(57)【要約】【課題】耐久性に優れ且つ生産性の良いスプライン伸縮軸の製造方法を提供する。【解決手段】仮焼成体からなる被膜４８が形成された外スプライン４９を有する内軸製造用中間体５０を、外軸３６内に圧入する圧入工程〔図５（ａ），（ｂ）〕を経て得られた内軸製造用中間体５３を得る。内軸製造用中間体５３の被膜５１を本焼成工程〔図５（ｄ），（ｅ）〕で本焼成して、本焼成体からなる被膜３９を有する外軸３５を得る。仮焼成体からなる被膜４８の硬度が、本焼成体からなる被膜３９の硬度よりも低い。圧入工程での圧入荷重を低くする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内軸および筒状の外軸がスプライン嵌合され、内軸または外軸の金属スプラインに焼成された樹脂の被膜が形成されたスプライン伸縮軸を製造するスプライン伸縮軸の製造方法において、
上記金属スプラインに形成された素材被膜を仮焼成温度で仮焼成して仮焼成体を形成する仮焼成工程と、
仮焼成体が形成された一方の軸を他方に軸にプレスフィットさせるときに仮焼成体の表面を成形する表面成形工程と、
表面が成形された仮焼成体を有する上記一方の軸を上記他方の軸から離脱した状態で、上記仮焼成体を上記仮焼成温度よりも高い本焼成温度で本焼成して、上記仮焼成体の硬度よりも高い硬度を有する本焼成体を形成する本焼成工程と、を含むことを特徴とするスプライン軸の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記表面成形工程と上記本焼成工程の間に、両軸を軸方向に摺動させて上記仮焼成体の表面を他方の軸のスプラインの歯面になじませるなじみ工程を含むことを特徴とするスプライン軸の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、上記なじみ工程と本焼成工程との間に、嵌合状態の両軸の互いに対応する位置に位相マークを付す位相マーク付与工程を含むことを特徴とするスプライン伸縮軸の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項において、上記仮焼成工程で得られた上記仮焼成体の被膜の膜厚が２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とするスプライン伸縮軸の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項において、上記仮焼成工程で得られた上記仮焼成体の膜厚ｔA と上記本焼成体の膜厚ｔB との間に下記の関係があることを特徴とするスプライン伸縮軸の製造方法。
ｔB ／ｔA ≧０．８
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプライン伸縮軸の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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二硫化モリブデ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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５３６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、内軸と外軸の寸法精度のばらつきの影響で、両軸間に回転方向のガタが生じていた。そこで、ガタ低減のため、互いの嵌合隙間が適度になるように、内軸と外軸を寸法精度により選別して組み合わせることも行われている（いわゆるマッチング組立）。このため、手間がかかって生産性が悪く、製造コストが高くなる。
また、内軸および外軸の何れか一方の金属スプラインに樹脂の被膜を形成した場合において、使用初期から比較的短い使用時間の間に、両軸間のガタが急激に増大し、耐久性が悪くなるという問題がある。
【０００６】
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、耐久性に優れ且つ生産性の良いスプライン伸縮軸の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は、上記課題を解決するにあたり、次の点に着目した。すなわち、内軸または外軸の金属スプラインに樹脂の被膜が形成された伸縮軸を製造するときに、両軸のスプライン歯面を互いに適合させるように内軸を外軸内に圧入して、場合によっては、その圧入状態で両軸を軸方向に相対摺動させるなじみ処理を行うことによりスプライン歯面のさらなる適合を図ることを考えた。その場合、金属スプライン上の被膜がなじみ処理のときに摩耗する分を見込んで、被膜の厚みを予め厚くしておく必要がある。しかし、通例、被膜は硬質であるため、なじみ処理を開始する前の圧入工程において圧入荷重が高くなり、その結果、圧入作業が困難になる。
【０００８】
本発明はこのような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、内軸（３５）および筒状の外軸（３６；１３６）がスプライン嵌合され、内軸または外軸の金属スプライン（４１；４１０）に焼成された樹脂の被膜（３９；１３９）が形成されたスプライン伸縮軸（５；５Ａ）を製造するスプライン伸縮軸の製造方法において、上記金属スプラインに形成された素材被膜（４２；４２０）を仮焼成温度（Ｔ１）で仮焼成して仮焼成体（４５；４５０）を形成する仮焼成工程と、仮焼成体が形成された一方の軸を他方に軸にプレスフィットさせるときに仮焼成体の表面を削って成形する表面成形工程と、表面が成形された仮焼成体（４８；４８０）を有する上記一方の軸を上記他方の軸から離脱した状態で、上記仮焼成体を上記仮焼成温度よりも高い本焼成温度（Ｔ２）で本焼成して、上記仮焼成体の硬度（Ｈ１）よりも高い硬度（Ｈ２）を有する本焼成体（３９；１３９）を形成する本焼成工程と、を含むスプライン伸縮軸の製造方法を提供する。
【０００９】
本発明では、表面成形工程としての例えば圧入工程において、相対的に低い硬度（本焼成体よりも低い硬度）の仮焼成体の被膜が形成された金属スプラインを有する一方の軸としての例えば内軸を、他方の軸としての例えば外軸に圧入させることになるので、圧入荷重が高くなることがない。したがって、圧入作業を容易に行えるので、生産性がよい。その後、本焼成して、相対的に高い硬度（仮焼成体よりも高い硬度）の本焼成体からなる被膜を得るので、耐久性に優れている。
【００１０】
また、上記表面成形工程と上記本焼成工程の間に、両軸を軸方向に摺動させて上記仮焼成体の表面を他方の軸のスプラインの歯面になじませるなじみ工程を含む場合がある（請求項２）。通例、高硬度の被膜は潤滑性に優れるため、両軸のスプライン歯面をなじませるためには、多大な摺動回数が必要となり、その結果、なじみ処理に長時間を要することになる。これに対して、本焼成体よりも硬度が低くて摩耗し易い仮焼成体の段階で、なじみ処理を行うので、なじみ処理に要する両軸の摺動回数を低減でき、その結果、なじみ処理に要する時間を短縮することができる。このため、生産性を向上することができる。
【００１１】
また、上記なじみ工程と本焼成工程との間に、嵌合状態の両軸の互いに対応する位置に位相マーク（５４，５５；５４０，５５０）を付す位相マーク付与工程を含む場合がある（請求項３）。上記一方の軸を他方の軸から一旦、離脱させて、本焼成を行った後、再び嵌合させる。このとき、両軸を軸方向に相対摺動させた際の摺動面が合致するように両軸の位相を、なじみ処理のときの位相と一致させておく必要がある。本発明では、本焼成後に両軸を嵌合させるときに、位相マークを目印として容易に両軸の位相を合わせることができる。
【００１２】
また、上記仮焼成工程で得られた上記仮焼成体の被膜の膜厚（ｔA ）が２０μｍ以上１００μｍ以下である場合がある（請求項４）。次の表面成形工程で仮焼成体の表面を削るので、その削り代として所定量を確保しておく必要がある。上記仮焼成工程で形成される上記仮焼成体の被膜の膜厚が２０μｍ未満では、表面成形工程を経た後の仮焼成体の被膜の膜厚が薄くなり過ぎる。また、上記仮焼成工程で形成される上記仮焼成体の被膜の膜厚が１００μｍを超えると、表面成形工程で仮焼成体を削る量が多くなり、生産性が悪くなる。そこで、上記仮焼成工程で形成される上記仮焼成体の被膜の膜厚を２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲に設定することにより、表面成形工程で削られても必要な膜厚を確保でき、且つ生産性を良くすることができる。
【００１３】
また、上記仮焼成工程で得られた上記仮焼成体の膜厚ｔA と上記本焼成体の膜厚ｔB との間に下記の関係がある場合がある（請求項５）。
ｔB ／ｔA ≧０．８
仮焼成工程で得られた仮焼成体の膜厚ｔA に対する本焼成体の膜厚ｔB の割合であるｔB ／ｔA の値が０．８未満になると、両軸のスプラインの歯面間隙間が大きくなり、ガタが大きくなる。ｔB ／ｔA の値を０．８以上（ｔB ／ｔA ≧０．８）とすることにより、両軸のスプラインの歯面間隙間を小さくすることができ、両軸間のガタを低減することができる。
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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。
【図２】中間軸の一部破断側面図である。
【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は中間軸の製造工程を順次に示す概略図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、図４（ｆ）に続く中間軸の製造工程を示す概略図である。
【図６】表面成形工程としての図４（ｆ）の圧入工程の内軸製造用中間体および外軸の断面図である。
【図７】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。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は図７の中間軸の製造工程を順次に示す概略図である。
【図９】（ａ）〜（ｆ）は、図８（ｆ）に続く中間軸の製造工程を示す概略図である。
【図１０】表面成形工程としての図８（ｆ）圧入工程の内軸および外軸製造用中間体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、樹脂の被膜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の被膜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。
【００２５】
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。
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の少なくもと歯面に、図４（ｂ）に示す被覆工程において、例えばスプレー塗装を用いて樹脂（例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂）の素材被膜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。素材被膜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。
【００２６】
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の下地処理として、ショットブラスト等の機械的処理や、リン酸亜鉛被膜を形成する化学処理がある。
次いで、図４（ｃ）および図４（ｄ）に示す仮焼成工程では、図４（ｃ）に示すように、内軸製造用中間体４３の外スプライン４４の素材被膜４２を例えば電気炉ＥＨ内に収容し、所定時間（例えば２０分間）、所定の仮焼成温度Ｔ１（例えば、Ｔ１＝７０°Ｃ）に保持した後、図４（ｄ）に示すように、仮焼成体からなる被膜４５が形成された外スプライン４６を有する内軸製造用中間体４７を得る。被膜４５を構成する仮焼成体の硬度Ｈ１は、鉛筆硬度Ｂである。
【００２７】
次いで、図４（ｅ）および図４（ｆ）に示す表面成形工程としての圧入工程では、図４（ｅ）に示すように、仮焼成体からなる被膜４５が形成された内軸製造用中間体４７を、当該内軸製造用中間体４７から形成される内軸３５と実際に組み合わされる相手方の外軸３６内に圧入する。これにより、外軸３６の内スプライン３８の歯面によって、内軸製造用中間体４７の被膜４５の表面を変形および除去加工し、圧入の完了とともに、図４（ｆ）に示すように、表面が成形された被膜４８を有する外スプライン４９を含む内軸製造用中間体５０を得る。
【００２８】
圧入工程では、圧入に際して、図４（ｅ）および図６に示すように、被膜４５の余剰部分４５ａが削り取られ、かんな屑のようにして、外軸３６外に排出される。すなわち、図６に示すように、外軸３６のスプライン溝３６０内で、被膜４５の余剰部分４５ａが除去されることにより、被膜４８の表面により構成される歯面４９ａを有する外スプライン４９が形成される。
【００２９】
次いで、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すなじみ工程では、図５（ａ）に示すように外軸３６内に圧入された内軸製造用中間体５０を外軸３６に対して、軸方向に強制的に摺動させる。これにより、図５（ｂ）に示すように、なじみ処理された表面を有する被膜５１が形成された外スプライン５２を有する内軸製造用中間体５３を得る。すなわち、被膜５１の表面を外軸３６の内スプライン３８の歯面に、面粗さレベルでフィットさせることができる（被膜５１の表面と内スプライン３８の歯面のなじみ性を向上できる。）。
【００３０】
図５（ａ）、（ｂ）に示すなじみ工程において、内軸製造用中間体５０と外軸３６との摺動条件としては、内軸製造用中間体５０と外軸３６との摺動ストロークを±１０ｍｍ〜±５０ｍｍの範囲とし、摺動周波数を１Ｈｚ〜１０Ｈｚとする場合を例示することができる。
次いで、図５（ｃ）に示す位相マーク付与工程では、内軸製造用中間体５３の外周および外軸３６の外周の互いに対応する位置（位相が一致する位置）に、位相マーク５４，５５を付す。
【００３１】
次いで、外軸３６から取り出された内軸製造用中間体５３を、図５（ｄ）および（ｅ）に示す本焼成工程において、図５（ｄ）に示すように、例えば電気炉ＥＨ内に収容して、所定時間（例えば６０分間）、所定の本焼成温度Ｔ２（例えば、Ｔ２＝２１０°Ｃ）に保持し、図５（ｅ）に示すように、本焼成体からなる被膜３９が形成された外スプライン３７を有する内軸３５を得る。被膜３９を構成する本焼成体の硬度Ｈ２は、鉛筆硬度３Ｈである。
【００３２】
次いで、内軸３５の端部の自在継手４を溶接により取り付けた後、内軸３５の被膜３９の表面にグリース５６を塗布する。グリース５６が塗布された内軸３５を、図５（ｆ）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。組み入れのときに、上記位相マーク５４，５５を目印として、内軸３５および外軸３６の位相を、図５（ｃ）のなじみ処理のときの位相に合わせて、内軸３５を外軸３６に組み入れるようにする。
【００３３】
本実施の形態のスプライン伸縮軸（中間軸５）の製造方法によれば、本焼成体としての被膜３９の硬度Ｈ２（例えば鉛筆硬度３Ｈ）よりも低い硬度Ｈ１（例えば鉛筆硬度Ｂ）の仮焼成体からなる被膜４５が形成された内軸製造用中間体４７を、図４（ｅ）、（ｆ）に示す圧入工程において、外軸３６に圧入するので、圧入荷重が高くなることがない。したがって、圧入作業を容易に行えるので、生産性がよい。その後、図５（ｄ）、（ｅ）に示す本焼成工程を経て、仮焼成体の被膜４５よりも高い硬度Ｈ２（例えば鉛筆硬度３Ｈ）の本焼成体からなる被膜３９を得るので、耐久性に優れたスプライン伸縮軸としての中間軸５を得ることができる。
【００３４】
また、図４（ｅ）、（ｆ）に示す圧入工程と図５（ｄ）、（ｅ）に示す本焼成工程との間に、内軸製造用中間体５０および外軸３６を軸方向Ｘ１に摺動させる図５（ａ）、（ｂ）に示すなじみ工程を有し、そのなじみ工程を経た内軸製造用中間体５３の外スプライン５２の被膜５１の表面（外スプライン５２の歯面に相当）を、外軸３６の内スプライン３８の歯面になじませることができる。
【００３５】
したがって、下記の利点がある。すなわち、仮に、高い硬度を有するため潤滑性に優れた被膜をなじみ処理するとした場合には、両軸のスプライン歯面をなじませるためには、多大な摺動回数が必要となり、その結果、なじみ処理に長時間を要することになる。これに対して、本実施の形態では、本焼成体からなる被膜３９よりも硬度が低くて本焼成体からなる被膜３９よりも摺動性が悪い仮焼成体の段階で、なじみ処理を行うので、なじみ処理に要する内軸製造用中間体５３および外軸３６の摺動回数を低減でき、その結果、なじみ処理に要する時間を短縮することができる。このため、生産性を向上することができる。
【００３６】
また、図５（ａ）、（ｂ）に示すなじみ工程と図５（ｄ）、（ｅ）に示す本焼成工程との間に、図５（ｃ）に示すように、嵌合状態の内軸製造用中間体５３および外軸３６の互いに対応する位置に位相マーク５４，５５を付す位相マーク付与工程を含んでいるので、下記の利点がある。すなわち、図５（ｄ）、（ｅ）に示す本焼成工程の後に、内軸３５および外軸３６を嵌合させるときに、位相マーク５４，５５を目印として内軸３５および外軸３６の位相を、なじみ処理のときの位相に容易に合わせることができる。
【００３７】
また、図４（ｃ）、（ｄ）の仮焼成工程で得られた仮焼成体の被膜４５の膜厚ｔA が２０μｍ以上１００μｍ以下（２０μｍ≦ｔA ≦１００μｍ）であることが好ましい。
仮焼成工程の後の圧入工程（表面成形工程に相当）で仮焼成体の被膜４５の表面を削るので、その削り代として所定量を確保しておく必要がある。被膜４５の膜厚ｔA が２０μｍ未満（ｔA ＜２０μｍ）では、圧入工程（表面成形工程）を経た後の仮焼成体の被膜４８の膜厚が薄くなり過ぎる。また、被膜４５の膜厚ｔA が１００μｍを超えると（ｔA ＞１００μｍ）、圧入工程（表面成形工程）で仮焼成体の被膜４５を削る量が多くなり、生産性が悪くなる。そこで、仮焼成工程で形成される仮焼成体の被膜４５の膜厚を２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲に設定することにより、圧入工程（表面成形工程）で削られても必要な膜厚を確保でき、且つ生産性を良くすることができる。
【００３８】
また、上記仮焼成工程で得られた上記仮焼成体の膜厚ｔA と上記本焼成体の膜厚ｔB との間に下記式（１）の関係があることが好ましい。
ｔB ／ｔA ≧０．８            …（１）
仮焼成工程で得られた仮焼成体の被膜４５の膜厚ｔA に対する本焼成体の被膜３９の膜厚ｔB の割合であるｔB ／ｔA の値が０．８未満になると〔（ｔB ／ｔA ）＜０．８〕、両軸のスプラインの歯面間隙間が大きくなり、ガタが大きくなる。そこで、ｔB ／ｔA の値を０．８以上（ｔB ／ｔA ≧０．８）とすることにより、内軸３５およ外軸３６のスプライン３７，３８の歯面間隙間を小さくすることができ、両軸３５，３６間のガタを低減することができる。
【００３９】
また、上記のなじみ工程を経ることで、使用初期の両スプライン３７，３８の歯面３７ａ，３８ａ間の嵌合隙間を、面粗さレベルにおいて略ゼロ（例えば１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下）にすることができる。すなわち、面粗さレベルにおいて、両歯面３７ａ，３８ａ間の実接触面積を格段に広くすることができる。その結果、内軸３５と外軸３６の精度の良い嵌合状態を実現することができ、長期にわたって内軸３５および外軸３６間のガタの発生を防止することができる。また、内軸３５および外軸３６間のいわゆるスティックスリップを防止して、長期にわたって良好な操舵フィーリングを得ることができ、また、歯面３７ａ，３８ａ間の歯打ち音による騒音を低減することができる。
【００４０】
上記の実施の形態では、樹脂の被膜３９を内軸３５の外スプライン３７の少なくとも歯面３７ａに形成した中間軸５を製造する方法を示したが、これに限らず、図７の実施の形態のように、外軸１３６の内スプライン１３８の少なくとも歯面１３８ａに樹脂の被膜１３９が形成された中間軸５Ａを製造する方法を示すことができる。
すなわち、中間軸５Ａの外軸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の被膜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の被膜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。
【００４１】
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８および図９に基づいて説明する。
まず、図８（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。
【００４２】
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８（ｂ）に示す被覆工程において、例えばスプレー塗装を用いて樹脂（例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂）の素材被膜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。素材被膜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。
【００４３】
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の下地処理として、ショットブラスト等の機械的処理や、リン酸亜鉛被膜を形成する化学処理がある。
次いで、図８（ｃ）および図８（ｄ）に示す仮焼成工程では、図８（ｃ）に示すように、外軸製造用中間体４３０の内スプライン４４０の素材被膜４２０を例えば電気炉ＥＨ内に収容し、所定時間（例えば２０分間）、所定の仮焼成温度Ｔ１（例えば、Ｔ１＝７０°Ｃ）に保持した後、図８（ｄ）に示すように、仮焼成体からなる被膜４５０が形成された内スプライン４６０を有する外軸製造用中間体４７０を得る。被膜４５０を構成する仮焼成体の硬度Ｈ１は、鉛筆硬度Ｂである。
【００４４】
次いで、図８（ｅ）および図８（ｆ）に示す表面成形工程としての圧入工程では、図８（ｅ）に示すように、仮焼成体からなる被膜４５０が形成された外軸製造用中間体４７０内に、当該外軸製造用中間体４７０から形成される外軸３６と実際に組み合わされる相手方の内軸３５を圧入する。これにより、内軸３５の外スプライン３７の歯面によって、外軸製造用中間体４７０の被膜４５０の表面を削り、圧入の完了とともに、図８（ｆ）に示すように、表面が成形された被膜４８０を有する内スプライン４９０を含む外軸製造用中間体５００を得る。
【００４５】
圧入工程では、圧入に際して、図１０に示すように、内軸３５の外スプライン３７によって被膜４５０の余剰部分４５０ａが削り取られる。被膜４８０の表面により構成される歯面４９０ａを有する内スプライン４９０が形成される。
次いで、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すなじみ工程では、図９（ａ）に示すように外軸製造用中間体５００内に圧入された内軸３５を外軸製造用中間体５００に対して、軸方向に強制的に摺動させる。これにより、図９（ｂ）に示すように、なじみ処理された表面を有する被膜５１０が形成された内スプライン５２０を有する外軸製造用中間体５３０を得る。すなわち、被膜５１０の表面を内軸３５の外スプライン３７の歯面に、面粗さレベルでフィットさせることができる。
【００４６】
図９（ａ）、（ｂ）に示すなじみ工程において、外軸製造用中間体５００と内軸３５との摺動条件としては、外軸製造用中間体５００と内軸３５との摺動ストロークを±１０ｍｍ〜±５０ｍｍの範囲とし、摺動周波数を１Ｈｚ〜１０Ｈｚとする場合を例示することができる。
次いで、図９（ｃ）に示す位相マーク付与工程では、外軸製造用中間体５３０の外周および内軸３５の外周の互いに対応する位置（位相が一致する位置）に、位相マーク５４０，５５０を付す。
【００４７】
次いで、内軸３５を離脱させた外軸製造用中間体５３０を、図９（ｄ）および（ｅ）に示す本焼成工程において、図９（ｄ）に示すように、例えば電気炉ＥＨ内に収容して、所定時間（例えば６０分間）、所定の本焼成温度Ｔ２（例えば、Ｔ２＝２１０°Ｃ）に保持し、図９（ｅ）に示すように、本焼成体からなる被膜１３９が形成された内スプライン１３８を有する外軸１３６を得る。被膜１３９を構成する本焼成体の硬度Ｈ２は、鉛筆硬度３Ｈである。
【００４８】
次いで、外軸１３６の端部の自在継手６を溶接により取り付けるとともに、内軸３５の端部に自在継手４を溶接により取り付けた後、図５（ｆ）に示すように、内軸３５の外スプライン３７の表面にグリース５６を塗布し、グリース５６が塗布された内軸３５を、外軸１３６内に組み入れ、スプライン伸縮軸としての中間軸５Ａが完成する。組み入れのときに、上記位相マーク５４０，５５０を目印として、内軸３５および外軸１３６の位相を、図８（ｃ）のなじみ処理のときの位相に合わせて、内軸３５を外軸１３６内に組み入れるようにする。
【００４９】
本実施の形態のスプライン伸縮軸（中間軸５Ａ）の製造方法によれば、本焼成体としての被膜１３９の硬度Ｈ２（例えば鉛筆硬度３Ｈ）よりも低い硬度Ｈ１（例えば鉛筆硬度Ｂ）の仮焼成体からなる被膜４５０が形成された外軸製造用中間体４７０内に、図８（ｅ）、（ｆ）に示す圧入工程において、内軸３５を圧入するので、圧入荷重が高くなることがない。したがって、圧入作業を容易に行えるので、生産性がよい。その後、図９（ｄ）、（ｅ）に示す本焼成工程を経て、仮焼成体の被膜４５０よりも高い硬度Ｈ２（例えば鉛筆硬度３Ｈ）の本焼成体からなる被膜１３９を得るので、耐久性に優れたスプライン伸縮軸としての中間軸５Ａを得ることができる。
【００５０】
また、図８（ｅ）、（ｆ）に示す圧入工程と図９（ｄ）、（ｅ）に示す本焼成工程との間に、外軸製造用中間体５００および内軸３５を軸方向Ｘ１に摺動させる図９（ａ）、（ｂ）に示すなじみ工程を有し、そのなじみ工程を経た外軸製造用中間体５３０の内スプライン５２０の被膜５１０の表面（内スプライン５２０の歯面に相当）を、内軸３５の外スプライン３７の歯面になじませることができる。
【００５１】
したがって、下記の利点がある。すなわち、仮に、高い硬度を有するため潤滑性に優れた被膜をなじみ処理するとした場合には、両軸のスプライン歯面をなじませるためには、多大な摺動回数が必要となり、その結果、なじみ処理に長時間を要することになる。これに対して、本実施の形態では、本焼成体からなる被膜１３９よりも硬度が低くて本焼成体からなる被膜１３９よりも摺動性が悪い仮焼成体の段階で、なじみ処理を行うので、なじみ処理に要する外軸製造用中間体５３０および内軸３５の摺動回数を低減でき、その結果、なじみ処理に要する時間を短縮することができる。このため、生産性を向上することができる。
【００５２】
また、図９（ａ）、（ｂ）に示すなじみ工程と図９（ｄ）、（ｅ）に示す本焼成工程との間に、図９（ｃ）に示すように、嵌合状態の外軸製造用中間体５３０および内軸３５の互いに対応する位置に位相マーク５４０，５５０を付す位相マーク付与工程を含んでいるので、下記の利点がある。すなわち、図９（ｄ）、（ｅ）に示す本焼成工程の後に、内軸３５および外軸１３６を嵌合させるときに、位相マーク５４０，５５０を目印として内軸３５および外軸１３６の位相を、なじみ処理のときの位相に容易に合わせることができる。
【００５３】
また、図９（ｃ）、（ｄ）の仮焼成工程で得られた仮焼成体の被膜４５０の膜厚ｔA が２０μｍ以上１００μｍ以下（２０μｍ≦ｔA ≦１００μｍ）であることが好ましい。
仮焼成工程の後の圧入工程（表面成形工程に相当）で仮焼成体の被膜４５０の表面を削るので、その削り代として所定量を確保しておく必要がある。被膜４５０の膜厚ｔA が２０μｍ未満（ｔA ＜２０μｍ）では、圧入工程（表面成形工程）を経た後の仮焼成体の被膜４８０の膜厚が薄くなり過ぎる。また、被膜４５０の膜厚ｔA が１００μｍを超えると（ｔA ＞１００μｍ）、圧入工程（表面成形工程）で仮焼成体の被膜４５０を削る量が多くなり、生産性が悪くなる。そこで、仮焼成工程で形成される仮焼成体の被膜４５０の膜厚を２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲に設定することにより、圧入工程（表面成形工程）で削られても必要な膜厚を確保でき、且つ生産性を良くすることができる。
【００５４】
また、上記仮焼成工程で得られた上記仮焼成体の膜厚ｔA と上記本焼成体の膜厚ｔB との間に下記式（１）の関係があることが好ましい。
ｔB ／ｔA ≧０．８            …（１）
仮焼成工程で得られた仮焼成体の被膜４５０の膜厚ｔA に対する本焼成体の被膜１３９の膜厚ｔB の割合であるｔB ／ｔA の値が０．８未満になると〔（ｔB ／ｔA ）＜０．８〕、両軸のスプラインの歯面間隙間が大きくなり、ガタが大きくなる。そこで、ｔB ／ｔA の値を０．８以上（ｔB ／ｔA ≧０．８）とすることにより、内軸３５およ外軸１３６のスプライン３７，１３８の歯面間隙間を小さくすることができ、両軸３５，１３６間のガタを低減することができる。
【００５５】
また、上記のなじみ工程を経ることで、使用初期の両スプライン３７，１３８の歯面３７ａ，１３８ａ間の嵌合隙間を、面粗さレベルにおいて略ゼロ（例えば１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下）にすることができる。すなわち、面粗さレベルにおいて、両歯面３７ａ，１３８ａ間の実接触面積を格段に広くすることができる。その結果、内軸３５と外軸１３６の精度の良い嵌合状態を実現することができ、長期にわたって内軸３５および外軸１３６間のガタの発生を防止することができる。また、内軸３５および外軸１３６間のいわゆるスティックスリップを防止して、長期にわたって良好な操舵フィーリングを得ることができ、また、歯面３７ａ，１３８ａ間の歯打ち音による騒音を低減することができる。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【符号の説明】
【００５８】
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…外軸、３７…外スプライン、３７ａ…歯面、３８…内スプライン、３８ａ…歯面、３９…被膜（本焼成体）、３９ａ…（被膜の）表面、４０…芯金、４１…外スプライン（金属スプライン）、４４，４６，４９，５２…外スプライン、４２…素材被膜、４３，４７，５０，５３…内軸製造用中間体、４５…被膜（仮焼成体）、４８…被膜（表面が成形された仮焼成体）、５１…（なじみ処理された）被膜、５４，５５…位相マーク、１３６…外軸、１３８…内スプライン、１３８ａ…歯面、１３９…被膜（本焼成体）、１３９ａ…（被膜の）表面、４００…金属スリーブ、４１０…内スプライン（金属スプライン）、４２０…素材被膜、４４０，４６０，４９０，５２０…内スプライン、４３０，４７０，５００，５３０…外軸製造用中間体、４５０…被膜（仮焼成体）、４８０…被膜（表面が成形された仮焼成体）、５１０…（なじみ処理された）被膜、５４０，５５０…位相マーク、Ａ１…転舵機構、Ｘ１…軸方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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