專利名稱：轉向柱及其制造方法以及使用了該轉向柱的轉向裝置的制作方法
技術領域：
該發明涉及汽車的轉向裝置，尤其涉及使該轉向裝置個性化的轉向柱及其制造方法。
背景技術：
作為用于向操控輪(除叉車等特殊車輛外，通常為前輪)付與舵角的轉向裝置，圖28所示那樣的構造已被廣泛公知。在該轉向裝置中，在被支撐在車身I上的圓筒狀的轉向柱2的內徑側可旋轉地支撐著轉向軸3。在比轉向柱2的后端開口 向后方突出的轉向軸3的后端部固定著方向盤4。若使方向盤4旋轉，則該旋轉經轉向軸3、自由接頭5a、中間軸
6、自由接頭5b向轉向齒輪單元7的輸入軸8傳遞。若輸入軸8旋轉，則配置在轉向齒輪單元7的兩側的一對轉向橫拉桿9被推拉，向左右一對操控輪付與與方向盤4的操作量相應的舵角。在圖28所示的構造中，為了能夠進行方向盤4的前后位置的調節，作為轉向柱2以及轉向軸3，使用伸縮式的轉向柱以及轉向軸。另外，在碰撞事故時，接著汽車撞到其它的汽車等的一次碰撞，產生駕駛者的身體與方向盤4碰撞的二次碰撞,但是,轉向柱2以及轉向軸3具備用于在該二次碰撞時,一面吸收沖擊能量,一面使方向盤4向前方位移,謀求駕駛者的保護的構造。具體地說，采用將對方向盤4進行支撐的轉向軸3可因與二次碰撞相伴的向前方的沖擊載荷而相對于車身I向前方位移地支撐的構造。在圖28所示的構造中，由外管11和內軸構成轉向軸3，外管11能夠通過二次碰撞的沖擊載荷，一面將轉向軸3的全長縮短,一面向前方位移，并且，由外柱10和內柱構成對轉向軸3進行支撐的轉向柱2,該外柱10相對于車身I支撐，以便外柱10能夠一面將轉向柱2的全長縮短，一面向前方位移。另外，構成這樣的伸縮式的轉向柱的外柱以及內柱以及構成轉向軸的外管以及內軸的前后位置也可以與圖示的構造相反。另一方面，作為針對汽車的盜竊的對策，汽車具備各種防盜裝置。作為其中一種，廣泛實施若不使用正式的鑰匙，則不能進行方向盤的操作的轉向鎖定裝置。圖29中，作為轉向鎖定裝置的一例，表示了日本特開2008-265646號公報公開的構造。轉向鎖定裝置12在轉向柱2a的一部分設置鎖定單元13，且在轉向軸3a的一部分，在相位與鎖定單元13相對于軸方向一致的位置外嵌固定在周方向的至少一個部位形成有卡合凹部14的鑰匙鎖定套環15。而且，在動作時(鑰匙鎖定時)，使構成鎖定單元13的鎖定銷16的前端部在形成在轉向柱2a的軸方向中間部的鎖定用通孔17通過，向轉向柱2a的內徑側位移,與卡合凹部14卡合，據此，能夠使轉向軸3a實質上不能旋轉。在將這樣的轉向鎖定裝置12裝入轉向裝置的情況下，在轉向柱2a的外徑側設置鎖定單元13，在轉向柱2a的內徑側設置鑰匙鎖定套環15。因此，為了將鑰匙鎖定套環15可旋轉地配置在轉向柱2a的內徑側，且不會使鎖定銷16的行程過大，使鎖定銷16和鑰匙鎖定套環15切實地卡合、脫離，有必要縮小至少裝入了轉向鎖定裝置12的部分的轉向柱2a的外徑，增大其內徑，使該部分的轉向柱2a的厚度變薄。
圖30是表示日本特開2007-223383號公報公開的構成轉向柱的外柱10a。在外柱IOa的軸方向一端部(圖30的左端部)以在軸方向能夠相對位移的狀態內嵌著圓筒狀的內柱的另一端部。外柱IOa為鋁類合金、鎂類合金等輕合金制，通過鑄造被一體地形成，在軸方向中間部設置用于將圖29所示那樣的轉向鎖定裝置12裝入的鎖定用通孔17a。在使這樣的外柱IOa的厚度變薄了的情況下，存在沒有充分確保在使轉向鎖定裝置12動作的狀態下所需要的外柱IOa的強度的可能性。即、在以使通過鎖定用通孔17a且向外柱IOa的內徑側突出了的鎖定銷16卡合在鑰匙鎖定套環15的卡合凹部14 (參見圖29)的狀態，欲以大的力使方向盤4 (參見圖28)旋轉的情況下，存在向鎖定用通孔17a的周緣部過度地施加大的力，該周緣部變形的可能性。對此，雖然也考慮由鐵類合金形成外柱10a，但產生轉向柱整體的重量增大等問題。在先技術文獻
專利文獻專利文獻I :日本特開2008-265646號公報專利文獻2 :日本特開2007-223383號公報本發明鑒于上述那樣的情況，以實現一種使圓筒狀的轉向柱的一部分的厚度變薄，還能夠謀求確保該轉向柱的強度的構造為目的。
發明內容
本發明的轉向柱整體為圓筒狀，其整體或一部分由柱用部件構成。該柱用部件具有鋁類合金、鎂類合金等輕合金制，且具備在一端的周面的周方向一個以上部位設置的凸部的主體部分、鐵類合金制且具備在與上述主體部分的周面相向的一端的周面的周方向一個以上部位設置的凹部，并通過與上述主體部分嵌合，且使上述凸部和該凹部卡合而與上述主體部分在軸方向結合的圓筒狀部件、被內嵌固定在上述主體部分和上述圓筒狀部件的結合部的內徑側的金屬制的環。在本發明的一方式中，上述凸部是在上述主體部分的周面遍及全周被形成的突條，上述凹部是在上述圓筒狀部件的周面遍及全周被形成的凹槽。在本發明的其它的方式中，上述凸部是在上述主體部分的周面沿軸方向形成得長的突條，上述凹部是在上述圓筒狀部件的周面，在與上述突條在周方向一致的部分沿軸方向形成得長的凹槽。在這種情況下，也能夠將上述凹槽構成為在上述圓筒狀部件的端面開口。替代性地也能夠通過對上述圓筒狀部件的端部實施滾花加工而形成上述凹槽。就上述主體部分和上述圓筒狀部件的結合而言，可以將上述圓筒狀部件內嵌在上述主體部分，將上述環內嵌固定在上述圓筒狀部件的內周面或者上述圓筒狀部件和上述主體部分中的與和上述圓筒狀部件的嵌合部鄰接的部分的內周面。可以替代性地將上述圓筒狀部件外嵌在上述主體部分,將上述環內嵌固定在上述主體部分和上述圓筒狀部件中的與和上述主體部分的嵌合部鄰接的部分的內周面。另外，本發明的轉向柱適合用于具備轉向鎖定裝置的轉向裝置，但是，在這種情況下，在上述圓筒狀部件的軸方向中間部的一個部位位置，設置了構成轉向鎖定裝置的鎖定用通孔。本發明的轉向柱的制造方法的特征在于，通過下述工序得到上述柱部件。S卩、通過將上述環內嵌在上述圓筒狀部件的一端的工序、將上述圓筒狀部件的一端穿插于在模具的端面開口的插入孔，使該圓筒狀部件的一端向該模具內突出的工序、將型芯的端部穿插于上述環的工序、將輕合金的熔融金屬送入上述模具，成形上述主體部分，且使該熔融金屬的一部分進入上述凹部，在該主體部分的周面形成上述凸部的工序，得到上述柱用部件。另夕卜，在這些工序不產生矛盾的情況下，也可以調換其順序。優選還具備在以上述環的內徑比上述主體部分的內徑小，上述圓筒狀部件的內徑比上述主體部分中的從與上述圓筒狀部件的結合部在軸方向離開的部分的內徑大的方式成形上述主體部分，且在成形上述主體部分后，對上述環的內徑側部分實施切削加工，使該環的內徑在上述主體部分中的從與上述圓筒狀部件的結合部在軸方向離開的部分的內徑以上，在上述圓筒狀部件的內徑以下的工序。本發明的轉向裝置是具備被支撐在車身上的轉向柱、可旋轉地被支撐在該轉向柱的內徑側的轉向軸、被設置在這些轉向柱和轉向軸之間，在動作時實質上阻止該轉向軸在 該轉向柱內旋轉的轉向鎖定裝置的轉向裝置，尤其是以作為該轉向柱，使用本發明的轉向柱為特征。發明效果根據本發明的轉向柱，能夠使轉向柱的一部分的厚度變薄，且確保該轉向柱的強度。即、由于構成該轉向柱的柱用部件的一個半部由鐵類合金制的圓筒狀部件構成，所以，即使使該一個半部的厚度變薄，也可以確保該一個半部的強度。另一方面，就上述柱用部件的另一個半部而言，由于由鋁類合金、鎂類合金等輕合金制的主體部分構成，所以，轉向柱整體的重量不會過度地增大。另外，通過設置在上述圓筒狀部件的周面的凹部和設置在上述主體部分的周面的凸部的卡合，能夠提高上述主體部分和上述圓筒狀部件的軸方向以及周方向的結合強度。即、在使在上述圓筒狀部件的周面遍及全周地設置的凹槽和在上述主體部分的周面遍及全周地設置的突條卡合的情況下，能夠確保這些主體部分和圓筒狀部件的軸方向的結合強度。另一方面，在使在上述圓筒狀部件的周面的周方向一個以上部位在軸方向形成得長的凹槽和在上述主體部分的周面上，在與上述凹槽在周方向一致的部分在軸方向形成得長的突條卡合的情況下，能夠確保這些主體部分和圓筒狀部件的周方向的結合強度。另外，由于在對這些主體部分和圓筒狀部件的結合部的內徑進行切削加工時，不存在將厚度薄的圓筒狀部件切削的情況，所以，能夠防止上述圓筒狀部件的強度降低。進而，由于本發明的轉向柱并沒有伴有復雜的構造，所以，能夠高效且低成本地工業性地生產。
圖I是表示本發明的實施方式的第一例的轉向柱的柱用部件的剖視圖。圖2是圖I的a部放大圖。圖3是本發明的實施方式的第一例的柱用部件的側視圖。圖4是從圖3的下方看的圖。圖5是按照工序順序表示本發明的實施方式的第一例中的轉向柱的制造方法的局部剖視圖。
圖6是用于說明不使用環的情況的制造方法的問題點的剖視圖。圖7 (A)是表示本發明的實施方式的第二例的與圖I同樣的圖，圖7 (B)是圖7(A)的b-b剖視圖。圖8是表示本發明的實施方式的第三例的與圖I同樣的圖。圖9是圖8的c部放大圖。圖10是按工序順序表示本發明的實施方式的第三例中的轉向柱的制造方法的與圖5同樣的圖。 圖11是表示本發明的實施方式的第四例的與圖I同樣的圖。圖12是圖11的d部放大圖。圖13是表示本發明的實施方式的第五例的轉向柱的柱用部件的剖視圖。圖14是圖13的e部放大圖。圖15是從本發明的實施方式的第五例的轉向柱將圓筒狀部件取出來表示的立體圖。圖16是按照工序順序表示本發明的實施方式的第五例中的轉向柱的制造方法的與圖5同樣的圖。圖17是表示本發明的實施方式的第六例的與圖15同樣的圖。圖18是表示本發明的實施方式的第七例的與圖I同樣的圖。圖19是圖18的f部放大圖。圖20是按照工序順序表示本發明的實施方式的第三例中的轉向柱的制造方法的與圖5同樣的圖。圖21是表示本發明的實施方式的第八例的與圖I同樣的圖。圖22是圖21的g部放大圖。圖23是按照工序順序表示本發明的實施方式的第八例的轉向柱的制造方法的與圖5同樣的圖。圖24是表示本發明的實施方式的第九例的與圖I同樣的圖。圖25是圖24的h部放大圖。圖26是表示本發明的實施方式的第十例的表示轉向裝置的側視圖。圖27是從圖26的上方看的俯視圖。圖28是以將一部分切斷的狀態表示以往已知的轉向裝置的一例的立體圖。圖29是表示轉向鎖定裝置的以往構造的一例的示意剖視圖。圖30是設有鎖定用通孔的轉向柱的表示以往構造的一例的側視圖。
具體實施例方式[實施方式的第一例]圖I 圖5是表示本發明的實施方式的第一例。另外，包括本例在內，本發明的轉向柱的特征在于，即使使作為構成轉向柱的柱用部件的外柱IOb的一個半部(圖I 圖5的右側)的厚度變薄，也能夠工業性地實現可以謀求確保強度的構造這點。由于其它部分的構造以及作用與以往的轉向柱相同，因此，與同等部分相關的圖示以及說明被省略或簡化，下面以本例的特征部分為中心進行說明。
在本例的情況下，上述外柱IOb通過將鋁類合金、鎂類合金等輕合金制的主體部分18和碳素鋼板等鐵類合金制的圓筒狀部件19在軸方向結合而構成。即、在作為主體部分18的一端的后端部(圖I 圖5的右側)內嵌并結合固定作為圓筒狀部件19的一端的前端部(圖I 圖5的左側)。主體部分18構成外柱IOb的一個半部(前半部)，圓筒狀部件19構成外柱IOb的另一個半部(后半部)。另外，主體部分18是表示轉向柱或外柱IOb中的具備用于向車身支撐固定的構造的部分。在圓筒狀部件19的前端部的外周面的軸方向一部分，遍及周方向設置凹槽20。而且，通過使設置在主體部分18的后端部的內周面的突條21卡合于凹槽20，將主體部分18和圓筒狀部件19在軸方向結合。
另外，在作為主體部分18和圓筒狀部件19的結合部的該圓筒狀部件19的前端部和主體部分18的后端部的軸方向一部分的內周面內嵌固定整體為圓筒狀的環22。環22的內徑如后所述,通過對環22的內周面實施切削加工，而被做成在主體部分18中的從與圓筒狀部件19的結合部在軸方向離開的部分的內徑以上，圓筒狀部件19的內徑以下。另外，主體部分18和圓筒狀部件19的結合部是表示主體部分18的后端部中的與圓筒狀部件19或環22在軸方向重疊的部分。另外，就環22的材質而言，雖然可以是輕合金制以及鐵合金制中的任意一種，但是，優選鋁類合金、鎂類合金等輕合金制。在使環22為輕合金制的情況下，與為鐵類合金等比較硬的金屬制的情況相比，能夠削減對環22的內周面進行切削加工的作業所劃分的成本、時間。另外，因為通過使主體部分18和環22為相同的輕合金制，能夠使切削阻力相同，所以，加工精度提高。為了制造本例的轉向柱，將圓筒狀部件19的前端部像圖5(A)所示那樣穿插以及內嵌在作為模具23的一方的端面的外側面24開口的插入孔25，使圓筒狀部件19的前端部向模具23內突出。另外，將該模具23的插入孔25劃分的內周面的形狀與通過本例的制造方法得到的主體部分18的外形一致。預先通過過盈配合將環22內嵌在圓筒狀部件19的前端部。另外，在將環22向圓筒狀部件19壓入時，為了環22不會進入圓筒狀部件19的進深側(圖5的右側)而是停止在合適位置，在圓筒狀部件19的軸方向中間部的內周面設置階梯差部26，使與該階梯差部26相比靠后端的部分的內徑比環22的外徑小。另外，設置在模具23的內周面的階梯差部27位于環22的軸方向中間部的徑方向外方。而且，將型芯28從另一側(與外側面24在軸方向相反一側)插入模具23的插入孔25內，使作為型芯28的一側的端部的前端部29穿插以及內嵌在環22。此時，由設置在型芯28的前端部29和基端部30之間的階梯差面31，將環22向圓筒狀部件19的進深側(階梯差部26)推壓。因此，模具23的內部空間被模具23、圓筒狀部件19的前端部、環22以及型芯28劃分。在該狀態下，將鋁類合金、鎂類合金等輕合金的熔融金屬送入模具23內，且對該模具23像圖5 (A)中箭頭所示那樣，從上下方向施加壓力。利用該壓力，能夠將模具23的內部空間封閉，且將熔融金屬以足夠的壓力送入模具23的內部空間，據此，成形主體部分
18。此時，通過熔融金屬進入圓筒狀部件19的凹槽20，在主體部分18的內周面形成突條
21。另外，因為使階梯差部27位于環22的中間部的徑方向外方，所以，主體部分18的后端緣(圖5的右端緣)被形成在環22的軸方向中間部的徑方向外方。在將通過主體部分18的成形而得到的外柱IOb從模具23取出后，對環22和主體部分18的后端部中的與和圓筒狀部件19的結合部鄰接的部分的內徑側部分實施切削加工，使環22以及主體部分18的后端部中的與和圓筒狀部件19的結合部鄰接的部分的內徑在主體部分18中的從與圓筒狀部件19的結合部在軸方向離開的部分的內徑以上，圓筒狀部件19的內徑以下。另外，也可以在從該結合部在軸方向離開的部分中的主體部分18的內徑被納入環22的內徑以下的范圍，對主體部分18中的從與圓筒狀部件19的結合部離開的部分的內徑側部分實施切削加工。通過這樣的切削加工,能夠使由內柱穿插的主體部分18的內周面均勻，能夠使內柱和主體部分18的嵌合力穩定。另外,對主體部分18的后端部中的與和圓筒狀部件19的結合部鄰接的部分的內徑側部分也實施切削加工是用于使加工 容易而方便地進行的切削加工，上述切削加工可以評價為是僅對環22的內徑側部分實施切削加工的切削加工。在為本例的轉向柱的情況下，能夠一面使構成轉向柱的外柱IOb中的裝入轉向鎖定裝置12 (參見圖29)的后半部的厚度變薄，一面確保強度。S卩、外柱IOb的后半部由容易確保強度的鐵類合金制的圓筒狀部件19構成。因此，即使為了安裝鎖定單元13、鑰匙鎖定套環15，而使構成該后半部的圓筒狀部件19的厚度薄到主體部分18的厚度的O. 4 O. 75倍程度，優選O. 5 O. 7倍程度，或者為了將鎖定銷16穿插而設置鎖定用通孔17，也能夠確保含有圓筒狀部件19的外柱IOb整體的強度。另一方面，由于含有柱用部件的轉向柱中的除圓筒狀部件19以外的部分(外柱IOb中的主體部分18以及內柱)為鋁類合金、鎂類合金等輕合金制，以及使圓筒狀部件19的厚度變薄，所以，轉向柱整體的重量不會過度地增大。另外，由于使形成在圓筒狀部件19的外周面的凹槽20和形成在主體部分18的內周面的突條21卡合，所以，能夠確保主體部分18和圓筒狀部件19的軸方向的結合強度。就周方向而言，也能夠通過增大主體部分18和圓筒狀部件19的接觸面積來增大滑動阻力，提高周方向的結合強度。再有，可以根據需要，通過在凹槽20的底面形成遍及圓周方向的凹凸、在凹槽20的底面開口并由環22堵塞的通孔，更切實地防止主體部分18和圓筒狀部件19的相對旋轉。另外，由于在主體部分18和圓筒狀部件19的結合部內嵌固定金屬制的環22，所以，能夠更有效地謀求確保該結合部的強度。在圖5的基礎上，還使用圖6對設置環22的優點進行說明。圖6是表示不使用環22 (參見圖I 圖5)，僅以凹槽20和突條21的卡合為基礎，將主體部分18a和圓筒狀部件19a在軸方向結合,進而,使圓筒狀部件19a的內徑在從主體部分18a和圓筒狀部件19a的結合部在軸方向離開的部分的主體部分18a的內徑以上，制造外柱IOc的參考例。如圖5所說明的那樣，在鑄造主體部分18、18a時，為了防止熔融金屬漏出，需要用于使型芯28的階梯差面31撞擊的對方面。在本發明的情況下，將該對方面做成環22的端面，而在參考例的情況下，做成圓筒狀部件19a的端面。參考例中，在這樣的條件下，與圖5 (A)的情況同樣，以使主體部分18a的后端部的內周面卡合在圓筒狀部件19a的前端部的外周面的方式，通過鑄造成形主體部分18a。接著，為使圓筒狀部件19a的內徑在主體部分18中的從與圓筒狀部件19的結合部在軸方向離開的部分的內徑以上，如圖6 (B)所示，在主體部分18a和圓筒狀部件19a的結合部，對圓筒狀部件19a的內徑部分實施切削加工。因為圓筒狀部件19a的厚度薄，所以，若對內徑側部分實施切削加工，則在結合部，圓筒狀部件19a的厚度過度地變薄，不能確保該結合部的結合強度。另一方面，在本例的構造的情況下，在對結合部的內徑側部分實施切削加工的情況下，被實施切削加工的實質上是環22的內徑側部分，不存在圓筒狀部件19被削去的情況。圖5 (A)以及圖5 (B)所示的圓筒狀部件19的前端部和環22的重合部的厚度合計與圖6 (A)所示的圓筒狀部件19a的前端部的厚度相比足夠大。因此，由于如圖5 (C)所示，即使是在將環22切削了的狀態下，也能夠充分確保重合部的厚度，所以，主體部分18和圓筒狀部件19的結合部的強度得以充分地確保。另外，對環22的內徑側部分實施切削加工，使環22的內徑在主體部分18中的從與圓筒狀部件19的結合部在軸方向離開的部分的內徑以上、圓筒狀部件19的內徑以下。在這樣的外柱IOb的前端部(圖I的左端部)以能夠在軸方向位移的狀態內嵌圓筒狀的內柱(未圖示出)，構成伸縮式的轉向柱。因為外柱IOb的內徑從前側(圖I的左側)開始，按照主體部分18、環22、圓筒狀部件19的順序變大，所以，在伴隨著方向盤的前后位置調節、二次碰撞，夕卜柱IOb相對于內柱向軸方向前方相對位移時,不存在內柱的后端緣與從外柱IOb的內周面突出的部分干涉，因此，能夠防止對方向盤向前方的位移造成阻害。
另外，由于將環22內嵌在圓筒狀部件19的前端部，而將輕合金的熔融金屬送入模具23，所以，在成形主體部分18時，不存在熔融金屬進入圓筒狀部件19的內周面側的情況，能夠防止圓筒狀部件19的內周面因輕合金的附著而成為糙面。另外，由于使模具23的內周面的階梯差部27位于環22的徑方向外方，所以，伴隨著將熔融金屬送入模具23并向該模具23如圖5 (A)的箭頭所示那樣，一面從上下方向施加壓力，一面向模具23的模腔內送入被加壓的熔融金屬，施加給圓筒狀部件19的前端部外周面的壓力由環22支承。因此，能夠由該壓力防止圓筒狀部件19向徑方向內方變形。即、雖然存在若模具23的內周面的階梯差部27在從環22在軸方向離開的位置，位于圓筒狀部件19的徑方向外方，則由被加壓的熔融金屬，向圓筒狀部件19的軸方向中間部的外周面施加朝向徑方向內方的壓力，圓筒狀部件19的軸方向中間部(從內嵌了環22的部分在軸方向離開的部分)變形的可能性，但是通過本例的結構，能夠防止這樣的變形。[實施方式的第二例]圖7是表示本發明的實施方式的第二例。在本例的情況下，在構成外柱IOd的圓筒狀部件19b的前端部的外周面的周方向的一個部位或多個部位(圖示的例中為四個部位)設置凹部32。而且，在主體部分18b的后端部內周面中的與凹部32—致的位置設置凸部33，通過凹部32和凸部33的卡合，確保主體部分18b和圓筒狀部件19b的軸方向以及周方向的結合強度。其它部分的結構以及作用與實施方式的第一例相同。[實施方式的第三例]圖8 圖10是表示本發明的實施方式的第三例。在本例的情況下，在主體部分18和圓筒狀部件19的結合部，將環22a以松配合內嵌在圓筒狀部件19的內周面。環22a的外徑D22若如圖8 圖10夸張地表示的那樣，比圓筒狀部件19的前端部的內徑R19略小(D22< R19),則在環22a的外周面和圓筒狀部件19的前端部的內周面之間，設置圓筒狀的微小間隙。該微小間隙的有關徑方向的厚度尺寸「(R19-D22) /2J盡可能地小到在將環22插入圓筒狀部件19的前端部時，沒有必要壓入，而是能夠以松配合插入的程度，在進行向模具23送入輕合金的熔融金屬作業時，使該熔融金屬不進入微小間隙，或即使進入也限于少量。
在本例中，由于在環22a的外周面和圓筒狀部件19的前端部內周面之間設置微小間隙，所以，能夠不是壓入而將環22a插入圓筒狀部件19的前端部，因此，能夠防止因設置環22a而產生的作業效率的降低。另外，能夠由微小間隙吸收因與溫度上升相伴的熱膨脹引起的環22a的變形。因此，即使環22反復熱膨脹以及收縮，也能夠防止存在于環22a、環22a的周圍的在圓筒狀部件19的前端部產生龜裂等損傷。其它部分的結構以及作用與實施方式的第一例相同。[實施方式的第四例]圖11以及圖12是表示本發明的實施方式的第四例。在本例的情況下，使主體部分18c的外徑和圓筒狀部件19c的外徑為相同大小，將圓筒狀部件19c的前端部外嵌在主體部分18c的后端部，構成外柱10e。因此，在環22b的后端部設置向徑方向外方突出的凸緣部34，將凸緣部34的外周面內嵌固定在圓筒狀部件19c的前端部的內徑部分。而且，由從環22b的中間部設置到前端部的小徑部35和圓筒狀部件19c的前端部夾持主體部分18c的后端部，將主體部分18c和圓筒狀部件19c在軸方向結合，構成外柱10e。另外，在本例的情況下，通過使設置在圓筒狀部件19c的前端部的內周面的凹槽20a和設置在主體部分18c的后端部的突條21a卡合，確保主體部分18c和圓筒狀部件19c的軸方向以及周方向的結合強度。其結果為，在本例的情況下，能夠使圓筒狀部件19c的內徑比主體部分18c的內徑大，能夠在圓筒狀部件19c的內徑側容易確保用于設置鑰匙鎖定套環13 (參見圖29)的間隙。其它部分的結構以及作用與實施方式的第一例相同。
[實施方式的第五例]圖13 圖16是表示本發明的實施方式的第五例。在本例的情況下，在圓筒狀部件19d的前端部外周面中，在周方向的一個部位或者多個部位(圖示的例中為四個部位)設置分別在圓筒狀部件19d的前端面(圖13以及圖14的左端面)開口，且在軸方向長的凹槽36。而且，在使設置在主體部分18d的后端部的內周面的突條37卡合在凹槽36的狀態下，將主體部分18d和圓筒狀部件19d在軸方向結合。由于凹槽36在圓筒狀部件19d的前端面(圖13 圖14的左端面)開口，所以，在將輕合金的熔融金屬送入到模具23的進深端部，成形主體部分18d時，能夠切實地將熔融金屬的一部分送入凹槽36，確保凹槽36和突條37的卡合強度。進而，就軸方向而言，也能夠通過使主體部分18d和圓筒狀部件19d的接觸面積增大來增大滑動阻力，提高軸方向的結合強度。另外，可以根據需要，通過在凹槽36的底面形成遍及軸方向的凹凸、在凹槽36的底面開口且由環22堵塞的通孔，更切實地提高主體部分18d和圓筒狀部件19d的軸方向的結合強度。其它部分的結構以及作用與實施方式的第一例相同。[實施方式的第六例]圖17是表示本發明的實施方式的第六例。在本例的情況下，如圖17中多條直線所示，在圓筒狀部件19e的前端部外周面通過滾花加工形成多個微小的凹槽，設置凹凸部38。而且，在將輕合金的熔融金屬送入模具23 (參見圖5)，成形主體部分時，通過將熔融金屬的一部分送入凹凸部38，在主體部分的前端部內周面形成多個微小的突條。另外，通過滾花加工設置的凹凸部38可以是直紋滾花和斜紋滾花的任意一種。在將凹凸部38做成斜紋滾花紋的情況下，通過微小凹槽和微小突條的卡合，除周方向外，還能夠在軸方向確保結合強度。其它部分的結構以及作用與實施方式的第一例相同。
[實施方式的第七例]圖18 圖20是表示本發明的實施方式的第七例。在本例的情況下，在圓筒狀部件19d的前端部外周面設置在軸方向長的凹槽36。而且，在使設置在主體部分18d的后端部內周面的突條37與凹槽36卡合的狀態下，將主體部分18d和圓筒狀部件19d在軸方向結合。另外，使環22a的外徑如圖18 圖20中夸張地表示的那樣，比圓筒狀部件19d的前端部的內徑略小，在環22a的外周面和圓筒狀部件19d的前端部內周面之間設置微小間隙。其它部分的結構以及作用與實施方式的第三例以及第五例相同。[實施方式的第八例] 圖21 圖23是表示本發明的實施方式的第八例。在本例的情況下，在環22c的前端部(圖21 圖23的左端部)設置向徑方向外方突出的凸緣部39。在將熔融金屬送入模具23，成形主體部分18e以前，將從環22c的中間部設置到后端部的圓筒部40預先通過過盈配合內嵌固定在圓筒狀部件19e的前端部。因為在將圓筒部40壓入圓筒狀部件19e時，凸緣部39的后端面(圖21 圖23的右側面)抵接圓筒狀部件19e的前端面，所以，能夠防止環22e進入圓筒狀部件19e的進深側(圖21 圖23的左側)，使環22e停止在合適位置。因此，沒有必要像實施方式的第一例那樣設置階梯差部26 (參見圖I 圖2、6)，能夠防止加工的勞力的增大。另外，由于不存在因設置階梯差部26而使圓筒狀部件19e的前端部的厚度變薄的情況，所以，能夠進一步確保主體部分18e和圓筒狀部件19e的結合部的強度。其它部分的結構以及作用與實施方式的第五例相同。[實施方式的第九例]圖24以及圖25是表示本發明的實施方式的第九例。在本例的情況下，在環22d的后端部設置向徑方向外方突出的凸緣部34，將該凸緣部34的外周面內嵌固定在與圓筒狀部件19f的前端部鄰接的靠前端的部分。而且，由從環22d的中間部設置到前端部的小徑部35和圓筒狀部件19f的前端部夾持主體部分18f的后端部，將主體部分18f和圓筒狀部件19f在軸方向結合，構成外柱10f。另外，在本例的情況下，通過使設置在圓筒狀部件19f的前端部內周面的周方向的一個部位或者多個部位的凹槽36a和設置在主體部分18f的后端部外周面中的與凹槽36a —致的部分的突條37a卡合，確保主體部分18f和圓筒狀部件19f的周方向的結合強度。在本例的情況下，能夠使圓筒狀部件19f的內徑比主體部分18f的內徑大，能夠在圓筒狀部件19f的內徑側容易確保用于設置鑰匙鎖定套環13 (參見圖29)的間隙。其它部分的結構以及作用與實施方式的第五例相同。[實施方式的第十例]圖26以及圖27是表示本發明的實施方式的第十例。本例是本發明的轉向裝置的一例。該轉向裝置為具備伸縮機構的沖擊吸收式轉向裝置。在該轉向裝置中，將內柱41的后端部以外柱IOg和內柱41能夠相互在軸方向位移的狀態內嵌在外柱IOg的前端部。在內柱41的前端部結合固定用于收納構成電動式動力轉向裝置的減速機等的殼體42。這樣的轉向柱2b通過將對外柱IOg進行支撐的后側托架43和設置在殼體42的前端部左右兩側的前側托架44相對于車身結合固定而相對于車身被支撐。在本例的情況下，構成轉向柱2b的外柱IOg使用包括本發明的實施方式的第一例 第九例的任一項記載的柱用部件的轉向柱。
在本例的轉向裝置中，還裝入有圖29記載那樣的轉向鎖定裝置。在轉向鎖定裝置動作時，能夠實質上阻止轉向軸3在轉向柱2b內旋轉。另外，實質上阻止是表示在鑰匙鎖定時，在使卡合凹部14和鎖定銷16 (參見圖29)的前端部卡合了的狀態下，在使方向盤4(參見圖28)以規定以上的(超過了鑰匙鎖定規則規定的值的)力旋轉了的情況下，允許轉向軸3相對于鑰匙鎖定套環15，還有轉向柱2b旋轉的情況。但是，為向操控輪付與所希望的舵角，而在以通常的駕駛姿勢操作方向盤4的程度的力下，不存在轉向軸3旋轉的情況。本發明不僅能夠在上述那樣具備由外柱和內柱構成轉向柱的伸縮機構的構造的情況下應用，在不具備伸縮機構，轉向柱由單一的柱用部件構成的情況下，也能夠應用。在這種情況下，只要是構成轉向柱整體的柱用部件中的例如在車身后方側設置了轉向鎖定裝置的靠后端的部分由本發明的圓筒狀部件構成，與其它的主體部分在軸方向結合即可。此夕卜，本發明也包括將圓筒狀部件結合在主體部分的前方的構造、將圓筒狀部件結合在主體部分的兩側的構造。·符號說明I :車身;2、2a、2b :轉向柱;3、3a :轉向軸；4 :方向盤;5a、5b 自由接頭；6 :中間軸;7:轉向齒輪單元；8 :輸入軸；9 :轉向橫拉桿;10、10a IOg :外柱；11 :外管；12 :轉向鎖定裝置；13 :鎖定單元；14 :卡合凹部；15 :鑰匙鎖定套環；16 :鎖定銷；17、17a :鎖定用通孔；18、18a 18f :主體部分;19、19a 19f :圓筒狀部件;20、20a :凹槽;21、21a :突條；22、22a 22c :環；23 :模具；24 :外側面；25 :插入孔；26 :階梯差部；27 :階梯差部；28 :型芯；29 :前端部；30 :基端部；31 :階梯差面;32 :凹部;33 :凸部；34 :凸緣部；35 :小徑部；36、36a :凹槽;37、37a :突條；38 :凹凸部；39 :凸緣部；40 :圓筒部；41 :內柱；42 :殼體；43 :后偵U托架；44 :前側托架。
權利要求
1.一種轉向柱，是整體為圓筒狀的轉向柱，其特征在于，構成該轉向柱的柱用部件 具備 輕合金制且具備在一端的周面的周方向一個以上的部位設置的凸部的主體部分、 鐵類合金制且具備在與上述主體部分的周面相向的一端的周面的周方向一個以上的部位設置的凹部，通過與上述主體部分嵌合，且使上述凸部和該凹部卡合，而與上述主體部分在軸方向結合的圓筒狀部件、 被內嵌固定在上述主體部分和上述圓筒狀部件的結合部的內徑側的金屬制的環。
2.如權利要求I所述的轉向柱，其特征在于，上述凸部是在上述主體部分的周面遍及全周被形成的突條，上述凹部是在上述圓筒狀部件的周面遍及全周被形成的凹槽。
3.如權利要求I所述的轉向柱，其特征在于，上述凸部是在上述主體部分的周面沿軸方向形成得長的突條，上述凹部是在上述圓筒狀部件的周面，在與上述突條在周方向一致的部分沿軸方向形成得長的凹槽。
4.如權利要求3所述的轉向柱，其特征在于，上述凹槽在上述圓筒狀部件的端面開口。
5.如權利要求3所述的轉向柱，其特征在于，上述凹槽是通過對上述圓筒狀部件的端部實施滾花加工而形成的。
6.如權利要求I所述的轉向柱，其特征在于，上述圓筒狀部件被內嵌在上述主體部分，上述環被內嵌固定在上述圓筒狀部件的內周面或者上述圓筒狀部件和上述主體部分中的與和上述圓筒狀部件的嵌合部鄰接的部分的內周面。
7.如權利要求I所述的轉向柱，其特征在于，上述圓筒狀部件被外嵌在上述主體部分，上述環被內嵌固定在上述主體部分和上述圓筒狀部件中的與和上述主體部分的嵌合部鄰接的部分的內周面。
8.如權利要求I所述的轉向柱，其特征在于，在上述圓筒狀部件的軸方向中間部的一個部位位置，設置了構成轉向鎖定裝置的鎖定用通孔。
9.一種轉向柱的制造方法，是權利要求I記載的轉向柱的制造方法，其特征在于， 將上述環內嵌在上述圓筒狀部件的一端， 將上述圓筒狀部件的一端穿插于在模具的端面開口的插入孔，使該圓筒狀部件的一端向該模具內突出， 將型芯的端部穿插于上述環， 將輕合金的熔融金屬送入上述模具，成形上述主體部分，且使該熔融金屬的一部分進入上述凹部，在該主體部分的周面形成上述凸部 通過上述的工序，得到上述柱用部件。
10.如權利要求9所述的轉向柱的制造方法，其特征在于，還具備在以上述環的內徑比上述主體部分的內徑小，上述圓筒狀部件的內徑比上述主體部分中的從與上述圓筒狀部件的結合部在軸方向離開的部分的內徑大的方式成形上述主體部分，且在成形上述主體部分后，對上述環的內徑側部分實施切削加工，使該環的內徑在上述主體部分中的從與上述圓筒狀部件的結合部在軸方向離開的部分的內徑以上，在上述圓筒狀部件的內徑以下的工序。
11.一種轉向裝置，其特征在于，具備被支撐在車身上的轉向柱、可旋轉地被支撐在該轉向柱的內徑側的轉向軸、被設置在這些轉向柱和轉向軸之間，在動作時實質上阻止該轉向軸在該轉 向柱內旋轉的轉向鎖定裝置，上述轉向柱是權利要求8記載的轉向柱。
全文摘要
本發明公開了一種轉向柱及其制造方法以及使用了該轉向柱的轉向裝置。本發明實現一種使圓筒狀的轉向柱的一部分的厚度變薄，且能夠確保轉向柱整體的強度的構造。通過一面使設置在圓筒狀部件(19)的前端部的外周面的凹槽(20)和設置在主體部分(18)的后端部的內周面的突條(21)卡合，一面進行嵌合，將輕合金制的主體部分(18)和鐵類合金制的圓筒狀部件(19)在軸方向結合，形成作為構成轉向柱的柱用部件的外柱(10b)。在主體部分(18)和圓筒狀部件(19)的結合部，在圓筒狀部件(19)的內徑側，內嵌固定金屬制的環(22)。
文檔編號B62D1/16GK102897206SQ201210262168
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月26日 優先權日2011年7月26日
發明者長澤誠 申請人:日本精工株式會社