特開 2023-182228 インナシャフト及びその製造方法、並びに、ステアリングシャフト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023182228

(43)【公開日】2023-12-26

(54)【発明の名称】インナシャフト及びその製造方法、並びに、ステアリングシャフト

(51)【国際特許分類】

   B62D 1/20 20060101AFI20231219BHJP

【ＦＩ】

B62D1/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022095712

(22)【出願日】2022-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000811

【氏名又は名称】弁理士法人貴和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西田 一樹

【テーマコード（参考）】

3D030

【Ｆターム（参考）】

3D030DC16

3D030DC27

3D030DC29

3D030DC39

3D030DD13

3D030DD63

3D030DF01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】重量の増大を抑制しつつ、ステアリングシャフトの伸縮ストローク量を大きくすることが可能で、かつ、全ストローク範囲でステアリングシャフトの伸縮動作時における摺動抵抗の低減を図れる、インナシャフトの構造を実現する。
【解決手段】インナシャフト１８を、金属製のシャフト本体２０と合成樹脂製の樹脂被覆部２１とから構成する。シャフト本体２０を、雄スプライン部２３と、雄スプライン部２３よりも断面積の小さい非スプライン部２４とを有するものとする。樹脂被覆部２１により雄スプライン部２３及び非スプライン部２４を覆うことで、雄スプライン部２３の周囲に樹脂コーティング層３１を形成し、非スプライン部２４の周囲に、樹脂コーティング層３１の断面輪郭形状と同じ断面輪郭形状を有する樹脂雄スプライン部３２を形成する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向一方側部に雄スプライン部を有し、かつ、前記雄スプライン部の軸方向他方側に隣接する部分に、前記雄スプライン部よりも断面積の小さい非スプライン部を有する、金属製のシャフト本体と、
前記シャフト本体のうちで、前記雄スプライン部及び前記非スプライン部を含む範囲の外周面を覆う、合成樹脂製の樹脂被覆部と、を備え、
前記樹脂被覆部は、前記雄スプライン部の周囲に形成された樹脂コーティング層と、前記非スプライン部の周囲に形成され、かつ、前記樹脂コーティング層の断面輪郭形状と同じ断面輪郭形状を有する樹脂雄スプライン部と、を備える、
インナシャフト。

【請求項2】

前記シャフト本体は、前記雄スプライン部の軸方向一方側に隣接する部分に、前記雄スプライン部の歯底円直径よりも外径の小さい小径軸部を有し、
前記樹脂被覆部は、前記小径軸部の外周面を覆っており、前記小径軸部の周囲に、樹脂抜け止め部を備える、
請求項１に記載したインナシャフト。

【請求項3】

前記シャフト本体は、前記非スプライン部よりも軸方向他方側に、前記樹脂被覆部によって外周面を覆われない、露出軸部を有する、請求項１に記載したインナシャフト。

【請求項4】

前記露出軸部は、位相決めに利用可能な位相決め部を備える、請求項３に記載したインナシャフト。

【請求項5】

前記非スプライン部は、円形の断面形状を有する、請求項１に記載したインナシャフト。

【請求項6】

前記非スプライン部は、前記雄スプライン部の歯底円直径と同じ大きさの外径を有する、請求項５に記載したインナシャフト。

【請求項7】

前記非スプライン部は、非円形の断面形状を有する、請求項１に記載したインナシャフト。

【請求項8】

請求項１～７のうちのいずれか１項に記載したインナシャフトの製造方法であって、
前記シャフト本体のうちで、少なくとも前記非スプライン部から軸方向一方側に存在する部分を、内面にスプライン成形部を備えた金型のキャビティ内に配置し、該キャビティ内に注入した溶融樹脂を固化することで、前記シャフト本体の外周面に前記樹脂被覆部を形成する工程を備える、
インナシャフトの製造方法。

【請求項9】

請求項１～７のうちのいずれか１項に記載したインナシャフトの製造方法であって、
前記シャフト本体のうちで、少なくとも前記非スプライン部から軸方向一方側に存在する部分を、溶融した合成樹脂の中に浸漬することにより、前記シャフト本体の外周面に樹脂被覆中間材を形成する工程と、
前記樹脂被覆中間材の外周面に切削加工を施すことで、前記樹脂被覆部を形成する工程と、を備える、
インナシャフトの製造方法。

【請求項10】

アウタシャフトと、前記アウタシャフトに対しトルク伝達を可能にかつ軸方向の相対変位を可能にスプライン係合したインナシャフトとを有し、後側の端部にステアリングホイールが固定される、ステアリングシャフトであって、
前記インナシャフトが、請求項１～７のうちのいずれか１項に記載したインナシャフトである、
ステアリングシャフト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インナシャフト及びその製造方法、並びに、インナシャフトを備えたステアリングシャフトに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車の自動運転技術が急速に進展している。このため、近い将来、自動運転のレベルは、特定の条件下においては自動車が自動で運転を行うレベル（レベル３、４）や、完全自動運転のレベル（レベル５）にまで到達すると考えられている。このような自動運転技術を備える自動運転車両においては、運転者がステアリングホイールを操作する必要性が低くなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－５２５１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

自動運転車両には、自動運転中に、ステアリングホイールを前方に大きく退避させて、ステアリングホイールを、ダッシュボードに格納する、又は運転者から遠ざけて配置することで、運転席前方の空間を広く確保することが求められる可能性がある。

【0005】

ステアリングホイールを前方に大きく退避させるためには、ステアリングホイールが固定されるステアリングシャフトの伸縮ストローク量を、従来構造のステアリングシャフトの伸縮ストローク量よりも大きくする必要がある。具体的には、ステアリングホイールの前後位置の調整が可能なステアリング装置を構成するステアリングシャフトにあっては、ステアリングホイールの前後位置の調整を可能とする分の伸縮ストローク量よりも、ステアリングホイールを前方に退避移動させられる分だけ、伸縮ストローク量を大きくする必要がある。

【0006】

ステアリングシャフトは、インナシャフトに備えられた雄スプライン部とアウタシャフトに備えられた雌スプライン部とをスプライン係合させることで、全長を伸縮可能に構成されている。そこで、ステアリングシャフトの伸縮ストローク量を大きくするために、雄スプライン部の全長を長くすることが考えられる。

【0007】

ただし、雄スプライン部は、インナシャフトのうちで雄スプライン部から軸方向に外れた部分よりも、インナシャフトの中心軸に直交する仮想平面に関する断面積が大きい。このため、ステアリングシャフトの伸縮ストローク量を大きくするために、雄スプライン部の全長を長くすると、インナシャフトの重量が増大しやすく、ステアリングシャフトの重量も増大しやすいといった問題が生じる。

【0008】

なお、特開２０１７－５２５１４号公報（特許文献１）には、雄スプライン部の外周面を合成樹脂製のコーティング層により覆うことで、雄スプライン部と雌スプライン部との金属接触を防止し、ステアリングシャフトの伸縮動作時における摺動抵抗を低減する技術が開示されている。ただし、特開２０１７－５２５１４号公報には、インナシャフトの外周面のうちで雄スプライン部以外の部分を合成樹脂により覆うことは、一切記載されていない。

【0009】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、重量の増大を抑制しつつ、ステアリングシャフトの伸縮ストローク量を大きくすることが可能で、かつ、全ストローク範囲で、ステアリングシャフトの伸縮動作時における摺動抵抗の低減を図れる、インナシャフト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】

【0010】

本発明の発明者らは、上記課題を解決する手段について鋭意検討した結果、ステアリングホイールの前後位置が、運転者がステアリングホイールの操作を行うドライバー操作範囲に位置している場合には、インナシャフトとアウタシャフトとの間で比較的大きなトルクの伝達を可能とする必要があるのに対し、運転者がステアリングホイールの操作を行わないドライバー非操作範囲に位置している場合には、インナシャフトとアウタシャフトとを軸方向に相対変位させることができれば、インナシャフトとアウタシャフトとの間で大きなトルクを伝達できる必要はないとの知見を得た。そして、ドライバー非操作範囲では、インナシャフトに、合成樹脂製の雄スプライン部を設ければ、金属製の雄スプライン部は省略できるとの考えに至り、本発明を完成させるに至ったものである。具体的には、本発明のインナシャフト及びその製造方法、並びに、ステアリングシャフトは、以下の手段を採用している。

【0011】

本発明の一態様にかかるインナシャフトは、金属製のシャフト本体と、合成樹脂製の樹脂被覆部とを備える。
シャフト本体は、軸方向一方側部に雄スプライン部を有し、かつ、前記雄スプライン部の軸方向他方側に隣接する部分に、前記雄スプライン部よりも断面積の小さい非スプライン部を有している。
前記樹脂被覆部は、前記シャフト本体のうちで、前記雄スプライン部及び前記非スプライン部を含む範囲の外周面を覆っている。
前記樹脂被覆部は、前記雄スプライン部の周囲に形成された樹脂コーティング層と、前記非スプライン部の周囲に形成され、かつ、前記樹脂コーティング層の断面輪郭形状と同じ断面輪郭形状を有する樹脂雄スプライン部と、を備えている。
なお、本明細書及び特許請求の範囲で、断面とは、特に断らない限り、インナシャフトの中心軸に直交する仮想平面に関する断面をいう。

【0012】

本発明の一態様にかかるインナシャフトでは、前記シャフト本体を、前記雄スプライン部の軸方向一方側に隣接する部分に、前記雄スプライン部の歯底円直径よりも外径の小さい小径軸部を有するものとすることができる。
また、前記樹脂被覆部を、前記小径軸部の外周面を覆い、前記小径軸部の周囲に、樹脂抜け止め部を備えるものとすることができる。
この場合には、前記樹脂抜け止め部を、前記樹脂コーティング層及び前記樹脂雄スプライン部のそれぞれの断面輪郭形状と同じ断面輪郭形状を有するものとすることができる。

【0013】

本発明の一態様にかかるインナシャフトでは、前記シャフト本体を、前記非スプライン部よりも軸方向他方側に、前記樹脂被覆部によって外周面を覆われない、露出軸部を有するものとすることができる。
この場合には、前記露出軸部を、位相決めに利用可能な位相決め部を備えるものとすることができる。

【0014】

本発明の一態様にかかるインナシャフトでは、前記非スプライン部を、円形の断面形状を有するものとすることができる。
この場合には、前記非スプライン部を、前記雄スプライン部の歯底円直径と同じ外径を有するものとすることができる。
あるいは、本発明の一態様にかかるインナシャフトでは、前記非スプライン部を、非円形の断面形状を有するものとすることができる。
この場合には、前記非スプライン部を、外周面の円周方向一部又は複数箇所に、突起部又は／及び凹溝部を有するものとすることができる。

【0015】

本発明の一態様にかかるインナシャフトの製造方法は、本発明の一態様にかかるインナシャフトの製造方法であって、前記シャフト本体のうちで、少なくとも前記非スプライン部から軸方向一方側に存在する部分を、内面にスプライン成形部を備えた金型のキャビティ内に配置し、該キャビティ内に注入した溶融樹脂を固化することで、前記シャフト本体の外周面に前記樹脂被覆部を形成する工程を備えている。

【0016】

本発明の一態様にかかるインナシャフトの製造方法は、本発明の一態様にかかるインナシャフトの製造方法であって、前記シャフト本体のうちで、少なくとも前記非スプライン部から軸方向一方側に存在する部分を、溶融した合成樹脂の中に浸漬することにより、前記シャフト本体の外周面に樹脂被覆中間材を形成する工程と、前記樹脂被覆中間材の外周面に切削加工を施すことで、前記樹脂被覆部を形成する工程とを備えている。

【0017】

本発明の一態様にかかるステアリングシャフトは、アウタシャフトと、前記アウタシャフトに対してトルク伝達を可能にかつ軸方向の相対変位を可能にスプライン係合したインナシャフトとを有し、後側の端部にステアリングホイールが固定される。
前記インナシャフトは、本発明の一態様にかかるインナシャフトである。

【発明の効果】

【0018】

本発明の一態様にかかるインナシャフトによれば、重量の増大を抑制しつつ、ステアリングシャフトの伸縮ストローク量を大きくでき、かつ、全ストローク範囲で、ステアリングシャフトの伸縮動作時における摺動抵抗の低減を図れる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、実施の形態の第１例にかかるステアバイワイヤ式のステアリング装置を示す模式図である。

【図2】図２は、実施の形態の第１例に関して、ステアバイワイヤ式の操舵ユニットを、後側から見た端面図である。

【図3】図３は、実施の形態の第１例を示す、図２のＡ－Ａ線断面図である。

【図4】図４は、実施の形態の第１例に関して、ステアバイワイヤ式の操舵ユニットを示す、斜視図である。

【図5】図５は、実施の形態の第１例に関して、ステアリングシャフトを構成するインナシャフトを取り出して示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ－Ｃ線拡大断面図である。

【図6】図６は、実施の形態の第１例に関して、ステアリングシャフトを構成するインナシャフトのシャフト本体を取り出して示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＤ－Ｄ線拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＥ－Ｅ線拡大断面図である。

【図7】図７は、実施の形態の第１例に関して、ステアリングシャフト及びステアリングホイールを取り出して示す模式図であり、（Ａ）は、ステアリングホイールの前後位置をドライバー操作範囲Ｘのうちで最も後方に移動させた状態を示し、（Ｂ）は、ステアリングホイールの前後位置をドライバー操作範囲Ｘのうちで最も前方に移動させた状態を示し、（Ｃ）は、ステアリングホールの前後位置をドライバー非操作範囲Ｙのうちで最も前方に移動させた状態を示している。

【図8】図８は、実施の形態の第１例に関して、ステアリングシャフトを構成するインナシャフトの製造方法を示す、断面模式図である。

【図9】図９は、図８のＦ－Ｆ線断面模式図である。

【図10】図１０は、実施の形態の第２例を示す、図５に相当する図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＧ－Ｇ線拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＨ－Ｈ線拡大断面図であり、（Ｄ）は（Ａ）のＩ－Ｉ線拡大断面図である。

【図11】図１１は、実施の形態の第２例を示す、図６に相当する図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＪ－Ｊ線拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＫ－Ｋ線拡大断面図であり、（Ｄ）は（Ａ）のＬ－Ｌ線拡大断面図である。

【図12】図１２は、実施の形態の第３例を示す、図８に相当する図である。

【図13】図１３は、実施の形態の第４例に関して、ステアリングシャフトを構成するインナシャフトの製造方法を工程順に示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１～図９を用いて説明する。本例では、本発明のインナシャフト及びステアリングシャフトを、自動運転車両用のステアバイワイヤ式のステアリング装置に適用している。なお、以下の説明において、前後方向は、車両の前後方向を意味し、上下方向は、車両の上下方向を意味し、幅方向は、車両の幅方向を意味する。

【0021】

〔ステアリング装置の全体構成〕
本例のステアリング装置１は、ステアバイワイヤ式のステアリング装置である。ステアリング装置１は、図１に全体構成を示すように、ステアリングホイール２が取り付けられた操舵ユニット３と、１対の操舵輪４を転舵させる転舵ユニット５と、制御装置（ＥＣＵ）６とを備える。ステアリング装置１は、操舵ユニット３と転舵ユニット５とが、機械的に接続されておらず、電気的に接続されたリンクレス構造を有する。

【0022】

操舵ユニット３は、運転者によるステアリングホイール２の操作を、トルクセンサ７（図３参照）や図示しない舵角センサにより測定し、その測定結果を、制御装置６に出力する。制御装置６には、トルクセンサ７により測定された操舵トルク、舵角センサにより測定された操舵角、車速、ヨーレイト、加速度など、運転状況を示す各種信号が入力される。制御装置６は、運転状況を示す各種信号に基づいて、転舵ユニット５が備える転舵用アクチュエータ８を駆動する。これにより、ラック軸やねじ軸などの直動部材を幅方向に変位させ、１対のタイロッド９を押し引きして、１対の操舵輪４に舵角を付与する。

【0023】

また、制御装置６は、たとえば、操舵トルク、操舵角、車速などの運転状況を示す各種信号に基づいて、操舵ユニット３が備える後述する反力発生装置１１の反力付与モータ７２（図２参照）の駆動を制御し、ステアリングホイール２に運転状況に応じた操舵反力を付与する。

【0024】

〔操舵ユニット〕
操舵ユニット３は、ステアリングホイール２の位置を調整するための位置調整装置１０と、ステアリングホイール２に操舵反力を付与するための反力発生装置１１とを備える。

【0025】

位置調整装置１０は、ステアリングホイール２の前後位置及び上下位置のそれぞれを調整する機能を備える。言い換えれば、位置調整装置１０は、ステアリングホイール２の前後位置を調整するためのテレスコピック機構、及び、ステアリングホイール２の上下位置を調整するためのチルト機構をそれぞれ備える。さらに本例の位置調整装置１０は、自動運転中に、ステアリングホイール２を前方に大きく退避させる機能を有する。

【0026】

位置調整装置１０は、ステアリングシャフト１２と、ステアリングコラム１３と、ロア側テレスコ用アクチュエータ１４と、アッパ側テレスコ用アクチュエータ１５と、チルト用アクチュエータ１６とを備える。

【0027】

〈ステアリングシャフト〉
ステアリングシャフト１２は、全長を伸縮可能に構成されており、ステアリングコラム１３の内側に、複数（図示の例では２つ）の転がり軸受１７ａ、１７ｂを利用して回転自在に支持されている。ステアリングシャフト１２の後側の端部には、ステアリングホイール２が固定されている。ステアリングシャフト１２の前側の端部は、反力発生装置１１を構成する出力シャフト２８に対し、トーションバー３０を介して連結されている。

【0028】

ステアリングシャフト１２は、前側に配置されたインナシャフト１８と、後側に配置された中空筒状のアウタシャフト１９とを、スプライン係合により、トルク伝達可能にかつ軸方向の相対変位を可能に組み合わせてなる。特に本例のステアリングシャフト１２は、自動運転時に、ステアリングホイール２を前方に大きく退避させるために、ステアリングホイール２の前後位置の調整のみが可能な従来構造のステアリングシャフトに比べて、伸縮ストローク量が大きく設定されている。

【0029】

《インナシャフト》
図５に示すように、インナシャフト１８は、炭素鋼などの金属製のシャフト本体２０と、合成樹脂製の樹脂被覆部２１とからなる。また、インナシャフト１８は、軸方向に関して樹脂被覆部２１と整合する部分の外周面に、軸方向に連続した同一諸元の（軸方向にわたり歯幅及び歯丈が等しい）スプライン２２を有している。スプライン２２の内部構造は、スプライン２２の軸方向一方側の半部と軸方向他方側の半部とで相違している。スプライン２２（樹脂被覆部２１）の軸方向寸法Ｌ_２２は、ステアリングホイール２を前方に大きく退避させるのに必要な、ステアリングシャフト１２の伸縮ストローク量に基づいて設定される。なお、インナシャフト１８に関する以下の説明において、軸方向一方側は後側に相当し、軸方向他方側は前側に相当する。

【0030】

（シャフト本体）
図６に示すように、シャフト本体２０は、軸方向一方側から順に、雄スプライン部２３と、非スプライン部２４と、露出軸部２５とを有する。このうちの雄スプライン部２３及び非スプライン部２４は、樹脂被覆部２１により覆われており、露出軸部２５は、樹脂被覆部２１により覆われずに外部に露出している。

【0031】

雄スプライン部２３は、シャフト本体２０の軸方向一方側の端部に備えられている。雄スプライン部２３は、円周方向に関する凹凸形状を有している。雄スプライン部２３は、外周面に、シャフト本体２０の軸方向に伸長する複数の雄スプライン歯２３ａを有する。複数の雄スプライン歯２３ａは、円周方向に等ピッチで配置されている。雄スプライン歯２３ａの歯厚及び歯丈は、軸方向一方側の端部に備えられた面取り部を除き、軸方向にわたり一定である。

【0032】

雄スプライン部２３の軸方向寸法Ｌ_２３は、図７に示すように、ステアリングホイール２の前後位置が、運転者がステアリングホイール２の操作を行うドライバー操作範囲Ｘに位置している状態で、雄スプライン部２３とアウタシャフト１９に備えられた雌スプライン部３５とが、後述する樹脂コーティング層３１を介して十分な係合代でスプライン係合できる長さ寸法に規制されている。具体的には、雄スプライン部２３の軸方向寸法Ｌ_２３は、３０ｍｍ～９０ｍｍ程度である。なお、本例において、ドライバー操作範囲Ｘとは、ステアリングホイール２の操作を行う運転者がステアリングホイール２の前後位置の調整を行える前後位置調整範囲である。

【0033】

非スプライン部２４は、雄スプライン部２３の軸方向他方側に隣接して配置されており、シャフト本体２０の軸方向中間部に備えられている。シャフト本体２０の中心軸Ｏに直交する仮想平面に関して、非スプライン部２４の断面積は、雄スプライン部２３の断面積よりも小さい。本例では、非スプライン部２４は、円形の断面形状を有しており、雄スプライン部２３の歯底円直径ｄ_ｂと同じ大きさの外径Ｄ_２４を有している（ｄ_ｂ＝Ｄ_２４）。このため、非スプライン部２４は、丸棒形状（円柱形状）を有している。ただし、本発明を実施する場合に、非スプライン部の断面形状は、円形に限らず、欠円形や多角形などの非円形としても良い。あるいは、非スプライン部は、雄スプライン部を構成する複数の雄スプライン歯よりも歯丈が低い、及び／若しくは、歯幅が小さい複数の歯を有する、並びに／又は、雄スプライン部を構成する複数の雄スプライン歯の総数よりも少ない数の歯を有することもできる。

【0034】

露出軸部２５は、非スプライン部２４の軸方向他方側に配置されており、シャフト本体２０の軸方向他方側の半部に備えられている。

【0035】

露出軸部２５は、延長軸部２６と、雄ストッパ部２７とを有する。

【0036】

延長軸部２６は、非スプライン部２４の軸方向他方側に隣接する部分に備えられている。本例では、延長軸部２６は、円形の断面形状を有しており、非スプライン部２４の外径Ｄ_２４と同じ大きさの外径を有している。このため、延長軸部２６は、非スプライン部２４と同様に、丸棒形状を有している。本例では、延長軸部２６と非スプライン部２４との相違は、樹脂被覆部２１により覆われているか否かだけである。ただし、本発明を実施する場合に、延長軸部の断面形状と非スプライン部の断面形状とを互いに異ならせたり、延長軸部の外径と非スプライン部の外径とを互いに異ならせたり、表面性状を互いに異ならせたりすることもできる。

【0037】

雄ストッパ部２７は、延長軸部２６の軸方向他方側に隣接して配置されており、シャフト本体２０の軸方向他方側の端部に備えられている。雄ストッパ部２７は、反力発生装置１１を構成する出力シャフト２８に備えられた雌ストッパ部２９と円周方向に係合することで、インナシャフト１８と出力シャフト２８との相対回転を所定角度の範囲内に規制し、トーションバー３０の過大な捩れを防止する機能を有する。

【0038】

雄ストッパ部２７は、円周方向に関する凹凸形状（歯車形状）を有している。具体的には、雄ストッパ部２７は、それぞれが軸方向に伸長した雄側歯部２７ａと雄側溝部２７ｂとを、円周方向に関して交互にかつ等ピッチに配置することで構成されている。本例では、露出軸部２５を構成する雄ストッパ部２７が、シャフト本体２０の位相決めに利用可能な位相決め部として機能する。

【0039】

（樹脂被覆部）
樹脂被覆部２１は、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリ四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などの摩擦係数の低い合成樹脂製である。樹脂被覆部２１は、シャフト本体２０のうちで、雄スプライン部２３及び非スプライン部２４を含む範囲の外周面を覆っている。本例では、樹脂被覆部２１は、雄スプライン部２３の外周面及び非スプライン部２４の外周面をそれぞれ覆っている。

【0040】

樹脂被覆部２１は、雄スプライン部２３の周囲に形成された樹脂コーティング層３１と、非スプライン部２４の周囲に形成された樹脂雄スプライン部３２とからなる。

【0041】

樹脂コーティング層３１は、雄スプライン部２３の凹凸形状の表面全体を覆っている。また、樹脂コーティング層３１の厚さ（膜厚）は、全周にわたりほぼ一定であり、雄スプライン歯２３ａの歯幅及び歯丈に比べて十分に小さい。具体的には、樹脂コーティング層３１の厚さは、１０μｍ～１０００μｍ程度である。このため、樹脂コーティング層３１は、雄スプライン歯２３ａの外形に沿った輪郭形状を有している。樹脂コーティング層３１の軸方向寸法Ｌ_３１は、雄スプライン部２３の軸方向寸法Ｌ_２３と同じである（Ｌ_３１＝Ｌ_２３）。

【0042】

樹脂雄スプライン部３２は、非スプライン部２４の円筒面状の表面全体を覆っている。樹脂雄スプライン部３２は、雄スプライン部２３を覆った樹脂コーティング層３１の軸方向他方側に隣接して配置されており、樹脂コーティング層３１と軸方向につながっている。つまり、樹脂雄スプライン部３２と樹脂コーティング層３１とは、一体に構成されている。

【0043】

樹脂雄スプライン部３２は、インナシャフト１８の軸方向に伸長する複数の樹脂雄スプライン歯３２ａを、円周方向に等ピッチで配置することで構成されている。樹脂雄スプライン歯３２ａは、金属製の雄スプライン歯２３ａと同数備えられており、かつ、雄スプライン歯２３ａと同一ピッチで配置されている。このため、樹脂雄スプライン歯３２ａと雄スプライン歯２３ａとの円周方向に関する位相は、互いに一致している。

【0044】

樹脂雄スプライン歯３２ａの歯厚及び歯丈は、軸方向にわたり一定である。具体的には、樹脂雄スプライン歯３２ａの歯厚は、雄スプライン歯２３ａの歯幅に、樹脂コーティング層３１の２倍の厚さを加えたものに等しい。また、樹脂雄スプライン歯３２ａの歯丈は、雄スプライン歯２３ａの歯丈に、樹脂コーティング層３１の厚さを加えたものに等しい。このため、樹脂雄スプライン歯３２ａの歯先面、歯底面及び側面のそれぞれは、樹脂コーティング層３１により覆われた状態の雄スプライン歯２３ａの歯先面、歯底面及び側面のそれぞれと、軸方向に滑らかにつながっている。したがって、インナシャフト１８の中心軸に直交する仮想平面に関して、樹脂雄スプライン部３２の断面輪郭形状は、樹脂コーティング層３１の断面輪郭形状と同じである。

【0045】

樹脂雄スプライン部３２の軸方向寸法Ｌ_３２は、ステアリングホイール２の前後位置を、図７の（Ｂ）に示すように、ドライバー操作範囲Ｘである前後位置調整範囲内で最も前方に位置させた状態から、図７の（Ｃ）に示すように、ステアリングホイール２をダッシュボードなどに格納できるまで前方に移動させるのに必要な長さ寸法に規制されている。樹脂雄スプライン部３２の軸方向寸法Ｌ_３２は、非スプライン部２４の軸方向寸法Ｌ_２４と同じであり（Ｌ_３２＝Ｌ_２４）、具体的には９０ｍｍ～１３０ｍｍ程度である。

【0046】

なお、図示の例では、樹脂雄スプライン部３２の軸方向寸法Ｌ_３２は、樹脂コーティング層３１の軸方向寸法Ｌ_３１よりも少しだけ大きい。ただし、本発明を実施する場合には、樹脂雄スプライン部の軸方向寸法（＝非スプライン部の軸方向寸法）を、樹脂コーティング層の軸方向寸法（＝雄スプライン部の軸方向寸法）よりも、十分に大きくすることもできるし、小さくすることもできる。また、樹脂雄スプライン部の軸方向寸法（＝非スプライン部の軸方向寸法）と、樹脂コーティング層の軸方向寸法（＝雄スプライン部の軸方向寸法）とを、同じにすることもできる。樹脂雄スプライン部３２の軸方向寸法Ｌ_３２の下限値は、９０ｍｍ程度である。

【0047】

本例では、樹脂コーティング層３１により覆われた雄スプライン部２３が、スプライン２２の軸方向一方側の半部を構成し、樹脂雄スプライン部３２が、スプライン２２の軸方向他方側の半部を構成している。したがって、スプライン２２の軸方向一方側の半部は、表面のみが合成樹脂製で内部が金属製であるのに対し、スプライン２２の軸方向他方側の半部は、表面から内部に至るまで合成樹脂製である。

【0048】

（アウタシャフト）
アウタシャフト１９は、中空円筒形状を有している。アウタシャフト１９は、インナシャフト１８の後側に配置されている。アウタシャフト１９は、前側半部に小径筒部３３を有し、かつ、後側半部に大径筒部３４を有する。アウタシャフト１９は、小径筒部３３の内周面に、雌スプライン部３５を有する。アウタシャフト１９の後側の端部には、ステアリングホイール２が固定される。

【0049】

雌スプライン部３５は、円周方向に関する凹凸形状を有している。雌スプライン部３５は、アウタシャフト１９の軸方向に伸長する複数の雌スプライン歯３５ａを、円周方向に等ピッチで配置することで構成されている。雌スプライン歯３５ａの歯厚及び歯丈は、軸方向端部に備えられた面取り部を除き、軸方向にわたり一定である。

【0050】

雌スプライン部３５の軸方向寸法は、樹脂被覆部２１の軸方向寸法Ｌ_２１（＝Ｌ_３１＋Ｌ_３２）よりも短い。具体的には、雌スプライン部３５の軸方向寸法は、たとえば樹脂コーティング層３１の軸方向寸法Ｌ_３１の１．５倍～２倍程度である。

【0051】

大径筒部３４は、雌スプライン歯３５ａの歯底円直径よりも大きな内径を有している。

【0052】

アウタシャフト１９に備えられた雌スプライン部３５は、インナシャフト１８に備えられたスプライン２２にスプライン係合している。これにより、アウタシャフト１９は、ステアリングホイール２とともに、インナシャフト１８に対して前後方向に相対移動し、ステアリングシャフト１２を伸縮させる。

【0053】

特に本例では、ステアリングホイール２の前後位置に応じて、インナシャフト１８とアウタシャフト１９とのスプライン係合態様が切り替わる。以下、図７を用いて具体的に説明する。
なお、図７の（Ａ）は、ステアリングホイール２の前後位置をドライバー操作範囲Ｘのうちで最も後方に移動させた状態を示しており、図７の（Ｂ）は、ステアリングホイール２の前後位置をドライバー操作範囲Ｘのうちで最も前方に移動させた状態を示している。図７の（Ｃ）は、ステアリングホイール２の前後位置をドライバー非操作範囲Ｙのうちで最も前方に移動させた状態を示している。

【0054】

図７の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、運転者からステアリングホイール２までの距離が近く、ステアリングホイール２の前後位置が、運転者がステアリングホイール２の操作を行うドライバー操作範囲Ｘに位置している場合には、雌スプライン部３５は、スプライン２２の軸方向一方側の半部を構成する雄スプライン部２３と、樹脂コーティング層３１を介して十分な係合代で、好ましくは全長にわたって、スプライン係合する。このため、ドライバー操作範囲Ｘでは、インナシャフト１８とアウタシャフト１９との間で、比較的に大きなトルクを伝達することが可能になる。したがって、運転者からステアリングホイール２に入力されるトルク、及び、反力発生装置１１が発生するトルクを、インナシャフト１８とアウタシャフト１９との間で伝達することが可能となる。なお、ステアリング装置にアシスト装置を備える場合には、アシスト装置が発生するトルクを、インナシャフトとアウタシャフトとの間で伝達することもできる。

【0055】

なお、雌スプライン部３５は、ドライバー操作範囲においても、樹脂雄スプライン部３２の軸方向一方側部分とスプライン係合する可能性がある。ただし、この場合における、雌スプライン部３５と樹脂雄スプライン部３２との係合代は十分に小さく、雌スプライン部３５と雄スプライン部２３とが十分な係合代でスプライン係合しているため、樹脂雄スプライン部３２に大きなトルクが伝達されることはない。

【0056】

図７の（Ｃ）に示すように、運転者からステアリングホイール２までの距離が遠く、ステアリングホイール２の前後位置が、運転者がステアリングホイール２の操作を行わないドライバー非操作範囲Ｙに位置している場合には、雌スプライン部３５は、スプライン２２の軸方向他方側の半部を構成する樹脂雄スプライン部３２と十分な係合代でスプライン係合する。このため、ドライバー非操作範囲Ｙでは、インナシャフト１８とアウタシャフト１９との間で大きなトルクを伝達することはできないが、インナシャフト１８とアウタシャフト１９とを軸方向に相対変位させることは可能になる。なお、雌スプライン部３５が樹脂雄スプライン部３２と係合する際には、樹脂コーティング層３１により覆われた雄スプライン部２３は、大径筒部３４の内側に挿入される。

【0057】

（インナシャフトの製造方法）
本例のインナシャフト１８は、たとえば以下のような製造方法により製造することができる。

【0058】

先ず、炭素鋼などの金属製で円柱状の素材に切削加工を施した後、冷間鍛造、ホブ加工及び転造加工などの塑性加工（スプライン加工）を施す。これにより、図６に示すように、軸方向一方側から順に、雄スプライン部２３、非スプライン部２４、露出軸部２５を有する、シャフト本体２０を造る。

【0059】

その後、シャフト本体２０の外周面に、インジェクション成形により、樹脂被覆部２１を形成する工程を行う。このために、シャフト本体２０のうち、非スプライン部２４から軸方向一方側に存在する部分を、金型３６のキャビティ３７内に配置する。具体的には、図８に示すように、シャフト本体２０のうちの雄スプライン部２３及び非スプライン部２４を、金型３６のキャビティ３７内に配置する。

【0060】

金型３６は、第１金型３８と第２金型３９とを組み合わせて成り、内面にスプライン成形部４０を有する。スプライン成形部４０は、円周方向に関する凹凸形状を有しており、樹脂コーティング層３１及び樹脂雄スプライン部３２のそれぞれの断面輪郭形状に合致する輪郭形状を有している。

【0061】

本例では、シャフト本体２０のうちの雄スプライン部２３及び非スプライン部２４を、金型３６のキャビティ３７内に配置する際に、露出軸部２５に備えられた雄ストッパ部２７を利用して、雄スプライン部２３とスプライン成形部４０との円周方向に関する位相を一致させる。具体的には、雄ストッパ部２７を構成する雄側溝部２７ｂの一箇所乃至複数箇所に、第１金型３８又は／及び第２金型３９を係合させることで、雄スプライン部２３とスプライン成形部４０との間の隙間を全周にわたり均一にする。

【0062】

その後、第１金型３８に備えられたゲート４１を通じて、溶融樹脂をキャビティ３７内に注入する。そして、溶融樹脂をキャビティ３７内で固化させる。これにより、固化した溶融樹脂により樹脂被覆部２１を形成する。つまり、シャフト本体２０の外周面のうちで、雄スプライン部２３及び非スプライン部２４を覆うように、樹脂被覆部２１を形成する。本例では、このようにして、シャフト本体２０と樹脂被覆部２１とからなるインナシャフト１８を製造する。

【0063】

《ステアリングコラム》
ステアリングコラム１３は、全長を伸縮可能に構成されており、図示しない車体に支持されている。ステアリングコラム１３は、ブラケット４２と、コラム本体４３とを備える。本例のステアリングコラム１３は、前後方向の伸縮ストローク量を大きく確保するために、２段式の伸縮構造を有している。

【0064】

ブラケット４２は、コラム本体４３を車体に支持するためのもので、車体に固定される固定ブラケット４４と、該固定ブラケット４４に対して前後方向の相対変位を可能に支持された変位ブラケット４５とを備える。

【0065】

固定ブラケット４４は、略矩形平板状の固定板部４６と、略Ｕ字形状の固定側支持フレーム４７とを備える。固定板部４６は、複数本の取付ボルト４８を利用して車体に固定される。固定側支持フレーム４７は、固定板部４６の前側の端部に備えられており、固定板部４６の幅方向両側の端部を連結している。

【0066】

変位ブラケット４５は、固定板部４６の下面に重ねられるように配置された変位板部４９と、略Ｕ字形状の変位側支持フレーム５０とを備える。変位板部４９は、リニアガイド５１を利用して、固定板部４６に対し前後方向の相対変位を可能に支持されている。変位側支持フレーム５０は、変位板部４９の後側の端部に備えられており、変位板部４９の幅方向両側の端部を連結している。変位側支持フレーム５０を構成する左右１対の支持壁部５２のうち、一方の支持壁部５２の内側面には、チルト用アクチュエータ１６を構成するチルト用送りねじ装置７０の図示しないねじ軸が、軸方向を上下方向に向けて、回転自在に支持されている。

【0067】

コラム本体４３は、全体が略円筒状に構成されており、軸方向を前後方向に向けて配置されている。コラム本体４３は、前後方向中間部に配置されたアウタコラム５３と、該アウタコラム５３の前側部に内嵌されたロア側インナコラム５４と、該アウタコラム５３の後側部に内嵌されたアッパ側インナコラム５５とを備える。

【0068】

アウタコラム５３は、変位ブラケット４５に対し上下方向の移動を可能に支持されている。アウタコラム５３の後側部は、変位ブラケット４５を構成する変位側支持フレーム５０の内側を前後方向に挿通している。アウタコラム５３の後側部の外周面には、チルト用アクチュエータ１６を構成するチルト用送りねじ装置７０の図示しないナットが枢支されている。アウタコラム５３は、下面の前後方向中間部に、前後方向に伸長したスリット５６（図３参照）を有する。アウタコラム５３は、外周面の複数箇所に、ねじ孔５７を有する。ねじ孔５７のそれぞれには、先端部がポリアセタール（ＰＯＭ）などの摩擦係数が小さい材料から作られたスクリュープラグ５８が螺合されている。

【0069】

ロア側インナコラム５４は、アウタコラム５３の前側部に対し、前後方向の相対変位を可能に内嵌されている。ロア側インナコラム５４の外周面には、アウタコラム５３に備えられたねじ孔５７に螺合したスクリュープラグ５８の先端部が押し当てられている。これにより、アウタコラム５３に対するロア側インナコラム５４のがたつきが抑制されている。

【0070】

アッパ側インナコラム５５は、アウタコラム５３の後側部に対し、前後方向の相対変位を可能に内嵌されている。アッパ側インナコラム５５の外周面には、アウタコラム５３に備えられたねじ孔５７に螺合したスクリュープラグ５８の先端部が押し当てられている。これにより、アウタコラム５３に対するアッパ側インナコラム５５のがたつきが抑制されている。

【0071】

〈ロア側テレスコ用アクチュエータ〉
ロア側テレスコ用アクチュエータ１４は、固定ブラケット４４と変位ブラケット４５との間に掛け渡すように配置され、変位ブラケット４５を固定ブラケット４４に対し前後方向に変位させる。これにより、アウタコラム５３とロア側インナコラム５４とを前後方向に相対変位させ、コラム本体４３を伸縮させる。

【0072】

ロア側テレスコ用アクチュエータ１４は、ロア側テレスコ用モータ５９と、ロア側送りねじ装置６０とを備える。

【0073】

ロア側テレスコ用モータ５９は、図示しないモータ出力軸を上下方向に向けて、固定ブラケット４４を構成する固定側支持フレーム４７の幅方向の側面に支持固定されている。

【0074】

ロア側送りねじ装置６０は、図２に示すように、ロア側ねじ軸６１と、ロア側ナット６２とを備える。ロア側ねじ軸６１は、軸方向を前後方向に向けて配置されており、図示しないウォーム減速機などの減速機構を介して、ロア側テレスコ用モータ５９により回転駆動される。ロア側ねじ軸６１は、固定ブラケット４４に対し回転のみ可能に支持されている。ロア側ナット６２は、ロア側ねじ軸６１に螺合しており、変位ブラケット４５の幅方向の側面に対して支持されている。すなわち、ロア側テレスコ用アクチュエータ１４は、ロア側テレスコ用モータ５９を回転駆動することにより、ロア側ナット６２をロア側ねじ軸６１の軸方向に変位させることで、アウタコラム５３をロア側インナコラム５４に対し前後方向に相対変位させる。

【0075】

〈アッパ側テレスコ用アクチュエータ〉
アッパ側テレスコ用アクチュエータ１５は、アウタコラム５３とアッパ側インナコラム５５との間に掛け渡すように配置され、アッパ側インナコラム５５をアウタコラム５３に対し前後方向に変位させる。これにより、コラム本体４３を伸縮させる。

【0076】

アッパ側テレスコ用アクチュエータ１５は、アッパ側テレスコ用モータ６３と、アッパ側送りねじ装置６４とを備える。

【0077】

アッパ側テレスコ用モータ６３は、図示しないモータ出力軸を幅方向に向けて、アウタコラム５３の前側の端部の下方に支持されている。

【0078】

アッパ側送りねじ装置６４は、アッパ側ねじ軸６５と、アッパ側ナット６６とを備える。アッパ側ねじ軸６５は、軸方向を前後方向に向けて配置されており、図示しないウォーム減速機などの減速機構を介して、アッパ側テレスコ用モータ６３により回転駆動される。アッパ側ねじ軸６５は、アウタコラム５３に対し回転のみ可能に支持されている。アッパ側ナット６６は、アッパ側ねじ軸６５に螺合しており、アッパ側インナコラム５５の下面に対してコネクタ部材６７を介して支持されている。コネクタ部材６７は、アウタコラム５３のスリット５６の内側に配置され、アッパ側インナコラム５５の下面に固定されている。すなわち、アッパ側テレスコ用アクチュエータ１５は、アッパ側テレスコ用モータ６３を回転駆動することにより、アッパ側ナット６６をアッパ側ねじ軸６５の軸方向に変位させることで、アッパ側インナコラム５５をアウタコラム５３に対し前後方向に相対変位させる。

【0079】

〈チルト用アクチュエータ〉
チルト用アクチュエータ１６は、変位ブラケット４５を構成する変位側支持フレーム５０とアウタコラム５３との間に掛け渡すように配置され、アウタコラム５３を変位ブラケット４５に対し上下方向に変位させる。また、後述するように、位置調整装置１０の前側に接続される反力発生装置１１を、固定側支持フレーム４７に対し、幅方向に配置された１対の枢支ボルト６８により回動可能に支持している。これにより、コラム本体４３をブラケット４２に対し、枢支ボルト６８を中心として上下方向に揺動させることが可能になる。

【0080】

チルト用アクチュエータ１６は、チルト用モータ６９と、チルト用送りねじ装置７０とを備える。

【0081】

チルト用モータ６９は、図示しないモータ出力軸を前後方向に向けて、変位側支持フレーム５０を構成する一方の支持壁部５２に固定されている。

【0082】

チルト用送りねじ装置７０は、図示しないチルト用ねじ軸と、チルト用ナットとを備える。チルト用ねじ軸は、軸方向を上下方向に向けて配置されており、図示しないウォーム減速機などの減速機構を介して、チルト用モータ６９により回転駆動される。チルト用ねじ軸は、一方の支持壁部５２に対し回転のみ可能に支持されている。チルト用ナットは、チルト用ねじ軸に螺合しており、アウタコラム５３の幅方向の側面に枢支されている。すなわち、チルト用アクチュエータ１６は、チルト用モータ６９を回転駆動することにより、チルト用ナットをチルト用ねじ軸の軸方向に変位させることで、アウタコラム５３を変位ブラケット４５に対し上下方向に相対変位させる。

【0083】

《ステアリングホイールの位置調整方法》
本例の位置調整装置１０により、ステアリングホイール２の前後位置を調整するには、ロア側テレスコ用アクチュエータ１４又は／及びアッパ側テレスコ用アクチュエータ１５を駆動する。そして、ロア側テレスコ用アクチュエータ１４を駆動した場合には、変位ブラケット４５を固定ブラケット４４に対し前後方向に相対変位させ、アウタコラム５３をロア側インナコラム５４に対して前後方向に相対変位させる。これに対し、アッパ側テレスコ用アクチュエータ１５を駆動した場合には、アッパ側インナコラム５５をアウタコラム５３に対して前後方向に相対変位させる。これにより、ステアリングコラム１３の全長を伸縮させるとともに、ステアリングシャフト１２の全長を伸縮させることで、ステアリングホイール２の前後位置をドライバー操作範囲Ｘである前後位置調整範囲内で調整する。ステアリングホイール２の前後位置を所望の位置に調整した後は、ロア側テレスコ用アクチュエータ１４又は／及びアッパ側テレスコ用アクチュエータ１５の駆動を停止する。

【0084】

本例の位置調整装置１０により、ステアリングホイール２の上下位置を調整するには、チルト用アクチュエータ１６を駆動して、アウタコラム５３の後側部分を変位ブラケット４５に対し上下方向に変位させる。これにより、コラム本体４３の内側に回転自在に支持されたステアリングシャフト１２を揺動させ、ステアリングホイール２の上下位置を調整する。ステアリングホイール２の上下位置を所望の位置に調整した後は、チルト用アクチュエータ１６の駆動を停止する。
なお、ステアリングホイール２の前後位置の調整と上下位置の調整とは、同時に行うこともできるし、独立して（時間的に前後して）行うこともできる。

【0085】

さらに、本例の位置調整装置１０により、自動運転中に、ステアリングホイール２を前方に大きく退避させて、ステアリングホイール２を、ダッシュボードに格納する、又は運転者から遠ざけて配置するには、ロア側テレスコ用アクチュエータ１４及びアッパ側テレスコ用アクチュエータ１５のそれぞれを駆動する。これにより、変位ブラケット４５を固定ブラケット４４に対し前方に相対変位させ、アウタコラム５３をロア側インナコラム５４に対して前方に相対変位させるとともに、アッパ側インナコラム５５をアウタコラム５３に対して前方に相対変位させる。そして、ステアリングコラム１３の全長を縮めるとともに、ステアリングシャフト１２の全長を縮めることで、ステアリングホイール２を前方に大きく退避させる。ステアリングホイール２を前方に大きく退避させた後は、ロア側テレスコ用アクチュエータ１４及びアッパ側テレスコ用アクチュエータ１５のそれぞれの駆動を停止する。

【0086】

〈反力発生装置〉
反力発生装置１１は、位置調整装置１０の前方に配置されており、位置調整装置１０に対して固定されている。反力発生装置１１は、制御装置６によって制御されており、ステアリングホイール２の舵角や車速などの運転状況に応じた大きさ及び方向の操舵反力を、ステアリングホイール２に付与する。

【0087】

反力発生装置１１は、ギヤハウジング７１と、反力付与モータ７２と、ウォーム減速機７３と、出力シャフト２８と、トーションバー３０とを備える。

【0088】

ギヤハウジング７１は、位置調整装置１０を構成するロア側インナコラム５４の前側の端部に固定されている。また、ギヤハウジング７１の内側には、ステアリングシャフト１２を構成するインナシャフト１８の前側の端部が挿入されている。これにより、ギヤハウジング７１の内側に、インナシャフト１８の前側の端部に備えられた雄ストッパ部２７が配置されている。

【0089】

反力付与モータ７２は、ギヤハウジング７１に対して支持固定されている。反力付与モータ７２の回転は、ウォーム減速機７３、出力シャフト２８及びトーションバー３０を介して、ステアリングシャフト１２に伝達される。

【0090】

ウォーム減速機７３は、ウォームと、ウォームホイール７５とを備える。ウォームは、反力付与モータ７２の図示しないモータ出力軸に接続されている。ウォームホイール７５は、出力シャフト２８に外嵌されている。

【0091】

出力シャフト２８は、軸方向を前後方向に向けて配置され、ギヤハウジング７１の内側に回転自在に支持されている。出力シャフト２８は、ステアリングシャフト１２を構成するインナシャフト１８と同軸に配置されている。出力シャフト２８は、インナシャフト１８に対し、トーションバー３０を介して連結されている。インナシャフト１８の前側の端部の周囲には、運転者からステアリングホイール２に入力された操舵トルクを測定するためのトルクセンサ７が配置されている。

【0092】

反力発生装置１１により、ステアリングホイール２に操舵反力を付与するには、たとえば、操舵トルク、操舵角、車速などの運転状況を示す各種信号に基づいて、制御装置６により反力付与モータ７２を駆動する。反力付与モータ７２の回転は、ウォーム減速機７３を介して出力シャフト２８に伝達され、トーションバー３０及びステアリングシャフト１２を介して、ステアリングホイール２に操舵反力として付与される。

【0093】

以上のような本例のステアリング装置１を構成するインナシャフト１８によれば、重量の増大を抑制しつつ、ステアリングシャフト１２の伸縮ストローク量を大きくすることができ、かつ、全ストローク範囲で、ステアリングシャフト１２の伸縮動作時における摺動抵抗の低減を図れる。

【0094】

すなわち、本例では、インナシャフト１８の外周面に備えられたスプライン２２のうちで、ステアリングホイール２の前後位置がドライバー操作範囲Ｘに位置している場合に、雌スプライン部３５とスプライン係合する部分にのみ、金属製の雄スプライン部２３を設けている。スプライン２２のうちで、ステアリングホイール２の前後位置がドライバー非操作範囲Ｙに位置している場合に、雌スプライン部３５とスプライン係合する部分には、金属製の雄スプライン部２３を設けずに、雄スプライン部２３の周囲に形成された樹脂コーティング層３１の断面輪郭形状と同じ断面輪郭形状を有する合成樹脂製の樹脂雄スプライン部３２を設けている。また、このような樹脂雄スプライン部３２を、雄スプライン部２３よりも断面積の小さい非スプライン部２４の周囲に形成している。

【0095】

したがって、本例によれば、雄スプライン部２３の全長を長くする場合に比べて、インナシャフト１８の重量の増大を抑制しつつ、ステアリングシャフト１２の伸縮ストローク量を大きくできる。さらに、ステアリングホイール２の前後位置がドライバー操作範囲Ｘに位置している場合には、雄スプライン部２３と雌スプライン部３５とを樹脂コーティング層３１を介してスプライン係合させることができる。また、ステアリングホイール２の前後位置がドライバー非操作範囲Ｙに位置している場合には、樹脂雄スプライン部３２と雌スプライン部３５とをスプライン係合させることができる。したがって、ステアリングシャフト１２の全ストローク範囲で、ステアリングシャフト１２の伸縮動作時における摺動抵抗の低減を図ることができる。さらに、本例では、雄スプライン部２３の全長を長くする必要がないため、インナシャフト１８の加工コストの上昇を抑えることもできる。

【0096】

また、本例では、インナシャフト１８を製造する際に、トーションバー３０の過大な捩れを防止するための雄ストッパ部２７を利用して、シャフト本体２０と金型３６との位相合わせを行うことができる。このため、シャフト本体２０に、位相合わせを行うための専用部位を設ける必要がないので、インナシャフト１８の製造コストの低減を図れる。

【0097】

［実施の形態の第２例］
実施の形態の第２例について、図１０及び図１１を用いて説明する。

【0098】

本例では、インナシャフト１８ａの構造のみを、実施の形態の第１例の構造から変更している。

【0099】

本例のインナシャフト１８ａを構成するシャフト本体２０ａは、軸方向一方側から順に、小径軸部７６と、雄スプライン部２３と、非スプライン部２４と、露出軸部２５とを有する。小径軸部７６は、雄スプライン部２３の軸方向一方側に隣接して配置されており、シャフト本体２０ａの軸方向一方側の端部に備えられている。

【0100】

小径軸部７６は、雄スプライン部２３の歯底円直径ｄ_ｂよりも小さい外径Ｄ_７６を有している（ｄ_ｂ＜Ｄ_７６）。本例では、小径軸部７６は、円形の断面形状を有している。つまり、小径軸部７６は、非スプライン部２４の外径Ｄ_２４よりも小さい外径Ｄ_７６を有する、丸棒形状を有している。本発明を実施する場合に、小径軸部の断面形状と非スプライン部の断面形状とを互いに異ならせることもできる。また、小径軸部７６の軸方向寸法は、雄スプライン部２３の軸方向寸法よりも十分に短い。

【0101】

樹脂被覆部２１ａは、シャフト本体２０ａのうちで、雄スプライン部２３及び非スプライン部２４だけでなく、小径軸部７６を覆っている。樹脂被覆部２１ａは、小径軸部７６の周囲に、樹脂抜け止め部７７を有する。

【0102】

樹脂抜け止め部７７は、小径軸部７６の円筒面状の表面全体を覆っている。樹脂抜け止め部７７は、雄スプライン部２３を覆った樹脂コーティング層３１の軸方向一方側に隣接して配置されており、樹脂コーティング層３１と軸方向につながっている。このため、樹脂抜け止め部７７と樹脂コーティング層３１と樹脂雄スプライン部３２とは、一体に構成されている。樹脂抜け止め部７７の軸方向寸法は、小径軸部７６の軸方向寸法と同じである。

【0103】

樹脂抜け止め部７７は、インナシャフト１８ａの軸方向に伸長する複数の樹脂歯７７ａを、円周方向に等ピッチで配置することで構成されている。樹脂歯７７ａは、金属製の雄スプライン歯２３ａと同数備えられており、かつ、雄スプライン歯２３ａと同一ピッチで配置されている。このため、樹脂歯７７ａと雄スプライン歯２３ａとの円周方向に関する位相は、互いに一致している。

【0104】

樹脂歯７７ａの歯厚及び歯丈は、軸方向にわたり一定である。具体的には、樹脂歯７７ａの歯厚は、樹脂雄スプライン歯３２ａの歯幅に等しい。また、樹脂歯７７ａの歯丈は、樹脂雄スプライン歯３２ａの歯丈に等しい。このため、樹脂歯７７ａの歯先面、歯底面及び側面のそれぞれは、樹脂コーティング層３１により覆われた状態の雄スプライン歯２３ａの歯先面、歯底面及び側面のそれぞれと、軸方向に滑らかにつながっている。したがって、インナシャフト１８の中心軸に直交する仮想平面に関して、樹脂抜け止め部７７の断面輪郭形状は、樹脂コーティング層３１及び樹脂雄スプライン部３２のそれぞれの断面輪郭形状と同じである。このため、樹脂歯７７ａは、スプライン２２ａの軸方向一方側の端部を構成している。ただし、本発明を実施する場合に、樹脂抜け止め部の外周面から樹脂歯を省略することもできる。

【0105】

以上のような本例のインナシャフト１８ａについても、実施の形態の第１例と同様の製造方法（インジェクション成形）により製造することができる。

【0106】

本例では、シャフト本体２０ａの軸方向一方側の端部に、雄スプライン部２３の歯底円直径よりも外径の小さい小径軸部７６を設け、該小径軸部７６の周囲に樹脂抜け止め部７７を形成している。このため、樹脂抜け止め部７７の軸方向他方側の端面を、雄スプライン部２３の軸方向一方側の端面に突き当てることで、樹脂被覆部２１ａが、シャフト本体２０ａに対して軸方向他方側に抜け出る（相対変位する）ことを有効に防止できる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。

【0107】

［実施の形態の第３例］
実施の形態の第３例について、図１２を用いて説明する。

【0108】

本例では、シャフト本体２０ｂの構造のみを、実施の形態の第１例の構造から変更している。

【0109】

本例のシャフト本体２０ｂは、露出軸部２５を構成する延長軸部２６の円周方向一部に、位相決め凹部７８を有する。

【0110】

本例のインナシャフト１８ｂを製造する際には、延長軸部２６に備えられた位相決め凹部７８に、第１金型３８ａに備えられた位相決め凸部７９を凹凸係合させた状態で、シャフト本体２０ｂのうちの雄スプライン部２３及び非スプライン部２４を、金型３６ａのキャビティ３７内に配置する。これにより、シャフト本体２０ｂと金型３６ａとの位相合わせを行う。

【0111】

以上のような本例では、シャフト本体２０ｂの軸方向他方側の端部に備えられた雄ストッパ部２７ではなく、シャフト本体２０ｂの軸方向中間部に備えられた位相決め凹部７８を利用して金型３６ａに対する位相決めを行うことができる。このため、金型３６ａの小型化を図ることができる。したがって、インナシャフト１８ｂの製造コストの低減を図れる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。

【0112】

［実施の形態の第４例］
実施の形態の第４例について、図１３を用いて説明する。

【0113】

本例では、インナシャフト１８の製造方法のみが、実施の形態の第１例の製造方法と異なる。

【0114】

本例の場合にも、先ず、炭素鋼などの金属製で円柱状の素材に切削加工を施した後、冷間鍛造、ホブ加工及び転造加工などの塑性加工（スプライン加工）を施す。これにより、図１４の下側から順に、雄スプライン部２３、非スプライン部２４、露出軸部２５を有する、シャフト本体２０を製造する。

【0115】

その後、流動浸漬法及び切削加工を施すことで、シャフト本体２０の外周面に樹脂被覆部２１を形成する工程を行う。このために先ず、図１４の（Ａ）に示すように、シャフト本体２０のうちの雄スプライン部２３及び非スプライン部２４を、溶融した合成樹脂である溶融樹脂８０の中に浸漬する工程を行う。これにより、図１４の（Ｂ）に示すように、シャフト本体２０の外周面の下側半部に、樹脂被覆中間材８１を形成する。

【0116】

その後、樹脂被覆中間材８１の外周面に、シェービング加工やブローチ加工などの切削加工を施すことで、樹脂被覆中間材８１から樹脂被覆部２１を形成する工程を行う。このために、図１４の（Ｃ）に示すように、下側半部が樹脂被覆中間材８１により覆われたシャフト本体２０を、切削加工設備８２にセットする。この際、露出軸部２５に備えられた雄ストッパ部２７を利用して、切削工具８３の内周面に備えられた凹凸形状のスプライン加工部８４と雄スプライン部２３との円周方向に関する位相を一致させる。具体的には、雄ストッパ部２７を構成する雄側溝部２７ｂの一箇所乃至複数箇所に、切削加工設備８２に備えられた位相決めピン８５を係合させることで、雄スプライン部２３とスプライン加工部８４との位相を一致させる。

【0117】

その後、切削工具８３を、シャフト本体２０に対して図１４の上側に相対移動させることで、切削工具８３の内周面に備えられたスプライン加工部８４により、樹脂被覆中間材８１の外周面を切削する。これにより、樹脂被覆中間材８１の外周面にスプライン２２を加工して、樹脂被覆部２１を形成する。本例では、このようにして、シャフト本体２０と樹脂被覆部２１とからなるインナシャフト１８を製造する。

【0118】

以上のような製造方法によりインナシャフト１８を製造する本例では、実施の形態の第１例の製造方法のように、金型を使用する必要がないため、インナシャフト１８の製造コストの低減を図れる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。

【0119】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、実施の形態の各例の構造は、矛盾を生じない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。

【0120】

実施の形態の各例においては、インナシャフトのシャフト本体を構成する非スプライン部が、円形の断面形状を有する場合について説明したが、本発明を実施する場合には、非スプライン部の断面形状は、円形に限らず、欠円形、多角形、歯車形など、非円形とすることもできる。このように、非スプライン部の断面形状を、非円形とした場合には、非スプライン部に対して樹脂雄スプライン部が相対回転することを有効に防止できる。また、非スプライン部の外周面の円周方向一部又は複数箇所に、突起部又は／及び凹溝部を設けることで、非スプライン部に対する樹脂雄スプライン部の相対回転を防止することもできる。

【0121】

本発明は、ステアバイワイヤ式のステアリング装置に限らず、リトラクタブル式のステアリング装置に適用することもできる。また、本発明は、ステアリングホイールを電動式に移動させる構造に限らず、ステアリングホイールを手動式に移動させる構造に適用することもできる。

【符号の説明】

【0122】

１ ステアリング装置
２ ステアリングホイール
３ 操舵ユニット
４ 操舵輪
５ 転舵ユニット
６ 制御装置
７ トルクセンサ
８ 転舵用アクチュエータ
９ タイロッド
１０ 位置調整装置
１１ 反力発生装置
１２ ステアリングシャフト
１３ ステアリングコラム
１４ ロア側テレスコ用アクチュエータ
１５ アッパ側テレスコ用アクチュエータ
１６ チルト用アクチュエータ
１７ａ、１７ｂ 転がり軸受
１８、１８ａ、１８ｂ インナシャフト
１９ アウタシャフト
２０、２０ａ、２０ｂ シャフト本体
２１ 樹脂被覆部
２２、２２ａ スプライン
２３ 雄スプライン部
２３ａ 雄スプライン歯
２４ 非スプライン部
２５ 露出軸部
２６ 延長軸部
２７ 雄ストッパ部
２７ａ 雄側歯部
２７ｂ 雄側溝部
２８ 出力シャフト
２９ 雌ストッパ部
３０ トーションバー
３１ 樹脂コーティング層
３２ 樹脂雄スプライン部
３２ａ 樹脂雄スプライン歯
３３ 小径筒部
３４ 大径筒部
３５ 雌スプライン部
３５ａ 雌スプライン歯
３６、３６ａ 金型
３７ キャビティ
３８、３８ａ 第１金型
３９ 第２金型
４０ スプライン成形部
４１ ゲート
４２ ブラケット
４３ コラム本体
４４ 固定ブラケット
４５ 変位ブラケット
４６ 固定板部
４７ 固定側支持フレーム
４８ 取付ボルト
４９ 変位板部
５０ 変位側支持フレーム
５１ リニアガイド
５２ 支持壁部
５３ アウタコラム
５４ ロア側インナコラム
５５ アッパ側インナコラム
５６ スリット
５７ ねじ孔
５８ スクリュープラグ
５９ ロア側テレスコ用モータ
６０ ロア側送りねじ装置
６１ ロア側ねじ軸
６２ ロア側ナット
６３ アッパ側テレスコ用モータ
６４ アッパ側送りねじ装置
６５ アッパ側ねじ軸
６６ アッパ側ナット
６７ コネクタ部材
６８ 枢支ボルト
６９ チルト用モータ
７０ チルト用送りねじ装置
７１ ギヤハウジング
７２ 反力付与モータ
７３ ウォーム減速機
７５ ウォームホイール
７６ 小径軸部
７７ 樹脂抜け止め部
７７ａ 樹脂歯
７８ 位相決め凹部
７９ 位相決め凸部
８０ 溶融樹脂
８１ 樹脂被覆中間材
８２ 切削加工設備
８３ 切削工具
８４ スプライン加工部
８５ 位相決めピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】