CN105398490B - 动力传递轴的制造方法以及车辆用转向操纵装置 - Google Patents

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Abstract

提供动力传递轴的制造方法以及车辆用转向操纵装置。当制造在滑动部分设有树脂覆膜的动力传递轴时使树脂的表面更平滑。在包括设有外花键(37)的内轴(35)、在内周设有内花键(38)的筒状的外轴(36)、设于外花键(37)的树脂覆膜(139)的中间轴(5)的制造方法中，在加热磨合工序(图4的(h))中，使内轴制造用中间体(147)的中心轴线与外轴制造用中间体(46)的中心轴线一致、且将各制造用中间体(46、147)保持为能够调心。在该状态下使各制造用中间体(46、147)沿轴向(X1)相对滑动。由此来平整树脂覆膜(139)的表面。在加热磨合工序中，在各制造用中间体(46、147)间夹有润滑脂(48)。

Description

动力传递轴的制造方法以及车辆用转向操纵装置
本申请是申请人于2012年03月16日提出的申请号为PCT/JP2012/056877(进入中国国家阶段的申请号为201280013834.5)、发明名称为动力传递轴的制造方法以及车辆用转向操纵装置的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及动力传递轴的制造方法以及车辆用转向操纵装置。
背景技术
车辆用转向操纵装置的中间轴等由可伸缩的动力传递轴构成。该动力传递轴例如形成为使雄轴和雌轴花键嵌合的结构。在雄轴的雄花键齿有时形成有树脂涂层(例如参照专利文献1～4)。在专利文献4中，在树脂涂层的表面设置有被称作凹陷的槽，能够在该槽中保持润滑剂(润滑脂)。
对于上述树脂涂层的表面，存在通过在制造动力传递轴进行摩擦来调整形状的情况(例如参照专利文献5～7)。
专利文献1：美国特许第2844489号说明书
专利文献2：日本特公昭45－5081号公报
专利文献3：日本特开平9－105419号公报
专利文献4：日本特开昭64－55411号公报
专利文献5：日本特许第4045112号公报
专利文献6：日本特开昭63－176824号公报
专利文献7：日本特开2009－168194号公报
本申请发明人经过深刻的研究，结果想到利用以下的方法制造具有树脂涂层的动力传递轴。具体而言，在金属制的雄花键轴的表面涂布熔融的树脂并使该树脂硬化。其次，将雄花键轴插入到雌花键轴，并使两轴沿轴向相对移动。由此，能够将树脂涂层的表面调整为与雌轴的表面匹配的形状。
但是，当使雄轴的制造用中间体和雌轴的制造用中间体沿轴向相对滑动时，如果雄轴的树脂涂层的表面和雌轴的表面之间摩擦大，则上述表面间的摩擦热、剪切应力变大。结果，树脂软化，产生辊状的磨损粉。当在沿轴向相对滑动的两轴之间夹有磨损粉时，会因磨损粉的存在而导致树脂涂层的表面变得粗糙。当因此而树脂涂层的表面变得粗糙时，在动力传递轴的使用时，会在雄轴和雌轴之间产生晃动，导致产生嘎啦嘎啦的声音、转向操纵感降低。
并且，例如使用液压缸等致动器进行使雄轴的制造用中间体和雌轴的制造用中间体沿轴向相对滑动的动作。此时，理想状态是致动器对两轴仅赋予沿着两轴的中心轴线的推力。但是，在致动器作用有动作时的反力等。因此，实际上，致动器有时对雌轴作用有沿着两轴的中心轴线的推力以外的力、例如雌轴的径向的力。当作用有这样的力时，从雌轴作用于树脂涂层的表面的载荷变得不均匀，结果，存在无法均匀地平整树脂涂层的表面的忧虑。
并且，如上所述，使两轴的制造用中间体滑动时的摩擦热也会成为问题，因此，无法使两轴的制造用中间体高速地滑动，对树脂涂层的表面进行精加工的精加工工序花费时间。
发明内容
本发明是在这种背景下完成的，其目的在于，当制造在滑动部分设置有树脂覆膜的动力传递轴时，将树脂的表面精加工得更加平滑。
并且，本发明的其他目的在于，进一步缩短树脂的表面的精加工所花费的时间。
为了达成上述目的，本发明提供一种动力传递轴(5)的制造方法，上述动力传递轴(5)包括：内轴(35)，该内轴在外周设置有外花键(37)；筒状的外轴(36)，该外轴在内周设置有以能够滑动的方式与上述外花键啮合的内花键(38)；以及树脂覆膜(139)，该树脂覆膜设置于上述外花键以及上述内花键中的至少一方，上述动力传递轴(5)的制造方法的特征在于，上述动力传递轴的制造方法具备磨合工序，在该磨合工序中，在使上述内轴的制造用中间体(147)的中心轴线(L2)与上述外轴的制造用中间体(46)的中心轴线(L1)一致、且将各上述制造用中间体保持为能够调心的状态下，使各上述制造用中间体沿轴向(X1)相对滑动，由此对上述树脂覆膜的表面(139a)进行磨合加工，在上述磨合工序中，在各上述制造用中间体之间夹有润滑剂(48)。
根据本发明，在磨合工序中，将各轴的制造用中间体保持为能够调心。即，将各制造用中间体保持为能够朝轴向以外的方向变位，以便抑制使内轴的制造用中间体的中心轴线和外轴的制造用中间体的中心轴线一致的状态变化的力作用于各制造用中间体。由此，能够抑制弯曲力等作为推力以外的力的并不想要的力作用于各制造用中间体的情况。通过在该状态下进行磨合工序，能够使树脂覆膜的表面中的与相对侧的部件接触的部分的整个面均匀地与相对侧的部件的表面滑动接触(磨合)。并且，在各制造用中间体之间夹有润滑剂。由此，能够抑制在磨合工序中作用于树脂覆膜的表面的摩擦阻力过度变大的情况。因而，能够抑制由于因摩擦热而导致的树脂覆膜的软化或在树脂覆膜产生的剪切应力而导致的辊状的磨损粉的产生，能够抑制磨损粉使树脂覆膜变得粗糙的情况。上述的由调心保持所带来的效果以及通过夹有润滑剂而带来的效果相结合，能够将树脂覆膜的表面精加工得极其平滑。
此外，在磨合工序中，能够降低树脂覆膜的摩擦热，因此能够抑制辊状的磨损粉的产生，并且能够使各制造用中间体更高速地相对滑动。由此，能够在短时间内完成磨合工序，因此能够更高效地制造动力传递轴。此外，无需在磨合工序之前高精度地定位并保持各制造用中间体。因此，能够缩短各制造用中间体的保持作业所花费的时间。由此能够缩短树脂覆膜的精加工所花费的时间，能够更高效地制造动力传递轴。
并且，在本发明中，存在如下情况：在上述外轴的制造用中间体的一端部以及上述内轴的制造用中间体的一端部分别安装有第一以及第二接头(4、6)，上述第一以及第二接头是容许各上述制造用中间体倾斜变位的接头，经由上述第一以及第二接头对各上述制造用中间体施加用于进行相对滑动的载荷。
在该情况下，当使各轴的制造用中间体相对滑动时，当与各制造用中间体的中心轴线的轴向一致的方向的推力以外的力(径向载荷等并不想要的力)欲作用于各制造用中间体时，制造用中间体倾斜。由此，能够可靠地抑制上述的并不想要的力作用于各轴的制造用中间体的情况。
并且，在本发明中，存在如下情况：上述第一接头以及上述第二接头包括万向接头。
在该情况下，能够借助使用两个万向接头的简易的结构可靠地抑制在磨合工序中上述的并不想要的力作用于各轴的制造用中间体的情况。并且，当制造车辆用转向操纵装置的中间轴等在内轴的一端部以及外轴的一端部分别具备万向接头的动力传递轴时，能够使用该万向接头将各轴的制造用中间体保持为能够调心。由此，能够减少在磨合工序中用于将各轴的制造用中间体保持为能够调心的专用部件的个数。并且，能够使用于将各轴的制造用中间体保持为能够调心的设备小型化。
并且，在本发明中，存在如下情况：当各上述制造用中间体的温度(TP)超过规定温度(TP1)后、且各上述制造用中间体的滑动载荷(F)低于规定载荷(F1)时，上述磨合工序完成。
在磨合工序中，当开始使制造用中间体相对滑动时，首先，通过各制造用中间体的滑动摩擦，制造用中间体的温度上升。进而，通过继续进行上述相对滑动，树脂覆膜的表面与相对侧部件的表面磨合。由此，各制造用中间体的滑动阻力降低。并且，伴随着各制造用中间体的滑动阻力降低，各制造用中间体的温度也降低。这样，在各制造用中间体的温度超过规定温度后、且各制造用中间体的滑动载荷低于规定载荷的时刻，磨合工序完成，由此，能够在适当的时刻完成磨合工序。
并且，在本发明中，存在如下情况：上述润滑剂包含润滑脂或者润滑脂的基油。
在该情况下，使用动力传递轴的使用时所需要的润滑剂，能够降低各轴的制造用中间体的滑动阻力。由此，在磨合工序中，不需要另外准备用于降低各轴的制造用中间体的滑动阻力的润滑剂，能够降低动力传递轴的制造成本。
并且，本发明提供一种车辆用转向操纵装置(1)，具备利用上述的动力传递轴的制造方法形成的动力传递轴(5)。
根据本发明，能够减少传递转向操纵所需要的扭矩的动力传递轴的周方向的晃动，并且能够顺畅地进行该动力传递轴的伸缩动作。由此，能够实现肃静性优异、且转向操纵感优异的车辆用转向操纵装置。
另外，在上述说明中，括弧内的数字等表示后述的实施方式中的对应构成要素的标号，但并不意味着利用上述标号限定权利要求的范围。
附图说明
图1是示出具有作为本发明的一实施方式的动力传递轴的中间轴的车辆用转向操纵装置的简要结构的示意图。
图2是中间轴的局部剖切侧视图。
图3是沿着图2的III－III线的剖视图。
图4的(a)～(j)是依次示出中间轴的制造工序的简图。
图5是示出作为用于进行加热磨合工序的制造装置的滑动装置的主要部分的立体图。
图6的(A)是示出第一保持机构周边的结构的侧视图，且以剖面的方式示出一部分，图6的(B)是示出第一保持机构的一部分的分解立体图。
图7的(A)是用于对利用本发明的滑动装置进行的制造用中间体的加热磨合工序进行说明的主要部分的示意图，图7的(B)是用于对利用比较例的滑动装置进行的制造用中间体的加热磨合工序进行说明的主要部分的示意图。
图8是示出加热磨合工序中的滑动载荷与时间之间的关系的图表、以及示出制造用中间体的树脂覆膜的温度与时间之间的关系的图表。
具体实施方式
参照本发明的优选实施方式的附图进行说明。
图1是具有应用了本发明的一实施方式的动力传递轴的中间轴的车辆用转向操纵装置的简要结构图。参照图1，车辆用转向操纵装置1具备：与方向盘等转向操纵部件2连结的转向操纵轴3；经由万向接头4与转向操纵轴3连结的作为动力传递轴(花键伸缩轴)的中间轴5；经由万向接头6与中间轴5连结的小齿轮轴7；以及具有与设置于小齿轮轴7的端部附近的小齿轮7a啮合的齿条8a的作为转向轴的齿条轴8。
利用包括小齿轮轴7以及齿条轴8的齿条齿轮机构构成转向机构A1。齿条轴8由固定于车身侧部件9的壳体10支承为能够在沿着车辆的左右方向的轴向(与纸面正交的方向)移动。虽然并未图示，但齿条轴8的各端部经由对应的转向横拉杆以及对应的转向节臂与对应的转向轮连结。
转向操纵轴3具备同轴地连结的第一转向操纵轴11和第二转向操纵轴12。第一转向操纵轴11具有使用花键结合以能够一起旋转且能够沿轴向相对滑动的方式嵌合的上部轴13以及下部轴14。上部轴13以及下部轴14中的任一方构成内轴，另一方构成筒状的外轴。
并且，第二转向操纵轴12具有：以能够一起旋转的方式与下部轴14连结的输入轴15；经由万向接头4与中间轴5连结的输出轴16；以及将输入轴15以及输出轴16以能够相对旋转的方式连结的扭杆17。
转向操纵轴3由固定于车身侧部件18、19的转向管柱20经由未图示的轴承支承为能够旋转。
转向管柱20具备：以能够沿轴向相对移动的方式嵌合的筒状的上套管21以及筒状的下套管22；以及连结在下套管22的轴向下端的壳体23。在壳体23内收纳有减速机构25，该减速机构25对转向辅助用的电动马达24的动力进行减速并传递至输出轴16。
减速机构25具有：以能够一起旋转的方式连结于电动马达24的旋转轴(未图示)的驱动齿轮26；以及与驱动齿轮26啮合且与输出轴16一起旋转的从动齿轮27。驱动齿轮26例如由蜗杆构成，从动齿轮27例如由蜗轮构成。
转向管柱20经由车辆后方侧的上支架28以及车辆前方侧的下支架29固定于车身侧部件18、19。上支架28使用从车身侧部件18朝下方突出的固定螺栓(双头螺栓)30、与该固定螺栓30螺合的螺母31、以及以能够分离的方式被保持于上支架28的密封件32被固定于车身侧部件18。
下支架29被固定于转向管柱20的壳体23。并且，下支架29使用从车身侧部件19突出的固定螺栓(双头螺栓)33以及与该固定螺栓33螺合的螺母34被固定于车身侧部件19。
参照图1以及图2，作为动力传递轴的中间轴5通过使内轴35和筒状的外轴36以能够沿着中间轴5的轴向X1滑动且能够进行扭矩传递的方式花键嵌合而构成。内轴35以及外轴36中的任一方构成上部轴，另一方构成下部轴。在本实施方式中，外轴36作为上部轴而连结于万向接头4，内轴35作为下部轴而连结于万向接头6。
在本实施方式中，根据将动力传递轴应用于中间轴5的情况进行说明，但也可以将本发明的动力传递轴应用于第一转向操纵轴11，使第一转向操纵轴11具有伸缩调整功能、冲击吸收功能。并且，在本实施方式中，根据车辆用转向操纵装置1是电动助力转向装置的情况进行说明，但也可以将本发明的动力传递轴应用于手动转向的车辆用转向操纵装置。
参照图2，万向接头4构成第一万向接头(第一接头)。万向接头4具备：设置于转向轴3的输出轴16的轭61；设置于外轴36的一端部的轭62；以及将两个轭61、62之间连结在一起的十字轴63。
轭61形成Y字状，具有筒状的基部61a以及从基部61a延伸的一对肢部(limb)61b、61b。在基部61a形成有嵌合孔，输出轴16嵌合固定于该嵌合孔。一对肢部61b、61b相互平行地延伸。
轭62形成为与轭61相同的形状。具体而言，轭62形成U字状，具有基部62a以及从基部62a延伸的一对肢部62b、62b(在图2中，对一方的肢部62b未予图示)。外轴36的一端部固定于基部62a。一对肢部62b、62b相互平行地延伸。
十字轴63配置在一对肢部61b、61b与一对肢部62b、62b之间。十字轴63的四个的前端部分别经由轴承(未图示)连结于肢部61b、61b、62b、62b。由此，轭61以及轭62能够以十字轴63的中心63a为中心相对旋转。十字轴63的中心63a配置在外轴36的中心轴线L1上。
万向接头6构成第二万向接头(第二接头)。万向接头6具备：设置于小齿轮轴7的一端部的轭61；设置于内轴35的一端部的轭62；以及将两轭61、62之间连结在一起的十字轴63。万向接头6的十字轴63的中心63a配置在内轴35的中心轴线L1上。
万向接头4、6的结构相同。因而，以下，对万向接头6标注与万向接头4的对应构成要素相同的标号并省略详细说明。
图3是沿着图2的III－III线的剖视图。参照图2以及图3，设置于内轴35的外周35a的外花键37与设置于外轴36的内周36a的内花键38相互嵌合。在本实施方式中，如图3所示，在外花键37的至少齿面37a形成有树脂覆膜139，该树脂覆膜139具有实施了相对于外轴36的加热磨合处理(参照图4的(h))的表面139a。具体而言，外花键37的至少齿面37a由覆盖内轴35的芯骨350的周围的树脂覆膜139的至少一部分形成。
基于作为简图的图4对制造上述中间轴5的工序进行说明。
首先，在图4的(a)所示的锻造工序中，通过对坯料进行锻造而获得形成有外花键40的内轴制造用中间体41。
接下来，在图4的(b)所示的前处理工序中，对图4的(a)的内轴制造用中间体41的外花键40的至少齿面实施用于进行涂覆的前处理。具体而言，作为在图4的(c)的被覆工序中形成树脂层44的情况下的前阶段的处理，为了使上述外花键40的齿面平滑，例如进行上述喷丸、前体涂布等基底处理。由此，获得如图4的(b)所示的具有对齿面实施了前处理的外花键42的内轴制造用中间体43(相当于内轴35的芯骨350)。
接下来，在图4的(c)所示的被覆工序(涂覆工序)中，在图4的(b)的内轴制造用中间体43的外花键42的至少齿面形成树脂层44，获得如图4的(c)所示的形成有树脂层44的内轴制造用中间体45。具体而言，在对实施了前处理的内轴制造用中间体43进行加热之后，将制造用中间体43在树脂粉末处于流动状态的流动浸泡槽内浸泡规定时间。由此，附着于内轴制造用中间体43的树脂粉末因热而熔融，形成树脂层44。树脂层44的外周的截面形成为圆形或者近似圆形。作为形成上述树脂层44的树脂，能够使用聚酰胺、聚缩醛等热塑性树脂。也可以对树脂层44进行注塑成形。
接下来，在图4的(d)所示的接头接合工序中，将万向接头6连结在内轴制造用中间体45的端部。
接下来，在图4的(e)所示的拉削工序中，准备外轴制造用中间体46。外轴制造用中间体46通过将坯料锻造成筒状而形成，在内周形成有内花键38。在外轴制造用中间体46的一端部安装有万向接头4。通过将形成有上述树脂层44的内轴制造用中间体45插入到该外轴制造用中间体46内来进行拉削加工。由此，利用外轴制造用中间体46的内花键38的齿面，如图4的(f)所示，获得具有成形后的树脂覆膜39的内轴制造用中间体47。
在拉削工序中，当进行拉削加工时，如图4的(e)所示，树脂层44的多余部分44a被削掉，形成为刨花儿，并被排出至作为相对方轴的外轴制造用中间体46外。
接下来，在图4的(f)的槽形成工序中，从激光照射单元50沿与轴向X1交差的方向对树脂覆膜39的表面39a照射激光51(例如YVO4激光、CO2激光)。由此，使树脂的一部分热分解而将其除去。由此，获得如图4的(g)所示的具有形成有螺旋状的槽52的树脂覆膜139的内轴制造用中间体147。
槽52形成为距离树脂覆膜139的表面139a规定深度的深度。对于槽52，槽52以横切内轴制造用中间体147的各外花键37的方式延伸。
另外，代替利用激光51进行的加工，也可以使用喷水或者利用包含硬质微粒的压缩空气进行的微细槽加工来形成槽52。
参照图4的(g)，在形成有槽52的内轴制造用中间体147涂布作为润滑剂的润滑脂48。润滑脂48与中间轴5出厂时涂布的润滑脂相同。润滑脂48例如涂布于内轴制造用中间体147的前端。另外，作为润滑剂，也可以仅将与上述润滑脂48的基油相同成分的基油涂布于内轴制造用中间体147的外周面。
接下来，在图4的(h)所示的加热磨合工序中，将内轴制造用中间体147插入到作为相对方轴的外轴制造用中间体46内。此时，外轴制造用中间体46和内轴制造用中间体147的树脂覆膜139之间的过盈量为几十μm左右，为过盈配合。进而，使内轴制造用中间体147相对于外轴制造用中间体46经由润滑脂48沿轴向X1强制滑动。由此，完成覆盖有具有与外轴制造用中间体46的内花键38的齿面匹配的表面139a的树脂覆膜139的内轴35、外轴36。
在上述加热磨合工序中，使用通过制造用中间体46、147的强制滑动而产生的摩擦热。由此，将与外轴制造用中间体46接触的树脂覆膜139的表层部加热至树脂覆膜139的树脂的熔点以上的温度而使其熔化。在该加热状态下促进树脂的软化，使树脂覆膜139的表层部与外轴制造用中间体46的内花键38磨合。之后，利用从喷嘴53喷射的空气等对树脂覆膜139进行冷却。由此，能够使树脂覆膜139的表面139a以表面粗糙度等级(几十μm左右的表面粗糙度的等级)与外轴36的内花键38的齿面配合。由此，完成内轴35。
接下来，在图4的(i)所示的润滑脂涂布工序中，在内轴35的树脂覆膜139的表面涂布润滑脂48。将涂布了润滑脂48的内轴35组装于外轴36，如图4的(j)所示，完成作为花键伸缩轴的中间轴5。
对上述的中间轴5的制造工序中的加热磨合工序进行更详细的说明。
图5是示出作为用于进行加热磨合工序的制造装置的滑动装置90的主要部分的立体图。
滑动装置90构成为使外轴制造用中间体46的中心轴线L1与内轴制造用中间体147的中心轴线L2一致，并且以能够调心的方式保持上述的制造用中间体46、147。并且，滑动装置90构成为通过使制造用中间体46、147沿轴向X1相对滑动而对树脂覆膜139的表面进行加热磨合加工(精加工)。
滑动装置90包括驱动机构93、一对作为保持机构的第一保持机构91以及第二保持机构92。
驱动机构93是为了经由第一保持机构91使制造用中间体46、147沿轴向X1相对滑动而设置的。驱动机构93例如由作为致动器的液压缸构成。液压缸包括杆94。杆94构成为能够沿第一以及第二保持机构91、92相互面对的方向(轴向X1)直线往复运动。
滑动装置90纵向配置，杆94的变位方向与铅垂方向一致。由此，能够抑制因由滑动装置90保持的制造用中间体46、147的自重而产生的弯曲力作用于制造用中间体46、147之间。另外，也可以将滑动装置90横向配置，由此使杆94的变位方向为水平方向。
在杆94的前端固定有圆板状的连结板95。在连结板95形成有多个螺纹孔95a。
第一以及第二保持机构91、92是为了保持相互嵌合的状态的制造用中间体46、147而设置的。
第一保持机构91与连结板95结合，能够与杆94一起直线往复运动。第一保持机构91构成为保持设置于外轴制造用中间体46的万向接头4。
图6的(A)是示出第一保持机构91周边的结构的侧视图，且以截面示出一部分。图6的(B)是示出第一保持机构91的一部分的分解立体图。如图6的(A)以及图6的(B)所示，第一保持机构91包括第一板101、第二板102、第三板103以及固定螺钉104。
第一板101形成为圆板状。在第一板101形成有螺纹插通孔101a。利用插通该螺纹插通孔101a并与螺纹孔95a螺纹结合的固定螺钉105将第一板101固定于连结板95。
在第一板101，除了形成有螺纹插通孔101a之外，还形成有凸部101b以及螺纹孔101c。凸部101b形成于第一板101的上表面101d的中央，且朝上突出。该凸部101b与形成于万向接头4的轭61的嵌合孔嵌合。由此，能够以使得轭61(万向接头4的中心63a)通过杆94的中心轴线L3的方式进行轭61的定位。第一板101的上表面101d与轭61的基部61a的一端面面接触。
在第一板101的外周部设置有多个螺纹孔101c，该多个螺纹孔101c在第一板101的外周部的周方向等间隔地配置。螺纹插通孔101a和螺纹孔101c在第一板101的周方向交替配置。
第二板102形成为U字形形状，包括一对对置部102a、102a。对置部102a、102a相互平行地延伸。在第二板102的对置部102a、102a形成有多个(例如四个)螺纹插通孔102b。对置部102a、102a以隔着万向接头4的轭62的肢部62b、62b的方式配置。对置部102a、102a的内侧面102c、102c与肢部62b、62b的外侧面邻接，且能够与上述的肢部62b、62b接触。根据该结构，能够限制轭62相对于轭61过度摆动(轭62绕通过一对肢部61b、61b之间的直线L4的过度摆动)。
第三板103是为了推压轭61的基部61a而设置的。第三板103形成为棒状。第三板103的截面形状成近似矩形形状。第三板103的中间部与轭61的基部61a接触，利用第三板103和第一板101在轴向X1夹持轭61。第三板103的长度方向的两端部由第二板102的对置部102a、102a朝下方推压。并且，在第三板103的两端部形成有螺纹插通孔103a、103a。
固定螺钉104设置有多个，插通于第二板102以及第三板103的各螺纹插通孔102a、103a，且与第一板101的螺纹孔101c螺纹结合。由此，第二板102以及第三板103以能够装卸的方式被固定于第一板101。
参照图5，第二保持机构92固定于设置在滑动装置90的固定部件106。第二保持机构92构成为保持设置于内轴制造用中间体147的万向接头6。第二保持机构92具有与第一保持机构91相同的结构。因而，对第二保持机构92的各构成要素标注与第一保持机构91的对应构成要素相同的标号并省略详细说明。利用第二保持机构92的第一板101以及第三板103夹持万向接头6的轭61的肢部61b。
根据上述的结构，万向接头4、6容许由滑动装置90保持的制造用中间体46、147的倾斜变位。并且，滑动装置90经由万向接头4、6以能够调心的方式保持制造用中间体46、147，且经由万向接头4、6对制造用中间体46、147赋予用于使两者相对滑动的推力。
并且，在滑动装置90设置有用于检测使制造用中间体46、147沿轴向X1滑动时的滑动载荷的作为载荷检测装置的负载传感器107。负载传感器107例如安装于杆94。
并且，在滑动装置90设置有用于检测作为制造用中间体46、147的温度的树脂覆膜139的温度的温度传感器108。温度传感器108例如是非接触式的温度传感器。
负载传感器107的载荷检测信号以及温度传感器108的温度检测信号被输入至控制装置109。控制装置109基于所输入的检测信号对驱动机构93进行控制。
其次，对加热磨合工序中的滑动装置90的动作进行说明。
在加热磨合工序中，控制装置109对驱动机构93进行驱动，由此使制造用中间体46、147沿轴向X1相对滑动，对树脂覆膜139赋予摩擦热。当进行将内轴制造用中间体147压入于外轴制造用中间体46的动作时，使驱动机构93的杆94朝轴向X1的一方X2(上方)变位。由此，第一保持机构91的第一板101、万向接头4以及外轴制造用中间体46与杆94一起朝轴向X1的一方X2侧变位。此时，第一保持机构91中的第一板101对万向接头4的轭61施加朝上的力，由此，万向接头4朝上方变位。另一方面，万向接头6由第二保持机构92的第一板101承接。由此，限制内轴制造用中间体147朝轴向X1的一方X2的变位。
并且，当进行相对于内轴制造用中间体147拉拽外轴制造用中间体46的动作时，使驱动机构93的杆94朝轴向X1的另一方X3(下方)变位。此时，第一保持机构91中的第三板103朝轴向X1的另一方X3推压万向接头4的轭61的基部61a。由此，外轴制造用中间体46与杆94一起朝轴向X1的另一方X3侧变位。此时，另一方面，万向接头6的基部61a由第二保持机构92的第三板103承接，由此，内轴制造用中间体147朝轴向X1的另一方X3的变位被限制。
通过上述的动作，制造用中间体46、147反复进行伸缩动作。于是，如上所述，产生因外轴以及内轴制造用中间体46、147的强制滑动而导致的摩擦热。由此，将与外轴制造用中间体46接触的树脂覆膜139的表层部加热至树脂覆膜139的树脂的熔点以上的温度而使其熔化。在该加热状态下，促进树脂的软化，并且使树脂覆膜139与外轴制造用中间体46的内花键38磨合。
在该加热磨合工序时，实际上，有时在杆94作用有作为与静止时的制造用中间体46、147的轴向X1不同方向的力的并不想要的力(例如，径向力P1)。当产生这样的力P1时，如图7的(A)的示意图所示，安装有万向接头4、6的制造用中间体46、147从利用驱动机构93开始滑动之前的静止状态时倾斜。结果，能够抑制始终在制造用中间体46、147之间作用有沿着轴向X1的推力以外的力(并不想要的力)的情况。由此，能够抑制局部的力作用于树脂覆膜139。
例如，如图7的(B)所示，考虑将制造用中间体46、147不经由万向接头4、6而直接进行保持，并使制造用中间体46、147滑动的滑动装置90’。在该滑动装置90’中，因驱动时的反力等，有时在制造用中间体46、147之间作用有作为沿着轴向X1的推力以外的力的并不想要的径向力P1。此时，在制造用中间体46、147之间作用有弯曲力，在于树脂覆膜139的一部分局部地作用有较大的力，难以使树脂覆膜139平滑。
图8是示出加热磨合工序中的滑动载荷F与时间TM之间的关系的图表，以及示出内轴制造用中间体147的树脂覆膜139的温度TP与时间TM之间的关系的图表。如图8所示，在使用了滑动装置90的加热磨合工序中，伴随着自时间TMO起开始滑动装置90的驱动，制造用中间体46、147相对滑动。由此，树脂覆膜139的温度TP在到规定时间TM1之前随着时间的推移而上升。此时，树脂覆膜139通过与外轴制造用中间体46之间的滑动而在带热的同时表面被平整。由此，滑动阻力、即滑动载荷F逐渐降低。
当滑动载荷F降低时，制造用中间体46、147之间的滑动动作变得顺畅，发热量降低。于是，树脂覆膜139的温度TP在规定时间TM1上升至作为规定温度的最高温度TP1，然后逐渐降低。在树脂覆膜139的温度TP超过最高温度TP1后，当滑动载荷F低于规定载荷F1时(时间TM2时)，树脂覆膜139的表面成为足够平滑的状态。此时，加热磨合工序完成。
如以上说明的那样，根据本实施方式，在加热磨合工序中，利用滑动装置90以能够调心的方式保持制造用中间体46、147。即，将各制造用中间体46、147保持为能够朝轴向X1以外的方向变位，以便抑制使制造用中间体46、147的中心轴线L1、L2一致的状态变化的力作用于各制造用中间体46、147。由此，能够抑制弯曲力等作为推力以外的力的并不想要的力(例如径向力P1)作用于各制造用中间体46、147。
通过在该状态下进行磨合工序，能够使树脂覆膜139的表面139a中的、与对象侧的外轴制造用中间体46接触的部分的整个面均匀地与外轴制造用中间体46的表面滑动接触(磨合)。并且，在加热磨合工序中，在各制造用中间体46、147之间夹有润滑脂48。由此，在加热磨合工序中，能够抑制作用于树脂覆膜139的表面的摩擦阻力过度变大。
因而，能够抑制由于因摩擦热而导致的树脂覆膜139的软化或在树脂覆膜139产生的剪切应力而导致的辊状的磨损粉的产生，能够抑制磨损粉使树脂覆膜139变得粗糙的情况。加热磨合工序中的通过制造用中间体46、147的调心保持而带来的效果、通过夹有润滑脂48而带来的效果相结合，能够将树脂覆膜139的表面139a精加工得极其平滑。
此外，在加热磨合工序中，能够降低树脂覆膜139的摩擦热，因此，能够抑制辊状的磨损粉的产生，并且能够使各制造用中间体46、147更高速地相对滑动。由此，能够在短时间内完成加热磨合工序，因此能够更高效地制造中间轴5。
此外，在加热磨合工序之前，将制造用中间体46、147安装于具有调心功能的第一以及第二保持机构91、92，因此，不需要高精度地定位并保持各制造用中间体46、147。因此，能够缩短在滑动装置90安装各制造用中间体46、147时花费的时间。由此，能够缩短树脂覆膜139的精加工所花费的时间，能够更高效地制造中间轴5。
并且，在加热磨合工序中，经由万向接头4、6将制造用中间体46、147保持为能够调心。由此，在加热磨合工序中，当使各轴的制造用中间体46、147相对滑动时，当轴向X1的推力以外的力(径向力F1等并不想要的力)欲作用于各制造用中间体46、147时，制造用中间体46、147倾斜。由此，在加热磨合工序中，能够可靠地抑制上述的并不想要的力作用于各轴的制造用中间体46、147的情况。
这样，能够借助使用两个万向接头4、6的简易的结构可靠地抑制在加热磨合工序中上述的并不想要的力作用于制造用中间体46、147的情况。并且，当制造像车辆用转向操纵装置1的中间轴5那样在内轴35的一端部以及外轴36的一端部分别具备万向接头4、6的动力传递轴时，能够使用该万向接头4、6将制造用中间体46、147保持为能够调心。由此，能够减少在加热磨合工序中用于将制造用中间体46、147保持为能够调心的专用部件的个数。并且，能够使用于将制造用中间体46、147保持为能够调心的设备小型化。
此外，在各制造用中间体46、147的温度TP超过最高温度TP1后、且各制造用中间体46、147的滑动载荷F低于规定载荷F1时，加热磨合工序完成。
在加热磨合工序中，当开始使制造用中间体46、147相对滑动时，首先，通过各制造用中间体46、147的滑动摩擦，制造用中间体46、147的温度上升。进而，通过继续进行上述相对滑动，树脂覆膜139的表面与内轴制造用中间体147的内表面磨合。由此，各制造用中间体46、147的滑动阻力降低。并且，伴随着各制造用中间体46、147的滑动阻力降低，各制造用中间体46、147的温度TP也降低。这样，在各制造用中间体46、147的温度TP超过最高温度TP1后、且各制造用中间体46、147的滑动载荷F低于规定载荷F1的时刻，加热磨合工序完成，由此，能够在适当的时刻完成加热磨合工序。
并且，在加热磨合工序中，涂布润滑脂48。由此，使用中间轴5的使用时所需要的润滑脂48，能够降低制造用中间体46、147的滑动阻力。由此，在加热磨合工序中，不需要另外准备用于降低各轴的制造用中间体46、147的滑动阻力的润滑剂，能够降低中间轴5的制造成本。
综上，能够减少中间轴5的周方向的晃动，且能够顺畅地进行该中间轴5的伸缩动作。由此，能够实现肃静性优异且转向操纵感优异的车辆用转向操纵装置1。
并且，能够借助将万向接头4安装于第一保持机构91、将万向接头6安装于第二保持机构92的简易的作业容易地将制造用中间体46、147设置于滑动装置90。
并且，通过在树脂覆膜139的表面139a设置槽52，能够将上述的磨损粉取入槽52内。因而，不会因磨损粉的巨大化而在树脂覆膜139的表面139a产生异常磨损。即，不会使表面139a变得粗糙，因此能够将树脂覆膜139的表面139a以比较的平滑的状态与相对方配合。
因而，能够增加外花键37以及内花键38的齿面37a、38a间的实际上的接触面积，结果，能够实现滑动性优异且耐久性优异的作为花键伸缩轴的中间轴5。并且，在中间轴5的使用时，槽52作为润滑剂积存部发挥功能，因此能够长期维持良好的润滑状态。
本发明并不限定于以上的实施方式的内容，能够在权利要求的范围内进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，经由万向接头4、6将制造用中间体46、147安装于滑动装置90，但并不限定于此。也可以将制造用中间体46、147以能够进行倾斜变位或者与轴向X1正交的方向的变位的方式安装于滑动装置90。例如，也可以在杆94的中间部设置万向接头。并且，在加热磨合工序中，代替万向接头4、6，也可以使用球面接头、欧氏接头。
并且，代替滑动装置90的第一保持机构91，也可以将第二保持机构92沿轴向X1驱动，也可以将第一以及第二保持机构91、92双方沿轴向X1驱动。
在上述实施方式中，根据在内轴的外花键形成树脂覆膜的例子进行了说明，但并不限定于此。也可以在外轴的内花键的至少齿面形成树脂覆膜。在该情况下，当对形成于外轴的制造用中间体的内花键的树脂层进行切削而成形树脂覆膜时，使用内轴的制造用中间体对上述树脂层进行加热磨合处理。
并且，在上述实施方式中，作为动力传递轴，以车辆用转向操纵装置1的中间轴5为例进行了说明，但也可以将本发明应用于其他的装置的动力传递轴。
本申请是基于2011年3月18日提出的日本国专利申请、特愿2011－061470完成的，其内容作为参考包含于本发明。
标号说明：
1：车辆用转向操纵装置；4：万向接头(第一接头)；5：中间轴(动力传递轴)；6：万向接头(第二接头)；35：内轴；36：外轴；37：外花键；38：内花键；46：外轴制造用中间体；48：润滑脂(润滑剂)；139：树脂覆膜；139a：树脂覆膜的表面；147：内轴制造用中间体；F：滑动载荷；F1：规定载荷；L1：(外轴的制造用中间体的)中心轴线；L2：(内轴的制造用中间体的)中心轴线；TP：制造用中间体的温度；TP1：最高温度(规定温度)；X1：轴向。

Claims (7)

1.一种动力传递轴的制造方法，
所述动力传递轴包括：
内轴，该内轴在外周设置有外花键；
筒状的外轴，该外轴在内周设置有以能够滑动的方式与所述外花键啮合的内花键；以及
树脂覆膜，该树脂覆膜设置于所述外花键以及所述内花键中的至少一方，
所述动力传递轴的制造方法的特征在于，
所述动力传递轴的制造方法具备磨合工序，在该磨合工序中，在使所述内轴的制造用中间体的中心轴线与所述外轴的制造用中间体的中心轴线一致、且将各所述制造用中间体保持为能够调心的状态下，使各所述制造用中间体沿轴向相对滑动，由此对所述树脂覆膜的表面进行磨合加工。
2.根据权利要求1所述的动力传递轴的制造方法，其特征在于，
在所述外轴的制造用中间体的一端部安装有第一接头，在所述内轴的制造用中间体的一端部安装有第二接头，
所述第一接头以及所述第二接头是容许各所述制造用中间体倾斜变位的接头，
在所述磨合工序中，经由所述第一接头以及所述第二接头对各所述制造用中间体施加用于进行相对滑动的载荷。
3.根据权利要求2所述的动力传递轴的制造方法，其特征在于，
所述第一接头以及所述第二接头分别包括第一部分和第二部分，所述第一部分固定有对应的制造用中间体的一端部，所述第二部分以能够相对于所述第一部分绕与对应的制造用中间体的中间轴线正交的轴线摆动的方式连结，
所述第一接头以及所述第二接头的各自的第二部分分别被保持于第一保持机构以及第二保持机构，并能够同它们一体移动，所述第一保持机构以及所述第二保持机构能够沿相互对向的方向进行直线往复运动。
4.根据权利要求3所述的动力传递轴的制造方法，其特征在于，
所述第一接头以及所述第二接头分别包括万向接头，所述万向接头具有连结第一部分与第二部分的十字轴。
5.根据权利要求1所述的动力传递轴的制造方法，其特征在于，
当各所述制造用中间体的温度超过规定温度后、且各所述制造用中间体的滑动载荷低于规定载荷时，所述磨合工序完成。
6.根据权利要求1所述的动力传递轴的制造方法，其特征在于，
当各所述制造用中间体的温度到达最高温度后、且各所述制造用中间体的滑动载荷低于规定载荷时，所述磨合工序完成。
7.一种车辆用转向操纵装置，其特征在于，具备利用权利要求1～6中任一项所述的动力传递轴的制造方法形成的动力传递轴。
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