JPH08324439A - ステアリングコラム用シャフト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂モールドを用いないでガタなく結合し、
所定の荷重により軸方向へ収縮可能なステアリングコラ
ム用シャフト及びその製造方法を提供する。 【構成】 ロアーチューブ１２がアッパーチューブ１１
に同軸で軸方向へ収縮可能に嵌合する所定長さで断面小
判形の嵌合部１３を有する自動車のステアリングコラム
用シャフトにおいて、前記嵌合部１３は、シャフトの軸
心線Ｃに対しアッパーチューブ１１側からロアーチュー
ブ１２側へ傾斜する第１のテーパー部１４と、テーパー
部１４から軸心線Ｃと平行なストレート部１５と、スト
レート部１５から更に軸心線Ｃに対しアッパーチューブ
１１側からロアーチューブ１２側へ傾斜する第２のテー
パー部１６とからなり、かつ、所定荷重にて剪断可能な
ピン１９を嵌合部１３に嵌装して固定した構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はアッパーチューブとロ
アーチューブとが異径断面で同軸的に嵌合してなる自動
車のステアリングコラム用シャフト及びその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のステアリングコラムは、運転乗
員がステアリングホイールを回転操作してステアリング
シャフトを回転させ、ステアリングギヤボックスを介し
て操向輪の舵角を決定する装置であるが、車両の衝突事
故時に、車両前部の部品が後退して前記シャフトが突き
上げられ、これによりステアリングホイールが運転乗員
に衝突（一次衝突）し、又は、運転乗員が慣性力でステ
アリングホイールに衝突（二次衝突）して、それぞれ負
傷する危険を防止するために、前記シャフトが軸方向へ
収縮する構造を採用している。

【０００３】前記シャフトの収縮構造は、ステアリング
ホイールに軸着するアッパーシャフトと、そのアッパー
シャフトの下端部に上端部が嵌合するロアーシャフトと
の二体からなり、具体的には、中実シャフト（ロッド）
と中空シャフト（チューブ）の組み合わせ、又は両者共
に中空シャフトで構成される。両シャフトの嵌合部は、
内外周面にスプライン又はセレーションを刻設し、若し
くは、小判型等の異径断面で嵌合して軸中心での回転ト
ルクを伝達可能、かつ、軸方向移動可能になっている。

【０００４】二体構成のステアリングコラム用シャフト
が一体的にガタ(不整合)なく必要荷重に耐えられる構造
とするために、通例、アッパーシャフトとロアーシャフ
トの嵌合部において、両者間に樹脂モールドを注入し結
合している。これは図３に示すように、中空のアッパー
チューブ１とロアーチューブ２が同軸で嵌合する小判型
断面で所定長さの嵌合部３において、その端部付近にロ
アーチューブ２には透孔４を適宜穿設する一方、この透
孔４に対面する周溝５をアッパーチューブ１の外周面に
形成し、透孔４から周溝５内へ樹脂６を流し込んで固化
させるものである。

【０００５】したがって、樹脂６を介してアッパーチュ
ーブ１とロアーチューブ２がガタなく一体的に結合する
とともに、アッパーチューブ１又はロアーチューブ２に
軸方向の荷重が掛かると、樹脂６が剪断されて一方が他
方に軸方向で入り込むことにより収縮できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アッパ
ーチューブ１の外周面に周溝５を形成することは、通
常、外周面を切削加工する。切削加工では当該部位の肉
厚が薄くなるから剛性が低下する惧れが多くなり、ま
た、切削屑ができるために環境悪化の問題が生じる。さ
らに、樹脂でアッパーチューブとロアーチューブの嵌合
ガタを防止しているため、樹脂が熱で変形することによ
りガタが発生するようになる惧れが高い。

【０００７】そこで、この発明は樹脂モールドを用いな
いでガタなく結合し、所定の荷重により軸方向へ収縮可
能なステアリングコラム用シャフト及びその製造方法を
提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるステア
リングコラム用シャフトの製造方法は、ステアリングシ
ャフトを形成するアッパーチューブの下端部に予め、テ
ーパー部とストレート部とで次第に径を減少する嵌合部
を形成し、この嵌合部にロアーチューブとなる一定径の
パイプを挿入し、その挿入端部に、テーパー部とストレ
ート部とで次第に径を減少する成形パンチを軸方向内部
に押し込んで拡径した後、その嵌合部の両側を圧し潰し
て断面小判形とすることにより、嵌合部におけるロアー
チューブがアッパーチューブに密着していることを特徴
とする。

【０００９】また、この発明にかかるステアリングコラ
ム用シャフトは、ロアーチューブがアッパーチューブに
同軸で軸方向へ収縮可能に嵌合する所定長さで断面小判
形の嵌合部を有する自動車のステアリングコラム用シャ
フトにおいて、前記嵌合部は、シャフトの軸心線に対し
アッパーチューブ側からロアーチューブ側へ傾斜する第
１のテーパー部と、その第１のテーパー部から前記軸心
線と平行なストレート部と、該ストレート部から更に前
記軸心線に対しアッパーチューブ側からロアーチューブ
側へ傾斜する第２のテーパー部とからなり、かつ、所定
荷重にて剪断可能なピンを該嵌合部でアッパーチューブ
とロアーチューブに嵌装して固定したことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】自動車に装着された場合に、通常時は、アッパ
ーチューブとロアーチューブが異径断面部で互いに密接
し、所謂メタコンで係合して回転トルクを伝達する。し
たがって、嵌合部における両者間には隙間が形成されて
いないために、ガタが発生しない。

【００１１】車両の衝突事故等の異常時は、車体前部部
品がロアーチューブを突き上げ、又は、運転乗員がステ
アリングホイールに衝突してアッパーチューブを押し下
げると、ピンが剪断してロアーチューブがアッパーチュ
ーブに、又は、アッパーチューブがロアーチューブに、
それぞれ軸方向で入り込んで収縮する。

【００１２】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図に基づき説明す
る。図１に示すように、中空のアッパーチューブ１１と
ロアーチューブ１２で構成されるステアリングシャフト
の所定長さで断面小判形の嵌合部１３において、アッパ
ーチューブ１１の下端部付近に他端側へ次第に径が減少
する第１のテーパー部１４を軸方向へ所定長さで形成
し、この第１のテーパー部１４の終端から他端へかけて
軸線Ｃと平行な一定径の第１のストレート部１５を軸方
向へ所定長さで形成し、かつ、この第１のストレート部
１５の終端から他端へかけて更に次第に径が増大する第
２のテーパー部１６を軸方向へ所定長さで形成するとと
もに、下端部は軸線Ｃと平行な所定長さのストレート部
１７に形成されている。

【００１３】ロアーチューブ１２はアッパーチューブ１
１の上記断面形状と相似形で密接し、ロアーチューブ１
２の上端部が次第に径を増大している。そして、嵌合部
１３におけるアッパーチューブ１１の第１のストレート
部１５とこれに対応したロアーチューブ１２には両者を
貫通する透孔１８が半径方向へ穿設され、この透孔１８
には所定の軸方向荷重にて剪断するピン１９が嵌装され
ている。このピン１９はアルミ等の軽金属または樹脂か
らなる。また、ピン１９は第１のストレート部１５に限
定されず、第２のストレート部に嵌装してもよい。

【００１４】したがって、アッパーチューブ１１又はロ
アーチューブ１２に所定値を越える軸方向の荷重Ｆ，Ｆ
₁が入力されると、ピン１９が剪断してロアーチューブ
１２はアッパーチューブ１１内に、又は、アッパーチュ
ーブ１１はロアーチューブ１２側へ移動して収縮できる
が、アッパーチューブ１１に引き抜き方向の荷重Ｆ₂が
入力されても、アッパーチューブ１１がロアーチューブ
１２から抜け出ることはない。

【００１５】上記シャフトの製造は、図２に示すよう
に、アッパーチューブ１１には予め、一端部付近に第２
のストレート部１７、第２のテーパー部１６、第１のス
トレート部１５及び第１のテーパー部１４を形成してお
き、この端部から一定径のストレートチューブ２０を軸
方向へ挿入し、そのストレートチューブ２０とアッパー
チューブ１１を共に固定し、アッパーチューブ１１の大
径部側からテーパーパンチ２１を挿入し、これをストレ
ートチューブ２０内に挿入して押し広げることにより、
ストレートチューブ２０の外周面をアッパーチューブ１
１の内周面に接触させた後、嵌合部１３の断面を小判形
にするために、アッパーチューブ１１の両側面を外側か
ら押圧してメタルコンタクトを形成することにより前記
のような嵌合部１３を形成する。

【００１６】テーパーパンチ２１は、第２のストレート
部１７を形成するストレート部２３と、第２のテーパー
部１６を形成するテーパー部２４と、第１のストレート
部１５を形成するストレート部２５及び第１のテーパー
部１４を形成するテーパー部２６とを有している。

【００１７】かくして嵌合部１３を形成した後、アッパ
ーチューブ１１の第１のストレート部１５とこれに対応
したストレートチューブ２０の一端部付近に透孔１８を
少なくとも直径方向で相対向してドリル２７にて穿設
し、その透孔１８にピン１９を挿入する。このピン１９
は、図２（Ｂ）に示すように、透孔１８の部位でロアー
チューブ１２内に当金２８を挿入し、この当金２８にピ
ン１９の内端部を当接させ、ピン１９の外端部をハンマ
ー２９で打撃してピン１９の両端部を圧し潰し拡径させ
て抜落不能にしてもよい。

【００１８】なお、ピン１９は、図２（Ｃ）に示すよう
に、アッパーチューブ１１の嵌合部１３の外周面に密接
する略Ｕ字形の部材３０の両端部内側に突設したもので
もよく、この部材３０はピン１９の不用意な抜落を阻止
できる。

【００１９】かくして、アッパーチューブ１１に、テー
パー状に拡径した異径断面部を介し、ロアーチューブ１
２が軸方向収縮可能に嵌合したステアリングシャフト
で、しかも、所定荷重にて剪断する樹脂ピン等の剪断可
能なピン１９で結合しているので、車両の通常走行時に
おける操向ではロアーチューブ１２がアッパーチューブ
１１内に収縮することなく回転トルクを伝達することが
できる。

【００２０】また、車両衝突事故時には、ロアーチュー
ブ１２がアッパーチューブ１１に向けて収縮し、又は、
運転乗員がステアリングホイールに衝突してアッパーチ
ューブ１１をロアーチューブ１２側へ押し込んだ場合
に、剪断ピン１９が剪断してロアーチューブ１１がアッ
パーチューブ１２側へ収縮することができる。

【００２１】また、この実施例では、第１のストレート
部１５と第２のストレート部１７が形成されているが、
これに限定されるものではなく、ストレート部の両端に
テーパー部が形成された形状であればよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、アッパ
ーチューブとロアーチューブは金属どうしの接触で所謂
メタルコンタクトであるから回転ガタがなくなるととも
に、耐久性が向上し、部品の精度がラフでもよく、また
成形時に芯出しをすることができる利便性を有する。そ
して、樹脂モールドを不要としたため、溝加工及びモー
ルド設備が不要で生産ラインの簡素化を図ることができ
てコストダウンできる。さらに、テーパー状になった嵌
合部を形成したため、ロアーチューブが収縮するときの
荷重が安定するほか、メタルコンタクトであるから、ア
ッパーチューブとロアーチューブが通電性を有して電気
的結合が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例における断面側面図（Ａ）及
びＡ−Ａ断面図（Ｂ）

【図２】（Ａ）は製造工程の説明図、（Ｂ），（Ｃ）は
ピンの取り付け例を示す断面図

【図３】従来例の断面側面図（Ａ）及びＢ−Ｂ断面図
（Ｂ）

【符号の説明】

１１…アッパーチューブ １２…ロアーチューブ １３…嵌合部 １４…第１のテーパー部 １５…第１のストレート部 １６…第２のテーパー部 １７…第２のストレート部 １８…透孔 １９…ピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングシャフトを形成するアッパ
   ーチューブの下端部に予め、テーパー部とストレート部
   とで次第に径を減少する嵌合部を形成し、この嵌合部に
   ロアーチューブとなる一定径のパイプを挿入し、その挿
   入端部に、テーパー部とストレート部とで次第に径を減
   少する成形パンチを軸方向内部に押し込んで拡径した
   後、その嵌合部の両側を圧し潰して断面小判形とするこ
   とにより、嵌合部におけるロアーチューブがアッパーチ
   ューブに密着していることを特徴とするステアリングコ
   ラム用シャフトの製造方法。
2. 【請求項２】 ロアーチューブがアッパーチューブに同
   軸で軸方向へ収縮可能に嵌合する所定長さで断面小判形
   の嵌合部を有する自動車のステアリングコラム用シャフ
   トにおいて、前記嵌合部は、シャフトの軸心線に対しア
   ッパーチューブ側からロアーチューブ側へ傾斜する第１
   のテーパー部と、その第１のテーパー部から前記軸心線
   と平行なストレート部と、該ストレート部から更に前記
   軸心線に対しアッパーチューブ側からロアーチューブ側
   へ傾斜する第２のテーパー部とからなり、かつ、所定荷
   重にて剪断可能なピンを該嵌合部でアッパーチューブと
   ロアーチューブに嵌装して固定したことを特徴とするス
   テアリングコラム用シャフト。