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DE212021000486U1 - Schraubenwelle und elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung für ein Lenkrad - Google Patents

Schraubenwelle und elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung für ein Lenkrad Download PDF

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DE212021000486U1
DE212021000486U1 DE212021000486.5U DE212021000486U DE212021000486U1 DE 212021000486 U1 DE212021000486 U1 DE 212021000486U1 DE 212021000486 U DE212021000486 U DE 212021000486U DE 212021000486 U1 DE212021000486 U1 DE 212021000486U1
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Abstract

Schraubenwelle, umfassend:
einen Großdurchmesser-Wellenabschnitt; und
einen Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt, der benachbart zu beiden axialen Endseiten des Großdurchmesser-Wellenabschnitts angeordnet ist, wobei
der Großdurchmesser-Wellenabschnitt einen Außengewindeabschnitt entlang einer gesamten axialen Länge auf einer äußeren Umfangsfläche aufweist, und
wobei der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts, und auf einer Außenumfangsfläche eine Rollspur mit einer schraubenförmigen Kurve aufweist, die in Phase mit einer Verlängerungslinie einer schraubenförmigen Kurve ist, die eine Nutgrundlinie des Großdurchmesser-Gewindeabschnitts ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubenwelle, die einen Vorschubschraubmechanismus bildet, der in verschiedene mechanische Vorrichtungen eingebaut ist und eine elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung, die einen Elektromotor und einen Vorschubschraubmechanismus enthält.
  • HINTERGRUND
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von elektrischen Lenkradpositions-Einstellvorrichtungen bekannt, die eine Einstellung der Vorder- und Hinterradposition sowie der Höhenposition eines Lenkrads unter Verwendung eines Elektromotors als Antriebsquelle ermöglichen (siehe beispielsweise JP-A-2005-199760 (Patentliteratur 1), JP-A-2006-321484 (Patentliteratur 2) und JP-A2015-227166 (Patentliteratur 3)).
  • Ein Vorschubschraubmechanismus ist ein weit verbreiteter Mechanismus, der in verschiedenen mechanischen Vorrichtungen, einschließlich einer solchen elektrischen Lenkradpositions-Einstellvorrichtung, eingebaut ist und die Drehbewegung einer Antriebsquelle in eine lineare Bewegung umwandelt. Der Vorschubschraubmechanismus umfasst eine Schraubenwelle mit einem Außengewindeabschnitt an ihrer Außenumfangsfläche und eine Nuss mit einem Innengewindeabschnitt an ihrer Innenumfangsfläche.
  • Der Vorschubschraubmechanismus umfasst einen Gleitschrauben-Vorschubschraubmechanismus und einen Kugelschrauben-Vorschubschraubmechanismus. Bei dem Gleitschrauben-Vorschubschraubmechanismus sind ein Außengewindeabschnitt einer Schraubenwelle und ein Innengewindeabschnitt einer Nuss miteinander verschraubt. Bei dem Kugelschrauben-Vorschubschraubmechanismus bildet ein Außengewindeabschnitt einer Schraubenwelle eine Außengewindenut, ein Innengewindeabschnitt einer Nuss bildet eine Innengewindenut, und eine Vielzahl von Kugeln ist zwischen der Außengewindenut und der Innengewindenut angeordnet.
  • In jedem Vorschubschraubmechanismus kann der Außengewindeabschnitt der Schraubenwelle durch Rollbearbeitung geformt werden. Bei der Rollbearbeitung des Außengewindeabschnitts wird ein Außengewindeabschnitt geformt, indem ein Werkstück, das ein Zwischenmaterial der Schraubenwelle ist, zwischen einer Vielzahl von Rollwürfeln gewalzt wird und eine Außenumfangsfläche des Werkstücks unter Verwendung dieser Rollwürfel plastisch verformt wird.
  • Zu den Methoden der Rollbearbeitung des Außengewindeabschnitts gehören zum Beispiel verschiedene Verfahren wie das in JP-A-H09-225573 (Patentliteratur 4) beschriebene Durchlaufverfahren und das in JP-A-2008-281142 (Patentliteratur 5) beschriebene Vorschubverfahren.
  • ZITATENLISTE
  • PATENTLITERATUR
    • Patentliteratur 1: JP-A-2005-199760
    • Patentschrift 2: JP-A-2006-321484
    • Patentschrift 3: JP-A-2015-227166
    • Patentschrift 4: JP-A-H09-225573
    • Patentliteratur 5: JP-A-2008-281142
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Ein spezifisches Beispiel der Rollbearbeitung im Durchlaufverfahren wird unter Bezugnahme auf die 11A bis 13B beschrieben. In diesem spezifischen Beispiel, wie in 11A und 11B dargestellt, wird ein Werkstück 100 der Rollbearbeitung im Durchlaufverfahren unter Verwendung eines Paares von Rollwürfeln 101 unterzogen. Durch das Formen des Außengewindeabschnitts 102 auf diese Weise wird eine Schraubenwelle 103 erhalten, die den Außengewindeabschnitt 102 aufweist.
  • In der folgenden Beschreibung dieses spezifischen Beispiels bedeutet, sofern nicht anders angegeben, eine axiale Richtung eine axiale Richtung des Werkstücks 100 und der Schraubenwelle 103, eine axiale Seite ist eine linke Seite in den 11A und 11B, und die andere axiale Seite ist eine rechte Seite in den 11A und 11 B.
  • Bei der Schraubenwelle 103 handelt es sich um eine Schraubenwelle, die einen Kugelschrauben-Vorschubschraubmechanismus bildet. Die Schraubenwelle 103 umfasst einen Schraubenwellenabschnitt 104 und einen Basis-Endwellenabschnitt 105. Der Schraubenwellenabschnitt 104 befindet sich in einem Abschnitt von einem axialen Endabschnitt der Schraubenwelle 103 bis zu einem Abschnitt nahe dem anderen axialen Endabschnitt. Der Schraubenwellenabschnitt 104 weist einen Außengewindeabschnitt (Außengewindenut) 102 auf, der an seiner Außenumfangsfläche eine schraubenförmige Form aufweist. Der Basis-Endwellenabschnitt 105 befindet sich an dem anderen axialen Endabschnitt der Schraubenwelle 103. Das heißt, der Basis-Endwellenabschnitt 105 ist angrenzend an die andere axiale Seite des Schraubenwellenabschnitts 104 angeordnet. Der Basis-Endwellenabschnitt 105 hat eine zylindrische Form und weist einen größeren Außendurchmesser auf als der des Schraubenwellenabschnitts 104.
  • Das Werkstück 100 umfasst einen Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 106 und einen Kleindurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 107, die einer Rollbearbeitung unterzogen werden, um den Schraubenwellenabschnitt 104 zu bilden, und einen Basis-Endwellenabschnitt 105, der keiner Rollbearbeitung unterzogen wird. Der Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 106 ist zylindrisch geformt und weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Basis-Endwellenabschnitts 105. Der Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 107 ist neben der anderen axialen Seite des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 106 angeordnet. Der Kleindurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 107 hat eine zylindrische Form. Der Kleindurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 107 weist eine axiale Länge auf, die deutlich kleiner ist als die axiale Länge des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 106, und hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 106. Der Basis-Endwellenabschnitt 105 ist angrenzend an die andere axiale Seite des Kleindurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 107 angeordnet.
  • Die beiden Rollwürfel 101 sind Rundwürfel, die jeweils eine kurze zylindrische Form aufweisen und deren Außenumfangsflächen einander gegenüberliegen. Jeder der Rollwürfel 101 weist an seiner Außenumfangsfläche schraubenförmige Rollenzähne 108 auf und hat abgeschrägte Abschnitte 109 an Stellen, die an beide axialen Seiten der Rollenzähne 108 angrenzen. Jeder der abgeschrägten Abschnitte 109 besteht aus einer geneigten Oberfläche (konische Oberfläche), die in Richtung einer axialen Mittelseite des Rollwürfels 101 geneigt ist, während sie sich radial nach außen erstreckt. Wie in 12 vergrößert dargestellt, entspricht der Durchmesser eines seitlichen Endabschnitts des abgeschrägten Abschnitts 109 mit kleinem Durchmesser ungefähr dem Durchmesser eines Fußkreises der Rollenzähne 108. Darüber hinaus dient der abgeschrägte Abschnitt 109 dazu, die Spannungskonzentration während der Rollbearbeitung zu verringern.
  • Bei der Rollbearbeitung des Werkstücks 100 mit dem Paar von Rollwürfeln 101 unter Verwendung eines Durchlaufverfahrens, wie in 11A dargestellt, wird das Paar von Rollwürfeln 101 in dieselbe Richtung gedreht, während ein konstanter Abstand zwischen den Außenumfangsflächen (Kopfkreise der Rollenzähne 108 jedes Rollwürfels 101) des Paars von Rollwürfeln 101 beibehalten wird. In diesem Fall ist der Abstand zwischen den Außenumfangsflächen des Rollwürfelpaars 101 kleiner als die jeweiligen Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 106 und des Kleindurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 107.
  • In diesem Zustand wird das Werkstück 100 zwischen die Außenumfangsflächen des Rollwürfelpaares 101 von einem axialen Endabschnitt aus eingeführt. Dann werden die Rollenzähne 108 des Rollwürfelpaares 101 in eine Außenumfangsfläche des einen axialen Endabschnitts des Werkstücks 100 eingeschnitten, und das Werkstück 100 dreht sich in einer zum Rollwürfelpaar 101 entgegengesetzten Richtung, so dass die Rollbearbeitung zur Bildung des Außengewindeabschnitts 102 beginnt. In diesem Fall kommt es aufgrund eines Steigungswinkelfehlers, der zwischen den Rollenzähnen 108 des Rollwürfelpaares 101 und dem auf dem Werkstück 100 gebildeten Außengewindeabschnitt auftritt, zu einem Vorschub, bei dem sich das Werkstück 100 in Bezug auf das Rollwürfelpaar 101 zu der einen axialen Seite bewegt. Daher läuft die Rollbearbeitung automatisch ab.
  • Das heißt, während sich das Werkstück 100 in Bezug auf das Rollwürfelpaar 101 zu der einen axialen Seite bewegt, verformen die Kleindurchmesser-Wellenabschnitte 108 des Rollwürfelpaares 101 nacheinander plastisch den Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 106 und den Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 107, die Zielabschnitte für die Bearbeitung sind. Infolgedessen wird der Außengewindeabschnitt 102 wie in 11 B dargestellt geformt. 13A ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 11 B. Wenn der Außengewindeabschnitt 102 auf diese Weise geformt ist, wird das Rollwürfelpaar 101 in radialer Richtung voneinander weg zurückgezogen, wodurch die Rollbearbeitung abgeschlossen wird.
  • Darüber hinaus ist in diesem speziellen Beispiel, ähnlich wie bei dem in JP-A-H09-225573 beschriebenen Werkstück, der Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 107 mit einem Außendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 106 ist, an dem anderen axialen Endabschnitt des Zielabschnitts der Rollbearbeitung des Werkstücks 100 vorhanden. Daher kann der Teil des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 106, der aufgrund der Rollbearbeitung fließt, in den Kleindurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 107 entweichen. Infolgedessen kann bei ausreichender Sicherung des Außendurchmessers des anderen axialen Endabschnitts des Außengewindeabschnitts 102 leicht verhindert werden, dass der andere axiale Endabschnitt des Außengewindeabschnitts 102 im Vergleich zu einem Abschnitt neben der einen axialen Seite radial nach außen vorsteht.
  • Bei der Durchführung der Rollbearbeitung, wie oben beschrieben, können jedoch die folgenden Probleme auftreten. Das heißt, wenn die Rollbearbeitung wie oben beschrieben durchgeführt wird, wird der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks 100 nicht nur durch die Rollenzähne 108 des Rollwürfelpaars 101, sondern auch durch den abgeschrägten Abschnitt 109, der sich am anderen axialen Endabschnitt jedes Rollwürfelpaars 101 befindet, einer Rollbearbeitung unterzogen.
  • Bei der Rollbearbeitung reitet die geneigte Fläche, die den abgeschrägten Abschnitt 109 auf der anderen axialen Seite jedes Rollwürfelpaares 101 bildet, auf dem Bearbeitungszielabschnitt des Werkstücks 100. Dann wirkt eine große, radial nach innen und axial zur anderen Seite gerichtete Last auf einen Teil des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks 100, auf dem die schräge Fläche reitet. Als Reaktionskraft einer radialen Komponente einer solchen Last erhält der Rollwürfel 101 eine Last in einer Richtung, in der der Rollwürfel 101 aus dem Abschnitt des Bearbeitungsziels austritt, d. h. eine radial nach außen gerichtete Last. Dadurch, dass die den abgeschrägten Abschnitt 109 bildende schräge Fläche auf dem Bearbeitungszielabschnitt des Werkstücks 100 reitet, kann es zu einer übermäßigen Dehnung oder Verdrehung des Werkstücks 100 kommen, ausgehend von dem Teil des Bearbeitungszielabschnitts des Werkstücks 100, auf dem die schräge Fläche reitet. Damit einhergehend können Formfehler wie Zahnprofilfehler, Zahnspurfehler und Spindelsteigungsfehler des Außengewindeabschnitts 102 auftreten, und die Formgenauigkeit des Außengewindeabschnitts 102 kann verringert werden. Darüber hinaus tritt bei der Rollbearbeitung des Außengewindeabschnitts 102 im Allgemeinen das Problem auf, dass sich an der Außenumfangsfläche und dem axialen Endabschnitt des zu bearbeitenden Abschnitts aufgrund der Dehnung der Welle und des während der Bearbeitung erzeugten extrem hohen Axialdrucks radiale Grate und Wülste bilden. Insbesondere in dem Abschnitt, auf dem der abgeschrägte Abschnitt 109 des Rollwürfels 101 aufliegt, konzentriert sich der vorgespannte Schraubenschub auf einen Punkt, wodurch sich die Formgenauigkeit des Außengewindeabschnitts 102 tendenziell verschlechtert.
  • Des Weiteren kann in einer in den 11B, 13A und 13B dargestellten Endphase der Rollbearbeitung am anderen axialen Endabschnitt des Außengewindeabschnitts 102 das in Richtung der anderen axialen Seite gedrückte Teil nicht entkommen, und eine den abgeschrägten Abschnitt 109 bildende schräge Fläche reitet auf einem Teil (β-Abschnitt in 13B) des Teils. Infolgedessen drückt und verformt das durch die schräge Fläche gedrückte Teil eine axiale Endfläche des Basis-Endwellenabschnitts 105 stark, was eine relativ große Steigungsabweichung oder ähnliches im Außengewindeabschnitt 102 verursacht. Daher ist es besonders wahrscheinlich, dass sich der Formfehler des Außengewindeabschnitts 102 in der letzten Phase der Rollbearbeitung verschlechtert. Wenn sich außerdem am anderen axialen Endabschnitt des Außengewindeabschnitts 102 radiale Grate oder Ausbuchtungen bilden und diese Grate oder Ausbuchtungen groß genug werden, um mit dem Innengewindeabschnitt der Mutter in Konflikt zu geraten, kann die Mutter nicht axial um den anderen axialen Endabschnitt des Außengewindeabschnitts 102 bewegt werden, was den Arbeitshub des Vorschubschraubmechanismus verkürzt.
  • Unannehmlichkeiten wie die oben beschriebenen, d.h. Unannehmlichkeiten, dass die Formgenauigkeit des Außengewindeabschnitts aufgrund der geneigten Oberfläche, die den abgeschrägten Abschnitt des Rollwürfels bildet, der auf dem Bearbeitungszielabschnitt des Werkstücks reitet, wenn die Rollbearbeitung durchgeführt wird, verringert werden kann, treten nicht nur bei der Rollbearbeitung durch das Durchlaufverfahren auf, sondern auch bei anderen Arten der Rollbearbeitung, wie beispielsweise einem Zuführverfahren.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schraubenwelle, bei der die Formgenauigkeit eines Außengewindeabschnitts ausreichend gewährleistet ist und eine elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung bereitzustellen, die einen Elektromotor und einen Vorschubschraubmechanismus enthält und die Betriebsleistung des Vorschubschraubmechanismus ausreichend gewährleistet.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Eine Schraubenwelle gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Großdurchmesser-Wellenabschnitt und einen Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt, der benachbart zu beiden axialen Endseiten des Großdurchmesser-Wellenabschnitts angeordnet ist.
  • Der Großdurchmesser-Wellenabschnitt weist einen Außengewindeabschnitt entlang einer gesamten axialen Länge an einer Außenumfangsfläche auf.
  • Der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts, und weist an einer Außenumfangsfläche eine Rollspur mit einer schraubenförmigen Kurve auf, die mit einer Verlängerungslinie einer schraubenförmigen Kurve, die eine Nutgrundlinie des Außengewindeabschnitts ist, in Phase ist.
  • Bei der Schraubenwelle nach dem Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt der Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts das 0,93-fache oder mehr und das 1,07-fache oder weniger eines Nutgrunddurchmessers (Fußdurchmesser, Nutgrundkreisdurchmesser) des Außengewindeabschnitts.
  • Eine Schraubenwelle gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Großdurchmesser-Wellenabschnitt, einen Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt und einen Kleindurchmesser-Wellenabschnitt.
  • Der Großdurchmesser-Wellenabschnitt weist einen Außengewindeabschnitt entlang einer gesamten axialen Länge an einer Außenumfangsfläche auf.
  • Der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt ist axial neben dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt angeordnet und weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts.
  • Der Kleindurchmesser-Wellenabschnitt ist in axialer Richtung benachbart zu dem Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt auf einer dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt gegenüberliegenden Seite angeordnet, weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts, und weist keine Rollenspur mit einer Schraubenform auf einer Außenumfangsfläche auf.
  • Bei der Schraubenwelle gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt an einer Außenumfangsfläche eine Rollspur mit einer schraubenförmigen Kurve auf, die mit einer Verlängerungslinie einer schraubenförmigen Kurve, die eine Nutgrundlinie des Nutgewindeabschnitts ist, in Phase ist.
  • In der Schraubenwelle gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein angrenzender Wellenabschnitt mit einem Außendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts, angrenzend an den Kleindurchmesser-Wellenabschnitt auf einer dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite vorgesehen.
  • Bei der Schraubenwelle gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt der Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts das 0,93-fache oder mehr und das 1,07-fache oder weniger eines Nutgrunddurchmessers (Fußdurchmesser, Nutgrundkreisdurchmesser) des Außengewindeabschnitts.
  • Bei der Schraubenwelle nach dem Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt der Außendurchmesser des Kleindurchmesser-Wellenabschnitts das 0,9-fache oder mehr und weniger als das 1,0-fache des Nutgrunddurchmessers des Nutgewindeabschnitts.
  • Bei der Schraubenwelle gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung setzt sich der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt aus einem ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt, der auf einer axialen Seite des Großdurchmesser-Wellenabschnitts angeordnet ist, und einem zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt, der auf der anderen axialen Seite des Großdurchmesser-Wellenabschnitts angeordnet ist, zusammen, und
    der Kleindurchmesser-Wellenabschnitt aus wenigstens einem ersten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser, der auf einer axialen Seite des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts angeordnet ist, und einem zweiten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser, der auf der anderen axialen Seite des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts angeordnet ist, zusammengesetzt ist.
  • Bei der Schraubenwelle gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Schraubenwelle in eine elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung eingebaut werden.
  • Ein Herstellungsverfahren für eine erfindungsgemäße Schraubenwelle kann die Durchführung einer Rollbearbeitung an einem Werkstück umfassen, wobei das Werkstück einen Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen und Mitteldurchmesser-Wellenabschnitte zum Rollen aufweist, die benachbart zu beiden axialen Endseiten des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen angeordnet sind und jeweils einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner ist als ein Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen, Verwendung einer Vielzahl von Rollwürfeln, um einen Fortschritt des Werkstücks zu erzeugen, um einen Außengewindeabschnitt über eine gesamte axiale Länge einer Außendurchmesser-Wellenfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen zu bilden.
  • Bei der Durchführung der Rollbearbeitung des Werkstücks wird die Rollbearbeitung unter Verwendung der Rollwürfel durchgeführt, um Rollspuren mit einer Schraubenform auf Außenumfangsflächen der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitte zum Rollen zu bilden und um einen Außengewindeabschnitt auf der Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen zu bilden.
  • Zu einer Herstellung der erfindungsgemäßen Schraubenwelle kann der Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen das 0,93-fache oder mehr und das 1,07-fache oder weniger des Nutgrunddurchmessers des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen, der auf der Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts gebildet wird, betragen.
  • Die erfindungsgemäße Schraubenwelle kann durch ein Verfahren hergestellt werden, welches die Durchführung einer Rollbearbeitung an einem Werkstück umfasst, wobei das Werkstück einen Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen, einen Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen, der axial benachbart zu dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als ein Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen ist, und einen Kleindurchmesser-Wellenabschnitt, der angrenzend an den Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen auf einer Seite angeordnet ist, die dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen in einer axialen Richtung gegenüberliegt, und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen, unter Verwendung einer Vielzahl von Rollwürfeln, um einen Fortschritt des Werkstücks zu erzeugen, um einen Außengewindeabschnitt über eine gesamte axiale Länge einer Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen zu bilden.
  • Bei der Durchführung der Rollbearbeitung an dem Werkstück wird die Rollbearbeitung unter Verwendung der Rollwürfel durchgeführt, um einen Außengewindeabschnitt auf der Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen zu bilden, und die Rollwürfel werden nicht mit einer Außenumfangsfläche des Kleindurchmesser-Wellenabschnitts in Kontakt gebracht.
  • Bei einem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schraubenwelle kann bei der Rollbearbeitung des Werkstücks an einer Außenumfangsfläche des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen eine Rollspur mit einer schraubenförmigen Form gebildet werden.
  • Die Schraubenwelle nach der vorliegenden Erfindung kann durch ein Verfahren hergestellt werden,
    wobei ein Werkstück verwendet wird, das einen an den Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt angrenzenden Wellenabschnitt aufweist, der auf einer dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen ist.
  • Bei einem Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Schraubenwelle kann der Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen das 0,93-fache oder mehr und das 1,07-fache oder weniger eines Nutgrunddurchmessers des an der Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen auszubildenden Nutgrunddurchmessers, und der Außendurchmesser des Kleindurchmesser-Wellenabschnitts beträgt das 0,9-fache oder mehr und weniger als das 1,0-fache des Nutgrunddurchmessers des Außengewindeabschnitts, betragen.
  • Die erfindungsgemäße Schraubenwelle kann durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem ein Rollwürfel, der einen abgeschrägten Abschnitt an einem axialen Endabschnitt einer Außenumfangsfläche aufweist, als jedes der Rollwerkzeuge verwendet, und
    ein Zustand, in dem der abgeschrägte Abschnitt der Außenumfangsfläche des Kleindurchmesser-Wellenabschnitts zugewandt ist, bei der Durchführung der Rollbearbeitung des Werkstücks beibehalten wird.
  • Bei einem Herstellungsverfahren für die Schraubenwelle der vorliegenden Erfindung kann ein Werkstück, bei dem der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen aus einem ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen, der auf einer axialen Seite des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen angeordnet ist, und einem zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen, der auf der anderen axialen Seite des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen angeordnet ist, zusammengesetzt werden, und der Kleindurchmesser-Wellenabschnitt aus wenigstens einem von einem ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt, der auf einer axialen Seite des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen angeordnet ist, und einem zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt, der auf der anderen axialen Seite des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen angeordnet ist, als das Werkstück verwendet werden.
  • Um die erfindungsgemäße Schraubenwelle herzustellen, kann für ein entsprechendes Verfahren als Schraubenwelle eine in einer elektrischen Lenkradpositions-Einstellvorrichtung eingebaute Schraubenwelle verwendet werden.
  • Eine elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Elektromotor, einen Vorschubschraubmechanismus und eine Lenkkomponente.
  • Der Vorschubschraubmechanismus umfasst eine Schraubenwelle mit einem Außengewindeabschnitt auf einer Außenumfangsfläche und eine Nuss mit einer Innenumfangsfläche mit einem Innengewindeabschnitt, der mit dem Außengewindeabschnitt in Eingriff steht und so konfiguriert ist, dass die Schraubenwelle und die Nuss relativ in einer axialen Richtung auf der Grundlage einer relativen Drehung der Schraubenwelle und der Nuss durch eine Drehkraft von dem Elektromotor übertragen verschiebbar sind.
  • Die Lenkkomponente ist im Gebrauch an einem Lenkrad befestigt und ist in einer Positionseinstellrichtung des Lenkrads verschiebbar, wenn die Schraubenwelle und die Mutter relativ zueinander in der axialen Richtung verschoben werden.
  • Die Schraubenwelle wird durch die erfindungsgemäße Schraubenwelle gebildet.
  • VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden eine Schraubenwelle, bei der die Formgenauigkeit eines Außengewindeabschnitts hinreichend gewährleistet ist, und eine elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung, die einen Elektromotor und einen Vorschubschraubmechanismus enthält und eine ausreichende Betriebsleistung des Vorschubschraubmechanismus gewährleistet, bereitgestellt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung gemäß einem ersten Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2A ist eine Seitenansicht einer Schraubenwelle gemäß dem ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2B ist eine Seitenansicht einer Schraubenwelle gemäß einem weiteren vorliegenden Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 ist eine Seitenansicht eines Werkstücks, das ein Zwischenmaterial für die Schraubenwelle gemäß dem ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
    • 4 ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem das Werkstück in einer Rollenmaschine gemäß dem ersten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingestellt ist.
    • 5 ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Abstand zwischen einem Rollwürfelpaar, das sich in einer normalen Richtung dreht, verengt ist und der Rollwürfel gegen einen Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen des Werkstücks gedrückt wird, um die Rollbearbeitung zu beginnen, in Bezug auf das erste Beispiel der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 6 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 5.
    • 7A ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem das Werkstück von einer axialen Seite zu einem Ende der anderen axialen Seite fortschreitet, wenn das Rollwürfelpaar in der Mitte der Rollbearbeitung in normaler Richtung rotiert, in Bezug auf das erste Beispiel der vorliegenden Erfindung, und 7B ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem das Werkstück von der anderen axialen Seite zu einem Ende der einen axialen Seite fortschreitet, wenn das Rollwürfelpaar in der Mitte der Rollbearbeitung in umgekehrter Richtung rotiert.
    • 8A ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem in einem Endstadium der Rollbearbeitung das Werkstück von der einen axialen Seite zum Ende der anderen axialen Seite fortschreitet, wenn das Rollwürfelpaar in der normalen Richtung rotiert, und eine Rollspur auf einer Außenumfangsfläche eines Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen auf der einen axialen Seite des Werkstücks gebildet wird, in Bezug auf das erste Beispiel der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 8B ist ein Diagramm, das einen Zustand veranschaulicht, in dem in der letzten Stufe der Rollbearbeitung das Werkstück von der anderen axialen Seite zu einem Ende der einen axialen Seite fortschreitet, wenn das Rollwürfelpaar in der umgekehrten Richtung rotiert, und eine Rollspur auf einer Außenumfangsfläche eines Kleindurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen auf der anderen axialen Seite des Werkstücks gebildet wird.
    • 9 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 8B.
    • 10 ist eine Seitenansicht, die ein weiteres Beispiel für eine Schraubenwelle zeigt, auf die die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
    • 11A ist eine Seitenansicht, die eine Anfangsphase der Bearbeitung zur Herstellung eines Außengewindeabschnitts durch Rollbearbeitung unter Verwendung des Durchlaufverfahrens aus dem Stand der Technik zeigt, und 11A ist eine Seitenansicht, die eine Endphase der Bearbeitung zeigt.
    • 12 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht eines Rollwürfels, der bei der in 11A und 11 B dargestellten Bearbeitung verwendet wird.
    • 13A ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 11 B, und 13B ist eine Ansicht vom Pfeil a der Schraubenwelle in 13A aus gesehen.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • [Erstes Beispiel einer Ausführungsform]
  • Ein erstes Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben.
  • (Elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung und Schraubenwelle)
  • 1 zeigt eine elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung 1 unter Verwendung einer Schraubenwelle 17 (2A) dieses Ausführungsbeispiels. In Bezug auf die elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung 1 bedeutet eine Vorder-Hinter-Richtung eine Vorder-Hinter-Richtung eines Fahrzeugs, in das die Vorrichtung 1 eingebaut ist, wobei die Vorderseite in den 1 und 2A die linke Seite und die Rückseite in den 1 und 2A die rechte Seite ist. Des Weiteren kann die elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung 1 dieses Beispiels eine Längsposition eines Lenkrads 2 unter Verwendung eines Elektromotors (nicht dargestellt) als Antriebsquelle einstellen. 1 zeigt einen Zustand, in dem das Lenkrad 2 in einem mittleren Abschnitt in einem Längspositionseinstellbereich positioniert ist.
  • Die elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung kann aus einer Lenksäule 3, einer Lenkwelle 4 und einem elektrischen Aktuator 5 gebildet werden. Die elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung umfasst wenigstens einen Elektromotor (nicht dargestellt) und einen Vorschubschraubmechanismus 12, die den elektrischen Aktuator 5 bilden, sowie ein äußeres Rohr 9, das die Lenkwelle 4 bildet und einer Lenkkomponente entspricht.
  • Die Lenksäule 3 umfasst eine äußere Säule 6 an einer Vorderseite und eine innere Säule 7 an einer Rückseite. Die äußere Säule 6 ist gegen eine axiale Verschiebung gegenüber einer Fahrzeugkarosserie gesichert. Die innere Säule 7 weist einen vorderen Abschnitt auf, der verschiebbar in einen Außendurchmesser eines hinteren Abschnitts der äußeren Säule 6 eingesetzt ist.
  • Die Lenkwelle 4 umfasst eine innere Welle 8 an der Vorderseite und das äußere Rohr 9 an der Rückseite. Die innere Welle 8 und das äußere Rohr 9 sind durch Keilverzahnung oder ähnliches miteinander verbunden, um die Übertragung von Drehmoment und relativer Verschiebung in axialer Richtung zu ermöglichen. Die innere Welle 8 ist über ein Lager (nicht dargestellt) drehbar auf einer Seite des Außendurchmessers der äußeren Säule 6 gelagert. Das äußere Rohr 9 ist an einem Außendurchmesser der inneren Säule 7 über ein Lager 10 drehbar gelagert. Bei einer solchen Konfiguration ist die Lenkwelle 4 drehbar an einer Seite mit innerem Durchmesser der Lenksäule 3 gelagert. Dabei sind die innere Säule 7 und das äußere Rohr 9 relativ zur äußeren Säule 6 und der inneren Welle 8 axial verschiebbar. Das Lenkrad 2 ist an einem hinteren Endabschnitt des äußeren Rohrs 9, das eine Lenkkomponente darstellt, abgestützt und befestigt.
  • Der elektrische Aktuator 5 umfasst ein Gehäuse 11, den Vorschubschraubmechanismus 12 in Form einer Gleitschraube und einen Elektromotor (nicht dargestellt). Das Gehäuse 11 ist an einer Unterseite der äußeren Säule 6 abgestützt und befestigt.
  • Der Vorschubschraubmechanismus 12 umfasst eine Nuss 13 und eine Stange 14. Eine zentrale Achse des Vorschubschraubmechanismus 12 ist parallel zu zentralen Achsen der Lenkwelle 4 und der Lenksäule 3 angeordnet.
  • Die Nuss 13 weist an ihrer inneren Umfangsfläche einen Innengewindeabschnitt 15 auf. Die Nuss 13 ist im Gehäuse 11 drehbar gelagert, so dass sie nicht axial verschiebbar ist. Die Nuss 13 wird von einem Elektromotor über ein Schneckenuntersetzungsgetriebe 16 in Drehung versetzt.
  • Die Stange 14 wird durch die Kombination der frontseitig angeordneten Schraubenwelle 17 und einer rückseitig angeordneten Verlängerungswelle 18 gebildet.
  • Die Schraubenwelle 17 umfasst einen Großdurchmesser-Wellenabschnitt 20, einen ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 21 und einen zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 22, die Mitteldurchmesser-Wellenabschnitten entsprechen, einen ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 und einen zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24, die Kleindurchmesser-Wellenabschnitten entsprechen, und einen Basis-Endwellenabschnitt 25, der einem benachbarten Wellenabschnitt entspricht.
  • Der Großdurchmesser-Wellenabschnitt 20 weist einen Außengewindeabschnitt 26 auf, der auf der Außenumfangsfläche über die gesamte axiale Länge mit dem Innengewindeabschnitt 15 in Gewindeeingriff steht. Der Außengewindeabschnitt26 wird durch Rollbearbeitung hergestellt. Ein axialer Zwischenabschnitt des Außengewindeabschnitts 26 mit Ausnahme der beiden axialen Endkantenabschnitte besteht aus einem vollständig mit Gewinde versehenen Abschnitt, der eine vorbestimmte Gewindehöhe aufweist. Jeder der beiden axialen Endkantenabschnitte des Außengewindeabschnitts 26 besteht aus einem unvollständig mit Gewinde versehenen Abschnitt, der nicht die vorgegebene Gewindehöhe erreicht.
  • Insbesondere ist in diesem Beispiel die Formgenauigkeit des Außengewindeabschnitts 26 ausreichend gewährleistet. Mit anderen Worten, in diesem Beispiel ist der gesamte Außengewindeabschnitt 26, der nicht nur den vollständig mit Gewinde versehenen Abschnitt, sondern auch den unvollständig mit Gewinde versehenen Abschnitt einschließt, präzise bearbeitet, um als normaler Gewindeabschnitt zu funktionieren, d. h. um mit dem Innengewindeabschnitt 15 der Nuss 13 in Gewindeeingriff gebracht zu werden. Das heißt, eine Flankenfläche des Außengewindeabschnitts 26 ist nicht nur an dem axialen Zwischenabschnitt, der ein vollständiger Gewindeabschnitt ist, sondern auch an beiden axialen Endkantenabschnitten, die unvollständige Gewindeabschnitte sind, präzise bearbeitet. Daher entspricht in diesem Beispiel die axiale Länge des gesamten Außengewindeabschnitts 26 einer effektiven Gewindelänge. Die Flankenfläche ist eine Seitenfläche des Gewindes, d.h. eine Zahnfläche.
  • Der erste Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 21 ist neben dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt 20 auf einer axialen Seite, nämlich der Vorderseite, angeordnet. Der erste Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 21 ist ein säulenförmiger Abschnitt mit einem Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts 20. Des Weiteren weist in der vorliegenden Ausführungsform eine Außenumfangsfläche des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 eine erste Rollspur 27 auf, die schraubenförmig ist. Die erste Rollspur 27 kann durch einen Rollwürfel 35 zum Formen des Außengewindeabschnitts 26 bei der Rollbearbeitung gebildet werden. Die erste Rollspur 27 ist in Phase mit einer Verlängerungslinie einer schraubenförmigen Kurve, die eine Nutgrundlinie des Außengewindeabschnitts 26 ist. Im dargestellten Beispiel weist der erste Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 21 einen abgeschrägten Abschnitt 38 an einem axialen Endkantenabschnitt der Außenumfangsfläche auf.
  • Der zweite Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 22 ist neben dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt 20 auf der anderen axialen Seite, d.h. der Rückseite, angeordnet. Der zweite Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 22 ist ein säulenförmiger Abschnitt, der einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts 20. Des Weiteren weist in dieser Ausführungsform die Außenumfangsfläche des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 eine zweite Rollspur 28 auf, die schraubenförmig ist. Die zweite Rollspur 28 kann durch den Rollwürfel 35 zum Formen des Außengewindeabschnitts 26 bei der Rollbearbeitung gebildet werden. Die zweite Rollspur 28 ist in Phase mit der Verlängerungslinie der schraubenförmigen Kurve, die die Nutgrundlinie des Außengewindeabschnitts 26 ist.
  • In diesem Beispiel sind ein Außendurchmesser D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und ein Außendurchmesser D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 einander gleich (D1 = D2). Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung können jedoch der Außendurchmesser D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und der Außendurchmesser D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 voneinander verschieden sein.
  • In diesem Beispiel ist jeder der Außendurchmesser D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und der Außendurchmesser D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 innerhalb eines Bereichs (die Differenz zum Nutgrunddurchmesser Da liegt innerhalb eines Bereichs von ±7%) von 0,93 mal oder mehr und 1,07 mal oder weniger eines Nutgrunddurchmessers (Kerndurchmesser) Da des Außengewindeabschnitts 26 eingestellt (0,93Da ≤ D1 ≤ 1,07Da, 0,93Da ≤ D2 ≤ 1 ,07Da). Wenn jedoch bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung die erste Rollspur 27 und die zweite Rollspur 28 bei der Rollbearbeitung gebildet werden können, können die Bereiche der Außendurchmesser D1 und D2 auf Bereiche eingestellt werden, die sich von dem Bereich dieses Beispiels unterscheiden.
  • In diesem Beispiel sind der Außendurchmesser D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und der Außendurchmesser D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 jeweils kleiner als ein Innendurchmesser (eingeschriebener Kreisdurchmesser des Gewindes) des Innengewindeabschnitts 15 der Mutter 13. Daher stehen die erste Rollspur 27 und die zweite Rollspur 28 nicht in Gewindeeingriff mit dem Innengewindeabschnitt 15 der Mutter 13. Das heißt, jede der ersten Rollspur 27 und der zweiten Rollspur 28 funktioniert nicht als normaler Gewindeabschnitt, der mit dem Innengewindeabschnitt 15 der Mutter 13 in Gewindeeingriff steht.
  • Der erste Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 ist neben dem ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 21 auf einer axialen Seite, nämlich der Vorderseite, angeordnet. Der erste Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 ist ein säulenförmiger Abschnitt, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und der keine schraubenförmigen Rollspuren auf seiner Außenumfangsfläche aufweist. Im dargestellten Beispiel weist der erste Wellenabschnitt 23 mit kleinem Durchmesser einen abgeschrägten Abschnitt 39 an einem axialen Endkantenabschnitt seiner Außenumfangsfläche und einen Nutabschnitt 40 an dem anderen axialen Endkantenabschnitt seiner Außenumfangsfläche auf. Ein Teil der Außenumfangsfläche des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23, der zwischen dem abgeschrägten Abschnitt 39 und dem Nutabschnitt 40 liegt, ist aus einer zylindrischen Fläche gebildet, deren Außendurchmesser sich in axialer Richtung nicht ändert.
  • Der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 ist neben dem zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 22 auf der anderen axialen Seite angeordnet, die die Rückseite ist. Der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 ist ein säulenförmiger Abschnitt, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 und der keine schraubenförmigen Rollspuren auf seiner Außenumfangsfläche aufweist. Im dargestellten Beispiel wird die Außenumfangsfläche des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 durch eine zylindrische Fläche gebildet, deren Außendurchmesser sich in axialer Richtung nicht ändert.
  • In diesem Beispiel ist ein Außendurchmesser d1 des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 kleiner als ein Außendurchmesser d2 des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 (d1 < d2). Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung kann jedoch der Außendurchmesser d1 des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 größer gemacht werden als der Außendurchmesser d2 des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24, und der Außendurchmesser d1 des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und der Außendurchmesser d2 des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 können einander gleich gemacht werden.
  • In diesem Beispiel ist jeder der Außendurchmesser d1 des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und der Außendurchmesser d2 des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 in einem Bereich (kleiner als der Nutgrunddurchmesser, innerhalb von - 10% Differenz zum Nutgrunddurchmesser Da) von 0,9 mal oder mehr und weniger als 1,0 mal dem Nutgrunddurchmesser Da des Außengewindeabschnitts 26 (0,9Da ≤ d1 < 1,0Da, 0,9Da ≤ d2 <1,0Da) eingestellt. Wenn jedoch bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung ein abgeschrägter Abschnitt 37 des Rollwürfels 35 bei der Rollbearbeitung nicht auf der Außenumfangsfläche des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und der Außenumfangsfläche des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 reitet, d.h. wenn die Rollspuren nicht auf diesen Außenumfangsflächen ausgebildet sind, können die Bereiche der Außendurchmesser d1 und d2 auch auf Bereiche eingestellt werden, die sich von den Bereichen in diesem Beispiel unterscheiden.
  • Der Basis-Endwellenabschnitt 25 ist angrenzend an den zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 auf der anderen axialen Seite, der Rückseite, angeordnet. Der Basis-Endwellenabschnitt 25 ist ein gestufter säulenförmiger Abschnitt, der einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als die Außendurchmesser des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 und des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 insgesamt. Der Basis-Endwellenabschnitt 25 weist in seinem axialen Zwischenabschnitt einen Flanschabschnitt 29 auf, der radial nach außen ragt. Ein Teil des Basis-Endwellenabschnitts 25, der sich auf der Rückseite des Flanschabschnitts 29 befindet, wird durch einen Passabschnitt 30 gebildet, der eine zylindrische Form aufweist.
  • Die Verlängerungswelle 18 ist zylindrisch geformt. Ein vorderer Endabschnitt der Verlängerungswelle 18 ist von außen an den Passabschnitt 30 der Schraubenwelle 17 angepasst und befestigt. Ein hinterer Endabschnitt der Verlängerungswelle 18 ist über einen Armabschnitt 19 mit einem hinteren Endabschnitt der inneren Säule 7 verbunden.
  • Beim Einstellen einer vorderen und hinteren Position des Lenkrads 2 wird die Nuss 13 über das Schneckenuntersetzungsgetriebe 16 durch den Elektromotor in Drehung versetzt, wodurch die Stange 14 in Bezug auf die Nuss 13 axial verschoben wird. Dadurch, dass die innere Säule 7, die über den Armabschnitt 19 mit der Stange 14 verbunden ist, und das äußere Rohr 9, das sich auf einer Seite des Innendurchmessers der inneren Säule 7 abstützt, in die gleiche Richtung wie die Stange 14 verschoben werden, wird die vordere und hintere Position des Lenkrads 2 eingestellt.
  • (Herstellungsverfahren der Schraubenwelle)
  • Ein Herstellungsverfahren der Schraubenwelle 17 der vorliegenden Erfindung umfasst die Durchführung einer Rollbearbeitung des Werkstücks 31, wie sie in 3 dargestellt ist, d.h. das Werkstück 31 umfasst einen Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 32, Mitteldurchmesser-Wellenabschnitte zum Rollen 33 und 34, die axial neben dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 32 angeordnet sind und einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 ist, und Kleindurchmesser-Wellenabschnitte 23 und 24, die jeweils benachbart zu den Mitteldurchmesser-Wellenabschnitten zum Rollen 33 und 34 auf Seiten angeordnet sind, die dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 32 in axialer Richtung gegenüberliegen und einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Großdurchmesser-Wellenabschnitte zum Rollen 33 und 34, unter Verwendung einer Vielzahl von Rollwürfeln 35, die einen Fortschritt in dem Werkstück 31 bewirken, um den Außengewindeabschnitt 26 über die gesamte axiale Länge an der Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 zu bilden. Bei der Rollbearbeitung dieses Beispiels handelt es sich um ein Vorschubverfahren, bei dem das Werkstück vorgeschoben wird.
  • Ein Herstellungsverfahren für die Schraubenwelle 17 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 9 beschrieben. In der Schraubenwelle 17, die in diesem Beispiel ein Fertigungsziel ist, wird jeder der Außendurchmesser D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und der Außendurchmesser D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 innerhalb eines Bereichs von 0,93 mal oder mehr und 1,07 mal oder weniger des Nutgrunddurchmessers Da des Außengewindeabschnitts 26 eingestellt. Darüber hinaus wird der Außendurchmesser d1 des ersten Wellenabschnitts 23 mit kleinem Durchmesser und der Außendurchmesser d2 des zweiten Wellenabschnitts 24 mit kleinem Durchmesser jeweils in einem Bereich zwischen dem 0,9-fachen oder mehr und dem 1,0-fachen des Nutgrunddurchmessers Da des Außengewindeabschnitts 26 eingestellt. In der folgenden Beschreibung bedeutet, sofern nicht anders angegeben, die axiale Richtung die axiale Richtung des Werkstücks 31, das ein Zwischenmaterial der Schraubenwelle 17 ist. Des Weiteren ist die eine axiale Seite die linke Seite in den 3 bis 9, und die andere axiale Seite ist die rechte Seite in den 3 bis 9.
  • 3 zeigt das Werkstück 31. Das Werkstück 31 weist eine andere Form auf als der Außengewindeabschnitt 26, die erste Rollspur 27 und die zweite Rollspur 28 der Schraubenwelle 17 (siehe 2A). Das heißt, das Werkstück 31 umfasst den Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 32 mit dem an seiner Außenumfangsfläche ausgebildeten Außengewindeabschnitt 26, den ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 33 mit der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildeten ersten Rollspur 27, den zweiten Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 34 mit der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildeten zweiten Rollspur 28, den ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23, den zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 und den Basis-Endwellenabschnitt 25.
  • Im dargestellten Beispiel ist die Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 durch eine zylindrische Fläche gebildet, deren Außendurchmesser sich in axialer Richtung nicht ändert.
  • Der erste Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 33 ist benachbart zu einer axialen Seite des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 angeordnet und weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 ist. Im dargestellten Beispiel ist die Außenumfangsfläche des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 aus einer zylindrischen Fläche gebildet, deren Außendurchmesser sich in axialer Richtung nicht ändert, mit Ausnahme des abgeschrägten Abschnitts 38, der an einem axialen Endkantenabschnitt ausgebildet ist. Der Außendurchmesser des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 ist auf D1 festgelegt, was dem Außendurchmesser des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 entspricht (siehe 2A).
  • Der zweite Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 34 ist angrenzend an die andere axiale Seite des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 angeordnet und weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32. Im dargestellten Beispiel ist die Außenumfangsfläche des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 als zylindrische Fläche ausgebildet, deren Außendurchmesser sich in axialer Richtung nicht ändert. Der Außendurchmesser des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 ist auf D2 festgelegt, was dem Außendurchmesser des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 entspricht (siehe 2A).
  • Der erste Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 ist benachbart zu einer axialen Seite des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 angeordnet und weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner als der Außendurchmesser des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 ist.
  • Der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 ist angrenzend an die andere axiale Seite des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 angeordnet und weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 ist.
  • Der Basis-Endwellenabschnitt 25 ist angrenzend an die andere axiale Seite des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 angeordnet.
  • Beim Walzen/Rollen des Werkstücks 31 zur Herstellung der Schraubenwelle 17 wird das Werkstück 31 zunächst, wie in 4 dargestellt, auf eine Walzmaschine/Rollmaschine („rolling machine“) gesetzt.
  • Die Walzmaschine umfasst ein Rollwürfelpaar 35. Bei dem Rollwürfelpaar 35 handelt es sich um Rundwürfel, die jeweils eine kurze zylindrische Form aufweisen und parallel zueinander angeordnet sind, wobei ihre Außenumfangsflächen einander zugewandt sind.
  • Jedes der Rollwürfel 35 weist schraubenförmige Rollenzähne 36 (siehe 6 und 9, wobei die Form in den 4, 5, 7, 8A und 8B nicht dargestellt ist) zum Rollen des Außengewindeabschnitts 26 auf der Außenumfangsfläche auf, und jeder der Rollwürfel 35 weist abgeschrägte Abschnitte 37 an entsprechenden Stellen auf, die an beide axialen Seiten der Rollenzähne 36 angrenzen. Das heißt, jeder der Rollwürfel 35 weist die Rollenzähne 36 in einem axialen Zwischenabschnitt der Außenumfangsfläche auf und hat die abgeschrägten Abschnitte 37 an jeweiligen Endabschnitten auf beiden axialen Seiten der Außenumfangsfläche.
  • Jeder der abgeschrägten Abschnitte 37 besteht aus einer geneigten Oberfläche, die in Richtung einer axialen Mittelseite des Rollwürfels 35 geneigt ist, wenn sie radial nach außen verläuft. Wie in den 6 und 9 vergrößert dargestellt, entspricht der Durchmesser eines seitlichen Endabschnitts des abgeschrägten Abschnitts 37 mit kleinem Durchmesser ungefähr dem Durchmesser des Zahnbodens des Rollenzahns 36. Darüber hinaus dient der abgeschrägte Abschnitt 37 dazu, die Spannungskonzentration während der Rollbearbeitung zu verringern. Darüber hinaus weist der abgeschrägte Abschnitt 37 in dem vorliegenden Beispiel eine lineare Querschnittsform auf, aber bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung kann die Querschnittsform des abgeschrägten Abschnitts des Rollwürfels eine konvexe Kreisbogenform sein.
  • Auch in diesem Beispiel ist eine axiale Abmessung X1 der Rollenzähne 36, mit anderen Worten, ein Intervall (X1) zwischen dem Paar abgeschrägter Abschnitte 37 größer als eine axiale Abmessung X2 von einer axialen Endkante des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 des Werkstücks 31 zu der anderen axialen Endkante des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 (X1 > X2) eingestellt. Auch ist in diesem Beispiel die axiale Abmessung X1 der Rollenzähne 36 kleiner als eine axiale Abmessung X3 von einer axialen Endkante des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 des Werkstücks 31 zur anderen axialen Endkante des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 (X1 < X3). Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung können jedoch die abgeschrägten Abschnitte 37 an den anderen axialen Seiten des Rollwürfelpaares 35 während der Rollbearbeitung an denselben axialen Positionen gehalten werden wie der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24, in Abhängigkeit von einem Stützverfahren des Werkstücks 31 auf der Seite des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23, d.h. durch Anwendung eines Stützverfahrens, das eine Interferenz zwischen einem Stützelement des Werkstücks 31 auf der Seite des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und dem Rollwürfelpaar 35 vermeidet, kann auch eine Konfiguration angenommen werden, bei der X1 ≥X3.
  • In einem Stadium des Einrichtens des Werkstücks 31 auf der Walzmaschine, wie in 4 dargestellt, ist ein Abstand zwischen den Außenumfangsflächen (Kopfkreis jedes Rollzahns 36 der Rollwürfel 35) des Rollwürfelpaars 35 ausreichend größer als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 des Werkstücks 31. In einem Zustand, in dem das Werkstück 31 auf die Walzmaschine gesetzt wird, ist das Werkstück 31 parallel zu dem Rollwürfelpaar 35 in einer zentralen Position zwischen den Außenumfangsflächen des Rollwürfelpaares 35 angeordnet.
  • In diesem Zustand sind die Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaars 35 den Außenumfangsflächen des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32, des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 und des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 des Werkstücks 31 zugewandt. Außerdem sind die abgeschrägten Abschnitte 37 auf den einen axialen Seiten des Rollwürfelpaares 35 der Außenumfangsfläche des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 des Werkstücks 31 zugewandt, und die abgeschrägten Abschnitte 37 auf den anderen axialen Seiten des Rollwürfelpaares 35 der Außenumfangsfläche des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 des Werkstücks 31 zugewandt.
  • Als nächstes wird der Abstand zwischen dem Rollwürfelpaar 35 verkleinert, während das Rollwürfelpaar 35 in dieselbe Richtung gedreht wird. Wie in den 5 und 6 dargestellt, wird mit dem Schneiden begonnen, bei dem die Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaares 35 in die Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 des Werkstücks 31 eindringen. Bei Beginn des Schneidens wird das Werkstück 31 durch das Rollwürfelpaar 35 in Drehung versetzt und dreht sich in einer dem Rollwürfelpaar 35 entgegengesetzten Richtung. Dadurch wird der gesamte Umfang der Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 des Werkstücks 31 gewalzt, und der Außengewindeabschnitt 26 wird allmählich gebildet.
  • Bei der Rollbearbeitung dieses Beispiels kommt es mit fortschreitendem Schnitt aufgrund eines Steigungswinkelfehlers, der zwischen den Rollenzähnen 36 des Rollwürfelpaares 35 und dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 32 des Werkstücks 31 auftritt, zu einem Vorschub, bei dem sich das Werkstück 31 in axialer Richtung in Bezug auf das Rollwürfelpaar 35 bewegt.
  • In diesem Beispiel wird das Rollwürfelpaar 35 durch die NC-Steuerung abwechselnd in der normalen Richtung, d. h. in der Drehrichtung zu Beginn des Schneidens, und in der umgekehrten Richtung, d. h. in der entgegengesetzten Richtung, gedreht. Daher wird das Werkstück 31 der Rollbearbeitung unterzogen, während es sich in axialer Richtung zwischen dem Rollwürfelpaar 35 hin und her bewegt. Wenn sich das Rollwürfelpaar 35 in der normalen Richtung dreht, bewegt sich das Werkstück 31 zur anderen axialen Seite, wie in 7A dargestellt, und wenn sich das Rollwürfelpaar 35 in der umgekehrten Richtung dreht, bewegt sich das Werkstück 31 zu einer axialen Seite, wie in 7B dargestellt. Das Werkstück 31 wird einer Rollbearbeitung unterzogen, während die Bewegung des Werkstücks 31 zur anderen axialen Seite und die Bewegung zur einen axialen Seite abwechselnd wiederholt werden.
  • In diesem Beispiel wird die Bewegung des Werkstücks 31 zur anderen axialen Seite an der in 7A dargestellten axialen Position durch die NC-Steuerung angehalten. Die in 7A dargestellte axiale Position ist eine axiale Position, in der ein axialer mittlerer Abschnitt des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 des Werkstücks 31 weiter auf der anderen axialen Seite angeordnet ist als axiale mittlere Abschnitte der Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaars 35. Insbesondere wird in diesem Beispiel selbst in der in 7A dargestellten axialen Position ein Zustand aufrechterhalten, in dem die abgeschrägten Abschnitte 37 auf einer axialen Seite des Rollwürfelpaares 35 der Außenumfangsfläche des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 des Werkstücks 31 zugewandt sind, und die abgeschrägten Abschnitte 37 auf den anderen axialen Seiten des Rollwürfelpaares 35 der Außenumfangsfläche des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 des Werkstücks 31 zugewandt sind. Das heißt, wenn sich das Werkstück 31 zu der anderen axialen Seite bewegt, bewegen sich die abgeschrägten Abschnitte 37 auf den anderen axialen Seiten des Rollwürfelpaares 35 nicht in der axialen Richtung zu der Position, in der die abgeschrägten Abschnitte 37 der Außenumfangsfläche des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 gegenüberliegen.
  • In ähnlicher Weise wird die Bewegung des Werkstücks 31 zu einer axialen Seite in der in 7B dargestellten axialen Position gestoppt. Die in 7B dargestellte axiale Position ist eine axiale Position, in der der axiale zentrale Abschnitt des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 des Werkstücks 31 weiter auf der einen axialen Seite angeordnet ist als die axialen zentralen Abschnitte der Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaars 35. Insbesondere wird in diesem Beispiel selbst in der axialen Position ein Zustand aufrechterhalten, in dem die abgeschrägten Abschnitte 37 auf einer axialen Seite des Rollwürfelpaars 35 der Außenumfangsfläche des ersten Wellenabschnitts 23 mit kleinem Durchmesser des Werkstücks 31 zugewandt sind, und die abgeschrägten Abschnitte 37 auf der anderen axialen Seite des Rollwürfelpaars 35 der Außenumfangsfläche des zweiten Wellenabschnitts 24 mit kleinem Durchmesser des Werkstücks 31 zugewandt sind. Das heißt, wenn sich das Werkstück 31 zu der einen axialen Seite bewegt, bewegen sich die abgeschrägten Abschnitte 37 auf den anderen axialen Seiten des Rollwürfelpaares 35 nicht in die axiale Richtung zu der Position, in der die abgeschrägten Abschnitte 37 der Außenumfangsfläche des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 gegenüberliegen. Des Weiteren befindet sich jedes der Rollwürfelpaare 35 in der in 7B dargestellten axialen Position weiter auf einer axialen Seite als der Basis-Endwellenabschnitt 25 des Werkstücks 31 und kollidiert nicht mit dem Basis-Endwellenabschnitt 25.
  • In diesem Beispiel wird der Schritt des Schneidens durchgeführt, bis, wie in 8A dargestellt, die Rollbearbeitung zum Bilden des Außengewinde-Abschnitts 26 auf der Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 durch die Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaars 35 durchgeführt wird, und gleichzeitig die erste Rollspur 27 mit einer Schraubenform auf der Außenumfangsfläche des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 gebildet wird, und wie in 8B dargestellt ist, wird die Rollbearbeitung zur Bildung des Außengewindeabschnitts 26 an der Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 durch die Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaars 35 durchgeführt, und gleichzeitig wird die zweite Rollspur 28 mit einer schraubenförmigen Form an der Außenumfangsfläche des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 gebildet. 9 zeigt eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 8B. Da in diesem Beispiel die erste Rollspur 27 und die zweite Rollspur 28 wie oben beschrieben ausgebildet sind, wird jede der ersten Rollspur 27 und der zweiten Rollspur 28 zu einer schraubenförmigen Kurve in Phase mit der Verlängerungslinie der schraubenförmigen Kurve, die die Nutgrundlinie des Außengewindeabschnitts 26 ist.
  • Auch in diesem Beispiel wird vom Beginn bis zum Ende des Schneidschrittes ein Zustand aufrechterhalten, in dem die abgeschrägten Abschnitte 37 auf den einen axialen Seiten des Rollwürfelpaares 35 der Außenumfangsfläche des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 des Werkstücks 31 mit einem Spalt zugewandt sind oder mit der Außenumfangsfläche so weit in Kontakt stehen, dass die abgeschrägten Abschnitte 37 nicht auf der Außenumfangsfläche reiten, d.h, soweit die Rollspuren nicht auf der Außenumfangsfläche ausgebildet sind, und auch die abgeschrägten Abschnitte 37 auf den anderen axialen Seiten des Rollwürfelpaares 35 der Außenumfangsfläche des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 des Werkstücks 31 mit einem Spalt zugewandt sind oder mit der Außenumfangsfläche in Kontakt stehen, soweit die abgeschrägten Abschnitte 37 nicht auf der Außenumfangsfläche laufen, d.h. soweit die Rollspuren nicht auf der Außenumfangsfläche ausgebildet sind. Umgekehrt ist in diesem Beispiel jeder der Außendurchmesser d1 des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und der Außendurchmesser d2 des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 so eingestellt, dass er weniger als das 1,0-fache des Nutgrunddurchmessers Da des Außengewindeabschnitts 26 beträgt, so dass ein solcher Zustand beibehalten wird.
  • Wenn jeder Außendurchmesser D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 und der Außendurchmesser D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 gleich oder größer als der Nutgrunddurchmesser Da des Außengewindeabschnitts 26 ist, wird jede der ersten Rollspur 27 und der zweiten Rollspur 28 zu einer spiralförmigen Spur, die kontinuierlich mit dem Außengewindeabschnitt 26 gebildet wird. Andererseits, wenn der Außendurchmesser D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 und der Außendurchmesser D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 etwas kleiner sind als der Nutgrunddurchmesser Da des Außengewindeabschnitts 26, wird das Rollwürfelpaar 35 bei der Rollbearbeitung nicht ausreichend durch den ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 33 und den zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnittzum Rollen 34 abgestützt. Daher kann es zu Erschütterungen, Verbiegungen, Brüchen oder ähnlichem an der Welle kommen, was zu einer Diskontinuität zwischen der ersten Rollspur 27 und der zweiten Rollspur 28 und dem Außengewindeabschnitt 26 führt.
  • Nach Beendigung des Schneideschrittes wird der Spalt zwischen dem Rollwürfelpaar 35 aufgeweitet und die fertige Schraubenwelle 17 aus der Walzmaschine entfernt.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren der Schraubenwelle 17 dieses Beispiels kann die Formgenauigkeit des Außengewindeabschnitts 26 hinreichend gesichert werden, und die Flankenfläche des Außengewindeabschnitts 26 kann nicht nur an dem axialen Zwischenabschnitt, der ein vollständig mit Gewinde versehener Abschnitt ist, sondern auch an beiden axialen Endkantenabschnitten, die unvollständig mit Gewinde versehene Abschnitte sind, präzise bearbeitet werden. Dieser Punkt wird im Folgenden näher beschrieben.
  • In diesem Beispiel wird nach dem Beginn des Schneideschritts zunächst, wie in den 7A und 7B dargestellt, in einem Zustand, in dem die Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaars 35 nur mit der Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 des Werkstücks 31 in Kontakt sind, die Rollbearbeitung zur Bildung des Außengewindeabschnitts 26 durchgeführt.
  • In diesem Fall, wenn, wie in 7A dargestellt, der axiale zentrale Abschnitt des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 des Werkstücks 31 aufgrund des Fortschreitens des Werkstücks 31 weiter auf der anderen axialen Seite als die axialen zentralen Abschnitte der Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaars 35 angeordnet ist, oder wenn, wie in 7B dargestellt ist, der axiale mittlere Abschnitt des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 des Werkstücks 31 aufgrund des Fortschreitens des Werkstücks 31 weiter auf einer axialen Seite liegt als die axialen mittleren Abschnitte der Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaars 35, ist die axiale Verteilung einer zwischen dem Rollwürfelpaar 35 und dem Werkstück 31 wirkenden Rolllast ungleichmäßig. Dann ändert sich aufgrund der ungleichmäßigen axialen Verteilung der Rolllast ein Betrag der elastischen Verformung der Walzmaschine, die das Rollwürfelpaar 35 und das Werkstück 31 trägt, und somit neigt eine relative Verschiebung, wie beispielsweise ein Kippen, zwischen dem Rollwürfelpaar 35 und dem Werkstück 31 zum Auftreten. Infolgedessen ist die Bearbeitungsgenauigkeit beider Endabschnitte in axialer Richtung des Außengewindeabschnitts 26 während der Bearbeitung gering.
  • Im Endstadium des Schneideschrittes, wie in 8A und 8B dargestellt, sind die Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaares 35 jedoch nicht nur in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32, sondern auch mit den Außenumfangsflächen des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 und des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34. In diesem Fall stehen die einen axialen Endabschnitte der Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaares 35 in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 und stützen sich an dieser ab, und die anderen axialen Endabschnitte der Rollenzähne 36 des Rollwürfelpaares 35 stehen in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 und stützen sich an dieser ab. Dadurch kann verhindert werden, dass die axiale Verteilung der zwischen dem Rollwürfelpaar 35 und dem Werkstück 31 wirkenden Rolllast weitgehend unausgewogen wird. Daher kann in der Endphase des Schneideschrittes die Änderung des Betrages der elastischen Verformung der Walzmaschine, die das Rollwürfelpaar 35 und das Werkstück 31 trägt, ausreichend unterdrückt werden. Daher kann eine relative Verschiebung, wie beispielsweise eine Neigung zwischen dem Rollwürfelpaar 35 und dem Werkstück 31, verhindert werden. Infolgedessen können in der letzten Phase des Schneideschritts beide Endabschnitte des Außengewindeabschnitts 26 in axialer Richtung mit guter Genauigkeit bearbeitet werden. Das heißt, die Flankenfläche des Außengewindeabschnitts 26 kann nicht nur an dem axialen Zwischenabschnitt, der ein vollständiger Gewindeabschnitt ist, sondern auch an beiden axialen Endkantenabschnitten, die unvollständige Gewindeabschnitte sind, präzise bearbeitet werden.
  • Des Weiteren wird in diesem Beispiel vom Beginn bis zum Ende des Schneidschritts ein Zustand aufrechterhalten, in dem die abgeschrägten Abschnitte 37 auf einer axialen Seite des Rollwürfelpaars 35 der Außenumfangsfläche des ersten Wellenabschnitts 23 mit kleinem Durchmesser des Werkstücks 31 mit einem Spalt dazwischen zugewandt sind oder mit der Außenumfangsfläche in einem solchen Ausmaß in Kontakt sind, dass die abgeschrägten Abschnitte 37 nicht auf der Außenumfangsfläche reiten, und die abgeschrägten Abschnitte 37 auf den anderen axialen Seiten des Rollwürfelpaars 35 der Außenumfangsfläche des zweiten Wellenabschnitts 24 mit kleinem Durchmesser des Werkstücks 31 mit einem Spalt dazwischen zugewandt sind oder mit der Außenumfangsfläche in einem solchen Ausmaß in Kontakt stehen, dass die abgeschrägten Abschnitte 37 nicht auf der Außenumfangsfläche reiten. Das heißt, dass in diesem Beispiel eine geneigte Fläche, die den abgeschrägten Abschnitt 37 bildet, nicht auf der Außenumfangsfläche des Werkstücks 31 vom Beginn bis zum Ende des Schneideschritts reitet. Wenn die schräge Fläche auf der Außenumfangsfläche des Werkstücks 31 reitet, kommt es daher nicht zu einer Situation, in der eine große, radial nach innen und axial gegenüber dem mittleren Abschnitt des Rollwürfels 35 gerichtete Last auf diesen reitenden Abschnitt einwirkt. Daher ist es möglich, das Problem zu vermeiden, dass aufgrund des Auftretens einer solchen Situation eine übermäßige Dehnung oder Verdrehung in dem Werkstück 31 auftritt, die von einem Abschnitt der Außenumfangsfläche des Werkstücks 31 ausgeht, auf dem die geneigte Fläche reitet, und somit Formfehler des Außengewindeabschnitts 26, wie beispielsweise Zahnprofilfehler, Zahnspurfehler, Schraubensteigungsfehler und dergleichen, auftreten und die Formgenauigkeit des Außengewindeabschnitts 26 abnimmt. Darüber hinaus ist es möglich, radiale Grate und Ausbuchtungen an dem einen axialen Endabschnitt des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und dem einen axialen Endabschnitt des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 zu vermeiden. Daher kann auch unter diesem Gesichtspunkt die Formgenauigkeit des Außengewindeabschnitts 26 ausreichend gewährleistet werden.
  • Darüber hinaus kann bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung, wenn der Außendurchmesser D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 und der Außendurchmesser D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 kleiner sind als der Nutgrunddurchmesser Da des Außengewindeabschnitts 26, wenn diese Außendurchmesser D1 und D2 extrem klein gemacht werden, in einem Zustand, der in den 8A und 8B dargestellt ist, eine relative Verschiebung, wie beispielsweise eine Neigung zwischen dem Rollwürfelpaar 35 und dem Werkstück 31, nicht ausreichend unterdrückt werden. Um solche Unannehmlichkeiten zu vermeiden, werden in diesem Beispiel, wenn der Außendurchmesser D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 und der Außendurchmesser D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 kleiner als der Nutgrunddurchmesser Da des Außengewindeabschnitts 26 sind, diese Außendurchmesser D1 und D2 auf das 0,93-fache oder mehr des Nutgrunddurchmessers Da des Außengewindeabschnitts 26 eingestellt.
  • Wenn in diesem Beispiel der Außendurchmesser D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 und der Außendurchmesser D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 größer sind als der Nutgrunddurchmesser Da des Außengewindeabschnitts 26, ist der Grund, warum diese Außendurchmesser D1 und D2 das 1. 07 mal oder kleiner als der Nutgrunddurchmesser Da des Außengewindeabschnitts 26 sind, liegt darin begründet, dass die erste Rollspur 27 und die zweite Rollspur 28 nicht mit dem Innengewindeabschnitt 15 der Nuss 13 in Gewindeeingriff gebracht werden sollten, d.h. kein wirksamer Gewindeabschnitt sein sollten. Mit anderen Worten, wenn die Außendurchmesser D1 und D2 größer sind als das 1,07-fache des Nutgrunddurchmessers Da des Außengewindeabschnitts 26, besteht die Möglichkeit, dass die erste Rollspur 27 und die zweite Rollspur 28, die eine schlechte Formgenauigkeit als Gewindeabschnitt aufweisen, mit dem Innengewindeabschnitt 15 der Mutter 13 verschraubt werden. Um eine solche Möglichkeit zu vermeiden, werden daher die Außendurchmesser D1 und D2 auf das 1,07-fache oder weniger des Nutgrunddurchmessers Da des Außengewindeabschnitts 26 festgelegt.
  • In diesem Beispiel muss bei der Rollbearbeitung zur Bildung des Außengewindeabschnitts 26 der Außendurchmesser d1 des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und der Außendurchmesser d2 des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 jeweils so weit reduziert werden, dass der abgeschrägte Abschnitt 37 des Rollwürfels 35 nicht auf den Außenumfangsflächen des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 aufliegt. Um die Festigkeit des Außendurchmessers d1 des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und des Außendurchmessers d2 des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 zu gewährleisten, beträgt in diesem Beispiel der Außendurchmesser d1 des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und der Außendurchmesser d2 des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 jeweils das 0,9-fache oder mehr und weniger als das 1,0-fache des Nutgrunddurchmessers Da des Außengewindeabschnitts 26, vorzugsweise das 0,9-fache oder mehr und weniger als das 1,0-fache.
  • Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung können die Rollspurlängen der ersten Rollspur 27 und der zweiten Rollspur 28 sowie die axialen Bereiche, die die erste Rollspur 27 und die zweite Rollspur 28 bilden, auf beliebige Werte eingestellt werden. Beispielsweise wird jede der Rollspurlängen (L: die axiale Länge jeder der ersten Rollspur 27 und der zweiten Rollspur 28, wenn sich die Schraube einmal dreht) der ersten Rollspur 27 und der zweiten Rollspur 28 auf etwa das 0,03- bis 2,5-fache der Gewindesteigung des Außengewindeabschnitts 26 und vorzugsweise auf etwa das 0,5- bis 2-fache eingestellt. Das heißt, jede der axialen Längen (L1 = die axiale Länge jedes des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22), die die erste Rollspur 27 und die zweite Rollspur 28 bilden, kann etwa das 0,03- bis 2,5-fache der Gewindesteigung des Außengewindeabschnitts 26 betragen, und vorzugsweise etwa das 0,5-bis 2-fache.
  • Wenn, wie oben beschrieben, die Beziehung zwischen dem Nutgrunddurchmesser Da des Außengewindeabschnitts 26, dem Außendurchmesser D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33, dem Außendurchmesser D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34, dem Außendurchmesser d1 des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und dem Außendurchmesser d2 des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 durch Formeln ausgedrückt wird, wenn eine Rollbearbeitung durchgeführt wird, um den Außengewindeabschnitt 26 zu formen, ist es vorzuziehen, die folgenden Abmessungsbeziehungen anzunehmen.
    D1: Da - (Da x 0,070) oder mehr, Da + (Da x 0,070) oder weniger
    D2: Da - (Da x 0,070) oder mehr, Da + (Da x 0,070) oder weniger
    d1: Da - (Da x 0,1) oder mehr, weniger als Da
    d2: Da - (Da x 0,1) oder mehr, weniger als Da
  • Des Weiteren ist es bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung hinsichtlich des Nutgrunddurchmessers Da des Außengewindeabschnitts 26, des Außendurchmessers D1 des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33, des Außendurchmessers D2 des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34, des Außendurchmessers d1 des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und des Außendurchmessers d2 des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 vorteilhafter, die folgenden Maßverhältnisse anzunehmen.
    D1: Da + (Da x 0,001 mal bis 0,070 mal)
    D2: Da + (Da x 0,001-mal bis 0,070-mal)
    d1: Da - (Da x 0,001-fach bis 0,070-fach)
    d2: Da - (Da x 0,001-fach bis 0,070-fach)
  • Das heißt, um die Neigung des Rollwürfels 35 in Bezug auf das Werkstück 31 während der Rollbearbeitung ausreichend zu unterdrücken, ist jeder der Außendurchmesser D1 und D2 vorzugsweise größer als der Nutgrunddurchmesser Da, zum Beispiel „Da + (Da x 0,001 mal)“ oder mehr. Um zu verhindern, dass die abgeschrägten Abschnitte 37 der Rollwürfel 35 auf den Außenumfangsflächen des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 aufliegen, ist jeder der Außendurchmesser d1 und d2 vorzugsweise etwas kleiner als der Nutgrunddurchmesser Da, beispielsweise „Da - (Da x 0,001-fach)“ oder weniger. Um eine ausreichende Steifigkeit des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 zu gewährleisten, ist vorzugsweise jeder der Außendurchmesser d1 und d2 beispielsweise „Da - (Da x 0,070-fach)“ oder mehr.
  • In diesem Fall, wenn es so eingestellt ist, dass
    h: Zahnhöhe des Außengewindeabschnitts 26 (radiale Höhe vom Grundabschnitt der Gewindenut bis zum Scheitelabschnitt des Gewindes),
    p: Steigung des Außengewindeabschnitts 26 (axialer Abstand zwischen axial benachbarten Gewindescheitelabschnitten), und
    L2: Axiale Abmessung des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und des zweiten Wellenabschnitts 24 mit kleinem Durchmesser, L2 ist vorzugsweise auf h oder mehr eingestellt.
  • Insbesondere beträgt die minimale axiale Abmessung L2 des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 etwa h + p x (das 0,05- bis 4-fache), sie kann aber auch größer sein. Die axiale Abmessung L2 kann vorzugsweise etwa h + p x (0,50-fach bis 2,00-fach) betragen.
  • Des Weiteren ist bei der elektrischen Lenkradpositions-Einstellvorrichtung 1 dieses Beispiels der gesamte Außengewindeabschnitt 26 der Schraubenwelle 17, die den Vorschubschraubmechanismus 12 bildet, mit hoher Präzision gefertigt, so dass er wie ein normaler Gewindeabschnitt funktioniert. Daher kann die Stange 14 beim Einstellen der vorderen und hinteren Position des Lenkrads 2 relativ zur Nuss 13 axial in eine Position verschoben werden, in der der axiale Endkantenabschnitt des Außengewindeabschnitts 26 mit dem Innengewindeabschnitt 15 in Gewindeeingriff ist. Dadurch kann ein Arbeitshub des Vorschubschraubmechanismus 12 verlängert werden, d.h. ein Verstellbereich der vorderen und hinteren Position des Lenkrads 2 kann vergrößert werden.
  • Des Weiteren liegen in diesem Beispiel bei der Rollbearbeitung die abgeschrägten Abschnitte 37 der Rollwürfel 35 nicht auf einem axialen Endabschnitt des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und dem anderen axialen Endabschnitt des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 auf. Daher gibt es bei der Rollbearbeitung keinen radialen Grat oder Wulst, der durch die abgeschrägten Abschnitte 37 verursacht wird, die auf einem axialen Endabschnitt des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und dem anderen axialen Endabschnitt des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 sitzen. Daher kann beispielsweise selbst dann, wenn die Schraubenwelle 17 axial in eine Position bewegt wird, in der ein axialer Endabschnitt des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und der andere axiale Endabschnitt des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 in eine radiale Innenseite des Innengewindeabschnitts 15 der Nuss 13 eintreten, verhindert werden, dass ein axialer Endabschnitt des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 und der andere axiale Endabschnitt des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 mit dem Innengewindeabschnitt 15 in Konflikt geraten. Daher kann auch unter diesem Aspekt der Arbeitshub des Vorschubschraubmechanismus 12 verlängert werden.
  • Darüber hinaus weist bei der oben beschriebenen Ausführungsform kein Abschnitt der Schraubenwelle 17 einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Außendurchmesser des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 weiter auf einer axialen Seite als der erste Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 21. Das heißt, in dem Werkstück 31 ist kein Abschnitt vorhanden, der einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 weiter auf einer axialen Seite als der erste Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 33. Daher wird in einem Fall, in dem die vorliegende Erfindung ausgeführt wird, bei der Herstellung einer Schraubenwelle in der gleichen Weise wie in der oben beschriebenen Ausführungsform, selbst wenn der erste Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 weggelassen wird, das heißt, selbst wenn ein axialer Endabschnitt des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 als ein freies Ende verwendet wird, können die abgeschrägten Abschnitte 37 auf einer axialen Seite des Rollwürfelpaares 35 bei der Rollbearbeitung daran gehindert werden, auf den Außenumfangsflächen des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 33 (erster Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 21) zu reiten. Daher kann bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung der erste Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 bei der Herstellung einer Schraubenwelle in der gleichen Weise wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform weggelassen werden.
  • Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Schraubenwelle angewendet werden, die einen benachbarten Wellenabschnitt mit einem Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 nur auf einer axialen Seite des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 21 aufweist und keinen benachbarten Wellenabschnitt mit einem Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 auf der anderen axialen Seite des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22. In diesem Fall ist zwar der erste Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 erforderlich, aber der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 ist möglicherweise nicht erforderlich. Das heißt, in diesem Fall kann der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 vorgesehen werden, oder der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 kann weggelassen werden.
  • Ferner ist in der oben beschriebenen Ausführungsform der Basis-Endwellenabschnitt 25, der einen größeren Außendurchmesser als der Außendurchmesser des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 aufweist, an der Schraubenwelle 17 des Weiteren auf der anderen axialen Seite als der zweite Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 22 vorhanden. Das heißt, der Basis-Endwellenabschnitt 25 mit einem Außendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34, ist weiter auf der anderen axialen Seite vorhanden als der zweite Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 34 in dem Werkstück 31. In diesem Fall kann in dieser Ausführungsform bei der Herstellung einer Schraubenwelle durch ein ähnliches Verfahren wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, wie in 2B dargestellt, in der Schraubenwelle sowohl der erste Kleindurchmesser-Wellenabschnitt als auch der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt weggelassen werden, und der Basis-Endwellenabschnitt 25 kann angrenzend an die andere axiale Seite des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 angeordnet werden. Das heißt, in dem Werkstück können sowohl der erste Kleindurchmesser-Wellenabschnitt als auch der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt weggelassen werden, und der Basis-Endwellenabschnitt 25 kann angrenzend an die andere axiale Seite des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 angeordnet sein. In diesem Fall ist es vorteilhaft, den Außendurchmesser des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 (zweiter Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 22) angemessen zu steuern und ihn klein in einem Bereich einzustellen, in dem Rollspuren mit einer schraubenförmigen Form gebildet werden. Daher ist es möglich, eine Abnahme der Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund der abgeschrägten Abschnitte 37 an den anderen axialen Seiten des Rollwürfelpaares 35 zu unterdrücken, die auf den Außenumfangsflächen der zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitte zum Rollen (zweiter Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 22) reiten
  • Vorzugsweise ist der Basis-Endwellenabschnitt 25 über den zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 auf der anderen axialen Seite des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 angeordnet. Das heißt, es ist vorteilhaft, den Basis-Endwellenabschnitt 25 über den zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 auf der anderen axialen Seite des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 in dem Werkstück anzuordnen. Durch die Anordnung des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 zwischen der anderen axialen Seite des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 und dem Basis-Endwellenabschnitt 25 kann bei der Rollbearbeitung zuverlässig verhindert werden, dass die abgeschrägten Abschnitte 37 auf den anderen axialen Seiten des Rollwürfelpaares 35 auf der Außenumfangsfläche des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 34 (zweiter Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 22) auflaufen. Daher ist es bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung noch bevorzugter, den zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 an wenigstens einem Endabschnitt anzuordnen, wenn eine Schraubenwelle in einer Weise ähnlich der der oben beschriebenen Ausführungsform hergestellt wird.
  • Des Weiteren, wenn der erste Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 33 (erster Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 21) auf einer axialen Seite des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 (Außengewindeabschnitt 26) angeordnet ist und der erste Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 auf dieser einen axialen Seite angeordnet ist, und des Weiteren der zweite Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen 34 (zweiter Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 22) auf der anderen axialen Seite des Großdurchmesser-Wellenabschnitts zum Rollen 32 (Außengewindeabschnitt 26) angeordnet ist, und der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 auf dieser anderen axialen Seite angeordnet ist, kann durch Beobachtung der Oberflächen des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und des zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 24 auch festgestellt werden, ob das Rollen normal ausgeführt wird. Das heißt, wenn es eine Rollspur auf dem ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 oder dem zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 gibt, kann festgestellt werden, dass dies darauf hinweist, dass die Teile, die aufgrund der Rollbearbeitung fließen, nicht in den Kleindurchmesser-Wellenabschnitt entweichen, und dass es eine signifikante negative Auswirkung auf die Schraubengenauigkeit hat. Andererseits werden der erste Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 und der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 bei normalem Walzen keine Rollspuren aufweisen. Daher kann die Anordnung des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 23 und des zweiten Wellenabschnitts 24 mit kleinem Durchmesser auch als Richtlinie zum Auffinden fehlerhafter Produkte bei der Herstellung von Hochpräzisionsschrauben verwendet werden. Darüber hinaus sind der erste Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 oder der zweite Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 bei einem Defekt nicht unbedingt spiralförmig vernarbt und können an beiden Stellen kurz zerkratzt sein.
  • Wenn die Schraubenwelle 17 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entweder den ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 oder den zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 aufweist und auf diesen keine Rollspuren vorhanden sind, kann, wie oben beschrieben, festgestellt werden, dass das Walzen normal durchgeführt wird. In einem solchen Fall sind der erste Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 21 und der zweite Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 22 in Abhängigkeit vom Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts selbst bei einer geringfügigen Abweichung der axialen Verteilung der zwischen dem Rollwürfelpaar 35 und dem Werkstück 31 wirkenden Rolllast in einigen Fällen nicht mit Rollspuren mit einer Helixform versehen. Insbesondere kann eine leichte Abweichung Kratzer auf einem Teil der Oberflächen des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts21 und des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 verursachen. Selbst in solchen Fällen zeigt sich, dass der erste Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 21 und der zweite Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt 22 das Wackeln der Welle unterdrücken, und somit kann festgestellt werden, dass die Bearbeitungsgenauigkeit der beiden axialen Endabschnitte des Außengewindeabschnitts 26 gut ist.
  • Die Schraubenwelle 17 dieses Beispiels kann auch verwendet werden, indem sie in eine Vorrichtung eingebaut wird, die eine andere Konfiguration aufweist als in diesem Beispiel. In diesem Fall kann beispielsweise der Basis-Endwellenabschnitt 25, der der angrenzende Wellenabschnitt ist, als ein Abschnitt zur Kombination mit einem Antriebselement, wie beispielsweise einem Motor, verwendet werden. Insbesondere ist es zum Beispiel auch möglich, eine Verzahnung auf der Außenumfangsfläche des Basis-Endwellenabschnitts 25 auszubilden, ein Zahnrad aus Kunstharz zu spritzen, um die Verzahnung zu bedecken, und einen Mechanismus zur Geschwindigkeitsreduzierung zu konstruieren, der zwischen dem Motor und der Schraubenwelle 17 unter Verwendung des Zahnrads installiert ist. Da der Außendurchmesser des Basis-Endwellenabschnitts 25 groß ist, kann bei einer solchen Konfiguration die Menge des als Zahnradmaterial verwendeten Kunstharzes reduziert werden. Infolgedessen wird die Menge des verwendeten Kunstharzes, das ein teures Material ist, reduziert, wodurch die Herstellungskosten gesenkt und eine Verformung des Kunstharzes während des Formens und der Verwendung des Zahnrads wirksam verhindert wird.
  • Das Walzverfahren/Rollverfahren („rolling method“) für eine Schraubenwelle der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das Durchlaufverfahren in der oben beschriebenen Ausführungsform beschränkt, und andere Walzverfahren wie ein Durchlaufverfahren und ein Flachplatten-Walzverfahren können ebenfalls angewendet werden. Unter diesen kann das Durchlaufverfahren als Walzverfahren für eine Schraubenwelle, die keine Großdurchmesser-Abschnitte mit einem Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts auf beiden axialen Seiten aufweist, angenommen werden. Alternativ kann das Durchlaufverfahren als Walzverfahren für eine Schraubenwelle eingesetzt werden, die einen Großdurchmesser-Abschnitt aufweist, dessen Außendurchmesser nur auf einer Axialseite größer ist als der eines Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts. Bei der Anwendung des Durchlaufverfahrens ist es nicht unbedingt erforderlich, einen Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser an einem Endabschnitt vorzusehen, der ein axialer Endabschnitt des Werkstücks auf der Seite ist, an der das Einführen zwischen die Rollen beginnt. Durch die Bereitstellung des Kleindurchmesser-Wellenabschnitts am Spitzenendabschnitt des Werkstücks kann der Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser jedoch auch als Führungsabschnitt beim Einführen des Werkstücks zwischen die Rollwürfel verwendet werden, d. h. als Führungsabschnitt. Das Durchlaufverfahren kann als Walzverfahren für eine Schraubenwelle ähnlich dem Durchlaufverfahren und auch als Walzverfahren für die Schraubenwelle 17a, wie in 10 dargestellt, verwendet werden. Die Schraubenwelle 17a ist mit Großdurchmesser-Abschnitten (benachbarte Wellenabschnitte) versehen, die auf beiden axialen Seiten einen größeren Außendurchmesser aufweisen als der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt. Insbesondere weist die Schraubenwelle 17a einen Großdurchmesser-Abschnitt 41a auf, der einem Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt entspricht, dessen Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitts 21 und der an einer Axialseite neben dem ersten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 23 angeordnet ist, und einen Großdurchmesser-Abschnitt 41b, der einem Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt entspricht, dessen Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts 22 und der an der anderen Axialseite neben dem zweiten Kleindurchmesser-Wellenabschnitt 24 angeordnet ist.
  • Bei der Durchführung des Herstellungsverfahrens der Schraubenwelle der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der für die Rollbearbeitung verwendeten Rollwürfel drei oder mehr betragen.
  • Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf eine Schraubenwelle angewendet werden, die einen Gleitschrauben-Vorschubschraubmechanismus bildet, sondern auch auf eine Schraubenwelle, die einen Kugelschrauben-Vorschubschraubmechanismus bildet. In diesem Fall wird der Außengewindeabschnitt der Schraubenwelle zur Außengewindekerbe. Des Weiteren können bei Anwendung der vorliegenden Erfindung auf eine Schraubenwelle, die einen Gleitschrauben-Vorschubschraubmechanismus bildet, verschiedene Formen, wie beispielsweise eine dreieckige Zahnform, eine trapezförmige Zahnform, eine Evolventenzahnform und eine Kerbzahnform für die Gewindeform des Außengewindeabschnitts angenommen werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht durch die Anzahl der Gewinde, die Anzahl der Zähne der Kerbverzahnung oder dergleichen begrenzt.
  • Die elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann auf Vorrichtungen angewandt werden, die in verwandten Künsten bekannt sind, die in JP-A-2005-199760 , JP-A-2006-321484 , JP-A-2015-227166 und dergleichen beschrieben sind, die verschiedene Strukturen aufweisen, insbesondere Vorrichtungen, die eine Einstellung von wenigstens einer der Vorder-Hinter-Position und der Auf-Ab-Position eines Lenkrads ermöglichen.
  • Der Vorschubschraubmechanismus, der mit der Schraubenwelle der vorliegenden Erfindung versehen ist, ist nicht auf die elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung beschränkt, sondern kann verwendet werden, indem er in verschiedene mechanische Vorrichtungen wie ein Lenkrad eines Automobils, eine elektrische Speichervorrichtung eines Scheinwerfers und eine Tischbewegungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine eingebaut wird.
  • Obwohl oben verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben sind, versteht es sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung nicht auf solche Beispiele beschränkt ist. Es ist klar, dass der Fachmann sich verschiedene geänderte Beispiele oder Modifikationsbeispiele innerhalb des in den Ansprüchen beschriebenen Umfangs vorstellen kann, und es versteht sich, dass auch diese zum technischen Umfang der vorliegenden Erfindung gehören. Darüber hinaus kann jede Komponente in den oben beschriebenen Ausführungsformen beliebig kombiniert werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • Diese Anmeldung basiert auf einer japanischen Patentanmeldung ( Japanische Patentanmeldung Nr. 2020-172548 ), die am 13. Oktober 2020 eingereicht wurde und deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung
    2
    Lenkrad
    3
    Lenksäule
    4
    Lenkwelle
    5
    elektrischer Aktuator
    6
    äußere Säule
    7
    innere Säule
    8
    innere Welle
    9
    äußeres Rohr
    10
    Lager
    11
    Gehäuse
    12
    Vorschubschraubmechanismus
    13
    Nuss
    14
    Stange
    15
    Innengewindeabschnitt
    16
    Schneckenuntersetzungsgetriebe
    17, 17a
    Schraubenwelle
    18
    Verlängerungswelle
    19
    Armabschnitt
    20
    Großdurchmesser-Wellenabschnitt
    21
    erster Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt
    22
    zweiter Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt
    23
    erster Kleindurchmesser-Wellenabschnitt
    24
    zweiter Kleindurchmesser-Wellenabschnitt
    25
    Basis-Endwellenabschnitt
    26
    Außengewindeabschnitt
    27
    erste Rollspur
    28
    zweite Rollspur
    29
    Flanschabschnitt
    30
    Passstück-Abschnitt
    31
    Werkstück
    32
    Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen
    33
    erster Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen
    34
    zweiter Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen
    35
    Rollwürfel
    36
    Rollenzähne
    37
    abgeschrägter Abschnitt
    38
    abgeschrägter Abschnitt
    39
    abgeschrägter Abschnitt
    40
    Nutabschnitt
    41a, 41b
    Großdurchmesser-Abschnitt
    100
    Werkstück
    101
    Rollwürfel
    102
    Außengewindeabschnitt
    103
    Schraubenwelle
    104
    Schraubenwellenabschnitt
    105
    Basis-Endwellenabschnitt
    106
    Großdurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen
    107
    Kleindurchmesser-Wellenabschnitt zum Rollen
    108
    Rollenzähne
    109
    abgeschrägter Abschnitt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • JP 2020172548 [0129]

Claims (10)

  1. Schraubenwelle, umfassend: einen Großdurchmesser-Wellenabschnitt; und einen Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt, der benachbart zu beiden axialen Endseiten des Großdurchmesser-Wellenabschnitts angeordnet ist, wobei der Großdurchmesser-Wellenabschnitt einen Außengewindeabschnitt entlang einer gesamten axialen Länge auf einer äußeren Umfangsfläche aufweist, und wobei der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts, und auf einer Außenumfangsfläche eine Rollspur mit einer schraubenförmigen Kurve aufweist, die in Phase mit einer Verlängerungslinie einer schraubenförmigen Kurve ist, die eine Nutgrundlinie des Großdurchmesser-Gewindeabschnitts ist.
  2. Schraubenwelle nach Anspruch 1, wobei der Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts das 0,93-fache oder mehr und das 1,07-fache oder weniger des Nutgrunddurchmessers des Außengewindeabschnitts beträgt.
  3. Schraubenwelle, die einen Großdurchmesser-Wellenabschnitt, einen Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt und einen Kleindurchmesser-Wellenabschnitt umfasst, wobei der Großdurchmesser-Wellenabschnitt einen Außengewindeabschnitt entlang einer gesamten axialen Länge an einer Außenumfangsfläche aufweist, der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt axial benachbart zu dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als ein Außendurchmesser des Großdurchmesser-Wellenabschnitts, und wobei der Kleindurchmesser-Wellenabschnitt neben dem Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt auf einer Seite angeordnet ist, die dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt in axialer Richtung gegenüberliegt, einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts, und keine Rollspur mit einer spiralförmigen Form auf einer Außenumfangsfläche aufweist.
  4. Schraubenwelle nach Anspruch 3, wobei der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt auf der Außenumfangsfläche eine Rollspur mit einer schraubenförmigen Kurve aufweist, die in Phase mit einer Verlängerungslinie einer schraubenförmigen Kurve ist, die eine Nutgrundlinie des Außengewindeabschnitts ist.
  5. Schraubenwelle nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein benachbarter Wellenabschnitt mit einem Außendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts, benachbart zu dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt auf einer dem Großdurchmesser-Wellenabschnitt in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist.
  6. Schraubenwelle nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Außendurchmesser des Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts das 0,93-fache oder mehr und das 1,07-fache oder weniger des Nutgrunddurchmessers des Außengewindeabschnitts beträgt.
  7. Schraubenwelle nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser das 0,9-fache oder mehr und weniger als das 1,0-fache des Nutgrunddurchmessers des Außengewindeabschnitts beträgt.
  8. Schraubenwelle nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt aus einem ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt, der auf einer axialen Seite des Großdurchmesser-Wellenabschnitts angeordnet ist, und einem zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitt, der auf der anderen axialen Seite des Großdurchmesser-Wellenabschnitts angeordnet ist, zusammengesetzt ist, und der Kleindurchmesser-Wellenabschnitt aus wenigstens einem ersten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser, der auf einer axialen Seite des ersten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts angeordnet ist, und einem zweiten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser, der auf der anderen axialen Seite des zweiten Mitteldurchmesser-Wellenabschnitts angeordnet ist, zusammengesetzt ist.
  9. Schraubenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die in eine elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung eingebaut ist.
  10. Elektrische Lenkradpositions-Einstellvorrichtung, umfassend: einen Elektromotor, einen Vorschubschraubmechanismus und eine Lenkkomponente, wobei der Vorschubschraubmechanismus eine Schraubenwelle mit einem Außengewindeabschnitt an einer Außenumfangsfläche und eine Nuss mit einer Innenumfangsfläche mit einem Innengewindeabschnitt aufweist, der in den Außengewindeabschnitt eingreift und so konfiguriert ist, dass die Schraubenwelle und die Nuss aufgrund einer relativen Drehung der Schraubenwelle und der Nuss durch eine von dem Elektromotor übertragene Drehkraft in einer axialen Richtung relativ verschiebbar sind, die Lenkkomponente im Gebrauch an einem Lenkrad befestigt ist und in einer Positionsverstellrichtung des Lenkrads verschiebbar ist, indem die Schraubenwelle und die Nuss in axialer Richtung relativ zueinander verschoben werden, und die Schraubenwelle durch die in Anspruch 9 beschriebene Schraubenwelle ausgebildet ist.
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