(57)【要約】【課題】ステアリングシャフトのテレスコピック機構に用いられるような伸縮自在シャフトの内軸を低コストで得るとともに、軽量化を図れ、寸法精度も確保できるようにする。【解決手段】金属パイプにおける転動溝を形成すべき部分を金型とパンチを用いて絞り加工して前記転動溝を有する外周面を形成する第１工程と、この第１工程の終了後のワーク３２を第３金型６１内に挿入保持した状態で第３パンチ６２をワーク３２内に加圧挿入して貫き、拡管加工して内周面を成形する第２工程とを備える伸縮自在シャフトの内軸の製造方法。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体を転動可能に保持するため長手方向に沿って延びる転動溝を外周面に有し、長手方向に相対移動可能で、且つトルク伝達可能に、筒状の外軸に対して挿入される伸縮自在シャフトの内軸の製造方法であって、
金属パイプにおける前記転動溝を形成する部分を金型とパンチを用いて絞り加工して前記転動溝を有する外周面を形成する第１工程と、
該第１工程の終了後のワークに、金型と、前記ワーク内に加圧挿入されるパンチとを用いて拡管加工して内周面を成形する第２工程とを備える
伸縮自在シャフトの内軸の製造方法。
【請求項２】
転動体を転動可能に保持するため長手方向に沿って延びる転動溝を外周面に有し、長手方向に相対移動可能で、且つトルク伝達可能に、筒状の外軸に対して挿入される伸縮自在シャフトの内軸であって、
一端から他端まで中空に形成された
伸縮自在シャフトの内軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえばステアリングシャフト（中間軸を含む。）のテレスコピック機構などを構成する伸縮自在シャフトの内軸とその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伸縮自在シャフトの内軸には、転動体が転動する転動溝を、長手方向に沿って有するものがある。このような内軸は、下記特許文献１に開示されているように中実構造であった。すなわち、中実の棒状素材に対する塑性変形により転動溝などが加工されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような製法では、製造コストがかかる上に、軽量化を図れない難点があった。
【０００５】
そこでこの発明は、コストを抑えつつ軽量化を図れるような伸縮自在シャフトの内軸を得ることを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのための手段は、転動体を転動可能に保持するため長手方向に沿って延びる転動溝を外周面に有し、長手方向に相対移動可能で、且つトルク伝達可能に、筒状の外軸に対して挿入される伸縮自在シャフトの内軸の製造方法であって、金属パイプにおける前記転動溝を形成する部分を金型とパンチを用いて絞り加工して前記転動溝を有する外周面を形成する第１工程と、該第１工程の終了後のワークに、金型と、前記ワーク内に加圧挿入されるパンチとを用いて拡管加工して内周面を成形する第２工程とを備える伸縮自在シャフトの内軸の製造方法である。
【０００７】
別の手段は、転動体を転動可能に保持するため長手方向に沿って延びる転動溝を外周面に有し、長手方向に相対移動可能で、且つトルク伝達可能に、筒状の外軸に対して挿入される伸縮自在シャフトの内軸であって、一端から他端まで中空に形成された伸縮自在シャフトの内軸である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、金属パイプから製造するので、材料コストを抑えることができるとともに、金型とパンチで加工するので加工にかかるコストも抑えることができる。また、中空構造であるので、軽量化を図れ、低燃費に資することができる。さらに、第１工程で外周面を形成した後、第２工程で内周面を拡管加工するので、転動溝の寸法精度は高い。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】伸縮自在シャフトの内軸の形態を示す説明図。
【図２】伸縮自在シャフトの内軸の要部の断面図。
【図３】伸縮自在シャフトの内軸の製造に用いる金属パイプの断面図。
【図４】第１工程の第１段階の説明図。
【図５】第１工程の第２段階の説明図。
【図６】第２工程の加工前の状態の説明図。
【図７】第２工程の加工後の状態の説明図。
【図８】仕上げ加工の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。  
図１は、伸縮自在シャフトの内軸１１（以下、「内軸」という。）を示し、図１中、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｅ）は平面図である。これらの図に示すように、内軸１１は、一端から他端にかけて略全体にわたって断面略正方形状をなす嵌合部１２が形成され、他端部に、断面円形をなし外周面にセレーション１３を有する接続部１４が形成されている。前記嵌合部１２の外周面における相反する２つの面には、長手方向に延びる転動溝１５が形成されている。この転動溝１５には、図２に仮想線で示したように、鋼球からなる転動体２１が保持される。そして、嵌合部１２が図示しない筒状の外軸内に挿入され、外軸との間で、長手方向に相対移動可能でかつトルク伝達可能な状態となる。
【００１１】
また、内部には一端から他端にかけて連通する貫通孔１６が形成されて、全体が中空状をなす。
【００１２】
このような内軸１１の製造方法を、図３乃至図８を用いて、次に説明する。
【００１３】
まず、図３に示したように素材となる円筒状をなす塑性金属製の金属パイプ３１を用意する。図３（ａ）は金属パイプ３１の長手方向に沿った断面図、図３（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ切断部端面図である。
【００１４】
次に、この金属パイプ３１に前記嵌合部１２を形成するための絞り加工をする第１工程を行う。この第１工程は２段階に分けて行う。
【００１５】
まず先に、第１段階として、図４に示したように、第１金型４１と第１パンチ４２を用いて、図４（ｂ）に示したような正方形状に絞り加工する。前記第１金型４１は、前記金属パイプ３１の直径と嵌合対応する径の円形孔部４３と、略テーパコーン状の縮径部４４と、金属パイプ３１の直径よりも小径の角孔部４５とを有する。第１パンチ４２は、前記円形孔部４３内において金属パイプ３１の他端面を加圧する加圧面４６を有する。
【００１６】
すなわち、第１金型４１内に図３に示す金属パイプ３１を挿入し、第１パンチ４２で金属パイプ３１を加圧して、ワーク３２の一端側から他端部にかけて延びる中空状の角筒状部３２ａと、テーパ状をなすテーパ部３２ｂを絞り加工する。図４（ａ）は、第１金型４１とワーク３２の長手方向に沿った断面図と第１パンチ４２の側面図、図４（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ切断部端面図である。
【００１７】
次に、第２段階として、図５に示したように、第２金型５１と前記第２パンチ５２を用いて、図５（ｂ）に示したような、後に前記転動溝１５となる溝部３２ｃを有する略方形状に絞り加工する。前記第２金型５１は、前記第１金型４１と同様に、前記金属パイプ３１の直径と嵌合対応する径の円形孔部５３と、略テーパコーン状の縮径部５４と、金属パイプ３１の直径よりも小径の角孔部５５とを有し、該角孔部５５の内周面には、前記溝部３２ｃを形成する２本の突条５６を有する。第２パンチ５２は、前記第１パンチ４２と同一形状で、前記円形孔部５３内においてワーク３２の他端面を加圧する加圧面５７を有する。
【００１８】
すなわち、第２金型５１内に、第１金型４１と第１パンチ４２で絞り加工した後のワーク３２を挿入し、第２パンチ５２でワーク３２を加圧して、ワーク３２の一端側から他端部にかけて中空状で前記溝部３２ｃを有する略角筒状部３２ａを絞り加工する。前記溝部３２ｃは、前記転動溝１５の所望の寸法と同一寸法になるように形成される。図５（ａ）は、第２金型５１とワーク３２の長手方向に沿った断面図と第２パンチ５２の側面図、図５（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ切断部端面図である。
【００１９】
続いて、第２工程に移行し、第１工程で加工したワーク３２に拡管加工をして内周面を成形する。
【００２０】
第２工程は、図６に示したような、第３金型６１と第３パンチ６２を用いて行う。第３金型６１は、前記第２金型５１と同一形状で、前記金属パイプ３１の直径と嵌合対応する径の円形孔部６３と、略テーパコーン状の縮径部６４と、金属パイプ３１の直径よりも小径の角孔部６５とを有し、該角孔部６５の内周面には、前記溝部３２ｃを形成する２本の突条６６を有する。前記第２金型５１を用いることもできる。
【００２１】
第３パンチ６２は、ワーク３２内を挿通可能な棒状軸６７の先端に形成され、先端側からテーパ部６８としごき部６９を有する。テーパ部６８及びしごき部６９の断面形状は正方形の相反する２つの面を凹状に湾曲した凹部６８ａ，６９ａを有する形状である。この凹部６８ａ，６９ａが、前記溝部３２ｃ部分に対応する部分である。図６（ａ）は第３金型６１とワーク３２の長手方向に沿った断面図と第３パンチ６２の側面図、図６（ｂ）は第３パンチ６２の正面図である。
【００２２】
すなわち、第２金型５１と第２パンチ５２で絞り加工されたワーク３２を第３金型６１に挿入し、ワーク３２内に第３パンチ６２を加圧挿入して、ワーク３２の他端から一端にかけて貫いて、図７に示したように拡管加工する。具体的には、第３金型６１の内周面の角孔部６５と第３パンチ６２のしごき部６９との間でしごき、所定の肉厚に仕上げるとともに、前記嵌合部１２の外周面、特に溝部３２ｃの寸法を所定値に仕上げて、所望寸法の前記転動溝１５を形成する。図７（ａ）は第３金型６１とワーク３２の長手方向に沿った断面図と第３パンチ６２の側面図、図７（ｂ）は、第３パンチ６２で拡管加工している状態を示す断面図である。
【００２３】
最後に、このような第２工程を経て加工されたワーク３２に対して仕上げ加工を行う。すなわち、図８に示したように、ワーク３２における前記接続部１４に対応する部位にセレーション１３を加工するとともに、両端部を切削加工して、所望の形態に仕上げる。これによって内軸１１が完成する。
【００２４】
以上のように、内軸１１は、金属パイプ３１の外周面に対して２段階で絞り加工をする第１工程を経て製造されるので、転動溝１５を有する嵌合部１２が無理なく加工できる。
【００２５】
また、このような第１工程を経た後にワーク３２内に第３パンチ６２を加圧挿入して拡管加工をして内周面を成形する第２工程を行うので、嵌合部１２の外周面の寸法精度を出せる。このため、転動溝１５の寸法精度は高く、所望の伸縮機能を良好に発揮できる。
【００２６】
さらに、内軸１１は金属パイプ３１から製造されるので、材料コストを抑え、また汎用性あるプレス装置で製造できるので加工コストも抑えることができ、製造にかかるコストを大幅に低減できる。
【００２７】
しかも、一端から他端まで全体が中空であるので、軽量化も図れ、低燃費化にも資する。
【００２８】
この発明の構成と、前記一形態の構成との対応において、  
この発明の第１工程の金型は、第１金型４１、第２金型５１に対応し、  
以下同様に、  
第１工程のパンチは、第１パンチ４２、第２パンチ５２に対応し、  
第２工程の金型は、第３金型６１に対応し、  
第２工程のパンチは、第３パンチ６２に対応するも、  
この発明は、前記の構成のみに限定されるものではなく、その他の形態を採用することもできる。
【００２９】
たとえば、第１工程は、２段階のほか、１段階あるいは３段階以上で加工することもできる。
【００３０】
また、転動溝は２本以外であるもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１１…伸縮自在シャフトの内軸
１５…転動溝
１６…貫通孔
２１…転動体
３１…金属パイプ
３２…ワーク
４１…第１金型
４２…第１パンチ
５１…第２金型
５２…第２パンチ
６１…第３金型
６２…第３パンチ
【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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