专利名称：伸缩轴及其制造方法
技术领域：
本发明涉及伸缩轴，尤其涉及构成汽车用的转向装置的中间轴、转向轴等能够传递旋转扭矩且能够在轴方向相对滑动的伸缩轴及其制造方法。
背景技术：
由能够传递旋转扭矩，并且能够在轴方向相对滑动地被连结的花键轴构成的伸缩轴作为中间轴、转向轴等被装入转向装置。具体地说，中间轴由于在将其自由接头向与转向齿轮的齿条轴哨合的小齿轮轴连接时，中间轴本身一旦缩短后，需要与该小齿轮轴嵌合，再有，由于有必要吸收与车身车架之间的相对位移，所以，具备伸缩功能。另外，转向轴为将方向盘的操控力向车轮传递，且能够与驾驶者的体格、驾驶姿势相应地在轴方向调整方向盘的位置而具备伸缩功能。·
图15是表示具有这样的伸缩轴的以往的转向装置的一例。该转向装置具备能够向车身后方侧装配方向盘11的转向轴12、以使该转向轴12插通的状态可转动地支撑该转向轴12的转向柱13、用于付与转向轴12辅助扭矩的辅助装置(操控辅助部)20、经中间轴16以及未图示出的齿条/小齿轮机构与转向轴12的车身前方侧连结的转向齿轮30。转向轴12通过将外轴12A和内轴12B自由传递旋转扭矩且能够针对轴方向相对位移地组合而构成。因此，在内轴12B的车身后方侧外周形成多个阳花键。在外轴12A的车身前方侧内周，多个阴花键被形成在与阳花键相同的相位位置。外轴12A的阴花键相对于内轴12B的阳花键具有规定的间隙地外嵌，据此，外轴12A和内轴12B自由传递旋转扭矩且能够针对轴方向相对位移地卡合。通过该结构，外轴12A和内轴12B在撞击时相对滑动，能够缩短转向轴12的全长。另外，使转向轴12插通了的筒状的转向柱13通过将外柱13A和内柱13B可伸缩地组合而构成，具备在撞击时被施加了轴方向的冲击的情况下，一面吸收因该冲击而产生的能量，一面缩短全长的伸缩构造。而且，将内柱13B的车身前方侧端部压入嵌合并固定在齿轮壳体21的车身后方侧端部。另外，使内轴12B的车身前方侧端部在该齿轮壳体21的内侧通过，结合在辅助装置20的未图示出的输入轴的车身后方侧端部。转向柱13由支撑托架14将其中间部支承在仪表板的下面等车身18的一部分。另夕卜，在支撑托架14和车身18之间设置未图示出的卡定部，在向支撑托架14施加了朝向车身前方侧的方向的冲击的情况下，该支撑托架14能够从卡定部脱开，向车身前方侧移动。齿轮壳体21的上端部也被支承在车身18的一部分。该以往构造具备倾倒机构以及伸缩机构，使方向盘11的车身前后方向位置(伸缩位置)以及高度位置(倾倒位置)的调节自由。由于这些伸缩机构以及倾倒机构的构造是公知的，所以，这里省略详细的说明。从齿轮壳体21的车身前方侧端面突出的输出轴23经自由接头15连结在中间轴16的阳轴16A的后端部。另外，在该中间轴16的阴轴16B的前端部经其它的自由接头17连结着转向齿轮30的小齿轮轴31。
阳轴16A相对于阴轴16B可在轴方向相对滑动并且能够传递旋转扭矩地被结合。形成在小齿轮轴31的前端部的小齿轮与未图示出的齿条轴的齿条啮合，方向盘11的旋转通过转向齿轮30来使转向横拉杆32移动，操控未图示出的车轮。在辅助装置20的齿轮壳体21上固定着电动马达26的箱体261。能够由扭矩传感器检测从方向盘11向转向轴12施加的扭矩的方向和大小，与该检测信号相应地驱动电动马达26，经未图示出的减速机构向输出轴23在规定的方向、以规定的大小付与辅助扭矩。针对中间轴8、转向轴12等伸缩轴，为了充分发挥在其轴方向伸缩的功能，而要求降低轴方向滑动时的滑动阻力。另一方面，在这样的转向装置中，伴随着车身整体的刚性和行驶稳定性的提高，在操作方向盘11时，驾驶者容易感到中间轴16、转向轴12等伸缩轴的旋转方向的松旷。因此，希望旋转方向的松旷和滑动阻力均小，且润滑性和耐久性优异的伸缩轴。例如，在阳轴的齿面外周包覆滑动阻力小的合成树脂等，设置包覆部，进而，在涂覆了油脂等润滑剂后，嵌合于阴轴来制作伸缩轴。通过设置这样的包覆部，能够利用树脂材料具有的自我润滑性、柔软性，使伸缩轴顺畅地滑动。但是，在这样的伸缩轴中，若滑动阻力的允许范围窄，则由于阳轴、阴轴以及包覆部的加工精度，难以使滑动阻力在允许范围内。日本特开2004-66970号公报记载的伸缩轴是在使阴轴与设置了包覆部的阳轴嵌合的状态下，相对地扭转阳轴和阴轴，付与旋转扭矩，将阴轴的内齿向阳轴的外齿的包覆部推压，将包覆部压缩使之硬化，在包覆部形成按压凹面。据此，通过将滑动间隙长期地维持为恒定，使润滑剂滞留在按压凹面，使得润滑剂的供给良好。但是，在该伸缩轴中，虽然付与旋转扭矩，且将包覆部压缩了的特定的滑动位置附近的滑动阻力成为了规定的大小，但是，难以遍及伸缩轴滑动的距离的全长，使滑动阻力成为规定的大小。另外，作为关联的技术，日本特开2008-168890号记载了作为构成包覆部的树脂，使用含有规定的充填剂的合成树脂组成物的情况，日本特开2011-111091号公报记载了作为构成包覆部的树脂，使用经交联处理的合成树脂组成物。另外，日本特开2009-168194号公报记载了与中间轴的磨合前的滑动阻力相应地一面以规定的温度加热包覆部，一面使阳轴相对于阴轴相对地在轴方向滑动，将中间轴的磨合后的滑动阻力纳入规定的狭窄的允许范围内的伸缩轴的制造方法。另外，日本特开2004-66970号公报、日本特开2008-168890号公报、日本特开2011-111091号公报以及日本特开2009-168194号公报记载的内容根据参考包括在本说明书中。在先技术文献专利文献专利文献I :日本特开2004-66970号公报专利文献2 :日本特开2008-168890号公报专利文献3 :日本特开2011-111091号公报专利文献4 :日本特开2009-168194号公报本发明以提供一种在具有用于减少滑动阻力的包覆部的伸缩轴中，使以滑动位置为基础的滑动阻力的变动小的伸缩轴为目的
发明内容
本发明涉及具有阳轴、阴轴以及包覆部的伸缩轴的制造方法，所述阳轴具有非圆形的外周形状，所述阴轴具有非圆形的内周形状，能够在轴方向相对滑动并且能够传递旋转扭矩地被外嵌于上述阳轴，所述包覆部被形成在上述阳轴的外周面或上述阴轴的内周面，使上述阳轴和上述阴轴之间的滑动阻力减少。尤其是本发明的伸缩轴的制造方法具备在上述阳轴的外周面或上述阴轴的内周面形成具有成为至少比规定的滑动阻力的允许范围的下限值大的滑动阻力的厚度，并且是在使上述阴轴外嵌上述阳轴的情况下产生过盈的厚度的包覆部的工序、在形成了上述包覆部后，使上述阴轴以伴有过盈的状态外嵌于上述阳轴的工序、使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向仅往复滑动多次，通过以上述过盈为起因而产生的摩擦热，将上述包覆部加热，使之膨胀，使上述包覆部塑性变形，减小上述过盈，使上述阳轴和上述阴轴之间的滑动阻力在上述规定的滑动阻力的允许范围内的工序。·优选在上述包覆部和上述阴轴的内周面或上述阳轴的外周面之间，充填具有按NLGI稠度号码为I号 3号的范围的硬度的油脂，使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。代替性或追加性地优选一面将相对于上述阴轴将上述阳轴相对地折曲的方向的载荷付与上述阳轴，一面使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。 或者优选一面将相对于上述阴轴的中心轴线使上述阳轴的中心轴线错开的方向的载荷付与上述阳轴，一面使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。代替性或追加性地优选一面付与上述阴轴和上述阳轴之间旋转扭矩，一面使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。代替性或追加性地优选一面将使上述阴轴的内周缩径的方向的载荷付与上述阴轴，一面使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。代替性或追加性地优选通过因使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动多次而产生的上述摩擦热，使上述包覆部熔融。追加性地优选与使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向仅往复滑动了规定次数时的滑动阻力的值相应地变更此后的使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动时的滑动速度、滑动面面压以及滑动距离。追加性地优选一面由加热装置加热上述包覆部，一面使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。根据本发明的伸缩轴的制造方法，能够得到滑动阻力遍及滑动范围的全长为恒定的、具体地说是以滑动位置为基础的轴方向的滑动阻力的变动在0% 20%范围的伸缩轴。发明效果在本发明的伸缩轴的制造方法中，通过形成具有成为至少比规定的滑动阻力的允许范围的下限值大的滑动阻力的厚度，并且是在使阴轴外嵌阳轴的情况下产生过盈的厚度的包覆部，在相对于上述阴轴使上述阳轴往复滑动的过程中，上述包覆部能够由阳轴相对于阴轴的摩擦热加热并膨胀，引起压缩应变。此时，阴轴的槽和阳轴的齿遍及轴方向的全长均等地碰撞。因此，能够提供一种滑动阻力遍及滑动范围的全长为恒定的伸缩轴。
图I是表示本发明的实施方式的第一例的伸缩轴的制造工序的纵剖视图。图2是图I的A-A放大剖视图，图2 (a)是表示设置了树脂衬套的伸缩轴的一例，图2 (b)是表示涂层有树脂包覆部的伸缩轴的一例。图3是表示构成本发明的实施方式的第一例的伸缩轴的阳轴的立体图。图4是表示本发明的实施方式的第一例的伸缩轴的制造工序，是图2 (b)的P部放大剖视图。 图5是表示图4的后工序的、图2 (b)的P部放大剖视图。图6是表示本发明的实施方式的第一例的其它例。图6 (a)是表示将制造时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的范围BI设定为与车身组装时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的范围B2不同的范围的伸缩轴的制造工序的纵剖视图，图6 (b)是表示将制造时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的距离LI设定为与车身组装时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的距离L2不同的距离的伸缩轴的制造工序的纵剖视图。图7是表示本发明的实施方式的第一例的其它例的与图I的Q向视图相当的图。图7 (a)是表示从阳轴的圆周方向的多个角度位置付与了折曲方向的载荷的例，图7 (b)是表示使折曲方向的载荷的朝向在阳轴的圆周方向连续地变化的例的Q向视图。图8是表示本发明的实施方式的第三例的伸缩轴的制造工序的纵剖视图。图9是图8的R向视图，图9 Ca)是表示从阳轴的圆周方向的多个角度位置付与将中心轴线错开的方向的载荷的例，图9 (b)是表示使将中心轴线错开的方向的载荷在阳轴的圆周方向连续地变化的例。图10是表示本发明的实施方式的第四例的伸缩轴的制造工序的纵剖视图。图11是图10的S向视图，图11 Ca)是表示在顺时针方向付与了旋转扭矩后，在逆时针方向付与的例，图11 (b)是表示在顺时针方向和逆时针方向交替地反复付与旋转扭矩的例。图12是表示本发明的实施方式的第五例的伸缩轴的制造工序的纵剖视图。图13是图12的T向视图。图14是表示本发明的实施方式的第六例的伸缩轴的制造工序的纵剖视图。图15是表示能够应用本发明的以往的转向装置的整体的、局部剖视侧视图。
具体实施例方式下面，一面参照附图，一面针对本发明的实施方式，列举将本发明应用于构成汽车用的转向装置的中间轴的例子，进行详细说明。[实施方式的第一例]图I是表示本发明的实施方式的第一例的中间轴16。中间轴16通过将阳轴16A的车身前方侧(图2的左端)内嵌在阴轴16B的车身后方侧(图2的右端)，将阳轴(阳花键轴)16A和阴轴(阴花键轴)16B相互可滑动地连结而构成。如图I、图2 Ca)以及图2 (b)所示，阴轴16B通过将碳素钢或铝合金成形而被形成为空心筒状。在阴轴16B的内周，从阴轴16B的轴心放射状地遍及伸缩范围(伸缩行程)的全长针对周方向等间隔形成多个轴方向槽41。另外，阳轴16A也通过将碳素钢或铝合金成形而被形成为实心状。在阳轴16A的外周，从阳轴16A的轴心放射状地遍及伸缩范围(伸缩行程)的全长针对周方向等间隔地形成多个齿51。图2 (a)是表示在阳轴16A的齿51上作为使与阴轴16B的槽41之间的滑动阻力减少的包覆部61，使用树脂制的衬套的例。具体地说，在该例中，由具有4个轴方向的齿51的阳轴16A和具有4个轴方向槽41的阴轴16B构成用于传递旋转扭矩的非圆形构造，遍及阳轴16A的齿51的轴方向的全长，包覆树脂制的衬套。图3 (b)是表示在阳轴16A的齿51上，作为使与阴轴16B的槽41之间的滑动阻力减少的包覆部61，使用树脂涂层的例。具体地说，在该例中，由具有18个轴方向的齿51的阳轴16A和具有16个轴方向槽41的阴轴16B构成用于传递旋转扭矩的非圆形构造，对 阳轴16A的齿51的轴方向的全长，作为包覆部61，实施树脂涂层。作为包覆部61的材质，可以列举出(I)天然橡胶、合成橡胶、天然橡胶和合成橡胶的混合物等橡胶、( 2 ) 二硫化钥、石墨、氟化合物等固体润滑剂、(3)含有二硫化钥、石墨、氟化合物等固体润滑剂的橡胶、(4)聚四氟乙烯、酚醛树脂、缩醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、对聚苯硫树脂、聚醚醚酮树脂、聚酰胺树脂、聚缩醛(POM)树脂等高分子材料、(5)含有_■硫化钥、石墨、氣化合物等固体润滑剂的闻分子材料。如图4 Ca)所示，在阳轴16A的齿51的轴方向的全长，形成使与阴轴16B的槽41之间的滑动阻力减少的包覆部61后，如图I所示，在阳轴16A的齿51的轴方向的全长外嵌阴轴16B的槽41。包覆部61的厚度被形成得厚到中间轴16的磨合前的滑动阻力成为至少比规定的滑动阻力的允许范围的下限值大的滑动阻力，被设定成槽41的侧面411和包覆部61具有过盈。另外，规定的滑动阻力的允许范围与伸缩轴的种类、大小、用途等相应地任意设定。例如，在磨合后的规定的滑动阻力为5N 70N的范围的情况下，至少在5N以上，优选在ION以上。另外，就过盈的量而言，也可以与伸缩轴的种类、大小、用途等相应地任意设定。例如，在为构成汽车用的转向装置的中间轴的情况下，设定在0. 005mm 0. Imm的程度，优选设定在0. Olmm 0. 03mm的范围。另外，优选在阴轴16B的槽41和包覆部61的外周之间仅充填规定量的规定的硬度(NLGI稠度号码1号 3号)的油脂。另外，就油脂的种类以及充填量而言，也是与伸缩轴的种类、大小、用途等相应地任意设定。优选含有二硫化钥、石墨、氟化合物等固体润滑剂的极压油脂。接着，如图I所示，在将阴轴16B的外周用加工夹具71固定的状态下，向阳轴16A的右端付与与阳轴16A的中心轴线161A正交的方向的载荷(白箭头所示的横载荷)P。其结果为，使阳轴16A相对于阴轴16B相对地折曲。另外，也可以替代性地将阳轴16A用加工夹具71固定，向阴轴16B的左端付与与阴轴16B的中心轴线161B正交的方向的载荷。另外，就该载荷P而言，也是与伸缩轴的种类、大小、用途等相应地任意设定。例如，在为构成汽车用的转向装置的中间轴的情况下，设定为5N 70N的程度，优选设定为ION 50N的范围。
在付与了相对于阴轴16B将阳轴16A相对地折曲的方向的载荷的状态下，如图I的白箭头R所示，使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向以规定的滑动速度仅往复滑动规定次数。在本例中，使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的距离被设定为与车身组装时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的距离相同。就制造时的往复滑动的滑动速度而言，与伸缩轴的种类、大小、用途等相应地任意设定。优选使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的滑动速度为100mm/sec以上,优选为800mm/sec。若滑动速度为100mm/sec以上，则能够有效地进行包覆部61的加热，缩短用于使滑动阻力成为规定的大小的作业时间。就制造时的往复滑动的次数而言，也是与伸缩轴的种类、大小、用途等相应地任意 设定。优选使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动时的、每个单位时间的往复滑动次数为20次/sec以上，进而优选为40次/sec以上。若每个单位时间的往复滑动次数为20次/sec以上，则能够在短时间进行包覆部61的加热，缩短用于使滑动阻力成为规定的大小的制造时间。再有，也可以使每个单位时间的往复滑动次数为200次/sec左右，优选为400次/sec以上，使包覆部61熔融，以小的滑动面面压使包覆部61塑性变形。在这种情况下，能够使用振动熔敷用振动产生装置。振动熔敷用振动产生装置是在一对电磁铁之间配置由磁性体形成的振动体，使励磁电流以规定的周期交替地流向一对电磁铁，使振动体在一对电磁铁之间往复振动的装置。在本例中，将制造时使阳轴166A相对于阴轴16B往复滑动的范围设定为与车身组装时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的范围相同。也可以替代性地如图14 (a)所示，将制造时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的范围BI设定为与车身组装时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的范围B2不同的范围。虽然若制造时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，则阴轴16B的内周磨损，油脂的保持能力降低，但是，若设定为与车身组装时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的范围不同的范围，则能够抑制油脂的保持能力的降低。另外，就制造时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的距离而言，也可以替代性地如图6 (b)所示，将制造时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的距离LI设定为与车身组装时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的距离L2不同的距离(短1% 70%程度的距离)。这样，若设定为与车身组装时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的距离不同的距离，则能够抑制油脂的保持能力的降低。在本例中，将阳轴16A相对于阴轴16B相对地折曲的方向的载荷从阳轴16A的圆周方向的一个角度位置被付与，但是，并不限定于此。即、也可以如图7 (a)所示，优选从阳轴16A的圆周方向的多个角度位置交替地付与载荷PU P2。另外，付与载荷的次数并不限定于一次，也可以针对一个角度位置，多次付与载荷。另外，也可以如图7(b)的白箭头P1、P2、P3、P4所示，使载荷的朝向在阳轴16A的圆周方向连续地变化。若使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，则包覆部61被槽41的侧面411和包覆部61的摩擦热加热。若包覆部61被加热,则如图4(b)的双点划线所示,包覆部61遍及阳轴16A的齿51的轴方向的全长膨胀。因此，如图3的单点划线的椭圆T1、T2以及图5 (a)所示，遍及齿51的轴方向的全长，在包覆部61，槽41的侧面411和齿51的侧面511之间的过盈变大，塑性变形，引起压缩应变。在本例中，若使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，则由于充填了硬的油脂，所以，在槽41的侧面411和包覆部61之间产生的摩擦热增多，包覆部61在短时间被加热。通过使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，阴轴16B的槽41和阳轴16A的齿51遍及轴方向的全长均等地碰撞，滑动阻力遍及滑动范围(滑动行程)的全长为恒定。另外，由于在包覆部61的温度高的状态下，包覆部61受到大的压缩应力，所以，伴随着时间的经过，由于蠕变现象，包覆部61的压缩应变增大。
若阳轴16A相对于阴轴16B的往复滑动完成，则中间轴16散热，若包覆部61返回到常温，则如图5 (b)所示，包覆部61收缩。其结果为，包覆部61的槽41的侧面411和齿51的侧面511之间的过盈变小，磨合后的中间轴16的滑动阻力成为规定的大小。由于若一面付与将阳轴16A相对于阴轴16B相对地折曲的方向的载荷，一面使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，则包覆部61受到大的压缩应力，包覆部61的压缩应变增大，所以，能够缩短用于使滑动阻力成为规定的大小的作业时间。另外，也可以不付与将阳轴16A相对于阴轴16B相对地折曲的方向的载荷，而使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动。另外，也可以将制造时的阴轴16B的内周的表面粗糙度设定成比车身组装时作为制品使用时的阴轴16B的内周的表面粗糙度大5% 200%程度。通过将制造时的阴轴16B的内周的表面粗糙度设定得大，槽41的侧面411和包覆部61之间的摩擦阻力变大，摩擦热产生得多。因此，能够将包覆部61在短时间加热，能够缩短用于使滑动阻力成为规定的大小的作业时间。另外，在制造时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，使包覆部61塑性变形，成为规定的滑动阻力后，还能够在包覆部61和阴轴16B的内周之间追加充填油脂，或将充填在包覆部61和阴轴16B的内周之间的油脂替换。虽然在制造时存在阴轴16B的内周磨损，金属粉混入油脂的可能性，但是，通过油脂的追加或替换，能够抑制金属粉的混入比例。另外，也可以在以小的滑动速度、小的滑动面面压、小的滑动距离使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向多次往复滑动后，改变滑动速度、滑动面面压、滑动距离，再次使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向多次往复滑动，使作业持续，直至成为规定的滑动阻力。即、也可以以多个滑动条件，使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动。另外，也可以与使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向往复滑动了规定次数时的滑动阻力的值相应地变更滑动速度、滑动面面压、滑动距离。即、为了获取制造前的试验数据，测定使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动了规定次数(例如，从I次 10次的程度中选择的特定的次数)时的滑动阻力的值。为了使测定的滑动阻力成为规定的大小，预先对使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向往复滑动了时的滑动次数和滑动阻力的降低量的关系进行试验，获取数据。希望改变往复滑动时的滑动速度、滑动面面压来试验，得到适当的滑动速度、滑动面面压的数据。若在制造时，在使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动了规定次数时，测定滑动阻力的值，与该测定值相应地以从预先获取的数据决定的滑动速度、滑动面面压、滑动距离，进行阳轴16A相对于阴轴16B的往复滑动，则能够将磨合后的滑动阻力切实地归入规定的允许范围。
替代性地，为了获取制造前的试验数据，测定使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动了规定次数(例如从I次 10次程度中选择的特定的次数)时的滑动阻力的值和包覆部的温度的值这两个。为了使测定温度时的滑动阻力成为规定的大小，预先对使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向往复滑动了时的滑动次数和滑动阻力的降低量的关系进行试验，获取数据。希望改变往复滑动时的滑动速度、滑动面面压来试验，得到适当的滑动速度、滑动面面压的数据。若在制造时，在阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动了规定次数时，测定滑动阻力的值和包覆部的温度，与该测定值相应地以从预先获取的数据决定的滑动速度、滑动面面压、滑动距离进行阳轴16A相对于阴轴16B的往复滑动，则能够将磨合后的滑动阻力切实地归入规定的允许范围。
另外，在本例中，虽然在阳轴16A的齿51侧形成使滑动阻力减少的包覆部61，但是，也可以在阴轴16B的槽41侧形成使滑动阻力减少的包覆部61。另外，还可以在阳轴16A的齿51和阴轴16B的槽41这两者形成使滑动阻力减少的包覆部61。再有，也可以将阳轴16A或阴轴16B整体用与使滑动阻力减少的包覆部61相同的材质来成形。另外，在使用本例的制造方法得到的磨合后的伸缩轴中，滑动阻力遍及滑动范围的全长为恒定，以滑动位置为基础的滑动阻力的变动极小。具体地说，以滑动位置为基础的轴方向上的滑动阻力的变动在0% 20%的范围。[实施方式的第二例]本发明的实施方式的第二例是实施方式的第一例的变形例，其特征在于，在包覆部61和阴轴16B的内周之间仅充填规定量的硬度更高(NLGI稠度号码1号 3号)的油月旨，而相应地不付与将阳轴16A相对于阴轴16B相对地折曲的方向的载荷，使阳轴16A相对于阴轴16B仅往复滑动规定次数。在本例中，若使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，则由于充填着比第一例硬的油月旨，所以，在槽41的侧面411和包覆部61之间产生的摩擦热更多，包覆部61在更短时间被加热。因此，能够大幅缩短用于使中间轴16的滑动阻力成为规定的大小的作业时间。另夕卜，使用本例的制造方法得到的磨合后的伸缩轴中的以滑动位置为基础的轴方向的滑动阻力的变动在0% 20%的范围。第二例的其它结构以及作用与第一例相同。[实施方式的第三例]图8以及图9是表示本发明的实施方式的第三例的伸缩轴的制造工序。本例也是实施方式的第一例的变形例，其特征在于，一面付与相对于阴轴16B的中心轴线使阳轴16A的中心轴线错开的方向的载荷，一面使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向往复滑动。即、如图8所示，在将阴轴16B的外周用加工夹具71固定了的状态下，将相对于阴轴16B的中心轴线161B使阳轴16A的中心轴线161A错开的方向的载荷(白箭头所示的横载荷)P付与阳轴16A。也可以替代性地将阳轴16A用加工夹具固定,将相对于阳轴16A的中心轴线161A使阴轴16B的中心轴线161B错开的方向的载荷付与阴轴16B。另外，就该载荷P而言，与伸缩轴的种类、大小、用途等相应地任意设定。例如，在为构成汽车用的转向装置的中间轴的情况下，设定在5N 70N的程度。并不限定于相对于阴轴16B的中心轴线161B使阳轴16A的中心轴线161A错开的方向的载荷从阳轴16A的圆周方向的一个角度位置付与的例。S卩、也可以如图9 (a)所示，优选能够从阳轴16A的圆周方向的多个角度位置交替地付与载荷P1、P2。付与载荷的次数并不限定于一次，也可以针对一个角度位置多次付与载荷。另外，如图9 (b)的白箭头P1、P2、P3、P4所示，也可以在阳轴16A的圆周方向使载荷的朝向连续地变化。在本例中，由于一面付与相对于阴轴16B的中心轴线161B使阳轴16A的中心轴线161A错开的方向的载荷，一面使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，所以，包覆部61受到大的压缩应力，包覆部61的压缩应变增大，因此，能够缩短用于使滑动阻力成为规定的大小的作业时间。另外，使用本例的制造方法得到的磨合后的伸缩轴中的以滑动位置为基础的轴方向上的滑动阻力的变动在0% 20%的范围。第三例的其它结构以及作用与第一例相同。[实施方式的第四例]图10以及图11是表示本发明的实施方式的第四例的伸缩轴的制造工序。本例也是实施方式的第一例的变形例，其特征在于，一面向阴轴16B和阳轴16A之间付与旋转扭 矩，一面使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向往复滑动。S卩、在本例中，如图10所示，在将阴轴16B的外周用加工夹具71固定了的状态下，向阳轴16A付与旋转扭矩T。也可以替代性地将阳轴16A用加工夹具固定，向阴轴16B付与旋转扭矩T。另外，就该旋转扭矩T而言，也是与伸缩轴的种类、大小、用途等相应地任意设定。例如，在为构成汽车用的转向装置的中间轴的情况下，设定为IN 300N 的程度。向阴轴16B和阳轴16A之间付与的旋转扭矩并不限定于顺时针方向或逆时针方向的任意一方向。即、也可以如图11 (a)所示，在付与了顺时针方向的旋转扭矩Tl后，付与逆时针方向的旋转扭矩T2。另外，还可以如图11 (b)所示，在短时间交替地反复付与顺时针方向的旋转扭矩Tl和逆时针方向的旋转扭矩T2。在本例中，由于若一面向阴轴16B和阳轴16A之间付与旋转扭矩T，一面使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，则包覆部61受到大的压缩应力，包覆部61的压缩应变增大，所以，能够缩短用于使滑动阻力成为规定的大小的作业时间。另外，使用本例的制造方法得到的磨合后的伸缩轴中的以滑动位置为基础的轴方向上的滑动阻力的变动在0% 20%的范围。第四例的其它结构以及作用与第一例相同。[实施方式的第五例]图12以及图13是表示本发明的实施方式的第五例的伸缩轴的制造工序。本例也是实施方式的第一例的变形例，其特征在于，一面付与使阴轴16B的内周缩径的方向的载荷，一面使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向往复滑动。S卩、在本例中，如图12所示，在将阴轴16B的外周用加工夹具71固定了的状态下，付与使阴轴16B的内周缩径的方向的载荷P。如图13所示，将阴轴16B的外周四个部位用压制件72按压，使阴轴16B的内周均等地缩径。虽然优选使阴轴16B的内周缩径的范围为车身组装时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的范围全体，但是，也可以是车身组装时使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动的范围的一部分。另外，就该载荷P而言，也是与伸缩轴的种类、大小、用途等相应地任意设定。例如，在为构成汽车用的转向装置的中间轴的情况下，设定在5N 70N的程度。一面付与使阴轴16B的内周缩径的方向的载荷P，一面如图12的白箭头R所示，使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向仅往复滑动规定次数。这样，由于一面付与使阴轴16B的内周缩径的方向的载荷P，一面使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，所以，在本例中也是包覆部61受到大的压缩应力，包覆部61的压缩应变增大，因此，能够缩短用于使滑动阻力成为规定的大小的作业时间。另外，使用本例的制造方法得到的磨合后的伸缩轴中的以滑动位置为基础的轴方向上的滑动阻力的变动在0% 20%的范围。第五例的其它结构以及作用与第一例相同。
[实施方式的第六例]图14是表示本发明的实施方式的第六例的伸缩轴的制造工序。本例也是实施方式的第一例的变形例，是一面由加热装置加热包覆部61，一面使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向往复滑动，即使在阴轴16B的内周局部性地存在凸部，也抑制因凸部造成的滑动阻力局部性地增大的例。S卩、在本例中，如图14所示，与实施例一同样，在将阴轴16B的外周用加工夹具71固定后，在阴轴16B的外周外嵌高频线圈等加热装置73。若使交流电流向加热装置73流动，则阴轴16B因电磁感应而被加热，其热向包覆部61传递，包覆部61被加热到规定的温度(40°C 250°C)。其结果为，包覆部61遍及阳轴16A的齿51的轴方向的全长膨胀。也可以替代性地从阳轴16A侧加热包覆部61。接着，在将阴轴16B的外周用加工夹具71固定了的状态下，一面向阳轴16A的右端付与与阳轴16A的中心轴线161A正交的方向的载荷(白箭头所示的横载荷)P，一面如白箭头R所示，使阳轴16A相对于阴轴16B相对地在轴方向仅往复滑动规定次数。若使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，则包覆部61因槽41的侧面411和包覆部61的摩擦热而被进一步加热。本例中的付与载荷的方向并不限于图不的例，实施方式的第一例到第五例所示的方向均可采用。若包覆部61被加热，则包覆部61进一步膨胀，在包覆部61，槽41的侧面411和齿51的侧面511、511之间的过盈变大，塑性变形，引起压缩应变。通过使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，阴轴16B的槽41和阳轴16A的齿51遍及轴方向的全长均等地碰撞，滑动阻力遍及滑动范围(滑动行程)的全长为恒定。此后，若切断交流电流，停止加热装置73的加热，完成阳轴16A相对于阴轴16B的往复滑动，则中间轴16散热，若包覆部61返回到常温，则包覆部61收缩。其结果为，在包覆部61，槽41的侧面411和齿51的侧面511、511之间的过盈变小，磨合后的中间轴16的滑动阻力成为规定的大小。通过一面用加热装置73加热包覆部61，一面往复滑动，与在包覆部61为非加热状态下进行往复滑动的实施方式的第一例到第五例相比，进一步软化。因此，即使在阴轴16B的槽41的侧面411局部性地存在凸部，与凸部接触了的包覆部61局部性地引起大的压缩应变，能够抑制滑动阻力的局部性地增大。另外，若一面用加热装置73加热包覆部61,—面使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，则能够在短时间将包覆部61加热，因此，能够缩短用于使滑动阻力成为规定的大小的作业时间。由加热装置73进行的加热可以在往复滑动的全部时间实施，也可以替代性地仅在规定的时间进行加热或进行加热至包覆部61成为规定的温度。另外，也可以不在包覆部61和阴轴16B的内周之间充填油脂，而是在使阳轴16A相对于阴轴16B往复滑动，使包覆部61塑性变形，成为规定的滑动阻力后，在包覆部61和阴轴16B的内周之间充填油脂。若在制造时不在包覆部61和阴轴16B的内周之间充填油月旨，则槽41的侧面411和包覆部61之间的摩擦阻力变得更大，产生的摩擦热多。因此，包覆部61在短时间被加热，能够缩短用于使滑动阻力成为规定的大小的作业时间。另外，使用本例的制造方法得到的磨合后的伸缩轴中的以滑动位置为基础的轴方向上的滑动阻力的变动在0% 20%的范围。第六例的其它结构以及作用与第一例 第五例相同。产业上利用的可能性本发明虽然能够恰当地应用在构成汽车的转向装置的中间轴中，但并不限定于此，可以将本发明用于转向轴12等构成转向装置的任意的伸缩轴。符号说明11 :方向盘；12 :转向轴；12A :外轴；12B :内轴；13 :转向柱；13A :外柱；13B :内柱； 14 :支撑托架;15 :自由接头；16 :中间轴；16A :阳轴；161A :中心轴线；16B :阴轴；161B :中心轴线；17 自由接头；18 :车身；20 :辅助装置；21 :齿轮壳体；23 :输出轴；26 :电动马达；261 :箱体；30 :转向齿轮；31 :小齿轮轴；32 :转向横拉杆；41 :轴方向槽；411 :侧面；51 :齿；511 :侧面；61 :包覆部；71 :加工夹具；72 :压制件；73 :加热装置。
权利要求
1.一种伸缩轴的制造方法，是具有阳轴、阴轴以及包覆部的伸缩轴的制造方法， 所述阳轴具有非圆形的外周形状， 所述阴轴具有非圆形的内周形状，能够在轴方向相对滑动并且能够传递旋转扭矩地被外嵌于上述阳轴， 所述包覆部被形成在上述阳轴的外周面或上述阴轴的内周面，使上述阳轴和上述阴轴之间的滑动阻力减少， 其特征在于，具备 在上述阳轴的外周面或上述阴轴的内周面形成具有成为至少比规定的滑动阻力的允许范围的下限值大的滑动阻力的厚度，并且是在使上述阴轴外嵌上述阳轴的情况下产生过盈的厚度的包覆部的工序、 在形成了上述包覆部后，使上述阴轴以伴有过盈的状态外嵌于上述阳轴的工序、 使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向仅往复滑动多次，通过以上述过盈为起因而产生的摩擦热，将上述包覆部加热，使之膨胀，使上述包覆部塑性变形，减小上述过盈，使上述阳轴和上述阴轴之间的滑动阻力在上述规定的滑动阻力的允许范围内的工序。
2.如权利要求I所述的伸缩轴的制造方法，其特征在于，一面将相对于上述阴轴将上述阳轴相对地折曲的方向的载荷付与上述阳轴，一面使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。
3.如权利要求I所述的伸缩轴的制造方法，其特征在于，在上述包覆部和上述阴轴的内周面或上述阳轴的外周面之间，充填具有按NLGI稠度号码为I号 3号的范围的硬度的油脂，使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。
4.如权利要求I所述的伸缩轴的制造方法，其特征在于，一面将相对于上述阴轴的中心轴线使上述阳轴的中心轴线错开的方向的载荷付与上述阳轴，一面使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。
5.如权利要求I所述的伸缩轴的制造方法，其特征在于，一面付与上述阴轴和上述阳轴之间旋转扭矩，一面使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。
6.如权利要求I所述的伸缩轴的制造方法，其特征在于，一面将使上述阴轴的内周缩径的方向的载荷付与上述阴轴，一面使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。
7.如权利要求I所述的伸缩轴的制造方法，其特征在于，通过因使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动多次而产生的上述摩擦热，使上述包覆部熔融。
8.如权利要求I所述的伸缩轴的制造方法，其特征在于，与使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向仅往复滑动了规定次数时的滑动阻力的值相应地、变更此后的使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动时的滑动速度、滑动面面压以及滑动距离。
9.如权利要求I所述的伸缩轴的制造方法，其特征在于，一面由加热装置加热上述包覆部，一面使上述阳轴相对于上述阴轴相对地在轴方向往复滑动。
10.一种伸缩轴，其特征在于，通过权利要求I至9中的任一项所述的制造方法得到，以滑动位置为基础的轴方向的滑动阻力的变动在0% 20%的范围。
全文摘要
本发明提供一种具有使滑动阻力减少的包覆部的伸缩轴，也就是使伸缩轴的以滑动位置为基础的滑动阻力的变动小的伸缩轴。使上述阴轴(16B)在产生过盈的状态下外嵌于阳轴(16A)，例如通过一面向阳轴(16A)付与将阳轴(16A)相对于阴轴(16B)相对地折曲的方向的载荷，一面使阳轴(16A)相对于阴轴(16B)相对地在轴方向仅往复滑动规定次数，利用在阴轴(16B)的槽(41)的侧面(411)和包覆部(61)之间产生的摩擦热，加热包覆部(61)，包覆部(61)遍及阳轴(16A)的齿(51)的轴方向的全长膨胀。因此，遍及齿(51)的轴方向的全长，包覆部(61)塑性变形，引起压缩应变。在该状态下，通过使阳轴(16A)相对于阴轴(16B)往复滑动，阴轴(16B)的槽(41)和阳轴(16A)的齿(51)遍及轴方向的全长均等地碰撞，滑动阻力遍及滑动范围的全长为恒定。
文档编号F16D3/06GK102959260SQ201280000618
公开日2013年3月6日 申请日期2012年6月25日 优先权日2011年6月29日
发明者黑川祥史, 三原伸, 服部广行, 仲村拓真, 稻木奖, 森山诚一, 中野好夫 申请人:日本精工株式会社