JPWO2018179929A1 - ステアリング装置用シャフト、ステアリング装置用シャフトの製造方法及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1の実施形態に係るステアリングシャフトを含む電動パワーステアリング装置の一例を示す構成図である。図2は、第1の実施形態に係るステアリングシャフトを含む電動パワーステアリング装置を模式的に示す説明図である。図1及び図2を参照して電動パワーステアリング装置の概要を説明する。
図8は、トルクセンサシャフトの製造工程を説明するための説明図である。図9は、図8に示すステップST3の絞り加工及び深穴加工を説明するための説明図である。図10は、図8に示すステップST4の鍛造品の断面図である。なお、図10は、鍛造品90Bの中心軸に沿った線で切断したときの断面図を示す。
図11は、実施例に係るトルクセンサシャフトの、メタルフローの解析結果を示す説明図である。図12は、実施例に係るトルクセンサシャフトの断面を示す写真である。図13は、比較例1に係るトルクセンサシャフトの、メタルフローの解析結果を示す説明図である。図14は、比較例1に係るトルクセンサシャフトの断面を示す写真である。図15は、比較例2に係るトルクセンサシャフトの、メタルフローの解析結果を示す説明図である。図16は、比較例2に係るトルクセンサシャフトの断面を示す写真である。
図17は、第2実施形態に係るインターミディエイトシャフトの模式断面図である。図18は、インターミディエイトシャフトのヨークを軸方向から見たときの側面図である。本実施形態のインターミディエイトシャフト27は、アッパーシャフト27Aと、ロアシャフト27Bとを含む。アッパーシャフト27Aは、ユニバーサルジョイント26を介して出力シャフト22B(図1参照)に接続される。一方、ロアシャフト27Bは、ユニバーサルジョイント28を介してステアリングギア機構29のピニオンシャフト29A(図1参照)に接続される。ここで、アッパーシャフト27Aは、本発明における「ステアリング装置用シャフト」の一具体例に対応する。
図19は、第2の実施形態に係るインターミディエイトシャフトの製造工程を説明するための説明図である。まず、図19に示すように、ブランク(素材軸)110を用意し、ブランク110の穴加工を行う(ステップST11)。ブランク110として、例えば、機械構造用炭素鋼(例えば、JIS規格S15C)を用いることができる。なお、ブランク110は、これに限定されず、銅やアルミニウム、真鍮等であっても良い。この穴加工では、形成する穴の形状に対応したパンチ型が用いられる。冷間鍛造により、ブランク110の一端にパンチ型がプレスで押し込まれる。これにより、ブランク110の一端に穴部63が形成される。ここで、穴部63は、内径D6a、深さL3aに形成される。本実施形態では、中実の柱状のブランク110を用いているため、中空の筒状のブランクを用いる場合に比べコストを低減することができる。
22 ステアリングシャフト
22A 入力シャフト
22B 出力シャフト
22C トーションバー
23 トルクセンサシャフト
23A 第1シャフト部
23B 第2シャフト部
23C 第3シャフト部
24 トルクセンサ
26、28 ユニバーサルジョイント
27 インターミディエイトシャフト
27A アッパーシャフト
27B ロアシャフト
29 ステアリングギア機構
42、43、135 スプライン溝
45 ハウジング
51 加工硬化層
53 大径部
54 ストッパ部
55 円筒部
61 第1穴部
62 第2穴部
62a 第1内壁面
62b 第2内壁面
62c 第3内壁面
125 ヨーク
130 アウターチューブ
132 シャフト部
133 スプライン軸部
90、90A ブランク
90B 鍛造品
91A 大径部
91B ストッパ部
92B 中間軸部
100 電動パワーステアリング装置
Claims (15)
- 入力シャフトと連結されるスプライン軸部と、出力シャフトと連結されるストッパ部と、前記スプライン軸部と前記ストッパ部とを連結する中間軸部とを含むステアリング装置用シャフトの製造方法であって、
鍛造により、柱状の素材の一端から軸方向に凹む穴部を形成する工程と、
鍛造により、前記穴部が形成された前記素材を型にプレスで押し込むことにより、前記素材のうち前記スプライン軸部及び前記中間軸部を形成する部分を、径方向に絞り加工を行うと同時に、前記穴部の前記軸方向に沿った長さを長くする工程と、を含むステアリング装置用シャフトの製造方法。 - さらに、鍛造により、前記素材を型にプレスで押し込むことにより、前記スプライン軸部の外周に、前記軸方向に沿ったスプライン溝を形成する工程を含む請求項1に記載のステアリング装置用シャフトの製造方法。
- 前記穴部にマンドレルを挿入して、前記鍛造を行う請求項1又は請求項2に記載のステアリング装置用シャフトの製造方法。
- 鍛造により、前記穴部の前記軸方向に沿った長さが長くなるとともに、前記穴部の径が小さくなる請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のステアリング装置用シャフトの製造方法。
- 前記穴部は、前記スプライン軸部の端部から、前記中間軸部まで、前記軸方向に沿って連続して形成される請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のステアリング装置用シャフトの製造方法。
- 前記穴部の前記軸方向に沿った長さは、前記穴部の径の5倍以上である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のステアリング装置用シャフトの製造方法。
- 前記穴部は、前記軸方向と交差する底面と、前記軸方向に沿う内壁面とを有し、
前記底面と重なる位置のメタルフローは、前記内壁面に沿って連続して形成される請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のステアリング装置用シャフトの製造方法。 - 前記内壁面の近傍での前記メタルフローは、前記スプライン軸部又は前記中間軸部の外周近傍のメタルフローよりも密に形成される請求項7に記載のステアリング装置用シャフトの製造方法。
- スプライン溝が形成されたスプライン軸部と、一対のアームを含むヨークと、前記スプライン軸部と前記ヨークとを連結する中間軸部とを含むステアリング装置用シャフトの製造方法であって、
鍛造により、柱状の素材の一端から軸方向に凹む穴部を形成する工程と、
鍛造により、前記穴部が形成された前記素材を型にプレスで押し込むことにより、前記素材のうち前記スプライン軸部及び前記中間軸部を形成する部分を、径方向に絞り加工を行うと同時に、前記穴部の前記軸方向に沿った長さを長くする工程と、を含むステアリング装置用シャフトの製造方法。 - 入力シャフトと連結されるスプライン軸部と、出力シャフトと連結されるストッパ部と、前記スプライン軸部及び前記ストッパ部と一体に設けられ、前記スプライン軸部と前記ストッパ部とを連結する中間軸部と、を有し、
前記スプライン軸部の端部には、軸方向に凹んで一定の内径を有する穴部が設けられるステアリング装置用シャフト。 - 前記穴部の前記軸方向に沿った長さは、前記穴部の径の5倍以上である請求項10に記載のステアリング装置用シャフト。
- 前記穴部は、前記軸方向と交差する底面と、前記軸方向に沿う内壁面とを有し、
前記底面と重なる位置のメタルフローは、前記内壁面に沿って連続する請求項10または請求項11に記載のステアリング装置用シャフト。 - 前記内壁面の近傍での前記メタルフローは、前記スプライン軸部又は前記中間軸部の外周近傍のメタルフローよりも密である請求項12に記載のステアリング装置用シャフト。
- スプライン溝が形成されたスプライン軸部と、一対のアームを含むヨークと、前記スプライン軸部及び前記ヨークと一体に設けられ、前記スプライン軸部と前記ヨークとを連結する中間軸部と、を有し、
前記スプライン軸部の端部には、軸方向に凹んで一定の内径を有する穴部が設けられるステアリング装置用シャフト。 - 請求項10から請求項13のいずれか1項に記載のステアリング装置用シャフトと、
前記ストッパ部と連結され、電動モータから入力されるトルクにより回転する減速装置が取り付けられる出力シャフトと、
前記出力シャフトと前記ステアリング装置用シャフトとを連結するトーションバーと、を備える電動パワーステアリング装置。
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