(57)【要約】【課題】  ステアリングシヤフトとステアリングギヤとを連結するエネルギ吸収式中間シャフトとその製造方法であって、車両衝突時にシャフトがチューブに押し込まれるときの押し込み荷重を安定させた衝撃吸収性能を備えた中間シャフトを提供する。【解決手段】  中間シャフト１１は、シャフト１２ａにチューブ１３ａをセレーション結合させて構成され、ポンチＰとダイＤを使用して平面部１２ｂに対向するチューブ１３ａの端部を押圧変形させて摩擦結合させる。車両衝突等により軸方向衝撃力が作用すると摩擦結合力に抗してシャフトがチューブに押し込まれ衝撃を緩和する。平面部１２ｂは、半径Ｒ１の切り上がり部に隣接してより半径Ｒ１より小さな曲率Ｒ２の第２の面が連接される形状とし、平面部の加工による鋭いエッジや、エッジに生じるバリによる結合部のカジリの発生を抑え、車両衝突時の押し込み荷重を安定させることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に雄セレーションが形成されたシャフトと内周面に雌セレーションが形成されたチューブとがセレーション結合されて構成されたエネルギ吸収式中間シャフトであって、
前記雄セレーションが形成されたシャフトは、その一部に平面部が形成され、当該平面部には半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接して半径Ｒ１より小さな曲率の第２の面が連接され、当該第２の面がシャフト外周面に繋がる形状を備えていること
を特徴とするエネルギ吸収式中間シャフト。
【請求項２】
前記第２の面は、前記平面部の半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接する半径Ｒ１より大きな半径Ｒ２の第２の切り上がり部であること
を特徴とする請求項１に記載のエネルギ吸収式中間シャフト。
【請求項３】
前記第２の面は、前記平面部の半径Ｒ１の第１の切り上がり部とシャフト外周面に繋がるエッジ部を面取りされた面取り面であること
を特徴とする請求項１に記載のエネルギ吸収式中間シャフト。
【請求項４】
前記第２の面は、前記第１の切り上がり部の外側に向う凹面とは反対に外側に向う凸面を有する第２の切り上がり部であること
を特徴とする請求項１に記載のエネルギ吸収式中間シャフト。
【請求項５】
前記エネルギ吸収式中間シャフトは、前記平面部の少なくとも前記チューブ近接側の第２の面に対向する位置にあるチューブのシャフト軸芯に向かう押圧変形による縮径加工によりシャフトとチューブとが摩擦結合されていること
を特徴とする請求項１に記載のエネルギ吸収式中間シャフト。
【請求項６】
前記エネルギ吸収式中間シャフトは、前記平面部がピンチボルトに当接して自在継手のヨークに結合されていること
を特徴とする請求項１に記載のエネルギ吸収式中間シャフト。
【請求項７】
外周面に雄セレーションが形成されたシャフトと内周面に雌セレーションが形成されたチューブとがセレーション結合されて構成されたエネルギ吸収式中間シャフトの製造方法であって、
前記雄セレーションが形成されたシャフトには、半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接して半径Ｒ１より小さな曲率の第２の面を連接させ、当該第２の面がシャフト外周面に繋がる形状を備えた平面部を形成し、
前記平面部の少なくとも前記チューブ近接側の第２の面に対向する位置にあるチューブをシャフト軸芯に向けて押圧変形させて縮径加工し、シャフトとチューブとを摩擦結合させること
を特徴とするエネルギ吸収式中間シャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用操舵装置のステアリングシヤフトとステアリングギヤとを連結するエネルギ吸収式中間シャフトの構成と、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールの動きをステアリングギヤに伝達する車両用操舵装置では、車両衝突時の衝撃から運転者を保護するため、衝撃が加わったときに衝撃エネルギを吸収しつつ全長が縮まるエネルギ吸収型の中間シャフトの使用が法令で義務付けられている。
【０００３】
図３は、ステアリングホイールの動きをステアリングギヤに伝達する車両用操舵装置の構成の一例を説明する図であって、ステアリングホイール１０２の動きは、ステアリングコラム１０３の内部に回転自在に支承されたステアリングシヤフト１０１を経て、第１の自在継手１０７、中間シヤフト１１０、第２の自在継手１１１を経て、ステアリングギヤの入力軸１１２に伝達され、車輪に舵角が与えられるように構成されている。なお、ステアリングコラム１０３は、ブラケット１０４、１０５によりインスツルメントパネル１０６の下面に固定されており、中間シヤフト１１０は衝撃エネルギを吸収しつつ全長が縮まるエネルギ吸収型の中間シャフトである（特許文献１、２参照）。
【０００４】
図４は、上記した中間シヤフト１１０の外観図で、中間シヤフト１１０はチューブ１０８ａとシャフト１０９ａから構成され、第１の自在継手１０７のヨーク１０７ａにはチューブ１０８ａが固定連結され、シャフト１０９ａには第２の自在継手１１１のヨーク１１１ａが連結されている。そして、チューブ１０８ａの内周面には雌セレーションが形成され、シャフト１０９ａの外周面には雄セレーションが形成され、チューブ１０８ａにシャフト１０９ａを嵌合させてセレーション結合させる。この構成により、チューブ１０８ａとシャフト１０９ａの間で回転力の伝達が可能で、且つチューブ１０８ａとシャフト１０９ａとは軸方向には摺動自在に結合される。
【０００５】
また、シャフト１０９ａには、その一部にフライス加工により平面部１０９ｃが形成されており、自在継手１１１のヨーク１１１ａとシャフト１０９ａとは平面部１０９ｃに当接するピンチボルト１１３により固定締結されている。
【０００６】
シャフト１０９ａの外周面の形成された雄セレーション部をフライス加工して平面部１０９ｃを形成するとき、雄セレーション部には鋭いエッジを有する切端面１０９ｆが形成され、切端面１０９ｆに微細なバリが生じる。切端面のエッジと、バリに関しては、後述する「発明が解決しようとする課題」において説明する。
【０００７】
図５は、中間シヤフト１１０の組み立て工程を説明する図である。まず、内周面に雌セレーションが形成されたチューブ１０８ａに、外周面に雄セレーションが形成されたシャフト１０９ａを挿入し（図５（ａ）参照）、平面部１０９ｃの一部がチューブ１０８ａの端部に露出するまで奥に挿入する（図５（ｂ）参照）。この状態で、ポンチＰとダイＤ（治工具）を使用して平面部１０９ｃに対向するチューブ１０８ａの端部をシャフト１０９ａに向けて押圧変形させて部分的に縮径加工し、シャフト１０９ａをチューブ１０８ａから押し出して摩擦結合させる（図５（ｃ）参照）。
【０００８】
図６は、中間シヤフト１１０の縮径加工を説明する図であって、図６（ａ）は、シャフト１０９ａの平面部１０９ｃの一部がチューブ１０８ａの端部に露出するまで挿入した状態を示す断面図である。この状態で、ポンチＰとダイＤ（治工具）を使用して平面部１０９ｃに対向するチューブ１０８ａの端部をシャフト１０９ａの軸芯に向けて押圧変形させ、部分的に縮径加工する。図６（ｂ）は図６（ａ）においてチューブ１０８ａの丸印で示した部分の縮径加工後の形状を示す断面図である。
【０００９】
この状態でシャフト１０９ａをチューブ１０８ａから押し出すと、図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示す状態となり、前記した縮径加工されたチューブ１０８ａはシャフト１０９ａを強い結合力で締付けるから、両者は強い摩擦力で摩擦結合する。この結果、通常はシャフト１０９ａとチューブ１０８ａとは回転力が伝達可能に、且つ軸方向に移動することなく結合しているが、車両衝突等により縮径加工された摩擦結合部に大きな軸方向の衝撃力が作用すると、摩擦結合力に抗してシャフト１０９ａがチューブ１０８ａの内部に押し込まれ、衝撃を緩和することができる。
【特許文献１】特開平８−２５８７２７５号公報
【特許文献２】特開２００６−３０００８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記した従来の構成の中間シャフトでは、チューブ１０８ａにシャフト１０９ａを押し込みセレーション結合させ、平面部１０９ｃに対向するチューブ１０８ａの端部を押圧変形させているが、前記したとおり、シャフト１０９ａの外周面の形成された雄セレーション部をフライス加工して平面部１０９ｃを形成するとき、雄セレーション部には鋭いエッジを有する切端面１０９ｆが形成され（図４、図５（ａ）参照）、切端面１０９ｆには微細なバリが生じる。
【００１１】
このような切端面１０９ｆの鋭いエッジがあると、シャフトをチューブから引き抜く嵌合時に、エッジによってシャフト又はチューブが削れてカジリが発生する原因となる。また、雄セレーション部の切端面１０９ｆに生じた微細なバリが除去されない場合も、カジリが発生する原因となる。
【００１２】
この嵌合部のカジリは、車両衝突時にシャフト１０９ａにチューブ１０８ａが押し込まれるときの押し込み荷重を不安定にし、中間シャフトの衝撃吸収性能が安定しないという不都合があった。この発明は上記課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、外周面に雄セレーションが形成されたシャフトと内周面に雌セレーションが形成されたチューブとがセレーション結合されて構成されたエネルギ吸収式中間シャフトであって、前記雄セレーションが形成されたシャフトは、その一部に平面部が形成され、当該平面部には半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接して半径Ｒ１より小さな曲率の第２の面が連接され、当該第２の面がシャフト外周面に繋がる形状を備えていることを特徴とするエネルギ吸収式中間シャフトである。
【００１４】
そして、前記第２の面は、前記平面部の半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接する半径Ｒ１より大きな半径Ｒ２の第２の切り上がり部であってもよい。
【００１５】
また、前記第２の面は、前記平面部の半径Ｒ１の第１の切り上がり部とシャフト外周面に繋がるエッジ部を面取りした面取り面であってもよい。
【００１６】
また、前記第２の面は、前記第１の切り上がり部の外側に向う凹面とは反対に外側に向う凸面を有する第２の切り上がり部であってもよい。
【００１７】
そして、前記エネルギ吸収式中間シャフトは、前記平面部の少なくとも前記チューブ近接側の第２の面に対向する位置にあるチューブのシャフト軸芯に向かう押圧変形による縮径加工によりシャフトとチューブとが摩擦結合されている。
【００１８】
また、前記エネルギ吸収式中間シャフトは、前記平面部がピンチボルトに当接して自在継手のヨークに結合されている。
【００１９】
請求項７の発明は、外周面に雄セレーションが形成されたシャフトと内周面に雌セレーションが形成されたチューブとがセレーション結合されて構成されたエネルギ吸収式中間シャフトの製造方法であって、前記雄セレーションが形成されたシャフトには、半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接して半径Ｒ１より小さな曲率の第２の面を連接させ、当該第２の面がシャフト外周面に繋がる形状を備えた平面部を形成し、前記平面部の少なくとも前記チューブ近接側の第２の面に対向する位置にあるチューブをシャフト軸芯に向けて押圧変形させて縮径加工し、シャフトとチューブとを摩擦結合させることを特徴とするエネルギ吸収式中間シャフトの製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係る車両用操舵装置のステアリングシヤフトとステアリングギヤとを連結するエネルギ吸収式中間シャフトは、中間シャフトを構成するシャフトにチューブを押し込みセレーション結合させる構成において、シャフトに形成した半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接して半径Ｒ１より小さな曲率の第２の面を連接させた形状であるから、平面部のフライス加工により生じる鋭いエッジや、エッジに生じるバリの発生を抑えてシャフトとチューブとを嵌合させるとき生じるカジリを抑え、車両衝突時にシャフトにチューブが押し込まれるときの押し込み荷重を安定させ、中間シャフトの衝撃吸収性能を安定させることができる。
【００２１】
また、この発明に係るエネルギ吸収式中間シャフトの製造方法によれば、シャフトに形成した平面部の半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接して半径Ｒ１より小さな曲率の第２の面を連接させた形状に形成されるから、前記したエネルギ吸収式中間シャフトと同様に、平面部のフライス加工により生じる鋭いエッジや、エッジに生じるバリの発生を抑えてシャフトとチューブとを嵌合させるとき生じるカジリを抑え、車両衝突時にシャフトにチューブが押し込まれるときの押し込み荷重をを安定させ、中間シャフトの衝撃吸収性能を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態について説明する。車両用操舵装置の全体構成及び中間シャフトの構成は、前記した従来の中間シャフトの構成と同じであるからここでは説明を省略し、中間シャフトの構成とこれに関連するチューブの構成について説明する。
【００２３】
図１及び図２は、この発明の実施の形態の中間シャフト１１の構成を説明する断面図であって、図１はシャフト１２ａがチューブ１３ａに奥まで挿入され、チューブ端部を押圧変形させるときの状態を示す断面図、図２はシャフト１２ａの平面部１２ｂの形状を示す断面図である。
【００２４】
中間シャフト１１は、内周面に雌セレーションが形成されたチューブ１３ａに、外周面に雄セレーションが形成されたシャフト１２ａを挿入して構成されている。
【００２５】
シャフト１２ａには、フライス加工により平面部１２ｂが形成されており、図示しない自在継手のヨークとシャフト１２ａとは平面部１２ｂに当接するピンチボルトにより固定締結されている。この点は前記した従来の中間シャフトの構成と変らない。
【００２６】
この発明の特徴部分は、フライス加工により形成された平面部１２ｂの切り上がり部を従来の構成よりもなだらかに形成した点にある（図２参照）。即ち、平面部１２ｂは、半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接して半径Ｒ１より小さな曲率Ｒ２の第２の面を連接させ、シャフト外周面に繋がる形状に加工されている。これにより、フライス加工により生じる鋭いエッジや、エッジに生じるバリの発生を抑えてシャフトとチューブとを嵌合させるとき生じるカジリを抑えることができ、車両衝突時にシャフト１２ａがチューブ１３ａに押し込まれるときの押し込み荷重を安定させ、中間シャフトの衝撃吸収性能を安定させることができる。
【００２７】
平面部１２ｂは、半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接して半径Ｒ１より小さな曲率Ｒ２の第２の面として説明したが、この他、第２の面は、平面部の半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接する半径Ｒ１より大きな半径Ｒ２の第２の切り上がり部としてもよい。
【００２８】
また、前記第２の面は、平面部の半径Ｒ１の第１の切り上がり部とシャフト外周面に繋がるエッジ部を面取りされた面取り面としてもよい。
【００２９】
また、前記第２の面は、前記第１の切り上がり部の外側に向う凹面とは反対に外側に向う凸面を有する第２の切り上がり部であってもよい。
【００３０】
上記第２の面は、要すれば前記したフライス加工により形成された第１の切り上がり部とシャフト外周面とが滑らかに繋がる形状であればよく、上記した第２の面のほか、第１の切り上がり部とシャフト外周面とが滑らかに繋がる形状であれば任意の形状とすることができる。
【００３１】
シャフト１２ａにチューブ１３ａを押し込み嵌合させた後は、平面部１２ｂの一部がチューブ１３ａの端部に露出するまで奥に挿入し（図１参照）、この状態で、ポンチＰとダイＤ（治工具）を使用して平面部１２ｂに対向するチューブ１３ａの端部をシャフト１２ａに向けて押圧変形させ、部分的に縮径加工する。
【００３２】
この状態でシャフト１２ａをチューブ１３ａから押し出すと、図２に示す状態となり、前記した縮径加工されたチューブ１３ａはシャフト１２ａを強く締付け、強い摩擦力で摩擦結合する。この結果、通常はシャフト１２ａとチューブ１３ａとは回転力の伝達可能に、且つ軸方向に移動することなく結合しているが、車両衝突等により摩擦結合部に大きな軸方向の衝撃力が作用すると、摩擦結合力に抗してシャフト１２ａがチューブ１３ａの内部に押し込まれ、衝撃を緩和することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
車両用操舵装置のステアリングシヤフトとステアリングギヤとを連結するエネルギ吸収式中間シャフトとその製造方法であって、中間シャフトを構成するシャフトに形成した平面部の半径Ｒ１の第１の切り上がり部に隣接して半径Ｒ１より小さな曲率の第２の面が連接されて繋がる形状に加工することで、セレーション結合部にカジリの発生を抑え、車両衝突時にシャフトがチューブに押し込まれるときの押し込み荷重を安定させた衝撃吸収性能を備えた中間シャフトを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施の形態の中間シャフトの構成を説明する断面図（チューブ端部を押圧変形させるときの状態を示す図）。
【図２】この発明の実施の形態の中間シャフトの構成を説明する断面図（シャフトの平面部の切り上がり部の形状を示す図）。
【図３】車両用操舵装置の構成の一例を説明する図。
【図４】従来の中間シヤフトの外観図。
【図５】従来の中間シヤフトの組み立て工程を説明する図。
【図６】従来の中間シヤフトの縮径加工を説明する図。
【符号の説明】
【００３５】
１１  中間シャフト
１２ａ  シャフト
１２ｂ  平面部
１３ａ  チューブ
Ｐ  ポンチ
Ｄ  ダイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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