JP5077360B2 - 伸縮軸の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば自動車の操舵装置を構成するステアリングシャフトや中間シャフト（インターミディエイトシャフト）等、回転力（トルク）を伝達可能で、且つ、軸方向に伸縮可能なシャフトとして使用する、伸縮軸の製造方法の改良に関する。

自動車の操舵装置は、例えば図２１に示す様に構成して、ステアリングホイール１の動きをステアリングギヤユニット２に伝達する様にしている。このステアリングホイール１の動きは、ステアリングシャフト３と、自在継手４ａと、中間シャフト５と、自在継手４ｂとを介して、上記ステアリングギヤユニット２の入力軸６に伝達される。すると、このステアリングギヤユニット２が、左右１対のタイロッド７、７を押し引きして、操舵輪に所望の舵角を付与する。尚、図２１に示した例では、電動モータ８により上記ステアリングシャフト３に、運転者が上記ステアリングホイール１に加えた力に応じた補助力（アシスト力）を付与する、電動式パワーステアリング装置を組み込んでいる。

又、上述の様な操舵装置を構成するステアリングシャフト３や中間シャフト５として、例えば特許文献１〜２に記載されたものが、従来から知られている。これら特許文献１〜２に記載された構造の場合には、インナシャフトとアウタシャフトとの間に、それぞれが転動体に相当する複数の玉を配置する事により、これら各玉を介してこれら両シャフト同士の回転力を伝達可能とすると共に、これら両シャフト同士の相対変位を可能としている。図２２〜２３は、この様な回転力を伝達可能で、且つ、軸方向の相対変位（伸縮）を可能とした伸縮軸の１例を示している。これら図２２〜２３に示した伸縮軸は、インナシャフト９と、アウタシャフト１０と、それぞれが転動体に相当する複数の玉１１、１１とを備える。このうちのインナシャフト９は、外周面の円周方向複数個所（４個所）に、径方向内方に凹入する状態で、インナ側案内部に相当するインナ側凹溝１２、１２を、それぞれ軸方向に形成している。

又、上記アウタシャフト１０は、上記インナシャフト９を挿入自在としており、内周面の円周方向複数個所（４個所）で上記各インナ側凹溝１２、１２と整合する位置に、径方向外方に凹入する状態で、アウタ側案内部に相当するアウタ側凹溝１３、１３を、それぞれ軸方向に形成している。又、上記各玉１１、１１は、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３のうちの一部（４個所のうちの２個所）のインナ側、アウタ側各凹溝１２、１３同士の間に、それぞれ配置されている。上記各玉１１、１１は、図２３に示す様に、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３同士の間に、それぞれ複数個ずつ、軸方向に直列に並べた状態で配置している。そして、上記インナ、アウタ両シャフト９、１０同士の間で、上記各玉１１、１１を介して回転の伝達が可能で、且つ、これら両シャフト９、１０同士が互いに軸方向に摺動可能としている。尚、図示の例の場合には、上記各玉１１、１１を一部のインナ側、アウタ側各凹溝１２、１３同士の間に配置しているが、総て（４個所）のインナ側、アウタ側各凹溝１２、１３同士の間に配置する事もできる。

ところで、前述の図２１に示した構造の様な、パワーステアリング装置として電動式のものを使用する事が、例えば油圧式のものを使用する場合に比べ、燃費向上等を図る面からは好ましい。但し、この図２１に示した構造の様に、運転者の操舵力を補助（アシスト）する電動モータ８が、例えば中間軸５よりも運転者側に設けられている構造の場合には、この電動モータ８の出力に基づく補助力（アシスト力）分、この中間軸５に加わるトルクが大きくなる。そして、この様な中間軸５として、上述の様な玉１１、１１を用いた構造を採用した場合には、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面（案内面）や各玉１１、１１の転動面に圧痕を生じ易くなる可能性がある。

即ち、例えば伸縮軸として、インナシャフトとアウタシャフトとを、スプライン係合部により伸縮及び回転力の伝達を可能に組み合わせたものを使用する場合には、トルク伝達部であるスプライン係合部の当接面積を大きくでき、当該部分の面圧は高くなりにくい。これに対して、上述の様な玉１１、１１を用いた構造を採用した場合には、そのままでは、トルク伝達部、即ち、図２４に示す様に、インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面と各玉１１の転動面との接触部の接触面積が小さくなり、当該部分の面圧が高くなる。そして、この様に面圧が高くなる事に伴って、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面や各玉１１の転動面に圧痕を生じ易くなる可能性がある。尚、この様な圧痕は、上述の様なトルクの伝達に基づくものの他、インナシャフト９とアウタシャフト１０との組み付け時に、これらインナ、アウタ両シャフト９、１０の中心軸がずれ、上記接触部に過大な荷重が加わる事により、或は、伸縮軸に折り曲げ方向の荷重が加わる事により生じる場合もある。何れにしても、この様な圧痕は、伸縮軸の伸縮（インナシャフト９とアウタシャフト１０との相対変位）を円滑に行えなくする（引っ掛かりを生じる）原因となる等、好ましくない。

尚、上述の様な接触部の接触面積を確保すべく、例えば図２５に示す様に、インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面に、各玉１１、１１の転動面に倣った形状の凹部１４を形成し、この様な凹部１４を形成した上記各凹溝１２、１３に、これら各玉１１、１１を組み付ける様にする事が考えられる。但し、この様な構成を採用した場合には、各部の成形誤差やばらつき、組み立て時のばらつき等に伴って、例えば図２６に示す様に、上記凹部１４と上記各玉１１との位置関係がずれる可能性がある。この様な場合には、この凹部１４の端縁等に過大な面圧が加わり易くなり、十分な形状精度や組立精度を確保できない限り、圧痕を生じ易くなる可能性がある。

又、図２７の（イ）に示す様な、インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面に圧痕が生じる事を防止すべく、これらインナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面に熱処理等の表面処理を施して、これらインナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面（表面）の硬度を確保する事が考えられる。但し、この場合には、同図の（ロ）に示す様に、インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面と各玉１１の転動面との両方に圧痕を生じ易くなる可能性がある。又、上記熱処理等の表面処理に伴って生じる歪に基づいて、前記図２６に示した様な位置関係のずれが更に生じ易くなる可能性もある。尚、この様な歪に伴うずれを防止すべく、上記表面処理を施した後、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面に、例えばプレスや切削等による仕上げ加工を施す事が考えられる。但し、この場合には、加工の手間が増え、コストが増大する可能性がある他、上記仕上げ加工に伴って、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面にクラックを生じ易くなる可能性がある。又、上記硬度を十分に確保すべく、上記表面処理を十分な深さで施した場合には、上記仕上げ加工を行う為の金型の耐久性を確保しにくくなる他、形状精度を確保する事も面倒になる可能性がある。

尚、上述の様な仕上げ加工を施す場合に、この加工に伴うコストの低減を図る為には、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面のうちでこの仕上げ加工を施す範囲を短くする事が好ましい。又、インナシャフト９とアウタシャフト１０との相対変位量（伸縮軸の伸縮量）を規制すべく、図２８に示す様に、上記仕上げ加工を施す部分と施さない部分との境界に対応する段差部１５により各玉１１の変位を制限する事で、上記インナシャフト９とアウタシャフト１０とがそれ以上相対変位しない様にする事もできる。この様な、仕上げ加工を施す部分と施さない部分とで伸縮量を制限する事は、例えばストッパ部品等を設ける場合に比べ、部品点数の低減を図れる等、コストの低減を図れる。但し、この様な構造の場合、図２９に示す様に、上記境界部分となる段差部１５に、上記各玉１１が強く当接する可能性があり、この当接に基づきこれら各玉１１や段差部１５に圧痕が生じたり、更には、繰り返しの当接に基づいて、これら各玉１１の転動面や段差部１５の表面に剥離が生じる可能性がある。尚、この図２９のうちで破線が、当接に基づき変形した状態を、同じく実線が、当接に基づく変形が生じる前の形状を、それぞれ表している。

何れにしても、図３０に示す様に、例えば上述の様な仕上げ加工を施す為の金型のうちで、上記段差部１５を形成する部分が、組み込むべき玉１１の形状とずれていたり、これら各玉１１と段差部１５との位置関係にずれを生じた場合には、これら各玉１１と段差部１５との当接部の当接面積が小さくなり、当該当接部の面圧が大きくなり易くなる。そして、この面圧が過度に大きくなった場合には、この段差部１５や各玉１１の転動面で損傷を生じる可能性がある。この様な場合には、この損傷に伴う破片（鉄粉）が上記インナ側、アウタ側各凹溝１２、１３の内面と各玉１１の転動面との接触部に噛み込まれる可能性があり、この噛み込みに基づく圧痕を生じる等、この面からも、伸縮軸の伸縮を円滑に行いにくくなる（引っ掛かり感を生じる）可能性がある。

尚、前記特許文献１には、インナ側凹溝を、大きな曲率半径の凸曲面を有する金型と、小さな曲率半径の凸曲面を有する金型とにより、２段階に塑性変形させて形成する技術が記載されている。但し、この技術を採用しても、インナ側、アウタ側各凹溝の内面と各玉の転動面との接触部の面圧の低減を十分に図れず、前述した様な圧痕を生じ、伸縮軸の伸縮を円滑に行えなくなる（引っ掛かり感を生じる）可能性がある。又、前記特許文献２には、アウタシャフトに荷重を加える事により、インナ側、アウタ側各凹溝の隙間を広げた状態で、これらインナ側、アウタ側各凹溝に玉を組み付ける技術が記載されている。但し、この技術を採用した場合は、この組み付け時やトルク伝達時に、インナ側、アウタ側各凹溝の内面と各玉の転動面との接触部の面圧が高くなり易く、前述した様な圧痕を生じ、伸縮軸の伸縮を円滑に行えなくなる（引っ掛かり感を生じる）可能性がある。

特開２００８−６９０３号公報 特開２００７−１６９５１号公報

本発明の伸縮軸の製造方法は、上述の様な事情に鑑みて、圧痕を生じにくくでき、伸縮を円滑に行える構造を、安価に実現すべく発明したものである。

本発明の製造方法の対象となる伸縮軸は、例えば前述した特許文献１〜２に記載された従来構造や、前述の図２２〜２３に示した構造と同様に、インナシャフトと、アウタシャフトと、複数の転動体とを備える。
このうちのインナシャフトは、外周面の円周方向の少なくとも１個所（より好ましくは複数個所）に、例えば径方向内方に凹入したインナ側凹溝等のインナ側案内部を、軸方向に設けている。
又、上記アウタシャフトは、上記インナシャフトを挿入自在なもので、内周面の円周方向の少なくとも１個所（より好ましくは複数個所）で上記インナ側案内部（例えばインナ側凹溝）と整合する位置に、例えば径方向外方に凹入したアウタ側凹溝等のアウタ側案内部を、軸方向に設けている。
又、上記各転動体は、上記インナ側案内部（例えばインナ側凹溝）と上記アウタ側案内部（例えばアウタ側凹溝）との間に設けられている。この様な転動体としては、例えば玉やローラ（円筒ころ、ニードル）等が挙げられる。
そして、上記インナシャフトと上記アウタシャフトとを、互いの間での回転力の伝達及び軸方向の相対変位を可能に組み合わせている。

特に、本発明の製造方法により造る伸縮軸は、この伸縮軸の使用開始に先立ち、上記インナ側、アウタ側各案内部のうちの少なくとも何れかの案内部の案内面（例えば凹溝の内面）に、上記伸縮軸を構成する転動体、又は、この伸縮軸を構成する転動体とは別で、この転動体と同大且つ同形状の転動体の転動面との当接に基づき塑性変形部を、上記案内面（例えば内面）のうちの、少なくとも使用時に、上記伸縮軸を構成する各転動体がこの案内面に対し相対変位する範囲に、予め形成している。即ち、上記案内面のうちで、上記伸縮軸を構成する各転動体が使用時に相対変位する範囲に（伸縮軸の軸方向に亙って）、上記転動体との当接に基づきこの転動体の転動面に対応する凹面状の（軸方向に長い圧痕の如き）塑性変形部を、上記伸縮軸の使用に先立ち予め形成しておく。

そして、本発明の伸縮軸の製造方法に於いては、上述の様な伸縮軸を造るべく、上記インナ側案内部と上記アウタ側案内部との間で、上記伸縮軸を構成する転動体、又は、この伸縮軸を構成する転動体と別で、この転動体と同大且つ同形状の転動体を、これらインナ側案内部とアウタ側案内部とのうちの少なくとも何れかの案内部の案内面（例えば凹溝の内面）に当接させた状態で、上記インナ側、アウタ側各案内部に対し、上記伸縮軸の軸方向に相対変位させる。この様に上記転動体を上記インナ側、アウタ側各案内部に対し相対変位させる作業は、上記インナ、アウタ両シャフト同士の間にトルクを加えた状態で行う。尚、上記伸縮軸を構成する転動体、又は、この伸縮軸を構成する転動体と別で、この転動体と同大且つ同形状の転動体の外径は、上記インナシャフトとアウタシャフトとにトルクが加わらない中立状態での、互いに対向する上記インナ側案内部の案内面（例えばインナ側凹溝の内面）とアウタ側案内部の案内面（例えばアウタ側凹溝の内面）とにより構成される空間（隙間空間）の、軸に直交する仮想平面上での断面形状に関する内接円の直径よりも大きくする。

又、上記相対変位は、例えば、上記インナ側案内部と上記アウタ側案内部との間に上記転動体を組み付けた状態で、前記インナシャフトと前記アウタシャフトとを互いに軸方向に離れる方向に、或は、互いに軸方向に近付く方向に変位させる事により行える。又、上記インナシャフトと上記アウタシャフトとを、上記インナ側、アウタ側各案内部同士を互いに対向させて配置した状態で、これらインナ側、アウタ側各案内部同士の間に上記転動体を（例えば押し込み治具等を用いて）押し込む事によっても行える。そして、この様な相対変位に伴って、上記インナ側、アウタ側各案内部のうちの少なくとも何れかの案内部の案内面に、上記転動体との当接に基づく塑性変形部を、この案内面のうちの少なくとも上記伸縮軸の使用時に上記各転動体が上記案内面に対し相対変位する範囲に形成する。

尚、上述の様に塑性変形部を形成する為の転動体は、通常数量を多く製作している為、この様に製作された多数の転動体のうちから径寸法の大小によって仕分けをする事で、径寸法の差が非常に少ない（殆どない）転動体を揃える事ができる。この為、組み付けるべき転動体として同寸法のものを多数入手する事や、この組み付けるべき転動体と同大且つ同形状の転動体を多数入手する事は、容易且つ低コストで行える。何れにしても、上述の様な塑性変形部の形成は、上記伸縮軸の使用開始に先立って行う。又、上記伸縮軸を構成する転動体自体により塑性変形部を形成した場合には、この塑性変形部を形成した状態で、完成状態となる。一方、上記伸縮軸を構成する転動体と同大且つ同形状である、別の転動体により塑性変形部を形成した場合には、この塑性変形部を形成した後、この塑性変形部を形成した転動体を取り出す。そして、この様に転動体を取り出してから、上記伸縮軸を構成する転動体を組み付けた状態で、完成状態となる。上述した様に、同大且つ同形状の転動体は容易且つ低コストで入手できる為、上記塑性変形部の形成は、上記伸縮軸を構成する転動体自体を用いても良いし、この伸縮軸を構成する転動体と同大且つ同形状である、別の転動体を用いても良い（塑性変形部を形成する転動体と完成後の状態での転動体とを同じものとしても良いし、互いに別の転動体としても良い）。

又、上述の様な本発明の製造方法により造る伸縮軸は、例えば、上記塑性変形部の端部に、伸縮軸を構成する転動体、又は、この伸縮軸を構成する転動体とは別の、同大且つ同形状の転動体の転動面に倣った段差凹面部を形成する。この為に、本発明の伸縮軸の製造方法を実施する場合に、例えば、上記転動体と上記インナ側、アウタ側各案内部との相対変位を、このインナ側、アウタ側各案内部のうちで塑性変形部を形成する案内面のうちの軸方向全体に亙って行わず（案内部の軸方向全体に亙って塑性変形部を形成せずに）、この案内部の途中で終える様にする。そして、この様な相対変位に基づいて上記塑性変形部を形成する事により、この塑性変形部の端部に、伸縮軸を構成する転動体、又は、この伸縮軸を構成する転動体と別の、この転動体と同大且つ同形状の転動体の転動面に倣った、上記段差凹面部を形成する。

又、上述の様な本発明の製造方法により造る伸縮軸は、例えば、上記各転動体を、上記インナ側、アウタ側各案内部同士の間に、それぞれ複数個ずつ、軸方向に直列に並べた状態で配置する。そして、上記塑性変形部を、上記インナ側、アウタ側各案内部の案内面のうちで、少なくとも使用時に上記各転動体がこの案内面に対し相対変位する範囲に形成する。この場合に、この塑性変形部は、上記案内部の軸方向に亙り連続した状態で形成する（１本の軸方向に長い塑性変形部とする）事ができる他、それぞれの転動体に対応する状態で軸方向に不連続に（それぞれが軸方向に間隔を開けた状態で）形成する（各転動体の個数分の塑性変形部とする）事もできる。即ち、上記塑性変形部を、各転動体の軸方向に関するピッチよりも小さくし、これら各転動体の個数分設ける事ができる他、このピッチよりも大きくし、軸方向に長い１本の塑性変形部を設ける事もできる。

又、上述の様な本発明の伸縮軸の製造方法では、上記転動体と上記インナ側、アウタ側各案内部とを相対変位させる作業を、インナ、アウタ両シャフト同士の間にトルク（回転力）を加えた状態で行う。即ち、上記インナ側案内部と上記アウタ側案内部との間に、上記伸縮軸を構成する転動体、又は、この伸縮軸を構成する転動体と別の、この転動体と同大且つ同形状の転動体を組み付けた状態で、上記インナ、アウタ両シャフト同士の間に何れかの方向のトルクを加えつつ（インナシャフト又はアウタシャフトに時計方向のトルクを加えつつ、或は、反時計方向のトルクを加えつつ）、このインナシャフとアウタシャフトとを互いに軸方向に変位させる。或は、上記インナ側、アウタ側各案内部同士の間に上記転動体を押し込みつつ、同じく上記インナ、アウタ両シャフト同士の間に何れかの方向のトルクを加える。そして、この様にトルクを加えつつ、上記両シャフトを軸方向に相対変位させる事により、上記転動体の転動面と上記インナ側、アウタ側各案内部の案内面とに高い面圧を加えつつ、上記塑性変形部を形成する。

上述の様に構成する本発明の伸縮軸の製造方法によれば、インナ側、アウタ側各案内部の案内面に圧痕を生じにくくでき、伸縮を円滑に行える構造を、安価に実現できる。
即ち、インナ側、アウタ側各案内部同士の間に設けられた各転動体が、このインナ側、アウタ側各案内部（例えばインナ側、アウタ側各凹溝）の案内面（例えば内面）に形成した塑性変形部と接触した状態でトルク伝達が行われる為、この接触部の面積の増大、延いては、面圧の低下を図れる。この為、上記インナ側、アウタ側各案内部の案内面に圧痕を生じにくくでき、インナシャフトとアウタシャフトとの相対変位（伸縮軸の伸縮）を円滑に行える。又、上記塑性変形部は、伸縮軸を構成する転動体、又は、この伸縮軸を構成する転動体とは別の、この転動体と同大且つ同形状の転動体の転動面と上記インナ側、アウタ側各案内部の案内面とを当接させた状態で、上記伸縮軸の軸方向に相対変位させる事により形成できる。即ち、互いに組み合わされたインナ、アウタ各シャフトのインナ側、アウタ側各案内部の形状に対応した（一品一様の）塑性変形部を、上記転動体により形成できる。同大且つ同形状の転動体は容易に入手できる為、上述の様な塑性変形部を形成した構造を安価に製造できる他、組み付け状態で、上記塑性変形部と上記各転動体との位置関係がずれる事も防止できる。この為、この面からも、これら各転動体の転動面と相手面との接触部に過大面圧が加わる事の防止、延いては、これら各面に圧痕が生じる事を防止できる。しかも、上記インナ側、アウタ側各案内部は、上記塑性変形部の形成に伴って加工硬化する為、この面からも、圧痕を生じにくくできる。

本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。 図１のＡ部拡大図。 本例の構造と従来の構造との違い説明する為の模式図で、（イ）は本例の構造を、（ロ）は従来の構造を、それぞれ示している。 塑性変形部を形成する状態の第１例を示す、図１のＢ−Ｂ断面に相当する図。 塑性変形部を形成する状態の第２例を示す、図４と同様の図。 塑性変形部を形成した後に、玉を取り出した状態で示す、図５と同様の図。 塑性変形部を形成する状態の第３例を示す、図４と同様の図。 同第４例を示す、図４と同様の図。 同第５例を示す、図１と同方向から見た断面図。 本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。 図１０のＣ部拡大図。 本発明の実施の形態の第３例を示す断面図。 同第４例を示す断面図。 同第５例を示す断面図。 同第６例を示す断面図。 同第７例を示す断面図。 同第８例を示す断面図。 同第９例を示す断面図。 同第１０例を示す断面図。 図１９のＤ部拡大図。 自動車用操舵装置の１例を示す、部分縦断側面図。 本発明の対象となる伸縮軸の１例を示す断面図。 図２２のＥ−Ｅ断面に相当する図。 図２２のＦ部拡大図。 別例を示す図２４と同様の図。 位置関係がずれた状態を示す、図２５と同様の図。 圧痕が生じる状態の２例を示す、図２３と同方向から見た部分拡大図。 転動体の変位を規制する段差部と転動体とが当接した状態を示す、図２３と同方向から見た部分拡大図。 図２８のＧ部拡大図。 圧痕が生じる原因を説明する為の、図２３と同方向から見た部分拡大図。

［実施の形態の第１例］
図１〜９は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の伸縮軸１６は、例えば前述の図２１に示した中間シャフト５やステアリングシャフト３等の、トルク（回転力）の伝達と軸方向の伸縮との両方の機能を必要とされる、各種シャフトとして使用するものである。この為に、本例の場合には、例えば前述の図２２〜２３に示した構造と同様に、インナシャフト９ａと、アウタシャフト１０ａと、それぞれが転動体に相当する複数の玉１１、１１とを備える。このうちのインナシャフト９ａは、外周面の円周方向複数個所（２個所）に、径方向内方に凹入する状態で、インナ側案内部に相当するインナ側凹溝１２ａ、１２ａを、それぞれ軸方向に形成している。

又、上記アウタシャフト１０ａは、上記インナシャフト９ａを挿入自在としており、内周面の円周方向複数個所（２個所）で上記各インナ側凹溝１２ａ、１２ａと整合する位置に、径方向外方に凹入する状態で、アウタ側案内部に相当するアウタ側凹溝１３ａ、１３ａを、それぞれ軸方向に形成している。又、上記各玉１１、１１は、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａ同士の間に、それぞれ配置されている。これら各玉１１、１１は、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａ同士の間に、それぞれ複数個ずつ、軸方向に直列に並べた状態で配置している（例えば図２３参照）。そして、上記アウタシャフト１０ａと上記インナシャフト９ａとを、上記各玉１１、１１を介して、互いの間での回転力の伝達及び軸方向の相対変位を可能に組み合わせている。

更に本例の場合には、上述の様な伸縮軸１６の使用に先立ち（中間シャフト５やステアリングシャフト３として組み込むのに先立ち）、図２に示す様に、上記アウタ側、インナ側各凹溝１３ａ、１２ａのうちの少なくとも何れか（本例の場合は両方）の凹溝１３ａ、１２ａの内面（案内面）に、上記伸縮軸１６を構成する玉１１、又は、この伸縮軸１６を構成する玉１１とは別で、この玉１１と同大且つ同形状の玉１１の転動面との当接に基づき塑性変形部１７を、予め形成している。この塑性変形部１７は、上記アウタ側、インナ側各凹溝１３ａ、１２ａの内面のうちの、少なくとも使用時に上記各玉１１がこの内面に対し相対変位する範囲に形成している。即ち、上記内面のうちで上記各玉１１が使用時に相対変位する範囲に（伸縮軸１６の軸方向に亙って）、上記玉１１との当接に基づきこの玉１１の転動面に対応する凹面状の塑性変形部１７を、上記伸縮軸１６の使用開始に先立ち、予め形成している。

本例の場合、この様な伸縮軸１６を、次の様にして造る。即ち、例えば図４に示す様に、上記インナ側凹溝１２ａと上記アウタ側凹溝１３ａとの間で、上記伸縮軸１６を構成する玉１１、又は、この伸縮軸１６を構成する玉１１とは別で、この玉１１と同大且つ同形状の玉１１を、これらインナ側凹溝１２ａとアウタ側凹溝１３ａの内面に当接させた状態で、これらインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａに対し、上記伸縮軸１６の軸方向に相対変位させる。何れにしても、上記塑性変形部１７を形成する為の玉１１の外径は、上記インナシャフト９ａとアウタシャフト１０ａとにトルクが加わらない中立状態での、互いに対向する上記インナ側凹溝１２ａの内面とアウタ側凹溝１３ａと内面とにより構成される空間（隙間空間）の、軸に直交する仮想平面上での断面形状に関する内接円よりも大きくする。

そして、上記塑性変形部１７を加工する為の相対変位は、例えば、上記図４に示す様に、上記インナ側凹溝１２ａと上記アウタ側凹溝１３ａとの間に上記玉１１を組み付けた状態で、前記インナシャフト９ａと前記アウタシャフト１０ａとを互いに軸方向に離れる方向に、或は、互いに軸方向に近付く方向に変位させる事により行う。或は、図５に示す様に、上記インナシャフト９ａと上記アウタシャフト１０ａとを、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａ同士が互いに対向する状態で配置した状態で、これらインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａ同士の間に上記玉１１を、押し込み治具１８を用いて押し込む事により行う事もできる。又、図７に示す様に、互いに直列に且つ突き合わされた状態で配置された複数の玉１１、１１を、押し込み治具１８で押し込む事により行う事もできる。又、図８に示す様に、保持器１９により、上記伸縮軸１６の軸方向に互いに離隔した状態で各玉１１、１１を配置した状態で、押し込み治具１８で押し込む事により行う事もできる。

そして、この様な相対変位に伴って、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａのうちの少なくとも何れか（より好ましくは両方）の凹溝１２ａ、１３ａの内面に、上記玉１１との当接に基づく塑性変形部１７を、この内面のうちの少なくとも上記伸縮軸１６の使用時に上記各玉１１が上記内面に対し相対変位する範囲に形成する。この場合に、この塑性変形部１７は、上記凹溝１２ａ、１３ａの軸方向に亙り連続した状態で形成する（１本の軸方向に長い塑性変形部１７とする）事ができる他、それぞれの玉１１、１１に対応する状態で軸方向に不連続に（それぞれが軸方向に間隔を開けた状態で）形成する（各玉１１の個数分の塑性変形部１７、１７とする）事もできる。即ち、上記塑性変形部１７の長さを、上記各玉１１、１１の軸方向に関するピッチＰ（例えば図８参照）よりも小さくし、これら各玉１１、１１の個数分設ける事ができる他、このピッチＰよりも大きくし、軸方向に長い１本の塑性変形部１７を設ける事もできる。

尚、上述の様に塑性変形部１７を形成する上記各玉１１、１１は、通常数量を多く製作している為、この様に製作された多数の玉１１、１１のうちから径寸法の大小によって仕分けをする事で、径寸法の差が非常に少ない（殆どない）玉１１、１１を揃える事ができる。この為、前記伸縮軸１６を構成する玉１１、１１として同寸法のものを多数入手する事や、この伸縮軸１６を構成する玉１１、１１とは別で、この玉１１、１１と同大且つ同形状の玉１１、１１を多数入手する事は、容易且つ低コストで行える。何れにしても、上述の様な塑性変形部１７の形成は、上記伸縮軸１６の使用開始に先立って行う。又、上記伸縮軸１６を構成する玉１１、１１により塑性変形部１７を形成した場合には、この塑性変形部１７を形成した状態で、完成状態となる。

一方、上記伸縮軸１６を構成する玉１１、１１とは別で、この玉１１、１１と同大且つ同形状の玉１１、１１により塑性変形部１７を形成した場合には、この塑性変形部１７を形成した後、図６に示す様に、この塑性変形部１７を形成した玉１１、１１を取り出す。そして、この様に玉１１、１１を取り出してから、伸縮軸１６を構成する玉１１、１１を組み付けた状態で、完成状態となる。上述した様に、同大且つ同形状の玉１１、１１は容易且つ安価に入手できる為、上記塑性変形部１７の形成は、上記伸縮軸１６を構成する玉１１、１１を用いて行っても良いし、この伸縮軸１６を構成する玉１１、１１とは別で、この玉１１、１１と同大且つ同形状の玉１１、１１を用いて行っても良い（塑性変形部１７を形成する玉１１、１１と完成後の状態での玉１１、１１とを同じものとしても良いし、互いに異なる玉１１、１１としても良い）。

又、本例の場合には、図６に示す様に、上記塑性変形部１７の端部に、伸縮軸１６を構成する玉１１、１１、又は、この伸縮軸１６を構成する玉１１、１１とは別で、この玉１１、１１と同大且つ同形状の玉１１、１１の転動面に倣った段差凹面部２０を形成している。この為に、本例の場合には、上記各玉１１、１１と上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａとの相対変位を、このインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａのうちで塑性変形部１７を形成する凹溝１２ａ、１３ａの軸方向全長に亙って行わず（凹溝１２ａ、１３ａの軸方向全長に亙って塑性変形部１７を形成せずに）、この凹溝１２ａ、１３ａの途中で終える様にしている。そして、この様な相対変位に基づいて上記塑性変形部１７を形成する事により、この塑性変形部１７の端部に、伸縮軸１６を構成する玉１１、１１、又は、この伸縮軸１６を構成する玉１１、１１とは別で、この玉１１、１１と同大且つ同形状の玉１１、１１の転動面に倣った段差凹面部２０を形成している。尚、この様な段差凹面部２０は、各玉１１、１１と当接する事によりこれら各玉１１、１１の変位を制限し、前記インナシャフト９ａとアウタシャフト１０ａとがそれ以上相対変位しない様にする。即ち、この様な各玉１１、１１と各段差凹面部２０との当接に基づいて、これらインナシャフト９ａとアウタシャフト１０ａとの相対変位量（伸縮軸の伸縮量）を規制している。

又、上述の様な塑性変形部１７は、次の様に形成する。即ち、図９に示す様に、上記玉１１と上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａとを相対変位させる作業を、上記インナ、アウタ両シャフト９ａ、１０ａ同士の間にトルク（回転力）Ｔを加えた状態で行う。即ち、上記インナ側凹溝１２ａと上記アウタ側凹溝１３ａとの間に、伸縮軸１６を構成する玉１１、１１、又は、この伸縮軸１６を構成する玉１１、１１とは別で、この玉１１、１１と同大且つ同形状の玉１１、１１を組み付けた状態で、上記インナ、アウタ両シャフト９ａ、１０ａ同士の間に何れかの方向のトルクＴを加えつつ（インナシャフト９ａ又はアウタシャフト１０ａに時計方向のトルクＴを加えつつ、或は、反時計方向のトルクを加えつつ）、このインナシャフ９ａとアウタシャフト１０ａとを互いに軸方向に相対変位させる。或は、前述の図５、７、８に示す様に、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａ同士の間に上記玉１１、１１を押し込み治具１８により押し込みつつ、図９に示す様に、同じく上記インナ、アウタ両シャフト９ａ、１０ａ同士の間に何れかの方向のトルクＴを加える。そして、この様にトルクＴを加えつつ相対変位させる事により、上記各玉１１、１１の転動面と上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの内面とに高い面圧を加えつつ、上記塑性変形部１７を形成する。

上述の様に構成する本例の場合には、圧痕を生じにくくでき、伸縮を円滑に行える構造を、低コストで実現できる。
即ち、インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａ同士の間に設けられた各玉１１、１１が、これらインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの内面に形成した塑性変形部１７と接触した状態でトルク伝達が行われる為、この接触部の面積の増大、延いては、面圧の低下を図れる。即ち、図３の（イ）に示す様に、塑性変形部１７を設けた構造の場合には、同図の（ロ）に示す様な、塑性変形部１７を設けていない構造に比べ、上記接触部の面積の増大、延いては、面圧の低下を図れる。この為、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａに圧痕を生じにくくでき、インナシャフト９ａとアウタシャフト１０ａとの相対変位（伸縮軸の伸縮）を円滑に行える。

又、上記塑性変形部１７は、例えば図４に示した様に、伸縮軸１６を構成する玉１１、１１、又は、この伸縮軸１６を構成する玉１１、１１とは別で、この玉１１、１１と同大且つ同形状の玉１１、１１の転動面と上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの内面とを当接させた状態で、これら各面を、上記伸縮軸１６の軸方向に相対変位させる事により形成できる。即ち、互いに組み合わされたインナ、アウタ各シャフト９ａ、１０ａのインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの形状に対応した（一品一様の）塑性変形部１７を、上記玉１１により形成できる。ここで、同大且つ同形状の玉１１、１１は、上述した様に容易に入手できる為、上述の様な塑性変形部１７を形成した構造を安価に製造できる他、組み付け状態で、上記塑性変形部１７と上記各玉１１、１１との位置関係がずれる事も防止できる。この為、この面からも、過大面圧の防止、延いては、圧痕が生じる事を防止できる。しかも、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａは、上記塑性変形部１７の形成に伴って加工硬化する為、この面からも、圧痕を生じにくくできる。

［実施の形態の第２例］
図１０〜１１は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合は、インナ、アウタ両シャフト９ａ、１０ａの円周方向等間隔６個所位置に、それぞれインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａを形成している。又、６本のインナ側凹溝１２ａ、１２ａのうちの３本のインナ側凹溝１２ａ、１２ａの内面と各玉１１、１１の転動面との間に、これら各玉１１、１１をアウタ側凹溝１３ａ、１３ａの内面に向けて押し付ける為の弾性部材２１、２１を設けている。この様な本例の場合には、これら各弾性部材２１、２１により押し付けられた各玉１１、１１により、インナ、アウタ両シャフト９ａ、１０ａが円周方向や径方向にがたつくのが防止される。又、大きなトルクが加わると、上記各弾性部材２１、２１が設置されていないインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａに配置された各玉１１、１１の転動面と、これらインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの内面との当接に基づいて、上記大きなトルクの伝達が行われる。この様な本例の場合も、少なくとも、この様な大きなトルク伝達を行うインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの内面に、塑性変形部１７（図１１）を予め形成している。尚、図１１の破線は、この塑性変形部１７が形成される前の形状を、同じく実線は、塑性変形部１７が形成された後の（塑性変形１７の形成に伴いその端縁が盛り上がった）状態を、それぞれ示している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第３例］
図１２は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合は、インナ、アウタ両シャフト９ａ、１０ａの円周方向等間隔３個所位置に、それぞれインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａを形成している。又、これと共に、これらインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの内面に塑性変形部１７（図２等参照）を形成している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第４例］
図１３は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合は、インナ、アウタ両シャフト９ａ、１０ａの円周方向等間隔４個所位置に、それぞれインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａを形成している。又、これと共に、これらインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの内面に塑性変形部１７（図２等参照）を形成している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第５例］
図１４は、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合は、上述した実施の形態の第４例（図１３）と同様に、インナ、アウタ両シャフト９ａ、１０ａの円周方向等間隔４個所位置に、それぞれインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａを形成している。但し、本例の場合には、４本のインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａのうちの、２本のインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａ同士の間に、複数の玉１１、１１を設けている。塑性変形部１７（図２等参照）は、これら各玉１１、１１を設けたインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの内面に形成している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１、４例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第６例］
図１５は、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合は、前述した実施の形態の第４例（図１３）と同様に、インナ、アウタ両シャフト９ｂ、１０ａの円周方向等間隔４個所位置に、それぞれインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａを形成している。そして、本例の場合には、インナシャフト９ｂを充実（中実）シャフトとしている（第４例の様な中空シャフトとしていない）。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１、４例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第７例］
図１６は、本発明の実施の形態の第７例を示している。上述した実施の形態の第６例（図１５）の場合は、４本のインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの総てに、複数の玉１１、１１を設けている。これに対して、本例の場合には、インナ側凹溝１２ａ、１２ａを２本にすると共に、これら２本のインナ側凹溝１２ａ、１２ａと、これら各インナ側凹溝１２ａ、１２ａと対向する各アウタ側凹溝１３ａ、１３ａとの間にのみ、上記各玉１１、１１を設けている。塑性変形部１７（図２等参照）は、これら各玉１１、１１を設けたインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの内面に形成している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１、４例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第８例］
図１７は、本発明の実施の形態の第８例を示している。本例の場合には、インナ、アウタ両シャフト９ａ、１０ａの円周方向等間隔３個所位置に、それぞれインナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａを、円周方向に関して隣接する状態で２本ずつ、合計６本形成している。この様な本例の場合も、上記インナ側、アウタ側各凹溝１２ａ、１３ａの内面に、塑性変形部１７（図２等参照）を予め形成している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第９例］
図１８は、本発明の実施の形態の第９例を示している。上述の実施の形態の第８例の場合は、アウタシャフト１０ａの外周面を円筒面としているのに対して、本例の場合には、アウタシャフト１０ｂの外周面を、このアウタシャフト１０ｂの内周面に倣った形状としている（アウタシャフト１０ｂの肉厚を、全周に亙って略同じとしている）。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第８例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第１０例］
図１９〜２０は、本発明の実施の形態の第１０例を示している。前述の実施の形態の第１〜９例の場合は、転動体として玉１１、１１を使用しているのに対して、本例の場合には、転動体として円筒ころ２２、２２を使用している。この為に、本例の場合には、インナシャフト９ｃの外周面の円周方向複数個所（３個所）に、このインナシャフト９ｃの軸方向に亙り平面状のインナ側案内部２３、２３を、それぞれ形成している。又、アウタシャフト１０ｃの内周面の円周方向複数個所（３個所）で上記各インナ側案内部２３、２３と整合する位置に、このアウタシャフト１０ｃの軸方向に亙り平面状のアウタ側案内部２４、２４を、それぞれ形成している。そして、上記各インナ側案内部２３、２３と各アウタ側案内部２４、２４との間に、上記各円筒ころ２２、２２を設けている。

この様な本例の場合も、上記インナ側、アウタ側各案内部２３、２４の互いに対向する案内面に、図２０に詳細に示す様に、塑性変形部１７ａを予め形成している。即ち、上記インナ側案内部２３、２３と上記アウタ側案内部２４、２４との間で、伸縮軸１６を構成する円筒ころ２２、２２、又は、この伸縮軸１６を構成する円筒ころ２２、２２とは別で、この円筒ころ２２、２２と同大且つ同形状の円筒ころ２２、２２を、これらインナ側、アウタ側各案内部２３、２４の各案内面に当接させた状態で、これらインナ側、アウタ側各案内部２３、２４に対し、伸縮軸１６の軸方向に相対変位させる。そして、この相対変位と、上記各円筒ころ２２、２２の転動面と上記各案内面との当接に基づいて、図２１に破線で示す状態から実線で示す状態に塑性変形させ、これら各案内面に上記塑性変形部１７ａを形成している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１〜９例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングギヤユニット
３ ステアリングシャフト
４ａ、４ｂ 自在継手
５ 中間シャフト
６ 入力軸
７ タイロッド
８ 電動モータ
９、９ａ、９ｂ、９ｃ インナシャフト
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ アウタシャフト
１１ 玉
１２、１２ａ インナ側凹溝
１３、１３ａ アウタ側凹溝
１４ 凹部
１５ 段差部
１６ 伸縮軸
１７、１７ａ 塑性変形部
１８ 押し込み治具
１９ 保持器
２０ 段差凹面部
２１ 弾性部材
２２ 円筒ころ
２３ インナ側案内部
２４ アウタ側案内部

Claims (1)

1. 外周面の円周方向の少なくとも１個所に、インナ側案内部を軸方向に設けたインナシャフトと、内周面の円周方向の少なくとも１個所で上記インナ側案内部と整合する位置に、アウタ側案内部を軸方向に設けた、上記インナシャフトを挿入自在なアウタシャフトと、上記インナ側案内部と上記アウタ側案内部との間に設けられた複数の転動体とを備え、上記インナシャフトと上記アウタシャフトとを、互いの間での回転力の伝達及び軸方向の相対変位を可能に組み合わせた伸縮軸の製造方法であって、
   上記インナ側案内部と上記アウタ側案内部との間で、伸縮軸を構成する転動体又はこの伸縮軸を構成する転動体と別で、この転動体と同大且つ同形状の転動体を、これらインナ側案内部とアウタ側案内部とのうちの少なくとも何れかの案内部の案内面に当接させた状態で、これらインナ側、アウタ側各案内部に対し、上記伸縮軸の軸方向に相対変位させる作業を、上記インナ、アウタ両シャフト同士の間にトルクを加えた状態で行い、当該案内部の案内面に、上記転動体との当接に基づく塑性変形部を、この案内面のうちの少なくとも上記伸縮軸の使用時に上記各転動体が上記案内面に対し相対変位する範囲に形成する事を特徴とする伸縮軸の製造方法。

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