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JP4598949B2 - Steering shaft and assembly method for energy absorbing steering column - Google Patents

Steering shaft and assembly method for energy absorbing steering column Download PDF

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JP4598949B2
JP4598949B2 JP2000398050A JP2000398050A JP4598949B2 JP 4598949 B2 JP4598949 B2 JP 4598949B2 JP 2000398050 A JP2000398050 A JP 2000398050A JP 2000398050 A JP2000398050 A JP 2000398050A JP 4598949 B2 JP4598949 B2 JP 4598949B2
Authority
JP
Japan
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shaft
small
locking
diameter
steering
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP2000398050A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002193112A (en
Inventor
明 近藤
光司 山村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Column Systems Corp
Original Assignee
Fuji Kiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Fuji Kiko Co Ltd filed Critical Fuji Kiko Co Ltd
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Priority to EP01130102A priority patent/EP1219522A3/en
Priority to US10/023,795 priority patent/US6935657B2/en
Publication of JP2002193112A publication Critical patent/JP2002193112A/en
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝撃エネルギー吸収式ステアリングコラムにおけるステアリングシャフトとその組立方法に関し、特に衝撃エネルギー吸収のために収縮可能なステアリングシャフトを形成することになるロアシャフトとアッパーシャフトとのセレーション嵌合等による嵌合部での改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のステアリングシャフトの代表的なものとして、例えば実開昭58−142178号公報に記載されたものがある。
【0003】
この従来の構造のでは、中空シャフト状のロアシャフトと中実状のアッパーシャフトとをセレーション嵌合するにあたり、アッパーシャフト側の雄セレーションの中間部にボール収容溝たる環状溝を予め形成しておく一方、ロアシャフトの端部には雌セレーションの谷部に一致する位置にボール挿入孔を貫通形成しておき、雌雄セレーションをわずかに嵌合させて環状溝とボール挿入孔とを合致させた状態でそのボール挿入孔から環状溝にスチールボールを挿入した上、そのスチールボールを雌セレーションのより奧部側に圧入するべくロアシャフトとアッパーシャフトとを所定量だけ相対摺動させた構造となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の構造では、環状溝とボール挿入孔の切削加工が必要であるとともにシャフト構成要素以外にスチールボールが必須であるため、加工工数および部品点数の増加によりコストアップが余儀なくされる。その上、ボール挿入作業そのものの作業性が悪いばかりでなく、圧入荷重すなわちスチールボールに依存することになる衝撃エネルギー吸収特性を調整するためには直径が異なる数種類のスチールボールを予め用意しておく必要があり、部品管理工数も併せて増加することとなって好ましくない。
【0005】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、加工工数および部品点数の削減によりコストダウンを図りつつ、且つ衝撃エネルギー吸収特性の調整もきわめて容易に行えるようにしたエネルギー吸収式ステアリングコラムにおける収縮可能なステアリングシャフトとその組立方法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、ステアリングシャフトを形成するロアシャフトとアッパーシャフトのうちいずれか一方のシャフトの外周面に形成された係止凸部と他方のシャフトの中空部内周面に形成された係止凹部とを嵌合させ、上記双方のシャフト同士の相対摺動動作に基づく嵌合部によって衝撃エネルギー吸収時に収縮可能としたエネルギー吸収式ステアリングコラムのステアリングシャフトであることを前提としている。
【0007】
その上で、上記一方のシャフトに形成された係止凸部に隣接して上記係止凸部から挿入始端部側の端面に至るまでの領域がその係止凸部の最大直径よりも小径の小径軸部として形成されているとともに、この小径軸部は上記係止凸部との境界部に形成された面取り部と当該面取り部から上記挿入始端部側の端面に至るまでのストレート部とで形成されている一方、上記他方のシャフトのうち係止凸部に対応する部分には、上記面取り部とストレート部とからなる小径軸部をマンドレルとして利用して係止凹部ごと局部的に印圧することにより内側に突出して係止凸部に圧接する抵抗突起部が形成されていることを特徴としている。
【0008】
上記係止凹部および係止凸部については、セレーション嵌合の場合には雄セレーション部および雌セレーション部がそれらに相当し、またスプライン嵌合の場合には雄スプライン部(軸スプライン)および雌スプライン部(穴スプライン)がそれらに相当する。
【0009】
したがって、この請求項1に記載の発明では、衝突時のエネルギー吸収のために収縮可能なステアリングシャフトを形成しているロアシャフトとアッパーシャフトとが嵌合している状態では、係止凹部の一部に形成された抵抗突起部が係止凸部に強く圧接していて、ステアリング操作に伴う一方のステアリングシャフトから他方のステアリングシャフトへのトルク伝達は、従来と同様に上記嵌合部を介してスムーズに行われる。
【0010】
そして、乗員の二次衝突等によってステアリングシャフトに衝突エネルギーに伴う収縮力が加わると、そのステアリングシャフトを形成しているアッパーシャフトとロアシャフトが相対摺動動作する。
【0011】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のエネルギー吸収式ステアリングコラムのステアリングシャフトを組み立てる方法であって、
係止凸部と小径軸部とが予め形成された一方のシャフトと係止凹部が予め形成された他方のシャフトとを、少なくとも小径軸部と係止凸部の一部が係止凹部の領域に位置するまで嵌合させる工程と、上記嵌合状態において、他方のシャフトのうち小径軸部に合致する部分を上記面取り部とストレート部とからなる小径軸部をマンドレルとして利用しつつ所定のパンチにより局部的に内側に印圧して抵抗突起部を形成する工程と、上記印圧形成後の双方のシャフト同士をエネルギー吸収動作方向に相対摺動させ、上記抵抗突起部が小径軸部から抜け出し且つその抵抗突起部と相手側の係止凸部との間に残された衝撃エネルギー吸収に必要な収縮ストロークが所定ストロークとなるように設定する工程と、を含むことを特徴とするものである。
【0012】
したがって、この請求項2に記載の発明では、衝突時のエネルギー吸収時に収縮可能なステアリングシャフトを形成しているロアシャフトとアッパーシャフトとを嵌合させた状態で、係止凹部が形成された他方のシャフトの中空部のうち係止凸部に隣接する小径軸部に合致する部分を、面取り部とストレート部とからなるその小径軸部をマンドレルとして利用しつつ加圧パンチ等により局部的に内側に印圧して抵抗突起部を形成する。この場合、中空部の他の部位までもが変形してしまうことがないように、その中空部外周面を円筒状の受け面をもつ加圧受け治具にて位置決めするのが望ましい。
【0013】
なお、上記小径軸部は切削加工によることなく、例えば係止凸部を有する一方のシャフトそのものを冷間鍛造する際に同時に形成することが可能である。また、係止凸部および係止凹部は引き抜きもしくは転造によって加工される。
【0014】
こうして抵抗突起部が形成されると、その抵抗突起部と小径軸部とが合致することになるものの、その抵抗突起部が小径軸部から抜け出して係止凸部に位置するまで抵抗突起部を復元方向に弾性変形させながらロアシャフトとアッパーシャフトとを摺動動作させる。この摺動動作は、上記抵抗突起部と相手側の係止凸部との間に残された衝撃エネルギー吸収に必要な収縮ストロークが所定ストロークとなるように設定することを意味し、例えばステアリングシャフト固有の要求特性に応じて上記ストロークを調整すればよい。
【0015】
その結果、本組立方法をもって組み立てられたステアリングシャフトは、請求項1に記載の発明のステアリングシャフトとして有効に機能するようになる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る衝撃エネルギー吸収式ステアリングシャフトの好ましい実施の形態を示す図である。
【0017】
同図(A),(B)に示すように、ステアリングシャフト1は中空パイプ状のロアシャフト2と中実状のアッパーシャフト3とから形成され、ロアシャフト2には係止凹部として雌セレーション部4が、アッパーシャフト3には係止凸部として雄セレーション部5がそれぞれ形成されている。そして、これら雌雄のセレーション部4,5でのセレーション嵌合をもってロアシャフト2とアッパーシャフト3とが相対摺動可能に連結されて、衝撃エネルギー吸収機能のために収縮可能なステアリングシャフト1が形成されているとともに、アッパーシャフト3の図示外の他端にステアリングホイールが装着される。
【0018】
なお、ロアシャフト2はその全体が中空状である必要はなく、少なくとも雌セレーション部4となる部分が中空状であればよい。また、雌雄のセレーション部4,5は従来公知の引き抜きもしくは転造等の加工法によって形成される。
【0019】
上記アッパーシャフト3のうち雄セレーション部5の先端部側(挿入始端部側)に非セレーション領域を隣接形成するべく、雄セレーション部5が途切れた位置からアッパーシャフト3そのものの先端面3aに至る部分には上記雄セレーション部5の最大直径よりも小径の小径軸部6が一体に形成されている。そして、その小径軸部6と雄セレーション部5との境界部に直径寸法の違いに基づく段差が生じないようにアール面取り部7をもって両者を滑らかに連続させてあるとともに、先端面3aに向かってストレート部6aが設けられている。これによって、抵抗突起部8の形状精度が安定するため、アッパーシャフト3とロアシャフト2との圧入荷重のばらつきもなくなり安定する。ここで、上記の小径軸部6はアッパーシャフト3そのものを例えば冷間鍛造にて加工する際に同時に形成される。
【0020】
その一方、ロアシャフト2のうち正規のセレーション結合状態において雄セレーション部5に対応する部分には、周方向の一部を雌セレーション部4ごと内側に膨出させることで抵抗突起部8が形成されている。この抵抗突起部8はロアシャフト2側の雌セレーション部4の内径寸法を局部的に縮小化する機能を有していて、したがって、雌雄のセレーション部4,5同士をセレーション嵌合した時には上記抵抗突起部8が雄セレーション部5に対し強く圧接して両者の摺動抵抗を増大させるようになっている。
【0021】
すなわち、図1の(A)に示すように雌雄のセレーション部4,5同士をセレーション嵌合したときには、抵抗突起部8はその両側に隆起部8aを形成しつつ復元方向に弾性変形して雄セレーション部5に圧接するようになっていて、その抵抗突起部8の圧接位置から雄セレーション部5の他端までの距離Sが衝撃エネルギー吸収ストロークとして機能することになる。なお、上記の衝撃エネルギー吸収に必要な収縮ストロークSは、ステアリングシャフト1の仕様もしくは必要とされる衝撃エネルギー吸収特性等に応じて任意に設定可能である。また、抵抗突起部8によって付与される摺動抵抗は、その抵抗突起部8自体の内側への突出量の調整によって制御可能である。
【0022】
したがって、上記の構造に係るステアリングシャフト1によれば、ステアリング操作時には上記雌雄のセレーション部4,5同士の結合部をもってそのトルク伝達が行われる一方、乗員の二次衝突等によってステアリングシャフト1を収縮させるような衝撃エネルギーが加わると、上記雌雄のセレーション部4,5同士の嵌合部をもってロアシャフト2とアッパーシャフト3とが相対摺動動作し、収縮する。
【0023】
このように本実施の形態のステアリングシャフト1によれば、抵抗突起部8を形成したロアシャフト2と小径軸部6を形成したアッパーシャフト3だけで、必要とする衝撃エネルギー吸収における収縮ストロークを得ることができ、特に従来の構造と比べて部品点数および加工工数の削減によるコストダウンを図る上で有利となる。
【0024】
なお、上記セレーション嵌合に代えてスプライン嵌合としても同様の効果が得られるほか、アール面取り部7についてはアール形状でなくテーパ形状としてもよい。さらに、上記小径軸部6については雄セレーションが形成されていてもよい。その理由は、例えば冷間鍛造の一工程をもって雄セレーション部5と小径軸部6とを同時成形すると、小径軸部6およびアール面取り部7までも雄セレーション形状に成形されるためである。
【0025】
ここで、上記ロアシャフト2に抵抗突起部8を形成するには次のような手順による。
【0026】
先ず、図2の(A)に示すように、予め雌セレーション部4が形成されたロアシャフト2と、同じく予め雄セレーション部5と小径軸部6とが形成されたアッパーシャフト3とをセレーション嵌合させ、ロアシャフト2のうち抵抗突起部8を形成すべき位置にアッパーシャフト3側の小径軸部6を一致させる。
【0027】
そして、同図(B)に示すように、ロアシャフト2とアッパーシャフト3とをセレーション嵌合してなるステアリングシャフト1を円筒状の受け面9を有する加圧受け治具10に位置決めした上で、ロアシャフト2のうち小径軸部6に対応する部分を、その小径軸部6自体をマンドレルとして有効利用しつつ加圧パンチ11により所定の加圧力をもって加圧し、小径軸部6およびアール面取り部7の形状に沿わせるようにして抵抗突起部8を膨出形成もしくは印圧形成する。
【0028】
その後、同図(D)に示すように、ロアシャフト2とアッパーシャフト3とを相対摺動動作させて、抵抗突起部8が小径軸部6から抜け出て雄セレーション部5に圧接し且つその圧接位置から雄セレーション部5の他端までの距離Sが所定の衝撃エネルギー吸収における収縮ストロークとなるように相対摺動量を調整することで図1に示したステアリングシャフトが得られることになる。すなわち、抵抗突起部8が小径軸部6およびアール面取り部7を乗り越える過程で復元方向に弾性変形して雄セレーション部に強く圧接するとともに、その両側に弾性変形による隆起部が8aが生じて図1に示した形態のステアリングシャフト1が組み立てられる。
【0029】
なお、図1の(B)に示すように雌セレーション部4と雄セレーション部5とのセレーション嵌合部のうちb部においてわずかに隙間が生じるが、機能の上で何ら問題となることはない。
【0030】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、ロアシャフトとアッパーシャフトのみをもって衝撃エネルギー吸収時に収縮可能なステアリングシャフトが形成されているため、従来のようなボール挿入孔の加工や面倒なボール挿入作業が不要であるだけでなく、スチールボールそのものが不要であり、加工工数および部品点数の削減により大幅なコストダウンを図ることができるほか、ステアリングシャフト固有の要求特性に応じてストローク量を調整することができる効果がある。
【0031】
また、請求項2に記載の発明によれば、最小限の工程数でエネルギー吸収時の収縮に優れた請求項1に記載のステアリングシャフトを容易に組み立てることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るステアリングシャフトの好ましい実施の形態を示す図で、(A)はその要部断面説明図、(B)は同図(A)のa−a線に沿う断面図。
【図2】図1に示すステアリングシャフトの組立手順を示す図で、(A)は抵抗突起部を形成する前のセレーション結合状態の断面説明図、(B)は抵抗突起部の加工時の断面説明図、(C)は同図(B)のb−b線に沿う断面説明図、(D)は抵抗突起部を雄セレーション部に圧接させた時の断面説明図。
【符号の説明】
1…ステアリングシャフト
2…ロアシャフト
3…アッパーシャフト
3a…端面
4…雌セレーション部(係止凹部)
5…雄セレーション部(係止凸部)
6…小径軸部
8…抵抗突起部
10…加圧受け治具
11…加圧パンチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering shaft in an impact energy absorption type steering column and an assembling method thereof, and more particularly to fitting by a serration fitting or the like between a lower shaft and an upper shaft, which form a steering shaft that can be shrunk for absorbing impact energy. Concerning improvements at the joint.
[0002]
[Prior art]
A typical example of this type of steering shaft is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 58-142178.
[0003]
In this conventional structure, when the hollow shaft-like lower shaft and the solid upper shaft are serrated and fitted, an annular groove serving as a ball receiving groove is formed in advance in the middle portion of the male serration on the upper shaft side. A ball insertion hole is formed at the end of the lower shaft at a position corresponding to the valley of the female serration, and the male and female serrations are slightly fitted so that the annular groove matches the ball insertion hole. A steel ball is inserted into the annular groove from the ball insertion hole, and the lower shaft and the upper shaft are slid relative to each other by a predetermined amount in order to press-fit the steel ball to the buttock side of the female serration. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional structure as described above, it is necessary to cut the annular groove and the ball insertion hole, and since the steel ball is essential in addition to the shaft component, the cost is inevitably increased by increasing the number of processing steps and the number of parts. . Moreover, not only the workability of the ball insertion work itself is bad, but also several kinds of steel balls with different diameters are prepared in advance in order to adjust the impact energy absorption characteristic that depends on the press-fit load, that is, the steel ball. This is not preferable because the number of man-hours for managing parts is also increased.
[0005]
The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and is an energy absorption type steering system capable of reducing the cost by reducing the number of processing steps and the number of parts and adjusting the impact energy absorption characteristics very easily. It is an object of the present invention to provide a retractable steering shaft in a column and an assembly method thereof.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is formed on the inner peripheral surface of the locking protrusion formed on the outer peripheral surface of one of the lower shaft and the upper shaft forming the steering shaft and the hollow portion of the other shaft. This is based on the assumption that the steering shaft of the energy absorption type steering column is fitted with a locking recess and can be shrunk at the time of impact energy absorption by the fitting portion based on the relative sliding motion between the two shafts.
[0007]
In addition, the area from the locking projection to the end surface on the insertion start end side adjacent to the locking projection formed on the one shaft has a smaller diameter than the maximum diameter of the locking projection. The small- diameter shaft portion is formed by a chamfered portion formed at a boundary portion with the locking convex portion and a straight portion from the chamfered portion to the end surface on the insertion start end side. while being formed, portions corresponding to the inner engagement convexed latch portion of the other shaft, pressure marks by locally locking recess the small-diameter shaft portion utilized as a mandrel consisting of the chamfered portion and the straight portion Thus, a resistance protrusion is formed that protrudes inward and press-contacts the locking protrusion.
[0008]
In the case of the serration fitting, the male concave portion and the female serration portion correspond to them, and in the case of the spline fitting, the male spline portion (shaft spline) and the female spline. The part (hole spline) corresponds to them.
[0009]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, in the state where the lower shaft and the upper shaft forming the steering shaft that can be contracted to absorb energy at the time of collision are fitted, one of the locking recesses is formed. The resistance projection formed on the part is in strong pressure contact with the locking projection, and torque transmission from one steering shaft to the other steering shaft accompanying steering operation is via the fitting part as in the conventional case. Performed smoothly.
[0010]
When a contracting force accompanying the collision energy is applied to the steering shaft due to a secondary collision or the like of the occupant, the upper shaft and the lower shaft that form the steering shaft relatively slide.
[0011]
The invention according to claim 2 is a method of assembling the steering shaft of the energy absorption type steering column according to claim 1,
One shaft in which the locking convex portion and the small-diameter shaft portion are formed in advance and the other shaft in which the locking concave portion is formed in advance, and at least a part of the small-diameter shaft portion and the locking convex portion is the region of the locking recess And a predetermined punch while using the small-diameter shaft portion consisting of the chamfered portion and the straight portion as a mandrel in the above-mentioned fitted state in the above-mentioned fitted state. The step of forming the resistance protrusion by locally printing inward by the above and the two shafts after the formation of the printing pressure are relatively slid in the energy absorption operation direction, and the resistance protrusion protrudes from the small diameter shaft portion and And a step of setting the contraction stroke necessary for absorbing the impact energy left between the resistance projection and the mating locking projection to be a predetermined stroke.
[0012]
Therefore, in the second aspect of the present invention, the locking recess is formed in the state in which the lower shaft and the upper shaft that form a steering shaft that can be shrunk at the time of energy absorption at the time of collision are fitted. The portion of the hollow portion of the shaft that coincides with the small-diameter shaft portion adjacent to the locking convex portion is locally inside by a pressure punch or the like while using the small-diameter shaft portion consisting of a chamfered portion and a straight portion as a mandrel. The resistance protrusion is formed by applying pressure to the substrate. In this case, it is desirable to position the outer peripheral surface of the hollow portion with a pressure receiving jig having a cylindrical receiving surface so that other portions of the hollow portion are not deformed.
[0013]
The small-diameter shaft portion can be formed at the same time when cold forging one shaft itself having a locking projection, for example, without cutting. Further, the locking projection and the locking recess are processed by drawing or rolling.
[0014]
When the resistance protrusion is thus formed, the resistance protrusion and the small-diameter shaft portion are matched, but the resistance protrusion is removed until the resistance protrusion protrudes from the small-diameter shaft portion and is positioned on the locking convex portion. The lower shaft and the upper shaft are slid while being elastically deformed in the restoring direction. This sliding operation means setting the contraction stroke necessary for absorbing the impact energy left between the resistance projection and the mating locking projection to be a predetermined stroke, for example, a steering shaft The stroke may be adjusted according to the specific required characteristics.
[0015]
As a result, the steering shaft assembled by the present assembling method effectively functions as the steering shaft according to the first aspect of the present invention.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a view showing a preferred embodiment of an impact energy absorption type steering shaft according to the present invention.
[0017]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the steering shaft 1 is formed of a hollow pipe-like lower shaft 2 and a solid upper shaft 3, and the lower shaft 2 has a female serration portion 4 as a locking recess. However, male serrations 5 are formed on the upper shaft 3 as locking projections. The lower shaft 2 and the upper shaft 3 are connected so as to be slidable relative to each other by serrations in the male and female serration portions 4 and 5, thereby forming the steering shaft 1 that can be contracted for the impact energy absorbing function. At the same time, a steering wheel is attached to the other end of the upper shaft 3 (not shown).
[0018]
The lower shaft 2 does not need to be hollow as a whole, and at least a portion that becomes the female serration portion 4 may be hollow. The male and female serrations 4 and 5 are formed by a conventionally known processing method such as drawing or rolling.
[0019]
A portion from the position where the male serration portion 5 is interrupted to the distal end surface 3a of the upper shaft 3 itself in order to form a non-serration region adjacent to the distal end side (insertion start end side) of the male serration portion 5 in the upper shaft 3 A small-diameter shaft portion 6 having a diameter smaller than the maximum diameter of the male serration portion 5 is integrally formed. The rounded chamfered portion 7 is smoothly connected to the boundary portion between the small-diameter shaft portion 6 and the male serration portion 5 with a rounded chamfering portion 7 so as not to cause a step due to the difference in diameter dimension, and toward the distal end surface 3a. A straight portion 6a is provided. As a result, the shape accuracy of the resistance protrusion 8 is stabilized, so that there is no variation in the press-fit load between the upper shaft 3 and the lower shaft 2 and the resistance projection 8 is stabilized. Here, the small diameter shaft portion 6 is formed at the same time when the upper shaft 3 itself is processed by, for example, cold forging.
[0020]
On the other hand, a portion of the lower shaft 2 corresponding to the male serration portion 5 in the normal serration coupling state is formed with a resistance protrusion 8 by inflating a part of the circumferential direction together with the female serration portion 4. ing. The resistance projection 8 has a function of locally reducing the inner diameter of the female serration 4 on the lower shaft 2 side. Therefore, when the male and male serrations 4 and 5 are serrated and fitted, The protruding portion 8 is pressed strongly against the male serration portion 5 to increase the sliding resistance between them.
[0021]
That is, as shown in FIG. 1A, when the male and female serration portions 4 and 5 are serrated and fitted, the resistance projection 8 is elastically deformed in the restoring direction while forming the raised portions 8a on both sides thereof, and the male and female portions. The distance S from the pressure contact position of the resistance projection 8 to the other end of the male serration 5 functions as an impact energy absorption stroke. The contraction stroke S required for absorbing the impact energy can be arbitrarily set according to the specifications of the steering shaft 1 or the required impact energy absorption characteristics. In addition, the sliding resistance imparted by the resistance protrusion 8 can be controlled by adjusting the amount of protrusion inward of the resistance protrusion 8 itself.
[0022]
Therefore, according to the steering shaft 1 having the above-described structure, torque transmission is performed by the coupling portion between the male and female serration portions 4 and 5 during steering operation, while the steering shaft 1 contracts due to a secondary collision of the occupant. When such impact energy is applied, the lower shaft 2 and the upper shaft 3 are slid relative to each other with the fitting portions between the male and female serration portions 4 and 5, and contract.
[0023]
As described above, according to the steering shaft 1 of the present embodiment, the contraction stroke for absorbing the required impact energy is obtained only by the lower shaft 2 formed with the resistance protrusion 8 and the upper shaft 3 formed with the small diameter shaft portion 6. In particular, it is advantageous in reducing the cost by reducing the number of parts and the number of processing steps as compared with the conventional structure.
[0024]
The same effect can be obtained by spline fitting instead of serration fitting, and the rounded chamfered portion 7 may be tapered instead of rounded. Further, male serrations may be formed for the small diameter shaft portion 6. The reason is that, for example, when the male serration portion 5 and the small diameter shaft portion 6 are simultaneously formed in one cold forging process, the small diameter shaft portion 6 and the rounded chamfered portion 7 are also formed into a male serration shape.
[0025]
Here, the following procedure is used to form the resistance protrusion 8 on the lower shaft 2.
[0026]
First, as shown in FIG. 2A, the lower shaft 2 in which the female serration portion 4 is formed in advance and the upper shaft 3 in which the male serration portion 5 and the small diameter shaft portion 6 are formed in advance are serrated. The small-diameter shaft portion 6 on the upper shaft 3 side is made to coincide with the position where the resistance projection portion 8 is to be formed in the lower shaft 2.
[0027]
And after positioning the steering shaft 1 formed by serration fitting the lower shaft 2 and the upper shaft 3 to a pressure receiving jig 10 having a cylindrical receiving surface 9 as shown in FIG. The portion corresponding to the small-diameter shaft portion 6 of the lower shaft 2 is pressurized with a predetermined pressure by the pressure punch 11 while effectively using the small-diameter shaft portion 6 itself as a mandrel, and the small-diameter shaft portion 6 and the round chamfered portion 7 is formed so as to bulge or form a printing pressure.
[0028]
Thereafter, as shown in FIG. 4D, the lower shaft 2 and the upper shaft 3 are moved relative to each other so that the resistance projection 8 comes out of the small-diameter shaft 6 and presses against the male serration 5 and presses the press. The steering shaft shown in FIG. 1 is obtained by adjusting the relative sliding amount so that the distance S from the position to the other end of the male serration portion 5 is a contraction stroke in the predetermined impact energy absorption. That is, the resistance protrusion 8 is elastically deformed in the restoring direction in the process of getting over the small-diameter shaft portion 6 and the rounded chamfered portion 7 and is strongly pressed against the male serration portion, and raised portions 8a are generated on both sides thereof due to elastic deformation. 1 is assembled.
[0029]
As shown in FIG. 1 (B), a slight gap is generated in the portion b of the serration fitting portion between the female serration portion 4 and the male serration portion 5, but there is no problem in terms of function. .
[0030]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the steering shaft that can be shrunk at the time of impact energy absorption is formed with only the lower shaft and the upper shaft, the conventional ball insertion hole processing and troublesome ball insertion work can be performed. Not only is it unnecessary, but the steel ball itself is unnecessary, and it is possible to achieve a significant cost reduction by reducing the number of processing steps and parts, and the stroke amount can be adjusted according to the specific characteristics of the steering shaft. There is an effect that can be done.
[0031]
Further, according to the invention described in claim 2, there is an effect that the steering shaft described in claim 1 excellent in shrinkage at the time of energy absorption can be easily assembled with the minimum number of steps.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are views showing a preferred embodiment of a steering shaft according to the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional explanatory view of an essential part thereof, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line aa in FIG.
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating an assembly procedure of the steering shaft shown in FIG. 1, wherein FIG. 2A is a cross-sectional explanatory view of a serrated connection state before forming a resistance protrusion, and FIG. Explanatory drawing, (C) is sectional explanatory drawing which follows the bb line | wire of the same figure (B), (D) is sectional explanatory drawing when a resistance projection part is press-contacted to a male serration part.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering shaft 2 ... Lower shaft 3 ... Upper shaft 3a ... End surface 4 ... Female serration part (locking recessed part)
5 ... Male serration part (locking convex part)
6 ... Small-diameter shaft 8 ... Resistance projection 10 ... Pressure receiving jig 11 ... Pressure punch

Claims (2)

ステアリングシャフトを形成するロアシャフトとアッパーシャフトのうちいずれか一方のシャフトの外周面に形成された係止凸部と他方のシャフトの中空部内周面に形成された係止凹部とを嵌合させ、上記双方のシャフト同士の相対摺動動作に基づく嵌合によって衝撃エネルギー吸収時に収縮可能としたエネルギー吸収式ステアリングコラムのステアリングシャフトであって、
上記一方のシャフトに形成された係止凸部に隣接して上記係止凸部から挿入始端部側の端面に至るまでの領域がその係止凸部の最大直径よりも小径の小径軸部として形成されているとともに、この小径軸部は上記係止凸部との境界部に形成された面取り部と当該面取り部から上記挿入始端部側の端面に至るまでのストレート部とで形成されている一方、
上記他方のシャフトのうち係止凸部に対応する部分には、上記面取り部とストレート部とからなる小径軸部をマンドレルとして利用して係止凹部ごと局部的に印圧することにより内側に突出して係止凸部に圧接する抵抗突起部が形成されていることを特徴とするエネルギー吸収式ステアリングコラムのステアリングシャフト。
The engagement protrusion formed on the outer peripheral surface of one of the lower shaft and the upper shaft forming the steering shaft and the engagement recess formed on the inner peripheral surface of the hollow portion of the other shaft are fitted, A steering shaft of an energy absorption type steering column that can be shrunk when absorbing impact energy by fitting based on a relative sliding operation between both the shafts,
A region from the locking projection to the end surface on the insertion start end side adjacent to the locking projection formed on the one shaft is a small-diameter shaft portion having a smaller diameter than the maximum diameter of the locking projection. The small-diameter shaft portion is formed by a chamfered portion formed at a boundary portion with the locking convex portion and a straight portion from the chamfered portion to the end surface on the insertion start end side. on the other hand,
The portion of the other shaft corresponding to the locking projection protrudes inward by locally printing the entire locking recess using the small-diameter shaft portion composed of the chamfered portion and the straight portion as a mandrel. A steering shaft for an energy absorption type steering column, wherein a resistance projection is formed in pressure contact with the locking projection.
請求項1に記載のエネルギー吸収式ステアリングコラムのステアリングシャフトを組み立てる方法であって、
係止凸部と小径軸部とが予め形成された一方のシャフトと係止凹部が予め形成された他方のシャフトとを、少なくとも小径軸部と係止凸部の一部が係止凹部の領域に位置するまで嵌合させる工程と、
上記嵌合状態において、他方のシャフトのうち小径軸部に合致する部分を上記面取り部とストレート部とからなる小径軸部をマンドレルとして利用しつつ所定のパンチにより局部的に内側に印圧して抵抗突起部を形成する工程と、
上記印圧形成後の双方のシャフト同士をエネルギー吸収動作方向に相対摺動させ、上記抵抗突起部が小径軸部から抜け出し且つその抵抗突起部と相手側の係止凸部との間に残された衝撃エネルギー吸収に必要な収縮ストロークが所定ストロークとなるように設定する工程と、
を含むことを特徴とするエネルギー吸収式ステアリングコラムにおけるステアリングシャフトの組立方法。
A method for assembling a steering shaft of an energy absorbing steering column according to claim 1,
One shaft in which the locking convex portion and the small-diameter shaft portion are formed in advance and the other shaft in which the locking concave portion is formed in advance, and at least a part of the small-diameter shaft portion and the locking convex portion is the region of the locking recess. Mating until it is located in
In the above-mentioned fitting state, the portion that matches the small-diameter shaft portion of the other shaft uses the small-diameter shaft portion composed of the chamfered portion and the straight portion as a mandrel, and resists by locally pressing inward with a predetermined punch. Forming a protrusion, and
The two shafts after forming the printing pressure are slid relative to each other in the energy absorbing operation direction, and the resistance projection part is pulled out from the small-diameter shaft part and is left between the resistance projection part and the mating locking projection part. A step of setting the contraction stroke necessary for absorbing shock energy to be a predetermined stroke,
A method of assembling a steering shaft in an energy absorbing steering column.
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