(57)【要約】【課題】先端部に小径部を持ち、それに続いて大径部を持つ複雑な形状のステアリングアッパーシャフトを安価に短時間で製造して提供する。【課題を解決するための手段】先端部の小径部形状をなす小径側部材と、それに続く大径部形状をなす大径側部材とを別々に加工したのちに、両部材を締結することにより、安価に短時間に製造できるステアリングアッパーシャフトが実現される。小径側部材と大径側部材のいずれかの部材の他方の部材との接触箇所にセレーション形状を塑性加工しておくと、確実に両部材を相対回転不能でスライド不能に締結することができ、信頼性の高いステアリングアッパーシャフトが得られる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に小径部を持ち、それに続いて大径部を持つステアリングアッパーシャフトであり、
小径部形状に加工された小径側部材と、大径部形状に加工された大径側部材とが、回転不能でスライド不能に締結されているステアリングアッパーシャフト。
【請求項２】
前記の小径側部材と大径側部材が、いずれか又は双方の変形を利用して締結されている請求項１のステアリングアッパーシャフト。
【請求項３】
先端部に小径部を持ち、それに続いて大径部を持ち、さらに続いて小径部を持つステアリングアッパーシャフトであり、
先端にステアリングホイール取付け部が加工された小径側部材と、側面にロックホルダ穴を持つ大径部形状とそれに続く小径部形状に加工された大径側部材のいずれか一方の部材が他方の部材と接触する面にセレーション形状が加工されており、他方の部材と接触することによって前記セレーション形状に生じた変形を利用して、小径側部材と大径側部材が回転不能でスライド不能に締結されており、締結前の小径側部材と大径側部材のそれぞれが中間膨出部を有しないことを特徴とするステアリングアッパーシャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、先端部に小径部を持ち、それに続いて大径部を持つステアリングアッパーシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】ステアリングシャフトは、ステアリングホイールに加わる衝撃を吸収することが必要とされ、通常は、ステアリングアッパーシャフトとステアリングロワーシャフトで形成される。アッパーシャフトの下端をロワーシャフトの上端にオーバラップさせてステアリングシャフトを形成すると、ステアリングホイールに衝撃が加わったときに両者が深く挿入され、衝撃エネルギーがシャフト同士を深く挿入させることに変換される。このタイプのステアリングシャフトが特許文献１と２に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１４７２４５号公報
【特許文献２】
特開平８−９１２３０号公報
【０００４】
従来の技術では、相対的に変位することが必要な、ステアリングアッパーシャフトとステアリングロワーシャフトを組合わせてステアリングシャフトを形成しているが、ステアリングアッパーシャフト自体は一部材で形成されている。
図９に示すように、ステアリングアッパーシャフト５０は、先端部にステアリングホイールを取付けるための小径部５２を持ち、その後方にステアリングシャフト５０の回転を禁止する部材を受入れるロックホルダ穴５６が形成された大径部５４を持つ。
ステアリングアッパーシャフト５０の先端部近傍は、外形が複数段にわたって変化する複雑な形状に仕上げられる必要がある。
従来は、図１０の（１）から（５）に示すように、パイプ状の素材を何回も絞り加工して、必要な形状に仕上げている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の製造方法によると、パイプ状の素材を何回も絞り加工する必要があり、その製造コストが高くなり、製造に要する時間が長くなる。
本発明は、安価に短時間で製造できるステアリングアッパーシャフトを提案する。
【０００６】
【課題を解決するための手段と作用】請求項１の発明は、先端部に小径部を持ち、それに続いて大径部を持つステアリングアッパーシャフトに関するものであり、小径部形状に加工された小径側部材と、大径部形状に加工された大径側部材とが、回転不能でスライド不能に締結されて形成されていることを特徴とする。上記のステアリングシャフトは、小径側部材と大径側部材を別々に加工することができ、従来の製造方法に比して、少ない加工回数でそれぞれに必要とされる形状に加工することができる。
もちろんに最終的には小径側部材と大径側部材が空転してしまうことがないように、両者を締結して一体化する必要があり、その締結処理に時間と費用を要する。それでも全体としては、小径側部材と大径側部材を別々に加工することによって加工時間を短縮化できて加工費用を低減できるメリットが顕著に得られ、ステアリングアッパーシャフトを短時間で安価に製造することが可能となる。
【０００７】
特に、小径側部材と大径側部材が、いずれか又は双方の変形を利用して回転不能でスライド不能に締結されていることが好ましい。
ネジやボルト等の締結部材を利用する方法、あるいは溶接等による締結方法に比して、部材自体の変形を利用して締結すると、安価で単純な装置で簡単な処理で締結することができ、信頼性も高い。
【０００８】
請求項３の発明のステアリングアッパーシャフトは、先端部に小径部を持ち、それに続いて大径部を持ち、さらに続いて小径部を持つ。このステアリングアッパーシャフトは、先端にステアリングホイール取付け部が加工された小径側部材と、側面にロックホルダ穴を持つ大径部形状とそれに続く小径部形状に加工された大径側部材から形成されている。小径側部材と大径側部材のいずれか一方の部材が他方の部材と接触する面にセレーション形状が加工されており、他方の部材と接触することによってセレーション形状に生じた変形を利用して、小径側部材と大径側部材が回転不能でスライド不能に締結されている。締結前の小径側部材と大径側部材のそれぞれが中間膨出部を有しないことを特徴とする。
【０００９】
本発明のステアリングアッパーシャフトを形成する小径側部材と大径側部材は、いずれも中間膨出部を有しないために、一方方向から加工するだけでそれぞれに必要とされる形状に加工でき、部材単位の加工を更に容易に進めることができる。
又、小径側部材と大径側部材のいずれか一方の部材が他方の部材と接触する面にセレーション形状を加工しておき、そのセレーション形状を変形させて小径側部材と大径側部材を締結すると、比較的に小さな締結力で両部材を回転不能でスライド不能に締結することができる。実験の結果、セレーション形状を変形させて締結すると、両部材を長期間に亘って安定的に締結しておくことができ、信頼性が高いことが確認された。
本発明によって、複雑な形状のステアリングアッパーシャフトを短時間で安価に製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に説明する実施例の主要な特徴を次に列記する。
（形態１）小径側部材の後端外周で、大径側部材の先端内周と接触する面に、軸方向に伸びるセレーション形状が塑性加工されている。
（形態２）大径側部材の先端内周で、小径側部材の後端外周と接触する面に、軸方向に伸びるセレーション形状が塑性加工されている。
（形態３）セレーション形状の一部が、大径側部材と小径側部材の締結時に局所的に変形する。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の多部材で形成されたステアリングアッパーシャフトの実施例を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施例）
図１に２部材で形成されたステアリングアッパーシャフト１０の側面を示し、図２にその断面を示す。ステアリングアッパーシャフト１０は、小径側部材２０と大径側部材３０が相対回転不能でスライド不能に締結されて形成されている。小径側部材２０は、後端（左側）から先端（右側）に向けて徐々に細くなり、先端にステアリングホイール取付け部２１が加工されている。正確には、大径側部材３０に挿入される一様直径部２７、テーパ部２６、一様直径部２５、テーパ部２４、一様直径部２３、テーパ部２２、取付け部２１の順で連続的に形成されている。大径側部材３０は、後端に向けて徐々に細くなり、大径部３２とテーパ部３３と小径部３４を備えている。大径部３２の側面の一部には、図示されないロックホルダをうけいれてステアリングアッパーシャフト１０の回転を禁止するロックホルダ穴３１が形成されている。
【００１２】
図４の（Ａ）は、大径側部材３０を加工する素材３６を示し、一様な径の単純パイプ３６から加工される。図４の（Ｂ）は、加工された大径側部材３０の断面を示し、大径部３２とテーパ部３３と小径部３４が連続的に形成されている。大径側部材３０は、後端（左側）に向かって先細になっており、中間膨出部を有しないために、簡単に加工することができる。本実施例では、単純パイプ３６を絞り加工して大径側部材３０に仕上げる。大径側部材３０の大径部３２の側面には図１に示すロックホルダ穴３１が形成されており、大径部３２の先端（右側）内周面は、後記する小径側部材２０を受入れる締結面３５として利用される。
【００１３】
図５の（Ａ）は、小径側部材２０を加工する素材１９を示し、一様な径の単純な金属円柱１９から加工される。
図５の（Ｂ）は、加工された小径側部材２０の断面（上半分）と側面（下半分）を示し、後端（左側）から先端（右側）に向けて、一様直径部２７、テーパ部２６、一様直径部２５、テーパ部２４、一様直径部２３、テーパ部２２、取付け部２１の順で連続的に形成されている。小径側部材２０は、先端に向けて徐々に細くなり、中間膨出部を有しないために、簡単に加工することができる。本実施例では、単純円柱１９を絞り加工して小径側部材２０に仕上げる。取付け部２１は中実であり、外周にはステアリングホイール固定用のネジが形成されている。一様直径部２７の後端外周には、軸方向に伸びるセレーション形状２８が形成されている。セレーション形状の断面は図６に示されている。セレーション形状２８の凸部の直径Ｄ１は、大径側部材３０の先端内周の直径Ｄ３よりもわずかに大きい。凹部の直径Ｄ２は、直径Ｄ３よりもわずかに小さい。セレーション形状２８の後端外周はテーパ状に面取り（２９）されており、大径側部材３０の先端内周に挿入しやすくされている。鍛造してセレーション形状を成形するときに、いわゆる鍛造Ｒと称される現象が生じて、面取り２９が副次的に成形される場合には、面取り面２９を成形するための独立した加工は不要である。
【００１４】
小径側部材２０のセレーション形状２８が、大径側部材３０の先端内周に所定距離圧入されて両者が締結されてステアリングアッパーシャフト１０が形成される。締結部分の断面を図３に示す。圧入される工程で、セレーション形状２８の凸部が変形し、大径側部材３０と小径側部材２０は相対回転不能でスライド不能に締結される。
【００１５】
本実施例のステアリングアッパーシャフト１０は、小径側部材２０を大径側部材３０に圧入して締結して一体化する際に、小径側部材２０の締結部分に加工されたセレーション形状２８が変形（塑性変形と弾性変形）することで、部材２０，３０間の回転防止をはかる。セレーション形状を持たない場合に比較すると、同じ締結力を確保するのに必要な、小径側部材２０を圧入するのに要する力を低減することができ、締結のための装置を小型化することができる。
【００１６】
本実施例のステアリングアッパーシャフト１０は、大径側部材３０と小径側部材２０を別々に加工し、その後に結合して一体化することにより製造するために、従来の製造方法に比して短い加工時間で安価に製造することができる。また、小型で単純で安価な設備で製造することができる。
【００１７】
（第２実施例）
本実施例に係わるステアリングアッパーシャフト２の大径側部材４０を、図７に示す。第１実施例と同一の部分については、同一符号を付与して重複説明を割愛する。
【００１８】
本実施例では、大径側部材４０の大径部３２の先端内周に、軸方向に伸びるセレーション形状４２が塑性加工されている。セレーション形状４２が塑性加工された大径側部材４０のＩＩＸ−ＩＩＸ断面を図８に示す。セレーション形状４２の凸部間の内径Ｄ５は、小径側部材２０の挿入端部２７の外径よりもわずかに小さい。凹部間の内径Ｄ４は、挿入端部２７の外径よりもわずかに大きい。小径側部材２０の挿入端部２７の外周にはセレーション形状が形成されておらず、円周面に仕上げられている。
【００１９】
セレーション形状４２が設けられた大径側部材４０の大径部３２に、小径側部材２０の挿入端部２７が圧入される。圧入される工程で、小径側部材２０と接触する大径側部材４０のセレーション形状４２の凸部が変形（塑性変形と弾性変形する）して、大径側部材４０と小径側部材２０が相対回転不能でスライド不能に締結される。
本実施例のステアリングアッパーシャフトは、実施例１と完成寸法が同一の場合、より広い面にセレーション形状を作成することができるため、セレーション形状の自由度が高まると共に、部材間の回転防止機能を更に向上させることができる。
【００２０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、実施例では、ステアリングアッパーシャフトを構成する部材に中空のパイプ材を用いたが、中空でなければならない部分はロックホルダ穴が設けられる部分であり、その他の部分に中実の材質を使用することも可能である。又、セレーション形状以外の形状を利用することによって、圧入される一方または双方の部材が変形する態様で締結することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】本願発明のステアリングアッパーシャフトによると、小径側部材と大径側部材とを別々に加工しておくことができる。各部材の加工工程が著しく簡単化される。両部材を締結することにより、複雑な形状のステアリングアッパーシャフトを安価に短時間で製造することができる。
小径側部材と大径側部材のいずれか一方の部材の他方の部材との接触箇所にセレーション形状を加工しておくと、両部材を確実に相対回転不能でスライド不能に締結することができ、信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のステアリングアッパーシャフトの側面図。
【図２】第１実施例のステアリングアッパーシャフトの縦断面図。
【図３】第１実施例のステアリングアッパーシャフトの締結部の横断面。
【図４】大径側部材の素材と加工後の形状を示す縦断面図。
【図５】小径側部材の素材と加工後の形状を示す縦断面図（Ｂの下半分は側面図）。
【図６】小径側部材のセレーション形状の横断面。
【図７】第２実施例の大径側部材の縦断面図。
【図８】第２実施例の大径側部材のセレーション部の横断面。
【図９】従来のステアリングアッパーシャフトの側面図。
【図１０】従来のステアリングアッパーシャフトの製造過程を模式的に示す図。
【符号の説明】
１０：ステアリングアッパーシャフト
３０，４０：大径側部材
２０：小径側部材
２８，４２：セレーション形状
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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