JPS5977965A - 自動車等のかじ取装置用ステアリングシヤフト及びその製造方法 - Google Patents

自動車等のかじ取装置用ステアリングシヤフト及びその製造方法

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JPS5977965A
JPS5977965A JP57116104A JP11610482A JPS5977965A JP S5977965 A JPS5977965 A JP S5977965A JP 57116104 A JP57116104 A JP 57116104A JP 11610482 A JP11610482 A JP 11610482A JP S5977965 A JPS5977965 A JP S5977965A
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JP
Japan
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steering shaft
members
pressing force
manufacturing
steering
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JP57116104A
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カルル・メツトラ−
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SHIYUPERUBUI ETS
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ETABURISUMAN SHIYUPERUBUI
SHIYUPERUBUI ETS
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Publication date
Application filed by ETABURISUMAN SHIYUPERUBUI, SHIYUPERUBUI ETS filed Critical ETABURISUMAN SHIYUPERUBUI
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車等におけるかじ爪装置用のステアリング
シャフトならびにその製造方法に関するものである。こ
のステアリングシャフトは少なくとも２つの同軸の部材
よりなり、これらの部材のうちの少なくとも一つは管材
に作られていて、この管材の中に他方の部材の端部が挿
入され、また、１１１＋方向ならびに半径方向の変位が
起こらないようにされている。
自動車等のかじ爪装置用のステアリングンヤフトは、し
ばしば２つの部分から作られる。これは、正面衝突の際
、かじ爪装置が運転者の身体に危険を及ぼすのを防止す
るためである。ステアリングソヤフｌ−１ｄ製造コスト
が低廉であることが望まれるが、それにはできるだけ簡
単かつ廉価な半製品を使用できるようにし、切削加工は
なるだけ行わないことが要求される。寸だ、この種のス
テアリングンヤフト（ｄ少なくとも２つの部分からなる
という構造であるにかかわらず、その回転方向に遊びが
一切あってはならず、！ｆ、だ、衝突が起きて、ある一
定の強さの軸方向の力が加わった際には、各部分が互い
にスライドして縮小するようでなければならない。ステ
アリングゾヤフ）・の回転方向に遊びがあってはならな
いの（ｄ、一つには正確々かじ取を行うためであり、同
時にまた運転の快適さを確保するためである。ステアリ
ング／ギフトの回転方向に遊びがあると、不快な騒音の
発生が避けられず、そのため運転の快適さが損なわれる
ことになる。
既知の構造のステアリングンヤフトのうちのあるものは
、一つの管材と一つの棒材とからなっている。すなわち
、棒材の一端が管材内に挿入されている。棒材の、管材
と重なシ合う部分の周壁には複数個の溝が刻設され、一
方、管材の方には、上記の溝と対応する位置に、孔が設
けられる。そして、これらの溝と孔によって作られる空
所の中に、流動性で、かつ時効硬化性の合成樹脂が、高
圧のもとに注入される。この合成樹脂は、硬化した後に
おいて、両部材をしっかりと結合するが、衝突が起きた
場合には、この結合は解かれる。両部材は前もって個別
に加工され、互いに密接に重なり合う必要がある。なぜ
なら、両者の間のすき間に合成樹脂が流入するようなこ
とがあってはならないからである。その他の既知の構造
としては、例えば、カルダン継手を介在させたもの、あ
るい・はフランジ結合によるもの等がある。しかしなが
ら、これらの構造はいずれも、冒頭に述べた、本発明が
その対象とするタイプからは大きくかけ離れたものであ
る。
本発明の目的は、冒頭に述べたタイプのステアリングン
ヤフトを以下のように作製することである。すなわち、
このステアリングシャフトは廉価な部材から作られ、切
削加工は何ら必要とせず、その結合部分においては比較
的大きな公差を有することができるにもかかわらず、回
転方向の遊びがないようにされるものである。この種の
スデアリ／グンヤフトは、次の点をその特徴とする。す
なわち、両部材を堅固に結合するため、管材は、互いに
重なり合う領域において、少なくとも部分的に、プレス
によって塑性永久変形させられた範囲もしくは部分を有
する。そして、とれらの範囲もしくは部分は、該管材に
受は入れられる方の部材を、回転方向の遊びがないよう
に把持し、該部材の周壁に少なくとも部分的に密着する
。この種のステアリング／ギフトには、溶接鋼管や角鋼
等の、簡単で廉価な部材が使用される。角鋼ｄ、中実の
ものを使用するが、中空の部材を使用することも可能で
ある。
このステアリングンヤフトの製作にあたっては、次の方
法がとられる。すなわち、部材間の結合を、堅固ではあ
るが、同時にまたある一定の大きさを越える軸方向の力
が加わった際には結合が解除されて、部材同士が互いに
スライドできるという性質のものにするために、管材は
、少なくとも重なり合った領域において、該管材を少な
くとも部分的に塑性永久変形させる、軸に対して垂直な
力を使用して、受は入れられた部材に対し、回転方向の
遊びがないように、かつ該部材に少なくとも部分的に密
着しながら押しつけられる。この方法に代えて、１固々
の部材を、場合によっては石型を使用するなどして前も
って押圧力で変形させ、しかる陵に各部材を機械的な装
置によって接合することも可能である。シャフトの軸に
対して垂直に、すなわち半径方向に加えられる押圧力は
、材料の弾性限度を越えるストレスを材料に与え、材料
を塑性永久変形させる。その際、管材は、それが受は入
れる部材に対し、回転方向の遊びがなく、かつ該部材の
周壁に少なくとも部分的に密着した状態に接合される。
こうしてできる変形部は、両部材の重なり合う領域の全
体にわたって延びていてもよいが、または、該領域内に
単に部分的に設けるにとどめることも可能である。ここ
で「重なり合う領域」と言うのは、両部材が共通に延び
ている長手方向の範囲をさす。互いに結合された部材間
には、回転方向の遊びが全くない。しかしながら、こう
して得られた結合は、衝突の際にある一定の強さの軸方
向の力が加わると解除され、その結果、各部材は互いに
スライドして、ンヤフトの短縮化をもたらす。その場合
、結合解除力および滑動力、ならびにそれらの公差の値
を規定する諸々の要素が考慮に入れられる。衝突事故の
発生は予測しがたいものであり、また、ステアリングン
ヤフトの耐久年数についても計算しがたい。従って接合
された部材間に腐食が起きることのないようにする必要
がある。この目的のためには、種々の処置がとられうる
。例えば、硬化ないし熱処理、あるいはめっき、合成樹
脂のコーティング、ラッカー塗布等にて部材の表面を加
工するか、あるいはまだ、接合されるべき部材の間に合
成樹脂製の鞘を、抑圧変形に先立って介在させることが
できる。以上の処置は、各部材を接合してから両者を同
時に変形させる場合のみならず、別々に変形を済ませた
後に接合する場合にも同様に行われうるものである。
また、本発明のもう一つの特徴によれば、部材間の結合
を堅固にするために、管材ならびにそれによって受は入
れられる部材の、少なくとも両者が重なり合う領域は、
プレスによって塑性永久変形させられた範囲および／ま
だは部分を有する。
本発明のもう一つの特徴に従えば、受は入れる方の部材
のみならず、受は入れられる方の部材も、中空のものを
使用することが可能である。その場合には、外側の部材
に押圧力を加えるに先立って、少なくともプレス加工の
行われる領域にわたって延びだ石型を内側の中空部材の
中に入れることになる。接合に先立って両方の中空部材
を変形する場合には、両方の部材のだめの石型をそれぞ
れ用意する必要がある。
第１図ないし３図に示すステアリングシャフトは中実の
部材１を含み、この中実部材１は、その端部２において
形材を保持するが、この形材については図示しない。こ
の端部の形材には、本発明にとっては本質的な重要さを
持たないかじ爪装置が固定される。中実部材１０周壁に
は長手方向の溝３が、プレスによって均等に設けられる
。
中実部材１を受は入れる鋼管４の先端部にはカルダン自
在継手５が結合され、このカルダン自在継手５には、か
じ爪装置の諸部分が固定されるが、これらは本発明の説
明を行う上で本質的な意味を持たないので、説明は省略
する。この鋼管４は、部材１に対して比較的大きな遊び
を有することができ、この部材１にかぶせられる。これ
は、前述の大きな遊びのゆえに、容易に行われうる。そ
うした後に、適当な器具１０（第４図参照）によって、
鋼管４の、図中の符号６で示す、部材１の溝３と対応す
る個所を、プレス′で凹ませる（第３図）。
もしくは、両方の部材を前もって鍛造および／または変
形しておいて、しかる後に適当な装置によって両者を接
合する。その際、鋼管４の材料は、その弾性限度を越え
て塑性永久変形させられ、第３図に示すように、部材１
の溝およびその縁部分し に密着する。こう寮で得られるプレスばめは、堅固な、
回転方向に遊びのない保持を与えるが、衝突事故が起き
た際には、ステアリングンヤフトを構成する２つの部材
１および４は、入れ子犬に互いにスライドして、ステア
リングンヤフトの短縮化をもたらす。両部材が重なり合
って延びた領域Ｂを、ここでは重合領域と称する。互い
に押しつけられる面もしくは面の部分の腐食を防止する
ため、および／まだは結合解除力および滑動力を規定可
能にするだめ、両部材に表面処理を施す。これは、硬化
ないし熱処理、あるいは址だ、硬質クロム等のめっきに
よる。また、合成樹脂のコーティングやドーピング等も
考えられる。更にまだ、合成樹脂製の鞘等の、別個に作
製された部材をステアリングンヤフトの両部材間に介在
させてもよい。これらの処置は、ステアリングシャフト
の軸方向の結合解除力および滑動力を、全耐久年数にわ
たって一定に維持するために、製造工程においてとられ
るものである。
しかしながら、また、先にも触れたように、また変形さ
れていない鋼管４の中に、部材１と対応する形状の石型
を入れ、しかる後に押圧力を加えてこの鋼管４を変形し
、次いで石型を抜き取ってから、前もって用意しである
部材１に、機械的な装置によって接合させるという方法
も可能である。
その場合、両部材１ならびに４は、押圧力によって前も
って変形された後、互いに結合される。以上に述べた２
つの方法は、以下に述べる実施例に対しても通用する。
それは、以下に述べる実施例の断面形状によって可能に
されている。
第４′図は、第１図の■−■線断面図であるが、この第
４図においては、まだ鋼管４には押圧力が加えられてい
ない。この第４図から分かるように、また変形されてい
ない鋼管４と、その内側の部材１との間には比較的大き
な遊びがある。材料に対して半径方向に作用するプレス
器具１０は、本例においては、直径上で向かい合った組
の形で配置される。
第５図および６図は、別の構造のステアリングシャフト
を、２つの異なった製造段階において示す。この方法の
場合には、部材を捷ず互いに重ね合わせ、しかる後に変
形を行う。図の断面は、重合領域で切ったものである。
部材１′は、本例においては、四角形の断面を有する中
実部材よりなる。
この中実部材丁に、前もって用意した管材４′をかぶせ
るが、その際、管材４′の内径は、部材１′との重合を
容易に行いうるための十分な遊びが存する程度に大きく
することができる。次いで、両部材１′および４′の重
合領域に、組合わせて配置されたプレス器具１０′が作
用し、外側の管材４′を内側の中実部材１′の形状に合
わせて塑性永久変形させる結果、重合部の断面の状態は
、第６図に示すようなものになる。この場合、外側の管
材４′は完全に変形させられ、遊びのない状態で部材１
′に密着する。
向かい合わせに組になったプレス器具１０′の縁１１お
よび１２の形状の如何により、第７ないし９図に示すよ
うな、種々の形状のバルジ１３が側部に得られる。第７
図の場合、バルジ１３′は真直ぐであって、変形域の全
長手方向にわたって延びている。縁に歯のついたプレス
器具を使用した場合には、変形域の長手方向にわたって
位置させられた、個別に分かれた複数個のバルジ１３″
が得られる（第８図）。歯がついていて、かつ連続する
個々の歯の高さがそれぞれ異なるプレス器具を使用した
場合には、変形域の長手方向にわたって位置を互いにず
らして配されたバルジ１３／／／が得られる。これらの
バルジの種々に異なる形成は、種々に異なる強度の値を
条件づけるので、これらのバルジの形状の如何により、
結合解除力および滑動力も影響を受けることができる。
第１０図ないし１２図は２つの中空部相″および４／／
　の結合を３つの製造段階において示すが、この場合、
ステアリングシャフトを構成する両部材は、共に、かつ
同時的に変形させられる。ここに示す例においては、両
部材は管材に作られており、径を十分に大きくしである
ため、重合は容易に行われうる。押圧力を加えるに先立
って、内側の管材１″　の内部には石型１４が挿入され
、しかる後に両部材１ど′および４″　はプレス器具１
０″によって半径方向の押圧力を受け、最終的に第１２
図に示すような形状に変形させられる。変形が終了した
後、石型１４は引き抜かれる。第１３および１４図は別
の変形例を示す。この変形例においては、中実部材１″
′が、対応する形状の中空部材４″′内に挿入される。
この例の場合においても、重合された両部材は、共に、
かつ同時的に変形させられる。この例の場合、図示しな
いプレス器具によって、これらの部材の側壁の中央部に
極めて強い押圧力を加え、外側の部材４″′のみならず
、内側の部材’１／／／をも、一定領域にわたり、もし
くは部分的に、塑性永久変形させる。これについては、
第１４図に示す通りである。部材の形状がこの例におい
て示すようなものである場合にも、各明細書の浄和−（
内容に変更なし） 部材を前もって変形した後に互いに結合することが可能
である。
原則的には、第１０図に示すような中空部材を使用しな
がら、しかもプレス用の６型を挿入せずに済ますことか
り能である。これは、プレス器具に適当な形状を与える
ことによって可能となるが、その−例については、第１
５および１６図において、その２つの段階を示す。
上述のいずれの場合においても、ステアリングシャフト
に対して半径方向に作用する押圧力によって、外側の部
材の材料、および部分的には内側の部材の材料が、その
弾性限度を越えて塑性永久変形させられ、外側の部材は
内ｌ１１ｕの部材に対し、ストレスのもとに街着する結
果、回転方向に遊びのない結合が得られる。これは、両
部材を重合した後に押圧力全加える場合にも、別々に変
形させてから両者を接合する場合にも、等しく可能なこ
とである。第３図に示す断面図に２いては、外側の部材
は内側の部材の全周にわたって密着しているが、これは
本発明にとっては本質的なことではなく、両部材が周上
で部分的に接触しているだけでもよい。ここに図示した
形状の部材に代えて、別の形状の部材、例えば六角形、
六角形、もしくは矩形の断面を有する部材を１史用する
ことも可能である。内側の部材は中実でも中空でもよく
、また、前もって変形しておいても（第１図および２図
）、あるいはまだプレス加工によって最終的な断面形状
を付与するようにしてもよい（例えば第１０ないし１２
図の場合）。適当な表面処理もしくは両部材の間に介在
物を入れることによって、軸方向の結合解除力および滑
動力は前もって厳密に規定することができる。これまで
に述べた実施例においては、変形力は、プレス器具１０
．１０’。
１０″　を介して、常に外側から半径方向に加えられて
いたが、技術的に多少困難であるとは百え、これを逆に
して、内側から外側へ向けて作用する器具によって変形
力を与えるということも、原則的には可能である。その
場合には、ステアリングシャフトは、少なくとも結合領
域すなわち重合領域において、受型であると同時に成形
タッグとしても機能することができる器具によって把捉
される。
本発明に従った処置をとることＫよって、簡単な構造の
ステアリングシャフトが得られるのみならず、このステ
アリングシャフトの製造を極めて容易に行うことが可能
となる。特に、この種のステアリングシャフトは天険生
産品に属するものであるから、ここに開示した処置は、
技術的および経済的な面で、ことのほか大きな利点を有
すると言える。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第１図はステアリングシ
ャフトの縦断面図、第２図は同正面図、第３図は第１図
のＩｎ　−１１ｉ線断面図、第４図は両部材の重合状態
ならびにプレス加工を行う前のプレス器具の位ｔａを示
す断面図、第５図はプレス加工を行う前の状態における
別のタイプの部材ならびにプレス器具を示す断面図、第
６図は同プレス加工後の状態を示す図、Ｍ７，８および
９図はそれぞれ第６図に示すタイプの部材の結合個所を
種々の異なる形状のプレス器具にて変形した状態を示す
側面図、第１０．１１および１２図は２つの中空部材の
結合をそれぞれ異なる製造段階において示す断面図、第
１３および１４図はもう一つのタイプの部材の結合をそ
れぞれ異なる製造段階において示す断面図、第１５およ
び１６図は更にもう一つの実施例のそれぞれプレス前な
らびにプレス後の状態を示す断面図である。なお、第５
および６図ならびに第１０ないし１４図は第１図のｌ１
ｉ−■線に相当する個所で切断した断面図である。 １・・・部　材　　　　３・・・溝 ４・・・管　材　　　　Ｂ・・・重合領域ｔｋｉ８人　
　　　工タプリスマン・シーベルグイ代　理　人　　弁
理士　　岡　１）英　彦手続　浦正嘗（方式） ＋１Ｈ（：Ｓ’７年否に月／（５ゝｉ］′１゛曹ｖ１庁
長官若杉和火り没 １．２１「ｊ牛の表示 ＩＩ、７１　Ｔｌｌ　！＞−’−７年　　　伯−８！「
　　ｎ）　ｔ（Ｉ／／　と９／と）づ２−Ｉ）２１１’
ｌｉ１表のし！旧特許出願人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）　　少なくとも２本の、互いに同軸に重ね合わさ
    れた部材より形成され、前記部材のうちの少なくとも１
    本は管材に作られ、前記管材内に他方の部材の端部が挿
    入され、かつ軸方向ならびに半径方向の変位が防止され
    た自動車等のかじ取装置用ステアリングンヤフトであっ
    て、両部材１　１／／ζ４　４／／／を堅固に結合する
    だめに、少なくとも管材４　４／／／は、両者が互いに
    重合する領域（以下、「重合領域」とも呼ぶ）Ｂにおい
    て、押圧力を加えることによって少なくとも部分的に塑
    性永久変形させられた範囲もしくは部分を有し、前記範
    囲もしくは部分は、受は入れられる方の部材１−１″′
    を、ステアリングシャフトの回転方向に遊びがないよう
    に把捉し、該部材１　１／／／の周囲に少なくとも部分
    的に接触することを特徴とするステアリングシャフト。 （２）　　両部材１−１／ｌ／　、　４　４／／′を堅
    固に結合するために、管材４　４／／ｌならびにそれに
    受は入れられる部材１−１″′の両者が、少なくとも重
    合領域Ｂにおいて、押圧力によって塑性永久変形させら
    れた範囲および／または部分を有することを特徴とする
    特許請求の範囲第１項に記載のステアリングシャフト。 （３）受は入れる側の部材のみならず、受は入れられる
    側の部材も中空の部材であることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項もしくは第２項に記載のステアリングシャ
    フト。 （４）部材１′は多角形の断面を有する中実部材であり
    、管材４′は押圧力を加える以前には楕円形もしくは円
    形の断面を有し、かつ管材４′の内径は、前記多角形の
    断面を有する部材１′を遊びをもって受は入れる程度の
    大きさであることと、押圧力を加えた後、管材４′は、
    多角形の断面を有する部材丁の周囲に接触し、ステアリ
    ング／ヤントの回転方向に遊びがないように取り囲むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のステアリ
    ングシャフト。 （５）受は入れられる側の部材１は、軸に平行な溝、凹
    部もしくは条溝３を有し、受は入れる側の管材４は、こ
    れらの溝等３内に入り込みかつ押しつけられる押込凹部
    ６を有し、少なくともこれらの押込凹部６の領域におい
    て、受は入れられる側の部材１の周囲の少なくとも一部
    に接触し、ステアリングシャフトの回転方向に遊びがな
    いように取り囲むことを特徴とする特許請求の範囲第１
    項から第４項までのいずれか一つに記載のステアリング
    シャフト。 （６）溝等３が、重合領域Ｂの軸方向の長さよりも長い
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のステア
    リングシャフト。 （７）部材Ｉ　　Ｌ／／／　、　４　４／／／は、少な
    くとも重ことによって、腐食を防止するだめの表面特性
    を与えられることを特徴とする特許請求の範囲第１項か
    ら第６項までのいずれか・一つに記載のステアリングシ
    ャフト。 （８）部材ＩＬ／／／　、　４　４／／／は、少なくと
    も重合領域Ｂにおいて、合成樹脂製の鞘等の部材を間に
    介在させであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    から第６項までのいずれか一つに記載のステアリングシ
    ャフト。 （９）　　少なくとも２本の、互いに同軸に重ね合わさ
    れた部材より形成され、前記部材のうちの少なくとも１
    本は管材に作られ、前記管材内に他方の部材の端部が挿
    入され、かつ軸方向ならびに半径方向の変位が防止され
    た自動車等のかじ爪装置用ステアリングシャフトの製造
    方法であって、各部材間の結合を堅固で、しかもある一
    定の大きさを越える軸方向の力が加わった際には解除さ
    れて、部材同士の軸方向のスライドが可能となるような
    ものにするために、管材は、少なくともそれが受は入れ
    る部材と互いに重合する領域Ｂにおいて、この管材を少
    なくとも部分的に塑性永久変形させる、ステアリングシ
    ャフトの軸に対して垂直に作゛用する力を加えられ、受
    は入れられた部材に対し、ステアリングシャフトの回転
    方向に遊びがないように、かつ該部材の周壁に少なくと
    も部分的に接触しつつ、押しつけられるようにしたこと
    を特徴とする製造方法。 ｕＯ押圧力を加えるに先立ち、管材に受は入れられる方
    の部材の少なくとも重合領域Ｂに相当する部分に、長手
    方向に延びる溝、凹部もしくは条溝が、冷開成形等によ
    って設けられることを特徴とする特許請求の範囲第９項
    に記載の製造方法。 （１１）受は入れられる方の部材に中空のものを使用す
    る場合において、押圧力を加えるに先立ち、少なくとも
    押圧力の加えられる領域にわたって延びた石型が、この
    中空部材内に挿入されることを特徴とする特許請求の範
    囲第９項に記載の製造方法。 ０卸　受は入れられる方の部材に中実のものが使用され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第９項もしくは第１
    ０項に記載の製造方法。 （ｌ■　少なくとも２本の、互いに同軸に重ね合わされ
    た部材より形成され、前記部材のうちの少なくとも１本
    は管材に作られ、前記管材内に他方の部材の端部が挿入
    され、かつ軸方向ならびに半径方向の変位が防止された
    自動車等のかじ爪装置用ステアリングシャフトの製造方
    法であって、各部材間の結合を堅固で、しかもある一定
    の大きさを越える軸方向の力が加わった際には解除され
    て、部材同士の軸方向のスライドが可能となるようなも
    のにするだめに、管材は、少くともそれが受は入れる部
    材と互いに重合する領域Ｂにおいて少なくとも部分的に
    塑性永久変形させられ、一方、該管材に受は入れられる
    方の部材は別個に鍛造ならびに変形を施され、こうして
    別々に変形させられた部材を後で互いに接合するように
    したことを特徴とする製造方法。
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