JP6622653B2 - スプライン伸縮軸の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はスプライン伸縮軸の製造方法に関する。

例えばステアリング装置のインタミー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が一端に連結されるステアリングシャフトでは、位置調整のために、軸方向に伸縮する機能が要求される。このため、インタミーディエイトシャフト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では、内軸と外軸とをスムーズに摺動させ、且つガタつきを生じないことが必要である。そこで、内軸の外歯部および外軸の内歯部の何れか一方の歯面に樹脂被膜を形成している。
通例、例えば外歯部を有する金属芯材軸の表面に流動浸漬法等で樹脂層を形成した後、樹脂層が形成された製造用中間体をダイスに挿通して、余剰の樹脂を削り取ることで、樹脂被膜を形成している。

ダイスに挿通するときに製造用中間体とダイスとが芯合わせが不十分であると、樹脂被膜の膜厚が周方向位置によって不均一になる。その場合、長期の使用で膜厚の薄い側が早期に摩耗して消滅し、金属の地肌が露出するため、スプライン伸縮軸がスムーズに摺動できなくなる。このため操舵フィーリングが悪化する。
製造用中間体とダイスとを正確に芯合わせするためには、製造用中間体に所定長さ以上の軸長の範囲に金属露出部があれば、その金属露出部を用いて芯合わせが可能である。

例えば、特許文献１では、内軸のスプライン軸部を、合成樹脂膜が被覆された第１軸部と、第１軸部よりも先端側に配置された金属軸部である第２軸部とで構成している。特許文献１の金属軸部である第２軸部を芯合わせに用いる場合には、芯合わせの精度を向上することが可能である。

国際公開第ＷＯ２０１５／１３７０３６号

しかしながら、金属軸部である第２軸部は、合成樹脂膜が被覆された第１軸部よりも小径であり、外軸の内歯部とは噛み合わされない。すなわち、第２軸部の軸長が、内軸と外軸との噛み合い長さに含まれないため、噛み合い長さも短く（少なく）なり、耐摩耗性に不利である。また、全長に制約のあるスプライン伸縮軸では、伸縮ストロークが制限されることになる。

本発明の目的は、伸縮ストロークを確保しつつ長期にスムーズな摺動を実現できるスプライン伸縮軸を提供することである。

請求項１の発明は、金属製の外歯部（６２）を環状に有する金属芯材（６０）、および金属製の内歯部（６２Ｐ）を環状に有する金属筒材（６０Ｐ）の何れか一方からなる製造用中間体の所定の軸方向領域（Ｌ１；Ｌ２）において周方向（Ｙ１）の円周等配に配置される一部の歯溝（Ｇ）を円周等配に配置された複数のマスキング部材（７０；７０Ｐ；７０Ｒ；７０Ｑ；７０Ｓ）によってそれぞれ覆うマスキング工程と、前記歯部の表面に合成樹脂を供給して樹脂層（４３Ａ；５３ＰＡ）を形成し、前記複数のマスキング部材で覆われた前記周方向の一部の歯溝の内面を円周等配に配置された複数の金属露出部（４４；５４Ｐ）として残す樹脂被覆工程と、前記樹脂層が形成された製造用中間体（４０Ａ；５０ＰＡ）を前記複数の金属露出部を介してブローチ（８０；８０Ｐ）に対して芯合わせした状態で、前記製造用中間体と前記ブローチとをプレスフィットで軸方向に相対摺動させることにより、前記樹脂層を削って樹脂被膜（４３；５３Ｐ）を形成する被膜形成工程と、を含むスプライン伸縮軸（５；５Ｐ）の製造方法を提供する。

なお、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等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記マスキング工程では、前記複数のマスキング部材（７０；７０Ｐ；７０Ｓ）の一端（７０ａ；７０Ｐａ；７０Ｓａ）間を連結する連結部材（７１；７１Ｐ；７１Ｓ）が、前記製造用中間体の軸方向の端面（６１ａ；６１ｄ）に当接されてもよい。

請求項３のように、前記マスキング工程では、各前記マスキング部材は、前記連結部材によって片持ち状に支持された状態で、前記連結部材の持つばね性によって対応する歯溝に弾性的に押圧されてもよい。
請求項４のように、前記マスキング工程では、各前記マスキング部材は、磁気吸引力で対応する歯溝に保持されてもよい。

請求項１の発明では、被膜形成工程では、樹脂被覆工程で形成された円周等配の金属露出部を用いて、製造用中間体をブローチに対して精度良く芯合わせすることができる。このため、被膜形成工程において、均一な樹脂被膜を形成することができる。したがって、スプライン伸縮軸において、長期にスムーズな摺動を確保することができる。また、金属露出部が配置される軸方向位置と同じ軸方向位置に配置される樹脂被膜も摺動領域として利用できるので、噛合する歯部が多くなり、樹脂被膜の耐摩耗性が良くなると共に、十分な伸縮ストロークを確保することができる。

請求項２の発明では、製造用中間体に対して複数のマスキング部材を一括して装着でき、作業性がよい。また、連結部材が製造用中間体の軸方向の端面に当接することで、マスキング部材を製造用中間体の軸方向に正確に位置決めすることができる。このため、金属露出部の軸方向位置を精度良く設定することができる。
請求項３の発明では、連結部材のばね性を用いてマスキング部材を歯溝に保持することができる。

請求項４の発明では、各マスキング部材を歯溝に容易に着脱し、保持することができる。

本発明の第１実施形態の製造方法により製造されたスプライン伸縮軸が中間軸に適用されたステアリング装置の概略構成の模式図である。 第１実施形態に係る中間軸の一部破断正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面の拡大図である。 図４（ａ）は、第１実施形態に係る内軸の側面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のｂ−ｂ断面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）のｃ−ｃ断面図である。 図５（ａ）〜（ｇ）は、第１実施形態において内軸の製造工程を示す概略図である。 図６（ａ）は、第１実施形態において、マスキング部材が装着された金属芯材の要部の概略側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のｂ−ｂ断面図であり、図６（ｃ）はマスキング部材を含むユニットの側面図である。 本発明の第２実施形態の製造方法により製造されたスプライン伸縮軸としての中間軸の要部の軸直角断面の拡大図である。 図８（ａ）は、第２実施形態に係る外軸の側面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のｂ−ｂ断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）のｃ−ｃ断面図である。 図９（ａ）〜（ｇ）は、第２実施形態において外軸の製造工程を示す概略図である。 図１０（ａ）は、第２実施形態において、マスキング部材が装着された金属筒材の要部の概略側面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のｂ−ｂ断面図であり、図１０（ｃ）はマスキング部材を含むユニットの側面図である。 図１１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の第３実施形態および第４実施形態に係るマスキング工程における金属芯材の概略断面図である。 図１２（ａ）は本発明の第５実施形態に係るマスキング工程における金属芯材の概略側面図である。図１２（ｂ）は、樹脂被覆工程を経て得られた製造用中間体の概略側面図である。 図１３（ａ）は本発明の第６実施形態に係るマスキング工程における金属芯材の概略側面図である。図１３（ｂ）はマスキング工程に用いられるマスキング部材を含むユニットの斜視図である。 図１４（ｆ１），（ｇ１）は、第２実施形態の図９（ｆ），（ｇ）の樹脂被膜形成工程の変更形態としての第７実施形態の樹脂被膜形成工程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。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の製造方法により製造されたスプライン伸縮軸が、中間軸（インターミディエイトシャフト）５に適用されたステアリング装置１の概略図である。

図１に示すように、ステアリング装置１は、ステアリングホイール２が一端に接続された操舵軸（ステアリングシャフト）３と、操舵軸３の周囲に配置されたステアリングコラム２０とを備える。
また、ステアリング装置１は、自在継手４を介して操舵軸３と接続されるスプライン伸縮軸としての中間軸５と、自在継手６を介して中間軸５と接続されたピニオン軸７と、ピニオン軸７のピニオン７ａと噛み合うラック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、ステアリングギヤ機構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、トルク伝達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と接続さされた出力軸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。
ステアリングコラム２０は、車体側部材１８，１９に固定されている。ステアリングコラム２０は、図示しない軸受を介して操舵軸３を回転可能に支持する。

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と一体回転する被動ギヤ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、被動ギヤ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に固定されている。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。
スプライン伸縮軸としての中間軸５は、内軸４０と、内軸４０とスプライン嵌合される外軸５０とを含む。内軸４０と外軸５０とは、互いにトルク伝達可能であり、軸方向Ｘ１に相対摺動可能である。外軸５０は、自在継手４を介して操舵軸３（具体的には第２操舵軸１２の出力軸１６）と接続される。内軸４０は、自在継手６を介してピニオン軸７に接続される。

本実施形態では、外軸５０がアッパーシャフトを構成し、内軸４０がロアーシャフトを構成する。ただし、内軸４０がアッパーシャフトを構成し、外軸５０がロアーシャフトを構成してもよい。
また、本実施形態では、本発明の製造方法により製造されたスプライン伸縮軸が中間軸５に適用された場合に則して説明するが、前記スプライン伸縮軸が第１操舵軸１１に適用され、第１操舵軸１１がテレスコピック調整機能や衝撃吸収機能を果たすものであってもよい。また、前記スプライン伸縮軸が、操舵補助力を用いないマニュアル操舵のステアリング装置に適用されてもよい。

図２は、中間軸５の一部破断正面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
図４（ａ）は第１実施形態に係る内軸の側面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のｂ−ｂ断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のｃ−ｃ断面図である。
図２および図４（ａ）に示すように、内軸４０は、軸方向Ｘ１の一端４０ａから所定長の範囲に、スプライン軸部４１を有する。図２に示すように、外軸５０は、スプライン軸部４１とスプライン嵌合されるスプライン穴部５１を有する。

図２に示すように、スプライン軸部４１の表面は、内軸４０の中心軸Ｃ１の周囲に配置される。スプライン軸部４１の表面には、外歯部としての雄スプライン４２が軸方向Ｘ１にストレートに延びて形成されている。
図４（ｂ）に示すように、内軸４０は、金属芯材６０を含む。金属芯材６０は、スプライン軸部４１の芯材となる金属製のスプライン軸部６１を有し、スプライン軸部６１の表面には、金属製の外歯部としての雄スプライン６２が形成されている。

図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、スプライン軸部４１の表面には、金属芯材６０の表面が露出する一部の領域としての金属露出部４４を除いて、樹脂被膜４３が形成されている。
すなわち、図４（ａ）に示すように、スプライン軸部４１の軸方向Ｘ１の端部４１ａから軸方向Ｘ１の所定長（少なくとも１０ｍｍ以上）の範囲にある軸方向領域Ｌ１において、図４（ｃ）に示すように、周方向Ｙ１に並んで配置される全歯溝のうちで、円周等配に配置された複数箇所（本実施形態では２箇所）の歯溝Ｇの内面に、金属露出部４４（金属芯材６０の雄スプライン６２の歯面に相当）が配置されている。すなわち、金属露出部４４は、スプライン軸部４１の周方向Ｙ１の円周等配の２箇所に配置される。

外軸５０は金属製で、図２および図３に示すように、外軸５０のスプライン穴部５１の内面は、外軸５０の中心軸Ｃ２（図２参照）の周囲に配置される。スプライン穴部５１の内面には、内歯部としての雌スプライン５２が、軸方向にストレートに延びて形成される。図３に示すように、内軸４０の雄スプライン４２の樹脂被膜４３で形成される歯面４２ｔが、外軸５０の雌スプライン５２の金属製の歯面５２ｔと噛み合わされる。

図４（ａ）において、スプライン軸部４１の金属露出部４４が設けられる軸方向領域Ｌ１も、外軸５０に対する摺動領域として利用される。すなわち、軸方向領域Ｌ１内の樹脂被膜［図４（ｃ）における樹脂被膜４３］と外軸５０の雌スプライン５２とは、軸方向Ｘ１に相対摺動する。
図５（ａ）〜（ｇ）は、内軸４０を製造する工程を示している。

まず、鍛造工程［図５（ａ）］で、素材を鍛造することにより、図５（ｂ）に示すように、雄スプライン６２を有するスプライン軸部６１が形成された金属芯材６０を得る。
次いで、図５（ｃ）に示すように、金属芯材６０にマスキング部材７０を取り付ける。具体的には、金属芯材６０の概略側面図である図６（ａ）に示すように、金属芯材６０の雄スプライン６２の径方向に対向する２箇所の歯溝Ｇに、それぞれマスキング部材７０を装着する。

図６（ａ）のｂ−ｂ断面図である図６（ｂ）に示すように、各マスキング部材７０は、断面が円形である。ただし、マスキング部材７０の断面は、台形その他の多角形形状である棒材であってもよい。
各マスキング部材７０の一端７０ａは、直線状の連結部材７１によって互いに連結されている。これにより、複数のマスキング部材７０と連結部材７１とを含む一体のユニットＵが形成されている。このため、マスキング部材７０を一括して金属芯材６０に取り付けることができて、作業性がよい。なお、連結部材７１は無くてもよい。

図６（ｃ）は、自由状態のユニットＵの側面図である。図６（ｃ）に示すように、連結部材７１は、両マスキング部材７０の一端７０ａを片持ち状に支持している。自由状態のユニットＵでは、両マスキング部材７０の他端７０ｂどうしの間隔が、両マスキング部材７０の一端７０ａ間の間隔よりも小さくなっている。
したがって、図６（ａ）に示すように、両マスキング部材７０の他端７０ｂどうしの間隔が拡げられた状態で金属芯材６０に装着されたときに、連結部材７１は、両マスキング部材７０の一端７０ａを支点として他端７０ｂどうしを互いに近づけるように弾性的に回動付勢するばね性を持つ。すなわち、各マスキング部材７０は、連結部材７１によって片持ち状に支持された状態で、連結部材７１の持つばね性によって対応する歯溝Ｇに弾性的に押圧されている。このため、各マスキング部材７０の、対応する歯溝Ｇに対する保持力を高くすることができる。

また、連結部材７１は、金属芯材６０のスプライン軸部６１の軸方向Ｘ１の端面６１ａ（金属芯材６０の軸方向Ｘ１の端面に相当）に当接されて、軸方向Ｘ１に位置決めされる。このため、各マスキング部材７０が、軸方向Ｘ１に精度良く位置決めされる。
次いで、樹脂被覆工程［図５（ｄ）参照］が実施される。樹脂被覆工程では、例えば流動浸漬法が用いられる。すなわち、マスキング部材７０が装着された金属芯材６０に前処理（例えばプライマー処理）が施された後、金属芯材６０が加熱され、加熱された金属芯材６０が、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される。

これにより、樹脂粉末が金属芯材６０に付着して熱で溶融することにより、図６（ｅ）に示すように、雄スプライン４２Ａの表面が樹脂層４３Ａで形成されたスプライン軸部４１Ａを有する製造用中間体４０Ａを得る。
すなわち、金属芯材６０の雄スプライン６２の表面が樹脂層４３Ａで覆われて雄スプライン４２Ａが得られ、その雄スプライン４２Ａにおいて各マスキング部材７０で覆われた一部の歯溝Ｇの内面が、円周等配に配置された複数の金属露出部４４として残される。

次いで、図５（ｆ）および（ｇ）に示すように、樹脂被膜形成工程が実施される。樹脂被膜形成工程では、樹脂層４３Ａが形成された製造用中間体４０Ａが、複数の金属露出部４４を介して環状の表面ブローチ８０（ダイスとも言う）に対して芯合わせされる。
具体的には、図５（ｆ）に示すように、円周等配に配置された金属露出部４４を製造用中間体４０Ａの径方向内方へ弾性的に押すボールプランジャ等のセンタリング部材９０によって、製造用中間体４０Ａの中心軸Ｃ１が、表面ブローチ８０の中心軸Ｃ３に対して芯合わせされる。

より具体的には、製造用中間体４０Ａの端面（樹脂層が形成されていない金属芯材の端面）に、中心軸Ｃ１を中心とする円孔４５が形成されており、その円孔４５に保持治具１００の円錐状凸部１０１が挿入される。これにより、保持治具１００とセンタリング部材９０とが共同して、製造用中間体４０Ａの中心軸Ｃ１と表面ブローチ８０の中心軸Ｃ３とを芯合わせする。ただし、この芯合わせ方法は一例であって、この方法に限定されるものではない。

このように芯合わせされた状態の製造用中間体４０Ａと表面ブローチ８０とを軸方向Ｘ１に相対摺動させる。具体的には、図５（ｇ）に示すように、保持治具１００を図示しない加圧部材で、表面ブローチ８０側へ押圧することにより、製造用中間体４０Ａを表面ブローチ８０の加工孔８１内に圧入する。
製造用中間体４０Ａの圧入に際して、センタリング部材９０は、樹脂層４３Ａに乗り上げるときに、製造用中間体４０Ａの径方向外方へ弾性的に後退するか、あるいは、金属露出部４４の通過直後に、樹脂層４３Ａと干渉しない位置まで後退してもよい。そうした場合にも、形成される樹脂被膜の膜厚の精度を高くすることができる。その理由は、形成される樹脂被膜の膜厚の精度は、製造用中間体４０Ａの圧入の初期（食い込み始め）のセンタリングで、ほぼ決定され、その圧入初期では、円周等配で２箇所に配置された金属露出部４４に当接するセンタリング部材９０によって、製造用中間体４０Ａの倒れが抑制されるからである。

製造用中間体４０Ａの圧入に伴って、樹脂層４３Ａの余剰部分４３ＡＫが削られ、均一な膜厚の樹脂被膜４３［図４（ａ）参照］を有する内軸４０が得られる。
次いで、図示していないが、その後、表面ブローチ８０から内軸４０を取り出し、内軸４０の樹脂被膜４３の表面にグリースを塗布する。グリースが塗布された内軸４０を外軸５０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。

本実施形態の製造方法では、樹脂被膜形成工程では、樹脂被覆工程で形成された円周等配の金属露出部４４を用いて、製造用中間体４０Ａを表面ブローチ８０に対して精度良く芯合わせすることができる。このため、樹脂被膜形成工程において、均一な樹脂被膜４３を形成することができる。したがって、スプライン伸縮軸である中間軸５において、長期にスムーズな摺動を確保することができる。

また、金属露出部４４が配置される軸方向位置と同じ軸方向位置に配置される樹脂被膜４３［図４（ｃ）における樹脂被膜４３］も摺動領域として利用できるので、中間軸５として、十分な伸縮ストロークを確保することができる。また、中間軸５の嵌合部全体としての嵌合面積が確保されるので、嵌合部の接触面圧を低減して、耐久性を向上することができる。
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態の製造方法により製造されたスプライン伸縮軸としての中間軸５Ｐの要部の軸直角断面の拡大図である。図８（ａ）は、第２実施形態に係る外軸の側面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のｂ−ｂ断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）のｃ−ｃ断面図である。

図７に示すように、スプライン伸縮軸としての中間軸５Ｐは、内軸４０Ｐと、内軸４０Ｐとスプライン嵌合される外軸５０Ｐとを含む。内軸４０Ｐと外軸５０Ｐとは、互いにトルク伝達可能であり、軸方向（図７において紙面と直交する方向）に相対摺動可能である。
内軸４０Ｐは金属製である。内軸４０Ｐのスプライン軸部４１Ｐの外面には、外歯部としての雄スプライン４２Ｐが、軸方向にストレートに延びて形成される。

外軸５０Ｐは、内軸４０Ｐのスプライン軸部４１Ｐとスプライン嵌合するスプライン穴部５１Ｐを有している。スプライン軸部４１Ｐの表面の外歯部としての雄スプライン４２Ｐと、スプライン穴部５１Ｐの内面の内歯部としての雌スプライン５２Ｐとが嵌合される。
外軸５０Ｐの雌スプライン５２Ｐの樹脂被膜５３Ｐで形成される歯面５３Ｐｔが、内軸４０Ｐの雄スプライン４２Ｐの金属製の歯面４２Ｐｔと噛み合わされる。

図８（ｂ）に示すように、外軸５０Ｐは、金属筒材６０Ｐを含む。金属筒材６０Ｐは、軸方向に貫通するスプライン穴部６１Ｐを有し、スプライン穴部６１Ｐの内面には、金属製の雌スプライン６２Ｐが形成されている。
図８（ｂ）および図８（ｃ）に示すように、スプライン穴部５１Ｐの表面には、金属筒材６０Ｐの内面が露出する一部の領域としての金属露出部５４Ｐを除いて、樹脂被膜５３Ｐが形成されている。

すなわち、図８（ａ）に示すように、スプライン穴部５１Ｐの軸方向Ｘ１の端部５１Ｐａから軸方向Ｘ１の所定長（少なくとも１０ｍｍ以上）の範囲にある軸方向領域Ｌ２において、図８（ｃ）に示すように、周方向Ｙ１に並んで配置される全歯溝のうちで、円周等配に配置された複数箇所（本実施形態では２箇所）の歯溝Ｇの内面に、金属露出部５４Ｐ（金属筒材６０Ｐの雌スプライン６２Ｐの歯面に相当）が配置されている。すなわち、金属露出部５４Ｐは、スプライン穴部５１Ｐの周方向Ｙ１の円周等配の２箇所に配置される。

図８（ａ）において、スプライン穴部５１Ｐの金属露出部５４Ｐが設けられる軸方向領域Ｌ２も、内軸４０Ｐに対する摺動領域として利用される。すなわち、軸方向領域Ｌ２内の樹脂被膜［図８（ｃ）における樹脂被膜５３Ｐ］と内軸４０Ｐの雄スプライン４２Ｐとは、軸方向Ｘ１に相対摺動する。
図９（ａ）〜（ｇ）は、外軸５０Ｐを製造する工程を示している。

まず、鍛造工程［図９（ａ）］で、素材を鍛造することにより、図９（ｂ）に示すように、雌スプライン６２Ｐを有するスプライン穴部６１Ｐが形成された金属筒材６０Ｐを得る。
次いで、図９（ｃ）に示すように、金属筒材６０Ｐにマスキング部材７０Ｐを取り付ける。具体的には、金属筒材６０Ｐの概略断面図である図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、金属筒材６０Ｐの雌スプライン６２Ｐの径方向に対向する２箇所の歯溝Ｃに、それぞれマスキング部材７０Ｐを軸方向から挿入して装着する。両マスキング部材７０Ｐの一端７０Ｐａどうしが、直線状の連結部材７１Ｐで連結され、一体のユニットＵＰが形成されている。

図１０（ｃ）は、自由状態のユニットＵの側面図である。図１０（ｃ）に示すように、連結部材７１Ｐは、両マスキング部材７０Ｐの一端７０Ｐａを片持ち状に支持している。自由状態のユニットＵでは、両マスキング部材７０Ｐの他端７０Ｐｂどうしの間隔が、両マスキング部材７０Ｐの一端７０Ｐａどうしの間隔よりも大きくなっている。
したがって、図１０（ａ）に示すように、両マスキング部材７０Ｐの他端７０Ｐｂどうしの間隔が縮められた状態で金属筒材６０Ｐに装着されたときに、連結部材７１Ｐは、両マスキング部材７０Ｐの一端７０Ｐａを支点として他端７０Ｐｂどうしを互いに遠ざけるように弾性的に回動付勢するばね性を持つ。すなわち、各マスキング部材７０Ｐは、連結部材７１Ｐによって片持ち状に支持された状態で、連結部材７１Ｐの持つばね性によって対応する歯溝Ｇに弾性的に押圧されている。このため、各マスキング部材７０Ｐの、対応する歯溝Ｇに対する保持力を高くすることができる。

また、連結部材７１Ｐは、金属筒材６０Ｐのスプライン穴部６１Ｐの軸方向Ｘ１の端面６１Ｐａ（金属筒材６０Ｐの軸方向Ｘ１の端面に相当）に当接されて、軸方向Ｘ１に位置決めされる。このため、各マスキング部材７０Ｐが、軸方向Ｘ１に精度良く位置決めされる。
次いで、樹脂被覆工程［図９（ｄ）参照］が実施される。樹脂被覆工程では、例えば流動浸漬法が用いられる。すなわち、マスキング部材７０Ｐが装着された金属筒材６０Ｐに前処理（例えばプライマー処理）が施された後、金属筒材６０Ｐが加熱され、加熱された金属筒材６０Ｐが、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される。

これにより、樹脂粉末が金属筒材６０Ｐに付着して熱で溶融することにより、図９（ｅ）に示すように、雌スプライン５２ＰＡの表面が樹脂層５３ＰＡで形成されたスプライン穴部５１ＰＡを有する製造用中間体５０ＰＡを得る。
すなわち、金属筒材６０Ｐの雌スプライン６２Ｐの表面が樹脂層５３ＰＡで覆われて雌スプライン５２ＰＡが得られ、その雌スプライン５２ＰＡにおいて各マスキング部材７０Ｐで覆われた一部の歯溝Ｇの内面が、円周等配に配置された複数の金属露出部５４Ｐとして残される。

次いで、図９（ｆ）および（ｇ）に示すように、樹脂被膜形成工程が実施される。樹脂被膜形成工程では、樹脂層５３ＰＡが形成された製造用中間体５０ＰＡが、複数の金属露出部５４Ｐを介して環状の内面ブローチ８０Ｐに対して芯合わせされる。
具体的には、図９（ｆ）に示すように、保持治具１１０によって軸方向Ｘ１に移動可能に支持されて付勢部材９１Ｐによって軸方向Ｘ１に弾性付勢されたセンタリング部材９０Ｐと、金属表面を有する内面ブローチ８０Ｐの先端部に係合するセンタリング部材９０［図５（ｆ）の第１実施形態でのセンタリング部材９０に相当］とが用いられる。

センタリング部材９０Ｐが、製造用中間体５０ＰＡの円周等配に配置された金属露出部５４Ｐに対して係合され、センタリング部材９０が、内面ブローチ８０Ｐの先端部における複数の歯溝を径方向内方へ弾性的に押圧することで、製造用中間体５０ＰＡの中心軸Ｃ２が、内面ブローチ８０Ｐの中心軸Ｃ４に対して芯合わせされる。
より具体的には、加工軸８１Ｐを有する内面ブローチ８０Ｐの端面に、中心軸Ｃ４を中心とする円孔８２Ｐが形成されており、その円孔に保持治具１００の円錐状凸部１０１が挿入される。これにより、保持治具１００とセンタリング部材９０とセンタリング部材９０Ｐとが共同して、製造用中間体５０ＰＡの中心軸Ｃ２と内面ブローチ８０Ｐの中心軸Ｃ４とを芯合わせする。ただし、この芯合わせ方法は一例であって、この方法に限定されるものではない。

このように芯合わせされた状態の製造用中間体５０ＰＡと内面ブローチ８０Ｐとを軸方向Ｘ１に相対摺動させる。具体的には、図９（ｇ）に示すように、保持治具１００を図示しない加圧部材で、製造用中間体５０ＰＡ側へ押圧することにより、内面ブローチ８０Ｐを製造用中間体５０ＰＡのスプライン穴部５１ＰＡ内に圧入する。内面ブローチ８０Ｐの圧入に際して、センタリング部材９０Ｐは、内面ブローチ８０Ｐの加工軸８１Ｐの端面と当接することで、製造用中間体５０ＰＡの軸方向外方へ弾性的に後退する。

内面ブローチ８０Ｐの圧入に伴って、樹脂層５３ＰＡの余剰部分が削られ、均一な膜厚の樹脂被膜５３Ｐ［図８（ａ）参照］を有する外軸５０Ｐが得られる。
次いで、図示していないが、その後、内面ブローチ８０Ｐから取り外された外軸５０Ｐの樹脂被膜５３Ｐの表面にグリースを塗布する。グリースが塗布された外軸５０Ｐが内軸４０Ｐと嵌合され、スプライン伸縮軸としての中間軸５Ｐが完成する。

本実施形態の製造方法では、樹脂被膜形成工程では、樹脂被覆工程で形成された円周等配の金属露出部５４Ｐを用いて、製造用中間体５０ＰＡを内面ブローチ８０Ｐに対して精度良く芯合わせすることができる。このため、樹脂被膜形成工程において、均一な樹脂被膜５３Ｐを形成することができる。したがって、スプライン伸縮軸である中間軸５Ｐにおいて、長期にスムーズな摺動を確保することができる。

また、金属露出部５４Ｐが配置される軸方向位置と同じ軸方向位置に配置される樹脂被膜５３Ｐ［図８（ｃ）における樹脂被膜５３Ｐ］も摺動領域として利用できるので、中間軸５Ｐとして、十分な伸縮ストロークを確保することができる。また、中間軸５Ｐの嵌合部全体としての嵌合面積が確保されるので、嵌合部の接触面圧を低減して、耐久性を向上することができる。
（第３実施形態および第４実施形態）
図１１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ第３実施形態および第４実施形態のマスキング工程で用いるマスキング部材の断面図である。

図１１（ａ）のマスキング部材７０Ｑでは、例えば棒状の永久磁石７２と、永久磁石７２が中央部に埋設されたカバー部材７３Ｑとを含む軸体である。マスキング部材７０Ｑは、断面円形に形成されている。
図１１（ｂ）のマスキング部材７０Ｒは、永久磁石７２と、永久磁石７２が中央部に埋設されたカバー部材７３Ｒとを含む軸体であり、断面台形に形成されている。マスキング部材７０Ｒの台形の一対の脚部７０Ｒａ，７０Ｒｂの傾斜が、歯溝Ｇを区画する一対の歯面の傾斜に一致されている。

カバー部材７３Ｑ；７３Ｒには、耐熱性があり磁性のある材料が用いられる。例えば、磁性体としてのカーボンを含む耐熱ゴムや耐熱樹脂が用いられる。
第３、第４実施形態では、マスキング工程において、磁気吸引力で、各マスキング部材７０Ｑ；７０Ｒを歯溝Ｇに容易に着脱し、保持することができる。
なお、図示していないが、電磁石を含むマスキング部材を用いて、電磁石への通電のオンオフによってマスキング部材を着脱するようにしてもよい。更に、永久磁石のみでマスキング部材を構成してもよい。
（第５実施形態）
図１２（ａ）は本発明の第５実施形態に係るマスキング工程における金属芯材の概略断面図である。図１２（ａ）に示すように、マスキング工程において、金属芯材６０のスプライン軸部６１の軸方向Ｘ１に離隔する２箇所（例えば両端部の軸方向領域）乃至両端部近傍の軸方向領域にマスキング部材（例えば７０Ｑ）が装着されてもよい。

この場合、樹脂被覆工程を経て、図１２（ｂ）に示されるように、軸方向の２位置に金属露出部４４が形成された製造用中間体４０Ａを得ることができる。したがって、図示しない樹脂被膜形成工程において、軸方向の２位置で金属露出部４４を介してセンタリングが行えるので、センタリング精度が向上する。
（第６実施形態）
図１３（ａ）は本発明の本発明の第５実施形態に係るマスキング工程における金属芯材の概略断面図である。図１３（ａ）に示すように、マスキング工程において、金属芯材６０のスプライン軸部６１の軸方向Ｘ１の先端部６１ｂには、図６の第１実施形態のマスキング部材７０Ｓを含むユニットＵが装着される。また、スプライン軸部６１の軸方向Ｘ１の他方の基端部６１ｃには、マスキング部材７０Ｓを含むユニットＵＳが装着される。

図１３（ｂ）に示すように、ユニットＵＳは、複数のマスキング部材７０Ｓと、各マスキング部材７０Ｓの一端７０Ｓａどうしを連結するＣ字形状の連結部材７１Ｓとを含む一体のユニットである。図１３（ａ）に示すように、連結部材７１Ｓは、金属芯材６０の基端部６１ｃの段付き状の端面６１ｄに当接され、これにより、マスキング部材７０Ｓが、軸方向Ｘ１に精度良く位置決めされる。

Ｃ字形状の連結部材７１Ｓは、図１３（ｂ）に白抜き矢符で示されるように、周方向の一対の端部７１Ｓａどうしの間隔を拡げるように、弾性変形可能である。このため、マスキング部材７０Ｓをスプライン軸部６１の基端部６１ｃに対して径方向から装着可能である。
（第７実施形態）
図１４（ｆ１），（ｇ１）は、第２実施形態の図９（ｆ），（ｇ）の樹脂被膜形成工程の変更例としての第７実施形態の樹脂被膜形成工程を示す概略図である。

本実施形態の図１４（ｆ１），（ｇ１）の樹脂被膜形成工程が第２実施形態の図９（ｆ），（ｇ）の樹脂被膜形成工程と主に異なるのは、下記である。
図１４（ｆ１）に示すように、外軸の製造用中間体５０ＰＡは、金属露出部５４Ｐが形成された端部を内面ブローチ８０Ｐ側にして配置される。
内面ブローチ８０Ｐの先端部の外周を内面ブローチ８０Ｐの径方向内方へ押すボールプランジャ等のセンタリング部材９０によって、内面ブローチ８０Ｐの中心軸Ｃ４が、製造用中間体５０ＰＡの中心軸Ｃ３に対して、仮に芯合わせされている。

このように仮に芯合わせされた内面ブローチ８０Ｐの先端部が、製造用中間体５０ＰＡのスプライン穴部６１Ｐの入口に圧入された圧入初期の段階で、当該入口に配置されている金属露出部５４Ｐの働きで、内面ブローチ８０Ｐと製造用中間体５０ＰＡとが、精度良く、芯合わせされる。このとき、センタリング部材９０は、内面ブローチ８０Ｐから離反していてもよいし、また、金属露出部５４Ｐによる芯合わせに倣うように、弾性的に変位されてもよい。

そして、図１４（ｇ１）に示すように、内面ブローチ８０Ｐを製造用中間体５０ＰＡのスプライン穴部６１Ｐの奥側へ圧入することにより、スプライン穴部６１Ｐ内に精度の良い樹脂被膜を形成することができる。
本発明は、各前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、図示していないが、マスキング部材を金属芯材６０または金属筒材６０Ｐの周方向の３〜５箇所に配置するようにしてもよい。また、マスキング部材の断面は、多角形形状であってもよい。

また、マスキング部材によって金属芯材６０や金属筒材６０Ｐがマスキングされる位置は、金属芯材６０や金属筒材６０Ｐの先端部以外の位置であってもよい。その他、本発明は特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。

１…ステアリング装置、３…操舵軸、５…中間軸（スプライン伸縮軸）１１…第１操舵軸、４０；４０Ｐ…内軸、４０Ａ…製造用中間体、４１…スプライン軸部、４２…雄スプライン（外歯部）、４３…樹脂被膜、４４…金属露出部、５０；５０Ｐ…外軸、５０ＰＡ…製造用中間体、５１；５１Ｐ…スプライン穴部、５２；５２Ｐ…雌スプライン（内歯部）、５３Ｐ…樹脂被膜、５４Ｐ…金属露出部、６０…金属芯材、６１…スプライン軸部、６１ａ；６１ｄ…端面、６２…雄スプライン（外歯部）、６０Ｐ…金属筒材、６１Ｐ…スプライン穴部、６２Ｐ…雌スプライン（内歯部）、７０；７０Ｐ；７０Ｑ；７０Ｒ；７０Ｓ…マスキング部材、７０ａ；７０Ｐａ；７０Ｓａ…一端、７０ｂ；７０Ｐｂ…他端、７１；７１Ｐ；７１Ｓ…連結部材、７２…永久磁石、７３Ｑ；７３Ｒ…カバー部材、８０…表面ブローチ（ダイス）、８１…加工孔、８０Ｐ…内面ブローチ、８１Ｐ…加工軸、９０；９０Ｐ…センタリング部材、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…中心軸、Ｇ…歯溝、Ｌ１；Ｌ２…軸方向領域、Ｕ；ＵＰ；ＵＳ…ユニット、Ｘ１…軸方向、Ｙ１…周方向

Claims (4)

1. 金属製の外歯部を環状に有する金属芯材、および金属製の内歯部を環状に有する金属筒材の何れか一方からなる製造用中間体の所定の軸方向領域において周方向の円周等配に配置される一部の歯溝を円周等配に配置された複数のマスキング部材によってそれぞれ覆うマスキング工程と、
   前記歯部の表面に合成樹脂を供給して樹脂層を形成し、前記複数のマスキング部材で覆われた前記周方向の一部の歯溝の内面を円周等配に配置された複数の金属露出部として残す樹脂被覆工程と、
   前記樹脂層が形成された製造用中間体を前記複数の金属露出部を介してブローチに対して芯合わせした状態で、前記製造用中間体と前記ブローチとをプレスフィットで軸方向に相対摺動させることにより、前記樹脂層を削って樹脂被膜を形成する被膜形成工程と、を含むスプライン伸縮軸の製造方法。
2. 請求項１において、前記マスキング工程では、前記複数のマスキング部材の一端間を連結する連結部材が、前記製造用中間体の軸方向の端面に当接されるスプライン伸縮軸の製造方法。
3. 請求項２において、前記マスキング工程では、各前記マスキング部材は、前記連結部材によって片持ち状に支持された状態で、前記連結部材の持つばね性によって対応する歯溝に弾性的に押圧されるスプライン伸縮軸の製造方法。
4. 請求項１において、前記マスキング工程では、各前記マスキング部材は、磁気吸引力で対応する歯溝に保持されるスプライン伸縮軸の製造方法。

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