WO2012066904A1 - 伸縮軸の製造方法、及び、この製造方法によって製造した伸縮軸 - Google Patents

伸縮軸の製造方法、及び、この製造方法によって製造した伸縮軸 Download PDF

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WO2012066904A1
WO2012066904A1 PCT/JP2011/074470 JP2011074470W WO2012066904A1 WO 2012066904 A1 WO2012066904 A1 WO 2012066904A1 JP 2011074470 W JP2011074470 W JP 2011074470W WO 2012066904 A1 WO2012066904 A1 WO 2012066904A1
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WO
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shaft
tooth
covering portion
protruding
telescopic shaft
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PCT/JP2011/074470
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English (en)
French (fr)
Inventor
祥史 黒川
奨 稲木
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日本精工株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/06—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/20—Connecting steering column to steering gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/10—Surface characteristics; Details related to material surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a telescopic shaft, particularly a telescopic shaft capable of transmitting rotational torque and capable of sliding relative to the axial direction, for example, a telescopic shaft such as an intermediate shaft or a steering shaft, and a telescopic shaft manufactured by the manufacturing method.
  • a telescopic shaft such as an intermediate shaft or a steering shaft
  • a telescopic shaft manufactured by the manufacturing method for example, a telescopic shaft such as an intermediate shaft or a steering shaft, and a telescopic shaft manufactured by the manufacturing method.
  • a telescopic shaft such as a spline shaft connected to be capable of transmitting rotational torque and relatively slidable in the axial direction is incorporated in an intermediate shaft, a steering shaft, or the like.
  • the intermediate shaft is temporarily contracted and then fitted to the pinion shaft and fastened.
  • an expansion / contraction function is required.
  • the steering shaft transmits the steering force of the steering wheel to the wheel, and the position of the steering wheel needs to be adjusted in the axial direction according to the physique and driving posture of the driver. .
  • a telescopic shaft that is fitted to the female shaft after coating the outer peripheral surface of the male shaft with a resin having a low sliding resistance and applying a lubricant for lubrication.
  • a telescopic shaft if the allowable range of sliding resistance is narrow, it is difficult to manufacture the sliding resistance within the allowable range due to the processing accuracy of the male shaft, the female shaft, and the resin coating portion.
  • the telescopic shaft of Patent Document 1 applies rotational torque in a state in which a female shaft is fitted to a male shaft coated with resin, and presses the inner teeth of the female shaft against the resin-coated portion of the outer teeth of the male shaft.
  • the covering portion is compressed and cured to form a pressing depression surface on the resin covering portion. Accordingly, the sliding gap is kept constant over a long period of time, and the lubricant is stored in the pressing recess surface, so that the supply of the lubricant is improved.
  • FIG. 7 to 9 show a conventional telescopic shaft.
  • 7 is a longitudinal sectional view showing a conventional telescopic shaft
  • FIG. 8A is an enlarged sectional view showing an initial state in which a female shaft is externally fitted to a male shaft covering the covering portion of FIG. 7
  • FIG. 9C is an enlarged cross-sectional view of FIG. 7 showing the state in which the covering portion is plastically deformed to reduce the tightening margin
  • FIG. 9A is a view of FIG. 7D showing the state in which the covering portion is plastically deformed to reduce the tightening margin.
  • FIG. 9B is an enlarged sectional view of a portion Q in FIG. 9A.
  • the vehicle body front side (left end in FIG. 7) of the male shaft 16A of the intermediate shaft 16 is fitted into the vehicle body rear side (right end of FIG. 7) of the female shaft 16B. It is connected.
  • the female shaft 16B is formed in a hollow cylindrical shape, and a plurality of axial tooth grooves 41 are radially formed from the axial center of the female shaft 16B on the inner periphery thereof. Is formed at equal intervals over the entire length of the expansion / contraction stroke.
  • a covering portion 61 for reducing dynamic resistance is coated.
  • the covering portion 61 is formed thick so that the sliding resistance before running-in of the intermediate shaft 16 is larger than the lower limit value of the predetermined allowable range.
  • the tooth groove 41 of the female shaft 16B is fitted over the entire length of the protruding teeth 51 of the male shaft 16A in the axial direction. Subsequently, rotational torque is applied in a state where the female shaft 16B is fitted to the male shaft 16A coated with the covering portion 61, and the tooth groove 41 of the female shaft 16B is covered with the covering portion of the protruding teeth 51 of the male shaft 16A.
  • the cover 61 is pressed and compressed to be plastically deformed to form a pressing recess surface 611 on the cover 61 as shown in FIG.
  • the position of the tooth tip of the tooth groove 41 is directed toward the axial center of the female shaft 16B depending on the axial position of the female shaft 16B. Go in and out (fluctuate).
  • the tooth tip 411D at the DD cross-section position shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b) is more on the axial side of the female shaft 16B than the tooth tip 411C at the CC cross-section position shown in FIG. 8 (b). It may protrude toward
  • the tooth surface 412 in the vicinity of the tooth tip 411D of the DD cross-section position of the tooth groove 41 of the female shaft 16B bites into the covering portion 61.
  • a problem occurs in which the resistance varies.
  • the step surface 612 is generated in the covering portion 61, the lubricating oil filled in the vicinity of the root of the protruding tooth 51 of the male shaft 16A is blocked by the step surface 612 and hardly reaches the pressing recess surface 611. The trouble that becomes.
  • the torque applied to the intermediate shaft 16 is relatively small, but in the column assist type electric power steering device, the torque applied to the intermediate shaft 16 is increased. Therefore, the deformation of the covering portion 61 of the intermediate shaft 16 becomes large, and the tooth tip of the female shaft 16B may bite into the covering portion 61 of the tooth base of the male shaft 16A, causing a problem that the sliding resistance fluctuates.
  • the present invention relates to a telescopic shaft having a covering portion that reduces sliding resistance, and is capable of reducing the variation in sliding resistance due to the sliding position of the telescopic shaft and manufacturing the telescopic shaft with good lubricating oil lubrication performance It is an object of the present invention to provide a method and a telescopic shaft manufactured by the manufacturing method.
  • the first invention is a male shaft having a plurality of protruding teeth formed on the outer periphery, and a plurality of external fittings that can slide relative to each other in the axial direction and transmit rotational torque to the protruding teeth of the male shaft.
  • the female shaft in which the tooth groove is formed on the inner periphery, the covering portion coated on the tooth surface of the protruding tooth of the male shaft, and the tooth groove of the female shaft on the protruding tooth of the male shaft forming the covering portion A telescopic shaft that is externally fitted to have a tightening allowance, and a tooth surface near the tooth tip of the tooth gap of the female shaft is in contact with a covering portion of the tooth surface near the tooth root of the protruding tooth of the male shaft. It is an expansion-contraction shaft characterized by having formed the escape part so that it may not.
  • the radius of curvature of the covering portion of the tooth surface of the protruding tooth is formed to be smaller than the radius of curvature of the tooth surface of the tooth gap. It is a characteristic telescopic shaft.
  • the telescopic shaft of the second aspect of the invention there is a toothing direction at both ends of the toothing direction of the meshing portion of the tooth surface of the protruding tooth and the tooth surface of the tooth space.
  • the telescopic shaft is characterized in that a wedge-shaped gap in which the gap increases from the center toward both ends is formed.
  • convex R chamfers are formed radially outward at both ends in the brushing direction of the covering portion of the tooth surface of the protruding tooth. It is a telescopic shaft characterized by being.
  • a fifth aspect of the present invention is the telescopic shaft according to the first aspect of the present invention, wherein the covering portion is bonded to the tooth surface of the protruding tooth with an adhesive.
  • the sixth invention is an extension shaft characterized in that in the extension shaft of the fifth invention, minute irregularities are formed on the tooth surface of the protruding tooth.
  • a seventh aspect of the invention is the telescopic shaft of the sixth aspect of the invention, wherein the minute irregularities are formed when the protruding teeth are pressed in the axial direction, when the protruding teeth are cut, and when the protruding teeth are shot peened.
  • the telescopic shaft is characterized by being formed by any one of pickling treatments of protruding teeth.
  • An eighth aspect of the invention is the telescopic shaft according to any one of the first to seventh aspects, wherein the telescopic shaft is connected to an output shaft of an assist device for applying auxiliary torque to the steering shaft.
  • a steering device characterized by being a shaft. 8
  • a ninth invention is a male shaft having a plurality of protruding teeth formed on the outer periphery, and a plurality of teeth externally fitted to the protruding teeth of the male shaft so as to be able to slide relative to each other in the axial direction and to transmit rotational torque.
  • a female shaft having a groove formed on the inner periphery, a covering portion coated on the tooth surface of the male shaft's protruding teeth, and a tooth groove of the female shaft on the protruding teeth of the male shaft forming the covering portion
  • a retractable portion is formed so that the tooth surface near the tooth tip of the tooth groove of the female shaft does not contact the covering portion of the tooth surface near the root of the protruding tooth of It is.
  • the relief portion has a depth of 10 microns or more before applying a compressive stress to the covering portion to plastically deform the covering portion. It is a manufacturing method of a telescopic shaft characterized by being.
  • the tooth near the tooth tip of the tooth gap of the female shaft is formed on the covering portion of the tooth surface near the tooth root of the protruding tooth of the male shaft.
  • An escape portion is formed so that the surfaces do not contact.
  • the covering portion is plastically deformed, the state where the escape portion is recessed from the plastic deformation surface is maintained. Therefore, since the tooth surface near the tooth tip of the tooth groove of the female shaft does not bite into the covering portion, the sliding resistance does not fluctuate. Further, since there is no step at the joint between the plastic deformation surface of the covering portion and the relief portion, the lubricating oil filled in the vicinity of the root of the protruding tooth of the male shaft smoothly reaches the plastic deformation surface.
  • the steering apparatus which has the expansion-contraction shaft of this invention is shown whole, it is the side view which cut
  • the Example applied to the electric power steering apparatus which has a steering assistance part is shown.
  • 2 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 2, (a) is an enlarged cross-sectional view showing an expansion / contraction shaft coated with a sleeve, and (b) is an enlarged cross-sectional view showing an expansion / contraction shaft coated with a covering portion.
  • FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view of a P part in FIG. 3B showing a manufacturing process of the telescopic shaft according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3A shows an initial state in which a female shaft is externally fitted to a male shaft coated with a covering part.
  • FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of FIG. 2A, showing a state where the covering portion is plastically deformed to reduce the tightening margin.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2 showing a state in which a covering portion is plastically deformed to reduce a tightening margin. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the conventional expansion-contraction axis.
  • FIG. 3A shows an initial state in which a female shaft is externally fitted to a male shaft coated with a covering part.
  • FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of FIG. 2A, showing a state where the covering portion is plastically deformed
  • FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view showing an initial state in which a female shaft is externally fitted to the male shaft covering the covering portion of FIG. 7, and FIG. 7B is a view showing a state in which the interference is reduced by plastic deformation of the covering portion.
  • FIG. (A) is a DD enlarged sectional view of FIG. 7 showing a state in which the covering portion is plastically deformed to reduce the tightening margin
  • (b) is an enlarged Q sectional view of (a).
  • the expanded sectional view of the expansion-contraction shaft of Example 2 of this invention is shown, and FIG.3 (b) equivalent of Example 1 is shown.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a portion R in FIG. 10, corresponding to FIG. It is the S section expanded sectional view of Drawing 11. It is an expanded sectional view of the meshing part of the expansion-contraction shaft of Example 3 of this invention.
  • FIG. 1 is a side view of the steering device having the telescopic shaft according to the present invention, partially cut away, showing an embodiment applied to an electric power steering device having a steering assisting portion.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a process for manufacturing the telescopic shaft according to the first embodiment of the present invention.
  • 3 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 2, FIG. 3 (a) is an enlarged cross-sectional view showing the telescopic shaft covering the sleeve, and FIG. 3 (b) is an enlarged cross-sectional view showing the telescopic shaft coated with the covering portion. .
  • FIG. 4 is a perspective view showing the male shaft of the telescopic shaft according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view of a portion P in FIG. 3B showing the manufacturing process of the telescopic shaft according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 5A is an enlarged sectional view showing an initial state in which the female shaft is externally fitted to the male shaft coated with the covering portion
  • FIG. 5B shows a state in which the tightening margin is reduced by plastically deforming the covering portion.
  • FIG. 3 is an AA enlarged sectional view of FIG. 2.
  • 6 is an enlarged cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2 showing a state in which the covering portion is plastically deformed to reduce the tightening allowance.
  • the steering device having the telescopic shaft of the embodiment of the present invention has a steering shaft 12 on which a steering wheel 11 can be mounted on the rear side of the vehicle body (right side in FIG. 1), and this steering shaft 12 is inserted.
  • a steering column 13 an assist device (steering assisting portion) 20 for applying auxiliary torque to the steering shaft 12, and a front side of the vehicle body (left side in FIG. 1) of the steering shaft 12 via a rack / pinion mechanism (not shown) And a connected steering gear 30.
  • the steering shaft 12 is formed by combining an outer shaft 12A and an inner shaft 12B so that rotational torque can be transmitted and relative displacement in the axial direction can be achieved. That is, a plurality of male splines are formed on the outer periphery of the inner shaft 12B on the vehicle body rear side. A plurality of female splines are formed at the same phase position as the male splines on the inner periphery on the front side of the vehicle body of the outer shaft 12A.
  • the female spline of the outer shaft 12A is externally fitted with a predetermined gap with the male spline of the inner shaft 12B, and is engaged so as to be able to transmit rotational torque and be relatively displaceable in the axial direction. Therefore, when the outer shaft 12A and the inner shaft 12B collide, the engaging portions can slide relative to each other to shorten the entire length.
  • the cylindrical steering column 13 inserted through the steering shaft 12 combines the outer column 13A and the inner column 13B so that they can be telescopically moved. It has a so-called collapsible structure in which the entire length is shortened while absorbing water.
  • the vehicle body front side end portion of the inner column 13B is press-fitted and fixed to the vehicle body rear side end portion of the gear housing 21. Further, the vehicle body front side end portion of the inner shaft 12B is passed through the inside of the gear housing 21, and is coupled to the vehicle body rear side end portion of the input shaft (not shown) of the assist device 20.
  • the steering column 13 is supported by a support bracket 14 at a middle portion thereof on a part of the vehicle body 18 such as a lower surface of the dashboard. Further, a locking portion (not shown) is provided between the support bracket 14 and the vehicle body 18, and when an impact in a direction toward the front side of the vehicle body is applied to the support bracket 14, the support bracket 14 is locked to the locking bracket 14. It moves away from the vehicle and moves to the front side of the vehicle.
  • the upper end portion of the gear housing 21 is supported by a part of the vehicle body 18.
  • a tilt mechanism and a telescopic mechanism By providing a tilt mechanism and a telescopic mechanism, the position of the steering wheel 11 in the longitudinal direction of the vehicle body and the height position can be freely adjusted.
  • a tilt mechanism and a telescopic mechanism are well known in the art and are not characteristic features of the present invention, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the output shaft 23 projecting from the front end surface of the gear housing 21 on the vehicle body is connected to a rear end portion of a male intermediate shaft 16A (hereinafter referred to as a male shaft) 16A of the intermediate shaft 16 through a universal joint 15. Further, an input shaft 31 of the steering gear 30 is connected to a front end portion of a female intermediate shaft (hereinafter referred to as a female shaft) 16B of the intermediate shaft 16 via another universal joint 17.
  • the male shaft 16A is coupled to the female shaft 16B so as to be relatively slidable in the axial direction and capable of transmitting rotational torque.
  • a pinion (not shown) is formed at the front end of the input shaft 31.
  • a rack (not shown) meshes with the pinion, and the rotation of the steering wheel 11 moves the tie rod 32 to steer a wheel (not shown).
  • the case 261 of the electric motor 26 is fixed to the gear housing 21 of the assist device 20.
  • the direction and magnitude of torque applied from the steering wheel 11 to the steering shaft 12 is detected by a torque sensor.
  • the electric motor 26 is driven to cause the output shaft 23 to generate auxiliary torque with a predetermined magnitude in a predetermined direction via a speed reduction mechanism (not shown).
  • the telescopic shaft according to the first embodiment of the present invention is applied to the male shaft 16A and the female shaft 16B of the intermediate shaft 16.
  • the vehicle body front side (left end in FIG. 2) of the male shaft 16A is fitted and connected to the vehicle body rear side (right end in FIG. 2) of the female shaft 16B.
  • the female shaft 16B formed of carbon steel or aluminum alloy is formed in a hollow cylindrical shape, and the shaft of the female shaft 16B is formed on the inner periphery thereof.
  • a plurality of axial tooth spaces 41 are formed at equal intervals over the entire length of the expansion / contraction range (extension / contraction stroke) radially from the center.
  • An example of a telescopic shaft that covers a sleeve is shown as the covering portion 61 that reduces the dynamic resistance.
  • the male shaft 16A having four axial ridge teeth 51 as a non-circular outer peripheral shape for transmitting rotational torque has a total length in the axial direction of the ridge teeth 51 and the teeth of the female shaft 16B.
  • a sleeve is covered as the covering portion 61 that reduces the sliding resistance with the groove 41.
  • FIG. 3B shows a covering portion that reduces the sliding resistance between the protruding tooth 51 of the male shaft (male spline shaft) 16A and the tooth groove 41 of the female shaft (female spline cylinder) 16B.
  • An example of a telescopic shaft coated with 61 is shown. That is, the male shaft 16A having 18 axial ridge teeth 51 as a non-circular outer peripheral shape for transmitting rotational torque has the axial length of the ridge teeth 51 in the axial direction of the female shaft 16B.
  • the covering portion 61 for reducing the sliding resistance between the direction tooth spaces 41 is coated.
  • 3A and 3B is preferably made of at least one of rubber, for example, natural rubber, synthetic rubber, or a mixture of natural rubber and synthetic rubber.
  • the material of the covering portion 61 may be composed of at least one solid lubricant selected from molybdenum disulfide, graphite, and fluorine compounds.
  • the material of the covering portion 61 is at least one of natural rubber, synthetic rubber, or a mixture of natural rubber and synthetic rubber, and at least one of molybdenum disulfide, graphite, and fluorine compounds. You may comprise with the material which contained the solid lubricant.
  • the covering portion 61 is made of polytetrafluoroethylene, phenol resin, acetal resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyethersulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyether / etherketone resin, polyamide resin, polyacetal (POM). ) It is preferably composed of at least one polymer material of resins.
  • the material of the covering portion 61 is made of at least one polymer material selected from polytetrafluoroethylene, phenol resin, acetal resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyethersulfone resin, and polyphenylene sulfide resin. You may comprise with the material which contained the solid lubricant at least any one of molybdenum sulfide, a graphite, and a fluorine compound.
  • a covering portion 61 that reduces the sliding resistance with the tooth groove 41 of the female shaft 16B is formed on the entire axial length of the protruding teeth 51 of the male shaft 16A.
  • the thickness of the covering portion 61 is formed so that the sliding resistance before the break-in of the intermediate shaft 16 is larger than the lower limit value of the predetermined allowable range of the sliding resistance. It sets so that the surface 413 and the coating
  • a relief portion 613 is formed so that the tooth surface 412 in the vicinity of the tooth tip 411 ⁇ / b> A of the tooth groove 41 of the female shaft 16 ⁇ / b> B does not contact the covering portion 61 in the vicinity of the tooth root of the protruding tooth 51.
  • the amount by which the intermediate shaft 16 is acclimated and the covering 61 is compressed and plastically deformed is 1 to 10 microns. Therefore, the depth ⁇ 1 of the relief portion 613 before applying compressive stress to the covering portion 61 to plastically deform the covering portion 61 is preferably 10 microns or more.
  • the tooth groove 41 of the female shaft 16B is externally fitted over the entire length in the axial direction of the protruding teeth 51 of the male shaft 16A. Since the thickness of the covering portion 61 is formed so that the sliding resistance before the break-in of the intermediate shaft 16 is larger than the lower limit value of the allowable range of the predetermined sliding resistance, the tooth gap The tooth surface 413 of 41 and the coating
  • the male shaft 16A is reciprocally slid relative to the female shaft 16B in the axial direction.
  • the male shaft 16A is reciprocated in the axial direction relative to the female shaft 16B while the male shaft 16A is bent relative to the female shaft 16B. Then, the temperature of the coating
  • the covering portion 61 When the temperature of the covering portion 61 rises, the covering portion 61 expands over the entire length in the axial direction of the protruding teeth 51 of the male shaft 16A. Therefore, as shown by the dashed-dotted ellipses T1 and T2 in FIG. 4, the covering portion 61 has a tightening margin between the tooth surface 413 of the tooth gap 41 and the covering portion 61 over the entire length of the protruding tooth 51 in the axial direction. Becomes larger.
  • the tooth groove 41 of the female shaft 16B and the protruding teeth 51 of the male shaft 16A hit equally over the entire length in the axial direction, and the sliding resistance becomes the sliding stroke. It becomes constant over the entire length.
  • the covering portion 61 receives a large compressive stress in a state where the temperature of the covering portion 61 is increased, the compressive strain of the covering portion 61 increases due to a creep phenomenon as time elapses.
  • the covering portion 61 contracts as shown in FIG. As a result, the covering portion 61 has a small interference between the tooth surface 413 of the tooth gap 41 and the covering portion 61, and the sliding resistance of the intermediate shaft 16 after the break-in becomes a predetermined magnitude. As shown in FIG. 5B, even after the covering portion 61 is plastically deformed, the depth of the escape portion 613 is ⁇ 2, and a state where it is slightly recessed from the plastic deformation surface 614 is maintained.
  • the tooth tip 411B at the BB cross-sectional position shown in FIG. 6 is positioned closer to the axial center of the female shaft 16B than the tooth tip 411A at the AA cross-sectional position shown in FIG. 5 (b). It may protrude toward you.
  • the escape portion 613 remains with a depth ⁇ 2 as shown in FIG. Accordingly, when the female shaft 16B is slid with respect to the male shaft 16A, the tooth surface 412 in the vicinity of the tooth tip 411B of the tooth groove 41 of the female shaft 16B does not bite into the covering portion 61, so that the sliding resistance does not vary.
  • the lubricating oil filled in the vicinity of the base of the protruding tooth 51 of the male shaft 16A is smooth to the plastic deformation surface 614. To reach.
  • the female shaft 16B is fixed with a processing jig or the like (not shown), and a heating device 71 such as a high-frequency coil is fitted on the outer periphery of the female shaft 16B as shown in FIG.
  • a heating device 71 such as a high-frequency coil is fitted on the outer periphery of the female shaft 16B as shown in FIG.
  • the covering portion 61 When the covering portion 61 is heated, the covering portion 61 expands over the entire axial length of the protruding teeth 51 of the male shaft 16A. Therefore, as shown by the dashed-dotted ellipses T1 and T2 in FIG. 4, the covering portion 61 has a tightening margin between the tooth surface 413 of the tooth gap 41 and the covering portion 61 over the entire length of the protruding tooth 51 in the axial direction. Becomes larger.
  • the tooth groove 41 of the female shaft 16B and the protruding teeth 51 of the male shaft 16A hit equally over the entire length in the axial direction, and the sliding resistance becomes the sliding stroke. It becomes constant over the entire length.
  • the covering part 61 receives a large compressive stress in a state where the temperature of the covering part 61 is high, the compressive strain of the covering part 61 increases due to a creep phenomenon with the passage of time.
  • the covering portion 61 When the covering portion 61 returns to normal temperature, the covering portion 61 contracts as shown in FIG. As a result, the covering portion 61 has a small interference between the tooth surface 413 of the tooth gap 41 and the covering portion 61, and the sliding resistance of the intermediate shaft 16 after the break-in becomes a predetermined magnitude. As shown in FIG. 5B, even after the covering portion 61 is plastically deformed, the depth of the escape portion 613 is ⁇ 2, and a state where it is slightly recessed from the plastic deformation surface 614 is maintained.
  • the tooth tip 411B at the BB cross-sectional position shown in FIG. 6 is positioned closer to the axial center of the female shaft 16B than the tooth tip 411A at the AA cross-sectional position shown in FIG. 5 (b). It may protrude toward you.
  • the escape portion 613 remains with a depth ⁇ 2 as shown in FIG. Accordingly, when the female shaft 16B is slid with respect to the male shaft 16A, the tooth surface 412 in the vicinity of the tooth tip 411B of the tooth groove 41 of the female shaft 16B does not bite into the covering portion 61, so that the sliding resistance does not vary.
  • the lubricating oil filled in the vicinity of the base of the protruding tooth 51 of the male shaft 16A is smooth to the plastic deformation surface 614. To reach.
  • Example 2 of the present invention will be described.
  • 10 is an enlarged cross-sectional view of the telescopic shaft according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 3B of the first embodiment, and FIG. FIG. 5B is an equivalent view
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a portion S in FIG.
  • Example 2 is an example in which the covering portion 61 is bonded to the tooth surface of the protruding tooth 51 with an adhesive.
  • the telescopic shaft of Example 2 has a female shaft 16B formed of carbon steel or aluminum alloy formed in a hollow cylindrical shape, and is formed of carbon steel or aluminum alloy.
  • the male shaft (male spline shaft) 16A is also formed in a hollow cylindrical shape.
  • the covered tooth 61 of the male shaft 16 ⁇ / b> A is covered with a covering portion 61 that reduces the sliding resistance with the tooth groove 41 of the female shaft (female spline cylinder) 16 ⁇ / b> B, and the tooth surface 511 of the protruding tooth 51 is covered with the covering portion.
  • the inner circumference 615 of 61 is bonded with an adhesive.
  • an injection molding method or a fluid immersion method is preferable.
  • the male shaft 16A having 18 axial ridge teeth 51 as a non-circular outer peripheral shape for transmitting rotational torque has the axial length of the ridge teeth 51 in the axial direction of the female shaft 16B.
  • a covering portion 61 that reduces the sliding resistance with the direction tooth gap 41 is bonded and fixed.
  • minute unevenness is formed on the tooth surface 511 of the protruding tooth 51 by leaving a processing line when the protruding tooth 51 is cut or by performing shot peening or pickling. By doing so, the adhesive strength of the coating
  • the covering portion 61 includes a tooth surface covering portion 61 near the tooth root of the protruding tooth 51 and a tooth surface 412 near the tooth tip 411A of the tooth groove 41 of the female shaft 16B.
  • the escape portion 613 is formed so as not to contact. Even after the male shaft 16A is reciprocally slid relative to the female shaft 16B and the covering portion 61 is plastically deformed, the depth of the escape portion 613 is ⁇ 2, and the state of being slightly recessed from the plastic deformation surface 614 is maintained. I am doing so.
  • the covering portion 61 When the large rotational torque T is applied to the telescopic shaft of the second embodiment of the present invention configured as described above as shown in FIG. 11, the covering portion 61 is compressed.
  • the rotational torque applied to the intermediate shaft 16 is about 10 to 40 times larger than that of the conventional hydraulic power steering device, so that a large rotational torque T is applied.
  • the compression direction (arrows ⁇ 3 and ⁇ 4 in FIG. 11) and the circumferential direction (arrows in FIG. 11). ⁇ 3, ⁇ 4) and the elastic deformation in three directions in the axial direction (direction orthogonal to the paper surface of FIG. 11) are suppressed.
  • the covering portion 61 If the covering portion 61 is not adhered to the tooth surface 511 when a large rotational torque T is applied, the plastic deformation surface 614 of the covering portion 61 plastically flows to the root side of the protruding tooth 51, and the escape portion 613 protrudes. It moves to the tooth base side of the tooth 51.
  • the tooth surface 412 in the vicinity of the tooth tip 411A of the female shaft 16B bites into the covering portion 61, and the sliding resistance fluctuates.
  • the length of the relief portion 613 in the tooth height direction is increased, the contact area between the tooth groove 41 and the protruding tooth 51 is reduced, resulting in a problem that durability of the contact surface is lowered.
  • the inner periphery 615 of the covering portion 61 is bonded to the tooth surface 511 of the protruding tooth 51, the amount by which the escape portion 613 moves to the root side of the protruding tooth 51. Is suppressed.
  • the tooth surface 412 in the vicinity of the tooth tip 411A of the female shaft 16B is suppressed from biting into the covering portion 61, and fluctuations in sliding resistance can be suppressed.
  • the male shaft 16A is formed in a hollow cylindrical shape. Accordingly, when the large rotational torque T is applied, if the covering portion 61 is not bonded to the tooth surface 511, the protruding teeth 51 of the male shaft 16 ⁇ / b> A are elastically deformed by the rotating torque T, and the tooth surfaces 511 of the protruding teeth 51. The inner periphery 615 of the covering portion 61 is worn by the relative movement between the cover portion 61 and the covering portion 61.
  • the inner periphery 615 of the covering portion 61 is bonded to the tooth surface 511 of the protruding tooth 51. Accordingly, since the relative movement between the tooth surface 511 of the protruding tooth 51 and the inner periphery 615 of the covering portion 61 is suppressed, the wear of the inner periphery 615 of the covering portion 61 is suppressed. An increase in sliding resistance with the surface 413 is suppressed.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of the engaging portion of the telescopic shaft according to the third embodiment of the present invention.
  • Example 3 is an example in which a wedge-shaped gap in which the gap increases toward both ends in the toothpaste direction is formed in the meshing portion between the tooth surface of the protruding tooth 51 and the tooth surface of the tooth groove 41.
  • the telescopic shaft of Example 3 is a coating that reduces the sliding resistance between the protruding teeth 51 of the male shaft 16A and the tooth grooves 41 of the female shaft (female spline cylinder) 16B.
  • the part 61 is covered.
  • the plastic deformation surface 614 of the covering portion 61 of the protruding teeth 51 is formed in a convex arc shape toward the radially outer side of the male shaft 16A.
  • the radius of curvature of the plastic deformation surface 614 is R1, which is smaller than the radius of curvature R2 of the tooth surface 413 of the tooth space 41.
  • R chamfers 616 and 617 having curvature radii R3 and R4 and protruding outward in the radial direction of the male shaft 16A are formed.
  • the plastic deformation surface 614 of the covering portion 61 of the protruding tooth 51 and the tooth surface 413 of the tooth groove 41 are in contact with each other at the center portion in the tooth brushing direction and transmit rotational torque.
  • wedge-shaped gaps 62 and 63 are formed at both ends in the toothpaste direction so that the gap increases from the center part in the toothpaste direction toward both ends.
  • the covering portion 61 includes a covering portion 61 on the tooth surface near the root of the protruding tooth 51 and a tooth near the tooth tip 411A of the tooth groove 41 of the female shaft 16B.
  • An escape portion 613 is formed so that the surface 412 does not contact. Even after the male shaft 16A is reciprocally slid relative to the female shaft 16B and the covering portion 61 is plastically deformed, the state where the escape portion 613 is slightly recessed from the plastic deformation surface 614 is maintained.
  • a predetermined amount of grease having a predetermined hardness (consistency) is filled between the tooth groove 41 of the female shaft 16 ⁇ / b> B and the outer periphery of the covering portion 61.
  • the escape portion 613 is formed in the covering portion 61 of the tooth surface near the root of the protruding tooth 51, the distance between the escape portion 613 serving as a grease reservoir and the wedge-shaped gap 63 is reduced. The grease can be smoothly sucked into the wedge-shaped gap 63.
  • the wedge-shaped gap 63 is present, the volume of the grease reservoir is increased. Therefore, the amount of change in the volume of the wedge-shaped gap 63 when the rotational torque T increases or decreases is increased, and the grease can be efficiently sucked into the wedge-shaped gap 63.
  • convex R chamfers 616 and 617 are formed at both ends of the covering portion 61 of the tooth surface 511 of the protruding tooth 51 in the radial direction of the male shaft 16A. Accordingly, since the plastic deformation surface 614 and the R chamfers 616 and 617 are smoothly connected, the grease can be efficiently sucked into the wedge-shaped gap 63.
  • the plastic deformation surface 614 of the covering portion 61 of the protruding tooth 51 may be formed in an involute tooth profile, and the tooth surface 413 of the tooth groove 41 may be formed in a straight tooth profile. Further, the plastic deformation surface 614 of the covering portion 61 of the protruding tooth 51 may be formed in a linear tooth profile, and the tooth surface 413 of the tooth groove 41 may be formed in an involute tooth profile. Moreover, you may form both the plastic deformation surface 614 of the coating
  • the present invention may be applied to a telescopic shaft having a serration.
  • the covering portion 61 for reducing the sliding resistance is formed on the protruding tooth 51 side of the male shaft 16A, but the covering portion 61 for reducing the sliding resistance is provided on the tooth groove 41 side of the female shaft 16B. It may be formed.
  • the present invention can be applied to any telescopic shaft constituting the steering device such as the steering shaft 12.
  • the example applied to the steering device having the assist device (steering assist unit) 20 has been described in the above embodiment, the present invention may be applied to a steering device without the assist device.

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Abstract

【課題】摺動抵抗を減少させる被覆部を有する伸縮軸であって、伸縮軸の摺動位置による摺動抵抗の変動を小さくするとともに、潤滑油の潤滑性能を良好にした伸縮軸の製造方法を提供する。 【解決手段】被覆部６１には、突条歯５１の歯元近傍の歯面の被覆部６１に、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１の歯先４１１Ａ近傍の歯面４１２が当接しないように逃げ部６１３を形成する。中間シャフト１６を慣らし運転し、被覆部６１を圧縮して塑性変形させる量は、１ミクロンから１０ミクロンである。従って、被覆部６１に圧縮応力を付与して、被覆部６１を塑性変形させる前の逃げ部６１３の逃げ量α１は１０ミクロン以上が好ましい。被覆部６１が塑性変形した後でも、逃げ部６１３が逃げ量α２だけ塑性変形面６１４よりも凹んだ状態が維持される。

Description

伸縮軸の製造方法、及び、この製造方法によって製造した伸縮軸
　本発明は伸縮軸、特に、回転トルクを伝達可能で軸方向に相対摺動可能な伸縮軸、例えば、中間シャフトやステアリングシャフト等の伸縮軸の製造方法、及び、この製造方法によって製造した伸縮軸に関する。
　ステアリング装置には、回転トルクを伝達可能に、かつ、軸方向に相対摺動可能に連結されたスプライン軸等の伸縮軸が、中間シャフトやステアリングシャフト等に組み込まれている。すなわち、中間シャフトは、ステアリングギヤのラック軸に噛合うピニオンシャフトに、自在継手を締結する際に、一旦縮めてからピニオンシャフトに嵌合させて締結するためや、車体フレームとの間の相対変位を吸収するために、伸縮機能が必要である。
　また、ステアリングシャフトは、ステアリングホイールの操舵力を車輪に伝達すると共に、運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールの位置を軸方向に調整する必要があるため、伸縮機能が要求される。
　近年、車体全体の剛性と走行安定性が向上したために、ステアリングホイールを操作した時に、伸縮軸の回転方向のガタツキを運転者が感じやすくなった。そこで、回転方向のガタツキと摺動抵抗が小さく、潤滑性と耐久性に優れた伸縮軸が望まれている。
　そのために、雄シャフトの歯面外周に摺動抵抗の小さな樹脂等を被覆し、潤滑用の潤滑剤を塗布した後に雌シャフトに嵌合した伸縮軸がある。このような伸縮軸では、摺動抵抗の許容範囲が狭いと、雄シャフト、雌シャフト及び樹脂被覆部の加工精度によって、摺動抵抗を許容範囲内に製造することが困難であった。
　特許文献１の伸縮軸は、樹脂を被覆した雄シャフトに雌シャフトを嵌合させた状態で、回転トルクを付与し、雌シャフトの内歯を雄シャフトの外歯の樹脂被覆部に押し付け、樹脂被覆部を圧縮して硬化し、樹脂被覆部に押圧凹み面を形成している。これによって、摺動隙間を長期にわたって一定に維持し、押圧凹み面に潤滑剤を溜めることで、潤滑剤の供給を良好にしている。
　図７から図９に従来の伸縮軸を示す。図７は従来の伸縮軸を示す縦断面図、図８（ａ）は図７の被覆部を被覆した雄シャフトに雌シャフトを外嵌した初期状態を示す拡大断面図、図８（ｂ）は被覆部を塑性変形させて締め代を小さくした状態を示す図７のＣ－Ｃ拡大断面図、図９（ａ）は被覆部を塑性変形させて締め代を小さくした状態を示す図７のＤ－Ｄ拡大断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＱ部拡大断面図である。
　図７に示すように、従来の伸縮軸は、中間シャフト１６の雄シャフト１６Ａの車体前方側（図７の左端）が、雌シャフト１６Ｂの車体後方側（図７の右端）に内嵌して連結されている。図７、図８（ａ）に示すように、雌シャフト１６Ｂは中空筒状に形成されており、その内周には、雌シャフト１６Ｂの軸心から放射状に、複数の軸方向の歯溝４１が、伸縮ストロークの全長にわたって、等間隔に形成されている。
　歯溝４１の個数と同じ数の軸方向の突条歯５１を有する雄シャフト１６Ａには、突条歯５１の軸方向の全長に、雌シャフト１６Ｂの軸方向の歯溝４１との間の摺動抵抗を減少させる被覆部６１がコーティングされている。被覆部６１の厚さは、中間シャフト１６の慣らし前の摺動抵抗が、所定の許容範囲の下限値よりも大き目になるように、厚く形成しておく。
　次に、図７、図８（ａ）に示すように、雄シャフト１６Ａの突条歯５１の軸方向の全長に雌シャフト１６Ｂの歯溝４１を外嵌する。続いて、被覆部６１がコーティングされた雄シャフト１６Ａに雌シャフト１６Ｂを嵌合させた状態で、回転トルクを付与し、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１を雄シャフト１６Ａの突条歯５１の被覆部６１に押し付け、被覆部６１を圧縮して塑性変形させ、図８（ｂ）に示すように、被覆部６１に押圧凹み面６１１を形成している。
　雌シャフト１６Ｂの歯溝４１には、スプライン加工時の加工誤差が避けられないため、雌シャフト１６Ｂの軸方向位置によって、歯溝４１の歯先の位置が、雌シャフト１６Ｂの軸心側に向かって出入り（変動）する。例えば、図８（ｂ）に示すＣ－Ｃ断面位置の歯先４１１Ｃよりも、図９（ａ）、（ｂ）に示すＤ－Ｄ断面位置の歯先４１１Ｄが、雌シャフト１６Ｂの軸心側に向かって突出している場合がある。
　すると、雄シャフト１６Ａに対して雌シャフト１６Ｂを摺動させた時に、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１のＤ－Ｄ断面位置の歯先４１１Ｄ近傍の歯面４１２が被覆部６１に食い込むため、摺動抵抗が変動する不具合が生じる。また、被覆部６１に段差面６１２が生じるため、雄シャフト１６Ａの突条歯５１の歯元近傍に充填されている潤滑油が、段差面６１２に遮られて、押圧凹み面６１１まで到達しにくくなる不具合が生じる。
　また、従来の油圧式パワーステアリング装置では、中間シャフト１６に加わるトルクは比較的小さいが、コラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、中間シャフト１６に加わるトルクが大きくなる。従って、中間シャフト１６の被覆部６１の変形が大きくなり、雌シャフト１６Ｂの歯先が雄シャフト１６Ａの歯元の被覆部６１に食い込み、摺動抵抗が変動する不具合が生じることがある。
特開２００４－６６９７０号公報
　本発明は、摺動抵抗を減少させる被覆部を有する伸縮軸であって、伸縮軸の摺動位置による摺動抵抗の変動を小さくするとともに、潤滑油の潤滑性能を良好にした伸縮軸の製造方法、及び、この製造方法によって製造した伸縮軸を提供することを課題とする。
　上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、外周に複数の突条歯が形成された雄シャフト、上記雄シャフトの突条歯に軸方向に相対摺動可能にかつ回転トルクを伝達可能に外嵌する複数の歯溝が内周に形成された雌シャフト、上記雄シャフトの突条歯の歯面に被覆された被覆部、上記被覆部を形成した雄シャフトの突条歯に上記雌シャフトの歯溝を締め代を有するように外嵌した伸縮軸であって、上記雄シャフトの突条歯の歯元近傍の歯面の被覆部に、上記雌シャフトの歯溝の歯先近傍の歯面が当接しないように逃げ部を形成したことを特徴とする伸縮軸である。
　第２番目の発明は、第１番目の発明の伸縮軸において、上記突条歯の歯面の被覆部の曲率半径が、上記歯溝の歯面の曲率半径よりも小さく形成されていること
を特徴とする伸縮軸である。
　第３番目の発明は、第２番目の発明の伸縮軸において、上記突条歯の歯面の被覆部と歯溝の歯面との噛み合い部の歯たけ方向の両端には、歯たけ方向の中央部から両端に向かって隙間が大きくなるくさび状の隙間が形成されていることを特徴とする伸縮軸である。
　第４番目の発明は、第３番目の発明の伸縮軸において、上記突条歯の歯面の被覆部の歯たけ方向の両端には、半径方向外側に向かって凸のＲ面取りが形成されていることを特徴とする伸縮軸である。
　第５番目の発明は、第１番目の発明の伸縮軸において、上記被覆部は上記突条歯の歯面に接着剤によって接着されていることを特徴とする伸縮軸である。
　第６番目の発明は、第５番目の発明の伸縮軸において、上記突条歯の歯面に微少な凹凸が形成されていることを特徴とする伸縮軸である。
　第７番目の発明は、第６番目の発明の伸縮軸において、上記微少な凹凸は、突条歯を軸方向にプレス成形時、突条歯の切削加工時、突条歯のショットピーニング加工時、突条歯の酸洗処理のうちのいずれかによって形成されていることを特徴とする伸縮軸である。
　第８番目の発明は、第１番目から第７番目までのいずれかの発明の伸縮軸において、上記伸縮軸が、ステアリングシャフトに補助トルクを付与する為のアシスト装置の出力軸に連結された中間シャフトであることを特徴とするステアリング装置である。８
　第９番目の発明は、外周に複数の突条歯が形成された雄シャフト、上記雄シャフトの突条歯に軸方向に相対摺動可能にかつ回転トルクを伝達可能に外嵌する複数の歯溝が内周に形成された雌シャフト、上記雄シャフトの突条歯の歯面に被覆された被覆部、上記被覆部を形成した雄シャフトの突条歯に上記雌シャフトの歯溝を締め代を有するように外嵌した後、被覆部に圧縮応力を付与して被覆部を塑性変形させて締め代を小さくし、所定の摺動抵抗にする伸縮軸の製造方法であって、上記雄シャフトの突条歯の歯元近傍の歯面の被覆部に、上記雌シャフトの歯溝の歯先近傍の歯面が当接しないように逃げ部を形成したことを特徴とする伸縮軸の製造方法である。
　第１０番目の発明は、第９番目の発明の伸縮軸の製造方法において、上記逃げ部は、上記被覆部に圧縮応力を付与して被覆部を塑性変形させる前の深さが１０ミクロン以上であることを特徴とする伸縮軸の製造方法である。
　本発明の伸縮軸の製造方法、及び、この製造方法によって製造した伸縮軸では、雄シャフトの突条歯の歯元近傍の歯面の被覆部に、雌シャフトの歯溝の歯先近傍の歯面が当接しないように逃げ部を形成している。
　従って、被覆部が塑性変形した後でも、逃げ部が塑性変形面よりも凹んだ状態が維持される。そのため、雌シャフトの歯溝の歯先近傍の歯面が被覆部に食い込まないため、摺動抵抗が変動しない。また、被覆部の塑性変形面と逃げ部とのつなぎ目に段差が無いため、雄シャフトの突条歯の歯元近傍に充填されている潤滑油が、塑性変形面まで円滑に到達する。
本発明の伸縮軸を有するステアリング装置の全体を示し、一部を切断した側面図であって、操舵補助部を有する電動パワーステアリング装置に適用した実施例を示す。 本発明の実施例１の伸縮軸の製造工程を示す縦断面図である。 図２の拡大断面図を示し、（ａ）はスリーブを被覆した伸縮軸を示す拡大断面図、（ｂ）は被覆部をコーティングした伸縮軸を示す拡大断面図である。 本発明の実施例１の伸縮軸の雄シャフトを示す斜視図である。 本発明の実施例１の伸縮軸の製造工程を示す図３（ｂ）のＰ部拡大断面図であり、（ａ）は被覆部を被覆した雄シャフトに雌シャフトを外嵌した初期状態を示す拡大断面図、（ｂ）は被覆部を塑性変形させて締め代を小さくした状態を示す図２のＡ－Ａ拡大断面図である。 被覆部を塑性変形させて締め代を小さくした状態を示す図２のＢ－Ｂ拡大断面図である。 従来の伸縮軸を示す縦断面図である。 （ａ）は図７の被覆部を被覆した雄シャフトに雌シャフトを外嵌した初期状態を示す拡大断面図、（ｂ）は被覆部を塑性変形させて締め代を小さくした状態を示す図７のＣ－Ｃ拡大断面図である。 （ａ）は被覆部を塑性変形させて締め代を小さくした状態を示す図７のＤ－Ｄ拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＱ部拡大断面図である。 本発明の実施例２の伸縮軸の拡大断面図を示し、実施例１の図３（ｂ）相当図である。 図１０のＲ部拡大断面図であり、実施例１の図５（ｂ）相当図である。 図１１のＳ部拡大断面図である。 本発明の実施例３の伸縮軸の噛み合い部の拡大断面図である。
　　以下、図面に基づいて本発明の実施例１から実施例３を説明する。
　以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の伸縮軸を有するステアリング装置の全体を示し、一部を切断した側面図であって、操舵補助部を有する電動パワーステアリング装置に適用した実施例を示す。図２は本発明の実施例１の伸縮軸の製造工程を示す縦断面図である。図３は図２の拡大断面図を示し、図３（ａ）はスリーブを被覆した伸縮軸を示す拡大断面図、図３（ｂ）は被覆部をコーティングした伸縮軸を示す拡大断面図である。
　図４は本発明の実施例１の伸縮軸の雄シャフトを示す斜視図、図５は本発明の実施例１の伸縮軸の製造工程を示す図３（ｂ）のＰ部拡大断面図であり、図５（ａ）は被覆部を被覆した雄シャフトに雌シャフトを外嵌した初期状態を示す拡大断面図、図５（ｂ）は被覆部を塑性変形させて締め代を小さくした状態を示す図２のＡ－Ａ拡大断面図である。図６は被覆部を塑性変形させて締め代を小さくした状態を示す図２のＢ－Ｂ拡大断面図である。
　図１に示すように、本発明の実施例の伸縮軸を有するステアリング装置は、車体後方側（図１の右側）にステアリングホイール１１を装着可能なステアリングシャフト１２と、このステアリングシャフト１２を挿通したステアリングコラム１３と、ステアリングシャフト１２に補助トルクを付与する為のアシスト装置（操舵補助部）２０と、ステアリングシャフト１２の車体前方側（図１の左側）に、図示しないラック／ピニオン機構を介して連結されたステアリングギヤ３０とを備える。
　ステアリングシャフト１２は、アウターシャフト１２Ａとインナーシャフト１２Ｂとを、回転トルクを伝達自在に、かつ軸方向に関して相対変位可能に組み合わせて成る。すなわち、インナーシャフト１２Ｂの車体後方側外周には、複数の雄スプラインが形成されている。アウターシャフト１２Ａの車体前方側内周には、複数の雌スプラインが、雄スプラインと同一位相位置に形成されている。アウターシャフト１２Ａの雌スプラインがインナーシャフト１２Ｂの雄スプラインと所定の隙間を有して外嵌し、回転トルクを伝達自在に、かつ軸方向に関して相対変位可能に係合している。従って、上記アウターシャフト１２Ａとインナーシャフト１２Ｂとは、衝突時に、この係合部が相対摺動して、全長を縮めることができる。
　また、上記ステアリングシャフト１２を挿通した筒状のステアリングコラム１３は、アウターコラム１３Ａとインナーコラム１３Ｂとをテレスコピック移動可能に組み合わせており、衝突時に軸方向の衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギを吸収しつつ全長が縮まる、所謂コラプシブル構造としている。
　そして、上記インナーコラム１３Ｂの車体前方側端部を、ギヤハウジング２１の車体後方側端部に圧入嵌合して固定している。また、上記インナーシャフト１２Ｂの車体前方側端部を、このギヤハウジング２１の内側に通し、アシスト装置２０の図示しない入力軸の車体後方側端部に結合している。
　ステアリングコラム１３は、その中間部を支持ブラケット１４により、ダッシュボードの下面等、車体１８の一部に支承している。また、この支持ブラケット１４と車体１８との間に、図示しない係止部を設けて、この支持ブラケット１４に車体前方側に向かう方向の衝撃が加わった場合に、この支持ブラケット１４が上記係止部から外れ、車体前方側に移動するようにしている。
　また、上記ギヤハウジング２１の上端部も、上記車体１８の一部に支承している。また、本実施例の場合には、チルト機構及びテレスコピック機構を設けることにより、上記ステアリングホイール１１の車体前後方向位置、及び、高さ位置の調節を自在としている。このようなチルト機構及びテレスコピック機構は、従来から周知であり、本発明の特徴部分でもない為、詳しい説明は省略する。
　上記ギヤハウジング２１の車体前方側端面から突出した出力軸２３は、自在継手１５を介して、中間シャフト１６の雄中間シャフト（以下雄シャフトと呼ぶ）１６Ａの後端部に連結している。また、この中間シャフト１６の雌中間シャフト（以下雌シャフトと呼ぶ）１６Ｂの前端部に、別の自在継手１７を介して、ステアリングギヤ３０の入力軸３１を連結している。
　雄シャフト１６Ａは、雌シャフト１６Ｂに対して、軸方向に相対摺動可能に、かつ、回転トルクを伝達可能に結合している。図示しないピニオンが、この入力軸３１の前端部に形成されている。また、図示しないラックが、このピニオンに噛み合っており、ステアリングホイール１１の回転が、タイロッド３２を移動させて、図示しない車輪を操舵する。
　アシスト装置２０のギヤハウジング２１には、電動モータ２６のケース２６１が固定されている。ステアリングホイール１１からステアリングシャフト１２に加えられるトルクの方向と大きさを、トルクセンサで検出する。この検出信号に応じて、電動モータ２６を駆動し、図示しない減速機構を介して、出力軸２３に、所定の方向に所定の大きさで補助トルクを発生させる。
　図２に示すように、本発明の実施例１の伸縮軸は、中間シャフト１６の雄シャフト１６Ａと雌シャフト１６Ｂに適用した例を示す。雄シャフト１６Ａの車体前方側（図２の左端）が、雌シャフト１６Ｂの車体後方側（図２の右端）に内嵌して連結されている。
　図２、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、炭素鋼またはアルミニウム合金で成形された雌シャフト１６Ｂは中空筒状に形成されており、その内周には、雌シャフト１６Ｂの軸心から放射状に、複数の軸方向の歯溝４１が、伸縮範囲（伸縮ストローク）の全長にわたって、等間隔に形成されている。
　図３（ａ）の例は、炭素鋼またはアルミニウム合金で成形された雄シャフト（雄スプライン軸）１６Ａの突条歯５１に、雌シャフト（雌スプライン筒）１６Ｂの歯溝４１との間の摺動抵抗を減少させる被覆部６１として、スリーブを被覆した伸縮軸の例を示す。
　すなわち、回転トルクを伝達するための非円形の外周形状として、４個の軸方向の突条歯５１を有する雄シャフト１６Ａには、突条歯５１の軸方向の全長に、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１との間の摺動抵抗を減少させる被覆部６１として、スリーブが被覆されている。
　また、図３（ｂ）の例は、雄シャフト（雄スプライン軸）１６Ａの突条歯５１に、雌シャフト（雌スプライン筒）１６Ｂの歯溝４１との間の摺動抵抗を減少させる被覆部６１をコーティングした伸縮軸の例を示す。すなわち、回転トルクを伝達するための非円形の外周形状として、１８個の軸方向の突条歯５１を有する雄シャフト１６Ａには、突条歯５１の軸方向の全長に、雌シャフト１６Ｂの軸方向の歯溝４１との間の摺動抵抗を減少させる被覆部６１がコーティングされている。
　図３（ａ）、（ｂ）の被覆部６１の材質は、ゴム、例えば、天然ゴム、合成ゴム、または、天然ゴムと合成ゴムの混合物のうちの少なくともいずれか一つで構成することが好ましい。また、被覆部６１の材質は、二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素化合物のうちの少なくともいずれか一つの固体潤滑剤で構成してもよい。
　さらに、被覆部６１の材質は、天然ゴム、合成ゴム、または、天然ゴムと合成ゴムの混合物のうちの少なくともいずれか一つに、二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素化合物のうちの少なくともいずれか一つの固体潤滑剤を含有させた材質で構成してもよい。
　また、上記被覆部６１の材質は、ポリテトラフルオロエチレン、フェノール樹脂、アセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテル・エーテルケトン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂のうちの少なくともいずれか一つの高分子材料で構成することが好ましい。
　さらに、上記被覆部６１の材質は、ポリテトラフルオロエチレン、フェノール樹脂、アセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂のうちの少なくともいずれか一つの高分子材料に、二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素化合物のうちの少なくともいずれか一つの固体潤滑剤を含有させた材質で構成してもよい。
　図５（ａ）に示すように、雄シャフト１６Ａの突条歯５１の軸方向の全長に、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１との間の摺動抵抗を減少させる被覆部６１を形成する。被覆部６１の厚さは、中間シャフト１６の慣らし前の摺動抵抗が、所定の摺動抵抗の許容範囲の下限値よりも大きな摺動抵抗になるように厚く形成し、歯溝４１の歯面４１３と被覆部６１が締め代を有するように設定する。
　被覆部６１には、突条歯５１の歯元近傍の歯面の被覆部６１に、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１の歯先４１１Ａ近傍の歯面４１２が当接しないように逃げ部６１３を形成する。中間シャフト１６を慣らし運転し、被覆部６１を圧縮して塑性変形させる量は、１ミクロンから１０ミクロンである。従って、被覆部６１に圧縮応力を付与して、被覆部６１を塑性変形させる前の逃げ部６１３の深さα１は、１０ミクロン以上が好ましい。
　次に、図２に示すように、雄シャフト１６Ａの突条歯５１の軸方向の全長に、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１を外嵌する。被覆部６１の厚さは、中間シャフト１６の慣らし前の摺動抵抗が、所定の摺動抵抗の許容範囲の下限値よりも大きな摺動抵抗になるように厚く形成しているため、歯溝４１の歯面４１３と被覆部６１が締め代を有して嵌合する。雌シャフト１６Ｂの歯溝４１と被覆部６１の外周との間には、所定の硬さ（ちょう度）のグリースを所定量だけ充填する。
　次ぎに、雌シャフト１６Ｂと雄シャフト１６Ａとの間に回転トルク付与しながら、雌シャフト１６Ｂに対して雄シャフト１６Ａを相対的に軸方向に往復摺動させる。または、雌シャフト１６Ｂに対して雄シャフト１６Ａを相対的に折り曲げながら、雌シャフト１６Ｂに対して雄シャフト１６Ａを相対的に軸方向に往復摺動させる。すると、摺動時の摩擦力によって被覆部６１の温度が上昇する。
　被覆部６１の温度が上昇すると、被覆部６１が雄シャフト１６Ａの突条歯５１の軸方向の全長にわたって膨張する。そのため、図４の一点鎖線の楕円Ｔ１、Ｔ２に示すように、突条歯５１の軸方向の全長にわたって、被覆部６１は、歯溝４１の歯面４１３と被覆部６１との間の締め代が大きくなる。
　雌シャフト１６Ｂに対する雄シャフト１６Ａの往復摺動を続けると、被覆部６１は、歯溝４１の歯面４１３と接触している部分が強く圧縮され、突条歯５１の軸方向の全長にわたって均等に塑性変形とクリープ変形を起こして圧縮歪を起こす。
　雌シャフト１６Ｂに対して雄シャフト１６Ａを往復摺動させることで、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１と雄シャフト１６Ａの突条歯５１が軸方向の全長にわたって均等に当たり、摺動抵抗が摺動ストロークの全長にわたって一定になる。また、被覆部６１の温度が上昇した状態で被覆部６１が大きな圧縮応力を受けるため、時間の経過に伴って、クリープ現象によって被覆部６１の圧縮歪が増大する。
　雌シャフト１６Ｂに対する雄シャフト１６Ａの往復摺動を停止し、被覆部６１が常温に戻ると、図５（ｂ）に示すように、被覆部６１は収縮する。その結果、被覆部６１は、歯溝４１の歯面４１３と被覆部６１との間の締め代が小さくなり、慣らし後の中間シャフト１６の摺動抵抗が所定の大きさになる。図５（ｂ）に示すように、被覆部６１が塑性変形した後でも、逃げ部６１３の深さがα２で、塑性変形面６１４よりも若干凹んだ状態が維持される。
　スプライン加工時の加工誤差によって、図５（ｂ）に示すＡ－Ａ断面位置の歯先４１１Ａよりも、図６に示すＢ－Ｂ断面位置の歯先４１１Ｂが、雌シャフト１６Ｂの軸心側に向かって突出している場合がある。
　しかし、被覆部６１が塑性変形した後でも、図５（ｂ）に示すように逃げ部６１３が深さα２だけ残る。従って、雄シャフト１６Ａに対して雌シャフト１６Ｂを摺動させた時に、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１の歯先４１１Ｂ近傍の歯面４１２が被覆部６１に食い込まないため、摺動抵抗は変動しない。また、被覆部６１の塑性変形面６１４と逃げ部６１３とのつなぎ目に段差が無いため、雄シャフト１６Ａの突条歯５１の歯元近傍に充填されている潤滑油が、塑性変形面６１４まで円滑に到達する。
　他の例として、雌シャフト１６Ｂを図示しない加工治具等で固定し、図２に示すように、雌シャフト１６Ｂの外周に高周波コイル等の加熱装置７１を外嵌する。加熱装置７１に交流電流を流すと、電磁誘導によって雌シャフト１６Ｂが加熱され、その熱が被覆部６１に伝達されて、被覆部６１が所定の温度に加熱される。
　被覆部６１を加熱すると、被覆部６１が雄シャフト１６Ａの突条歯５１の軸方向の全長にわたって膨張する。そのため、図４の一点鎖線の楕円Ｔ１、Ｔ２に示すように、突条歯５１の軸方向の全長にわたって、被覆部６１は、歯溝４１の歯面４１３と被覆部６１との間の締め代が大きくなる。
　次ぎに、図２の矢印Ｒに示すように、雌シャフト１６Ｂに対して雄シャフト１６Ａを相対的に軸方向に所定回数だけ往復摺動させると、被覆部６１は、歯溝４１の歯面４１３と接触している部分が強く圧縮され、突条歯５１の軸方向の全長にわたって均等に塑性変形とクリープ変形を起こして圧縮歪を起こす。
　雌シャフト１６Ｂに対して雄シャフト１６Ａを往復摺動させることで、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１と雄シャフト１６Ａの突条歯５１が軸方向の全長にわたって均等に当たり、摺動抵抗が摺動ストロークの全長にわたって一定になる。また、被覆部６１の温度が高い状態で被覆部６１が大きな圧縮応力を受けるため、時間の経過に伴って、クリープ現象によって被覆部６１の圧縮歪が増大する。
　被覆部６１が常温に戻ると、図５（ｂ）に示すように、被覆部６１は収縮する。その結果、被覆部６１は、歯溝４１の歯面４１３と被覆部６１との間の締め代が小さくなり、慣らし後の中間シャフト１６の摺動抵抗が所定の大きさになる。図５（ｂ）に示すように、被覆部６１が塑性変形した後でも、逃げ部６１３の深さがα２で、塑性変形面６１４よりも若干凹んだ状態が維持される。
　スプライン加工時の加工誤差によって、図５（ｂ）に示すＡ－Ａ断面位置の歯先４１１Ａよりも、図６に示すＢ－Ｂ断面位置の歯先４１１Ｂが、雌シャフト１６Ｂの軸心側に向かって突出している場合がある。
　しかし、被覆部６１が塑性変形した後でも、図５（ｂ）に示すように逃げ部６１３が深さα２だけ残る。従って、雄シャフト１６Ａに対して雌シャフト１６Ｂを摺動させた時に、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１の歯先４１１Ｂ近傍の歯面４１２が被覆部６１に食い込まないため、摺動抵抗は変動しない。また、被覆部６１の塑性変形面６１４と逃げ部６１３とのつなぎ目に段差が無いため、雄シャフト１６Ａの突条歯５１の歯元近傍に充填されている潤滑油が、塑性変形面６１４まで円滑に到達する。
　次に本発明の実施例２について説明する。図１０は本発明の実施例２の伸縮軸の拡大断面図を示し、実施例１の図３（ｂ）相当図、図１１は図１０のＲ部拡大断面図であり、実施例１の図５（ｂ）相当図、図１２は図１１のＳ部拡大断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。実施例２は、突条歯５１の歯面に被覆部６１を接着剤で接着した例である。
　すなわち、図１０から図１２に示すように、実施例２の伸縮軸は、炭素鋼またはアルミニウム合金で成形された雌シャフト１６Ｂは中空筒状に形成されており、炭素鋼またはアルミニウム合金で成形された雄シャフト（雄スプライン軸）１６Ａも中空筒状に形成されている。雄シャフト１６Ａの突条歯５１に、雌シャフト（雌スプライン筒）１６Ｂの歯溝４１との間の摺動抵抗を減少させる被覆部６１を被覆し、突条歯５１の歯面５１１に被覆部６１の内周６１５を接着剤で接着している。雄シャフト１６Ａの突条歯５１に被覆部６１を被覆する方法としては、射出成形法や流動浸漬法が好ましい。
　接着剤としては、プライマーやエポキシ樹脂系接着剤やゴム系接着剤が使用される。すなわち、回転トルクを伝達するための非円形の外周形状として、１８個の軸方向の突条歯５１を有する雄シャフト１６Ａには、突条歯５１の軸方向の全長に、雌シャフト１６Ｂの軸方向の歯溝４１との間の摺動抵抗を減少させる被覆部６１が接着して固定されている。
　図１２に示すように、突条歯５１の歯面５１１に、突条歯５１を切削加工した時の加工筋を残したり、ショットピーニング加工や酸洗処理を行ったりして微少な凹凸を形成することによって、被覆部６１の接着強度を大きくしている。雄シャフト１６Ａの突条歯５１を軸方向にプレス成形することによって、軸方向の微少な凹凸を形成してもよい。このようにして、突条歯５１の歯面５１１に微少な凹凸を形成すれば、突条歯５１の歯面５１１と被覆部６１の内周６１２との間の摩擦力が増加するため、接着剤による接着が不要になり、好ましい。
　実施例２では実施例１と同様に、被覆部６１には、突条歯５１の歯元近傍の歯面の被覆部６１に、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１の歯先４１１Ａ近傍の歯面４１２が当接しないように逃げ部６１３を形成している。雌シャフト１６Ｂに対して雄シャフト１６Ａを往復摺動させて、被覆部６１が塑性変形した後でも、逃げ部６１３の深さがα２で、塑性変形面６１４よりも若干凹んだ状態が維持されるようにしている。
　このように構成された本発明の実施例２の伸縮軸に、図１１に示すように、大きな回転トルクＴが加わると、被覆部６１が圧縮される。特にコラムアシスト型電動式パワーステアリング装置は、従来の油圧式パワーステアリング装置と比較して、中間シャフト１６に加わる回転トルクが１０～４０倍程度大きくなるため、大きな回転トルクＴが加わる。しかし、上記したように、被覆部６１の内周６１５は突条歯５１の歯面５１１に接着されているため、圧縮方向（図１１の矢印α３、α４）、円周方向（図１１の矢印β３、β４）、軸方向（図１１の紙面に直交する方向）の３方向の弾性変形が抑制される。
　大きな回転トルクＴが加わった時に、被覆部６１が歯面５１１に接着されていないと、被覆部６１の塑性変形面６１４が突条歯５１の歯元側に塑性流動し、逃げ部６１３が突条歯５１の歯元側に移動してしまう。その結果、雄シャフト１６Ａに対して雌シャフト１６Ｂを摺動させた時に、雌シャフト１６Ｂの歯先４１１Ａ近傍の歯面４１２が被覆部６１に食い込み、摺動抵抗が変動してしまう不具合が生じる。それを避けるために逃げ部６１３の歯丈方向の長さを長くすると、歯溝４１と突条歯５１の接触面積が小さくなって、接触面の耐久性が低下する不具合が生じる。
　本発明の実施例２の伸縮軸では、被覆部６１の内周６１５が突条歯５１の歯面５１１に接着されているため、逃げ部６１３が突条歯５１の歯元側に移動する量が抑制される。その結果、雌シャフト１６Ｂの歯先４１１Ａ近傍の歯面４１２が被覆部６１に食い込むことが抑制され、摺動抵抗の変動を抑制することができる。
　本発明の実施例２では、上記したように、雄シャフト１６Ａが中空筒状に形成されている。従って、大きな回転トルクＴが加わった時に、被覆部６１が歯面５１１に接着されていないと、回転トルクＴによって雄シャフト１６Ａの突条歯５１が弾性変形し、突条歯５１の歯面５１１と被覆部６１との間の相対移動によって被覆部６１の内周６１５が摩耗する。
　その結果、突条歯５１の歯面５１１と被覆部６１の内周６１５との間に摩耗粉が挟まり、被覆部６１と雌シャフト１６Ｂの歯溝４１の歯面４１３との間の締め代が大きくなる。すると、被覆部６１と歯面４１３との間の摺動抵抗が大きくなり、車輪側の振動が中間シャフト１６を介してステアリングホイールに伝達され易くなるため、操舵感が低下してしまう不具合が生じる。
　本発明の実施例２の伸縮軸では、被覆部６１の内周６１５が突条歯５１の歯面５１１に接着されている。従って、突条歯５１の歯面５１１と被覆部６１の内周６１５との間の相対移動が抑制されるため、被覆部６１の内周６１５の摩耗が抑制されるため、被覆部６１と歯面４１３との間の摺動抵抗の増加が抑制される。
　次に本発明の実施例３について説明する。図１３は本発明の実施例３の伸縮軸の噛み合い部の拡大断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。実施例３は、突条歯５１の歯面と歯溝４１の歯面との噛み合い部に、歯たけ方向の両端に向かって隙間が大きくなるくさび状の隙間を形成した例である。
　すなわち、図１３に示すように、実施例３の伸縮軸は、雄シャフト１６Ａの突条歯５１に、雌シャフト（雌スプライン筒）１６Ｂの歯溝４１との間の摺動抵抗を減少させる被覆部６１を被覆している。突条歯５１の被覆部６１の塑性変形面６１４は、雄シャフト１６Ａの半径方向外側に向かって凸の円弧状に形成されている。塑性変形面６１４の曲率半径はＲ１で、歯溝４１の歯面４１３の曲率半径Ｒ２よりも小さく形成されている。また、突条歯５１の被覆部６１の歯たけ方向の両端には、曲率半径がＲ３、Ｒ４で、雄シャフト１６Ａの半径方向外側に向かって凸のＲ面取り６１６、６１７が形成されている。
　従って、突条歯５１の被覆部６１の塑性変形面６１４と歯溝４１の歯面４１３は、歯たけ方向の中央部で接触して回転トルクを伝達する。また、歯たけ方向の両端には、歯たけ方向の中央部から両端に向かって隙間が大きくなるくさび状の隙間６２、６３が形成されている。
　また、実施例３では実施例１と同様に、被覆部６１には、突条歯５１の歯元近傍の歯面の被覆部６１に、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１の歯先４１１Ａ近傍の歯面４１２が当接しないように逃げ部６１３を形成している。雌シャフト１６Ｂに対して雄シャフト１６Ａを往復摺動させて、被覆部６１が塑性変形した後でも、塑性変形面６１４よりも逃げ部６１３が若干凹んだ状態が維持されるようにしている。雌シャフト１６Ｂの歯溝４１と被覆部６１の外周との間には、所定の硬さ（ちょう度）のグリースを所定量だけ充填する。
　このように構成された本発明の実施例３の伸縮軸に、図１３に示すように、回転トルクＴが加わると、被覆部６１が圧縮され、くさび状の隙間６２、６３が小さくなる。また、回転トルクＴが減少すると、被覆部６１が膨張し、くさび状の隙間６２、６３が元の大きさに戻る。従って、くさび状の隙間６２、６３が大きくなった時に、歯たけ方向の両端から中央部に向かってグリースを吸い込むことが可能となり、グリース潤滑が円滑に行われて、伸縮軸の耐久性が向上する。
　特に突条歯５１の歯元近傍の歯面の被覆部６１に逃げ部６１３を形成しているため、グリース溜まりとなる逃げ部６１３とくさび状の隙間６３との間の距離が近くなるため、くさび状の隙間６３に円滑にグリースを吸い込むことが可能となる。また、くさび状の隙間６３が有るため、グリース溜まりの体積が大きくなる。従って、回転トルクＴが増減した時のくさび状の隙間６３の体積の変化量が大きくなって、くさび状の隙間６３に効率的にグリースを吸い込むことが可能となる。
　また、突条歯５１の歯面５１１の被覆部６１の歯たけ方向の両端には、雄シャフト１６Ａの半径方向外側に向かって凸のＲ面取り６１６、６１７が形成されている。従って、塑性変形面６１４とＲ面取り６１６、６１７が円滑に接続されるため、くさび状の隙間６３に効率的にグリースを吸い込むことが可能となる。
　本発明の実施例３で、突条歯５１の被覆部６１の塑性変形面６１４をインボリュート歯形に形成し、歯溝４１の歯面４１３を直線歯形に形成してもよい。また、突条歯５１の被覆部６１の塑性変形面６１４を直線歯形に形成し、歯溝４１の歯面４１３をインボリュート歯形に形成してもよい。また、突条歯５１の被覆部６１の塑性変形面６１４と歯溝４１の歯面４１３の両方をインボリュート歯形に形成してもよい。その場合には、一方のインボリュート歯形を近似した曲率半径を、他方のインボリュート歯形を近似した曲率半径よりも小さく形成すればよい。
　上記実施例では、スプラインを有する伸縮軸に適用した例について説明したが、セレーションを有する伸縮軸に適用してもよい。上記実施例では、雄シャフト１６Ａの突条歯５１側に摺動抵抗を減少させる被覆部６１を形成しているが、雌シャフト１６Ｂの歯溝４１側に摺動抵抗を減少させる被覆部６１を形成してもよい。また、雄シャフト１６Ａの突条歯５１と雌シャフト１６Ｂの歯溝４１の両方に、摺動抵抗を減少させる被覆部６１を形成してもよい。さらに、雄シャフト１６Ａまたは雌シャフト１６Ｂ全体を、摺動抵抗を減少させる被覆部６１と同一の材質で成形してもよい。
　また、上記実施例では、中間シャフト１６に本発明を適用した例について説明したが、ステアリングシャフト１２等、ステアリング装置を構成する任意の伸縮軸に適用することができる。また、上記実施例では、アシスト装置（操舵補助部）２０を有するステアリング装置に適用した例について説明したが、アシスト装置の無いステアリング装置に適用してもよい。
　１１　ステアリングホイール
　１２　ステアリングシャフト
　１２Ａ　アウターシャフト
　１２Ｂ　インナーシャフト
　１３　ステアリングコラム
　１３Ａ　アウターコラム
　１３Ｂ　インナーコラム
　１４　支持ブラケット
　１５　自在継手
　１６　中間シャフト
　１６Ａ　雄中間シャフト（雄シャフト）
　１６Ｂ　雌中間シャフト（雌シャフト）
　１７　自在継手
　１８　車体
　２０　アシスト装置
　２１　ギヤハウジング
　２３　出力軸
　２６　電動モータ
　２６１　ケース
　３０　ステアリングギヤ
　３１　入力軸
　３２　タイロッド
　４１　歯溝
　４１１Ａ　歯先
　４１１Ｂ　歯先
　４１１Ｃ　歯先
　４１１Ｄ　歯先
　４１２　歯面
　４１３　歯面
　５１　突条歯
　５１１　歯面
　６１　被覆部
　６１１　押圧凹み面
　６１２　段差面
　６１３　逃げ部
　６１４　塑性変形面
　６１５　内周
　６１６、６１７　Ｒ面取り
　６２、６３　くさび状の隙間
　７１　加熱装置

Claims (10)

  1. 　外周に複数の突条歯が形成された雄シャフト、
    　上記雄シャフトの突条歯に軸方向に相対摺動可能にかつ回転トルクを伝達可能に外嵌する複数の歯溝が内周に形成された雌シャフト、
    　上記雄シャフトの突条歯の歯面に被覆された被覆部、
    　上記被覆部を形成した雄シャフトの突条歯に上記雌シャフトの歯溝を締め代を有するように外嵌した伸縮軸であって、
    　上記雄シャフトの突条歯の歯元近傍の歯面の被覆部に、上記雌シャフトの歯溝の歯先近傍の歯面が当接しないように逃げ部を形成したこと
    を特徴とする伸縮軸。
  2. 　請求項１に記載された伸縮軸において、
    　上記突条歯の歯面の被覆部の曲率半径が、上記歯溝の歯面の曲率半径よりも小さく形成されていること
    を特徴とする伸縮軸。
  3. 　請求項２に記載された伸縮軸において、
    　上記突条歯の歯面の被覆部と歯溝の歯面との噛み合い部の歯たけ方向の両端には、歯たけ方向の中央部から両端に向かって隙間が大きくなるくさび状の隙間が形成されていること
    を特徴とする伸縮軸。
  4. 　請求項３に記載された伸縮軸において、
    　上記突条歯の歯面の被覆部の歯たけ方向の両端には、半径方向外側に向かって凸のＲ面取りが形成されていること
    を特徴とする伸縮軸。
  5. 　請求項１に記載された伸縮軸において、
    　上記被覆部は上記突条歯の歯面に接着剤によって接着されていること
    を特徴とする伸縮軸。
  6. 　請求項５に記載された伸縮軸において、
    　上記突条歯の歯面に微少な凹凸が形成されていること
    を特徴とする伸縮軸。
  7. 　請求項６に記載された伸縮軸において、
    　上記微少な凹凸は、突条歯を軸方向にプレス成形時、突条歯の切削加工時、突条歯のショットピーニング加工時、突条歯の酸洗処理のうちのいずれかによって形成されていること
    を特徴とする伸縮軸。
  8. 　請求項１から請求項７までのいずれかに記載された伸縮軸において、
    　上記伸縮軸が、
    　ステアリングシャフトに補助トルクを付与する為のアシスト装置の出力軸に連結された中間シャフトであること
    を特徴とするステアリング装置。
  9. 　外周に複数の突条歯が形成された雄シャフト、
    　上記雄シャフトの突条歯に軸方向に相対摺動可能にかつ回転トルクを伝達可能に外嵌する複数の歯溝が内周に形成された雌シャフト、
    　上記雄シャフトの突条歯の歯面に被覆された被覆部、
    　上記被覆部を形成した雄シャフトの突条歯に上記雌シャフトの歯溝を締め代を有するように外嵌した後、被覆部に圧縮応力を付与して被覆部を塑性変形させて締め代を小さくし、所定の摺動抵抗にする伸縮軸の製造方法であって、
    　上記雄シャフトの突条歯の歯元近傍の歯面の被覆部に、上記雌シャフトの歯溝の歯先近傍の歯面が当接しないように逃げ部を形成したこと
    を特徴とする伸縮軸の製造方法。
  10. 　請求項９に記載された伸縮軸の製造方法において、
    　上記逃げ部は、
    　上記被覆部に圧縮応力を付与して被覆部を塑性変形させる前の深さが１０ミクロン以上であること
    を特徴とする伸縮軸の製造方法。
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