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

Description

本発明は、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に関する。

衝撃吸収式車両用操舵装置では、ステアリングホイールがステアリングシャフト、第１の自在継手、中間シャフト、および第２の自在継手を介して、ステアリングギヤの入力軸に接続されている。中間シャフトは中空の蛇腹部を有している（例えば、特許文献１参照。）。車両の一次衝突時に、蛇腹部の圧縮変形を伴って、中間シャフトが真直に収縮することにより、衝撃力が緩和される。
特開昭６３−１０１１６８号公報

しかし、中間シャフトが真直に収縮する場合、実質的な衝撃吸収ストローク量をあまり大きく確保することができない。
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。

本発明の衝撃吸収式車両用操舵装置（１）は、第１および第２の端部（１９，２０）を有する中間シャフト（５）と、中間シャフトの第１の端部（１９）およびステアリングシャフト（３）を連結する第１の自在継手（４）と、中間シャフトの第２の端部（２０）およびステアリングギヤ（１１）の入力軸（７）を連結する第２の自在継手（６）と、を備え、中間シャフトは、山部（４１，８３）および谷部（４２，８４）を交互に有する中空の蛇腹部（４０，８２）を含み、この蛇腹部の周方向（Ｔ）の一部領域（４５，８７）における山部（４１）の頂部（４３）および谷部（８４）の底部（８６）の少なくとも一方に、中間シャフトの中心軸線（Ｃ０）とは平行に延びる平板部（５１，９０）が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、車両の衝突時には、ステアリングギヤが車両後方へ向けて車体に対して移動する。これに伴い、蛇腹部は、中間シャフトの軸方向に収縮する。このときの蛇腹部の平板部における収縮量は、蛇腹部において平板部を除く部分における収縮量よりも小さくなる。その結果、上記平板部を屈曲の外側として、蛇腹部が屈曲することになる。すなわち、蛇腹部が屈曲しながら収縮することにより、中間シャフトが収縮する。従って、蛇腹部が屈曲しないで中間シャフトが真直に収縮する場合と比較して、衝撃吸収ストローク量を大きく得ることができる。

また、本発明において、上記平板部は、上記蛇腹部（４０）の周方向の一部（４５）に設けられた縮径領域（４５）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（４１）の頂部（４３）からの谷部（４２）の底部（４４）までの深さ（Ｈ１）が、相対的に小さくされ、非縮径領域（４６）における上記山部（４１）の頂部（４３）からの谷部（４２）の底部（４４）までの深さ（Ｈ２）が、相対的に大きくされている場合がある。この場合、上記縮径領域は、上記非縮径領域と比較して、より一層収縮し難くなる。従って、蛇腹部を確実に屈曲させることができる。

また、本発明において、上記中間シャフトの一部（３３，８１）は、チューブ（３３，８１）を含み、このチューブは、第１の端部（３５）と、第２の端部（３６）と、第１の端部および第２の端部間に介在する中間部（３７）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（２７，３１）間を結ぶライン（３２）とは同心の円筒（３８，３９）が設けられ、上記中間部に上記蛇腹部が設けられている場合がある。この場合、中間シャフトの一部としての蛇腹部付きチューブを製造し易い。

また、本発明のチューブの製造方法は、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、製造用中間体の蛇腹部の周方向の一部領域（６８）を加圧して、当該一部領域における蛇腹部（４０，８２）の山部（４１）の頂部（４３）および谷部（８４）の底部（８６）の少なくとも一方に、中間シャフト（５）の中心軸線（Ｃ０）とは平行に延びる平板部（５１，９０）を形成する第２の工程（６２）とを含むことを特徴とする。

本発明の製造方法によれば、第２の工程において、製造用中間体の蛇腹部の一部を加圧することにより、得られたチューブの一部に、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ことができる。従って、蛇腹部を確実に屈曲させることができる。
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。

本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。図１Ａは、本発明の第１の実施形態の衝撃吸収式車両用操舵装置の概略構成の側面図であり、部分的に断面表示され、部分的に模式的に図示されている。図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢに沿った断面図である。
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。

ピニオンシャフト７およびラックバー１０によりラックアンドピニオン機構からなるステアリングギヤ１１が構成されている。このステアリングギヤ１１は、操舵部材２の回転運動が入力される入力軸としての上述のピニオンシャフト７を有している。ラックバー１０は、車体１２に固定されるハウジング１３内に図示しない複数の軸受を介して直線往復自在に支持されている。ラックバー１０には、一対のタイロッド１４が結合されている。各タイロッド１４は対応するナックルアーム１５を介して対応する転舵輪１６に連結されている。

操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン歯８およびラック歯９によって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー１０の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１６の転舵が達成される。
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。

図１Ａを参照して、中間シャフト５は、当該中間シャフト５の軸方向Ｓに関しての第１の端部１９および第２の端部２０を有している。中間シャフト５の第１の端部１９は、第１の自在継手４を介して、ステアリングシャフト３の端部と連結されている。中間シャフト５の第２の端部２０は、第２の自在継手６を介して、ステアリングギヤ１１のピニオンシャフト７と連結されている。中間シャフト５は、ステアリングシャフト３から伝達されたトルクを、ステアリングギヤ１１のピニオンシャフト７に伝達する。また、中間シャフト５は、衝撃吸収するときに、屈曲しつつ収縮するようにされている（図７Ａ，図７Ｂ，図７Ｃ参照。）。以下では、特に説明しないときには、衝撃吸収前の通常時の状態を基に説明する。

図１Ａを参照して、第１の自在継手４は、ステアリングシャフト３の端部に設けられた第１のヨーク２１と、中間シャフト５の第１の端部１９に設けられた第２のヨーク２２と、第１および第２のヨーク２１，２２間を連結する十字軸２３とを有している。
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。

第１および第２の自在継手４，６については全く同様の構成であるので、第１の自在継手４との相違点を中心に第２の自在継手６を説明する。
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。

図１Ａを参照して、中間シャフト５は、第１の自在継手４の継手中心２７と第２の自在継手６の継手中心３１とを結ぶライン３２を回転中心軸線として回転する。中間シャフト５の中心軸線Ｃ０は、上記ライン３２と一致している。また、中間シャフト５は、チューブ３３と、シャフト部３４とを有している。
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。

図１Ａを参照して、チューブ３３は、金属部材により形成されており、中間シャフト５の軸方向Ｓに沿って延びている。チューブ３３は、中間シャフト５の軸方向Ｓに関する第１および第２の端部３５，３６を有している。また、チューブ３３は、第１の端部３５および第２の端部３６間に介在した中間部３７を有している。チューブ３３の第１の端部３５は、中間シャフト５の第１の端部１９を構成している。

また、チューブ３３は、単一部材からなっており、第１の円筒３８と、第２の円筒３９と、中空の蛇腹部４０とを有している。
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１Ａを参照して、蛇腹部４０は、チューブ３３の上記中間部３７に配置されている。蛇腹部４０は、当該蛇腹部４０の径方向Ｒの外方へ***した複数の山部４１と、蛇腹部４０の径方向Ｒの内方へ窪んだ複数の谷部４２とを有している。山部４１と谷部４２とが、上記軸方向Ｓに交互に並んでいる。
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４は、チューブ３３の斜視図である。図５は、チューブ３３を部分的に切り欠いた斜視図である。図４，図５を参照して、本実施形態では、蛇腹部４０の周方向Ｔの関して当該蛇腹部４０の一部としての縮径領域４５が設けられている。この縮径領域４５における山部４１の頂部４３が、後述する平板部５１を有している。また、蛇腹部４０の上記周方向Ｔに関して上記縮径領域４５を除いた部分としての非縮径領域４６が設けられている。この非縮径領域４６における蛇腹部４０は、平板部５１が形成されていない蛇腹形状をなしている。

図２，図３を参照して、非縮径領域４６における山部４１の頂部４３は、稜線４８を有している。また、谷部４２の底部４４は、蛇腹部４０の全周にわたって連続した谷線４９を有している。
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６は、蛇腹部４０の部分的な斜視図であり、部分的に断面表示されている。図２，図６を参照して、平板部５１は、中間シャフト５の中心軸線Ｃ０とは平行に直線状に延びている。また、平板部５１は、中間シャフト５の中心軸線Ｃ０に垂直な断面において、直線状に延びている。
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２，図３を参照して、各谷部４２の底部４４の谷線４９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、中間シャフト５の中心軸線Ｃ０に直交する断面において、各谷線４９は、円形をなしており、この円形は、第１および第２の円筒３８，３９と同心に配置されている。各谷線４９は、蛇腹部４０の外周面におけるＲ面としての凹湾曲面に形成されている。

本実施形態では、蛇腹部４０の縮径領域４５における山部４１の頂部４３に設けられた平板部５１が、中間シャフト５の中心軸線Ｃ０とは平行に延びている。これにより、平板部５１は、中間シャフト５の軸方向Ｓに変形し難くなる。その結果、上記縮径領域４５は、軸方向Ｓに相対的に収縮し難くなる。これに対して、上記非縮径領域４６における頂部４３は、稜線４８を有するので、上記非縮径領域４６は、軸方向Ｓに相対的に収縮し易くなる。その結果、衝撃吸収するときに、蛇腹部４０が屈曲し易くなる（図７Ｃ参照）。

図１Ａ，図１Ｂを参照して、山部４１の頂部４３からの谷部４２の底部４４までの深さ（以下、単に深さともいう。）Ｈ１，Ｈ２は、蛇腹部４０の径方向Ｒに関しての、蛇腹部４０の外周面における山部４１の頂部４３および谷部４２の底部４４の間の距離に相当する。本実施形態では、上記縮径領域４５における深さＨ１が、上記非縮径領域４６における深さＨ２よりも小さくされている（Ｈ１＜Ｈ２）。これにより、縮径領域４５は、上記非縮径領域４６に比べて、収縮し難くなる。従って、衝撃吸収するときに、蛇腹部４０をより一層確実に屈曲させることができる（図７Ｃ参照）。

図３を参照して、上記縮径領域４５における周方向Ｔに関する中央位置Ｆ１において、深さＨ１は最小値Ｈ１０になる。上記縮径領域４５の中央位置Ｆ１から、上記非縮径領域４６へ向かうにしたがって、上記深さＨ１は、しだいに変化している。上記非縮径領域４６においては、深さＨ２は一定値Ｈ２０になる。この一定値Ｈ２０が、深さＨ１，Ｈ２の最大値となる。中央位置Ｆ１、および上記非縮径領域４６における周方向Ｔに関する中央位置Ｆ２は、互いに対向している。中央位置Ｆ１および中央位置Ｆ２の対向方向ＵＣは、例えば蛇腹部４０の径方向Ｒに沿っている。

図２を参照して、チューブ３３の上記縮径領域４５の山部４１の頂部４３の平板部５１を形成する部分の肉厚Ｌ１（径方向寸法）が、相対的に厚く、上記非縮径領域４６における山部４１の頂部４３を形成する部分の肉厚Ｌ２が、相対的に薄くされている（Ｌ１＞Ｌ２）。これにより、縮径領域４５は、上記非縮径領域４６に比べて、収縮し難くなる。従って、衝撃吸収するときに、蛇腹部４０をより一層確実に屈曲させることができる。

図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、それぞれ図１Ａの衝撃吸収式車両用操舵装置１の模式図であり、図７Ａは衝撃吸収前の通常時の状態であり、図７Ｂは衝撃吸収開始当初の状態であり、図７Ｃは、図７Ｂの状態よりも中間シャフト５が収縮した状態である。
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。

図７Ｂを参照して、蛇腹部４０がわずかに収縮した状態で、蛇腹部４０の周方向Ｔの上記縮径領域４５の収縮量Ｇ１は相対的に小さく、周方向Ｔの非縮径領域４６の収縮量Ｇ２は相対的に大きくなる。その結果、上記縮径領域４５を湾曲の外側として、蛇腹部４０全体が湾曲するようになる。これとともに、軸方向Ｓに関する蛇腹部４０の中央部５７が、湾曲の外側へ向けて径方向Ｒに変位するようになる。なお、図７Ｂには、上記縮径領域４５の中央位置Ｆ１における収縮量Ｇ１と、上記非縮径領域４６の中央位置Ｆ２における収縮量Ｇ２とを図示してある。

図７Ｃを参照して、上記中央部５７における径方向Ｒに関する変位量が大きくなると、上記非縮径領域４６の山部４１同士が互いに接した状態で曲げの支点として機能する。これとともに、上記縮径領域４５の山部４１の頂部４３同士の間隔が大きくなる。その結果、上記縮径領域４５が屈曲の外側になるようにして、蛇腹部４０全体が塑性変形を伴って屈曲する。これにより、衝撃吸収ストローク量を大きくすることができる。

図１Ａ，図１Ｂを参照して、本実施形態の衝撃吸収式車両用操舵装置１は、第１および第２の端部１９，２０を有する中間シャフト５と、中間シャフト５の第１の端部１９およびステアリングシャフト３を連結する第１の自在継手４と、中間シャフト５の第２の端部２０およびステアリングギヤ１１の入力軸としてのピニオンシャフト７を連結する第２の自在継手６と、を備えている。中間シャフト５は、山部４１および谷部４２を交互に有する中空の蛇腹部４０を含んでいる。この蛇腹部４０の周方向Ｔの一部としての縮径領域４５における山部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が形成されていることを特徴とする。

本実施形態では、例えば、車両の衝突時の蛇腹部４０の縮径領域４５の平板部５１における収縮量が、蛇腹部４０において平板部５１を除く部分としての上記非縮径領域４６における収縮量よりも小さくなるので、上記縮径領域４５の平板部５１を屈曲の外側として、蛇腹部４０が収縮しつつ屈曲する。その結果、蛇腹部４０が屈曲しながら収縮することにより、中間シャフト５が収縮する。従って、本実施形態では、蛇腹部４０が屈曲しないで中間シャフト５が真直に収縮する従来の場合と比較して、衝撃吸収ストローク量を大きく得ることができる。

また、換言すれば、本実施形態では、所定の衝撃吸収ストローク量を確保しつつ、中間シャフト５を小型化でき、ひいては衝撃吸収式車両用操舵装置１を小型化することができる。また、所定の衝撃吸収ストローク量を得る従来の中間シャフト５に比べて、本実施形態では、衝撃吸収ストローク量を大きくしつつ、中間シャフト５を、ひいては衝撃吸収式車両用操舵装置１を小型化することが可能となる。

また、上記平板部５１は、上記蛇腹部４０の周方向Ｔの一部に設けられた縮径領域４５における山部４１の頂部４３に形成され、この縮径領域４５における上記山部４１の頂部４３からの谷部４２の底部４４までの深さＨ１が、相対的に小さくされ、非縮径領域４６における上記山部４１の頂部４３からの谷部４２の底部４４までの深さＨ２が、相対的に大きくされている。この場合、縮径領域４５は、非縮径領域４６と比較して、より一層収縮し難くなる。従って、蛇腹部４０を確実に屈曲させることができる。

図１Ａを参照して、本実施形態では、中間シャフト５は、その一部として、チューブ３３を含んでいる。このチューブ３３は、第１の端部３５と、第２の端部３６と、第１の端部３５および第２の端部３６間に介在する中間部３７とを含んでいる。第１の端部３５および第２の端部３６に、第１および第２の自在継手４，６の継手中心２７，３１間を結ぶライン３２とは同心の第１および第２の円筒３８，３９が設けられている。中間部３７に蛇腹部４０が設けられている。

このように、第１および第２の円筒３８，３９を上述のライン３２とは同心としたので、第１および第２の円筒３８，３９を、対応する部材としての第１の自在継手４の第２のヨーク２２およびシャフト部３４へ容易に接続できる。例えば、第１および第２の円筒３８，３９を上記対応する部材に溶接により接続する場合に、溶接品質を高めることができる。その結果、中間シャフト５の一部としての、蛇腹部４０付きチューブ３３を製造し易い。

図８は、チューブ３３の製造方法のフローチャートである。図８を参照して、本実施形態のチューブ３３の製造方法は、素管としての真直な円筒管５８から半製品としての製造用中間体５９を得る第１の工程６１と、製造用中間体５９から製品としてのチューブ３３を得る第２の工程６２とを有している。
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。

ここで、液圧バルジ加工法では、まず、例えば、空洞部を有する分割された成形型の内部に、素管をセットする。成形型の空洞部の内面には、蛇腹部６５を形成するための形状が形成されている。液圧供給口を有した一対の軸押しシリンダを、それらの端面が素管の両端部に接触するように成形型の内部にセットする。その後、分割された成形型を互いに組み合わせて閉じる。素管の内部に液圧を負荷し、また、素管の両端部を軸押しシリンダで軸押しする。これにより、素管を塑性加工し、成形型の空洞部の形状に沿った形状、すなわち、蛇腹形状の製造用中間体５９を得ることができる。

第２の工程６２では、製造用中間体５９の蛇腹部６５の周方向Ｔ１の一部６８を、プレス加工により加圧し、径方向内方へ圧縮して塑性変形させる。これにより、チューブ３３の上記縮径領域４５における山部４１の頂部４３に、上述の平板部５１が形成されてなる。
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を参照して、第２の工程６２では、製造用治具として、互いに対をなす第１および第２の金型６９，７０と、第２の金型７０を保持する一対の支持部材７１とを用いる。
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。

また、第２の金型７０は、ダイであり、支持部材７１に支持される。第２の金型７０は、被加工材としての製造用中間体５９の蛇腹部６５の内周に接してこれを変形させる成形面７５を有している。この成形面７５は、複数の第１の成形部７６と、複数の第２の成形部７７とを有している。第１の成形部７６は、凸部からなり、チューブ３３の蛇腹部４０の山部４１を形成する。第２の成形部７７は、凹部からなり、チューブ３３の蛇腹部４０の谷部４２を形成する。

各支持部材７１は、製造用中間体５９の第１および第２の円筒６３，６４を嵌合状態で保持する環状保持溝７８と、第２の金型７０を受ける受け部７９とを有している。また、環状保持溝７８は、チューブ３３の第１および第２の円筒３８，３９を保持する。
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９，図１０を参照して、次に、製造用中間体５９の周方向Ｔ１の一部６８をプレス加工により加圧する。すなわち、第１の金型６９が、第２の金型７０へ向けて移動し、その間にある製造用中間体５９の蛇腹部６５を押圧する。このとき、製造用中間体５９は、第２の金型７０と支持部材７１により受け止められる。第１の金型６９の成形面７２の第１の成形部７３が、製造用中間体５９の周方向Ｔ１の一部６８における蛇腹部６５の山部６６から、チューブ３３の蛇腹部４０の上記縮径領域４５における山部４１の頂部４３の平板部５１を成形する。

図１１を参照して、プレス加工後に、一対の支持部材７１と、第１および第２の金型６９，７０とを、互いに離隔させて、チューブ３３を取り外す。
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。

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を加圧することにより、得られたチューブ３３に平板部５１を形成することができる。従って、上述のように、蛇腹部４０をより一層確実に屈曲させることができる。
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。

例えば、図１２は、本発明の第２の実施形態の衝撃吸収式車両用操舵装置１の中間シャフト５の側面図であり、部分的に断面表示されている。第２の実施形態の中間シャフト５は、チューブ８１を有している。なお、チューブ８１、後述する蛇腹部８２、山部８３、谷部８４、頂部８５、底部８６、拡径領域８７、稜線８８、および谷線８９は、それぞれ対応する上述したチューブ３３、蛇腹部４０、山部４１、谷部４２、頂部４３、底部４４、縮径領域４５、稜線４８、および谷線４９とは、以下の点で異なり、他の構成については同じである。また、上記非縮径領域４６は、本実施形態でも、上述の実施形態と同じに構成されているが、本実施形態では非拡径領域４６という。

山部８３の頂部８５は、全周に連続した稜線８８を有している。稜線８８は、中間シャフト５の軸方向Ｓに直交する断面において、円形をなしている。
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。

本実施形態では、例えば、車両の衝突時の蛇腹部８２の拡径領域８７の平板部９０における収縮量が、平板部９０を除く部分としての非拡径領域４６における収縮量よりも小さくなるので、上記平板部９０を屈曲の外側として、蛇腹部８２が収縮しつつ屈曲する。その結果、蛇腹部８２が屈曲しながら収縮することにより、中間シャフト５が収縮する。
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。

さらに、図示しないが、第３の実施形態の中間シャフトのチューブの蛇腹部の周方向の上記一部の山部の頂部が、上記第１の実施形態の平板部５１を有し、蛇腹部の周方向の上記一部の谷部の底部が、上記第２の実施形態の平板部９０を有していてもよい。頂部の平板部５１と、底部の平板部９０とは、蛇腹部の径方向Ｒに関して互いに異なる位置に配置されている。

また、第３の実施形態のチューブを製造するために、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、蛇腹部の山部の頂部および谷部の底部に、上記平板部５１，９０をそれぞれ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。

図１Ａは、本発明の第１の実施形態の衝撃吸収式車両用操舵装置の概略構成の側面図であり、部分的に断面表示され、部分的に模式的に図示されている。図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢに沿った断面図である。 図１Ａの拡大図である。 図１Ｂの拡大図である。 チューブの斜視図である。 チューブを部分的に切り欠いた斜視図である。 蛇腹部の斜視図であり、部分的に断面表示されている。 図７Ａは、図１Ａの衝撃吸収前の衝撃吸収式車両用操舵装置の模式図であり、図７Ｂは、衝撃吸収開始当初の衝撃吸収式車両用操舵装置の模式図であり、図７Ｃは、図７Ｂの状態よりも中間シャフトが収縮した状態の衝撃吸収式車両用操舵装置の模式図である。 本発明の第１の実施形態のチューブの製造方法のフローチャートである。 図８の製造方法の第２の工程における、加圧前の状態の製造用治具と製造用中間体との模式図である。 図８の製造方法の第２の工程における、加圧後の状態の製造用治具とチューブとの模式図である。 図８の製造方法の第２の工程における、取り出し状態の製造用治具とチューブとの模式図である。 本発明の第２の実施形態の衝撃吸収式車両用操舵装置の中間シャフトの要部の側面図であり、部分的に断面表示されている。

符号の説明

１…衝撃吸収式車両用操舵装置、３…ステアリングシャフト、４…第１の自在継手、５…中間シャフト、６…第２の自在継手、７…ピニオンシャフト（入力軸）、１１…ステアリングギヤ、１９…（中間シャフトの）第１の端部、２０…（中間シャフトの）第２の端部、２７…（第１の自在継手の）継手中心、３１…（第２の自在継手の）継手中心、３２…ライン、３３，８１…チューブ（中間シャフトの一部）、３５…（チューブの）第１の端部、３６…（チューブの）第２の端部、３７…（チューブの）中間部、３８…第１の円筒、３９…第２の円筒、４０，８２…（チューブの）蛇腹部、４１，８３…山部、４２，８４…谷部、４３，８５…頂部、４４，８６…底部、４５…縮径領域（周方向の一部）、４６…非縮径領域、５１，９０…平板部、５８…円筒管、５９…製造用中間体、６１…第１の工程、６２…第２の工程、６５…（製造用中間体の）蛇腹部、６６…（製造用中間体の周方向の）一部、８７…拡径領域（周方向の一部）、Ｃ０…（中間シャフトの）中心軸線、Ｈ１，Ｈ２…深さ、Ｔ…（蛇腹部の）周方向、Ｔ１…（製造用中間体の蛇腹部の）周方向。

Claims (4)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。

Images