JP5419747B2 - スプライン伸縮軸の製造方法、スプライン伸縮軸及び車両操舵用伸縮軸 - Google Patents

Description

本発明は、スプライン伸縮軸の製造方法、上記製造方法を用いて製造されたスプライン伸縮軸及び車両操舵用伸縮軸に関する。

例えば、車両用操舵装置の中間軸（インターミディエイトシャフト）では、路面からの振動をステアリングホイールに伝達しないように、軸方向の変位を吸収する機能が要求される。また、ステアリングホイールを一端に連結するステアリングシャフトでは、ステアリングホイールの位置調整のために、軸方向に伸縮する機能を要求される場合がある。このため、車両操舵用の中間軸やステアリングシャフトとして、スプライン伸縮軸が用いられる。

この種のスプライン伸縮軸としては、スムーズに摺動し、ガタつきを生じないことが必要である。
そこで、スプラインの歯面にナイロンを含む樹脂の被膜を形成した車両操舵用伸縮軸が提案されている（例えば特許文献１を参照）。

特開２００５−１５３６７７号公報

しかしながら、各スプラインの両側に配置される一対の歯面の一方と他方とで、樹脂のの被膜の膜厚が不均一になるという問題があった。
このため、膜厚の薄い側の被膜が早期に摩耗して消滅し、金属の地肌が露出する。その結果、伸縮軸の内軸と外軸とがスムーズに摺動できなくなるため、耐久性が悪くなる。また、伸縮軸が車両操舵用伸縮軸である場合には、操舵フィーリングが悪くなる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、長期にわたってスムーズに伸縮することができ耐久性に優れたスプライン伸縮軸の製造方法およびスプライン伸縮軸を提供することを目的とする。また、本発明は、耐久性に優れ、且つ長期にわたって良好な操舵フィーンリグを維持することができる車両操舵用伸縮軸を提供することを目的とする。

本願発明者は、金属スプラインの少なくとも歯面に樹脂層が被覆された製造用中間体およびブローチの一方を他方に所定の嵌合方向に沿ってプレスフィットで嵌合させることにより、上記樹脂層を削って樹脂被膜を成形する手法を採用するに際して、製造用中間体およびブローチ間の回転方向の中心位置および位相のずれが、成形される樹脂被膜の膜厚が不均一となる原因であると考えた。そこで、金属スプラインにおいて樹脂被膜を設けない部分を位相合わせの基準とすることも考えられるが、製造用中間体とこれを保持する保持治具との位相ずれや、保持治具とブローチとの間の位相ずれが生じていると、上記膜厚を精度良く均等にすることは困難である。

本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、上記目的を達成するため、本発明は、金属スプライン（４１；４１０）の少なくとも歯面に被覆された樹脂層（４２；４２０）によってスプライン（４４；４４０）の歯面が形成された製造用中間体（４３；４３０）およびブローチ（４５；４５０）の一方を他方に所定の嵌合方向（Ｙ１；Ｙ２）に沿ってプレスフィットで嵌合させることにより、上記樹脂層を削って樹脂被膜（３９；１３９）を成形する被膜成形工程を備え、上記製造用中間体の上記樹脂層が被覆された上記スプラインの嵌合方向側の端部（４４ａ；４４０ａ）の歯厚（ｔ２；Ｔ２）が、上記嵌合方向に向かうにしたがって漸減されており、上記製造用中間体および型の少なくとも一方が、保持治具（４７）によって、上記製造用中間体およびブローチの中心軸線が一致するように、上記製造用中間体およびブローチの上記少なくとも一方の中心軸線（４９；４８０）の回りに回転可能に支持されており、上記製造用中間体およびブローチの上記少なくとも一方の端面に設けられた円孔（５３）に、上記保持治具の治具本体に設けられた円錐状凸部（５１）が線接触し、上記円孔および上記円錐状凸部は、上記製造用中間体およびブローチの上記少なくとも一方の中心軸線に一致する中心軸線（５１ａ）を有し、上記保持治具の治具本体に回転可能に支持された複数の弾性ローラ（５２）が、上記製造用中間体およびブローチの上記少なくとも一方の外周（４３ｃ）に弾性接触していることを特徴とする（請求項１）。

ブローチとしては、製造用中間体が内軸製造用中間体である場合には、内軸製造用中間体の外面（外表面）を仕上げる表面ブローチが用いられ、製造用中間体が外軸製造用中間体である場合には、外軸製造用中間体の内面を仕上げる内面ブローチが用いられる。
本発明では、製造用中間体の樹脂層が被覆されたスプラインの嵌合方向側の端部の歯厚が嵌合方向に向かうにしたがって漸減されており、例えば製造用中間体が周方向に浮動支持されているので、製造用中間体およびブローチの嵌合の開始に伴って、製造用中間体およびブローチのスプラインが自動的に最適な位相に調整される。その結果、製造用中間体の各スプラインにおいて周方向に対向する一対の歯面の樹脂被膜の膜厚を互いに等しくすることができる。すなわち、偏りのない均一な膜厚の樹脂被膜を有する軸を得ることができる。したがって、当該軸を用いたスプライン伸縮軸として、長寿命を達成することができる。

また、上記金属スプラインの軸方向（Ｘ１；Ｘ２）の端部（４１ａ；４１０ａ）の歯厚（ｔ１；Ｔ１）が、軸方向の先端に向かうにしたがって漸減されている場合がある（請求項２）。この場合、金属スプラインに樹脂層を被覆することにより、製造用中間体において、嵌合方向側の端部の歯厚が嵌合方向に向かうにしたがって漸減されたスプラインを容易に得ることができる。

上記スプライン伸縮軸の製造方法を用いて製造されたスプライン伸縮軸（５；５Ａ）であれば（請求項３）、耐久性に優れている点で、好ましい。スプライン伸縮軸としては、操舵軸、中間軸、プロペラシャフトを例示することができる。
上記スプライン伸縮軸の製造方法を用いて製造された車両操舵用伸縮軸であれば（請求項４）、操舵フィーリングが良く、耐久性に優れている。車両操舵用伸縮軸としては、操舵軸、中間軸を例示することができる。

なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の一実施の形態のスプライン伸縮軸としての中間軸を有する車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。 中間軸の一部破断側面図である。 図２のIII −III 線に沿う断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は中間軸の製造工程を順次に示す概略図である。 （ａ）は芯金の外スプラインの軸方向端部の斜視図であり、（ｂ）は上記芯金の外スプラインに樹脂を被覆して形成された、内軸製造用中間体の外スプラインの挿入側端部の斜視図である。 樹脂層が被覆された内軸製造用中間体の断面図である。 （ａ）は樹脂層が被覆された内軸製造用中間体の外スプラインの挿入側端部の斜視図であり、（ｂ）は内軸製造用中間体の外スプラインと表面ブローチのスプライン溝との位相が一致した状態で、圧入開始直前の内軸製造用中間体の外スプラインの挿入側端部の先端と表面ブローチのスプライン溝との位置関係を示す概略図である。 内軸製造用中間体を浮動支持する保持治具の概略図である。 表面ブローチおよび表面ブローチの加工孔への圧入により成形された樹脂被膜を有する内軸の断面図である。 本発明の別の実施の形態のスプライン伸縮軸としての中間軸の断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は図１０の中間軸の製造工程を順次に示す概略図である。 （ａ）は金属スリーブの外スプライン（金属スプライン）の軸方向端部の斜視図であり、（ｂ）は上記金属スリーブの外スプライン（金属スプライン）に樹脂を被覆して形成された、外軸製造用中間体の内スプラインの嵌合方向側の端部の斜視図である。 外軸製造用中間体の内スプライン溝と内面ブローチの外スプラインとの位相が一致した状態で、圧入開始直前の内面ブローチの外スプラインの嵌合方向側の端部の先端と外軸製造用中間体の内スプライン溝との位置関係を示す概略図である。

本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態のスプライン伸縮軸が適用された中間軸を有する車両用操舵装置の概略構成図である。図１を参照して、車両用操舵装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結された操舵軸３と、操舵軸３に自在継手４を介して連結されたスプライン伸縮軸としての中間軸５と、中間軸５に自在継手６を介して連結されたピニオン軸７と、ピニオン軸７の端部近傍に設けられたピニオン７ａに噛み合うラック８ａを有する転舵軸としてのラック軸８とを備えている。

ピニオン軸７およびラック軸８を含むラックアンドピニオン機構によって、転舵機構Ａ１が構成されている。ラック軸８は、車体側部材９に固定されたハウジング１０によって、車両の左右方向に沿う軸方向（紙面とは直交する方向）に移動可能に、支持されている。ラック軸８の各端部は、図示していないが、対応するタイロッドおよび対応するナックルアームを介して対応する転舵輪に連結されている。

操舵軸３は、同軸上に連結された第１操舵軸１１と第２操舵軸１２とを備えている。第１操舵軸１１は、スプライン結合を用いて、同伴回転可能に且つ軸方向に相対摺動可能に嵌合されたアッパーシャフト１３およびロアーシャフト１４を有している。アッパーシャフト１３およびロアーシャフト１４の何れか一方が内軸を構成し、他方が筒状の外軸を構成している。

また、第２操舵軸１２は、ロアーシャフト１４と同伴回転可能に連結された入力軸１５と、自在継手４を介して中間軸５に連結された出力軸１６と、入力軸１５および出力軸１６を相対回転可能に連結するトーションバー１７とを有している。
操舵軸３は、車体側部材１８，１９に固定されたステアリングコラム２０によって、図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。

ステアリングコラム２０は、軸方向に相対移動可能に嵌め合わされた筒状のアッパージャケット２１および筒状のロアージャケット２２と、ロアージャケット２２の軸方向下端に連結されたハウジング２３とを備えている。ハウジング２３内には、操舵補助用の電動モータ２４の動力を減速して出力軸１６に伝達する減速機構２５が収容されている。
減速機構２５は、電動モータ２４の回転軸（図示せず）と同行回転可能に連結された駆動ギヤ２６と、駆動ギヤ２６に噛み合い出力軸１６と同伴回転する被動ギヤ２７とを有している。駆動ギヤ２６は例えばウォーム軸からなり、従動ギヤ２７は例えばウォームホイールからなる。

ステアリングコラム２０には、車両後方側のアッパーブラケット２８および車両前方側のロアーブラケット２９を介して車体側部材１８，１９に固定されている。アッパーブラケット２８は、後述するコラムブラケットを介してステアリングコラム２０のアッパージャケット２１に固定可能とされている。アッパーブラケット２８は、車体側部材１８から下方に突出する固定ボルト（スタッドボルト）３０と、当該固定ボルト３０に螺合するナット３１と、アッパーブラケット２８に離脱可能に保持されたカプセル３２とを用いて、車体側部材１８に固定されている。

ロアーブラケット２９は、ステアリングコラム２０のロアージャケット２２に固定されいる。また、ロアーブラケット２９は、車体側部材１９から突出する固定ボルト（スタッドボルト）３３と当該固定ボルト３３に螺合するナット３４とを用いて、車体側部材１９に固定されている。
図１および図２を参照して、スプライン伸縮軸としての中間軸５は、内軸３５と筒状の外軸３６とを軸方向Ｘ１に沿って摺動可能に且つトルク伝達可能にスプライン嵌合させて形成されている。内軸３５および外軸３６の何れか一方がアッパーシャフトを構成し、他方がロアーシャフトを構成する。本実施の形態では、外軸３６がアッパーシャフトとして自在継手４に連結されており、内軸３５がロアーシャフトとして自在継手６に連結されている。

本実施の形態では、スプライン伸縮軸を車両操舵用伸縮軸としての中間軸５に適用した場合に則して説明するが、本発明のスプライン伸縮軸を車両操舵用伸縮軸としての第１操舵軸１１に適用し、第１操舵軸１１にテレスコピック調整機能や衝撃吸収機能を果たさせるようにしてもよい。また、本実施の形態では、車両用操舵装置１が電動パワーステアリング装置である場合に則して説明するが、本発明のスプライン伸縮軸をマニュアルステアリングの車両用操舵装置に適用するようにしてもよい。

図２および図３を参照して、内軸３５の外周３５ａに設けられた外スプライン３７と、外軸３６の内周３６ａに設けられた内スプライン３８とが互いに嵌合している。図３に示すように、外スプライン３７の少なくとも歯面３７ａに、樹脂被膜３９が形成されている。具体的には、内軸３５の芯金４０の周囲に被覆された樹脂被膜３９の少なくとも一部によって、外スプライン３７の少なくとも歯面３７ａが形成されている。

上記の中間軸５を製造する工程の要部について、概略図である図４に基づいて説明する。
まず、図４（ａ）に示す鍛造工程では、素材を鍛造することにより、金属スプラインとしての外スプライン４１が形成された軸状の芯金４０を得る。
図５（ａ）に示すように、芯金４０の外スプライン４１の軸方向Ｘ１の端部４１ａ（外スプライン４１の先端４１ｂから所定距離離隔するまでの部分に相当）の歯厚ｔ１（芯金４０の所定の径方向位置での歯厚であり、例えば、図５（ａ）では歯先４１ｃに対応する歯厚として示してある）が、軸方向Ｘ１の先端４１ｂに向かうにしたがって漸減されている。

また、芯金４０の外スプライン４１の軸方向Ｘ１の端部４１ａ（先端４１ｂから所定距離離隔するまでの部分に相当）の歯たけｈ１が、軸方向Ｘ１の先端４１ｂに向かうにしたがって漸減されている。
図４（ａ）および図５（ａ）に示す芯金４０に外スプライン４１の少なくとも歯面に樹脂コーティングのための前処理を施した後、前処理が施された芯金４０の外スプライン４１の少なくとも歯面に、図４（ｂ）に示す被覆工程において、樹脂層４２をコーティングすることにより、内軸製造用中間体４３を得る。樹脂層４２の表面によって内軸製造用中間体４３の外スプライン４４の表面が形成されている。

上記の前処理としては、例えば、芯金４０の外スプライン４１の歯面を平滑化するため、グリッドブラスト、プライマー塗布等の下地処理がある。
また、図４（ｂ）に示す被覆工程では、具体的には、前処理が施された芯金４０を加熱した後、樹脂粉末が流動状態にされた流動浸漬槽内に所定時間浸漬する。これにより、樹脂粉末が芯金４０に付着して熱で溶融することにより、芯金４０の外スプライン４１を覆うように樹脂層４２が、流動浸漬法により形成される。図６に示すように、内軸製造用中間体４３において、樹脂層４２の表面（内軸製造用中間体４３の外スプライン４４の表面に相当）の形状は、芯金４０の外スプライン４１の形状と略相似形をなしている。

また、図５（ｂ）に示すように、内軸製造用中間体４３の外スプライン４４の嵌合方向側の端部としての挿入側端部４４ａ（外スプライン４４の先端４４ｂから所定距離離隔するまでの部分に相当）の歯厚ｔ２（内軸製造用中間体４３の所定の径方向位置での歯厚であり、例えば、図５（ｂ）に示すように歯先４４ｃに対応する歯厚）が、嵌合方向としての挿入方向Ｙ１の先端４４ｂに向かうにしたがって漸減されている。図７（ａ）に示すように、外スプライン４４の挿入側端部４４ａの最小歯厚ｔ２’は、外スプライン４４の先端４４ｂにおいて歯先４４ｃの位置に対応する歯厚である。

また、図５（ｂ）を参照して、内軸製造用中間体４３の外スプライン４４の挿入側端部４４ａ（先端４４ｂから所定距離離隔するまでの部分に相当）の歯たけｈ２が、挿入方向Ｙ１の先端４４ｂに向かうにしたがって漸減されている。
すなわち、図５（ｂ）の内軸製造用中間体４３の外スプライン４４の挿入側端部４４ａが、図５（ａ）の芯金４０の外スプライン４１の軸方向Ｘ１の端部４１ａを樹脂層４２で被覆して構成されるので、内軸製造用中間体４３の外スプライン４４の挿入側端部４４ａが、芯金４０の外スプライン４１の軸方向Ｘ１の端部４１ａと相似形に形成されることになる。

上記樹脂層４２を形成する樹脂としては、ポリアミド、ポリアセタールなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。上記の流動浸漬法に代えて、樹脂層４２を射出成形するようにしてもよい。
次いで、図４（ｃ）に示す被膜成形工程では、樹脂層４２が形成された内軸製造用中間体４３を表面ブローチ４５の加工孔４６内に圧入する。

内軸製造用中間体４３および表面ブローチ４５の少なくとも一方が、周方向に浮動支持されている。例えば表面ブローチ４５が固定されており、内軸製造用中間体４３は、保持治具４７によって内軸製造用中間体４３の中心軸線４８の回りに回転可能に支持されている。すなわち、内軸製造用中間体４３は周方向Ｒ１に浮動支持されている。また、保持治具４７は、内軸製造用中間体４３の中心軸線４８と表面ブローチ４５の中心軸線４９（加工孔４６の中心軸線）とが一致するように、内軸製造用中間体４３を支持している。

保持治具４７としては、図８に示すように、治具本体５０と、その治具本体５０に設けられた円錐状凸部５１と、治具本体５０によって回転可能に支持された複数の弾性ローラ５２とを備えている。
円錐状凸部５１の中心軸線５１ａは、表面ブローチ４５の中心軸線４９とは同一軸線上にある。一方、内軸製造用中間体４３の端面４３ａには、内軸製造用中間体４３の中心軸線４８を中心とする円孔５３が設けられており、その円孔５３に、保持治具４７の円錐状凸部５１が挿入され、円錐状凸部５１が円孔５３の周縁に線接触している。その結果、保持治具４７が、内軸製造用中間体４３の中心軸線４８と表面ブローチ４５の中心軸線４９とが一致するように、内軸製造用中間体４３を支持している。上記複数の弾性ローラ５２は、内軸製造用中間体４３の端部４３ｂの外周４３ｃに弾性的に接触し、内軸製造用中間体４３を回転可能に保持している。

保持治具４７を図示しない加圧部材で、表面ブローチ４５側へ押圧することにより、内軸製造用中間体４３を表面ブローチ４５の加工孔４６内に圧入する。
また、図７（ｂ）に示すように、表面ブローチ４５の加工孔４６の内スプライン溝５４は、内軸製造用中間体４３の最小歯厚ｔ２’の存在する径方向位置と同じ径方向位置において、溝幅ｗ１を有している。最小歯厚ｔ２’が溝幅ｗ１よりも小さくされている（すなわち、ｔ２’＜ｗ１）。その一方で、上述したように、内軸製造用中間体４３は周方向Ｒ１に浮動支持されている。

したがって、図４（ｃ）の被膜成形工程において、表面ブローチ４５に対して内軸製造用中間体４３の圧入の開始に伴って、内軸製造用中間体４３の外スプライン４４が、加工孔４６の内スプライン溝５４に対して自動的に最適な位置および位相に調整される。
このように最適な位置および位相に調整された状態で、図９に示すように、破線で示す樹脂層４２の余剰部分４２ａが削り取られ、図４（ｃ）に示すように、余剰部分４２ａが、かんな屑のようにして、表面ブローチ４５外に排出される。

外スプライン４４および内スプライン溝５４が最適な位相に調整されているので、図９に示すように、表面ブローチ４５内で成形された樹脂被膜３９に関して、内軸３５の外スプライン３７の周方向Ｒ１に対向する一対の歯面３７ａ，３７ａの樹脂被膜３９の膜厚Ｐ１，Ｐ２を互いに等しくすることができる（Ｐ１＝Ｐ２）。すなわち、偏りのない均一な膜厚の樹脂被膜３９を有する内軸３５を得ることができる。

次いで、表面ブローチ４５から内軸３５を取り出し、図４（ｄ）に示すグリース塗布工程で、内軸３５の樹脂被膜３９の表面にグリース５５を塗布する。グリース５５が塗布された内軸３５を図４（ｅ）に示すように外軸３６に組み入れ、スプライン伸縮軸としての中間軸５が完成する。
本実施の形態によれば、図５（ｂ）に示すように、内軸製造用中間体４３の樹脂層４２が被覆された外スプライン４４の挿入側端部４４ａ（嵌合方向側の端部）の歯厚ｔ２が挿入方向Ｙ１（嵌合方向）に向かうにしたがって漸減されており、且つ図４（ｃ）に示すように、内軸製造用中間体４３が周方向Ｒ１に浮動支持されている。

したがって、表面ブローチ４５への内軸製造用中間体４３の圧入の開始に伴って、内軸製造用中間体４３の外スプライン４４が、表面ブローチ４５の加工孔４６の内スプライン溝５４に対して自動的に最適な中心位置および位相に調整される。その結果、図９に示すように、表面ブローチ４５内で形成された内軸３５の各外スプライン４４において周方向Ｒ１に対向する一対の歯面３７ａ，３７ａの樹脂被膜３９の膜厚Ｐ１，Ｐ２を互いに等しくすることができる。すなわち、偏りのない均一な膜厚の樹脂被膜３９を有する内軸３５を得ることができる。したがって、当該内軸３５を用いたスプライン伸縮軸である中間軸５として、長寿命を達成することができる。

また、図５（ａ）に示すように、芯金４０の外スプライン４１（金属スプライン）の軸方向Ｘ１の端部４１ａの歯厚ｔ１が、軸方向Ｘ１の先端４１ｂ側に向かうにしたがって漸減されているので、芯金４０の外スプライン４１（金属スプライン）に樹脂層４２を被覆することにより、図５（ｂ）に示すように、内軸製造用中間体４３において、挿入側端部４４ａの歯厚ｔ２が挿入方向Ｙ１に向かうにしたがって漸減された外スプライン４４を容易に得ることができる。

図３の実施のスプライン伸縮軸としての中間軸５では、内軸３５の外スプライン３７に樹脂被膜３９が形成されていたが、これに限らず、図１０の実施の形態のスプライン伸縮軸としての中間軸５Ａのように、外軸１３６の内スプライン１３８に樹脂被膜１３９が形成されてもよい。すなわち、外軸１３６では、金属スリーブ４００の金属スプラインとしての内スプライン４１０の少なくとも歯面に樹脂被膜１３９が形成されている。具体的には、外軸１３６の金属スリーブ４００の内周に被覆された樹脂被膜１３９の表面１３９ａの少なくとも一部によって、内スプライン１３８の少なくとも歯面１３８ａが形成されている。

上記の中間軸５Ａを製造する工程の要部について、概略図である図１１に基づいて説明する。
まず、図１１（ａ）に示すブローチ加工工程では、筒状素材の内周にブローチ加工を施すことにより、金属スプラインとしての内スプライン４１０が形成された筒状の金属スリーブ４００を得る。

図１２（ａ）に示すように、金属スリーブ４００の金属スプラインとしての内スプライン４１０の軸方向Ｘ２の端部４１ａ（内スプライン４１０の先端４１０ｂから所定距離離隔するまでの部分に相当）の歯厚Ｔ１（金属スリーブ４００の所定の径方向位置での歯厚であり、例えば、図１２（ａ）では歯先４１０ｃに対応する歯厚として示してある）が、軸方向Ｘ１の先端４１０ｂに向かうにしたがって漸減されている。

また、金属スリーブ４００の内スプライン４１０の軸方向Ｘ１の端部４１０ａ（先端４１０ｂから所定距離離隔するまでの部分に相当）の歯たけＨ１が、軸方向Ｘ１の先端４１０ｂに向かうにしたがって漸減されている。
図１１（ａ）および図１２（ａ）に示す金属スリーブ４００に内スプライン４１０の少なくとも歯面に樹脂コーティングのための前処理を施した後、前処理が施された金属スリーブ４００の内スプライン４１０の少なくもと歯面に、図１１（ｂ）に示す被覆工程において、樹脂層４２０をコーティングすることにより、外軸製造用中間体４３０を得る。樹脂層４２０の表面によって外軸製造用中間体４３０の内スプライン４４０の表面が形成されている。

上記の前処理としては、例えば、金属スリーブ４００の内スプライン４１０の歯面を平滑化するため、ショットブラスト、プライマー塗布等の下地処理がある。
また、図１１（ｂ）に示す被覆工程では、具体的には、前処理が施された金属スリーブ４００を加熱した後、流動浸漬槽内で浸漬し、金属スリーブ４００の内スプライン４１０を覆うように樹脂層４２０が、流動浸漬法により形成される。外軸製造用中間体４３０において、樹脂層４２０の表面（外軸製造用中間体４３０の内スプライン４４０の表面に相当）の形状は、金属スリーブ４００の金属スプラインとしての内スプライン４１０の形状と略相似形をなしている。

また、図１２（ｂ）に示すように、外軸製造用中間体４３０の内スプライン４４０の嵌合方向Ｙ２側の端部４４０ａ（内スプライン４４０の先端４４０ｂから所定距離離隔するまでの部分に相当）の歯厚Ｔ２（外軸製造用中間体４３０の所定の径方向位置での歯厚であり、例えば、図１２（ｂ）に示すように歯先４４０ｃに対応する歯厚）が、嵌合方向Ｙ２の先端４４０ｂに向かうにしたがって漸減されている。

また、図１２（ｂ）を参照して、外軸製造用中間体４３０の内スプライン４４０の嵌合側方向Ｙ２側の端部４４０ａ（先端４４０ｂから所定距離離隔するまでの部分に相当）の歯たけＨ２が、嵌合方向Ｙ２の先端４４０ｂに向かうにしたがって漸減されている。
すなわち、図１２（ｂ）の外軸製造用中間体４３０の内スプライン４４０の嵌合方向側Ｙ２の端部４４０ａが、図１２（ａ）の金属スリーブ４００の内スプライン４１０の軸方向Ｘ１の端部４１０ａを樹脂層４２０で被覆して構成されるので、外軸製造用中間体４３０の内スプライン４４０の嵌合方向Ｙ２側の端部４４０ａが、金属スーリブ４００の内スプライン４１０の軸方向Ｘ１の端部４１０ａと相似形に形成されることになる。

上記樹脂層４２０を形成する樹脂としては、ポリアミド、ポリアセタールなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。上記の流動浸漬法に代えて、樹脂層４２０を射出成形するようにしてもよい。
次いで、図１１（ｃ）に示す被膜成形工程では、軸状の内面ブローチ４５０が、樹脂層４２０が形成された外軸製造用中間体４３０内に圧入される。

外軸製造用中間体４３０および内面ブローチ４５０の少なくとも一方が、周方向に浮動支持されている。例えば外軸製造用中間体４３０を回転不能に支持し、内面ブローチ４５０が保持治具４７によって周方向Ｒ１に浮動支持されている。また、保持治具４７は、内面ブローチ４５０の中心軸線４８０と外軸製造用中間体４３０の中心軸線４９０とが一致するように、内面ブローチ４５０を支持している。

また、図１３に示すように、外軸製造用中間体４３０の内スプライン溝５４０は、内面ブローチ４５０の外周の外スプライン４５１の軸方向の先端の最小歯厚ｔ２０の存在する径方向位置と同じ径方向位置において、溝幅Ｗ２を有している。最小歯厚ｔ２０が溝幅Ｗ２よりも小さくされている（すなわち、ｔ２０＜Ｗ２）。その一方で、上述したように、内面ブローチ４５０は周方向Ｒ１に浮動支持されている。

したがって、図１１（ｃ）の被膜成形工程において、外軸製造用中間体４３０内への内面ブローチ４５０の圧入の開始に伴って、内面ブローチ４５０の外スプライン４５１が、外軸製造用中間体４３０の内スプライン４４０に対して自動的に最適な位置および位相に調整される。このように最適な位置および位相に調整された状態で、樹脂層４２０の余剰部分が削り取られる。

内スプライン４４０および外スプライン４５１が最適な位置および位相に調整されているので、樹脂被膜１３９に関して、外軸１３６の内スプライン１３８の周方向Ｒ１に対向する一対の歯面１３８ａ，１３８ａの樹脂被膜１３９の膜厚を互いに等しくすることができる。すなわち、偏りのない均一な膜厚の樹脂被膜１３９を有する外軸１３６を得ることができる。

次いで、図４（ｄ）に示すように自在継手６を結合した外軸１３６内に、グリースが塗布された内軸３５を図４（ｅ）に示すように組み入れ、スプライン伸縮軸としての中間軸５Ａが完成する。
上記のように、偏りのない均一な膜厚の樹脂被膜１３９を有する外軸１３６を得ることができるので、当該外軸１３６を用いたスプライン伸縮軸である中間軸５Ａとして、長寿命を達成することができる。

また、図１２（ａ）に示すように、金属スリーブ４００の内スプライン４１０（金属スプライン）の軸方向Ｘ２の端部４１０ａの歯厚Ｔ１が、軸方向Ｘ２の先端４１０ｂ側に向かうにしたがって漸減されているので、金属スリーブ４００の内スプライン４１０（金属スプライン）に樹脂層４２０を被覆することにより、図１２（ｂ）に示すように、外軸製造用中間体４３０において、嵌合方向Ｙ２側の端部４４０ａの歯厚Ｔ２が嵌合方向Ｙ２に向かうにしたがって漸減された内スプライン４４０を容易に得ることができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば本発明のスプライン伸縮軸を駆動力を伝達するプロペラシャフトに適用してもよい。
また、上記の実施の形態では、車両用操舵装置１が、操舵軸３に操舵補助力を付与する、いわゆるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置である場合に則して説明したが、ピニオン軸７に操舵補助力を付与する、いわゆるピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置であってもよいし、ラック軸８に操舵補助力を付与する、いわゆるラックアシスト式の電動パワーステアリング装置であってもよい。また、マニュアルステアリングの車両用操舵装置に適用するようにしてもよい。

１…車両用操舵装置、２…操舵部材、３…操舵軸、５，５Ａ…中間軸（スプライン伸縮軸）、１１…第１操舵軸、１２…第２操舵軸、１３…アッパーシャフト、１４…ロアーシャフト、２０…ステアリングコラム、３５…内軸、３５ａ…外周、３６，１３６…外軸、３７…外スプライン、３７ａ…歯面、３８，１３８…内スプライン、３８ａ，１３８ａ…歯面、３９，１３９…樹脂被膜、４０…芯金、４１…外スプライン（金属スプライン）、４１ａ…軸方向の端部、４１ｂ…先端、４２…樹脂層、４３…内軸製造用中間体、４４…外スプライン、４４ａ…挿入側端部（嵌合方向側の端部）、４４ｂ…先端、４５…表面ブローチ、４６…加工孔、４７…保持治具、４８…（製造用中間体の）中心軸線、４９…（表面ブローチの）中心軸線、５４…内スプライン溝、４００…金属スリーブ、４１０…内スプライン（金属スプライン）、４２０…樹脂層、４３０…外軸製造用中間体、４４０…内スプライン、４４０ａ…（嵌合方向側の）端部、４４０ｂ…先端、４５０…内面ブローチ、４５１…外スプライン、Ａ１…転舵機構、Ｘ１，Ｘ２…軸方向、Ｙ１…挿入方向（嵌合方向）、Ｙ２…嵌合方向、Ｒ１…周方向、ｔ１，Ｔ１…（金属スプラインの）歯厚、ｔ２…（内軸製造用中間体の外スプラインの）歯厚、Ｔ２…（外軸製造用中間体の内スプラインの）歯厚

Claims (4)

1. 金属スプラインの少なくとも歯面に被覆された樹脂層によってスプラインの歯面が形成された製造用中間体およびブローチの一方を他方に所定の嵌合方向に沿ってプレスフィットで嵌合させることにより、上記樹脂層を削って樹脂被膜を成形する被膜成形工程を備え、
   上記製造用中間体の上記樹脂層が被覆された上記スプラインの嵌合方向側の端部の歯厚が、上記嵌合方向に向かうにしたがって漸減されており、
   上記製造用中間体およびブローチの少なくとも一方が、保持治具によって、上記製造用中間体およびブローチの中心軸線が一致するように、上記製造用中間体およびブローチの上記少なくとも一方の中心軸線の回りに回転可能に支持されており、
   上記製造用中間体およびブローチの上記少なくとも一方の端面に設けられた円孔に、上記保持治具の治具本体に設けられた円錐状凸部が線接触し、上記円孔および上記円錐状凸部は、上記製造用中間体およびブローチの上記少なくとも一方の中心軸線に一致する中心軸線を有し、
   上記保持治具の治具本体に回転可能に支持された複数の弾性ローラが、上記製造用中間体およびブローチの上記少なくとも一方の外周に弾性接触していることを特徴とするスプライン伸縮軸の製造方法。
2. 請求項１において、上記金属スプラインの軸方向の端部の歯厚が、軸方向の先端に向かうにしたがって漸減されていることを特徴とするスプライン伸縮軸の製造方法。
3. 請求項１または２記載のスプライン伸縮軸の製造方法を用いて製造されたスプライン伸縮軸。
4. 請求項１または２記載のスプライン伸縮軸の製造方法を用いて製造された車両操舵用伸縮軸。

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