(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に嵌合軸部を備えたオス側シャフトと、
一端に中空の被嵌合部を備え、前記被嵌合部が前記嵌合軸部と相対移動可能に嵌合されたメス側シャフトと、
前記嵌合軸部と前記被嵌合部との間に介在する中間部材とを含み、
前記被嵌合部には、前記被嵌合部を内面から外面まで貫通する貫通孔が形成されており、
前記中間部材には、少なくとも前記貫通孔に対向する領域に凹部が設けられており、
前記貫通孔から前記凹部へと充填され、前記中間部材を前記被嵌合部に固定する固定部材をさらに含み、
前記嵌合軸部と前記被嵌合部との相対移動時、前記嵌合軸部は、前記中間部材の前記嵌合軸部側の面に対して摺動し、
前記固定部材の一部は、前記中間部材の前記被嵌合部側の面において前記嵌合軸部の軸方向または周方向に前記凹部からずれた部分と、前記被嵌合部の内面との間に介在されていることを特徴とする、伸縮軸。
【請求項２】
一端に嵌合軸部を備えたオス側シャフトと、
一端に中空の被嵌合部を備え、前記被嵌合部が前記嵌合軸部と相対移動可能に嵌合されたメス側シャフトと、
前記嵌合軸部と前記被嵌合部との間に介在する中間部材とを含み、
前記被嵌合部には、前記被嵌合部の内面から外面に向かって凹んだ孔が形成されており、
前記中間部材は、前記被嵌合部との境界面に広がるとともにその一部が前記孔内に入り込んでいて、前記被嵌合部に溶着している溶着層を含み、
前記嵌合軸部と前記被嵌合部との相対移動時、前記嵌合軸部は、前記中間部材の前記嵌合軸部側の面に対して摺動することを特徴とする、伸縮軸。
【請求項３】
前記中間部材は、前記嵌合軸部の軸方向に対する直交方向から前記嵌合軸部を挟む一対の分割体を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の伸縮軸。
【請求項４】
一端に嵌合軸部を備えたオス側シャフトと、一端に中空の被嵌合部を備え、前記被嵌合部の内面に孔が形成されており、前記被嵌合部が前記嵌合軸部と相対移動可能に嵌合されたメス側シャフトと、前記嵌合軸部と前記被嵌合部との間に介在する樹脂製の中間部材と、を含む伸縮軸の製造方法であって、
前記嵌合軸部に外嵌された前記中間部材に対して超音波振動を伝達させている状態で、前記中間部材を前記嵌合軸部と前記被嵌合部との間に押し当てることによって、前記中間部材において前記被嵌合部に押し当てられている部分の樹脂を溶融させながら、前記被嵌合部と前記嵌合軸部との間に前記中間部材を圧入する工程と、
溶融した前記樹脂を硬化させる工程と、を含むことを特徴とする、伸縮軸の製造方法。
【請求項５】
前記被嵌合部と前記嵌合軸部との間に前記中間部材を圧入する工程は、前記被嵌合部の内面に形成された孔内に溶融した前記樹脂を入り込ませる工程を含むことを特徴とする、請求項４に記載の伸縮軸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、伸縮軸およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリング装置等に用いられる伸縮軸は、トルク伝達可能にかつ軸方向に相対移動可能に嵌合された雄軸および雌軸によって構成されている。そのため、伸縮軸には、雄軸および雌軸の回転方向のがたを低減し、かつ、雄軸と雌軸との摺動抵抗を低減することが要求される。これらの要求を満たすために、下記特許文献１の車両ステアリング伸縮軸では、雄軸と雌軸との間にブロンズメッシュと樹脂層との複合材からなる緩衝体スリーブが介装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５４４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の車両ステアリング伸縮軸の緩衝体スリーブは、ブロンズメッシュという高価な材料を含むため、伸縮軸全体のコストが増大する虞がある。また、緩衝体スリーブに形成された突起が雌軸に形成された孔に嵌合されることによって緩衝体スリーブが雌軸に固定されている。しかし、特に拡管等の加工によって、軸方向の位置によって径が異なる雌軸を製造する場合、径寸法を精度良く実現することが難しく、雌軸の嵌合部は、軸方向の手前側（開口側）と奥側とで内寸法が変化する。このため、緩衝体スリーブと雌軸との間のがたつき、ひいては雌軸と雄軸との間のがたつきが大きくなり、摺動性が低下する虞がある。
【０００５】
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、コストを抑制でき、かつ、オス側シャフトとメス側シャフトとの摺動性を向上させることができる伸縮軸およびそ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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、一端（２ａ）に嵌合軸部（２１）を備えたオス側シャフト（２）と、一端（３ａ）に中空の被嵌合部（３１）を備え、前記被嵌合部が前記嵌合軸部と相対移動可能に嵌合されたメス側シャフト（３）と、前記嵌合軸部と前記被嵌合部との間に介在する中間部材（４）とを含み、前記被嵌合部には、前記被嵌合部を内面から外面まで貫通する貫通孔（３３）が形成されており、前記中間部材には、少なくとも前記貫通孔に対向する領域に凹部（４３）が設けられており、前記貫通孔から前記凹部へと充填され、前記中間部材を前記被嵌合部内に固定する固定部材（５）をさらに含み、前記嵌合軸部と前記被嵌合部との相対移動時、前記嵌合軸部は、前記中間部材の前記嵌合軸部側の面に対して摺動し、前記固定部材の一部は、前記中間部材の前記被嵌合部側の面において前記嵌合軸部の軸方向または周方向に前記凹部からずれた部分と、前記被嵌合部の内面との間に介在されていることを特徴とする、伸縮軸（１）である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、一端（２ａ）に嵌合軸部（２１）を備えたオス側シャフト（２）と、一端（３ａ）に中空の被嵌合部（３１Ｐ）を備え、前記被嵌合部が前記嵌合軸部と相対移動可能に嵌合されたメス側シャフト（３）と、前記嵌合軸部と前記被嵌合部との間に介在する中間部材（４Ｐ）とを含み、前記被嵌合部には、前記被嵌合部の内面から外面に向かって凹んだ孔（３５）が形成されており、前記中間部材は、前記被嵌合部との境界面に広がるとともにその一部が孔内に入り込んでいて、前記被嵌合部に溶着している溶着層（６）を含み、前記嵌合軸部と前記被嵌合部との相対移動時、前記嵌合軸部は、前記中間部材の前記嵌合軸部側の面に対して摺動することを特徴とする、伸縮軸（１Ｐ）である。 
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記中間部材は、前記嵌合軸部の軸方向（Ｘ）に対する直交方向（Ｙ）から前記嵌合軸部を挟む一対の分割体（４６）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の伸縮軸である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、一端（２ａ）に嵌合軸部（２１）を備えたオス側シャフト（２）と、一端（３ａ）に中空の被嵌合部（３１Ｐ）を備え、前記被嵌合部の内面に孔（３５）が形成されており、前記被嵌合部が前記嵌合軸部と相対移動可能に嵌合されたメス側シャフト（３）と、前記嵌合軸部と前記被嵌合部との間に介在する樹脂製の中間部材（４Ｐ）と、を含む伸縮軸（１Ｐ）の製造方法であって、前記嵌合軸部に外嵌された前記中間部材に対して超音波振動を伝達させている状態で、前記中間部材を前記嵌合軸部と前記被嵌合部との間に押し当てることによって、前記中間部材において前記被嵌合部に押し当てられている部分の樹脂（７３）を溶融させながら、前記被嵌合部と前記嵌合軸部との間に前記中間部材を圧入する工程と、溶融した前記樹脂を硬化させる工程と、を含むことを特徴とする、伸縮軸の製造方法である。 
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記被嵌合部と前記嵌合軸部との間に前記中間部材を圧入する工程は、前記被嵌合部の内面に形成された孔内に溶融した前記樹脂を入り込ませる工程を含むことを特徴とする、請求項４に記載の伸縮軸の製造方法である。
なお、上記において、括弧内の数字等は、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。 
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、嵌合軸部は、被嵌合部の内面に対して摺動するのではなく、中間部材の嵌合軸部側の面に対して摺動する。固定部材は、被嵌合部を内面から外面まで貫通する貫通孔から、貫通孔に対向する領域に設けられた凹部へと充填されている。そのため、固定部材によって、中間部材が、嵌合軸部に沿った状態で被嵌合部に強固に固定される。これにより、被嵌合部の寸法ばらつきを吸収することができる。したがって、オス側シャフトとメス側シャフトとの間の摺動抵抗を低減しつつがたつきを抑制することができる。つまり、摺動性の向上を図ることができる。
【００１２】
さらに、摺動性を向上させるために、中間部材を特殊な材料で設けたり中間部材に特殊な加工を施したりする必要がないので、コストを抑制することができる。
また、固定部材の一部は、被嵌合部の内面と、中間部材の被嵌合部側の面との間に介在されているので、被嵌合部と中間部材との間の隙間に入り込んでいる。そのため、中間部材を嵌合軸部に沿わせた状態で、中間部材を被嵌合部に一層強固に固定することができる。したがって、被嵌合部の寸法ばらつきを一層吸収することができるので、オス側シャフトとメス側シャフトとの間の摺動抵抗を低減しつつがたつきを一層抑制することができる。 
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、嵌合軸部は、被嵌合部の内面に対して摺動するのではなく、中間部材の嵌合軸部側の面に対して摺動する。中間部材は、被嵌合部との境界面に広がるとともにその一部が被嵌合部の内面から外面に向かって凹んだ孔内に入り込んだ溶着層を含む。そのため、溶着層によって、中間部材が、嵌合軸部に沿った状態で被嵌合部に強固に固定される。これにより、被嵌合部の寸法ばらつきを吸収することができる。したがって、オス側シャフトとメス側シャフトとの間の摺動抵抗を低減しつつがたつきを抑制することができる。つまり、摺動性の向上を図ることができる。 
【００１４】
さらに、摺動性を向上させるために、中間部材を特殊な材料で設けたり中間部材に特殊な加工を施したりする必要がないので、コストを抑制することができる。
請求項３に記載の発明によれば、一対の分割体は、軸方向に対する直交方向から嵌合軸部を適度な力で挟むことができるため、中間部材と嵌合軸部との間のがたつきを抑制することができる。 
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、被嵌合部と嵌合軸部との間に中間部材を圧入させる際、被嵌合部に押し当てられて溶融した樹脂を、被嵌合部と中間部材との間に入り込ませて広がらせ、その一部を被嵌合部の内面に形成された孔内へ入り込ませた状態で硬化させることができる。これにより、中間部材を、嵌合軸部に沿わせた状態で被嵌合部に強固に固定することができるので、被嵌合部の寸法ばらつきを吸収することができる。したがって、オス側シャフトとメス側シャフトとの間の摺動抵抗を低減しつつがたつきを抑制することができる。つまり、摺動性の向上を図ることができる。
【００１７】
さらに、摺動性を向上させるために中間部材を特殊な材料で設けたり中間部材に特殊な加工を施したりする必要がないのでコストの抑制も図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る伸縮軸を備える電動パワーステアリング装置の概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る伸縮軸の概略断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略断面図である。
【図４】中間部材の斜視図である。
【図５】分割体を内面側から見た図である。
【図６】第１変形例の伸縮軸を示した図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図に相当する図である。
【図７】第２変形例の伸縮軸を示した図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図に相当する図である。
【図８】固定部材の周辺を拡大した模式的な断面図である。
【図９Ａ】第１実施形態に係る伸縮軸の製造工程を示す模式図である。
【図９Ｂ】図９Ａの次の工程を示した模式図である。
【図９Ｃ】図９Ｂの次の工程を示した模式図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る伸縮軸の概略断面図である。
【図１１Ａ】第２実施形態に係る伸縮軸の製造工程を示す模式図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの次の工程を示した模式図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｂの次の工程を示した模式図である。
【図１２】第２実施形態に係る伸縮軸の製造工程において、圧入工程の途中の状態を示した概略図であって、被嵌合部の軸方向における一端付近を拡大した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る伸縮軸１を備える電動パワーステアリング装置１０の概略図である。
図１を参照して、伸縮軸１は、伸縮軸１の軸方向Ｘに相対移動可能かつ一体回転可能に嵌合されたオス側シャフト２およびメス側シャフト３と、オス側シャフト２に対して摺動し、メス側シャフト３に固定された中間部材４とを含む軸である。伸縮軸１は、軸方向Ｘに伸縮可能であり、オス側シャフト２とメス側シャフト３との間で回転トルクを伝達することができる。
【００２０】
伸縮軸１は、例えば、ロアーシャフト１１とともにステアリングシャフト１２を構成するシャフトに適用される。この場合、メス側シャフト３は、例えば、操舵部材１３からの回転トルクが入力されるアッパーシャフト１８Ａであり、オス側シャフト２は、例えば、回転トルクをロアーシャフト１１に出力する中間シャフト１８Ｂである。操舵部材１３のテレスコ調整時等には、アッパーシャフト１８Ａおよび中間シャフト１８Ｂが軸方向Ｘに相対移動することによって伸縮軸１が伸縮する。メス側シャフト３が中間シャフト１８Ｂに適用され、オス側シャフト２がアッパーシャフト１８Ａに適用されてもよい。
【００２１】
中間シャフト１８Ｂには、ロアーシャフト１１が連結されている。ロアーシャフト１１には、電動モータ１７からの動力を減速し、減速した動力をロアーシャフト１１に伝達する減速機構１４が取り付けられている。
ステアリングシャフト１２は、伸縮可能なインターミディエイトシャフト１５と、ピニオンシャフト１６とを介して操舵部材１３の操舵力を転舵機構Ａに伝え、転舵輪（図示せず）を転舵させる。
【００２２】
本実施形態の伸縮軸１は、電動パワーステアリング装置１０のステアリングシャフト１２に限らず、電動モータ１７を有しないマニュアルタイプのステアリング装置のステアリングシャフトに適用することができる。この場合、例えば、メス側シャフト３は、操舵部材１３からの回転トルクが入力されるアッパーシャフトであり、オス側シャフト２は、回転トルクをインターミディエイトシャフト１５に伝達するロアーシャフトである。
【００２３】
また、伸縮軸１は、インターミディエイトシャフト１５等の伸縮可能な軸に適用することができる。また、伸縮軸１は、ステアリング装置以外の車載部品に含まれる伸縮軸にも適用可能であるし、車載部品以外の機械装置、例えば鉄道車両、風力発電装置等にも適用できる。
【００２４】
＜第１実施形態＞
以下では、本発明の第１実施形態の伸縮軸１について詳細に説明する。
図２は、第１実施形態の伸縮軸１の概略断面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略断面図である。
図２を参照して、オス側シャフト２は、軸方向Ｘに所定の長さの嵌合軸部２１を軸方向Ｘの一端２ａに備えている。メス側シャフト３の軸方向Ｘの一端３ａは、中空に形成されている。メス側シャフト３は、嵌合軸部２１が嵌合される中空の被嵌合部３１を軸方向Ｘの一端３ａに備えている。被嵌合部３１は、一端に開口３２ａを有している。被嵌合部３１には、開口３２ａから軸内に向かって嵌合軸部２１を受け入れ可能な受入空間３２が形成されている。被嵌合部３１は、嵌合軸部２１と軸方向Ｘに相対移動可能に嵌合されている。
【００２５】
図３を参照して、嵌合軸部２１および被嵌合部３１は、例えば、軸方向Ｘから見て小判形（長円形）である。嵌合軸部２１の外面（被嵌合部３１側の面）および被嵌合部３１の内面（嵌合軸部２１側の面）に沿う方向であって軸方向Ｘと直交する方向を周方向Ｃということにする。
メス側シャフト３には、貫通孔３３が少なくとも１つ形成されている。貫通孔３３は、被嵌合部３１を、その内面から外面まで貫通している。この実施形態では、一対の貫通孔３３が軸方向Ｘに間隔をあけて２組形成されている（図２参照）。一対の貫通孔３３は、周方向Ｃに互いに離間して設けられている。例えば、一対の貫通孔３３は、周方向Ｃに互いに１８０°離間している。
【００２６】
図２を参照して、中間部材４は、被嵌合部３１と嵌合軸部２１との間に介在され、オス側シャフト２とメス側シャフト３との間隔を埋める部材である。中間部材４としては、耐摩耗性の高い材料を用いることが好ましい。中間部材４として用いる材料としては、例えば、ポリアセタール等の樹脂が挙げられる。中間部材４は、金型等を用いて樹脂成形されることによって形成されている。中間部材４は、全体として、軸方向Ｘに延びる中空の略筒状である。中間部材４の軸方向Ｘにおける一端４ａには、中間部材４の一端４ａから径方向に拡がりメス側シャフト３の一端３ａに当接するフランジ部４２が連結されている。
【００２７】
図２および図３を参照して、中間部材４は、その外面（被嵌合部３１側の面）が被嵌合部３１の内面（中間部材４側の面）に沿うように、かつ、その内面（嵌合軸部２１側の面）が嵌合軸部２１の外面（中間部材４側の面）に沿うように配置されている。嵌合軸部２１と被嵌合部３１との相対移動時、中間部材４の内面は、嵌合軸部２１の外面に対して摺動可能である。中間部材４の外形および内形は、軸方向Ｘから見て小判形（長円形）である。
【００２８】
中間部材４には、その外面に凹部４３が設けられている。詳しくは、凹部４３は、中間部材４の外面において少なくとも貫通孔３３に対向する領域に設けられている。この実施形態で、凹部４３は、被嵌合部３１の内面と対向している。凹部４３は、周方向Ｃに複数設けられていてもよい。一対の凹部４３は、軸方向Ｘに間隔をあけて少なくとも２箇所（この実施形態では２箇所）に形成されている。中間部材４には、合計４つの凹部４３が形成されている。軸方向Ｘに関して同じ位置にある凹部４３同士は、周方向Ｃに間隔をあけて２つ設けられている。各凹部４３は、１つ以上の貫通孔３３と連通していなければならない。
【００２９】
この実施形態のように、軸方向Ｘに間隔をあけて少なくとも２箇所に凹部４３を形成することにより、中間部材４の長手方向（軸方向Ｘに相当）の一端側近傍と他端側近傍とが固定部となって、メス側シャフト３の受入空間３２内に中間部材４を安定して固定することができる。
中間部材４の斜視図である図４を参照して、この実施形態のように、中間部材４は、軸方向Ｘに対する直交方向Ｙ（図４の紙面の上下方向）から嵌合軸部２１を挟む一対の分割体４６によって構成されていてもよい。直交方向Ｙは、軸方向Ｘに対して直交する方向のうち、嵌合軸部２１の中心軸線Ａ１を通る方向である（図２参照）。各分割体４６は、半筒状である。各分割体４６の外面には、周方向（中間部材４の周方向Ｃに相当）に延びる凹部４３が軸方向Ｘに間隔をあけて２つ形成されている。
【００３０】
図３を参照して、一対の分割体４６を、内面同士が対向するように互いを近づけて周方向端部同士を合わせて組み合わせることによって、全体として略筒状の中間部材４が形成される。この状態で、分割体４６の周方向の一端４６ａ同士の間には、隙間が設けられている。また、分割体４６の周方向の他端４６ｂ同士の間には、隙間が設けられている。
分割体４６を内面側から見た図である図５を参照して、分割体４６の内面には、中間部材４と嵌合軸部２１との摺動を円滑にするグリースを溜めるためのグリース溝４８が形成されていてもよい。説明の便宜上、図４および図５以外の図では、グリース溝４８の図示を省略している。グリース溝４８は、例えば、軸方向Ｘに対して傾斜して延びる複数の溝によって構成されている。グリース溝４８が設けられた分割体４６同士を組み合わせることで、中間部材４の内面の全面に亘って軸方向Ｘに延びる螺旋状のグリース溝を形成してもよい。グリース溝４８は、中間部材４の内面の周方向Ｃに沿って延びる周方向溝を含んでいてもよい。金型を用いて中間部材４を製造する場合、中間部材４の成形と同時にグリース溝４８を形成することができる。そのため、中間部材４の成形後に切削加工等によってグリース溝４８を形成する必要がないため、中間部材４の準備が容易となる。
【００３１】
また、本実施形態とは異なり、中間部材４は、周方向Ｃに途切れていない（周方向Ｃに連続した）中空の筒状体４１を含んでいてもよい（図４の一点鎖線参照）。筒状体４１には、筒状体４１の軸方向端部から軸方向Ｘに延びる切り欠き４１ａが設けられていてもよい。切り欠き４１ａは、凹部４３が形成されている部分を避けて延びていることが好ましい。
【００３２】
図２を参照して、伸縮軸１は、中間部材４を被嵌合部３１内（受入空間３２）に固定する固定部材５をさらに含む。固定部材５は、中間部材４の外面と被嵌合部３１の内面とに接していてもよい。
固定部材５としては、流動性の高い材料を用いることが好ましい。固定部材５として用いる材料としては、例えば、ポリアセタール等の樹脂が挙げられる。固定部材５は、エラストマー等の弾性体によって形成されていてもよい。
【００３３】
この実施形態では、固定部材５は、貫通孔３３から凹部４３へ充填されている。固定部材５は、少なくとも一部が凹部４３内に充填された被充填部５１と、貫通孔３３に充填され、被嵌合部３１に対する中間部材４の軸方向移動および周方向移動（回転）を規制する規制部５２とを含む。固定部材５は、被嵌合部３１の内面と、中間部材４の外面（凹部４３とは軸方向Ｘまたは周方向Ｃにずれた部分の外面４ｃ）との間に介在された被介在部５５を含んでいてもよい。
【００３４】
凹部４３は、被嵌合部３１の内面と対向しているため、凹部４３に充填された被充填部５１も被嵌合部３１の内面と対向している。したがって、固定部材５が貫通孔３３から抜けることを防止できる。
中間部材４が固定部材５によってメス側シャフト３の被嵌合部３１に固定されているので、オス側シャフト２の嵌合軸部２１とメス側シャフト３の被嵌合部３１との相対移動時、中間部材４は、被嵌合部３１とともに嵌合軸部２１と相対移動する。そのため、嵌合軸部２１は、被嵌合部３１の内面に対して摺動するのではなく、中間部材４の内面（嵌合軸部２１側の面）に対して摺動する。
【００３５】
図６は、第１変形例の伸縮軸１を示した図であり、図７は、第２変形例の伸縮軸１を示した図である。図６および図７は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図に相当する図である。
第１変形例の伸縮軸１では、オス側シャフト２の嵌合軸部２１およびメス側シャフト３の被嵌合部３１は、軸方向Ｘから見て六角形状である。第２変形例の伸縮軸１では、オス側シャフト２の嵌合軸部２１およびメス側シャフト３の被嵌合部３１は、軸方向Ｘから見て十字形状である。また、嵌合軸部２１および被嵌合部３１は、図示しないが、軸方向Ｘから見て楕円形状であってもよいし、四角形状等の多角形状であってもよい。要は、シャフト同士が相互に回動しない形状であればよい。例えば、断面が円形であっても、シャフトの軸方向に延びる凹凸が形成されたいわゆるスプライン軸であればよい。
【００３６】
第１実施形態によれば、嵌合軸部２１は、被嵌合部３１の内面に対して摺動するのではなく、中間部材４の内面に対して摺動する。固定部材５は、貫通孔３３から凹部４３へと充填されている。そのため、固定部材５によって、中間部材４が、嵌合軸部２１に沿った状態で被嵌合部３１に強固に固定される。これにより、被嵌合部３１の寸法ばらつきを軸方向Ｘにおいて一様に吸収することができる。したがって、オス側シャフト２とメス側シャフト３との間の摺動抵抗を低減しつつがたつきを抑制することができる。つまり、摺動性の向上を図ることができる。
【００３７】
さらに、摺動性を向上させるために中間部材４を、特殊な材料（例えば特許文献１の伸縮軸に用いられているブロンズメッシュ入りの樹脂）で設けたり中間部材４に特殊な加工を施したりする必要がないので、コストの増大を抑制することができる。
また、固定部材５の周辺を拡大した模式的な断面図である図８を参照して、仮に、被嵌合部３１の内径が軸方向位置によってばらついている場合、特に開口３２ａに向かって徐々に広がっている場合は、被嵌合部３１の内面と中間部材４の外面との間には、僅かな隙間Ｓが発生することがある。なお、図８では、明確化のために、被嵌合部３１の寸法の軸方向位置によるばらつきを誇張して図示している。
【００３８】
しかし、固定部材５の一部（被介在部５５）は、被嵌合部３１の内面と、中間部材４の外面４ｃとの間に介在されているため、隙間Ｓに入り込んでいる。そのため、隙間Ｓが発生している場合であっても、中間部材４を嵌合軸部２１に沿わせた状態で、中間部材４を被嵌合部３１に強固に固定することができる。したがって、被嵌合部３１の寸法ばらつきを一層吸収することができるので、オス側シャフト２とメス側シャフト３との間の摺動抵抗を低減しつつがたつきを一層抑制することができる。
【００３９】
固定部材５は、中間部材４を介して嵌合軸部２１に対して適度な押圧力Ｆ１を付与していてもよい。この場合、嵌合軸部２１と中間部材４との間ががた詰めされるので、オス側シャフト２とメス側シャフト３との間の摺動抵抗を低減しつつがたつきを一層抑制することができる。
また、中間部材４が一対の分割体４６（図４参照）によって構成されている場合、一対の分割体４６は、軸方向Ｘに対する直交方向Ｙから嵌合軸部２１を適度な力で挟むことができるため、嵌合軸部２１と中間部材４との間をがた詰めすることができる。この場合、各部材（嵌合軸部２１および被嵌合部３１）の寸法ばらつきを吸収できるので、摺動力やがたつきについての製品ごとの測定を省略することができ、コストを低減することができる。
【００４０】
次に、このような伸縮軸１の製造方法について説明する。
図９Ａ〜図９Ｃは、伸縮軸１の製造工程を順次に示す模式図である。
予め、被嵌合部３１を備え貫通孔３３が形成されたメス側シャフト３と、凹部４３が形成された中間部材４とを準備する。準備される中間部材４には、グリース溝４８（図４参照）が形成されていてもよい。ここでは、既に製造されたものを準備してもよいし、このような部材を製造する工程（メス側シャフト準備工程、中間部材準備工程）を事前に設定してもよい。
【００４１】
まず、図９Ａに示すように、メス側シャフト３に組み合わされるオス側シャフト２の嵌合軸部２１に中間部材４を装着する装着工程が行われる。装着工程では、一対の分割体４６でオス側シャフト２の嵌合軸部２１を直交方向Ｙから挟むように装着する。
次に、図９Ｂに示すように、中間部材４が装着されたオス側シャフト２の嵌合軸部２１をメス側シャフト３の被嵌合部３１内に挿入して、凹部４３が貫通孔３３と対向するように嵌合軸部２１と被嵌合部３１との間に中間部材４を介在させる挿入工程が行われる。挿入工程では、中間部材４に連結されたフランジ部４２をメス側シャフト３の一端３ａに当接させることによって、凹部４３と貫通孔３３とが対向するように軸方向Ｘに位置合わせすることができる。
【００４２】
なお、装着工程および挿入工程では、オス側シャフト２の嵌合軸部２１に中間部材４を装着し、その後にこれらをメス側シャフト３の被嵌合部３１内に挿入する順序であったが、これに限らず、例えば中間部材４が一部品で構成されている場合（筒状体４１で構成されている場合）は、メス側シャフト３の受入空間３２に中間部材４を設置し、その後にオス側シャフト２の嵌合軸部２１を中間部材４内に挿入する順序であってもよい。つまりは、オス側シャフト２の嵌合軸部２１とメス側シャフト３の被嵌合部３１との間に中間部材４が介在した状態にする方法であればよい。
【００４３】
次に、図９Ｃに示すように、メス側シャフト３の外側から、貫通孔３３を通して凹部４３に液状の樹脂７２を注入して、硬化させる成形工程を行う。
成形工程では、例えば、射出成型用の一対の金型７０を用いる。具体的には、まず、軸方向Ｘに対して直交する方向に互いに対向する一対の金型７０の間に、メス側シャフト３と、中間部材４が装着された状態でメス側シャフト３に挿入されたオス側シャフト２とを配置する。このとき、各金型７０に設けられた溶融した樹脂７２を射出するためのゲート７１と貫通孔３３との位置を合わせる。この状態で、溶融した樹脂７２をゲート７１から貫通孔３３に注入する。貫通孔３３に注入された樹脂７２が貫通孔３３および凹部４３の全体に広がると、溶融した樹脂７２の射出を中止し、一対の金型７０を介して樹脂７２を冷却し固化する。これにより、固定部材５（図２参照）が形成される。
【００４４】
以上により、オス側シャフト２とメス側シャフト３との間の摺動抵抗を低減しつつがたつきを抑制することができる伸縮軸１の製造が完了する。
この製造方法によれば、メス側シャフト３の被嵌合部３１の外側から貫通孔３３を通して凹部４３に樹脂７２を注入し、凹部４３および貫通孔３３に充填された樹脂７２を硬化させることができる。そのため、中間部材４を、嵌合軸部２１に沿わせた状態で被嵌合部３１に強固に固定することができるので、被嵌合部３１の寸法ばらつきを軸方向Ｘにおいて一様に吸収することができる。したがって、コストを抑制でき、かつ、オス側シャフト２とメス側シャフト３との摺動性を向上させることができる伸縮軸１を製造することができる。
【００４５】
特に、成形工程で射出成形用の一対の金型７０（図９Ｃ参照）を用いて伸縮軸１を製造する場合は、射出成形の際に樹脂７２に負荷される圧力（インジェクション圧）によって、図８に示すように、溶融した樹脂７２が中間部材４を押圧しながら硬化する。そのため、硬化した樹脂７２である固定部材５は、中間部材４を介して嵌合軸部２１に対して適度な押圧力Ｆ１を付与することができる。これにより、嵌合軸部２１と中間部材４との間が一層がた詰めされる。
【００４６】
また、インジェクション圧によって、溶融した樹脂７２の一部が隙間Ｓにも注入された（隙間Ｓに入り込んだ）状態で硬化される。これにより、被嵌合部３１の寸法ばらつきが一層吸収される。
また、中間部材４が一対の分割体４６によって構成されている場合、一対の分割体４６が直交方向Ｙから嵌合軸部２１を挟むため、嵌合軸部２１と中間部材４との間をより一層がた詰めすることができる。
【００４７】
また、中間部材４が筒状体４１によって構成されている場合であっても、中間部材４が固定部材５からの押圧力を受けることによって、切り欠き４１ａを狭めるように筒状体４１が縮径し、軸方向Ｘに対する直交方向Ｙから嵌合軸部２１を挟むことによって、嵌合軸部２１と中間部材４との間を一層がた詰めすることができる。
また、樹脂７２は、中間部材４の外面に設けられた凹部４３に注入されて硬化するので、樹脂７２が嵌合軸部２１に接した状態で硬化するのを抑制することができる。そのため、樹脂７２が硬化されることによる嵌合軸部２１への貼り付きが起こりにくいので、嵌合軸部２１と中間部材４とをスムーズに摺動させることができる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
以下では、第２実施形態の伸縮軸１Ｐについて詳細に説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る伸縮軸１Ｐの概略断面図である。第２実施形態では、第１実施形態で説明した部材と同じ部材には、同じ符号を付して、その説明を省略する。後述する図１１Ａ〜図１２についても同様である。
【００４９】
第２実施形態の伸縮軸１Ｐが第１実施形態の伸縮軸１と主に異なる点は、次のとおりである。伸縮軸１Ｐでは、中間部材４Ｐは、被嵌合部３１Ｐとの境界面に広がり、その一部（後述する規制部５３）が被嵌合部３１に形成された孔３５に入り込んでいて、被嵌合部３１Ｐに溶着している溶着層６を含む。被嵌合部３１Ｐとの境界面とは、中間部材４Ｐの外面において被嵌合部３１Ｐの内面と接している面のことである。溶着層６が被嵌合部３１Ｐとの境界面の全域に広がっていなくともよく、中間部材４Ｐが被嵌合部３１Ｐに強固に固定されていればよい。
【００５０】
また、被嵌合部３１Ｐには、被嵌合部３１Ｐの内面から外面に向かって凹んだ孔３５が形成されている。孔３５は、被嵌合部３１Ｐの内面から外面まで貫通する貫通孔であってもよい。孔３５は、図１０に破線で示すように、底部を有していてもよい。孔３５が底部を有している場合は、被嵌合部３１Ｐには、孔３５と被嵌合部３１Ｐの外部とを連通し空気が通ることができる空気孔（図示せず）が設けられていることが好ましい。
【００５１】
溶着層６は、被嵌合部３１Ｐに対する中間部材４Ｐの軸方向移動および周方向移動（回転）を規制する規制部５３と、中間部材４Ｐと被嵌合部３１Ｐとの間に介在された被介在部５４とを含む。規制部５３は、孔３５と同数設けられている。
規制部５３は、被嵌合部３１Ｐの内面側（中間部材４Ｐ側）から孔３５内へ入り込んでいる。被介在部５４は、中間部材４Ｐの境界面に広がっている。被介在部５４は、被嵌合部３１Ｐの内面に溶着されている。
【００５２】
第２実施形態によれば、嵌合軸部２１は、被嵌合部３１Ｐの内面に対して摺動するのではなく、中間部材４Ｐの内面（嵌合軸部２１側の面）に対して摺動する。中間部材４Ｐは、被嵌合部３１Ｐの内面との境界面に広がるとともにその一部が孔３５内に入り込んだ溶着層６を含んでいる。そのため、溶着層６によって、中間部材４Ｐが、嵌合軸部２１に沿った状態で被嵌合部３１Ｐに強固に固定される。これにより、被嵌合部３１Ｐの寸法ばらつきを軸方向Ｘにおいて一様に吸収することができる。したがって、オス側シャフト２とメス側シャフト３との間の摺動抵抗を低減しつつがたつきを抑制することができる。つまり、摺動性の向上を図ることができる。
【００５３】
さらに、摺動性を向上させるために、中間部材４Ｐを特殊な材料（例えば特許文献１の伸縮軸に用いられているブロンズメッシュ入りの樹脂）で設けたり中間部材４Ｐに特殊な加工を施したりする必要がないので、コストを抑制することができる。
また、仮に、被嵌合部３１の内面と中間部材４Ｐの外面との間に隙間Ｓ（図８参照）が発生している場合であっても、溶着層６は、境界面に広がっているため、隙間Ｓに入り込んでいる。そのため、被嵌合部３１Ｐの寸法ばらつきを一層吸収できる。
【００５４】
また、中間部材４Ｐが一対の分割体４６によって構成されている場合、一対の分割体４６は、軸方向Ｘに対する直交方向Ｙから嵌合軸部２１を適度な力で挟むことができるため、嵌合軸部２１と中間部材４Ｐとの間をがた詰めすることができる。この場合、各部材（嵌合軸部２１および被嵌合部３１Ｐ）の寸法ばらつきを吸収できるので、摺動力やがたつきについての製品ごとの測定を省略することができ、コストを低減することができる。
【００５５】
また、第２実施形態の伸縮軸１Ｐについても第１実施形態と同様の変形例を適用することができる。
次に、伸縮軸１Ｐの製造方法について説明する。
図１１Ａ〜図１１Ｃは、伸縮軸１Ｐの製造工程を順次に示す模式図である。第１実施形態の伸縮軸１の製造方法と同じ工程については詳しい説明を省略する。
【００５６】
まず、予め、孔３５が形成された被嵌合部３１Ｐを備えたメス側シャフト３と、中間部材４Ｐとが準備される。準備される中間部材４Ｐには、グリース溝４８（図４参照）が形成されていてもよい。ここでは、既に製造されたものを準備してもよいし、このような部材を製造する工程（メス側シャフト準備工程、中間部材準備工程）を事前に設定してもよい。
【００５７】
そして、メス側シャフト３に組み合わされるオス側シャフト２の嵌合軸部２１に中間部材４Ｐを外嵌する外嵌工程が行われる。
中間部材４Ｐが一対の分割体４６（図４参照）を含む場合は、外嵌工程では、第１実施形態の伸縮軸１の製造方法の装着工程（図９Ａ参照）と同様に、一対の分割体４６でオス側シャフト２の嵌合軸部２１を直交方向Ｙから挟むように外嵌する。また、中間部材４Ｐが筒状体４１（図４参照）を含む場合は、外嵌工程では、嵌合軸部２１を筒状体４１に挿通させて筒状体４１に外嵌する。嵌合軸部２１に外嵌された中間部材４Ｐは、嵌合軸部２１に対して軸方向Ｘに滑らかに摺動可能である。
【００５８】
そして、図１１Ａに示すように、オス側シャフト２の嵌合軸部２１を中間部材４Ｐと相対移動させて、嵌合軸部２１を開口３２ａから被嵌合部３１Ｐ内に挿入して配置する配置工程が行われる。
そして、図１１Ｂに示すように、圧入治具６０を用いて嵌合軸部２１と被嵌合部３１Ｐとの間に圧入する圧入工程が行われる。具体的には、まず、メス側シャフト３の位置を圧入治具６０の固定部６０ａによって固定した状態で、圧入治具６０の可動部６０ｂを用いて中間部材４Ｐを被嵌合部３１Ｐへ移動させる。これにより、中間部材４Ｐをメス側シャフト３の一端３ａから被嵌合部３１Ｐと嵌合軸部２１との間に圧入する。換言すると、中間部材４Ｐに締め代Ｄ（図１２参照）を持たせた状態で中間部材４Ｐを被嵌合部３１Ｐと嵌合軸部２１との間に挿入する。締め代Ｄは、周方向Ｃの全周に亘って均一になるように設けられていることが好ましい。
【００５９】
圧入工程では、中間部材４Ｐを嵌合軸部２１と被嵌合部３１Ｐとの間に押し当てた状態で、可動部６０ｂを介して中間部材４Ｐに対する超音波振動の伝達を開始する。
嵌合軸部２１に外嵌された中間部材４Ｐに対して超音波振動を伝達させている状態で、中間部材４Ｐを嵌合軸部２１と被嵌合部３１Ｐとの間に押し当てることにより、被嵌合部３１Ｐの内面と中間部材４Ｐの外面との間に摩擦熱が発生する。これにより、図１２に示すように、被嵌合部３１Ｐにおいて内面付近の部分の樹脂７３を溶融させながら中間部材４Ｐを被嵌合部３１Ｐと嵌合軸部２１との間に圧入できる。中間部材４Ｐの圧入に伴って、溶融した樹脂７３の一部（樹脂７３ａ）が被嵌合部３１Ｐの孔３５に入り込み、溶融した樹脂７３の残り（樹脂７３ｂ）が被嵌合部３１Ｐと中間部材４Ｐとの間に侵入して広がる。
【００６０】
被嵌合部３１Ｐと嵌合軸部２１との間に圧入される前の中間部材４Ｐの軸方向Ｘにおける他端４ｂでは、被嵌合部３１Ｐと嵌合軸部２１との間に挿入しやすいように、中間部材４Ｐの外面が軸方向Ｘに対して傾斜していてもよい。
嵌合軸部２１および被嵌合部３１Ｐに対する中間部材４Ｐの圧入は、フランジ部４２がメス側シャフト３の一端３ａに当接するまで行われてもよい。
【００６１】
図１１Ｃに示すように、圧入が完了するとともに中間部材４Ｐへの超音波振動の伝達を停止することで圧入工程を終了する。超音波振動の伝達を停止することで、摩擦熱が発生しなくなり、樹脂７３が常温まで冷却されて固化（硬化）し、溶着層６が形成される。樹脂７３を常温まで冷却するために、圧入工程の後、冷却装置（図示せず）を用いて樹脂７３を冷却して固化する工程を別途設けてもよい。
【００６２】
以上により、オス側シャフト２とメス側シャフト３との間の摺動抵抗を低減しつつがたつきを抑制することができる伸縮軸１Ｐの製造が完了する。
この製造方法によれば、被嵌合部３１Ｐに押し当てられて溶融した樹脂７３を、被嵌合部３１Ｐと中間部材４Ｐとの間に侵入させて広がらせ、その一部（規制部５３）を孔３５内へ入り込ませた状態で硬化させることができる。これにより、中間部材４を被嵌合部３１Ｐに強固に固定しつつ被嵌合部３１Ｐの寸法ばらつきを軸方向Ｘにおいて一様に吸収することができる。
【００６３】
したがって、コストを抑制でき、かつ、オス側シャフト２とメス側シャフト３との摺動性を向上させることができる伸縮軸１Ｐを製造することができる。
また、前述の圧入工程を含む製造方法で伸縮軸１Ｐを短時間で製造することができるので、伸縮軸１Ｐの製造コストの増大を抑制することができる。
また、被嵌合部３１Ｐに押し当てられて溶融した樹脂７３は、被嵌合部３１Ｐと中間部材４Ｐとの間の隙間Ｓ（図８参照）を埋めることができるので被嵌合部３１Ｐの寸法ばらつきを一層吸収できる。
【００６４】
また、圧入工程では、中間部材４Ｐが嵌合軸部２１と被嵌合部３１Ｐとの間に圧入されることによって、中間部材４Ｐと嵌合軸部２１との間をがた詰めすることもできる。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１；１Ｐ…伸縮軸、２…オス側シャフト、２ａ…一端、３…メス側シャフト、３ａ…一端、４；４Ｐ…中間部材、４ｃ…外面、５…固定部材、６…溶着層、２１…嵌合軸部、３１；３１Ｐ…被嵌合部、３３…貫通孔、３５…孔、４３…凹部、４６…分割体、５５…被介在部、７２…樹脂、７３…樹脂、Ｘ…軸方向、Ｙ…直交方向
【図１】
0006681018.tif 000002
【図２】
0006681018.tif 000003
【図３】
0006681018.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006681018.tif 000007
【図７】
0006681018.tif 000008
【図８】
0006681018.tif 000009
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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