円筒状部材１９のうち本体部分１８の後端面が形成される部分の内径側に位置する部分の内径、および、その外周面に凹部２２が形成された部分の内径よりも小さくしている。

参考例では、円筒状部材１９ａの前端面２１ａの内径を、円筒状部材１９ａのうち本体部分１８ａの後端面が形成される部分の内径側に位置する部分の内径と同じとしている。このような条件の下で、図３（Ａ）に示すように、円筒状部材１９ａの前端寄り部分の外周面に、本体部分１８ａの後端寄り部分の内周面を係合させつつ、本体部分１８ａを鋳造により成形する。次いで、円筒状部材１９ａの内径を、本体部分１８ａの内径以上とするため、図３（Ｂ）に示すように、本体部分１８ａと円筒状部材１９ａとの結合部において、円筒状部材１９ａの前端部２０ａの内径側部分に切削加工を施す。このとき、円筒状部材１９ａの前端面２１ａの内径を、円筒状部材１９ａのうち本体部分１８ａの後端面が形成される部分の内径側に位置する部分の内径よりも小さくしていないため、円筒状部材１９ａのうち本体部分１８ａと円筒状部材１９ａとの結合部（本体部分１８ａの後端面が形成される部分）の内径側部分のみならず、この結合部よりも後端側に位置する部分の内径側部分も削られてしまう。円筒状部材１９ａの厚さは薄いので、その前端寄り部分の内径側部分が削られてしまうと、結合部および結合部よりも後端側に位置する部分において、円筒状部材１９ａの厚さが過度に薄くなってしまい、結合部の結合強度および結合部よりも後端側に位置する部分の捩り強度や曲げ強度を確保することができない。

一方、本例の構造の場合、本体部分１８と円筒状部材１９との結合部の内径側部分に切削加工を施す場合に、この切削加工を施す部分は、円筒状部材１９の前端部２０の先端部の内周縁と、本体部分１８の内径側部分のうち本体部分１８と円筒状部材１９との結合部に隣設する部分のみで済む。円筒状部材１９のうち結合部よりも後端側に位置する部分を含め、結合部のうちで前端部２０の先端部を除く部分を削る必要はない。このため、図１（Ｃ）に示すように、円筒状部材１９の前端部２０の先端部の内周縁を切削した状態でも、本体部分１８と円筒状部材１９との結合部の強度および円筒状部材１９の捩り強度や曲げ強度を十分に確保することができる。

また、円筒状部材１９の前端部２０の先端部の内周縁に切削加工を施し、円筒状部材１９の前端寄り部分の内径を、本体部分１８のうち結合部から軸方向に外れた部分の内径以上としている。このようなアウタコラム１０ｂの前端部（図１の左端部）には、円筒状のインナコラムを軸方向に変位可能な状態で内嵌して、伸縮式のステアリングコラムを構成する。アウタコラム１０ｂの内径は、前側（図１の左側）から、本体部分１８、円筒状部材１９の順に大きくなっているので、ステアリングホイールの前後位置調節や二次衝突に伴い、アウタコラム１０ｂがインナコラムに対して軸方向前方に相対変位する際に、インナコラムの後端縁が、アウタコラム１０ｂの内周面から突出した部分と干渉して、ステアリングホイールの前方への変位が阻害される可能性を抑えることができる。なお、小径部３４の軸方向位置は、二次衝突が進行した状態でも、インナコラムの後端縁が小径部３４の内周面と干渉しないようにしている。

また、製造時に、円筒状部材１９の前端面２１の内径を、円筒状部材１９のうち本体部分１８の後端面が形成される部分の内径側に位置する部分よりも小さくしているため、金型２３に軽合金の溶湯を送り込んで本体部分１８を成形する際に、溶湯が円筒状部材１９の内周面側に入り込むことがなく、円筒状部材１９の内周面が、軽合金の付着により粗面となることが防止される。

［実施の形態の第２例〜第４例］
図４は、本発明の実施の形態の第２例〜第４例を示している。なお、図４（ａ）〜図４（ｃ）のいずれにおいても、（Ａ）に前端部２０の先端部に加工を施す以前の状態を、（Ｂ）にその加工後の状態を示している。これらの例の場合には、円筒状部材１９ｂ〜１９ｄの形状が、実施の形態の第１例の場合と異なっている。まず、図４（ａ）に示す第２例の場合には、円筒状部材１９ｂの前端部２０の先端部に絞り加工を施す以前の状態で、実施の形態の第１例のようなテーパ面部３０（図２参照）を設けていない。このため、円筒状部材１９ｂの前端部２０の先端部に絞り加工を施すと、円筒状部材１９ｂの前端縁が、径方向中間部が前方に向けて尖った形状となる。この場合であっても、中子２６の段差面２９（図１参照）の径方向寸法が十分に大きい場合は特に問題は生じない。または、円筒状部材１９ｂの前端部２０の先端部に絞り加工を施した後に、この前端縁に切削加工を施して、円筒状部材１９ｂの前端面を段差面２９に平行な面とすることもできる。

また、図４（ｂ）に示す第３例の場合には、円筒状部材１９ｃの前端部２０の先端部に絞り加工を施すことにより、前端部２０の先端部に、円筒状部材１９ｃのうち本体部分１８の後端面が形成される部分の内径側に位置する部分よりも内径の小さい、小径部３５を設けている。また、図４（ｃ）に示す第４例の場合には、円筒状部材１９ｄの前端部２０の先端部に曲げ加工を施すことにより、円筒状部材１９ｄの前端縁に内向きフランジ状の円輪部３６を設けている。円筒状部材１９ｂ〜１９ｄの前端部２０の先端部の形状が異なる点以外の構成および作用は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第５例］
図５は、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、円筒状部材１９ｅの前端縁を全周にわたり断面円弧状に曲げ成形することで、この円筒状部材１９ｅの前端部２０の先端部に、円筒状部材１９ｅの前端部２０のうち本体部分１８（図１参照）の後端面が形成される部分の内径側に位置する部分よりも内径が小さく、外径が大きい突片部３７を設けている。また、突片部３７の外径寄り部分の周方向の少なくとも１箇所に切り欠き部４０を設けている。本体部分１８を鋳造する際には、突片部３７に中子２６の段差面２９（図１参照）を突き当てる。突片部３７の内径側半部は、本体部分１８の鋳造後に削り取られる。本体部分１８を鋳造した後の状態では、突片部３７の外径側半部と本体部分１８との係合により軸方向の結合強度が確保される。また、突片部３７の外径側半部のうちで切り欠き部４０と、切り欠き部４０内に進入した本体部分１８との係合により、周方向の結合強度を確保される。

本例では、円筒状部材１９ｅの内径側に、転がり軸受３３（図１３参照）を構成する外輪を設置するために、円筒状部材１９ｅの後端部の周方向複数箇所にプレス加工を施すことにより、円筒状部材１９ｅの内周面に突出した係止部３９を設け、係止部３９に転がり軸受３３を構成する外輪を係止するようにしている。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第６例］
図６は、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合、円筒状部材１９ｆの前端部２０の外周面の軸方向複数箇所（図示の例では３箇所）に、全周にわたって周方向凹溝４１を設けている。また、円筒状部材１９ｆの前端部外周面の周方向複数箇所に、軸方向に長い軸方向凹溝４２を設けている。円筒状部材１９ｆの前端部２０の先端部には絞り加工が施されており、剛性が高くなっているため、被加工部位である円筒状部材１９ｆの前端部の外周面が大きく弾性変形することが抑えられる。このため、たとえば、円筒状部材１９ｆの前端部外周面に、周方向凹溝４１を旋削加工により、軸方向凹溝４２を切削加工により形成する際に、周方向凹溝４１および軸方向凹溝４２を容易かつ高精度に形成することができる。または、周方向凹溝４１を、円筒状部材１９ｆを長尺なパイプ材を所定の長さに旋削加工で切断することにより造る際に、同一工程内で、途中でチャックを外すことなく、いわゆるワンチャクの旋削加工を施すことにより形成することもできる。この場合、製造工程の削減により、製造コストを削減することができる。

円筒状部材１９ｆを金型２３に配置し、軽合金の溶湯を送り込んで本体部分１８（図１参照）を成形する際に、溶湯の一部を周方向凹溝４１および軸方向凹溝４２内に送り込んで、本体部分１８の後端部内周面に周方向突条および軸方向突条を形成する。本例の場合、周方向凹溝４１と周方向突条との係合により、本体部分１８と円筒状部材１９ｆとの軸方向の結合強度が確保され、軸方向凹溝４２と軸方向突条との係合により、本体部分１８と円筒状部材１９ｆとの捩れ剛性が確保される（これらの部材の相対回転が防止される）。なお、本例を、実施の形態の第２例〜第４例のうち何れか１つの構造と組み合わせて実施することもできる。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第７例］
図７は、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例の場合、円筒状部材１９ｇの前端部外周面のうち、周方向複数箇所に設けた軸方向凹溝４２ａの軸方向中間部１箇所位置に周方向凹溝４１ａを全周にわたって設けている。このような周方向凹溝４１ａは、円筒状部材１９ｇの前端部２０の外周面を径方向内方に向けて押圧し塑性変形させる、転造加工あるいはプレス加工により設けられる。また、軸方向凹溝４２ａは、円筒状部材１９ｇの前端部２０に転造加工あるいは絞り加工を施すことにより設けられる。周方向凹溝４１ａおよび軸方向凹溝４２ａを塑性変形により設けることで、被加工部位の板厚の減少を小さく抑えることができ、ファイバーフロー（繊維状金属組織）が切断されることが防止される。このため、円筒状部材１９ｇの板厚を薄くしても、本体部分１８（図１参照）との結合部における円筒状部材１９ｇの剛性が確保される。

また、軸方向凹溝４２ａを、円筒状部材１９ｇの前端部２０の先端部に絞り加工を施す際に、同時に絞り加工により形成することもできる。この場合、製造工程の削減により、製造コストを削減することができる。なお、周方向凹溝４１ａをプレス加工により、軸方向凹溝４２ａを絞り加工により形成する場合、円筒状部材１９ｆの前端部２０の内周面で、周方向凹溝４１ａおよび軸方向凹溝４２ａに対応する部分に存在する突条の内接円の直径は、本体部分１８のうち本体部分１８と円筒状部材１９との結合部から軸方向に外れた部分の内径以上として、これらの突条の先端部が、本体部分１８の内周面よりも径方向内方に突出しないようにする。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第６例と同様である。

［実施の形態の第８例］
図８は、本例の実施の形態の第８例を示している。本例の場合、円筒状部材１９ｈの前端部２０の外周面のうち、周方向複数箇所に設けた軸方向凹溝４２ｂとこの軸方向凹溝４２ｂを形成した部分の軸方向後側に隣接する部分の１箇所位置に周方向凹溝４１ｂを全周にわたって設けている。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第７例と同様である。

［実施の形態の第９例］
図９は、本発明の実施の形態の第９例を示している。本例の場合、円筒状部材１９ｉの前端部２０の外周面にローレット加工を施すことで、この円筒状部材１９ｉの前端部２０の外周面に凹凸面部４３を設けている。ローレット加工により形成するローレット目は、平目（ストレートパターン）や斜目（スパイラルパターン）とすることもできるが、図９（Ｃ）に示すように、周方向および軸方向の何れに対しても傾斜（軸方向に対する傾斜角度が１０°〜８０°、好ましくは３０°〜６０°、最も好ましくは４５°）した微小凹溝が網目状に交差する、綾目とすることが好ましい。すなわち、綾目ローレット目とすることで、円筒状部材１９ｉと本体部分１８（図１参照）との捩れ剛性を大きくし、これらの円筒状部材１９ｉと本体部分１８との相対回転を防止できることに加え、円筒状部材１９ｉと本体部分１８との軸方向の結合強度を大きくして、円筒状部材１９ｉが本体部分１８から抜け落ちることを防止できる。

また、ローレット目を転造加工により形成することもできるが、好ましくは、切削加工により形成する。すなわち、薄肉のパイプ材である円筒状部材１９ｉの前端部外周面にローレット目を転造加工により形成する場合、転造工具の押し付けにより被加工部位である円筒状部材１９ｉの前端部外周面が変形する（歪む）可能性がある。これに対し、ローレット目を切削加工により形成することで、加工時に被加工部位が変形することが防止され、凹凸面部４３を容易かつ高精度に形成できる。このような切削加工によりローレット目を形成する方法として、たとえば山田エンジニアリング株式会社製のＱｕｉｃｋナーリングツールを用いることができる。

本例の場合、円筒状部材１９ｉと本体部分１８との相対回転の防止および円筒状部材１９ｉの本体部分１８からの抜け落ち防止を図るための凹凸面部４３を、ローレット加工により形成しているため、本体部分１８と円筒状部材１９ｉとの結合部における円筒状部材１９ｉの板厚を確保して、結合部の剛性を確保することができる。すなわち、実施の形態の第６例のように、周方向凹溝４１を旋削加工により、軸方向凹溝４２を切削加工により形成した場合、円筒状部材１９の板厚が十分でないと、本体部分１８との結合部における円筒状部材１９の板厚が薄くなって、結合部の剛性を十分に確保できなくなる可能性がある。これに対し、本例の場合、円筒状部材１９ｉの前端部外周面に、深さの浅い多数の微小凹溝により構成されるローレット目を形成することで、相対回転の防止および抜けの防止を図っている。このため、薄肉の円筒状部材１９ｉであっても、結合部の剛性が低くなることを抑えられる。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第１例と同様である。

［参考例の１例］
図１０および図１１は、本発明に関する参考例の１例を示している。本参考例は、本発明の製造方法により造られたステアリングコラムを組み込んだステアリング装置の１例である。このステアリング装置は、テレスコピック機構を備えた衝撃吸収式ステアリング装置となっている。このステアリング装置では、アウタコラム１０ｄの前端部にインナコラム３２ａの後端部を、アウタコラム１０ｄとインナコラム３２ａとが互いに軸方向に変位することを可能とした状態で、内嵌している。インナコラム３２ａの前端部には、電動式パワーステアリング装置を構成する減速機などを収納するためのハウジング４４を結合固定している。このようなステアリングコラム２ｂは、アウタコラム１０ｄを支持した後側ブラケット４５と、ハウジング４４の前端部左右両側に設けられた前側ブラケット４６とを、車体に対し結合固定することにより、車体に対して支持されている。本参考例の場合、ステアリングコラム２ｂを構成するアウタコラム１０ｄに、本発明の実施の形態の第１例〜第１０例のいずれかのコラム用部材を含むステアリングコラムが用いられている。

本参考例のステアリング装置には、さらに、図１３に記載したようなステアリングロック装置が組み込まれる。ステアリングロック装置の作動時に、ステアリングシャフト３がステアリングコラム２ｂ内で回転することが実質的に阻止される。なお、実質的に阻止されるとは、キーロック時に、係合凹部１４とロックピン１６（図１３参照）の先端部とを係合させた状態で、ステアリングホイール４（図１２参照）を所定以上の力、具体的には、キーロックレギュレーションにより規定された値を超える力で回転させた場合には、ステアリングシャフト３が、キーロックカラー１５ひいてはステアリングコラム２ｂに対して、回転することが許容されることを意味する。ただし、操舵輪に、所望の舵角を付与するために、ステアリングホイール４を、通常の運転姿勢のまま操作する程度の力では、ステアリングシャフト３が回転することはない。また、本発明のコラム用部材は、上述したような、テレスコピック機構を有するステアリングコラムのアウタコラムに限られず、テレスコピック機構を有さないステアリングコラムに適用することも可能である。

１ 車体
２、２ａ〜２ｂ ステアリングコラム
３、３ａ ステアリングシャフト
４ ステアリングホイール
５ａ、５ｂ 自在継手
６ 中間シャフト
７ ステアリングギヤユニット
８ 入力軸
９ タイロッド
１０、１０ａ〜１０ｄ アウタコラム
１１、１１ａ アウタチューブ
１２ ステアリングロック装置
１３ ロックユニット
１４ 係合凹部
１５ キーロックカラー
１６ ロックピン
１７、１７ａ ロック用透孔
１８、１８ａ 本体部分
１９、１９ａ〜１９ｉ 円筒状部材
２０ 前端部
２１ 前端面
２２ 凹部
２３ 金型
２４ 端面
２５ 挿入孔
２６ 中子
２７ 先端部
２８ 基端部
２９ 段差面
３０ テーパ面部
３１ 凸部
３２ａ インナコラム
３３ 転がり軸受
３４ 小径部
３５ 小径部
３６ 円輪部
３７ 突片部
３８ 段差部
３９ 係止部
４０ 切り欠き部
４１、４１ａ、４１ｂ 周方向凹溝
４２、４２ａ、４２ｂ 軸方向凹溝
４３ 凹凸面部
４４ ハウジング
４５ 後側ブラケット
４６ 前側ブラケット

Claims (8)

1. 全体が中空円筒状で、少なくとも一部を構成するコラム用部材が、
   軽合金製の本体部分と、
   この本体部分の一方側端部にその他方側端部を内嵌固定することにより、前記本体部分に対して軸方向に結合されている、鉄系合金製の円筒状部材と、
   を備える、ステアリングコラムの製造方法であって、
   前記円筒状部材の前記他方側端部の外周面に凹部を設け、
   この円筒状部材の前記他方側端部を、金型の一方側端面に開口する挿入孔に挿通し、この円筒状部材の前記他方側端部をこの金型内に突出させ、
   この円筒状部材の前記他方側端部に中子の一方側端部を挿通して、この中子の一方側端部と他方側端部との間に設けた段差面を、前記円筒状部材の他方側端面に突き当て、
   前記金型に溶湯を送り込み、前記本体部分を成形するとともに、この際にこの溶湯の一部を前記凹部に入り込ませて、この本体部分の前記一方側端部の内周面に凸部を形成することにより、この本体部分のこの一方側端部と前記円筒状部材の前記他方側端部とを結合部を介して軸方向に結合して、前記コラム用部材を得る、
   工程を備える、ステアリングコラムの製造方法。
   
2. 前記円筒状部材の前記他方側端部の端面の内径が、前記本体部分のうち前記結合部から軸方向に外れた部分の内径よりも小さくなるように、この本体部分を成形するとともに、この本体部分を成形した後に、前記円筒状部材の前記他方側端部の先端部の内径側部分に切削加工を施して、この円筒状部材の他方側端面の内径を、前記本体部分のうち前記結合部から軸方向に外れた部分の内径以上とする工程をさらに備える、請求項１に記載のステアリングコラムの製造方法。
3. 前記凹部が、周方向の少なくとも１箇所に設けられた軸方向に長い、軸方向凹溝であり、この軸方向凹溝を切削加工により形成する、請求項１に記載のステアリングコラムの製造方法。
4. 前記円筒状部材の前記他方側端部を、前記金型の挿入孔に挿通する以前に、この円筒状部材の前記他方側端部の先端部に絞り加工を施して、この円筒状部材の他方側端面の内径を、この円筒状部材の他方側端部のうち前記本体部分との結合部を構成する部分の内径よりも小さくするのと同時に、前記円筒状部材の他方側端部外周面に前記軸方向凹溝を設ける工程をさらに備える、請求項３に記載のステアリングコラムの製造方法。
5. 前記凹部が、軸方向の少なくとも１箇所に設けられた周方向に長い、周方向凹溝であり、この周方向凹溝を旋削加工により形成する、請求項１に記載のステアリングコラムの製造方法。
6. 前記凹部が、前記円筒状部材の前記他方側端部の外周面に形成されたローレット目により構成されており、このローレット目を前記他方側端部の外周面にローレット加工を施すことにより形成する、請求項１に記載のステアリングコラムの製造方法。
7. 前記凹部を、前記円筒状部材の他方側端部の外周面にプレス加工を施すことにより形成する、請求項１に記載のステアリングコラムの製造方法。
8. 全体が中空円筒状で、少なくとも一部を構成するコラム用部材が、
   軽合金製の本体部分と、
   この本体部分の一方側端部にその他方側端部を内嵌固定することにより、前記本体部分に対して軸方向に結合されている、鉄系合金製の円筒状部材と、
   を備える、ステアリングコラムの製造方法であって、
   前記円筒状部材の前記他方側端部の外周面に凸部を設け、
   この円筒状部材のこの他方側端部を、金型の一方側端面に開口する挿入孔に挿通し、この円筒状部材のこの他方側端部をこの金型内に突出させ、
   この円筒状部材の前記他方側端部に中子の一方側端部を挿通して、この中子の一方側端部と他方側端部との間に設けた段差面を、前記円筒状部材の他方側端面に突き当て、
   前記金型に溶湯を送り込み、前記本体部分を成形するとともに、この際にこの溶湯の一部を前記凸部の周辺部分に入り込ませて、この本体部分の前記一方側端部の内周面に凹部を形成することにより、この本体部分の前記一方側端部と前記円筒状部材の前記他方側端部とを結合部を介して軸方向に結合して、前記コラム用部材を得る、
   工程を備える、ステアリングコラムの製造方法。

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