JPH11247835A

JPH11247835A - 中空ステアリングシャフトとその製造方法及び中空ステアリングシャフト製造用工具

Info

Publication number: JPH11247835A
Application number: JP10051880A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Okubo; 潔大久保; Yasushi Watanabe; 靖渡辺; Hideki Hidaka; 英記日高
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで良質のアウターシャフト８ａを実
現する。【解決手段】中空円管状の素材２５に、絞り部３１を
形成する。この絞り部３１の内側にパンチを押し込ん
で、この絞り部３１の内周面に雌セレーション１２を形
成する。比較的薄肉の素材２５を使用しても、第二中間
素材２７に座屈変形を起こす事なく、上記アウターシャ
フト８ａを得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明に係る中空ステアリ
ングシャフトとその製造方法及び中空ステアリングシャ
フト製造用工具は、自動車用操舵装置を構成する中空ス
テアリングシャフトの改良に関し、安価でしかも品質の
良い中空ステアリングシャフトを実現するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用操舵装置は従来から、例えば図
１４に示す様に構成している。ステアリングシャフト１
は、下部ブラケット２及び上部ブラケット３により図示
しない車体に支持するステアリングコラム４の内側に、
回転自在に支持している。上記ステアリングシャフト１
の後端部でこのステアリングコラム４の後端開口部から
突出した部分には、図示しないステアリングホイールを
固定する。このステアリングホイールの動きは、上記ス
テアリングシャフト１から、自在継手５、別のステアリ
ングシャフトである中間軸６を介して、図示しないステ
アリングギアに伝達する。

【０００３】上述の様な自動車用操舵装置を構成する、
上記ステアリングシャフト１、中間軸６及びステアリン
グコラム２は従来から、衝突時に運転者を保護する事を
目的として、衝撃に基づいて全長を縮める、所謂コラプ
シブル構造としている。図１５は、この様な目的で全長
を収縮自在としたステアリングシャフト１ａの構造の１
例を示している。このステアリングシャフト１ａは、前
半部（図１５の左半部）を構成するインナーシャフト７
と後半部（図１５の右半部）を構成するアウターシャフ
ト８とを、全長を収縮自在に組み合わせている。尚、図
１４に示した操舵装置に組み込んだステアリングシャフ
ト１も、衝撃に基づいて全長を縮める構造ではあるが、
基本構造が本発明の対象となるものとは相違しているの
で、詳しい説明は省略する。又、図１５に示した構造
は、インナーシャフト７を前半部に、アウターシャフト
８を後半部に、それぞれ配置しているが、この配置は前
後逆でも良い。従って、以下に述べるインナー、アウタ
ー、前後の記載に就いては、あくまでも図示の例に限る
ものであって、本発明を限定するものではない。

【０００４】図１５に示したステアリングシャフト１ａ
は、中空円管状のインナーシャフト７の後端部と、やは
り中空円管状のアウターシャフト８の前端部とを、回転
力の伝達自在に、且つ軸方向に亙る相対変位自在に結合
して成る。即ち、上記インナーシャフト７の後端部に絞
り加工により設けた小径部９の外周面に雄セレーション
１０を形成している。又、上記アウターシャフト８の前
端部にやはり絞り加工により設けた小径部１１の内周面
に、雌セレーション１２を形成している。そして、これ
ら雄セレーション１０と雌セレーション１２とを係合さ
せる事により、上記両シャフト７、８同士の間での回転
力の伝達を自在としている。又、これら両シャフト７、
８の一部を押し潰し、断面形状を局部的に楕円形に変形
させる事により、上記雄セレーション１０と雌セレーシ
ョン１２との軸方向に亙る変位に要する荷重を大きくし
ている。これらの構成により、操舵時等の通常時には、
上記両シャフト７、８同士が軸方向に相対変位する事を
防止する。これに対して、衝突時には、上記両シャフト
７、８同士が軸方向に相対変位する事を許容し、上記ス
テアリングシャフト１ａの全長が縮まるようにしてい
る。

【０００５】上述の様なステアリングシャフト１ａを構
成するインナー、アウター両シャフト７、８は、それぞ
れ断面が円形の中空管である素材に絞り加工を施す事に
より造る。先ず、図１６に示す様なアウターシャフト８
の後端部には、図示しないステアリングホイールの中央
部に向けたボス部を外嵌する為のスプライン部１３と、
このステアリングホイールを抑え付ける為のナットを螺
合させる為の雄ねじ部１４とを、絞り加工及びタッピン
グ加工等により形成している。又、この様なアウターシ
ャフト８の前半部は、図１７に示す様な素材１５に、図
１７（Ａ）（Ｂ）に示す様な加工を施して、上記雌セレ
ーション１２を有する外径側嵌合部１６としている。即
ち、上記素材１５を図１７（Ａ）に示した状態から同図
（Ｂ）に示す状態にまで変位させて、上記素材１５の前
端部（図１７の左端部）を縮径する絞り加工を施しつ
つ、この前端部の内周面に上記雌セレーション１２を形
成する。この為、上記素材１５の前端部の内側に、外周
面形状を雄セレーション形状とした芯金１７を挿入し
て、円周方向に互いに分割した複数個のスウェージング
ダイス１８、１８により上記素材１５の前端部内周面を
上記芯金１７の外周面に叩き付ける、ロータリースウェ
ージング加工を施す事により、上記雌セレーション１２
を有する上記外径側嵌合部１６とする。或は、上記素材
１５の前端部に絞り加工を施した後、この前端部の内周
面にブローチ加工を施す事により、上記雌セレーション
１２を有する上記外径側嵌合部１６とする。

【０００６】一方、図１８に示す様なインナーシャフト
７は、断面が円形の中空管である素材の後半部（図１８
の右半部）に絞り加工を施した後、この後半部の内側に
図示しない芯金を挿入した状態でこの後半部にプレス押
し込み加工を施す事により、この後半部を、前記雄セレ
ーション１０を有する内径側嵌合部１９とする。或は、
この後半部に芯金を挿入した状態で、この後半部に転造
加工を施す事により、上記雄セレーション１０を形成す
る。何れにしても、この雄セレーション１０を形成した
後、前記自在継手５（図１４）を構成するヨーク２０
を、上記インナーシャフト７の前端部に、溶接により固
定する。

【０００７】前述の様にして造った前記アウターシャフ
ト８と、上述の様にして造った上記インナーシャフト７
とは、上記雌セレーション１２と上記雄セレーション１
０とを係合させつつ、上記外径側嵌合部１６の内側に上
記内径側嵌合部１９を挿入し、前述の図１５に示す様な
状態に組み合わせる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図１５に示す様なステ
アリングシャフト１ａを構成するインナーシャフト７及
びアウターシャフト８の場合、設計強度上は板厚をあま
り必要としない為、薄肉化は可能であるが、加工上の問
題から、薄肉化とコスト低減との両立が難しかった。先
ず第一に、図１６に示す様なアウターシャフト８を製造
する際に、雌セレーション１２を、この雌セレーション
１２の長さ分の軸方向寸法を有するパンチを、中空円管
状の素材にプレスにより押し込む事で造ろうとすると、
大きな加工荷重がこの素材の軸方向に加わる。この結
果、この素材が薄肉であると、この加工荷重に耐えられ
ずに座屈変形する等、素材に意図しない変形を生じて、
加工作業を行えなくなってしまう。これに対して、図１
７（Ａ）（Ｂ）に示した様に、ロータリースウェージン
グ加工により上記雌セレーション１２を形成すれば、薄
肉の上記アウターシャフト８の製造は可能ではある。但
し、このアウターシャフト８の加工時間が長くなるだけ
でなく、ロータリースウェージング加工の為の設備費が
嵩み、上記アウターシャフト８の製造コストが嵩む為、
実用的ではない。

【０００９】又、上記ロータリースウェージング加工の
代わりに、上記アウターシャフト８の前半部を絞り加工
により小径にした後、この絞り加工部の内周面にブロー
チ加工により上記雌セレーション１２を造る事も考えら
れるが、ブローチツールの寿命が限られて、このブロー
チツールの交換費用が高くなる等、製造コストが嵩む。
又、素材の内側にブローチ加工の為のブローチツールを
挿通する必要上、上記アウターシャフト８の後端部に設
けたスプライン部１３及び雄ねじ部１４の絞り加工を、
総て上記雌セレーション１２の加工よりも後から行なう
必要がある。この様な場合、上記スプライン部１３及び
雄ねじ部１４を形成する為の絞り加工を、プレス押し込
み加工により行なおうとすると、その加工荷重が先に加
工された雌セレーション１２を備えた外径側嵌合部１６
の軸方向に加わる。この結果、この外径側嵌合部１６
が、上記加工荷重に耐えられずに、上記雌セレーション
１２の形状が変形してしまう。この為、上記スプライン
部１３及び雄ねじ部１４の絞り加工は、軸方向に殆ど加
工荷重が掛からない、ロータリースウェージング加工に
よるしかなくなる。ロータリースウェージング加工がコ
スト的に不利である事は、上述の通りである。

【００１０】又、上記アウターシャフト８の前半部に上
記雌セレーション１２を形成する作業をブローチ加工で
行なう為の別の方法として、この雌セレーション１２を
ブローチ加工により造った後に、別に製作した後半部と
溶接加工により接合する事も考えられる。但し、この様
な方法を採用した場合でも、ブローチツールのコストが
高く、溶接加工が必要である事等により、やはりアウタ
ーシャフト８全体としてのコストが相当に嵩んでしま
う。

【００１１】更に、図１９に示す様に、アウターシャフ
ト８の前端部で雌セレーション１２を形成した部分に、
それぞれの端部がこのアウターシャフト８の前端縁に開
口する複数のスリット２１、２１を形成して、上記前端
部を欠円筒状に形成した構造の場合には、上述の様な問
題がより顕著になる。即ち、上記スリット２１、２１を
形成した部分は、素材の断面積が小さい為、この様なス
リット２１、２１を持たない素材に比べて座屈荷重が低
く、比較的低い加工荷重にも耐えられずに座屈変形し易
い。この為、上記スリット２１、２１を有するアウター
シャフト８の雌セレーション１２を、プレスによりパン
チを押し込む事で造ろうとした場合には、上記アウター
シャフト８の前端部が加工荷重に耐えられず座屈変形し
てしまい、加工作業を行なえない。

【００１２】一方、図１８に示した様なインナーシャフ
ト７を製造するのに、素材５０（後述する図２０参照）
を薄肉の中空円管状とし、この素材５０の外周面にセレ
ーション加工を行なう事を考えると、やはりコスト低減
を図りにくい。即ち、上記インナーシャフト７の後半部
外周面の雄セレーション１０を、芯金を使用する事な
く、ダイスへの押し込みによるプレス加工により造ろう
とした場合には、上記素材５０が薄肉である為に、外周
面に雄セレーション１０を構成する歯形を創成する変形
形態よりも、外周面が丸形状のまま縮径する変形形態の
方が積極的に起こる。この為、素材５０の内径側に材料
が流れてしまい、セレーション形状の形成ができない。

【００１３】この様な不都合を防止する為、上記素材５
０に芯金を挿入する事により、加工中の素材５０の内径
側に材料が流れる事を防止して、上記雄セレーション１
０をプレスによるダイスへの押し込み加工で造る事は可
能ではある。ところが、この様な方法を採用した場合に
は、上記素材５０の内周面と芯金の外周面との間に隙間
のない状態で芯金を挿入しないと、素材５０内径側への
材料の流れ防止に対して効果が得られない為、この素材
５０の内径精度を厳密に管理する必要がある。又、上記
雄セレーション１０の加工作業中、加工部分は中実状態
での加工となる。この為、素材５０外径の寸法精度が加
工荷重に与える影響が大きい。即ち、素材５０の外径が
大きいと加工荷重が著しく大きくなり、軸方向の加工荷
重が加わる薄肉素材部分が加工荷重に耐えられず、座屈
変形し加工作業ができなくなる。反対に、素材５０の外
径が小さいと、セレーション形状の形成が不十分にな
る。この為、素材５０の内径精度だけでなく、外径精度
も厳密に規制する必要がある。この様に、素材５０の内
外両径の精度を厳密に規制する必要があり、素材５０の
材料コストが高くなる。又、上記雄セレーション１０を
加工する為の設備の構造も、上記芯金の出し入れが必要
となる分だけ複雑になり、コスト的に高くなる。

【００１４】又、上記雄セレーション１０を、図２０に
示す様に、１対の転造ラック２２、２２同士の間で素材
５０の一部を挟持しつつ転がす、転造加工により造る事
も考えられる。但し、この様な転造加工により上記雄セ
レーション１０を形成しようとした場合には、上記素材
５０が薄肉である為に、この素材５０の外周面に歯形を
創成する変形形態よりも、図２０に示す様に、素材５０
の断面形状が楕円に変形する変形形態の方が積極的に起
こる。この為、加工中に素材５０に割れ等の損傷を生じ
易く、上記雄セレーション１０の加工作業を十分に行な
えない。又、上記素材５０に芯金を挿入して転造加工に
より造るという事は可能であるが、やはりプレスによる
押し込み加工の場合と同様の理由で素材の内径精度が必
要となる。又、加工部分は中実状態での加工となる為、
素材５０外径の寸法精度が加工荷重に与える影響が大き
い。即ち、素材５０の外径が大きいと加工荷重が著しく
大きくなり、加工荷重が加わる上記各転造ラック２２、
２２が変形し、得られる雄セレーション１０の形状が不
安定になったり、或はこれら転造ラック２２、２２の破
損を引き起こす原因となる。反対に、上記素材５０の外
径が小さいと、得られる雄セレーション１０の形状が不
良になる。この様に、素材５０の内外両径の精度を厳密
に規制する必要があり、素材５０の材料コストが高くな
る。又、上記雄セレーション１０を加工する為の設備の
構造も、上記芯金の出し入れが必要となる分だけ複雑に
なり、コスト的に高くなる。本発明の中空ステアリング
シャフトとその製造方法及び中空ステアリングシャフト
製造用工具は、上述の様な不都合を何れも解消すべく考
えたものである。

【００１５】

【課題を解決する為の手段】本発明の中空ステアリング
シャフトとその製造方法及び中空ステアリングシャフト
製造用工具のうち、請求項１に記載した中空ステアリン
グシャフトは、前述した従来の中空ステアリングシャフ
トと同様に、中空円管状で軸方向端部の内外両周面のう
ちの何れかの周面にセレーションを形成している。特
に、本発明の中空ステアリングシャフトに於いては、こ
のセレーションは、上記何れかの周面に対応する周面を
円筒状周面とした中空管状の素材と、上記何れかの周面
に対向する周面に上記セレーションに見合う凹凸形状を
有する工具とを、軸方向に亙り互いに相対変位させて、
上記素材のうちで上記何れかの周面に対応する周面部分
を塑性変形させる事により形成したものである。

【００１６】又、請求項３に記載した中空ステアリング
シャフトの製造方法は、中空円管状で軸方向端部の内外
両周面のうちの何れかの周面にセレーションを形成した
中空ステアリングシャフトの製造方法である。この様な
本発明の中空ステアリングシャフトの製造方法は、上記
何れかの周面に対応する周面を円筒状周面とした中空管
状の素材のうち、上記何れかの周面に対応する周面の直
径を、当該周面に形成すべきセレーションのピッチ円直
径よりも、当該セレーションの刃先円の直径側に僅かに
ずらせた大きさにしておく。そして、上記何れかの周面
に対向する周面に上記セレーションに見合う凹凸形状を
有する工具によりこの何れかの周面に対応する周面を軸
方向に倣い、上記素材のうちでこの何れかの周面に対応
する周面部分を塑性変形させる事により上記セレーショ
ンを形成する。

【００１７】更に、請求項６に記載した中空ステアリン
グシャフト製造用工具は、中空円管状で何れかの周面に
セレーションを形成した中空ステアリングシャフトの製
造時に、中空管状の素材のうちで上記何れかの周面に対
応する円筒状の周面に上記セレーションを、この素材の
一部を塑性変形させる事により形成する為の中空ステア
リングシャフト製造用工具である。この様な本発明の中
空ステアリングシャフト製造用工具は、上記円筒状の周
面と係合する周面に上記セレーションに見合う凹凸形状
を有する。そして、この凹凸形状を構成する、それぞれ
が軸方向に長い突条はそれぞれ、上記セレーションを構
成する溝部を加工すると共に円周方向に隣り合う溝部同
士の間をこのセレーションを構成する山部に加工する導
入部と、この導入部により加工された溝部及び山部の形
状及び寸法を安定させる為のランド部と、このランド部
から離れるに従って緩やかに上記溝部及び山部から離れ
る方向に傾斜した逃げ部とを有する。更に、上記導入部
の形状は、上記ランド部から離れるに従って高さ及び幅
が小さくなる。

【００１８】

【作用】上述の様に構成する本発明の中空ステアリング
シャフトとその製造方法及び中空ステアリングシャフト
製造用工具によれば、インナーシャフトの外周面に形成
する雄セレーションも、或はアウターシャフトの内周面
に形成する雌セレーションも、何れも薄肉の素材を使用
して、安価な設備で簡単に造る事ができて、加工コスト
の低減を図れる。又、素材の一部を塑性変形させる事に
より造った中空ステアリングシャフトは、セレーション
部分の硬度が加工硬化により向上している。又、素材に
対して工具を軸方向に移動させる事により、上記セレー
ション部分を形成する為、移動に伴って上記工具の周面
に形成した、良好な形状を有する面が素材に転写され
る。従って、素材の表面の面粗さが向上する。この結
果、得られるセレーションの表面硬度及び表面粗さが何
れも好適になり、耐久強度の高い中空ステアリングシャ
フトを得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜８は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。本発明の中空ステアリングシャ
フトである、アウターシャフト８ａは、図１（Ｅ）に示
す様に、後端部（図１の右端部）に、図示しないステア
リングホイールを固定する為のテーパ部２３とスプライ
ン部１３と雄ねじ部１４とを、軸方向（図１の左右方
向）中央側から順に、互いに直列に設けている。又、上
記テーパ部２３よりも中央寄り部分には、上記アウター
シャフト８ａをステアリングコラム４（図１４参照）の
内側に回転自在に支持する為の転がり軸受の内輪を外嵌
固定する為の円筒面部２４を形成している。又、上記ア
ウターシャフト８ａの前端部（図１の左端部）には、イ
ンナーシャフト７ａの後半部に形成した内径側嵌合部１
９（図６参照）と嵌合させる、外径側嵌合部１６を設け
ている。そして、この外径側嵌合部１６の内周面に、雌
セレーション１２を形成している。

【００２０】又、やはり本発明の中空ステアリングシャ
フトである、インナーシャフト７ａは、図６（Ｄ）に示
す様に、後半部に上記アウターシャフト８ａと嵌合させ
る、内径側嵌合部１９を設けている。そして、この内径
側嵌合部１９の外周面に、雄セレーション１０を形成し
ている。更に、上記インナーシャフト７ａの前端部に
は、自在継手５（図１４参照）を構成する為のヨーク２
０を、溶接により結合している。

【００２１】上述の様な、それぞれが本発明の中空ステ
アリングシャフトである、アウターシャフト８ａ及びイ
ンナーシャフト７ａは、図１〜７に示す様にして造る。
先ず、図１（Ｅ）に示したアウターシャフト８ａの場
合、図１（Ａ）に示す様な中空円管状の素材２５を用意
する。そして、第一工程でこの素材２５の後端部（図１
の右端部）に、プレス押し込み加工、或はロータリース
ウェージング加工等の縮径加工を施して、図１（Ｂ）に
示す様な第一中間素材２６を造る。

【００２２】次いで、第二工程で、この第一中間素材２
６の前端部に、やはりプレス押し込み加工等の縮径加工
を施す事により絞り部３１を形成し、図１（Ｃ）の様な
第二中間素材２７とする。上記素材２５として、安価
な、あまり寸法精度が良くないものを使用する場合は、
上記第二工程で、次の第三工程で雌セレーション１２を
加工する際の基準となる径（下径）となる、上記第二中
間素材２７の前端部の内径寸法を精度良く仕上げる必要
がある。そこで、上述の様に安価な素材２５を使用する
場合には、図２（Ａ）に示す様に、この素材２５の前端
部を絞りダイス２８に押し込んでこの前端部を縮径した
後に、この前端部にマンドレル２９を押し込む事によ
り、この前端部を、このマンドレル２９の外周面と上記
絞りダイス２８の内周面との間でしごき、この前端部に
形成した上記絞り部３１の内径を所定値に仕上げる。何
れにしても、上記第二工程で造る、上記第二中間素材２
７の前端部に形成した絞り部３１の内径ｒ₃₁は、次の第
三工程でこの前端部の内周面に形成する雌セレーション
１２のピッチ円直径より僅かに小さく造る。この理由
は、この雌セレーション１２を加工する際に、上記第二
中間素材２７の前端部に形成した絞り部３１が直径方向
外方に広がると共に軸方向に延びる事に伴い、僅かに体
積損失（ボリュームロス）が発生する為、この損失分だ
け、上記前端部に存在する容積を多くしておく為であ
る。

【００２３】上述の様な第二工程により、図１（Ｃ）に
示す様な第二中間素材２７を形成したならば、次いで、
第三工程により、この第二中間素材２７の前端部内周面
に雌セレーション１２を形成して、図１（Ｄ）に示す様
な第三中間素材３０とする。この様な第三工程では、図
３に示す様に、上記第二中間素材２７の前端部に形成し
た絞り部３１の内側に、外周面に上記雌セレーション１
２に見合う凹凸形状を有するパンチ３２を圧入して上記
絞り部３１の内周面部分を塑性変形させる事により、上
記雌セレーション１２を有する、上記第三中間素材３０
とする。

【００２４】この様な第三工程で、上記絞り部３１の内
周面に上記雌セレーション１２を形成する為のパンチ３
２の外周面の凹凸形状を構成する複数本の突条のうちの
１本の突条３３の形状を、図４に示す。この突条３３
は、挿入方向前端部（図３の右端部、図４の左端部）か
ら後端部（図３の左端部、図４の右端部）に向けて、導
入部３４とランド部３５と逃げ部３６とを、互いに直列
に設けている。このうちの導入部３４は、上記絞り部３
１の内周面部分に食い込んでこの内周面部分を塑性変形
させ、上記雌セレーション１２を構成する山部（断面の
直径方向内方に突出する部分）に加工する為の部分で、
挿入方向後方に隣接するランド部３５から離れるに従っ
て、言い換えれば前端に向かう程高さ及び幅が小さくな
る形状を有する。又、上記ランド部３５は、上記導入部
３４により上記絞り部３１の内周面部分を塑性変形させ
る事により形成した、上記雌セレーション溝１２を構成
する溝部及び山部の形状及び寸法を安定させる為のもの
で、軸方向に亙って断面積及び断面形状が変化しない。
又、上記逃げ部３６は、上記ランド部３５と上記絞り部
３１の内周面との接触長さが過大になる事を防止すると
共に、この内周面と上記ランド部３５の挿入方向後端部
との当接圧が過大になる事を防止する為のもので、この
ランド部３５から離れるに従って緩やかに高さ及び幅が
小さくなり、緩やかに上記溝部及び山部から離れる方向
に傾斜している。

【００２５】尚、図５は、上記導入部３４の形状を図４
のＸ矢印方向から見た図である。この図５の下側の曲線
ａは、図４のａ−ａ線部分での上記突条３３の断面形状
を、同じく上側の曲線ｂは、図４のｂ−ｂ線部分での上
記突条３３の断面形状を、それぞれ表している。上記両
曲線ａ、ｂは、上記突条３３の両側面部分では平行若し
くは平行に近い事が望ましい。又、この突条３３の頂部
である、所謂歯先部分、即ち上記突条３３の中央部に位
置して概平坦な、図５に斜格子で示した部分の面積は、
少ない事が望ましい。上記突状３３の形状を、この様な
適正形状に精度良く造る事により、前記パンチ３２を上
記絞り部３１内に押し込んだ際に於ける、この絞り部３
１の内周面部分に於ける材料の流れが良くなる。そし
て、拡径方向及び軸方向の体積損失を最小限で抑え、第
二中間素材２７の軸方向に加わる加工荷重も低く抑えら
れる。この結果、前記素材２５として薄肉のものを使用
しても、この素材２５から造った上記第二中間素材２７
を、軸方向に加わる加工荷重により座屈変形させる事な
く、前記雌セレーション１２の加工を行なえる。

【００２６】尚、上述の様なパンチ３２を使用して行な
う前記第三工程時に、好ましくは、図３に示す様に、前
記第二中間素材２７の絞り部３１を、この絞り部３１の
外径ｄ₃₁よりも僅かに大きな内径ｒ₃₇（ｄ₃₁＜ｒ₃₇）を
有する拘束ダイス３７により拘束して、上記絞り部３１
の外径が広がる事を抑える。この様な拘束ダイス３７を
使用する事により、この絞り部３１が、断面形状が円形
のまま拡管される変形形態を防止して、上記雌セレーシ
ョン１２を所望形状に加工できる。但し、前記素材２５
として比較的厚肉の中空円管を使用し、上記絞り部３１
部分の肉厚も十分に大きい場合には、上記拘束ダイス３
７を使用する事なく、上記パンチ３２を上記絞り部３１
に押し込む事のみで、所望の雌セレーション１２形状を
得る事ができる。

【００２７】上述の様な第三工程を経て得られた、図１
（Ｄ）に示す様な外径側嵌合部１６を有する第三中間素
材３０には、第四工程として、後端部にプレス押し込み
加工、或はロータリースウェージング加工等による縮径
加工を施す。そして、上記後端部に、前記円筒面部２
４、テーパ部２３、スプライン部１３、雄ねじ部１４を
加工する。又、軸方向中央部に、キーロック孔３８を、
削り加工等により形成する。これら、図１の（Ａ）〜
（Ｅ）に示した、第一〜第四工程を、図１（Ａ）に示し
た素材２５に順番に施す事により、安価で精度の良い、
アウターシャフト８ａを得られる。

【００２８】次に、図６（Ｄ）に示したインナーシャフ
ト７ａの製造方法に就いて説明する。尚、このインナー
シャフト７ａの場合には、後半部（図６の右半部）に形
成した絞り部３９の外周面に雄セレーション１０を形成
して内径側嵌合部１９とする。この様なインナーシャフ
ト７ａを形成するには、先ず、図６（Ａ）に示す様な中
空円管状の素材４０を用意する。そして、第一工程でこ
の素材４０の後半部に、プレス押し込み加工等で縮径加
工を施す事により、この後半部に上記絞り部３９を形成
して、図６（Ｂ）に示す様な第一中間素材４１とする。
この第一中間素材４１の絞り部３９の外径ｄ₃₉は、上記
雄セレーション１０のピッチ円直径より僅かに大きくす
る。この理由は、前述した雌セレーション１２｛図１
（Ｄ）（Ｅ）｝を形成する場合と同様に、上記雄セレー
ション１０を塑性加工により形成する際に、上記絞り部
３９が縮径方向及び軸方向に僅かに変形する事により、
体積損失が発生する為である。

【００２９】上述の様にして得られた上記第一中間素材
４１の絞り部３９の外周面に、第二工程で雄セレーショ
ン１０を形成する。この第二工程では、図７（Ａ）
（Ｂ）に示す様に、上記第一中間素材４１の絞り部３９
を、内周面に雌セレーション状の凹凸形状を有するダイ
ス４２に押し込む事により、上記絞り部３９の外周面部
分を塑性変形させて、この外周面部分に上記雄セレーシ
ョン１０を形成し、図６（Ｃ）に示す様な第二中間素材
４３とする。上記ダイス４２の内周面に形成した凹凸形
状を構成する複数の突条は、それぞれ図４に示した前記
パンチ３２を構成する突条３３と同様に、導入部３４と
ランド部３５と逃げ部３６とを有する。但し、直径方向
に関して内外方向が逆である事は勿論である。

【００３０】上記ダイス４２の内周面に形成した凹凸形
状を構成する複数の突条の形状を適正に、精度良く造る
事により、上記ダイス４２内に上記絞り部３９を押し込
んだ際に於ける、この絞り部３９の外周面部分での材料
の流れが良くなり、体積損失を最小限に抑えると共に、
加工荷重も低く抑えられる。この結果、上記第一中間素
材４１を構成する前記素材４０として、薄肉の中空円管
を使用した場合でも、上記第二工程時に上記第一中間素
材４１の軸方向に加わる加工荷重を小さくして、この第
一中間素材４１に座屈変形を生じさせる事なく、上記雄
セレーション１０を加工できる。

【００３１】又、この雄セレーション１０を上記ダイス
４２で加工すると、上記絞り部３９が断面円形のまま縮
径する変形形態よりも、この絞り部３９の外周面に、上
記ダイス４２の内周面の凹凸形状を構成する突条に合わ
せた溝部及び山部を創成する変形形態の方が積極的に起
こる。この為、上記第一中間素材４１の絞り部３９の内
径側に材料が流れにくく、内径側への材料の流れを抑え
る為のマンドレルを使用しなくても、所望とする雄セレ
ーション１０の形状を得られる。

【００３２】尚、上述の様にして行なう雄セレーション
１０の加工では、上記ダイス４２のみにより、軸方向寸
法が大きい雄セレーション１０の加工を行なうと、この
雄セレーション１０部分で、軸方向に亙る加工曲りが発
生し易い。そこで、この様な加工曲りを防止する為に、
上記ダイス４２の内周面に設けた突条を構成するランド
部の軸方向寸法とほぼ同じ軸方向寸法を有するランド部
を設けた矯正ダイス４４、４４を、上記ダイス４２の送
り出し側に隣接して２個設ける。この様に、加工中の雄
セレーション１０部分を上記ダイス４２及び矯正ダイス
４４、４４により、軸方向に離隔した３個所ずつで拘束
する事により、曲りのない雄セレーション１０を造れ
る。

【００３３】但し、上記矯正ダイス４４、４４の断面形
状は、上記ダイス４２の断面形状と若干異ならせ、この
矯正ダイス４４、４４が、第一中間素材４１の送りに対
して大きな抵抗になる事を防止する事が好ましい。即
ち、上記矯正ダイス４４の内周面が、上記ダイス４２に
より形成されたばかりの雄セレーション１０の表面と、
図８（Ａ）に示す様に、全面に亙り摺接すると、摩擦面
積の増大により、上記第二中間素材４１の軸方向に加わ
る矯正荷重が大きくなる。この様な矯正荷重は、上記ダ
イス４２による上記雄セレーション１０の加工荷重に加
わって上記第二中間素材４１に加わる為、この第二中間
素材４１が薄肉である場合には、この第二中間素材４１
がこれらの荷重に耐えられずに座屈変形してしまい加工
作業ができなくなる。この様な不都合をなくす為に、好
ましくは、図８（Ｂ）に示す様に、上記矯正ダイス４４
の内周面と上記雄セレーション１０との間に隙間を設定
し、この雄セレーションを構成する山部の側面のみを拘
束する。この様に構成すれば、上記各矯正ダイス４４、
４４の内周面と上記雄セレーション１０の外周面との摩
擦面積が小さくなり、上記第一中間素材４１の軸方向に
加わる矯正荷重を小さく抑えて、この第一中間素材４１
を薄肉の素材により造った場合でも、加工荷重によりこ
の第一中間素材４１が座屈変形する事を防止して、良好
な矯正効果を得られる様にできる。この様に、それぞれ
の内周面に適正な凹凸形状を有するダイス４２と矯正ダ
イス４４、４４とを組み合わせる事により、マンドレル
を使う事なく、上記雄セレーション１０を精度良く加工
できる。従って、上記第一中間素材４１の絞り部３９内
径ｒ₃₉の精度を厳密に規制する必要がなく、素材４０と
して安価な中空円管を使用できる。

【００３４】上述の様にして造った第二中間素材４３の
前端部（図６の左端部）には、自在継手５（図１４）を
構成するヨーク２０を溶接等により結合する事により、
図６（Ｄ）に示す様なインナーシャフト７ａとして完成
する。

【００３５】次に、前述の図１９に示した様な、前端部
で雌セレーション１２を形成した部分に、それぞれの端
部が前端縁に開口する複数のスリット２１、２１を形成
して、上記前端部を欠円筒状に形成したアウターシャフ
ト８に本発明を適用した場合に就いて、図９〜１３によ
り説明する。尚、本例の構造は、ステアリングシャフト
の一種である、前述の図１４に示した中間軸６と同様の
中間軸６ａ（図１３）を構成する場合に就いて示してい
る。この様な、前端部にスリット２１、２１を有するア
ウターシャフト８ｂも、基本的には、前述の図１に示し
たアウターシャフト８ａと同様にして造れる。即ち、先
ず、図９（Ａ）に示す様な中空円管状の素材２５を用意
する。そして、第一工程でこの素材２５の前半部（図９
の左半部）に、プレス押し込み加工等の縮径加工を施す
事により絞り部４６を形成し、図９（Ｂ）に示す様な第
一中間素材４５とする。この第一中環素材４５の絞り部
４６の内径ｒ₄₆は、前述の図１に示したアウターシャフ
ト８ａの場合と同じ理由により、上記絞り部４６の内周
面に形成すべき雌セレーション１２のピッチ円直径より
僅かに小さく造る。

【００３６】次いで、第二工程として、上記絞り部４６
の一部で円周方向等間隔位置に、プレスによる打抜き加
工、或は機械加工により、上記スリット２１、２１を形
成して、図９（Ｃ）に示す様な第二中間素材４７とす
る。尚、これら各スリット２１、２１を打ち抜き加工に
より形成する場合には、上記絞り部４６の外径側から内
径側に打ち抜きパンチを移動させる。第三工程として、
次いでこの第二中間素材４７のうちの上記絞り部４６の
内周面部分に、前述の図１に示したアウターシャフト８
ａと同様に、外周面に雄セレーション状の凹凸形状を有
するパンチ３２を、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示す様に押
し込む事により、図９（Ｄ）（Ｅ）に示す様な、上記絞
り部４６の内周面に雌セレーション１２を有する、アウ
ターシャフト８ｂとする。

【００３７】この様な第三工程に使用するパンチ３２の
外周面の凹凸形状も、上記アウターシャフト８ａを造る
パンチ３２と同様のものである。従って、このパンチ３
２の外周面の凹凸形状を適正に、精度良く造る事によ
り、上記絞り部４６の内周面部分の材料の流れを良くし
て、体積損失を最小限に抑えると共に、加工荷重も低く
抑える事ができる。従って、上記絞り部４６の前半部で
上記各スリット２１、２１を形成して欠円筒状に形成し
た部分に就いても、軸方向の加工荷重により座屈変形さ
せる事なく、上記雌セレーション１２の加工を行なえ
る。尚、上記第三工程時に、上記各スリット２１、２１
により欠円筒状に形成した部分が直径方向外方に広がる
事を防止する為、前述の図１に示したアウターシャフト
８ａを加工する場合と同様に、上記絞り部４６を、この
絞り部４６の外径よりも僅かに大きな内径を有する拘束
ダイス３７により拘束する事が望ましい。上記第二中間
素材４７と上記パンチ３２とは、この拘束ダイス３７内
に、軸方向反対側から押し込み、この拘束ダイス３７内
で互いに係合する。これらの作業により、上記各スリッ
ト２１、２１により円周方向に亙り不連続になった欠円
筒状部分に就いても、内周面に所望形状の雌スプライン
１２を加工できる。

【００３８】尚、上記パンチ３２により上記絞り部４６
の内周面に雌セレーション１２を形成する際に、この絞
り部４６は直径方向外方に逃げようとするが、上記拘束
ダイス３７により拘束されている為逃げる事ができず、
上記絞り部４６の内周面に精密な形状を有する上記雌ス
プライン１２を形成できる。上記各スリット２１、２１
をプレスによる打ち抜き加工で形成した場合には、加工
時に生じる残留応力の影響で、上記絞り部４６の形状が
多少なりとも歪んでいる。但し、この歪みは、上記雌セ
レーション１２を形成する際に於ける、上記パンチ３２
の外周面と拘束ダイス３７の内周面との間での拘束によ
る高い静水圧効果により、上記雌セレーション１２の形
成加工中に矯正される。尚、この雌セレーション１２を
形成する際に上記絞り部４６は、直径方向外側には逃げ
ないが、軸方向には伸びる傾向になる。この伸びを無理
に抑制しようとすると成形寸法が狂う為、この伸びを許
容できる様に、上記拘束ダイス３７を、僅かに軸方向に
移動可能としておく（軸方向にフローティングさせる）
事が望ましい。上記雌セレーション１２を形成する為の
荷重は、前記第二中間素材４７の後端面を突き当てた押
型４９により受けるので、上記拘束ダイス３７が軸方向
に動いても差し支えない。

【００３９】又、上述の様に上記絞り部４６に上記パン
チ３２を押し込む事により、この絞り部４６の内周面に
上記雌セレーション１２を加工すると、加工完了時に於
いてこの絞り部４６の形状は、図９（Ｄ）に示す様に先
細のテーパ状になる。そこで、この絞り部４６の前端部
を拡径する方向に押し広げて、この絞り部４６の前半部
の形状及び寸法を矯正する。この様な矯正作業は、この
絞り部４６の前半部のスプリングバック量を見込んで広
げ量を設定する事により行なう。この様にして矯正作業
を行なえば、上記絞り部４６の前半部の寸法並びに形状
精度を良好にできる。

【００４０】上述の様にして得られた、図９（Ｅ）に示
す様な形状を有するアウターシャフト８ｂの後端部外周
面には、機械加工により図１２に示す様な嵌合部４８を
形成し、図１３に示す様に、この嵌合部４８に自在継手
用のヨーク２０を外嵌し、更に溶接により固定する。そ
して、この様なアウターシャフト８ｂの前半部と、別途
製作したインナーシャフト７の後半部とをセレーション
係合させて、自動車用操舵装置を構成する中間軸６ａと
する。尚、本例の構造の様に、アウターシャフト８ｂの
一部で内周面に雌セレーション１２を形成した部分にス
リット２１、２１を形成した構造の場合には、この雌セ
レーション１２とインナーシャフト７の雄セレーション
１０とは、殆ど隙間がない状態で組立て、且つ軸方向に
は相互に摺動できる程度に、上記アウターシャフト８ｂ
側にばね力を付与する。この様なばね力は、上記各スリ
ット２１、２１の間に存在する部分のばね効果を利用し
て得る。従って、上記絞り部４６の前端部で丁度良い締
め付け力を得られる様に、上記各スリット２１、２１の
幅や数を選定する。

【００４１】上記中間軸６ａを上述の様に構成すれば、
車輪から伝わる振動を、上記雌セレーション１２と雄セ
レーション１０との嵌合部での微小な軸方向の動きによ
り吸収し、上記振動がステアリングホイールにまで伝わ
る事を防止できる。又、自動車の衝突時に収縮して、運
転者を保護する。

【００４２】上述の様な構造及び機能を有する、図１３
に示す様な中間軸６ａを本発明の方法により造れば、良
質でしかも安価な中間軸６ａを得られる。即ち、従来の
場合、図１３に示す様な中間軸６ａを造る場合には、図
１１（Ａ）に示す様に、「素材端部への絞り加工」→
「絞り部の内周面に雌セレーションを形成する為のブロ
ーチ加工」→「絞り部の内周面にスリットを形成する為
の切削加工」→「切削加工によりスリットの端縁に形成
したバリを除去するバリ取り」→「雌セレーション部分
の硬度を高くし、この雌セレーションの摩耗を抑える為
の浸炭窒化焼入れ」→「得られた形状の寸法精度及び形
状精度を確保する為の矯正」と言う工程を順次行なう必
要がある。

【００４３】これに対して、本発明によれば、図１１
（Ｂ）に示す様に、「素材端部への絞り加工」→「絞り
部にスリットを形成する為のプレス加工」→「絞り部の
内周面に雌セレーションを形成する為のプレス」→「得
られた形状の寸法精度及び形状精度を確保する為の矯
正」と言う工程を順次行なうのみで良い。即ち、スリッ
ト２１、２１を、プレス加工により形成し、しかも雌セ
レーション１２の加工前にスリット２１、２１を加工す
る為、この雌セレーション１２の加工後に於いて上記絞
り部４６の内周面には、除去すべきバリは殆ど存在しな
い。従って、従来方法の様なバリ取り工程は不要にな
る。又、上記雌セレーション１２を、上記絞り部４６に
ダイス３２をプレスで押し込む事により成形するので、
この雌セレーション１２の表面の面精度が向上し、雄セ
レーション１０との摺動時の耐久寿命が向上する。又、
上記雌セレーション１２（前述したインナーシャフト７
ａの端部外周面に形成する雄セレーション１０の場合も
同様）を塑性加工により造る為、この雌セレーション１
２の表面硬度が加工硬化により高くなり、浸炭焼き入れ
等の特別な効果処理を施さなくても、十分な耐摩耗性を
得られ、耐久寿命の確保を図れる。

【００４４】この様に、本例によれば、工程数が少なく、しかもバリ取り、浸炭窒化焼入れ
の様な自動化しにくい工程が不要になって生産し易い。切削工程が無いので、加工時間が短くて済む。ダイスをプレスにより押し込む事で雌セレーション
を成形するので、セレーション面の面精度が向上するだ
けでなく、表面硬度が高くなるので、耐久寿命が向上す
る。塑性加工により雌セレーションを形成する為、材料
のロスが少なく、軽量化が可能となり、しかも歩留りも
向上する。ダイスをプレスにより押し込む事で雌セレーション
を成形するので、金型であるダイスの摩耗が少なく、こ
の雌セレーションの寸法が殆ど変化せず、安定した製品
品質が得られる。雌セレーションを成形する以前にスリットを抜き加
工する為、これら雌セレーション及びスリットを加工し
た後に、バリが殆ど残留せず、バリ取りが不要となる。
又、スリットの加工工程で素材が多少変形しても、雌セ
レーションを成形する際に、この素材をダイスに入れて
拘束する為、この素材の変形が矯正され精度の高い製品
を得られる。と言った、効果を得られる。

【００４５】

【実施例】本発明の効果を確認する為、本発明者が行な
った実験に就いて説明する。実験は、インナーシャフト
７ａ及びアウターシャフト８ａの材質、寸法等を、次の
様にした。アウターシャフト８ａインナーシャフト７ａ材質ＳＴＫＭ１５ＡＳＴＫＭ１２Ｂ外径 φ３１．８mm φ２８mm 板厚２．６mm ２．２５mm 長さ２３７mm ２５０mm この様なアウターシャフト８ａ、インナーシャフト７ａ
を、それぞれ上記の様なパイプ素材を用いて造った。
又、セレーション形状は、次の様な形状を目標形状とし
た。雌セレーション１２雄セレーション１０モジュール０．５０．５歯数３８３８圧力角４５° ４５° P.C.D. １９mm １９mm B.P.D. １７．４２４mm O.P.D. ２０．５７９mm ピン径１．０００mm １．０００mm 大径１９．７mm １９．５mm 小径１８．７mm １８．６mm 上記アウターシャフト８ａの内周面及びインナーシャフ
ト６ａの外周面に、それぞれ上記の様なセレーション形
状を目標にして、上記アウターシャフト８ａに就いて
は、絞り部３１の内径ｒ₃₁｛図１（Ｃ）｝を１８．９m
m、同じく外径ｄ₃₁を２４．６mm、拘束ダイス３７の内
径ｒ₃₇｛図３（Ａ）｝を２４．８mmとして実験を行なっ
たところ、約２４〜２６ＫＮ程度の、素材の座屈荷重よ
りも低い加工荷重により、上記雌セレーション１２を加
工できた。又、上記インナーシャフト７ａに就いても、
絞り部３９の外径ｄ₃₉｛図６（Ｂ）｝を１９．１mmとし
て実験を行なったところ、約２６〜３０ＫＮ程度の、や
はり素材の座屈荷重より低い加工荷重により、上記雄セ
レーション１０を加工できた。この様にして得られたア
ウターシャフト８ａの雌セレーション１２とインナーシ
ャフト７ａの雄セレーション１０とを嵌合させ、嵌合部
の外径を局部的に押し潰す事により、図１５に示す様な
ステアリングシャフトを組み立て、ねじり破壊強度、ね
じり耐久強度等の製品として要求される各種試験を行な
ったところ、良好な結果を得られた。

【００４６】次に、図１３に示す様な、アウターシャフ
ト８ｂの端部にスリット２１、２１を有する中間軸６ａ
に本発明を実施した場合に関して行なった実験に就いて
説明する。上記アウターシャフト８ｂを、材質ＳＴＫＭ
１２Ｂ、外径寸法がφ２５．４mm、肉厚が３．１mmであ
る中空円管状の素材から造った。上記アウターチューブ
８ｂの内周面に形成する雌セレーション１２のセレーシ
ョンモジュールは０．５、歯数は３６枚、雌セレーショ
ン１２の大径は１８．７mm、雌セレーションの長さは７
０mm、上記各スリット２１、２１の円周方向に亙る幅は
５mm、これら各スリット２１、２１の長さは４０mmとし
た。

【００４７】この様な条件で上記アウターシャフト８ｂ
を造り、最後に矯正を行なった結果、上記雌セレーショ
ン１２のオーバーピン径のばらつきを、先端部（スリッ
ト２１、２１の開放部）で０．２mm内に抑える事ができ
た（スリット２１、２１の無い場所のばらつきは０．０
２mm以内）。この製品を用いて耐久試験を行なった結果
（３０万回の摺動耐久結果）、摺動抵抗は５〜１５Ｎ
（規格７０Ｎ以下）でディスク試験前と試験後の変化は
なく、又セレーション部の摩耗は０．０４mm以下と非常
に小さく、大変良好な結果であった。

【００４８】

【発明の効果】本発明の中空ステアリングシャフトとそ
の製造方法及び中空ステアリングシャフト製造用工具
は、以上に述べた通り構成され実施される為、品質の良
いステアリングシャフトを安価に得る事ができる。又、
上述の様な製造方法により造られた中空ステアリングシ
ャフトは、セレーション部分の加工をプレスによる押し
込み成形で造られている為、加工硬化による硬さの向上
があり、しかも軸方向に金型が移動する方法で成形され
る為移動の際金型の良好な面が素材に転写され、素材の
表面の面粗さが向上し、耐久強度の高い製品を得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によりアウターシャフトを造る場合を工
程順に示す部分切断側面図。

【図２】アウターシャフトの絞り部の内径寸法を仕上げ
る状態を示す断面図。

【図３】アウターシャフトの絞り部の内周面に雌セレー
ションを形成する状態を示す断面図。

【図４】セレーションを加工する為のパンチの凹凸を構
成する歯の形状を示す部分拡大斜視図。

【図５】パンチ導入部の断面形状を示す、図４の拡大Ｘ
矢視図。

【図６】本発明によりインナーシャフトを造る場合を工
程順に示す部分切断側面図。

【図７】インナーシャフトの絞り部の外周面に雄セレー
ションを形成する状態を示す断面図。

【図８】矯正ダイスの内周面と雄セレーションの外周面
との係合状態の２例を示す拡大断面図。

【図９】本発明を、端部にスリットを形成したアウター
シャフトに適用する場合を工程順に示す断面図及び端面
図。

【図１０】アウターシャフトの端部内周面に雌スプライ
ンを形成する状態を工程順に示す断面図。

【図１１】従来方法と本発明方法とのフローチャート。

【図１２】本発明の方法により造った後、端部に嵌合部
を形成したアウターシャフトの断面図。

【図１３】本発明により造ったアウターシャフトとイン
ナーシャフトとを組み合わせた中間軸の断面図。

【図１４】ステアリングシャフトを組み込んだステアリ
ング装置の１例を示す部分縦断側面図。

【図１５】アウターシャフトとインナーシャフトとを組
み合わせたステアリングシャフトの部分切断側面図及び
断面図。

【図１６】本発明の対象となるアウターシャフトの第１
例を示す部分切断側面図。

【図１７】アウターシャフトを造る為の従来方法の１例
を示す部分切断側面図。

【図１８】本発明の対象となるインナーシャフトの１例
を示す側面図。

【図１９】本発明の対象となるアウターシャフトの第２
例を示す部分切断側面図及び断面図。

【図２０】雄セレーションを転造加工により形成する状
態を示す断面図。

【符号の説明】

１、１ａステアリングシャフト２下部ブラケット３上部ブラケット４ステアリングコラム５自在継手６、６ａ中間軸７、７ａインナーシャフト８、８ａ、８ｂアウターシャフト９小径部１０雄セレーション１１小径部１２雌セレーション１３スプライン部１４雄ねじ部１５素材１６外径側嵌合部１７芯金１８スウェージングダイス１９内径側嵌合部２０ヨーク２１スリット２２転造ラック２３テーパ部２４円筒面部２５素材２６第一中間素材２７第二中間部材２８絞りダイス２９マンドレル３０第三中間素材３１絞り部３２パンチ３３突条３４導入部３５ランド部３６逃げ部３７拘束ダイス３８キーロック孔３９絞り部４０素材４１第一中間素材４２ダイス４３第二中間素材４４矯正ダイス４５第一中間素材４６絞り部４７第二中間素材４８嵌合部４９押型５０素材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空円管状で軸方向端部の内外両周面の
うちの何れかの周面にセレーションを形成した中空ステ
アリングシャフトに於いて、このセレーションは、上記
何れかの周面に対応する周面を円筒状周面とした中空管
状の素材と、上記何れかの周面に対向する周面に上記セ
レーションに見合う凹凸形状を有する工具とを、軸方向
に亙り互いに相対変位させて、上記素材のうちで上記何
れかの周面に対応する周面部分を塑性変形させる事によ
り形成したものである事を特徴とする中空ステアリング
シャフト。
【請求項２】セレーションを形成した部分が他の部分
よりも外径が小さい絞り部であり、この絞り部の一部
に、それぞれの端部が中空ステアリングシャフトの軸方
向端縁に開口する複数のスリットを形成している、請求
項１に記載した中空ステアリングシャフト。
【請求項３】中空円管状で軸方向端部の内外両周面の
うちの何れかの周面にセレーションを形成した中空ステ
アリングシャフトの製造方法であって、上記何れかの周
面に対応する周面を円筒状周面とした中空管状の素材の
うち、上記何れかの周面に対応する周面の直径を、当該
周面に形成すべきセレーションのピッチ円直径よりも、
当該セレーションの刃先円の直径側に僅かにずらせた大
きさにしておき、上記何れかの周面に対向する周面に上
記セレーションに見合う凹凸形状を有する工具によりこ
の何れかの周面に対応する周面を軸方向に倣い、上記素
材のうちでこの何れかの周面に対応する周面部分を塑性
変形させる事により上記セレーションを形成する、中空
ステアリングシャフトの製造方法。
【請求項４】何れかの周面が内周面であり、工具は外
周面に凹凸形状を有するダイスであり、素材の本体部分
の内径がこのダイスの外径よりも大きく、この素材の端
部でセレーションを形成すべき部分に上記ダイスを押し
込むのに先立って絞り加工を施す事により、このセレー
ションを形成すべき部分の内径をこのセレーションのピ
ッチ円直径よりも僅かに小さくしてから上記セレーショ
ンを形成すべき部分に、それぞれの端部が中空ステアリ
ングシャフトの軸方向端縁に開口する複数のスリットを
形成した後、上記ダイスを上記素材の端部でセレーショ
ンを形成すべき部分に押し込む、請求項３に記載した中
空ステアリングシャフトの製造方法。
【請求項５】何れかの周面が内周面であり、工具は外
周面に凹凸形状を有するダイスであり、素材のうちでこ
の何れかの周面を有する部分は、この部分の外径よりも
僅かに大きな内径を有する抑え治具の内周面に対向させ
て、上記素材の内側に上記ダイスを挿入した際に外径が
広がる事を制限する、請求項３〜４の何れかに記載した
中空ステアリングシャフトの製造方法。
【請求項６】中空円管状で何れかの周面にセレーショ
ンを形成した中空ステアリングシャフトの製造時に、中
空管状の素材のうちで上記何れかの周面に対応する円筒
状の周面に上記セレーションを、この素材の一部を塑性
変形させる事により形成する為の中空ステアリングシャ
フト製造用工具であって、上記円筒状の周面と係合する
周面に上記セレーションに見合う凹凸形状を有し、この
凹凸形状を構成する、それぞれが軸方向に長い突条はそ
れぞれ、上記セレーションを構成する溝部を加工すると
共に円周方向に隣り合う溝部同士の間をこのセレーショ
ンを構成する山部に加工する導入部と、この導入部によ
り加工された溝部及び山部の形状及び寸法を安定させる
為のランド部と、このランド部から離れるに従って緩や
かに上記溝部及び山部から離れる方向に傾斜した逃げ部
とを有し、上記導入部の形状は、上記ランド部から離れ
るに従って高さ及び幅が小さくなるものである中空ステ
アリングシャフト製造用工具。