JP5159527B2 - ステアリングシャフトのロアーシャフト用連結シャフト部材 - Google Patents
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Description
従って従来から、ステアリングホイールに連結するアッパーシャフトとコラム側のロアーシャフトは相対移動可能にオーバラップさせつつ、回転力を伝達させるためにスプライン連結、あるいは異形形状部にて連結している(特許文献1)。
電動パワーステアリングにおいては、前記ロアーシャフトの上部はスプライン部等を形成し、下端は電動パワーステアリングコラムの入力シャフトと固定連結することが要求されている(特許文献2)。
ロアーシャフトの上部は、アッパーシャフトと連結する際に、衝突ストロークの確保及び軽量化の観点から、アッパーシャフトの内側に挿入する方法が採用され、一般部の外径は比較的に小さく抑えられているが、ロアーシャフトの下端部は入力シャフトと結合しなければならず、回転伝達力の確保からもこの下端部の外径を一般部の外径よりも大きくせざるを得ない。
このロアーシャフトと入力シャフトとの固定連結方法は各種方法が考えられるが、回転伝達体であることを考慮すると、溶接連結では、一方のシャフトと他方のシャフトの軸中心にズレが生じやすく採用を避けたい。
特に一方のシャフトと他方のシャフトの材質が異なる場合には溶接そのものが困難である。
そこで従来は、図4に示すような連結方法が採用されていた。
ロアーシャフト110は、引き抜き加工して得られた中実丸棒材の端部に圧入するための下穴部111を切削加工し、外径を切削加工することで連結部111bの外径が大きく、一般部113(連結部以外の部分)の外径が相対的に小さくなるように加工し、さらに上部側は転造成形にてスプライン112を形成していた。
そして、入力シャフト120にはセレーション123を形成し、このセレーション部分をロアーシャフト110の下穴部111に圧入連結していた。
このような連結構造では加工工程が長いのみならず、材料歩留まりが悪く、製造コストが高くなる要因となっていた。
連結シャフト部材は、入力シャフトとなる下端側の第2シャフトとアッパーシャフトにスプライン連結する第1シャフトとからなり、
第1シャフトには下穴部を形成し、第2シャフトには第1シャフトの下穴部内径と同径以下の挿入案内部と、当該挿入案内部から後方に向けて円錐台状に外径が大きくなった拡径部と、当該拡径部から後方に向けて外周にセレーションを形成したセレーション圧入部を有し、
第2シャフトを第1シャフトの下穴部に圧入嵌合することで、
当該第1シャフトは、下穴径が拡径された拡管部と第2シャフトのセレーション部に圧入連結された拡径連結部とを有し、
前記拡径連結部の外径が第1シャフトの拡径されなかった一般部の外径よりも大きいことを特徴とする。
また、本明細書において後方とは2本のシャフトの相互の連結方向とは反対の方向であることをいう。
さらに、2本のシャフトの連結方法としては、第1シャフトには下穴部を形成し、第2シャフトには第1シャフトの下穴部内径と同径以下の挿入案内部と、当該挿入案内部から後方に向けて円錐台状に外径が大きくなった拡径部と、当該拡径部から後方に向けて外周にセレーションを形成したセレーション圧入部を有し、第2シャフトを当該挿入案内部から第1シャフトの下穴部に圧入嵌合することを特徴とする。
従って、挿入案内部は後述する拡径部の先に連続的に形成されていればよく、拡径部を形成する円錐台先端をそのまま円錐状に延長させてもよい。
従って、拡径部とは後方の径が大きくなるような円錐台形状部があれば一箇所のみならず、複数の箇所に分けて設けてもよい。
また、第2シャフトの圧入により第1シャフトの下穴部には前方に向かって拡径された拡径部が形成されることになる。
これにより第1シャフトには拡径し、且つセレーション圧入部と結合した拡径連結部が形成される。
また、第1シャフトの下穴部は中実材に形成してもよいが、中空材を用いると、さらに歩留まりが向上する。
さらには、従来の下穴部をプレスにて拡管する方法と比較すると、本発明は拡管パンチそのものが不要で、パンチ寿命を考慮する必要もなくなる。
図1に第1シャフトと第2シャフトとを圧入嵌合することで連結する流れを模式的に示す。
第1シャフト10は、中実丸棒材に下穴部11を切削加工等で形成してもよいが、本実施例では、内径が下穴部の内径に相当するパイプ材(中空材)を用いた。
また、第1シャフトの後方側にはスプライン部12を形成してある。
なお、アルミニウム合金押出材を用いるとこのスプライン部も押出成形にて形成することが可能である。
第2シャフト20は、第1シャフトの下穴部11の内径よりやや外径が小さい円柱状の挿入案内部21を先端に有し、この挿入案内部21の後方に、後方に向けて外径が大きくなる円錐台状の形状からなる拡径部22を有している。
拡径部22の先端側の外径22aは下穴部11の内径に近く、拡径部22の後端側の外径22bは下穴部の拡管比率に基づいて設定されている。
拡径部22の後方には、外周にセレーション加工を施したセレーション圧入部23を有している。
セレーション圧入部23の外形に接円する接円直径は、拡径部22の後端側の外径22bよりも大きい。
第2シャフトが相対前進するにしたがって、図1(c)に示すように第1シャフト10には、前方広がりの拡管部11aが形成され、さらに第2シャフトが相対前進すると図1(d)に示すようにセレーション圧入部23のセレーション形状に沿って、その前の拡径部にて拡管された下穴部に噛み合うように圧入嵌合する。
図3に示した例は拡径部を第1拡径部22cと第2拡径部22eの二段に形成し、第1拡径部22cと第2拡径部22eとの間は円柱形状部22dにしたものである。
このように拡径部を多段にすると、下穴部の急激な拡管を抑え圧入しやすくなる。
11 下穴部
11a 拡管部
11b 拡径連結部
12 スプライン部
20 第2シャフト
21 挿入案内部
22 拡径部
23 セレーション圧入部
Claims (1)
- ロアーシャフトにアッパーシャフトをスプライン連結したステアリングシャフトのロアーシャフト用の連結シャフト部材であって、
連結シャフト部材は、入力シャフトとなる下端側の第2シャフトとアッパーシャフトにスプライン連結する第1シャフトとからなり、
第1シャフトには下穴部を形成し、第2シャフトには第1シャフトの下穴部内径と同径以下の挿入案内部と、当該挿入案内部から後方に向けて円錐台状に外径が大きくなった拡径部と、当該拡径部から後方に向けて外周にセレーションを形成したセレーション圧入部を有し、
第2シャフトを第1シャフトの下穴部に圧入嵌合することで、
当該第1シャフトは、下穴径が拡径された拡管部と第2シャフトのセレーション部に圧入連結された拡径連結部とを有し、
前記拡径連結部の外径が第1シャフトの拡径されなかった一般部の外径よりも大きいことを特徴とするステアリングシャフトのロアーシャフト用連結シャフト部材。
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