JP4687428B2 - スリット付きスライドジョイント及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はスリット付きスライドジョイント、特に、ステアリング装置の中間シャフト等として使用されるスリット付きスライドジョイント及びその製造方法に関する。

スリット付きスライドジョイントは、ステアリングホイールの回転をステアリングギヤに効率よく伝達すると共に、ステアリングホイールの位置調整時や衝突時に、アウターシャフトとインナーシャフトが、小さな摺動抵抗で相対摺動する必要がある。

特許文献１のスリット付きスライドジョイントは、アウターシャフトの雌セレーション溝の内径を、スリットの軸方向中間位置が最も小径で、スリットの開放端部側が最も大径になるように成形している。これによって、アウターシャフトの雌セレーション溝とインナーシャフトの雄セレーション溝を、スリットの軸方向中間位置とスリットの開放端部側位置の二箇所で強く係合させて、ねじり剛性と摺動抵抗の両方を適正な範囲内に収めているが、操舵感を向上させるために、結合部のねじり剛性と曲げ剛性をさらに向上させることが望まれていた。

特開２００１−７４０５６号公報

本発明は、アウターシャフトの雌セレーション溝とインナーシャフトの雄セレーション溝との結合部のねじり剛性と曲げ剛性をさらに向上させたスリット付きスライドジョイントを提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、軸方向一端側の内周面に雌セレーション溝を有すると共に、軸方向一端側の端面が開放され他端側の端面が閉鎖された複数のスリットが形成された中空円筒状のアウターシャフトと、上記雌セレーション溝に内嵌して係合する雄セレーション溝が軸方向一端側の外周面に形成されたインナーシャフトと、上記アウターシャフトの軸方向一端側の外周面に外嵌され、このアウターシャフトの軸方向一端側の外径を弾性的に縮径する抑えリングとを備えたスリット付きスライドジョイントの製造方法において、中空円筒状の素材の軸方向一端側の外周面に、絞り加工によって縮径させた第一絞り部を形成する工程と、上記第一絞り部の円周方向等間隔位置に、上記第一絞り部の範囲内で、その軸方向一端側に開放された開放端部を有するスリットを形成する工程と、上記第一絞り部の内周面に雌セレーション溝を形成する工程と、上記スリットの軸方向一端側の開放端部から軸方向他端側の閉鎖端部近傍にわたって、上記アウターシャフトの外形寸法よりも小径の内径孔を有するダイスを上記アウターシャフトの外周面に圧入して絞り成形することによって、上記アウターシャフトの外径及び内径を縮径して第二絞り部を形成する工程と、先細の円錐台部が形成され、さらに先端には、雌セレーション溝に内嵌するガイド円筒部が形成された矯正パンチを上記第二絞り部における上記雌セレーション溝の内周面に圧入することによって、上記雌セレーション溝の自由状態での内径を、上記スリットの閉鎖端部近傍が最も小径で、スリットの開放端部に向かうほど大径に成形する工程とがこの順で行われることを特徴とするスリット付きスライドジョイントの製造方法である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のスリット付きスライドジョイントの製造方法によって製造されたスリット付きスライドジョイントである。

本発明のスリット付きスライドジョイントでは、スリットの軸方向一端側の開放端部から軸方向他端側の閉鎖端部近傍にわたって、アウターシャフトの外径及び内径を縮径しているため、雌セレーション溝と雄セレーション溝とが強く係合する位置の間の軸方向の間隔として、スリットの軸方向の長さとほぼ同一長さを確保できる。従って、アウターシャフトとインナーシャフトとの結合部の曲げ剛性及びねじり剛性を向上させることが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の実施例のスリット付きスライドジョイントのアウターシャフトを製造する工程を順番に示す断面図である。図２は図１の後工程を示す断面図である。図３は図２の後工程を示し、アウターシャフトの外径及び内径を縮径する絞り工程を示す断面図である。

図４（１）は図３の後工程を示し、アウターシャフトの内径を拡径する工程を示す断面図であって、矯正パンチ挿入前の状態を示す。図４（２）は図４（１）のアウターシャフトの左側面図である。図５はアウターシャフトの内径を拡径する工程を示す断面図であって、矯正パンチ挿入後の状態を示す断面図である。図６は成形が終了したアウターシャフトと、アウターシャフトに組み付けるインナーシャフトを示し、（１）は組み付け前の状態を示す断面図、（２）は組み付け後の状態を示す断面図である。

図１から図５に、アウターシャフトの製造工程を示す。まず、図１（１）に示すように、中空円筒状の素材１０を用意する。そして、第一工程でこの素材１０の軸方向一端側（図１（１）の左側）の外周面に、プレスによる押し込み加工等の縮径加工を施す事により、第一絞り部２１を形成し、図１（２）に示す様な第一中間素材１１を形成する。

次いで、第二工程として、上記第一中間素材１１の軸方向一端側（図１の左側）寄りの外周面の全周に、旋盤等を使用した切削加工により環状の係止凹部２２を形成して、図１（３）に示す様な第二中間素材１２を形成する。

次いで、第三工程として、上記第一絞り部２１の軸方向の範囲内で、円周方向等間隔（９０度間隔）位置に、プレスによる打抜き加工、あるいは機械加工により４個のスリット３を形成して、図２（１Ａ）、（１Ｂ）に示すような第三中間素材１３を形成する。なお、上記スリット３の数は、４個に限らず、２個、３個、５個あるいはそれ以上とすることもできる。図２（１Ｂ）は、図２（１Ａ）の左側面図である。スリット３は、軸方向一端側（図２（１Ａ）の左側）の端面が開放された開放端部３１を有し、軸方向他端側（図２（１Ａ）の右側）の端面が閉鎖された閉鎖端部３２を有する。

次いで、第四工程として、上記第三中間素材１３のうちの上記第一絞り部２１の内周面に、ブローチ加工により雌セレーション溝４を形成して、図２（２）に示す様な第四中間素材１４を形成する。なお、この雌セレーション溝４を形成した後の、上記第一絞り部２１の形状は、ブローチ加工による場合には軸方向にわたり直径が変化しないストレート形状になる。上記した第一工程から第四工程は、特許文献１に記載されているスリット付きスライドジョイント用のアウターシャフトの製造工程と同様であるため、詳しい説明は省略する。

次いで、第五工程として、図３（１）に示す第四中間素材１４の第一絞り部２１の軸方向一端側（図３（１）の左側）からダイス５を圧入して、第一絞り部２１の軸方向一端側寄りの外周面に、絞り加工により第二絞り部２３を形成して、第一絞り部２１の外径及び内径を縮径し、図３（２）、図４に示すような第五中間素材１５を形成する。

第二絞り部２３は、スリット３の軸方向一端側の開放端部３１から、スリット３の軸方向他端側の閉鎖端部３２近傍にわたって形成されている。本発明の実施例では、ダイス５の内径寸法Ｄは例えばφ２３．８ｍｍ、第一絞り部２１の外径寸法ｄは例えばφ２４．１ｍｍに設定しているため、第一絞り部２１の外径及び内径が縮径する量は、直径で０．３ｍｍ程度になる。また、スリット３の軸方向長さＬ１（軸方向一端側の開放端部３１から軸方向他端側の閉鎖端部３２までの長さ）は３８ｍｍ、縮径部２３の軸方向長さＬ２は３３ｍｍに設定している。

次いで、第六工程として、この第五中間素材１５の軸方向一端側（各スリット３の開放端部３１側の端で、図４（１）の左端）開口部に、矯正パンチ６を対向させる。この矯正パンチ６の先端には、先細の円錐台部６１が形成され、円錐台部６１のテーパー角度は、矯正が最も容易な５度に設定しているが、１度から１０度の範囲であればよい。また、円錐台部６１のさらに先端には、雌セレーション溝４に内嵌するガイド円筒部６２が形成されている。

このような矯正パンチ６を、第五中間素材１５の先端開口部に、図５に示す様に圧入する事により、ガイド円筒部６２が雌セレーション溝４に内嵌して円滑に挿入され、円錐台部６１で雌セレーション溝４の内径を拡径し、第五中間素材１５が、図５及び図６（１）に示すようなアウターシャフト２になる。

上記矯正パンチ６の先端部を第五中間素材１５の先端開口部に押し込むと、円周方向に隣り合うスリット３、３同士の間に存在する間部分３３、３３（図４（２）参照）が、それぞれこれら各間部分３３、３３の軸方向他端側（各スリット３、３の閉鎖端部３２同士を結ぶ部分）を中心として、直径方向外方に折れ曲がる。

各間部分３３、３３は、外周面側の軸方向にわたる形状は凹面となり、内周面側の軸方向にわたる形状が凸面となる。この結果、この第五中間素材１５を構成する上記各間部分３３、３３の内周面に形成した雌セレーション溝４の内径が、第二絞り部２３の軸方向他端側内径（スリット３の閉鎖端部３２近傍側の内径）２３１が最も小径となり、第二絞り部２３の軸方向一端側内径（スリット３の開放端部３１側の内径）２３２が最も大径となる。

次いで、図６に示すように、上記した第一工程から第六工程までの製造工程を経て成形されたアウターシャフト２にインナーシャフト７を組み付ける。図６（１）に示すように、インナーシャフト７は、軸方向一端側（図６の右側）を他端側（図６の左側）よりも大径にし、その外周面に上記雌セレーション溝４に内嵌して係合する雄セレーション溝７１を形成している。また、アウターシャフト２の係止凹部２２に外嵌する抑えリング８は、切目を持たずに全周にわたって連続する、短円筒状に形成している。

図６（２）に示すように、このアウターシャフト２の雌セレーション溝４内にインナーシャフト７の雄セレーション溝７１を挿入し、第二絞り部２３の軸方向一端側（スリット３の開放端部３１側）の直径を弾性的に縮めた状態で、係止凹部２２に抑えリング８を外嵌する。

アウターシャフト２にインナーシャフト７を組み付けた状態では、雌セレーション溝４は、第二絞り部２３の軸方向他端側内径２３１と第二絞り部２３の軸方向一端側内径２３２の二箇所で、雄セレーション溝７１の外周に強く押し付けられる。

本発明の実施例では、軸方向他端側の係合位置が、従来例よりも、スリット３の閉鎖端部３２側に移動するため、雌セレーション溝４と雄セレーション溝７１とが強く係合する部分の間の軸方向の間隔が広がり、スリット３の軸方向の長さとほぼ同一長さを確保できる。従って、アウターシャフト２とインナーシャフト７との結合部の曲げ剛性及びねじり剛性が向上し、ステアリング装置の操舵感を向上させることができる。

本発明の実施例では、中間シャフトに適用した例について説明したが、中間シャフトに限定されるものではなく、ステアリング装置に使用されるステアリングシャフト等に適用してもよい。

本発明の実施例のスリット付きスライドジョイントのアウターシャフトを製造する工程を順番に示す断面図である。 図１の後工程を示す断面図である。 図２の後工程を示し、アウターシャフトの外径及び内径を縮径する絞り工程を示す断面図である。 （１）は図３の後工程を示し、アウターシャフトの内径を拡径する工程を示す断面図であって、矯正パンチ挿入前の状態を示す。（２）は（１）のアウターシャフトの左側面図である。 アウターシャフトの内径を拡径する工程を示す断面図であって、矯正パンチ挿入後の状態を示す断面図である。 成形が終了したアウターシャフトと、アウターシャフトに挿入するインナーシャフトを示し、（１）は組み付け前の状態を示す断面図、（２）は組み付け後の状態を示す断面図である。

符号の説明

１０ 素材
１１ 第一中間素材
１２ 第二中間素材
１３ 第三中間素材
１４ 第四中間素材
１５ 第五中間素材
２ アウターシャフト
２１ 第一絞り部
２２ 係止凹部
２３ 第二絞り部
２３１ 軸方向他端側内径
２３２ 軸方向一端側内径
３ スリット
３１ 開放端部
３２ 閉鎖端部
３３ 間部分
４ 雌セレーション溝
５ ダイス
６ 矯正パンチ
６１ 円錐台部
６２ ガイド円筒部
７ インナーシャフト
７１ 雄セレーション溝
８ 抑えリング

Claims (2)

1. 軸方向一端側の内周面に雌セレーション溝を有すると共に、軸方向一端側の端面が開放され他端側の端面が閉鎖された複数のスリットが形成された中空円筒状のアウターシャフトと、
   上記雌セレーション溝に内嵌して係合する雄セレーション溝が軸方向一端側の外周面に形成されたインナーシャフトと、
   上記アウターシャフトの軸方向一端側の外周面に外嵌され、このアウターシャフトの軸方向一端側の外径を弾性的に縮径する抑えリングとを備えたスリット付きスライドジョイントの製造方法において、
   中空円筒状の素材の軸方向一端側の外周面に、絞り加工によって縮径させた第一絞り部を形成する工程と、
   上記第一絞り部の円周方向等間隔位置に、上記第一絞り部の範囲内で、その軸方向一端側に開放された開放端部を有するスリットを形成する工程と、
   上記第一絞り部の内周面に雌セレーション溝を形成する工程と、
   上記スリットの軸方向一端側の開放端部から軸方向他端側の閉鎖端部近傍にわたって、上記アウターシャフトの外形寸法よりも小径の内径孔を有するダイスを上記アウターシャフトの外周面に圧入して絞り成形することによって、上記アウターシャフトの外径及び内径を縮径して第二絞り部を形成する工程と、
   先細の円錐台部が形成され、さらに先端には、雌セレーション溝に内嵌するガイド円筒部が形成された矯正パンチを上記第二絞り部における上記雌セレーション溝の内周面に圧入することによって、上記雌セレーション溝の自由状態での内径を、上記スリットの閉鎖端部近傍が最も小径で、スリットの開放端部に向かうほど大径に成形する工程と
   がこの順で行われること
   を特徴とするスリット付きスライドジョイントの製造方法。
2. 請求項１に記載されたスリット付きスライドジョイントの製造方法によって製造されたスリット付きスライドジョイント。

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