DE112021003581T5 - Lenkwelle und Lenkwellenherstellungsverfahren - Google Patents

Abstract

Eine Lenkwelle weist eine Innenwelle, die erste Zahnteile aufweist, eine Außenwelle, die zweite Zahnteile aufweist, und eine Harzschicht auf. Die Harzschicht weist eine Vielzahl von Dickfilmteilen und zumindest vier Dünnfilmteile auf. Jeder Dickfilmteil ist mit einem Spalt von einem der zweiten Zahnteile angeordnet und jeder Dünnfilmteil kontaktiert sowohl einen der ersten Zahnteile als auch einen der zweiten Zahnteile. In einem Schnitt, der orthogonal zu einer Mittelachse der Innenwelle verläuft, ist die Dicke jedes Dünnfilmteils kleiner als die Dicke jedes Dickfilmteils.

Description

• Gebiet
• Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Lenkwelle und ein Lenkwellenherstellungsverfahren.
• Hintergrund
• In einem Fahrzeug ist eine Lenkvorrichtung als Vorrichtung zur Übertragung einer Betätigung des Lenkrads durch einen Bediener (Fahrer) an die Räder bereitgestellt (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1). Die Lenkvorrichtung weist eine Lenkwelle auf, die ein Drehmoment überträgt. Die Lenkwelle weist auf eine Innenwelle, die eine Vielzahl von ersten Zahnteilen an dem Außenumfang der Innenwelle aufweist, eine Außenwelle, die eine Vielzahl von zweiten Zahnteilen an dem Innenumfang der Außenwelle aufweist, und eine Harzschicht, die auf der Außenumfangsfläche jedes ersten Zahnteils bereitgestellt ist. Die Dicke eines Harzschichtteils, der auf der Zahnfläche (Seitenfläche) jedes ersten Zahnteils in der Umfangsrichtung bereitgestellt ist, ist unter den ersten Zahnteilen im Wesentlichen gleich.
• Liste der Bezugnahmen
• Patentliteratur
• Patentliteratur 1: japanische Patentanmeldung, Offenlegung Nr. 2017-145945
• Kurzdarstellung
• Technisches Problem
• Harz weist einen höheren linearen Ausdehnungskoeffizienten auf als Metall. Somit dehnt sich bei hoher Temperatur in der in Patentliteratur 1 offenbarten Lenkwelle der Harzschichtteil, der auf der Zahnfläche jedes ersten Zahnteils bereitgestellt ist, aus und kontaktiert sowohl die Zahnfläche des ersten Zahnteils als auch die Zahnfläche des entsprechenden zweiten Zahnteils. Danach zieht sich der Harzschichtteil zusammen, wenn die Lenkwelle auf Raumtemperatur zurückkehrt. Somit wird ein Spalt zwischen dem Harzschichtteil, der auf den Zahnflächen aller ersten Zahnteile bereitgestellt ist, und der Zahnfläche jedes zweiten Zahnteils erzeugt und dementsprechend wird das Spiel groß und während der Fahrzeugfahrt wird möglicherweise ein Klappergeräusch erzeugt.
• Die vorliegende Offenbarung erfolgt im Hinblick auf das oben beschriebene Problem und eine Aufgabe davon besteht in der Bereitstellung einer Lenkwelle, die imstande ist, das während der Fahrzeugfahrt erzeugte Klappergeräusch weiter zu reduzieren, und eines Verfahrens zur Herstellung der Lenkwelle.
• Lösung des Problems
• Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, weist eine Lenkwelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auf: eine Innenwelle, die eine Vielzahl von ersten Zahnteilen aufweist, die in einer Umfangsrichtung auf einer Außenumfangsfläche der Innenwelle angeordnet sind; eine Außenwelle, die eine Vielzahl von zweiten Zahnteilen aufweist und auf einer Außenumfangsseite des ersten Zahnteils angeordnet ist, wobei die zweiten Zahnteile in der Umfangsrichtung auf einer Innenumfangsfläche der Außenwelle angeordnet sind; und eine Harzschicht, die zwischen der Vielzahl von ersten Zahnteilen und der Vielzahl von zweiten Zahnteilen angeordnet ist, wobei die Harzschicht eine Vielzahl von Dickfilmteilen und zumindest vier Dünnfilmteile aufweist, jeder der Dickfilmteile zwischen einer Zahnfläche eines der ersten Zahnteile und einer Zahnfläche eines der zweiten Zahnteile mit einem Spalt von dem ersten Zahnteil oder dem zweiten Zahnteil angeordnet ist, jeder der Dünnfilmteile zwischen einer Zahnfläche eines der ersten Zahnteile und einer Zahnfläche eines der zweiten Zahnteile angeordnet ist und sowohl den ersten Zahnteil als auch den zweiten Zahnteil kontaktiert und in einem Schnitt, der orthogonal zu einer Mittelachse der Innenwelle verläuft und eine erste virtuelle Linie, eine zweite virtuelle Linie und eine dritte virtuelle Linie aufweist, die Dicke jedes der Dünnfilmteile entlang der dritten virtuellen Linie kleiner ist als die Dicke jedes der Dickfilmteile entlang der dritten virtuellen Linie, wobei sich die erste virtuelle Linie in der Umfangsrichtung durch ein Außenumfangsende jedes der ersten Zahnteile erstreckt, wobei sich die zweite virtuelle Linie in der Umfangsrichtung durch ein Innenumfangsende jedes der zweiten Zahnteile erstreckt, wobei sich die dritte virtuelle Linie in der Umfangsrichtung durch die Mitte der ersten virtuellen Linie und der zweiten virtuellen Linie in einer radialen Richtung erstreckt. Die Innenwelle und die Außenwelle der vorliegenden Offenbarung können für eine Keilpassung oder eine Verzahnungspassung eingesetzt werden.
• Auf diese Weise ist jeder der Dünnfilmteile zwischen der Zahnfläche eines der ersten Zahnteile und der Zahnfläche eines der zweiten Zahnteile angeordnet und kontaktiert sowohl den ersten Zahnteil als auch den zweiten Zahnteil. Konkret kontaktieren sich die Zahnfläche jedes ersten Zahnteils, die Zahnfläche des entsprechenden zweiten Zahnteils und der entsprechende Dünnfilmteil dazwischen, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind, ohne einen Spalt und es sind zumindest vier der Dünnfilmteile bereitgestellt. In einer Hochtemperaturumgebung dehnt sich die Harzschicht in der Umfangsrichtung aus und kontaktiert die Zahnfläche jedes ersten Zahnteils und die Zahnfläche jedes zweiten Zahnteils ohne einen Spalt. Gleichzeitig drückt die Harzschicht in einigen Fällen die Zahnfläche jedes ersten Zahnteils und die Zahnfläche jedes zweiten Zahnteils in der Umfangsrichtung. Da die Dicke jedes Dünnfilmteils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die jedes Dickfilmteils, ist der Ausdehnungsbetrag jedes Dünnfilmteils kleiner als der jedes Dickfilmteils und Harz der Dünnfilmteile bewegt sich mit geringerer Wahrscheinlichkeit in der radialen Richtung nach außen als jeder Dickfilmteil. Dementsprechend ist es unwahrscheinlich, dass in einer Raumtemperaturumgebung nach einer Hochtemperaturumgebung ein Spalt um die Dünnfilmteile erzeugt wird. Somit ist in der Lenkwelle der vorliegenden Offenbarung das Spiel in einer Raumtemperaturumgebung nach einer Hochtemperaturumgebung kleiner als in der Lenkwelle aus Patentliteratur 1 und das während der Fahrzeugfahrt erzeugte Klappergeräusch kann weiter reduziert werden.
• In einem bevorzugten Aspekt der Lenkwelle sind eine Vielzahl von Sätzen der Dünnfilmteile in Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet und somit ist in der Lenkwelle der vorliegenden Offenbarung das Spiel kleiner als in der Lenkwelle aus Patentliteratur 1 und das während der Fahrzeugfahrt erzeugte Klappergeräusch kann weiter reduziert werden.
• In einem bevorzugten Aspekt der Lenkwelle sind eine Vielzahl von Sätzen der Dünnfilmteile an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet. Mit anderen Worten ist jeder Satz des Dünnfilmteils an einer gleichmäßig beabstandeten Position in der Umfangsrichtung bereitgestellt und somit ist in der Lenkwelle der vorliegenden Offenbarung das Spiel noch kleiner als in der Lenkwelle aus Patentliteratur 1 und das während der Fahrzeugfahrt erzeugte Klappergeräusch kann weiter reduziert werden. Es sei angemerkt, dass sich ein Satz von Dünnfilmteilen auf eine Sammlung von Dünnfilmteilen bezieht, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind.
• In einem bevorzugten Aspekt der Lenkwelle beträgt die Anzahl der Vielzahl von Sätzen der Dünnfilmteile zwei und somit kann das Spiel der Lenkwelle mit der reduzierten Anzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen reduziert werden und das während der Fahrzeugfahrt erzeugte Klappergeräusch kann weiter reduziert werden.
• In einem bevorzugten Aspekt der Lenkwelle weist jeder Satz von Dünnfilmteilen vier der Dünnfilmteile auf und somit ist das Spiel der Lenkwelle kleiner als bei zwei Dünnfilmteilen und das während der Fahrzeugfahrt erzeugte Klappergeräusch kann weiter reduziert werden.
• In einem bevorzugten Aspekt der Lenkwelle ist die Innenwelle ein Hohlelement und somit wird das Gewicht der Lenkwelle reduziert.
• In einem bevorzugten Aspekt der Lenkwelle weisen die Vielzahl von ersten Zahnteilen dicke Zähne und dünne Zähne auf, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes der dicken Zähne in der Umfangsrichtung, und jeder der Dünnfilmteile kontaktiert sowohl einen der dicken Zähne als auch einen der zweiten Zahnteile. Auf diese Weise ist es möglich, die Dünnfilmteile einfach zu bilden, indem einige der Vielzahl von ersten Zahnteilen durch die dicken Zähne ersetzt werden.
• In einem bevorzugten Aspekt der Lenkwelle weisen die Vielzahl von zweiten Zahnteilen dicke Zähne und dünne Zähne auf, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes der dicken Zähne in der Umfangsrichtung, und jeder der Dünnfilmteile kontaktiert sowohl einen der dicken Zähne als auch einen der ersten Zahnteile. Auf diese Weise ist es möglich, die Dünnfilmteile einfach zu bilden, indem einige der Vielzahl von zweiten Zahnteilen durch die dicken Zähne ersetzt werden.
• Ein Lenkwellenherstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Harzschichtbildungsprozess des Bildens einer Harzschicht auf einer Innenwelle oder einer Außenwelle, wobei die Innenwelle eine Vielzahl von ersten Zahnteilen aufweist, die in einer Umfangsrichtung auf einer Außenumfangsfläche der Innenwelle angeordnet sind, wobei die Außenwelle eine Vielzahl von zweiten Zahnteilen aufweist und auf einer Außenumfangsseite der ersten Zahnteile der Innenwelle angeordnet ist, wobei die zweiten Zahnteile in der Umfangsrichtung auf einer Innenumfangsfläche der Außenwelle angeordnet sind; einen Erwärmungsprozess des Erwärmens der Innenwelle, der Außenwelle und der Harzschicht in einem Zustand, in dem die Harzschicht Zahnflächen aller ersten Zahnteile und Zahnflächen aller zweiten Zahnteile kontaktiert; und einen Abkühlungsprozess des Abkühlens der Innenwelle, der Außenwelle und der Harzschicht nach dem Erwärmungsprozess, wobei die Vielzahl von ersten Zahnteilen dicke Zähne und dünne Zähne aufweisen, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes der dicken Zähne in der Umfangsrichtung.
• Der Spalt zwischen der Zahnfläche jedes dicken Zahns unter den ersten Zahnteilen und der Zahnfläche des entsprechenden zweiten Zahnteils in der Umfangsrichtung ist kleiner als der Spalt zwischen der Zahnfläche jedes dünnen Zahns unter den ersten Zahnteilen und der Zahnfläche des entsprechenden zweiten Zahnteils in der Umfangsrichtung. Somit ist die Harzschicht, die in dem Spalt zwischen jedem dicken Zahn und dem entsprechenden zweiten Zahnteil angeordnet ist, ein Dünnfilmteil und die Harzschicht, die in dem Spalt zwischen jedem dünnen Zahn und dem entsprechenden zweiten Zahnteil angeordnet ist, ist ein Dickfilmteil. Ein Teil der Dickfilmteile bewegt sich bei dem Erwärmungsprozess in der Umfangsrichtung und verfestigt sich dort bei dem Abkühlungsprozess und somit wird ein Spalt zwischen jedem verfestigten Dickfilmteil und der Zahnfläche des entsprechenden zweiten Zahnteils erzeugt. Da jeder Dünnfilmteil den entsprechenden dicken Zahn und den entsprechenden zweiten Zahnteil bei sowohl dem Erwärmungsprozess als auch dem Abkühlungsprozess kontaktiert, wird jedoch kein Spalt erzeugt. Auf diese Weise können die Dünnfilmteile und die Dickfilmteile der Harzschicht durch verhältnismäßig einfache Arbeit geformt werden.
• Ein Lenkwellenherstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Harzschichtbildungsprozess des Bildens einer Harzschicht auf einer Innenwelle oder einer Außenwelle, wobei die Innenwelle eine Vielzahl von ersten Zahnteilen aufweist, die in einer Umfangsrichtung auf einer Außenumfangsfläche der Innenwelle angeordnet sind, wobei die Außenwelle eine Vielzahl von zweiten Zahnteilen aufweist und auf einer Außenumfangsseite der ersten Zahnteile der Innenwelle angeordnet ist, wobei die zweiten Zahnteile in der Umfangsrichtung auf einer Innenumfangsfläche der Außenwelle angeordnet sind; einen Erwärmungsprozess des Erwärmens der Innenwelle, der Außenwelle und der Harzschicht in einem Zustand, in dem die Harzschicht Zahnflächen aller ersten Zahnteile und Zahnflächen aller zweiten Zahnteile kontaktiert; und einen Abkühlungsprozess des Abkühlens der Innenwelle, der Außenwelle und der Harzschicht nach dem Erwärmungsprozess, wobei die Vielzahl von zweiten Zahnteilen dicke Zähne und dünne Zähne aufweist, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes der dicken Zähne in der Umfangsrichtung.
• Der Spalt zwischen der Zahnfläche jedes dicken Zahns unter den zweiten Zahnteilen und der Zahnfläche des entsprechenden ersten Zahnteils in der Umfangsrichtung ist kleiner als der Spalt zwischen der Zahnfläche jedes dünnen Zahns unter den zweiten Zahnteilen und der Zahnfläche des entsprechenden ersten Zahnteils in der Umfangsrichtung. Somit ist die Harzschicht, die in dem Spalt zwischen jedem dicken Zahn und dem entsprechenden ersten Zahnteil angeordnet ist, ein Dünnfilmteil und die Harzschicht, die in dem Spalt zwischen jedem dünnen Zahn und dem entsprechenden ersten Zahnteil angeordnet ist, ist ein Dickfilmteil. Ein Teil von Harz der Dickfilmteile bewegt sich bei dem Erwärmungsprozess in der Umfangsrichtung und verfestigt sich dort bei dem Abkühlungsprozess und somit wird ein Spalt zwischen jedem verfestigten Dickfilmteil und der Zahnfläche des entsprechenden ersten Zahnteils erzeugt. Da jeder Dünnfilmteil den entsprechenden dicken Zahn und den entsprechenden ersten Zahnteil bei sowohl dem Erwärmungsprozess als auch dem Abkühlungsprozess kontaktiert, wird jedoch kein Spalt erzeugt. Auf diese Weise können die Dünnfilmteile und die Dickfilmteile der Harzschicht durch verhältnismäßig einfache Arbeit geformt werden.
• Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
• Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Lenkwelle, die imstande ist, das während der Fahrzeugfahrt erzeugte Klappergeräusch weiter zu reduzieren, und ein Verfahren zur Herstellung der Lenkwelle bereitzustellen.
• Figurenliste
• 1 ist ein schematisches Schaubild zur schematischen Veranschaulichung einer Lenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
• 2 ist eine perspektivische Ansicht zur schematischen Veranschaulichung der Lenkvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
• 3 ist eine Seitenansicht zur Veranschaulichung einer unteren Welle und von Kreuzgelenken in 2.
• 4 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung eines Schnitts entlang der Linie IV-IV in 3.
• 5 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung eines Schnitts einer Innenwelle und einer Harzschicht in 4.
• 6 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 5.
• 7 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 5.
• 8 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 5.
• 9 ist ein schematisches Schaubild zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung der unteren Welle der ersten Ausführungsform und ist ein Schaubild zur Veranschaulichung eines Zustands, in dem die untere Welle nach Beendigung eines Harzschichtbildungsprozesses innerhalb eines Erwärmungsofens untergebracht ist.
• 10 ist ein schematisches Schaubild zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der unteren Welle der ersten Ausführungsform und ist ein Schaubild zur Veranschaulichung eines Abkühlungsprozesses.
• 11 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung einer Verformungsbewegung der Innenwelle und einer Außenwelle, wenn die untere Welle der ersten Ausführungsform einer Hochtemperaturumgebung ausgesetzt ist.
• 12 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung eines Schnitts einer unteren Welle gemäß einer zweiten Ausführungsform.
• 13 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung eines Schnitts einer Außenwelle in 12.
• 14 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 12.
• 15 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 12.
• 16 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung eines Schnitts einer unteren Welle gemäß einer dritten Ausführungsform.
• 17 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 16.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Aspekte (Ausführungsformen) der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Nachstehend in den Ausführungsformen beschriebene Inhalte beschränken die vorliegende Erfindung nicht. Nachstehend beschriebene Komponenten umfassen solche, die vom Fachmann ohne Weiteres erdacht werden könnten, und solche, die in ihrer Wirkung identisch sind. Nachstehend beschriebene Komponenten können zweckmäßig kombiniert werden.
• [Erste Ausführungsform]
• 1 ist ein schematisches Schaubild zur schematischen Veranschaulichung einer Lenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 ist eine perspektivische Ansicht zur schematischen Veranschaulichung der Lenkvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
• Wie in 1 und 2 veranschaulicht weist eine Lenkvorrichtung 80 ein Lenkrad 81, eine obere Welle 82, einen Lenkkraftunterstützungsmechanismus 83, ein Kreuzgelenk 84, eine untere Welle (Lenkwelle) 1 und ein Kreuzgelenk 86 in der Reihenfolge der durch einen Bediener bereitgestellten Kraftübertragung auf und ist mit einer Ritzelwelle 87 verbunden. Die Lenkvorrichtung 80 weist zudem eine elektronische Steuereinheit (ECU) 90 und einen Drehmomentsensor 94 auf. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 ist in einer Fahrzeugkarosserie enthalten und gibt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V über eine CAN(Controller Area Network)-Kommunikation an die ECU 90 aus.
• Die obere Welle 82 weist eine Eingangswelle 82a und eine Ausgangswelle 82b auf. Ein Endteil der Eingangswelle 82a ist mit dem Lenkrad 81 gekoppelt und der andere Endteil der Eingangswelle 82a ist mit der Ausgangswelle 82b gekoppelt. Ein Endteil der Ausgangswelle 82b ist mit der Eingangswelle 82a gekoppelt und der andere Endteil der Ausgangswelle 82b ist mit dem Kreuzgelenk 84 gekoppelt. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Eingangswelle 82a und die Ausgangswelle 82b aus einem üblichen Stahlmaterial wie etwa einem Kohlenstoffstahl zur maschinenbaulichen Verwendung (SC-Material) oder einem Kohlenstoffstahlrohr für maschinenbauliche Zwecke (STKM-Material) gebildet.
• Die untere Welle (Lenkwelle) 1 ist ein Element, das über das Kreuzgelenk 84 mit der Ausgangswelle 82b gekoppelt ist. Ein Endteil der unteren Welle 1 ist mit dem Kreuzgelenk 84 gekoppelt und der andere Endteil davon ist mit dem Kreuzgelenk 86 gekoppelt. Ein Endteil der Ritzelwelle 87 ist mit dem Kreuzgelenk 86 gekoppelt und der andere Endteil der Ritzelwelle 87 ist mit einem Lenkgetriebe 88 gekoppelt.
• Das Lenkgetriebe 88 weist ein Ritzel 88a und eine Zahnstange 88b auf. Das Ritzel 88a ist mit der Ritzelwelle 87 gekoppelt. Die Zahnstange 88b kämmt mit dem Ritzel 88a. Das Lenkgetriebe 88 wandelt eine an das Ritzel 88a übertragene Drehbewegung über die Zahnstange 88b in eine Linearbewegung um. Die Zahnstange 88b ist mit einer Spurstange 89 gekoppelt. Mit anderen Worten ist die Lenkvorrichtung 80 ein Zahnstangen-Ritzel-System.
• Der Lenkkraftunterstützungsmechanismus 83 weist eine Verzögerungsvorrichtung 92 und einen Elektromotor 93 auf. Der Elektromotor 93 ist zum Beispiel ein bürstenloser Motor, kann jedoch ein Motor sein, der eine Bürste (Wischer) und einen Kommutator aufweist. Die Verzögerungsvorrichtung 92 ist zum Beispiel eine Schneckenverzögerungsvorrichtung. An dem Elektromotor 93 erzeugtes Drehmoment wird über eine Schnecke innerhalb der Verzögerungsvorrichtung 92 an ein Schneckenrad übertragen und dreht das Schneckenrad. Mit der Schnecke und dem Schneckenrad erhöht die Verzögerungsvorrichtung 92 das an dem Elektromotor 93 erzeugte Drehmoment. Dann stellt die Verzögerungsvorrichtung 92 der Ausgangswelle 82b ein Lenkunterstützungsmoment bereit. Mit anderen Worten ist die Lenkvorrichtung 80 ein Säulenunterstützungssystem.
• Der Drehmomentsensor 94 detektiert als Lenkmoment Lenkkraft, die durch den Bediener bereitgestellt und über das Lenkrad 81 an die Eingangswelle 82a übertragen wird. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 detektiert die Fahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) der Fahrzeugkarosserie, an der die Lenkvorrichtung 80 montiert ist. Der Elektromotor 93, der Drehmomentsensor 94 und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 sind mit der ECU 90 elektrisch verbunden.
• Die ECU 90 steuert den Betrieb des Elektromotors 93. Außerdem erfasst die ECU 90 ein Signal jeweils von dem Drehmomentsensor 94 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95. Konkret erfasst die ECU 90 Lenkmoment T von dem Drehmomentsensor 94 und erfasst das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V der Fahrzeugkarosserie von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95. Die ECU 90 wird mit elektrischer Energie aus einer Stromquellenvorrichtung (zum Beispiel einer Bordbatterie) 99 versorgt, während ein Zündschalter 98 angeschaltet ist. Die ECU 90 berechnet einen Lenkunterstützungsbefehlswert eines Unterstützungsbefehls basierend auf dem Lenkmoment T und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V. Dann stellt die ECU 90 einen elektrischen Energiewert X, der dem Elektromotor 93 zugeführt wird, basierend auf dem berechneten Lenkunterstützungsbefehlswert ein. Die ECU 90 erfasst als Betriebsinformationen Y Induktionsspannungsinformationen von dem Elektromotor 93 oder Informationen, die von einem an dem Elektromotor 93 bereitgestellten Resolver oder dergleichen ausgegeben werden.
• Durch den Bediener (Fahrer) in das Lenkrad 81 eingegebene Lenkkraft wird über die Eingangswelle 82a an die Verzögerungsvorrichtung 92 des Lenkkraftunterstützungsmechanismus 83 übertragen. Dementsprechend erfasst die ECU 90 von dem Drehmomentsensor 94 das in die Eingangswelle 82a eingegebene Lenkmoment T und erfasst das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95. Dann steuert die ECU 90 den Betrieb des Elektromotors 93. Ein durch den Elektromotor 93 erzeugtes Lenkunterstützungsmoment wird an die Verzögerungsvorrichtung 92 übertragen.
• Ein über die Ausgangswelle 82b ausgegebenes Lenkmoment (einschließlich des Lenkunterstützungsmoments) wird über das Kreuzgelenk 84 an die untere Welle (Lenkwelle) 1 übertragen und über das Kreuzgelenk 86 ferner an die Ritzelwelle 87 übertragen. Die an die Ritzelwelle 87 übertragene Lenkkraft wird über das Lenkgetriebe 88 an die Spurstange 89 übertragen und verlagert Räder.
• 3 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der unteren Welle und der Kreuzgelenke in 2. Wie in 3 veranschaulicht weist die untere Welle (Lenkwelle) 1 eine Innenwelle 2, eine Außenwelle 3, eine Harzschicht 4 (siehe 4) und die Kreuzgelenke 84 und 86 auf. Die Kreuzgelenke 84 und 86 sind mit Endteilen der unteren Welle 1 verbunden. Die Innenwelle 2 und die Außenwelle 3 erstrecken sich in der axialen Richtung einer Mittelachse Ax.
• Das Kreuzgelenk 84 ist mit einem Endteil der Innenwelle 2 verbunden. Das Kreuzgelenk 84 weist einen Basisteil 841 und einen Jochteil 842 auf. Der Jochteil 842 ist in zwei Teile gegabelt und an den jeweiligen Teilen sind Durchgangslöcher bereitgestellt. Durchgangslöcher sind ebenso an einem Jochteil 21 der Innenwelle 2 bereitgestellt. In diese Durchgangslöcher ist ein Zahnkranz 843 eingepasst, wenn das Kreuzgelenk 84 mit der Innenwelle 2 verbunden wird.
• Das Kreuzgelenk 86 ist mit einem Endteil der Außenwelle 3 verbunden. Das Kreuzgelenk 86 besteht aus einem Basisteil 861 und einem Jochteil 862. Das Jochteil 862 ist in zwei Teile gegabelt, und an den jeweiligen Teilen sind Durchgangslöcher bereitgestellt. Durchgangslöcher sind auch in einem Jochteil 31 der Außenwelle 3 bereitgestellt. In diese Durchgangslöcher ist ein Gelenkkreuz 863 eingepasst, wenn das Kreuzgelenk 86 mit der Außenwelle 3 verbunden ist.
• 4 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung eines Schnitts entlang der Linie IV-IV in 3. 5 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung eines Schnitts der Innenwelle und der Harzschicht in 4. 6 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 5. Wie in 4 und 5 veranschaulicht weist die Innenwelle 2 einen rohrförmigen Teil 22 und erste Zahnteile 23 auf. Als die Innenwelle 2 ist eine große Bandbreite an Metallen wie etwa Kohlenstoffstahl anwendbar.
• Der rohrförmige Teil 22 ist in einer innen hohlen Form ausgebildet und erstreckt sich in einer zylindrischen Form in der Umfangsrichtung um die Mittelachse Ax. Auf diese Weise ist die Innenwelle 2 ein Hohlelement. Die ersten Zahnteile 23 springen auf der Außenumfangsfläche der Innenwelle 2 in der radialen Richtung nach außen vor. Die Vielzahl von ersten Zahnteilen 23 sind an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung auf der Außenumfangsfläche des rohrförmigen Teils 22 angeordnet. Jeder erste Zahnteil 23 weist eine Zahnspitze 231, eine Zahnfläche (Seitenfläche) 232 und einen Zahnboden 233 auf. Die ersten Zahnteile 23 weisen dicke Zähne 24 und dünne Zähne 25 auf. Insgesamt sind vier dicke Zähne 24 bereitgestellt, zwei an einem Endteil auf einer Y1-Seite und zwei an einem Endteil auf einer Y2-Seite in 4. In der vorliegenden Ausführungsform sind alle ersten Zahnteile 23 mit Ausnahme der dicken Zähne 24 die dünnen Zähne 25. Einzelheiten dazu werden nachstehend beschrieben.
• Wie in 4 und 5 veranschaulicht ist die Harzschicht 4 auf der Außenumfangsfläche jedes ersten Zahnteils 23 bereitgestellt. Konkret ist die Harzschicht 4 auf der Außenumfangsseite der Zahnspitze 231, der Zahnfläche 232 und des Zahnbodens 233 jedes ersten Zahnteils 23 bereitgestellt. Die Harzschicht 4 weist Dünnfilmteile 41 und Dickfilmteile 42 auf. Es sind insgesamt vier Dünnfilmteile 41 bereitgestellt, ein Satz auf dem Endteil auf der Y1-Seite und ein Satz an dem Endteil auf der Y2-Seite in 4. Ein Satz von Dünnfilmteilen 41 und der andere Satz von Dünnfilmteilen 41 sind an Positionen angeordnet, die in Bezug auf die Mittelachse Ax symmetrisch sind. Mit anderen Worten sind ein Paar Dünnfilmteile 41 an dem Endteil auf der Y1-Seite in 4 in der Umfangsrichtung benachbart zueinander bereitgestellt und das andere Paar sind an dem Endteil auf der Y2-Seite in der Umfangsrichtung benachbart zueinander bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform sind alle Teile der Harzschicht 4, die den Zahnflächen 232 zugewandt sind, mit Ausnahme der Dünnfilmteile 41 die Dickfilmteile 42. Auf diese Weise sind insgesamt vier Dünnfilmteile 41 an Positionen bereitgestellt, die in Bezug auf die Mittelachse Ax symmetrisch sind. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist und vier oder mehr Dünnfilmteile 41 bereitgestellt sein können oder drei oder mehr Dünnfilmteile 41 in jedem Satz in der Umfangsrichtung angeordnet sein können. Die Vielzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen 41 können an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet sein, sind jedoch nicht darauf beschränkt und die Vielzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen 41 können an ungleichmäßig beabstandeten Positionen angeordnet sein. Nähere Einzelheiten dazu werden nachstehend beschrieben.
• Wie in 4 und 6 veranschaulicht weist die Außenwelle 3 einen rohrförmigen Teil 32 und zweite Zahnteile 33 auf. Als die Außenwelle 3 ist eine große Bandbreite an Metallen wie etwa Kohlenstoffstahl anwendbar.
• Der rohrförmige Teil 32 ist in einer innen hohlen Form ausgebildet und erstreckt sich in einer zylindrischen Form in der Umfangsrichtung um die Mittelachse Ax. Die zweiten Zahnteile 33 springen an dem Innenumfang des rohrförmigen Teils 32 in der radialen Richtung nach innen vor. Die Vielzahl von zweiten Zahnteilen 33 sind an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung auf der Innenumfangsfläche der Außenwelle 3 angeordnet. Jeder zweite Zahnteil 33 weist eine Zahnspitze 331, eine Zahnfläche 332 und einen Zahnboden 333 auf. Alle zweiten Zahnteile 33 weisen dieselbe Breite in der Umfangsrichtung auf.
• 7 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 5. 8 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 5. Wie in 6 bis 8 veranschaulicht sind eine erste virtuelle Linie 110, eine zweite virtuelle Linie 120 und eine dritte virtuelle Linie 130 an einem Schnitt der Innenwelle 2 festgelegt, der orthogonal zu der Mittelachse Ax verläuft. Die erste virtuelle Linie 110 erstreckt sich in der Umfangsrichtung um die Mittelachse Ax durch die Zahnspitze (Außenumfangsende) 231 jedes ersten Zahnteils 23. Die zweite virtuelle Linie 120 erstreckt sich in der Umfangsrichtung um die Mittelachse Ax durch die Zahnspitze (Innenumfangsende) 331 jedes zweiten Zahnteils 33. Die dritte virtuelle Linie 130 erstreckt sich in der Umfangsrichtung durch die Mitte der ersten virtuellen Linie 110 und der zweiten virtuellen Linie 120 in der radialen Richtung.
• Wie in 6 veranschaulicht ist die Breite jedes dicken Zahns 24 unter den ersten Zahnteilen 23 entlang der dritten virtuellen Linie 130 eine Breite T1. Die Breite jedes dünnen Zahns 25 entlang der dritten virtuellen Linie 130 ist eine Breite T2. Die Breite T2 jedes dünnen Zahns 25 ist kleiner als die Breite T1 jedes dicken Zahns 24. Der dicke Zahn 24 weist eine Zahnspitze 241 und eine Zahnfläche (Seitenfläche) 242 auf. Der dünne Zahn 25 weist eine Zahnspitze 251 und eine Zahnfläche (Seitenfläche) 252 auf.
• Wie in 7 veranschaulicht ist jeder Dünnfilmteil 41 der Harzschicht 4 zwischen einem dicken Zahn 24 unter den ersten Zahnteilen 23 und einem zweiten Zahnteil 33 bereitgestellt. Konkret kontaktiert jeder Dünnfilmteil 41 sowohl die Zahnfläche 242 eines dicken Zahns 24 als auch die Zahnfläche 332 eines zweiten Zahnteils 33. Die Anzahl von ersten Zahnteilen 23 (dicken Zähnen 24), die zwischen einem Satz von Dünnfilmteilen 41 angeordnet sind, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind, beträgt eins. Die Dicke jedes Dünnfilmteils 41 entlang der dritten virtuellen Linie 130 ist eine Dicke t1. Eine Vielzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen 41 sind in Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet. Es sei angemerkt, dass sich ein Satz von Dünnfilmteilen auf eine Sammlung von Dünnfilmteilen bezieht, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart angeordnet sind. Die Dicke t1 jedes Dünnfilmteils 41 ist vorzugsweise zum Beispiel gleich oder kleiner als 0,2 mm.
• Wie in 8 veranschaulicht ist in der vorliegenden Ausführungsform jeder Dickfilmteil 42 ein Teil der Harzschicht 4 mit Ausnahme der Dünnfilmteile 41, wobei der Teil zwischen einer Zahnfläche 232 (siehe 6) und einer Zahnfläche 332 angeordnet ist. Konkret ist jeder Dickfilmteil 42 der Harzschicht 4 zwischen einem dünnen Zahn 25 unter den ersten Zahnteilen 23 und einem zweiten Zahnteil 33 bereitgestellt. Genauer gesagt ist jeder Dickfilmteil 42 zwischen der Zahnfläche 252 eines dünnen Zahns 25 und der Zahnfläche 332 eines zweiten Zahnteils 33 bereitgestellt. Die Dicke jedes Dickfilmteils 42 entlang der dritten virtuellen Linie 130 ist eine Dicke t2. Die Dicke t1 jedes Dünnfilmteils 41 ist kleiner als die Dicke t2 jedes Dickfilmteils 42. Es sei angemerkt, dass wie in 8 veranschaulicht eine Seitenfläche 421 jedes Dickfilmteils 42 von der Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 getrennt ist. Mit anderen Worten ist ein Spalt G zwischen der Seitenfläche 421 jedes Dickfilmteils 42 und der Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 bereitgestellt. Der Spalt G ist zum Beispiel in einem Fall einer Temperatur von 80° oder weniger bereitgestellt.
• Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung der unteren Welle (Lenkwelle) 1 beschrieben. 9 ist ein schematisches Schaubild zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der unteren Welle der ersten Ausführungsform und ist ein Schaubild zur Veranschaulichung eines Zustands, in dem die untere Welle 1 nach Beendigung eines Harzschichtbildungsprozesses innerhalb eines Erwärmungsofens untergebracht ist. 10 ist ein schematisches Schaubild zur Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung der unteren Welle der ersten Ausführungsform und ist ein Schaubild zur Veranschaulichung eines Abkühlungsprozesses.
• Zunächst wird die untere Welle 1 montiert, indem die Harzschicht 4 auf der Außenumfangsseite der Innenwelle 2 gebildet wird und die Außenwelle 3 auf der Außenumfangsseite der Innenwelle 2 durch die Harzschicht 4 hindurch gepasst wird. In dem Zustand, in dem die Innenwelle 2 an die Außenwelle 3 gepasst ist, ist ein Spalt in der radialen Richtung zwischen der Harzschicht 4 und dem Zahnboden 333 (siehe 8) jedes zweiten Zahnteils 33 bereitgestellt. Zwischen der Zahnfläche 332 jedes zweiten Zahnteils 33 und der Harzschicht 4 ist kein Spalt G (siehe 8) bereitgestellt. Dementsprechend kontaktiert die Harzschicht 4 die Zahnflächen 232 aller ersten Zahnteile 23 und die Zahnflächen 332 aller zweiten Zahnteile 33. Somit ist ein Satz von Dünnfilmteilen 41 der Harzschicht 4 jeweils an dem Endteil auf der Y1-Seite und dem Endteil auf der Y2-Seite in 9 angeordnet. In diesem Zustand ist wie in 9 veranschaulicht die untere Welle 1 bei einem Erwärmungsprozess innerhalb eines Erwärmungsofens 140 untergebracht.
• Die Innentemperatur des Erwärmungsofens 140 wird zum Beispiel auf 130° erhöht. Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Harz ist höher als der von Metall und somit dehnt sich die Harzschicht 4 stärker aus als die Innenwelle 2 und die Außenwelle 3, die aus Metall sind. Wie oben beschrieben ist jeweils ein Satz von Dünnfilmteilen 41 an dem Endteil auf der Y1-Seite und dem Endteil auf der Y2-Seite angeordnet. Wenn sich die Harzschicht 4 wärmeausdehnt, dehnen sich somit Dickfilmteile 42 an einem Endteil auf einer X1-Seite und einem Endteil auf einer X2-Seite in der Umfangsrichtung stärker aus als die Dünnfilmteile 41 an dem Endteil auf der Y1-Seite und dem Endteil auf der Y2-Seite. Des Weiteren bewegt sich ein Teil des Harzes der Dickfilmteile 42 in der radialen Richtung nach außen. Da die Dicke jedes Dünnfilmteils 41 in der Umfangsrichtung kleiner ist als die jedes Dickfilmteils 42, ist der Wärmeausdehnungsbetrag jedes Dünnfilmteils 41 bei Erwärmung kleiner als der jedes Dickfilmteils 42. Dementsprechend ist es unwahrscheinlich, dass sich das Harz der Dünnfilmteile 41 bei dem Erwärmungsprozess in der radialen Richtung nach außen bewegt. Anschließend werden wie in 10 veranschaulicht die Innenwelle 2 und die Außenwelle 3 aus dem Erwärmungsofen 140 entnommen und bei dem Abkühlungsprozess abgekühlt. Dementsprechend wird der Teil des Harzes der Dickfilmteile 42 in dem Zustand verfestigt, in dem er sich in der radialen Richtung nach außen bewegt hat. Die Dünnfilmteile 41 werden in dem Zustand verfestigt, in dem sie sich kaum in der radialen Richtung nach außen bewegt haben.
• Dementsprechend kontaktiert wie in 10 veranschaulicht jeder der Dünnfilmteile 41 an dem Endteil auf der Y1-Seite und dem Endteil auf der Y2-Seite sowohl die Zahnfläche 242 des entsprechenden dicken Zahns 24 als auch die Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33. An jedem Dickfilmteil 42 wird wie oben unter Bezugnahme auf 8 beschrieben der Spalt G zwischen der Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 und der Harzschicht 4 gebildet.
• Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 11 eine Verformungsbewegung beschrieben, wenn die untere Welle einer Hochtemperaturumgebung ausgesetzt ist. 11 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung einer Verformungsbewegung der Innenwelle und der Außenwelle, wenn die untere Welle der ersten Ausführungsform einer Hochtemperaturumgebung ausgesetzt ist. Die folgende Beschreibung erfolgt getrennt für einen Fall, in dem die Steifigkeit der Innenwelle 2 höher ist als die Steifigkeit der Außenwelle 3, und einen Fall, in dem die Steifigkeit der Innenwelle 2 niedriger ist als die Steifigkeit der Außenwelle 3.
• [Fall, in dem die Steifigkeit der Innenwelle 2 höher ist als die Steifigkeit der Außenwelle 3]
• Wenn die Dicke der Außenwelle 3 und die Dicke der Innenwelle 2 in der radialen Richtung im Wesentlichen gleich sind, ist die Steifigkeit der Außenwelle 3 in der radialen Richtung niedriger als die der Innenwelle 2. Wenn die untere Welle 1 einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, ist der Ausdehnungsbetrag (elastische Verformungsbetrag) der Innenwelle 2 äußerst gering und die Außenwelle 3 dehnt sich (verformt sich elastisch) stärker aus als die Innenwelle 2.
• In einer Hochtemperaturumgebung kontaktiert, wenn sich die Harzschicht 4 in der Umfangsrichtung ausdehnt, die Seitenfläche 421 (siehe 8) jedes Dickfilmteils 42 die Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 und der Dickfilmteil 42 drückt und dehnt in einigen Fällen die Zahnfläche 332 des zweiten Zahnteils 33 in der Umfangsrichtung aus. Des Weiteren kontaktiert in einer Raumtemperaturumgebung jeder Dünnfilmteil 41 die Zahnfläche 232 des entsprechenden ersten Zahnteils 23 und die Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33. In einem Fall einer Wärmeausdehnung in einer Hochtemperaturumgebung ist jedoch eine Kraft, mit der jeder Dickfilmteil 42 den entsprechenden zweiten Zahnteil 33 in der Umfangsrichtung drückt und ausdehnt, größer als eine Kraft, mit der jeder Dünnfilmteil 41 den entsprechenden zweiten Zahnteil 33 drückt und ausdehnt, da der Dickfilmteil 42 dicker ist als der Dünnfilmteil 41. Wie oben beschrieben sind die Dünnfilmteile 41 an dem Endteil auf der Y1-Seite und dem Endteil auf der Y2-Seite in der Innenwelle 2 positioniert. Somit sind in der Außenwelle 3 die Verformungsbeträge von Stellen auf der X1-Seite und der X2-Seite in der Umfangsrichtung größer als die von Stellen auf der Y1-Seite und der Y2-Seite und dementsprechend erstreckt sich die Außenwelle 3 auf der Außenumfangsseite in der X-Richtung und verformt sich elastisch zu einer horizontal langen Form. Da der Verformungsbetrag der Innenwelle 2 äußerst gering und kleiner als der Verformungsbetrag der Außenwelle 3 ist, behält die Innenwelle 2, die einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, zum Beispiel eine im Wesentlichen tatsächliche Kreisform. Wie oben beschrieben dehnt sich die Außenwelle 3 in der X-Richtung aus und verformt sich elastisch zu einer horizontal langen elliptischen Form wie in 11 veranschaulicht und die Harzschicht 4 bewegt sich kaum in der radialen Richtung nach außen. Wieder in einer Raumtemperaturumgebung zieht sich danach die Harzschicht 4 zusammen und die Außenwelle 3 nimmt wieder die ursprüngliche Form an. Dementsprechend kontaktiert wieder in der Raumtemperaturumgebung jeder Dünnfilmteil 41 die Zahnflächen des entsprechenden ersten Zahnteils 23 und des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 und der Spalt G (siehe 8) wird zwischen jedem Dickfilmteil 42 und der entsprechenden Zahnfläche 332 erzeugt.
• [Fall, in dem die Steifigkeit der Innenwelle 2 niedriger ist als die Steifigkeit der Außenwelle 3]
• Wenn die Dicke der Innenwelle 2 in der radialen Richtung kleiner ist als die Dicke der Außenwelle 3 in der radialen Richtung und die Steifigkeit der Innenwelle 2 in der radialen Richtung niedriger ist als die der Außenwelle 3, verformt sich die Innenwelle 2 in einer Hochtemperaturumgebung stärker elastisch als die Außenwelle 3. In einer Hochtemperaturumgebung wirkt eine Kraft, mit der jeder Dünnfilmteil 41 die Zahnfläche 232 des entsprechenden ersten Zahnteils 23 und die Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 kontaktiert und jeder Dickfilmteil 42 den entsprechenden zweiten Zahnteil 33 drückt und ausdehnt, in einigen Fällen in dem Maße, in dem sich die Harzschicht 4 ausdehnt. Eine Kraft, mit der jeder Dickfilmteil 42 den entsprechenden zweiten Zahnteil 33 drückt und ausdehnt, ist größer als eine Kraft, mit der jeder Dünnfilmteil 41 den entsprechenden zweiten Zahnteil 33 drückt und ausdehnt. Da die Steifigkeit der Innenwelle 2 in der radialen Richtung niedriger ist als die der Außenwelle 3, verformt sich die Innenwelle 2 auf der Innenumfangsseite elastisch und dehnt sich in der Y-Richtung und die Außenwelle 3 weist einen äußerst geringen elastischen Verformungsbetrag auf und behält eine im Wesentlichen tatsächliche Kreisform. Dementsprechend dehnt sich die Innenwelle 2 in der Y-Richtung aus und somit verformt sich die Innenwelle 2 elastisch zu einer vertikal langen elliptischen Form und die Harzschicht 4 bewegt sich kaum in der radialen Richtung nach außen. Wieder in einer Raumtemperaturumgebung zieht sich danach die Harzschicht 4 wieder zusammen und die Außenwelle 3 nimmt wieder die ursprüngliche Form an. Dementsprechend kontaktiert wieder in der Raumtemperaturumgebung jeder Dünnfilmteil 41 die Zahnflächen des entsprechenden ersten Zahnteils 23 und des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 und der Spalt G (siehe 8) wird zwischen jedem Dickfilmteil 42 und der entsprechenden Zahnfläche 332 erzeugt.
• Wie oben beschrieben weist die untere Welle (Lenkwelle) 1 gemäß der ersten Ausführungsform auf: die Innenwelle 2, welche die Vielzahl von ersten Zahnteilen 23 aufweist, die in der Umfangsrichtung auf der Außenumfangsfläche der Innenwelle 2 angeordnet sind; die Außenwelle 3, welche die Vielzahl von zweiten Zahnteilen 33 aufweist, die auf der Außenumfangsseite der ersten Zahnteile 23 angeordnet sind, wobei die zweiten Zahnteile 33 in der Umfangsrichtung auf der Innenumfangsfläche der Außenwelle 3 angeordnet sind; und die Harzschicht 4, die zwischen der Vielzahl von ersten Zahnteilen 23 und der Vielzahl von zweiten Zahnteilen 33 angeordnet ist. Die Harzschicht 4 weist die Vielzahl von Dickfilmteilen 42 und die zumindest vier Dünnfilmteile 41 auf, jeder Dickfilmteil 42 ist zwischen der Zahnfläche 232 des entsprechenden ersten Zahnteils 23 und der Zahnfläche des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 mit einem Spalt von dem zweiten Zahnteil 33 angeordnet und jeder Dünnfilmteil 41 ist zwischen der Zahnfläche 232 des entsprechenden ersten Zahnteils 23 und der Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 angeordnet und kontaktiert sowohl den ersten Zahnteil 23 als auch den zweiten Zahnteil 33. In einem Schnitt, der orthogonal zu der Mittelachse Ax der Innenwelle 2 verläuft, ist die Dicke t1 jedes Dünnfilmteils 41 entlang der dritten virtuellen Linie 130 kleiner als die Dicke t2 jedes Dickfilmteils 42 entlang der dritten virtuellen Linie 130, wobei sich die erste virtuelle Linie 110 in der Umfangsrichtung durch das Außenumfangsende jedes ersten Zahnteils 23 erstreckt, wobei sich die zweite virtuelle Linie 120 in der Umfangsrichtung durch das Innenumfangsende jedes zweiten Zahnteils 33 erstreckt, wobei sich die dritte virtuelle Linie 130 in der Umfangsrichtung durch die Mitte der ersten virtuellen Linie 110 und der zweiten virtuellen Linie 120 in der radialen Richtung erstreckt.
• Auf diese Weise ist jeder Dünnfilmteil 41 zwischen der Zahnfläche 232 des entsprechenden ersten Zahnteils 23 und der Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 angeordnet und kontaktiert sowohl den ersten Zahnteil 23 als auch den zweiten Zahnteil 33. Konkret kontaktieren sich die Zahnfläche 232 jedes ersten Zahnteils 23, die Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 und der entsprechende Dünnfilmteil 41 dazwischen, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind, ohne einen Spalt und es sind zumindest vier der Dünnfilmteile 41 bereitgestellt. In einer Hochtemperaturumgebung dehnt sich die Harzschicht 4 in der Umfangsrichtung aus und kontaktiert die Zahnfläche 232 jedes ersten Zahnteils 23 und die Zahnfläche 332 jedes zweiten Zahnteils 33 ohne einen Spalt. Da die Dicke jedes Dünnfilmteils 41 in der Umfangsrichtung kleiner ist als die jedes Dickfilmteils 42, ist der Wärmeausdehnungsbetrag jedes Dünnfilmteils 41 in der Umfangsrichtung in einer Hochtemperaturumgebung kleiner als der jedes Dickfilmteils 42. Somit bewegt sich das Harz der Dünnfilmteile 41 in einer Hochtemperaturumgebung mit geringerer Wahrscheinlichkeit in der radialen Richtung nach außen als die Dickfilmteile 42. Dementsprechend ist es unwahrscheinlich, dass ein Spalt um die Dünnfilmteile 41 in einer Raumtemperaturumgebung nach einer Hochtemperaturumgebung erzeugt wird. Somit ist in der Lenkwelle 1 der ersten Ausführungsform das Spiel in einer Raumtemperaturumgebung nach einer Hochtemperaturumgebung kleiner als in der Lenkwelle aus Patentliteratur 1 und das während der Fahrzeugfahrt erzeugte Klappergeräusch kann weiter reduziert werden.
• Die Anzahl von zweiten Zahnteilen 33, die zwischen den Dünnfilmteilen 41 jedes Satzes angeordnet sind, beträgt eins und die Vielzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen 41 sind an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet. Somit ist in der Lenkwelle 1 der ersten Ausführungsform das Spiel noch kleiner als in der Lenkwelle aus Patentliteratur 1 und das während der Fahrzeugfahrt erzeugte Klappergeräusch kann weiter reduziert werden.
• Die Innenwelle 2 ist ein Hohlelement. Dementsprechend ist die Biegesteifigkeit der Innenwelle 2 in der radialen Richtung niedriger. Somit kann in der Lenkwelle 1 der ersten Ausführungsform das Spiel weiter reduziert werden und ein großes Drehmoment kann übertragen werden. Darüber hinaus wird das Gewicht der Lenkwelle 1 reduziert.
• Die Vielzahl von ersten Zahnteilen 23 weisen die dicken Zähne 24 und die dünnen Zähne 25 auf, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes dicken Zahns 24 in der Umfangsrichtung, und jeder Dünnfilmteil 41 kontaktiert sowohl einen der dicken Zähne 24 als auch einen der zweiten Zahnteile 33. Auf diese Weise ist es möglich, die Dünnfilmteile 41 der Harzschicht 4 einfach zu bilden, indem einige der Vielzahl von ersten Zahnteilen 23 durch die dicken Zähne 24 ersetzt werden.
• Die Anzahl der Vielzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen 41 beträgt zwei und somit kann das Spiel der Lenkwelle mit der reduzierten Anzahl von Sätzen Dünnfilmteile 41 reduziert werden und das während der Fahrzeugfahrt erzeugte Klappergeräusch kann weiter reduziert werden.
• Das Verfahren zur Herstellung der unteren Welle (Lenkwelle) 1 der ersten Ausführungsform umfasst: den Harzschichtbildungsprozess des Bildens der Harzschicht 4 auf der Innenwelle 2, welche die Vielzahl von ersten Zahnteilen 23 aufweist, die in der Umfangsrichtung auf der Außenumfangsfläche angeordnet sind; den Erwärmungsprozess des Erwärmens der Innenwelle 2, der Außenwelle 3 und der Harzschicht 4 in einem Zustand, in dem die Harzschicht 4 die Zahnflächen 232 aller ersten Zahnteile 23 und die Zahnflächen 332 aller zweiten Zahnteile 33 kontaktiert; und den Abkühlungsprozess des Abkühlens der Innenwelle 2, der Außenwelle 3 und der Harzschicht 4 nach dem Erwärmungsprozess und die Vielzahl von ersten Zahnteilen 23 weisen die dicken Zähne 24 und die dünnen Zähne 25 auf, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes dicken Zahns 24 in der Umfangsrichtung.
• Der Spalt zwischen der Zahnfläche 242 jedes dicken Zahns 24 unter den ersten Zahnteilen 23 und der Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 in der Umfangsrichtung ist kleiner als der Spalt zwischen der Zahnfläche 252 jedes dünnen Zahns 25 unter den ersten Zahnteilen 23 und der Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 in der Umfangsrichtung. Dementsprechend ist die Harzschicht 4, die in dem Spalt zwischen jedem dicken Zahn 24 und dem entsprechenden zweiten Zahnteil 33 angeordnet ist, ein Dünnfilmteil 41 und die Harzschicht 4, die in dem Spalt zwischen jedem dünnen Zahn 25 und dem entsprechenden zweiten Zahnteil 33 angeordnet ist, ist ein Dickfilmteil 42. Ein Teil des Harzes der Dickfilmteile 42 bewegt sich bei dem Erwärmungsprozess in der radialen Richtung nach außen und verfestigt sich dort bei dem Abkühlungsprozess und somit wird ein Spalt zwischen jedem verfestigten Dickfilmteil 42 und der Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33 erzeugt. Die Dünnfilmteile 41 bewegen sich jedoch bei dem Erwärmungsprozess nicht so sehr in der radialen Richtung nach außen wie die Dickfilmteile 42. Somit wird bei dem Abkühlungsprozess kein Spalt um die Dünnfilmteile 41 erzeugt. Auf diese Weise können die Dünnfilmteile 41 und die Dickfilmteile 42 der Harzschicht 4 durch einfache Arbeit geformt werden. Es sei angemerkt, dass wenn die Lenkwelle aus Patentliteratur 1 danach einer Hochtemperaturumgebung ausgesetzt ist, sich alle Harzschichtteile der ersten Zahnteile ausdehnen und der Gleitwiderstand aller Harzschichtteile mit den Zahnflächen aller zweiten Zahnteile möglicherweise hoch wird. Wenn die Lenkwelle der vorliegenden Offenbarung einer Hochtemperaturumgebung (zum Beispiel bei 80° oder 100°) ausgesetzt ist, kontaktiert jedoch jeder Dünnfilmteil 41 die Zahnfläche des entsprechenden ersten Zahnteils 23 und die Zahnfläche des entsprechenden zweiten Zahnteils 33, jeder Dickfilmteil 42 mit Ausnahme der Dünnfilmteile 41 weist jedoch in einer Raumtemperaturumgebung (zum Beispiel bei 80° oder weniger) einen Spalt zu der Zahnfläche des entsprechenden Zahnteils auf und daher ist eine Kontaktkraft mit den Zahnflächen der Zahnteile in einer Hochtemperaturumgebung schwach und der Gleitwiderstand der Harzschicht 4 mit den Zahnflächen der Zahnteile in der Lenkwelle der vorliegenden Offenbarung ist kleiner als in Patentliteratur 1.
• [Zweite Ausführungsform]
• Im Folgenden wird eine Lenkwelle gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben, jedwede Stelle mit der gleichen Struktur wie die oben beschriebene Lenkwelle der ersten Ausführungsform ist jedoch mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und eine Beschreibung davon entfällt.
• 12 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung eines Schnitts einer unteren Welle gemäß der zweiten Ausführungsform. 13 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung eines Schnitts einer Außenwelle in 12. 14 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 12. 15 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 12.
• Wie in 12 veranschaulicht weist eine untere Welle (Lenkwelle) 1A eine Innenwelle 2A, eine Außenwelle 3A und eine Harzschicht 4A auf. Obwohl die Breiten aller zweiten Zahnteile 33 in der ersten Ausführungsform gleich sind, weisen zweite Zahnteile 33A der zweiten Ausführungsform dicke Zähne 34 und dünne Zähne 35 auf, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes dicken Zahns 34 in der Umfangsrichtung. Jeder dicke Zahn 34 weist eine Zahnspitze 341 und eine Zahnfläche (Seitenfläche) 342 auf. Jeder dünne Zahn 35 weist eine Zahnspitze 351 und eine Zahnfläche (Seitenfläche) 352 auf. Darüber hinaus sind, obwohl die ersten Zahnteile 23 in der ersten Ausführungsform die dicken Zähne 24 und die dünnen Zähne 25 aufweisen, die Breiten aller ersten Zahnteile 23A der zweiten Ausführungsform gleich. Jeder Dünnfilmteil 41A der Harzschicht 4A kontaktiert sowohl den entsprechenden dicken Zahn 34 als auch den entsprechenden ersten Zahnteil 23A.
• Wie in 12 veranschaulicht weist die Innenwelle 2A einen rohrförmigen Teil 22A und die ersten Zahnteile 23A auf. Als die Innenwelle 2A ist eine große Bandbreite an Metallen wie etwa Kohlenstoffstahl anwendbar.
• Die Innenwelle 2A ist ein Hohlelement. Die Vielzahl von ersten Zahnteilen 23A sind an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung auf der Außenumfangsfläche der Innenwelle 2A angeordnet. Wie in 15 veranschaulicht weist jeder erste Zahnteil 23A eine Zahnspitze 231A, eine Zahnfläche (Seitenfläche) 232A und einen Zahnboden 233A auf. Die Breiten aller ersten Zahnteile 23A sind gleich.
• Wie in 12 veranschaulicht weist die Harzschicht 4 die Dünnfilmteile 41A und Dickfilmteile 42A auf. Insgesamt sind vier Dünnfilmteile 41A bereitgestellt, ein Satz an dem Endteil auf der Y1-Seite und ein Satz an dem Endteil auf der Y2-Seite in 12. Mit anderen Worten ist ein Satz von Dünnfilmteilen 41 an dem Endteil auf der Y1-Seite in 12 in der Umfangsrichtung benachbart zueinander bereitgestellt und der andere Satz ist an dem Endteil auf der Y2-Seite in der Umfangsrichtung benachbart zueinander bereitgestellt. Jeder Dickfilmteil 42A ist ein Teil, der zwischen einer Zahnfläche 232A und einer Zahnfläche 332A der Harzschicht 4A angeordnet ist und ein anderer Teil als die Dünnfilmteile 41A ist. Auf diese Weise sind insgesamt vier Dünnfilmteile 41A an Positionen bereitgestellt, die in Bezug auf die Mittelachse Ax symmetrisch sind. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist und vier oder mehr Dünnfilmteile 41A bereitgestellt sein können oder drei oder mehr Dünnfilmteile 41A in jedem Satz in der Umfangsrichtung angeordnet sein können. Die Vielzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen 41A können an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet sein, sind jedoch nicht darauf beschränkt und die Vielzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen 41A können an ungleichmäßig beabstandeten Positionen angeordnet sein.
• Wie in 12 und 13 veranschaulicht weist die Außenwelle 3A einen rohrförmigen Teil 32A und die zweiten Zahnteile 33A auf. Als die Außenwelle 3A ist eine große Bandbreite an Metallen wie etwa Kohlenstoffstahl anwendbar.
• Wie in 14 und 15 veranschaulicht sind die Vielzahl von zweiten Zahnteilen 33A an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung auf der Innenumfangsfläche der Außenwelle 3A angeordnet. Wie in 15 veranschaulicht weist jeder zweite Zahnteil 33A eine Zahnspitze 331A, eine Zahnfläche (Seitenfläche) 332A und einen Zahnboden 333A auf. Wie in 12 und 13 veranschaulicht weisen die zweiten Zahnteile 33A die dicken Zähne 34 und die dünnen Zähne 35 auf, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes dicken Zahns 34 in der Umfangsrichtung. Insgesamt sind vier dicke Zähne 34 bereitgestellt, zwei an dem Endteil auf der Y1-Seite und zwei an dem Endteil auf der Y2-Seite in 12 bereitgestellte. In der vorliegenden Ausführungsform sind alle Zähne mit Ausnahme der dicken Zähnen 34 die dünnen Zähne 35.
• Wie in 14 veranschaulicht ist jeder Dünnfilmteil 41A der Harzschicht 4A zwischen dem entsprechenden dicken Zahn 34 unter den zweiten Zahnteilen 33A und dem entsprechenden ersten Zahnteil 23A bereitgestellt. Konkret kontaktiert jeder Dünnfilmteil 41A sowohl die Zahnfläche 342 des entsprechenden dicken Zahns 34 als auch die Zahnfläche 232A des entsprechenden ersten Zahnteils 23A. Die Anzahl von ersten Zahnteilen 23A, die zwischen einem Satz von Dünnfilmteilen 41A angeordnet sind, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind, beträgt eins. Die Dicke jedes Dünnfilmteils 41A entlang der dritten virtuellen Linie 130 ist eine Dicke t3.
• Wie in 15 veranschaulicht sind die Dickfilmteile 42A die Harzschicht 4A an anderen Stellen als die Dünnfilmteile 41A. Konkret ist jeder Dickfilmteil 42A zwischen der Zahnfläche 232A des entsprechenden ersten Zahnteils 23A und der Zahnfläche 332A des entsprechenden zweiten Zahnteils 33A bereitgestellt. Die Dicke jedes Dickfilmteils 42A entlang der dritten virtuellen Linie 130 ist eine Dicke t4. Die Dicke t3 jedes Dünnfilmteils 41A ist kleiner als die Dicke t4 jedes Dickfilmteils 42A. Es sei angemerkt, dass ein Spalt G zwischen einer Seitenfläche 421A jedes Dickfilmteils 42A und der Zahnfläche 332A des entsprechenden zweiten Zahnteils 33A bereitgestellt ist.
• Es sei angemerkt, dass ein Verfahren zur Herstellung der unteren Welle (Lenkwelle) 1A der zweiten Ausführungsform im Grunde dasselbe ist wie das Verfahren zur Herstellung der unteren Welle (Lenkwelle) 1 der ersten Ausführungsform. Konkret umfasst das Verfahren zur Herstellung der unteren Welle 1A: den Harzschichtbildungsprozess des Bildens der Harzschicht 4A auf der Innenwelle 2A, welche die Vielzahl von ersten Zahnteilen 23A aufweist; den Erwärmungsprozess des Erwärmens der Innenwelle 2A, der Außenwelle 3A und der Harzschicht 4A innerhalb des Erwärmungsofens 140 (siehe 9) in einem Zustand, in dem die Harzschicht 4 die Zahnflächen 232A aller ersten Zahnteile 23A und die Zahnflächen 332A aller zweiten Zahnteile 33A kontaktiert; und den Abkühlungsprozess des Abkühlens der Innenwelle 2A, der Außenwelle 3A und der Harzschicht 4A nach dem Erwärmungsprozess und die Vielzahl von zweiten Zahnteilen 33A weisen die dicken Zähne 34 und die dünnen Zähne 35 auf, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes dicken Zahns 34 in der Umfangsrichtung.
• Bei dem Erwärmungsprozess dehnen sich, wenn sich die Harzschicht 4A wärmeausdehnt, die Dickfilmteile 42A an dem Endteil auf der X1-Seite und dem Endteil auf der X2-Seite in 12 stärker in der Umfangsrichtung aus als die Dünnfilmteile 41A an dem Endteil auf der Y1-Seite und dem Endteil auf der Y2-Seite. Des Weiteren bewegt sich ein Teil des Harzes der Dickfilmteile 42A in der radialen Richtung nach außen. Da die Dicke jedes Dünnfilmteils 41A in der Umfangsrichtung kleiner ist als die jedes Dickfilmteils 42A, ist der Wärmeausdehnungsbetrag jedes Dünnfilmteils 41A bei Erwärmung kleiner als der jedes Dickfilmteils 42A. Dementsprechend ist es unwahrscheinlich, dass sich das Harz der Dünnfilmteile 41A bei dem Erwärmungsprozess in der radialen Richtung nach außen bewegt. Somit wird bei dem Abkühlungsprozess der Teil des Harzes der Dickfilmteile 42A in dem Zustand verfestigt, in dem er sich in der radialen Richtung nach außen bewegt hat. Die Dünnfilmteile 41A werden in dem Zustand verfestigt, in dem sie sich kaum in der radialen Richtung nach außen bewegt haben.
• Wie oben beschrieben weist in der zweiten Ausführungsform die Vielzahl von zweiten Zahnteilen 33A die dicken Zähne 34 und die dünnen Zähne 35 auf, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes dicken Zahns 34 in der Umfangsrichtung, und jeder Dünnfilmteil 41A kontaktiert sowohl den entsprechenden dicken Zahn 34 als auch den entsprechenden ersten Zahnteil 23A. Auf diese Weise ist es möglich, die Dünnfilmteile 41A einfach zu bilden, indem einige der Vielzahl von zweiten Zahnteilen 33A durch die dicken Zähne 34 ersetzt werden. Die Innenwelle 2A und die Außenwelle 3A der vorliegenden Ausführungsform können für eine Keilpassung oder eine Verzahnungspassung eingesetzt werden.
• Das Verfahren zur Herstellung der unteren Welle (Lenkwelle) 1A der zweiten Ausführungsform umfasst: den Harzschichtbildungsprozess des Bildens der Harzschicht 4A auf der Innenwelle 2A, welche die Vielzahl von ersten Zahnteilen 23A aufweist, die in der Umfangsrichtung auf der Außenumfangsfläche angeordnet sind; den Erwärmungsprozess des Erwärmens der Innenwelle 2A, der Außenwelle 3A und der Harzschicht 4A in einem Zustand, in dem die Harzschicht 4A die Zahnflächen 232A aller ersten Zahnteile 23A und die Zahnflächen 332A aller zweiten Zahnteile 33A kontaktiert; und den Abkühlungsprozess des Abkühlens der Innenwelle 2A, der Außenwelle 3A und der Harzschicht 4A nach dem Erwärmungsprozess und die Vielzahl von zweiten Zahnteilen 33A weisen die dicken Zähne 34 und die dünnen Zähne 35 auf, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes dicken Zahns 34 in der Umfangsrichtung.
• Der Spalt zwischen der Zahnfläche 342 jedes dicken Zahns 34 unter den zweiten Zahnteilen 33A und der Zahnfläche 232A des entsprechenden ersten Zahnteils 23A in der Umfangsrichtung ist kleiner als der Spalt zwischen der Zahnfläche 352 jedes dünnen Zahns 35 unter den zweiten Zahnteilen 33A und der Zahnfläche 232A des entsprechenden ersten Zahnteils 23A in der Umfangsrichtung. Dementsprechend ist die Harzschicht 4A, die in dem Spalt zwischen jedem dicken Zahn 34 und dem entsprechenden ersten Zahnteil 23A angeordnet ist, ein Dünnfilmteil 41A und die Harzschicht 4A, die in dem Spalt zwischen jedem dünnen Zahn 35 und dem entsprechenden ersten Zahnteil 23A angeordnet ist, ist ein Dickfilmteil 42A. Ein Teil des Harzes der Dickfilmteile 42A bewegt sich bei dem Erwärmungsprozess in der radialen Richtung und verfestigt sich dort bei dem Abkühlungsprozess und somit wird ein Spalt zwischen jedem verfestigten Dickfilmteil 42A und der Zahnfläche 232A des entsprechenden ersten Zahnteils 23A erzeugt. Da jeder Dünnfilmteil 41A den entsprechenden dicken Zahn 34 und den entsprechenden ersten Zahnteil 23A bei sowohl dem Erwärmungsprozess als auch dem Abkühlungsprozess kontaktiert, wird jedoch kein Spalt erzeugt. Auf diese Weise können die Dünnfilmteile 41A und die Dickfilmteile 42A der Harzschicht 4A durch einfache Arbeit geformt werden.
• [Dritte Ausführungsform]
• Im Folgenden wird eine Lenkwelle gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben, jedwede Stelle mit der gleichen Struktur wie die oben beschriebene Lenkwelle der ersten Ausführungsform ist jedoch mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und eine Beschreibung davon entfällt.
• 16 ist ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung eines Schnitts einer unteren Welle gemäß der dritten Ausführungsform. 17 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild eines Teils von 16. Wie in 16 veranschaulicht weist eine untere Welle (Lenkwelle) 1B der dritten Ausführungsform eine Innenwelle 2B, die Außenwelle 3 und eine Harzschicht 4B auf. Die Innenwelle 2B weist einen rohrförmigen Teil 22B und erste Zahnteile 23B auf. Als die Innenwelle 2B ist eine große Bandbreite an Metallen wie etwa Kohlenstoffstahl anwendbar.
• Der rohrförmige Teil 22B ist in einer innen hohlen Form ausgebildet und erstreckt sich in einer zylindrischen Form in der Umfangsrichtung um die Mittelachse Ax. Auf diese Weise ist die Innenwelle 2B ein Hohlelement. Die ersten Zahnteile 23B springen auf der Außenumfangsfläche der Innenwelle 2B in der radialen Richtung nach außen vor. Die Vielzahl von ersten Zahnteilen 23B sind an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung auf der Außenumfangsfläche des rohrförmigen Teils 22B angeordnet. Jeder erste Zahnteil 23B weist einen ersten dicken Zahn 24B, einen zweiten dicken Zahn 24C und einen dünnen Zahn 25 auf. Zwei erste dicke Zähne 24B und ein zweiter dicker Zahn 24C sind in der Umfangsrichtung zueinander benachbart. Konkret sind ein erster dicker Zahn 24B, ein zweiter dicker Zahn 24C und ein erster dicker Zahn 24B wie in 16 veranschaulicht bei Betrachtung in der im Uhrzeigersinn verlaufenden Richtung in der angegebenen Reihenfolge angeordnet.
• Wie in 17 veranschaulicht weist jeder erste dicke Zahn 24B eine Zahnspitze 241B und eine Zahnfläche (Seitenfläche) 242B auf. Jeder zweite dicke Zahn 24C weist eine Zahnspitze 241C und eine Zahnfläche (Seitenfläche) 242C auf. Die Breite jedes zweiten dicken Zahns 24C entlang der dritten virtuellen Linie 130 ist eine Breite T3. Die Breite jedes ersten dicken Zahns 24B entlang der dritten virtuellen Linie 130 ist eine Breite T4. Die Breite jedes dünnen Zahns 25 entlang der dritten virtuellen Linie 130 ist die Breite T2. Die Breite T4 jedes ersten dicken Zahns 24B ist größer als die Breite T2 jedes dünnen Zahns 25. Die Breite T3 jedes zweiten dicken Zahns 24C ist größer als die Breite T4 jedes ersten dicken Zahns 24B.
• Wie in 16 und 17 veranschaulicht weist die Harzschicht 4B Dünnfilmteile 41B und Dickfilmteile 42B auf. Insgesamt sind zwei Sätze Dünnfilmteile 41B bereitgestellt, ein Satz an dem Endteil auf der Y1-Seite und ein Satz an dem Endteil auf der Y2-Seite in 16. Vier Dünnfilmteile 41B sind in jedem Satz in der Umfangsrichtung benachbart zueinander bereitgestellt. Mit anderen Worten sind insgesamt acht Dünnfilmteile 41B bereitgestellt.
• Wie in 17 veranschaulicht ist jeder Dünnfilmteil 41B der Harzschicht 4B zwischen dem entsprechenden ersten dicken Zahn 24B und dem entsprechenden zweiten Zahnteil 33 oder zwischen dem entsprechenden zweiten dicken Zahn 24C und dem zweiten Zahnteil 33 bereitgestellt. Konkret kontaktieren einige Dünnfilmteile 41B jeweils sowohl die Zahnfläche 242B des entsprechenden ersten dicken Zahns 24B als auch die Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33. Einige andere Dünnfilmteile 41B kontaktieren jeweils sowohl die Zahnfläche 242C des entsprechenden zweiten dicken Zahns 24C als auch die Zahnfläche 332 des entsprechenden zweiten Zahnteils 33.
• Die Dicke jedes Dünnfilmteils 41B entlang der dritten virtuellen Linie 130 ist die Dicke t1. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Dünnfilmteile jedes Satzes vier Dünnfilmteile 41B, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind. Vier Dünnfilmteile 41B sind an dem Endteil auf der Y1-Seite bereitgestellt. Vier Dünnfilmteile 41B sind ein Satz von Dünnfilmteilen, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind. Ein Satz von Dünnfilmteilen an dem Endteil auf der Y2-Seite und der andere Satz von Dünnfilmteilen an dem Endteil auf der Y1-Seite sind an Positionen angeordnet, die in Bezug auf die Mittelachse Ax symmetrisch sind.
• Auf diese Weise sind insgesamt acht Dünnfilmteile 41B an Positionen bereitgestellt, die in Bezug auf die Mittelachse Ax symmetrisch sind. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist und acht oder mehr Dünnfilmteile 41B bereitgestellt sein können oder vier oder mehr Dünnfilmteile 41B in jedem Satz in der Umfangsrichtung angeordnet sein können. Darüber hinaus können die Vielzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen 41B an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet sein, sind jedoch nicht darauf beschränkt und die Vielzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen 41B kann an ungleichmäßig beabstandeten Positionen angeordnet sein.
• Wie oben beschrieben weist die untere Welle 1B gemäß der dritten Ausführungsform zwei Sätze von Dünnfilmteilen 41B auf und jeder Satz weist vier Dünnfilmteile 41B auf, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind. Auf diese Weise ist in der vorliegenden Ausführungsform, da jeder Satz von Dünnfilmteilen 41B vier Dünnfilmteile 41B aufweist, das Spiel der Lenkwelle kleiner als bei zwei Dünnfilmteilen 41 und das während der Fahrzeugfahrt erzeugte Klappergeräusch kann weiter reduziert werden.
• Es sei angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern auf eine große Bandbreite von Technologien anwendbar ist. Zum Beispiel ist die Harzschicht 4, 4A oder 4B in jeder oben beschriebenen Ausführungsform an den ersten Zahnteilen 23, 23A oder 23B der Innenwelle 2, 2A oder 2B ausgebildet, kann jedoch an den zweiten Zahnteilen 33 oder 33A der Außenwelle 3 oder 3A ausgebildet sein. Die Anzahl von ersten Zahnteilen 23, 23A oder 23B der Innenwelle 2, 2A oder 2B beträgt in dem Beispiel jeder Ausführungsform 18, ist jedoch nicht darauf beschränkt und es kann eine andere Anzahl von Zähnen wie etwa 19 oder 23 Zähne eingesetzt werden. Die Vielzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen 41 sind in dem Beispiel in jeder Ausführungsform an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet, sind jedoch nicht darauf beschränkt und die Vielzahl von Sätzen von Dünnfilmteilen 41 können an ungleichmäßig beabstandeten Positionen angeordnet sein.
• Bezugszeichenliste

1, 1A, 1B

untere Welle (Lenkwelle)

2, 2A, 2B

Innenwelle

21

Jochteil

22, 22A

rohrförmiger Teil

23, 23A, 23B

erster Zahnteil

231, 231A

Zahnspitze (Außenumfangsende)

232, 232A

Zahnfläche (Seitenfläche)

233, 233A

Zahnboden

24

dicker Zahn

24B

erster dicker Zahn

24C

zweiter dicker Zahn

241, 241B, 241C

Zahnspitze

242, 242B, 242C

Zahnfläche

25

dünner Zahn

251

Zahnspitze

252

Zahnfläche

3, 3A

Außenwelle

31

Jochteil

32, 32A

rohrförmiger Teil

33, 33A

zweiter Zahnteil

331, 331A

Zahnspitze (Innenumfangsende)

332, 332A

Zahnfläche (Seitenfläche)

333, 333A

Zahnboden

34

dicker Zahn

341

Zahnspitze

342

Zahnfläche

35

dünner Zahn

351

Zahnspitze

352

Zahnfläche

4, 4A, 4B

Harzschicht

41, 41A, 41B

Dünnfilmteil

42, 42A, 42B

Dickfilmteil

80

Lenkvorrichtung

81

Lenkrad

82

obere Welle

82a

Eingangswelle

82b

Ausgangswelle

83

Lenkkraftunterstützungsmechanismus

87

Ritzelwelle

88

Lenkgetriebe

88a

Ritzel

88b

Zahnstange

89

Spurstange

90

ECU

92

Verzögerungsvorrichtung

93

Elektromotor

94

Drehmomentsensor

95

Fahrzeuggeschwindigkeitssensor

98

Zündschalter

99

Stromquellenvorrichtung

110

erste virtuelle Linie

120

zweite virtuelle Linie

130

dritte virtuelle Linie

140

Erwärmungsofen

Ax

Mittelachse

T1, T2

Breite

t1, t2, t3

Dicke

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• JP 2017145945 [0003]

Claims (10)

1. Lenkwelle, aufweisend: eine Innenwelle, die eine Vielzahl von ersten Zahnteilen aufweist, die in einer Umfangsrichtung auf einer Außenumfangsfläche der Innenwelle angeordnet sind; eine Außenwelle, die eine Vielzahl von zweiten Zahnteilen aufweist und auf einer Außenumfangsseite des ersten Zahnteils angeordnet ist, wobei die zweiten Zahnteile in der Umfangsrichtung auf einer Innenumfangsfläche der Außenwelle angeordnet sind; und eine Harzschicht, die zwischen der Vielzahl von ersten Zahnteilen und der Vielzahl von zweiten Zahnteilen angeordnet ist, wobei die Harzschicht eine Vielzahl von Dickfilmteilen und zumindest vier Dünnfilmteile aufweist, jeder der Dickfilmteile zwischen einer Zahnfläche eines der ersten Zahnteile und einer Zahnfläche eines der zweiten Zahnteile mit einem Spalt von dem ersten Zahnteil oder dem zweiten Zahnteil angeordnet ist, jeder der Dünnfilmteile zwischen einer Zahnfläche eines der ersten Zahnteile und einer Zahnfläche eines der zweiten Zahnteile angeordnet ist und sowohl den ersten Zahnteil als auch den zweiten Zahnteil kontaktiert, und in einem Schnitt, der orthogonal zu einer Mittelachse der Innenwelle verläuft und eine erste virtuelle Linie, eine zweite virtuelle Linie und eine dritte virtuelle Linie beinhaltet, die Dicke jedes der Dünnfilmteile entlang der dritten virtuellen Linie kleiner ist als die Dicke jedes der Dickfilmteile entlang der dritten virtuellen Linie, wobei sich die erste virtuelle Linie in der Umfangsrichtung durch ein Außenumfangsende jedes der ersten Zahnteile erstreckt, wobei sich die zweite virtuelle Linie in der Umfangsrichtung durch ein Innenumfangsende jedes der zweiten Zahnteile erstreckt, wobei sich die dritte virtuelle Linie in der Umfangsrichtung durch die Mitte der ersten virtuellen Linie und der zweiten virtuellen Linie in einer radialen Richtung erstreckt.
2. Lenkwelle nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Sätzen der Dünnfilmteile in Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
3. Lenkwelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Vielzahl von Sätzen der Dünnfilmteile an gleichmäßig beabstandeten Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
4. Lenkwelle nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Anzahl der Vielzahl von Sätzen der Dünnfilmteile zwei beträgt.
5. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeder Satz der Dünnfilmteile vier der Dünnfilmteile aufweist.
6. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Innenwelle ein Hohlelement ist.
7. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vielzahl von ersten Zahnteilen dicke Zähne und dünne Zähne aufweisen, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes der dicken Zähne in der Umfangsrichtung, und jeder der Dünnfilmteile sowohl einen der dicken Zähne als auch einen der zweiten Zahnteile kontaktiert.
8. Lenkwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vielzahl von zweiten Zahnteilen dicke Zähne und dünne Zähne aufweisen, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes der dicken Zähne in der Umfangsrichtung, und jeder der Dünnfilmteile sowohl einen der dicken Zähne als auch einen der ersten Zahnteile kontaktiert.
9. Lenkwellenherstellungsverfahren, umfassend: einen Harzschichtbildungsprozess des Bildens einer Harzschicht auf einer Innenwelle oder einer Außenwelle, wobei die Innenwelle eine Vielzahl von ersten Zahnteilen aufweist, die in einer Umfangsrichtung auf einer Außenumfangsfläche der Innenwelle angeordnet sind, wobei die Außenwelle eine Vielzahl von zweiten Zahnteilen aufweist und auf einer Außenumfangsseite der ersten Zahnteile der Innenwelle angeordnet ist, wobei die zweiten Zahnteile in der Umfangsrichtung auf einer Innenumfangsfläche der Außenwelle angeordnet sind; einen Erwärmungsprozess des Erwärmens der Innenwelle, der Außenwelle und der Harzschicht in einem Zustand, in dem die Harzschicht Zahnflächen aller ersten Zahnteile und Zahnflächen aller zweiten Zahnteile kontaktiert; und einen Abkühlungsprozess des Abkühlens der Innenwelle, der Außenwelle und der Harzschicht nach dem Erwärmungsprozess, wobei die Vielzahl von ersten Zahnteilen dicke Zähne und dünne Zähne aufweisen, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes der dicken Zähne in der Umfangsrichtung.
10. Lenkwellenherstellungsverfahren, umfassend: einen Harzschichtbildungsprozess des Bildens einer Harzschicht auf einer Innenwelle oder einer Außenwelle, wobei die Innenwelle eine Vielzahl von ersten Zahnteilen aufweist, die in einer Umfangsrichtung auf einer Außenumfangsfläche der Innenwelle angeordnet sind, wobei die Außenwelle eine Vielzahl von zweiten Zahnteilen aufweist und auf einer Außenumfangsseite der ersten Zahnteile der Innenwelle angeordnet ist, wobei die zweiten Zahnteile in der Umfangsrichtung auf einer Innenumfangsfläche der Außenwelle angeordnet sind; einen Erwärmungsprozess des Erwärmens der Innenwelle, der Außenwelle und der Harzschicht in einem Zustand, in dem die Harzschicht Zahnflächen aller ersten Zahnteile und Zahnflächen aller zweiten Zahnteile kontaktiert; und einen Abkühlungsprozess des Abkühlens der Innenwelle, der Außenwelle und der Harzschicht nach dem Erwärmungsprozess, wobei die Vielzahl von zweiten Zahnteilen dicke Zähne und dünne Zähne aufweisen, deren Breite jeweils in der Umfangsrichtung kleiner ist als die Breite jedes der dicken Zähne in der Umfangsrichtung.

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