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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-18
(45)【発行日】2024-12-26
(54)【発明の名称】ステアリングシャフトの製造方法
(51)【国際特許分類】
F16C 3/03 20060101AFI20241219BHJP
F16D 1/02 20060101ALI20241219BHJP
B62D 1/18 20060101ALI20241219BHJP
【ＦＩ】
F16C3/03
F16D1/02 210
B62D1/18
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021031696
(22)【出願日】2021-03-01
(65)【公開番号】P2022132939
(43)【公開日】2022-09-13
【審査請求日】2024-02-22
(73)【特許権者】
【識別番号】523207386
【氏名又は名称】ＮＳＫステアリング＆コントロール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森山 誠一
(72)【発明者】
【氏名】狩野 哲也
(72)【発明者】
【氏名】小池 康男
【審査官】倉田 和博
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１８１９９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１４５９４５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｃ ３／０３
Ｆ１６Ｄ １／０２
Ｂ６２Ｄ １／００－１／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
中空状のシャフト、及び前記シャフトが圧入される被圧入部材と、を備えるステアリングシャフトの製造方法であって、治具によって前記シャフトを前記被圧入部材に圧入する圧入工程を備え、
前記シャフトは、
前記被圧入部材とは反対側にある環状の端面と、
前記端面に対して前記被圧入部材側に配置される環状の第１段差面と、
前記端面と前記第１段差面との間に配置される環状の第２段差面と、
を備え、
前記治具は、
前記圧入工程において前記端面に面するベースと、
前記圧入工程において前記第１段差面に面する第１スリーブと、
前記ベースと前記第１スリーブとの間に配置され、前記圧入工程において前記第２段差面に面する第２スリーブと、
前記第１スリーブと前記第２スリーブとの間に配置される第１スプリングと、
前記第２スリーブと前記ベースとの間に配置される第２スプリングと、
を備え、
前記圧入工程において、前記第１スリーブが前記第１段差面に接した後に前記第２スリーブが前記第２段差面に接し、前記第２スリーブが前記第２段差面に接した後に前記ベースが前記端面に接する
ステアリングシャフトの製造方法。
【請求項2】
前記治具は、前記ベースから前記第１スリーブの方向に延びる筒状のガイド部を備え、前記圧入工程において、前記シャフトは、前記ガイド部の内周面に沿って前記ガイド部に挿入される
請求項１に記載のステアリングシャフトの製造方法。
【請求項3】
前記シャフトは、軸方向に延びる複数の第１歯を備え、前記ガイド部は、複数の前記第１歯と噛み合う複数の第２歯を備える
請求項２に記載のステアリングシャフトの製造方法。
【請求項4】
前記治具は、前記ベースに固定され且つ前記第２スプリング、前記第２スリーブ、前記第１スプリング及び前記第１スリーブを貫通する心棒を備える請求項１から３のいずれか１項に記載のステアリングシャフトの製造方法。
【請求項5】
前記心棒は、前記第１スリーブの内径よりも大きい外径を有するフランジ部を先端に備える請求項４に記載のステアリングシャフトの製造方法。
【請求項6】
前記心棒は、前記第１スリーブを貫通する大径部と、前記第２スリーブを貫通する小径部と、を備え、前記大径部の外径は、前記第２スリーブの内径よりも大きい
請求項４又は５に記載のステアリングシャフトの製造方法。
【請求項7】
前記大径部の軸方向の長さは、前記第１スリーブが前記第１段差面に接してから前記ベースが前記端面に接するまでの間に生じる前記第１スプリングの変位と前記第２スプリングの変位の和よりも大きい請求項６に記載のステアリングシャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ステアリングシャフトの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
車両には、操作者（運転者）のステアリングホイールに対する操作を車輪に伝えるための装置としてステアリング装置が設けられている。ステアリング装置は、車輪を動かすステアリングギヤと、ステアリングホイールに加えられたトルクをステアリングギヤに伝達する複数のステアリングシャフトと、を備えている。走行時における振動を吸収するため、又は縮めた状態で車両に組み込むため等の理由から、ステアリングシャフトは、伸縮できる構造を有する場合がある。
【0003】
特許文献１には、伸縮するシャフトの一例が記載されている。特許文献１の伸縮自在シャフトは、コーティング層で覆われる雄スプライン部を有するインナシャフトと、当該雄スプライン部と噛み合う雌スプラインを有するアウタチューブと、を備える。雄スプライン部が雌スプラインに対してスライドする時のがたつきを小さくするため、インナシャフトとアウタチューブは、締め代を有する状態（アウタチューブがインナシャフトを締め付けた状態）で連結される。一方、インナシャフトとアウタチューブとの間の摺動抵抗は、インナシャフトとアウタチューブとの相対位置によらずに一定であることが望ましい。しかし、雄スプライン部又は雌スプラインの寸法にバラツキがある場合、相対位置によってインナシャフトとアウタチューブとの間の締め代が変化する。雄スプラインの剛性が高い場合、締め代の変化に対する、インナシャフトとアウタチューブとの間の摺動抵抗の変化率が大きくなりやすい。特許文献１では、インナシャフトが中空部材であることによって、締め代の変化に対する摺動抵抗の変化率を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１７－１４５９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、ステアリングシャフトの製造工程において、インナシャフトは、他の部材（被圧入部材）に圧入される。しかし、インナシャフトが中空部材であるため、圧入荷重が掛かる雄スプライン部の端面周辺が変形することがある。その結果、ステアリングシャフトの歩留まりが低下する。
【0006】
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、被圧入部材に圧入される中空のシャフトの変形を抑制できるステアリング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】
【0007】
上記の目的を達成するため、本開示のステアリングシャフトの製造方法は、中空状のシャフト、及び前記シャフトが圧入される被圧入部材と、を備えるステアリングシャフトの製造方法であって、治具によって前記シャフトを前記被圧入部材に圧入する圧入工程を備え、前記シャフトは、前記被圧入部材とは反対側にある環状の端面と、前記端面に対して前記被圧入部材側に配置される環状の第１段差面と、前記端面と前記第１段差面との間に配置される環状の第２段差面と、を備え、前記治具は、前記圧入工程において前記端面に面するベースと、前記圧入工程において前記第１段差面に面する第１スリーブと、前記ベースと前記第１スリーブとの間に配置され、前記圧入工程において前記第２段差面に面する第２スリーブと、前記第１スリーブと前記第２スリーブとの間に配置される第１スプリングと、前記第２スリーブと前記ベースとの間に配置される第２スプリングと、を備え、前記圧入工程において、前記第１スリーブが前記第１段差面に接した後に前記第２スリーブが前記第２段差面に接し、前記第２スリーブが前記第２段差面に接した後に前記ベースが前記端面に接する。
【0008】
これにより、治具に加えられる圧入力が、シャフトの３か所（第１段差面、第２段差面、及び端面）に分散して伝達される。このため、端面のみに圧入力をかける場合と比較して、端面の周辺部の変形が抑制される。したがって、本開示のステアリングシャフトの製造方法は、被圧入部材に圧入される中空のシャフトの変形を抑制できる。
【0009】
上記のステアリングシャフトの製造方法の望ましい態様として、前記治具は、前記ベースから前記第１スリーブの方向に延びる筒状のガイド部を備え、前記圧入工程において、前記シャフトは、前記ガイド部の内周面に沿って前記ガイド部に挿入される。
【0010】
これにより、圧入工程においてシャフトが治具に対して傾く可能性が低減する。したがって、本開示のステアリングシャフトの製造方法は、第１段差面、第２段差面、及び端面のそれぞれにおける圧力分布を、より均等にすることができる。
【0011】
上記のステアリングシャフトの製造方法の望ましい態様として、前記シャフトは、軸方向に延びる複数の第１歯を備え、前記ガイド部は、複数の前記第１歯と噛み合う複数の第２歯を備える。
【0012】
これにより、治具を回転させることによって、シャフトを回転させることが可能である。このため、本開示のステアリングシャフトの製造方法は、圧入工程において、シャフト及び被圧入部材の相対角度の調整を容易にすることができる。
【0013】
上記のステアリングシャフトの製造方法の望ましい態様として、前記治具は、前記ベースに固定され且つ前記第２スプリング、前記第２スリーブ、前記第１スプリング及び前記第１スリーブを貫通する心棒を備える。
【0014】
これにより、第２スプリング、第２スリーブ、第１スプリング及び第１スリーブを一直線上に配置することが容易になる。本開示のステアリングシャフトの製造方法は、圧入工程の作業をより容易にすることができる。
【0015】
上記のステアリングシャフトの製造方法の望ましい態様として、前記心棒は、前記第１スリーブの内径よりも大きい外径を有するフランジ部を先端に備える。
【0016】
これにより、治具において、第２スプリング、第２スリーブ、第１スプリング及び第１スリーブがベースから外れることが抑制される。本開示のステアリングシャフトの製造方法は、圧入工程の作業をより容易にすることができる。
【0017】
上記のステアリングシャフトの製造方法の望ましい態様として、前記心棒は、前記第１スリーブを貫通する大径部と、前記第２スリーブを貫通する小径部と、を備え、前記大径部の外径は、前記第２スリーブの内径よりも大きい。
【0018】
これにより、小径部と大径部との間の段差面によって第２スリーブを位置決めすることが可能である。このため、第１スプリング及び第２スプリングの弾性力のつり合いによって第２スリーブを位置決めする場合と比較して、第１スプリング及び第２スプリングの長さ及びばね定数に関する制約が少なくなる。したがって、本開示のステアリングシャフトの製造方法は、シャフトの３か所（第１段差面、第２段差面、及び端面）の荷重分担の調整をより容易にすることができる。
【0019】
上記のステアリングシャフトの製造方法の望ましい態様として、前記大径部の軸方向の長さは、前記第１スリーブが前記第１段差面に接してから前記ベースが前記端面に接するまでの間に生じる前記第１スプリングの変位と前記第２スプリングの変位の和よりも大きい。
【0020】
これにより、ベースが端面に接した時点で、第１スリーブは大径部に重なっている。このため、第１スリーブは、大径部から外れない。本開示のステアリングシャフトの製造方法は、圧入工程において第１スリーブががたつく可能性を低減できる。
【発明の効果】
【0021】
本開示のステアリングシャフトの製造方法は、被圧入部材に圧入される中空のシャフトの変形を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【0024】
（実施形態）
図１は、実施形態のステアリング装置の模式図である。図２は、実施形態のステアリング装置の斜視図である。図１に示すように、ステアリング装置８０は、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト１００と、操舵力アシスト機構８３と、を備える。
図１は、実施形態のステアリング装置の模式図である。図２は、実施形態のステアリング装置の斜視図である。図１に示すように、ステアリング装置８０は、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト１００と、操舵力アシスト機構８３と、を備える。
【0025】
図１に示すように、ステアリングシャフト１００は、第１シャフト８２と、第１ユニバーサルジョイント８４と、第２シャフト８５と、第２ユニバーサルジョイント８６と、第１シャフト８２は、入力軸８２ａと、出力軸８２ｂとを備える。入力軸８２ａの一端は、ステアリングホイール８１に接続される。入力軸８２ａの他端は、出力軸８２ｂに接続される。出力軸８２ｂの一端は、入力軸８２ａに接続される。出力軸８２ｂの他端は、第１ユニバーサルジョイント８４に接続される。
【0026】
図１に示すように、第２シャフト８５の一端は、第１ユニバーサルジョイント８４に接続される。第２シャフト８５の他端は、第２ユニバーサルジョイント８６に接続される。第２シャフト８５は、インターミディエートシャフトとも呼ばれる。ピニオンシャフト８７の一端は、第２ユニバーサルジョイント８６に接続される。ピニオンシャフト８７の他端は、ステアリングギヤ８８に接続される。第１ユニバーサルジョイント８４及び第２ユニバーサルジョイント８６は、例えばカルダンジョイントである。第１シャフト８２の回転は、第２シャフト８５を介してピニオンシャフト８７に伝わる。第２ユニバーサルジョイント８６は、ピニオンシャフト８７に接続される。
【0027】
図１に示すように、ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａと、ラック８８ｂとを備える。ピニオン８８ａは、ピニオンシャフト８７に接続される。ラック８８ｂは、ピニオン８８ａに噛み合う。ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａに伝達された回転運動をラック８８ｂで直進運動に変換する。ラック８８ｂは、タイロッド８９に接続される。ラック８８ｂが移動することで車輪の角度が変化する。
【0028】
図１に示すように、操舵力アシスト機構８３は、減速装置９２と、電動モータ９３と、を備える。減速装置９２は、例えばウォーム減速装置である。電動モータ９３で生じたトルクは、減速装置９２の内部のウォームを介してウォームホイールに伝達され、ウォームホイールを回転させる。減速装置９２は、ウォーム及びウォームホイールによって、電動モータ９３で生じたトルクを増加させる。減速装置９２は、出力軸８２ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、ステアリング装置８０は、コラムアシスト方式である。
【0029】
図１に示すように、ステアリング装置８０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０と、トルクセンサ９４と、車速センサ９５と、を備える。電動モータ９３、トルクセンサ９４及び車速センサ９５は、ＥＣＵ９０と電気的に接続される。トルクセンサ９４は、入力軸８２ａに伝達された操舵トルクをＣＡＮ（Controller Area Network）通信によりＥＣＵ９０に出力する。車速センサ９５は、ステアリング装置８０が搭載される車体の走行速度（車速）を検出する。車速センサ９５は、車体に備えられ、車速をＣＡＮ通信によりＥＣＵ９０に出力する。
【0030】
ＥＣＵ９０は、電動モータ９３の動作を制御する。ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９４及び車速センサ９５のそれぞれから信号を取得する。ＥＣＵ９０には、イグニッションスイッチ９８がオンの状態で、電源装置９９（例えば車載のバッテリ）から電力が供給される。ＥＣＵ９０は、操舵トルク及び車速に基づいて補助操舵指令値を算出する。ＥＣＵ９０は、補助操舵指令値に基づいて電動モータ９３へ供給する電力値を調節する。ＥＣＵ９０は、電動モータ９３から誘起電圧の情報又は電動モータ９３に設けられたレゾルバ等から出力される情報を取得する。ＥＣＵ９０が電動モータ９３を制御することで、ステアリングホイール８１の操作に要する力が小さくなる。
【0031】
図３は、実施形態のインターミディエートシャフトの断面図である。図３に示すように、第２シャフト８５は、アウタチューブ１０と、インナシャフト２０と、を備える。アウタチューブ１０は、金属で形成される中空状の部材である。アウタチューブ１０は、略円筒状である。アウタチューブ１０は、第２ユニバーサルジョイント８６と接続される。インナシャフト２０は、金属で形成される中空状の部材である。インナシャフト２０は、略円筒状である。インナシャフト２０は、第１ユニバーサルジョイント８４と接続される。アウタチューブ１０及びインナシャフト２０は、軸方向において相対的に移動可能である。これにより、車両の走行時における振動が吸収される。また、第２シャフト８５を縮めた状態で車両に組み込むことが可能となる。
【0032】
以下の説明において、第２シャフト８５の回転軸Ｚに沿う方向は、単に軸方向と記載される。回転軸Ｚの中心を通り且つ軸方向に対して直交する直線に沿う方向は、単に径方向と記載される。径方向は、放射方向とも呼ばれる。回転軸Ｚを中心とした円周に沿う方向は、単に周方向と記載される。周方向は、回転軸Ｚを中心とした円の接線方向ということもできる。また、第１ユニバーサルジョイント８４から第２ユニバーサルジョイント８６に向かう方向は、単に前方と記載される。前方は、図３における左方向である。第２ユニバーサルジョイント８６から第１ユニバーサルジョイント８４に向かう方向は、単に後方と記載される。後方は、図３における右方向である。
【0033】
図３に示すように、アウタチューブ１０は、本体部１１と、雌スプライン部１３と、を備える。本体部１１は、第２ユニバーサルジョイント８６と接続される。本体部１１の外径は、後方に向かって小さくなっている。雌スプライン部１３は、本体部１１の後方に配置される。雌スプライン部１３の外径は、略一定である。雌スプライン部１３は、内周面に複数の歯１３１を備える。歯１３１は、軸方向に延びている。複数の歯１３１は、周方向において等間隔に配置される。
【0034】
図３に示すように、インナシャフト２０は、本体部２１と、雄スプライン部２３と、を備える。本体部２１は、第１ユニバーサルジョイント８４と接続される。本体部２１は、第１ユニバーサルジョイント８４のヨーク８４１に圧入される。本体部２１の外径は、略一定である。雄スプライン部２３は、本体部２１の前方に配置される。雄スプライン部２３の外径は、本体部２１の外径よりも大きく、略一定である。雄スプライン部２３の外周面には、樹脂コーティングが施される。雄スプライン部２３は、雌スプライン部１３に挿入され、雌スプライン部１３に嵌まる。雄スプライン部２３は、雌スプライン部１３に対して締め代を有する状態で連結される。締め代を有する状態とは、連結する前の雄スプライン部２３の外径が雌スプライン部１３の内径よりも大きい状態を意味する。言い換えると、雄スプライン部２３は、雌スプライン部１３に圧入される。これにより、雄スプライン部２３が雌スプライン部１３に対してスライドする時のがたつきが小さくなる。雄スプライン部２３と雌スプライン部１３との間には、潤滑剤が配置される。潤滑剤は、例えばグリースである。
【0035】
図３に示すように、雄スプライン部２３は、薄肉部２３２と、厚肉部２３１と、複数の歯２３０と、端面２３５と、第１段差面２３６と、第２段差面２３７と、を備える。薄肉部２３２は、雌スプライン部１３のうち前方端部に配置される。薄肉部２３２の外径及び内径は、略一定である。厚肉部２３１は、薄肉部２３２の後方に配置される。厚肉部２３１の外径及び内径は、略一定である。厚肉部２３１の外径は、薄肉部２３２の外径と同じである。厚肉部２３１の内径は、薄肉部２３２の内径よりも小さい。複数の歯２３０は、薄肉部２３２及び厚肉部２３１の外周面に設けられる。歯２３０は、軸方向に延びている。複数の歯２３０は、周方向において等間隔に配置される。複数の歯２３０は、アウタチューブ１０の複数の歯１３１と噛み合う。複数の歯２３０は、例えばセレーションである。
【0036】
端面２３５は、薄肉部２３２の前方端部にある前方を向いた端面である。端面２３５は、インナシャフト２０のうちヨーク８４１とは反対側にある端面であるともいえる。端面２３５は、回転軸Ｚを中心とした環状である。第１段差面２３６は、雄スプライン部２３の内周面の一部である。第１段差面２３６は、端面２３５に対して後方（ヨーク８４１側）に配置される。第１段差面２３６は、回転軸Ｚを中心とした環状である。回転軸Ｚを含む断面において、第１段差面２３６は、回転軸Ｚに対して傾斜している。第１段差面２３６の直径は、後方（ヨーク８４１側）に向かって小さくなっている。第２段差面２３７は、雄スプライン部２３の内周面の一部である。第２段差面２３７は、端面２３５と第１段差面２３６との間に配置される。第２段差面２３７は、回転軸Ｚを中心とした環状である。回転軸Ｚを含む断面において、第２段差面２３７は、回転軸Ｚに対して傾斜している。第２段差面２３７の直径は、後方（第１段差面２３６側）に向かって小さくなっている。第２段差面２３７の最大直径は、第１段差面２３６の最大直径よりも大きく、端面２３５の最大直径よりも小さい。
【0037】
雄スプライン部２３又は雌スプライン１３の寸法にバラツキがある場合、相対位置によってインナシャフト２０とアウタチューブ１０との間の締め代が変化することがある。雄スプライン２３が例えば中実部材であり剛性が高い場合、締め代の変化に対する、インナシャフト２０とアウタチューブ１０との間の摺動抵抗の変化率が大きくなりやすい。これに対して、本実施形態のインナシャフト２０は、中空部材であることによって、剛性を下げやすい。これにより、本実施形態のステアリングシャフト１００は、締め代の変化に対する摺動抵抗の変化率を低減できる。一方、インナシャフト２０を第１ユニバーサルジョイント８４のヨーク８４１に圧入する時に、中空部材であるインナシャフト２０に変形が生じることがある。例えば、薄肉部２３２が変形することがある。このため、インナシャフト２０の剛性を低くすることと、インナシャフト２０をヨーク８４１に圧入する時の変形を抑制することと、を両立できるステアリングシャフトの製造方法が求められる。
【0038】
【0039】
上述したように、ステアリングシャフト１００を製造する時、インナシャフト２０は、第１ユニバーサルジョイント８４のヨーク８４１に圧入される。本実施形態のステアリングシャフト１００の製造方法は、第２シャフト８５をヨーク８４１に圧入する圧入工程を備える。圧入工程においては、図４に示す治具４０が使用される。図４に示すように、治具４０は、ベース４１と、ガイド部４２と、心棒４３と、第１スリーブ４５と、第２スリーブ４６と、第１スプリング４７と、第２スプリング４８と、を備える。
【0040】
図４に示すように、ベース４１は、円筒状の部材である。ベース４１は、内周面にねじ山を備える。すなわち、ベース４１の穴は、雌ねじである。ベース４１は、圧入工程においてインナシャフト２０の端面２３５に面する第３押圧面４１１を備える。
【0041】
ガイド部４２は、ベース４１から延びる円筒状の部材である。ガイド部４２は、ベース４１と一体に形成されている。ガイド部４２は、ベース４１とは反対側の端部に、インナシャフト２０が挿入される開口を備える。ガイド部４２は、複数の歯４２０を内周面に備える。複数の歯４２０は、例えばセレーションである。圧入工程においてインナシャフト２０がガイド部４２に挿入される時、複数の歯４２０は、雄スプライン部２３の複数の歯２３０と噛み合う。
【0042】
心棒４３は、ベース４１に固定される棒である。心棒４３は、第２スプリング４８、第２スリーブ４６、第１スプリング４７及び第１スリーブ４５を貫通する。心棒４３は、大径部４３１と、小径部４３３と、固定部４３５と、フランジ部４３７と、を備える。大径部４３１は、円柱状であり、第１スプリング４７及び第１スリーブ４５を貫通する。小径部４３３は、大径部４３１のベース４１側に配置される。小径部４３３は、大径部４３１の外径よりも小さい外径を有する円柱状である。小径部４３３と大径部４３１との間には段差がある。小径部４３３は、第２スプリング４８及び第２スリーブ４６を貫通する。固定部４３５は、小径部４３３のベース４１側に配置される。固定部４３５は、ねじ山を外周面に備える。すなわち、固定部４３５は、雄ねじである。固定部４３５は、ベース４１の穴（雌ねじ）に取り付けられる。フランジ部４３７は、ベース４１とは反対側の端部に配置される。フランジ部４３７の外径は、大径部４３１の外径よりも大きい。フランジ部４３７の外径は、インナシャフト２０の本体部２１の内径以下である。
【0043】
第１スリーブ４５は、円筒状の部材である。第１スリーブ４５の内径は、大径部４３１の外径以上であり、且つフランジ部４３７の外径よりも小さい。第１スリーブ４５は、フランジ部４３７に接する。第１スリーブ４５は、圧入工程においてインナシャフト２０の第１段差面２３６に面する第１押圧面４５１を備える。第１押圧面４５１は、ベース４１の中心軸Ｃを中心とした環状である。中心軸Ｃを含む断面において、第１押圧面４５１は、中心軸Ｃに対して傾斜している。具体的には、中心軸Ｃを含む断面において第１押圧面４５１が中心軸Ｃになす角度は、１５°以上３０°以下であることが望ましい。第１押圧面４５１の直径は、ベース４１から離れるにしたがって小さくなっている。圧入工程においてインナシャフト２０がガイド部４２に挿入された状態において、中心軸Ｃは回転軸Ｚと略一致する。中心軸Ｃが回転軸Ｚと一致した状態において、第１押圧面４５１は、第１段差面２３６と平行になる。
【0044】
第２スリーブ４６は、円筒状の部材である。第２スリーブ４６の内径は、小径部４３３の外径以上であり、且つ大径部４３１の外径よりも小さい。第２スリーブ４６は、小径部４３３と大径部４３１との間の段差面に接する。第２スリーブ４６は、圧入工程においてインナシャフト２０の第２段差面２３７に面する第２押圧面４６１を備える。第２押圧面４６１は、中心軸Ｃを中心とした環状である。中心軸Ｃを含む断面において、第２押圧面４６１は、中心軸Ｃに対して傾斜している。具体的には、中心軸Ｃを含む断面において第２押圧面４６１が中心軸Ｃになす角度は、１５°以上３０°以下であることが望ましい。第２押圧面４６１の直径は、ベース４１から離れるにしたがって小さくなっている。中心軸Ｃが回転軸Ｚと一致した状態において、第２押圧面４６１は、第２段差面２３７と平行になる。
【0045】
第１スプリング４７は、第１スリーブ４５と第２スリーブ４６との間に配置される。第１スプリング４７の一端は、第１スリーブ４５に接する。第１スプリング４７の他端は、第２スリーブ４６に接する。
【0046】
第２スプリング４８は、第２スリーブ４６とベース４１との間に配置される。第２スプリング４８の一端は、第２スリーブ４６に接する。より具体的には、第２スプリング４８の一端は、第２スリーブ４６のベース４１側の表面に設けられる凹部に嵌まっている。第２スプリング４８の他端は、ベース４１に接する。より具体的には、第２スプリング４８の他端は、ベース４１の第２スリーブ４６側の表面に設けられる凹部に嵌まっている。
【0047】
図７から図１０は、本実施形態の圧入工程における治具及びインナシャフトの断面図である。図７に示すように、圧入工程において、インナシャフト２０の雄スプライン部２３が治具４０のガイド部４２に挿入される。雄スプライン部２３は、ガイド部４２の内周面に案内されながらガイド部４２の内部に入っていく。雄スプライン部２３の複数の歯２３０は、ガイド部４２の複数の歯４２０と噛み合う。第１スリーブ４５は、薄肉部２３２を通過し、厚肉部２３１の内部に入る。第２スリーブ４６は、薄肉部２３２の内部に入る。
【0048】
図７の状態から雄スプライン部２３がガイド部４２にさらに挿入されると、図８に示すように、第１スリーブ４５の第１押圧面４５１が第１段差面２３６に接する。これにより、治具４０に加えられる圧入力が、第１押圧面４５１を介してインナシャフト２０に伝達される。また、第１押圧面４５１が第１段差面２３６に接することによって、治具４０の中心軸Ｃがインナシャフト２０の回転軸Ｚに対してずれにくくなる。その後、フランジ部４３７及び大径部４３１が、インナシャフト２０の本体部２１の内部に入っていく。第１スリーブ４５と第２スリーブ４６に挟まれた第１スプリング４７が縮み始める。
【0049】
図８の状態から雄スプライン部２３がガイド部４２にさらに挿入されると、図９に示すように、第２スリーブ４６の第２押圧面４６１が第２段差面２３７に接する。これにより、治具４０に加えられる圧入力が、第２押圧面４６１を介してインナシャフト２０に伝達される。また、第２押圧面４６１が第２段差面２３７に接することによって、治具４０の中心軸Ｃがインナシャフト２０の回転軸Ｚに対してよりずれにくくなる。第１押圧面４５１が第１段差面２３６に接すると共に第２押圧面４６１が第２段差面２３７に接することによって、中心軸Ｃが回転軸Ｚに対して傾斜しにくくなる。その後、第２スリーブ４６とベース４１に挟まれた第２スプリング４８が縮み始める。
【0050】
図９の状態から雄スプライン部２３がガイド部４２にさらに挿入されると、図１０に示すように、ベース４１の第３押圧面４１１が端面２３５に接する。これにより、治具４０に加えられる圧入力が、第１押圧面４５１、第２押圧面４６１、及び第３押圧面４１１を介してインナシャフト２０に伝達される。
【0051】
具体的には、図９の状態において第１スプリング４７に生じる弾性力（第１スプリング４７の最大弾性力）は、図１０の状態において第２スプリング４８に生じる弾性力（第２スプリング４８の最大弾性力）よりも小さい。また、治具４０に加えられる圧入力は、第１スプリング４７の最大弾性力と第２スプリング４８の最大弾性力との和よりも大きい。これにより、治具４０に加えられる圧入力が、インナシャフト２０の３か所（第１段差面２３６、第２段差面２３７、及び端面２３５）に分散して伝達される。
【0052】
また、大径部４３１の軸方向の長さは、第１押圧面４５１が第１段差面２３６に接してから第３押圧面４１１が端面２３５に接するまでの間に生じる第１スプリング４７の変位と第２スプリング４８の変位の和よりも大きい。このため、図１０に示すように、第３押圧面４１１が端面２３５に接した時点において、第１スリーブ４５は大径部４３１に重なっている。第１スリーブ４５は、大径部４３１から外れない。
【0053】
なお、本実施形態のステアリングシャフトの製造方法は、必ずしもインナシャフト２０とヨーク８４１との組立に適用されなくてもよい。本実施形態のステアリングシャフトの製造方法は、中空状のシャフトと、シャフトが圧入される被圧入部材と、を備えるステアリングシャフトの製造に広く適用できる。インナシャフト２０はシャフトの一例にすぎず、ヨーク８４１は、被圧入部材の一例に過ぎない。例えば、被圧入部材は、トーションバー等であってもよい。
【0054】
治具４０の心棒４３は、必ずしも大径部４３１及び小径部４３３を備えていなくてよい。例えば、心棒４３において、第２スリーブ４６を保持する部分の直径が、第１スリーブ４５を保持する部分の直径と同じであってもよい。また、治具４０は、心棒４３を備えていなくてもよい。例えば、第１スリーブ４５、第１スプリング４７、第２スリーブ４６及び第２スプリング４８がガイド部４２に収納されていてもよい。
【0055】
以上で説明したように、本実施形態のステアリングシャフトの製造方法は、中空状のシャフト（インナシャフト２０）、及びシャフトが圧入される被圧入部材（ヨーク８４１）と、を備えるステアリングシャフト１００の製造方法である。本実施形態のステアリングシャフトの製造方法は、治具４０によってシャフトを被圧入部材に圧入する圧入工程を備える。シャフトは、被圧入部材とは反対側にある環状の端面２３５と、端面２３５に対して被圧入部材側に配置される環状の第１段差面２３６と、端面２３５と第１段差面２３６との間に配置される環状の第２段差面２３７と、を備える。治具４０は、ベース４１と、第１スリーブ４５と、第２スリーブ４６と、第１スプリング４７と、第２スプリング４８と、を備える。ベース４１は、圧入工程において端面２３５に面する。第１スリーブ４５は、圧入工程において第１段差面２３６に面する。第２スリーブ４６は、ベース４１と第１スリーブ４５との間に配置され、圧入工程において第２段差面２３７に面する。第１スプリング４７は、第１スリーブ４５と第２スリーブ４６との間に配置される。第２スプリング４８は、第２スリーブ４６とベース４１との間に配置される。圧入工程において、第１スリーブ４５が第１段差面２３６に接した後に第２スリーブ４６が第２段差面２３７に接し、第２スリーブ４６が第２段差面２３７に接した後にベース４１が端面２３５に接する。
【0056】
これにより、治具４０に加えられる圧入力が、シャフト（インナシャフト２０）の３か所（第１段差面２３６、第２段差面２３７、及び端面２３５）に分散して伝達される。このため、端面２３５のみに圧入力をかける場合と比較して、端面２３５の周辺部の変形が抑制される。したがって、本実施形態のステアリングシャフトの製造方法は、被圧入部材に圧入される中空のシャフトの変形を抑制できる。なお、第１スプリング４７の自然長が第１段差面２３６から第２段差面２３７までの長さより短い場合、圧入工程において、先に、第２スリーブ４６が第２段差面２３７に接することができる。しかしながら、第１スプリング４７の自然長が第１段差面２３６から第２段差面２３７までの長さより短いので、第２スリーブ４６が第２段差面２３７に接した後に第１スリーブ４５が第１段差面２３６に接することはできない。第２スリーブ４６が第２段差面２３７に接した後に第１スリーブ４５が第１段差面２３６に接する順では、端面２３５の周辺部の変形が抑制されにくい。
【0057】
本実施形態のステアリングシャフトの製造方法において、治具４０は、ベース４１から第１スリーブ４５の方向に延びる筒状のガイド部４２を備える。圧入工程において、シャフト（インナシャフト２０）は、ガイド部４２の内周面に沿ってガイド部４２に挿入される。
【0058】
これにより、圧入工程においてシャフト（インナシャフト２０）が治具４０に対して傾く可能性が低減する。したがって、本実施形態のステアリングシャフトの製造方法は、第１段差面２３６、第２段差面２３７、及び端面２３５のそれぞれにおける圧力分布を、より均等にすることができる。
【0059】
本実施形態のステアリングシャフトの製造方法において、シャフト（インナシャフト２０）は、軸方向に延びる複数の第１歯（歯２３０）を備える。ガイド部４２は、複数の第１歯（歯２３０）と噛み合う複数の第２歯（歯４２０）を備える。
【0060】
これにより、治具４０を回転させることによって、シャフト（インナシャフト２０）を回転させることが可能である。このため、本実施形態のステアリングシャフトの製造方法は、圧入工程において、シャフト（インナシャフト２０）及び被圧入部材（ヨーク８４１）の相対角度の調整を容易にすることができる。
【0061】
本実施形態のステアリングシャフトの製造方法において、治具４０は、ベース４１に固定され且つ第２スプリング４８、第２スリーブ４６、第１スプリング４７及び第１スリーブ４５を貫通する心棒４３を備える。
【0062】
これにより、第２スプリング４８、第２スリーブ４６、第１スプリング４７及び第１スリーブ４５を一直線上に配置することが容易になる。本実施形態のステアリングシャフトの製造方法は、圧入工程の作業をより容易にすることができる。
【0063】
本実施形態のステアリングシャフトの製造方法において、心棒４３は、第１スリーブ４５の内径よりも大きい外径を有するフランジ部４３７を先端に備える。
【0064】
これにより、治具４０において、第２スプリング４８、第２スリーブ４６、第１スプリング４７及び第１スリーブ４５がベース４１から外れることが抑制される。本実施形態のステアリングシャフトの製造方法は、圧入工程の作業をより容易にすることができる。
【0065】
本実施形態のステアリングシャフトの製造方法において、心棒４３は、第１スリーブ４５を貫通する大径部４３１と、第２スリーブ４６を貫通する小径部４３３と、を備える。大径部４３１の外径は、第２スリーブ４６の内径よりも大きい。
【0066】
これにより、小径部４３３と大径部４３１との間の段差面によって第２スリーブ４６を位置決めすることが可能である。このため、第１スプリング４７及び第２スプリング４８の弾性力のつり合いによって第２スリーブ４６を位置決めする場合と比較して、第１スプリング４７及び第２スプリング４８の長さ及びばね定数に関する制約が少なくなる。したがって、本実施形態のステアリングシャフトの製造方法は、シャフト（インナシャフト２０）の３か所（第１段差面２３６、第２段差面２３７、及び端面２３５）の荷重分担の調整をより容易にすることができる。
【0067】
本実施形態のステアリングシャフトの製造方法において、大径部４３１の軸方向の長さは、第１スリーブ４５が第１段差面２３６に接してからベース４１が端面２３５に接するまでの間に生じる第１スプリング４７の変位と第２スプリング４８の変位の和よりも大きい。
【0068】
これにより、ベース４１が端面２３５に接した時点で、第１スリーブ４５は大径部４３１に重なっている。このため、第１スリーブ４５は、大径部４３１から外れない。本実施形態のステアリングシャフトの製造方法は、圧入工程において第１スリーブ４５ががたつく可能性を低減できる。
【0069】
（変形例）
図１１は、変形例のステアリングシャフトの製造に用いられる治具の断面図である。図１２は、変形例の治具の分解斜視図である。図１３は、変形例の治具及びインナシャフトの分解斜視図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図１１は、変形例のステアリングシャフトの製造に用いられる治具の断面図である。図１２は、変形例の治具の分解斜視図である。図１３は、変形例の治具及びインナシャフトの分解斜視図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【0070】
図１２に示すように、インナシャフト３０は、中空状であって、本体部３１と、雄スプライン部３３と、突出部３５と、を備える。本体部３１は、第１ユニバーサルジョイント８４と接続される。本体部３１は、第１ユニバーサルジョイント８４のヨーク８４１に圧入される。本体部３１の外径は、略一定である。雄スプライン部３３は、本体部３１の前方に配置される。雄スプライン部３３の外径は、本体部３１の外径よりも大きく、略一定である。雄スプライン部３３の外周面には、樹脂コーティングが施される。雄スプライン部３３は、雌スプライン部１３（図３参照）に挿入され、雌スプライン部１３に嵌まる。雄スプライン部３３は、雌スプライン部１３に対して締め代を有する状態で連結される。雄スプライン部３３と雌スプライン部１３との間には、潤滑剤が配置される。潤滑剤は、例えばグリースである。
【0071】
図１２に示すように突出部３５は、雄スプライン部３３から前方に向かって突出している。突出部３５は、端面３５５と、第１段差面３５６と、第２段差面３５７と、を備える。
【0072】
端面３５５は、突出部３５の前方端部にある前方を向いた端面である。端面３５５は、インナシャフト３０のうちヨーク８４１とは反対側にある端面であるともいえる。端面３５５は、回転軸Ｚを中心とした環状である。第１段差面３５６は、突出部３５の外周面の一部である。第１段差面３５６は、端面３５５に対して後方（ヨーク８４１側）に配置される。第１段差面３５６は、回転軸Ｚを中心とした環状である。回転軸Ｚを含む断面において、第１段差面３５６は、回転軸Ｚに対して直交している。第２段差面３５７は、突出部３５の外周面の一部である。第２段差面３５７は、端面３５５と第１段差面３５６との間に配置される。第２段差面３５７は、回転軸Ｚを中心とした環状である。回転軸Ｚを含む断面において、第２段差面３５７は、回転軸Ｚに対して直交している。第２段差面３５７の最大直径は、第１段差面３５６の最大直径よりも小さく、端面３５５の最大直径よりも大きい。
【0073】
図１１に示すように、治具６０は、ベース６１と、ガイド部６２と、第１スリーブ６５と、第２スリーブ６６と、第１スプリング６７と、第２スプリング６８と、を備える。
【0074】
図１１に示すように、ベース６１は、円筒状の部材である。ベース６１は、内周面にねじ山を備える。すなわち、ベース６１の穴は、雌ねじである。ベース６１は、圧入工程においてインナシャフト２０の端面３５５に面する第３押圧面６１１を備える。
【0075】
ガイド部６２は、ベース６１から延びる円筒状の部材である。ガイド部６２は、ベース６１と一体に形成されている。ガイド部６２は、ベース６１とは反対側の端部に、インナシャフト３０が挿入される開口を備える。
【0076】
第１スリーブ６５は、円筒状の部材である。第１スリーブ６５は、圧入工程においてインナシャフト３０の第１段差面３５６に面する第１押圧面６５１を備える。第１押圧面６５１は、ベース６１の中心軸Ｃを中心とした環状である。中心軸Ｃを含む断面において、第１押圧面６５１は、中心軸Ｃに対して直交している。
【0077】
第２スリーブ６６は、円筒状の部材である。第２スリーブ６６は、圧入工程においてインナシャフト３０の第２段差面３５７に面する第２押圧面６６１を備える。第２押圧面６６１は、中心軸Ｃを中心とした環状である。中心軸Ｃを含む断面において、第２押圧面６６１は、中心軸Ｃに対して直交している。
【0078】
第１スプリング６７は、第１スリーブ６５と第２スリーブ６６との間に配置される。第１スプリング６７の一端は、第１スリーブ６５に接する。第１スプリング６７の他端は、第２スリーブ６６に接する。
【0079】
第２スプリング６８は、第２スリーブ６６とベース６１との間に配置される。第２スプリング６８の一端は、第２スリーブ６６に接する。より具体的には、第２スプリング６８の一端は、第２スリーブ６６のベース６１側の表面に設けられる凹部に嵌まっている。第２スプリング６８の他端は、ベース６１に接する。より具体的には、第２スプリング６８の他端は、ベース６１の第２スリーブ６６側の表面に設けられる凹部に嵌まっている。
【0080】
図１４から図１７は、変形例の圧入工程における治具及びインナシャフトの断面図である。図１４に示すように、圧入工程において、インナシャフト３０が治具６０のガイド部６２に挿入される。インナシャフト３０は、ガイド部６２の内周面に案内されながらガイド部６２の内部に入っていく。
【0081】
図１４の状態からインナシャフト３０がガイド部６２にさらに挿入されると、図１５に示すように、第１スリーブ６５の第１押圧面６５１が第１段差面３５６に接する。これにより、治具６０に加えられる圧入力が、第１押圧面６５１を介してインナシャフト３０に伝達される。その後、第１スリーブ６５と第２スリーブ６６に挟まれた第１スプリング６７が縮み始める。
【0082】
図１５の状態からインナシャフト３０がガイド部６２にさらに挿入されると、図１６に示すように、第２スリーブ６６の第２押圧面６６１が第２段差面３５７に接する。これにより、治具６０に加えられる圧入力が、第２押圧面６６１を介してインナシャフト３０に伝達される。その後、第２スリーブ６６とベース６１に挟まれた第２スプリング６８が縮み始める。
【0083】
図１６の状態からインナシャフト３０がガイド部６２にさらに挿入されると、図１７に示すように、ベース６１の第３押圧面６１１が端面３５５に接する。これにより、治具６０に加えられる圧入力が、第１押圧面６５１、第２押圧面６６１、及び第３押圧面６１１を介してインナシャフト３０に伝達される。
【0084】
具体的には、図１６の状態において第１スプリング６７に生じる弾性力（第１スプリング６７の最大弾性力）は、図１７の状態において第２スプリング６８に生じる弾性力（第２スプリング６８の最大弾性力）よりも小さい。また、治具６０に加えられる圧入力は、第１スプリング６７の最大弾性力と第２スプリング６８の最大弾性力との和よりも大きい。これにより、治具６０に加えられる圧入力が、インナシャフト３０の３か所（第１段差面３５６、第２段差面３５７、及び端面３５５）に分散して伝達される。これにより、端面３５５のみに圧入力をかける場合と比較して、端面３５５の周辺部の変形が抑制される。
【符号の説明】
【0085】
１０ アウタチューブ
１１ 本体部
１３ 雌スプライン部
２０ インナシャフト
２１ 本体部
２３ 雄スプライン部
３０ インナシャフト
３１ 本体部
３３ 雄スプライン部
３５ 突出部
４０ 治具
４１ ベース
４２ ガイド部
４３ 心棒
４５ 第１スリーブ
４６ 第２スリーブ
４７ 第１スプリング
４８ 第２スプリング
６０ 治具
６１ ベース
６２ ガイド部
６５ 第１スリーブ
６６ 第２スリーブ
６７ 第１スプリング
６８ 第２スプリング
８０ ステアリング装置
８１ ステアリングホイール
８２ 第１シャフト
８２ａ 入力軸
８２ｂ 出力軸
８３ 操舵力アシスト機構
８５ 第２シャフト（シャフト）
８７ ピニオンシャフト
８８ ステアリングギヤ
８８ａ ピニオン
８８ｂ ラック
８９ タイロッド
９０ ＥＣＵ
９２ 減速装置
９３ 電動モータ
９４ トルクセンサ
９５ 車速センサ
９８ イグニッションスイッチ
９９ 電源装置
１００ ステアリングシャフト
１３１ 歯
２３０ 歯
２３１ 厚肉部
２３２ 薄肉部
２３５ 端面
２３６ 第１段差面
２３７ 第２段差面
３５５ 端面
３５６ 第１段差面
３５７ 第２段差面
４１１ 第３押圧面
４２０ 歯
４３１ 大径部
４３３ 小径部
４３５ 固定部
４３７ フランジ部
４５１ 第１押圧面
４６１ 第２押圧面
６１１ 第３押圧面
６５１ 第１押圧面
６６１ 第２押圧面
８４１ ヨーク（被圧入部材）
Ｃ 中心軸
Ｚ 回転軸
１１ 本体部
１３ 雌スプライン部
２０ インナシャフト
２１ 本体部
２３ 雄スプライン部
３０ インナシャフト
３１ 本体部
３３ 雄スプライン部
３５ 突出部
４０ 治具
４１ ベース
４２ ガイド部
４３ 心棒
４５ 第１スリーブ
４６ 第２スリーブ
４７ 第１スプリング
４８ 第２スプリング
６０ 治具
６１ ベース
６２ ガイド部
６５ 第１スリーブ
６６ 第２スリーブ
６７ 第１スプリング
６８ 第２スプリング
８０ ステアリング装置
８１ ステアリングホイール
８２ 第１シャフト
８２ａ 入力軸
８２ｂ 出力軸
８３ 操舵力アシスト機構
８５ 第２シャフト（シャフト）
８７ ピニオンシャフト
８８ ステアリングギヤ
８８ａ ピニオン
８８ｂ ラック
８９ タイロッド
９０ ＥＣＵ
９２ 減速装置
９３ 電動モータ
９４ トルクセンサ
９５ 車速センサ
９８ イグニッションスイッチ
９９ 電源装置
１００ ステアリングシャフト
１３１ 歯
２３０ 歯
２３１ 厚肉部
２３２ 薄肉部
２３５ 端面
２３６ 第１段差面
２３７ 第２段差面
３５５ 端面
３５６ 第１段差面
３５７ 第２段差面
４１１ 第３押圧面
４２０ 歯
４３１ 大径部
４３３ 小径部
４３５ 固定部
４３７ フランジ部
４５１ 第１押圧面
４６１ 第２押圧面
６１１ 第３押圧面
６５１ 第１押圧面
６６１ 第２押圧面
８４１ ヨーク（被圧入部材）
Ｃ 中心軸
Ｚ 回転軸
【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】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】