DE60319414T2

DE60319414T2 - Mehrgängige schraube, mehrgängige mutter, diese schraube und mutter verwendende vorschubspindelvorrichtung und verfahren zur herstellung der mutter

Info

Publication number: DE60319414T2
Application number: DE60319414T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Aichi-gun FUJII; Katsuhiro Inuyama-shi SUGIYAMA; Masashi Inuyama-shi MITSUKUCHI; Kenichi Inuyama-shi KATAYAMA; Yoshinori Inuyama-shi MORIGUCHI
Original assignee: Nagoya Industrial Science Research Institute; Imasen Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nagoya Industrial Science Research Institute; Imasen Electric Industrial Co Ltd
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2023-10-23
Also published as: WO2004051098A1; DE60319414D1; AU2003277511A1; CN100501175C; EP1566555B1; JP2007016797A; CN100590326C; EP1566555A4; EP1566555A1; US20050141983A1; US7246979B2; AU2003277511A8; CN101255888A; CN1692232A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraube und eine Mutter und insbesondere als einen ersten Aspekt davon eine Schraube und eine Mutter für Festspannelemente, die eine Funktion aufweisen, deren Lockerung zu blockieren, und als einen zweiten Aspekt einen Vorschubspindelmechanismus zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Linearbewegung, der eine Selbstsicherungsfunktion aufweist.
Technischer Hintergrund
Die Schraube und Mutter sind die Grundelemente, und es sind herkömmlich verschiedene Arten von Vorschlägen präsentiert worden. Der erste Aspekt betrifft eine Schraubenlockerungssperre. Zum Beispiel schlägt das japanische Gebrauchsmuster Nr. SH058-99513 eine Schraube vor, in der jeder ihrer inneren und äußeren Gewindegänge in einer Wellenform ausgebildet ist. Da ihr wellenförmig vorstehender Abschnitt elastisch verformt wird, so daß er starken axialen Druck ausübt, wenn die Schraube vorgetrieben wird, verhindert er, daß die Schraube infolge einer Schwingung oder dergleichen gelockert wird. Ferner schlägt JP 6-330928 A eine Schraube vor, in der ihre Gewindegänge für jede Gewindesteigung abwechselnd mit einer großen Gewindesteigung und kleinen Gewindesteigung aufgebaut sind. Wenn diese an einer Mutter mit einer üblichen Gewindesteigung befestigt ist, wird ein Abschnitt erzeugt, der stark durch die Flanke eines Gewindegangs gepreßt und verformt wird, wodurch verhindert wird, daß die Schraube gelockert wird.
Mr. Hiroshi Fujii, der einer der Erfinder dieser Erfindung ist, veröffentlichte einen Stufensicherungsbolzen, wie in 19 gezeigt. Die Flanke eines Gewindegangs eines Bolzens ist mit einem feinen Stufenabschnitt und Steigungsabschnitt versehen, um die Bolzenlockerung mit einer plastischen Verformung des Gewindegangs und des Gegenelements zu verhindern, die beim Vortreiben des Bolzens auftritt. Diese Vorschläge werden in den Nicht-Patentdokumenten 1 bis 3 beschrieben.

Nicht-Patentdokument 1: Journal of Materials Processing Technology B. 56, S. 321–332, „Evaluation of Anti-loosening Nuts for Screw Fasteners". H, Fujii u. a., 1996
Nicht-Patentdokument 2: Bulletin of the Japan Society of Mechanical Engineers, Reihe C, Band 62 (597), S. 1963–1968, „Development of Screw Fastener Extremely Difficult to Loosen" H, Fujii u. a., 1996
Nicht-Patentdokument 3: Bulletin of the Japan Society of Mechanical Engineers, Reihe C, Band 62 (596), S. 1527–1532, „Analysis of Loosening Mechanism of Screw Fastener and Development of Loosening Test Method", H, Fujii u. a., 1996

Der zweite Aspekt betrifft den Vorschubspindelmechanismus. Zum Beispiel offenbart das japanische Gebrauchsmuster Nr. 2577786 eine elektrische Automobilsitzverstellung, in der die Schraube mit einem, mit einer Schneckenbremse versehenden Motor gedreht wird, um ein Mutterelement vorzuschieben. Die Siche rung, wenn der Motor nicht betrieben wird, wird durch eine Selbstsicherung der Vorschubspindel selbst oder eine Selbstsicherung der Schneckenbremse erzielt. Ferner beschreibt JP 5-288253 A leicht verständlich herkömmliche Vorschubspindelmechanismen gemäß drei Kategorien. Eine erste Gruppe wandelt eine Drehbewegung durch eine Gleitrotation zwischen einem dreieckigen Gewindegang, trapezförmigen Schraubengewindegang oder dergleichen und seiner Mutter in eine Linearbewegung um. Eine zweite Gruppe überträgt eine Antriebskraft durch mehrere Stahlkugeln, die in einer Gewindegangrille vorgesehen sind, wie eine Kugelschraube. In einer dritten Gruppe mit einer Rolle, die ge gen beide Flanken eines Gewindegangs eines Schraubenschafts gepreßt wird, der einen großen Anschnitt aufweist, wird ein Element, das diese Rolle hält, wie eine Mutter verwendet.
Jedoch setzen die oben beschriebene herkömmliche Schraube und Mutter voraus, daß eine Relativrotation zwischen den beiden kontinuierlich ist. Eine erste Voraussetzung ist, daß hinsichtlich der Blockierung der Lockerung zwischen der Schraube und der Mutter zur Befestigung eines bestimmten Elements diese Schraube zur Befestigung des Elements fähig ist, selbst wenn sich ihre relative Rotationsposition an irgendeiner Position von 360° befindet, was einer einzelnen vollen Windung entspricht, und ferner zur Blockierung, daß sie gelockert wird. Obwohl dies vom Standpunkt der Funktion vorzuziehen ist, wird eine übermäßige Belastung auf eine Struktur zur Blockierung der Lockerung ausgeübt. Aus diesem Grund kommt es nicht zu einer elastischen Verformung des Verformungsabschnitts des Gewindegangs, wenn die Schraube angezogen wird, sondern er erreicht fallabhängig eine plastische Verformung. Dies bedeutet, daß wenn die Schraube vollständig festgezogen wird, sie nicht zur Blockierung der Lockerung nachgezogen werden kann. Wenn hier die Denkweise umgedreht wird, kann es abhängig von einem Festspannelement oder einem Anschnitt der Schraube ein Anwendungsgebiet der Schraube und der Mutter geben, in dem selbst dann, wenn die Schraube nicht zur Blockierung der Lockerung zusätzlich festgezogen werden kann, wenn sich ihre relative Rotationsposition an irgendeiner Position der kontinuierlichen Rotation befindet, ihre ausreichende Funktion erreicht wird, wenn sie in einer schrittweisen Rotationsposition alle 20° zur Blockierung der Lockerung nachgezogen werden kann.
Folglich ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schraube und eine Mutter bereitzustellen, die nur diskontinuierlich gesichert werden kann, jedoch zur sicheren Blockierung der Lockerung fähig ist, ohne eine übermäßige Belastung auf ein Element auszuüben.
Hinsichtlich des zweiten Aspekts, dem Vorschubspindelmechanismus, verlangt die herkömmliche Vorrichtung implizit nach ihrer Kontinuität und Linearität, wenn sie eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umwandelt. Die herkömmliche Erfindung beabsichtigt, unter dieser Voraussetzung nach einer höheren Genauigkeit oder einer höheren Geschwindigkeit zu streben. Wenn die Denkweise gewandelt wird, wird abhängig von der Anwendung des Vorschubspindelmechanismus keine Kontinuität oder Linearität verlangt. Zum Beispiel wird bei der elektrischen Fahrzeugsitzverstellung keine Einstellung mit einer Gewindesteigung von weniger als 1 mm zur Einstellung der Sitzposition und Sitzhöhe verlangt. Ferner wird nicht so sehr die Linearität der Linearbewegung mit dem Drehwinkel des Antriebsmotors verlangt. Da jedoch der eingesetzte Vorschubspindelmechanismus mit der Kontinuität und Linearität versehen ist, werden für den Vorschubspindelmechanismus übermäßige Funktionen verlangt.
Zum Beispiel verwendet die elektrische Fahrzeugsitzverstellungsvorrichtung, die im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 2577786 offenbart wird, eine Vorschubspindelvorrichtung, die in einer ersten Gruppe enthalten ist, die in JP 5-288253 A erwähnt wird. In der elektrischen Fahrzeugsitzverstellungsvorrichtung wird verlangt, daß der Motor nach der Einstellung der Sitzposition abgeschaltet wird und diese Position beibehält. Folglich wird in der elektrischen Fahrzeugsitzverstellungsvorrichtung, die im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 2577786 offenbart wird, eine Schraube mit kleinem Anschnitt als eine Schraube (9) verwendet, die in 1 gezeigt wird, und sie ist dazu bestimmt, sich mit einer Mutter (5) selbst zu sichern. Aus diesem Grund wird die Mutter (5) niemals infolge einer Belastung bewegt, selbst wenn ein Motor (7) nicht eingeschaltet ist. Da jedoch der Anschnitt der Schraube (9) klein ist, muß die Schraube (9) mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht werden, um den Sitz komfortabel mit einer hohen Geschwindigkeit zu bewegen, so daß eine Belastung zunimmt, die auf den Motor (7) und ein Getriebe (8) ausgeübt wird, wodurch deren Preis höher ist. Selbst wenn ein solcher hoher Preis zulässig ist, erzeugt die Struktur, in der die Schraube (9) und die Mutter (5) einen Gleitkontakt miteinander aufrechterhalten, infolge der Reibung, wenn die Schraube (9) mit hohen Geschwindigkeiten gedreht wird, eine andere Unannehmlichkeit.
Die Verwendung der Kugelschraube und Rollenschraube, die in einer zweiten oder dritten Gruppe enthalten ist, die in JP 5-288253 A erwähnt wird, ermöglicht die Lösung eines Problems hinsichtlich der Reibung zwischen der Schraube und der Mutter und das Sichern einer Schraube mit größeren Anschnitt, wodurch ein komfortabler und schneller Vorschub erzielt wird. Jedoch als ein entgegengesetzter Effekt zu dem Vorteil, daß diese Schrauben eine sehr kleine Reibung erzeugen, wirkt die Umwandlung zwischen der Drehbewegung und der Linearbewegung in beide Richtungen. Das heißt, die Selbstsicherung wird außer Kraft gesetzt. Im Unterschied zur Vorschubspindelvorrichtung in Maschinenwerkzeugen, die einen Servomotor als ihren Vorschubmotor verwenden, braucht die elektrische Fahrzeugsitzverstellungsvorrichtung eine gewisse Art eines Sicherungsmechanismus, da der Motorstrom ausgeschaltet bleibt, wenn er nicht verwendet wird. Folglich ist es nicht nur wahrscheinlich, daß die Vorrichtung kostspielig ist, sondern es gibt auch eine Befürchtung, wenn irgendein mechanischer Mechanismus wie ein Getriebe zwischen dem Sicherungsmechanismus und der Kugelschraube vorhanden ist, daß sich der Komfort des Sitzens auf dem Sitz infolge eines Spiels dazwischen oder Totgangs wie einer Verwindung verschlechtert.
Folglich ist es noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorschubspindelvorrichtung bereitzustellen, die fähig ist, einen komfortablen und schnellen Vorschub zu erzielen, ohne irgendeine Last auf den Motor oder das Getriebe auszuüben, und in der die Selbstsicherungsfunktion aktiviert wird, wenn ein Drehmoment aus einer Antriebsquelle unterbrochen wird, wenn auch nicht andauernd.
US 3,238,985 offenbart eine Kombination eines Bolzens und einer Mutter, wobei der Gewindegang des Bolzens gegenläufige Oberflächensegmente senkrecht zur Achse aufweist, und der Gewindegang der Mutter gegenläufige Oberflächensegmente aufweist, die den Segmenten des Bolzens entsprechen. Die gegenläufigen Oberflächensegmente des Bolzens sind in Umfangsrichtung versetzt, während die gegenläufigen Oberflächensegmente der Mutter axial ausgerichtet sind.
US 756,269 offenbart eine Kombination eines Bolzens, der einen Gewindegang aufweist, der darin mit versetzten Abschnitten versehen ist, die in getrennten Gewindegängen zueinander benachbart sind, die nichtfluchtend angeordnet sind, und einer Mutter, die einen Gewindegang aufweist, der tiefer als der Gewindegang des Bolzens ausgebildet ist.
Offenbarung der Erfindung
Um die obigen Aufgaben zu lösen, wird gemäß der ersten Ausführungsform eine Mehrgewindesteigungsschraube bereitgestellt, wobei der Gewindegang einer Schraube so ausgebildet ist, daß Abschnitte, die einen sanften Anschnittwinkel aufweisen, und Abschnitte, die einen steilen Anschnittwinkel aufweisen, sich während einer einzelnen Windung längs einer Spirallinie kontinuierlich abwechseln.
Als Ergebnis einer solchen Ausbildung ist der effektive Anschnitt der gesamten Schraube ein Durchschnitt eines Abschnitts, dessen Anschnittwinkel sanft ist, und eines Abschnitts, dessen Anschnittwinkel steil ist. Eine Widerstandskraft gegen eine Lockerung der Schraube wird größtenteils durch eine Reibungskraft gegen ein Gegenelement in dem Abschnitt, dessen Anschnittwinkel sanft ist, infolge einer Kraft in die axiale Richtung eingenommen. Folglich wird ein starker Lockerungsblockierungseffekt durch die Reibungskraft in dem Abschnitt ausgeübt, dessen Anschnittwinkel sanft ist, während ein großer effektiver Anschnitt aufrechterhalten wird.
Die Mehrgewindesteigungsschraube gemäß der zweiten Ausführungsform, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts, der einen sanften Anschnittwinkel aufweist, null ist (eben).
Da sich die Kraft in die axiale Richtung zu der Reibungskraft in dem Abschnitt, dessen Anschnittwinkel null ist, ändert, wirkt als Ergebnis einer solchen Ausbildung keine Kraftkomponente, die versucht, die Schraube zu drehen, und die Reibungskraft im Abschnitt, dessen Anschnittwinkel null ist, wird stärker, wobei ein stärkerer Lockerungsblockierungseffekt ausgeübt wird.
Die Mehrgewindesteigungsschraube gemäß der dritten Ausführungsform, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts, der einen steilen Anschnittwinkel aufweist, steiler als ein Selbstsicherungswinkel ist.
Als Ergebnis einer solchen Ausbildung kann der durchschnittliche effektive Anschnitt erhöht werden, während der Schraubenlockerungsblockierungseffekt in dem Abschnitt aufrechterhalten wird, dessen Anschnittwinkel sanft ist. Daher kann die Schraube festgezogen werden, oder eine Befestigungsmutter kann mit einer leichten Drehung vorgeschoben werden.
Die Mehrgewindesteigungsschraube gemäß der vierten Ausführungsform, wobei die Schraube eine mehrgängige Schraube ist.
Als Ergebnis einer solchen Ausbildung kann selbst dann, wenn der durchschnittliche Anschnitt einer Schraube groß ist, die Schraubengewindesteigung klein eingestellt werden, so daß die Reibungskraft gegen eine Schraubenlockerung durch die Anzahl der Gewindegänge erhöht werden kann, wodurch der Schraubenlockerungsblockierungseffekt intensiviert wird. Obwohl eine Unvernunft in einem Materialfluß auftritt, wenn beabsichtigt wird, eine Schraube durch Walzen zu erzeugen, deren durchschnittlicher Anschnitt groß ist, wodurch die Ausbeute fällt, tritt im Fall einer mehrgängigen Schraube keine Unvernunft im Materialfluß auf, da ihre Gewindesteigung klein ist, so daß die Produktion erleichtert wird.
Um das Verständnis zu erleichtern, werden die neunten–sechzehnten Ausführungsformen der Erfindung der Mutter vor der Beschreibung der Erfindungen gemäß der fünften–achten Ausführungsformen beschrieben. Die Schraube und die Mutter stehen in einer sich gegenseitig ergänzenden Beziehung, so daß der Gewindegang der Schraube und der Gewindegang der Mutter als gegenseitig vollständig äquivalente Elemente ineinander umgewandelt werden können. Das heißt, der Gewindegang der Schraube, der die effektive Funktion und Wirkung ausübt, muß dieselbe Funktion und Wirkung ausüben, wenn er auf den Gewindegang der Mutter angewendet wird. Die Erfindungen der neunten–zwölften Ausführungsformen entsprechen jeweils den Erfindungen der obenerwähnten ersten–vierten Ausführungsformen.
Gemäß der neunten Ausführungsform wird eine Mehrgewindesteigungsmutter bereitgestellt, wobei der Gewindegang einer Innenschraube so ausgebildet ist, daß ein Abschnitt, in dem der Anschnittwinkel sanft ist, und ein Abschnitt, in dem der Anschnittwinkel steil ist, abwechselnd und kontinuierlich während einer einzelnen Windung längs der Spirallinie angeordnet sind.
Als Ergebnis einer solchen Ausbildung ist der effektive Anschnitt der gesamten Mutter ein Durchschnitt eines Abschnitts, dessen Anschnittwinkel sanft ist, und eines Abschnitts, dessen Anschnittwinkel steil ist. Eine Widerstandskraft gegen eine Lockerung der Schraube wird größtenteils durch eine Reibungskraft gegen ein Gegenelement in dem Abschnitt, dessen Anschnittwinkel sanft ist, infolge einer Kraft in die axiale Richtung eingenommen. Folglich wird ein starker Lockerungsblockierungseffekt durch die Reibungskraft in dem Abschnitt ausgeübt, dessen Anschnittwinkel sanft ist, während ein großer effektiver Anschnitt aufrechterhalten wird.
Die Mehrgewindesteigungsmutter gemäß der zehnten Ausführungsform, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts, in dem der Anschnittwinkel sanft ist, null ist (eben).
Da sich die Kraft in die axiale Richtung zu der Reibungskraft in dem Abschnitt, dessen Anschnittwinkel null ist, än dert, wirkt als Ergebnis einer solchen Ausbildung keine Kraftkomponente, die versucht, die Schraube zu drehen, und die Reibungskraft in dem Abschnitt, dessen Anschnittwinkel null ist, wird stärker, wobei ein stärkerer Lockerungsblockierungseffekt ausgeübt wird.
Die Mehrgewindesteigungsmutter gemäß der elften Ausführungsform, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts, der einen steilen Anschnittwinkel aufweist, steiler als ein Selbstsicherungswinkel ist.
Als Ergebnis einer solchen Ausbildung kann der durchschnittliche effektive Anschnitt erhöht werden, während der Schraubenlockerungsblockierungseffekt in dem Abschnitt aufrechterhalten wird, dessen Anschnittwinkel sanft ist. Daher kann die Schraube festgezogen werden, oder eine Befestigungsschraube kann mit einer leichten Drehung vorgeschoben werden.
Die Mehrgewindesteigungsmutter gemäß der zwölften Ausführungsform, wobei die Innenschraube eine mehrgängige Schraube ist.
Als Ergebnis einer solchen Ausbildung kann selbst dann, wenn der durchschnittliche Anschnitt einer Schraube groß ist, die Schraubengewindesteigung klein eingestellt werden, so daß die Reibungskraft gegen eine Schraubenlockerung durch die Anzahl der Gewindegänge erhöht werden kann, wodurch der Schraubenlockerungsblockierungseffekt intensiviert wird.
Wenn versucht wird, irgendeine Schraube der ersten–vierten Ausführungsformen mit irgendeiner Mutter der neunten–zwölften Ausführungsform zu befestigen, können die Schraube und die Mutter nicht aneinander befestigt werden, wenn die Breite des Gewindegangs der Schraube gleich der Breite der Schraubenrille wie normale Schrauben und Muttern ist, mit anderen Worten, wenn beide Flächen der Flanke immer einen Gleitkontakt mit beiden Flächen einer Gegenflanke aufnehmen können, es sei denn, der Gewindegang wird plastisch verformt. Daher ist in diesen Schrauben und Muttern die Breite der Schraubenrille größer als die Breite des Gewindegangs, mit anderen Worten wird vorausge setzt, daß nur die Druckseitenflanke einen Gleitkontakt aufrechterhält, während die Spielseitenflanke vollständig von der anderen Flanke getrennt ist. Selbst wenn es ein Spiel zwischen den Spielseitenflanken gibt, wird ein Spiel zwischen der Schraube und der Mutter während der Befestigung erzeugt, wenn jedoch die Schraube festgezogen wird, passen die Druckseitenflanken aufeinander mit einem Druck, so daß kein Problem bei der Anzugprozedur auftritt. Wenn eine Lockerung während der Befestigungsprozedur eine Verlegenheit verursacht, können die Druckseitenflanken mit einer Treibeinrichtung wie einer Feder getrieben werden aufeinander zu passen.
In der Kombination der obenerwähnten Schraube und Mutter ist eine relative Rotationsposition, in der etwas anderes in einem stabilen Zustand mit den beiden festgezogen werden kann, nicht jede kontinuierliche Position um 360° einer einzelnen Windung, sondern nur eine Rotationsposition, in dem eine Flanke in einem Abschnitt, dessen Schraubenanschnittwinkel sanft ist, und eine Flanke in einem Abschnitt, dessen Mutteranschnittwinkel sanft ist, zusammenpassen können. Dies ist ein Merkmalspunkt, der sich von einer gewöhnlichen Schraube und Mutter unterscheidet. Wenn dem Punkt Aufmerksamkeit geschenkt wird, daß die Schraube und die Mutter durch die Passung zwischen den Flanken in dem Abschnitt aneinander befestigt werden, dessen Anschnittwinkel sanft ist, wird zu einer Schlußfolgerung gelangt, daß ein Zweck erfüllt wird, wenn der Gewindegang irgendeiner der Schraube oder der Mutter nur in dem Abschnitt vorhanden ist, dessen Anschnittwinkel sanft ist. Der Grund ist, daß der Abschnitt, dessen Anschnittwinkel steil ist, nur eine Funktion zum Führen des anderen Gewindegangs hat. Folglich ist die Mehrgewindesteigungsmutter, deren Gewindegang teilweise fehlt, als die Erfindungen gemäß der dreizehnten–sechzehnten Ausführungsformen vorgeschlagen worden.
Die Mehrgewindesteigungsmutter gemäß der dreizehnten Ausführungsform, wobei der Gewindegang der Innenschraube außer in einem Teilabschnitt während einer einzelnen Windung längs der Spirallinie nicht vorhanden ist und Abschnitte aufweist, in denen der Gewindegang fehlt.
Als Ergebnis einer solchen Ausbildung wird die Herstellung der Mehrgewindesteigungsmutter erleichtert. Dies liegt daran, daß ein Werkzeug durch den fehlenden Abschnitt aufgenommen oder entfernt werden kann. Daß der fehlende Abschnitt vorhanden ist, bedeutet, daß der Gewindegang der Innenschraube nur teilweise vorhanden ist. Da eine feine Gewindegangbearbeitung nur an diesem Teilabschnitt durchgeführt wird, wird die Herstellung erleichtert.
Die Mehrgewindesteigungsmutter gemäß der vierzehnten Ausführungsform, wobei die Gewindegänge der Innenschraube nur an Positionen vorhanden sind, die bezüglich der Axiallinie der Schraube rotationssymmetrisch zueinander sind.
Als Ergebnis einer solchen Ausbildung wird die Kraft vom Gewindegang, die auf die Schraube ausgeübt wird, symmetrisch, so daß die Kraft, die auf die Schraube ausgeübt wird, nicht abgelenkt wird. Wenn zum Beispiel die Umfangslänge eines Gewindegangs kurz ist, selbst wenn es nur einen einzelnen Gewindegang gibt, wird die ausgeübte Kraft notwendigerweise abgelenkt, wodurch eine Kraft wirkt, die die Schraube und Mutter neigt. Dies ist nicht günstig. Wenn daher der Gewindegang symmetrisch ausgebildet ist, ist die ausgeübte Kraft symmetrisch.
Ferner setzt die vorliegende Erfindung eine mehrgängige Schraube und eine mehrgängige Mutter voraus. Wenn dies zum Beispiel auf die doppelgängige Schraube angewendet wird, wenn ein Muttergewindegang an einer Position vorhanden ist, die um 180° von jeder anderen entfernt ist, kommt jeder Gewindegang der Mutter mit einer Flanke jedes anderen Gewindegangs der Schraube in Kontakt, so daß leicht ein Kraftgleichgewicht zu erhalten ist. Im Fall einer dreifachgängigen Schraube sind die Gewindegänge der Mutter an Positionen vorhanden, die um 120° voneinander entfernt sind, wobei jeder der Mutter mit einer Flanke jedes anderen Gewindegangs der Schraube in Kontakt kommt, so daß leicht ein Kraftgleichgewicht zu erhalten ist.
Die Mehrgewindesteigungsmutter gemäß der fünfzehnten Ausführungsform, wobei der Gewindegang der Innenschraube nur mit einem Abschnitt ausgebildet ist, in dem der Anschnittwinkel null (eben) ist, und wenn die Flanke des Gewindegangs der Innenschraube einen Plankontakt mit der Druckseitenflanke in einem Abschnitt aufrechterhält, in dem der Anschnittwinkel des Gewindegangs einer Außenschraube null ist, ein Ende des Gewindegangs der Innenschraube einen linearen Kontakt mit einer Position, deren Phase abgelenkt ist (Position, die einen anderen Rotationswinkel aufweist) auf einer Spielseitenflanke der Außenschraube aufrechterhält.
Diese Ausführungsform kann leicht verstanden werden, wenn auf die 8(D) (E) und 16 bezug genommen wird. Wenn die Gewindegänge der Innenschraube intermittierend vorhanden sind, kann sich die stufenförmige Schraube nicht drehen, so daß sie nicht befestigt werden kann, wenn die Gewindegangflanken sowohl die Druckseite als auch die Spielseite in derselben Phase berühren. Aus diesem Grund wird die Breite des Gewindegangs der Innenschraube kleiner als die Breite der Schraubenrille einer Außenschraube eingestellt. Indem dieser schmale Gewindegang der Innenschraube in die Richtung ausgedehnt wird, die die Phase verzögert, nimmt der Endabschnitt auf der Spielseitenflanke des Gewindegangs der Innenschraube einen linearen Kontakt mit der Spielseitenflanke an einer Position auf, wo die Phase der Außenschraube nacheilt. Das heißt, die Spielseitenflanken nehmen einen linearen Kontakt miteinander auf, wobei die Funktion der Spielseitenflanke der Führung des Gewindegangs der Innenschraube ausgeübt wird.
Daher nimmt als Ergebnis einer solchen Ausbildung selbst dann, wenn die Breite des Gewindegangs der Innenschraube kleiner als jene der Schraubenrille der Außenschraube ist, trotz der stufenförmigen Schraube das Ende der Spielseitenflanke der Innenschraube Gleitkontakt mit der Spielseitenflanke der Außenschraube auf und führt ohne anzutreiben. Folglich können die Außenschraube und die Innenschraube ohne jede Lockerung aneinander befestigt werden.
Die Mehrgewindesteigungsmutter gemäß der sechzehnten Ausführungsform, wobei der Gewindegang der Innenschraube Abschnitte, in denen der Anschnittwinkel null (eben) ist, und Abschnitte aufweist, in denen der Anschnittwinkel steil ist, wobei diese Abschnitte kontinuierlich sind, und in einer Phase, wo die Flanke des Gewindegangs der Innenschraube Kontakt mit der Flanke des Gewindegangs der Außenschraube aufnimmt, die Druckseitenflanke der Außenschraube einen Plankontakt mit der Spielseitenflanke an einer Position aufrechterhält, deren Phase abgelenkt ist (Position, die einen anderen Rotationswinkel aufweist).
Diese Ausführungsform wird leicht verstanden, wenn auf die 8(A), (B), (C) und 18 bezug genommen wird. In diesen ist die Endfläche des Gewindegangs der Innenschraube nicht rechtwinklig, sondern weist eine Steigung auf, die dem Abschnitt, dessen Anschnittwinkel steil ist, an einem Abschnitt entspricht, dessen Phase abgelenkt ist (irgendeiner eines Abschnitts, dessen Phase voreilt oder nacheilt oder beides tut).
Als Ergebnis einer solchen Ausbildung nimmt die Steigung, die dem Abschnitt, dessen Anschnittwinkel steil ist, des Gewindegangs der Innenschraube entspricht, Gleitkontakt mit der Spielseitenflanke der Außenschraube auf, wenn es sich um den Abschnitt handelt, dessen Phase nacheilt. Wenn es sich um den Abschnitt handelt, dessen Phase voreilt, nimmt diese Steigung Gleitkontakt mit der Druckseitenflanke der Außenschraube auf und führt die Mutter. Folglich können trotz der stufenförmigen Schraube die Außenschraube und die Innenschraube ohne jede Lockerung aneinander befestigt werden, selbst wenn die Mutter nicht mit einer Feder getrieben wird. Da ferner der Plankontakt hergestellt wird, wird eine hohe Haltbarkeit sichergestellt.
Der Gewindegang der Schraube und der Gewindegang der Mutter sind gegenseitig ergänzend, und es gibt kein Problem, wenn diese Funktionen ausgetauscht werden. Obwohl in den obigen drei zehnten–sechzehnten Ausführungsformen ein Beispiel beschrieben worden ist, daß der Gewindegang der Mutter intermittierend ausgebildet ist, ist es theoretisch möglich, den Gewindegang der Mutter kontinuierlich und den Gewindegang der Schraube intermittierend auszubilden. Folglich werden die fünften–achten Ausführungsformen als jene vorgeschlagen, die den dreizehnten–sechzehnten Ausführungsformen entsprechen.
Die Mehrgewindesteigungsschraube gemäß der fünften Ausführungsform, wobei der Gewindegang der Schraube außer in einem Teilabschnitt während einer einzelnen Windung längs der Spirallinie nicht vorhanden ist und Abschnitte aufweist, in denen der Gewindegang fehlt.
Die Mehrgewindesteigungsschraube gemäß der sechsten Ausführungsform, wobei die Gewindegänge der Schraube nur an Positionen vorhanden sind, die bezüglich der Axiallinie der Schraube rotationssymmetrisch zueinander sind.
Die Mehrgewindesteigungsschraube gemäß der siebenten Ausführungsform, wobei der Gewindegang der Schraube nur mit einem Abschnitt ausgebildet ist, in dem der Anschnittwinkel null (eben) ist, und wenn die Flanke des Gewindegangs der Schraube einen Plankontakt mit der Druckseitenflanke in einem Abschnitt aufrechterhält, in dem der Anschnittwinkel des Gewindegangs einer Innenschraube null ist, ein Ende des Gewindegangs der Schraube einen linearen Kontakt mit einer Position, deren Phase abgelenkt ist (Position, die einen anderen Rotationswinkel aufweist) an einer Spielseitenflanke der Innenschraube aufrechterhält.
Die Mehrgewindesteigungsschraube gemäß der achten Ausführungsform, wobei der Gewindegang der Schraube Abschnitte, in denen der Anschnittwinkel null (eben) ist, und Abschnitte aufweist, in denen der Anschnittwinkel steil ist, wobei diese Abschnitte kontinuierlich sind, und in einer Phase, wo die Flanke des Gewindegangs der Schraube Kontakt mit der Flanke des Gewindegangs der Innenschraube aufnimmt, die Druckseitenflanke der Innenschraube einen Plankontakt mit der Spielseitenflanke an einer Position aufrechterhält, deren Phase abgelenkt ist (Position, die einen anderen Rotationswinkel aufweist).
Durch die Befestigung der Mehrgewindesteigungsschraube an der oben beschriebenen Mehrgewindesteigungsmutter kann die Vorschubspindelvorrichtung aufgebaut werden. Um die Vorschubspindelvorrichtung aufzubauen, müssen sowohl der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsschraube als auch der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsmutter kontinuierlich sein, oder mindestens einer von ihnen muß kontinuierlich sein. Außerdem wird eine Ausführungsform, in der die Mehrgewindesteigungsschraube den kontinuierlichen Gewindegang aufweist, während die Mehrgewindesteigungsmutter den kontinuierlichen Gewindegang und die Mehrgewindesteigungsmutter den intermittierenden Gewindegang aufweist, als die Erfindung der siebzehnten Ausführungsform angesehen. Außerdem wird eine Ausführungsform, in der die Mehrgewindesteigungsschraube den intermittierenden Gewindegang aufweist, während die Mehrgewindesteigungsmutter den kontinuierlichen Gewindegang aufweist, als die Erfindung der achtzehnten Ausführungsform angesehen. Von den Erfindungen der siebzehnten Ausführungsform gilt die Ausführungsform, die vom Standpunkt der praktischen Verwendung wichtig ist, als die Ausführungsform, in der die Mehrgewindesteigungsschraube den kontinuierlichen Gewindegang aufweist, während die Mehrgewindesteigungsmutter den intermittierenden Gewindegang aufweist.
Gemäß der siebzehnten Ausführungsform wird eine Vorschubspindelvorrichtung bereitgestellt, wobei die in einem der Ansprüche 1–4 beschriebene Mehrgewindesteigungsschraube und die in einem der Ansprüche 9–16 beschriebene Mehrgewindesteigungsmutter kombiniert sind.
Als Ergebnis einer solchen Ausbildung können die Mehrgewindesteigungsschraube, die den kontinuierlichen Gewindegang aufweist, und die Mehrgewindesteigungsmutter, die den kontinuierlichen oder intermittierenden Gewindegang aufweist, aneinander befestigt werden, wodurch es ermöglicht wird, die Vorschubspindelvorrichtung aufzubauen. Es wird infolge des Vorhandenseins des Abschnitts, dessen Anschnittwinkel steil ist, sichergestellt, daß ein durchschnittlicher Anschnitt groß ist, während ein komfortabler Vorschub mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird. Ferner ermöglicht der Kontakt durch einen Abschnitt, dessen Anschnittwinkel sanft ist, daß intermittierend eine Selbstsicherung erzielt wird. Daher ist dies als eine Vorschubspindelvorrichtung einer elektrischen Automobilsitzverstellung vorzuziehen.
Da insbesondere die Vorschubspindelvorrichtung, in der die Mehrgewindesteigungsmutter der Erfindung der fünfzehnten oder sechzehnten Ausführungsform kombiniert ist, es ermöglicht, daß die Spielseitenflanke des Gewindegangs der Mutter durch den linearen Kontakt oder den Plankontakt zur Führung Gleitkontakt mit der Spielseitenflanke der Schraube aufnimmt, gibt es einen solchen Effekt, daß sie ohne jede Lockerung glatt vorgeschoben werden kann, selbst wenn überhaupt keine Treibeinrichtung wie eine Feder verwendet wird.
Gemäß der achtzehnten Ausführungsform wird ein Vorschubspindelmechanismus bereitgestellt, wobei die in einem der Ansprüche 5–8 beschriebene Mehrgewindesteigungsschraube und die in einem der Ansprüche 9–12 beschriebene Mehrgewindesteigungsmutter kombiniert werden. Dies ist eine Vorschubspindelvorrichtung, die durch Austauschen der Schraube mit der Mutter in der Erfindung der siebzehnten Ausführungsform erhalten wird.
Es wird eines der Verfahren zum Herstellen einer Mehrgewindesteigungsmutter vorgeschlagen, die eine Innenschraube aufbaut, die den intermittierenden Gewindegang aufweist. Ein Mehrgewindesteigungsmutterherstellungsverfahren zum Herstellen der Mutter, die in der neunzehnten Ausführungsform beschrieben wird, das aufweist:
einen Elementbildungsschritt zum Bilden eines Elementplattenmaterials, in dem ein Loch, das einer Schraubenrille einer Schraube der Mehrgewindesteigungsmutter entspricht, gebohrt wird, und das einen Gewindegangvorsprung aufweist, der einem Teil des Gewindegangs der Mutter entspricht, der vom Umfang des Lochs zur Mitte des Lochs vorsteht; und
ein Stapelschritt zum Stapeln der Elementplattenmaterialien, so daß sie integral fixiert werden.
Folglich kann die Mutter ohne eine komplizierte Lochschneidearbeit durch einen Mutterrohling hergestellt werden, in dem ein vorbereitetes Schraubenloch hergestellt wird. Zum Beispiel wird zuerst ein Elementplattenmaterial gebildet, in dem, wie in 15 gezeigt, ein Gewindegangvorsprung, der einem Teil des Gewindegangs der Innenschraube entspricht, vom Umfang des Lochs zur Mitte des Lochs vorsteht. Das in 15 gezeigte Elementplattenmaterial ist leicht herzustellen, da dies keine Herstellung eines Lochs im Mutterrohling, sondern im Grunde eine Plattenbearbeitung ist. Danach werden die Elementplattenmaterialien über einen in 10 gezeigten Abstandshalter gestapelt und miteinander verbunden. Es ist möglich, als Mittel zur Verbindung das Festziehen mit einem normalen Bolzen und einer Mutter, Schweißen, Verbinden mit einem Klebemittel und dergleichen zu erwägen. Durch das Stapeln kann eine Mehrgewindesteigungsmutter mit mehreren Stufen von inneren Gewindegängen, die nur gestapelt sind, hergestellt werden.
Gemäß dieses Herstellungsverfahrens kann das Elementplattenmaterial im Grunde durch Bearbeiten eines plattenförmigen Materials durch Stanzen und dergleichen hergestellt werden, und es ist überhaupt keine komplizierte Schneidearbeit, wie Rillen notwendig. Folglich gibt es einen solchen ausgezeichneten Effekt, daß eine große Anzahl der Mehrgewindesteigungsmuttern bereitgestellt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Mehrgewindesteigungsschraube einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Mehrgewindesteigungsmutter zeigt, die an der in 1 gezeigten Mehrgewindesteigungsschraube befestigt werden soll;
3 ist eine Vorderansicht, die durch Herausziehen konzeptionell nur die Gewindegänge der in 2 gezeigten Mehrgewindesteigungsschraube zeigt;
4 ist eine Vorderansicht, die den Zustand zeigt, in dem die in 2 gezeigte Mehrgewindesteigungsschraube an der in 1 gezeigten Mehrgewindesteigungsschraube befestigt ist;
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine zweite Mehrgewindesteigungsmutter zeigt;
6 ist eine Vorderansicht, die die Mehrgewindesteigungsvorschubspindel zeigt, die an der zweiten Mehrgewindesteigungsmutter befestigt werden soll;
7 ist ein Entwicklungsdiagramm, das die Entwicklung der Gewindegangform und des Anschnitts der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel über 360° zeigt;
8 ist eine Vorderansicht, die den Befestigungszustand zwischen der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel und verschiedenen Mehrgewindesteigungsmuttern zeigt;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die das Elementplattenmaterial einer vierten Mehrgewindesteigungsmutter zeigt;
10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Abstandshalter zeigt, der ein Element der Mehrgewindesteigungsmutter ist;
11 ist ein Entwicklungsdiagramm, das einen Entwicklungszustand einer Befestigung zwischen dem Gewindegang der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel und dem Gewindegangvorsprung der vierten Mehrgewindesteigungsmutter zeigt;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine doppelgängige Mehrgewindesteigungsschraube zeigt;
13 ist eine Vorderansicht, die die doppelgängige Mehrgewindesteigungsschraube zeigt, die erhalten wird, indem die doppelgängige Mehrgewindesteigungsschraube auf eine Vorschubspindel angewendet wird;
14 ist ein Entwicklungsdiagramm, das die Entwicklung der Gewindegangform und des Anschnitts der doppelgängigen Schraube der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsschraube über 360° zeigt;
15 ist eine perspektivische Ansicht, die das Elementplattenmaterial der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter zeigt, die an der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsvorschubspindel befestigt werden soll;
16 ist ein Entwicklungsdiagramm, das einen Entwicklungszustand einer Befestigung zwischen der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter zeigt, die aus dem Elementplattenmaterial der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter und der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsschraube besteht;
17 ist eine perspektivische Ansicht, die das Elementplattenmaterial der zweiten doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter zeigt;
18 ist ein Entwicklungsdiagramm, das die Entwicklung des Befestigungszustands zwischen der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter zeigt, das aus dem zweiten Elementplattenmaterial der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter und der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsschraube besteht; und
19 ist eine Vorderansicht, die einen Stufensicherungsbolzen zeigt, der eine herkömmliche Technik ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Mehrgewindesteigungsschraube 10 der ersten Ausführungsform zeigt. Es ist ein Gewindegang 12 längs einer Spirallinie an einem zylindrischen Schaftabschnitt 11 ausgebildet. Der Gewindegang 12 ist ein trapezförmiger Gewindegang, in dem sich ebene Abschnitte 12a, deren Anschnittwinkel null ist, und Abschnitte 12b, deren Anschnittwinkel steil ist, auf seiner Flanke kontinuierlich ab wechseln. Nachstehend wird der ebene Abschnitt 12a als ebener Abschnitt 12a bezeichnet, während der steile Abschnitt 12b als Steigungsabschnitt 12b bezeichnet wird. Wie in einer Voreilungsseitenflanke, sind der ebene Abschnitt 12c und der Steigungsabschnitt 12d an der Anschlußseitenflanke vorhanden. Der ebene Abschnitt 12a und der Steigungsabschnitt 12b kommen abwechselnd alle 1/16 Windungen vor, was erhalten wird, indem eine einzelne Umdrehung längs der Spirallinie durch 16 geteilt wird, das heißt alle 22,5°. Daher kommt es dazu, daß der durchschnittliche Anschnittwinkel dieser Schraube die Hälfte der Steigung des Steigungsabschnitts 12b beträgt.
Wie aus derselben Figur deutlich wird, ist die Breite der Schraubenrille im Vergleich zur Breite des Gewindegangs 12 außergewöhnlich groß. Der Grund dafür ist es zu ermöglichen, daß eine Mutter mit einem kontinuierlichen Gewindegang, in dem die ebenen Abschnitte und die Steigungsabschnitte abwechselnd vorkommen, befestigt werden kann. Zum Beispiel ist sie so aufgebaut, daß der Durchmesser des Schaftabschnitts 11 ø 13,7 mm beträgt, die Breite des Gewindegangs 12 4 mm beträgt, die Höhe des Gewindegangs 12 3 mm beträgt, die Breite der Schraubenrille 12 mm beträgt und der durchschnittliche Anschnitt der Schraube 10 16 mm beträgt. Eine solche Mehrgewindesteigungsschraube 10 kann leicht durch Walzen hergestellt werden.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Mehrgewindesteigungsmutter 20 zeigt, die an der Mehrgewindesteigungsschraube 10 befestigt werden soll, die in 1 gezeigt wird. Die Mehrgewindesteigungsmutter 20 ist eine quadratische Mutter, in deren Mitte ein Schraubenloch 21 hergestellt ist. Im Schraubenloch 21 ist eine Schraubenrille eingeschnitten, so daß ein Innengewindegang 22 ausgebildet ist.
3 ist eine Vorderansicht, die durch Herausziehen konzeptionell nur die Gewindegänge der in 2 gezeigten Mehrgewindesteigungsschraube 20 zeigt. Der Gewindegang 22 ist ein trapezförmiger Gewindegang, in dem sich ebene Abschnitte 22a, deren Anschnittwinkel null ist, und Abschnitte 22b, deren An schnittwinkel steil ist, auf seiner Flanke kontinuierlich abwechseln. Nachstehend wird der ebene Abschnitt 22a als ebener Abschnitt 22a bezeichnet, während der steile Abschnitt 22b als Steigungsabschnitt 22b bezeichnet wird. Wie in einer Voreilungsseitenflanke sind der ebene Abschnitt 22c und der Steigungsabschnitt 22d auf der Anschlußseitenflanke vorhanden. Der ebene Abschnitt 22a und der Steigungsabschnitt 22b kommen abwechselnd alle 1/16 Windungen vor, was erhalten wird, indem eine einzelne Umdrehung längs der Spirallinie durch 16 geteilt wird, das heißt alle 22,5°. Folglich beträgt der durchschnittliche Anschnittwinkel der Innenschraube die Hälfte der Steigung des Steigungsabschnitts 22b. Dieser Anschnitt und diese Gewindesteigung passen zu jenen der Mehrgewindesteigungsschraube 10, die in 1 gezeigt. Dies liegt daran, daß die Befestigung zwischen der Mehrgewindesteigungsschraube 10 und der Mehrgewindesteigungsmutter 20 ermöglicht wird.
Die ebenen Abschnitte 22a, 22c und die Steigungsabschnitte 22b, 22d der Innenschraube sind in einer Form und Abmessung aufgebaut, die den ebenen Abschnitten 12a, 12c und den Steigungsabschnitten 12b, 12d des Gewindegangs 12 der Mehrgewindesteigungsschraube 10 entsprechen. Der abstrakte Außendurchmesser (genauer gesagt, der Innendurchmesser der Schraubenrille) des Gewindegangs 22 der Mutter 20 beträgt ø 20,3 mm, und die Höhe des Gewindegangs 22 beträgt 3 mm. Die Breite des Gewindegangs 22 beträgt 9,4 mm, und die Breite der Schraubenrille beträgt 6,6 mm. Die Dicke (Höhe in der Figur) der Mutter 20 beträgt 38,6 mm. Die Breite (6,6 mm) der Schraubenrille ist größer als die Breite (4 mm) des Gewindegangs 12 der Außenschraube 10 eingestellt. Der Grund dafür ist, daß die Befestigung zwischen der Mehrgewindesteigungsschraube 10, die den ebenen Abschnitt aufweist, und der Mehrgewindesteigungsmutter 20 ermöglicht wird. Eine solche Mehrgewindesteigungsmutter 20 kann durch Rillen in einen Mutterrohling, der ein vorbereitetes Loch aufweist, durch eine numerisch gesteuerte Schneidbearbeitung hergestellt werden. Alternativ wird der Mutterrohling längs der Axialrichtung in Hälften geteilt, jeder geteilte Mutterrohling wird einer Bearbeitung wie Stanzen unterzogen, um den Gewindegang 22 zu bilden, und danach werden die Hälften zusammengefügt.
4 ist eine Vorderansicht, die den Zustand zeigt, in dem die in 2 gezeigte Mehrgewindesteigungsmutter 20 an der in 1 gezeigten Mehrgewindesteigungsschraube 10 befestigt ist. Es wird vorausgesetzt, daß die Mehrgewindesteigungsschraube 10 einen Kopf auf der linken Seite dieser Figur aufweist. Um den Befestigungszustand deutlich auszudrücken, wird die Mehrgewindesteigungsmutter 20 als ein konzeptionelles abstraktes Objekt dargestellt, das nur den in gezeigten 3 Gewindegang 22 aufweist. 4(A) zeigt einen Zustand, in dem der Gewindegang 12 der Mehrgewindesteigungsschraube 10 und der Gewindegang 22 der Mehrgewindesteigungsmutter 20 nur so aneinander befestigt sind, daß sie keine Kräfte aufeinander ausüben. In diesem Zustand ist sowohl auf der Voreilungsseitenflanke als auch der Anschlußseitenflanke ein Spalt zwischen der Flanke des Gewindegangs 12 der Mehrgewindesteigungsschraube 10 und der Flanke des Gewindegangs 22 der Mehrgewindesteigungsmutter 20 vorhanden.
4(B) zeigt einen Fall, wo mit einer (nicht gezeigten) Federeinrichtung eine treibende Kraft auf die Mehrgewindesteigungsmutter 20 in die Richtung eines Pfeils F1 ausgeübt wird. In diesem Fall paßt die Druckseitenflanke des Gewindegangs 22 der Mehrgewindesteigungsmutter 20 zur Druckseitenflanke des Gewindegangs 12 der Mehrgewindesteigungsschraube 10, so daß ein Spalt L, der in derselben Figur angezeigt wird, zwischen den Spielseitenflanken beider Gewindegänge 12, 22 erzeugt wird. Angenommen, es wird in diesem Zustand eine starke Kraft auf die Mehrgewindesteigungsmutter 20 in die Richtung des Pfeils F1 längs der. Axialrichtung ausgeübt. In diesem Fall wird eine Kraftkomponente erzeugt, die infolge eines Kontakts zwischen den Steigungsabschnitten der Druckseitenflanken versucht, die Mehrgewindesteigungsschraube 10 zu drehen. Jedoch wird eine Reibungskraft F, die proportional zu einer Kraft N ist, von F = μN (μ ist ein Reibungskoeffizient und N ist eine Kraft in die Axialrichtung) infolge eines Kontakts zwischen den ebenen Abschnitten der Druckseitenflanken im ebenen Abschnitt erzeugt. Die Reibungskraft F ist immer stärker als die Kraftkomponente vom Steigungsabschnitt, die versucht, die Mehrgewindesteigungsschraube 10 zu drehen.
Selbst wenn daher die starke Kraft in die Richtung des Pfeils F1 längs der Axialrichtung ausgeübt wird, wird die Mehrgewindesteigungsschraube 10 niemals gedreht, und ihre Position wird beibehalten. Das heißt, die Selbstsicherung ist aktiviert.
Wenn die Mehrgewindesteigungsschraube 10 aus diesem Zustand leicht nach links gedreht wird, wird der in 4(C) gezeigte Zustand erhalten. Unter dieser Bedingung werden bei den Druckseitenflanken der Gewindegänge 12, 22 der Mehrgewindesteigungsschraube 10 und der Mehrgewindesteigungsmutter 20 die Steigungsabschnitte aus dem Kontaktzustand gelöst. Da jedoch die ebenen Abschnitte im Kontaktzustand bleiben, behält die Mehrgewindesteigungsmutter 20 ihre axiale Position bei, so daß sie sich nicht bewegt. Wenn ferner die Mehrgewindesteigungsschraube 10 nach links gedreht wird, wird der in 4(D) gezeigte Zustand erreicht. Unter dieser Bedingung bleiben die jeweiligen Gewindegänge 12, 22 durch eine Kante, wo der ebene Abschnitt der Druckseitenflanke jedes der Gewindegänge 12, 22 in den Steigungsabschnitt wechselt, in Kontakt miteinander. Obwohl dies ein unstabiler Zustand ist, bewegt sich die Mehrgewindesteigungsmutter 20 nicht bis zu dieser Rotationsposition. Wenn die Mehrgewindesteigungsschraube 10 weiter nach links gedreht wird, wird der in 4(E) gezeigte Zustand erreicht. Bei diesem Zustand bleiben die Steigungsabschnitte der Druckseitenflanke der jeweiligen Gewindegänge 12, 22 in Kontakt miteinander, während die ebenen Abschnitte aus dem Kontaktzustand gelöst werden. Dann wird mit einer Rotation der Mehrgewindesteigungsschraube 10 die Mehrgewindesteigungsmutter 20 in die Axialrichtung vorgeschoben. Unterdessen ist die Selbstsicherung nicht aktiviert, da die Steigung der Flanke steil ist.
Wenn die Mehrgewindesteigungsschraube 10 nach links gedreht wird, wird der in 4(B) gezeigte Zustand wiedererlangt. In diesem Fall werden die ebenen Abschnitte und Steigungsabschnitte, die in der Druckseitenflanke der jeweiligen Gewindegänge 12, 22 in Kontakt gehalten werden, um eins abgelenkt, so daß es dazu kommt, daß sich die Mehrgewindesteigungsmutter 20 axial nur um einen Abstand in die axiale Richtung nach rechts bewegt, der einem ebenen Abschnitt entspricht, der über einem Steigungsabschnitt benachbart ist. Das heißt, die Mehrgewindesteigungsmutter 20 wird nicht kontinuierlich einer Rotation der Mehrgewindesteigungsschraube 10 folgend vorgeschoben, sondern sie wird nur schrittweise vorgeschoben, wenn die in 4(E) gezeigte Rotationsposition erreicht ist. Mit anderen Worten wiederholt sich bei der Rotation der Mehrgewindesteigungsschraube 10, daß die Mehrgewindesteigungsmutter 20 intermittierend vorgeschoben und gestoppt wird. Wenn unterdessen die Rotation der Mehrgewindesteigungsschraube 10 stoppt, stoppt sie so, daß die ebenen Abschnitte miteinander Kontakt halten, wobei sie eine Kraft stabilisieren, die auf die Mehrgewindesteigungsmutter 20, wie in 4(B), 4(C) gezeigt, infolge einer Reaktionskraft des Antriebssystems oder einer Triebkraft der Feder zum Treiben der Mehrgewindesteigungsmutter 20 in eine axiale Richtung ausgeübt wird. In diesem Zustand ist die Selbstsicherung aktiviert.
Obwohl in der obigen Erläuterung ein Fall, wo die Mehrgewindesteigungsmutter 20 nach rechts vorgeschoben wird, indem die Mehrgewindesteigungsschraube 10 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, beschrieben worden ist, um das Verständnis beruhend auf der Zeichnung zu erleichtern, passiert dasselbe, wenn die Mehrgewindesteigungsmutter 20 in der Figur nach links vorgeschoben wird, indem die Mehrgewindesteigungsschraube 10 im Uhrzeigersinn gedreht wird, oder sie im Fall einer Festspannvorrichtung in die Festspannrichtung gedreht wird. Im Fall einer Rotation nach rechts ändert sich der Zustand in der Reihenfolge 4(B)-4(E)-4(D)-4(C)-4(B). Ob wohl ein Beispiel beschrieben worden ist, daß die Mehrgewindesteigungsmutter 20 vorgeschoben wird, indem die Mehrgewindesteigungsschraube 10 gedreht wird, ist deutlich, daß dasselbe gesagt werden kann, wenn die Mehrgewindesteigungsmutter 20 gedreht wird.
Obwohl in der obigen Beschreibung festgestellt wird, daß die Mehrgewindesteigungsmutter 20 mit einer Rotation der Mehrgewindesteigungsschraube 10 schrittweise vorgeschoben wird, ist dies in den meisten Fällen kein Problem, wenn sie als eine Vorschubspindelvorrichtung verwendet wird. Wenn zum Beispiel vorausgesetzt wird, daß diese auf eine elektrische Fahrzeugsitzverstellung anwendet wird, wird die Mehrgewindesteigungsschraube 10 mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 5 Umdrehungen/Sekunde angetrieben. Da die ebenen Abschnitte und Steigungsabschnitte der Flanke in einem Zustand aufgebaut sind, wo eine einzelne Windung durch 16 geteilt ist, wird sie mit einer Frequenz von 8 × 5 = 40 Mal pro Sekunde vorgeschoben, so daß sie im wesentlichen mit einem durchschnittlichen Anschnitt des Steigungsabschnitts und ebenen Abschnitts der jeweiligen Gewindegänge 12, 22 glatt vorgeschoben wird.
Obwohl für die oben beschriebene Ausführungsform die Vorschubspindelvorrichtung erwähnt worden ist, die die Mehrgewindesteigungsschraube 10 und die Mehrgewindesteigungsmutter 20 aufweist, kann man sich als eine zweite Ausführungsform eine Festspannvorrichtung vorstellen, die die Mehrgewindesteigungsschraube 10 und die Mehrgewindesteigungsmutter 20 aufweist. In diesem Fall wird infolge einer Reaktionskraft infolge einer elastischen Verformung eines Objekts, das festgespannt werden soll, eine starke Kraft, die mit einem Pfeil F1 in 4(B) angezeigt wird, auf die Mehrgewindesteigungsmutter 20 ausgeübt. Folglich kann sie nicht stabil in dem Zustand bleiben, in dem nur die Steigungsabschnitte der Flanke Kontakt miteinander aufnehmen, wie in den 4(E), 4(D) gezeigt, und sie behält nur dann einen stabilen Zustand bei, wenn die ebenen Abschnitte auf der Flanke festen Kontakt miteinander aufnehmen, wie in den 4(B), 4(C) gezeigt. Bei diesem Zustand wird infolge des festen Kontakts zwischen den ebenen Abschnitten der Flanke eine starke Rotationswiderstandsreibungskraft erzeugt, so daß es möglich ist, eine Mehrgewindesteigungsschraube und eine Mehrgewindesteigungsmutter bereitzustellen, die nicht infolge einer Vibration oder dergleichen gelockert werden und eine sehr zuverlässige Einspannung sicherstellen. In dem Fall, wo die Mehrgewindesteigungsschraube 10 und die Mehrgewindesteigungsmutter 20 nicht als eine Vorschubspindelvorrichtung, sondern als eine Festspannvorrichtung verwendet werden, ist der durchschnittliche Anschnitt der Mehrgewindesteigungsschraube 10 zu groß, wenn er auf 16 mm eingestellt ist. Wenn der durchschnittliche Anschnitt auf etwa 2 mm, wie gewöhnliche Schrauben eingestellt wird, tritt der Zustand, in dem die ebenen Abschnitte der Flanke miteinander in einem festen Kontakt bleiben, alle 2/8 mm auf, so daß es möglich ist, eine Festspannvorrichtung bereitzustellen, die kein Problem für den tatsächlichen Gebrauch aufweist.
Ferner kann die Mehrgewindesteigungsschraube 10 und die Mehrgewindesteigungsmutter 20, deren durchschnittlicher Anschnitt auf einen kleinen Wert eingestellt ist, auch als eine Einstellschraube verwendet werden. Unter Verwendung der Mehrgewindesteigungsschraube 10 und der Mehrgewindesteigungsmutter 20, die einen kleinen durchschnittlichen Anschnitt aufweisen, wird die Mehrgewindesteigungsmutter 20 an einem Gerät oder einer Vorrichtung fixiert, und die Mehrgewindesteigungsschraube 10 wird daran befestigt. Wenn diese zum Beispiel als eine Einstellschraube zur Sicherung der horizontalen Ebene für ein Pult, einen Tisch, einen Kühlschrank oder dergleichen verwendet wird, kann sie leicht eingestellt werden, und ferner ist sie als eine Einstellschraube verfügbar, die niemals eine Störung erleidet.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Gewindegang 22 der Innenschraube der Mehrgewindesteigungsmutter 20 kontinuierlich längs der Spirallinie ausgebildet. Um folglich die Gewindegänge 12, 22, die jeweils die ebenen Abschnitte 12a, 22a und die Steigungsabschnitte 12b, 22b aufweisen, aneinander zu befestigen, ist es notwendig, einen Spalt (Spiel) zwischen dem Gewindegang 12 der Mehrgewindesteigungsschraube 10 und dem Gewindegang 22 der Mehrgewindesteigungsmutter bereitzustellen, wie in 4(A) gezeigt. Wenn der Mehrgewindesteigungsmutter 20 Aufmerksamkeit geschenkt wird, wobei ihre Arbeitsweise in einer Rotationsposition, die es ermöglicht, daß die Selbstsicherung aktiviert wird, wenn sie als Vorschubspindelvorrichtung verwendet wird, und die Arbeitsweise an der Rotationsposition betrachtet wird, die es ermöglicht, daß die Selbstsicherung aktiviert wird, wenn sie als Festspannvorrichtung verwendet wird, wird wahrgenommen, daß, wie in 3 gezeigt, nur der ebene Abschnitt 22a des Gewindegangs 22 der Mehrgewindesteigungsmutter 20 aktiviert wird, während der Steigungsabschnitt 22b keine Funktion ausübt. Der Steigungsabschnitt 22b dient nur als Führung, wenn die Mehrgewindesteigungsschraube 10 gedreht wird.
Das heißt, es wird schließlich gefolgert, daß das, was als der Gewindegang 22 der Mehrgewindesteigungsmutter 20 absolut notwendig ist, nur der ebene Abschnitt 22a ist. Wenn dann die Vorstellung umgedreht wird, kann die Funktion wohl selbst dann erhalten werden, wenn der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsmutter diskontinuierlich ausgebildet ist, wobei nur der ebene Abschnitt übrig bleibt. Das heißt, der Gewindegang der Innenschraube ist nur in einem Intervall einer einzelnen Windung längs der Spirallinie vorhanden, so daß der Gewindegang fehlende Abschnitte aufweist. Ferner kann solange eine Festigkeit als der Gewindegang ermöglicht wird, selbst wenn alle acht ebenen Abschnitte, die durch Teilen einer einzelnen Windung durch 16 längs der Spirallinie erhalten werden, nicht vorhanden sind, die Funktion aufrechterhalten werden, wenn einige von ihnen vorhanden sind. Es ist vorzuziehen, daß die restlichen Abschnitte des Gewindegangs vom Standpunkt, eine Kraft ins Gleichgewicht zu bringen, die auf die Mehrgewindesteigungsmut ter ausgeübt wird, an symmetrischen Positionen bezüglich der Mitte der Axiallinie der Schraube angeordnet sind.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die die zweite Mehrgewindesteigungsmutter 30 zeigt. 5(A) ist eine perspektivische Ansicht davon und 5(B) ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere zeigt. Die zweite Mehrgewindesteigungsmutter 30 ist eine quadratische Mutter, die ein Schraubenloch 31 in der Mitte aufweist. Es sind fünf Gewindegangvorsprünge 32 im Schraubenloch 31 ausgebildet. Dieser Gewindegangvorsprung 32 ist so ausgebildet, als wäre nur ein Teil der ebenen Abschnitte 22a, 22c des Gewindegangs der in 3 gezeigten Innenschraube übrig. Von den Gewindegangvorsprüngen 32 sind drei auf der linken Seite dieser Figur ausgebildet, während zwei auf der rechten Seite ausgebildet sind, und die rechten/linken Gewindegangvorsprünge 32 sind bezüglich der Axiallinie des Gewindegangs an symmetrischen Positionen ausgebildet, so daß sie voneinander um 180° getrennt sind. Die axiale Position jedes Gewindegangs 32 ist um eine Gewindesteigung abgelenkt. Eine solche Mehrgewindesteigungsmutter 30 kann hergestellt werden, indem eine ringförmige Rille in das vorbereitete Loch des Schraubenlochs 31 geschnitten wird, und danach seine innere Umfangsfläche mit einer geeigneten Breite längs der Axiallinie geschnitten wird.
6 ist eine Vorderansicht, die die Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 zeigt, die an der zweiten Mehrgewindesteigungsmutter 30 befestigt werden soll. Diese Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 wird für eine elektrische Automobilsitzverstellung verwendet. Diese Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 ist eine eingängige Mehrgewindesteigungsschraube, die so ausgebildet ist, daß der Anschnitt eines Gewindegangs 42 16 mm beträgt und der Hub etwa 200 mm beträgt. Der Außendurchmesser der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 (Außendurchmesser des Gewindegangs 42) beträgt ø 20 mm, der effektive Durchmesser beträgt ø 18 mm, und der Durchmesser des Schaftabschnitts 41 beträgt ø 13,7 mm.
7 ist ein Entwicklungsdiagramm, das die Entwicklung der Form des Gewindegangs 42 und des Anschnitts der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 über 360° zeigt. Die Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 weist einen trapezförmigen Schraubengewindegang auf, und der Durchmesser ihres Kerns beträgt ø 13,7 mm, der effektive Durchmesser beträgt ø 18,0 mm und der Außendurchmesser beträgt ø 20,0 mm. Die Gewindesteigung (Anschnitt) des Gewindegangs 42 beträgt 16 mm. Der Gewindegang 42 ist in die Umfangsrichtung gleichmäßig durch 16 geteilt, so daß ein ebener Abschnitt 42a, in dem der Anschnittwinkel des Gewindegangs 42 null ist, (der nachstehend als ebener Abschnitt 42a bezeichnet wird) und ein Abschnitt 42b, der eine steile Steigung mit einem Winkel von nahezu 30° ist, (der nachstehend als Steigungsabschnitt 42b bezeichnet wird) abwechselnd vorkommen. Folglich durchläuft der Gewindegang 42 eine einzelne Gewindesteigung durch acht Schritte.
8 ist eine Vorderansicht, die den Befestigungszustand zwischen der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 und verschiedenen Mehrgewindesteigungsmuttern zeigt. Die Mehrgewindesteigungsmutter ist eine Mehrgewindesteigungsmutter, in der der Gewindegang ihrer Innenschraube nur in einem Intervall vorhanden ist, so daß der Gewindegang fehlende Abschnitte aufweist. Es wird nicht die gesamte Mehrgewindesteigungsmutter wiedergegeben, sondern es wird nur ihr intermittierender Gewindegangvorsprungsabschnitt durch Herausziehen wiedergegeben, wie 3 bezüglich 2.
8(D) zeigt die Befestigung zwischen der zweiten Mehrgewindesteigungsmutter 30, die oben beschrieben und in 5 gezeigt wird, und der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40, die in 6 gezeigt wird. Um den Gewindegangvorsprung 32 der zweiten Mehrgewindesteigungsmutter 30 ist der ebene Abschnitt 32a der Voreilungsseitenflanke länger als der ebene Abschnitt 42a des Gewindegangs 42 an der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 und erstreckt sich in derselben Figur nach unten, während die Länge gleich einer Summe des ebenen Abschnitts 42a und des Steigungsabschnitts 42b der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 ist. Das heißt, diese ist 2/16 so lang wie der Umfang. Der Gewindegangvorsprung 32 ist dick ausgebildet, und diese Dicke ermöglicht, wenn der ebene Abschnitt 32a an der Voreilungsseitenflanke einen Gleitkontakt mit dem ebenen Abschnitt 42a des Gewindegangs 42 aufrechterhält, daß der ebene Abschnitt 32c der Anschlußflanke Kontakt mit dem ebenen Abschnitt 42c eines Gewindegangs 42 hält, der bezüglich der Phase um eins abgelenkt ist. Der Gewindegangvorsprung 32 ist wie dieser in einer quadratischen Form ausgebildet. Folglich hält in einer Rotationsposition, wo ein ebener Abschnitt 32a des Gewindegangvorsprungs 32 einen Gleitkontakt mit einem Teil des ebenen Abschnitts 42a auf der Voreilungsseite der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 aufrechterhält, der andere ebene Abschnitt 32c des Gewindegangvorsprungs 32 einen Gleitkontakt mit dem ebenen Abschnitt 42c auf der Anschlußseite der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 aufrecht. An der Rotationsposition, wo die zweite Mehrgewindesteigungsmutter 30 in die axiale Richtung gestoppt wird, wird die zweite Mehrgewindesteigungsmutter 30 durch einen Plankontakt geführt.
Wenn sich der Gewindegangvorsprung 32 dem Steigungsabschnitt 42b des Gewindegangs 42 der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 nähert, nehmen Kanten der ebenen Abschnitte 32a, 32c des Gewindegangvorsprungs 32 oder dessen Grat Kontakt mit den Steigungsabschnitten 42b, 42d des Gewindegangs 42 auf. Das heißt, in einer Rotationsposition, wo die zweite Mehrgewindesteigungsmutter 30 in die axiale Richtung vorgeschoben ist, nimmt der Grat des Gewindegangvorsprungs 32 einen linearen Kontakt mit den Steigungsabschnitten 42b, 42d auf, so daß die zweite Mehrgewindesteigungsmutter 30 geführt wird. Daher wird gemäß dieser Ausführungsform kein Spalt zwischen dem Gewindegang 42 und der Flanke der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 erzeugt, während sie in linearem Kontakt bleiben, und die Mehrgewindesteigungsmutter 30 kann ohne jedes Spiel vorgeschoben werden. Dies ist ein Vorteil, der in der ersten Ausfüh rungsform nicht gefunden worden ist, die in 4 beschrieben wird.
8(E) ist eine Vorderansicht, die den Zustand zeigt, daß die dritte Mehrgewindesteigungsmutter 50 und die Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 aneinander befestigt sind. Es sind neun Gewindegangvorsprünge 52 längs der Spirallinie alle 90° in der Mehrgewindesteigungsmutter 50 angeordnet. Die Gestaltung jedes Gewindegangvorsprungs 52 ist dieselbe wie jene des Gewindegangvorsprungs 32 der zweiten Mehrgewindesteigungsmutter 30. Daher ist die Arbeitsweise dieselbe wie jene, die bei der obigen 8(D) beschrieben wird. Die ebenen Abschnitte 52a, 52c des Gewindegangvorsprungs 52 nehmen mit den ebenen Abschnitten 42a, 42c des Gewindegangs 42 einen Gleitkontakt auf. Diese Ausführungsform weist einen solchen Vorteil auf, daß die Festigkeit und Haltbarkeit der Mehrgewindesteigungsmutter 50 verbessert werden, da die Menge der Gewindegangvorsprünge 52 größer ist.
8(C) ist eine Vorderansicht, die den Befestigungszustand zwischen der vierten Mehrgewindesteigungsmutter 60 und der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 zeigt. Hier ist die Länge des Gewindegangvorsprungs 62 der Mehrgewindesteigungsmutter 60 bis zu einer Länge verlängert, die 4/16 Windungen des Umfangs entspricht. Es sind fünf Gewindegangvorsprünge 62 vorgesehen. Jeder Gewindegangvorsprung 62 weist sowohl auf der Voreilungsseitenflanke als auch der Anschlußseitenflanke ebene Abschnitte 62a, 62c, die der Länge einer 3/16 Windung entsprechen, und Steigungsabschnitte 62b, 62d auf, die der Länge einer 1/16 Windung entsprechen. Die Steigungsabschnitte 62b, 62d sind mit einem Anschnittwinkel ausgebildet, der den Steigungsabschnitten 42b, 42d der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 entspricht. Mit einer solchen Gestaltung nimmt in einer Rotationsposition, wo ein Teil eines ebenen Abschnitts 62a des Gewindegangvorsprungs 62 einen Gleitkontakt mit dem ebenen Abschnitt 42a auf der Voreilungsseite der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 aufrechterhält, ein Teil des anderen ebenen Ab schnitts 62c des Gewindegangvorsprungs 62 einen Gleitkontakt mit dem ebenen Abschnitt 42c auf der Anschlußseite der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 auf. Das heißt, in einer Rotationsposition, wo die vierte Mehrgewindesteigungsmutter 60 in die axiale Richtung stoppt, wird die vierte Mehrgewindesteigungsmutter 60 durch einen Plankontakt geführt.
Wenn sich der Gewindegangvorsprung 62 dem Steigungsabschnitt 42b des Gewindegangs 42 an der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 nähert, nehmen die Steigungsabschnitte 62b, 62d des Gewindegangvorsprungs 62 Gleitkontakt mit den Steigungsabschnitten 42b, 42d des Gewindegangs 42 auf. Das heißt, in einer Rotationsposition, wo die vierte Mehrgewindesteigungsmutter 60 in die axiale Richtung vorgeschoben ist, nehmen die Steigungsabschnitte 62b, 62d des Gewindegangvorsprungs 62 einen Plankontakt mit den Steigungsabschnitten 42b, 42d der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 auf, so daß die vierte Mehrgewindesteigungsmutter 60 geführt wird. In dem Moment, wenn der Kontakt zwischen den ebenen Abschnitten 62a/62c und 42a/42c sich zu dem Kontakt zwischen den Steigungsabschnitten 62b/62d und 42b/42d ändert, wird ein linearer Kontakt erzeugt. 8(C) zeigt diese Position an. Folglich kann gemäß dieser Ausführungsform die Mehrgewindesteigungsmutter 60 vorgeschoben werden, ohne einen Spalt zwischen dem Gewindegang 42 der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 und der Flanke zu bilden, das heißt, ohne jedes Spiel, und der Gewindegangvorsprung 62 der Mehrgewindesteigungsmutter 60 und der Gewindegang 42 der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 nehmen an fast jeder Rotationsposition außer einer momentanen Rotationsposition einen Plankontakt miteinander auf, wodurch ein solcher Vorteil bereitgestellt wird, daß die mechanische Festigkeit und Haltbarkeit ausgezeichnet sind.
8(B) ist eine Vorderansicht, die den Befestigungszustand zwischen der fünften Mehrgewindesteigungsmutter 70 und der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 zeigt. Hier ist die Länge des Gewindegangvorsprungs 72 an der Mehrgewindesteigungsmutter 70 bis zu einer Länge verlängert, die einer 6/16 Windung des Umfangs entspricht. Es sind fünf Gewindegangvorsprünge 72 vorgesehen. Es ist von dieser Seite ein Teil zweier Enden eines Gewindegangvorsprungs 72 zu erkennen, der auf einer gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Jeder Gewindegangvorsprung 72 weist sowohl auf der Voreilungsseitenflanke als auch der Anschlußseitenflanke ebene Abschnitte 72a, 72c, die eine Länge aufweisen, die einer 4/16 Windung entspricht, und Steigungsabschnitte 72b, 72d auf, die eine Länge aufweisen, die einer 2/16 Windung entspricht. Die Steigungsabschnitte 72b, 72d sind mit einem Anschnittwinkel ausgebildet, der den Steigungsabschnitten 42b, 42d der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 entspricht. Da bei einer solchen Gestaltung das Volumen jedes Gewindegangvorsprungs 72 vergrößert ist, weist dies einen solchen Vorteil auf, daß die mechanische Festigkeit und Haltbarkeit ausgezeichnet sind.
8(A) ist eine Vorderansicht, die den Befestigungszustand zwischen der sechsten Mehrgewindesteigungsmutter 80 und der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 zeigt. Der Gewindegangvorsprung 82 in der Mehrgewindesteigungsmutter 80 wird gebildet, wobei nur ein Abschnitt übrig gelassen wird, der für einen Gleitkontakt zwischen der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 und dem Gewindegang 42 notwendig ist, indem der andere restliche Abschnitt ausgeschnitten wird. Es sind fünf Gewindegangvorsprünge 82 vorgesehen. Jeder Gewindegangvorsprung 82 weist auf seiner Voreilungsseitenflanke einen ebenen Abschnitt 82a, der eine Länge aufweist, die einer 1/16 Windung entspricht, und einen Steigungsabschnitt 82b auf, der nur um eine Phase voreilt und eine Länge aufweist, die einer 1/16 Windung entspricht. Die Anschlußseitenflanke weist einen ebenen Abschnitt 82c, der um eine Phase vom ebenen Abschnitt 82a auf der Voreilungsseitenflanke nacheilt und eine Länge aufweist, die einer 1/16 Windung entspricht, und einen Steigungsabschnitt 82d auf, der ferner um eine Phase nacheilt und eine Länge aufweist, die einer 1/16 Windung entspricht. Daher weist der Gewindegangvorsprung 82 eine Rautenform auf. Die Steigungsab schnitte 82b, 82d sind mit einem Anschnittwinkel ausgebildet, der den Steigungsabschnitten 42b, 42d der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 entspricht. Mit einer solchen Gestaltung ist es möglich, den Gewindegangvorsprung 82, mit dem der Gewindegang 42 der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 einen Plankontakt ohne jedes Spiel aufnehmen kann, mit einem minimalen Volumen zu verwirklichen. Folglich wird ein großer Raum um den Gewindegangvorsprung 82 sichergestellt, wodurch die Herstellung erleichtert wird.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Elementplattenmaterial 65 einer vierten Mehrgewindesteigungsmutter 60 zeigt, die in 8(C) gezeigt wird. Ein Loch, das einem Schraubenloch 61 entspricht, ist in der Mitte eines Elementplattenmaterials hergestellt, das aus einem quadratischen Plattenmaterial mit einer vorgegebenen Dicke besteht, und es ist ein einzelner Gewindegangvorsprung 62 an einem Teil des Umfangs dieses Schraubenlochs 61 ausgebildet. Der Gewindegangvorsprung. 62 besteht aus einem ebenen Abschnitt 62a, der eine Länge aufweist, die einer 3/16 Windung entspricht, und einem Steigungsabschnitt 62b, der eine Länge aufweist, die einer 1/16 Windung entspricht. Es sind zwei Löcher 66 im Seitenabschnitt des Elementplattenmaterials 65 ausgebildet. Dieses Elementplattenmaterial 65 kann leicht mit einer hohen Präzision hergestellt werden, indem ein Plattenmaterial gestanzt wird.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Abstandshalter 67 zeigt, der ein Element der Mehrgewindesteigungsmutter ist. Es ist ein Abstandshalter 67 mit einem Loch 68 ausgebildet, das dem Schraubenloch 61 in der Mitte eines quadratischen Plattenmaterials entspricht, das eine vorgegebene Dicke und zwei Löcher 69 in den Seitenabschnitten aufweist. Dieser Abstandshalter 67 kann leicht mit einer. hohen Präzision hergestellt werden, indem ein Plattenmaterial gestanzt wird. Dann werden fünf Elementplattenmaterialien 65 und vier Abstandshalter 67 vorbereitet. Die Elementplattenmaterialien 65 werden gestapelt, wobei jeder Abstandshalter 67 zwischen den Elementplattenmaterialien angeordnet wird, indem dessen Position alle 180° gedreht wird, und es werden Bolzen in die beiden Löcher 66, 69 gesteckt und mit Muttern fixiert, um die vierte Mehrgewindesteigungsmutter 60 zu vollenden. Nachdem sie mit den Bolzen und Muttern festgezogen sind, können diese zusammengeschweißt werden. Nachdem die Position der Elementplattenmaterialien 65 und Abstandshaltern 67 festgelegt worden ist, indem ein Positionsstift in jedes der beiden Löcher 66, 69 gesteckt worden ist, ist es zulässig, die jeweilige Elementplattenmaterialien 65 und Abstandshalter 67 zu befestigen.
11 ist ein Entwicklungsdiagramm, das den Entwicklungszustand einer Befestigung zwischen dem Gewindegang 42 der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 und dem Gewindegangvorsprung 62 der vierten Mehrgewindesteigungsmutter 60 zeigt. Die Gewindesteigung des Gewindegangs 42 der Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 40 beträgt 16 mm. Da die Flanke des Gewindegangs 42 trapezförmig ist, wird eine einzelne Windung längs des effektiven Durchmessers weitergeführt. Auf der Voreilungsseitenflanke des Gewindegangs 42 wechseln sich der ebene Abschnitt 42a und der Steigungsabschnitt 42b kontinuierlich ab. Ebenso wechseln sich auf der Anschlußseitenflanke der ebene Abschnitt 42c und der Steigungsabschnitt 42d kontinuierlich ab. Mit den in einem Plankontakt gehaltenen ebenen Abschnitten 62a, 62c und Steigungsabschnitten 62b, 62d des Gewindegangs 62, so daß die ebenen Abschnitten 42a, 42c und die Steigungsabschnitte 42b, 42d des Gewindegangs 42 in einem Gleitkontakt gehalten werden, wird der Gewindegangvorsprung 62 geführt.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine doppelgängige Mehrgewindesteigungsschraube 90 zeigt. Die doppelgängige Mehrgewindesteigungsschraube 90 weist einen Schaftabschnitt 91, einen ersten Gewindegang 92, der spiralförmig um den Schaftabschnitt 91 ausgebildet ist, und einen zweiten Gewindegang 93 auf. Der erste Gewindegang 92 unterscheidet sich vom zweiten Gewindegang 93 um 180° in der Phase. Auf der Voreilungsseitenflanke des ersten Gewindegangs 92 wechseln sich ein ebener Abschnitt 92a und ein Steigungsabschnitt 92b kontinuierlich ab, und auf der Nacheilungsseitenflanke wechseln sich ein ebener Abschnitt 92c und ein Steigungsabschnitt 92d kontinuierlich ab. Auf der Voreilungsseitenflanke des zweiten Gewindegangs 93 wechseln sich ein ebener Abschnitt 93a und ein Steigungsabschnitt 93b kontinuierlich ab, und auf der Nacheilungsseitenflanke wechseln sich ein ebener Abschnitt 93c und ein Steigungsabschnitt 93d kontinuierlich ab. Die ebenen Abschnitte 92a, 92c und die Steigungsabschnitte 92b, 92d des ersten Gewindegangs 92 sind so ausgebildet, daß sie an derselben Winkelposition wie die ebenen Abschnitte 93a, 93c und die Steigungsabschnitte 93b, 93d des zweiten Gewindegangs 93 ausgebildet sind.
13 ist eine Vorderansicht, die die doppelgängige Mehrgewindesteigungsschraube 100 zeigt, die erhalten wird, indem die doppelgängige Mehrgewindesteigungsschraube auf einen Vorschubspindel angewendet wird. Diese doppelgängige Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 100 wird für eine elektrische Automobilsitzverstellung verwendet. Diese doppelgängige Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 100 ist eine doppelgängige Mehrgewindesteigungsschraube, die zwei Gewindegänge 102, 103 aufweist. Der Anschnitt jedes Gewindegangs 102, 103 beträgt 16 mm, die Gewindesteigung beträgt 8 mm, und der Hub beträgt etwa 200 mm. Der Außendurchmesser der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 100 (Außendurchmesser der Gewindegänge 102, 103) beträgt ø 20 mm, der effektive Durchmesser beträgt ø 18 mm und der Durchmesser des Schaftabschnitts 101 beträgt ø 13,7 mm.
14 ist ein Entwicklungsdiagramm, das die Entwicklung der Gewindegangform und des Anschnitts der doppelgängigen Schraube 102, 103 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsschraube 100 über 360° zeigt. Die doppelgängige Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 100 ist eine trapezförmige Schraube, und der Durchmesser des Kerns beträgt ø 13,7 mm, der effektive Durchmesser beträgt ø 18,0 mm, und der Außendurchmesser beträgt ø 20,0 mm. Der Anschnitt der Doppelgewindegänge 102, 103 beträgt 16 mm, und die Gewindesteigung der Gewindegänge 102, 103 beträgt 8 mm. Diese beiden Gewindegänge sind um 180° in der Phase abgelenkt. Der Umfang des ersten Gewindegangs 102 ist gleichmäßig durch 16 geteilt, und der erste Gewindegang ist so aufgebaut, daß ein ebener Abschnitt 102a (der nachstehend als ebener Abschnitt 102a bezeichnet wird), dessen Anschnittwinkel null ist, und ein Abschnitt 102b (der nachstehend als Steigungsabschnitt 102b bezeichnet wird), der mit einem steilen Winkel von nahezu 30° ansteigt, abwechselnd ausgebildet sind. Ebenso ist der Umfang des zweiten Gewindegangs 103 gleichmäßig durch 16 geteilt, und der erste Gewindegang 103 ist so aufgebaut, daß ein Abschnitt 103a (der nachstehend als ebener Abschnitt 103a bezeichnet wird), dessen Anschnittwinkel null ist, und ein Abschnitt 103b (der nachstehend als Steigungsabschnitt 103b bezeichnet wird), der mit einem steilen Winkel von nahezu 30° ansteigt, abwechselnd ausgebildet sind. Dann sind der ebene Abschnitt 102a und der Steigungsabschnitt 102b des ersten Gewindegangs an derselben Winkelposition wie der ebene Abschnitt 103a und der Steigungsabschnitt 103b des zweiten Gewindegangs ausgebildet. Die jeweiligen Gewindegänge 102, 103 durchlaufen einen einzelnen Anschnitt durch acht Schritte.
15 ist eine perspektivische Ansicht, die das Elementplattenmaterial 110 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter zeigt, die an der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsschraube 100 befestigt werden soll. Das Elementplattenmaterial 110 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter wird erhalten, indem ein Loch, das einem Schraubenloch 111 entspricht, in der Mitte des quadratischen Plattenmaterials gebohrt wird, das eine vorgegebenen Dicke aufweist, und zwei Gewindegangvorsprünge 112, 113 an zwei Positionen gebildet werden, die einander über 180° am Umfang dieses Schraubenlochs 111 gegenüberliegen. Die beiden Gewindegangvorsprünge 112, 113 weisen eine Länge auf, die 2/16 einer Windung entspricht, und es sind ebene Abschnitte 112a, 113a an jeder trapezförmigen Flanke ausgebildet. Es sind zwei Löcher 115 im Seitenabschnitt des Elementplattenmaterials 110 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter ausgebildet. Ein solches Elementplattenmaterial 110 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter kann leicht mit einer hohen Präzision hergestellt werden, indem ein Plattenmaterial gestanzt wird. Indem ein solches Elementplattenmaterial 110 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter mit dem Abstandshalter 67 kombiniert wird, der in 10 gezeigt wird, können mehrere Stücke davon zu einer doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter gestapelt werden, oder das Elementplattenmaterial 110 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter kann einzeln als eine doppelgängige Mehrgewindesteigungsmutter eingesetzt werden. Die beiden Löcher 115 werden als Positionsstiftlöcher für das Stapeln oder als Durchgangslöcher für Festspannbolzen verwendet.
16 ist ein Entwicklungsdiagramm, das einen Entwicklungszustand einer Befestigung zwischen der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter, die aus dem Elementplattenmaterial 110 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter besteht, und der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsschraube 100 zeigt. In der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 100 beträgt die Gewindesteigung jedes der Gewindegänge 102, 103 8 mm, und der Anschnitt beträgt 16 mm. Da die Flanken der jeweiligen Gewindegänge 102, 103 trapezförmig sind, wird eine einzelne Windung durch den effektiven Durchmesser erhalten. Da doppelte Gewindegänge vorgesehen sind, erscheinen ein erster Gewindegang 102 und ein zweiter Gewindegang 103 abwechselnd in die Richtung einer Höhe in der Figur. Auf der Voreilungsseitenflanke des ersten Gewindegangs 102 wechseln sich der ebene Abschnitt 102a und der Steigungsabschnitt 102b kontinuierlich ab, und auf der Anschlußflanke wechseln sich der ebene Abschnitt 102c und der Steigungsabschnitt 102d kontinuierlich ab. Ebenso wechseln sich auf der Vorschubseite des zweiten Gewindegangs 103 der ebene Abschnitt 103a und der Steigungsabschnitt 103b kontinuierlich ab, und auf der Anschlußflanke wechseln sich der ebene Abschnitt 103c und der Steigungsabschnitt 103d kontinuierlich ab.
Im Elementplattenmaterial 110 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter sind die beiden Gewindegangvorsprünge 112, 113 an Positionen, die um 180° in der Phase abgelenkt sind, auf derselben Höhe in der Figur angeordnet. Die beiden Gewindegangvorsprünge 112, 113 sind ein Rechteck, dessen Länge einer 2/16 Windung entspricht. Der erste Gewindegangvorsprung 112 wird mit einem ebenen Abschnitt 112a auf der Vorschubseite, der in einem Plankontakt mit einem ebenen Abschnitt 103a auf der Voreilungsseite des zweiten Gewindegangs 103 gehalten wird, und einem ebenen Abschnitt 112c auf der Anschlußseite geführt, der in einem Plankontakt mit einem ebenen Abschnitt 102c auf der Anschlußseite des ersten Gewindegangs 102 gehalten wird. Die Steigungsabschnitte 102d, 103b werden mit den Graten an Kanten der ebenen Abschnitten 112a, 112c des ersten Gewindegangvorsprungs 112 geführt, die in einem linearen Kontakt mit den Steigungsabschnitten 102d, 103b gehalten werden. Ebenso wird der zweite Gewindegangvorsprung 113 mit dem ebenen Abschnitt 113a auf der Voreilungsseite, der mit dem ebenen Abschnitt 102a auf der Voreilungsseite des ersten Gewindegangs 102 in Plankontakt gehalten wird, und dem ebenen Abschnitt 113c auf der Anschlußseite geführt, der mit dem ebenen Abschnitt 103c des zweiten Gewindegangs 103 in einem Plankontakt gehalten wird. Die Steigungsabschnitte 102b, 103d werden mit den Graten an den Kanten der ebenen Abschnitten 113a, 113c des zweiten Gewindegangvorsprungs 113 geführt, die in einem linearen Kontakt mit den Steigungsabschnitten 102b, 103d gehalten werden.
Folglich weist diese Ausführungsform einen solchen Vorteil auf, daß das Elementplattenmaterial 110 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter ohne jedes Spiel geführt wird. Da ferner die beiden Gewindegangvorsprünge 112, 113, die an symmetrischen Positionen, die um 180° abgelenkt sind, auf derselben Höhe angeordnet sind, eine Kraft von der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 100 aufnehmen, gibt es einen weiteren Vorteil, daß ein ausgezeichnetes Gleichgewicht sichergestellt wird.
17 ist eine perspektivische Ansicht, die das zweite Elementplattenmaterial 120 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter zeigt. Im zweiten Elementplattenmaterial 120 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter ist ein Loch, das einem Schraubenloch 121 entspricht, in der Mitte eines quadratischen Plattenmaterials hergestellt, das eine vorgegebenen Dicke aufweist, und zwei Gewindegangvorsprünge 122, 123 sind an Positionen ausgebildet, die einander über 180° am Umfang dieses Schraubenlochs 121 gegenüberliegen. Die beiden Gewindegangvorsprünge 122, 123 weisen eine Länge auf, die einer 4/16 Windung entspricht, und ebene Abschnitte 122a, 123a und Steigungsabschnitte 122b, 123b sind an einer trapezförmigen Flanke ausgebildet. Ebene Abschnitte 122c, 123c und Steigungsabschnitte 122d, 123d sind auch auf einer Rückseite ausgebildet, obwohl diese auf dieser perspektivischen Ansicht nicht zu sehen ist. Es sind zwei Löcher 125 in den Seitenabschnitten des zweiten Elementplattenmaterials 120 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter ausgebildet. Ein solches zweites Elementplattenmaterial 120 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter kann leicht mit einer hohen Präzision hergestellt werden, indem ein Plattenmaterial gestanzt wird. Indem dieses Elementplattenmaterial 120 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter mit dem Abstandshalter 67 kombiniert wird, der in 10 gezeigt wird, können mehrere Stücke davon gestapelt werden, um eine doppelgängige Mehrgewindesteigungsmutter herzustellen. Alternativ kann das Elementplattenmaterial 120 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter einzeln als eine doppelgängige Mehrgewindesteigungsmutter eingesetzt werden. Die beiden Löcher 125 können als Löcher für Positionsstifte für das Stapeln oder als Durchgangslöcher für Festspannbolzen verwendet werden.
18 ist ein Entwicklungsdiagramm, das die Entwicklung des Befestigungszustands zwischen der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter, die aus dem zweiten Elementplattenmaterial 120 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter besteht, und der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsschraube 100 zeigt. Da die doppelgängige Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 100 dieselbe ist, wie hinsichtlich 16 beschrieben, werden gleiche Bezugsziffern angebracht, und deren Beschreibung wird weggelassen. Es sind zwei Gewindegangvorsprünge 122, 123 des zweiten Elementplattenmaterials 120 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter an Positionen, die um 180° in der Phase abgelenkt sind, auf derselben Höhe angeordnet. Die beiden Gewindegangvorsprünge 122, 123 sind im wesentlichen ein Parallelogramm, das eine Länge aufweist, die einer 4/16 Windung entspricht. Der erste Gewindegangvorsprung 122 wird mit einem ebenen Abschnitt 122a auf der Voreilungsseite, der in Plankontakt mit einem ebenen Abschnitt 103a auf der Voreilungsseite des zweiten Gewindegangs 103 gehalten wird, und einem ebenen Abschnitt 122c auf der Anschlußseite geführt, der in Plankontakt mit einem ebenen Abschnitt 102c auf der Anschlußseite des ersten Gewindegangs 102 gehalten wird. Ferner wird ein in der Phase nacheilender Steigungsabschnitt 122b eines ersten Gewindegangvorsprungs 122 zu einem Steigungsabschnitt 103b eines zweiten Gewindegangs 103 geführt, und ein in der Phase voreilender Steigungsabschnitt 122d des ersten Gewindegangvorsprungs 122 wird zu einem Steigungsabschnitt 102d des ersten Gewindegangs 102 geführt, so daß die Steigungsabschnitte ebenfalls unter dem Plankontakt geführt werden.
Ebenso wird der zweite Gewindegangvorsprung 123 mit einem ebenen Abschnitt 123a auf der Voreilungsseite, der in einem Plankontakt mit einem ebenen Abschnitt 102a auf der Voreilungsseite des ersten Gewindegangs 102 gehalten wird, und einem ebenen Abschnitt 123c auf der Anschlußseite geführt, der in einem Plankontakt mit einem ebenen Abschnitt 103c auf der Anschlußseite des Gewindegangs 103 gehalten wird. Ferner wird ein in der Phase nacheilender Steigungsabschnitt 123b des zweiten Gewindegangvorsprungs 123 zu einem Steigungsabschnitt 102b des ersten Gewindegangs 102 geführt, und ein in der Phase voreilender Steigungsabschnitt 123d des zweiten Gewindegangvorsprungs 123 wird zu einem Steigungsabschnitt 103d des zweiten Gewinde gangs 103 geführt, so daß die Steigungsabschnitte unter dem Plankontakt geführt werden.
Folglich stellt diese Ausführungsform Vorteile bereit, daß das zweite Elementplattenmaterial 120 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter ohne jedes Spiel geführt wird, und daß, da die beiden Gewindegangvorsprünge 122, 123, die an Positionen, die symmetrisch um 180° abgelenkt sind, auf derselben Höhe angeordnet sind, eine Kraft von der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 100 aufnehmen, ein ausgezeichnetes Gleichgewicht sichergestellt wird. Und es gibt einen zusätzlichen Vorteil, daß, da die Gewindegangvorsprünge 122, 123 des zweiten Elementplattenmaterials 120 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsmutter durch den Plankontakt zu den Gewindegängen 102, 103 der doppelgängigen Mehrgewindesteigungsvorschubspindel 100 geführt werden, sie eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit aufweist und sehr beständig gegenüber Reibung ist.
Obwohl in den oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen das Intervall des ebenen Abschnitts als ein ebener Abschnitt erläutert worden ist, dessen Anschnittwinkel null ist, ist deutlich, daß dieselbe Funktion und Wirkung ausgeübt wird, wenn der Anschnittwinkel dieses Intervalls nicht auf null eingestellt ist, sondern als ein Intervall beschrieben wird, das einen sanfteren Gradienten als der Selbstsicherungswinkel aufweist. Obwohl dies ferner als eine Vorschubspindelvorrichtung beschrieben worden ist, ist deutlich, daß eine stufenförmige, starke Lockerungsverhinderungsfunktion ausgeübt wird, wenn sie als eine Festspannvorrichtung eingesetzt wird.
Wie oben beschrieben, weist die vorliegende Erfindung einen solchen Effekt auf, daß sie eine Schraube und eine Mutter bereitstellt, die fähig sind, sicher zu verhindern, daß sie sich schrittweise lockern, ohne irgendeine übermäßige Belastung auf die Elemente auszuüben, obwohl sie nur diskontinuierlich gesichert werden. Ferner kann ein komfortabler und schneller Vorschub erzielt werden, ohne irgendeine Belastung auf einen Motor oder ein Getriebe auszuüben, und ferner gibt es eine solche ausgezeichnete Wirkung, daß sie eine Vorschubspindelvorrichtung bereitstellt, deren Selbstsicherungsfunktion schrittweise aktiviert wird, wenn ein Drehmoment aus der Antriebsquelle unterbrochen wird, wenn auch nicht andauernd.

Claims

Kombination einer Mehrgewindesteigungsschraube (10) und einer Mehrgewindesteigungsmutter (20), wobei der Gewindegang (12) der Schraube so ausgebildet ist, daß ein Abschnitt (12a, 12c), der einen sanften Anschnittwinkel aufweist, und ein Abschnitt (12b, 12d), der einen steilen Anschnittwinkel aufweist, sich während einer einzelnen Windung längs einer Spirallinie kontinuierlich abwechseln; und wobei der Gewindegang (22) der Mutter so ausgebildet ist, daß ein Abschnitt (22a, 22c), in dem der Anschnittwinkel sanft ist, und ein Abschnitt (22b, 22d), in dem der Anschnittwinkel steil ist, während einer einzelnen Windung längs der Spirallinie abwechselnd und kontinuierlich angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß: für jeweils die Schraube und die Mutter der Gewindegang eine jeweilige konstante Breite aufweist; und die Druckseitenflanke des Gewindegangs der Mutter an die Druckseitenflanke des Gewindegangs der Schraube angepaßt ist, so daß ein Spalt (L) zwischen den Spielseitenflanken der Gewindegänge der Schraube und der Mutter erzeugt wird.
Kombination nach Anspruch 1, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts, der einen sanften Anschnittwinkel aufweist, der Mehrgewindesteigungsschraube null (eben) ist.
Kombination nach Anspruch 1, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts, der einen steilen Anschnittwinkel aufweist, der Mehrgewindesteigungsschraube steiler als ein Selbstsicherungswinkel ist.
Kombination nach einem der Ansprüche 1–3, wobei die Mehrgewindesteigungsschraube eine mehrgängige Schraube ist.
Kombination nach einem der Ansprüche 1–4, wobei der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsschraube während einer einzelnen Windung längs der Spirallinie in einem Teilabschnitt vorhanden ist.
Kombination nach Anspruch 5, wobei der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsschraube nur an Positionen vorhanden ist, die bezüglich der Axiallinie der Schraube zueinander rotationssymmetrisch sind.
Kombination nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsschraube nur mit dem Abschnitt ausgebildet ist, in dem der Anschnittwinkel null (eben) ist, und wenn die Flanke des Gewindegangs der Schraube einen Plankontakt mit der Druckseitenflanke der Mutter an dem Abschnitt aufrechterhält, in dem der Anschnittwinkel des Gewindegangs der Mutter null ist, ein Ende des Gewindegangs der Schraube einen linearen Kontakt mit der Spielseitenflanke der Mutter an einer Position aufrechterhält, deren Phase abgelenkt ist (Position, die einen anderen Rotationswinkel aufweist).
Kombination nach einem der Ansprüche 1–7, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts der Mehrgewindesteigungsmutter, in dem der Anschnittwinkel sanft ist, null (eben) ist.
Kombination nach einem der Ansprüche 1–7, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts, der einen steilen Anschnittwinkel aufweist, der Mehrgewindesteigungsmutter steiler als ein Selbstsicherungswinkel ist.
Kombination nach einem der Ansprüche 1–9, wobei die Mehrgewindesteigungsmutter eine mehrgängige Schraube aufweist.
Kombination nach einem der Ansprüche 1–4 und 8–10, wobei der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsmutter während einer einzelnen Windung längs der Spirallinie in einem Teilabschnitt vorhanden ist.
Kombination einer Mehrgewindesteigungsschraube und einer Mehrgewindesteigungsmutter nach Anspruch 11, wobei der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsmutter nur an Positionen vorhanden ist, die bezüglich der Axiallinie der Mutter rotationssymmetrisch zueinander sind.
Kombination nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsmutter nur mit dem Abschnitt ausgebildet ist, in dem der Anschnittwinkel null (eben) ist, und wenn die Flanke des Gewindegangs der Mutter einen Plankontakt mit der Druckseitenflanke der Schraube an dem Abschnitt aufrechterhält, in dem der Anschnittwinkel des Gewindegangs der Schraube null ist, ein Ende des Gewindegangs der Mutter einen linearen Kontakt mit der Spielseitenflanke der Schraube an einer Position aufrechterhält, deren Phase abgelenkt ist (Position, die einen anderen Rotationswinkel aufweist).
Kombination einer Mehrgewindesteigungsschraube (40) und einer Mehrgewindesteigungsmutter (30; 50; 60; 70; 80), wobei der Gewindegang (42) der Schraube so ausgebildet ist, daß ein Abschnitt (42a, 42c), der einen sanften Anschnittwinkel aufweist, und ein Abschnitt (42b, 42d), der einen steilen Anschnittwinkel aufweist, sich während einer einzelnen Windung längs einer Spirallinie kontinuierlich abwechseln; wobei der Gewindegang (32; 52; 62; 72; 82) der Mutter so ausgebildet ist, daß ein Abschnitt (32a, 32c; 52a, 52c; 62a, 62c; 72a, 72c; 82a, 82c), in dem der Anschnittwinkel sanft ist, und ein Abschnitt (62b, 62d; 72b, 72d; 82b, 82d), in dem der Anschnittwinkel steil ist, während einer einzelnen Windung längs der Spirallinie abwechselnd und kontinuierlich angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß: der Gewindegang von einem der Schraube und der Mutter während einer einzelnen Windung längs der Spirallinie in einem Teilabschnitt vorhanden ist.
Kombination nach Anspruch 14, wobei der Teilabschnitt der Abschnitt (32a, 32c; 52a, 52c) ist, in dem der Anschnittwinkel sanft ist.
Kombination nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts, der einen sanften Anschnittwinkel aufweist, der Mehrgewindesteigungsschraube null (eben) ist.
Kombination nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts, der einen steilen Anschnittwinkel aufweist, der Mehrgewindesteigungsschraube steiler als ein Selbstsicherungswinkel ist.
Kombination nach einem der Ansprüche 14–17, wobei die Mehrgewindesteigungsschraube eine mehrgängige Schraube ist.
Kombination nach einem der Ansprüche 14–18, wobei der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsschraube nur an Positionen vorhanden ist, die bezüglich der Axiallinie der Schraube zueinander rotationssymmetrisch sind.
Kombination nach einem der Ansprüche 17–19, wobei der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsschraube nur mit dem Abschnitt ausgebildet ist, in dem der Anschnittwinkel null (eben) ist, und wenn die Flanke des Gewindegangs der Schraube einen Plankontakt mit der Druckseitenflanke der Mutter an einem Abschnitt aufrechterhält, in dem der An schnittwinkel des Gewindegangs der Mutter null ist, ein Ende des Gewindegangs der Schraube einen linearen Kontakt mit der Spielseitenflanke der Mutter an einer Position aufrechterhält, deren Phase abgelenkt ist (Position, die einen anderen Rotationswinkel aufweist).
Kombination nach einem der Ansprüche 17–19, wobei der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsschraube den Abschnitt, in dem der Anschnittwinkel null (eben) ist, und den Abschnitt aufweist, in dem der Anschnittwinkel steil ist, wobei diese Abschnitte kontinuierlich sind, und wobei die Flanke des Gewindegangs der Schraube einen Plankontakt mit der Flanke des Gewindegangs der Mutter an unterschiedlichen Phasenpositionen (Positionen, die unterschiedliche Rotationswinkel aufweisen) der Druckseitenflanke der Mutter und der Spielseitenflanke der Mutter aufnimmt.
Kombination nach einem der Ansprüche 14–21, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts der Mehrgewindesteigungsmutter, in dem der Anschnittwinkel sanft ist, null (eben) ist.
Kombination nach einem der Ansprüche 14–21, wobei der Anschnittwinkel des Abschnitts, der einen steilen Anschnittwinkel aufweist, der Mehrgewindesteigungsmutter steiler als ein Selbstsicherungswinkel ist.
Kombination nach einem der Ansprüche 14–23, wobei die Mehrgewindesteigungsmutter eine mehrgängige Schraube aufweist.
Kombination nach einem der Ansprüche 14–24, wobei der Gewindegang der Mehrgewindesteigungsmutter nur an Positionen vorhanden ist, die bezüglich der Axiallinie der Mutter zueinander rotationssymmetrisch sind.
Kombination nach einem der Ansprüche 16–25, wobei der Gewindegang (32; 52) der Mehrgewindesteigungsmutter nur mit dem Abschnitt (32a, 32c; 52a, 52c) ausgebildet ist, in dem der Anschnittwinkel null (eben) ist, und wenn die Flanke des Gewindegangs der Mutter einen Plankontakt mit der Druckseitenflanke der Schraube an dem Abschnitt aufrechterhält, in dem der Anschnittwinkel des Gewindegangs der Schraube null ist, ein Ende des Gewindegangs der Mutter einen linearen Kontakt mit der Spielseitenflanke der Schraube an einer Position aufrechterhält, deren Phase abgelenkt ist (Position, die einen anderen Rotationswinkel aufweist).
Kombination einer Mehrgewindesteigungsschraube und einer Mehrgewindesteigungsmutter nach einem der Ansprüche 16–26, wobei der Gewindegang (62; 72; 82) der Mehrgewindesteigungsmutter die Abschnitte (62a, 62c; 72a, 72c; 82a, 82c), in denen der Anschnittwinkel null (eben) ist, und die Abschnitte (62b, 62d; 72b, 72d; 82b, 82d) aufweist, in denen der Anschnittwinkel steil ist, wobei diese Abschnitte kontinuierlich sind, und wobei die Flanke des Gewindegangs der Mutter einen Plankontakt mit der Flanke des Gewindegangs der Schraube an unterschiedlichen Phasenpositionen (Positionen, die unterschiedliche Rotationswinkel aufweisen) der Druckseitenflanke der Schraube und der Spielseitenflanke der Schraube aufnimmt.
Vorschubspindelvorrichtung, die die Kombination nach einem der Ansprüche 1–27 aufweist.
Schraubenbefestigungsvorrichtung, die die Kombination nach einem der Ansprüche 1–27 aufweist.
Mehrgewindesteigungsmutterherstellungsverfahren zur Herstellung der Mutter: ein Elementbildungsschritt zum Bilden eines Elementplattenmaterials, in dem ein Loch, das einer Schraubenrille einer Schraube der Mehrgewindesteigungsmutter entspricht, gebohrt wird, und das einen Gewindegangvorsprung aufweist, der ei nem Teil des Gewindegangs der Mutter entspricht, der vom Umfang des Lochs zur Mitte des Lochs vorsteht; und ein Stapelschritt zum Stapeln der Elementplattenmaterialien, so daß sie integral fixiert werden.