CN103189263B - 转向柱及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明实现使中空圆管状的转向柱（10b）的一部分的厚度变薄的同时确保强度的构造。在铁类材料制的圆筒状部件（19）的前端部实施拉深加工，使前端面的内径比圆筒状部件（19）中的位于主体部分（18）的后端面所形成的部分的内径侧的部分的内径小。而且，将圆筒状部件（19）的偏前端部分***向模具（23）的外侧面（24）开口的***孔（25），使偏前端部分向模具（23）内突出。将轻合金的熔融金属送入模具（23），并成形主体部分（18）。从模具（23）取出之后，在圆筒状部件（19）中的向径向内侧突出的前端部内周缘和主体部分（18）之间的内径侧部分实施切削加工，使圆筒状部件（19）的至少偏前端部分的内径成为主体部分（18）的内径以上。

Description

转向柱及其制造方法

技术领域

本发明涉及构成汽车的转向装置的转向柱及其制造方法。

背景技术

作为用于对转向轮（除了叉车等特殊车辆以外，通常是前轮）赋予转向角的转向装置，广泛公知图12所示的构造。在该转向装置中，在被车身1支承的圆筒状的转向柱2的内径侧，能够旋转地支承有转向轴3。在相比转向柱2的后端开口向后方突出的转向轴3的后端部，固定有方向盘4。使方向盘4旋转时，该旋转经由转向轴3、万向节5a、中间轴6、万向节5b被传递到转向齿轮单元7的输入轴8。输入轴8旋转时，配置在转向齿轮单元7的两侧的一对拉杆9被推拉，对左右一对转向轮赋予与方向盘4的操作量相应的转向角。

在图12所示的构造中，为能够进行方向盘4的前后位置的调节，作为转向柱2及转向轴3使用了伸缩式的结构。另外，碰撞事故时，随着汽车与其他汽车等撞击的一次碰撞，发生驾驶员的身体与方向盘4碰撞的二次碰撞，在该二次碰撞时，用于在吸收冲击能量的同时使方向盘4向前方位移而实现驾驶员的保护的构造设置于转向柱2及转向轴3。具体来说，采用如下构造，即，将支承方向盘4的转向轴3以由于伴随着二次碰撞的向前方的冲击负荷能够向前方位移的方式支承于车身1。在图12所示的构造中，由外管11和内轴构成转向轴3，通过二次碰撞的冲击负荷，外管11能够在缩小转向轴3的全长的同时向前方位移，并且，由外柱10和内柱构成支承转向轴3的转向柱2，以外柱10能够在缩小转向柱2的全长的同时向前方位移的方式，将该外柱10支承于车身1。此外，构成这样的伸缩式的转向柱的外柱及内柱、以及构成转向轴的外管及内轴的前后位置也可以与图示的构造相反。

另一方面，作为汽车防盗的对策，在汽车上设置各种防盗装置。作为其中一种，广泛实施了只要不使用正规的钥匙就不能操作方向盘的转向锁定装置。图13表示作为转向锁定装置的一例的日本特开2008－265646号公报公开的构造。在转向锁定装置12中，在转向柱2a的一部分设置锁定单元13，并且在转向轴3a的一部分，在与锁定单元13关于轴向的相位一致的位置，外嵌固定有钥匙锁圈15，该钥匙锁圈15在周向的至少一个位置形成有卡合凹部14。而且，操作时（钥匙锁定时），构成锁定单元13的锁定销16的前端部穿过形成在转向柱2a的轴向中间部的锁定用通孔17，朝向转向柱2a的内径侧位移，而与卡合凹部14卡合，由此使转向轴3a的旋转实质上不能进行。

将这样的转向锁定装置12装入转向装置的情况下，在转向柱2a的外径侧设置有锁定单元13，在转向柱2a的内径侧设置有钥匙锁圈15。因此，为了能够旋转地将钥匙锁圈15配置在转向柱2a的内径侧，并且能够不使锁定销16的行程过大地可靠地使锁定销16和钥匙锁圈15卡合离开，需要至少减小装入了转向锁定装置12的部分的转向柱2a的外径，增大其内径，使该部分的转向柱2a的厚度变薄。

图14表示日本特开2007－223383号公报公开的构成转向柱的外柱10a。圆筒状的内柱的另一端部以能够在轴向上相对位移的状态内嵌在外柱10a的轴向一端部（图14的左端部）。外柱10a是铝合金、镁合金等轻合金制成的，通过铸造一体地形成，在轴向中间部设置有用于装入图13所示的转向锁定装置12的锁定用通孔17a。在使这样的外柱10a的厚度变薄的情况下，存在如下可能性，即，不能够充分地确保在使转向锁定装置12工作的状态下所需的外柱10a的强度。即，在使穿过锁定用通孔17a向外柱10a的内径侧突出的锁定销16与钥匙锁圈15的卡合凹部14（参照图13）卡合的状态下，在要以大的力使方向盘4（参照图12）旋转的情况下，过大的力施加在锁定用通孔17a的周缘部，该周缘部可能会变形。对此，虽然考虑到外柱10a由铁合金形成，但会发生转向柱整体的重量增大等问题。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2008－265646号公报

专利文献2：日本特开2007－223383号公报

发明内容

本发明鉴于上述情况，其目的是实现能够使转向柱的一部分的厚度变薄并且确保其整体强度的转向柱的构造。

本发明的转向柱的整体是圆筒状，其整体或一部分由柱用部件构成。该柱用部件具有：铝合金、镁合金等轻合金制的主体部分；铁合金制的圆筒状部件，该圆筒状部件为铁合金制，在上述主体部分的一侧端部内嵌固定有其另一侧端部，由此，该圆筒状部件在轴向上被结合在所述主体部分，其另一侧端部的端面的内径比其另一侧端部中的构成与所述主体部分的结合部的部分的内径小。此外，一侧是指转向柱的轴向的一侧，另一侧是指该轴向的相反侧。

优选的是，所述圆筒状部件的所述另一侧端部的内径为所述主体部分中的从所述结合部在轴向上离开的部分的内径以上。

另外，优选使设置在所述主体部分的所述一侧端部的内周面上的凸部和设置在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面上的凹部卡合。

或者，优选使设置在所述主体部分的所述一侧端部的内周面上的凹部和设置在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面上的凸部卡合。

在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面的轴向一部分，并且，由设置在其周向一部分上的向径向内侧凹陷的至少一个凹部构成所述凹部。但是，所述凹部优选为设置在周向的至少一个位置的轴向长的轴向凹槽。

代替地或者追加地，所述凹部还可以为设置在轴向的至少一个位置的周向长的周向凹槽。

另外，所述凹部还可以由通过在所述圆筒状部件的另一侧端部的外周面实施滚花加工而形成的滚花纹构成。

此外，本发明的转向柱适用于具有转向锁定装置的转向装置，在该情况下，在所述圆筒状部件的轴向中间部的一个位置设置构成转向锁定装置的锁定用通孔。

本发明的转向柱的制造方法的特征在于，通过以下工序得到所述柱用部件。即，具有：将所述圆筒状部件的所述另一侧端部插通于在模具的一侧端面开口的***孔，并使该圆筒状部件的所述另一侧端部向该模具内突出的工序；将型芯的一侧端部插通于该圆筒状部件的所述另一侧端部的工序；以及，将熔融金属送入所述模具，成形所述主体部分，由此，经由所述结合部沿轴向结合所述主体部分的所述一侧端部和所述圆筒状部件的所述另一侧端部，得到所述柱用部件的工序。此外，这些工序只要不发生矛盾，可以替换其顺序。

优选的是，本发明的转向柱的制造方法还具有如下工序，即，以使所述圆筒状部件的所述另一侧端部的端面的内径比所述主体部分中的从所述结合部沿轴向离开的部分的内径小的方式成形该主体部分，并且成形了该主体部分之后，在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的前端部的内径侧部分实施切削加工，使该圆筒状部件的所述另一侧的端面的内径为所述主体部分中的从所述结合部沿轴向离开的部分的内径以上。

在本发明的转向柱的制造方法的一方式中，在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面设置凹部，成形所述主体部分时，使所述熔融金属的一部分进入所述凹部，并在该主体部分的所述一侧端部的内周面形成与所述凹部卡合的凸部。所述凹部由所述轴向凹槽构成的情况下，优选通过切削加工形成该轴向凹槽，另外，所述凹部由所述周向凹槽构成的情况下，优选通过车削加工形成该周向凹槽。另一方面，在本发明的转向柱的制造方法的其他方式中，在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面设置凸部，成形所述主体部分时，使所述熔融金属的一部分进入所述凸部的周边部分，并在该主体部分的所述一侧端部的内周面形成与所述凸部卡合的凹部。

更优选的是，本发明的转向柱的制造方法还具有如下工序，即，将所述圆筒状部件的所述另一侧端部插通于所述模具的***孔以前，在该圆筒状部件的所述另一侧端部的前端部实施拉深加工，使该圆筒状部件的所述另一侧端面的内径比该圆筒状部件的所述另一侧端部中的构成与所述主体部分的结合部的部分的内径小，与此同时，在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面设置所述轴向凹槽。

在所述凹部特别地由向所述径向内侧凹陷的至少一个凹部构成的情况下，还可以在所述圆筒状部件的另一侧端部外周面实施冲压加工来形成所述凹部。

像这样，本发明的转向柱是整体为中空圆筒状的转向柱，其特征在于，构成该转向柱的至少一部分的柱用部件具有：轻合金制的主体部分；铁合金制的圆筒状部件，该铁合金制的圆筒状部件比通过在所述主体部分的一侧端部内嵌固定有其另一侧端部而在轴向上被结合于所述主体部分的所述主体部分厚度薄。所述圆筒状部件的所述另一侧端部的内径成为所述主体部分中的从该主体部分和所述圆筒状部件的结合部在轴向上离开的部分的内径以上，并且，除了在所述圆筒状部件的所述前端部的前端部的内周缘及其后端部卡定轴承的部分以外，该圆筒状部件的厚度实质上是一定的。

本发明的转向装置的特征在于，具有：支承于车身的转向柱；能够旋转地支承于该转向柱的内径侧的转向轴；转向锁定装置，该转向锁定装置设置在上述转向柱和转向轴之间，在工作时实质上阻止该转向轴在该转向柱内旋转，尤其是，作为该转向柱使用本发明的转向柱。

发明的效果

根据本发明的转向柱，能够使转向柱的一部分的厚度变薄，同时确保该转向柱的强度。即，由于构成该转向柱的柱用部件的偏一侧部分由铁合金制的圆筒状部件构成，所以即使该偏一侧部分的厚度变薄，也能够确保该偏一侧部分的强度。另一方面，关于所述柱用部件的偏另一侧部分，由于由铝合金、镁合金等轻合金制的主体部分构成，所以转向柱整体的重量不会过度地增大。

另外，构成所述转向柱的柱用部件的构成所述偏一侧部分的所述圆筒状部件中的至少另一侧端部的内径，能够比除了该另一侧端部的前端部以外的、所述主体部分中的从与所述圆筒状部件的结合部沿轴向离开的部分的内径大。而且，切削加工这些主体部分和圆筒状部件的结合部的内径时，除了其另一侧端部的前端部，不切削厚度薄的圆筒状部件，因此能够防止所述圆筒状部件的强度降低。

而且，本发明的转向柱不会导致复杂的构造，从而能够效率好且低成本地进行工业生产。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的第一例的、按工序表示转向柱的柱用部件的制造方法的局部剖视图。

图2（A）是以在前端部实施拉深加工以前的状态表示从第一例取出的圆筒状部件的上半部剖视图，图2（B）是以在前端部实施了拉深加工的状态表示图2（A）所示的圆筒状部件的上半部剖视图。

图3是用于说明不实施本发明的制造方法的情况下的问题的剖视图。

图4（a）是表示本发明的实施方式的第二例的与图2同样的图，图4（b）是表示本发明的实施方式的第三例的与图2同样的图，图4（c）是表示本发明的实施方式的第四例的与图2同样的图。

图5是表示本发明的实施方式的第五例的与图2同样的图。

图6（A）是表示本发明的实施方式的第六例的与图2（A）同样的图，图6（B）是关于第六例的与图2（B）同样的图，图6（C）是图6（B）所示的圆筒状部件的侧视图，图6（D）是图6（C）的A－A剖视图。

图7是表示本发明的实施方式的第七例的与图6同样的图。

图8是表示本发明的实施方式的第八例的与图6同样的图。

图9是表示本发明的实施方式的第九例的与图6同样的图。

图10是表示本发明的实施方式的第十例的、表示转向装置的侧视图。

图11是从图10的上方观察的俯视图。

图12是以局部剖切的状态表示以往公知的转向装置的一例的立体图。

图13是表示转向锁定装置的以往构造的一例的简略剖视图。

图14是表示设有锁定用通孔的转向柱的以往构造的一例的侧视图。

具体实施方式

［实施方式的第一例］

图1～图2表示本发明的实施方式的第一例。此外，包含本例在内，本发明的特征在于，能够在工业上实现如下转向柱的构造，即，即使作为构成转向柱的柱用部件的、外柱10b的后半部（图1的右侧）的厚度变薄，也能够确保其强度的转向柱的构造。其他部分的构造及作用与以往的转向柱及其制造方法相同，因此省略或简化与相同部分相关的图示以及说明，以下以本例的特征部分为中心进行说明。

本例的情况下，外柱10b是通过在轴向上结合由铝合金、镁合金等轻合金制成的主体部分18和由碳素钢等铁合金制成的圆筒状部件19而构成的。即，在主体部分18的一侧端部即后端部（图1的右侧），内嵌结合有圆筒状部件19的另一侧端部即前端部20（图1的左侧）。因此，主体部分18构成外柱10b的前半部，圆筒状部件19构成外柱10b的后半部。此外，主体部分18是指转向柱或外柱10b中的具有用于支承固定在车身上的构造的部分。另外，一侧是指转向柱的轴向的一侧，另一侧是指该轴向的相反侧，在图示的例子中，车身后方侧与一侧相当，车身前方侧与另一侧相当。但是，在本发明中，圆筒状部件被结合在主体部分的前方的情况下，车身前方侧成为一侧，车身后方侧成为另一侧。而且，在主体部分的两侧结合有圆筒状部件的构造也包含于本发明。

为制造本例的转向柱，在圆筒状部件19的前端部20的前端部实施拉深加工，由此，圆筒状部件19的另一侧端部的端面即前端面21的内径，变得比圆筒状部件19的前端部20中的构成与主体部分18的结合部的部分、即圆筒状部件19的前端部20中的未实施所述拉深加工的部分小。在该部分中，包括圆筒状部件19的前端部20中的位于形成有主体部分18的一侧端部的端面即后端面的部分（后述的铸造时，模具23的内侧端面（图1中的模具23的前端部的左侧面）所位于的部分）的内径侧的部分、和圆筒状部件19的前端部20中的在其外周面上形成有凹部22的部分。在本例中，通过在圆筒状部件19的前端部20的外周面的周向的多个位置（图示的例子中是4个位置）实施冲压加工，而设置凹部22。圆筒状部件19的前端部20如图1（A）所示地插通并内嵌于在模具23的一侧端面即端面（图1中的模具23的前端部的右侧面）24开口的***孔25，使圆筒状部件19的前端部20向模具23内突出。此外，该模具23的划分出***孔25的内周面的形状与通过本例的制造方法得到的主体部分18的外形一致。

而且，从另一侧（端面24的轴向相反侧）将型芯26***模具23的***孔25内，使型芯26的一侧端部即前端部27插通并内嵌于圆筒状部件19的前端部20。此时，使设置在型芯26的前端部27和基端部28之间的阶梯面29与圆筒状部件19的前端面21对接。因此，模具23的内部空间被模具23的内周面及内侧侧面、圆筒状部件19的前端部20的前端面21及外周面、以及型芯26的外周面划定。此外，本例的情况下，由于使圆筒状部件19的前端面21成为与型芯26的阶梯面29对接的对象面，所以如图2（A）所示地，在圆筒状部件19的前端部实施拉深加工以前的状态下，在圆筒状部件19的前端部20的前端外周缘设置有锥面部30，该锥面部30向越趋向前端、外径尺寸越小的方向倾斜。通过在设有这样的锥面部30的圆筒状部件19的前端部20的前端部实施拉深加工，如图2（B）所示，使圆筒状部件19的前端面21成为与阶梯面29平行的面，并且使前端部20的前端部的内周缘向径向内侧突出（使圆筒状部件19的前端面21的内径比圆筒状部件19的前端部20中的位于主体部分18的后端面所形成的部分的内径侧的部分的内径、以及在其外周面形成有凹部22的部分的内径小）。

在将型芯26的阶梯面29对接于圆筒状部件19的前端面21上的状态下，将铝合金、镁合金等轻合金的熔融金属送入模具23内，由此，主体部分18的后端部和圆筒状部件19的前端部20在轴向上结合，形成主体部分18。此时，熔融金属的一部分进入圆筒状部件19的凹部22，由此，在主体部分18的后端部内周面上形成凸部31。此外，在本例中，主体部分18的后端部和圆筒状部件19的前端部的结合部通过这些部分的嵌合以及凹部22和凸部31的卡合而形成。但是，通过任意一方形成该结合部的构造都包含于本发明。此外，为能够自由旋转地将内轴插通于圆筒状部件19的内径侧，在圆筒状部件19的后端部设置有滚动轴承33（参照图13）。因此，在本例中，通过在圆筒状部件19的后端部实施拉深加工而设置小径部34，在该小径部34的内周面上实施切削加工，从而设置阶梯部38，将构成滚动轴承33的外环内嵌固定于阶梯部38。

将通过主体部分18的成形而得到的外柱10b从模具23取出之后，在圆筒状部件19中的比主体部分18的内周面向径向内侧突出的前端部20的前端部的内周缘实施切削加工，使圆筒状部件19的至少偏前端部分（除了为内嵌并固定用于自由旋转地将内柱32插通于外柱10b的内径侧的、滚动轴承33的外环而形成的小径部34以外的部分）的内径成为从主体部分18中的主体部分18和圆筒状部件19的结合部（外嵌于圆筒状部件19的前端部20的部分）沿轴向离开的部分的内径以上。此外，在从该结合部沿轴向离开的部分中的主体部分18的内径收敛于圆筒状部件19的偏前端部分的内径以下的范围内，还能够在主体部分18中的与结合部在轴向上相邻的部分的内径侧部分实施切削加工。通过这样的切削加工，在插通内柱32的主体部分18的内周面和圆筒状部件19的前端缘之间，不存在朝向前方的阶梯面，在二次碰撞时顺畅地进行外柱10b的向前方的位移，能够在碰撞事故时充分地保护驾驶员。另外，还在主体部分18的后端部中的与结合部相邻的部分的内径侧部分实施切削加工，这是为使加工变得容易的简单方法，这样的切削加工实质上可以评价为仅在圆筒状部件19的前端部内周缘实施切削加工。此外，在本例中，在圆筒状部件19的前端部20的内周面，存在于与凹部22对应的部分的突起的内切圆的直径预先成为从主体部分18中的主体部分18和圆筒状部件19的结合部沿轴向离开的部分的内径以上，所以，无论对于这些突起是否进行了切削加工，这些突起的前端相比于主体部分18的内周面都不会向径向内侧突出。

本例的转向柱的情况下，构成转向柱的外柱10b中的装入了转向锁定装置12（参照图13）的后半部的厚度变薄，并能够确保强度。即，外柱10b的后半部由容易确保强度的铁合金制的圆筒状部件19构成。因此，为安装锁定单元13和钥匙锁圈15，使构成该后半部的圆筒状部件19的厚度薄到主体部分18的厚度的0.4～0.75倍左右，优选为0.5～0.7倍左右，为插通锁定销16，即使设置锁定用通孔17，也能够确保包含圆筒状部件19的外柱10b的强度。另一方面，由于包含柱用部件的转向柱中的除了圆筒状部件19以外的部分（外柱10b中的主体部分18及内柱）由铝合金、镁合金等轻合金制成，并且使圆筒状部件19的厚度变薄，因此转向柱的重量不会过度地增大。

另外，由于使形成在圆筒状部件19的前端部20的外周面上的凹部22、和形成在主体部分18的后端部的内周面上的凸部31卡合，所以能够确保主体部分18和圆筒状部件19的轴向的结合强度。另外，关于周向，在使锁定销16与钥匙锁圈15的卡合凹部14卡合的状态下，即使欲以大的力使方向盘4旋转，通过凹部22和凸部31的卡合，也能够提高主体部分18和圆筒状部件19的结合部的扭转刚性。此外，代替在圆筒状部件19的前端部20的外周面上向径向内侧凹陷的凹部22，也可以设置向径向外侧突出的凸部，使其与设置在主体部分18的后端部的内周面上的凹部卡合。

另外，在圆筒状部件19的前端部20的前端部实施拉深加工，在使圆筒状部件19的前端面21的内径比圆筒状部件19的前端部20中的位于形成主体部分18的后端面的部分的内径侧的部分的内径小的状态下，通过铸造形成主体部分18。因此，能够有效地实现主体部分18和圆筒状部件19的结合部的强度确保。使用图1和图3说明在使圆筒状部件19的前端面21的内径比圆筒状部件19中的位于形成主体部分18的后端面的部分的内径侧的部分的内径尺寸小的状态下，形成主体部分18的优点。图3表示如下参考例，即，圆筒状部件19a的前端面的内径不比圆筒状部件19a中的位于形成主体部分18a的后端面的部分的内径侧的部分的内径小地，在轴向上结合主体部分18a和圆筒状部件19a，再使圆筒状部件19a的内径成为主体部分18a的内径以上，从而制造外柱10c。如图1中说明的那样，铸造主体部分18、18a时，为防止熔融金属漏出，需要用于对接型芯26的阶梯面29的对象面。本发明的情况下，该对象面即圆筒状部件19的前端面21的内径比圆筒状部件19中的位于形成主体部分18的后端面的部分的内径侧的部分的内径、以及在其外周面形成有凹部22的部分的内径小。

在参考例中，圆筒状部件19a的前端面21a的内径与圆筒状部件19a中的位于形成主体部分18a的后端面的部分的内径侧的部分的内径相同。在这样的条件下，如图3（A）所示，使主体部分18a的靠后端部分的内周面卡合于圆筒状部件19a的偏前端部分的外周面，并且通过铸造成形主体部分18a。然后，由于圆筒状部件19a的内径为主体部分18a的内径以上，所以如图3（B）所示，在主体部分18a和圆筒状部件19a的结合部中，在圆筒状部件19a的前端部20a的内径侧部分实施切削加工。此时，由于圆筒状部件19a的前端面21a的内径不比圆筒状部件19a中的位于形成主体部分18a的后端面的部分的内径侧的部分的内径小，所以不仅圆筒状部件19a中的主体部分18a和圆筒状部件19a的结合部（形成主体部分18a的后端面的部分）的内径侧部分，位于比该结合部靠后端侧的部分的内径侧部分也被切削。由于圆筒状部件19a的厚度薄，所以其偏前端部分的内径侧部分被切削时，在结合部及位于比结合部靠后端侧的部分，圆筒状部件19a的厚度过度地变薄，不能确保结合部的结合强度及位于比结合部靠后端侧的部分的扭转强度和弯曲强度。

另一方面，本例的构造的情况下，在主体部分18和圆筒状部件19的结合部的内径侧部分实施切削加工的情况下，实施该切削加工的部分仅有圆筒状部件19的前端部20的前端部的内周缘、和主体部分18的内径侧部分中的与主体部分18和圆筒状部件19的结合部相邻地设置的部分。包含圆筒状部件19中的位于比结合部靠后端侧的部分在内，不需要切削结合部中的除了前端部20的前端部以外的部分。因此，如图1（C）所示，即使在切削了圆筒状部件19的前端部20的前端部的内周缘的状态下，也能够充分地确保主体部分18和圆筒状部件19的结合部的强度及圆筒状部件19的扭转强度和弯曲强度。

另外，在圆筒状部件19的前端部20的前端部的内周缘实施切削加工，使圆筒状部件19的偏前端部分的内径成为主体部分18中的从结合部沿轴向离开的部分的内径以上。在这样的外柱10b的前端部（图1的左端部），以在轴向上能够位移的状态内嵌圆筒状的内柱32，构成伸缩式的转向柱。外柱10b的内径从前侧（图1的左侧）开始按照主体部分18、圆筒状部件19的顺序变大，因此，伴随方向盘的前后位置调节和二次碰撞，在外柱10b相对于内柱32向轴向前方相对位移时，内柱32的后端缘与从外柱10b的内周面突出的部分干涉，能够抑制方向盘向前方的位移被妨碍的可能性。此外，关于小径部34的轴向位置，即使在二次碰撞发生了的状态下，内柱32的后端缘也不与小径部34的内周面干涉。

另外，在制造时，由于使圆筒状部件19的前端面21的内径比圆筒状部件19中的位于形成主体部分18的后端面的部分的内径侧的部分小，所以，将轻合金的熔融金属送入模具23而形成主体部分18时，熔融金属不进入圆筒状部件19的内周面侧，防止圆筒状部件19的内周面因轻合金的附着而变成粗糙的面。

［实施方式的第二例～第四例］

图4表示本发明的实施方式的第二例～第四例。此外，在图4（a）～图4（c）的任意一个中，（A）表示在前端部20的前端部实施加工以前的状态，（B）表示该加工后的状态。在这些例子的情况下，圆筒状部件19b～19d的形状与实施方式的第一例的情况不同。首先，在图4（a）所示的第二例的情况下，在圆筒状部件19b的前端部20的前端部实施拉深加工以前的状态下，不设置实施方式的第一例那样的锥面部30（参照图2）。因此，当在圆筒状部件19b的前端部20的前端部实施拉深加工时，圆筒状部件19b的前端缘成为随着径向中间部趋向前方而变尖的形状。即使在该情况下，如果型芯26的阶梯面29（参照图1）的径向尺寸充分大，也不发生特别的问题。另外，在圆筒状部件19b的前端部20的前端部实施了拉深加工之后，在该前端缘实施切削加工，也能够使圆筒状部件19b的前端面成为与阶梯面29平行的面。

另外，在图4（b）所示的第三例的情况下，通过在圆筒状部件19c的前端部20的前端部实施拉深加工，在前端部20的前端部设置有内径比圆筒状部件19c中的形成位于主体部分18的后端面的部分的内径侧的部分小的小径部35。另外，在图4（c）所示的第四例的情况下，通过在圆筒状部件19d的前端部20的前端部实施弯曲加工，在圆筒状部件19d的前端缘设置向内凸缘状的圆轮部36。除了圆筒状部件19b～19d的前端部20的前端部的形状不同这点以外的结构及作用与实施方式的第一例相同。

［实施方式的第五例］

图5表示本发明的实施方式的第五例。本例的情况下，通过遍及全周地将圆筒状部件19e的前端缘弯曲成形为截面圆弧状，在该圆筒状部件19e的前端部20的前端部设置有突片部37，该突片部37与圆筒状部件19e的前端部20中的位于形成主体部分18（参照图1）的后端面的部分的内径侧的部分相比内径小且外径大。另外，在突片部37的偏外径部分的周向的至少一个位置设有切口部40。铸造主体部分18时，使型芯26的阶梯面29（参照图1）与突片部37对接。突片部37的内径侧半部在主体部分18的铸造后被削掉。在铸造了主体部分18之后的状态下，通过突片部37的外径侧半部和主体部分18的卡合，确保轴向的结合强度。另外，在突片部37的外径侧半部中，通过切口部40和进入了切口部40内的主体部分18的卡合，确保周向的结合强度。

在本例中，为在圆筒状部件19e的内径侧设置构成滚动轴承33（参照图13）的外环，在圆筒状部件19e的后端部的周向多个位置实施冲压加工，由此，设置向圆筒状部件19e的内周面突出的卡定部39，并使构成滚动轴承33的外环卡定于卡定部39。其他部分的结构及作用与实施方式的第一例相同。

［实施方式的第六例］

图6表示本发明的实施方式的第六例。本例的情况下，在圆筒状部件19f的前端部20的外周面的轴向多个位置（图示的例子中是3个位置），遍及全周地设置有周向凹槽41。另外，在圆筒状部件19f的前端部外周面的周向多个位置，设置有轴向长的轴向凹槽42。在圆筒状部件19f的前端部20的前端部实施拉深加工，刚性变高，因此，抑制被加工部位即圆筒状部件19f的前端部的外周面大幅度弹性变形。因此，例如，在圆筒状部件19f的前端部外周面，在通过车削加工形成周向凹槽41并通过切削加工形成轴向凹槽42时，能够容易且高精度地形成周向凹槽41及轴向凹槽42。另外，以规定的长度通过车削加工切断纵长的管材来制造圆筒状部件19f时，在同一工序内，还能够在中途不拆下卡盘地实施所谓一次装卡的车削加工，由此形成周向凹槽41。该情况下，由于制造工序的削减，能够削减制造成本。

将圆筒状部件19f配置于模具23，在送入轻合金的熔融金属并成形主体部分18（参照图1）时，将熔融金属的一部分送入周向凹槽41及轴向凹槽42内，在主体部分18的后端部内周面形成周向突条及轴向突条。本例的情况下，通过周向凹槽41和周向突条的卡合，确保主体部分18和圆筒状部件19f的轴向的结合强度，通过轴向凹槽42和轴向突条的卡合，确保主体部分18和圆筒状部件19f的扭转刚性（防止这些部件的相对旋转）。此外，本例也能够与实施方式的第二例～第四例中的任意一个的构造组合实施。其他部分的结构及作用与实施方式的第一例相同。

［实施方式的第七例］

图7表示本发明的实施方式的第七例。本例的情况下，在圆筒状部件19g的前端部外周面中的、设置在周向多个位置的轴向凹槽42a的轴向中间部一个位置，遍及全周地设有周向凹槽41a。这样的周向凹槽41a是通过向径向内侧推压圆筒状部件19g的前端部20的外周面而使其塑性变形的滚轧加工或冲压加工而设置的。另外，轴向凹槽42a是通过在圆筒状部件19g的前端部20实施滚轧加工或拉深加工而设置的。通过塑性变形设置周向凹槽41a及轴向凹槽42a，由此，能够将被加工部位的板厚的减小抑制得小，防止纤维流（纤维状金属组织）被切断。因此，即使圆筒状部件19g的板厚薄，也能够确保与主体部分18（参照图1）的结合部中的圆筒状部件19g的刚性。

另外，在圆筒状部件19g的前端部20的前端部实施拉深加工时，也能够同时通过拉深加工形成轴向凹槽42a。该情况下，通过制造工序的削减，能够削减制造成本。此外，在通过冲压加工形成周向凹槽41a并通过拉深加工形成轴向凹槽42a的情况下，在圆筒状部件19f的前端部20的内周面，存在于与周向凹槽41a及轴向凹槽42a对应的部分的突条的内切圆的直径成为主体部分18中的从主体部分18和圆筒状部件19的结合部沿轴向离开的部分的内径以上，这些突条的前端部相比于主体部分18的内周面不向径向内侧突出。其他部分的结构及作用与实施方式的第六例相同。

［实施方式的第八例］

图8表示本例的实施方式的第八例。在本例的情况下，在圆筒状部件19h的前端部20的外周面中的、与设置在周向多个位置的轴向凹槽42b和形成有该轴向凹槽42b的部分的轴向后侧邻接的部分的一个位置，遍及全周地设有周向凹槽41b。其他部分的结构及作用与实施方式的第七例相同。

［实施方式的第九例］

图9表示本发明的实施方式的第九例。本例的情况下，通过在圆筒状部件19i的前端部20的外周面实施滚花加工，在该圆筒状部件19i的前端部20的外周面设置凹凸面部43。通过滚花加工形成的滚花纹也可以采用平纹（直线图案）或斜纹（螺旋图案），如图9（C）所示，优选为相对于周向及轴向中的任意一个倾斜（相对于轴向的倾斜角度为10°～80°，优选为30°～60°，最优选为45°）的微小凹槽以网眼状交叉的双斜纹。即，通过采用双斜纹滚花纹，圆筒状部件19i和主体部分18（参照图1）的扭转刚性变大，能够防止这些圆筒状部件19i和主体部分18的相对旋转，还能够增大圆筒状部件19i和主体部分18的轴向的结合强度，并能够防止圆筒状部件19i从主体部分18脱落。

另外，还能够通过滚轧加工形成滚花纹，但优选通过切削加工形成。即，在薄壁的管材即圆筒状部件19i的前端部外周面通过滚轧加工形成滚花纹的情况下，通过滚轧工具的推压，被加工部位即圆筒状部件19i的前端部外周面可能变形（应变）。与之相对，通过由切削加工形成滚花纹，能够防止被加工部位在加工时变形，能够容易且高精度地形成凹凸面部43。作为通过这样的切削加工形成滚花纹的方法，例如能够使用山田工程株式会社制的Quick滚花工具。

本例的情况下，由于通过滚花加工形成用于实现圆筒状部件19i和主体部分18的相对旋转的防止及圆筒状部件19i从主体部分18的脱落的防止的凹凸面部43，所以能够确保主体部分18和圆筒状部件19i的结合部中的圆筒状部件19i的板厚，并能够确保结合部的刚性。即，如实施方式的第六例那样，通过车削加工形成周向凹槽41，并通过切削加工形成轴向凹槽42的情况下，如果圆筒状部件19的板厚不足够，则与主体部分18的结合部中的圆筒状部件19的板厚变薄，存在不能充分地确保结合部的刚性的可能性。与之相对，在本例的情况下，在圆筒状部件19i的前端部外周面，形成由深度浅的大量的微小凹槽构成的滚花纹，由此实现相对旋转的防止及脱落的防止。因此，即使是薄壁的圆筒状部件19i，也能够抑制结合部的刚性变低的情况。其他部分的结构及作用与实施方式的第一例相同。

［实施方式的第十一例］

图10及图11表示本发明的实施方式的第十一例。本例是本发明的转向装置的一例。该转向装置成为具有伸缩机构的冲击吸收式转向装置。在该转向装置中，将内柱32a的后端部以外柱10d和内柱32a能够相互沿轴向位移的状态内嵌于外柱10d的前端部。在内柱32a的前端部，结合固定有用于收纳构成电动式动力转向装置的减速器等的外壳44。将支承外柱10d的后侧托架45、和设置在外壳44的前端部左右两侧的前侧托架46结合固定在车身上，由此，相对于车身支承这样的转向柱2b。本例的情况下，构成转向柱2b的外柱10d采用包含本发明的实施方式的第一例～第十例中的任意的柱用部件的转向柱。

在本例的转向装置中还装入图13所记载的转向锁定装置。在转向锁定装置工作时，转向轴3在转向柱2b内旋转的情况实质上被阻止。此外，实质上被阻止是指，在钥匙锁定时，在使卡合凹部14和锁定销16（参照图13）的前端部卡合的状态下，以规定以上的力、具体来说是超过根据钥匙锁定规则规定的值的力使方向盘4（参照图12）旋转的情况下，允许转向轴3相对于钥匙锁圈15进而相对于转向柱2b旋转。但是，为了向转向轮赋予所期望的转向角，以通常的驾驶姿势操作方向盘4的程度的力，转向轴3不会旋转。另外，本发明的柱用部件不限于上述的具有伸缩机构的转向柱的外柱，还能够适用于不具有伸缩机构的转向柱。

附图标记的说明

1车身

2、2a～2b  转向柱

3、3a转向轴

4方向盘

5a、5b  万向节

6中间轴

7转向齿轮单元

8输入轴

9拉杆

10、10a～10d 外柱

11外管

12转向锁定装置

13锁定单元

14卡合凹部

15钥匙锁圈

16锁定销

17、17a  锁定用通孔

18、18a  主体部分

19、19a～19i  圆筒状部件

20前端部

21前端面

22凹部

23模具

24端面

25***孔

26型芯

27前端部

28基端部

29阶梯面

30锥面部

31凸部

32、32a  内柱

33滚动轴承

34小径部

35小径部

36圆轮部

37突片部

38阶梯部

39卡定部

40切口部

41、41a、41b  周向凹槽

42、42a、42b  轴向凹槽

43凹凸面部

44外壳

45后侧托架

46前侧托架

Claims (18)

1.一种转向柱，是整体为中空圆筒状的转向柱，其特征在于，

构成该转向柱的至少一部分的柱用部件具有：

轻合金制的主体部分；

铁合金制的圆筒状部件，该铁合金制的圆筒状部件将其另一侧端部内嵌固定于所述主体部分的一侧端部，由此，在轴向上被结合于所述主体部分，其另一侧端部的端面的内径比其另一侧端部中的构成与所述主体部分的结合部的部分的内径小，

该柱用部件以下述方式获得：

在所述主体部分的所述一侧端部的内周面设置有凸部或凹部，并且，在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面设置有与所述主体部分的凸部或凹部卡合的凹部或凸部，

在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面形成所述凹部或凸部，

将所述圆筒状部件的所述另一侧端部插通于在模具的一侧端面开口的***孔，并使该圆筒状部件的所述另一侧端部向该模具内突出，

将型芯的一侧端部插通于该圆筒状部件的所述另一侧端部，

将熔融金属送入所述模具，并成形所述主体部分，由此，在该主体部分的所述一侧端部的内周面形成所述凸部或所述凹部，并且经由所述结合部在轴向上结合所述主体部分的所述一侧端部和所述圆筒状部件的所述另一侧端部。

2.如权利要求1所述的转向柱，其特征在于，所述凹部是设置在周向的至少一个位置的轴向长的轴向凹槽。

3.如权利要求1所述的转向柱，其特征在于，所述凹部是设置在轴向的至少一个位置的周向长的周向凹槽。

4.如权利要求1所述的转向柱，其特征在于，在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面设置有所述凹部。

5.如权利要求1所述的转向柱，其特征在于，所述圆筒状部件的另一侧端部的内径为所述主体部分中的从所述结合部在轴向上离开的部分的内径以上。

6.如权利要求1所述的转向柱，其特征在于，在所述圆筒状部件的另一侧端部的前端部实施拉深加工或成为截面圆弧状的弯曲成形，并且在该另一侧端部的前端部的内径侧部分实施切削加工。

7.如权利要求6所述的转向柱，其特征在于，在所述圆筒状部件的另一侧端部中的除了所述前端部之外的部分没有实施切削加工。

8.如权利要求1所述的转向柱，其特征在于，在所述圆筒状部件的轴向中间部的一个位置，设置有构成转向锁定装置的锁定用通孔。

9.一种转向柱的制造方法，是权利要求1记载的转向柱的制造方法，其特征在于，具有以下工序：

在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面形成所述凹部或凸部，

将所述圆筒状部件的所述另一侧端部插通于在模具的一侧端面开口的***孔，并使该圆筒状部件的所述另一侧端部向该模具内突出，

将型芯的一侧端部插通于该圆筒状部件的所述另一侧端部，

将熔融金属送入所述模具，并成形所述主体部分，由此，在该主体部分的所述一侧端部的内周面形成所述凸部或所述凹部，并且经由所述结合部在轴向上结合所述主体部分的所述一侧端部和所述圆筒状部件的所述另一侧端部，得到所述柱用部件。

10.如权利要求9所述的转向柱的制造方法，其特征在于，还具有如下工序，即，以使所述圆筒状部件的所述另一侧端部的端面的内径比所述主体部分中的从所述结合部沿轴向离开的部分的内径小的方式成形该主体部分，并且成形了该主体部分之后，在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的前端部的内径侧部分实施切削加工，使该圆筒状部件的另一侧的端面的内径为所述主体部分中的从所述结合部沿轴向离开的部分的内径以上。

11.如权利要求9所述的转向柱的制造方法，其特征在于，在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面设置凹部，成形所述主体部分时，使所述熔融金属的一部分进入所述凹部，并在该主体部分的所述一侧端部的内周面形成凸部。

12.如权利要求11所述的转向柱的制造方法，其特征在于，所述凹部是设置在周向的至少一个位置的轴向长的轴向凹槽，通过切削加工形成该轴向凹槽。

13.如权利要求12所述的转向柱的制造方法，其特征在于，还具有如下工序：将所述圆筒状部件的所述另一侧端部插通于所述模具的***孔以前，在该圆筒状部件的所述另一侧端部的前端部实施拉深加工，使该圆筒状部件的另一侧端面的内径比该圆筒状部件的另一侧端部中的构成与所述主体部分的结合部的部分的内径小，同时，在所述圆筒状部件的另一侧端部外周面设置所述轴向凹槽。

14.如权利要求11所述的转向柱的制造方法，其特征在于，所述凹部是设置在轴向的至少一个位置的周向长的周向凹槽，通过车削加工形成该周向凹槽。

15.如权利要求11所述的转向柱的制造方法，其特征在于，所述凹部由形成在所述圆筒状部件的所述另一侧端部的外周面上的滚花纹构成，通过在所述另一侧端部的外周面实施滚花加工而形成该滚花纹。

16.如权利要求11所述的转向柱的制造方法，其特征在于，通过在所述圆筒状部件的另一侧端部的外周面实施冲压加工而形成所述凹部。

17.如权利要求9所述的转向柱的制造方法，其特征在于，在所述圆筒状部件的另一侧端部外周面设置有凸部，将熔融金属送入所述模具，成形所述主体部分时，使该熔融金属的一部分进入所述凸部的周边部分，并在该主体部分的一侧端部内周面形成凹部。

18.一种转向装置，其特征在于，该转向装置具有：支承于车身的转向柱；能够旋转地支承于该转向柱的内径侧的转向轴；转向锁定装置，该转向锁定装置设置在所述转向柱和所述转向轴之间，在工作时实质上阻止该转向轴在该转向柱内旋转，所述转向柱是权利要求8记载的转向柱。