JP5166792B2 - 衝撃吸収式車両用操舵装置およびこれに用いるチューブの製造方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明の目的は、衝撃吸収ストローク量が大きい衝撃吸収式車両用操舵装置およびこれに用いるチューブの製造方法を提供することである。
なお、上記括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
図1Aを参照して、衝撃吸収式車両用操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結しているステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に第1の自在継手4を介して連結された中間シャフト5と、中間シャフト5に第2の自在継手6を介して連結されたピニオンシャフト7と、ピニオンシャフト7の端部近傍に設けられたピニオン歯8に噛み合うラック歯9を有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー10とを有している。
また、衝撃吸収式車両用操舵装置1は、ステアリングシャフト3を回転自在にかつ当該ステアリングシャフト3の軸方向に一体的に保持するステアリングコラム17と、このステアリングコラム17を車体12に支持する支持部材18とを有している。支持部材18は、車両衝突時にステアリングコラム17およびステアリングシャフト3が共に車体12に対して車両の後方XBへ向けて移動することを規制している。
十字軸23は、4つの軸部としてのトラニオン24(一部のみ図示)を有している。4つのトラニオン24は、互いに直交する第1および第2の中心軸線25,26上に十の字状に配置されている。なお、第2の中心軸線26は、図1Aの紙面垂直方向に延びている。4つのうちの2つのトラニオン24は、第1の中心軸線25に沿って互いに逆向きに延びており、第1のヨーク21に回動自在に支持されている。残りの2つのトラニオン24は、第2の中心軸線26に沿って互いに逆向きに延びており、第2のヨーク22に回動自在に支持されている。十字軸23の第1および第2の中心軸線25,26の交点が、第1の自在継手4の継手中心27である。
図1Aを参照して、第2の自在継手6は、中間シャフト5の第2の端部20に設けられた第1のヨーク28と、ピニオンシャフト7の端部に設けられた第2のヨーク29と、第1および第2のヨーク28,29間を連結する十字軸30とを有する。第2の自在継手6の十字軸30の構成要素については、第1の自在継手4の十字軸23と同じ符号を付して説明を省略する。第2の自在継手6の十字軸30の第1および第2の中心軸線25,26の交点が、第2の自在継手6の継手中心31である。なお、第2の中心軸線26は、図1Aの紙面垂直方向に延びている。
シャフト部34は、金属製の軸である。シャフト部34の軸方向の一方の端部は、チューブ33に固定されている。シャフト部34の軸方向の他方の端部は、中間シャフト5の第2の端部20を構成し、第2の自在継手6の第1のヨーク28に嵌合状態で固定されている。
第1および第2の円筒38,39は、互いに同心に配置されており、また、上述のライン32とは同心に配置されている。第1および第2の円筒38,39の中心軸線は、中間シャフト5の中心軸線C0に沿っている。第1および第2の円筒38,39は、互いに同じ径の断面円形をなしている。第1の円筒38は、チューブ33の第1の端部35に配置されており、第1の自在継手4の第2のヨーク22に固定されている。第2の円筒39は、チューブ33の第2の端部36に配置されており、シャフト部34の軸方向の一方の端部に固定されている。
図2は、図1Aの拡大図である。図3は、図1Bの拡大図である。図2,図3を参照して、各山部41は、それぞれ、蛇腹部40の周方向Tに沿って連続して延びた無端の環状をなしている。また、各谷部42は、それぞれ、蛇腹部40の周方向Tに沿って連続して延びた無端の環状をなしている。各山部41は頂部43(一部のみ図示)を有し、各谷部42は底部44(一部のみ図示)を有している。なお、以下では、互いに隣接する1組の山部41と谷部42とに則して説明するが、互いに隣接する他の組の山部41と谷部42とについても同様に構成されている。
図2,図3を参照して、蛇腹部40の周方向Tの上記縮径領域45は、周方向Tに沿って所定長さで連続して延びている。中間シャフト5の軸方向Sに沿って見たときに、上記縮径領域45に対応する中心角E1は、適宜選択できる。ここで、上述の中心角E1は、中間シャフト5の中心軸線C0を中心としている。
図2,図3を参照して、各山部41の頂部43の稜線48は、側方(蛇腹部40の径方向Rに相当する。)から見たときに、中間シャフト5の中心軸線C0に直交して延びている。また、各稜線48は、上記非縮径領域46のみに形成されており、中間シャフト5の軸方向Sに沿って見たときに、円弧形状をなしている。この円弧形状は、第1および第2の円筒38,39と同心に配置されている。各稜線48は、蛇腹部40の外周面におけるR面としての曲面部55に形成されている。曲面部55は、中心軸線C0を含む断面において凸湾曲している。
図7A,図7Bを参照して、車両が衝突したときに、衝撃力が所定の大きさよりも大きくなると、ステアリングギヤ11が車両の後方XBへ向けて車体12に対して移動する。これとともに、蛇腹部40は、中間シャフト5の軸方向Sに衝撃力を受けて、収縮し始める。
第1の工程61では、例えば、円筒管58の軸方向の中間部を、液圧バルジ加工法により拡径する。これにより、製造用中間体59が得られる。この製造用中間体59は、軸方向の両端部に配置された第1および第2の円筒63,64と、軸方向の中間部に配置されており周方向T1に均一な蛇腹部65とを有している。蛇腹部65は、交互に並ぶ複数の山部66および複数の谷部67を有している。
図9は、第2の工程62における加圧前の状態の製造用治具と製造用中間体59との模式図である。図10は、第2の工程62における加圧後の状態の製造用治具とチューブ33との模式図である。図11は、第2の工程62における取り出し状態の製造用治具とチューブ33との模式図である。
図9,図10を参照して、第1の金型69は、パンチであり、被加工材としての製造用中間体59の蛇腹部65に接してこれを変形させる成形面72を有している。この成形面72は、複数の第1の成形部73と、複数の第2の成形部74とを有している。第1の成形部73は、チューブ33の上記縮径領域45における山部41の頂部43の平板部51を形成するための部分である。第2の成形部74は、上記縮径領域45における谷部42の底部44を形成するための部分である。
図9を参照して、先ず、製造用中間体59の蛇腹部65の内側に第2の金型70を挿通させて、製造用中間体59の蛇腹部65の内面を第2の金型70により受ける。この状態で、この第2の金型70の長手方向の両端部を一対の支持部材71の受け部79により支持する。これとともに、製造用中間体59の第1および第2の円筒63, 64を、対応する支持部材71の環状保持溝78に嵌合する。これにより、製造用中間体59が支持される。また、第1および第2の金型69,70の成形面72,75が相対向して配置される。成形面72,75同士の間に、上述のように支持された製造用中間体59の蛇腹部65が配置される。
図8を参照して、本実施形態のチューブ33の製造方法は、(1)素管としての円筒管58から周方向T1に均一な蛇腹部65を有する製造用中間体59を得る第1の工程61と、(2)製造用中間体59の蛇腹部65の周方向T1の一部68を加圧して、蛇腹部40の山部41の頂部43に、中間シャフト5の中心軸線C0とは平行に延びる平板部51を形成する第2の工程62と、を含むことを特徴とする。
また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明する。他の構成については、上述の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
蛇腹部82の周方向Tの一部の拡径領域87における谷部84の底部86が、平板部90を有している。この平板部90は、中間シャフト5の中心軸線C0とは平行に延びている。また、上記非拡径領域46における谷部84の底部86は、谷線89(二点鎖線で図示。)を有している。谷線89は、上記軸方向Sに直交する断面において円弧形状をなしている。
図8,図12を参照して、チューブ81を製造するために、上述の第1の実施形態のチューブ33の製造方法の第2の工程62において、製造用中間体59の蛇腹部65の周方向T1の一部68を加圧して、蛇腹部82の谷部84の底部86に、中間シャフト5の中心軸線C0とは平行に延びる平板部90を形成するようにしてもよい。
また、第1の実施形態において、平板部51は、全ての山部41に形成されてもよいし、一部の山部41のみに形成されていてもよい。また、第2の実施形態の平板部90は、全ての谷部84に形成されていてもよいし、一部の谷部84のみに形成されていてもよい。第3の実施形態の平板部51,90についても同様である。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更を施すことができる。
Claims (4)
- 第1および第2の端部を有する中間シャフトと、
中間シャフトの第1の端部およびステアリングシャフトを連結する第1の自在継手と、
中間シャフトの第2の端部およびステアリングギヤの入力軸を連結する第2の自在継手と、を備え、
中間シャフトは、山部および谷部を交互に有する中空の蛇腹部を含み、
蛇腹部の周方向の一部領域における山部の頂部および谷部の底部の少なくとも一方に、中間シャフトの中心軸線とは平行に延びる平板部が形成されていることを特徴とする衝撃吸収式車両用操舵装置。 - 請求項1において、上記平板部は、上記蛇腹部の周方向の一部に設けられた縮径領域の山部の頂部に形成され、この縮径領域における上記山部の頂部からの谷部の底部までの深さが、相対的に小さくされ、非縮径領域における上記山部の頂部からの谷部の底部までの深さが、相対的に大きくされていることを特徴とする衝撃吸収式車両用操舵装置。
- 請求項1または2において、
上記中間シャフトの一部は、チューブを含み、このチューブは、第1の端部と、第2の端部と、第1の端部および第2の端部間に介在する中間部とを含み、
上記第1の端部および第2の端部に、第1および第2の自在継手の継手中心間を結ぶラインとは同心の円筒が設けられ、上記中間部に上記蛇腹部が設けられていることを特徴とする衝撃吸収式車両用操舵装置。 - 請求項3のチューブの製造方法であって、
素管としての円筒管から周方向に均一な蛇腹部を有する製造用中間体を得る第1の工程と、
製造用中間体の蛇腹部の周方向の一部領域を加圧して、当該一部領域における蛇腹部の山部の頂部および谷部の底部の少なくとも一方に、中間シャフトの中心軸線とは平行に延びる平板部を形成する第2の工程とを含むことを特徴とするチューブの製造方法。
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