转向柱及其制造方法、及使用该转向柱的转向装置的制作方法

专利名称：转向柱及其制造方法、及使用该转向柱的转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机动车的转向装置，尤其涉及构成该转向装置的转向柱及其制造方法。
背景技术：
作为用来对操舵轮(除了叉车等特殊车辆，通常为前轮)赋予操舵角度的转向装置，图27所示的构造为众所周知。在该转向装置中，在支撑在车身I上的圆筒状的转向柱2的内径侧，以能进行旋转的方式支撑着转向轴3。在比转向柱2的后端开口更朝后方突出的转向轴3的后端部固定方向盘4。当旋转方向盘4时，该旋转通过转向轴3、万向联轴器 5a、中间轴6、万向联轴器5b被传递到转向齿轮单元7的输入轴8。输入轴8旋转时，被配置在转向齿轮单元7的两侧的一对转向横拉杆9被推拉、对左右一对操舵轮赋予与方向盘4的操作量相应的操舵角度。图27所示的构造中，为了能调节方向盘4的前后位置，采用伸缩式的转向柱2及转向轴3。另外，在碰撞事故时，随着机动车撞到其它的机动车等的一次碰撞，会产生驾驶者的身体碰撞方向盘4的二次碰撞，而转向柱2及转向轴3具备用来在该二次碰撞时吸收撞击能量，并使方向盘4朝前方位移、以谋求保护驾驶者的构造。具体来说，采用这样的构造，即，把支撑方向盘4的转向轴3,以能够在随着二次碰撞产生的朝前方的撞击载荷作用下朝前方位移的方式支撑在车身I上。图27所示的构造中，转向轴3由外筒11和内轴构成，在二次碰撞的撞击载荷作用下，外筒11能使转向轴3的全长缩短并朝前方位移，并且，支撑转向轴3的转向柱2由外柱10和内柱构成，以使外柱10能够一边缩短转向柱2的全长一边朝前方位移的方式，将该外柱10支撑在车身I上。另外，构成这样的伸缩式的转向柱的外柱及内柱，以及构成转向轴的外筒及内轴的前后位置，也可以与图示的构造相反。另一方面，作为对机动车失窃的对策，在机动车上述设有各种防盗装置。作为其一种，广泛实施了如果不使用正规的钥匙就使方向盘不能进行操作的转向锁装置。图28，作为转向锁装置的一例，表示日本特开2008 - 265646号公报中公开的构造。转向锁装置12在转向柱2a的一部分设置拉杆单元13，而且，在转向轴3a的一部分、关于轴向的相位与拉杆单元13 —致的位置，嵌套固定了键锁卡圈15，该键锁卡圈15在周向的至少一个部位形成有卡合凹部14。而且，动作时(锁钥匙时)，使构成拉杆单元13的锁销16的前端部通过形成在转向柱2a的轴向中间部的锁用透孔17朝转向柱2a的内径侧位移、与卡合凹部14卡合，从而实际上使转向轴3a不能进行旋转。在把这样的转向锁装置12组装到转向装置中的情况下，分别在转向柱2a的外径侧设置拉杆单元13、在转向柱2a的内径侧设置键锁卡圈15。因此，为了把键锁卡圈15能进行旋转地配置在转向柱2a的内径侧，而且不使锁销16的行程过大，使锁销16与键锁卡圈15可靠地卡合脱离，必须至少减小组装了转向锁装置12的部分的转向柱2a的外径、力口大其内径，使该部分的转向柱2a的厚度变薄。图29表示日本特开2007 — 223383号公报中公开的构成转向柱的外柱10a。在外柱IOa的轴向一端部(图29的左端部)以能在轴向进行相对位移的状态嵌插了圆筒状的内柱的另一端部。外柱IOa由铝类合金、镁类合金等的轻合金制成，通过铸造形成一体，在轴向中间部设有用来组装图28所示的转向锁装置12的锁用透孔17a。在将这样的外柱IOa的厚度减薄的情况下，可能无法充分确保在使转向锁装置12动作的状态下所必需的、外柱IOa的强度。即，在把通过锁用透孔17a突出到外柱IOa的内径侧的锁销16与键锁卡圈15的卡合凹部14 (参照图28)卡合的状态下，当要用大的力旋转方向盘4 (参照图27)时，会在锁用透孔17a的周缘部施加过大的力，该周缘部有产生变形的可能。对此，尽管也可以考虑用铁类合金行程外柱10a，但是会产生转向柱整体的重量增大等问题。专利文献I日本特开2008- 265646号公报专利文献2日本特开2007- 223383号公报

发明内容
本发明鉴于上述那样的情形，目的是实现能够将圆筒状的转向柱的一部分的厚度减薄，并谋求确保该转向柱的强度的构造。本发明的转向柱整体为圆筒状，其整体或一部分由柱用部件构成。该柱用部件具有铝类合金、镁类合金等的轻合金制的主体部分；铁类合金制的圆筒状部件，通过在所述主体部分的一方侧端部嵌合所述圆筒状部件的另一方侧端部，从而把所述圆筒状部件与所述主体部分沿轴向结合；和金属制的环，所述环嵌插固定在所述主体部分与所述圆筒状部件的结合部的内径侧。另外，一方侧是指转向柱的轴向的一方侧，另一方侧是指其轴向的相反侧。优选为，使上述环的内径大于等于上述主体部分中的、上述结合部朝轴向离开的部分的内径，并小于等于上述圆筒状部件的内径。另外，上述环最好为铝类合金、镁类合金等的轻合金制成。本发明的转向柱的一个具体实施例中，上述柱用部件具有在上述主体部分的一方侧端部嵌插上述圆筒状部件的另一方侧端部、上述环被嵌插固定在上述主体部分与上述圆筒状部件的结合部的内周面的构造。在该情况下，上述环最好以使上述主体部分的一方侧端缘位于上述环的轴向中间部的径向外方的方式在轴向被定位。另外，优选为，在上述环的另一方侧端部设有朝径向外方突出的外向凸缘状的凸肩部，该凸肩部的一端侧侧面与上述圆筒状部件的另一端侧端面抵接。在另一方式中，上述柱用部件具有，上述圆筒状部件的另一方侧端部嵌套在上述主体部分的一方侧端部，上述环被嵌插固定在上述主体部分与上述圆筒状部件的结合部的内周面的构造。在又一个方式中，上述柱用部件具有，上述环的外径小于上述主体部分与上述圆筒状部件的结合部的内径，上述环，在于上述主体部分与上述圆筒状部件的结合部的内径侦U、上述环的外周面与上述圆筒状部件的上述另一方侧端部的内周面之间设有间隙的状态下被嵌插固定的构造。
另外，本发明的转向柱适用于设有转向锁装置的转向装置，而在该情况下，在上述圆筒状部件的轴向中间部的一个位置设有构成转向锁装置的锁用透孔。
本发明的转向柱的制造方法的特征为，通过以下工序获得上述柱用部件。S卩，通过把上述环嵌插在上述筒状部件的另一方侧端部的工序；把上述圆筒状部件的另一方侧端部插通到在模具的一方侧端面开口的插入孔、把该圆筒状部件的另一方侧端部突出到该模具内的工序；把型芯的一方侧端部插通到上述环中的工序；和把轻合金的熔融金属送入上述模具、形成上述主体部分的工序，获得上述柱用部件。另外，这些的工序在不产生矛盾的情况下其顺序可以进行替换。优选为，还设有以下工序，S卩，以使上述环的内径小于上述主体部分的内径、上述圆筒状部件的内径大于上述主体部分中的从上述结合部朝轴向离开的部分的内径的方式将上述主体部分成形，而且，在将上述主体部分成形后，对上述环的内径侧部分实施切削加工，使该环的内径大于等于上述主体部分中的从上述结合部朝轴向离开的部分的内径、小于等于上述圆筒状部件的内径。另外，在本发明的转向柱的制造方法的一个实施方式中，使上述环的外径小于上述圆筒状部件中的成为上述主体部分与上述圆筒状部件的结合部的上述另一方侧端部的 内径，把上述环在该环的外周面与上述圆筒状部件的上述另一方侧端部的内周面之间设有间隙的状态下嵌插固定在上述圆筒状部件的另一方侧端部。另外，在另一实施方式中，使用在靠一方侧端部的部分的内径侧具有台阶部的模具作为上述模具，在使上述圆筒状部件的另一方侧端部朝上述模具内突出的状态下，使该模具的台阶部位于上述环的轴向中间部的径向外方，并把上述熔融金属的一部分朝上述台阶部送入，由此形成上述主体部分的端缘。在又一个实施方式中，使用在另一方侧端部设有朝径向外方突出的外向凸缘状的凸肩部的环作为上述环，使该凸肩部的一端侧侧面与上述圆筒状部件的另一端侧侧面抵接，而且，使该环的另一方侧端部也朝上述模具内突出。本发明的转向装置的特征为，设有支撑在车身上的转向柱、能进行旋转地支撑在该转向柱的内径侧的转向轴、和转向锁装置，上述转向锁装置设置在这些转向柱与转向轴之间，动作时实际上阻止该转向轴在该转向柱内的旋转，尤其是，上述转向柱采用本发明所述的转向柱。根据本发明的转向柱，不仅能使转向柱的一部分的厚度减薄，而且能确保该转向柱的强度。即，由于构成该转向柱的柱用部件的靠一端的部分由铁类合金制的圆筒状部件构成，所以，即使该靠一端的部分的厚度减薄，也可以确保该靠一端的部分的强度。另一方面，对于上述柱用部件的靠另一端的部分部分，由于是由铝类合金、镁类合金等的轻合金制的主体部分构成，所以转向柱整体的重量不会变得过大。另外，可以使上述构成转向柱的柱用部件的内径按照主体部分、环、圆筒状部件的顺序变大。进而，当对这些主体部分与圆筒状部件的结合部的内径进行切削加工时，不会切削厚度薄的圆筒状部件，所以可以防止上述圆筒状部件的强度降低。进而，本发明的转向柱未形成复杂的构造，所以能高效率且低成本地进行工业生产。


图I是表示本发明的实施方式的第一例的、转向柱的柱用部件的截面图。
图2是图I的a部放大图。图3是本发明的实施方式的第一例的柱用部件的侧面图。图4是从下方观察图3的图。图5是按照工序的顺序表示本发明的实施方式的第一例中的转向柱的制造方法的部分截面图。图6是用来说明不使用环的情况下的制造方法的问题的截面图。图7 (A)是表示本发明的实施方式的第二例的、与图I同样的图，图7 (B)是图7(A)的b — b截面图。
图8是表示本发明的实施方式的第三例的、与图I同样的图。图9是图8的c部放大图。图10是表示本发明的实施方式的第三例的、与图5同样的图。图11是表示本发明的实施方式的第四例的、与图I同样的图。图12是图11的d部放大图。图13是表示本发明的实施方式的第五例的、与图I同样的图。图14是图13的e部放大图。图15是表示本发明的实施方式的第六例的、与图I同样的图。图16是图15的f部放大图。图17是表示本发明的实施方式的第六例的、与图5同样的图。图18是表示本发明的实施方式的第七例的、与图I同样的图。图19是图18的g部放大图。图20是表示本发明的实施方式的第七例的、与图5同样的图。图21是表示本发明的实施方式的第八例的、与图I同样的图。图22是图21的h部放大图。图23是表示本发明的实施方式的第八例的、将圆筒状部件的取出进行表示的立体图。图24是表示本发明的实施方式的第九例的、与图23同样的图。图25是表示本发明的实施方式的第十例的、表示转向装置的侧面图。图26是从上方观察图25时的俯视图。图27是表示以往已知的转向装置的一例的、在将一部分切断的状态下进行表示的立体图。图28是表示转向锁装置的现有构造的一例的简要截面图。图29是表示设有锁用透孔的转向柱的、现有构造的一例的侧面图。
具体实施例方式(实施方式的第一例)图I 图5表不本发明的实施方式的第一例。另外,包括本实施例在内，本发明的转向柱的特征为，在工业上实现这样的构造，该构造即使作为构成转向柱的柱用部件的外柱IOb的后半部(图I 图5的右侧)的厚度减薄，也能谋求确保强度。其它的部分的构造及作用与现有的转向柱及其制造方法同样，所以省略或简化对等同部分的图示以及说明，以下，以本实施例的特征部分为中心进行说明。本实施例的情况下，外柱IOb通过把铝类合金、镁类合金等的轻合金制成的主体部分18和碳素钢板等的铁类合金制的圆筒状部件19在在轴向结合构成。S卩，在作为主体部分18的一方侧端部的后端部(图I 图5的右侧)，嵌插地结合固定作为圆筒状部件19的另一方侧端部的前端部(图I 图5的左侧)。因此，主体部分18构成外柱IOb的前半部，圆筒状部件19构成外柱IOb的后半部。另外，主体部分18是指转向柱或外柱IOb中的、设有用来支撑固定在车身上的构造的部分。另外，一方侧是指转向柱的轴向的一方侧、另一方侧是指其轴向的相反侧，在图示的例子中，车身后方侧相当于一方侧、车身前方侧相当于另一方侧。但是，在本发明中，在圆筒状部件与主体部分的前方结合的情况下，车身前方侧成为一方侧、车身后方侧成为另一方侧。进而，圆筒状部件结合在主体部分的两侧的构造也包含在本发明中。在圆筒状部件19的前端部的外周面的轴向一部分，设有遍及周向的凹槽20。而且，通过把设置在主体部分18的后端部的内周面的凸条21与凹槽20卡合，从而将主体部 分18与圆筒状部件19在轴向结合。另外，在作为主体部分18与圆筒状部件19的结合部的、该圆筒状部件19的前端部和主体部分18的后端部的轴向一部分的内周面,嵌插固定着整体为圆筒状的环22。如后述那样，通过对环22的内周面实施切削加工，使环22的内径大于等于主体部分18中的从主体部分18与圆筒状部件19的结合部朝轴向离开的部分的内径、小于等于圆筒状部件19的内径。另外，主体部分18与圆筒状部件19的结合部，是指主体部分18的后端部中的、与圆筒状部件19或环22在轴向重叠的部分。另外，关于环22的材质，轻合金制及铁合金制的都可以，但是优选为由铝类合金、镁类合金等的轻合金制成。在环22为轻合金制的情况下，与由铁类合金等的比较硬的金属制的场合相比较，可以削减对环22的内周面进行切削加工的作业所耗费的成本、时间。另夕卜，通过用相同的轻合金制造主体部分18和环22，可以使切削阻力相同，因此提高了加工精度。为了制造本实施例的转向柱，把圆筒状部件19的前端部如图5(A)所示那样，插通及嵌插到在作为模具23的一方侧端面的外侧面24上开口了的插入孔25，使圆筒状部件19的前端部朝模具23内突出。另外，划定该模具23的插入孔25的内周面的形状与通过本实施例的制造方法获得的主体部分18的外形一致。在圆筒状部件19的前端部预先通过固定嵌入而嵌插了环22。另外，为了在把环22压入圆筒状部件19时，使环22不进入到圆筒状部件19的里侧(图5的右侧)而停留在适当位置，在圆筒状部件19的轴向中间部的内周面上设置台阶部26，使比该台阶部26更靠后端的部分的内径小于环22的外径。另外，使设置在模具23的内周面的台阶部27位于环22的轴向中间部的径向外方。而且，把型芯28从另一方侧(外侧面24的轴向相反侧)插入模具23的插入孔25内，把作为型芯28的一方侧端部的前端部29插通及嵌插到环22中。此时，通过设置在型芯28的前端部29与根端部30间的台阶面31，把环22朝圆筒状部件19的里侧(台阶部26)推压。因此，模具23的内部空间由模具23、圆筒状部件19的前端部、环22及型芯28进行划分。
在该状态下、把铝类合金、镁类合金等的轻合金的熔融金属送入模具23内，而且，如图5 (A)的箭头所示那样，从上下方向对该模具23加压。通过该压力，将模具23的内部空间封住，而且，能够以足够的压力朝模具23的内部空间送入熔融金属，由此形成主体部分18。此时，通过使熔融金属进入圆筒状部件19的凹槽20，而在主体部分18的内周面形成凸条21。另外，由于使台阶部27位于环22的中间部的径向外方，因此，主体部分18的后端缘(图5的右端缘)被形成在环22的轴向中间部的径向外方。在把通过主体部分18的成形而获得的外柱IOb从模具23取出之后，对环22和主体部分18的后端部中的、与结合部邻接的部分的内径侧部分实施切削加工，使环22及主体部分18的后端部中的、与结合部邻接的部分的内径,大于等于主体部分18中的、从主体部分18与圆筒状部件19的结合部朝轴向离开的部分的内径、小于等于圆筒状部件19的内径。另外，在从该结合部朝轴向离开的部分的主体部分18的内径收在环22的内径以下的范围，可以对主体部分18中的、从主体部分18与圆筒状部件19的结合部朝轴向离开的部分的内径侧部分实施切削加工。通过这样的切削加工，可以使插通内柱的主体部分18的内周面均匀，能使内柱与主体部分18的嵌合力稳定。另外，对主体部分18的后端部中的、与 结合部邻接的部分的内径侧部分也实施切削加工，是为了加工容易进行而顺便进行的，上述切削加工实际上可以评价为仅仅对环22的内径侧部分实施了切削加工。在本实施例的转向柱的情况下，使转向柱的外柱IOb中的、组装转向锁装置12(参照图28)的后半部的厚度减薄，并能确保强度。S卩，把外柱IOb中的后半部由容易确保强度的铁类合金制的圆筒状部件19构成。因此，即使为了安装拉杆单元13、键锁卡圈15，把构成该后半部的圆筒状部件19的厚度减薄到主体部分18的厚度的O. 4 O. 75倍左右、优选为O. 5 O. 7倍左右，或为了插通锁销16而设置了锁用透孔17，也可以确保包括圆筒状部件19的外柱IOb整体的强度。另一方面，包括柱用部件的转向柱中的、除了圆筒状部件19的部分(外柱IOb中的、的主体部分18及内柱)由铝类合金、镁类合金等的轻合金制成，并且将圆筒状部件19的厚度减薄，所以转向柱整体的重量不会过度增大。另外，由于把形成在圆筒状部件19的外周面的凹槽20与形成在主体部分18的内周面的凸条21卡合，所以，可以确保主体部分18与圆筒状部件19的轴向的结合强度。对于周向，也可以通过增大主体部分18与圆筒状部件19的接触面积来增大滑动阻力，提高周向的结合强度。进而，根据需要，可以通过在凹槽20的底面形成遍及圆周方向的凹凸、或在凹槽20的底面开口并由环22堵住的透孔，从而，可以更佳可靠地防止主体部分18与圆筒状部件19的相対旋转。另外，由于在主体部分18与圆筒状部件19的结合部嵌合固定了金属制的环22，所以，可以更加有效地确保该结合部的强度。采用图5和图6来说明设置环22所产生的优点。图6表示参考例，其不使用环22 (参照图I 图5)，而是仅仅基于凹槽20与凸条21的卡合来把主体部分18a与圆筒状部件19a在轴向结合，进而使圆筒状部件19a的内径大于等于从主体部分18a与圆筒状部件19a的结合部朝轴向离开的部分的主体部分18a的内径，制造外柱10c。如图5中说明的那样，当铸造主体部分18、18a时，为了防止熔融金属泄露，需要与型芯28的台阶面31进行碰接的对方的面。在本发明的情况下，该对方的面为环22的端面，而在参考例的情况下，对方的面为圆筒状部件19a的端面。在参考例中，在这样的条件的下，与图5 (A)的场合相同，使主体部分18a的后端部的内周面与圆筒状部件19a的前端部的外周面卡合地，通过铸造来形成主体部分18a。接着，使圆筒状部件19a的内径大于等于主体部分18中的、从结合部朝轴向离开的部分的内径，所以，如图6 (B)所示那样，在主体部分18a与圆筒状部件19a的结合部对圆筒状部件19a的内径部分实施切削加工。由于圆筒状部件19a的厚度薄，所以，当对内径侧部分实施切削加工时，在结合部，圆筒状部件19a的厚度会变得过于薄，无法确保该结合部的结合强度。另一方面，在本实施例的构造的情况下，在对结合部的内径侧部分实施切削加工的情况下，实施切削加工的实际上是环22的内径侧部分，圆筒状部件19不会被切削。图5 (A)及图5 (B)所示的圆筒状部件19的前端部与环22的重合部的厚度的合计，与图6 (A)所示的圆筒状部件19a的前端部的厚度相比足够大。因此，如图5 (C)所示，即使在将环22切削了的状态下，也可以充分确保重合部的厚度，因此可以充分确保主体部分18与圆筒状部件19的结合部的强度。另外，对环22的内径侧部分实施切削加工，使环22的内径大于等于主体部分18
中的从主体部分18与圆筒状部件19的结合部朝轴向离开的部分的内径、小于等于圆筒状部件19的内径。把圆筒状的内柱(未图示)以能在轴向位移的状态嵌插在这样的外柱IOb的前端部(图I的左端部)，构成伸缩式的转向柱。外柱IOb的内径从前侧(图I的左侧)开始以主体部分18、环22、圆筒状部件19的顺序变大，因此，随着方向盘的前后位置调节、二次碰撞，当外柱IOb相对于内柱朝轴向前方相对位移时，内柱的后端缘不会与从外柱IOb的内周面突出的部分干涉，所以可以防止方向盘朝前方的位移收到阻碍。另外，由于环22被嵌插在圆筒状部件19的前端部，所以，当把轻合金的熔融金属送入模具23形成主体部分18时，熔融金属不会进入圆筒状部件19的内周面侧，可以防止圆筒状部件19的内周面因附着轻合金而成为粗糙面。另外，由于模具23的内周面的台阶部
27位于环22的径向外方，所以，随着把熔融金属送入模具23，对该模具23如图5 (A)的箭头所示那样从上下方向施加压力并把加压了的熔融金属送入模具23的内腔内，被施加到圆筒状部件19的前端部外周面的压力受到环22的支承。因此，在该压力作用下，可以防止圆筒状部件19朝径向内方变形。即，当模具23的内周面的台阶部27在从环22朝轴向离开了的位置位于圆筒状部件19的径向外方时，通过被加压了的熔融金属对圆筒状部件19的轴向中间部的外周面施加朝向径向内方的压力，圆筒状部件19的轴向中间部(从嵌插了环22的部分朝轴向离开的部分)可能会变形，但是，根据本实施例的构成，可以防止这样的变形。(实施方式的第二例)图7表示本发明的实施方式的第二例。在本实施例的情况下，在构成外柱IOd的圆筒状部件19b的前端部外周面的周向的一处或多处(在图示的例子中为4处)设有凹部32。而且，在主体部分18b的后端部内周面中的、与凹部32相一致的位置设置凸部33，通过凹部32与凸部33的卡合，确保了主体部分18b与圆筒状部件19b的轴向及周向的结合强度。其它的部分的构成及作用与实施方式的第一例相同。(实施方式的第三例)图8 图10表示本发明的实施方式的第三例。在本实施例的情况下，在主体部分18与圆筒状部件19的结合部，把环22a以间隙嵌合的方式嵌插在圆筒状部件19的内周面。环22a的外径D22，如图8 图10中夸张表示的那样，比圆筒状部件19的前端部的内径R19稍小(D22 < R19),在环22a的外周面与圆筒状部件19的前端部的内周面之间设有圆筒状的微小间隙。该微小间隙在径向上的厚度尺寸「(R19 - D22) /2J被设定成，当把环22插入圆筒状部件19的前端部时不需要进行压入、能够以间隙嵌合进行插入的程度，该厚度尺寸被设定为尽可能小，当进行把轻合金的熔融金属送入模具23的操作时，使该熔融金属不会进入微小间隙，或者即便进入微小间隙也能使进入的量止于少量。在本实施例中，在环22a的外周面与圆筒状部件19的前端部内周面间设有微小间隙，所以，可以把环22a在不进行压入的情况下插入圆筒状部件19的前端部，因此，可以防止因设置环22a而造成作业效率降低。另外，可以由微小间隙吸收随温度上升产生的热膨胀使环22a发生的变形。因此，即使环22a反复进行热膨胀以及收缩，也可以防止在存在于环22a、环22a的周围的圆筒状部件19的前端部发生裂纹等损伤。其它的部分的构成及作用与实施方式的第一例相同。(实施方式的第四例)图11及图12表示本发明的实施方式的第四例。在本实施例的情况下，使主体部·分18c的外径与圆筒状部件19c的外径为相同大小，把圆筒状部件19c的前端部嵌套在主体部分18c的后端部，构成外柱10e。为此，在环22b的后端部设置朝径向外方突出的凸肩部34，把凸肩部34的外周面嵌插固定在圆筒状部件19c的前端部的内径部分。而且，由从环22c的中间部设置到前端部的小径部35和圆筒状部件19c的前端部夹持主体部分18c的后端部，使主体部分18c与圆筒状部件19c在轴向结合。其结果，在本实施例的情况下，可以使圆筒状部件19c的内径大于主体部分18c的内径，容易确保用来把键锁卡圈13 (参照图28)设置在圆筒状部件19c的内径侧的间隙。在本例中，使形成在圆筒状部件19的圆周面上的凹槽20a与形成在主体部分18的外周面上的凸条21a卡合，所以，可以确保主体部分18与圆筒状部件19在轴向的强度。其它的部分的构成及作用与实施方式的第一例相同。(实施方式的第五例)图13及图14表示本发明的实施方式的第五例。本实施例是实施方式的第四例的变型例。即，把在环22c的后端部以朝径向外方突出的状态设置的凸肩部34a的外周面，按间隙嵌合的方式嵌插固定在圆筒状部件19c的前端部的内径部分。而且，在凸肩部34a的外周面与圆筒状部件19c的内周面间设有微小间隙。由此，可以把环22c在不进行压入的情况下插入圆筒状部件19c的前端部。其它的构成及作用与实施方式的第四例相同。(实施方式的第六例)图15 图17表示本发明的实施方式的第六例。在本实施例的情况下，在主体部分18d与圆筒状部件19d的结合部嵌插固定从金属制的环22d的中间部设置到后端部的圆筒部36。另外，在环22d的前端部以朝径向外方突出的状态设置外向凸缘状的凸肩部37，使凸肩部37的后侧面(图15 图17的右侧面)与圆筒状部件19d的前端面(图15 图17的左端面)抵接。按照本实施例的转向柱，在制造转向柱的情况下，当把环22d压入主体部分18d与圆筒状部件19d的结合部时，可以把环22d停止在适当位置，容易地防止环22d进入到圆筒状部件19d的里侧。即，在本实施例的制造转向柱的情况下，预先把环22d的圆筒部36通过固定嵌合而嵌插到朝模具23内突出的圆筒状部件19d的前端部。当把圆筒部36朝圆筒状部件19d的里侧压入时，环22d的凸肩部37的后侧面(图17的右侧面)与圆筒状部件19d的前端面(图17的左端面)抵接，使环22d不会进一步进入到圆筒状部件19d的里侧(图17的右侧)而停止在适当位置。在不设置这样的凸肩部37的情况下，为了防止环进入圆筒状部件的里侧，必须采取在圆筒状部件的轴向中间部内周面，以使圆筒状部件中除了前端部的部分的内径小于环的外径的方式设置台阶部等措施。其结果，可能会导致转向柱的制造成本增大、圆筒状部件中除了前端部的部分的厚度变厚。其它的构成及作用与实施方式的第一例相同。(实施方式的第七例)图18 图20表示本发明的实施方式的第七例。本实施例是实施方式的第六例的变型例。即，使环22e的圆筒部36a的外径如图18 图20中夸张表示的那样，比圆筒状部件19d的前端部的内径稍小,在圆筒部36a的外周面与圆筒状部件19d的前端部的内周面间设有微小间隙。为此，可以取得与实施方式的第三例相同的效果。其它的构成及作用与实施方式的第六例相同。
(实施方式的第八例)图21 图23表示本发明的实施方式的第八例。在本实施例的情况下，在圆筒状部件19e的前端部外周面中的周向的一处或多处(图示的例子中为4处)，分别设有在圆筒状部件19e的前端面(图21及图22的左端面)开口、在轴向较长的凹槽38。而且，在设置在主体部分18e的后端部的内周面的凸条39与凹槽38卡合的状态下，使主体部分18e与圆筒状部件19e在轴向结合。由于凹槽38在圆筒状部件19e的前端面(图21 图22的左端面)开口，所以，当把轻合金的熔融金属送入到模具23 (参照图5)的里端部为止而将主体部分18e成形时，可以把熔融金属的一部分可靠地送入凹槽38，能确保凹槽38与凸条39的卡合强度。进而，对于轴向，也能够通过增大主体部分18e与圆筒状部件19e的接触面积，从而增大滑动阻力，提高轴向的结合强度。另外，可以根据需要，通过在凹槽38的底面形成遍布在轴向的凹凸、在凹槽38的底面开口并由环22d堵住的透孔，从而更可靠地提高主体部分18e与圆筒状部件19e的轴向的结合强度。其它的部分的构成及作用与实施方式的第一例相同。(实施方式的第九例)图24表示本发明的实施方式的第九例。在本实施例的情况下，如图24中的多根直线所示那样，在圆筒状部件19f的前端部外周面通过压花加工形成多个微小的凹槽，而设有凹凸部40。而且，把轻合金的熔融金属送入模具23 (参照图5)，形成主体部分时，通过把熔融金属的一部分送入凹凸部40，从而在主体部分的前端部内周面形成多个微小的凸条。另外，通过压花加工设置的凹凸部40为平纹压花和斜纹压花中哪一种都可以。在凹凸部40为斜纹压花的情况下，通过微小凹槽与微小凸条的卡合，不论在周向还是轴向都可以确保结合强度。其它的部分的构成及作用与实施方式的第一例相同。(实施方式的第十例)图25及图26表示本发明的实施方式的第十例。本实施例为本发明的转向装置的一例。该转向装置为设有伸缩机构的撞击吸收式转向装置。在该转向装置中，在使外柱IOf与内柱41彼此能沿轴向位移的状态下把内柱41的后端部嵌插到外柱IOf的前端部。在内柱41的前端部结合固定壳体42，该壳体42用来收纳构成电动式动力转向装置的减速器等。这样的转向柱2b，通过把支撑外柱IOf的后侧托架43和设置在壳体42的前端部左右两侧的前侧托架44结合固定在车身上，而被支撑在车身上。在本实施例的情况下，在构成转向柱2b的外柱IOf采用包含本发明的实施方式的第一例 第九例中的任意一个柱用部件的转向柱。在本实施例的转向装置中，进而，组装如图28记载的转向锁装置。在转向锁装置的动作时，实际上阻止转向轴3在转向柱2b内旋转。另外，所谓实际上阻止是指，在锁钥匙时，在合凹部14与锁销16 (参照图30)的前端部卡合的状态下，当使方向盘4 (参照图29)以超出规定的(超出由锁钥匙限制器限定的值)力进行旋转时，容许转向轴3相对于键锁卡圈15、以至相对于转向柱2b进行旋转。但是，为了对操舵轮赋予所要的操舵角度而在通常的驾驶姿势对方向盘4进行操作的程度的力，不会使转向轴3旋转。另外，本发明的柱用部件，不限于上述那样的具有伸缩机构的转向柱的外柱，也可以适用于不具有伸缩机构的转向柱。(附图标记说明)·
I 车身2、2a、2b 转向柱3、3a 转向轴4方向盘5a、5b万向联轴器6中间轴7转向齿轮单元8输入轴9转向横拉杆10、IOa IOf 外柱11 外筒12转向锁装置13拉杆单元14卡合凹部15键锁卡圈16 锁销17、17a锁用透孔18、18a 18e主体部分19、19a 19f圆筒状部件20、20a 凹槽21、21a 凸条22、22a 22e 环23 模具24外侧面25插入孔26台阶部
27台阶部28 型芯29前端部30根端部31台阶面32 凹部33 凸部
34、34a 凸肩部35小径部36、36a 圆筒部37凸肩部38 凹槽39 凸条40凹凸部41 内柱42 壳体43后侧托架44前侧托架
权利要求
1.一种转向柱，其特征在于 所述转向柱整体为圆筒状，构成该转向柱的柱用部件设有 轻合金制的主体部分； 铁类合金制的圆筒状部件，通过在所述主体部分的一方侧端部嵌合所述圆筒状部件的另一方侧端部，从而把所述圆筒状部件与所述主体部分沿轴向结合； 和金属制的环，所述环嵌插固定在所述主体部分与所述圆筒状部件的结合部的内径侧。
2.如权利要求I所述的转向柱，其特征在于所述环的内径，大于等于所述主体部分中从所述结合部朝轴向离开的部分的内径、小于等于所述圆筒状部件的内径。
3.如权利要求I所述的转向柱，其特征在于所述环为轻合金制成的。
4.如权利要求I所述的转向柱，其特征在于所述圆筒状部件的另一方侧端部被嵌插在所述主体部分的一方侧端部，所述环被嵌插固定在所述主体部分与所述圆筒状部件的结合部的内周面。
5.如权利要求I所述的转向柱，其特征在于所述圆筒状部件的另一方侧端部嵌套在所述主体部分的一方侧端部，所述环被嵌插固定在所述主体部分与所述圆筒状部件的结合部的内周面。
6.如权利要求I所述的转向柱，其特征在于所述环的外径小于所述主体部分与所述圆筒状部件的结合部的内径，所述环，在于所述主体部分与所述圆筒状部件的结合部的内径侧、所述环的外周面与所述圆筒状部件的所述另一方侧端部的内周面之间设有间隙的状态下被嵌插固定。
7.如权利要求4所述的转向柱，其特征在于所述环，以使所述主体部分的一方侧端缘位于所述环的轴向中间部的径向外方的方式在轴向被定位。
8.如权利要求4所述的转向柱，其特征在于在所述环的另一方侧端部设有朝径向外方突出的外向凸缘状的凸肩部，该凸肩部的一端侧侧面与所述圆筒状部件的另一端侧端面抵接。
9.如权利要求I所述的转向柱，其特征在于在所述圆筒状部件的轴向中间部的一个位置设有构成转向锁装置的锁用透孔。
10.一种转向柱的制造方法，其特征在于为权利要求I所述的转向柱的制造方法，通过以下工序获得所述柱用部件，即， 把所述环嵌插在所述筒状部件的另一方侧端部； 把所述圆筒状部件的另一方侧端部插通到在模具的一方侧端面开口的插入孔、把该圆筒状部件的另一方侧端部突出到该模具内； 把型芯的一方侧端部插通到所述环中； 把轻合金的熔融金属送入所述模具、形成所述主体部分。
11.如权利要求10所述的转向柱的制造方法，其特征在于还设有以下工序，即，以使所述环的内径小于所述主体部分的内径、所述圆筒状部件的内径大于所述主体部分中的从所述结合部朝轴向离开的部分的内径的方式将所述主体部分成形，而且，在将所述主体部分成形后，对所述环的内径侧部分实施切削加工，使该环的内径大于等于所述主体部分中的从所述结合部朝轴向离开的部分的内径、小于等于所述圆筒状部件的内径。
12.如权利要求10所述的转向柱的制造方法，其特征在于使所述环的外径小于所述圆筒状部件中的成为所述主体部分与所述圆筒状部件的结合部的所述另一方侧端部的内径，把所述环在该环的外周面与所述圆筒状部件的所述另一方侧端部的内周面之间设有间隙的状态下嵌插固定在所述圆筒状部件的另一方侧端部。
13.如权利要求10所述的转向柱的制造方法，其特征在于使用在靠一方侧端部的部分的内径侧具有台阶部的模具作为所述模具，在使所述圆筒状部件的另一方侧端部朝所述模具内突出的状态下，使该模具的台阶部位于所述环的轴向中间部的径向外方，并把所述熔融金属的一部分朝所述台阶部送入，由此形成所述主体部分的端缘。
14.如权利要求10所述的转向柱的制造方法，其特征在于使用在另一方侧端部设有朝径向外方突出的外向凸缘状的凸肩部的环作为所述环，使该凸肩部的一端侧侧面与所述圆筒状部件的另一端侧侧面抵接，而且，使该环的另一方侧端部朝所述模具内突出。
15.一种转向装置，其特征在于设有支撑在车身上的转向柱、能进行旋转地支撑在该转向柱的内径侧的转向轴、和转向锁装置，所述转向锁装置设置在这些转向柱与转向轴之间，动作时实际上阻止该转向轴在该转向柱内的旋转，所述转向柱为权利要求9所述的转向柱。
全文摘要
本发明提供转向柱及其制造方法、及使用该转向柱的转向装置。其实现了不仅能使圆筒状的转向柱的一部分的厚度变薄，而且可以确保转向柱整体的强度的构造。通过把轻合金制的主体部分(18)与铁类合金制的圆筒状部件(19)在轴向结合而形成构成作为转向柱的柱用部件的外柱(10b)。在主体部分(18)与圆筒状部件(19)的结合部，在圆筒状部件(19)的内径侧嵌插固定金属制的环(22)。环(22)的内径大于等于主体部分(18)中的与圆筒状部件(19)的结合部朝轴向离开的部分的内径、小于等于圆筒状部件(19)的内径。
文档编号B22D19/00GK102897205SQ20121026215
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者长泽诚 申请人:日本精工株式会社