DE112019004027T5 - Gewindewelle und Verfahren zur Fertigung dieser und elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad und Verfahren zur Fertigung dieser - Google Patents

Gewindewelle und Verfahren zur Fertigung dieser und elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad und Verfahren zur Fertigung dieser Download PDF

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Abstract

Es wird eine Gewindewelle bereitgestellt, die an beiden Enden eines Außengewindeabschnitts in der Axialrichtung eine gute Bearbeitungsgenauigkeit aufweist.Eine Gewindewelle 21 umfasst einen Wellenabschnitt 23 mit großem Durchmesser, der über die gesamte Länge seiner äußeren Umfangsfläche einen Außengewindeabschnitt 19 aufweist; einen ersten Wellenabschnitt 24 mit kleinem Durchmesser, der in der Axialrichtung neben einer Seite des Wellenabschnitts 23 mit großem Durchmesser angeordnet ist und einen Außendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts 23 mit großem Durchmesser ist, und eine spiralförmige erste Rollmarkierung 27 auf seiner äußeren Umfangsfläche aufweist; und einen zweiten Wellenabschnitt 25 mit kleinem Durchmesser, der neben der in der Axialrichtung anderen Seite des Wellenabschnitts 23 mit großem Durchmesser angeordnet ist und einen Außendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts 23 mit großem Durchmesser ist, und eine spiralförmige erste Rollmarkierung 28 auf seiner äußeren Umfangsfläche aufweist.

Description

  • [Technischer Bereich]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gewindewelle eines in unterschiedliche mechanische Vorrichtungen eingebauten Vorschubschneckenmechanismus und ein Fertigungsverfahren für diese und eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad mit einem Elektromotor und einem Vorschubschneckenmechanismus und ein Fertigungsverfahren für diese.
  • [Technischer Hintergrund]
  • Es sind unterschiedliche elektrische Positionseinstellvorrichtungen für ein Lenkrad bekannt, die durch die Verwendung eines Elektromotors als Antriebsquelle zum Einstellen der Position nach vorne und hinten und der Höhenposition eines Lenkrads geeignet sind (siehe beispielsweise die JP 2005-199760A , die JP 2006-321484A , die JP 2015-227166A ).
  • Ein Vorschubschneckenmechanismus wird verbreitet als Mechanismus zur Übersetzung der Drehbewegung einer Antriebsquelle in eine lineare Bewegung verwendet, der in unterschiedliche mechanische Vorrichtungen eingebaut wird, darunter Vorrichtungen wie eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad. Ein Vorschubschneckenmechanismus umfasst eine Gewindewelle mit einem Außengewindeabschnitt an der äußeren Umfangsfläche und eine Mutter mit einem Innengewindeabschnitt an der inneren Umfangsfläche.
  • Vorschubschneckenmechanismen umfassen Vorschubschneckenmechanismen des Gleitgewindetyps und Vorschubschneckenmechanismen des Kugelrollspindeltyps. Bei einem Vorschubschneckenmechanismus des Gleitgewindetyps stehen der Außengewindeabschnitt der Gewindewelle und der Innengewindeabschnitt der Mutter in Eingriff miteinander. Bei einem Vorschubschneckenmechanismus des Kugelrollspindeltyps bildet der Außengewindeabschnitt der Gewindewelle eine Außengewindenut, der Innengewindeabschnitt der Mutter bildet eine Innengewindenut, und zwischen der Außengewindenut und der Innengewindenut sind mehrere Kugeln angeordnet.
  • Bei jedem dieser Vorschubschneckenmechanismen kann der Außengewindeabschnitt der Gewindewelle durch Rollen erzeugt werden. Bei dem Prozess des Rollens des Außengewindeabschnitts wird das Werkstück, bei dem es sich um einen Zwischenrohling der Gewindewelle handelt, zwischen mehreren Gewinderollformen gerollt, und die äußere Umfangsfläche des Werkstücks wird zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts durch diese Gewinderollformen plastisch verformt.
  • Hinsichtlich des Prozesses des Rollens des Außengewindeabschnitts existiert ein Verfahren, bei dem ein Laufen auftritt, bei dem es sich um ein Phänomen handelt, bei dem sich das Werkstück in Bezug auf die Gewinderollformen in der Axialrichtung bewegt (siehe beispielsweise die JP 2003-033841A , die JP 2008-281142A ).
  • [Liste der Entgegenhaltungen]
  • [Patentliteratur]
    • [Patentliteratur 1] JP 2005-199760A
    • [Patentliteratur 2] JP 2006-321484A
    • [Patentliteratur 3] JP 2015-227166A
    • [Patentliteratur 4] JP 2003-033841A
    • [Patentliteratur 5] JP 2008-281142A
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • [Technisches Problem]
  • Bei dem Prozess des Rollens des Außengewindeabschnitts gemäß dem in der JP 2003-033841A , der JP 2008-281142A und dergleichen beschriebenen Verfahren, bei dem ein Laufen auftritt, besteht hinsichtlich der Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit des Außengewindeabschnitts Verbesserungspotential. Dies wird nachstehend unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
  • 10 zeigt einen Teil eines Schritts der Erzeugung des Außengewindeabschnitts 3 an der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts des Werkstücks 1 mit großem Durchmesser mittels dieser Art von Rollprozess. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl an zu diesem Zeitpunkt verwendeten Gewinderollformen 2 zwei oder mehr (mehrere) beträgt; in 10 ist jedoch nur eine von ihnen dargestellt. Genauer wird, wie in den 10A und 10B dargestellt, beim Rollen des Werkstücks 1 zwischen den mehreren Gewinderollformen 2 das Auftreten eines Laufens zugelassen, bei dem es sich um eine Bewegung des Werkstücks 1 in der Axialrichtung handelt, und der Außengewindeabschnitt 3 wird durch plastisches Verformen der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts des Werkstücks 1 mit großem Durchmesser mittels mehrerer Gewinderollformen 2 erzeugt. 10B zeigt einen Zustand, in dem zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts 3 bis zum Rand des Endabschnitts des Abschnitts des Werkstücks 1 mit großem Durchmesser auf einer Seite in der Axialrichtung (gemäß den 10A bis 10C der rechten Seite) ein Laufen des Werkstücks 1 an eine Position zugelassen wird, an der der Endabschnitt auf einer Seite der Gewinderollformen 2 in der Axialrichtung von der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts des Werkstücks 1 mit großem Durchmesser abweicht.
  • Wenn sich die Positionsbeziehung zwischen dem Werkstück 1 und den Gewinderollformen 2 verändert, wie in den 10A und 10B dargestellt, geht die Rolllast, die in dem in 10A dargestellten Zustand zwischen dem Endabschnitt der Gewinderollform 2 auf der in der Axialrichtung einen Seite und dem Abschnitt mit großem Durchmesser wirkt, in dem in 10B dargestellten Zustand verloren, wodurch eine große Veränderung der Verteilung der Rolllast auftritt, die zwischen der Gewinderollform 2 und dem Werkstück 1 wirkt. Wie in 10C dargestellt, besteht aufgrund der Veränderung des Grads der elastischen Verformung der Rollmaschine, die die Gewinderollformen 2 und das Werkstück 1 hält, die Tendenz zu einem Auftreten einer relativen Verschiebung wie einer Neigung oder dergleichen zwischen den Gewinderollformen 2 und dem Werkstück 1 um eine Größe, die dieser Veränderung entspricht. Dadurch verringert sich die Bearbeitungsgenauigkeit an dem Endabschnitt auf der in der Axialrichtung einen Seite des an dem Abschnitt des Werkstücks 1 mit großem Durchmesser erzeugten Außengewindeabschnitts 3. Ein derartiges Problem tritt ähnlich an dem (in den 10A bis 10C nicht dargestellten) Endabschnitt auf der in der Axialrichtung anderen Seite des Außengewindeabschnitts 3 auf.
  • Wenn sich die Bearbeitungsgenauigkeit auf diese Weise verringert, wird es schwierig, dafür zu sorgen, dass beide Endabschnitte des Außengewindeabschnitts 3 in der Axialrichtung als normaler Außengewindeabschnitt fungieren, und es tritt dahingehend ein Problem auf, dass der Arbeitshub des Vorschubschneckenmechanismus dementsprechend verkürzt wird.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad bereitzustellen, die eine Gewindewelle mit einer guten Bearbeitungsgenauigkeit an beiden Endabschnitten des Außengewindeabschnitts in der Axialrichtung, einen Elektromotor und einen Vorschubschneckenmechanismus umfasst, wobei der Arbeitshub des Vorschubschneckenmechanismus hinreichend erhalten bleibt.
  • [Lösung des Problems]
  • Die Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Wellenabschnitt mit großem Durchmesser und einen Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser.
  • Der Wellenabschnitt mit großem Durchmesser weist über die gesamte Länge seiner äußeren Umfangsfläche einen Außengewindeabschnitt auf.
  • Der Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser ist in einer Axialrichtung neben dem Wellenabschnitt mit großem Durchmesser angeordnet, weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner als ein Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser ist, und weist eine spiralförmige Rollmarkierung auf seiner äußeren Umfangsfläche auf, die mit einer Verlängerungslinie einer Spiralkurve phasengleich ist, die eine Fußkreislinie des Außengewindeabschnitts ist.
  • Vorzugsweise ist bei der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung der Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser nicht kleiner als das 0,9-fache und nicht größer als das 1,1-fache des Fußkreisdurchmessers des Außengewindeabschnitts.
  • Die Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen benachbarten Wellenabschnitt umfassen, der auf einer in der Axialrichtung dem Wellenabschnitt mit großem Durchmesser gegenüberliegenden Seite neben dem Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser angeordnet ist und einen größeren Außendurchmesser als den Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser aufweist.
  • Bei der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser einen ersten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser, der in der Axialrichtung auf einer Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser angeordnet ist; und einen zweiten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser umfassen, der auf der in der Axialrichtung anderen Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser angeordnet ist. Genauer ist in diesem Fall der erste Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser neben der in der Axialrichtung einen Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser angeordnet, weist einen Außendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser ist, und eine spiralförmige erste Rollmarkierung auf seiner äußeren Umfangsfläche auf, die mit einer Verlängerungslinie einer spiralförmigen Kurve phasengleich ist, die die Fußkreislinie des Außengewindeabschnitts ist; und der zweite Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser ist neben der in der Axialrichtung anderen Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser angeordnet, weist einen Außendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser ist, und eine spiralförmige zweite Rollmarkierung auf seiner äußeren Umfangsfläche auf, die mit einer Verlängerungslinie der spiralförmigen Kurve phasengleich ist.
  • Vorzugsweise betragen bei der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl der Außendurchmesser des ersten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser als auch der Außendurchmesser des zweiten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser nicht weniger als das 0,9-fache und nicht mehr als das 1,1-fache des Fußkreisdurchmessers des Außengewindeabschnitts.
  • Die Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann in eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad eingebaut werden.
  • Ein Verfahren zur Fertigung der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt der Durchführung eines Rollprozesses an einem Werkstück, das einen Wellenabschnitt mit großem Durchmesser zum Rollen und einen Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen aufweist, der in einer Axialrichtung neben dem Wellenabschnitt mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als ein Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen ist; wobei bei dem Rollprozess unter Verwendung mehrerer Gewinderollformen zur Erzeugung eines Außengewindeabschnitts über eine gesamte Länge einer äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen ein Laufen des Werkstücks in der Axialrichtung veranlasst wird.
  • Genauer wird bei dem Verfahren zur Fertigung der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Schritt der Durchführung des Rollprozesses an dem Werkstück unter Verwendung der Gewinderollformen eine spiralförmige Rollmarkierung auf einer äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen erzeugt, während gleichzeitig der Rollprozess zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts an der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen ausgeführt wird.
  • Vorzugsweise beträgt bei dem Verfahren zur Fertigung der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung ein Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen nicht weniger als das 0,9-fache und nicht mehr als das 1,1-fache eines Fußkreisdurchmessers des an der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen zu erzeugenden Außengewindeabschnitts.
  • Bei dem Verfahren zur Fertigung der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Werkstück einen benachbarten Wellenabschnitt aufweisen, der auf der dem Wellenabschnitt mit großem Durchmesser zum Rollen in der Axialrichtung gegenüberliegenden Seite neben dem Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist und einen größeren Außendurchmesser als den Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen aufweist.
  • Bei dem Verfahren zur Fertigung der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Werkstück so konfiguriert sein, dass sein zweiter Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen einen ersten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen, der in der Axialrichtung auf einer Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist, und einen zweiten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen aufweist, der auf der in der Axialrichtung anderen Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist. In diesem Fall wird in dem Schritt der Durchführung des Rollprozesses an dem Werkstück unter Verwendung der Gewinderollformen bei gleichzeitiger Durchführung des Rollprozesses zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts an der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen eine spiralförmige erste Rollmarkierung an der äußeren Umfangsfläche des ersten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen erzeugt, und eine spiralförmige zweite Rollmarkierung wird an der äußeren Umfangsfläche des zweiten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen erzeugt. Vorzugsweise betragen sowohl ein Außendurchmesser des ersten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser als auch ein Außendurchmesser des zweiten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser nicht weniger als das 0,9-fache und nicht mehr als das 1,1-fache des Fußkreisdurchmessers des Außengewindeabschnitts.
  • Bei dem Verfahren zur Fertigung der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine in eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad eingebaute Gewindewelle als zu fertigende Gewindewelle angewendet werden.
  • Die elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Elektromotor, einen Vorschubschneckenmechanismus und eine Lenkkomponente.
  • Der Vorschubschneckenmechanismus umfasst eine Gewindewelle, die auf ihrer äußeren Umfangsfläche einen Außengewindeabschnitt aufweist, und eine Mutter, die an einer inneren Umfangsfläche einen Innengewindeabschnitt aufweist, der mit dem Außengewindeabschnitt in Eingriff steht; und ist so konfiguriert, dass die Gewindewelle und die Mutter entsprechend einer relativen Drehung der Gewindewelle und der Mutter aufgrund einer von dem Elektromotor übertragenen Drehkraft in einer Axialrichtung in Bezug aufeinander bewegt werden können.
  • Es ist möglich, entweder einen Vorschubschneckenmechanismus des Gleitgewindetyps oder einen Vorschubschneckenmechanismus des Kugelrollspindeltyps als Vorschubschneckenmechanismus zu verwenden. Bei dem Vorschubschneckenmechanismus des Gleitgewindetyps stehen der Außengewindeabschnitt und der Innengewindeabschnitt direkt in Eingriff oder greifen ineinander. Bei dem Vorschubschneckenmechanismus des Kugelrollspindeltyps stehen der Außengewindeabschnitt und der Innengewindeabschnitt über mehrere Kugeln in Eingriff miteinander.
  • Die Lenkkomponente ist so vorgesehen, dass in einem Zustand, in dem sie verwendet wird, ein Lenkrad daran befestigt ist, und dass die Lenkkomponente bei einer Verschiebung der Gewindewelle und der Mutter in Bezug aufeinander in der Axialrichtung in einer Positionseinstellrichtung des Lenkrads verschoben werden kann.
  • Bei der elektrischen Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Gewindewelle von der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet.
  • Bei der elektrischen Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einem Zustand, in dem das Lenkrad zu einem Endabschnitt eines Positionseinstellbereichs verschoben ist, ein Teil des Innengewindeabschnitts in der Axialrichtung an einer Position in der Axialrichtung angeordnet sein, die gegenüber dem Außengewindeabschnitt verschoben ist.
  • Bei einem Verfahren zur Fertigung einer elektrischen Einstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad einen Elektromotor, einen Vorschubschneckenmechanismus und eine Lenkkomponente; wobei der Vorschubschneckenmechanismus eine Gewindewelle, die auf ihrer äußeren Umfangsfläche einen Außengewindeabschnitt aufweist, und eine Mutter umfasst, die an einer inneren Umfangsfläche einen Innengewindeabschnitt aufweist, der mit dem Außengewindeabschnitt in Eingriff steht; und so konfiguriert ist, dass die Gewindewelle und die Mutter entsprechend einer relativen Drehung der Gewindewelle und der Mutter aufgrund einer von dem Elektromotor übertragenen Drehkraft in einer Axialrichtung in Bezug aufeinander bewegt werden können; und
    das Verfahren einen Schritt der Fertigung der Gewindewelle durch Ausführen eines Rollprozesses an einem Werkstück umfasst, das aufweist: einen Wellenabschnitt mit großem Durchmesser zum Rollen; einen ersten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen, der in der Axialrichtung auf einer Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen ist; und einen zweiten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen, der auf der in der Axialrichtung anderen Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen ist; wobei bei dem Rollprozess unter Verwendung mehrerer Gewinderollformen zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts über eine gesamte Länge einer äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen ein Laufen des Werkstücks in der Axialrichtung veranlasst wird.
  • Insbesondere wird bei dem Verfahren zur Fertigung einer elektrischen Einstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung für den Prozess der Fertigung der Gewindewelle das Verfahren zur Fertigung einer Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet.
  • [Vorteilhafte Ergebnisse der Erfindung]
  • Durch die vorliegende Erfindung wird eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad bereitgestellt, wobei die elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad eine Gewindewelle, die an beiden Endabschnitten eines Außengewindeabschnitts in der Axialrichtung eine gute Bearbeitungsgenauigkeit aufweist, einen Elektromotor und einen Vorschubschneckenmechanismus umfasst, wobei der Arbeitshub des Vorschubschneckenmechanismus hinreichend erhalten bleibt.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Teilschnittansicht, die eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß einem Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 2A ist eine Ansicht, die 1 ähnlich ist und einen Zustand zeigt, in dem das Lenkrad an dem hinteren Endabschnitt des Positionseinstellbereichs nach vorne und hinten angeordnet ist, und 2B ist eine Ansicht, die 1 ähnlich ist und einen Zustand zeigt, in dem das Lenkrad an dem vorderen Endabschnitt des Positionseinstellbereichs nach vorne und hinten angeordnet ist.
    • 3 ist eine Seitenansicht einer Gewindewelle gemäß einem Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 4 ist eine Seitenansicht eines Werkstücks, das ein Zwischenrohling einer Gewindewelle gemäß einem Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
    • 5 ist ein Diagramm eines Beispiels einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Zustand, in dem ein Werkstück in einer Rollmaschine angeordnet wird.
    • 6 ist ein Diagramm eines Beispiels einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Zustand, in dem der Abstand zwischen den beiden in der Vorwärtsdrehrichtung rotierenden Gewinderollformen verringert wird und die Gewinderollformen zum Einleiten des Rollprozesses gegen den Wellenabschnitt mit großem Durchmesser des zu rollenden Werkstücks gedrückt werden.
    • 7A ist ein Diagramm eines Beispiels einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Zustand in einem Zwischenstadium des Rollprozesses, in dem das Werkstück bei einer Drehung der Gewinderollformen in der Vorwärtsdrehrichtung an das Ende auf einer Seite in der Axialrichtung gelaufen ist; und 7B ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem das Werkstück bei einer Drehung der Gewinderollformen in der Rückwärtsdrehrichtung an das Ende auf der in der Axialrichtung anderen Seite gelaufen ist.
    • 8A ist ein Diagramm eines Beispiels einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Zustand im letzten Stadium des Rollprozesses, in dem das Werkstück bei einer Drehung der Gewinderollformen in der Vorwärtsdrehrichtung in der Axialrichtung an das Ende auf einer Seite läuft und die Rollmarkierungen auf der äußeren Umfangsfläche des zu rollenden Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser auf der in der Axialrichtung anderen Seite des Werkstücks erzeugt werden; und 8B ist ein Diagramm, das einen Zustand im letzten Stadium des Rollprozesses darstellt, in dem das Werkstück bei einer Drehung der Gewinderollformen in der Rückwärtsdrehrichtung zu dem Ende auf der in der Axialrichtung anderen Seite läuft und die Rollmarkierungen an der äußeren Umfangsfläche des zu rollenden Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser auf der in der Axialrichtung einen Seite des Werkstücks erzeugt werden.
    • 9 ist eine vergrößerte Ansicht des Teils A in 8A. Die 10A bis 10C sind Diagramme zur Beschreibung von Problemen, die bei einem herkömmlichen Gewinderollprozess auftreten.
  • [Beschreibung der Ausführungsformen]
  • [Beispiel]
  • Ein Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben.
  • (Elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad und Gewindewelle)
  • 1 und 2 zeigen eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad, bei der die Gewindewelle 21 (3) gemäß diesem Beispiel eingesetzt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass hinsichtlich der elektrischen Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad die Richtung nach vorne und hinten die Richtung nach vorne und hinten bezogen auf das Fahrzeug bezeichnet, in dem die Vorrichtung montiert ist, wobei die Vorderseite in den 1 bis 3 die linke Seite ist und die Hinterseite in den 1 bis 3 die rechte Seite ist. Darüber hinaus ermöglicht die elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß diesem Beispiel durch die Verwendung eines (nicht dargestellten) Elektromotors als Antriebsquelle die Einstellung der Position des Lenkrads 12 nach vorne und hinten. 1 zeigt einen Zustand, in dem das Lenkrad 12 in einem mittleren Abschnitt des Positionseinstellbereichs nach vorne und hinten angeordnet ist; 2A zeigt einen Zustand, in dem das Lenkrad 12 an dem hinteren Endabschnitt des Positionseinstellbereichs nach vorne und hinten angeordnet ist; und 2B zeigt einen Zustand, in dem das Lenkrad 12 an dem vorderen Endabschnitt des Positionseinstellbereichs nach vorne und hinten angeordnet ist.
  • Die elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung kann von einer Lenksäule 4, einer Lenkwelle 5 und einem elektrischen Stellglied 6 gebildet werden. Die elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens einen (nicht dargestellten) Elektromotor und einen Vorschubschneckenmechanismus 14, die das elektrische Stellglied 6 bilden, und ein äußeres Rohr 10, das eine Lenkwelle 5 bildet und einer Lenkkomponente entspricht.
  • Die Lenksäule 4 umfasst eine vorderseitige äußere Säule 7 und eine hinterseitige innere Säule 8, die teleskopartig zusammengesetzt sind. Eine Verschiebung der äußeren Säule 7 in der Axialrichtung in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie wird verhindert. Der vorderseitige Abschnitt der inneren Säule 8 ist verschiebbar in die Seite des Innendurchmessers des hinterseitigen Abschnitts der äußeren Säule 7 eingesetzt.
  • Die Lenkwelle 5 umfasst auf der Vorderseite eine innere Welle 9 und auf der Hinterseite ein äußeres Rohr 10. Die innere Welle 9 und das äußere Rohr 10 sind durch einen Keilwelleneingriff oder dergleichen so verbunden, dass ein Drehmoment übertragen werden kann und dass sie ausgefahren oder zusammengezogen werden können. Die innere Welle 9 wird auf der Seite des Innendurchmessers der äußeren Säule 7 über ein (nicht dargestelltes) Lager drehbar gehalten. Das äußere Rohr 10 wird auf der Seite des Innendurchmessers der inneren Säule 8 über ein Lager 11 drehbar gehalten. Durch diese Art von Konfiguration wird die Lenkwelle 5 auf der Seite des Innendurchmessers der Lenksäule 4 drehbar gehalten. Zusammen damit können die innere Säule 8 und das äußere Rohr 10 in Bezug auf die äußere Säule 7 und die innere Welle 9 in der Axialrichtung in Bezug aufeinander verschoben werden. Das Lenkrad 12 wird von dem hinterseitigen Endabschnitt des äußeren Rohrs 10, das eine Lenkkomponente ist, gehalten und ist an diesem befestigt.
  • Das elektrische Stellglied 6 umfasst ein Gehäuse 13, einen Vorschubschneckenmechanismus 14 und einen (nicht dargestellten) Elektromotor. Das Gehäuse 13 wird von der Unterseite der äußeren Säule 7 gehalten und ist an dieser befestigt.
  • Der Vorschubschneckenmechanismus 14 umfasst eine Mutter 15 und einen Stab 16. Die Mittelachse des Vorschubschneckenmechanismus 14 ist parallel zu den Mittelachsen der Lenkwelle 5 und der Lenksäule 4 angeordnet.
  • Die Mutter 15 weist an der inneren Umfangsfläche einen Innengewindeabschnitt 17 auf. Die Mutter 15 wird in dem Gehäuse 13 so drehbar gehalten, dass sie nicht in der Axialrichtung verschoben werden kann, und kann von einem Elektromotor über ein Schneckengetriebe 18 drehbar angetrieben werden.
  • Der Stab 16 wird durch die Verbindung einer auf der Vorderseite angeordneten Gewindewelle 21 und einer auf der Hinterseite angeordneten Verlängerungswelle 22 gebildet. Der hinterseitige Endabschnitt der Verlängerungswelle 22 des Stabs 16 ist über einen Armabschnitt 20 mit dem hinterseitigen Abschnitt der inneren Säule 8 verbunden.
  • Die Gewindewelle 21 umfasst einen Wellenabschnitt 23 mit großem Durchmesser, einen ersten Wellenabschnitt 24 mit kleinem Durchmesser und einen zweiten Wellenabschnitt 25 mit kleinem Durchmesser, die einem Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser entsprechen, und einen basisendseitigen Wellenabschnitt 26, der einem benachbarten Wellenabschnitt entspricht.
  • Der Wellenabschnitt 23 mit großem Durchmesser weist in der Axialrichtung an der äußeren Umfangsfläche über die gesamte Länge einen Außengewindeabschnitt 19 auf, der mit dem Innengewindeabschnitt 17 in Eingriff steht. Der Außengewindeabschnitt 19 wird mittels eines Rollprozesses erzeugt. Der in der Axialrichtung mittlere Abschnitt des Außengewindeabschnitts 19 mit Ausnahme der Randabschnitte an beiden Enden in der Axialrichtung wird von einem vollständig mit einem Gewinde versehenen Abschnitt gebildet, der eine festgelegte Gewindehöhe aufweist. Jeder der Randabschnitte an beiden Enden des Außengewindeabschnitts 19 in der Axialrichtung wird von einem unvollständig mit einem Gewinde versehenen Abschnitt gebildet, der keine festgelegte Gewindehöhe erreicht. Gemäß diesem Beispiel wird der gesamte Außengewindeabschnitt 19, der nicht nur den vollständig mit einem Gewinde versehenen Abschnitt, sondern auch den unvollständig mit einem Gewinde versehenen Abschnitt umfasst, präzise endbearbeitet, damit er wie ein normal mit einem Gewinde versehener Abschnitt funktioniert. Anders ausgedrückt wird die Seitenfläche des Außengewindeabschnitts 19 nicht nur an dem in der Axialrichtung mittleren Abschnitt, der ein vollständig mit einem Gewinde versehener Abschnitt ist, sondern auch an den Randabschnitten an beiden Enden in der Axialrichtung, die unvollständig mit einem Gewinde versehene Abschnitte sind, präzise endbearbeitet. Daher entspricht gemäß diesem Beispiel die Länge des gesamten Außengewindeabschnitts 19 in der Axialrichtung der effektiven Gewindelänge. Es wird darauf hingewiesen, dass die Seitenfläche die Seitenfläche des Gewindes oder, anders ausgedrückt, die gezahnte Fläche ist. Gemäß diesem Beispiel beträgt der Anschnittwinkel (der Voreilwinkel) θ des Außengewindeabschnitts 19 weniger als 4°. Im Fall der Implementierung der vorliegenden Erfindung kann der Anschnittwinkel θ des Außengewindeabschnitts 19 jedoch auf 4° oder mehr eingestellt werden.
  • Der erste Wellenabschnitt 24 mit kleinem Durchmesser ist in der Axialrichtung neben einer Seite angeordnet, die die Vorderseite des Wellenabschnitts 23 mit großem Durchmesser ist. Der erste Wellenabschnitt 24 mit kleinem Durchmesser ist ein säulenförmiger Abschnitt, der einen geringeren Außendurchmesser als den Außendurchmesser des Wellenabschnitts 23 mit großem Durchmesser und eine spiralförmige erste Rollmarkierung 27 an der äußeren Umfangsfläche aufweist. Die erste Rollmarkierung 27 wird bei dem Rollprozess durch Gewinderollformen 35 zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts 19 erzeugt. Die erste Rollmarkierung 27 ist phasengleich mit der Verlängerungslinie der Spiralkurve, die die Fußkreislinie des Außengewindeabschnitts 19 ist.
  • Der zweite Wellenabschnitt 25 mit kleinem Durchmesser ist neben der in der Axialrichtung anderen Seite angeordnet, die die Hinterseite des Wellenabschnitts 23 mit großem Durchmesser ist. Der zweite Wellenabschnitt 25 mit kleinem Durchmesser ist ein säulenförmiger Abschnitt, der einen geringeren Außendurchmesser als den Außendurchmesser des Wellenabschnitts 23 mit großem Durchmesser und eine spiralförmige zweite Rollmarkierung 28 an der äußeren Umfangsfläche aufweist. Die zweite Rollmarkierung 28 wird bei dem Rollprozess durch Gewinderollformen 35 zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts 19 erzeugt. Die zweite Rollmarkierung 28 ist phasengleich mit der Verlängerungslinie der Spiralkurve, die die Fußkreislinie des Außengewindeabschnitts 19 ist.
  • Gemäß diesem Beispiel stimmen der Außendurchmesser d1 des ersten Wellenabschnitts 24 mit kleinem Durchmesser und der Außendurchmesser d2 des zweiten Wellenabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser miteinander überein (d1 = d2). Im Fall der Implementierung der vorliegenden Erfindung können der Außendurchmesser d1 des ersten Wellenabschnitts 24 mit kleinem Durchmesser und der Außendurchmesser d2 des zweiten Wellenabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser jedoch voneinander unterschiedlich eingestellt werden.
  • Gemäß diesem Beispiel sind sowohl der Außendurchmesser d1 des ersten Wellenabschnitts 24 mit kleinem Durchmesser als auch der Außendurchmesser d2 des zweiten Wellenabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser auf nicht weniger als das 0,9-fache und nicht mehr als das 1,1-fache des Fußkreisdurchmessers D des Außengewindeabschnitts 19 (auf einen Bereich von ±10 % des Fußkreisdurchmessers) eingestellt (1,1 D ≧ di ≧ 0,9 D, 1,1 D ≧ d2 ≧ 0,9 D). Im Fall der Implementierung vorliegenden Erfindung kann der Bereich der Außendurchmesser d1 und d2 jedoch auf einen Bereich eingestellt werden, der sich von dem Bereich gemäß diesem Beispiel unterscheidet.
  • Gemäß diesem Beispiel sind der Außendurchmesser d1 des ersten Wellenabschnitts 24 mit kleinem Durchmesser und der Außendurchmesser d2 des zweiten Wellenabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser jeweils geringer als der Innendurchmesser des Innengewindeabschnitts 17 der Mutter 15 (der Inkreisdurchmesser des Gewindes). Daher gelangen weder die erste Rollmarkierung 27 noch die zweite Rollmarkierung 28 mit dem Innengewindeabschnitt 17 der Mutter 15 in Eingriff. Anders ausgedrückt entsprechen sowohl die erste Rollmarkierung 27 als auch die zweite Rollmarkierung 28 einem nicht mit einem Gewinde versehenen Abschnitt, der nicht als Außengewindeabschnitt fungiert, der mit dem Innengewindeabschnitt 17 der Mutter 15 in Eingriff steht.
  • Der basisendseitige Wellenabschnitt 26 befindet sich in Bezug auf den zweiten Wellenabschnitt 25 mit kleinem Durchmesser auf der dem Wellenabschnitt 23 mit großem Durchmesser in der Axialrichtung gegenüberliegenden Seite oder ist anders ausgedrückt neben der in der Axialrichtung anderen Seite angeordnet, die die Hinterseite des zweiten Wellenabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser ist. Der basisendseitige Wellenabschnitt 26 ist ein abgestufter säulenförmiger Abschnitt, der einen Außendurchmesser aufweist, der insgesamt größer als der Außendurchmesser des zweiten Wellenabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser ist. Der basisendseitige Wellenabschnitt 26 weist einen Flanschabschnitt 29 auf, der an einem in der Axialrichtung mittleren Abschnitt in der radialen Richtung nach außen vorsteht. Darüber hinaus wird der Abschnitt des basisendseitigen Wellenabschnitts 26, der weiter auf der Hinterseite als der Flanschabschnitt 29 angeordnet ist, von einem säulenförmigen Einsetzabschnitt 30 gebildet.
  • Die Verlängerungswelle 22 ist eine hohle Welle, die eine kreisförmige Röhrenform aufweist. Der Einsetzabschnitt 30 der Gewindewelle 21 ist in das Innere des vorderseitigen Endabschnitts der Verlängerungswelle 22 eingepasst und daran befestigt. Die hinterseitige Endfläche des Flanschabschnitts 29 der Gewindewelle 21 gelangt mit der vorderseitigen Endfläche der Verlängerungswelle 22 in Kontakt, wodurch die Gewindewelle 21 in Bezug auf die Verlängerungswelle 22 in der Axialrichtung positioniert wird.
  • Bei der Einstellung der Position des Lenkrads 12 nach vorne und hinten wird der Stab 16 durch drehendes Antreiben der Mutter 15 mittels eines Elektromotors über das Schneckengetriebe 18 in Bezug auf die Mutter 15 in der Axialrichtung verschoben. Bei einer Verschiebung des Stabs 16 in der Axialrichtung werden die über den Armabschnitt 20 mit dem Stab 16 verbundene innere Säule 8 und das auf der Seite des Innendurchmessers der inneren Säule 8 gehaltene äußere Rohr 10 in der gleichen Richtung (der Positionseinstellrichtung des Lenkrads 12) wie der Stab 16 verschoben, und die Position des Lenkrads 12 nach vorne und hinten wird eingestellt. Gemäß diesem Beispiel beträgt der Anschnittwinkel θ des Außengewindeabschnitts 19 weniger als 4°, daher ist ein Drehen der Mutter 15 selbst in einem Fall schwierig, in dem eine axiale Kraft als gegenläufiger Eingang von dem Stab 16 auf die Mutter 15 wirkt.
  • Gemäß diesem Beispiel wird der gesamte Außengewindeabschnitt 19 der Gewindewelle 21 des Vorschubschneckenmechanismus 14 mit guter Präzision so endbearbeitet, dass er wie ein normaler Gewindeabschnitt funktioniert. Daher kann der Stab 16 bei der Einstellung der Position des Lenkrads 12 nach vorne und hinten in Bezug auf die Mutter 15 in der Axialrichtung bis an die Position verschoben werden, an der der Randabschnitt des Endes des Außengewindeabschnitts 19 in der Axialrichtung mit dem Innengewindeabschnitt 17 in Eingriff tritt. Darüber hinaus kann der Stab 16 in der Axialrichtung in Bezug auf die Mutter 15 verschoben werden, bis ein Teil des Innengewindeabschnitts 17 in der Axialrichtung eine Position in der Axialrichtung erreicht, die von dem Außengewindeabschnitt 19 entfernt ist.
  • Gemäß diesem Beispiel kann das Lenkrad 12, wie in 2A dargestellt, zu der Hinterseite bewegt werden, bis der in der Axialrichtung des Innengewindeabschnitts 17 vorderseitige Abschnitt den Rand des ersten Wellenabschnitts 24 mit kleinem Durchmesser (eine Position, die zumindest die gesamte erste Rollmarkierung 27 abdeckt) erreicht. Gemäß diesem Beispiel kann das Lenkrad 12, wie in 2B dargestellt, zu der Vorderseite bewegt werden, bis der in der Axialrichtung des Innengewindeabschnitts 17 hinterseitige Abschnitt den Rand des zweiten Wellenabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser (eine Position, die zumindest die gesamte zweite Rollmarkierung 28 abdeckt) erreicht.
  • Gemäß diesem Beispiel kann in einem Fall, in dem der Außengewindeabschnitt 19 auf eine festgelegte Länge eingestellt ist, der Arbeitshub des Vorschubschneckenmechanismus 14 verlängert oder anders ausgedrückt der Einstellbereich für die Position des Lenkrads 12 nach vorne und hinten im Vergleich zu herkömmlichen Produkten, bei denen die Endabschnitte des Außengewindeabschnitts in der Axialrichtung nicht als normaler Gewindeabschnitt fungieren können, vergrößert werden. Andererseits können in einem Fall, in dem der Arbeitshub des Vorschubschneckenmechanismus 14 auf eine bestimmte Länge festgelegt ist, die Abmessungen des Vorschubschneckenmechanismus 14 in der Axialrichtung im Vergleich zu dem herkömmlichen Produkt, bei dem die beiden Endabschnitte des Außengewindeabschnitts in der Axialrichtung nicht als normale Gewindeabschnitte fungieren können, kleiner gehalten werden. Insbesondere kann gemäß diesem Beispiel der Stab 16 in Bezug auf die Mutter 15 in der Axialrichtung verschoben werden, bis ein Teil des Innengewindeabschnitts 17 in der Axialrichtung eine Position in der Axialrichtung erreicht, die von dem Außengewindeabschnitt 19 entfernt ist. In diesem Ausmaß können das Ergebnis, den Einstellbereich der Position des Lenkrads 12 nach vorne und hinten vergrößern zu können, und das Ergebnis, die Abmessungen des Vorschubschneckenmechanismus 14 in der Axialrichtung verringern zu können, um diese Größe weiter verbessert werden.
  • Im Fall der Implementierung der vorliegenden Erfindung kann in einem Zustand, in dem eine Konfiguration verwendet wird, bei der in einem Zustand, in dem das Lenkrad an den Endabschnitt des Positionseinstellbereichs verschoben ist, ein Teil des Innengewindeabschnitts in der Axialrichtung an einer Position in der Axialrichtung angeordnet ist, die von dem Außengewindeabschnitt entfernt ist, die Länge La des Teils in der Axialrichtung in diesem Zustand in der Axialrichtung des Innengewindeabschnitts auf höchstens ca. 70% der Länge Lb des Eingriffsabschnitts des Innengewindeabschnitts und des Außengewindeabschnitts in der Axialrichtung eingestellt werden (La ≈ 0,7 Lb).
  • Gemäß diesem Beispiel ist es möglich, einen Teil des Innengewindeabschnitts 17 der Mutter 15 in der Axialrichtung zu dem Rand der ersten Rollmarkierung 27 und der zweiten Rollmarkierung 28 zu bewegen, daher können die erste Rollmarkierung 27 und die zweite Rollmarkierung 28 als Schmiermittelreservoir zur Schmierung des Vorschubschneckenmechanismus 14 fungieren.
  • Gemäß diesem Beispiel ist die Konfiguration, wie in 2B dargestellt, so, dass die hinterseitige Fläche eines ringförmigen Kontaktelements 37, das an dem hinteren Endabschnitt des Gehäuses 13 befestigt und um die Gewindewelle 21 angeordnet ist, in einem Fall, in dem das Lenkrad 12 an den vorderen Endabschnitt des Positionseinstellbereichs bewegt wird, mit der vorderseitigen Fläche des Flanschabschnitts 29 des basisendseitigen Wellenabschnitts 26 in Kontakt gelangt. Dadurch wird verhindert, dass sich Lenkrad 12 weiter zur Vorderseite bewegt. Anders ausgedrückt fungiert der Flanschabschnitt 29 als Anschlag, der den vorderen Endabschnitt des Positionseinstellbereichs des Lenkrads 12 festlegt.
  • (Fertigungsverfahren für die elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad und Fertigungsverfahren für die Gewindewelle)
  • Das Fertigungsverfahren für eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung einer elektrischen Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad, die einen (nicht dargestellten) Elektromotor, einen Vorschubschneckenmechanismus 14 und ein äußeres Rohr 10 umfasst, das eine Lenkkomponente ist; wobei der Vorschubschneckenmechanismus 14 eine Gewindewelle 21, die an der äußeren Umfangsfläche einen Außengewindeabschnitt 19 aufweist, und eine Mutter 15 umfasst, die an der inneren Umfangsfläche einen Innengewindeabschnitt 17 aufweist, der mit dem Außengewindeabschnitt 19 in Eingriff steht; und die Gewindewelle 21 und die Mutter 15 so konfiguriert sind, dass sie entsprechend der relativen Drehung der Gewindewelle 21 und der Mutter 15 durch die von dem Elektromotor übertragene Drehkraft in Bezug aufeinander in der Axialrichtung verschoben werden können; und dadurch das äußere Rohr 10 in der Positionseinstellrichtung des Lenkrads 12 verschoben werden kann.
  • Das Verfahren zur Fertigung der elektrischen Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt zur Fertigung einer Gewindewelle 21 durch Ausführen eines Rollprozesses an einem Werkstück 31, das einen Wellenabschnitt 32 mit großem Durchmesser zum Rollen und einen ersten Wellenabschnitt 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen und einen zweiten Wellenabschnitt 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen umfasst, die in der Axialrichtung neben dem Wellenabschnitt mit großem Durchmesser zum Rollen 32 angeordnet sind und einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen ist, zur Erzeugung eines Außengewindeabschnitts 19 über die gesamte Länge der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen, wobei mehrere Gewinderollformen 35 verwendet werden und ein Laufen des Werkstücks 31 auftritt.
  • Das Verfahren zur Fertigung der Gewindewelle 21 gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 9 beschrieben. In der folgenden Beschreibung bezeichnet die Axialrichtung, soweit nichts anderes angegeben ist, die Axialrichtung des Werkstücks 31, das ein Zwischenrohling der Gewindewelle 21 ist, wobei die in der Axialrichtung eine Seite in den 4 bis 9 die linke Seite ist, und die in der Axialrichtung andere Seite in den 4 bis 9 die rechte Seite ist.
  • 4 zeigt das Werkstück 31. Das Werkstück 31 weist eine andere Form als der Außengewindeabschnitt 19, die erste Rollmarkierung 27 und die zweite Rollmarkierung 28 der Gewindewelle 21 auf (siehe 3). Anders ausgedrückt weist das Werkstück 31 einen Wellenabschnitt 32 mit großem Durchmesser zum Rollen, an dem auf der äußeren Umfangsfläche ein Außengewindeabschnitt 19 erzeugt wird, einen ersten Wellenabschnitt 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen, an dem auf der äußeren Umfangsfläche eine erste Rollmarkierung 27 erzeugt wird, einen zweiten Wellenabschnitt 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen, an dem auf der äußeren Umfangsfläche eine zweite Rollmarkierung 28 erzeugt wird, und einen basisendseitigen Wellenabschnitt 26 auf.
  • Die äußere Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen ist eine zylindrische Fläche, deren Außendurchmesser sich in Bezug auf die Axialrichtung mit Ausnahme an den Randabschnitten an beiden Enden in der Axialrichtung ausgebildeter, abgeschrägter Abschnitte nicht verändert. Der erste Wellenabschnitt 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen ist in der Axialrichtung neben der einen Seite des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet und weist einen Außendurchmesser auf, der geringer als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen ist. Der zweite Wellenabschnitt 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen ist neben der in der Axialrichtung anderen Seite des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet und weist einen Außendurchmesser auf, der geringer als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen ist. Darüber hinaus beträgt der Außendurchmesser des ersten Wellenabschnitts 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen d1 und stimmt mit dem Außendurchmesser des ersten Wellenabschnitts 24 mit kleinem Durchmesser überein (siehe 3), und der Außendurchmesser des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen beträgt d2 und stimmt mit dem Außendurchmesser des zweiten Wellenabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser überein (siehe 3).
  • In einem Fall, in dem zur Erzeugung der Gewindewelle 21 ein Rollprozess an dem Werkstück 31 ausgeführt wird, wird das Werkstück 31 zunächst in der Rollmaschine angeordnet, wie in 5 dargestellt. Die Rollmaschine umfasst zwei Gewinderollformen 35. Jede der Gewinderollformen 35 ist eine runde Form, die eine kurze zylindrische Form aufweist und parallel zu der jeweils anderen angeordnet ist, wobei die äußeren Umfangsflächen einander zugewandt sind. Jede der Gewinderollformen 35 weist an der äußeren Umfangsfläche spiralförmige Rollzähne 36 zum Rollen des Außengewindeabschnitts 19 auf (siehe 9, wobei die Form in den 5 bis 8 nicht dargestellt ist). Ferner stimmen gemäß diesem Beispiel die Abmessungen der Gewinderollformen 35 in der Axialrichtung im Wesentlichen mit den Abmessungen des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen des Werkstücks 31 in der Axialrichtung überein. Im Fall der Implementierung der vorliegenden Erfindung können die Abmessungen der Gewinderollformen 35 in der Axialrichtung jedoch größer oder kleiner als die Abmessungen des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen in der Axialrichtung eingestellt werden.
  • Wie in 5 dargestellt, ist der Abstand zwischen den äußeren Umfangsflächen der beiden Gewinderollformen 35 in dem Stadium, in dem das Werkstück 31 in der Rollmaschine angeordnet wird, ausreichend größer als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen des Werkstücks 31. In einem Zustand, in dem das Werkstück 31 in der Rollmaschine angeordnet wird, wird das Werkstück 31 parallel zu den beiden Gewinderollformen 35 an einer mittleren Position zwischen den äußeren Umfangsflächen der beiden Gewinderollformen 35 angeordnet. Jede der äußeren Umfangsflächen der Gewinderollformen 35 ist der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen des Werkstücks 31 zugewandt. Darüber hinaus wird das Werkstück 31 in der Axialrichtung auf beiden Seiten von einem Paar an einer (nicht dargestellten) Werkstückhaltevorrichtung der Rollmaschine vorgesehenen Naben gehalten. In diesem Zustand wird das Werkstück 31 von der Werkstückhaltevorrichtung drehbar gehalten und in der Axialrichtung in Bezug auf die beiden Gewinderollformen 35 bewegt. Selbst in einem Fall, in dem das Werkstück 31 aufgrund des Prozesses des Rollens des Werkstücks 31 gedehnt wird, lässt die Werkstückhaltevorrichtung die Dehnung durch die Vergrößerung des Abstands zwischen den beiden Naben zu.
  • In einem Zustand, in dem das Werkstück 31 in der Rollmaschine angeordnet ist, wird von den beiden Naben eine Haltekraft in der Axialrichtung auf das Werkstück 31 aufgebracht. In dem Fall gemäß diesem Beispiel wird der Abschnitt des Werkstücks 31, der weiter als der Wellenabschnitt 32 mit großem Durchmesser zum Rollen auf der in der Axialrichtung anderen Seite angeordnet ist, von dem zweiten Wellenabschnitt 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen und dem basisendseitigen Wellenabschnitt 26 gebildet. Der Außendurchmesser des basisendseitigen Wellenabschnitts 26 ist größer als der Außendurchmesser des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen. Daher wird in dem Fall des Werkstücks 31 gemäß diesem Beispiel die Festigkeit des Abschnitts, der weiter als der Wellenabschnitt 32 mit großem Durchmesser zum Rollen auf der in der Axialrichtung anderen Seite angeordnet ist, im Vergleich zu einem Fall höher, in dem der Außendurchmesser des dem basisendseitigen Wellenabschnitt 26 entsprechenden Abschnitts mit dem Außendurchmesser des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen übereinstimmt. Wenn von den beiden Naben eine Haltekraft in der Axialrichtung aufgebracht wird, ist es daher möglich, ein Verziehen des weiter als der Wellenabschnitt 32 mit großem Durchmesser zum Rollen auf der in der Axialrichtung anderen Seite angeordneten Abschnitts effektiv zu verhindern.
  • Als nächstes wird bei einer Drehung der beiden Gewinderollformen 35 in der gleichen Richtung der Abstand zwischen den beiden Gewinderollformen 35 verringert. Wie in 6 dargestellt, wird ein Taleinschneiden eingeleitet, bei dem es sich um einen Schritt handelt, in dem die äußere Umfangsfläche (die Rollzähne 36) von zwei Gewinderollformen 35 veranlasst wird, in die äußere Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen zum Rollen des Werkstücks 31 einzuschneiden. Wenn das Taleinschneiden eingeleitet wird, wird von den beiden Gewinderollformen 35 eine Drehkraft auf das Werkstück 31 aufgebracht, und das Werkstück 31 dreht sich in der Gegenrichtung zu den beiden Gewinderollformen 35. Dadurch wird der gesamte Umfang der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen des Werkstücks 31 gerollt, und der Außengewindeabschnitt 19 wird allmählich erzeugt.
  • Bei dem Rollprozess gemäß diesem Beispiel tritt entsprechend dem Anschnittwinkelfehler, der im Verlauf des Taleinschneidens zwischen den Rollzähnen 36 der beiden Gewinderollformen 35 und dem Wellenabschnitt 32 mit großem Durchmesser zum Rollen des Werkstücks 31 auftritt, ein Laufen auf, bei dem es sich um ein Phänomen handelt, bei dem sich das Werkstück 31 in Bezug auf die beiden Gewinderollformen 35 in der Axialrichtung bewegt.
  • Gemäß diesem Beispiel werden die beiden Gewinderollformen 35 durch eine NC-Steuerung abwechselnd in einer Vorwärtsdrehrichtung, die die Drehrichtung zu Beginn des Taleinschneidens ist, und in einer Rückwärtsdrehrichtung gedreht, die die gegenläufige Richtung ist. Daher wird das Werkstück 31 einem Rollprozess unterzogen, wobei es sich in der Axialrichtung zwischen den äußeren Umfangsflächen der beiden Gewinderollformen 35 hin und her bewegt. Genauer bewegt sich das Werkstück 31 in einem Fall, in dem sich die beiden Gewinderollformen 35 in der Vorwärtsdrehrichtung drehen, zu der in der Axialrichtung anderen Seite, wie in 7A dargestellt, und in einem Fall, in dem sich die beiden Gewinderollformen 35 in der umgekehrten Richtung drehen, bewegt sich das Werkstück 31 zu der in der Axialrichtung einen Seite, wie in 7B dargestellt. Das Rollen des Werkstücks 31 wird ausgeführt, während sich das Werkstück 31 wiederholt und abwechselnd zu der in der Axialrichtung einen Seite und zu der in der Axialrichtung anderen Seite bewegt.
  • Gemäß diesem Beispiel ist die Konfiguration dergestalt, dass die Bewegung des Werkstücks 31 zu der in der Axialrichtung anderen Seite aufgrund der NC-Steuerung an einer in 7A dargestellten Position in der Axialrichtung angehalten wird. Die in 7A dargestellte Position in der Axialrichtung ist eine Position in der Axialrichtung, an der der Eintritt des gesamten ersten Wellenabschnitts 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen des Werkstücks 31 zwischen die äußeren Umfangsflächen der beiden Gewinderollformen 35 abgeschlossen ist. Ähnlich wird die Bewegung des Werkstücks 31 zu der in der Axialrichtung einen Seite an der in 7B dargestellten Position in der Axialrichtung angehalten. Die in 7B dargestellte Position in der Axialrichtung ist eine Position in der Axialrichtung, an der der Eintritt eines Abschnitts des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen des Werkstücks 31 mit Ausnahme des Endabschnitts auf der in der Axialrichtung anderen Seite zwischen die äußeren Umfangsflächen der beiden Gewinderollformen 35 abgeschlossen ist. Daher wird gemäß diesem Beispiel der Rollprozess ausgeführt, ohne dass jede der beiden Gewinderollformen 35 mit dem basisendseitigen Wellenabschnitt 26 des Werkstücks 31 kollidiert.
  • Gemäß diesem Beispiel wird bei dem Taleinschneideprozess, wie in den 8A und 9 dargestellt, mittels eines Paars von Gewinderollformen 35 ein Rollprozess zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts 19 auf dem äußeren Umfang des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen ausgeführt, wobei gleichzeitig eine spiralförmige erste Rollmarkierung 27 an der äußeren Umfangsfläche des ersten Wellenabschnitts 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen erzeugt wird, und wie in 8B dargestellt, wird mittels zweier Gewinderollformen 35 ein Rollprozess zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts 19 an der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen ausgeführt, wobei gleichzeitig eine spiralförmige zweite Rollmarkierung 28 an der äußeren Umfangsfläche des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen erzeugt wird. Gemäß diesem Beispiel werden die erste Rollmarkierung 27 und die zweite Rollmarkierung 28 auf diese Weise erzeugt, daher ist sowohl die erste Rollmarkierung 27 als auch die zweite Rollmarkierung 28 eine spiralförmige Markierung mit der gleichen Phase wie die Verlängerungslinie der Spiralkurve, die die Fußkreislinie des Außengewindeabschnitts 19 ist.
  • Wenn der Außendurchmesser d1 des ersten Wellenabschnitts 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen und der Außendurchmesser d2 des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen dem Fußkreisdurchmesser D des Außengewindeabschnitts 19 entsprechen oder größer als dieser sind, ist sowohl die erste Rollmarkierung 27 als auch die zweite Rollmarkierung 28 eine spiralförmige Markierung, die in Verbindung mit dem Außengewindeabschnitt 19 erzeugt wird. Wenn der Außendurchmesser d1 des ersten Wellenabschnitts 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen und der Außendurchmesser d2 des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen andererseits in gewissem Ausmaß kleiner als der Fußkreisdurchmesser D des Außengewindeabschnitts 19 sind, können sowohl die erste Rollmarkierung 27 als auch die zweite Rollmarkierung 28 und der Außengewindeabschnitt 19 undurchgängig sein.
  • Nach Abschluss des Taleinschneideprozesses wird der Abstand zwischen den beiden Gewinderollformen 35 vergrößert, und die fertiggestellte Gewindewelle 21 wird aus der Rollmaschine entnommen.
  • Durch das Fertigungsverfahren für die Gewindewelle 21 gemäß diesem Beispiel kann die Seitenfläche des Außengewindeabschnitts 19 nicht nur an dem in der Axialrichtung mittleren Abschnitt, der ein vollständig mit einem Gewinde versehener Abschnitt ist, sondern auch an den Randabschnitten an beiden Enden in der Axialrichtung präzise endbearbeitet werden, die unvollständig mit einem Gewinde versehene Abschnitte sind.
  • Gemäß diesem Beispiel wird nach dem Beginn des Taleinschneideprozesses zunächst, wie in den 7A und 7B dargestellt, in einem Zustand, in dem die äußeren Umfangsflächen der beiden Gewinderollformen 35 nur mit der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen des Werkstücks 31 in Kontakt stehen, ein Rollprozess zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts 19 ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt tritt, wie in 7A dargestellt, in einem Fall, in dem der Endabschnitt auf der in der Axialrichtung einen Seite der äußeren Umfangsfläche der beiden Gewinderollformen 35 aufgrund eines bei dem Werkstück 31 hervorgerufenen Laufens in der Axialrichtung von der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen abweicht; oder wie in 7B dargestellt, in einem Fall, in dem der Endabschnitt auf der in der Axialrichtung anderen Seite der äußeren Umfangsfläche der beiden Gewinderollformen 35 aufgrund eines bei dem Werkstück 31 hervorgerufenen Laufens in der Axialrichtung von der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen abweicht, eine große Veränderung der Verteilung der Rolllast auf, die zwischen den beiden Gewinderollformen 35 und dem Werkstück 31 wirkt. Das Maß der elastischen Verformung der Rollmaschine, die die beiden Gewinderollformen 35 und das Werkstück 31 hält, verändert sich um die dieser Veränderung entsprechende Größe, daher besteht eine Tendenz zum Auftreten einer relativen Verschiebung wie einer Neigung oder dergleichen zwischen den beiden Gewinderollformen 35 und dem Werkstück 31. Dadurch wird die Bearbeitungsgenauigkeit der beiden Endabschnitte des Außengewindeabschnitts 19 in der Axialrichtung bei der Bearbeitung gering.
  • Im Endstadium des Taleinschneideprozesses gelangen jedoch, wie in den 8A und 8B dargestellt, die äußeren Umfangsflächen der beiden Gewinderollformen 35 nicht nur mit der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen in Kontakt, sondern sie gelangen auch mit der äußeren Umfangsfläche des ersten Wellenabschnitts 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen und des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen in Kontakt. Zu diesem Zeitpunkt gelangt der Endabschnitt auf der in der Axialrichtung einen Seite der äußeren Umfangsfläche der beiden Gewinderollformen 35, wie in 8A dargestellt, in einem Fall, in dem der Endabschnitt auf der in der Axialrichtung einen Seite der äußeren Umfangsfläche der beiden Gewinderollformen 35 aufgrund eines bei dem Werkstück 31 auftretenden Laufens in der Axialrichtung von der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen abweicht, mit dem ersten Wellenabschnitt 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen in Kontakt und wird von diesem gehalten; daher ist es möglich, eine große Veränderung der Verteilung der Rolllast zu verhindern, die zwischen den beiden Gewinderollformen 35 und dem Werkstück 31 wirkt. Zu diesem Zeitpunkt gelangt der Endabschnitt auf der in der Axialrichtung anderen Seite der äußeren Umfangsfläche der beiden Gewinderollformen 35, wie in 8B dargestellt, in einem Fall, in dem der Endabschnitt auf der in der Axialrichtung anderen Seite der äußeren Umfangsfläche der beiden Gewinderollformen 35 aufgrund eines bei dem Werkstück 31 auftretenden Laufens in der Axialrichtung von der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts 32 mit großem Durchmesser zum Rollen abweicht, mit dem zweiten Wellenabschnitt 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen in Kontakt und wird von diesem gehalten, daher ist es möglich, eine große Veränderung der Verteilung der Rolllast zu verhindern, die zwischen den beiden Gewinderollformen 35 und dem Werkstück 31 wirkt. Daher ist es möglich, die Veränderung des Ausmaßes der elastischen Verformung der Rollmaschine, die die beiden Gewinderollformen 35 und das Werkstück 31 hält, im Endstadium des Taleinschneideprozesses gering zu halten. Daher ist es möglich, das Auftreten einer Verschiebung wie einer Neigung oder dergleichen zwischen den beiden Gewinderollformen 35 und dem Werkstück 31 schwierig zu gestalten.
  • Gemäß diesem Beispiel ist der Außengewindeabschnitt 19 ein sogenanntes Dreieckgewinde einer metrischen Grobschnecke; und die Kontaktfläche zwischen den beiden Gewinderollformen 35 und dem Werkstück 31 vergrößert sich, wie in den 8 und 9 dargestellt, im Endstadium des Taleinschneideprozesses durch die Vergrößerung der Taleinschneidgröße in dem Ausmaß, dass das Material des Werkstücks 31 (die Oberseite des Außengewindeabschnitts 19) mit dem Fußabschnitt der Rollzähne 36 der beiden Gewinderollformen 35 in Kontakt gelangt. Daher wird es auch dadurch möglich, das Auftreten einer relativen Verschiebung wie einer Neigung oder dergleichen im Endstadium des Taleinschneideprozesses schwierig zu gestalten. Dadurch kann die Bearbeitungsgenauigkeit beider Endabschnitte des Außengewindeabschnitts 19 in der Axialrichtung im Endstadium des Taleinschneideprozesses verbessert werden. Anders ausgedrückt wird die Seitenfläche des Außengewindeabschnitts 19 nicht nur an dem in der Axialrichtung mittleren Abschnitt, der ein vollständig mit einem Gewinde versehenen Abschnitt ist, sondern auch an den Randabschnitten an beiden Enden in der Axialrichtung präzise endbearbeitet, die unvollständig mit einem Gewinde versehene Abschnitte sind.
  • Im Fall der Implementierung der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, ein Verfahren zum Doppelrollen (Doppelrotationsrollen) einzusetzen, das ein Verfahren zum Ausführen eines Rollens an dem Werkstück 31 in zwei Schritten ist. In diesem Fall ist es möglich, das Auftreten einer relativen Verschiebung einer wie Neigung oder dergleichen im Endstadium des Taleinschneideprozesses schwieriger zu gestalten, indem das Gewinde des Außengewindeabschnitts 19 in dem zweiten Rollprozess höher gestaltet wird.
  • Wenn im Fall der Implementierung der vorliegenden Erfindung der Außendurchmesser d1 des ersten Wellenabschnitts 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen und der Außendurchmesser d2 des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen größer als der Fußkreisdurchmesser D des Außengewindeabschnitts 19 gehalten werden, wird die Widerstandskraft größer, wenn die Endabschnitte der Rollzähne 36 der Gewinderollformen 35 in der Axialrichtung von dem Wellenabschnitt 32 mit großem Durchmesser zum Rollen auf dem ersten Wellenabschnitt 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen oder dem zweiten Wellenabschnitt 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen aufsetzten, da diese Außendurchmesser d1 und d2 im Endstadium des Taleinschneideprozesses größer werden.
  • Anders ausgedrückt befindet sich ein (nicht dargestellter) abgeschrägter Abschnitt wie ein C-gefaster Abschnitt, ein R-gefaster Abschnitt oder dergleichen an dem Randabschnitt des Endes der Rollzähne 36 in der Axialrichtung. Wenn der Endabschnitt der Rollzähne 36 in der Axialrichtung von dem Wellenabschnitt 32 mit großem Durchmesser zum Rollen auf dem ersten Wellenabschnitt 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen oder dem zweiten Wellenabschnitt 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen aufsetzt, drückt der abgeschrägte Abschnitt das Material des ersten Wellenabschnitts 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen bzw. des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen in die Axialrichtung. Der abgeschrägte Abschnitt weist jedoch kein Zähne (Schneiden) auf, daher ist die Widerstandskraft gegen das Drücken des Materials in die Axialrichtung groß. Darüber hinaus nimmt das Ausmaß, in dem der abgeschrägte Abschnitt das Material in die Axialrichtung drückt, bei einer Vergrößerung der Außendurchmesser d1 und d2 zu. Daher wird die Widerstandskraft größer, wenn die Außendurchmesser d1 und d2 größer werden. Wenn die Widerstandskraft übermäßig wird, tritt eine übermäßige Dehnung oder Verdrehung des Werkstücks 31 auf, was sich nachteilig auf die Bearbeitungsgenauigkeit des Außengewindeabschnitts 19 auswirkt.
  • Damit ein derartiges Problem nicht auftritt, werden diese Außendurchmesser d1 und d2 gemäß diesem Beispiel in einem Fall, in dem der Außendurchmesser d1 des ersten Wellenabschnitts 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen und der Außendurchmesser d2 des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen größer als der Fußkreisdurchmesser D des Außengewindeabschnitts 19 gehalten sind, auf das 1,1-fache oder weniger des Fußkreisdurchmessers D (+10 % oder weniger des Fußkreisdurchmessers D) des Außengewindeabschnitts 19 eingestellt (1,1D ≥ d1 > D, 1,1D ≥ d2 > D).
  • Andererseits kann in einem Fall, in dem der Außendurchmesser d1 des ersten Wellenabschnitts 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen und der Außendurchmesser d2 des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen kleiner als der Fußkreisdurchmesser D des Außengewindeabschnitts 19 gehalten sind, eine zwischen den beiden Gewinderollformen 35 und dem Werkstück 31 verursachte relative Verschiebung wie eine Neigung oder dergleichen in den in den 8A und 8B dargestellten Zuständen nicht ausreichend unterbunden werden, wenn diese Durchmesser d1, d2 zu klein sind.
  • Damit ein derartiges Problem nicht auftritt, werden gemäß diesem Beispiel in einem Fall, in dem der Außendurchmesser d1 des ersten Wellenabschnitts 33 mit kleinem Durchmesser zum Rollen und der Außendurchmesser d2 des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen kleiner als der Fußkreisdurchmesser D des Außengewindeabschnitts 19 gehalten sind, diese Außendurchmesser d1 und d2 auf das 0,9-fache oder mehr des Fußkreisdurchmessers D (-10 % oder mehr des Fußkreisdurchmessers D) des Außengewindeabschnitts 19 eingestellt (D > d1) ≥ 0,9D, D > d2 ≥ 0,9D).
  • Im Fall der Implementierung der vorliegenden Erfindung bestehen hinsichtlich der Anzahl der Gewindegänge des Außengewindeabschnitts 19 der zu fertigenden Gewindewelle 21 keine besonderen Einschränkungen. Neben einem eingängigen Gewinde, wie in den Figuren dargestellt, kann der Außengewindeabschnitt 19 beispielsweise ein Doppelgewinde sein. Wenn der Außengewindeabschnitt 19 von einem Doppelgewinde gebildet wird, wird das Lastengleichgewicht beim Ausführen des Rollens im Vergleich zu einem Fall verbessert, in dem der Außengewindeabschnitt 19 ein eingängiges Gewinde ist.
  • Im Fall der Implementierung der vorliegenden Erfindung können der Bereich zur Erzeugung der ersten Rollmarkierung 27 und der zweiten Rollmarkierung 28 in der Axialrichtung, die Längen der ersten Rollmarkierungen 27 und der zweiten Rollmarkierungen 28 in der Umfangsrichtung und dergleichen auf beliebige Werte eingestellt werden. Die Länge des Bereichs zur Erzeugung der ersten Rollmarkierung 27 und der zweiten Rollmarkierung 28 in der Axialrichtung kann in der Axialrichtung beispielsweise in etwa das 0,02- bis 2,5-fache (beispielsweise ca. das 1,0- bis 1,5-fache) der Ganghöhe des Außengewindeabschnitts 19 betragen.
  • Gemäß diesem Beispiel ist zur Vermeidung einer gegenseitigen Beeinträchtigung durch die Gewinderollformen 35 und den basisendseitigen Wellenabschnitt 26 während des Rollprozesses ein Abschnitt des zweiten Wellenabschnitts 25 mit kleinem Durchmesser vorgesehen, an dem die zweite Rollmarkierung 28 an dem Endabschnitt auf der in der Axialrichtung anderen Seite nicht erzeugt wird. Im Fall der Implementierung der vorliegenden Erfindung kann jedoch der gesamte in Bezug auf den Abschnitt, auf dem die zweite Rollmarkierung 28 erzeugt wird, auf der in der Axialrichtung anderen Seite angeordnete Abschnitt der basisendseitige Wellenabschnitt 26 sein.
  • Im Fall der Implementierung der vorliegenden Erfindung kann als modifiziertes Beispiel einer Ausführungsform ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem von Anfang bis Ende des Taleinschneideprozesses die Drehrichtung der beiden Gewinderollformen in einer bestimmten Richtung beibehalten wird, ohne dass die Drehrichtung umgekehrt wird. In diesem Fall kann der Taleinschneideprozess beispielsweise von der in 8B dargestellten Position in der Axialrichtung eingeleitet werden und an der in 8A dargestellten Position in der Axialrichtung enden.
  • Solange das Verfahren zum Rollen der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein Rollverfahren ist, bei dem während des Rollprozesses ein Laufen des Werkstücks auftritt, ist es möglich, Verfahren wie ein in der JP 2003-033841A beschriebenes Durchlaufrollverfahren, ein Flachbackenrollverfahren oder dergleichen einzusetzen.
  • Bei dem Durchlaufrollverfahren werden zum Herbeiführen eines Laufens des Werkstücks beispielsweise zwei Gewinderollformen (Rundformen) verwendet, deren Mittelachsen in Bezug auf einander geneigt sind. Das Werkstück wird bei einer Drehung der Gewinderollformen in der gleichen Richtung in der Axialrichtung zwischen die beiden Gewinderollformen befördert, wobei der Abstand zwischen den beiden Gewinderollformen konstant gehalten wird. Ein Rollprozess wird an dem Werkstück ausgeführt, wobei das Werkstück durch Laufen zwischen den beiden Gewinderollformen in der Axialrichtung zwischen den beiden Gewinderollformen hindurchgeführt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei diesem Prozess ein Paar Gewinderollformen zum Ausführen eines Rollprozesses zur Erzeugung eines Außengewindeabschnitts an der äußeren Umfangsfläche eines Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen verwendet, wobei gleichzeitig eine spiralförmige erste Rollmarkierung an der äußeren Umfangsfläche eines ersten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen erzeugt wird; und das Paar Gewinderollformen wird zum Ausführen eines Rollprozesses zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts an der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen verwendet, wobei gleichzeitig eine spiralförmige zweite Rollmarkierung an der äußeren Umfangsfläche eines zweiten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen erzeugt wird.
  • Bei dem Durchlaufrollverfahren wird das Werkstück in der Axialrichtung zwischen zwei Gewinderollformen hindurchgeführt, daher wird vorzugsweise ein Werkstück verwendet, das weiter als den ersten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen auf einer Seite in der Axialrichtung keinen Abschnitt aufweist, der einen größeren Außendurchmesser als den des ersten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen aufweist, und das weiter als den zweiten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen auf der in der Axialrichtung anderen Seite keinen Abschnitt aufweist, der einen größeren Außendurchmesser als den des zweiten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen aufweist. Wie in dem Fall des Werkstücks 31 gemäß einem Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es jedoch beispielsweise selbst dann, wenn der basisendseitige Wellenabschnitt 26, der einen größeren Außendurchmesser als der zweite Wellenabschnitt 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen aufweist, weiter als der zweite Wellenabschnitt 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen auf der in der Axialrichtung anderen Seite vorgesehen ist, in einem Fall, in dem die Abmessungen L des zweiten Wellenabschnitts 34 mit kleinem Durchmesser zum Rollen in der Axialrichtung ausreichend größer als die Abmessungen jeder der beiden Gewinderollformen in der Axialrichtung sind, durch Einführen des Werkstücks 31 zwischen die beiden Gewinderollformen von einer Seite in der Axialrichtung möglich, den Außengewindeabschnitt bei gleichzeitiger Vermeidung einer gegenseitigen Behinderung durch die beiden Gewinderollformen und den basisendseitigen Wellenabschnitt 26 durch Durchlaufrollen zu erzeugen.
  • Bei dem Flachbackenrollverfahren wird beispielsweise ein Paar Gewinderollformen verwendet, die jeweils eine flache Plattenform aufweisen. Die Seitenflächen der beiden Gewinderollformen sind einander zugewandt, und die Seitenflächen weisen Rollzähne auf. Das Werkstück wird zwischen die Seitenflächen eingeführt, wobei die beiden Gewinderollformen in Bezug aufeinander in Richtungen bewegt werden, die parallel zu den einander zugewandten Seitenflächen sind. Durch das Rollen des Werkstücks zwischen den Seitenflächen wird ein Rollprozess an dem Werkstück ausgeführt, wobei ein Laufen des Werkstücks herbeigeführt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei diesem Prozess ein Paar Gewinderollformen zum Ausführen eines Rollprozesses zur Erzeugung eines Außengewindeabschnitts an der äußeren Umfangsfläche eines Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen verwendet, wobei gleichzeitig eine spiralförmige erste Rollmarkierung an der äußeren Umfangsfläche eines ersten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen erzeugt wird; und die beiden Gewinderollformen werden zum Ausführen eines Rollprozesses zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts an der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen verwendet, wobei gleichzeitig eine spiralförmige zweite Rollmarkierung an der äußeren Umfangsfläche eines zweiten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen erzeugt wird.
  • In einem Fall, in dem das Rollen unter Verwendung des Flachbackenrollverfahrens an dem Werkstück 1 gemäß einem Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, kann der Rollprozess beispielsweise aus der in 8B dargestellten Positionsbeziehung zwischen dem Werkstück 31 und den beiden Gewinderollformen eingeleitet werden, und der Rollprozess kann in der in 8A dargestellten Positionsbeziehung zwischen dem Werkstück 31 und den beiden Gewinderollförmen beendet werden.
  • In einem Fall der Implementierung des Verfahrens zur Fertigung einer Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der zum Rollen verwendeten Gewinderollformen auch drei oder mehr betragen.
  • Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf eine Gewindewelle eines Vorschubschneckenmechanismus des Gleitgewindetyps, sondern auch auf eine Gewindewelle eines Vorschubschneckenmechanismus des Kugelrollspindeltyps angewendet werden. In diesem Fall wird der Außengewindeabschnitt der Gewindewelle eine Außengewindenut. Es wird darauf hingewiesen, dass in einem Fall, in dem die vorliegenden Erfindung auf eine Gewindewelle eines Vorschubschneckenmechanismus des Kugelrollspindeltyps angewendet wird, weder die erste Rollmarkierung noch die zweite Rollmarkierung der Gewindewelle als Außengewindeabschnitt für ein Ineinandergreifen mit mehreren Kugeln verwendet wird.
  • Die elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf unterschiedliche herkömmlicherweise bekannte Vorrichtungen (Vorrichtungen, durch die zumindest entweder die Position des Lenkrads nach vorne und hinten oder die Position nach oben und unten eingestellt werden kann), die einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen, wie die in der JP 2005-199760A , der JP 2006-321484A , der JP 2015-227166A beschriebenen und dergleichen angewendet werden.
  • Der mit der Gewindewelle gemäß der vorliegenden Erfindung versehene Vorschubschneckenmechanismus ist nicht darauf beschränkt, in eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad eingebaut zu werden, sondern kann auch in unterschiedliche mechanische Vorrichtungen wie das Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, die elektrische Lagervorrichtung eines Scheinwerfers, eine Tischbewegungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine und dergleichen eingebaut werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Werkstück
    2
    Gewinderollform
    3
    Außengewindeabschnitt
    4
    Lenksäule
    5
    Lenkwelle
    6
    elektrisches Stellglied
    7
    äußere Säule
    8
    innere Säule
    9
    innere Welle
    10
    äußeres Rohr
    11
    Lager
    12
    Lenkrad
    13
    Gehäuse
    14
    Vorschubschneckenmechanismus
    15
    Mutter
    16
    Stab
    17
    Innengewindeabschnitt
    18
    Schneckengetriebe
    19
    Innengewindeabschnitt
    20
    Armabschnitt
    21
    Gewindewelle
    22
    Verlängerungswelle
    23
    Wellenabschnitt mit großem Durchmesser
    24
    erster Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser
    25
    zweiter Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser
    26
    basisendseitiger Wellenabschnitt
    27
    erste Rollmarkierung
    28
    zweite Rollmarkierung
    29
    Flanschabschnitt
    30
    Einsetzabschnitt
    31
    Werkstück
    32
    Wellenabschnitt mit großem Durchmesser
    33
    erster Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen
    34
    zweiter Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen
    35
    Gewinderollform
    36
    Rollzähne
    37
    Kontaktelement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (15)

  1. Gewindewelle, die umfasst: einen Wellenabschnitt mit großem Durchmesser und einen Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser; wobei der Wellenabschnitt mit großem Durchmesser über die gesamte Länge seiner äußeren Umfangsfläche einen Außengewindeabschnitt aufweist; und der Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser in einer Axialrichtung neben dem Wellenabschnitt mit großem Durchmesser angeordnet ist, einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als ein Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser ist, und eine spiralförmige Rollmarkierung auf seiner äußeren Umfangsfläche aufweist, die phasengleich mit einer Verlängerungslinie einer Spiralkurve ist, die eine Fußkreislinie des Außengewindeabschnitts ist.
  2. Gewindewelle nach Anspruch 1, wobei der Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser nicht kleiner als das 0,9-fache und nicht größer als das 1,1-fache des Fußkreisdurchmessers des Außengewindeabschnitts ist.
  3. Gewindewelle nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, die umfasst: einen benachbarten Wellenabschnitt, der auf einer in der Axialrichtung dem Wellenabschnitt mit großem Durchmesser gegenüberliegenden Seite neben dem Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser angeordnet ist und einen größeren Außendurchmesser als den Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser aufweist.
  4. Gewindewelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser umfasst: einen ersten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser, der in der Axialrichtung auf einer Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser angeordnet ist; und einen zweiten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser, der auf der in der Axialrichtung anderen Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser angeordnet ist.
  5. Gewindewelle nach Anspruch 5, wobei sowohl ein Außendurchmesser des ersten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser als auch ein Außendurchmesser des zweiten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser nicht weniger als das 0,9-fache und nicht mehr als das 1,1-fache des Fußkreisdurchmessers des Außengewindeabschnitts betragen.
  6. Gewindewelle nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei die Gewindewelle in eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad eingebaut werden kann.
  7. Verfahren zur Fertigung einer Gewindewelle, das umfasst: einen Schritt der Durchführung eines Rollprozesses an einem Werkstück, das einen Wellenabschnitt mit großem Durchmesser zum Rollen und einen Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen umfasst, der in einer Axialrichtung neben dem Wellenabschnitt mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als ein Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen ist; wobei bei dem Rollprozess unter Verwendung mehrerer Gewinderollformen zur Erzeugung eines Außengewindeabschnitts über eine gesamte Länge einer äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen in der Axialrichtung ein Laufen des Werkstücks veranlasst wird; und im Verlauf der Durchführung des Rollprozesses an dem Werkstück unter Verwendung der Gewinderollformen eine spiralförmige Rollmarkierung auf einer äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen erzeugt wird, während gleichzeitig der Rollprozess zur Erzeugung des Außengewindeabschnitts an der äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen ausgeführt wird.
  8. Verfahren zur Fertigung einer Gewindewelle nach Anspruch 7, wobei ein Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen nicht weniger als das 0,9-fache und nicht mehr als das 1,1-fache eines Fußkreisdurchmessers eines auf einer äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen zu erzeugenden Außengewindeabschnitts beträgt.
  9. Verfahren zur Fertigung einer Gewindewelle nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei das Werkstück einen benachbarten Wellenabschnitt umfasst, der auf der dem Wellenabschnitt mit großem Durchmesser zum Rollen in der Axialrichtung gegenüberliegenden Seite neben dem Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist und einen größeren Außendurchmesser als einen Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser zum Rollen aufweist.
  10. Verfahren zur Fertigung einer Gewindewelle nach Anspruch 7 oder Anspruch 9, wobei das Werkstück so konfiguriert ist, dass sein Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen einen ersten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen, der in der Axialrichtung auf einer Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist, und einen zweiten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen umfasst, der auf der in der Axialrichtung anderen Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist.
  11. Verfahren zur Fertigung einer Gewindewelle nach Anspruch 10, wobei sowohl ein Außendurchmesser des ersten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser als auch ein Außendurchmesser des zweiten Wellenabschnitts mit kleinem Durchmesser nicht weniger als das 0,9-fache und nicht mehr als das 1,1-fache des Fußkreisdurchmessers des Außengewindeabschnitts betragen.
  12. Verfahren zur Fertigung einer Gewindewelle nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei eine Gewindewelle, die in eine elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad eingebaut wird, als Gewindewelle angewendet wird.
  13. Elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad, die umfasst: einen Elektromotor, einen Vorschubschneckenmechanismus und eine Lenkkomponente; wobei der Vorschubschneckenmechanismus eine Gewindewelle, die auf ihrer äußeren Umfangsfläche einen Außengewindeabschnitt aufweist, und eine Mutter umfasst, die an einer inneren Umfangsfläche einen Innengewindeabschnitt aufweist, der mit dem Außengewindeabschnitt in Eingriff steht; und so konfiguriert ist, dass die Gewindewelle und die Mutter entsprechend einer relativen Drehung der Gewindewelle und der Mutter aufgrund einer von dem Elektromotor übertragenen Drehkraft in einer Axialrichtung in Bezug aufeinander bewegt werden können; die Lenkkomponente so vorgesehen ist, dass bei der Verwendung ein Lenkrad daran befestigt ist und dass die Lenkkomponente bei einer Verschiebung der Gewindewelle und der Mutter in Bezug aufeinander in der Axialrichtung in einer Positionseinstellrichtung des Lenkrads verschoben werden kann; und die Gewindewelle von der Gewindewelle nach Anspruch 6 gebildet wird.
  14. Elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad nach Anspruch 13, wobei ein Teil des Innengewindeabschnitts in der Axialrichtung in einem Zustand, in dem das Lenkrad zu einem Endabschnitt eines Positionseinstellbereichs verschoben ist, an einer Position in der Axialrichtung angeordnet werden kann, die gegenüber dem Außengewindeabschnitt verschoben ist.
  15. Verfahren zur Fertigung einer elektrischen Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad, wobei die elektrische Positionseinstellvorrichtung für ein Lenkrad einen Elektromotor, einen Vorschubschneckenmechanismus und eine Lenkkomponente umfasst; wobei der Vorschubschneckenmechanismus eine Gewindewelle, die einen Außengewindeabschnitt auf ihrer äußeren Umfangsfläche aufweist, und eine Mutter umfasst, die an einer inneren Umfangsfläche einen Innengewindeabschnitt aufweist, der mit dem Außengewindeabschnitt in Eingriff steht; und so konfiguriert ist, dass die Gewindewelle und die Mutter entsprechend einer relativen Drehung der Gewindewelle und der Mutter aufgrund einer von dem Elektromotor übertragenen Drehkraft in einer Axialrichtung in Bezug aufeinander bewegt werden können; das Verfahren einen Schritt der Fertigung der Gewindewelle durch Ausführen eines Rollprozesses an einem Werkstück umfasst, das umfasst: einen Wellenabschnitt mit großem Durchmesser zum Rollen; einen ersten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen, der in der Axialrichtung auf einer Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen ist; und einen zweiten Wellenabschnitt mit kleinem Durchmesser zum Rollen, der auf der in der Axialrichtung anderen Seite des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen angeordnet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen ist; wobei bei dem Rollprozess unter Verwendung mehrerer Gewinderollformen zur Erzeugung eines Außengewindeabschnitts über eine gesamte Länge einer äußeren Umfangsfläche des Wellenabschnitts mit großem Durchmesser zum Rollen in der Axialrichtung ein Laufen des Werkstücks veranlasst wird, wobei in dem Schritt der Fertigung der Gewindewelle das in Anspruch 12 beschriebene Verfahren zur Fertigung einer Gewindewelle angewendet wird.
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