CN106466702A - 轴的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供轴的制造方法，能够充分吸收扭转载荷。该制造方法具备：轴部形成工序，在该工序中，通过对钢材的圆柱状原料(B)中的从轴向的规定位置(P)至轴向的第一侧的端部为止的第一区域(B1)实施拉深加工形成轴部(B11)，并且在轴部(B11)与从规定位置(P)至圆柱状原料(B)的轴向的第二侧的端部为止的第二区域(B2)之间形成随着从轴部(B11)侧朝向第二区域(B2)侧而外径变大的锥形部(B12)；头部形成工序，在该工序中，通过对第二区域(B2)以及锥形部(B12)实施塑性加工而形成头部(B22)。

Description

轴的制造方法

技术领域

本申请主张于2015年8月20日提出的日本专利申请2015-162437号的优先权，并在此引用包括其说明书、附图与摘要在内的全部内容。

本发明涉及轴的制造方法。

背景技术

存在在对将方向盘的旋转传递至转向轮的转向轴从转向轮侧输入了超过了规定值的过大的扭转载荷的情况下，具备吸收该扭转载荷的部位的部件。

日本特开2015-85805号公报记载有一种电动动力转向装置，在连结于方向盘的上轴与经由其他部件连结于转向轮的输入轴之间连结有中间轴，在从转向轮侧输入了基准值以上的扭矩的情况下，通过使中间轴塑性变形来吸收扭转载荷。

此处，参照图6A，对以往的中间轴512进行说明。如图6A所示，中间轴512具备：形成于轴向的第一侧(图6A右侧)的花键部531、形成于轴向的第二侧(图6A左侧)的被嵌合部532、以及形成于花键部531与被嵌合部532之间的颈部533。

花键部531是在外周面形成有外花键的部位。被嵌合部532是在前端面具有凹部532a的有底圆筒状的部位，被嵌合部532的外径大于花键部531的最大外径。颈部533是具有比花键部531以及被嵌合部532的外径小径的外径的圆柱状的部位。中间轴512构成为，在输入了超过规定值的扭转载荷的情况下，通过使颈部533朝扭转方向塑性变形来吸收扭转载荷。

接下来，参照图6B以及图6C，对中间轴512的制造方法进行说明。如图6B所示，在最初的工序中，对具有与被嵌合部532相等的外径的圆柱状原料b的一部分实施拉深加工，形成中间轴512的大致的外形。

具体而言，对圆柱状原料b中的从轴向上的规定位置p直至轴向的第一侧的端部的第一区域b1实施拉深加工，形成从圆柱状原料b的轴向的第一侧(图6B下侧)的端部朝轴向的第二侧(图6B上侧)延伸的圆柱状的轴部b11、和随着从轴部b11朝向规定位置p而外径变大的锥形部b12。

对于轴部b11而言，将其外径设定为与花键部531的最大外径相等的尺寸，实施拉深加工的次数根据基于被嵌合部532的圆柱状原料b的外径与花键部531的外径的尺寸差来决定。此外，图6B所示的制造方法进行三次拉深加工。

如图6C所示，在拉深加工结束后，对圆柱状原料b实施花键加工。即，对轴部b11中形成花键部531的部位的外周面实施花键加工。接着，对圆柱状原料b的轴向的第二侧的端面实施切削加工，形成凹部532a，并且在锥形部b12与轴部b11中的接近锥形部b12的部位的外周面实施切削加工，形成圆柱状的颈部533。伴随与此，在颈部533的轴向的第二侧形成有比颈部533直径大的被嵌合部532的外形。

在上述的以往的中间轴512的制造方法中，拉深加工后的锥形部b12在外径小的部位基于拉深加工的加工固化的程度大，硬度高，另一方面，在外径大的部位，加工固化的程度小，与外径小的部位相比，硬度更低。因此，颈部533在利用对锥形部b12的外周面进行切削而形成的部位，硬度分布之差变大。

因此，以往的中间轴512在被输入了超过规定值的扭转载荷的情况下，在颈部533中硬度低的部位(外径大的部位)中局部产生扭转，难以使颈部533的轴向整体产生扭转。其结果，以往的中间轴512无法充分吸收扭转载荷。

发明内容

本发明的目的在于提供能够充分吸收扭转载荷的轴的制造方法。

对于本发明的一方式涉及一种轴的制造方法，其中，上述轴具备：

圆柱状的轴部，该轴部从轴向的第一侧朝轴向的第二侧延伸；和

头部，该头部呈有底圆筒状，在底面侧连结有上述轴部的轴向的第二侧的端部，并且是外径比上述轴部的直径大的部位，该头部具有从轴向的第二侧的端面朝向轴向的第一侧凹设的凹部，

上述轴将保持上述轴部的第一部件与嵌合于上述凹部的第二部件连结，该轴的制造方法包括：

轴部形成工序，在该轴部形成工序中，对由钢材形成的圆柱状原料中的从轴向的规定位置至轴向的第一侧的端部为止的第一区域实施拉深加工，由此形成上述轴部，并且在上述轴部与从上述规定位置至上述圆柱状原料的轴向的第二侧的端部为止的第二区域之间，形成随着从上述轴部一侧朝向第二区域侧而外径变大的锥形部；以及

头部形成工序，在该头部形成工序中，通过对上述第二区域以及上述锥形部实施塑性加工而形成上述头部。

根据上述的轴的制造方法，在轴部形成工序中对圆柱状原料的第一区域实施拉深加工，在形成了轴部以及锥形部后，在头部形成工序中对锥形部以及圆柱状原料的第二区域实施塑性加工，形成比轴部大径的头部。换句话说，通过拉深加工形成的锥形部不是如以往那样实施切削加工而成为轴部的一部分，而是通过实施塑性加工而成为头部的一部分。因此，与对锥形部实施切削加工而成为轴部的一部分的情况相比，本发明的轴部能够减小硬度分布之差。其结果，在对轴输入了扭转载荷的情况下，能够使轴部整体产生扭转，因此轴能够充分地吸收扭转载荷。

附图说明

根据以下参照附图对实施方式进行的详细说明，本发明的上述以及更多的特点和优点会变得更加清楚，其中对相同的元素标注相同的附图标记，其中，

图1A是示意性地表示使用了本发明的第一实施方式的中间轴的电动动力转向装置的示意图。

图1B是中间轴的主视图。

图2A是表示中间轴的制造方法的图，示出对圆柱状原料实施拉深加工前的状态。

图2B是表示中间轴的制造方法的图，示出对圆柱状原料实施了拉深加工后的状态。

图3A是表示中间轴的制造方法的图，示出对圆柱状原料实施镦锻加工前的状态。

图3B是表示中间轴的制造方法的图，示出对圆柱状原料实施了镦锻加工后的状态。

图4A是表示中间轴的制造方法的图，示出对圆柱状原料实施挤出加工前的状态。

图4B是表示中间轴的制造方法的图，示出对圆柱状原料实施了挤出加工后的状态。

图5是表示测定了颈部的硬度的结果的图。

图6A是以往的中间轴的主视图。

图6B是表示以往的中间轴的制造方法的图，示出对圆柱状原料实施拉深加工的过程。

图6C是表示以往的中间轴的制造方法的图，示出对圆柱状原料实施花键加工以及切削加工的过程。

具体实施方式

以下，参照附图对应用了本发明的一实施方式进行说明。首先，参照图1A，对使用了通过本发明的制造方法制造的轴(中间轴12)的转向装置1进行说明。

如图1A所示，转向装置1包括连结有方向盘SH的转向轴SS，方向盘SH的旋转经由转向轴SS传递于转向轮(未图示)。

转向轴SS具备：转向柱轴2、中心轴3、小齿轮轴4以及齿条轴5。转向柱轴2的一端连接于方向盘SH。中心轴3的一端经由万向接头与转向柱轴2的另一端连结，中心轴3的另一端经由万向接头与小齿轮轴4连结。小齿轮轴4具备小齿轮4a。齿条轴5具备与小齿轮4a啮合的齿条5a，并经由横拉杆(未图示)以及转向节臂(未图示)与转向轮连结。

若转向柱轴2伴随着方向盘SH的旋转而旋转，则该旋转经由中心轴3传递于小齿轮轴4。传递于小齿轮轴4的旋转运动通过小齿轮4a与齿条5a的啮合转换为直线运动，传递于转向轮。

接下来，对转向柱轴2的详细的结构进行说明。转向柱轴2配置在固定于车体(未图示)的中空的转向柱2a的内部，且包括上轴11、中间轴12、输入轴13、扭杆14、以及输出轴15，绕该转向柱轴2具备扭矩传感器16、ECU(电子控制单元)17、电动马达18、蜗杆19以及蜗轮20。

上轴11经由轴承被转向柱2a支承为能够旋转。对于上轴11而言，其轴向的第一侧从转向柱2a露出，与方向盘SH以能够一体旋转的方式连结，并且在上轴11的轴向的第二侧形成有在内周面具有内花键的花键孔11a。

中间轴12构成为，在其轴向的第一侧形成有在外周面具有外花键的花键部31，该花键部31能够与上轴11的花键孔11a嵌合。在中间轴12的轴向的第二侧形成有被嵌合部32，该被嵌合部32具有朝向轴向的第一侧凹设的凹部32a。

此处，对于转向装置1而言，在从转向轮侧输入了超过了规定值的大扭转载荷的情况下，中间轴12朝扭转方向塑性变形，从而吸收扭转载荷，避免转向装置1的其他部位损伤。此外，中间轴12的详细的结构参照图1B后述。

输入轴13在其轴向的第一侧的端部形成有能够与中间轴12的凹部32a嵌合的嵌合部13a。在本实施方式中，嵌合部13a的外径大于凹部32a的内径，通过压入凹部32a将嵌合部13a与凹部32a嵌合，输入轴13相对于中间轴12稳固地连结。此外，使嵌合部13a与凹部32a嵌合的方法不局限于压入，也可以是使输入轴13能够相对于中间轴12稳固地连接的其他方法(例如，冷缩配合等)。

对于扭杆14而言，其轴向的第一侧连结于输入轴13的轴向的第二侧，并且扭杆14的轴向的第二侧连结于输出轴15的轴向的第一侧，在产生输入轴13与输出轴15的相对旋转的情况下，扭杆14沿扭转方向弹性变形。

扭矩传感器16基于扭杆14的扭转量，对输入轴13与输出轴15的转向操纵扭矩进行检测。ECU17基于扭矩传感器16的检测结果、从车速传感器(未图示)给予的车速检测结果等，对电动马达18进行驱动控制。

蜗杆19作为被电动马达18旋转驱动的驱动齿轮发挥功能，蜗轮20作为能够与蜗杆19啮合的被动齿轮发挥功能。蜗轮20与输出轴15以能够一体旋转的方式连结，电动马达18的旋转通过蜗杆19以及蜗轮20减速而传递至输出轴15。

输出轴15经由轴承被转向柱2a支承为能够旋转。输出轴15其轴向的第二侧从转向柱2a露出，连结于中心轴3。

接下来，参照图1B，对中间轴12的结构进行说明。如图1B所示，中间轴12具备花键部31、被嵌合部32以及颈部33。

花键部31是从中间轴12的轴向的第一侧(图1B右侧)的端部朝轴向的第二侧(图1B左侧)延伸的大致圆柱状的部位。如上述那样，花键部31在其外周面形成有能够与形成于上轴11的花键孔11a(参照图1A)的内花键嵌合的外花键。

被嵌合部32是形成于中间轴12的轴向的第二侧的端部的有底圆筒状的部位。对于被嵌合部32而言，其外径大于花键部31以及颈部33，在轴向的第二侧的端部形成有从其端面朝向轴向的第一侧凹设的凹部32a。如上述那样，凹部32a是供输入轴13的嵌合部13a(参照图1A)嵌合(压入)的部位，被嵌合部32凹部32a的内径小于嵌合部13a的外径，被嵌合部32的外径大于嵌合部13a的外径。

颈部33是在中间轴12的轴向上形成于花键部31与被嵌合部32之间的部位，颈部33的外径小于花键部31的最大外径以及被嵌合部32的外径。中间轴12构成为，在规定值以上的扭转载荷输入至中间轴12的情况下，颈部33朝扭转方向塑性变形。

另外，将颈部33设定为，其硬度低于被嵌合部32的硬度。由此，对于中间轴12而言，使被嵌合部32的硬度较高而能够使中间轴12与输入轴13的连结稳固，另一方面，在将规定值以上的扭转载荷输入至中间轴12的情况下，能够使颈部33可靠地塑性变形来充分吸收扭转载荷。

接下来，参照图2～图4，对中间轴12的制造工序进行说明。在本实施方式中，对由钢材形成的圆柱状原料B实施拉深加工以及塑性加工，大致形成了中间轴12的外形后，实施切削加工以及花键加工，形成中间轴12。

首先，形成花键部31以及颈部33的大致外形(轴部形成工序)。在该工序中，对从圆柱状原料B中的轴向上规定位置P直至轴向的第一侧(图2A下侧)的端部为止的第一区域B1实施拉深加工，由此形成将外径缩径的圆柱状的轴部B11。轴部B11是经由后面的工序最终成为花键部31以及颈部33(参照图1B)的部位，轴部B11的外径基于花键部31的最大外径来决定。此外，圆柱状原料B的外径D0小于被嵌合部32(参照图1B)的外径，并且大于花键部31的最大外径以及颈部33的外径。

如图2A所示，拉深加工所使用的模具50主要具备：具有配置有圆柱状原料B的模腔53的锻模51、和与模腔53对置配置的冲头52。模腔53具备：在配置有冲头52的锻模51的一面侧形成的第一部位53a、与该第一部位53a连设的第二部位53b、以及与该第二部位53b连设的第三部位53c。

第一部位53a是具有与圆柱状原料B的外径D0仿形的内径D0的圆筒内周面。第二部位53b是随着从第一部位53a侧朝向第三部位53c侧(图2A上侧至下侧)而内径变小的锥状的内周面。第三部位53c是具有与轴部B11的外径仿形的内径D1的圆筒内周面，第三部位53c的内径D1设定为小于第一部位53a的内径D0的尺寸。冲头52被支承为能够朝相对于锻模51接近或者分离的方向(图2A上下方向)往复移动，并具有与第一部位53a的内径仿形的外径。

如图2B所示，在轴部形成工序中，在模腔53配置了圆柱状原料B的状态下使冲头52朝靠近锻模51的方向(图2B下方)移动，直至规定位置P到达第一部位53a与第二部位53b的边界，压入圆柱状原料B。由此，对圆柱状原料B的第一区域B1实施拉深加工，在拉深加工前处于第一区域B1的部位塑性变形为与第二部位53b以及第三部位53c仿形的形状。另外，此时，不对圆柱状原料B中的位于第一部位53a的部位(后述的第二区域B2)实施拉深加工。

在这样实施了拉深加工后的圆柱状原料B形成有，从圆柱状原料B的轴向的第一侧(图2B下侧)的端部朝向轴向的第二侧(图2B上侧)延伸的圆柱状的轴部B11、和随着从其轴部B11朝向规定位置P而外径变大的锥形部B12。

接下来，形成被嵌合部32的大致外形(头部形成工序)。在该工序中，对锥形部B12以及从规定位置P直至圆柱状原料B的轴向的第二侧的端部为止的第二区域B2实施塑性加工，由此在轴向的第二侧的端部形成头部B22。此外，头部B22是经由后面的工序最终成为被嵌合部32(参照图1B)的部位。

在本实施方式中，作为头部形成工序的塑性加工，在对锥形部B12以及第二区域B2实施镦锻加工，形成了具有与被嵌合部32的外径仿形的外径的圆柱部B21后，对该圆柱部B21实施挤出加工，形成具有凹部32a的头部B22。

如图3A所示，镦锻加工所使用的模具60主要具备：具有配置圆柱状原料B的模腔63的锻模61、和与模腔63对置配置的冲头62。模腔63具备：在配置冲头62的锻模61的一面侧形成的第一部位63a、和与该第一部位63a连设的第二部位63b。第一部位63a是具有比圆柱状原料B的第二区域B2的外径大径的内径D2的圆筒内周面。第二部位63b是具有与轴部B11的形状仿形而形成的内径D1的圆筒内周面。冲头62是被支承为能够朝相对于锻模61接近或者分离的方向(图3A上下方向)往复移动的圆柱状的部件，并具有与锻模61的第一部位63a的内径D2仿形的外径D2。此外，第一部位63a的容积基于第二区域B2以及锥形部B12的体积来决定。

如图3B所示，在头部成形工序的镦锻工序中，在模腔63的第二部位63b收纳有轴部B11，且锥形部B12以及第二区域B2配置于第一部位63a内的状态下，使冲头62朝锻模61侧(图3B下侧)移动，将冲头62朝模腔63内压入。由此，对锥形部B12以及第二区域B2实施镦锻加工，镦锻加工前处于锥形部B12以及第二区域B2的部位塑性变形为具有外径D2的圆柱形状。

在这样实施了镦锻加工后的圆柱状原料B且在轴部B11的轴向的第二侧(图3B上侧)形成有比镦锻加工前的第二区域B2以及轴部B11外径大的圆柱部B21。此外，圆柱部B21其外径与被嵌合部32(参照图1B)的外径相等，圆柱部B21的轴向长度小于被嵌合部32的轴向长度。

如图4A所示，挤出工序所使用的模具70具备：具有配置有圆柱状原料B的模腔73的锻模71、和与模腔73对置配置的冲头72。模腔73具备：在配置有冲头72的锻模71的一面侧形成的第一部位73a、和与该第一部位73a连设的第二部位73b。

第一部位73a是具有与圆柱部B21的外径(被嵌合部32(参照图1B)的外径)仿形的内径D2的圆筒内周面，第二部位73b是具有与轴部B11的外径仿形的内径D1的圆筒内周面。

冲头72在使轴线与模腔73一致的状态下，被支承为能够朝相对于锻模71接近或者分离的方向(图4A上下方向)往复移动。对于冲头72而言，其外径是小于第一部位73a的内径的尺寸，且设定为与凹部32a(参照图1B)的内径仿形的尺寸。

如图4B所示，在头部形成工序的挤出工序中，在将圆柱状原料B配置于模腔73的状态下，使冲头72插入第一部位73a，对圆柱部B21的轴向的第二侧的端面进行挤压。由此，对圆柱部B21实施挤出加工，对于挤出加工前处于圆柱部B21的部位而言，在冲头72挤压的部位形成有凹部32a，伴随于此，构成圆柱部B21的钢材的一部分利用形成于冲头72的外周面与第一部位73a之间的空间朝圆柱状原料B的轴向的第二侧(图4B上方)移动。

在这样实施了挤出加工后的圆柱状原料B且在轴部B11的轴向的第二侧(图4B上侧)形成具有凹部32a的头部B22。头部B22的外径以及轴向长度与被嵌合部32的外径以及轴向长度相等。

接下来，对通过轴部形成工序以及头部形成工序大致形成了中间轴12的形状的圆柱状原料B，实施切削加工以及花键加工。此外，切削工序以及花键形成工序省略其图示，但适当地参照图1B以及图4B进行说明。

切削加工相对于头部B22以及轴部B11双方进行。对于相对于头部B22的切削加工而言，将通过头部形成工序的挤出加工后形成于头部B22的轴向的第二侧(图4B上侧)的端面的毛刺切除，形成被嵌合部32。另外，在相对于轴部B11的切削加工中，相对于位于轴部B11中接近颈部33的一侧亦即轴向的第二侧的规定的区域，实施切削加工减小外径，形成颈部33。颈部33通过切削加工而变得直径比花键部31的直径小，因此比花键部31刚性低。因此，在对中间轴12输入了超过规定值的扭转载荷的情况下，能够使颈部33塑性变形，并且抑制花键部31的塑性变形。

对于花键加工而言，相对于轴部B11的轴向的第一侧(图4B下侧)且未形成有颈部33的部位，在其外周面实施花键加工，形成花键部31。

此处，参照图5，基于测定颈部33的硬度而得的测定结果，对中间轴12与其制造工序的关系进行说明。图5是表示对通过本实施方式的制造方法制造出的中间轴12的颈部33与利用以往的制造方法制造的中间轴512(参照图6A、图6B以及图6C)的颈部533的硬度进行测定而得的结果的图，将硬度设为纵轴，将距被嵌合部32、532的分离距离设为横轴。

根据图5所示的图可读取出，以往的中间轴512中靠近被嵌合部532的部位硬度低，从被嵌合部532离开的部位硬度高。可推测这是因为在以往的制造方法中，颈部533的一部分通过对锥形部b12实施切削加工而形成。

即，轴部b11通过利用拉深加工使圆柱状原料b缩径而形成，因此锥形部b12中越靠近轴部b11的部位，剖面积与拉深加工前相比减少越多，加工固化的程度变大。另一方面，对于锥形部b12中的靠近被嵌合部532的部位而言，与拉深加工前相比，剖面积的减少量少，加工固化的程度变小。由此，可以认为颈部533中的切削而形成锥形部b12的部位靠近轴部b11的部位硬度大，靠近被嵌合部532的部位硬度小。

与此相对地，根据图中可读取出，本实施方式的中间轴12颈部533轴向整体硬度分布之差较小。在本实施方式的制造方法中，使锥形部B12塑性变形而成为头部B22的一部分，并且对轴部B11的一部分实施切削加工而形成轴部B11。可以考虑为，对于轴部B11而言，拉深加工中外径形成为相同的圆柱状，加工固化的程度在轴向整体上相同，因此颈部533能够减小其轴向上硬度分布之差。

另外，根据图5所示的图可读取出，对于以往的中间轴512而言，颈部533中从被嵌合部532朝轴向的第一侧离开了一定距离以上的部位的硬度高于本发明的中间轴12的颈部33的硬度。

可推测这是因为在以往的制造方法中，为了将圆柱状原料b的外径设定为与被嵌合部532的外径相等的尺寸，使圆柱状原料b的外径与轴部b11的外径的尺寸差变大。

即，关于轴部形成工序的拉深加工，一次拉深加工中能够进行的缩径量存在限度。因此，可认为，在以往的制造方法中，需要对第一区域b1实施三次拉深加工，通过三次拉深加工而形成的部位(轴部b11以及锥形部b12中接近轴部b11的部位)持续加工固化，颈部533的硬度过度变高。

与此相对地，对于本实施方式的制造方法而言，在轴部形成工序中，仅对圆柱状原料B中的第一区域B1实施拉深加工而形成轴部B11以及锥形部B12，另一方面，对第二区域B2不实施拉深加工(参照图2B)，相对于此，在头部形成工序中，对锥形部B12以及第二区域B2实施塑性加工而形成头部B22，另一方面，对轴部B11不实施塑性加工(参照图3B)。

换言之，通过轴部形成工序的拉深加工而形成的轴部B11在轴部形成工序后进行的头部形成工序中，不实施塑性加工，不产生伴随着塑性加工的加工固化。另一方面，对于通过头部形成工序的塑性加工而形成的头部B22而言，在头部形成工序前进行的轴部形成工序中不实施拉深加工，不产生伴随着拉深加工的加工固化。因此，轴部B11以及头部B22不限制彼此的硬度，而能够设定各自的硬度，因此针对中间轴12的各自的部位，能够设定为适于用途的硬度。

此处，优选为，颈部533在输入了超过规定值的扭转载荷的情况下，需要设定为产生扭转那样的硬度，相对于此，被嵌合部32为了使凹部32a与输入轴13的嵌合部13a(参照图1A)的嵌合强度变高而较高地设定硬度。

关于该点，对于本实施方式的制造方法而言，将圆柱状原料B的外径设定为比被嵌合部32的外径(头部B22的外径)小且比花键部31的外径(轴部B11的最大外径)大的尺寸，圆柱状原料B的硬度以及外径考虑使利用一次的拉深加工而加工固化的B11的硬度对颈部533而言成为最佳的硬度来决定。由此，对于中间轴12而言，能够以使颈部33的刚性成为适当的刚性的方式对硬度进行调整。另一方面，被嵌合部32通过伴随着塑性加工的加工固化，能够将被嵌合部32(头部B22)的硬度调整为适当的硬度。

这样，通过本实施方式的制造方法制造出的中间轴12能够适当地设定被嵌合部32以及颈部33的硬度，并且减小颈部33的硬度分布之差。因此，中间轴12在输入了超过规定值的扭转载荷的情况下，能够使轴向整体产生扭转，因此能够充分地吸收扭转载荷。

以上，基于上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限定于上述方式。

例如，在本实施方式中，对轴部形成工序中实施一次拉深加工的情况进行了说明，但也可以实施两次以上拉深加工，适当地调整颈部33的硬度。另外，在本实施方式中，对通过将圆柱状原料的外径D0设定为小于被嵌合部32的外径D2的尺寸并实施塑性加工来增大第二区域B2的外径的情况进行了说明，但也可以通过将圆柱状原料的外径设定为与被嵌合部32的外径D2相同的尺寸并实施镦锻加工，由此使锥形部B12塑性变形而成为圆柱部B21的一部分，形成具有与被嵌合部32相同的外径D2的圆柱部B21。由此，能够提高轴部B11的硬度，并且降低头部B22的硬度。

这样，本实施方式的中间轴12的制造方法能够容易地调整轴部B11以及头部B22的硬度，因此能够提高中间轴12的设计自由度。

另外，在本实施方式中，对作为头部形成工序的塑性加工，进行镦锻加工与挤出加工的情况进行了说明，但不一定局限于此，也可以省略镦锻加工，仅利用挤出加工形成头部B22。

此外，吸收扭转载荷的功能不限定于赋予本实施方式的中间轴12。也可以通过与中间轴12相同的方式构成转向轴SS中的总是作为刚体而传递扭矩的部件即上轴11、输入轴13、输出轴15、中心轴3、小齿轮轴中的任一轴。

对本发明的效果进行叙述。本发明是一种轴的制造方法，其中该轴具备：轴部B11，其为从轴向的第一侧朝轴向的第二侧延伸的圆柱状；和头部B22，其是呈有底圆筒状，轴部B11的轴向的第二侧的端部连结于底面侧且外径比轴部B11大径的部位，且具有从轴向的第二侧的端面朝向轴向的第一侧凹设的凹部32a，轴是将保持轴部B11的第一部件与嵌合于凹部32a的第二部件连结的轴，轴的制造方法具备：轴部形成工序，在该工序中，对由钢材形成的圆柱状原料B中的从轴向的规定位置P至轴向的第一侧的端部的第一区域B1实施拉深加工，由此形成轴部B11，并且在轴部B11与从规定位置P至圆柱状原料B的轴向的第二侧的端部为止的第二区域B2之间，形成随着从轴部B11侧朝向第二区域B2侧而外径变大的锥形部B12；以及头部形成工序，在该工序中，通过对第二区域B2以及锥形部B12实施塑性加工，形成头部B22。

根据上述的轴的制造方法，在轴部形成工序中对圆柱状原料B的第一区域B1实施拉深加工，形成了轴部B11以及锥形部B12后，头部形成工序中对锥形部B12以及圆柱状原料B的第二区域B2实施塑性加工，形成比轴部B11大径的头部B22。

换句话说，通过拉深加工而形成的锥形部B12不是如以往那样实施切削加工而成为轴部b11的一部分，而是通过塑性加工而成为头部B22的一部分。因此，与对锥形部B12实施切削加工而成为轴部B11的一部分的情况相比，本发明的轴部B11能够减小硬度分布之差。其结果，在对轴输入了扭转载荷的情况下，能够使轴部B11整体产生扭转，因此轴能够充分地吸收扭转载荷。

另外，在上述的轴的制造方法中，圆柱状原料B的直径比头部B22的外径小且比轴部B11的外径大，头部形成工序通过对第二区域B2以及锥形部B12实施塑性加工，使第二区域B2以及锥形部B12扩径形成头部B22。

根据该轴的制造方法，能够减小圆柱状原料B的外径与轴部B11的外径之差，因此能够减少轴部形成工序所需要的拉深加工的次数。因此，通过伴随着拉深加工的加工固化，能够避免轴部B11的硬度过度变高。

另外，在上述的轴的制造方法中，头部形成工序具备：通过对第二区域B2以及锥形部B12实施作为塑性加工的镦锻加工，形成直径比轴部B11大的圆柱部B21的镦锻工序；以及通过对圆柱部B21实施作为塑性加工的挤出加工，形成头部B22的挤出工序。

根据该轴的制造方法，例如与省略镦锻工序而仅实施挤出加工来形成头部B22的情况相比，能够减少塑性加工后所产生的毛刺。由此，能够减少毛刺的切除作业所需要的时间，因此能够缩短轴的制造所需要的时间。

另外，在上述的轴制造方法中，轴部形成工序通过一次拉深加工形成轴部B11。根据该轴的制造，通过伴随着拉深加工的加工固化，能够避免轴部B11的硬度过度变高。其结果，在对轴输入了规定值以上的扭转载荷的情况下，容易使轴部B11产生扭转，通过轴能够充分地吸收扭转载荷。

另外，在上述的轴的制造方法中，轴构成转向装置的转向轴SS的一部分。根据该轴的制造方法，对于转向装置1的转向轴SS而言，在输入了超过规定值的扭转载荷的情况下，通过轴部B11朝扭转方向塑性变形，能够充分地吸收扭转载荷。

Claims (5)

1.一种轴的制造方法，其中，所述轴具备：

圆柱状的轴部，该轴部从轴向的第一侧朝轴向的第二侧延伸；和

头部，该头部呈有底圆筒状，在底面侧连结有所述轴部的轴向的第二侧的端部，并且是外径比所述轴部的直径大的部位，该头部具有从轴向的第二侧的端面朝向轴向的第一侧凹设的凹部，

所述轴将保持所述轴部的第一部件与嵌合于所述凹部的第二部件连结，

所述轴的制造方法包括：

轴部形成工序，在该轴部形成工序中，对由钢材形成的圆柱状原料中的从轴向的规定位置至轴向的第一侧的端部为止的第一区域实施拉深加工，由此形成所述轴部，并且在所述轴部与从所述规定位置至所述圆柱状原料的轴向的第二侧的端部为止的第二区域之间，形成随着从所述轴部侧朝向第二区域侧而外径变大的锥形部；以及

头部形成工序，在该头部形成工序中，通过对所述第二区域以及所述锥形部实施塑性加工而形成所述头部。

2.根据权利要求1所述的轴的制造方法，其中，

所述圆柱状原料的直径比所述头部的外径小且比所述轴部的外径大，

在所述头部形成工序中，通过对所述第二区域以及所述锥形部实施塑性加工来使所述第二区域扩径而形成所述头部。

3.根据权利要求1或2所述的轴的制造方法，其中，

所述头部形成工序具备：

镦锻工序，在该镦锻工序中，通过对所述第二区域以及所述锥形部实施作为所述塑性加工的镦锻加工而形成比所述轴部直径大的圆柱部；以及

挤出工序，在该挤出工序中，通过对所述圆柱部实施作为所述塑性加工的挤出加工而形成所述头部。

4.根据权利要求1或2所述的轴的制造方法，其中，

在所述轴部形成工序中通过一次拉深加工形成所述轴部。

5.根据权利要求1或2所述的轴的制造方法，其中，

所述轴构成转向装置的转向轴的一部分。