JP2013184600A - Method for producing steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ステアリングホイールの操作により操舵輪に舵角を付与する為の自動車用ステアリング装置の製造方法の改良に関する。具体的には、一部に溶接部を有する中空管を用いてハイドロフォーム工法によりステアリングコラムを成形する場合に、このステアリングコラムを車体に対し安定して支持する事ができて、更にこのステアリングコラムに割れ及び曲がり等が発生する事を防止できる製造方法を実現するものである。 The present invention relates to an improvement in a method of manufacturing an automobile steering device for imparting a steering angle to a steered wheel by operating a steering wheel. Specifically, when a steering column is formed by a hydroform method using a hollow tube having a welded part, the steering column can be stably supported with respect to the vehicle body. A manufacturing method capable of preventing the column from being cracked or bent is realized.
自動車用の操舵装置は、図11に示す様に構成して、ステアリングホイール1の回転をステアリングギヤユニット2の入力軸3に伝達し、この入力軸3の回転に伴って左右1対のタイロッド4、4を押し引きして、前車輪に舵角を付与する様にしている。前記ステアリングホイール1は、ステアリングシャフト5の後端部に支持固定されており、このステアリングシャフト5は、円筒状のステアリングコラム6を軸方向に挿通した状態で、このステアリングコラム6に回転自在に支持されている。又、前記ステアリングシャフト5の前端部は、自在継手7を介して中間シャフト8の後端部に接続し、この中間シャフト8の前端部を、別の自在継手9を介して、前記入力軸3に接続している。
The steering apparatus for an automobile is configured as shown in FIG. 11, and transmits the rotation of the
この様な操舵装置で、運転者の体格や運転姿勢に応じて、前記ステアリングホイール1の上下位置を調節する為のチルト機構や、前後位置を調節する為のテレスコピック機構が、従来から広く知られている。このうちのチルト機構を構成する為に、前記ステアリングコラム6を車体10に対して、幅方向(幅方向とは、車体の幅方向を言い、左右方向と一致する。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。)に設置した枢軸11を中心とする揺動変位を可能に支持している。又、前記ステアリングコラム6の軸方向中間部に固定したコラム側ブラケットを、前記車体10に支持した車体側ブラケット12に対して、上下方向及び前後方向(前後方向とは、車体の前後方向を言う。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。)の変位を可能に支持している。このうち、前後方向の変位を可能とするテレスコピック機構を構成する為に、前記ステアリングコラム6を、アウタコラム13とインナコラム14とをテレスコープ状に伸縮自在に組み合わせた構造とし、前記ステアリングシャフト5を、アウタチューブ15とインナシャフト16とを、スプライン係合等により、トルク伝達自在に、且つ、伸縮自在に組み合わせた構造としている。尚、図示の例は、電動モータ17を補助動力源として前記ステアリングホイール1を操作する為に要する力の低減を図る、電動式パワーステアリング装置も組み込んでいる。
With such a steering device, a tilt mechanism for adjusting the vertical position of the
チルト機構やテレスコピック機構の場合、電動式のものを除き、調節レバー18(図12参照)の操作に基づいて、前記ステアリングホイール1の位置を調節可能な状態としたり、調節後の位置に固定できる様にしている。例えば特許文献1には、図12〜14に示す様に構成される、チルト機構、及びテレスコピック機構を備えたステアリング装置が記載されている。このステアリング装置の場合、図11に記載した構造と異なり、ステアリングコラム6aを単一の筒状の部材により構成している。又、このステアリングコラム6aの前端部に第一のコラム側ブラケット19を、中間部に特許請求の範囲のコラム側ブラケットに相当する第二のコラム側ブラケット20を、それぞれ前記ステアリングコラム6aと一体に設けている。
In the case of a tilt mechanism or a telescopic mechanism, the position of the
この様なステアリングコラム6a、及び第一、第二のコラム側ブラケット19、20は、鋼板製或はアルミニウム合金製の中空部材である金属管(以下、中空管)の内周面に液圧(例えば水圧)を加えて、この中空管を径方向外方に塑性変形させるハイドロフォーム工法により成形したものである。このハイドロフォーム工法により前記ステアリングコラム6a、及び第一、第二のコラム側ブラケット19、20を成形する方法は、例えば、拡径して造るべきこれら各部材6a、19、20の外面形状に見合う内面形状を有する金型(成形型)内に、素材である前記中空管をセットする。そして、この中空管の両端を、軸押し工具等により塞ぎ、この中空管内に、高圧の液圧を付加する。この液圧付加により、この中空管を径方向外方に、前記成形型のキャビティの内面に密着するまで拡径して、前記各部材6a、19、20を一体に形成する。
Such a
又、前記第一のコラム側ブラケット19を構成する1対の平行板部21、21の互いに整合する位置に、前記両ステアリングコラム6aの軸方向に長い第一のコラム側通孔22、22を、それぞれ形成している。又、前記両平行板部21、21の周囲に、前記ステアリングコラム6aの前端部を車体に支持する為の第一の車体側ブラケット23を設けている。この第一の車体側ブラケット23を構成する1対の第一の支持壁部24、24の互いに整合する位置には、第一の車体側通孔25、25を、それぞれ形成している。そして、前記第一のコラム側ブラケット19は、これら両第一の車体側通孔25、25と前記両第一のコラム側通孔22、22とに、それぞれピン26、26を介して前記第一の車体側ブラケット23に対する軸方向への変位、及びこれら各ピン26、26を中心とする揺動変位を可能な状態に支持されている。
Further, first column side through
一方、前記第二のコラム側ブラケット20を構成する1対の被挟持部27、27の互いに整合する位置に、前記ステアリングコラム6aの軸方向に長い第二のコラム側通孔28、28を、それぞれ形成している。又、前記両被挟持部27、27の周囲に、前記ステアリングコラム6aの軸方向中間部を車体に支持する為の第二の車体側ブラケット29を設けている。この第二の車体側ブラケット29を構成する1対の第二の支持壁部30、30の互いに整合する位置には、上下方向に長い、第二の車体側通孔31、31を、それぞれ形成している。そして、これら両第二の車体側通孔31、31と、前記両第二のコラム側通孔28、28とに杆状部材32を挿通すると共に、この杆状部材32の先端部で、前記両第二の支持壁部30、30のうちの一方(図14の右方)の支持壁部30の外側面から突出した部分に、締め付けナット33を螺合し更に締め付けている。
On the other hand, the second column side through
又、前記杆状部材32の基端部に設けた頭部34と、前記両第二の支持壁部30、30のうちの他方(図14の左方)の第二の支持壁部30の外側面との間に、カム機構35を設けている。このカム機構35は、前記調節レバー18の一方への回動に伴って、1対のカム部材36、37のうちの一方(図14の右方)のカム部材37を軸方向一方(図14の右側)に変位させる。この状態から、前記調節レバー18を他方に回動させると、前記一方のカム部材37が軸方向他方(図14の左側)に変位する。又、この様に前記第二の車体側ブラケット29に前記ステアリングコラム6aを組み付けた状態で、この第二の車体側ブラケット29と前記第二のコラム側ブラケット20との間に、前記ステアリングコラム6aに対して上方への弾性力を付勢する為の弾性部材38を掛け渡している。
Further, a
上述の様なステアリング装置の前後方向及び上下方向に関する位置調節を行う際には、前述した様に前記調節レバー18を他方へと回動させて、前記一方のカム部材37を軸方向他方へと変位させる。すると、前記両第二の支持壁部30、30の幅方向内側面と、前記両被挟持部27、27の幅方向外側面との当接部の面圧が小さくなる。この様な状態で、前記杆状部材32が前記第二のコラム側通孔28、28の内側で前記ステアリングコラム6aの軸方向に変位できる範囲内で、前記ステアリングコラム6aを前後移動させて、前記ステアリングホイール1の前後位置の調節を行える。尚、この様にステアリングコラム6aが前後移動する際、前記第一のコラム側ブラケット19を設けた部分(ステアリングコラム6aの前端部)は、前記各ピン26、26が前記両第一のコラム側通孔22、22の内側でこのステアリングコラム6aの軸方向に変位した分だけ、軸方向に前後移動する。又、前記杆状部材32が前記第二の車体側通孔31、31の内側で上下方向に変位できる範囲内で、前記各ピン26、26を中心とする揺動変位をさせて、前記ステアリングホイール1の上下位置の調節を行える。
When adjusting the position of the steering device in the longitudinal direction and the vertical direction as described above, as described above, the adjusting
又、上述の様にして前記ステアリングコラム6aの前後及び上下位置を調節した後、前記調節レバー18を一方へ回動させて、前記一方のカム部材37を軸方向一方へと変位させる。すると、前記両第二の支持壁部30、30の幅方向内側面と、前記両被挟持部27、27の幅方向外側面との当接部の面圧が大きくなり、前記ステアリングコラム6aが調節後の位置に支持される。
Further, after adjusting the front / rear and vertical positions of the
ところで、前述した様なステアリング装置を構成するステアリングコラム6a(図12に示す構造の場合、アウタコラム13)を、前述した様なハイドロフォーム工法により成形する場合、鋼製或はアルミニウム合金製の中空管を素材として用いる。この様な中空管は、押し出し成形により中空円管状とした、所謂シームレス管、或いは板状の素材を曲げ形成して両端縁部同士を互いに突き合わせてからこの両端縁部同士を溶接した、所謂電縫管等を用いる。
前記シームレス管は、溶接部を有していない為、中空管の性状が大きく異なる部分がない。この為、加工度の高い(素材から完成に至るまでの間の形状の変化が大きい)加工を施す場合でも、全体に亙り比較的安定した性状を有する完成品を得る事ができる。但し、前記シームレス管は、調達コストが嵩む。
By the way, when the
Since the seamless tube does not have a welded portion, there is no portion where the properties of the hollow tube are greatly different. For this reason, even when processing with a high degree of processing (a large change in shape from the raw material to completion) is performed, a finished product having relatively stable properties can be obtained throughout. However, the seamless pipe has a high procurement cost.
一方、前記電縫管は、前記シームレス管と比べて、生産性が高く、調達コストを抑える事ができる。但し、この様な電縫管は、円周方向の1箇所位置に、軸方向全長に亙る溶接部を有している。この様な溶接部の性状は、他の部分の性状と異なる(例えば、硬度や強度、更には剛性が異なる)場合がある。この為、この溶接部が、加工度の高い部分に位置した場合、完成品に於いて、割れや曲げ等の変形の原因となる場合がある。 On the other hand, the electric resistance welded tube is higher in productivity than the seamless tube, and can suppress procurement costs. However, such an electric resistance welded tube has a welded portion extending over the entire length in the axial direction at one position in the circumferential direction. The properties of such a welded portion may be different from the properties of other portions (for example, hardness, strength, and rigidity are different). For this reason, when this welded part is located in a portion with a high degree of processing, it may cause deformation such as cracking and bending in the finished product.
又、前記第二のコラム側ブラケット20の両被挟持部27、27の様に対になった部分の一方に、前記溶接部が位置すると、これら両被挟持部27、27同士の相対精度(例えば平行度)等の性状が悪化し易い。この様に両被挟持部27、27同士の性状が異なると、前記第二の車体側ブラケット29の両第二の支持壁部30、30と、前記両被挟持部27、27との当接部同士の当接状態が異なり、前記ステアリングコラム6aを前述した様な調節後の位置に保持する力(保持力)が不安定になったり、支持剛性が低下する可能性がある。
In addition, when the welded portion is located at one of the paired portions such as the sandwiched
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、一部に溶接部を有する中空管を用いてハイドロフォーム工法によりステアリングコラムを成形する場合に、このステアリングコラムを車体に対して安定して支持する事ができて、更にこのステアリングコラムに割れ及び曲がり等が発生する事を防止できる製造方法を実現すべく発明したものである。 In view of the above circumstances, the present invention stably supports a steering column with respect to a vehicle body when a steering column is formed by a hydroforming method using a hollow tube partially having a weld. The present invention has been invented to realize a manufacturing method that can prevent the occurrence of cracks and bends in the steering column.
本発明の製造方法の対象となるステアリング装置は、筒状のステアリングコラムと、ステアリングシャフトと、車体側に固定される車体側ブラケットと、コラム側ブラケットと、杆状部材と、調節レバーとを備えている。
このうちのステアリングシャフトは、前記ステアリングコラムの内径側に回転自在に支持され、このステアリングコラムの後端開口部よりも後方に突出した後端部にステアリングホイールが装着される。
又、前記車体側ブラケットは、前記ステアリングコラムの軸方向中間部を幅方向両側から挟む状態で固定の部分に設けられ、幅方向に関する拡縮が可能な1対の支持壁部を有する。
又、前記コラム側ブラケットは、前記ステアリングコラムから塑性加工により、このステアリングコラムと一体に成形され、前記両支持壁部の幅方向に関する拡縮に伴い、これら両支持壁部の幅方向内側面同士の間に挟持される1対の被挟持部を有する。
又、前記杆状部材は、前記両支持壁部の互いに整合する位置に形成された車体側通孔、及び、前記両被挟持部に形成したコラム側通孔を挿通した状態で幅方向に配設され、前記両支持壁部の互いに対向する1対の面同士の間隔を拡縮する。
又、前記調節レバーは、前記杆状部材の基端部に設けられ、回動に伴って前記1対の面同士の間隔を拡縮させる。
A steering device which is a target of the manufacturing method of the present invention includes a cylindrical steering column, a steering shaft, a vehicle body side bracket fixed to the vehicle body side, a column side bracket, a flange member, and an adjustment lever. ing.
Of these, the steering shaft is rotatably supported on the inner diameter side of the steering column, and a steering wheel is mounted on a rear end portion protruding rearward from the rear end opening of the steering column.
The vehicle body side bracket has a pair of support wall portions that are provided in a fixed portion with the axial middle portion of the steering column sandwiched from both sides in the width direction and that can be expanded and contracted in the width direction.
Further, the column side bracket is molded integrally with the steering column by plastic working from the steering column, and with the expansion and contraction in the width direction of the both support wall portions, the width direction inner side surfaces of the both support wall portions are It has a pair of to-be-clamped parts clamped between.
The saddle-shaped member is arranged in the width direction in a state where the vehicle body side through hole formed at the position where the both supporting wall portions are aligned with each other and the column side through hole formed in the both sandwiched portions are inserted. It is provided and expands / contracts the space | interval of a pair of mutually opposing surfaces of the said support wall part.
The adjusting lever is provided at a base end portion of the bowl-shaped member, and expands or contracts the space between the pair of surfaces as it rotates.
この様なステアリング装置を製造する為に、本発明の製造方法の場合には、板状の素材を曲げ形成して両端縁部同士を互いに突き合わせてからこの両端縁部同士を溶接した中空管の溶接部を、前記両被挟持部に位置しない様にこの中空管を成形型内に配置した状態で、ハイドロフォーム工法により、この中空管を径方向外方に膨らませる事により、前記ステアリングコラム及びコラム側ブラケットを成形する。 In order to manufacture such a steering device, in the case of the manufacturing method of the present invention, a hollow tube in which a plate-like material is bent and both end edges are brought into contact with each other and then both end edges are welded to each other. In a state where the hollow tube is disposed in the mold so as not to be positioned at the both sandwiched portions, the hollow tube is expanded radially outward by the hydroforming method, Mold the steering column and column side bracket.
上述の様な本発明の製造方法を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した発明の様に、前記ステアリングコラムと前記中空管との、ハイドロフォーム工法を実施する前後で対応する軸方向位置に関するそれぞれの断面形状(本明細書及び特許請求の範囲で断面形状とは、中心軸に直交する仮想平面に関する断面形状を言う)のうち、互いに相似関係にある部分が、前記ステアリングコラムの全長に占める割合が最も大きい円周方向位置に、前記溶接部を配置する。
When the manufacturing method of the present invention as described above is performed, the shaft corresponding to the steering column and the hollow tube before and after performing the hydroforming method as in the invention described in
又、上述の様な本発明の製造方法を実施する場合に好ましくは、請求項3に記載した発明の様に、前記中空管の外径寸法Aと、前記ステアリングコラムのうち、この中空管と相似関係にある部分の最大外径寸法Bとが、A<Bの関係を満たす様にする。
又、上述の様な本発明の製造方法を実施する場合に例えば、請求項4に記載した発明の様に、前記ステアリングコラムの外径寸法のうち、前記中空管の外径寸法よりも小さい部分を、プレスによる押し込み成形により成形した後、ハイドロフォーム工法により前記ステアリングコラム及びコラム側ブラケットを成形する。
Further, when the manufacturing method of the present invention as described above is carried out, it is preferable that the outer diameter dimension A of the hollow tube and the hollow column of the steering column as in the invention described in claim 3. The maximum outer diameter B of the portion having a similar relationship with the tube satisfies the relationship of A <B.
When the manufacturing method of the present invention as described above is performed, for example, as in the invention described in claim 4, the outer diameter of the steering column is smaller than the outer diameter of the hollow tube. After the portion is formed by indentation with a press, the steering column and the column side bracket are formed by a hydroforming method.
上述の様に本発明のステアリング装置の製造方法の場合には、ステアリングコラム及びコラム側ブラケットのうち、このコラム側ブラケットの両被挟持部に、溶接部を位置しない様にしている。この為、これら両被挟持部同士の相対精度(例えば平行度)等の性状が悪化する事を防止できる。その結果、前記ステアリングコラムを、このステアリングコラムの前後、及び上下方向に関する位置調節後の位置に保持する力(保持力)が不安定になったり、支持剛性が低下する事を防止できる。 As described above, in the method of manufacturing the steering device according to the present invention, the welded portions are not positioned at both sandwiched portions of the column side brackets of the steering column and the column side brackets. For this reason, it can prevent that properties, such as relative accuracy (for example, parallelism) of both these clamping parts, deteriorate. As a result, it is possible to prevent the force (holding force) that holds the steering column from being adjusted before and after the steering column and the position after the position adjustment in the vertical direction from becoming unstable and the support rigidity from being lowered.
又、請求項2に記載した発明の場合、前記ステアリングコラムと前記中空管との、ハイドロフォーム工法を実施する前後で対応する軸方向位置に関するそれぞれの断面形状のうち、互いに相似関係にある部分が、前記ステアリングコラムの全長に占める割合が最も大きい円周方向位置に、前記溶接部を配置している。即ち、前記中空管にハイドロフォーム工法を施して、前記ステアリングコラム及びコラム側ブラケットを成形する過程に於いて、加工度が最も低い部分(素材から完成に至るまでの間の形状の変化が最も小さい部分)に、前記溶接部を配置している。この為、成形後のステアリングコラム及びコラム側ブラケットに、割れや曲げ等の変形が発生する事を防止できる。
Further, in the case of the invention described in
又、請求項3に記載した発明の場合、前記中空管の外径寸法Aと、前記ステアリングコラムのうち、この中空管と相似関係にある部分の最大外径部の外径寸法Bとを、A<Bの関係に規制している。この様な関係に規制する場合に、例えば、A<B≦1.1Aの範囲に規制すれば、前記中空管をハイドロフォーム工法により径方向外方に塑性変形させる量(加工量)を、比較的小さく抑えられる。その結果、径方向に関する変形量(伸びの量)が制限されてしまう様な溶接部を有する中空管を使用した場合でも、成形後のステアリングコラムに、割れや曲げ等の変形が発生する事の防止を図れる。 Further, in the case of the invention described in claim 3, the outer diameter dimension A of the hollow tube and the outer diameter dimension B of the maximum outer diameter portion of the steering column that is similar to the hollow tube, Is regulated to a relationship of A <B. When restricting to such a relationship, for example, if restricting in the range of A <B ≦ 1.1A, the amount (working amount) for plastically deforming the hollow tube radially outward by the hydroform method, Relatively small. As a result, even when a hollow tube having a welded part that restricts the amount of deformation (elongation) in the radial direction is used, deformation such as cracking or bending occurs in the formed steering column. Can be prevented.
更に、請求項4に記載した発明の場合、前記ステアリングコラムの外径寸法のうち、前記中空管の外径寸法よりも小さい部分を、プレスによる押し込み成形により成形した後、ハイドロフォーム工法により前記ステアリングコラム及びコラム側ブラケットを成形する。この為、前記ステアリングコラムの外径寸法のうち最も小さい部分の外径寸法に合わせた中空管を用いる場合と比べて、中空管をハイドロフォーム工法により径方向外方に塑性変形させる量(加工量)を、小さく抑えられる。その結果、成形後のステアリングコラム及びコラム側ブラケットに割れや曲げ等の変形が発生する事の防止を図れる。 Furthermore, in the case of the invention described in claim 4, after the outer diameter dimension of the steering column is smaller than the outer diameter dimension of the hollow tube by molding by pressing with a press, the hydroforming method is used to Mold the steering column and column side bracket. For this reason, compared to the case of using a hollow tube that matches the outer diameter dimension of the smallest part of the outer diameter dimensions of the steering column, the amount of plastic deformation of the hollow pipe radially outward by the hydroform method ( The processing amount) can be kept small. As a result, it is possible to prevent deformation such as cracking and bending from occurring in the molded steering column and column side bracket.
[実施の形態の第1例]
図1〜2は、総ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本発明の特徴は、ステアリングコラム(本例の場合、ステアリングコラム6bを構成するアウタコラム13a)の製造方法を工夫した点にある。本例のステアリングコラム6bの構造は、前記図11に示した構造と同様に、アウタコラム13aとインナコラム14aとをテレスコープ状に伸縮自在に組み合わせており、この点で、図12に示したステアリングコラム6aと異なる。その他の部分の構造は前述した図11、12に示した構造を含め、従来から知られているテレスコピック機構、及びチルト機構を備えたステアリング装置の構造とほぼ同様であるから、従来と同様に構成する部分に就いては、図示並びに説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
[First example of embodiment]
1 and 2 show a first example of an embodiment of the invention corresponding to all claims. The feature of the present invention is that a method for manufacturing a steering column (in this example, the
本例の製造方法により造られる、前記アウタコラム13aを含むステアリング装置は、ステアリングシャフト5と、ステアリングコラム6bと、車体側ブラケット39と、コラム側ブラケット40と、杆状部材32と、調節レバー18とを備える。
このうちのステアリングコラム6bは、図11に示した構造と同様に、アウタコラム13aとインナコラム14aとをテレスコープ状に伸縮自在に組み合わせて成る。又、このアウタコラム13aをステアリングホイール1(図11参照)側のアッパコラムとし、前記インナコラム14aをこのステアリングホイール1から遠い側のロアコラムとしている。
又、本例のステアリング装置の場合、前記アウタコラム13aが、少なくとも軸方向一部の内径を弾性的に拡縮可能とした筒状であり、このアウタコラム13aの内径側に前記インナコラム14aを、軸方向の変位を可能に嵌合支持する為の支持部41を有する。
The steering device including the
Among these, the
In the case of the steering apparatus of this example, the
この支持部41は、前記アウタコラム13aの内周面のうち、前記インナコラム14aと径方向に重畳する部分の、図1に鎖線で示す仮想平面γ(アウタコラム13aの中心軸O13を含み、前記車体側ブラケット39の両支持壁部43、43と平行な仮想平面)に関して対称となる位置に、この内周面から径方向内方へ突出した状態で形成された、***部42、42から成る。この様な各***部42、42の先端縁(径方向内側縁)は、前記インナコラム14aの外周面と当接している。尚、後述する様に、前記支持部41を構成する各***部42、42の加工精度を高くする事なく、これら各***部42、42の先端部を前記インナコラム14aの外周面に確実に当接させる観点から、これら各***部42、42を設ける位置は、前記仮想平面γに関してほぼ対称となる位置が好ましい。又、本例の場合、前記各***部42、42を円周方向3箇所位置に形成しているが、加工コスト等のバランスを考慮した上で、これら各***部42、42の数を、3個以外の複数個(例えば左右2個ずつ、合計4個)形成する事もできる。又、これら各***部42、42を形成する位置は、前記アウタコラム13aの内周面の円周方向等間隔位置に限定されるものではない。但し、半円周側に偏らせず、半円周を上回る範囲に分布させる。
The
又、前記アウタコラム13aは、図1に示す組み付け状態で、このアウタコラム13aの外周面のうちの幅方向(図1の左右方向)両端面を、前記車体側ブラケット39の両支持壁部43、43の内側面に当接させている。この様に、後述する可動側ブラケット40の両被挟持部44、44以外の部分も、前記両支持壁部43、43に当接させて、前記アウタコラム13aの幅方向に関する支持剛性を大きくし、前記ステアリングコラム6bが幅方向に関して振動しにくくしている。
Further, in the assembled state shown in FIG. 1, the
又、前記コラム側ブラケット40は、前記アウタコラム13aの前端部で、前記インナコラム14aの後端部と嵌合した部分に、このアウタコラム13aと一体に成形している。
本例の場合、前記コラム側ブラケット40は、前記アウタコラム13aの前端部から下方に突出する状態で設けられており、前記車体側ブラケット39を構成する両支持壁部43、43の幅方向に関する拡縮に伴い、これら両支持壁部43、43の内側面により幅方向両側から挟持される1対の被挟持部44、44と、これら両被挟持部44、44の一端(図1の下端)同士を幅方向に連続する底部45とを有している。尚、前記車体側ブラケット39の両支持壁部43、43の互いに整合する位置には、前記杆状部材32を挿通可能な、上下方向に長い、車体側通孔46、46が形成されている。上述の様な、コラム側ブラケット40と、車体側ブラケット39と、杆状部材32とにより、前記ステアリングコラム6bを車体10(図11参照)に対して、幅方向に設置した枢軸11(図11参照)を中心とする揺動変位を可能に支持している。
Further, the
In the case of this example, the
又、前記両被挟持部44、44は、それぞれの一端(図1の上端)を、前記アウタコラム13aの各***部42、42のうち、図1の下方に形成された***部42、42の下端に連続し、前記両支持壁部43、43と略平行状に形成している。又、前記両被挟持部44、44の互いに整合する位置に、前記アウタコラム13aの軸方向に長いコラム側通孔47、47が、それぞれ形成されている。
又、本例の場合、前記コラム側ブラケット40の軸方向後端部(底部45の軸方向後端と前記アウタコラム13aの外周面とを連続する連続部48の前端部)に、一方の被挟持部44から、底部45を介して、他方の被挟持部44に連続する長孔49を形成している。この様にして、前記コラム側ブラケット40の軸方向後端部の幅方向に関する剛性を低くしている。即ち、このコラム側ブラケット40の軸方向後端部には、前記連続部48が存在する為、軸方向前端部と比べて、幅方向に関する剛性が高い。そこで、前記長孔49を形成して前記コラム側ブラケット40の軸方向後端部の幅方向に関する剛性を低くしている。その結果、前記アウタコラム13aとインナコラム14aとの軸方向に関する重畳状態に拘らず、これら両コラム13a、14a同士を固定する為に要する、前記調整レバー18の締め付けトルクが大きく異ならない様にして、この調製レバー18の操作性の安定化を図れる。尚、前記長孔49は、切削加工或は後述するハイドロフォーム工法等により形成する。
上述した様なステアリング装置の、前記ステアリングホイール1の前後方向及び上下方向に関する位置調節の操作方法は、前述した従来構造とほぼ同様である為、詳しい説明は省略する。
Further, the both sandwiched
In the case of this example, one column is attached to the rear end portion in the axial direction of the column side bracket 40 (the front end portion of the
Since the operation method for adjusting the position of the
この様なアウタコラム13a(前記支持部41を含む)及びコラム側ブラケット40は、次の様な手順で造る。先ず、鋼板製或はアルミニウム合金製の板状の素材を曲げ形成して両端縁部同士を互いに突き合わせてから、この両端縁部同士を溶接して、図2(a)に示す様な中空管50(電縫管)を造る。尚、本例の場合、この中空管50の外径寸法D50(特許請求の範囲の外径寸法A)と、前記アウタコラム13aのうち、この中空管50と相似関係にある部分の最大外径寸法D13(特許請求の範囲の最大外径寸法B)とを、D50<D13の関係を満たす様にしている(本例の場合、1.1D50=D13)。尚、前記外径寸法D50と前記最大外径寸法D13とを、この様な関係に規制する場合に、例えば、D50<D13≦1.1D50の範囲に規制すれば、前記中空管50をハイドロフォーム工法により径方向外方に塑性変形させる量(加工量)を、比較的小さく抑えられる。又、前記外径寸法D50と前記最大外径寸法D13とを、D50=D13の関係(前記アウタコラム13a部分は、前記中空管50をハイドロフォーム工法により径方向外方に塑性変形させない場合)を満たす構造とする事もできる。
Such an
次いで、前記中空管50の後端寄り部分(図2の右端寄り部分)に、プレスによる押し込み加工を施して、この後端寄り部分の直径を縮める。この様にして、その後端寄り部分に押込み成形部51を有する中間部材52{図2(b)参照}を造る。この様に、前記アウタコラム13aのうち、その外径寸法が前記中空管50の外径寸法D50よりも小さい部分(このアウタコラム13aの後端寄り部分)は、後述するハイドロフォーム工法を施す前に、プレスによる押し込み加工等により成形しておく。尚、アウタコラムに、中空管の外径寸法よりも小さい部分が存在しない場合には、上述の様な中間部材52を造る工程は省略できる。
Next, the portion near the rear end of the hollow tube 50 (the portion near the right end in FIG. 2) is pressed by a press to reduce the diameter of the portion near the rear end. In this way, an intermediate member 52 {see FIG. 2 (b)} having a press-molded
次いで、前記アウタコラム13aの、前記支持部41の各***部42、42のうち図1の上方に設けられた***部42(以下、上側の***部42)よりも円周方向一方(図1の右側)に若干ずれた位置(図1、2に太線で示す位置)に溶接部53が配置される様に、前記中間部材52(中間部材52を造る工程を省略した場合は中空管50)を成形型(図示省略)内にセットする。この成形型は、前述した従来構造のステアリング装置を構成するステアリングコラム6a(図12〜14に示す構造の場合)、アウタコラム13(図11に示す構造の場合)を製造する際に用いるものと同様に、拡径して造るべき前記アウタコラム13a及びコラム側ブラケット40の外面形状に見合う内面形状を有するものである。
Next, one of the
前記溶接部53の位置は、図1の溶接部配置範囲α1、α2から選択する事ができる。本例の場合、この溶接部配置範囲α1、α2を、前記アウタコラム13aのうち、このアウタコラム13aの中心軸O13を含み、前記車体側ブラケット39の両支持壁部43、43と直交する仮想平面βよりも上方で、前記上側の***部42が設けられた部分を除いた部分としている。尚、前記溶接部53は、前記溶接部配置範囲α1、α2のうち、図1に鎖線で示す仮想平面γ(アウタコラム13aの中心軸O13を含み、両支持壁部43、43と平行な仮想平面)に近い位置に配置する事が好ましい。
The position of the welded
以下、上述の様な溶接部配置範囲α1、α2を選定した理由に就いて説明する。
前記アウタコラム13aの図1に示す軸方向位置に於いて、このアウタコラム13aの断面形状のうち、前記各溶接部配置範囲α1、α2に相当する部分の断面形状は、前記中空管50の断面形状と相似関係(この中空管50の一部の形状が、単に径方向外方に拡張しただけの関係)にある。即ち、他の部分(例えば、前記支持部41の各***部42、42が形成された部分)と比較して、加工度が低い部分である。
本例のステアリングコラム13aの場合、上述した溶接部配置範囲α1と同様の相似関係となる部分が、図2の(c)に斜格子Xで示す部分にも存在する。尚、前記溶接部配置範囲α2と同様の相似関係となる部分は、前記斜格子Xで示す部分と、図2の表裏方向に関して対称位置に存在する。
Hereinafter, the reason why the above-described welded portion arrangement ranges α 1 and α 2 are selected will be described.
At the axial position shown in FIG. 1 of the
If the
一方、図1に示す軸方向位置に於いて、前記上側の***部42が形成された円周方向位置は、前記中空管50の断面形状と相似関係ではない。この上側の***部42が形成された円周方向位置に関して、アウタコラム13aの全長に亙り見ると、図2の(c)の斜格子Yで示す部分(軸方向に関して前記上側の***部42の後端から前記押込み成形部51の前端までの部分)に関する限り、その断面形状は、前記中空管50と相似関係となる。但し、前記斜格子Xで示す部分と比べると、前記アウタコラム13aの全長に占める割合が小さい。
この様な観点から、上述の様な相似関係を満たす部分が、前記アウタコラム13aの全長に占める割合が、最も大きい円周方向位置である前記溶接部配置範囲α1、α2を、前記溶接部53を配置する範囲として選定している。尚、相似関係だけで選定できない場合には、相似関係に近い形状(低い加工度で成形できる部分の形状)の割合で判断すれば良い。又、上述の条件によっても、前記コラム側ブラケット40の両被挟持部44、44が形成された円周方向位置は、溶接部を配置する範囲からは除く。
On the other hand, in the axial position shown in FIG. 1, the circumferential position where the upper raised
From such a point of view, the welding portion arrangement ranges α 1 and α 2 in which the ratio of the portion satisfying the above-described similarity relationship occupies the largest position in the total length of the
次いで、上述した様な状態で前記中間部材52を前記成形型内に配置した状態で、この中間部材52の両端を、軸押し工具等により塞ぎ、この中間部材52内に、高圧の液圧(例えば水圧)を付加する。この液圧付加により、この中間部材52を径方向外方に、前記成形型のキャビティの内面に密着するまで拡径して、前記アウタコラム13a及びコラム側ブラケット40を形成する。又、ハイドロフォーム工法により成形した後、必要に応じて、前記支持部41を構成する各***部42、42の先端部に切削、又はプレスによる仕上加工を施す。
Next, in a state where the
又、本例のステアリング装置の製造方法の場合、上述の様に前記コラム側ブラケット40の両被挟持部44、44に、前記溶接部53を配置しない。この為、これら両被挟持部44、44同士の相対精度(例えば平行度)等の性状が悪化する事を防止できる。その結果、前記ステアリングコラム6b(アウタコラム13a、インナコラム14a)を、このステアリングコラム6bの前後、及び上下方向に関する位置調節後の位置に保持する力(保持力)が不安定になったり、支持剛性が低下する事の防止を図れる。
Further, in the case of the steering device manufacturing method of this example, the welded
又、前記アウタコラム13aと前記中空管50との、ハイドロフォーム工法の実施前後で対応する、軸方向位置に関する、それぞれの断面形状のうち、互いに相似関係にある部分が、前記ステアリングコラムの全長に占める割合が最も大きい円周方向位置(前記溶接部配置範囲α1、α2)に、前記溶接部53を配置している。即ち、前記中間部材52(又は、中空管50)にハイドロフォーム工法を施して、前記アウタコラム13a及びコラム側ブラケット40を成形する過程に於いて、加工度が最も低い部分(素材から完成に至るまでの間の形状の変化が最も小さい部分)に、前記溶接部53を配置している。この為、成形後のアウタコラム13a及びコラム側ブラケット40に、割れや曲げ等の変形が発生する事を防止できる。
Of the cross-sectional shapes of the
又、前記中空管50の外径寸法D50と、前記アウタコラム13a及びコラム側ブラケット40の最大外径部の外径寸法D13とを、1.1D50=D13の関係に規制している。この為、前記中空管50をハイドロフォーム工法により径方向外方に塑性変形させる量を、比較的小さく抑えられる。その結果、径方向に関する変形量(伸びの量)が制限される様な、前記溶接部53を有する中空管50を使用した場合でも、成形後のアウタコラム13aに、割れや曲げ等の変形が発生する事を防止できる。
Further, the outer diameter D 50 of the hollow tube 50 and an outer diameter D 13 of the maximum outer diameter of the
更に、前記アウタコラム13aの外径寸法のうち、前記中空管50の外径寸法よりも小さい部分(本例の場合、アウタコラム13aの後端寄り部分)を、プレスによる押し込み成形により成形した後、ハイドロフォーム工法により前記アウタコラム13a及びコラム側ブラケット40を成形する。この為、前記アウタコラム13aの外径寸法のうち最も小さい部分の外径寸法に合わせた中空管を用いる場合と比べて、中空管をハイドロフォーム工法により径方向外方に塑性変形させる量を、小さく抑えられる。その結果、成形後のアウタコラム13a及びコラム側ブラケット40に割れや曲げ等の変形が発生する事を、より確実に防止できる。
Further, a portion smaller than the outer diameter of the hollow tube 50 (in the present example, a portion closer to the rear end of the
[実施の形態の第2例]
図3〜10は、総ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例のテレスコピックステアリング装置を構成するステアリングコラム6cは、前述した図12〜14に示すステアリング装置を構成するステアリングコラム6aの構造と同様に、単一の筒状部材により構成している。又、本例の場合、前記ステアリングコラム6cの軸方向中間部の後端寄り部分から上方に突出する状態で、膨出部54を形成している。この膨出部54は、その上面を平坦面55としている。又、軸方向前端部に設けた第一のコラム側ブラケット19aの底面に、前端に開口する状態で、大略五角形の切欠部56(図5参照)を設けている。その他のステアリングコラム6cの構造は前述した図12〜14に示すステアリングコラム6aの構造とほぼ同様である。
[Second Example of Embodiment]
3 to 10 show a second example of an embodiment of the invention corresponding to all the claims. The
この様な本例のステアリング装置を構成するステアリングコラム6cを製造する手順は、前述した実施の形態の第1例の手順と同様であるが、本例の場合、溶接部53aを前記ステアリングコラム6cの上端部(図3、4、6〜10に太線で示す部分)に配置している。尚、この溶接部53aの設置位置は、図10の溶接部配置範囲α3内で選定できる。又、本例の場合も、前記ステアリングコラム6cの軸方向中間部に設けた第二のコラム側ブラケット20aの両被挟持部27a、27aには、前記溶接部53aを配置しない。
The procedure for manufacturing the
又、本例の場合、前記ステアリングコラム6cのうち、前記中空管50と相似関係にある部分の最大外径寸法は、前記第一のコラム側ブラケット19aが形成された部分(図10参照)の最大外径寸法D6(特許請求の範囲の最大外径寸法B)である。本例の場合も、前記中空管50の外径寸法D50{図2の(a)参照}と、前記最大外径寸法D6とを、D50<D6の関係を満たす様にしている。尚、本例の場合も、前述した実施の形態の第1例と同様に、前記外径寸法D50と前記外径寸法D6とを、例えば、D50<D6≦1.1D50の範囲に規制すれば、前記中空管50をハイドロフォーム工法により径方向外方に塑性変形させる量(加工量)を、比較的小さく抑えられる。
In the case of this example, the maximum outer diameter of the portion of the
又、本例の場合も前記ステアリングコラム6cの軸方向後端寄り部分の外径寸法は、前記中空管50の外径寸法D50よりも小さい。この為、前述した実施の形態の第1例と同様に、ハイドロフォーム工法を施す前に、プレスによる押し込み加工により、前記ステアリングコラム6cの後端寄り部分に押込み成形部51aを形成する。その他の構造、及び作用・効果は前述した実施の形態の第1例と同様である。
Also in this example, the outer diameter dimension of the portion near the rear end in the axial direction of the
本発明の製造方法の対象となるステアリング装置の構造は、ステアリングコラムをアウタコラムとインナコラムとにより構成する場合に、このアウタコラムとインナコラムとの前後方向は問わない。インナコラムが後側であっても、アウタコラムが後側であっても良い。 The structure of the steering device that is the object of the manufacturing method of the present invention is not limited in the front-rear direction of the outer column and the inner column when the steering column is constituted by the outer column and the inner column. The inner column may be on the rear side, and the outer column may be on the rear side.
1 ステアリングホイール
2 ステアリングギヤユニット
3 入力軸
4 タイロッド
5 ステアリングシャフト
6、6a、6b、6c ステアリングコラム
7 自在継手
8 中間シャフト
9 自在継手
10 車体
11 枢軸
12 車体側ブラケット
13、13a アウタコラム
14、14a インナコラム
15 アウタチューブ
16 インナシャフト
17 電動モータ
18 調節レバー
19、19a 第一のコラム側ブラケット
20、20a 第二のコラム側ブラケット
21 平行板部
22 第二のコラム側通孔
23 第一の車体側ブラケット
24 第一の支持壁部
25 第一の車体側通孔
26 ピン
27、27a 被挟持板部
28 第二のコラム側通孔
29 第二の車体側ブラケット
30 第二の支持壁部
31 第二の車体側通孔
32 杆状部材
33 締め付けナット
34 頭部
35 カム機構
36 カム部材
37 カム部材
38 弾性部材
39 車体側ブラケット
40 コラム側ブラケット
41 支持部
42 ***部
43 支持壁部
44 被挟持部
45 底部
46 車体側通孔
47 コラム側通孔
48 連続部
49 長孔
50 中空管
51、51a 押込み成形部
52 中間部材
53、53a 溶接部
54 膨出部
55 平坦部
56 切欠部
DESCRIPTION OF
46 Car body side through
Claims (4)
このうちのステアリングシャフトは、前記ステアリングコラムの内径側に回転自在に支持され、このステアリングコラムの後端開口部よりも後方に突出した後端部にステアリングホイールが装着されるものであり、
前記車体側ブラケットは、前記ステアリングコラムの軸方向中間部を幅方向両側から挟む状態で固定の部分に設けられ、幅方向に関する拡縮が可能な1対の支持壁部を有しており、
前記コラム側ブラケットは、前記ステアリングコラムから塑性加工により、このステアリングコラムと一体に成形され、前記両支持壁部の幅方向に関する拡縮に伴い、これら両支持壁部の幅方向内側面同士の間で挟持される1対の被挟持部を有しており、
前記杆状部材は、前記両支持壁部の互いに整合する位置に形成された車体側通孔、及び、前記両被挟持部に形成したコラム側通孔を挿通した状態で幅方向に配設され、前記両支持壁部の互いに対向する1対の面同士の間隔を拡縮する為のものであり、
前記調節レバーは、前記杆状部材の基端部に設けられ、回動に伴って前記1対の面同士の間隔を拡縮させる為のものであるステアリング装置の製造方法に於いて、
板状の素材を曲げ形成して両端縁部同士を互いに突き合わせてからこの両端縁部同士を溶接した中空管の溶接部が、前記両被挟持部に位置しない様にこの中空管を成形型内に配置した状態で、ハイドロフォーム工法により、この中空管を径方向外方に膨らませる事により、前記ステアリングコラム及びコラム側ブラケットを成形する事を特徴とするステアリング装置の製造方法。 A cylindrical steering column, a steering shaft, a vehicle body side bracket fixed to the vehicle body side, a column side bracket, a bowl-shaped member, and an adjustment lever are provided.
Among these, the steering shaft is rotatably supported on the inner diameter side of the steering column, and a steering wheel is mounted on a rear end portion protruding rearward from the rear end opening of the steering column,
The vehicle body side bracket has a pair of support wall portions that are provided in a fixed portion in a state where the axial middle portion of the steering column is sandwiched from both sides in the width direction, and can be expanded and contracted in the width direction.
The column side bracket is formed integrally with the steering column by plastic working from the steering column, and between the inner side surfaces in the width direction of the both supporting wall portions as the supporting wall portions expand and contract in the width direction. Having a pair of sandwiched parts to be sandwiched;
The flange-shaped member is disposed in the width direction in a state where the vehicle body side through hole formed at a position where the both supporting wall portions are aligned with each other and the column side through hole formed in the both sandwiched portions are inserted. , For expanding and reducing the distance between a pair of opposed surfaces of the both supporting wall portions,
In the method of manufacturing a steering device, the adjustment lever is provided at a base end portion of the bowl-shaped member, and is used for expanding and contracting a distance between the pair of surfaces as it rotates.
Forming this hollow tube so that the welded part of the hollow tube, which is formed by bending a plate-shaped material and butting the edges of both ends together, is welded to the edges of both ends, is not located A method of manufacturing a steering device, characterized in that the steering column and the column side bracket are formed by inflating the hollow tube radially outward by a hydroforming method in a state of being arranged in a mold.
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