帶有萬向接頭用叉軛的力矩傳遞軸及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如構(gòu)成汽車用轉(zhuǎn)向裝置并構(gòu)成用于將轉(zhuǎn)向軸的旋轉(zhuǎn)傳遞至轉(zhuǎn)向齒輪單元的輸入軸的中間軸的、帶有萬向接頭用叉軛的力矩傳遞軸及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為汽車的轉(zhuǎn)向裝置，以往以來，使用例如圖11所示那樣的轉(zhuǎn)向裝置。該轉(zhuǎn)向裝置具有:能夠通過將駕駛員所操作的方向盤1的旋轉(zhuǎn)運動由轉(zhuǎn)向齒輪單元2轉(zhuǎn)換為直線運動，從而對未圖示的左右的轉(zhuǎn)向輪付與期望的轉(zhuǎn)向角的構(gòu)成。為了實現(xiàn)這樣的構(gòu)成，具體而言，將方向盤1固定在轉(zhuǎn)向軸3的后端部。與此同時，將該轉(zhuǎn)向軸3的前端部經(jīng)由1對的萬向接頭4a、4b、及中間軸5連接在轉(zhuǎn)向齒輪單元2的輸入軸6的基端部。而且，在齒條軸的兩端部，經(jīng)由球面截頭連接有分別與左右的轉(zhuǎn)向輪連結(jié)的1對轉(zhuǎn)向橫拉桿7、7的基端部，其中，該齒條軸構(gòu)成該轉(zhuǎn)向齒輪單元2并具有與設(shè)置在該輸入軸6的中間部的齒輪齒嚙合的齒條齒。
[0003]在上述那樣構(gòu)成的轉(zhuǎn)向裝置的情況下，如果駕駛員操作方向盤1，該方向盤1的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸3、兩萬向接頭4a、4b及中間軸5傳遞至齒輪軸6。其結(jié)果是，齒條軸在軸向(車體的寬度方向)變位，與此相伴，通過推拉兩轉(zhuǎn)向橫拉桿7、7，從而對左右的轉(zhuǎn)向輪付與期望的轉(zhuǎn)向角。
[0004]可是，對于構(gòu)成上述那樣的轉(zhuǎn)向裝置的中間軸5，除了在兩萬向接頭4a、4b彼此之間傳遞力矩的功能之外，還由于下面的(1)(2)之中的一方或兩方的理由而需要使全長伸縮的功能。
[0005](1)為了順暢地進行方向盤1的前后位置調(diào)節(jié)。
[0006]伴隨著方向盤1的前后位置調(diào)節(jié)，有的情況下兩萬向接頭4a、4b彼此的間隔會變動，因此，在這樣的情況下，為了順暢地進行前后位置調(diào)節(jié)，需要使中間軸5的全長能夠順暢地(以輕的力)伸縮。
[0007](2)為了在碰撞事故時保護駕駛員的身體。
[0008]在碰撞事故時，伴隨著汽車與其他汽車等碰撞的一次碰撞，轉(zhuǎn)向齒輪單元2被向后方強力推動。如果這樣的轉(zhuǎn)向齒輪單元2的動作直接被傳遞至轉(zhuǎn)向軸3，被支承固定在轉(zhuǎn)向軸3的后端部的方向盤1朝向駕駛員的身體勢頭猛烈地變位(頂起)，使得難以保護駕駛員。因此，將中間軸5的全長構(gòu)成為利用一次碰撞所伴隨的沖擊載荷而被縮短，使得伴隨該一次碰撞的轉(zhuǎn)向齒輪單元2的動作不會被以原樣傳遞至轉(zhuǎn)向軸3。此外，為了實現(xiàn)該功能的、使中間軸5伸縮所需要的載荷也可以在一定程度上較大。
[0009]對于構(gòu)成轉(zhuǎn)向裝置的中間軸5，如上所述，除了傳遞力矩的功能之外，還需要使全長伸縮的功能，但以往以來兼有這樣的功能的中間軸5(例如，參照專利文獻1、2)已被廣泛實施。圖12?13示出以往以來已被廣泛實施的中間軸5的1個例子。該中間軸5具有為圓桿狀或者圓管狀的1對力矩傳遞軸8a、8b。在力矩傳遞軸8a、8b的軸向外端部(為基端部，是互相相反側(cè)的端部)，分別結(jié)合固定有分別用于構(gòu)成萬向接頭4a、4b的叉軛9、9的基端部。萬向接頭4a、4b分別在叉軛9、9的前端部經(jīng)由十字軸10結(jié)合有其他叉軛9a、9b，即使在各叉軛9、9a、9b的中心軸線彼此傾斜的狀態(tài)下，各叉軛9、9a、9b彼此之間也能夠傳遞力矩。
[0010]另外，構(gòu)成中間軸5的兩力矩傳遞軸8a、8b之中，使圓桿狀的力矩傳遞軸8a的前端部(圖12的左端部)與中間部相比直徑大，通過在該大徑部分的外周面上形成陽花鍵齒，從而在力矩傳遞軸8a的前端部外周面上設(shè)置陽花鍵部11。在現(xiàn)有構(gòu)造的情況下，通過使陽花鍵部11的槽底徑dn比力矩傳遞軸8a的中間部的外徑D8a大(dn>D8a)，從而能夠通過作為切削加工的一種的拉刀加工在大徑部分形成陽花鍵齒。與此相對，在圓管狀的力矩傳遞軸8b的內(nèi)周面上，在力矩傳遞軸8b的內(nèi)周面的大致全長形成陰花鍵齒，將力矩傳遞軸8b的內(nèi)周面大致整體作為陰花鍵部18。
[0011]圓桿狀的力矩傳遞軸8a與圓管狀的力矩傳遞軸8b，通過如圖12所示那樣使在圓桿狀的力矩傳遞軸8a的前端部外周面上形成的陽花鍵部11與在圓管狀的力矩傳遞軸8b的內(nèi)周面上設(shè)置的陰花鍵部18進行花鍵配合，從而得到能夠使全長伸縮的中間軸5。在此情況下，如果使得兩花鍵部11、18的軸向變位能夠以輕的力來進行，則得到與上述(1)及(2)相對應(yīng)的功能，同樣地，如果使得兩花鍵部11、18的軸向變位能夠以一定程度大的力來進行，則僅得到與上述(2)相對應(yīng)的功能(隨著中間軸5的收縮，能夠吸收基于碰撞事故從該中間軸5的前端部輸入的沖擊能量)。
[0012]上述那樣的在兩端部分別設(shè)置有萬向接頭4a、4b的中間軸5的構(gòu)成各部件之中，如果將圓桿狀的力矩傳遞軸8a與叉軛9 一體制造而得到帶有萬向接頭用叉軛的力矩傳遞軸，則不需要通過焊接等將力矩傳遞軸8a與叉軛9結(jié)合固定的勞力和時間，并且能夠使結(jié)合部的強度提高，因此，從中間軸5的低成本化及強度提高這些方面而言，變得有利。圖14示出與這樣的情況相對應(yīng)來將圓桿狀的力矩傳遞軸8a與叉軛9 一體制造的、帶有萬向接頭用叉軛的力矩傳遞軸的制造方法的現(xiàn)有例。
[0013]在該現(xiàn)有的制造方法中，首先，通過對中碳鋼等金屬制且為中空或?qū)嵭牡牟牧蠈嵤╁懺旒庸さ人苄约庸?，從而得到圖14(A)所示那樣的第一中間材料12。該第一中間材料12中，將軸向一半部(除了軸向另一端部之外的部分，是指圖14的左側(cè)部分)作為外徑D13在大致全長恒定的第一坯桿部13，在第一坯桿部13的軸向另一端部(圖14的右端部)固定設(shè)置叉軛9的基端部，將第一坯桿部13與叉軛9 一體形成。第一坯桿部13的外徑D13比圖12?13所示的完成后的圓桿狀的力矩傳遞軸8a的中間部(陽花鍵部11及叉軛9之外的在軸向的部分)的外徑D8a大，與陽花鍵部11的齒頂圓直徑(外接圓直徑)Dn大致相同(Dn與D13>D8a)。通過在這樣的第一坯桿部13的靠近軸向另一端的部分(第一中間材料12的軸向中間部)實施車削等切削加工，從而得到圖14(B)所示那樣的第二中間材料14。第二中間材料14中，設(shè)置于軸向一半部的第二坯桿部15中的靠近軸向另一端的部分(第二中間材料14的軸向中間部)的外徑D15與完成后的圓桿狀的力矩傳遞軸8a的中間部的外徑D8a(D154D8a)大致相同，并且，在軸向一端部設(shè)置有與靠近軸向另一端的部分相比外徑大的大徑部16。接著，在大徑部16的外周面上形成陽花鍵齒，通過在該部分的外周面上設(shè)置陽花鍵部11，從而制造使圓桿狀的力矩傳遞軸8a與叉軛9為一體的帶有萬向接頭用叉軛的力矩傳遞軸17。
[0014]根據(jù)上述那樣的帶有萬向接頭用叉軛的力矩傳遞軸17，如圖12所示的現(xiàn)有構(gòu)造那樣，不需要通過焊接等將力矩傳遞軸8a與叉軛9結(jié)合固定的勞力和時間，且使結(jié)合部的強度提高，因此，從中間軸5的低成本化及強度提高這些方面而言變得有利。但是，需要在第一坯桿部13的靠近軸向另一端的部分實施車削等切削加工的勞力和時間，不僅帶有萬向接頭用叉軛的力矩傳遞軸17的制造成本升高，而且陽花鍵部11的槽底徑dn增大至所需以上，難以實現(xiàn)包含帶有萬向接頭用叉軛的力矩傳遞軸17的中間軸5整體的輕量化。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0016]專利文獻
[0017]專利文獻1:日本國日本特開2001 —182736號公報
[0018]專利文獻2:日本國日本特開2012 —117560號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明欲解決的技術(shù)問題
[0020]本發(fā)明是鑒于上述那樣的情況而完成的，其目的在于提供一種帶有萬向接頭用叉軛的力矩傳遞軸及其制造方法，其能夠?qū)⒅圃斐杀疽种频幂^低，而且易于實現(xiàn)輕量化。
[0021]用于解決問題的技術(shù)方案
[0022]本發(fā)明的帶有萬向接頭用叉軛的力矩傳遞軸包括:桿部，其為圓桿狀(中空或?qū)嵭膱A棒狀)，在軸向一端部外周面上設(shè)置有陽花鍵部;及叉軛，其固定設(shè)置在該桿部的軸向另一端部，并具有1對臂部，所述1對臂部對構(gòu)成十字軸式萬向接頭的十字軸的端部進行樞軸支承，所述陽花鍵部的槽底徑比所述桿部中所述陽花鍵部之外的在軸向的部分的外徑小。
[0023]另外，也可以是，在所述陽花鍵部的表面上設(shè)置有低摩擦材料制的包覆層。
[0024]另外，也可以是，所述包覆層之中，在所述陽花鍵部的槽底部分形成的槽底層的徑向的厚度尺寸比在所述陽花鍵部的齒頂部分形成的齒頂層的徑向的厚度尺寸大。