带孔盖的外管的制作方法

1.本发明涉及一种构成转向装置的中间轴的带孔盖的外管。


背景技术：

2.在汽车用的转向装置中，借助中间轴将在后端部固定有方向盘的转向轴的前端部与构成转向齿轮单元的小齿轮轴连结。作为中间轴，有时使用全长能够伸缩的伸缩式的中间轴。伸缩式的中间轴通过使全长伸缩而发挥吸收碰撞事故时的冲击的功能、或者在将转向齿轮单元搭载于副车架的车辆中吸收车身与副车架的相对位移等功能。
3.伸缩式的中间轴由外管和内轴构成，该内轴以能够传递扭矩且能够进行轴向上的相对位移的方式插入该外管的内侧。如日本特开2018-131025号公报(专利文献1)等所记载的那样，在外管的端部一体地设有构成万向接头的叉形件，或者利用焊接等结合手段将相对于外管独立的叉形件固定于该外管的端部。
4.与此相对，在搭载于大型汽车的转向装置中，出于从转向轴至转向齿轮单元的距离变长等理由，如日本特开2019-82217号公报(专利文献2)所记载的那样，考虑在外管的端部不直接设置叉形件，而是连接具有能量吸收功能等的延伸轴(延长轴)。
5.在将延伸轴连接于外管的端部的情况下，根据延伸轴的构造，有时需在外管的端部设置阳轴部，该阳轴部在外周面具有剖面非圆形的外侧卡合部。此时，需设为在同轴上具备阳轴部和阴筒部的结构，该阳轴部在外周面具有用于将外管连接于延伸轴的剖面非圆形的外侧卡合部，该阴筒部在能够供内轴滑动插入的内周面具有剖面非圆形的内侧卡合部。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2018-131025号公报
9.专利文献2：日本特开2019-82217号公报


技术实现要素：

10.发明要解决的问题
11.考虑到加工性、重量等，在同轴上具备在外周面具有剖面非圆形的外侧卡合部的阳轴部和在内周面具有剖面非圆形的内侧卡合部的阴筒部的外管优选整体构成为中空筒状。不过，构成转向装置的中间轴的外管在组装于车身的组装状态下，至少其局部配置于车厢外(发动机室)，因此，在整体构成为中空筒状的外管中，有可能水分等异物侵入到供内轴插入的阴筒部的内部，阻碍中间轴的顺畅的伸缩动作。
12.鉴于这样的情况，可以考虑仅将阳轴部构成为实心状，将实心状的阳轴部和圆筒状的阴筒部例如利用焊接进行结合(接合)，利用阳轴部堵塞阴筒部的轴向一侧的开口部。利用将实心状的阳轴部和圆筒状的阴筒部结合而成的外管，能够防止水分等异物经由阳轴部侵入到阴筒部的内部。
13.但是，在利用焊接将阳轴部和阴筒部结合的情况下，不仅需要结合工序，还需要在
焊接后通过使用车床的切削加工等将焊道部中的、比相邻部分向径向外侧伸出的外周部去除的工序，成为加工成本增加的主要原因。另外，为了确保焊接部的可靠性，还需要组合铆接等其它结合手段来实施，制造成本容易增加。并且，由于焊接部等结合部的存在，有可能产生难以确保内周侧卡合部的有效长度(中间轴的伸缩量)、难以确保阳轴部与阴筒部的相位精度等问题。
14.本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于实现一种能够防止异物侵入到外管中的供内轴插入的阴筒部的内部并且抑制外管的制造成本的构造。
15.用于解决问题的方案
16.本发明的一技术方案的带孔盖的外管包括：构成转向装置的中间轴且在组装于车身的组装状态下贯穿将车厢内和车厢外分隔开的面板(前围板)地配置的外管、以及堵塞所述外管与所述面板之间的间隙的孔盖。
17.所述外管为具有实心状的阳轴部和与所述阳轴部一体地形成的有底圆筒状的阴筒部的冷锻品。
18.所述阳轴部在外周面具有剖面非圆形的外周侧卡合部，所述阳轴部配置于所述外管的轴向一侧的端部。
19.所述阴筒部具有滑动孔，该滑动孔仅在轴向另一侧开口，在该滑动孔的内周面具有剖面非圆形的内周侧卡合部，所述阴筒部在所述阳轴部的轴向另一侧与该阳轴部在同轴上相邻配置。
20.所述孔盖外套于所述阴筒部。
21.由此，本发明的一技术方案的带孔盖的外管在组装于车身的组装状态下，所述阳轴部配置于所述车厢外，所述滑动孔的开口部配置于所述车厢内。
22.在本发明的一技术方案中，也可以是，对所述阴筒部的外表面(包含外周面和端面)中的、至少供所述孔盖外套的部分和位于比供所述孔盖外套的部分靠轴向一侧的位置的部分实施了防锈处理。
23.在本发明的一技术方案中，作为所述防锈处理，能够采用例如镀敷处理、涂装处理。
24.在本发明的一技术方案中，也可以是，所述阳轴部的外径(外周侧卡合部的外接圆直径)比所述阴筒部的外径小，所述阳轴部的外周面和所述阴筒部的外周面经由所述阴筒部的轴向一侧的端面即圆环状的肩部相连接(相连)。
25.也可以是，所述肩部存在于与所述阴筒部的中心轴线正交的假想平面上。
26.在本发明的一技术方案中，也可以是，所述阴筒部由具有圆筒面状的外周面的筒体和堵塞该筒体的轴向一侧的端部开口的底部构成。
27.该情况下，也可以是，所述筒体在从内周面的轴向另一侧的端部至轴向中间部的范围内具有所述内周侧卡合部，在内周面的轴向一侧的端部具有圆筒面状的非形成部。此外，非形成部还包括不完全形成内周侧卡合部的部分。
28.在本发明的一技术方案中，也可以是，所述筒体在整个轴向上具有一定的外径。
29.在本发明的一技术方案中，也可以是，所述底部在外周面的至少轴向一侧部具有外径随着从轴向另一侧朝向轴向一侧去而变小的、圆锥面状的锥形部。
30.在该情况下，也可以是，所述孔盖在径向内侧的端部的轴向一侧部具有密封唇，该
密封唇的顶端部具有过盈量地与所述筒体的外周面接触，所述密封唇的自由状态下的内径比所述锥形部的轴向一侧的端部的外径大，且比所述锥形部的轴向另一侧的端部的外径即所述筒体的外径小。
31.在本发明的一技术方案中，也可以是，所述非形成部的内径比所述内周侧卡合部的外接圆直径大。
32.在本发明的一技术方案中，也可以是，所述滑动孔的轴向长度为所述筒体的外径的5倍以上。
33.在本发明的一技术方案中，也可以是，所述非形成部的轴向长度为所述筒体的外径的3倍以下。
34.发明的效果
35.根据本发明的带孔盖的外管，能够防止异物侵入到外管中的供内轴插入的阴筒部的内部，并且能够抑制外管的制造成本。
附图说明
36.图1是表示具有实施方式的第1例的外管的转向装置的一例的示意图。
37.图2是在实施方式的第1例中取出中间轴和延伸轴并示出的剖视图。
38.图3是从图2中省略延伸轴地示出的剖视图。
39.图4的(a)是图3的局部放大图，图4的(b)是图4的(a)的x-x剖视图。
40.图5的(a)是取出实施方式的第1例的外管并示出的局部剖视图，图5的(b)是图5的(a)的y-y剖视图。
41.图6的(a)是表示外周侧卡合部的轮廓线的图，图6的(b)是表示内周侧卡合部的轮廓线的图。
42.图7的(a)～图7的(d)是表示外周侧卡合部的变形例的4例的剖视图。
43.图8是取出孔盖并示出的剖视图。
44.图9是按照工序顺序表示孔盖的组装作业的图，图9的(a)表示组装作业的初始状态，图9的(b)表示组装作业的完成状态。
45.图10是仅取出实施方式的第1例的延伸轴并示出的剖视图。
46.图11的(a)～图11的(f)是按照制造工序顺序表示实施方式的第1例的外管的制造方法的一例的图。
47.图12是表示在制造工序中使用的内径槽成形用工具的图，图12的(a)是顶端部的侧视图，图12的(b)是图12的(a)的z-z剖视图。
48.图13是表示实施方式的第2例的、相当于图4的图。
49.图14是表示实施方式的第3例的、相当于图4的图。
具体实施方式
50.[实施方式的第1例]
[0051]
使用图1～图12说明实施方式的第1例。
[0052]
〈转向装置的概要〉
[0053]
本例的转向装置搭载于大型的汽车，具有方向盘1、转向轴2、转向柱3、1对万向接
头4a、4b、中间轴5、延伸轴6、转向齿轮单元7以及1对转向横拉杆8。
[0054]
转向轴2旋转自如地支承于被车身支承的转向柱3的内侧。在转向轴2的后端部安装有由驾驶员操作的方向盘1，转向轴2的前端部经由万向接头4a、中间轴5、延伸轴6以及另一万向接头4b与转向齿轮单元7的小齿轮轴9连接。因此，当驾驶员旋转方向盘1时，该方向盘1的旋转向转向齿轮单元7的小齿轮轴9传递。小齿轮轴9的旋转被转换为与该小齿轮轴9啮合的齿条轴的直线运动，推拉1对转向横拉杆8。其结果，对转向轮赋予与方向盘1的操作量相应的转向角。
[0055]
此外，前后方向是指组装转向装置的车身的前后方向。另外，关于外管11(中间轴5)，轴向一侧与车身的前方侧对应，轴向另一侧与车身的后方侧对应。
[0056]
《中间轴》
[0057]
中间轴5构成为全长能够伸缩，如图3所示，中间轴5具有内轴10、外管11、多个滚珠12、多根辊13以及多片板簧14。
[0058]
中间轴5沿前后方向贯穿设于前围板17的贯通孔18地配置，该前围板17以将车厢内15与车厢外(发动机室)16分隔开的方式配置。在中间轴5的外周面与贯通孔18的内周面(内周缘)之间以架设的方式配置有孔盖(防尘罩)19，堵塞中间轴5的外周面与贯通孔18的内周面之间的间隙。
[0059]
内轴10在全长上构成为实心状，在轴向一侧部的外周面沿圆周方向交替地具有分别沿轴向延伸的第一阳侧轴向槽20和第二阳侧轴向槽21。第一阳侧轴向槽20具有大致等腰梯形的剖面形状，开口部的圆周方向上的宽度比底部的圆周方向上的宽度宽。与此相对，第二阳侧轴向槽21具有凹圆弧形状的剖面形状。另外，在内轴10的轴向一侧的端部外周面固定有圆环状的止动件22。由此，能够防止配置于第一阳侧轴向槽20的内侧的滚珠12和配置于第二阳侧轴向槽21的内侧的辊13从该第一阳侧轴向槽20和第二阳侧轴向槽21向轴向一侧脱出。另外，在内轴10的轴向另一侧的端部利用焊接固定有相对于内轴10独立的叉形件23。叉形件23与连接于转向轴2的前端部的另一叉形件24和十字轴一起构成万向接头4a。
[0060]
外管11为冷锻品，如图5所示，由配置于轴向一侧的端部的实心状(大致圆柱状)的阳轴部25和在该阳轴部25的轴向另一侧与该阳轴部25相邻配置的有底圆筒状的阴筒部26一体地形成。即，阳轴部25和阴筒部26并不是通过焊接、铆接等结合手段结合的，而是如后述那样，使材料65在冷态下塑性变形从而一体地制造。阳轴部25和阴筒部26配置于同轴上。阳轴部25的外径比阴筒部26的外径小，阳轴部25的轴向长度与阴筒部26的轴向长度相比足够短。
[0061]
阳轴部25为与延伸轴6连接的部分，在外周面的轴向中间部具有剖面非圆形的外周侧卡合部27。
[0062]
在本例中，如图6的(a)所示，将外周侧卡合部27设为在圆周方向上分离(中心角错开约70度)的两处位置具有缺齿部28的阳细齿。不过，外周侧卡合部27只要具有能够在其与延伸轴6之间传递扭矩的剖面形状(剖面非圆形)，则并不限定于阳细齿。能够采用例如图7的(a)～图7的(d)所示的变形例的构造。具体而言，也能够如图7的(a)所示的变形例的第1例那样，将外周侧卡合部27的剖面形状(轮廓形状)设为在圆周方向1处具有直线部(平坦部)85a、其余设为圆弧部85b的缺圆形状，也能够如图7的(b)所示的变形例的第2例和图7的(c)所示的变形例的第3例那样，设为在圆周方向两处具有直线部85a并利用圆弧部85b将1
对直线部85a彼此连接的形状。并且，也能够如图7的(d)所示的变形例的第4例那样，将外周侧卡合部27的剖面形状设为仅由6个直线部85a构成的六边形等多边形。
[0063]
如图5的(a)所示，阳轴部25在外周面的圆周方向1处具有在与外管11的中心轴线成直角的方向上伸长的卡合缺口29。
[0064]
阴筒部26是内轴10可滑动地插入的部分，由圆筒状的筒体30和堵塞该筒体30的轴向一侧的端部开口的底部31构成。阴筒部26在其内侧具有仅轴向另一侧开口的滑动孔32。
[0065]
筒体30具有圆筒面状(剖面正圆形)的外周面，外径d在整个轴向范围内一定。筒体30(滑动孔32)在从内周面的轴向另一侧的端部到轴向中间部的范围内具有剖面非圆形的内周侧卡合部33。另外，筒体30在位于内周侧卡合部33的轴向一侧的、内周面的轴向一侧的端部具有未形成有内周侧卡合部33的圆筒面状(剖面正圆形)的非形成部34。此外，非形成部34也包括内周侧卡合部33不完全形成的部分。即，非形成部34包括作为内周侧卡合部33的轴向一侧的端部、且是后述的第一阴侧轴向槽35和第二阴侧轴向槽36的槽深度越朝向轴向一侧去而越浅的部分。
[0066]
滑动孔32的轴向长度ht为筒体30的外径d的4倍以上(ht≥4d)，更优选为5倍以上(ht≥5d)。非形成部34的轴向长度hf为筒体30的外径d的3倍以下(hf≤3d)。另外，非形成部34的内径比内周侧卡合部33的外接圆直径大。
[0067]
在本例中，如图5的(b)所示，通过将分别沿轴向延伸的第一阴侧轴向槽35和第二阴侧轴向槽36在圆周方向上交替地配置而构成内周侧卡合部33。第一阴侧轴向槽35和第二阴侧轴向槽36均具有凹圆弧形的剖面形状。不过，只要能够相对于内轴10以能够传递扭矩且能够进行轴向上的相对位移的方式卡合，则也能够如后述的实施方式的第2例和第3例那样设为阴花键。另外，也能够将内周侧卡合部的剖面形状设为在圆周方向一处或多处具有直线部(平坦部)的形状，也能够设为仅由直线部构成的六边形等多边形。
[0068]
阳轴部25的外径(外周侧卡合部27的外接圆直径)不仅比阴筒部26的外径小，而且比阴筒部26的内径(内周侧卡合部33的内接圆直径)小。
[0069]
底部31具有筒体30的外径以下的外径。在本例中，由圆锥面状的锥形部37和圆筒面部38构成底部31的外周面。锥形部37设于从底部31的外周面的轴向一侧的端部至中间部的范围，外径随着从轴向另一侧朝向轴向一侧去而变小。锥形部37相对于外管11的中心轴线的倾斜角度没有特别限定，能够根据底部31的轴向尺寸和设于孔盖19的后述的密封唇45a的自由状态下的内径等而适当地设定。锥形部37的倾斜角度能够优选设定为3
°
～30
°
的范围的值。圆筒面部38设于底部31的外周面的轴向另一侧的端部，具有与筒体30的外径d相等的外径，外径在轴向上不变化。此外，在实施本发明的情况下，既能够将底部的外周面的整体设为锥形部(不设置圆筒面部)，相反地，也能够将底部的外周面的整体设为圆筒面部(不设置锥形面部)。
[0070]
阳轴部25的外周面与阴筒部26的底部31的外周面经由阴筒部26的轴向一侧的端面即肩部39连接。肩部39为存在于与外管11的中心轴线正交的假想平面上的圆环面。肩部39的径向外侧的端部与底部31的外周面的轴向一侧的端部经由具有圆弧状的剖面形状的倒角部(倒圆角部)连接。
[0071]
在本例中，如图3所示，将孔盖19外套于阴筒部26的轴向另一侧部。由此，在将中间轴5组装到车身的状态下，外管11中的存在于比孔盖19靠轴向一侧的位置的部分配置于车
厢外16，外管11中的存在于比孔盖19靠轴向另一侧的位置的部分配置于车厢内15。因此，实心状的阳轴部25配置于车厢外16，阴筒部26的滑动孔32的开口部配置于车厢内15。
[0072]
如上述那样，在组装到车身的状态下，外管11的除了轴向另一侧的端部以外的部分配置于车厢外16。因此，为了防止外管11生锈，对外管11的外表面实施防锈处理。作为防锈处理，能够采用例如锌镍合金镀敷等镀敷处理、或者溶剂涂装、粉体涂装等涂装处理。
[0073]
在采用镀敷处理作为防锈处理的情况下，例如能够对外管11(阳轴部25和阴筒部26)的整个外表面实施镀敷处理。另外，在为了不对阴筒部26的内周面实施镀敷处理而施加掩蔽(盖)的情况下，能够对阳轴部25的外表面以及阴筒部26的外表面中供孔盖19外套的部分和位于比供孔盖19外套的部分靠轴向一侧的位置的部分实施镀敷处理。换言之，能够对外管11的外表面中的、除了存在于比供孔盖19外套的部分靠轴向另一侧的位置的部分以外的范围实施镀敷处理。不过，也能够将阴筒部26的外表面中的供后述的密封唇45a接触的部分和位于比该部分靠轴向一侧的位置的部分设为镀敷处理(防锈处理)的对象。
[0074]
在采用涂装处理作为防锈处理的情况下，能够对外管11的外表面中的除了阳轴部25以外的阴筒部26的整个外表面实施涂装处理。另外，在为了不对阴筒部26的内周面实施涂装处理而施加掩蔽的情况下，能够对阴筒部26的外表面中的供孔盖19外套的部分和位于比供孔盖19外套的部分靠轴向一侧的位置的部分实施涂装处理。换言之，能够对阴筒部26的外表面中的、除了存在于比供孔盖19外套的部分靠轴向另一侧的位置的部分以外的范围实施涂装处理。此外，在实施镀敷处理和涂装处理中的任一处理的情况下，均不对阴筒部26的内周面实施防锈处理。
[0075]
在将内轴10向外管11的内侧插入时，使第一阳侧轴向槽20与第一阴侧轴向槽35的圆周方向的相位一致，并且使第二阳侧轴向槽21与第二阴侧轴向槽36的圆周方向的相位一致。然后，如图3和图4所示，在第一阳侧轴向槽20与第一阴侧轴向槽35之间配置多个滚珠12。并且，在第一阳侧轴向槽20与多个滚珠12之间配置板簧14，对该多个滚珠12施加预压。另外，在第二阳侧轴向槽21与第二阴侧轴向槽36之间分别各配置1根辊13。另外，如图4的(a)所示，在阴筒部26的轴向另一侧的端部安装密封环86，堵塞滑动孔32的开口部。
[0076]
如图8所示，孔盖19具有衬套(滑动轴承部)40、盖主体41以及密封部42。
[0077]
衬套40由滑动性优异的聚酰胺树脂等低摩擦材料制成，构成为圆筒状，外套于外管11的阴筒部26(筒体30)的轴向另一侧部。衬套40具有比筒体30的外径d稍大的内径。衬套40在内周面具有用于保持润滑脂的1条或多条保持槽43。在图示的例子中，保持槽43在衬套40的轴向上直线地伸长，但保持槽43的形成方向能够适当地变更。
[0078]
盖主体41具有在外管11的轴向上隔开间隔地配置的1对波纹管部44a、44b。1对波纹管部44a、44b均为乙丙橡胶等橡胶制，具有挠性。1对波纹管部44a、44b各自的径向外侧的端部彼此连接，内嵌固定于在前围板17形成的贯通孔18。1对波纹管部44a、44b各自的径向内侧的端部外套固定于衬套40。在本例中，在1对波纹管部44a、44b的径向内侧的端部外套有固定环87，防止1对波纹管部44a、44b与衬套40分离。1对波纹管部44a、44b均以靠车厢外16侧的部分凸出的方式挠曲，允许在进行方向盘1的位置调节时、中间轴5吸收振动时等产生的、中间轴5的伸缩动作和倾斜。
[0079]
密封部42具有在外管11的轴向上隔开间隔地配置的1对密封唇45a、45b。1对密封唇45a、45b均为丁腈橡胶等橡胶制，构成为圆环状。此外，在各图中，示出了密封唇45a、45b
的自由状态下的形状。
[0080]
1对密封唇45a、45b中的、配置于轴向一侧(车厢外16侧)的密封唇45a为将阴筒部26的外周面与衬套40的内周面之间的间隙和车厢外16侧的空间隔开的密封构件，基端部固定于衬套40的轴向一侧的端部，顶端部具有过盈量地与阴筒部26的外周面接触。由此，密封唇45a防止水分等异物从车厢外16向阴筒部26的外周面与衬套40的内周面之间的间隙侵入，并且防止涂布于衬套40的内周面的润滑脂向车厢外16泄漏。密封唇45a的自由状态下的内径设定为比设于阴筒部26的底部31的外周面的锥形部37的轴向一侧的端部的外径大，且比锥形部37的轴向另一侧的端部的外径(＝筒体30的外径d)小。
[0081]
1对密封唇45a、45b中的、配置于轴向另一侧(车厢内15侧)的密封唇45b为将阴筒部26的外周面与衬套40的内周面之间的间隙和车厢内15侧的空间隔开的密封构件，基端部固定于衬套40的轴向另一侧的端部，顶端部与阴筒部26的外周面接近对置或者具有过盈量地与之接触。由此，密封唇45b防止涂布于衬套40的内周面的润滑脂向车厢内15泄漏。此外，在使密封唇45b的顶端部具有过盈量地与阴筒部26的外周面接触的情况下，能够将密封唇45b的自由状态下的内径设定为与密封唇45a的自由状态下的内径相同。
[0082]
如图9的(a)所示，在将内轴10和外管11以能够滑动的方式组合之后，将孔盖19外套于外管11的阴筒部26的筒体30。具体而言，将外管11以阳轴部25为前端向孔盖19的内侧插入，按照阳轴部25、阴筒部26的底部31的顺序通过孔盖19的内侧。然后，如图9的(b)所示，将孔盖19外套于阴筒部26的筒体30的轴向另一侧部。由此，构成带孔盖19的外管11。
[0083]
在本例中，将密封唇45a(45b)的自由状态下的内径设为比锥形部37的轴向一侧的端部的外径大，且比锥形部37的轴向另一侧的端部的外径小。因此，在进行孔盖19的组装作业时，在锥形部37通过密封唇45a的内侧时，密封唇45a的顶端部具有过盈量。
[0084]
在具有如上述那样的结构的中间轴5中，内轴10和外管11以能够传递扭矩且能够在稳定状态下使全长伸缩的方式组合。另外，中间轴5在传递低扭矩时，多个滚珠12和板簧14在内轴10与外管11之间传递扭矩，若传递的扭矩增加，则多根辊13传递增加的量的扭矩。另外，在内轴10与外管11在轴向上相对位移时，多个滚珠12在第一阳侧轴向槽20与第一阴侧轴向槽35之间滚动，多根辊13在第二阳侧轴向槽21与第二阴侧轴向槽36之间滑动。另外，在板簧14的弹力的作用下，多个滚珠12被按压于第一阴侧轴向槽35的内表面，因此，能够防止内轴10与外管11的晃动。
[0085]
《延伸轴》
[0086]
延伸轴6构成为，能够在发生碰撞事故时使全长收缩，如图10所示，延伸轴6具有内轴46和外筒47。该内轴46和外筒47以能够传递扭矩且能够在一次碰撞时进行轴向上的相对位移的方式相结合。换言之，内轴46和外筒47以在稳定状态下无法进行轴向上的相对位移的方式相结合。
[0087]
内轴46具有配置于轴向一侧的叉形件部48和配置于轴向另一侧的棒状部49。在本例中，一体地构成叉形件部48和棒状部49。
[0088]
叉形件部48由与转向齿轮单元7的小齿轮轴9连接的另外的叉形件50和未图示的十字轴来构成万向接头4b。
[0089]
棒状部49为大致圆柱状，在大致全长上构成为实心状。棒状部49在轴向另一侧部的外周面具有阳细齿51。
[0090]
外筒47具有配置于轴向一侧的外筒主体52和配置于轴向另一侧的接合部53。具体而言，外筒47通过将外筒主体52和接合部53结合而构成。
[0091]
外筒主体52构成为中空圆管状。外筒主体52在轴向两侧的端部具有1对结合筒部54a、54b，在轴向中间部具有波形筒状的波纹部55。
[0092]
在1对结合筒部54a、54b中的、配置于轴向一侧的结合筒部54a的内周面具有第一阴细齿56，在配置于轴向另一侧的结合筒部54b的内周面具有第二阴细齿57。
[0093]
波纹部55是通过以弯折的方式塑性变形来吸收伴随着碰撞的冲击载荷的部分，具有在发生碰撞事故之前的稳定时，不会因基于驾驶员操作方向盘1所施加的程度的扭转方向的载荷而变形的程度的扭转强度。
[0094]
接合部53整体构成为大致圆筒状。接合部53在轴向一侧的端部外周面具有阳细齿58，在轴向另一侧的一半部分具有卡合孔60，该卡合孔60在内周面具备阴细齿59。另外，接合部53在轴向另一侧的一半部分的圆周方向1处具有沿轴向延伸的狭缝61，在该狭缝61的圆周方向两侧具有1对凸缘部62。另外，在1对凸缘部62彼此同轴地设有螺纹孔63。
[0095]
为了将外筒主体52和接合部53结合来构成外筒47，使设于接合部53的外周面的阳细齿58与设于结合筒部54b的内周面的第二阴细齿57进行细齿卡合。另外，利用焊道部64将接合部53的外周面和结合筒部54b的轴向另一侧的端部之间的部分在整周上焊接固定。由此，将外筒主体52和接合部53以能够传递扭矩的方式结合。
[0096]
并且，为了将内轴46和外筒47结合来构成延伸轴6，使内轴46的阳细齿51和外筒47的第一阴细齿56进行细齿卡合，并且将内轴46和外筒47的嵌合部设为所谓的椭圆嵌合。即，在棒状部49的轴向另一侧的端部和结合筒部54a的轴向一侧的端部分别形成剖面形状呈椭圆形的塑性变形部。此外，塑性变形部成为内轴46和外筒47沿轴向相对位移时的阻力，因此，在内轴46和外筒47在轴向上相对位移并且延伸轴6收缩时，吸收碰撞所产生的能量。
[0097]
在本例中，为了将中间轴5和延伸轴6结合，如图2所示，将构成外管11的阳轴部25向构成延伸轴6的接合部53的卡合孔60的内侧插入，使外周侧卡合部27以能够传递扭矩的方式相对于阴细齿59卡合(细齿卡合)。并且，通过在设于接合部53的1对螺纹孔63中螺纹结合未图示的螺栓，从而以缩小狭缝61的宽度的方式使接合部53缩径。然后，将卡合孔60的内周面(阴细齿59)相对于阳轴部25的外周面(外周侧卡合部27)按压。并且，将贯穿螺纹孔63的螺栓的轴向中间部配置于在阳轴部25的外周面形成的卡合缺口29的内侧，将螺栓和阳轴部25在轴向上卡合。在本例中，通过这样的结构，防止外管11的阳轴部25沿轴向从接合部53的卡合孔60脱出，并且将中间轴5与延伸轴6以能够传递扭矩的方式结合。此外，在将构成外管11的阳轴部25向构成延伸轴6的接合部53的卡合孔60的内侧插入时，通过使构成外管11的阴筒部26的肩部39与接合部53的轴向另一侧的端面抵接，还能够限制外管11与延伸轴6的结合位置，实现组装作业性的提高。
[0098]
在本例的转向装置中，在稳定状态下，内轴10和外管11在轴向上相对位移，从而中间轴5伸缩。由此，吸收行驶时输入到轮胎的振动。另外，在发生车身的前表面整体与其它汽车等碰撞的、所谓的完全重叠碰撞的情况下等，中间轴5和延伸轴6分别收缩。由此，吸收碰撞所产生的冲击，防止方向盘1向驾驶员侧顶起。并且，在发生车身的前表面中的局部与其它汽车等碰撞的、所谓的偏置碰撞的情况下，基于伴随着碰撞的冲击载荷，波纹部55弯折。由此，吸收碰撞所产生的冲击。
[0099]
接下来，参照图11和图12，说明构成中间轴5的外管11的制造方法的一例。
[0100]
《外管的制造方法》
[0101]
为了制造外管11，首先，准备图11的(a)所示那样的圆柱状的材料(钢坯)65。材料65为机械构造用碳钢(s15c)等金属制，具有圆形的剖面形状，外径在整个轴向上一定。在本例中，对材料65在冷态下实施前方挤压加工，得到图11的(b)所示那样的阶梯轴状的第1中间材料66。
[0102]
接着，通过对第1中间材料66在冷态下实施后方挤压加工，得到如图11的(c)所示那样的第2中间材料67。第2中间材料67由实心状的轴部68和与该轴部68一体地形成的有底圆筒状的筒部69构成。轴部68由配置于轴向一侧(图11的下侧)的小径轴部70和配置于轴向另一侧(图11的上侧)的大径轴部71构成。在轴部68的轴向一侧的端面具有剖面三角形的中心孔72。筒部69具有仅在轴向另一侧开口的有底孔73。筒部69(有底孔73)的内周面为内径在整个轴向上不变的圆筒面。筒部69的外径比构成要制造的外管11的筒体30的外径d大，筒部69的轴向长度比阴筒部26的轴向长度短。在筒部69的轴向一侧的端面，通过与未图示的模具抵接，形成存在于与筒部69的中心轴线正交的假想平面上的肩部39。
[0103]
接着，对第2中间材料67的有底孔73的开口缘部实施倒角加工，并且在冷态下实施减薄拉深加工(拉伸加工)，得到如图11的(d)所示那样的第3中间材料74。具体而言，对从构成第2中间材料67的筒部69的轴向另一侧的端部至轴向中间部的范围实施减薄拉深加工，使该部分沿轴向伸长。由此，使筒部69的轴向长度变长并且使壁厚变小，将筒部69加工为阶梯筒部75。阶梯筒部75在从轴向另一侧的端部至轴向中间部的范围内具有小径筒部76，在轴向一侧的端部具有有底筒状的大径筒部77。小径筒部76的内径与大径筒部77的内径相等，但小径筒部76的外径比大径筒部77的外径小。另外，小径筒部76的轴向长度与大径筒部77的轴向长度相比足够长。为了将小径筒部76的轴向长度加长至所需长度，能够根据需要实施多次减薄拉深加工。
[0104]
接着，使用图11的(d)所示那样的内周槽成形用工具78，在构成第3中间材料74的阶梯筒部75的内周面形成内周侧卡合部33。内周槽成形用工具78由棒状的基部79和设于该基部79的轴向一侧的端部的头部80构成。如图12所示，头部80在外周面的轴向中间部具有内周槽成形部(台面部)81，该内周槽成形部81具有圆周方向上的凹凸形状。内周槽成形部81具有与应制造的内周侧卡合部33的轮廓形状一致的(内外颠倒的)外周面形状。头部80在轴向另一侧的端部(图11的上端部、图12的(a)的左侧的端部)具有越朝向轴向另一侧去而外径越小的锥状的引导部82。
[0105]
在阶梯筒部75的内周面形成内周侧卡合部33时，在将头部80插入到阶梯筒部75的有底孔73a的里部的状态下，使用未图示的模具，将从阶梯筒部75的轴向另一侧的端部至中间部的范围缩径，在该部分形成缩径筒部83。然后，通过将头部80从有底孔73a的内侧朝向轴向另一侧拔出，从而在缩径筒部83的内周面粗形成内周侧卡合部33。由此，得到如图11的(e)所示那样的第4中间材料84。
[0106]
然后，通过将构成第4中间材料84的轴部68向未图示的模具的内侧压入，从而在大径轴部71的外周面形成外周侧卡合部27。另外，对大径轴部71的轴向中间部的圆周方向的局部实施拉削加工，形成卡合缺口29。另外，对存在于阶梯筒部75的轴向一侧部(从内周侧卡合部33偏向轴向一侧的部分)的大径筒部77的外周面实施切削加工。由此，使大径筒部77
的外径与缩径筒部83的外径相等，得到如图11的(f)所示那样的外管11。
[0107]
根据以上那样的带孔盖19的外管11，能够防止水分等异物侵入到外管11中的、供内轴10插入的阴筒部26的内部，并且能够将外管11的制造成本抑制为较低。
[0108]
即，在本例中，不是将外管11整体构成为中空筒状，而是由实心状的阳轴部25和有底圆筒状的阴筒部26构成该外管11，因此，能够防止水分等异物经由配置于车厢外16的阳轴部25侵入到阴筒部26的内部。另外，通过使孔盖19外套于阴筒部26的轴向另一侧部，从而利用孔盖19将设于前围板17的贯通孔18的内周面与阴筒部26的外周面之间的间隙堵塞。因此，能够防止水分等异物经由滑动孔32的开口部侵入到阴筒部26的内部。因此，根据本例，能够有效地防止水分等异物侵入到阴筒部26的内部。其结果是，能够长期顺利地进行中间轴5的伸缩动作。
[0109]
并且，本例的外管11为一体地具有实心状的阳轴部25和有底圆筒状的阴筒部26的冷锻品，因此，为了制造外管11，能够不需要将分别制造的阳轴部和阴筒部结合的工序，并且也能够不需要结合工序所附带的工序。因此，能够抑制外管11的制造成本的上升。另外，由于不存在将阳轴部25和阴筒部26结合的结合部，因此，能够确保外管11的强度，并且能够充分确保内周侧卡合部33的轴向长度。另外，由于也不需要用于使阳轴部25和阴筒部26相位一致的相位一致部，因此，容易确保阳轴部25和阴筒部26的相位精度，并且容易确保内周侧卡合部33的轴向长度。由此，有利于确保中间轴5的伸缩量。
[0110]
外管11除了轴向另一侧的端部以外，配置于车厢外16，但对阴筒部26的外表面中的、至少供孔盖19外套的部分和位于比供孔盖19外套的部分靠轴向一侧的部分实施防锈处理。因此，能够防止外管11的外表面生锈。此外，阳轴部25插入到延伸轴6的卡合孔60中而不暴露于外部，因此，即使不实施防锈处理，实际也不会生锈，但若是镀敷处理，则也可以将阳轴部25包含在处理对象中。在涂装处理的情况下，由于与镀敷处理相比，形成的膜厚较大，有可能使向卡合孔60的插入性较差或者发生涂装剥落，因此优选阳轴部25不包含在处理对象中。
[0111]
在本例中，在外管11中，将存在于比供孔盖19外套的部分(筒体30的轴向另一侧部)靠轴向一侧的位置的部分(筒体30的轴向一侧部、底部31以及阳轴部25)的外径限制为供孔盖19外套的部分的外径以下。因此，能够从外管11的轴向一侧组装孔盖19。另外，由于在底部31的外周面设有锥形部37，因此，能够谋求孔盖19的组装作业的作业性(插入性)的提高，并且能够谋求外管11的轻量化。
[0112]
并且，由于将孔盖19所具有的密封唇45a的自由状态下的内径设为比设于底部31的外周面的锥形部37的轴向一侧的端部的外径大，且比锥形部37的轴向另一侧的端部的外径小，因此，在锥形部37通过密封唇45a的内侧时，能够一点一点地增大密封唇45a的过盈量。因此，在孔盖19的组装作业时，能够有效地防止密封唇45a损伤。
[0113]
另外，由于将阳轴部25的外周面和阴筒部26的外周面经由作为圆环面的肩部39连接，因此，在外管11的有限的全长中，能够使阳轴部25的轴向长度(外周侧卡合部27的轴向长度)和阴筒部26的轴向长度(内周侧卡合部33的轴向长度)都足够长。因此，能够充分确保阳轴部25的外周侧卡合部27与接合部53的阴细齿59的嵌合长度(卡合长度)，并且能够充分确保中间轴5的可伸缩量。另外，由于将肩部39相对于筒体30的外周面呈直角地配置，因此，也能够将肩部39用作阳轴部25的轴向长度和阴筒部26的轴向长度的基准。并且，也能够用
于在制造外管11时的冷锻工序中支承压入载荷。
[0114]
由于将滑动孔32的轴向长度ht设为筒体30的外径d的4倍以上，优选设为5倍以上，因此，不仅能够确保在组装于车身的组装状态下中间轴5所要求的伸缩量(位移吸收量)，还能够充分确保在组装作业时中间轴5所要求的收缩量(内轴10与外管11的嵌合长度)。
[0115]
另外，由于将非形成部34的轴向长度hf设为筒体30的外径d的3倍以下，因此，例如在发生碰撞事故时、组装作业时，即使在中间轴5最大限度收缩的情况下，也能够防止在内轴10与外管11之间无法传递扭矩。
[0116]
另外，由于将非形成部34的内径设为比内周侧卡合部33的外接圆直径大，因此，从外管11的轻量化的方面来看是有利的。
[0117]
在本例中，在制造外管11时，以使最终加工成阳轴部25的部位即第1中间材料66的局部的外径比材料65的外径小的方式来冷成形该外管11。因此，通过伴随着缩径的加工硬化，能够充分确保该部分的强度。因此，有利于确保外管11的强度。
[0118]
[实施方式的第2例]
[0119]
使用图13说明实施方式的第2例。
[0120]
在本例中，在构成外管11a的阴筒部26a的内周面形成有18齿的阴花键来作为剖面非圆形的内周侧卡合部33a。
[0121]
与此对应，在内轴10a的外周面的轴向一侧部形成有18齿的阳花键88。另外，在本例中，作为内轴10a，使用整体构成为中空筒状的内轴。而且，将内轴10a的轴向一侧部以能够传递扭矩且能够进行轴向上的相对位移的方式插入到外管11a的阴筒部26a的内侧。
[0122]
在如以上的本例中，与实施方式的第1例相比，能够谋求部件件数的减少。因此，能够提高中间轴5a的组装作业的作业性。
[0123]
其它结构和作用效果与实施方式的第1例相同。
[0124]
[实施方式的第3例]
[0125]
使用图14说明实施方式的第3例。
[0126]
本例为实施方式的第2例的变形例。在本例中，在构成外管11b的阴筒部26b的内周面形成有24齿的阴花键来作为剖面非圆形的内周侧卡合部33b。
[0127]
与此对应，在内轴10b的外周面的轴向一侧部形成有24齿的阳花键88a。而且，将内轴10b的轴向一侧部以能够传递扭矩且能够进行轴向上的相对位移的方式插入到外管11b的阴筒部26b的内侧。
[0128]
包括谋求部件件数的减少和组装作业的作业性的提高在内的其它结构和作用效果与实施方式的第2例相同。
[0129]
在实施本发明的情况下，孔盖的构造并不限于实施方式所说明的构造。只要外套于构成外管的阴筒部并且能够发挥堵塞外管与面板(前围板)之间的间隙的功能，则能够采用以往公知的各种构造。
[0130]
在实施本发明的情况下，也能够设为，构成外管的阴筒部的筒体的外径在整个轴向上不是一定的，而是存在于比供孔盖外套的部分靠轴向一侧的位置的部分的外径比供孔盖外套的部分的外径小。另外，在构成外管的阴筒部的底部的外周面设置锥形部的情况下，也能够设置倾斜角度不同的多个锥形部。
[0131]
在实施本发明的情况下，一体地具有实心状的阳轴部和有底圆筒状的阴筒部的外
管并不限于在实施方式中说明的制造方法，也能够利用其它制造方法来制造。
[0132]
附图标记说明
[0133]
1、方向盘；2、转向轴；3、转向柱；4a、4b、万向接头；5、5a、5b、中间轴；6、延伸轴；7、转向齿轮单元；8、转向横拉杆；9、小齿轮轴；10、10a、10b、内轴；11、11a、11b、外管；12、滚珠；13、辊；14、板簧；15、车厢内；16、车厢外；17、前围板；18、贯通孔；19、孔盖；20、第一阳侧轴向槽；21、第二阳侧轴向槽；22、止动件；23、叉形件；24、叉形件；25、阳轴部；26、26a、26b、阴筒部；27、外周侧卡合部；28、缺齿部；29、卡合缺口；30、筒体；31、底部；32、滑动孔；33、33a、内周侧卡合部；34、非形成部；35、第一阴侧轴向槽；36、第二阴侧轴向槽；37、锥形部；38、圆筒面部；39、肩部；40、衬套；41、盖主体；42、密封部；43、保持槽；44a、44b、波纹管部；45a、45b、密封唇；46、内轴；47、外筒；48、叉形件部；49、棒状部；50、叉形件；51、阳细齿；52、外筒主体；53、接合部；54a、54b、结合筒部；55、波纹部；56、第一阴细齿；57、第二阴细齿；58、阳细齿；59、阴细齿；60、卡合孔；61、狭缝；62、凸缘部；63、螺纹孔；64、焊道部；65、材料；66、第1中间材料；67、第2中间材料；68、轴部；69、筒部；70、小径轴部；71、大径轴部；72、中心孔；73、73a、有底孔；74、第3中间材料；75、阶梯筒部；76、小径筒部；77、大径筒部；78、内周槽成形用工具；79、基部；80、头部；81、内周槽成形部；82、引导部；83、缩径筒部；84、第4中间材料；85a、直线部；85b、圆弧部；86、密封环；87、固定环；88、88a、阳花键。