CN110461497B - 转向装置用轴、转向装置用轴的制造方法及电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

一种转向装置用轴的制造方法，该方法所涉及的转向装置用轴具有：花键杆部，其与输入轴相连结；止挡部，其与输出轴相连结；及中间杆部，其将花键杆部和止挡部连结起来，其中，该转向装置用轴的制造方法包括下述工序：通过锻造，形成从柱状原料的一端沿轴线方向凹进去的孔部；及通过锻造，用压制方式将形成有孔部的原料推入模具，从而在对原料中的待形成花键杆部和中间杆部的部分沿径向进行拉深加工的同时，将孔部的沿着轴线方向的长度拉长。

Description

转向装置用轴、转向装置用轴的制造方法及电动助力转向 装置

技术领域

本发明涉及转向装置用轴、转向装置用轴的制造方法及电动助力转向装置。

背景技术

汽车等中的转向装置具有转向轴、中间轴等，它们用于将从方向盘输入的转向扭矩传递给车轮侧。专利文献1中描述了一种轴构件，该轴构件是通过压入嵌合将多个轴连结起来所做成的。而且，专利文献2中公开了有关例如电子控制自动挡汽车用的车身下阀等的线轴孔加工等深孔加工的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－065715号公报

专利文献2：日本特开2005－329477号公报

发明内容

发明要解决的问题

就上述这样的转向轴而言，为了谋求轻量化，有时会将转向轴的内部形成为空心。专利文献1中，在呈空心的第一轴中压入嵌合有第二轴。因此，零部件个数较多，而且，因嵌合工序，导致存在制造成本增加的可能性。而且，由于使用了多个轴部，因此，为了确保扭矩传递可靠性，要进行焊接，因这些原因等，导致存在制造成本增加的可能性。

专利文献2中，使用钻头，通过切削加工形成深孔。在将上述这样的技术应用于转向轴来形成深孔的情况下，存在切削加工的时间较长，制造成本增加的可能性。而且，在直接针对柱状原料进行切削的情况下，存在孔的位置精度降低，或发生因切屑导致的加工不良，产量降低的可能性。

本发明的目的在于，提供能够谋求轻量化并且能够以低成本来提高扭矩传递可靠性的转向装置用轴、转向装置用轴的制造方法及电动助力转向装置。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案的转向装置用轴的制造方法所涉及的转向装置用轴具有：花键杆部，其与输入轴相连结；止挡部，其与输出轴相连结；及中间杆部，其将所述花键杆部和所述止挡部连结起来，其中，该转向装置用轴的制造方法包括下述工序：通过锻造，形成从柱状原料的一端沿轴线方向凹进去的孔部；及通过锻造，用压制方式将形成有所述孔部的所述原料推入模具，从而在对所述原料中的待形成所述花键杆部和所述中间杆部的部分沿径向进行拉深加工的同时，将所述孔部的沿着所述轴线方向的长度拉长。

由此，花键杆部的孔部是通过至少两次锻造形成为深孔。因此，能够实现转向装置用轴的轻量化。而且，孔部加工时不进行切削加工，因此，能够削减加工时间和工序，能够抑制制造成本。而且，能够抑制因切削加工导致的加工不良，能够提高产量。而且，通过从一个原料同时成形出花键杆部和中间杆部，从而不存在通过嵌合等将多个构件连结起来的连结部分，因此，能够提高扭矩传递可靠性。因而，能够谋求转向装置用轴的轻量化，并且，能够以低成本来提高扭矩传递可靠性。

作为本发明的理想的技术方案，该转向装置用轴的制造方法还包括下述工序：通过锻造，用压制方式将所述原料推入模具，从而在所述花键杆部的外周形成沿着所述轴线方向的花键槽。由此，能够在进行花键槽加工的同时，进行将孔部沿着轴线方向拉长的深孔加工。因此，能够削减工序，并且能够谋求轻量化。

作为本发明的理想的技术方案，将芯棒插入所述孔部，进行所述锻造。由此，在拉深加工等时，即使在对孔部施加了径向力的情况下，通过由芯棒支承在孔部的内部，也能够抑制孔部垮塌。

作为本发明的理想的技术方案，通过锻造，使所述孔部的沿着所述轴线方向的长度变长，并且，使所述孔部的直径变小。由此，能够使孔部的直径变小，并且，能够使孔部的沿着轴线方向的长度更长。

作为本发明的理想的技术方案，所述孔部从所述花键杆部的端部起沿着所述轴线方向连续地形成至所述中间杆部。由此，能够谋求转向装置用轴的轻量化。

作为本发明的理想的技术方案，所述孔部的沿着所述轴线方向的长度为所述孔部的直径的5倍以上。由此，能够谋求转向装置用轴的轻量化。而且，能够适当地调整转向装置用轴的重心和固有频率。

作为本发明的理想的技术方案，所述孔部具有与所述轴线方向交叉的底面和沿着所述轴线方向的内壁面，与所述底面重叠的位置的金属流动沿着所述内壁面连续地形成。由此，能够提高转向装置用轴的强度。

作为本发明的理想的技术方案，所述内壁面附近的所述金属流动形成得比所述花键杆部或所述中间杆部的外周附近的金属流动密集。由此，能够提高转向装置用轴的强度。

本发明的一技术方案的转向装置用轴的制造方法所涉及的转向装置用轴具有：花键杆部，其形成有花键槽；叉形件，其具有一对臂部；及中间杆部，其将所述花键杆部和所述叉形件连结起来，其中，该转向装置用轴的制造方法包括下述工序：通过锻造，形成从柱状原料的一端沿轴线方向凹进去的孔部；及通过锻造，用压制方式将形成有所述孔部的所述原料推入模具，从而在对所述原料中的待形成所述花键杆部和所述中间杆部的部分沿径向进行拉深加工的同时，将所述孔部的沿着所述轴线方向的长度拉长。由此，花键杆部的孔部是通过至少两次锻造形成为深孔。因此，能够实现转向装置用轴的轻量化。而且，孔部加工时不进行切削加工，因此，能够削减加工时间和工序，能够抑制制造成本。而且，能够抑制因切削加工导致的加工不良，能够提高产量。而且，通过从一个原料同时成形出花键杆部和中间杆部，从而不存在通过嵌合等将多个构件连结起来的连结部分，因此，能够提高扭矩传递可靠性。因而，能够谋求转向装置用轴的轻量化，并且，能够以低成本来提高扭矩传递可靠性。

本发明的一技术方案的转向装置用轴具有：花键杆部，其与输入轴相连结；止挡部，其与输出轴相连结；及中间杆部，其与所述花键杆部和所述止挡部设为一体，且将所述花键杆部和所述止挡部连结起来，在所述花键杆部的端部设有沿轴线方向凹进去且具有恒定的内径的孔部。

由此，在花键杆部设有孔部，因此，能够实现转向装置用轴的轻量化。而且，孔部不是通过进行切削加工形成的，而是通过锻造形成的，因此，能够削减加工时间和工序，能够抑制制造成本，而且，能够提高产量。而且，花键杆部、中间杆部和止挡部设为一体，不存在通过嵌合等将多个构件连结起来的连结部分，因此，能够以低成本来提高扭矩传递可靠性。因而，能够谋求转向装置用轴的轻量化，并且，能够以低成本来提高扭矩传递可靠性。

作为本发明的理想的技术方案，所述孔部的沿着所述轴线方向的长度为所述孔部的直径的5倍以上。由此，能够谋求转向装置用轴的轻量化。而且，能够适当地调整转向装置用轴的重心和固有频率。

作为本发明的理想的技术方案，所述孔部具有与所述轴线方向交叉的底面和沿着所述轴线方向的内壁面，与所述底面重叠的位置的金属流动沿着所述内壁面连续。由此，能够提高转向装置用轴的强度。

作为本发明的理想的技术方案，所述内壁面附近的所述金属流动比所述花键杆部或所述中间杆部的外周附近的金属流动密集。由此，能够提高转向装置用轴的强度。

本发明的一技术方案的转向装置用轴具有：花键杆部，其形成有花键槽；叉形件，其具有一对臂部；及中间杆部，其与所述花键杆部和所述叉形件设为一体，且将所述花键杆部和所述叉形件连结起来，在所述花键杆部的端部设有沿轴线方向凹进去且具有恒定的内径的孔部。由此，在花键杆部设有孔部，因此，能够实现转向装置用轴的轻量化。而且，孔部不是通过进行切削加工形成的，而是通过锻造形成的，因此，能够削减加工时间和工序，能够抑制制造成本，而且，能够提高产量。而且，花键杆部、中间杆部和叉形件设为一体，不存在通过嵌合等将多个构件连结起来的连结部分，因此，能够提高扭矩传递可靠性。因而，能够谋求转向装置用轴的轻量化，并且，能够以低成本来提高扭矩传递可靠性。

本发明的一技术方案的电动助力转向装置具有：转向装置用轴；输出轴，其与所述止挡部相连结，在该输出轴安装有能利用从电动马达输入的扭矩进行旋转的减速装置；及扭力杆，其将所述输出轴和所述转向装置用轴连结起来。

由此，能使电动助力转向装置的构件数量有所减少，因此，能够谋求轻量化，并且，能够减少制造成本。

发明的效果

采用本发明，能够谋求轻量化，并且，能够以低成本来提高扭矩传递可靠性。

附图说明

图1是表示具有第一实施方式的转向轴的电动助力转向装置的一例的结构图。

图2是示意性地表示具有第一实施方式的转向轴的电动助力转向装置的说明图。

图3是第一实施方式的转向轴的剖视图。

图4是第一实施方式的扭矩传感器轴的主视图。

图5是沿着图4中的Ⅴ－Ⅴ’线剖切后得到的剖视图。

图6是第一实施方式的扭矩传感器轴的、从花键杆部侧观察时的侧视图。

图7是第一实施方式的扭矩传感器轴的、从止挡部侧观察时的侧视图。

图8是用于说明扭矩传感器轴的制造工序的说明图。

图9是用于说明图8所示的步骤ST3的拉深加工和深孔加工的说明图。

图10是图8所示的步骤ST4的锻造品的剖视图。

图11是表示实施例的扭矩传感器轴的、金属流动的解析结果的说明图。

图12是表示实施例的扭矩传感器轴的截面的照片。

图13是表示比较例1的扭矩传感器轴的、金属流动的解析结果的说明图。

图14是表示比较例1的扭矩传感器轴的截面的照片。

图15是表示比较例2的扭矩传感器轴的、金属流动的解析结果的说明图。

图16是表示比较例2的扭矩传感器轴的截面的照片。

图17是第二实施方式的中间轴的示意性剖视图。

图18是中间轴的叉形件的、从轴线方向观察时的侧视图。

图19是用于说明第二实施方式的中间轴的制造工序的说明图。

具体实施方式

参照附图，详细地说明用于实施本发明的方式(实施方式)。本发明并不被下面的实施方式所述的内容所限定。而且，下面描述的结构要素中包含本领域的技术人员容易联想到的内容及实质上相同的内容。而且，下面描述的结构要素能够适当地进行组合。

第一实施方式

图1是表示具有第一实施方式的转向轴的电动助力转向装置的一例的结构图。图2是示意性地表示具有第一实施方式的转向轴的电动助力转向装置的说明图。参照图1和图2，说明电动助力转向装置的概况。

如图1所示，电动助力转向装置100按照由驾驶员(操作者)赋予的力所传递的顺序具有方向盘21、转向轴22、扭矩传感器24、电动辅助装置25、万向节26、中间轴27、万向节28、转向齿轮机构29和拉杆30。电动助力转向装置100是下述这样的柱辅助式：电动辅助装置25的至少一部分由后述的转向柱41所支承，且能对转向轴22赋予助力。

转向轴22具有：输入轴22A；输出轴22B；及扭矩传感器轴23，其配置在输入轴22A与输出轴22B之间。输入轴22A的一端部与方向盘21相连接，输入轴22A的另一端部与扭矩传感器轴23相连接。扭矩传感器轴23借助扭矩传感器24与输出轴22B的一端部相连接。转向轴22在被赋予给方向盘21的转向力的作用下进行旋转。

扭矩传感器24检测转向轴22的转向扭矩T。扭矩传感器24与ECU(ElectronicControl Unit)10相连接，向ECU10输出所检测到的转向扭矩T的信息。

电动辅助装置25具有电动马达31和减速装置32。电动马达31为能产生用于辅助驾驶员打转向的辅助转向扭矩的电动机。电动马达31既可以是无刷马达，也可以是具有电刷和换向器的马达。电动马达31与减速装置32相连接，且能够向减速装置32输出辅助转向扭矩。减速装置32利用从电动马达31输入的辅助转向扭矩进行旋转，并将扭矩传递给输出轴22B。

中间轴27具有上轴27A和下轴27B。上轴27A借助万向节26与输出轴22B相连接。另一方面，下轴27B借助万向节28与转向齿轮机构29的小齿轮轴29A相连接。上轴27A与下轴27B花键结合，因此，能够传递输出轴22B的扭矩，并且，上轴27A和下轴27B能够在与中心轴平行的方向上相对移动。通过该相对移动，使中间轴27进行伸缩。

转向齿轮机构29具有齿轮齿条机构，其具有小齿轮轴(输入轴)29A、小齿轮29B和齿条29C。小齿轮轴29A的一端部与中间轴27相连接，小齿轮轴29A的另一端部与小齿轮29B相连接。齿条29C与小齿轮29B相啮合。转向轴22的旋转运动能够经中间轴27传递给转向齿轮机构29。该旋转运动被齿条29C转换成直线运动。拉杆30与齿条29C相连接。

搭载有电动助力转向装置100的车辆(未图示)具有图1所示的ECU10、车速传感器12、电源装置13和点火开关14等。电动助力转向装置100由车辆所具有的ECU10来控制。电源装置13例如为车载电池装置，其与ECU10相连接。当点火开关14变为开启状态时，就会从电源装置13向ECU10供电。

由驾驶员输入给方向盘21的转向力经输入轴22A传递给电动辅助装置25的减速装置32。此时，ECU10从扭矩传感器24获取被输入到输入轴22A的转向扭矩T。ECU10从车速传感器12获取车速信号V。然后，ECU10基于转向扭矩T和车速信号V，算出辅助指令的辅助转向指令值。ECU10输出与辅助转向指令值相应的控制信号X，来控制电动马达31的动作。

由电动马达31产生的辅助转向扭矩传递给减速装置32。并且，ECU10从电动马达31获取感应电压信息或转子旋转信息作为动作信息Y。然后，减速装置32将辅助转向扭矩赋予给输出轴22B。输出轴22B输出在方向盘21的转向扭矩T的基础上加上从电动马达31传递来的辅助转向扭矩所得到的扭矩。这样的话，驾驶员在用方向盘21打转向时，能够被电动助力转向装置100所辅助。

接着，参照图3，说明转向轴22的结构。图3是第一实施方式的转向轴的剖视图。另外，图3中，将沿着转向轴22的中心轴线AX的方向中的、朝向中间轴27(参照图1)的方向视为X1方向，将朝向方向盘21(参照图1)的方向视为X2方向。

电动助力转向装置100具有转向轴22、转向柱41、壳体45和扭力杆22C。转向柱41为筒状构件，其借助夹紧机构固定于车体安装托架48，并且，借助车体安装托架48安装于车体。而且，壳体45配置在比转向柱41靠X1方向侧的位置。

转向轴22的至少一部分配置在转向柱41的内侧。本实施方式中，输入轴22A和扭矩传感器轴23的一部分配置在转向柱41的内侧。扭矩传感器轴23的X1方向侧部分和输出轴22B均在比转向柱41靠X1方向侧的位置延伸。在转向柱41的内周面设有轴承40A。轴承40A以输入轴22A能够旋转的方式支承该输入轴22A。轴承40A能够使用能支承径向负荷和推力负荷的滚动轴承。

扭矩传感器轴23具有第一轴部23A、第二轴部23B和第三轴部23C。在第一轴部23A的外周设有花键槽43。花键槽43与设于输入轴22A的内周的花键槽42相啮合，从而赋予给输入轴22A的扭矩能被传递给第一轴部23A。而且，第一轴部23A能够相对于输入轴22A沿轴线方向移动。第二轴部23B与输出轴22B相啮合。

第三轴部23C以与第一轴部23A和第二轴部23B呈同轴的方式，在沿着中心轴线AX的方向上延伸，第三轴部23C将第一轴部23A和第二轴部23B连结起来。第三轴部23C的外径小于第二轴部23B的外径。采用这样的结构，能够将赋予给输入轴22A的扭矩经扭矩传感器轴23传递给输出轴22B。在此，扭矩传感器轴23与本发明的“转向装置用轴”的一具体例相对应。扭矩传感器轴23的详细结构将在后面叙述。

扭力杆22C的一端侧借助在第二轴部23B设置的贯通孔H并且利用例如销等固定于第二轴部23B。扭力杆22C的另一端侧固定于输出轴22B。由此，扭力杆22C将输出轴22B和扭矩传感器轴23连结起来。与被输入到扭矩传感器轴23的转向扭矩的大小相应地，在扭力杆22C产生扭转力矩，且输出轴22B以相对于扭矩传感器轴23在旋转方向上位移的状态进行旋转。扭矩传感器24基于扭矩传感器轴23与输出轴22B之间的相对旋转位移量，来检测转向扭矩。

壳体45在比转向柱41靠X1方向侧的位置，配置在输出轴22B和第二轴部23B的外周。壳体45由具有高导热性的材料形成。壳体45例如由铝、铝合金、镁和镁合金中的至少一种形成。壳体45例如通过压铸成型来制成。

壳体45具有第一壳部45A、第二壳部45B和第三壳部45C。从X2方向侧朝向X1方向来看，按照第一壳部45A、第二壳部45B、第三壳部45C的顺序进行配置。第一壳部45A为筒状构件。在第一壳部45A的内侧配置有第三轴部23C。第一壳部45A的X2方向端部固定于转向柱41。而且，第一壳部45A借助固定构件46A与第二壳部45B和第三壳部45C固定在一起。另外，也可以是，第一壳部45A与转向柱41设为一体。而且，也可以是，第一壳部45A、第二壳部45B和第三壳部45C设为一体。

第二壳部45B设在第二轴部23B和输出轴22B的外周。在由第一壳部45A和第二壳部45B围起来的空间内部配置有上述扭矩传感器24。第三壳部45C设在输出轴22B的外周。在由第二壳部45B和第三壳部45C围起来的空间内部设有上述减速装置32的蜗轮32A。蜗轮32A借助蜗杆(省略图示)与电动马达31(参照图1)的输出轴相连接，蜗轮32A能够将电动马达31的辅助转向扭矩传递给输出轴22B。

在第二壳部45B的内周面设有轴承40B，在第三壳部45C的内周面设有轴承40C。轴承40B和轴承40C以输出轴22B能够旋转的方式保持该输出轴22B。也可以是，壳体45中，在第三壳部45C连接倾斜机构(未图示)等，且该倾斜机构能够以倾斜轴线BX为中心进行旋转。由此，能够改变转向轴22的中心轴线AX的角度，能够利用夹紧机构来调整方向盘21的上下方向位置。

接着，参照图4至图7，说明扭矩传感器轴23的结构。图4是第一实施方式的扭矩传感器轴的主视图。图5是沿着图4中的Ⅴ－Ⅴ’线剖切后得到的剖视图。图6是第一实施方式的扭矩传感器轴的、从花键杆部侧观察时的侧视图。图7是第一实施方式的扭矩传感器轴的、从止挡部侧观察时的侧视图。另外，图4所示的Ⅴ－Ⅴ’线是沿着扭矩传感器轴23的中心轴线的线。

如图4所示，扭矩传感器轴23具有第一轴部23A、第二轴部23B和第三轴部23C。本实施方式中，扭矩传感器轴23为机械构造用碳钢(例如JIS规格S35C)。另外，扭矩传感器轴23不限定于此，也可以是铜、铝、黄铜等。第一轴部23A为形成有花键槽43的花键杆部。如图6所示，沿着第一轴部23A的轴线方向形成有花键槽43。第二轴部23B配置在靠输出轴22B的那侧。第二轴部23B具有大径部53、止挡部54和圆筒部55。圆筒部55借助轴承与输出轴22B的第二圆筒部22Bb(参照图3)相嵌合。由此，能确保输出轴22B与第二轴部23B之间的同心性。

如图7所示，在止挡部54的外周面形成有具有多个凹凸的花键部。多个凹凸沿着周向交替地配置。而且，如图4所示，多个凹凸均沿着轴线方向设置。在输出轴22B的、比第二圆筒部22Bb靠X2方向侧的位置设有第一圆筒部22Ba(参照图3)。在第一圆筒部22Ba的内周面沿着周向形成有多个凹凸。止挡部54的凹凸和第一圆筒部22Ba的凹凸在周向上以具有间隙的方式相卡合。如图3所示，输出轴22B和扭矩传感器轴23借助扭力杆22C结合在一起。当向扭矩传感器轴23输入较大的扭矩时，就会使止挡部54的凹凸与第一圆筒部22Ba的凹凸相抵接，从而能够传递较大的扭矩。大径部53的外径大于止挡部54的外径且大于圆筒部55的外径。

如图4所示，第三轴部23C是设于第一轴部23A与第二轴部23B之间的中间杆部，其将第一轴部23A和第二轴部23B连结起来。本实施方式中，第一轴部23A、第二轴部23B和第三轴部23C设为一体，且第二轴部23B与输出轴22B相连接。即，第二轴部23B兼备了以往的、设置为与扭矩传感器轴23相互独立且与输出轴22B相啮合的输入轴的功能。因而，构成扭矩传感器轴23的构件数量有所减少。而且，用于使各构件之间结合在一起的工序有所减少，因此，能够谋求降低制造成本以及提高扭矩传递可靠性。

第三轴部23C呈笔直圆柱状，其在沿着轴线方向的方向上具有恒定的外径D3。而且，第三轴部23C的外径D3小于第二轴部23B的大径部53的外径D2。而且，第三轴部23C的外径D3小于第一轴部23A的外径D1。在此，第一轴部23A的外径D1是指将花键槽43的峰部沿圆周方向连接起来得到的圆的外径。第二轴部23B的大径部53的外径D2是指第二轴部23B与第三轴部23C之间的台阶部52附近处的大径部53的外径。

就第三轴部23C而言，通过后述的拉深加工和冲压加工所形成的加工硬化层51沿轴线方向和周向设于第三轴部23C的大致整个区域。第三轴部23C的硬度在从第三轴部23C与第一轴部23A的边界附近至第三轴部23C与第二轴部23B的边界附近的范围，在沿着轴线方向的方向上是恒定的，该硬度大于第二轴部23B的硬度。硬度表示针对各轴部的外周面所测得的值，硬度值能通过维氏硬度试验、洛氏硬度试验等方法来测得。另外，本说明书中，“恒定的内径”、“恒定的外径”以及“恒定的硬度”表示轴线方向上的任意位置的内径的值都相等，外径的值都相等，以及硬度的值都相等，除了包括这些情况之外，例如，也可以包括制造流程上的误差等。

这样的话，第三轴部23C的外径和硬度在沿着轴线方向的方向上均为恒定，因此，即使在施加了基准扭矩以上的大小的扭矩的情况下，第三轴部23C也能够通过扭曲进行塑性变形，来吸收冲击能量，即能够良好地吸收冲击能量。而且，在应力集中的台阶部52附近，第三轴部23C的硬度大于第二轴部23B的硬度，因此，即使在被输入了基准扭矩以上的扭矩的情况下，也能够抑制过早断裂。

如图5所示，在第一轴部23A的端部设有第一孔部61。如后述，第一孔部61是通过多次冷锻形成的。如图5和图6所示，第一孔部61在第一轴部23A的端面23Aa开口，并沿轴线方向凹进去。第一孔部61的内壁面61a沿着第一轴部23A和第三轴部23C的轴线方向设置，第一孔部61的底面61b设于第三轴部23C的轴线方向中央部。另外，底面61b的位置不限于第三轴部23C的轴线方向中央部，也可以设于第三轴部23C的一端部侧或另一端部侧。图5所示的例子中，第一孔部61的深度L1大于第一轴部23A的轴线方向长度。而且，第一孔部61具有大致恒定的内径D4。内径D4小于第一轴部23A的外径D1且小于第三轴部23C的外径D3。第一孔部61的深度L1为内径D4的5倍以上。

由此，至少在第一轴部23A设有第一孔部61，因此，能够实现扭矩传感器轴23的轻量化。在此，公知有不通过冷锻而是通过切削加工来形成第一孔部61的方法。在切削加工的情况下，难以将第一孔部61的深度L1形成得较大。而且，在切削加工的情况下，金属流动会被切断，因此，当将第一孔部61的深度L1做得较大时，存在强度降低的可能性。

本实施方式中，第一孔部61不是通过进行切削加工来形成，而是通过多次冷锻来形成的，因此，能够抑制金属流动被切断。因此，即使在第一孔部61的深度L1形成得较大的情况下，也能够抑制强度的降低。而且，由于通过冷锻来形成第一孔部61，因此，能够削减加工时间和工序，能够抑制制造成本，而且，能够提高产量。

如图5所示，在第二轴部23B的端部设有第二孔部62。如后述，第二孔部62是通过多次的冷锻和切削加工来形成的。如图5和图7所示，第二孔部62在第二轴部23B的端面23Ba开口，并沿轴线方向凹进去。第二孔部62中，沿着第二轴部23B的轴线方向形成有第一内壁面62a、第二内壁面62b和第三内壁面62c。第二孔部62的第一内壁面62a设于圆筒部55和止挡部54的内部。在第一内壁面62a的靠第三轴部23C的那侧设有第二内壁面62b。第二内壁面62b设于大径部53的内部。第二内壁面62b的内径D5b大于第一内壁面62a的内径D5a。

在第二内壁面62b的靠第三轴部23C的那侧设有第三内壁面62c和底面62d。第三内壁面62c和底面62d设在大径部53的内部。第三内壁面62c的内径D5c小于第一内壁面62a的内径D5a，且小于第二内壁面62b的内径D5b。在由该第三内壁面62c围起来的空间内连结有扭力杆22C的端部。

这样的话，在第二轴部23B设有第二孔部62，因此，能够实现扭矩传感器轴23的轻量化。而且，至少第二孔部62的第一内壁面62a和第二内壁面62b是通过冷锻来形成的。因此，即使在第二孔部62的深度L2形成得较大的情况下，也能够抑制强度的降低。而且，由于通过冷锻来形成第二孔部62，因此，能够削减加工时间和工序，能够抑制制造成本，而且，能够提高产量。

而且，在第一轴部23A设有第一孔部61，在第二轴部23B设有第二孔部62。因此，除了能实现扭矩传感器轴23的轻量化，还能够调整重心和固有频率。而且，第一孔部61具有底面61b，第二孔部62具有底面62d。即，第一孔部61和第二孔部62都为盲孔。因此，第二轴部23B的至少一部分以及第三轴部23C的至少一部分为实心。由此，通过将应力集中的位置做成实心而不设置第一孔部61和第二孔部62，能够确保强度。假设在要将第一孔部61或第二孔部62做成贯通孔的情况下，需要准备长度较短的坯料90(参照图8)，且在加工贯通孔之后，需要进行拉深加工。因此，存在制造成本增加的可能性。

而且，第一轴部23A、第二轴部23B和第三轴部23C设为一体，不存在通过嵌合等将多个构件连结起来的连结部分，因此，能够以更低的成本来提高扭矩传递可靠性。因而，能够谋求扭矩传感器轴23的轻量化，并且能够提高扭矩传递可靠性。而且，第二轴部23B的大径部53的外径D2大于第三轴部23C的外径D3。因此，即使在输出轴22B(参照图3)的直径有变的情况下，也能够通过仅改变止挡部54，来抑制去改变大径部53的外径D2的做法。

制造方法

图8是用于说明扭矩传感器轴的制造工序的说明图。图9是用于说明图8所示的步骤ST3的拉深加工和深孔加工的说明图。图10是图8所示的步骤ST4的锻造品的剖视图。另外，图10表示的是锻造品90B的、以沿着中心轴的线剖切后得到的剖视图。

首先，如图8所示，准备坯料(轴原料)90(步骤ST1)。坯料90例如是柱状或圆棒形状的金属原料。能够将机械构造用碳钢(例如JIS规格S35C)用作坯料90。另外，坯料90不限定于此，也可以是铜、铝、黄铜等。接着，对坯料90进行孔加工(步骤ST2)。在进行该孔加工时，使用与所要形成的孔的形状相对应的冲模。通过冷锻，用压制方式将冲模推入坯料90的两端。由此，在坯料90的一端侧形成第一孔部61，在坯料90的另一端侧形成第二孔部62。在此，在步骤ST2时做成的第一孔部61形成为：内径为D4a，深度为L1a。例如，第一孔部61的内径D4a差不多为坯料90的外径的40％以上且60％以下。第一孔部61的深度L1a差不多为内径D4a的5倍以上。而且，第二孔部62形成为：内径为D5，深度为L2a。本实施方式中，由于使用的是实心柱状的坯料90，因此，与使用空心筒状坯料的情况相比，能够降低成本。

接着，对坯料90进行拉深加工(步骤ST3)。在进行该工序时，通过冷锻，用压制方式将坯料90中的形成有第一孔部61的那侧推入模具。由此，形成具有第一坯部91和外径小于第一坯部91的外径的第二坯部92的坯料90A。同时，也将第一孔部61沿轴线方向拉长，使内径D4b变得比步骤ST2时的内径D4a小，而且，深度L1b变得比步骤ST2时的第一孔部61的深度L1a大。另外，不限定于此，也可以是，内径D4b与内径D4a大致相等。

具体地讲，如图9所示，准备冲模210、模具211A和芯棒211B(步骤ST3－1)。冲模210具有：支承部210a；及芯棒部210b，其从支承部210a突出。芯棒部210b具有与通过步骤ST2形成的第二孔部62的内径D5和深度L2a相对应的外径和长度。另一方面，芯棒211B的外径小于通过步骤ST2形成的第一孔部61的内径D4a，且芯棒211B的轴线方向长度大于第一孔部61的深度L1a。芯棒部210b和芯棒211B都为圆棒状。但不限定于此，也可以是，芯棒部210b和芯棒211B的截面呈多边形形状。

接着，将冲模210推入坯料90的另一端侧，并且，使芯棒211B进入第一孔部61(步骤ST3－2)。芯棒部210b进入坯料90的第二孔部62，支承部210a支承着坯料90的另一端侧。由此，能够抑制第二孔部62的变形。芯棒211B与第一孔部61的底面61b相接触，芯棒211B与第一孔部61之间在径向上具有规定间隙。

然后，将坯料90推入模具211A，进行拉深加工和对第一孔部61的拉长加工(步骤ST3－3)。此时，坯料90在芯棒211B插入于第一孔部61的状态下被推入模具211A。由此，第二坯部92的直径与拉深加工前的坯料90的直径相比变小差不多20％以上且30％以下。由此，在第二坯部92形成加工硬化层51(参照图8)。同时，将第一孔部61沿轴线方向拉长，使第一孔部61的深度L1b变为拉深加工前的深度L1a的两倍左右。坯料90中，被实施拉深加工的部分形成为第二坯部92，未被实施拉深加工的部分形成为第一坯部91。

另外，由于第一坯部91未被实施拉深加工，因此，第一坯部91的外径与步骤ST2时的坯料90的外径差不多，第二孔部62的内径D5和深度L2a的大小也与步骤ST2时实质上相等。

然后，将冲模210、芯棒211B和模具211A从坯料90A上拆下来(步骤ST3－4)。由此，形成具有第一坯部91和第二坯部92的坯料90A。第一坯部91是预定要形成第二轴部23B的部分，第二坯部92是预定要形成第一轴部23A和第三轴部23C的部分。从整体来看，与拉深加工前的坯料90相比，坯料90A的轴线方向长度有所变长。

接着，如图8所示，对坯料90A进行冲压加工(步骤ST4)。将模具212A沿着X2方向推入坯料90A的第一坯部91，进行冲压加工。之后，将模具212B沿着X1方向推入第二坯部92，进行冲压加工。在进行步骤ST4所示的冲压加工时，与图9所示的工序同样地，在芯棒213B插入于第一孔部61的状态下，对第二坯部92进行冲压加工。并且，在芯棒213A插入于第二孔部62的状态下，对第一坯部91进行冲压加工。由此，能够抑制第一孔部61和第二孔部62发生垮塌。另外，也可以是，对第一坯部91的冲压加工和对第二坯部92的冲压加工在相同工序中同时进行。另外，也可以是，对第一坯部91的冲压加工和对第二坯部92的冲压加工以颠倒的顺序进行。

通过该冲压加工，形成形状接近扭矩传感器轴23的形状的锻造品90B。如图8中的步骤ST4所示，锻造品90B具有大径部91A、止挡部91B、中间杆部92B和花键杆部92A。通过该冲压加工，在花键杆部92A的外周形成沿着轴线方向的花键槽。而且，对第一孔部61和第二孔部62进行了拉长加工。而且，在止挡部91B的外周形成具有沿着轴线方向的凹凸的花键部。大径部91A是未被实施拉深加工和槽加工的部分。

花键杆部92A是预定要形成第一轴部23A的部分。大径部91A是预定要形成第二轴部23B的大径部53的部分。止挡部91B是预定要形成第二轴部23B的止挡部54和圆筒部55的部分。中间杆部92B是预定要形成第三轴部23C的部分。中间杆部92B在经过上述的拉深加工和冲压加工之后，形成有加工硬化层51。

同时，如图10所示，第一孔部61的内径D4变得比步骤ST3时的内径D4b(参照图8)小，深度L1变得比冲压加工前的深度L1b(参照图8)更大。第一孔部61的内径D4受芯棒213B的直径限制。

而且，第二孔部62的在轴线方向上的深度L2b变得比冲压加工前的深度L2a(参照图8)大。第二孔部62中的、与止挡部91B重叠的部分的内径D5a变得比步骤ST3时的内径D5(参照图8)小。第二孔部62的内径D5a受芯棒213A的直径限制。另一方面，第二孔部62中的、与大径部91A重叠的部分是在冲压加工时径向变形较少的部分，内径D5b与步骤ST3时的内径D5(参照图8)相同，或变得稍小于内径D5。即，由第二内壁面62b围起来的部分的内径D5b形成得比由第一内壁面62a围起来的部分的内径D5a大。第一孔部61的内径D4小于第二孔部62的至少一部分的内径，即小于由第二内壁面62b围起来的部分的内径D5b。另外，不限定于此，也可以是，第一孔部61的内径D4形成得比第二孔部62的内径D5b大。

这样的话，能够通过同一工序来进行对第一孔部61的深孔加工和对第二孔部62的深孔加工，因此，能够削减工序。

接着，如图8所示，对锻造品90B进行切削加工(步骤ST5)。步骤ST5中，用双点划线表示切削加工后的外形形状。针对中间杆部92B的外径切削厚度t1的量，做成第一切削部94A的形状。被实施切削加工的厚度t1差不多为切削加工前的中间杆部92B的直径的10％以上且20％以下。由此，加工硬化层51会留下差不多为切削加工后的中间杆部92B的直径的60％以上且70％以下。中间杆部92B与大径部91A之间的台阶部93沿X1方向被切削，被做成第二切削部94B的形状。即，通过切削，中间杆部92B的轴线方向长度与被切削的长度的量相应地变长，大径部91A的轴线方向长度与至少被切削的长度的量相应地变短。大径部91A和止挡部91B通过被实施切削加工而被加工成第三切削部94C、第四切削部94D和第五切削部94E的形状。

并且，对第二孔部62进行切削加工。由此，在第二孔部62的、比第二内壁面62b靠轴线方向上的中间杆部92B侧(X2方向侧)的位置形成由第三内壁面62c围起来的凹部。第三内壁面62c形成在大径部91A的内部。如上所述，第三内壁面62c的内径D5c小于第一内壁面62a的内径D5a，且小于第二内壁面62b的内径D5b。

通过上述这样的切削加工，制成扭矩传感器轴23(步骤ST6)。通过切削加工，将止挡部91B加工成圆筒部55和止挡部54，将大径部91A加工成大径部53的形状。大径部53具有：与止挡部54相接的第一部分53a、直径大于第一部分53a的直径的第二部分53b、以及将第二部分53b和第三轴部23C连结起来的第三部分53c。

通过上述工序，通过步骤ST2、步骤ST3和步骤ST4所示的三次冷锻，形成第一孔部61。由此，能够像图5所示的那样，将第一孔部61的内径D4做得较小，并且，能够将第一孔部61的沿着轴线方向的深度L1拉长。例如，第一孔部61的深度L1形成为内径D4的5倍以上的深度。例如，能够将深度L1做成差不多为内径D4的12倍以上且13倍以下。另外，在步骤ST3和步骤ST4所示的、对第一孔部61的深孔加工时，也可以是，内径D4在加工前后相同。

而且，通过步骤ST2和步骤ST4所示的两次冷锻，形成第二孔部62。由此，能够进行这样的工序：将第二孔部62的内径做得较小，并且，将第二孔部62的沿着轴线方向的长度拉长。而且，能够削减扭力杆22C所插入的第三内壁面62c的切削加工的加工时间和工序，能够抑制制造成本。而且，与利用切削加工来形成整个第二孔部62的情况相比，通过削减切削加工，能够使第二孔部62的位置精度有所提高，或能够使因切屑导致的加工不良的情况减少，能够提高产量。

而且，从一个坯料90形成出呈一体的第一轴部23A、第二轴部23B和第三轴部23C。由此，不存在通过嵌合等将多个构件连结起来的连结部分，因此，能够提高扭矩传感器轴23的扭矩传递可靠性。而且，由于分别在坯料90的两端设有第一孔部61和第二孔部62，因此，能够进一步谋求轻量化。

另外，本实施方式中，例示了通过冷锻来加工成扭矩传感器轴23的例子，但不限定于此。也可以是，例如，通过热锻或温锻等塑性加工来形成扭矩传感器轴23。

如上面说明的那样，本实施方式的扭矩传感器轴23的制造方法所涉及的扭矩传感器轴23具有：第一轴部23A(花键杆部)，其与输入轴22A相连结；止挡部54，其与输出轴22B相连结；及第三轴部23C(中间杆部)，其将第一轴部23A和止挡部54连结起来，其中，该扭矩传感器轴23的制造方法包括下述工序：通过冷锻，形成从柱状的坯料90(原料)的一端沿轴线方向凹进去的第一孔部61(步骤ST2)；及通过冷锻，用压制方式将形成有第一孔部61的坯料90推入模具，从而在对坯料90中的、待形成第一轴部23A和第三轴部23C的部分沿径向进行拉深加工的同时，将第一孔部61的沿着轴线方向的长度拉长(步骤ST3)。

由此，花键杆部的第一孔部61是通过至少两次冷锻形成为深孔。因此，能够实现转向装置用轴的轻量化。而且，在对第一孔部61进行加工时，不进行切削加工，因此，能够削减加工时间和工序，能够抑制制造成本，而且，能够提高产量。而且，通过从一个原料同时成形出花键杆部和中间杆部，从而，不存在利用嵌合等将多个构件连结起来的连结部分，因此，能够提高扭矩传递可靠性。因而，能够谋求转向装置用轴的轻量化，并且，能够提高扭矩传递可靠性。

而且，本实施方式的扭矩传感器轴23具有：第一轴部23A(花键杆部)，其与输入轴22A相连结；止挡部54，其与输出轴22B相连结；及第三轴部23C(中间杆部)，其与第一轴部23A和止挡部54设为一体，且将第一轴部23A和止挡部54连结起来，在第一轴部23A的端部设有第一孔部61，该第一孔部61是通过冷锻形成的，该第一孔部61沿轴线方向凹进去，且具有恒定的内径D4。

而且，本实施方式的电动助力转向装置100(参照图1)具有：扭矩传感器轴23；输出轴22B，其与第二轴部23B相连结，且安装有减速装置32，该减速装置32能利用从电动马达31输入的扭矩进行旋转；及扭力杆22C，其将输出轴22B和扭矩传感器轴23连结起来。由此，能使电动助力转向装置100的构件数量有所减少，因此，能够减少制造成本。而且，由于在扭矩传感器轴23形成有第一孔部61和第二孔部62，因此，能够谋求电动助力转向装置100的轻量化。

实施例

图11是表示实施例的扭矩传感器轴的、金属流动的解析结果的说明图。图12是表示实施例的扭矩传感器轴的截面的照片。图13是表示比较例1的扭矩传感器轴的、金属流动的解析结果的说明图。图14是表示比较例1的扭矩传感器轴的截面的照片。图15是表示比较例2的扭矩传感器轴的、金属流动的解析结果的说明图。图16是表示比较例2的扭矩传感器轴的截面的照片。

图11是将实施例的扭矩传感器轴23中的、由图5所示的区域Ⅺ放大来表示的剖视图。图13是比较例1的扭矩传感器轴223中的、与区域Ⅺ相对应的部位的剖视图。图15是比较例2的扭矩传感器轴323中的、与区域Ⅺ相对应的部位的剖视图。图12、图14和图16均是与区域Ⅺ相对应的部位的截面的照片。

图11、图13和图15所示的金属流动Mf表示的是在通过锻造使金属材料塑性变形时所产生的金属组织流动。图11、图13和图15表示的是通过有限元法等进行CAE(ComputerAided Engineering)解析得到的结果。图12、图14和图16为如下这样的照片，即，分别针对各扭矩传感器轴23、扭矩传感器轴223、扭矩传感器轴323，将它们沿着轴线方向剖切开，并进行研磨、蚀刻处理等，然后，用金属显微镜观察该剖切面所得到的照片。蚀刻液使用的是50vol％的盐酸水溶液。而且，使金属显微镜的观察倍率为10倍，并进行拍照。

如图11和图12所示，实施例的扭矩传感器轴23中，与第一孔部61的底面61b重叠的位置的金属流动Mf沿着第一孔部61的形状进行变形。即，与第一孔部61的底面61b重叠的位置的金属流动Mf沿着由底面61b和内壁面61a形成的角部以及内壁面61a连续地形成。不与底面61b重叠的位置的金属流动Mf稍微变形，但沿着内壁面61a且与中心轴线AX实质上平行地形成。由此，金属流动Mf在内壁面61a附近较为密集。内壁面61a附近的金属流动Mf形成得比第三轴部23C的外周附近的金属流动Mf密集。

图13和图14所示的、比较例1的扭矩传感器轴223是在图8所示的制造工序的步骤ST2时通过切削加工形成第一孔部261。之后，通过冷锻，进行变薄拉深加工和深孔加工，从而形成第一孔部261。

如图13和图14所示，比较例1的扭矩传感器轴223是通过切削加工形成第一孔部261，因此，与第一孔部261的底面261b重叠的位置的金属流动Mf在底面261b处被切断。换言之，并不是金属流动Mf的端部与底面261b相接且沿着内壁面261a连续地形成的。金属流动Mf在第一孔部261周围稍微变形，但在内壁面261a附近不密集。即，内壁面261a附近的金属流动Mf的密集度与第三轴部223C的外周附近的金属流动Mf的密集度实质上相同。

图15和图16所示的、比较例2的扭矩传感器轴323是在通过冷锻进行变薄拉深加工之后，再通过切削加工形成第一孔部361。即，第一孔部361是仅通过切削加工形成的，不是通过冷锻进行深孔加工来形成的。

如图15和图16所示，比较例2的扭矩传感器轴323中，与比较例1同样地，与第一孔部361的底面361b重叠的位置的金属流动Mf在底面361b处被切断。换言之，并不是金属流动Mf的端部与底面361b相接且沿着内壁面361a连续地形成的。金属流动Mf在第一孔部361周围未产生变形，且在内壁面361a附近不密集。即，内壁面361a附近的金属流动Mf的密集度与第三轴部323C的外周附近的金属流动Mf的密集度实质上相同。

如上，与比较例1的扭矩传感器轴223、比较例2的传感器轴323相比，实施例的扭矩传感器轴23能够抑制金属流动Mf在底面61b处被切断。金属流动Mf沿着内壁面61a进行变形且连续地形成，且在内壁面61a附近较为密集。由此，采用实施例的扭矩传感器轴23，即使在第一孔部61的深度L1形成得较大的情况下，也能够抑制强度的降低。

另外，图11和图12中例示的是第一孔部61形成于第三轴部23C的例子。不限定于此，也可以是，底面61b位于第一轴部23A(参照图5)。在该情况下，依然是：金属流动Mf沿着内壁面61a进行变形且连续地形成，且在内壁面61a附近较为密集。即，内壁面61a附近的金属流动Mf形成得比第一轴部23A的外周附近的金属流动Mf密集。

而且，图11和图12中表示的是第一孔部61周围的金属流动Mf，但图5所示的第二孔部62也是同样。即，第二孔部62中的至少第一内壁面62a是通过多次冷锻进行深孔加工的。因此，金属流动Mf在第一内壁面62a附近较为密集。第一内壁面62a附近的金属流动Mf形成得比止挡部54和圆筒部55的外周附近的金属流动Mf密集。由此，即使在第二孔部62的深度L2形成得较大的情况下，也能够抑制强度的降低。

第二实施方式

图17是第二实施方式的中间轴的示意性剖视图。图18是中间轴的叉形件的、从轴线方向观察时的侧视图。本实施方式的中间轴27具有上轴27A和下轴27B。上轴27A借助万向节26与输出轴22B(参照图1)相连接。另一方面，下轴27B借助万向节28与转向齿轮机构29的小齿轮轴29A(参照图1)相连接。在此，上轴27A与本发明的“转向装置用轴”的一具体例相对应。

如图17所示，上轴27A具有叉形件125、轴部132和花键杆部133。本实施方式中，上轴27A是机械构造用碳钢(例如JIS规格S15C)。另外，上轴27A不限定于此，也可以是铜、铝、黄铜等。叉形件125、轴部132和花键杆部133形成为一体。叉形件125借助万向节26与输出轴22B相连接。万向节26具有关节叉形件136和星形部138。叉形件125具有臂部125a、臂部125b这两个臂部和基部125c。在基部125c连接着臂部125a、臂部125b。臂部125a、臂部125b设置为：沿与轴线方向平行的方向延伸，并且，在与轴线方向交叉的方向上相对。

如图18所示，基部125c呈大致矩形形状，在基部125c的相对的两边中的其中一边设有臂部125a，在另一边设有臂部125b。在臂部125a和臂部125b的、彼此相对的面分别形成有凹部125d、凹部125e。

如图17所示，在花键杆部133的外周设有花键槽135，该花键杆部133与下轴27B的外管130相啮合。轴部132(中间杆部)配置在叉形件125与花键杆部133之间，其将叉形件125和花键杆部133连结起来。轴部132在基部125c的、与连接有臂部125a、臂部125b的面所在侧相反的那侧与该基部125c相连接。本实施方式中，形成有从花键杆部133的端部沿轴线方向凹进去的孔部63。孔部63设在花键杆部133和轴部132的内部。本实施方式中，孔部63也是通过多次冷锻形成的。

下轴27B具有外管130和叉形件121。叉形件121借助万向节28与小齿轮轴29A相连接。万向节28具有关节叉形件137和星形部139。万向节28的结构不限定于此。外管130为空心筒状构件，其与叉形件121相连接。在外管130的内周设有花键槽131，花键杆部133的花键槽135与外管130的花键槽131相啮合。另外，不限定于此，也可以是，叉形件121和外管130成形为一体。

采用这样的结构，上轴27A和下轴27B花键结合，因此，中间轴27能够传递输出轴22B的扭矩，并且能够在与轴线方向平行的方向上相对移动。通过上轴27A和下轴27B在轴线方向上相对移动，使中间轴27进行伸缩。

本实施方式的上轴27A中，叉形件125、花键杆部133和轴部132设为一体，因此，能够省略例如通过焊接等将叉形件125和轴部132结合在一起的工序，能够减少制造成本。

轴部132的外径小于叉形件125的、在与轴线方向交叉的方向上的大小，并且，轴部132的外径在沿着轴线方向的方向上为恒定。轴部132的外径小于基部125c的至少一边的长度。具体地讲，轴部132的外径小于图18所示的基部125c的、设有臂部125a、臂部125b的两个边之间的间隔。而且，轴部132的硬度大于叉形件125的硬度，并且，轴部132的硬度在从轴部132与花键杆部133的边界附近至轴部132与叉形件125的边界附近的范围在沿着轴线方向的方向上是恒定的。因此，即使在被施加了基准扭矩以上的大小的扭矩的情况下，轴部132也能够通过扭曲进行塑性变形，因此，能够利用轴部132来吸收冲击能量。因而，上轴27A能够良好地吸收冲击能量。

而且，由轴部132和叉形件125形成了台阶部152，且轴部132中一直到台阶部152附近的位置(例如单点划线A所示的位置)都形成有加工硬化层151。因此，轴部132在台阶部152附近的硬度大于叉形件125在台阶部152附近的硬度。采用这样的结构，在应力集中的台阶部152附近，轴部132的硬度较大，因此，即使在被输入了基准扭矩以上的扭矩的情况下，也能够抑制过早断裂。

本实施方式中，表示了这样的结构：上轴27A与输出轴22B(参照图1)相连接，下轴27B与转向齿轮机构29的小齿轮轴29A(参照图1)相连接，但不限定于此。也可以是这样的结构：上轴27A与小齿轮轴29A相连接，下轴27B与输出轴22B相连接。

第二实施方式的制造方法

图19是用于说明第二实施方式的中间轴的制造工序的说明图。首先，如图19所示，准备坯料(轴原料)110，对坯料110进行孔加工(步骤ST11)。例如，能够将机械构造用碳钢(例如JIS规格S15C)用作坯料110。另外，坯料110不限定于此，也可以是铜、铝、黄铜等。在进行该孔加工时，使用与所要形成的孔的形状相对应的冲模。通过冷锻，用压制方式将冲模推入坯料110的一端。由此，在坯料110的一端形成孔部63。在此，孔部63形成为：内径为D6a，深度为L3a。本实施方式中，由于使用的是实心柱状的坯料110，因此，与使用空心筒状坯料的情况相比，能够降低成本。

接着，对坯料110进行拉深加工(步骤ST12)。由此，形成如下这样的坯料110A，该坯料110A具有：第一坯部111；外径小于第一坯部111的外径的第二坯部112；以及外径小于第二坯部112的外径的第三坯部113。具体地讲，与图9所示的工序同样地，在孔部63中插入有芯棒(未图示)的状态下将坯料110的一端推入模具(未图示)。由此，也能将孔部63沿轴线方向拉长，使内径D6b变得比步骤ST11时的内径D6a小，深度L3b变得比步骤ST11时的深度L3a大。另外，第一坯部111未被实施拉深加工，第一坯部111的外径与步骤ST11时的坯料110的外径差不多。

接着，对坯料110A进行冲压加工(步骤ST13)。在孔部63中插入有芯棒(未图示)的状态下，对第三坯部113进行冲压加工。通过该冲压加工，在第三坯部113的外周形成沿着轴线方向的花键槽134。同时，也将孔部63沿轴线方向拉得更长，使内径D6c变得比步骤ST12时的内径D6b小，深度L3变得比步骤ST12时的深度L3b大。由此，形成花键杆部133和轴部132。

并且，通过冷锻，在第一坯部111形成凹部64。由此，形成具有基部125c、臂部125a和臂部125b的叉形件125。另外，形成花键杆部133和轴部132的工序、以及形成叉形件125的工序既可以同时进行，或也可以通过不同的工序来进行。

本实施方式中，通过上述工序，孔部63也是通过步骤ST11、步骤ST12和步骤ST13所示的三次冷锻来形成的。由此，能够像图19所示的那样，使孔部63的内径D6c较小，并且，使沿着轴线方向的深度L3较长。例如，能够将深度L3做成差不多为孔部63的内径D6c的例如12倍以上且13倍以下。

而且，从一个坯料110形成呈一体的花键杆部133、轴部132和叉形件125。由此，不存在通过嵌合等将多个构件连结起来的连结部分，因此，能够提高上轴27A的扭矩传递可靠性。因而，能够谋求上轴27A的轻量化，并且能够提高扭矩传递可靠性。

另外，本实施方式中，例示了通过冷锻来加工出上轴27A的例子，但不限定于此。也可以是，上轴27A例如通过热锻或温锻等塑性加工来形成。

上面说明的扭矩传感器轴23和上轴27A的结构也可以适当地进行变更。扭矩传感器轴23和上轴27A的结构仅为一例，各轴部的外径、长度等都可以适当地进行变更。而且，第一孔部61、第二孔部62和孔部63的内径、深度仅为例示，能够对它们适当地进行变更。而且，上轴27A的叉形件125的形状等也可以适当地进行变更。

附图标记说明

21、方向盘；22、转向轴；22A、输入轴；22B、输出轴；22C、扭力杆；23、扭矩传感器轴；23A、第一轴部；23B、第二轴部；23C、第三轴部；24、扭矩传感器；26、28、万向节；27、中间轴；27A、上轴；27B、下轴；29、转向齿轮机构；42、43、135、花键槽；45、壳体；51、加工硬化层；53、大径部；54、止挡部；55、圆筒部；61、第一孔部；62、第二孔部；62a、第一内壁面；62b、第二内壁面；62c、第三内壁面；125、叉形件；130、外管；132、轴部；133、花键杆部；90、90A、坯料；90B、锻造品；91A、大径部；91B、止挡部；92B、中间杆部；100、电动助力转向装置。

Claims (7)

1.一种转向装置用轴的制造方法，该方法所涉及的转向装置用轴具有：花键杆部，其与输入轴相连结；止挡部，其与输出轴相连结；及中间杆部，其将所述花键杆部和所述止挡部连结起来，其中，

该转向装置用轴的制造方法包括下述工序：

通过锻造，形成从柱状原料的一端沿轴线方向凹进去的孔部；

将外径小于所述孔部的内径的芯棒插入所述孔部，通过锻造，用压制方式将形成有所述孔部的所述原料推入模具，从而在对所述原料中的待形成所述花键杆部和所述中间杆部的部分沿径向进行拉深加工的同时，将所述孔部的沿着所述轴线方向的长度拉长；及

通过锻造，用压制方式将所述原料推入模具，从而在所述花键杆部的外周形成沿着所述轴线方向的花键槽，与此同时，使用相同的所述模具，使所述孔部的沿着所述轴线方向的长度变长并且使所述孔部的内径变小，

通过所述制造方法得到的孔部的沿着所述轴线方向的长度为其内径的5倍以上，

在锻造工序后，对所述中间杆部实施切削加工，所述中间杆部的外径形成得比所述花键杆部的外径小，被实施切削加工的厚度为切削加工前的所述中间杆部的直径的10％以上且20％以下，

所述孔部的底面位于所述花键杆部，

所述中间杆部为实心，所述中间杆部的外径和硬度在沿着轴线方向的方向上均为恒定。

2.根据权利要求1所述的转向装置用轴的制造方法，其中，

所述孔部具有与所述轴线方向交叉的底面和沿着所述轴线方向的内壁面，

与所述底面重叠的位置的金属流动沿着所述内壁面连续地形成。

3.根据权利要求2所述的转向装置用轴的制造方法，其中，

所述内壁面附近的所述金属流动形成得比所述花键杆部或所述中间杆部的外周附近的金属流动密集。

4.一种转向装置用轴，其是使用权利要求1～3中任一项所述的转向装置用轴的制造方法制成的，其中，

该转向装置用轴具有：花键杆部，其与输入轴相连结；止挡部，其与输出轴相连结；及中间杆部，其与所述花键杆部和所述止挡部设为一体，且将所述花键杆部和所述止挡部连结起来，

在所述花键杆部的端部设有沿轴线方向凹进去且具有恒定的内径的孔部，

所述孔部具有与所述轴线方向交叉的底面和沿着所述轴线方向的内壁面，

所述中间杆部的外径小于所述花键杆部的外径，

所述中间杆部的硬度沿着轴线方向恒定，

所述孔部的沿着所述轴线方向的长度为所述孔部的内径的5倍以上。

5.根据权利要求4所述的转向装置用轴，其中，

与所述底面重叠的位置的金属流动沿着所述内壁面连续。

6.根据权利要求5所述的转向装置用轴，其中，

所述内壁面附近的所述金属流动比所述花键杆部或所述中间杆部的外周附近的金属流动密集。

7.一种电动助力转向装置，其中，

该电动助力转向装置具有：

权利要求4～6中任一项所述的转向装置用轴；

输出轴，其与所述止挡部相连结，在该输出轴安装有能利用从电动马达输入的扭矩进行旋转的减速装置；及

扭力杆，其将所述输出轴和所述转向装置用轴连结起来。

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