JP5954062B2 - ステアリング装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

この発明は、自動車の操舵輪に蛇角を付与する為のステアリング装置及びその製造方法の改良に関する。
自動車用のステアリング装置は、図10に示す様に構成して、ステアリングホイール1の回転をステアリングギヤユニット2の入力軸3に伝達し、この入力軸3の回転に伴って左右1対のタイロッド4、4を押し引きして、前車輪に舵角を付与する様にしている。前記ステアリングホイール1は、ステアリングシャフト5の後端部に支持固定されており、このステアリングシャフト5は、円筒状のステアリングコラム6を軸方向に挿通した状態で、このステアリングコラム6に回転自在に支持されている。又、前記ステアリングシャフト5の前端部は、自在継手7を介して中間シャフト8の後端部に接続し、この中間シャフト8の前端部を、別の自在継手9を介して、前記入力軸3に接続している。
この様な操舵装置で、運転者の体格や運転姿勢に応じて、前記ステアリングホイール1の上下位置を調節する為のチルト機構や、前後位置を調節する為のテレスコピック機構が、従来から広く知られている。このうちのチルト機構を構成する為に、前記ステアリングコラム6を車体10に対して、幅方向に設置した枢軸11を中心とする揺動変位を可能に支持している。又、前記ステアリングコラム6の後端寄り部分に固定した変位ブラケットを、前記車体10に支持した支持ブラケット12に対して、上下方向及び前後方向の変位を可能に支持している。このうち、前後方向の変位を可能とするテレスコピック機構を構成する為に、前記ステアリングコラム6を、アウタコラム13とインナコラム14とをテレスコープ状に伸縮自在に組み合わせた構造とし、前記ステアリングシャフト5を、アウタチューブ15とインナシャフト16とを、スプライン係合等により、トルク伝達自在に、且つ、伸縮自在に組み合わせた構造としている。尚、図示の例は、電動モータ17を補助動力源として前記ステアリングホイール1を操作する為に要する力の低減を図る、電動式パワーステアリング装置も組み込んでいる。
前記ステアリングコラム6(アウタコラム13)は、製造コストを抑える為、鉄系合金等の電縫管(原管)により造られる事が多い。この様な円筒状のアウタコラム13は、図11に示す様に、後端部内周面に切削加工を施す事により、段差部18を形成している。そして、この段差部18に、単列深溝型の玉軸受19等、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承可能な軸受を構成する外輪20の前端面を突き当てて前記玉軸受19の前記アウタコラム13に対する軸方向の位置決めを図った状態で、前記外輪20をこのアウタコラム13の後端部に、締り嵌めで内嵌固定している。又、前記玉軸受19を構成する内輪21を、ステアリングシャフト5を構成するアウタチューブ15の軸方向中間部に外嵌固定している。この様な構造により、前記ステアリングシャフト5を、前記ステアリングコラム6に、前記玉軸受19を介して回転自在に支持している。
図12〜13は、特許文献1に記載された、ステアリング装置を構成するステアリングコラム6aを示している。このステアリングコラム6aは、軸方向中間部の周方向複数箇所を等間隔にコ字形に打ち抜くと共に、打ち抜いた内側部分を径方向内方に曲げ形成する事で、複数の舌片22を設けている。又、打ち抜き成形された開口部23の周縁部のうち、この開口部23の前端縁及び左右両側縁のそれぞれの中央部を径方向内方に向け塑性変形させる事で、ストッパ部24と嵌合部25、25とをそれぞれ形成している。そして、これら各ストッパ部24の後端面に、玉軸受19の外輪20の前端面を突き当てて軸方向の位置決めを図ると共に、この外輪20の外周面を、前記各嵌合部25、25の内周面に内嵌固定する。又、前記各舌片22の先端面(前端面)を、前記外輪20の後端面に係合させ、この外輪20をこれら各舌片22と前記各ストッパ部24とで軸方向両側から挟持する事により、前記玉軸受19が軸方向に変位するのを阻止する。
上述の様な特許文献1に記載されたステアリングコラム6aの場合、玉軸受19を、軸方向の位置決めを図った状態で、このステアリングコラム6aの内周面に内嵌固定する為の構造を、前述した従来構造の第1例の様に切削加工を施す事なく実現できて、前記ステアリングコラム6aの製造コストの増大を抑えられる。但し、前記特許文献1に記載された従来構造の第2例の場合、製造コストをより一層抑える面からは改良の余地がある。即ち、この従来構造の第2例の場合、先ず、前記ステアリングコラム6aの軸方向中間部に打ち抜き加工を施して前記各舌片22及び前記各開口部23を設けた後、これら各開口部23の前端縁及び左右両端縁中央部を径方向内方に向け押圧する事で、前記各ストッパ部24及び前記各嵌合部25、25を設ける。次いで、これら各ストッパ部24により前記玉軸受19の軸方向の位置決めを図りつつ、この玉軸受19を前記各嵌合部25、25の内周面に内嵌する。その後、前記各舌片22を径方向内方に折り曲げる事で、前記玉軸受19の軸方向変位を阻止する。この為、工程数が増大したり、或いは複雑な金型が必要になる等により、製造コストが増大する可能性がある。又、前記ステアリングコラム6aの周方向複数箇所に、径方向に貫通する状態で、比較的大きな開口部23を設けている為、前記玉軸受19の設置部分で、前記ステアリングコラム6aの剛性が低下する可能性がある。
特開平11−342853号公報
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、ステアリングコラムの内側にステアリングシャフトを、軸受を介して回転自在に支持するステアリング装置を、前記ステアリングコラムの剛性を確保しつつ、生産性を向上し、低コストで造れる構造及びその製造方法を実現すべく発明したものである。
本発明のステアリング装置及びその製造方法のうち、請求項1に記載のステアリング装置は、ステアリングコラムと、ステアリングシャフトとを備える。
このうちのステアリングコラムは、中空円管状で、車体に支持される。
又、前記ステアリングシャフトは、後端部にステアリングホイールを固定し、前記ステアリングコラム内に、軸受を介して回転自在に支持されている。
特に、本発明のステアリング装置に於いては、前記ステアリングコラムの周方向複数箇所(少なくとも2箇所以上)に設けた周方向の切り込みに対して、このステアリングコラムの中央側(前記軸受を圧入する開口部とは反対側)で、且つ、これら各切り込みと軸方向に隣接する部分を径方向内方に向け曲げ成形する事で、複数のストッパ部を設けている。そして、前記軸受の外輪の外端面を、これら各ストッパ部に突き当てる事により軸方向の位置決めを図っている。又、前記ステアリングコラムの外周面のうち、軸方向に関して前記各切り込みに対しこのステアリングコラムの開口側の周方向複数箇所(少なくとも3箇所以上)を、径方向内方に塑性変形させる事により、複数の嵌合部を設けている。そして、前記軸受の外輪を、これら各嵌合部に内嵌固定している。更に、これら各嵌合部を、周方向に関して不均等に配置している。具体的には、これら各嵌合部の配置を、取付状態(前記ステアリング装置を車体に取り付けた状態)での上下方向に偏らせている。
上述の様な本発明のステアリング装置を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した発明の様に、前記軸受を、前記ステアリングコラムの端部に内嵌固定し、このステアリングコラムの端縁に、この端縁を径方向内方に塑性変形する事により設けたかしめ部により、前記軸受の抜け止めを図る。
又、請求項に記載のステアリング装置の製造方法は、ステアリングコラムの外周面の周方向複数箇所に、周方向の切り込みを入れつつ、これら各切り込みに対して、このステアリングコラムの中央側で、軸方向に隣接する部分を径方向内方に向けて曲げ成形する(切り曲げ加工を施す)事で、前記各ストッパ部を設ける。これと同時に、前記ステアリングコラムの外周面のうち、軸方向に関して前記各切り込みに対しこのステアリングコラムの開口側で、周方向に関して不均等な複数箇所を、径方向内方に向け押圧して塑性変形させる事で、その内周面の内径が、周方向に隣接する部分の内径よりも小さい嵌合部を設ける。
上述の様な請求項に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項に記載した
発明の様に、前記ステアリングコラム内に、外周面の周方向に関して不均等な複数箇所に凹部を設けた中子を、この中子の先端面の軸方向位置が、前記軸受をこのステアリングコラム内に組み付けた状態でこの軸受の外輪の端面が位置する軸方向位置と一致する様に、挿入量を規制して挿入する。又、前記ステアリングコラムの径方向外方で、且つ、周方向に関する位相が前記中子の凹部と一致する部分に押圧パンチを、周方向複数箇所に剪断工具の刃部を、それぞれ配置する。これら押圧パンチ及び剪断工具は、それぞれの外周面に設けた被駆動側傾斜面を、押し板に支持されてこの押し板と共に変位するスライドブロックの駆動側傾斜面と係合させる事により、この押し板が上下方向に変位するのに伴い、径方向に変位する様にする。そして、この押し板を下方に変位させる事に伴い、前記押圧パンチ及び前記剪断工具を径方向内方に変位させ、このうちの押圧パンチの内周面に設けた凸部により前記ステアリングコラムの外周面を押圧する事で、前記各嵌合部を形成する。これと共に、前記剪断工具の刃部によりこのステアリングコラムの外周面に切り込みを形成し、更に、この刃部を前記中子の先端面に沿って径方向内方に変位させ、この切り込みに隣接する部分を径方向内方に曲げ成形する事で、前記各ストッパ部を形成する。
又、好ましくは請求項に記載した発明の様に、前記各ストッパ部及び前記各嵌合部を前記ステアリングコラムの端部に形成し、このステアリングコラムの端部に前記軸受を、圧入治具により軸方向に押圧して圧入する際に、この圧入治具の先端部に設けられ、先端に向う程径方向外方に向う方向に傾斜した、断面形状が部分円弧状の凹曲面やテーパ面等の傾斜面部により、このステアリングコラムの端縁を径方向内方に向け塑性変形させて、かしめ部を形成する。尚、このかしめ部の数及び周方向に関する位相は、特に問わない。即ち、このかしめ部を、前記ステアリングコラムの端部に全周に亙って設ける事もできるし、この端部の周方向複数箇所に間欠的に設ける事もできる。
この場合に好ましくは、請求項に記載した発明の様に、前記各押圧パンチの凸部により前記ステアリングコラムの外周面を押圧する押圧量を、このステアリングコラムの端縁に向う程徐々に少なくする。そして、前記各嵌合部のうちの端縁寄り部分に、開口端縁に向う程径方向外方に向う方向に傾斜した、テーパ状のガイド部を設ける。
上述の様に構成する本発明によれば、ステアリングコラムの内側にステアリングシャフトを、軸受を介して回転自在に支持するステアリング装置を、前記ステアリングコラムの剛性を確保しつつ、生産性を向上して、低コストで得られる。
即ち、本発明の場合、前記軸受の軸方向の位置決めを図る為のストッパ部を、ステアリングコラムの外周面の周方向複数箇所に、周方向の切り込みを入れつつ、これら各切れ込みに対して、このステアリングコラムの中央側で、軸方向に隣接する部分を径方向内方に向けて曲げ成形する事により設ける。この為、前述の図12〜13に示した従来構造の第2例の様に、ステアリングコラム6aの外周面に径方向に貫通した状態で、比較的大きな開口部23を設ける必要がなく、前記ステアリングコラムの剛性低下を抑えられる。
又、前記軸受の外輪を、周方向に関して間欠的に設けられ、且つ、その内周面の内径が、周方向に隣接する部分の内径よりも小さい嵌合部に内嵌固定している為、前記外輪をステアリングコラムに、容易に、しかもがたつきなく内嵌できる。
更に、本発明の場合、前記各嵌合部を周方向に関し不均等に配置している。この為、これら各嵌合部を、製造誤差(寸法のばらつき)が比較的大きな塑性加工により形成した場合に、これら各嵌合部と前記軸受の外輪との締め代が過度に大きくなるのを抑えられる。この結果、この軸受の回転抵抗の増大を抑えつつ、必要とする方向のがたつきを防止して、同方向の剛性を高くできる。
特に本発明の場合、前記各嵌合部の配置を、取付状態に於ける上下方向に偏らせている為、車体に支持されたステアリングコラムに対する前記軸受の上下方向に関する支持剛性を高くでき、延いては、前記車体に対するステアリングシャフトの同方向に関する支持剛性を高くできる。この結果、走行時等に加わる上下方向の衝撃に拘らず、ステアリングホイールの振動を抑えられる。
又、請求項に記載した発明によれば、前記各ストッパ部と前記各嵌合部とを、同時に(1工程で)形成できる為、工程数を削減し、生産性を向上して、製造コストを削減できる。
本発明の実施の形態の第1例を、ステアリングコラムと軸受とを、取り出した状態で示す部分断面図(A)と、(A)のa−a断面図(B)。 同じくステアリングコラムを、軸受を組み付ける以前の状態で示す、図1と同方向から見た断面図(A)、(A)のb−b断面図(B)、(A)のc−c断面図(C)、ステアリングコラムを径方向外方から見た状態で嵌合部の形状を示す正投影図(D)、同じくストッパ部の形状を示す正投影図(E)。 ストッパ部の形状の別例を示す、図2の(B)と同様の図(A)、同じく(E)と同様の図(B)。 ステアリングコラムの端部に、前記ストッパ部を形成する状態を示す要部断面図。 同じく嵌合部を形成する状態を示す要部断面図。 図4のd−d断面図。 ステアリングコラムの端部に前記軸受を圧入する手順を工程順に示す断面図。 本発明の実施の形態の第2例を示す、図1の(B)と同様の図。 本発明の実施の形態の第2例を示す、図2の(C)と同様の図。 従来から知られているステアリング装置の第1例を、一部を切断した状態で示す略側面図。 同じくステアリングコラムの後端部の断面図。 従来構造の第2例を、ステアリングコラムを取り出して示す斜視図。 同じくステアリングコラムの内側に軸受を内嵌した状態で示す要部拡大断面図。
[実施の形態の第1例]
図1〜7は、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例を含めて、本発明のステアリング装置及びその製造方法の特徴は、ステアリングコラム6bの内側に、ステアリングシャフト5(図10〜11参照)を回転自在に支持する為の玉軸受19の如き転がり軸受等の軸受を、軸方向の位置決めを図った状態で内嵌固定する構造を、前記ステアリングコラム6bの剛性を確保しつつ、低コストで実現する点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述した図10〜11に示した従来構造の第1例を含め、従来から知られているステアリング装置と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。尚、本例のステアリング装置に組み込む軸受は、単列深溝型の玉軸受19に限らず、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承可能な軸受であれば、種々の構造のものを使用できる。
本例の場合、前記ステアリングコラム6bの後端部{図1及び図2の(A)の右端部}の周方向複数箇所に等間隔(図示の例では径方向反対側2箇所)に、ストッパ部24a、24aを設けている。又、軸方向に関してこれら両ストッパ部24a、24aよりも開口端縁側で、且つ、周方向に関する位相がこれら両ストッパ部24a、24aから外れた部分の周方向複数箇所(図示の例の場合3箇所)に、周方向に隣接する部分よりも内径(内接円の直径)が小さい、嵌合部25a、25aを設けている。但し、これら各嵌合部25a、25aのうちの何れかの嵌合部25aを、前記両ストッパ部24a、24aのうちの何れかのストッパ部24aと周方向に関する位相を同じとする事もできる。何れにしても、前記各嵌合部25a、25aの断面形状は、前記ステアリングコラム6bの本体部分と同心円状の、部分円弧状としている。
又、本例の場合、前記各嵌合部25a、25aを、周方向に関して不均等に配置している。具体的には、これら各嵌合部25a、25aの周方向に関する配置を、前記ステアリングコラム6bを車体10(図10参照)に取り付けた状態で、上下方向に偏った位置としている。即ち、前記各嵌合部25a、25aのそれぞれの周方向の間隔は、上側の嵌合部25aと下側の嵌合部25a、25aの中心とのそれぞれが成す角度をθ、下側の嵌合部25a、25aの中心同士の成す角度をθとした場合に、前記上側の嵌合部25a、25aに関する角度θを、下側の嵌合部25a、25a同士に関する角度θよりも大きく(θ>θ)する事により、周方向に不均等に配置している。即ち、前記上側の嵌合部25aは、上下方向の仮想線M上に存在し、前記下側の嵌合部25a、25aは、この仮想線Mから少しだけ(θ/2ずつ、例えば20〜40度ずつ)周方向に傾いた位置に存在する。言い換えれば、3箇所の嵌合部25a、25aのうちの2箇所が、図2の(C)の下側に、前記仮想線Mを挟んで設けられ、他の1箇所が、図2の(C)の上側に、この仮想線M上に設けている。そして、前記下側2箇所の嵌合部25a、25a同士の周方向に関する間隔を、これら下側2箇所の嵌合部25a、25aと前記上側1箇所の嵌合部25aとのそれぞれの周方向に関する間隔よりも小さくしている。
そして、前記両ストッパ部24a、24aに、前記玉軸受19を構成する外輪20の前端面を突き当ててこの玉軸受19の前記ステアリングコラム6bに対する軸方向の位置決めを図りつつ、前記外輪20を前記各嵌合部25a、25aに締り嵌めで内嵌している。更に、前記ステアリングコラム6bのうちで、前記外輪20の後端面よりも後方に突出した後端縁部のうちで、周方向に関して前記各嵌合部25a、25aと整合する部分を径方向内方に塑性変形させて、かしめ部26、26を形成している。そして、前記外輪20を前記両ストッパ部24a、24aとこのかしめ部26、26とで挟持する事により、前記玉軸受19の軸方向変位を阻止している
本例のステアリング装置を構成するステアリングコラム6bは、電縫管或いは引き抜き管等のパイプ材にプレス加工を施す事で、前記両ストッパ部24a、24a及び前記各嵌合部25a、25aを同時に形成する。更に、後端部に前記玉軸受19を圧入すると同時に、前記ステアリングコラム6bの後端縁部を塑性変形させ、前記各かしめ部26、26を形成する。以下、このステアリングコラム6bを造り、更にこのステアリングコラム6bの後端部に前記玉軸受19を保持固定する手順を説明する。
前記ステアリングコラム6bは、先ず、図4〜6に示す様なプレス装置27にセットして、このステアリングコラム6bの後端部に前記両ストッパ部24a、24a及び前記各嵌合部25a、25aを形成する。前記プレス装置27に各方向(軸方向、径方向及び周方向)の変位を阻止した状態で支持されたステアリングコラム6bの先端部(図4〜5の上端部)に、周方向に関して不均等な複数箇所(図示の例では3箇所)に、それぞれ軸方向に長い凹部28、28を設けた、中子29の先端部(図4〜5の下端部)を挿入する。この中子29の挿入量は、この中子29の先端面(図4〜5の下端面)の軸方向位置が、前記玉軸受19を前記ステアリングコラム6bに組み付けた状態で、この玉軸受19の外輪20の前端面が位置する軸方向位置と一致する様に規制する。この状態で、前記中子29は、抑え治具30により径方向、周方向及び軸方向(少なくともこの中子29の前記ステアリングコラム6bの先端部に対する挿入量が増える方向)の変位を阻止される。
又、このステアリングコラム6bの径方向外方で、且つ、周方向に関する位相が前記中子29の凹部28、28と一致する部分に押圧パンチ31を、同じくこれら各凹部28、28から外れた部分に剪断工具44を、それぞれ配置する。これら各押圧パンチ31及び両剪断工具44は、前記プレス装置27に対し径方向の変位を可能に支持されている。即ち、これら各押圧パンチ31及び両剪断工具44は、それぞれの先端面(図5の下端面)を抑えブロック32に突き当てる事で、軸方向変位を阻止すると共に、それぞれの外周面の下端寄り部分に設けた被駆動側傾斜面33を、スライドブロック34、34の内周面に設けた駆動側傾斜面35と、それぞれ係合させている。これら各スライドブロック34、34は、プレス加工用ダイセットを構成し、プレス装置のラムにより押圧される押し板36の上下方向変位に伴い、この押し板36と共に上下方向に変位するもので、この押し板36に支持固定された抑え筒37により径方向の変位を阻止されている。即ち、この押し板36の下方への変位に伴い、前記各スライドブロック34が下方に変位すると、前記被駆動側、駆動側両傾斜面33、35同士の係合に基づいて、前記各押圧パンチ31及び前記両剪断工具44が径方向内方に変位する。これら各押圧パンチ31の内周面は、前記ステアリングコラム6bの外周面と整合する形状となっており、前記中子29の凹部28、28と整合する部分に、軸方向に長く、軸方向から見た形状が台形である凸部38を設けている。一方、前記両剪断工具44の内周面は、前記ステアリングコラム6bの外周面と整合する形状となっており、その先端部(図4の下端部)に刃部39を設けている。それぞれが上述の様な形状を有する前記各押圧パンチ31及び前記両剪断工具44は、前記押し板36の下方への変位に伴い、径方向内方に向け変位する。そして、これら各押圧パンチ31及び両剪断工具44の径方向内方への変位に伴って、これら両剪断工具44の刃部39が、前記ステアリングコラム6bの外周面に切り込みを形成しつつ、これら両切り込みに対してこのステアリングコラム6bの中央側(図4の下側)で軸方向に隣接する部分を、径方向内方に向けて曲げ成形する(切り曲げる)。そして、前記両刃部39により押圧した部分に、前記両ストッパ部24a、24aを形成する。これと同時に、前記各押圧パンチ31の凸部38が前記ステアリングコラム6bの外周面を押圧して、前記各嵌合部25a、25aを形成する。尚、本例の場合、図1〜2に示す様に、前記両ストッパ部24a、24aの形状を、四分の一球面状としている。但し、これら両ストッパ部24a、24aは、前記両刃部39の形状を変える事により、例えば図3に示す様に、周方向の切り込み長さを長くして、軸方向から見た形状を略三角形とする事もできる。又、本例の場合、これら各嵌合部25a、25aを形成する際に、前記各押圧パンチ31による押圧量を、前記ステアリングコラム6bの後端縁に向かう程徐々に少なくする事で、前記各嵌合部25a、25aの後端部に、後端縁に向う程径方向外方に向う方向に傾斜したテーパ状のガイド部40を設ける。この為に、前記中子29の外周面と前記各押圧パンチ31の内周面とを、このガイド部40の形状に見合う形状にする。具体的には、これら各押圧パンチ31の凸部38のうちで、これら各ガイド部40に整合する部分の高さを、図5の上方に向う程、徐々に低くする。尚、図5は、この様な形状を省略して描いている。
上述の様にして、前記ステアリングコラム6bの後端部に、前記両ストッパ部24a、24a、及び、前記各嵌合部25a、25aを形成したならば、前記ステアリングコラム6bを前記プレス装置27から取り外し、次の軸受組み付け工程に移る。この軸受組み付け工程では、図7に示す様な圧入治具41により、前記ステアリングコラム6bの後端部に前記玉軸受19を組み付ける。即ち、この圧入治具41の端面に設けた円環状の突条42により、この玉軸受19の外輪20の後端面を前記ステアリングコラム6bに向け押圧し、この玉軸受19をこのステアリングコラム6bの後端部内側に押し込む(圧入する)。そして、前記外輪20の前端面を前記両ストッパ部24a、24aに突き当てて、前記玉軸受19の軸方向の位置決めを図ると共に、前記外輪20の外周面を前記各嵌合部25a、25aの内側に、締り嵌めで内嵌する。これと同時に、前記圧入治具41の端面に設けられ、前記ステアリングコラム6bの端部の外形と整合する形状を有する円筒面部45の奥端部で、円周方向に関し前記各嵌合部25a、25aと整合する部分に設けた、先端に向う程径方向外方に向う方向に傾斜した傾斜面部である、断面形状が部分円弧状の凹曲面部43により、前記ステアリングコラム6bのうち、前記外輪20の後端面よりも突出した後端縁部で、周方向に関して前記各嵌合部25a、25aと整合する部分(これら各嵌合部25a、25aのガイド部40)を径方向内方に向け塑性変形する事で、前記かしめ部26、26を形成する。前記外輪20を締り嵌めで内嵌して保持する為の前記各嵌合部25a、25aは、周方向に関して間欠的に設けているので、特に締め代の管理を厳密にしなくても(寸法精度を特に高くしなくても)、前記ステアリングコラム6bの後端部に前記外輪20を、容易に、しかもがたつきなく内嵌できる。又、前記ステアリングコラム6bの外周面に形成する切り込みの周方向長さを調節する事により、前記各嵌合部25a、25aの周方向に関する幅を調節して、前記玉軸受19の前記ステアリングコラム6bに対する保持力を適切な大きさにできる。
上述の様に構成する本発明のステアリング装置及びその製造方法によれば、前記ステアリングコラム6bの内側に前記ステアリングシャフト5を、前記玉軸受19を介して回転自在に支持する構造を、前記ステアリングコラム6bの剛性を確保しつつ、低コストで実現できる。即ち、本例の場合、前記玉軸受19の軸方向の位置決めを図る為の前記両ストッパ部24a、24aと、この玉軸受19を内嵌する為の前記各嵌合部25a、25aとを1工程で形成する。更に、この玉軸受19を前記ステアリングコラム6bの後端部に圧入すると同時に、このステアリングコラム6bの後端部に、前記玉軸受19の抜け止めを図る為のかしめ部26、26を形成する。この為、前述の図12〜13に示した従来構造の第2例と比べ、工程数を削減する事ができて、生産性を向上し、製造コストを抑えられる。
又、前記ステアリングコラム6bの外周面に、周方向の切り込みを形成しつつ、これら両切り込みに対し、このステアリングコラム6bの中央側で軸方向に隣接する部分を曲げ成形する事により、前記両ストッパ部24a、24aを形成している。即ち、前述の図12〜13に示した従来構造の第2例の様に、ステアリングコラム6aの外周面に径方向に貫通した開口部23を設ける必要がない。この為、前記ステアリングコラム6bの剛性の低下を最小限に抑えられる。
更に、前記各嵌合部25a、25aを、周方向に関して不均等に配置している為、必要とする方向の剛性を高くできる。特に、本例の場合、前記各嵌合部25a、25aの配置を、取付状態に於ける上下方向に偏らせている。この為、前記車体10に支持された前記ステアリングコラム6bに対する前記玉軸受19の上下方向に関する支持剛性を高くでき、延いては、前記車体10に対するステアリングシャフト5(図10〜11参照)の同方向に関する支持剛性を高くできる。この結果、走行時等に加わる上下方向の衝撃に拘らず、ステアリングホイール1(図10参照)の振動を抑えられる。
又、前記各嵌合部25a、25aを設ける際に、これら各嵌合部25a、25aの後端縁の押圧量を少なくする事で、前記各ガイド部40を設けている。この為、前記ステアリングコラム6bの後端部に前記玉軸受19を圧入する際に、前記各嵌合部25a、25aを、加工精度が高い切削加工によらず、製造誤差(寸法のばらつき)が比較的大きな塑性加工により形成する本例の構造の場合にも、この圧入作業を行い易くできる。
[実施の形態の第2例]
図8〜9は、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合、ステアリングコラム6cの後端部の周方向4箇所に設けた嵌合部25b、25bを、このステアリングコラム6cを車体10(図10参照)に取り付けた状態での、上下方向に偏った配置としている。即ち、前記ステアリングコラム6cの後端部を、水平方向(図9の左右方向)の仮想線Nにより二分割したと仮定した場合、図9に示す様に、この仮想線Nと前記各嵌合部25、25の中心とのそれぞれが成す角度θ(例えば50〜70度)を、上下方向の仮想線Mとこれら各嵌合部25、25の中心とのそれぞれが成す角度θ(例えば40〜20度)よりも大きくしている(θ>θ)。これにより、これら各嵌合部25、25を、前記上下方向の仮想線Mに近い位置に偏った状態で設けている。
又、本例の場合、前記ステアリングコラム6cの後端部に組み付けた玉軸受19の抜け止めを図る、かしめ部26a、26aを、このステアリングコラム6cの後端縁部のうちで、周方向に関する位相が、両ストッパ部24a、24aと一致する部分に設けている。前記両かしめ部26a、26aも、上述した実施の形態の第1例のかしめ部26(図1参照)と同様に、前記玉軸受19を、前記ステアリングコラム6cの後端部に圧入すると同時に形成する。尚、この玉軸受19の抜け止めを図る為のかしめ部は、前記ステアリングコラム6cの後端縁部に(嵌合部の後端部に設けたガイド部の存在に関係なく)全周に亙って、或いは周方向の一部に設ける事もできる。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
上述した、本発明の実施の形態の各例として示した構造及び製造方法は、ステアリングコラムの後端部に限らず、前端部或いは中間部に適用する事も可能である。この場合に、例えば軸受をラジアルニードル軸受とする事もできる。尚、中間部に適用する場合には、ステアリングコラムの端部外周縁をかしめる事で、軸受の抜け止めを図る事はできない。この場合、例えば嵌合部の内周面に軸受を内嵌固定した後、ステアリングコラムの一部を径方向内方に押圧して塑性変形させ、このステアリングコラムの内周面に凸部を形成する事で抜け止めを図る。
又、本発明は、前述の図10に示した従来構造の第1例の様なテレスコピック機構を備えたステアリングコラム(アウタコラム或いはインナコラム)に限らず、テレスコピック機構を持たないステアリングコラムに適用する事もできる。
1 ステアリングホイール
2 ステアリングギヤユニット
3 入力軸
4 タイロッド
5 ステアリングシャフト
6、6a〜6c ステアリングコラム
7 自在継手
8 中間シャフト
9 自在継手
10 車体
11 枢軸
12 支持ブラケット
13 アウタコラム
14 インナコラム
15 アウタチューブ
16 インナシャフト
17 電動モータ
18 段差部
19 玉軸受
20 外輪
21 内輪
22 舌片
23 開口部
24、24a ストッパ部
25、25a、25b 嵌合部
26、26a かしめ部
27 プレス装置
28 凹部
29 中子
30 抑え治具
31 パンチ
32 抑えブロック
33 被駆動側傾斜面
34 スライドブロック
35 駆動側傾斜面
36 押し板
37 抑え筒
38 凸部
39 刃部
40 ガイド部
41 圧入装置
42 突条
43 凹曲面部
44 剪断工具
45 円筒面部

Claims (6)

  1. 車体に支持される中空円筒状のステアリングコラムと、後端部にステアリングホイールを固定し、このステアリングコラム内に、軸受を介して回転自在に支持されたステアリングシャフトとを備えるステアリング装置に於いて、
    前記軸受は、この軸受を構成する外輪の端面を、前記ステアリングコラムの周方向複数箇所に設けた周方向の切り込みに対して、このステアリングコラムの中央側で、且つ、これら各切り込みと軸方向に隣接する部分に径方向内方に突出する状態で設けた、複数のストッパ部に突き当て軸方向の位置決めを図っていると共に、前記軸受の外輪を、前記ステアリングコラムの外周面のうち、軸方向に関して前記各切り込みに対しこのステアリングコラムの開口側の周方向複数箇所設けた、周方向に隣接する部分よりも内径が小さい、複数の嵌合部に内嵌固定しており、これら各嵌合部の配置を、取付状態に於ける上下方向に偏らせている事を特徴とするステアリング装置。
  2. 前記軸受が、前記ステアリングコラムの端部に内嵌固定されており、このステアリングコラムの端縁に設けたかしめ部により、前記軸受の抜け止めを図っている、請求項1に記載したステアリング装置。
  3. 車体に支持される中空円筒状のステアリングコラムと、後端部にステアリングホイールを固定し、このステアリングコラム内に、軸受を介して回転自在に支持されたステアリングシャフトとを備え、
    前記軸受は、この軸受を構成する外輪の端面を、前記ステアリングコラムの周方向複数箇所に設けた周方向の切り込みに対して、このステアリングコラムの中央側で、且つ、これら各切り込みと軸方向に隣接する部分を径方向内方に向けて曲げ成形する事で設けた、複数のストッパ部に突き当てる事により軸方向の位置決めを図ると共に、前記軸受の外輪を、前記ステアリングコラムの外周面のうち、軸方向に関して前記各切り込みに対しこのステアリングコラムの開口側の周方向複数箇所を、径方向内方に塑性変形させる事により設けた、複数の嵌合部に内嵌固定しており、これら各嵌合部を周方向に関して不均等に配置している、ステアリング装置の製造方法であって、
    前記ステアリングコラムの外周面の周方向複数箇所に、周方向の切り込みを入れつつ、これら各切り込みに対して、このステアリングコラムの中央側で軸方向に隣接する部分を径方向内方に向け曲げ成形する事によりストッパ部を設けるのと同時に、前記ステアリングコラムの外周面のうち、軸方向に関して前記各切り込みに対しこのステアリングコラムの開口側で、周方向に関して不均等な複数箇所を、径方向内方に向け押圧して塑性変形させる事で、その内周面の内径が、周方向に隣接する部分の内径よりも小さい嵌合部を設けるステアリング装置の製造方法。
  4. 前記ステアリングコラム内に、外周面の周方向に関して不均等な複数箇所に凹部を設けた中子を、この中子の先端面の軸方向位置が、前記軸受をこのステアリングコラム内に組み付けた状態でこの軸受の外輪の端面が位置する軸方向位置と一致する様に挿入量を規制して挿入し、前記ステアリングコラムの径方向外方で、且つ、周方向に関する位相が前記中子の凹部と一致する部分に押圧パンチを、周方向複数箇所に剪断工具の刃部を、それぞれ配置し、これら押圧パンチ及び剪断工具は、それぞれの外周面に設けた被駆動側傾斜面を、押し板に支持されてこの押し板と共に変位するスライドブロックの駆動側傾斜面と係合させる事により、この押し板が上下方向に変位するのに伴い、径方向に変位するものとし、この押し板を下方に変位させる事で前記押圧パンチ及び前記剪断工具を径方向内方に変位させ、このうちの押圧パンチの内周面に設けた凸部により前記ステアリングコラムの外周面を押圧して前記各嵌合部を形成すると共に、前記剪断工具の刃部によりこのステアリングコラムの外周面に切り込みを形成し、この刃部を前記中子の先端面に沿って径方向内方に変位させ、この切り込みに隣接する部分を径方向内方に曲げ成形する事で、前記各ストッパ部を形成する、請求項に記載したステアリング装置の製造方法。
  5. 前記各ストッパ部及び前記各嵌合部を前記ステアリングコラムの端部に形成し、このステアリングコラムの端部に前記軸受を、圧入治具により軸方向に押圧して圧入する際に、この圧入治具の先端部に設けられ、先端に向う程径方向外方に向う方向に傾斜した傾斜面部により、このステアリングコラムの端縁を径方向内方に向け塑性変形させてかしめ部を形成する、請求項3〜4のうちの何れか1項に記載したステアリング装置の製造方法。
  6. 前記各押圧パンチの凸部により前記ステアリングコラムの外周面を押圧する押圧量を、このステアリングコラムの端縁に向う程徐々に少なくする事で、前記各嵌合部のうちの端縁寄り部分に、開口端縁に向う程径方向外方に向う方向に傾斜した、テーパ状のガイド部を設ける、請求項に記載したステアリング装置の製造方法。
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