(57)【要約】【課題】ねじり負荷を十分に吸収できるシャフトの製造方法を提供する。【解決手段】鋼材により形成される円柱状素材Ｂのうち、軸方向における所定位置Ｐから軸方向一方側の端部までの第一領域Ｂ１に対して絞り加工を施すことにより、軸部Ｂ１１を形成すると共に、軸部Ｂ１１と所定位置Ｐから円柱状素材Ｂの軸方向他方側の端部までの第二領域Ｂ２との間に、軸部Ｂ１１側から第二領域Ｂ２側へ向かうにつれて外径が大きくなるテーパ部Ｂ１２を形成する軸部形成工程と、第二領域Ｂ２及びテーパ部Ｂ１２に対して塑性加工を施すことにより、頭部Ｂ２２を形成する頭部形成工程と、を備える、シャフトの製造方法。【選択図】図１Ａ
2017039146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一方側から軸方向他方側へ延びる円柱状の軸部と、
有底円筒状をなし、前記軸部の軸方向他方側の端部が底面側に連結され、且つ、外径が前記軸部よりも大径な部位であって、軸方向他方側の端面から軸方向一方側へ向けて凹設された凹部を有する頭部と、
を備えたシャフトの製造方法であって、
前記シャフトは、前記軸部を保持する第一部材と前記凹部に嵌合する第二部材とを連結するものであり、
前記シャフトの製造方法は、
鋼材により形成される円柱状素材のうち、軸方向における所定位置から軸方向一方側の端部までの第一領域に対して絞り加工を施すことにより、前記軸部を形成すると共に、前記軸部と前記所定位置から前記円柱状素材の軸方向他方側の端部までの第二領域との間に、前記軸部側から第二領域側へ向かうにつれて外径が大きくなるテーパ部を形成する軸部形成工程と、
前記第二領域及び前記テーパ部に対して塑性加工を施すことにより、前記頭部を形成する頭部形成工程と、
を備える、シャフトの製造方法。
【請求項２】
前記円柱状素材は、前記頭部の外径よりも小径であり、且つ、前記軸部の外径よりも大径であり、
前記頭部形成工程は、前記第二領域及び前記テーパ部に対して塑性加工を施すことにより、前記第二領域を拡径して前記頭部を形成する、請求項１に記載のシャフトの製造方法。
【請求項３】
前記軸部形成工程は、
前記第二領域及び前記テーパ部に対して前記塑性加工としての据込加工を施すことにより、前記軸部よりも大径の円柱部を形成する据込工程と、
前記円柱部に対して前記塑性加工としての押出加工を施すことにより、前記頭部を形成する押出工程と、
を備える、請求項１又は２に記載のシャフトの製造方法。
【請求項４】
前記軸部形成工程は、一度の絞り加工により前記軸部を形成する、請求項１−３の何れかに記載のシャフトの製造方法。
【請求項５】
前記シャフトは、ステアリング装置のステアリングシャフトの一部を構成するものである、請求項１−４の何れかに記載のシャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールの回転を転舵輪に伝達するステアリングシャフトには、転舵輪側から所定値を超えた過大なねじり負荷が入力された場合に、そのねじり負荷を吸収する部位を備えた部材がある。
【０００３】
特許文献１には、ステアリングホイールに連結されたアッパーシャフトと転舵輪に他部材を介して連結されたインプットシャフトとの間に中間シャフトが連結され、転舵輪側から基準値以上のトルクが入力された場合に、中間シャフトを塑性変形させることでねじり負荷を吸収する電動パワーステアリング装置が記載されている。
【０００４】
ここで、図６Ａを参照して、従来の中間シャフト５１２について説明する。図６Ａに示すように、中間シャフト５１２は、軸方向一方側（図６Ａ右側）に形成されるスプライン部５３１と、軸方向他方側（図６Ａ左側）に形成される被嵌合部５３２と、スプライン部５３１及び被嵌合部５３２の間に形成される首部５３３とを備える。
【０００５】
スプライン部５３１は、外周面に雄スプラインが形成された部位である。被嵌合部５３２は、先端面に凹部５３２ａを有する有底円筒状の部位であり、被嵌合部５３２の外径はスプライン部５３１の最大外径よりも小さい。首部５３３は、スプライン部５３１及び被嵌合部５３２の外径よりも小径の外径を有する円柱状の部位である。中間シャフト５１２は、所定値を超えたねじり負荷が入力された場合に、首部５３３をねじり方向へ塑性変形させることで、ねじり負荷を吸収する構成となっている。
【０００６】
次に、図６Ｂ及び図６Ｃを参照して、中間シャフト５１２の製造方法について説明する。図６Ｂに示すように、最初の工程では、被嵌合部５３２と同等の外径を有する円柱状素材ｂの一部分に絞り加工を施し、中間シャフト５１２の大まかな外形を形成する。
【０００７】
具体的には、円柱状素材ｂのうち軸方向における所定位置ｐから軸方向一方側の端部までの第一領域ｂ１に対して絞り加工を施し、円柱状素材ｂの軸方向一方側（図６Ｂ下側）の端部から軸方向他方側（図６Ｂ上側）へ延びる円柱状の軸部ｂ１１と、軸部ｂ１１から所定位置ｐへ向かうにつれて外径が大きくなるテーパ部ｂ１２とを形成する。
【０００８】
軸部ｂ１１は、その外径がスプライン部５３１の最大外径と同等の寸法に設定され、絞り加工を施す回数は、被嵌合部５３２に基づく円柱状素材ｂの外径とスプライン部５３１の外径との寸法差に応じて決定される。なお、図６Ｂに示す製造方法では、絞り加工を３回行っている。
【０００９】
図６Ｃに示すように、絞り加工が終了した後、円柱状素材ｂにスプライン加工を施す。即ち、軸部ｂ１１のうちスプライン部５３１を形成する部位の外周面に対してスプライン加工を施す。続いて、円柱状素材ｂの軸方向他方側の端面に切削加工を施し、凹部５３２ａを形成すると共に、テーパ部ｂ１２と軸部ｂ１１のうちテーパ部ｂ１２に近接する部位との外周面に切削加工を施し、円柱状の首部５３３を形成する。これに伴い、首部３３の軸方向他方側には、首部５３３よりも大径の被嵌合部５３２の外形が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１５−８５８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記した従来における中間シャフト５１２の製造方法において、絞り加工後のテーパ部ｂ１２は、外径の小さな部位では絞り加工による加工硬化の程度が大きく、硬度が高くなる一方で、外径の大きな部位では加工硬化の程度が小さく、外径の小さな部位と比べて硬度が低くなる。そのため、首部５３３は、テーパ部ｂ１２の外周面を切削することにより形成された部位において、硬度分布の差が大きくなる。
【００１２】
従って、従来の中間シャフト５１２は、所定値を超えたねじり負荷が入力された場合に、首部５３３のうち硬度の低い部位（外径の大きな部位）において局所的にねじりが発生し、首部５３３の軸方向全体にねじりを発生させることが困難である。その結果、従来の中間シャフト５１２は、ねじり負荷を十分に吸収することができない。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ねじり負荷を十分に吸収できるシャフト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】
【００１４】
本発明におけるシャフトは、軸方向一方側から軸方向他方側へ延びる円柱状の軸部と、有底円筒状をなし、前記軸部の軸方向他方側の端部が底面側に連結され、且つ、外径が前記軸部よりも大径な部位であって、軸方向他方側の端面から軸方向一方側へ向けて凹設された凹部を有する頭部と、を備えたシャフトの製造方法であって、前記シャフトは、前記軸部を保持する第一部材と前記凹部に嵌合する第二部材とを連結するものであり、前記シャフトの製造方法は、鋼材により形成される円柱状素材のうち、軸方向における所定位置から軸方向一方側の端部までの第一領域に対して絞り加工を施すことにより、前記軸部を形成すると共に、前記軸部と前記所定位置から前記円柱状素材の軸方向他方側の端部までの第二領域との間に、前記軸部側から第二領域側へ向かうにつれて外径が大きくなるテーパ部を形成する軸部形成工程と、前記第二領域及び前記テーパ部に対して塑性加工を施すことにより、前記頭部を形成する頭部形成工程と、を備える。
【００１５】
上記したシャフトの製造方法によれば、軸部形成工程において円柱状素材の第一領域に対して絞り加工を施し、軸部及びテーパ部を形成した後、頭部形成工程においてテーパ部及び円柱状素材の第二領域に対して塑性加工を施し、軸部よりも大径の頭部を形成する。
【００１６】
つまり、絞り加工によって形成されたテーパ部は、従来のように切削加工を施して軸部の一部とせず、塑性加工を施すことにより頭部の一部とする。そのため、テーパ部に切削加工を施して軸部の一部とする場合と比べて、本発明における軸部は、硬度分布の差を小さくすることができる。その結果、シャフトにねじり負荷が入力された場合に、軸部全体にねじりを生じさせることができるので、シャフトはねじり負荷を十分に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の第一実施の形態における中間シャフトを用いた電動パワーステアリング装置を模式的に表した模式図である。
【図１Ｂ】中間シャフトの正面図である。
【図２Ａ】中間シャフトの製造方法を示す図であり、円柱状素材に対して絞り加工を施す前の状態を示す。
【図２Ｂ】中間シャフトの製造方法を示す図であり、円柱状素材に対して絞り加工を施した後の状態を示す。
【図３Ａ】中間シャフトの製造方法を示す図であり、円柱状素材に対して据込加工を施す前の状態を示す。
【図３Ｂ】中間シャフトの製造方法を示す図であり、円柱状素材に対して据込加工を施した後の状態を示す。
【図４Ａ】中間シャフトの製造方法を示す図であり、円柱状素材に対して押出加工を施す前の状態を示す。
【図４Ｂ】中間シャフトの製造方法を示す図であり、円柱状素材に対して押出加工を施した後の状態を示す。
【図５】首部の硬度を測定した結果を示すグラフである。
【図６Ａ】従来の中間シャフトの正面図である。
【図６Ｂ】従来の中間シャフトの製造方法を示す図であり、円柱状素材に対して絞り加工を施す過程を示す。
【図６Ｃ】従来の中間シャフトの製造方法を示す図であり、円柱状素材に対してスプライン加工及び切削加工を施す過程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、図１Ａを参照して、本発明に係る製造方法により製造されたシャフト（中間シャフト１２）を用いたステアリング装置１について説明する。
【００１９】
（１．ステアリング装置１の概略）
図１Ａに示すように、ステアリング装置１は、ステアリングホイールＳＨが連結された、ステアリングシャフトＳＳを含み、ステアリングホイールＳＨの回転がステアリングシャフトＳＳを介して転舵輪（図示せず）に伝達される。
【００２０】
ステアリングシャフトＳＳは、ステアリングコラムシャフト２と、インターミディエイトシャフト３と、ピニオンシャフト４と、ラックシャフト５と、を備える。ステアリングコラムシャフト２の一端は、ステアリングホイールＳＨに連結される。インターミディエイトシャフト３の一端は、自在継手を介してステアリングコラムシャフト２の他端に連結され、インターミディエイトシャフト３の他端は、自在継手を介してピニオンシャフト４に連結される。ピニオンシャフト４は、ピニオン４ａを備える。ラックシャフト５は、ピニオン４ａに噛合するラック５ａを備え、タイロッド（図示せず）及びナックルアーム（図示せず）を介して転舵輪に連結される。
【００２１】
ステアリングホイールＳＨの回転に伴ってステアリングコラムシャフト２が回転すると、この回転がインターミディエイトシャフト３を介してピニオンシャフト４に伝達される。ピニオンシャフト４に伝達された回転運動は、ピニオン４ａとラック５ａとの噛合により直線運動に変換され、転舵輪に伝達される。
【００２２】
次に、ステアリングコラムシャフト２の詳細な構成について説明する。ステアリングコラムシャフト２は、車体（図示せず）に固定される中空のステアリングコラム２ａの内部に配置されるものであり、アッパーシャフト１１と、中間シャフト１２と、インプットシャフト１３と、トーションバー１４と、アウトプットシャフト１５と、を含み、このステアリングコラムシャフト２のまわりにトルクセンサ１６と、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１７と、電動モータ１８と、ウォーム１９と、ウォームホイール２０と、を備える。
【００２３】
アッパーシャフト１１は、軸受を介してステアリングコラム２ａに回転可能に支持される。アッパーシャフト１１は、その軸方向一方側がステアリングコラム２ａから露出し、ステアリングホイールＳＨに一体回転可能に連結されると共に、アッパーシャフト１１の軸方向他方側に、雌スプラインを内周面に有するスプライン孔１１ａが形成されている。
【００２４】
中間シャフト１２は、その軸方向一方側に、雄スプラインを外周面に有するスプライン部３１が形成され、そのスプライン部３１がアッパーシャフト１１のスプライン孔１１ａに嵌合可能に構成される。中間シャフト１２の軸方向他方側には、軸方向一方側へ向けて凹設された凹部３２ａを有する被嵌合部３２が形成されている。
【００２５】
ここで、ステアリング装置１では、所定値を超えた大きなねじり負荷が転舵輪側から入力された場合に、中間シャフト１２がねじれ方向へ塑性変形することで、ねじり負荷を吸収し、ステアリング装置１の他の部位が損傷することを回避している。なお、中間シャフト１２の詳細な構成については図１Ｂを参照して後述する。
【００２６】
インプットシャフト１３は、その軸方向一方側の端部に、中間シャフト１２の凹部３２ａに嵌合可能な嵌合部１３ａが形成されている。本実施の形態では、嵌合部１３ａの外径が凹部３２ａの内径よりも大きく、凹部３２ａに圧入されることで嵌合部１３ａと凹部３２ａとが嵌合し、インプットシャフト１３が中間シャフト１２に対して強固に連結される。なお、凹部３２ａに嵌合部１３ａを嵌合させる方法は、圧入に限られるものではなく、インプットシャフト１３を中間シャフト１２に対して強固に連結可能な他の方法（たとえば、焼きばめ等）であってもよい。
【００２７】
トーションバー１４は、その軸方向一方側がインプットシャフト１３の軸方向他方側に連結されると共に、トーションバー１４の軸方向他方側がアウトプットシャフト１５の軸方向一方側に連結され、インプットシャフト１３とアウトプットシャフト１５との相対回転が生じた場合に、トーションバー１４はねじれ方向に弾性変形する。
【００２８】
トルクセンサ１６は、トーションバー１４のねじれ量に基づき、インプットシャフト１３とアウトプットシャフト１５との操舵トルクを検出する。ＥＣＵ１７は、トルクセンサ１６による検出結果や車速センサ（図示せず）から与えられる車速検出結果等に基づき、電動モータ１８を駆動制御する。
【００２９】
ウォーム１９は、電動モータ１８により回転駆動される駆動ギヤとして機能し、ウォームホイール２０は、ウォーム１９に噛合可能な被動ギヤとして機能する。ウォームホイール２０は、アウトプットシャフト１５に一体回転可能に連結されており、アウトプットシャフト１５には、電動モータ１８の回転がウォーム１９及びウォームホイール２０により減速されて伝達される。
【００３０】
アウトプットシャフト１５は、軸受を介してステアリングコラム２ａに回転可能に支持されている。アウトプットシャフト１５は、その軸方向他方側がステアリングコラム２ａから露出し、ピニオンシャフト４に連結される。
【００３１】
（２．中間シャフト１２の構成）  
次に、図１Ｂを参照して、中間シャフト１２の構成について説明する。図１Ｂに示すように、中間シャフト１２は、スプライン部３１と、被嵌合部３２と、首部３３と、を備える。
【００３２】
スプライン部３１は、中間シャフト１２の軸方向一方側（図１Ｂ右側）の端部から軸方向他方側（図１Ｂ左側）へ延びる略円柱状の部位である。上記したように、スプライン部３１は、その外周面に、アッパーシャフト１１のスプライン孔１１ａ（図１Ａ参照）に形成された雌スプラインに嵌合可能な雄スプラインが形成されている。
【００３３】
被嵌合部３２は、中間シャフト１２の軸方向他方側の端部に形成される有底円筒状の部位である。被嵌合部３２は、その外径がスプライン部３１及び首部３３よりも大きく、軸方向他方側の端部には、その端面から軸方向一方側へ向けて凹設された凹部３２ａが形成されている。上記したように、凹部３２ａは、インプットシャフト１３の嵌合部１３ａ（図１Ａ参照）が嵌合する（圧入される）部位であり、被嵌合部３２は、凹部３２ａの内径が嵌合部１３ａの外径よりも小さく、被嵌合部３２の外径は嵌合部１３ａの外径よりも大きい。
【００３４】
首部３３は、中間シャフト１２の軸方向においてスプライン部３１と被嵌合部３２との間に形成される部位であり、首部３３の外径は、スプライン部３１の最大外径及び被嵌合部３２の外径よりも小さい。中間シャフト１２は、中間シャフト１２に所定値以上のねじり負荷が入力された場合に、首部３３がねじれ方向へ塑性変形するように構成される。
【００３５】
また、首部３３は、その硬度が被嵌合部３２の硬度よりも低く設定されている。これにより、中間シャフト１２は、被嵌合部３２の硬度を高くして中間シャフト１２とインプットシャフト１３との連結を強固にすることができる一方、所定値以上のねじり負荷が中間シャフト１２に入力された場合には、首部３３を確実に塑性変形させてねじり負荷を十分に吸収することができる。
【００３６】
（３．中間シャフト１２の製造工程）
次に、図２から図４を参照して、中間シャフト１２の製造工程について説明する。本実施の形態では、鋼材により形成される円柱状素材Ｂに絞り加工及び塑性加工を施し、中間シャフト１２の外形を大まかに形成した後、切削加工及びスプライン加工を施し、中間シャフト１２を形成する。
【００３７】
（３−１：軸部形成工程）  
最初に、スプライン部３１及び首部３３の大まかな外形を形成する（軸部形成工程）。この工程では、円柱状素材Ｂのうち軸方向における所定位置Ｐから軸方向一方側（図２Ａ下側）の端部までの第一領域Ｂ１に対して絞り加工を施すことにより、外径が縮径された円柱状の軸部Ｂ１１を形成する。軸部Ｂ１１は、後の工程を経て最終的にスプライン部３１及び首部３３（図１Ｂ参照）となる部位であり、軸部Ｂ１１の外径はスプライン部３１の最大外径に基づいて決定される。なお、円柱状素材Ｂの外径Ｄ０は、被嵌合部３２（図１Ｂ参照）の外径よりも小さく、且つ、スプライン部３１の最大外径及び首部３３の外径よりも大きい。
【００３８】
図２Ａに示すように、絞り加工に用いる金型５０は、円柱状素材Ｂが配置されるキャビティ５３を有するダイス５１と、キャビティ５３に対向配置されるパンチ５２と、を主に備える。キャビティ５３は、パンチ５２が配置されるダイス５１の一面側に形成された第一部位５３ａと、その第一部位５３ａに連設する第二部位５３ｂと、その第二部位５３ｂに連設する第三部位５３ｃとを備える。
【００３９】
第一部位５３ａは、円柱状素材Ｂの外径Ｄ０に倣った内径Ｄ０を有する円筒内周面である。第二部位５３ｂは、第一部位５３ａ側から第三部位５３ｃ側（図２Ａ上側から下側）へ向かうにつれて内径が小さくなるテーパ状の内周面である。第三部位５３ｃは、軸部Ｂ１１の外径に倣った内径Ｄ１を有する円筒内周面であり、第三部位５３ｃの内径Ｄ１は第一部位５３ａの内径Ｄ０よりも小さな寸法に設定される。パンチ５２は、ダイス５１に対して近接または離間する方向（図２Ａ上下方向）へ往復移動可能に支持されており、第一部位５３ａの内径に倣った外径を有する。
【００４０】
図２Ｂに示すように、軸部形成工程では、キャビティ５３に円柱状素材Ｂを配置した状態でパンチ５２をダイス５１へ近接する方向（図２Ｂ下方向）へ移動させ、第一部位５３ａと第二部位５３ｂとの境界に所定位置Ｐが到達するまで、円柱状素材Ｂを押し込む。これにより、円柱状素材Ｂの第一領域Ｂ１に絞り加工が施され、絞り加工前において第一領域Ｂ１であった部位は、第二部位５３ｂ及び第三部位５３ｃに倣った形状に塑性変形する。なおこのとき、円柱状素材Ｂのうち第三部位５３ｃに位置する部位（後述する第二領域Ｂ２）には絞り加工が施されない。
【００４１】
このようにして絞り加工が施された後の円柱状素材Ｂには、円柱状素材Ｂの軸方向一方側（図２Ｂ下側）の端部から軸方向他方側（図２Ｂ上側）へ向けて延びる円柱状の軸部Ｂ１１と、その軸部Ｂ１１から所定位置Ｐへ向かうにつれて外径が大きくなるテーパ部Ｂ１２とが形成される。
【００４２】
（３−２：頭部形成工程）
次に、被嵌合部３２の大まかな外形を形成する（頭部形成工程）。この工程では、テーパ部Ｂ１２及び所定位置Ｐから円柱状素材Ｂの軸方向他方側の端部までの第二領域Ｂ２に対して塑性加工を施すことにより、軸方向他方側の端部に頭部Ｂ２２を形成する。なお、頭部Ｂ２２は、後の工程を経て最終的に被嵌合部３２（図１Ｂ参照）となる部位である。
【００４３】
本実施の形態では、頭部形成工程における塑性加工として、テーパ部Ｂ１２及び第二領域Ｂ２に対して据込加工を施し、被嵌合部３２の外径に倣った外径を有する円柱部Ｂ２１を形成した後、その円柱部Ｂ２１に対して押出加工を施し、凹部３２ａを有する頭部Ｂ２２を形成する。
【００４４】
図３Ａに示すように、据込加工に用いる金型６０は、円柱状素材Ｂが配置されるキャビティ６３を有するダイス６１と、キャビティ６３に対向配置されるパンチ６２とを主に備える。キャビティ６３は、パンチ６２が配置されるダイス６１の一面側に形成された第一部位６３ａと、その第一部位６３ａに連設する第二部位６３ｂとを備える。第一部位６３ａは、円柱状素材Ｂの第二領域Ｂ２の外径よりも大径な内径Ｄ２を有する円筒内周面である。第二部位６３ｂは、軸部Ｂ１１の形状に倣って形成された内径Ｄ１を有する円筒内周面である。パンチ６２は、ダイス６１に対して近接または離間する方向（図３Ａ上下方向）へ往復移動可能に支持された円柱状の部材であり、ダイス６１の第一部位６３ａの内径Ｄ２に倣った外径Ｄ２を有する。なお、第一部位６３ａの容積は、第二領域Ｂ２及びテーパ部Ｂ１２の体積に基づいて決定される。
【００４５】
図３Ｂに示すように、頭部成形工程における据込工程では、キャビティ６３の第二部位６３ｂに軸部Ｂ１１が収容され、テーパ部Ｂ１２及び第二領域Ｂ２が第一領域６３ａ内に配置された状態で、パンチ６２をダイス６１側（図３Ｂ下側）へ移動させ、ダイス６２をキャビティ６３内へ押し込む。これにより、テーパ部Ｂ１２及び第二領域Ｂ２に据込加工が施され、据込加工前においてテーパ部Ｂ１２及び第二領域Ｂ２であった部位は、外径Ｄ２を有する円柱形状に塑性変形する。
【００４６】
このようにして据込加工が施された後の円柱状素材Ｂには、軸部Ｂ１１の軸方向他方側（図３Ｂ上側）に、据込加工前の第二領域Ｂ２及び軸部Ｂ１１よりも外径の大きい円柱部Ｂ２１が形成される。なお、円柱部Ｂ２１は、その外径が被嵌合部３２（図１Ｂ参照）の外径と同等であり、円柱部Ｂ２１の軸方向長さは被嵌合部３２の軸方向長さよりも小さい。
【００４７】
図４Ａに示すように、押出工程に用いる金型７０は、円柱状素材Ｂが配置されるキャビティ７３を有するダイス７１と、キャビティ７３に対向配置されるパンチ７２と、を備える。キャビティ７３は、パンチ７２が配置されるダイス７１の一面側に形成される第一部位７３ａと、その第一部位７３ａに連設される第二部位７３ｂとを備える。
【００４８】
第一部位７３ａは、円柱部Ｂ２１の外径（被嵌合部３２（図１Ｂ参照）の外径）に倣った内径Ｄ２を有する円筒内周面であり、第二部位７３ｂは、軸部Ｂ１１の外径に倣った内径Ｄ１を有する円筒内周面である。
【００４９】
パンチ７２は、キャビティ７３と軸線を一致させた状態で、ダイス７１に対して近接または離間する方向（図４Ａ上下方向）へ往復移動可能に支持されている。パンチ７２は、その外径が、第一部位７３ａの内径よりも小さな寸法であって、凹部３２ａ（図１Ｂ参照）の内径に倣った寸法に設定されている。
【００５０】
図４Ｂに示すように、頭部形成工程における押出工程では、円柱状素材Ｂをキャビティ７３に配置した状態で、パンチ７２を第一部位７３ａに挿入させ、円柱部Ｂ２１の軸方向他方側の端面を押圧する。これにより、円柱部Ｂ２１に押出加工が施され、押出加工前において円柱部Ｂ２１であった部位では、パンチ７２が押圧された部位に凹部３２ａが形成され、それに伴い、円柱部Ｂ２１を構成する鋼材の一部が、パンチ７２の外周面と第一部位７３ａとの間に形成された空間を利用して円柱状素材Ｂの軸方向他方側（図４Ｂ上方）へ移動する。
【００５１】
このようにして押出加工が施された後の円柱状素材Ｂには、軸部Ｂ１１の軸方向他方側（図４Ｂ上側）に、凹部３２ａを有する頭部Ｂ２２が形成される。頭部Ｂ２２は、その外径及び軸方向長さが被嵌合部３２の外径及び軸方向長さと同等である。
【００５２】
（３−３：切削工程、スプライン形成工程）  
次に、軸部形成工程および頭部形成工程により中間シャフト１２の形状が大まかに形成された円柱状素材Ｂに対し、切削加工及びスプライン加工を施す。なお、切削工程およびスプライン形成工程については、その図示を省略するが、適宜、図１Ｂ及び図４Ｂを参照しながら説明する。
【００５３】
切削加工は、頭部Ｂ２２及び軸部Ｂ１１の双方に対して行う。頭部Ｂ２２に対する切削加工では、頭部形成工程の押出加工後により頭部Ｂ２２の軸方向他方側（図４Ｂ上側）の端面に形成されたバリを切除し、被嵌合部３２を形成する。また、軸部Ｂ１１に対する切削加工では、軸部Ｂ１１のうち首部３３に近接する側である軸方向他方側に位置する所定の領域に対し、切削加工を施して外径を小さくし、首部３３を形成する。首部３３は、切削加工によりスプライン部３１よりも小径となるので、スプライン部３１よりも剛性が低くなる。よって、中間シャフト１２に所定値を超えたねじり負荷が入力された場合に、首部３３を塑性変形させつつ、スプライン部３１の塑性変形を抑制することができる。
【００５４】
スプライン加工は、軸部Ｂ１１の軸方向一方側（図４Ｂ下側）であって首部３３が形成されていない部位に対して、その外周面にスプライン加工を施し、スプライン部３１を形成する。
【００５５】
（４．中間シャフト１２とその製造工程との関係）  
ここで、図５を参照し、首部３３の硬度を測定した測定結果に基づき、中間シャフト１２とその製造工程との関係について説明する。図５には、本実施の形態における製造方法により製造された中間シャフト１２の首部３３と、従来の製造方法により製造された中間シャフト５１２（図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃ参照）の首部３３との硬度を測定した結果を示すグラフが図示されており、硬度を縦軸に、被嵌合部３２，５３２からの離間距離を横軸にとったものである。
【００５６】
図５に示すグラフから、従来の中間シャフト５１２は、被嵌合部５３２に近い部位では硬度が低く、被嵌合部５３２から離れた部位では硬度が高いことが読み取れる。これは、従来の製造方法において、首部５３３の一部が、テーパ部５３２に切削加工を施すことにより形成されることに起因すると推測される。
【００５７】
即ち、軸部ｂ１１は、絞り加工により円柱状素材ｂを縮径することにより形成されるので、テーパ部ｂ１２は軸部ｂ１１に近い部位ほど断面積が絞り加工前と比べて断面積が大きく減少し、加工硬化の程度が大きくなる。その一方、テーパ部ｂ１２のうち被嵌合部５３２に近い部位では、絞り加工前と比べて断面積の減少量が少なく、加工硬化の程度が小さくなる。これにより、首部５３３のうちテーパ部ｂ１２を切削して形成した部位については、軸部ｂ１１に近い部位では硬度が大きく、被嵌合部５３２に近い部位では硬度が小さくなったと考えられる。
【００５８】
これに対し、本実施の形態における中間シャフト１２は、首部３３は、軸方向全体において硬度分布の差が小さいことがグラフから読み取れる。本実施の形態における製造方法では、テーパ部Ｂ１２を塑性変形させて頭部Ｂ２２の一部としつつ、軸部Ｂ１１の一部分に切削加工を施して軸部Ｂ１１を形成している。軸部Ｂ１１は、絞り加工において外径が同一の円柱状に形成され、加工硬化の程度が軸方向全体において同一であることから、首部３３は、その軸方向において硬度分布の差を小さくすることができたと考えられる。
【００５９】
また、図５に示すグラフから、従来の中間シャフト５１２は、首部５３３のうち被嵌合部５３２から軸方向一方側へ一定以上離れた部位における硬度が、本発明の中間シャフト１２における首部３３の硬度よりも高いことが読み取れる。
【００６０】
これは、従来の製造方法において、円柱状素材ｂの外径が被嵌合部５３２の外径と同等の寸法に設定されているために、円柱状素材ｂの外径と軸部ｂ１１の外径との寸法差が大きくなっていることに起因すると推測される。
【００６１】
即ち、軸部形成工程における絞り加工に関し、一度の絞り加工で可能な縮径量には限界がある。そのため、従来の製造方法では、第一領域ｂ１に対して絞り加工を三回施す必要があり、三回の絞り加工により形成された部位（軸部ｂ１１及びテーパ部ｂ１２のうち軸部ｂ１１に近接する部位）は、加工硬化が進み、首部３３の硬度が過度に高くなったと考えられる。
【００６２】
これに対し、本実施の形態における製造方法では、軸部形成工程において、円柱状素材Ｂのうち第一領域Ｂ１にのみ絞り加工を施して軸部Ｂ１１及びテーパ部Ｂ１２を形成する一方で、第二領域Ｂ２には絞り加工は施さない（図２Ｂ参照）のに対し、頭部形成工程においては、テーパ部Ｂ１２及び第二領域Ｂ２に塑性加工を施して頭部Ｂ２２を形成する一方で、軸部Ｂ１１には塑性加工を施さない（図３Ｂ参照）。
【００６３】
換言すれば、軸部形成工程における絞り加工により形成された軸部Ｂ１１は、軸部形成工程の後に行われる頭部形成工程において塑性加工は施されず、塑性加工に伴う加工硬化は生じない。その一方で、頭部形成工程における塑性加工により形成される頭部Ｂ２２は、頭部形成工程の前に行われる軸部形成工程において絞り加工は施されず、絞り加工に伴う加工硬化は生じない。よって、軸部Ｂ１１及び頭部Ｂ２２は、互いの硬度に拘束されることなく、各々の硬度を設定することができるので、中間シャフト１２の各々の部位について、用途に適した硬度に設定することができる。
【００６４】
ここで、首部３３は、所定値を超えたねじり負荷が入力された場合に、ねじりが発生するような硬度に設定する必要があるのに対し、被嵌合部３２は、凹部３２ａとインプットシャフト１３の嵌合部１３ａ（図１Ａ参照）との嵌合強度が高くなるように硬度を高く設定することが好ましい。
【００６５】
この点に関し、本実施の形態における製造方法では、円柱状素材Ｂの外径が、被嵌合部５３２の外径（頭部Ｂ２２の外径）よりも小さく、かつ、スプライン部３１の外径（軸部Ｂ１１の最大外径）よりも大きな寸法に設定し、円柱状素材Ｂの硬度および外径は、一度の絞り加工により加工硬化したＢ１１の硬度が、首部３３にとって最適な硬度となることを勘案して決定される。これにより、中間シャフト１２では、首部３３の剛性が適正となるように硬度を調整することができる。一方、被嵌合部３２は、塑性加工に伴う加工硬化により、被嵌合部３２（頭部Ｂ２２）の硬度が適正になるように調整することができる。
【００６６】
このように、本実施の形態における製造方法により製造された中間シャフト５１２は、被嵌合部３２及び首部３３の硬度を適正に設定しつつ、首部３３の硬度分布の差を小さくすることができる。よって、中間シャフト１２は、所定値を超えたねじり負荷が入力された場合に、軸方向全体においてねじりを発生させることができるので、ねじり負荷を十分に吸収することができる。
【００６７】
（５．その他）
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６８】
例えば、本実施の形態では、軸部形成工程において絞り加工を一回施す場合について説明したが、絞り加工を二回以上施し、首部３３の硬度を適宜調整してもよい。また、本実施の形態では、円柱状素材の外径Ｄ０が被嵌合部３２の外径Ｄ２よりも小さな寸法に設定され、塑性加工を施すことにより第二領域Ｂ２の外径を大きくする場合について説明したが、円柱状素材の外径を被嵌合部３２の外径Ｄ２と同等の寸法に設定し、据込加工を施すことにより、テーパ部Ｂ１２を塑性変形させて円柱部Ｂ２１の一部としつつ、被嵌合部３２と同等の外径Ｄ２を有する円柱部Ｂ２１を形成してもよい。これにより、軸部Ｂ１１の硬度を高めつつ、頭部Ｂ２２の硬度を低くすることができる。
【００６９】
このように、本実施の形態における中間シャフト１２の製造方法では、軸部Ｂ１１及び頭部Ｂ２２の硬度を調整しやすくすることができるので、中間シャフト１２の設計自由度を向上させることができる。
【００７０】
また、本実施の形態では、頭部形成工程における塑性加工として、据込加工と押出加工とを行う場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、据込加工を省略し、押出加工のみにより頭部Ｂ２２を形成してもよい。
【００７１】
なお、ねじり負荷を吸収する機能は、本実施形態のような中間シャフト１２に付与するものに限定されない。ステアリングシャフトＳＳのうち、常時は剛体としてトルクを伝達する部材、即ち、アッパーシャフト１１、インプットシャフト１３、アウトプットシャフト１５、インターミディエイトシャフト３、ピニオンシャフトのいずれかのシャフトを、中間シャフト１２と同じ態様で構成してもよい。
【００７２】
（６．効果）  
軸方向一方側から軸方向他方側へ延びる円柱状の軸部Ｂ１１と、有底円筒状をなし、軸部Ｂ１１の軸方向他方側の端部が底面側に連結され、且つ、外径が軸部Ｂ１１よりも大径な部位であって、軸方向他方側の端面から軸方向一方側へ向けて凹設された凹部３２ａを有する頭部Ｂ２２と、を備えたシャフトの製造方法であって、シャフトは、軸部Ｂ１１を保持する第一部材と凹部３２ａに嵌合する第二部材とを連結するものであり、シャフトの製造方法は、鋼材により形成される円柱状素材Ｂのうち、軸方向における所定位置Ｐから軸方向一方側の端部までの第一領域Ｂ１に対して絞り加工を施すことにより、軸部Ｂ１１を形成すると共に、軸部Ｂ１１と所定位置Ｐから円柱状素材Ｂの軸方向他方側の端部までの第二領域Ｂ２との間に、軸部Ｂ１１側から第二領域Ｂ２側へ向かうにつれて外径が大きくなるテーパ部Ｂ１２を形成する軸部形成工程と、第二領域Ｂ２及びテーパ部Ｂ１２に対して塑性加工を施すことにより、頭部Ｂ２２を形成する頭部形成工程と、を備える。
【００７３】
上記したシャフトの製造方法によれば、軸部形成工程において円柱状素材Ｂの第一領域Ｂ１に対して絞り加工を施し、軸部Ｂ１１及びテーパ部Ｂ１２を形成した後、頭部形成工程においてテーパ部Ｂ１２及び円柱状素材Ｂの第二領域Ｂ２に対して塑性加工を施し、軸部Ｂ１１よりも大径の頭部Ｂ２２を形成する。
【００７４】
つまり、絞り加工によって形成されたテーパ部Ｂ１２は、従来のように切削加工を施して軸部ｂ１１の一部とせず、塑性加工を施すことにより頭部Ｂ２２の一部とする。そのため、テーパ部Ｂ１２に切削加工を施して軸部Ｂ１１の一部とする場合と比べて、本発明における軸部Ｂ１１は、硬度分布の差を小さくすることができる。その結果、シャフトにねじり負荷が入力された場合に、軸部Ｂ１１全体にねじりを生じさせることができるので、シャフトはねじり負荷を十分に吸収することができる。
【００７５】
さらに、上記したシャフトの製造方法において、円柱状素材Ｂは、頭部Ｂ２２の外径よりも小径であり、且つ、軸部Ｂ１１の外径よりも大径であり、頭部形成工程は、第二領域Ｂ２及びテーパ部Ｂ１２に対して塑性加工を施すことにより、第二領域Ｂ２及びテーパ部Ｂ１２を拡径して頭部Ｂ２２を形成する。
【００７６】
このシャフトの製造方法によれば、円柱状素材Ｂの外径と軸部Ｂ１１との外径との差を小さくすることができるので、軸部形成工程において必要となる絞り加工の回数を少なくすることができる。よって、絞り加工に伴う加工硬化により、軸部Ｂ１１の硬度が過度に高くなることを回避できる。
【００７７】
さらに、上記したシャフトの製造方法において、軸部形成工程は、第二領域Ｂ２及びテーパ部Ｂ１２に対して塑性加工としての据込加工を施すことにより、軸部Ｂ１１よりも大径の円柱部Ｂ２１を形成する据込工程と、円柱部Ｂ２１に対して塑性加工としての押出加工を施すことにより、頭部Ｂ２２を形成する押出工程と、を備える。
【００７８】
このシャフトの製造方法によれば、例えば、据込工程を省略して押出加工のみを施して頭部Ｂ２２を形成する場合と比べて、塑性加工後に発生するバリを少なくすることができる。これにより、バリの切除作業に要する時間を少なくすることができるので、シャフトの製造に要する時間を短縮することができる。
【００７９】
さらに、上記したシャフトに製造方法において、軸部形成工程は、一度の絞り加工により軸部Ｂ１１を形成する。このシャフトの製造によれば、絞り加工に伴う加工硬化により、軸部Ｂ１１の硬度が過度に高くなることを回避できる。その結果、シャフトに所定値以上のねじり負荷が入力された場合に、軸部Ｂ１１にねじりを発生させやすくして、シャフトにより十分にねじり負荷を吸収することができる。
【００８０】
さらに、上記したシャフトの製造方法において、シャフトは、ステアリング装置のステアリングシャフトＳＳの一部を構成するものである。このシャフトの製造方法によれば、ステアリング装置１のステアリングシャフトＳＳは、所定値を超えたねじり負荷が入力された場合に、軸部Ｂ１１がねじり方向へ塑性変形することで、ねじり負荷を十分に吸収することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１：ステアリング装置、  １１：アッパーシャフト、  １２：中間シャフト（シャフト）、  １３：インプットシャフト、  ３２ａ：凹部、  Ｂ：円柱状素材、  Ｂ１：第一領域、  Ｂ１１：軸部、  Ｂ１２：テーパ部、  Ｂ２：第二領域、  Ｂ２１：円柱部、  Ｂ２２：頭部、  ＳＨ：ステアリングホイール、  ＳＳ：ステアリングシャフト
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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