JP7534151B2

JP7534151B2 - Shaft and method for manufacturing the same

Info

Publication number: JP7534151B2
Application number: JP2020140650A
Authority: JP
Inventors: 誠一森山; 正樹高橋
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2024-08-14
Anticipated expiration: 2040-08-24
Also published as: JP2022036442A

Description

本開示は、シャフト及びシャフトの製造方法に関する。 This disclosure relates to shafts and methods for manufacturing shafts.

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。 A vehicle is provided with a steering device that transmits the operation of the operator (driver) on the steering wheel to the wheels. The steering device includes a steering gear that moves the wheels, and multiple steering shafts that transmit the torque applied to the steering wheel to the steering gear. In order to absorb vibrations during driving or to be installed in the vehicle in a shortened state, the steering shafts may have a structure that allows them to expand and contract.

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、雌スプラインを有するアウタチューブと、を備える。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で連結されることによって、がたつきが抑制される。さらに、雄スプライン部が２つの大径雄スプライン部と、２つの大径雄スプライン部の間に配置される小径雄スプライン部と、を備える。これにより、インナシャフトとアウタチューブとの間の摺動抵抗が低減される。 Patent Document 1 describes an example of an extendable shaft. The extendable shaft of Patent Document 1 includes an inner shaft having a male spline portion covered with a coating layer, and an outer tube having a female spline. The inner shaft and the outer tube are connected with a tightening margin, thereby suppressing rattling. Furthermore, the male spline portion includes two large diameter male spline portions and a small diameter male spline portion disposed between the two large diameter male spline portions. This reduces the sliding resistance between the inner shaft and the outer tube.

特開２０１７－２５９６４号公報JP 2017-25964 A

しかし、特許文献１に記載される構造を用いる場合、インナシャフトの製造時に雄スプライン部の外周面の一部を切削する必要がある。このため、インナシャフトとアウタチューブとの間のがたつき及び摺動抵抗を、より容易に低減できるシャフトが求められている。 However, when using the structure described in Patent Document 1, it is necessary to cut a portion of the outer circumferential surface of the male spline portion when manufacturing the inner shaft. For this reason, there is a demand for a shaft that can more easily reduce rattling and sliding resistance between the inner shaft and the outer tube.

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、インナシャフトとアウタチューブとの間のがたつき及び摺動抵抗を容易に低減できるシャフトを提供することを目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above problems, and aims to provide a shaft that can easily reduce rattling and sliding resistance between the inner shaft and the outer tube.

上記の目的を達成するため、本開示のシャフトは、雌スプライン部を備えるアウタチューブと、前記雌スプライン部に嵌まる雄スプライン部、及び前記雄スプライン部の外周面に配置されるコーティング部を備えるインナシャフトと、を備え、前記コーティング部は、前記雄スプライン部の端部に配置され且つ歯先での膜厚が歯底での膜厚よりも大きい第１厚膜部と、前記第１厚膜部に対して軸方向に間隔を空けて配置され且つ歯先での膜厚が歯底での膜厚よりも大きい第２厚膜部と、前記第１厚膜部と前記第２厚膜部との間に配置され且つ前記第１厚膜部の最大膜厚及び前記第２厚膜部の最大膜厚よりも小さい最大膜厚を有する薄膜部と、を備える。 To achieve the above object, the shaft of the present disclosure comprises an outer tube having a female spline portion, a male spline portion that fits into the female spline portion, and an inner shaft that comprises a coating portion disposed on the outer peripheral surface of the male spline portion, the coating portion comprising a first thick film portion disposed at the end of the male spline portion and having a film thickness at the tooth tip greater than that at the tooth base, a second thick film portion disposed axially spaced from the first thick film portion and having a film thickness at the tooth tip greater than that at the tooth base, and a thin film portion disposed between the first thick film portion and the second thick film portion and having a maximum film thickness less than that of the first thick film portion and the second thick film portion.

インナシャフト及びアウタチューブが締め代を大きくすることによって、インナシャフトとアウタチューブとの間のがたつきを抑制できる。さらに、インナシャフトが薄膜部を備えることによって、薄膜部とアウタチューブとの摺動面積が小さくなるので、インナシャフトとアウタチューブとの間の摺動抵抗を低減できる。このため、締め代を大きくしながらも、摺動抵抗を小さくできる。また、インナシャフトにおいては、コーティング部によって、雌スプライン部と深く噛み合う部分と浅く噛み合い摺動抵抗を低減する部分を形成している。このため、インナシャフトの製造時に雄スプライン部に対して切削等の機械加工が不要となる。したがって、本開示のシャフトは、インナシャフトとアウタチューブとの間のがたつき及び摺動抵抗を容易に低減できる。 By increasing the tightening margin of the inner shaft and the outer tube, rattle between the inner shaft and the outer tube can be suppressed. Furthermore, by providing the inner shaft with a thin film portion, the sliding area between the thin film portion and the outer tube is reduced, and the sliding resistance between the inner shaft and the outer tube can be reduced. Therefore, the sliding resistance can be reduced while increasing the tightening margin. Furthermore, the coating portion of the inner shaft forms a portion that deeply meshes with the female spline portion and a portion that shallowly meshes and reduces sliding resistance. Therefore, machining such as cutting of the male spline portion is not required when manufacturing the inner shaft. Therefore, the shaft of the present disclosure can easily reduce rattle and sliding resistance between the inner shaft and the outer tube.

上記のシャフトの望ましい態様として、前記コーティング部は、前記第１厚膜部と前記薄膜部との間に配置される第１中間部と、前記第２厚膜部と前記薄膜部との間に配置される第２中間部と、を備え、前記第１中間部の最大膜厚、及び前記第２中間部の最大膜厚は、前記薄膜部に近づくにしたがって小さくなっている。 In a preferred embodiment of the above shaft, the coating portion comprises a first intermediate portion disposed between the first thick portion and the thin portion, and a second intermediate portion disposed between the second thick portion and the thin portion, and the maximum film thickness of the first intermediate portion and the maximum film thickness of the second intermediate portion decrease toward the thin portion.

これにより、本開示のシャフトは、雄スプライン部と潤滑剤との間の剪断抵抗の、軸方向の位置による急激な変化を低減できる。したがって、本開示のシャフトは、インナシャフトとアウタチューブとの間の摺動抵抗の位置による差を低減できる。 As a result, the shaft of the present disclosure can reduce sudden changes in the shear resistance between the male spline portion and the lubricant depending on the axial position. Therefore, the shaft of the present disclosure can reduce the difference in the sliding resistance between the inner shaft and the outer tube depending on the position.

上記のシャフトの望ましい態様として、前記薄膜部の最小膜厚は、前記第１厚膜部の最小膜厚及び前記第２厚膜部の最小膜厚と等しい。 In a preferred embodiment of the shaft, the minimum thickness of the thin film portion is equal to the minimum thickness of the first thick film portion and the minimum thickness of the second thick film portion.

これにより、雌スプライン部の歯と雄スプライン部の歯との間の距離が、一定になりやすくなる。このため、雄スプライン部の軸芯が雌スプライン部の軸芯と平行になりやすい。したがって、本開示のシャフトは、インナシャフトとアウタチューブとの間の摺動抵抗が設計値からずれることを抑制できる。 This makes it easier for the distance between the teeth of the female spline portion and the teeth of the male spline portion to be constant. This makes it easier for the axis of the male spline portion to be parallel to the axis of the female spline portion. Therefore, the shaft of the present disclosure can prevent the sliding resistance between the inner shaft and the outer tube from deviating from the design value.

本開示のシャフトの製造方法は、雄スプライン部を有するシャフトの製造方法であって、前記雄スプライン部を加熱することによって、第１高温部と、前記第１高温部に対して軸方向に間隔を空けて配置される第２高温部と、前記第１高温部と前記第２高温部との間に配置され且つ前記第１高温部の温度及び前記第２高温部の温度よりも低い温度を有する低温部と、を形成する加熱工程と、前記第１高温部、前記低温部、及び前記第２高温部を流動化した樹脂に漬ける浸漬工程と、を備える。 The method of manufacturing a shaft disclosed herein is a method of manufacturing a shaft having a male spline portion, and includes a heating step of heating the male spline portion to form a first high temperature portion, a second high temperature portion spaced apart from the first high temperature portion in the axial direction, and a low temperature portion disposed between the first high temperature portion and the second high temperature portion and having a temperature lower than that of the first high temperature portion and the second high temperature portion, and an immersion step of immersing the first high temperature portion, the low temperature portion, and the second high temperature portion in a fluidized resin.

これにより、雄スプライン部のうち低温部における粉体塗料の塗膜が、第１高温部及び第２高温部における粉体塗料の塗膜よりも薄くなる。すなわち、第１厚膜部、第２厚膜部及び薄膜部を備えるコーティング部が形成される。したがって、本開示のシャフトの製造方法は、第１厚膜部、第２厚膜部及び薄膜部を備えるコーティング部を容易に形成することができる。 As a result, the powder paint coating in the low temperature portion of the male spline portion is thinner than the powder paint coating in the first high temperature portion and the second high temperature portion. That is, a coating portion is formed that includes a first thick film portion, a second thick film portion, and a thin film portion. Therefore, the shaft manufacturing method of the present disclosure can easily form a coating portion that includes a first thick film portion, a second thick film portion, and a thin film portion.

上記のシャフトの製造方法の望ましい態様として、前記雄スプライン部に付着した樹脂のうち前記雄スプライン部の歯同士の間にある部分を、軸方向の全長に亘って同じ高さになるように削る切削工程を備える。 A desirable aspect of the above shaft manufacturing method includes a cutting step in which the resin attached to the male spline portion between the teeth of the male spline portion is cut to the same height over the entire axial length.

これにより、本開示のシャフトの製造方法は、等しい最小膜厚を有する第１厚膜部、第２厚膜部及び薄膜部を容易に形成することができる。 As a result, the shaft manufacturing method disclosed herein can easily form a first thick film section, a second thick film section, and a thin film section that have the same minimum film thickness.

本開示のシャフトによれば、インナシャフトとアウタチューブとの間のがたつき及び摺動抵抗を容易に低減できる。 The shaft disclosed herein can easily reduce rattling and sliding resistance between the inner shaft and the outer tube.

図１は、実施形態のステアリング装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a steering device according to an embodiment. 図２は、実施形態のステアリング装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the steering device according to the embodiment. 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。FIG. 3 is a cross-sectional view of an intermediate shaft according to an embodiment. 図４は、図３のＡ－Ａ断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 図５は、図３のＢ－Ｂ断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 図６は、図３のＣ－Ｃ断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 図７は、図４のＤ－Ｄ断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 図８は、図４のＥ－Ｅ断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line E--E of FIG. 図９は、実施形態の雄スプライン部の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of the male spline portion of the embodiment. 図１０は、実施形態のシャフトの製造方法のフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart of a method for manufacturing a shaft according to an embodiment. 図１１は、実施形態のシャフトの製造方法の模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram of a method for manufacturing a shaft according to an embodiment. 図１２は、実施形態のシャフトの製造方法の模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram of a method for manufacturing a shaft according to an embodiment. 図１３は、実施形態のシャフトの製造方法の模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a method for manufacturing a shaft according to an embodiment. 図１４は、実施形態のシャフトの製造方法の模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram of a method for manufacturing a shaft according to an embodiment.

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。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments). Furthermore, the components in the following embodiments include those that a person skilled in the art can easily imagine, those that are substantially the same, and those that are within the so-called equivalent range. Furthermore, the components disclosed in the following embodiments can be combined as appropriate.

（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８２と、操舵力アシスト機構８３と、第１ユニバーサルジョイント８４と、インターミディエートシャフト８５と、第２ユニバーサルジョイント８６と、を備える。 (Embodiment)
Fig. 1 is a schematic diagram of a steering device according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 1, the steering device 80 includes a steering wheel 81, a steering shaft 82, a steering force assist mechanism 83, a first universal joint 84, an intermediate shaft 85, and a second universal joint 86.

図１に示すように、ステアリングシャフト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。 As shown in FIG. 1, the steering shaft 82 includes an input shaft 82a and an output shaft 82b. One end of the input shaft 82a is connected to the steering wheel 81. The other end of the input shaft 82a is connected to the output shaft 82b. One end of the output shaft 82b is connected to the input shaft 82a. The other end of the output shaft 82b is connected to the first universal joint 84.

図１に示すように、インターミディエートシャフト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。インターミディエートシャフト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。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。ステアリングシャフト８２の回転は、インターミディエートシャフト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。 As shown in FIG. 1, one end of the intermediate shaft 85 is connected to the first universal joint 84. The other end of the intermediate shaft 85 is connected to the second universal joint 86. One end of the pinion shaft 87 is connected to the second universal joint 86. The other end of the pinion shaft 87 is connected to the steering gear 88. The first universal joint 84 and the second universal joint 86 are, for example, Cardan joints. The rotation of the steering shaft 82 is transmitted to the pinion shaft 87 via the intermediate shaft 85. The second universal joint 86 is connected to the pinion shaft 87.

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。 As shown in FIG. 1, the steering gear 88 includes a pinion 88a and a rack 88b. The pinion 88a is connected to a pinion shaft 87. The rack 88b meshes with the pinion 88a. The steering gear 88 converts the rotational motion transmitted to the pinion 88a into linear motion by the rack 88b. The rack 88b is connected to a tie rod 89. The angle of the wheels changes as the rack 88b moves.

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。 As shown in FIG. 1, the steering force assist mechanism 83 includes a reduction gear 92 and an electric motor 93. The reduction gear 92 is, for example, a worm reduction gear. The torque generated by the electric motor 93 is transmitted to the worm wheel via the worm inside the reduction gear 92, causing the worm wheel to rotate. The reduction gear 92 increases the torque generated by the electric motor 93 by means of the worm and the worm wheel. The reduction gear 92 applies auxiliary steering torque to the output shaft 82b. In other words, the steering device 80 is of a column assist type.

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。 As shown in FIG. 1, the steering device 80 includes an ECU (Electronic Control Unit) 90, a torque sensor 94, and a vehicle speed sensor 95. The electric motor 93, the torque sensor 94, and the vehicle speed sensor 95 are electrically connected to the ECU 90. The torque sensor 94 outputs the steering torque transmitted to the input shaft 82a to the ECU 90 via CAN (Controller Area Network) communication. The vehicle speed sensor 95 detects the traveling speed (vehicle speed) of the vehicle body on which the steering device 80 is mounted. The vehicle speed sensor 95 is provided on the vehicle body, and outputs the vehicle speed to the ECU 90 via CAN communication.

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。 The ECU 90 controls the operation of the electric motor 93. The ECU 90 acquires signals from each of the torque sensor 94 and the vehicle speed sensor 95. When the ignition switch 98 is on, the ECU 90 is supplied with power from a power supply device 99 (e.g., an on-board battery). The ECU 90 calculates an auxiliary steering command value based on the steering torque and the vehicle speed. The ECU 90 adjusts the value of the power supplied to the electric motor 93 based on the auxiliary steering command value. The ECU 90 acquires information on the induced voltage from the electric motor 93 or information output from a resolver or the like provided in the electric motor 93. The force required to operate the steering wheel 81 is reduced by the ECU 90 controlling the electric motor 93.

図２は、実施形態のステアリング装置の斜視図である。図２に示すように、インターミディエートシャフト８５は、ダッシュパネル１００を貫通している。ダッシュパネル１００は、車室とエンジンルームとを隔てる仕切り板である。 Figure 2 is a perspective view of the steering device of the embodiment. As shown in Figure 2, the intermediate shaft 85 passes through the dash panel 100. The dash panel 100 is a partition plate that separates the passenger compartment from the engine room.

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４は、図３のＡ－Ａ断面図である。図５は、図３のＢ－Ｂ断面図である。図６は、図３のＣ－Ｃ断面図である。図７は、図４のＤ－Ｄ断面図である。図８は、図４のＥ－Ｅ断面図である。図９は、実施形態の雄スプライン部の斜視図である。 Figure 3 is a cross-sectional view of an intermediate shaft of an embodiment. Figure 4 is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 3. Figure 5 is a cross-sectional view taken along line B-B in Figure 3. Figure 6 is a cross-sectional view taken along line C-C in Figure 3. Figure 7 is a cross-sectional view taken along line D-D in Figure 4. Figure 8 is a cross-sectional view taken along line E-E in Figure 4. Figure 9 is a perspective view of a male spline portion of an embodiment.

図３に示すように、インターミディエートシャフト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１ユニバーサルジョイント８４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２ユニバーサルジョイント８６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、インターミディエートシャフト８５を縮めた状態で車両に組み込むことが可能となる。 As shown in FIG. 3, the intermediate shaft 85 includes an outer tube 10 and an inner shaft 20. The outer tube 10 is a hollow member made of metal. The outer tube 10 is approximately cylindrical. The outer tube 10 is connected to a first universal joint 84. The inner shaft 20 is a hollow member made of metal. The inner shaft 20 is approximately cylindrical. The inner shaft 20 is connected to a second universal joint 86. The outer tube 10 and the inner shaft 20 are capable of relative movement in the axial direction. This absorbs vibrations during vehicle travel. In addition, the intermediate shaft 85 can be assembled into the vehicle in a contracted state.

以下の説明において、インターミディエートシャフト８５の軸方向に沿う方向は、単に軸方向と記載される。インターミディエートシャフト８５の回転軸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。インターミディエートシャフト８５の回転軸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、インターミディエートシャフト８５の回転軸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。 In the following description, the direction along the axial direction of the intermediate shaft 85 is simply described as the axial direction. The direction along the straight line that passes through the center of the rotation axis of the intermediate shaft 85 and is perpendicular to the axial direction is simply described as the radial direction. The radial direction is also called the radial direction. The direction along the circumference centered on the rotation axis of the intermediate shaft 85 is simply described as the circumferential direction. The circumferential direction can also be said to be the tangent direction of the circle centered on the rotation axis of the intermediate shaft 85. In addition, the direction from the first universal joint 84 toward the second universal joint 86 is simply described as the forward direction. The forward direction is the left direction in FIG. 3. The direction from the second universal joint 86 toward the first universal joint 84 is simply described as the rearward direction. The rearward direction is the rightward direction in FIG. 3.

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１ユニバーサルジョイント８４と接続される。本体部１１の外径は、前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の前方側に配置される。雌スプライン部１３の外径は、略一定である。図４に示すように、雌スプライン部１３は、内周面に複数の歯１３１を備える。複数の歯１３１は、周方向において等間隔に配置される。アウタチューブ１０は、金属で形成される。 As shown in FIG. 3, the outer tube 10 includes a main body portion 11 and a female spline portion 13. The main body portion 11 is connected to the first universal joint 84. The outer diameter of the main body portion 11 decreases toward the front. The female spline portion 13 is disposed on the front side of the main body portion 11. The outer diameter of the female spline portion 13 is approximately constant. As shown in FIG. 4, the female spline portion 13 includes a plurality of teeth 131 on its inner peripheral surface. The plurality of teeth 131 are disposed at equal intervals in the circumferential direction. The outer tube 10 is formed of metal.

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、コーティング部２５と、を備える。本体部２１は、第２ユニバーサルジョイント８６と接続される。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の後方に配置される。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。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。図３に示すように、雄スプライン部２３は、薄肉部３１と、厚肉部３３と、を備える。 As shown in FIG. 3, the inner shaft 20 includes a main body 21, a male spline portion 23, and a coating portion 25. The main body 21 is connected to the second universal joint 86. The outer diameter of the main body 21 is substantially constant. The male spline portion 23 is disposed rearward of the main body 21. The outer diameter of the male spline portion 23 is larger than the outer diameter of the main body 21 and is substantially constant. The male spline portion 23 is inserted into the female spline portion 13 and fitted into the female spline portion 13. The male spline portion 23 is connected to the female spline portion 13 with a tightening margin. The tightening margin means that the outer diameter of the male spline portion 23 before connection is larger than the inner diameter of the female spline portion 13. In other words, the male spline portion 23 is pressed into the female spline portion 13. A lubricant is disposed between the male spline portion 23 and the female spline portion 13. The lubricant is, for example, grease. As shown in FIG. 3, the male spline portion 23 has a thin portion 31 and a thick portion 33.

図３に示すように、薄肉部３１は、雄スプライン部２３のうち後方端部に配置される。薄肉部３１の外径及び内径は、略一定である。図４に示すように、薄肉部３１は、外周面に複数の歯３１１を備える。複数の歯３１１は、周方向において等間隔に配置される。歯３１１の数は、雌スプライン部１３の歯１３１の数と同じである。複数の歯３１１は、コーティング部２５を介して複数の歯１３１と噛み合う。 As shown in FIG. 3, the thin-walled portion 31 is disposed at the rear end of the male spline portion 23. The outer diameter and inner diameter of the thin-walled portion 31 are substantially constant. As shown in FIG. 4, the thin-walled portion 31 has a plurality of teeth 311 on its outer circumferential surface. The plurality of teeth 311 are disposed at equal intervals in the circumferential direction. The number of teeth 311 is the same as the number of teeth 131 of the female spline portion 13. The plurality of teeth 311 mesh with the plurality of teeth 131 via the coating portion 25.

図３に示すように、厚肉部３３は、薄肉部３１の前方に配置される。厚肉部３３の外径及び内径は、略一定である。厚肉部３３の外径は、薄肉部３１の外径と同じである。厚肉部３３の内径は、薄肉部３１の内径よりも小さい。厚肉部３３は、外周面に複数の歯３３１を備える。複数の歯３３１は、周方向において等間隔に配置される。歯３３１の数は、雌スプライン部１３の歯１３１の数と同じである。複数の歯３３１は、コーティング部２５を介して複数の歯１３１と噛み合う。厚肉部３３の歯３３１の形状は、薄肉部３１の歯３１１の形状と同じである。厚肉部３３の歯３３１は、軸方向において薄肉部３１の歯３１１と連続している。厚肉部３３の最大肉厚Ｔ３３（図５参照）は、薄肉部３１の最大肉厚Ｔ３１（図４参照）よりも大きい。最大肉厚Ｔ３３は、歯３３１の頂点に対応する位置における厚肉部３３の肉厚である。最大肉厚Ｔ３１は、歯３１１の頂点に対応する位置における薄肉部３１の肉厚である。 3, the thick-walled portion 33 is disposed in front of the thin-walled portion 31. The outer diameter and inner diameter of the thick-walled portion 33 are substantially constant. The outer diameter of the thick-walled portion 33 is the same as the outer diameter of the thin-walled portion 31. The inner diameter of the thick-walled portion 33 is smaller than the inner diameter of the thin-walled portion 31. The thick-walled portion 33 has a plurality of teeth 331 on its outer circumferential surface. The plurality of teeth 331 are disposed at equal intervals in the circumferential direction. The number of teeth 331 is the same as the number of teeth 131 of the female spline portion 13. The plurality of teeth 331 mesh with the plurality of teeth 131 via the coating portion 25. The shape of the teeth 331 of the thick-walled portion 33 is the same as the shape of the teeth 311 of the thin-walled portion 31. The teeth 331 of the thick-walled portion 33 are continuous with the teeth 311 of the thin-walled portion 31 in the axial direction. The maximum thickness T33 of the thick portion 33 (see FIG. 5) is greater than the maximum thickness T31 of the thin portion 31 (see FIG. 4). The maximum thickness T33 is the thickness of the thick portion 33 at a position corresponding to the apex of the tooth 331. The maximum thickness T31 is the thickness of the thin portion 31 at a position corresponding to the apex of the tooth 311.

図７に示すように、コーティング部２５は、雄スプライン部２３（薄肉部３１及び厚肉部３３）の外周面に配置される。コーティング部２５は、例えば粉体塗料で形成された膜である。より具体的には、コーティング部２５は、樹脂で形成される。コーティング部２５は、第１厚膜部４１と、第２厚膜部４３と、薄膜部４５と、第１中間部４２と、第２中間部４４と、を備える。 As shown in FIG. 7, the coating portion 25 is disposed on the outer peripheral surface of the male spline portion 23 (thin portion 31 and thick portion 33). The coating portion 25 is a film formed, for example, from powder paint. More specifically, the coating portion 25 is formed from resin. The coating portion 25 includes a first thick film portion 41, a second thick film portion 43, a thin film portion 45, a first intermediate portion 42, and a second intermediate portion 44.

図７に示すように、第１厚膜部４１は、薄肉部３１の外周面に配置される。第１厚膜部４１は、雄スプライン部２３の後方端部に配置される。図４に示すように、第１厚膜部４１の膜厚は、歯３１１の歯先に対応する位置で最大となり、歯３１１の歯底に対応する位置及び歯面に対応する位置で最小となる。第１厚膜部４１は、歯先に対応する部分と、歯底に対応する部分と、歯面に対応する部分と、を含む。第１厚膜部４１において、歯先に対応する部分の膜厚は、歯底に対応する部分、及び歯面に対応する部分の膜厚よりも大きい。 As shown in FIG. 7, the first thick film portion 41 is disposed on the outer peripheral surface of the thin-walled portion 31. The first thick film portion 41 is disposed at the rear end of the male spline portion 23. As shown in FIG. 4, the film thickness of the first thick film portion 41 is maximum at a position corresponding to the tip of the tooth 311, and is minimum at a position corresponding to the bottom and the tooth surface of the tooth 311. The first thick film portion 41 includes a portion corresponding to the tip of the tooth, a portion corresponding to the bottom, and a portion corresponding to the tooth surface. In the first thick film portion 41, the film thickness of the portion corresponding to the tip of the tooth is greater than the film thickness of the portion corresponding to the bottom and the portion corresponding to the tooth surface.

図７に示すように、第２厚膜部４３は、薄肉部３１及び厚肉部３３の外周面に配置される。第２厚膜部４３は、第１厚膜部４１よりも前方に配置される。第２厚膜部４３は、径方向から見て薄肉部３１と厚肉部３３との間の境界部分に重なる。図５に示すように、第２厚膜部４３の膜厚は、歯３３１の歯先に対応する位置で最大となり、歯３３１の歯底に対応する位置及び歯面に対応する位置で最小となる。第２厚膜部４３は、歯先に対応する部分と、歯底に対応する部分と、歯面に対応する部分と、を含む。第２厚膜部４３において、歯先に対応する部分の膜厚は、歯底に対応する部分、及び歯面に対応する部分の膜厚よりも大きい。 As shown in FIG. 7, the second thick film portion 43 is disposed on the outer peripheral surface of the thin film portion 31 and the thick film portion 33. The second thick film portion 43 is disposed forward of the first thick film portion 41. The second thick film portion 43 overlaps the boundary portion between the thin film portion 31 and the thick film portion 33 when viewed from the radial direction. As shown in FIG. 5, the film thickness of the second thick film portion 43 is maximum at a position corresponding to the tip of the tooth 331 and is minimum at a position corresponding to the tooth bottom and a position corresponding to the tooth surface of the tooth 331. The second thick film portion 43 includes a portion corresponding to the tooth tip, a portion corresponding to the tooth bottom, and a portion corresponding to the tooth surface. In the second thick film portion 43, the film thickness of the portion corresponding to the tooth tip is greater than the film thickness of the portion corresponding to the tooth bottom and the portion corresponding to the tooth surface.

図７に示すように、薄膜部４５は、薄肉部３１の外周面に配置される。薄膜部４５は、第１厚膜部４１と第２厚膜部４３との間に配置される。図６に示すように、薄膜部４５の膜厚は、歯３１１の歯先に対応する位置で最大となり、歯３１１の歯底に対応する位置及び歯面に対応する位置で最小となる。薄膜部４５は、歯先に対応する部分と、歯底に対応する部分と、歯面に対応する部分と、を含む。薄膜部４５において、歯先に対応する部分の膜厚は、歯底に対応する部分、及び歯面に対応する部分の膜厚よりも大きい。図７に示すように、薄膜部４５の最大膜厚Ｔ４５ａは、第１厚膜部４１の最大膜厚Ｔ４１ａ及び第２厚膜部４３の最大膜厚Ｔ４３ａよりも小さい。図８に示すように、薄膜部４５の最小膜厚Ｔ４５ｂは、第１厚膜部４１の最小膜厚Ｔ４１ｂ及び第２厚膜部４３の最小膜厚Ｔ４３ｂと同じである。また、図４から図６に示すように、高さＨ４１及び高さＨ４３は、高さＨ４５よりも小さい。高さＨ４１は、第１厚膜部４１の歯底に対応する部分から歯先に対応する部分までの高さである。高さＨ４３は、第２厚膜部４３の歯底に対応する部分から歯先に対応する部分までの高さである。高さＨ４５は、第２厚膜部４３の歯底に対応する部分から歯先に対応する部分までの高さである。 7, the thin film portion 45 is disposed on the outer peripheral surface of the thin portion 31. The thin film portion 45 is disposed between the first thick film portion 41 and the second thick film portion 43. As shown in FIG. 6, the film thickness of the thin film portion 45 is maximum at a position corresponding to the tooth tip of the tooth 311, and is minimum at a position corresponding to the tooth bottom and the tooth surface of the tooth 311. The thin film portion 45 includes a portion corresponding to the tooth tip, a portion corresponding to the tooth bottom, and a portion corresponding to the tooth surface. In the thin film portion 45, the film thickness of the portion corresponding to the tooth tip is greater than the film thickness of the portion corresponding to the tooth bottom and the portion corresponding to the tooth surface. As shown in FIG. 7, the maximum film thickness T45a of the thin film portion 45 is smaller than the maximum film thickness T41a of the first thick film portion 41 and the maximum film thickness T43a of the second thick film portion 43. As shown in FIG. 8, the minimum film thickness T45b of the thin film portion 45 is the same as the minimum film thickness T41b of the first thick film portion 41 and the minimum film thickness T43b of the second thick film portion 43. Also, as shown in Figures 4 to 6, heights H41 and H43 are smaller than height H45. Height H41 is the height from the portion of the first thick film portion 41 that corresponds to the tooth bottom to the portion that corresponds to the tooth tip. Height H43 is the height from the portion of the second thick film portion 43 that corresponds to the tooth bottom to the portion that corresponds to the tooth tip. Height H45 is the height from the portion of the second thick film portion 43 that corresponds to the tooth bottom to the portion that corresponds to the tooth tip.

図７に示すように、第１中間部４２は、第１厚膜部４１と薄膜部４５との間に配置される。第１中間部４２の膜厚は、歯３１１及び歯３３１の歯先に対応する位置で最大となり、歯の歯底に対応する位置及び歯面に対応する位置で最小となる。第１中間部４２は、歯先に対応する部分と、歯底に対応する部分と、歯面に対応する部分と、を含む。第１中間部４２において、歯先に対応する部分の膜厚は、歯底に対応する部分、及び歯面に対応する部分の膜厚よりも大きい。第１中間部４２の最大膜厚は、薄膜部４５に近づくにしたがって小さくなっている。第１中間部４２の最小膜厚は、一定であって、薄膜部４５の最小膜厚Ｔ４５ｂ、第１厚膜部４１の最小膜厚Ｔ４１ｂ、及び第２厚膜部４３の最小膜厚Ｔ４３ｂと同じである。 7, the first intermediate portion 42 is disposed between the first thick film portion 41 and the thin film portion 45. The film thickness of the first intermediate portion 42 is maximum at the positions corresponding to the tooth tips of the teeth 311 and 331, and is minimum at the positions corresponding to the tooth bottoms and the tooth surfaces. The first intermediate portion 42 includes a portion corresponding to the tooth tips, a portion corresponding to the tooth bottoms, and a portion corresponding to the tooth surfaces. In the first intermediate portion 42, the film thickness of the portion corresponding to the tooth tips is greater than the film thickness of the portion corresponding to the tooth bottoms and the portion corresponding to the tooth surfaces. The maximum film thickness of the first intermediate portion 42 decreases toward the thin film portion 45. The minimum film thickness of the first intermediate portion 42 is constant and is the same as the minimum film thickness T45b of the thin film portion 45, the minimum film thickness T41b of the first thick film portion 41, and the minimum film thickness T43b of the second thick film portion 43.

図７に示すように、第２中間部４４は、第２厚膜部４３と薄膜部４５との間に配置される。第２中間部４４の膜厚は、歯３１１の歯先に対応する位置で最大となり、歯底に対応する位置及び歯面に対応する位置で最小となる。第２中間部４４は、歯先に対応する部分と、歯底に対応する部分と、歯面に対応する部分と、を含む。第２中間部４４において、歯先に対応する部分の膜厚は、歯底に対応する部分、及び歯面に対応する部分の膜厚よりも大きい。第２中間部４４の最大膜厚は、薄膜部４５に近づくにしたがって小さくなっている。第２中間部４４の最小膜厚は、一定であって、薄膜部４５の最小膜厚Ｔ４５ｂ、第１厚膜部４１の最小膜厚Ｔ４１ｂ、及び第２厚膜部４３の最小膜厚Ｔ４３ｂと同じである。このため、コーティング部２５の最小膜厚は、軸方向の全長に亘って一定である。コーティング部２５の最大膜厚は、軸方向の位置によって異なっている。 7, the second intermediate portion 44 is disposed between the second thick film portion 43 and the thin film portion 45. The film thickness of the second intermediate portion 44 is maximum at a position corresponding to the tooth tip of the tooth 311, and is minimum at a position corresponding to the tooth bottom and a position corresponding to the tooth surface. The second intermediate portion 44 includes a portion corresponding to the tooth tip, a portion corresponding to the tooth bottom, and a portion corresponding to the tooth surface. In the second intermediate portion 44, the film thickness of the portion corresponding to the tooth tip is greater than the film thickness of the portion corresponding to the tooth bottom and the portion corresponding to the tooth surface. The maximum film thickness of the second intermediate portion 44 decreases toward the thin film portion 45. The minimum film thickness of the second intermediate portion 44 is constant and is the same as the minimum film thickness T45b of the thin film portion 45, the minimum film thickness T41b of the first thick film portion 41, and the minimum film thickness T43b of the second thick film portion 43. Therefore, the minimum film thickness of the coating portion 25 is constant over the entire axial length. The maximum film thickness of the coating portion 25 varies depending on the axial position.

なお、上述したインナシャフト２０及びアウタチューブ１０を備える構造は、必ずしもインターミディエートシャフト８５に適用されなくてもよい。上述したインナシャフト２０及びアウタチューブ１０を備える構造は、例えばステアリングシャフト８２の他の部分に適用されてもよい。上述したインナシャフト２０及びアウタチューブ１０を備える構造は、ステアリング装置８０に限らず、シャフトの構造として広く適用することができる。 The structure including the inner shaft 20 and the outer tube 10 described above does not necessarily have to be applied to the intermediate shaft 85. The structure including the inner shaft 20 and the outer tube 10 described above may be applied to other parts of the steering shaft 82, for example. The structure including the inner shaft 20 and the outer tube 10 described above can be widely applied as a shaft structure, not limited to the steering device 80.

インナシャフト２０が有する薄膜部４５の数は、必ずしも１つでなくてもよい。例えば、インナシャフト２０は、複数の薄膜部４５を備えていてもよい。この場合、それぞれの薄膜部４５の両側に、厚膜部が配置される。コーティング部２５は、最大膜厚が互いに異なる５つ以上の膜部を備えていてもよい。 The number of thin film portions 45 that the inner shaft 20 has does not necessarily have to be one. For example, the inner shaft 20 may have multiple thin film portions 45. In this case, thick film portions are arranged on both sides of each thin film portion 45. The coating portion 25 may have five or more film portions with different maximum film thicknesses.

インナシャフト２０は、必ずしも中空状でなくてもよい。インナシャフト２０は、中実部材であってもよい。また、インナシャフト２０が中空状である場合でも、雄スプライン部２３は、薄肉部３１及び厚肉部３３を備えていなくてもよい。中空状の雄スプライン部２３の肉厚は、例えば全長に亘って一定であってもよい。 The inner shaft 20 does not necessarily have to be hollow. The inner shaft 20 may be a solid member. Even if the inner shaft 20 is hollow, the male spline portion 23 does not have to have a thin portion 31 and a thick portion 33. The thickness of the hollow male spline portion 23 may be constant, for example, over its entire length.

図１０は、実施形態のシャフトの製造方法のフローチャートである。図１１から図１４は、実施形態のシャフトの製造方法の模式図である。図１３は、浸漬工程Ｓ１５の後及び切削工程Ｓ１９の後における雄スプライン部２３の、図３のＡ－Ａ断面に相当する位置での断面図である。図１４は、浸漬工程Ｓ１５の後及び切削工程Ｓ１９の後における雄スプライン部２３の、図３のＣ－Ｃ断面に相当する位置での断面図である。実施形態のシャフトの製造方法は、インナシャフト２０の製造方法である。図１０に示すように、実施形態のシャフトの製造方法は、前処理工程Ｓ１１から切削工程Ｓ１９を備える。 Figure 10 is a flow chart of the method for manufacturing a shaft of the embodiment. Figures 11 to 14 are schematic diagrams of the method for manufacturing a shaft of the embodiment. Figure 13 is a cross-sectional view of the male spline portion 23 after the immersion process S15 and after the cutting process S19, at a position corresponding to the A-A section in Figure 3. Figure 14 is a cross-sectional view of the male spline portion 23 after the immersion process S15 and after the cutting process S19, at a position corresponding to the C-C section in Figure 3. The method for manufacturing a shaft of the embodiment is a method for manufacturing an inner shaft 20. As shown in Figure 10, the method for manufacturing a shaft of the embodiment includes a pre-treatment process S11 to a cutting process S19.

前処理工程Ｓ１１では、中間材料２００に対して、前処理が施される。中間材料２００は、本体部２１及び雄スプライン部２３を備え且つコーティング部２５を備えていないインナシャフト２０である。すなわち、中間材料２００は、コーティング部２５が設けられる前のインナシャフト２０である。中間材料２００において、雄スプライン部２３の形状は、軸方向の全長に亘って同一である。前処理工程Ｓ１１では、中間材料２００の雄スプライン部２３に対して、前処理として脱脂、プライマー塗布等が施される。 In the pretreatment process S11, the intermediate material 200 is pretreated. The intermediate material 200 is an inner shaft 20 that has a main body 21 and a male spline portion 23, but does not have a coating portion 25. In other words, the intermediate material 200 is the inner shaft 20 before the coating portion 25 is provided. In the intermediate material 200, the shape of the male spline portion 23 is the same over the entire axial length. In the pretreatment process S11, the male spline portion 23 of the intermediate material 200 is pretreated by degreasing, applying a primer, etc.

加熱工程Ｓ１３では、中間材料２００の雄スプライン部２３が加熱される。加熱工程Ｓ１３では、雄スプライン部２３の全体が、コーティング部２５の材料である粉体塗料（浸漬工程Ｓ１５で用いられる粉体塗料）の融点以上になるまで加熱される。雄スプライン部２３を加熱することによって、第１高温部６１と、第２高温部６３と、低温部６５とが形成される。第２高温部６３は、第１高温部６１に対して軸方向に間隔を空けて配置される。低温部６５は、第１高温部６１と第２高温部６３との間に配置される。低温部６５は、第１高温部６１の温度及び第２高温部６３の温度よりも低い温度を有する。言い換えると、低温部６５の蓄熱量は、第１高温部６１の蓄熱量及び第２高温部６３の蓄熱量よりも小さい。 In the heating step S13, the male spline portion 23 of the intermediate material 200 is heated. In the heating step S13, the entire male spline portion 23 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the powder paint (powder paint used in the immersion step S15) which is the material of the coating portion 25. By heating the male spline portion 23, a first high temperature portion 61, a second high temperature portion 63, and a low temperature portion 65 are formed. The second high temperature portion 63 is arranged axially spaced from the first high temperature portion 61. The low temperature portion 65 is arranged between the first high temperature portion 61 and the second high temperature portion 63. The low temperature portion 65 has a temperature lower than the temperature of the first high temperature portion 61 and the temperature of the second high temperature portion 63. In other words, the amount of heat stored in the low temperature portion 65 is smaller than the amount of heat stored in the first high temperature portion 61 and the amount of heat stored in the second high temperature portion 63.

図１１に示すように、加熱工程Ｓ１３では、雄スプライン部２３が加熱装置７０を用いた高周波誘電加熱によって加熱される。加熱装置７０は、第１コイル７１、第２コイル７３、及び連結部７５を備える。第１コイル７１及び第２コイル７３は、隙間を空けた状態で、連結部７５によって接続される。例えば、第２コイル７３の形状は、第１コイル７１の形状と同じである。第１コイル７１と第２コイル７３との間の隙間の長さは、第１コイル７１（第２コイル７３）のピッチよりも大きい。加熱工程Ｓ１３では、雄スプライン部２３が第１コイル７１及び第２コイル７３の内側に配置される。第１コイル７１と第２コイル７３との間の隙間があることによって、雄スプライン部２３に、第１高温部６１、第２高温部６３、及び低温部６５が形成される。 As shown in FIG. 11, in the heating step S13, the male spline portion 23 is heated by high-frequency dielectric heating using a heating device 70. The heating device 70 includes a first coil 71, a second coil 73, and a connecting portion 75. The first coil 71 and the second coil 73 are connected by the connecting portion 75 with a gap therebetween. For example, the shape of the second coil 73 is the same as that of the first coil 71. The length of the gap between the first coil 71 and the second coil 73 is greater than the pitch of the first coil 71 (second coil 73). In the heating step S13, the male spline portion 23 is disposed inside the first coil 71 and the second coil 73. Due to the gap between the first coil 71 and the second coil 73, a first high temperature portion 61, a second high temperature portion 63, and a low temperature portion 65 are formed in the male spline portion 23.

浸漬工程Ｓ１５では、図１１に示すように、槽５０に入れられた流動化した粉体塗料（粉体樹脂）に雄スプライン部２３が漬けられる。これにより、雄スプライン部２３の表面に粉体塗料の塗膜が形成される。例えば、粉体塗料は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂である。粉体塗料は、ピリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の高い耐熱性を有するスーパーエンジニアプラスチックであってもよい。加熱工程Ｓ１３で形成された低温部６５への粉体塗料の溶着量は、第１高温部６１及び第２高温部６３への粉体塗料の溶着量よりも少なくなる。このため、低温部６５における塗膜は、第１高温部６１及び第２高温部６３における塗膜よりも薄くなる。図１３の左側の図で示すように、浸漬工程Ｓ１５によって、雄スプライン部２３の第１高温部６１に塗膜が形成される。図１３の断面において、歯３１１の歯先における塗膜の膜厚Ｔ１は、歯底における塗膜の膜厚Ｔ２よりも小さい。図１４の左側の図で示すように、浸漬工程Ｓ１５によって、低温部６５に塗膜が形成される。図１４の断面において、歯３１１の歯先における塗膜の膜厚Ｔ３は、歯底における塗膜の膜厚Ｔ４よりも小さい。膜厚Ｔ３は、膜厚Ｔ１よりも小さい。膜厚Ｔ４は、膜厚Ｔ２よりも小さい。 In the immersion step S15, as shown in FIG. 11, the male spline portion 23 is immersed in the fluidized powder paint (powder resin) placed in the tank 50. As a result, a coating of the powder paint is formed on the surface of the male spline portion 23. For example, the powder paint is a resin such as polyvinyl chloride, polyethylene, or nylon. The powder paint may be a super engineering plastic having high heat resistance such as pyriphenylene sulfite (PPS) or polyether ether ketone (PEEK). The amount of powder paint melted onto the low temperature portion 65 formed in the heating step S13 is less than the amount of powder paint melted onto the first high temperature portion 61 and the second high temperature portion 63. Therefore, the coating film in the low temperature portion 65 is thinner than the coating film in the first high temperature portion 61 and the second high temperature portion 63. As shown in the left diagram of FIG. 13, a coating film is formed on the first high temperature portion 61 of the male spline portion 23 by the immersion step S15. In the cross section of FIG. 13, the thickness T1 of the coating film at the tip of the tooth 311 is smaller than the thickness T2 of the coating film at the bottom of the tooth. As shown in the left diagram of FIG. 14, a coating film is formed in the low-temperature portion 65 by the immersion process S15. In the cross section of FIG. 14, the thickness T3 of the coating film at the tip of the tooth 311 is smaller than the thickness T4 of the coating film at the bottom of the tooth. The thickness T3 is smaller than the thickness T1. The thickness T4 is smaller than the thickness T2.

取出工程Ｓ１７では、図１１に示すように、中間材料２００が槽５０から取り出される。槽５０から取り出された中間材料２００は、例えば、表面を平滑化させるために加熱される。 In the removal step S17, as shown in FIG. 11, the intermediate material 200 is removed from the tank 50. The intermediate material 200 removed from the tank 50 is heated, for example, to smooth the surface.

切削工程Ｓ１９では、雄スプライン部２３に形成された粉体塗料の塗膜の一部が削られる。切削工程Ｓ１９では、図１２から図１４に示すように、雄スプライン部２３に形成された粉体塗料の塗膜のうち雄スプライン部２３の歯同士の間にある部分が、軸方向の全長に亘って同じ高さになるように削られる。粉体塗料の塗膜のうち雄スプライン部２３の歯同士の間にある部分の全ては、同一の工具を用いて軸方向の全長に亘って削られる。図１２から図１４の右側の図が、切削工程Ｓ１９の後の雄スプライン部２３である。粉体塗料の塗膜を削ることは、シェービングと呼ばれることもある。 In the cutting process S19, a part of the powder paint coating formed on the male spline portion 23 is cut off. In the cutting process S19, as shown in Figures 12 to 14, the part of the powder paint coating formed on the male spline portion 23 between the teeth of the male spline portion 23 is cut off so that the height is the same over the entire axial length. All of the parts of the powder paint coating between the teeth of the male spline portion 23 are cut off over the entire axial length using the same tool. The right side of Figures 12 to 14 shows the male spline portion 23 after the cutting process S19. Cutting off the powder paint coating is sometimes called shaving.

なお、上述したシャフトの製造方法は、必ずしもインナシャフト２０の製造方法でなくてもよい。シャフトの製造方法は、第１厚膜部４１、第２厚膜部４３及び薄膜部４５を備えるシャフトの製造方法として、他のシャフトの製造にも広く適用することができる。 The above-mentioned shaft manufacturing method does not necessarily have to be a method for manufacturing the inner shaft 20. The shaft manufacturing method can be widely applied to the manufacturing of other shafts as a method for manufacturing a shaft having a first thick film portion 41, a second thick film portion 43, and a thin film portion 45.

以上で説明したように、本実施形態のシャフト（インターミディエートシャフト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、雌スプライン部１３を備える。インナシャフト２０は、雌スプライン部１３に嵌まる雄スプライン部２３、及び雄スプライン部２３の外周面に配置されるコーティング部２５を備える。コーティング部２５は、第１厚膜部４１と、第２厚膜部４３と、薄膜部４５と、を備える。第１厚膜部４１は、雄スプライン部２３の端部に配置され且つ歯先での膜厚が歯底での膜厚よりも大きい。第２厚膜部４３は、第１厚膜部４１に対して軸方向に間隔を空けて配置され且つ歯先での膜厚が歯底での膜厚よりも大きい。薄膜部４５は、第１厚膜部４１と第２厚膜部４３との間に配置され且つ第１厚膜部４１の最大膜厚Ｔ４１ａ及び第２厚膜部４３の最大膜厚Ｔ４３ａよりも小さい最大膜厚Ｔ４５ａを有する。 As described above, the shaft (intermediate shaft 85) of this embodiment includes an outer tube 10 and an inner shaft 20. The outer tube 10 includes a female spline portion 13. The inner shaft 20 includes a male spline portion 23 that fits into the female spline portion 13, and a coating portion 25 that is arranged on the outer peripheral surface of the male spline portion 23. The coating portion 25 includes a first thick film portion 41, a second thick film portion 43, and a thin film portion 45. The first thick film portion 41 is arranged at the end of the male spline portion 23, and the film thickness at the tooth tip is greater than the film thickness at the tooth bottom. The second thick film portion 43 is arranged at an axial distance from the first thick film portion 41, and the film thickness at the tooth tip is greater than the film thickness at the tooth bottom. The thin film portion 45 is disposed between the first thick film portion 41 and the second thick film portion 43, and has a maximum film thickness T45a that is smaller than the maximum film thickness T41a of the first thick film portion 41 and the maximum film thickness T43a of the second thick film portion 43.

インナシャフト２０及びアウタチューブ１０が締め代を大きくすることによって、インナシャフト２０とアウタチューブ１０との間のがたつきを抑制できる。さらに、インナシャフト２０が薄膜部４５を備えることによって、薄膜部４５とアウタチューブ１０との摺動面積が小さくなるので、インナシャフト２０とアウタチューブ１０との間の摺動抵抗を低減できる。このため、締め代を大きくしながらも、摺動抵抗を小さくできる。また、インナシャフト２０においては、コーティング部２５によって、雌スプライン部１３と深く噛み合う部分（第１厚膜部４１及び第２厚膜部４３）と浅く噛み合い摺動抵抗を低減する部分（薄膜部４５）を形成している。このため、インナシャフト２０の製造時に雄スプライン部２３に対して切削等の機械加工が不要となる。したがって、本実施形態のシャフト（インターミディエートシャフト８５）は、インナシャフト２０とアウタチューブ１０との間のがたつき及び摺動抵抗を容易に低減できる。 By increasing the tightening margin of the inner shaft 20 and the outer tube 10, rattling between the inner shaft 20 and the outer tube 10 can be suppressed. Furthermore, by providing the inner shaft 20 with the thin film portion 45, the sliding area between the thin film portion 45 and the outer tube 10 is reduced, so that the sliding resistance between the inner shaft 20 and the outer tube 10 can be reduced. Therefore, the sliding resistance can be reduced while increasing the tightening margin. In addition, in the inner shaft 20, the coating portion 25 forms a portion that deeply meshes with the female spline portion 13 (first thick film portion 41 and second thick film portion 43) and a portion that shallowly meshes with the female spline portion 13 to reduce the sliding resistance (thin film portion 45). Therefore, machining such as cutting is not required for the male spline portion 23 during the manufacture of the inner shaft 20. Therefore, the shaft of this embodiment (intermediate shaft 85) can easily reduce rattling and sliding resistance between the inner shaft 20 and the outer tube 10.

本実施形態のシャフト（インターミディエートシャフト８５）において、コーティング部２５は、第１厚膜部４１と薄膜部４５との間に配置される第１中間部４２と、第２厚膜部４３と薄膜部４５との間に配置される第２中間部４４と、を備える。第１中間部４２の最大膜厚、及び第２中間部４４の最大膜厚は、薄膜部４５に近づくにしたがって小さくなっている。 In the shaft of this embodiment (intermediate shaft 85), the coating portion 25 includes a first intermediate portion 42 disposed between the first thick portion 41 and the thin portion 45, and a second intermediate portion 44 disposed between the second thick portion 43 and the thin portion 45. The maximum film thickness of the first intermediate portion 42 and the maximum film thickness of the second intermediate portion 44 decrease toward the thin portion 45.

これにより、本実施形態のシャフトは、雄スプライン部２３と潤滑剤との間の剪断抵抗の、軸方向の位置による急激な変化を低減できる。したがって、本実施形態のシャフトは、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位置による差を低減できる。 As a result, the shaft of this embodiment can reduce the sudden change in shear resistance between the male spline portion 23 and the lubricant depending on the axial position. Therefore, the shaft of this embodiment can reduce the difference in sliding resistance between the inner shaft 20 and the outer tube 10 depending on the position.

本実施形態のシャフト（インターミディエートシャフト８５）において、薄膜部４５の最小膜厚Ｔ４５ｂは、第１厚膜部４１の最小膜厚Ｔ４１ｂ及び第２厚膜部４３の最小膜厚Ｔ４３ｂと等しい。 In the shaft of this embodiment (intermediate shaft 85), the minimum thickness T45b of the thin film portion 45 is equal to the minimum thickness T41b of the first thick film portion 41 and the minimum thickness T43b of the second thick film portion 43.

これにより、雌スプライン部１３の歯１３１と雄スプライン部２３の歯との間の距離が、一定になりやすくなる。このため、雄スプライン部２３の軸芯が雌スプライン部１３の軸芯と平行になりやすい。したがって、本実施形態のシャフトは、インナシャフト２０とアウタチューブ１０との間の摺動抵抗が設計値からずれることを抑制できる。 This makes it easier for the distance between the teeth 131 of the female spline portion 13 and the teeth of the male spline portion 23 to be constant. This makes it easier for the axis of the male spline portion 23 to be parallel to the axis of the female spline portion 13. Therefore, the shaft of this embodiment can prevent the sliding resistance between the inner shaft 20 and the outer tube 10 from deviating from the design value.

本実施形態のシャフトの製造方法は、雄スプライン部２３を有するシャフト（インナシャフト２０）の製造方法である。本実施形態のシャフトの製造方法は、加熱工程Ｓ１３と、浸漬工程Ｓ１５と、を備える。加熱工程Ｓ１３では、雄スプライン部を加熱することによって、第１高温部６１と、第１高温部６１に対して軸方向に間隔を空けて配置される第２高温部６３と、第１高温部６１と第２高温部６３との間に配置され且つ第１高温部６１の温度及び第２高温部６３の温度よりも低い温度を有する低温部６５と、を形成する。浸漬工程Ｓ１５では、第１高温部６１、低温部６５、及び第２高温部６３を流動化した樹脂に漬ける。 The shaft manufacturing method of this embodiment is a method for manufacturing a shaft (inner shaft 20) having a male spline portion 23. The shaft manufacturing method of this embodiment includes a heating step S13 and an immersion step S15. In the heating step S13, the male spline portion is heated to form a first high temperature portion 61, a second high temperature portion 63 that is spaced apart from the first high temperature portion 61 in the axial direction, and a low temperature portion 65 that is disposed between the first high temperature portion 61 and the second high temperature portion 63 and has a lower temperature than the first high temperature portion 61 and the second high temperature portion 63. In the immersion step S15, the first high temperature portion 61, the low temperature portion 65, and the second high temperature portion 63 are immersed in a fluidized resin.

これにより、雄スプライン部２３のうち低温部６５における粉体塗料の塗膜が、第１高温部６１及び第２高温部６３における粉体塗料の塗膜よりも薄くなる。すなわち、第１厚膜部４１、第２厚膜部４３及び薄膜部４５を備えるコーティング部２５が形成される。したがって、本実施形態のシャフト（インナシャフト２０）の製造方法は、第１厚膜部４１、第２厚膜部４３及び薄膜部４５を備えるコーティング部２５を容易に形成することができる。 As a result, the powder paint coating in the low temperature portion 65 of the male spline portion 23 is thinner than the powder paint coating in the first high temperature portion 61 and the second high temperature portion 63. That is, a coating portion 25 is formed that includes a first thick film portion 41, a second thick film portion 43, and a thin film portion 45. Therefore, the manufacturing method of the shaft (inner shaft 20) of this embodiment can easily form a coating portion 25 that includes a first thick film portion 41, a second thick film portion 43, and a thin film portion 45.

また、製造されたインナシャフト２０とアウタチューブ１０を組み立てることによって、インターミディエートシャフト８５（シャフト）が製造される。したがって、本実施形態のシャフトの製造方法は、インナシャフト２０の製造方法であり、インナシャフト２０及びアウタチューブを備えるインターミディエートシャフト８５の製造方法であるともいえる。したがって、本実施形態のシャフト（インターミディエートシャフト８５）の製造方法は、インナシャフト２０とアウタチューブ１０との間のがたつきを低減でき且つ摺動抵抗の位置による差を低減できる。 The intermediate shaft 85 (shaft) is manufactured by assembling the manufactured inner shaft 20 and outer tube 10. Therefore, the manufacturing method of the shaft of this embodiment is a manufacturing method of the inner shaft 20, and can also be said to be a manufacturing method of the intermediate shaft 85 that includes the inner shaft 20 and the outer tube. Therefore, the manufacturing method of the shaft (intermediate shaft 85) of this embodiment can reduce rattling between the inner shaft 20 and the outer tube 10 and can reduce differences in sliding resistance depending on the position.

本実施形態のシャフトの製造方法は、雄スプライン部２３に付着した粉体塗料のうち雄スプライン部２３の歯同士の間にある部分を、軸方向の全長に亘って同じ高さになるように削る切削工程Ｓ１９を備える。 The shaft manufacturing method of this embodiment includes a cutting process S19 in which the powder paint adhering to the male spline portion 23 between the teeth of the male spline portion 23 is cut so that the height is the same over the entire axial length.

これにより、本実施形態のシャフトの製造方法は、等しい最小膜厚を有する第１厚膜部４１、第２厚膜部４３及び薄膜部４５を容易に形成することができる。 As a result, the shaft manufacturing method of this embodiment can easily form the first thick film portion 41, the second thick film portion 43, and the thin film portion 45, all of which have the same minimum film thickness.

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（シャフト）
２１本体部
２３雄スプライン部
２５コーティング部
３１薄肉部
３３厚肉部
４１第１厚膜部
４２第１中間部
４３第２厚膜部
４４第２中間部
４５薄膜部
５０槽
８０ステアリング装置
８１ステアリングホイール
８２ステアリングシャフト
８２ａ入力軸
８２ｂ出力軸
８３操舵力アシスト機構
８５インターミディエートシャフト（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
９０ＥＣＵ
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ダッシュパネル
１３１歯
２００中間材料
３１１歯
３３１歯
Ｓ１１前処理工程
Ｓ１３加熱工程
Ｓ１５浸漬工程
Ｓ１７取出工程
Ｓ１９切削工程
Ｔ３１最大肉厚
Ｔ３３最大肉厚
Ｔ４１ａ最大膜厚
Ｔ４１ｂ最小膜厚
Ｔ４３ａ最大膜厚
Ｔ４３ｂ最小膜厚
Ｔ４５ａ最大膜厚
Ｔ４５ｂ最小膜厚 10 Outer tube 11 Main body portion 13 Female spline portion 20 Inner shaft (shaft)
21 Main body portion 23 Male spline portion 25 Coating portion 31 Thin portion 33 Thick portion 41 First thick film portion 42 First intermediate portion 43 Second thick film portion 44 Second intermediate portion 45 Thin film portion 50 Tank 80 Steering device 81 Steering wheel 82 Steering shaft 82a Input shaft 82b Output shaft 83 Steering force assist mechanism 85 Intermediate shaft (shaft)
87 Pinion shaft 88 Steering gear 88a Pinion 88b Rack 89 Tie rod 90 ECU
92 Reduction gear 93 Electric motor 94 Torque sensor 95 Vehicle speed sensor 98 Ignition switch 99 Power supply 100 Dash panel 131 Teeth 200 Intermediate material 311 Teeth 331 Teeth S11 Pretreatment process S13 Heating process S15 Immersion process S17 Extraction process S19 Cutting process T31 Maximum thickness T33 Maximum thickness T41a Maximum film thickness T41b Minimum film thickness T43a Maximum film thickness T43b Minimum film thickness T45a Maximum film thickness T45b Minimum film thickness

Claims

an outer tube having a female spline portion;
an inner shaft including a male spline portion that fits into the female spline portion and a coating portion that is disposed on an outer circumferential surface of the male spline portion;
Equipped with
the coating portion comprises: a first thick film portion disposed at an end of the male spline portion and having a film thickness at the tooth tip greater than a film thickness at the tooth bottom; a second thick film portion disposed at an axial distance from the first thick film portion and having a film thickness at the tooth tip greater than a film thickness at the tooth bottom; a thin film portion disposed between the first thick film portion and the second thick film portion and having a maximum film thickness smaller than a maximum film thickness of the first thick film portion and a maximum film thickness of the second thick film portion; a first intermediate portion disposed between the first thick film portion and the thin film portion; and a second intermediate portion disposed between the second thick film portion and the thin film portion ,
A shaft , wherein a maximum film thickness of the first intermediate portion and a maximum film thickness of the second intermediate portion decrease toward the thin film portion .

an outer tube having a female spline portion;
an inner shaft including a male spline portion that fits into the female spline portion and a coating portion that is disposed on an outer circumferential surface of the male spline portion;
Equipped with
the coating portion comprises: a first thick film portion disposed at an end of the male spline portion and having a film thickness at the tooth tip greater than a film thickness at the tooth bottom; a second thick film portion disposed at an axial distance from the first thick film portion and having a film thickness at the tooth tip greater than a film thickness at the tooth bottom; and a thin film portion disposed between the first thick film portion and the second thick film portion and having a maximum film thickness smaller than a maximum film thickness of the first thick film portion and a maximum film thickness of the second thick film portion,
A shaft in which the outer diameter of a first portion of the male spline portion where the first thick film portion is provided, the outer diameter of a second portion of the male spline portion where the second thick film portion is provided, and the outer diameter of a third portion of the male spline portion where the thin film portion is provided are the same .

The shaft according to claim 1 or 2, wherein a minimum thickness of the thin film portion is equal to a minimum thickness of the first thick film portion and a minimum thickness of the second thick film portion.

A method for manufacturing a shaft having a male spline portion, comprising the steps of:
a heating step of heating the male spline portion to form a first high temperature portion, a second high temperature portion spaced apart from the first high temperature portion in the axial direction, and a low temperature portion disposed between the first high temperature portion and the second high temperature portion and having a temperature lower than that of the first high temperature portion and that of the second high temperature portion;
an immersion step of immersing the first high temperature part, the low temperature part, and the second high temperature part in a fluidized resin;
A method for manufacturing a shaft comprising:

The method for manufacturing a shaft according to claim 4, further comprising a cutting step of cutting a portion of the resin adhering to the male spline portion between the teeth of the male spline portion so that the portion has the same height over the entire axial length.