JP7109216B2 - ステアリング装置の転舵軸の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリング装置の転舵軸に係り、特に転造による転舵軸の製造方法に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００１－２６９７４１号公報（特許文献１）に記載されたボールねじ軸の製造方法が知られている。特許文献１の製造方法は、ボールねじ軸のねじ溝を転造により成形する製造方法である。この製造方法では、軸素材を挟んで対向する一対の転造ロール（転造ダイス）の両側に、軸素材を支持する支持ブッシュを配置し、軸素材を回転させながら転造ロールを通過させる。転造ロールの手前に軸素材の転造下径部を支持する支持刃を配置する。支持刃は退避可能なものとし、軸素材の大径部をセンサで検出して退避させる（要約参照）。特許文献１のボールねじ軸は段付き軸状の形状をしており、小径部と大径部とを有する。ねじ部は小径部の全体または一部に形成されている（段落００１５参照）。さらに特許文献１では、軸素材は転造ロールの手前に配置された支持ブッシュに支持されており、軸方向に移動させられることにより軸素材の先端が転造ロールに達すると、転造が開始される（段落００２０、図４参照）。このため、ねじ部はボールねじ軸の先端から大径部側に向かって形成される。

特開２００１－２６９７４１号公報

特許文献１のボールねじ軸の製造方法では、ねじ部はボールねじ軸の先端から大径部側に向かって形成される。このため、ねじ溝を形成した後の軸素材（ボールねじ軸）の加工工程において、ボールねじ軸の先端をチャックでつかむこと（チャッキング）が困難になる。以下、ねじ溝はボールねじ溝と呼び、ボールねじ軸は転舵軸と呼んで説明する。

本発明の目的は、チャッキングの容易な転舵軸の製造方法を提供することにある。

本発明によれば、その一つの態様において、ステアリング装置は以下の構成を備える。

本発明のステアリング装置の転舵軸の製造方法は、
金属材料で形成され棒形状を有する第１の状態の部材に縮径部を形成し、第２の状態の部材を形成する縮径部形成工程であって、
前記第１の状態の部材の長手方向に対して垂直な断面において前記第１の状態の部材の中心を通り前記長手方向に対して平行な軸線を基準軸線とし、前記基準軸線を中心とする前記第１の状態の部材の外周の半径を素材半径とした場合に、前記第１の状態の部材の前記長手方向の１対の端部である第１端部と第２端部とのうち、前記第１端部を含む所定の領域である第１領域において、前記基準軸線を中心とする半径が前記素材半径よりも小さい前記縮径部を形成し、前記第２の状態の部材を形成する、
前記縮径部形成工程と、
前記第２の状態の部材にボールねじ溝を形成し、第３の状態の部材を形成するボールねじ溝形成工程であって、
前記ボールねじ溝は、前記基準軸線に沿う方向において前記第１領域以外の所定の領域である第２領域に形成されており、
前記第２の状態の部材の前記第２領域において転造によって前記ボールねじ溝を形成し、前記第３の状態の部材を形成する、
前記ボールねじ溝形成工程と、
を有し、
前記ボールねじ溝形成工程は、転造ダイスが前記基準軸線に沿う方向において前記第１領域と前記第２領域との両方を跨ぐように前記第２の状態の部材に押し付けられ転造を開始することにより前記ボールねじ溝を形成する工程であり、
前記第２の状態の部材は、前記基準軸線に沿う方向において前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた第３領域を有しており、
前記第３領域は、前記基準軸線を中心とする半径が前記第１領域と接触する部分から前記第２領域と接触する部へ徐々に増大するテーパ形状を有し、
前記第３の状態の部材は、前記第３領域において、不完全ねじ部を有し、
前記縮径部には、前記基準軸線に沿う方向において前記第３領域から離れた位置に、前記基準軸線に平行な一対の平行平面部を形成する。

本発明の転舵軸の製造方法によれば、チャッキングの容易な転舵軸の製造方法を提供することができる。

本発明の一実施例に係る操舵系のシステム図である。 本発明の一実施例に係るパワーステアリング装置の外観を示す平面図である。 パワーステアリング装置１について、ハウジング３０Ａ～３０Ｄを外した状態を示す斜視図である。 転舵軸１０の支持構造を示す概念図である。 本発明に係る転舵軸の、ボールねじ溝一端部を示す斜視図である。 本発明との比較例１に係る転舵軸１０’の一端部を示す斜視図である。 本発明との比較例２に係る転舵軸１０’’の一端部を示す斜視図である。 縮径部１０ｅを有する転舵軸１０の製造方法の主要な工程を示すフローチャートを示す図である。 図６のフローチャートに従って、素材１０Ｍから転舵軸１０への状態の変化を示す図である。 転舵軸１０の素材（第１の状態の部材）１０Ｍに縮径部１０ｅを形成した第２の状態の部材１０Ｍ２を示す図である。 第２の状態の部材１０Ｍ２にボールねじ溝１０ｃを形成するボールねじ溝加工装置２００の構成を示す図である。 不完全ネジ部ＲＡ＿Ｘの状態と完全ねじ部ＲＡ＿１０ｃの状態とを示す概念図である。

以下、本発明に係る転舵軸を搭載するパワーステアリング装置の一実施例を図面に基づいて説明する。本発明に係る実施例のパワーステアリング装置１は、ねじ機構を介して電動モータ１２２の駆動力を転舵軸１０へ伝達することで、運転者の操舵力を軽減するものである。

［実施例１］
実施例１のパワーステアリング装置１について説明する。

≪パワーステアリング装置の構成≫
図１は、本発明の一実施例に係る操舵系のシステム図である。図２は、本発明の一実施例に係るパワーステアリング装置１の外観を示す図である。図３は、パワーステアリング装置１について、ハウジング３０Ａ～３０Ｄを外した状態を示す斜視図である。

パワーステアリング装置１は、運転者が操舵したステアリングホイール１０１の回転を、転舵輪１０２を転舵させる転舵軸１０に伝達する操舵機構１１０と、転舵軸１０にアシスト力を付与するアシスト機構１２０とを有する。

転舵軸１０の長手方向に対して垂直な断面において転舵軸１０の中心を通り前記長手方向に対して平行な軸線を第１基準軸線とする。すなわち第１基準軸線は、転舵軸１０の前記断面の中心を通り、前記長手方向に沿う中心線である。また、第１基準軸線に直交する方向を径方向として、第１基準軸線を中心とする転舵軸１０の外周の半径を転舵軸１０の半径とする。

また後述するように、転舵軸１０は金属材料からなる棒形状の素材（第１の状態の部材）１０Ｍ（図５参照）から形成される。第１の状態の部材１０Ｍの長手方向に対して垂直な断面において第１の状態の部材１０Ｍの中心を通り前記長手方向に対して平行な軸線を第２基準軸線とする。また、第２基準軸線に直交する方向を径方向として、第２基準軸線を中心とする第１の状態の部材１０Ｍの外周の半径を素材半径とする。

なお本実施例では、第１基準軸線と第２基準軸線とは一致する軸線であるため、両軸線を単に基準軸線１０ａと呼んで説明する。

転舵軸１０は、転舵軸本体部１０ｂと、転舵軸本体部１０ｂに形成された転舵軸側ボールねじ溝１０ｃと、を備え、転舵軸本体部１０ｂの長手方向（基準軸線１０ａに沿う方向）の移動に伴い、操舵輪１０２を転舵させるものである。

操舵機構１１０は、ステアリングホイール１０１に連結する操舵入力軸１１１と、操舵入力軸１１１と共に回転するピニオン１１２と、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ１１３と、を有する。ピニオン１１２は、転舵軸１０の外周に形成されたラック１０ｄと噛み合う。

アシスト機構１２０は、トルクセンサ１１３からの信号に基づいて、電子コントロールユニット（以下、ＥＣＵ）１２１において転舵軸１０に付与するアシスト力を演算し、電動モータ１２２を制御する。

パワーステアリング装置１の各構成要素は、ハウジング３０Ａ～３０Ｃを含むハウジング内に収容されている。ハウジング３０Ａ～３０Ｃは、転舵軸１０を収容する転舵軸収容部３０Ａと、ピニオン１１２を収容するピニオン収容部３０Ｂと、減速機１２３を収容する減速機収容部３０Ｃと、から構成される。転舵軸収容部３０Ａは、転舵軸１０が基準軸線１０ａに沿う方向に移動可能なように、転舵軸１０の少なくとも一部を収容するハウジング部分（転舵軸ハウジング）である。ピニオン収容部３０Ｂはピニオン１１２と共にトルクセンサ１１３を収容するハウジング部分（ピニオンハウジング）である。減速機収容部３２は、転舵軸１０を包囲するように形成され、減速機１２３を収容するハウジング部分（減速機ハウジング）である。

なお減速機１２３は、電動モータ１２２のシャフトと一体に回転する入力プーリ１２３ａと、転舵軸１０のボールねじ溝１０ｃと共にねじ機構を構成するナット１２４と一体に回転する出力プーリ１２３ｂと、入力プーリ１２３ａおよび出力プーリ１２３ｂとの間に巻回されたベルト１２３ｃとを有する。

ナット１２４は、転舵軸１０を包囲するように環状に形成され、転舵軸１０に対し回転自在に設けられている。ナット２０の内周には螺旋状に溝が形成されており、この溝がナット側のボールねじ溝を構成する。転舵軸１０側のボールねじ溝１０ｃは、ラック１０ｄとは基準軸線１０ａに沿う方向に離れた位置に、基準軸線１０ａの周囲に基準軸線１０ａに沿って螺旋を描く螺旋状の溝として形成されている。

転舵軸１０にナット１２４を挿入した状態において、ナット１２４側のボールねじ溝と転舵軸１０側のボールねじ溝１０ｃとによって、ボール循環溝が形成される。ボール循環溝内には金属製の複数のボールが充填される。ナット１２４が回転するとボール循環溝内をボールが移動することにより、ナット１２４に対して転舵軸１０が基準軸線１０ａに沿う方向に移動する。

転舵軸１０の両端部にはタイロッド１０３が連結される。さらにタイロッド１０３にはナックルアーム１０４が連結され、ナックルアーム１０４に車輪１０２が支持される。

図４は、転舵軸１０の支持構造を示す概念図である。

ステアリング装置１は、転舵軸ハウジング３０Ａを有し、転舵軸ハウジング３０Ａはハウジング本体部３０Ａ１と転舵軸支持部３０Ａ２とを有する。ハウジング本体部２０Ａ１は、筒形状を有し、内部（内周側）に転舵軸１０を収容可能である。転舵軸支持部３０Ａ２は、ハウジング本体部３０Ａ１の内周側に設けられている。転舵軸支持部３０Ａ２は、内周面３０Ａ２ｉが転舵軸１０のボールねじ溝１０ｃと対向する位置に配置されている。すなわち転舵軸支持部３０Ａ２は、基準軸線１０ａに沿う方向において、ボールねじ溝１０ｃとオーバーラップする位置に配置されている。

転舵軸支持部３０Ａ２は、ボールねじ溝１０ｃが当接することで転舵軸１０の撓み方向の変位を規制する。この場合、ボールねじ溝１０ｃ以外の領域に転舵軸支持部３０Ａ２を設けないことが好ましい。これにより、ボールねじ機構のストロークを確保しながら、ステアリング装置１の基準軸線１０ａに沿う方向の寸法の大型化を抑制することができる。

次に、本発明に係る転舵軸１０のボールねじ溝１０ｃについて、詳細に説明する。

図５Ａは、本発明に係る転舵軸の、ボールねじ溝一端部を示す斜視図である。なお図５Ａには、転舵軸１０の基準軸線１０ａに垂直な平面図を付けている。基準軸線１０ａに垂直な平面図は、縮径部１０ｅ、１対の平行平面部１０ｆ、ボールねじ溝１０ｃのねじ山１０ｃ１、及びボールねじ溝１０ｃの溝底１０ｃ２の関係を分かり易く示すため、ボールねじ溝１０ｃの螺旋形状を無視した概念図として描いている。

図５Ａに示すように、本発明に係る転舵軸１０は、一端部１０ｓ１側に形成された縮径部１０ｅと、縮径部１０ｅに形成された２つの平行面１０ｆと、を有する。
転舵軸１０は、金属材料からなる棒形状の素材（第１の状態の部材）１０Ｍ（図５参照）から形成されている。転舵軸１０は、１対の端部である第１端部１０ｓ１と第２端部１０ｓ２のうち、第１端部１０ｓ１側に形成された縮径部１０ｅを有する。縮径部１０ｅは第１端部１０ｓ１を含む所定の領域（第１領域）ＲＡ１に設けられている。

ボールねじ溝１０ｃは、基準軸線１０ａに沿う方向において、第１領域ＲＡ１以外の所定の領域である第２領域ＲＡ２に形成されている。本実施例では、第２領域ＲＡ２は第１領域ＲＡ１の、転舵軸１０の第２端部１０ｓ２側の端部から転舵軸１０の第２端部１０ｓ２側に向かって構成される。

縮径部１０ｅは、基準軸線１０ａを中心とする半径ｒ１がボールねじ溝１０ｃのねじ山１０ｃ１の半径ｒ４よりも小さい。転舵軸１０の素材１０Ｍの半径ｒ０（図７及び図８参照）はねじ山１０ｃ１の半径ｒ４とほぼ同じであるが、転造時の素材の流動により、ねじ山１０ｃ１の半径ｒ４は転舵軸１０の素材１０Ｍの半径ｒ０よりも大きくなる。しかし縮径部１０ｅは、転舵軸１０の素材１０Ｍの半径ｒ０よりも小さい。

縮径部１０ｅには、第１端部１０ｓ１から基準軸線１０ａに沿って第２端部１０ｓ２側に向かって平行平面部１０ｆが形成されている。本実施例では、平行平面部１０ｆは基準軸線１０ａを挟んで対象となる位置に１対が形成されている。すなわち１対の平行平面部１０ｆは、基準軸線１０ａを中心とする縮径部１０ｅの周方向に、基準軸線１０ａを中心とする中心角が１８０°ずれた位置に、離隔した位置に形成されている。１対の平行平面部１０ｆはそれぞれが基準軸線１０ａに平行であり、その結果、２つの平行平面部１０ｆは相互に平行である。

縮径部１０ｅへのボールねじ溝１０ｃ（特に溝底１０ｃ２部分）の転造を避けるため、ボールねじ溝１０ｃの溝底１０ｃ２の半径ｒ２は、縮径部１０ｅの半径ｒ１以上の大きさにする。実際には、ボールねじ溝１０ｃの転造を確実に避けるため、溝底１０ｃ２の半径ｒ２は縮径部１０ｅの半径ｒ１よりも大きくする。当然ではあるが、ボールねじ溝１０ｃの溝底１０ｃ２の半径ｒ２は、ボールねじ溝１０ｃのねじ山１０ｃ１の半径ｒ４よりも小さく、転舵軸１０の素材１０Ｍの半径ｒ０よりも小さい。

図４Ａでは、第２領域ＲＡ２は第１領域ＲＡ１の端部から転舵軸１０の第２端部１０ｓ２側に向かって形成される構成を説明した。しかし、図８で説明するように、転舵軸１０は、基準軸線１０ａに沿う方向において、第１領域ＲＡ１と第２領域ＲＡ２との間に、第１領域ＲＡ１側から第２領域ＲＡ２側に向かって拡径するテーパ形状部１０ｈを有していてもよい。すなわち転舵軸１０には、基準軸線１０ａに沿う方向において、第１領域ＲＡ１と第２領域ＲＡ２との間に、第３の領域ＲＡ３が形成される。第３領域ＲＡ３は、基準軸線１０ａを中心とする半径が第１領域ＲＡ１から第２領域ＲＡ２に向かうに従って徐々に増大するテーパ形状１０ｈを有する。

なお、第３領域ＲＡ３のテーパ形状１０ｈは転舵軸１０の製造途中に形成され、完成した転舵軸１０にほとんど残存しない場合もある。厳密には、ボールねじ溝１０ｃの溝底１０ｃ２の半径ｒ２と縮径部１０ｅの半径ｒ１との差が小さい場合、第３領域ＲＡ３のテーパ形状はボールねじ溝１０ｃが形成される第２領域ＲＡ２との区別がつきにくくなる。

また、第２領域ＲＡ２の第１領域ＲＡ１側の端部の領域ＲＡ＿Ｘは不完全な溝が形成される領域であり、特に、第３領域ＲＡ３と第２領域ＲＡ２との区別がつきにくい。

なお、以下の説明では、転舵軸１０の第１端部１０ｓ１及び第２端部１０ｓ２と、転舵軸１０の素材１０Ｍの第１端部及び第２端部とを、同じ端部として説明する。このため、転舵軸１０の素材１０Ｍについても、第１端部１０ｓ１及び第２端部１０ｓ２として説明する。しかし、転舵軸１０の第１端部１０ｓ１及び第２端部１０ｓ２は、素材１０Ｍの第１端部１０ｓ１及び第２端部１０ｓ２に加工が施されたものであってもよい。

図５Ｂは、本発明との比較例１に係る転舵軸１０’の一端部を示す斜視図である。

図５Ｂは、本実施例の縮径部１０ｅを形成することなく、転舵軸１０の素材１０Ｍの第１端部１０ｓ１’から、転造によりボールねじ溝１０ｃを形成した転舵軸１０’を示している。この場合、ボールねじ溝１０ｃ’（ねじ山１０ｃ１及び溝底１０ｃ２）は転舵軸１０の素材１０Ｍの第１端部１０ｓ１’から、反対側の端部に向かって形成される。この場合、タイロッドのチャッキングはボールねじ溝１０ｃ’に設けることになり、タイロッド１０３のチャッキングが難しくなる。あるいはタイロッド１０３のチャッキングのために本実施例の平行平面部１０ｆを設ける場合、平行平面部１０ｆをボールねじ溝１０ｃ’ に設けることになり、平行平面部１０ｆの形成が難しくなる。

図５Ｃは、本発明との比較例２に係る転舵軸１０’’の一端部を示す斜視図である。

図５Ｃは、インフィード転造によりボールねじ溝１０ｃ’’が形成された転舵軸１０’’を示している。インフィード転造では、回転する２つの転造ダイスを素材１０Ｍに近づけながら素材１０Ｍを長手方向に移動させてボールねじ溝１０ｃ’’を形成する。この場合、不完全溝の形成される範囲（長手方向に沿う長さ）ＲＡ＿Ｘが大きくなる。

次に、縮径部１０ｅを有する転舵軸１０の製造方法について、説明する。

図６は、縮径部１０ｅを有する転舵軸１０の製造方法の主要な工程を示すフローチャートを示す図である。図７は、図６のフローチャートに従って、素材１０Ｍから転舵軸１０への状態の変化を示す図である。

本実施例の転舵軸１０の製造方法は、縮径部形成工程（第１工程）Ｓ１と、ボールねじ溝形成工程（第２工程）Ｓ２と、雌ねじ部形成工程（第３工程）Ｓ３と、を有する。

縮径部形成工程（第１工程）Ｓ１に先立って転舵軸１０の素材１０Ｍを用意する（ステップＳ０）。転舵軸１０の素材１０Ｍは、金属材料で形成され、棒形状を有する第１の状態の部材である。本実施例では、第１の状態の部材１０Ｍは、第１端部１０ｓ１から第２端部１０ｓ２まで、外径が単一の径で構成される丸棒である。

ここで、上述したように、第１の状態の部材１０Ｍの長手方向に対して垂直な断面において、第１の状態の部材１０Ｍの中心を通り前記長手方向に対して平行な軸線を基準軸線１０ａとし、基準軸線１０ａを中心とする第１の状態の部材１０Ｍの外周の半径を素材半径ｒ０とする。

縮径部形成工程（第１工程）Ｓ１では、縮径部１０ｅを、素材１０Ｍの長手方向の１対の端部である第１端部１０ｓ１と第２端部１０ｓ２とのうち、第１端部１０ｓ１を含む所定の領域である第１領域ＲＡ１に設ける。縮径部１０ｅは、基準軸線１０ａを中心とする半径が素材（第１の状態の部材）１０Ｍの半径ｒ０よりも小さい。縮径部形成工程Ｓ１で縮径部１０ｅを形成することにより、第２の状態の部材１０Ｍ２を形成する。

縮径部形成工程Ｓ１において、素材１０Ｍに縮径部（小径部）１０ｅが形成される。すなわち、直径Ｄ１の素材１０Ｍに、直径Ｄ１よりも小さい直径（小径）Ｄ２の縮径部（小径部）１０ｅが形成される。この場合、縮径部１０ｅが形成されていない素材１０Ｍの部分は、縮径部（小径部）１０ｅに対して大径部１０ｇとなる。

図８は、転舵軸１０の素材（第１の状態の部材）１０Ｍに縮径部１０ｅを形成した第２の状態の部材１０Ｍ２を示す図である。

第２の状態の部材１０Ｍ２は、基準軸線１０ａに沿う方向において、第１領域ＲＡ１と第２領域ＲＡ２との間に設けられた第３領域ＲＡ３を有する。第３領域ＲＡ３は、基準軸線１０ａを中心とする半径が第１領域ＲＡ１から第２領域ＲＡ２に向かうに従って徐々に増大するテーパ形状１０ｈを有している。

第１領域ＲＡ１と第２領域ＲＡ２との間にテーパ形状の第３領域ＲＡ３を設けることにより、ボールねじ溝１０ｃを形成するボールねじ溝形成工程Ｓ２において、素材１０Ｍに対する転造ダイスの噛合いが良好となり、ボールねじ溝１０ｃの加工精度を向上させることができる。

縮径部形成工程Ｓ１において、縮径部１０ｅを形成する際に、第３領域ＲＡ３のテーパ形状１０ｈを形成することができる。或いは、第３領域ＲＡ３のテーパ形状１０ｈは、縮径部形成工程Ｓ１において縮径部（小径部）１０ｅを形成した後に、縮径部形成工程Ｓ１とは別の工程で、形成してもよい。第１領域ＲＡ１の縮径部１０ｅ及び第３領域ＲＡ３のテーパ形状１０ｈは、例えば研削加工により、形成することができる。

また、縮径部１０ｅを形成した後、或いは縮径部１０ｅ及びテーパ形状１０ｈを形成した後、１対の平行平面部１０ｆを形成する。縮径部１０ｅ、テーパ形状１０ｈ及び平行平面部１０ｆを形成する各工程は、順番を入れ替えることができる。また、平行平面部１０ｆを形成する工程は、後述するボールねじ溝形成工程（第２工程）Ｓ２の後に行うことも可能である。

図９は、第２の状態の部材１０Ｍ２にボールねじ溝１０ｃを形成するボールねじ溝加工装置２００の構成を示す図である。

ボールねじ溝加工装置２００は、転造ダイス２０１Ａ，２０１Ｂと、転造ダイス２０１Ａ，２０１Ｂの駆動装置２０２と、を有する。転造ダイス２０１Ａ，２０１Ｂは、ボールねじ溝１０ｃを形成する素材である第２の状態の部材１０Ｍ２を、基準軸線１０ａと直交する方向の両側から挟み込むように、配置される。

転造ダイス２０１Ａ，２０１Ｂはボールねじ溝１０ｃを転造する螺旋状の突状を有し、一対の転造ダイス２０１Ａ，２０１Ｂが第２の状態の部材１０Ｍ２を基準軸線１０ａと直交する方向の両側から挟み込むことにより、第２の状態の部材１０Ｍ２にボールねじ溝１０ｃが転造される。

ボールねじ溝形成工程（第２工程）Ｓ２では、転造ダイス２０１Ａ，２０１Ｂは第２の状態の部材１０Ｍ２に対して離れた位置（１）から第２の状態の部材１０Ｍ２に近接する位置（２）に移動し、さらに基準軸線１０ａに沿って第２の状態の部材１０Ｍ２の第１端部１０ｓ１側から第２端部１０ｓ２側（図７参照）に向かって、（２）の位置から（３）の位置に移動する。この際、転造ダイス２０１Ａ，２０１Ｂは駆動装置２０２によって回転されると共に、（１）から（３）に向かって移動制御される。

すなわち、ボールねじ溝形成工程（第２工程）Ｓ２では、図９に示すボールねじ溝加工装置２００を用いて、第２の状態の部材１０Ｍ２にボールねじ溝１０ｃを形成し、第３の状態の部材１０Ｍ３を製造する。ボールねじ溝１０ｃは、基準軸線１０ａに沿う方向において、第１領域ＲＡ１以外の所定の領域である第２領域に形成する。第２の状態の部材１０Ｍ２の第２領域ＲＡ２において転造によってボールねじ溝１０ｃを形成し、第３の状態の部材１０Ｍ３を形成する。

本実施例では、ボールねじ溝１０ｃは第２領域ＲＡ２に形成され、第１領域ＲＡ１に形成された縮径部１０ｅは滑らかな円柱面（円筒面）で構成される。縮径部１０ｅにはボールねじ溝１０ｃが形成されていないため、縮径部１０ｅにおけるタイロッド１０３のチャッキングが容易となる。また、タイロッド１０３のチャッキングのために、基準軸線１０ａに平行な１対の平行平面部１０ｆを形成することが容易となる。１対の平行平面部１０ｆは基準軸線１０ａに垂直な方向に離隔して形成される。

なお、転造は特許分類FI：B21H8/00に記載された技術である。また、基準軸線１０ａに垂直な方向に離隔して形成された１対の平行平面部１０ｆは、特許分類FI：F16D1/076に記載された回転軸に垂直な二面に相当する。

図９に示すように、ボールねじ溝形成工程Ｓ２では、転造ダイス２０１Ａ，２０１Ｂは基準軸線１０ａに沿う方向において第１領域ＲＡ１及び第２領域ＲＡ２の両方を跨ぐように第２の状態の部材１０Ｍ２に押し付けられ、転造が開始される。これにより、転造ダイス２０１Ａ，２０１Ｂが第２領域ＲＡ２のみに押し付けられて転造を開始する場合に比べ、第２領域ＲＡ２における不完全ねじ部ＲＡ＿Ｘ（図４及び図５Ａ参照）の形成範囲の増大を抑制することができる。

なお転造ダイスは、特許分類FI：B23G7/02の補足説明に記載されたものである。

図１０は、不完全ネジ部ＲＡ＿Ｘの状態と完全ねじ部ＲＡ＿１０ｃの状態とを示す概念図である。

転造ダイス２０１Ａ，２０１Ｂで第２の状態の部材１０Ｍ２にボールねじ溝１０ｃを転造する際に、基準軸線１０ａに沿う方向において縮径部１０ｅ側の端部に位置するねじ溝１０ｃ３では、材料が縮径部１０ｅ側に向かって流動（矢印Ａ１）し、不完全ねじ部ＲＡ＿Ｘが形成される。一方、縮径部１０ｅ側の端部から離れた位置のねじ溝１０ｃ４では、材料はねじ山を形成するように流動（矢印Ａ２）し、均一なシーム１０ｃ５が形成される。完全なねじ溝１０ｃ４が形成され始める前の領域の不完全なねじ溝１０ｃ３が形成される不完全ねじ部ＲＡ＿Ｘにおいては、シーム１０ｃ６が不均一で、エッジが立った状態になる場合がある。エッジが立ったシーム１０ｃ６は、転舵軸支持部３０Ａ２（図４参照）と干渉する場合、転舵軸支持部３０Ａ２を損傷させる虞がある。

そこで本実施例では、第３の状態の部材１０Ｍ３は、第３領域ＲＡ３において、不完全ねじ部ＲＡ＿Ｘを有するように、ボールねじ溝１０ｃを形成する。完全なねじ溝１０ｃ４が形成される部分よりも小径の第３領域ＲＡ３に不完全ねじ部ＲＡ＿Ｘを設けることにより、第２領域ＲＡ２における不完全ねじ部ＲＡ＿Ｘの発生を抑制することができる。その結果、転舵軸支持部３０Ａ２で転舵軸１０のボールねじ溝１０ｃが形成された部分を支持する構成であっても、転舵軸支持部３０Ａ２の損傷を抑制することができる。

なお不完全ねじ部は、JIS B1006、ISO 3353に記載された不完全ねじ部である。

再び図６及び図７に戻って説明する。

本実施例の転舵軸１０の製造方法は、雌ねじ部形成工程（第３工程）Ｓ３を有する。雌ねじ部形成工程Ｓ３は、内径加工工程と呼ばれる場合もある。雌ねじ部形成工程Ｓ３は、ボールねじ溝形成工程Ｓ２の後に行われ、第３の状態の部材１０Ｍ３の第１端部１０ｓ１に開口する雌ねじ部１０ｉを形成する工程である。この雌ねじ部形成工程Ｓ３の後、転舵軸１０が完成する。

雌ねじ部１０ｉは、タイロッド１０３（またはタイロッドに設けられているボールジョイント）に設けられた雄ねじ部と組み合わされ、タイロッド１０３と転舵軸１０とを接続するための部位である。雌ねじ部１０ｉをボールねじ溝形成工程Ｓ２でボールねじ溝１０ｃを転造形成した後に形成することで、ボールねじ溝１０ｃの加工精度の低下を抑制することができる。すなわち、第２の状態の部材１０Ｍ２に雌ねじ部１０ｉを形成した後でボールねじ溝１０ｃを形成する場合、雌ねじ部１０ｉが形成された部分は第２の状態の部材１０Ｍ２の剛性が低下しているため、転造時において第２の状態の部材１０Ｍ２が変形し、ボールねじ溝１０ｃの加工精度が低下する虞がある。そこで、第２の状態の部材１０Ｍ２にボールねじ溝１０ｃを高精度に形成した後、雌ねじ部１０ｉを形成することで、ボールねじ溝１０ｃの加工精度の低下を抑制することができる。

なおタイロッド１０３は、Fタームリスト：3D034 BC25に記載されたタイロッドである。

また図７に示すように、雌ねじ部１０ｉは、基準軸線１０ａに沿う方向において、ボールねじ溝１０ｃとオーバーラップする形状を有する。雌ねじ部１０ｉの形成領域を充分に確保しながら、転舵軸１０の基準軸線１０ａに沿う方向の寸法（軸方向寸法）の大型化を抑制することができる。また、雌ねじ部１０ｉがボールねじ溝１０ｃの形成領域まで延びている転舵軸１０において、雌ねじ部１０ｉの形成後にボールねじ溝１０ｃを転造する場合、部材の変形が大きくなり、ボールねじ溝１０ｃの加工精度が低下する虞がある。しかし、ボールねじ溝１０ｃを高精度に形成した後に、雌ねじ部１０ｉを形成するため、ボールねじ溝１０ｃの加工精度の低下を抑制することができる。

１…ステアリング装置、１０…転舵軸、１０ａ…基準軸線、１０ｃ…ボールねじ溝、１０ｅ…縮径部、１０ｉ…雌ねじ部、１０Ｍ…第１の状態の部材、１０Ｍ２…第２の状態の部材、１０Ｍ３…第３の状態の部材、１０ｓ１…第１端部、１０ｓ２…第２端部、３０Ａ…転舵軸ハウジング、３０Ａ１…本体部、３０Ａ２…転舵軸支持部、２０１Ａ，２０１Ｂ…転造ダイス、ＲＡ１…第１領域、ＲＡ２…第２領域、ＲＡ３…第３領域、ＲＡ＿Ｘ…不完全ねじ部。

Claims (5)

1. ステアリング装置の転舵軸の製造方法において、
   金属材料で形成され棒形状を有する第１の状態の部材に縮径部を形成し、第２の状態の部材を形成する縮径部形成工程であって、
   前記第１の状態の部材の長手方向に対して垂直な断面において前記第１の状態の部材の中心を通り前記長手方向に対して平行な軸線を基準軸線とし、前記基準軸線を中心とする前記第１の状態の部材の外周の半径を素材半径とした場合に、前記第１の状態の部材の前記長手方向の１対の端部である第１端部と第２端部とのうち、前記第１端部を含む所定の領域である第１領域において、前記基準軸線を中心とする半径が前記素材半径よりも小さい前記縮径部を形成し、前記第２の状態の部材を形成する、
   前記縮径部形成工程と、
   前記第２の状態の部材にボールねじ溝を形成し、第３の状態の部材を形成するボールねじ溝形成工程であって、
   前記ボールねじ溝は、前記基準軸線に沿う方向において前記第１領域以外の所定の領域である第２領域に形成されており、
   前記第２の状態の部材の前記第２領域において転造によって前記ボールねじ溝を形成し、前記第３の状態の部材を形成する、
   前記ボールねじ溝形成工程と、
   を有し、
   前記ボールねじ溝形成工程は、転造ダイスが前記基準軸線に沿う方向において前記第１領域と前記第２領域との両方を跨ぐように前記第２の状態の部材に押し付けられ転造を開始することにより前記ボールねじ溝を形成する工程であり、
   前記第２の状態の部材は、前記基準軸線に沿う方向において前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた第３領域を有しており、
   前記第３領域は、前記基準軸線を中心とする半径が前記第１領域と接触する部分から前記第２領域と接触する部へ徐々に増大するテーパ形状を有し、
   前記第３の状態の部材は、前記第３領域において、不完全ねじ部を有し、
   前記縮径部には、前記基準軸線に沿う方向において前記第３領域から離れた位置に、前記基準軸線に平行な一対の平行平面部を形成することを特徴とするステアリング装置の転舵軸の製造方法。
2. 請求項１に記載のステアリング装置の転舵軸の製造方法において、
   前記一対の平行平面部は、前記転舵軸に連結されるタイロッドのチャッキングに使用されることを特徴とするステアリング装置の転舵軸の製造方法。
3. 請求項１に記載のステアリング装置の転舵軸の製造方法において、
   前記ステアリング装置は、転舵軸ハウジングを有し、
   前記転舵軸ハウジングは、本体部と、転舵軸支持部と、を有し、
   前記本体部は、筒形状を有し、内部に前記転舵軸を収容可能であり、
   前記転舵軸支持部は、前記本体部の内周側に設けられ、前記ボールねじ溝が当接することで前記転舵軸の撓み方向の変位を規制するものであることを特徴とするステアリング装置の転舵軸の製造方法。
4. 請求項１に記載のステアリング装置の転舵軸の製造方法において、
   雌ねじ部形成工程を有し、
   前記雌ねじ部形成工程は、前記ボールねじ溝形成工程の後に行われ、前記第１端部に開口する雌ねじ部を形成する工程であることを特徴とするステアリング装置の転舵軸の製造方法。
5. 請求項４に記載のステアリング装置の転舵軸の製造方法において、
   前記雌ねじ部は、前記基準軸線に沿う方向において、前記ボールねじ溝とオーバーラップする形状を有することを特徴とするステアリング装置の転舵軸の製造方法。

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