WO2022080331A1 - ねじ軸およびその製造方法、並びに、ステアリングホイールの電動位置調節装置 - Google Patents

ねじ軸およびその製造方法、並びに、ステアリングホイールの電動位置調節装置 Download PDF

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WO2022080331A1
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rolling
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diameter shaft
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猛志 齋藤
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日本精工株式会社
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    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/181Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable with power actuated adjustment, e.g. with position memory
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21H3/042Thread-rolling heads
    • B21H3/046Thread-rolling heads working radially
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F16H2025/2481Special features for facilitating the manufacturing of spindles, nuts, or sleeves of screw devices

Definitions

  • the outer diameter of the medium diameter shaft portion for rolling is set to the groove bottom diameter of the male side screw portion to be formed on the outer peripheral surface of the large diameter shaft portion for rolling. It shall be 0.93 times or more and 1.07 times or less.
  • the outer diameter of the medium diameter shaft portion for rolling is set to the groove bottom diameter of the male side screw portion to be formed on the outer peripheral surface of the large diameter shaft portion for rolling. It shall be 0.93 times or more and 1.07 times or less, and the outer diameter of the small diameter shaft portion shall be 0.9 times or more and less than 1.0 times the groove bottom diameter of the male side threaded portion.
  • the electric position adjusting device for a steering wheel includes an electric motor, a feed screw mechanism, and a steering component.
  • the feed screw mechanism includes a screw shaft having a male-side screw portion on the outer peripheral surface and a nut having a female-side screw portion engaged with the male-side screw portion on the inner peripheral surface, and is transmitted from the electric motor. Based on the relative rotation of the screw shaft and the nut due to the rotational force, the screw shaft and the nut are configured to be relatively displaceable in the axial direction.
  • the steering wheel is fixed in the steering wheel in use, and the screw shaft and the nut can be displaced in the position adjusting direction of the steering wheel as the screw shaft and the nut are displaced relative to each other in the axial direction.
  • the screw shaft is configured by the screw shaft of the present invention.
  • FIG. 9 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 8 (b).
  • FIG. 10 is a side view showing another example of a screw shaft to which the present invention can be applied.
  • FIG. 11 (a) is a side view showing a start stage of a process of forming a male side threaded portion by a conventional through-feed method rolling process, and FIG.
  • FIG. 11 (b) shows a final stage of the process. It is a side view.
  • FIG. 12 is a partially enlarged view of the rolled die used in the process shown in FIG. 13 (a) is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 11 (b), and
  • FIG. 13 (b) is an ⁇ arrow view of the screw shaft in FIG. 13 (a).
  • the steering shaft 4 includes an inner shaft 8 on the front side and an outer tube 9 on the rear side.
  • the inner shaft 8 and the outer tube 9 are combined so that torque can be transmitted and relative displacement in the axial direction is possible by spline engagement or the like.
  • the inner shaft 8 is rotatably supported on the inner diameter side of the outer column 6 via a bearing (not shown).
  • the outer tube 9 is rotatably supported on the inner diameter side of the inner column 7 via a bearing 10. With such a configuration, the steering shaft 4 is rotatably supported on the inner diameter side of the steering column 3.
  • the inner column 7 and the outer tube 9 can be displaced relative to the outer column 6 and the inner shaft 8 in the axial direction.
  • the steering wheel 2 is supported and fixed to the rear end portion of the outer tube 9 which is a steering component.
  • the nut 13 has a female screw portion 15 on the inner peripheral surface.
  • the nut 13 is rotatably supported in the housing 11 so as not to be displaced in the axial direction.
  • the nut 13 is rotationally driven by an electric motor via the worm reducer 16.
  • the shape accuracy of the male side threaded portion 26 is sufficiently ensured.
  • the entire male-side threaded portion 26, including not only the completely threaded portion but also the incompletely threaded portion, functions as a normal threaded portion, that is, the female-side threaded portion of the nut 13. It is finished with high accuracy so as to be screwed with 15. That is, the flank surface of the male side threaded portion 26 is precisely finished not only in the axially intermediate portion which is a completely threaded portion but also in the axially both end edges which are incomplete threaded portions. Therefore, in this example, the axial length of the entire male side screw portion 26 corresponds to the effective screw length.
  • the flank surface is the side surface of the thread, that is, the tooth surface.
  • the outer diameter D1 of the first medium-diameter shaft portion 21 and the outer diameter D2 of the second medium-diameter shaft portion 22 can be made different from each other.
  • the outer diameter D1 of the first medium-diameter shaft portion 21 and the outer diameter D2 of the second medium-diameter shaft portion 22 are each of the groove bottom diameter (valley diameter) Da of the male side threaded portion 26. It is set in the range of 0.93 times or more and 1.07 times or less (the difference from the groove bottom diameter Da is ⁇ 7%) (0.93Da ⁇ D1 ⁇ 1.07 Da, 0.93 Da ⁇ D2 ⁇ 1). .07Da).
  • the range of the outer diameters D1 and D2 of this example can be set. It can also be set to a range different from the range.
  • the outer diameter D1 of the first medium-diameter shaft portion 21 and the outer diameter D2 of the second medium-diameter shaft portion 22 are each the inner diameter of the female side thread portion 15 of the nut 13 (the inscribed circle of the thread). Diameter) is smaller. Therefore, each of the first rolling mark 27 and the second rolling mark 28 does not screw with the female side threaded portion 15 of the nut 13. That is, each of the first rolling mark 27 and the second rolling mark 28 does not function as a normal threaded portion screwed with the female side threaded portion 15 of the nut 13.
  • the second small diameter shaft portion 24 is arranged adjacent to the other side in the axial direction, which is the rear side of the second medium diameter shaft portion 22.
  • the second small-diameter shaft portion 24 is a columnar portion having an outer diameter smaller than the outer diameter of the second medium-diameter shaft portion 22, and has no spiral rolling marks on the outer peripheral surface.
  • the outer peripheral surface of the second small diameter shaft portion 24 is composed of a cylindrical surface whose outer diameter does not change with respect to the axial direction.
  • the outer diameter d1 of the first small diameter shaft portion 23 is smaller than the outer diameter d2 of the second small diameter shaft portion 24 (d1 ⁇ d2).
  • the outer diameter d1 of the first small diameter shaft portion 23 may be made larger than the outer diameter d2 of the second small diameter shaft portion 24, or the outer diameter d1 of the first small diameter shaft portion 23 may be outside. It is also possible to make the diameter d1 and the outer diameter d2 of the second small diameter shaft portion 24 equal to each other.
  • the outer diameter d1 of the first small diameter shaft portion 23 and the outer diameter d2 of the second small diameter shaft portion 24 are each 0.9 times or more the groove bottom diameter Da of the male side threaded portion 26. It is set in the range of less than 0.0 times (smaller than the groove bottom diameter and the difference from the groove bottom diameter Da is within -10%) (0.9Da ⁇ d1 ⁇ 1.0Da, 0.9Da ⁇ d2). ⁇ 1.0 Da).
  • the chamfered portion 37 of the rolling die 35 must ride on the outer peripheral surface of the first small diameter shaft portion 23 and the outer peripheral surface of the second small diameter shaft portion 24 in the rolling process. That is, if no rolling marks are formed on these outer peripheral surfaces, the range of the outer diameters d1 and d2 can be set to a range different from the range of this example.
  • the base end side shaft portion 25 is arranged adjacent to the other side in the axial direction, which is the rear side of the second small diameter shaft portion 24.
  • the base end side shaft portion 25 is a stepped columnar portion having an outer diameter larger than the outer diameter of each of the second medium diameter shaft portion 22 and the second small diameter shaft portion 24 as a whole.
  • the base end side shaft portion 25 has a flange portion 29 projecting outward in the radial direction in the middle portion in the axial direction. Further, the portion of the base end side shaft portion 25 located on the rear side of the flange portion 29 is composed of a columnar fitting portion 30.
  • the extension shaft 18 is formed in a cylindrical shape.
  • the front end portion of the extension shaft 18 is externally fitted and fixed to the fitting portion 30 of the screw shaft 17.
  • the rear end of the extension shaft 18 is connected to the rear of the inner column 7 via the arm 19.
  • the rod 14 When adjusting the front-rear position of the steering wheel 2, the rod 14 is displaced in the axial direction with respect to the nut 13 by rotationally driving the nut 13 via the worm reducer 16 by an electric motor. As a result, the inner column 7 connected to the rod 14 via the arm portion 19 and the outer tube 9 supported on the inner diameter side of the inner column 7 are displaced in the same direction as the rod 14, so that the steering wheel 2 is used. Adjust the front-back position of.
  • the work 31 that is, the large-diameter shaft portion 32 for rolling and the large-diameter shaft portion 32 for rolling are arranged adjacent to each other in the axial direction as shown in FIG. Large for rolling in the axial direction with respect to the medium-diameter shafts 33 and 34 for threading and the medium-diameter shafts 33 and 34 for threading, which have an outer diameter smaller than the outer diameter of the large-diameter shaft for rolling.
  • the method of threading in this example is an in-feed method in which a step is generated in the work.
  • the outer diameter D1 of the first medium diameter shaft portion 21 and the outer diameter D2 of the second medium diameter shaft portion 22 are each groove of the male side screw portion 26. It is set in the range of 0.93 times or more and 1.07 times or less of the bottom diameter Da. Further, each of the outer diameter d1 of the first small diameter shaft portion 23 and the outer diameter d2 of the second small diameter shaft portion 24 is 0.9 times or more 1.0 than the groove bottom diameter Da of the male side threaded portion 26. It is set to a range of less than double.
  • FIG. 3 shows the work 31.
  • the work 31 has a shape other than the male side screw portion 26, the first rolling mark 27, and the second rolling mark 28 in the screw shaft 17 (see FIG. 2A). That is, the work 31 has a large-diameter shaft portion 32 for rolling in which a male-side threaded portion 26 is formed on the outer peripheral surface and a first medium-diameter for rolling in which a first rolling mark 27 is formed on the outer peripheral surface.
  • a base end side shaft portion 25 is provided.
  • the outer peripheral surface of the large diameter shaft portion 32 for rolling is composed of a cylindrical surface whose outer diameter does not change in the axial direction.
  • the second medium-diameter shaft portion for rolling 34 is arranged adjacent to the other side in the axial direction of the large-diameter shaft portion 32 for rolling, and has an outer diameter smaller than the outer diameter of the large-diameter shaft portion 32 for rolling. Has a diameter.
  • the outer peripheral surface of the second medium-diameter shaft portion 34 for threading is composed of a cylindrical surface whose outer diameter does not change with respect to the axial direction.
  • the outer diameter of the second medium-diameter shaft portion 34 for rolling is D2, which is the same as the outer diameter of the second medium-diameter shaft portion 22 (see FIG. 2A).
  • the second small diameter shaft portion 24 is arranged adjacent to the other side in the axial direction of the second rolling medium diameter shaft portion 34, and is smaller than the outer diameter of the second rolling medium diameter shaft portion 34. Has a diameter.
  • the base end side shaft portion 25 is arranged adjacent to the other side in the axial direction of the second small diameter shaft portion 24.
  • Each of the chamfered portions 37 is composed of an inclined surface inclined in a direction toward the center side in the axial direction of the rolled die 35 toward the outer side in the radial direction. As shown enlarged in FIGS. 6 and 9, the diameter of the small diameter side end portion of the chamfered portion 37 is substantially equal to the tooth bottom diameter of the rolled tooth 36.
  • the chamfered portion 37 is provided to alleviate the stress concentration during the rolling process.
  • the cross-sectional shape of the chamfered portion 37 is a linear shape, but in the case of carrying out the present invention, the cross-sectional shape of the chamfered portion of the rolled die may be a convex arc shape.
  • the axial dimension X1 of the rolled tooth 36 in other words, the distance (X1) between the pair of chamfered portions 37, is the axis of the first medium-diameter shaft portion 33 for rolling of the work 31. It is larger than the axial dimension X2 from the edge on one side in the direction to the edge on the other side in the axial direction of the second threading medium-diameter shaft portion 34 (X1> X2). Further, in this example, the axial dimension X1 of the rolled tooth 36 is from the one end edge of the first small diameter shaft portion 23 of the work 31 in the axial direction to the other end of the second small diameter shaft portion 24 in the axial direction.
  • the distance between the outer peripheral surfaces of the pair of rolling dies 35 (the tip circles of the rolling teeth 36 of each rolling die 35) is set. It is sufficiently larger than the outer diameter of the large diameter shaft portion 32 for rolling of the work 31.
  • the work 31 With the work 31 set on the rolling disc, the work 31 is arranged in parallel with the pair of rolling dies 35 at the center position between the outer peripheral surfaces of the pair of rolling dies 35.
  • cutting is started, which is a step of biting the rolling teeth 36 of the pair of rolling dies 35 into the outer peripheral surface of the large diameter shaft portion 32 for rolling of the work 31.
  • Ru is a step of biting the rolling teeth 36 of the pair of rolling dies 35 into the outer peripheral surface of the large diameter shaft portion 32 for rolling of the work 31.
  • the work 31 is given a rotational force from the pair of rolling dies 35 and rotates in the opposite direction to the pair of rolling dies 35.
  • the entire circumference of the outer peripheral surface of the large diameter shaft portion 32 for rolling of the work 31 is threaded, and the male side threaded portion 26 is gradually formed.
  • a step occurs, which is a phenomenon in which the work 31 moves in the axial direction with respect to a pair of rolled dies 35.
  • the work 31 is configured to stop moving to the other side in the axial direction at the axial position shown in FIG. 7A.
  • the axial center portion of the large diameter shaft portion 32 for rolling of the work 31 is more axial than the axial center portion of the rolling teeth 36 of the pair of rolling dies 35.
  • the chamfered portion 37 on one side in the axial direction of the pair of rolled dies 35 is the outer peripheral surface of the first small diameter shaft portion 23 of the work 31.
  • the chamfered portion 37 on the other side in the axial direction of the pair of rolled dies 35 is maintained in a state of facing the outer peripheral surface of the second small diameter shaft portion 24 of the work 31. That is, as the work 31 moves to the other side in the axial direction, the chamfered portion 37 on the other side in the axial direction of the pair of rolling dies 35 faces the outer peripheral surface of the second medium-diameter shaft portion 34 for rolling. It does not move in the axial direction to the position where it is.
  • the movement of the work 31 to one side in the axial direction stops at the axial position shown in FIG. 7 (b).
  • the axial center portion of the large diameter shaft portion 32 for rolling of the work 31 is more axial than the axial center portion of the rolling teeth 36 of the pair of rolling dies 35. It is an axial position located on one side of the direction.
  • the chamfered portion 37 on one side in the axial direction of the pair of rolled dies 35 faces the outer peripheral surface of the first small-diameter shaft portion 23 of the work 31, and
  • the chamfered portion 37 on the other side in the axial direction of the pair of rolled dies 35 is maintained in a state of facing the outer peripheral surface of the second small diameter shaft portion 24 of the work 31. That is, as the work 31 moves to one side in the axial direction, the chamfered portion 37 on one side in the axial direction of the pair of rolling dies 35 faces the outer peripheral surface of the first medium-diameter shaft portion 33 for rolling. It does not move in the axial direction to the position where it is.
  • each of the pair of rolled dies 35 is located on one side in the axial direction with respect to the proximal end side axial portion 25 of the work 31, and the proximal end side axis. It does not hit the part 25.
  • the male side threaded portion is formed on the outer peripheral surface of the large diameter shaft portion 32 for rolling by the rolling teeth 36 of the pair of rolling dies 35.
  • a spiral first rolling mark 27 is formed on the outer peripheral surface of the first rolling medium-diameter shaft portion 33, and FIG. 8
  • the rolling teeth 36 of the pair of rolling dies 35 are subjected to rolling processing to form the male side threaded portion 26 on the outer peripheral surface of the large diameter shaft portion 32 for rolling.
  • the process is performed until a spiral second rolling mark 28 is formed on the outer peripheral surface of the second rolling medium-diameter shaft portion 34.
  • FIG. 9 shows a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 8 (b).
  • each of the first rolling mark 27 and the second rolling mark 28 is on the male side. It becomes a spiral mark having the same phase as the extension line of the spiral curve which is the groove bottom line of the threaded portion 26.
  • the outer diameter D1 of the first threading medium-diameter shaft portion 33 and the outer diameter D2 of the second threading medium-diameter shaft portion 34 are equal to or greater than the groove bottom diameter Da of the male side screw portion 26. If so, each of the first rolling mark 27 and the second rolling mark 28 becomes a spiral mark formed continuously with the male side threaded portion 26. On the other hand, the outer diameter D1 of the first threading medium-diameter shaft portion 33 and the outer diameter D2 of the second threading medium-diameter shaft portion 34 are from the groove bottom diameter Da of the male side threaded portion 26.
  • the pair of rolling dies 35 will not be sufficiently supported by the first medium-diameter shaft portion for rolling 33 and the second medium-diameter shaft portion for rolling 34 during the rolling process. , Shaking, bending, bending, etc. of the shaft may occur, and each of the first rolling mark 27 and the second rolling mark 28 and the male side threaded portion 26 may be discontinuous.
  • the rolled teeth 36 of the pair of rolled dies 35 are the work 31.
  • the threading process for forming the male side threaded portion 26 is performed in a state where only the outer peripheral surface of the large diameter shaft portion 32 for rolling is in contact with the outer peripheral surface.
  • the central portion in the axial direction of the large-diameter shaft portion 32 for rolling of the work 31 is the rolling of a pair of rolling dies 35.
  • the axial direction of the large-diameter shaft portion 32 for rolling of the work 31 depends on the step generated in the work 31. Rolling that acts between the pair of rolling dies 35 and the work 31 when the central portion is located on one axial side of the axial central portion of the rolling teeth 36 of the pair of rolling dies 35. There is a bias in the axial distribution of the load.
  • the amount of elastic deformation of the rolling lathe supporting the pair of rolling dies 35 and the work 31 changes by the amount of the bias in the axial distribution of the rolling load. Relative displacement such as tilt tends to occur between the pair of rolled dies 35 and the work 31. As a result, the machining accuracy of both ends in the axial direction of the male side threaded portion 26 during machining becomes low.
  • the chamfered portion 37 on one side in the axial direction of the pair of rolled dies 35 is on the outer peripheral surface of the first small diameter shaft portion 23 of the work 31.
  • the chamfered portion 37 on the other side in the axial direction of the pair of rolled dies 35 is a second small-diameter shaft of the work 31 so as to face each other through a gap or to be in contact with the outer peripheral surface to the extent that it does not ride on the outer peripheral surface.
  • a state is maintained in which the outer peripheral surface of the portion 24 is opposed to the outer peripheral surface via a gap or is in contact with the outer peripheral surface to the extent that the portion 24 does not ride on the outer peripheral surface.
  • the work 31 is excessively stretched or twisted starting from the portion of the outer peripheral surface of the work 31 on which the inclined surface rides, and the male side threaded portion 26
  • the shape accuracy of the male side screw portion 26 is lowered due to the shape error such as the tooth profile error, the tooth muscle error, and the screw pitch error.
  • the outer diameter D1 of the first medium diameter shaft portion 33 for rolling and the second medium diameter shaft portion 34 for rolling are more than the groove bottom diameter Da of the male side threaded portion 26.
  • the outer diameter D2 is made smaller, if the outer diameters D1 and D2 are made too small, the pair of rolled dies 35 and the work 31 will be in the state shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). Relative displacements such as tilts that occur between the two cannot be sufficiently suppressed.
  • the outer diameter D1 of the first medium diameter shaft portion 33 for rolling and the second rolling are set to 0.93 times or more the groove bottom diameter Da of the male side threaded portion 26.
  • the outer diameters D1 and D2 are made larger than 1.07 times the groove bottom diameter Da of the male side threaded portion 26, the first rolling marks 27 and the second rolling marks 27 and the second rolling marks have poor shape accuracy as the threaded portions.
  • Each of the 28 may be screwed with the female threaded portion 15 of the nut 13. Therefore, in order to prevent such a possibility, the outer diameters D1 and D2 are set to 1.07 times or less of the groove bottom diameter Da of the male side threaded portion 26.
  • the chamfered portion 37 of the rolling die 35 is attached to the outer peripheral surfaces of the first small diameter shaft portion 23 and the second small diameter shaft portion 24. It is necessary to reduce each of the outer diameter d1 of the first small diameter shaft portion 23 and the outer diameter d2 of the second small diameter shaft portion 24 so as not to ride on. However, in this example, in order to secure the strength of the outer diameter d1 of the first small diameter shaft portion 23 and the outer diameter d2 of the second small diameter shaft portion 24, the outer diameter d1 of the first small diameter shaft portion 23 is secured.
  • each of the outer diameter d2 of the second small diameter shaft portion 24 is 0.9 times or more and less than 1.0 times, preferably 0.9 times or more and 1.0 times the groove bottom diameter Da of the male side threaded portion 26. It is less than double.
  • the direction range can be set to any value.
  • the length of the first rolling mark 27 and the second rolling mark 28 (L: the first rolling mark 27 and the second rolling mark 28 when the screw makes one rotation, respectively).
  • S) can be about 0.03 to 2.5 times, preferably about 0.5 to 2 times, the thread pitch of the male side threaded portion 26.
  • D1 Da- (Da x 0.070) or more, Da + (Da x 0.070) or less
  • D2 Da- (Da x 0.070) or more, Da + (Da x 0.070) or less d1: Da- (Da) ⁇ 0.1) or more and less than Da d2: Da- (Da ⁇ 0.1) or more and less than Da
  • the groove bottom diameter Da of the male side screw portion 26, the outer diameter D1 of the first middle diameter shaft portion 33 for rolling, and the outer diameter of the second middle diameter shaft portion 34 for rolling It is more preferable to adopt the following dimensional relationship with respect to D2, the outer diameter d1 of the first small diameter shaft portion 23, and the outer diameter d2 of the second small diameter shaft portion 24.
  • D1 Da + (Da x 0.001 to 0.070 times)
  • D2 Da + (Da x 0.001 to 0.070 times)
  • d1 Da- (Da x 0.001 to 0.070 times)
  • d2 Da- (Da x 0.001 to 0.070 times) That is, in order to sufficiently suppress the rolling die 35 from tilting with respect to the work 31 during the rolling process, the outer diameters D1 and D2 should be larger than the groove bottom diameter Da, for example, "Da + ( It is more preferable to set it to "Da x 0.001 times)" or more.
  • the outer diameters d1 and d2 are the groove bottom diameters. It is more preferably smaller than Da, for example, "Da- (Da ⁇ 0.001 times)" or less. Further, in order to sufficiently secure the rigidity of the first small diameter shaft portion 23 and the second small diameter shaft portion 24, the outer diameters d1 and d2 are, for example, "Da- (Da ⁇ 0.070 times)" or more. Is more preferable.
  • L2 Tooth length of male side threaded portion 26 (diametrical height from the bottom of the threaded groove to the top of the threaded thread) p: Pitch of male side thread portion 26 (axial distance between thread tops adjacent to each other in the axial direction)
  • L2 is h or more. Specifically, the axial dimension L2 of each of the first small-diameter shaft portion 23 and the second small-diameter shaft portion 24 is minimized by about h + p ⁇ (0.05 to 4 times), but more than that. It may be long.
  • the axial dimension L2 is preferably about h + p ⁇ (0.50 times to 2.00 times).
  • the entire male side screw portion 26 of the screw shaft 17 constituting the feed screw mechanism 12 is accurately finished so as to function as a normal screw portion. .. Therefore, when adjusting the front-rear position of the steering wheel 2, the rod 14 is axially oriented with respect to the nut 13 until the axial end edge of the male-side threaded portion 26 is screwed with the female-side threaded portion 15. Can be displaced to. Therefore, the operating stroke of the feed screw mechanism 12 can be lengthened, in other words, the adjustment range of the front-rear position of the steering wheel 2 can be widened.
  • the end portion on one side in the axial direction of the first medium-diameter shaft portion 21 or the end portion on the other side in the axial direction of the second medium-diameter shaft portion 22 is the diameter of the female side screw portion 15 of the nut 13. Even when the screw shaft 17 is axially moved to a position where it enters inward in the direction, one end of the first medium-diameter shaft portion 21 in the axial direction or the other end of the second medium-diameter shaft portion 22 in the axial direction is used. It is possible to prevent the end portion from interfering with the female side screw portion 15. Therefore, from this aspect as well, the operating stroke of the feed screw mechanism 12 can be lengthened.
  • the portion of the screw shaft 17 having an outer diameter larger than the outer diameter of the first medium-diameter shaft portion 21 on one side in the axial direction with respect to the first medium-diameter shaft portion 21. Does not exist. That is, there is a portion of the work 31 having an outer diameter larger than the outer diameter of the first threading medium-diameter shaft portion 33 on one side in the axial direction with respect to the first threading medium-diameter shaft portion 33. do not. Therefore, in the case of carrying out the present invention, when the screw shaft is manufactured by the same method as that of the above-described embodiment, the first small diameter shaft portion 23 may be omitted, that is, the first medium diameter.
  • the chamfered portion 37 on one side in the axial direction of the pair of rolling dies 35 is being used for the first rolling process during the rolling process. It is possible to avoid riding on the outer peripheral surface of the diameter shaft portion 33 (first medium diameter shaft portion 21). Therefore, in the case of carrying out the present invention, when the screw shaft is manufactured by the same method as that of the above-described embodiment, the first small diameter shaft portion 23 can be omitted.
  • the present invention for example, there is an adjacent shaft portion having an outer diameter larger than the outer diameter of the first medium diameter shaft portion 21 only on one side in the axial direction of the first medium diameter shaft portion 21. It can also be applied to a screw shaft in which an adjacent shaft portion having an outer diameter larger than the outer diameter of the second medium diameter shaft portion 22 does not exist on the other side in the axial direction of the medium diameter shaft portion 22 of 2.
  • the first small-diameter shaft portion 23 may be indispensable, while the second small-diameter shaft portion 24 may not be indispensable. That is, in this case, the second small diameter shaft portion 24 may be provided, or the second small diameter shaft portion 24 may be omitted.
  • the screw shaft 17 has an outer diameter larger than the outer diameter of the second medium-diameter shaft portion 22 on the other side in the axial direction from the second medium-diameter shaft portion 22.
  • a proximal end side shaft portion 25 That is, the proximal end of the work 31 having an outer diameter larger than the outer diameter of the second threading medium-diameter shaft portion 34 on the other side in the axial direction from the second rolling medium-diameter shaft portion 34.
  • the first small diameter shaft portion and the second small diameter shaft All of the portions may be omitted, and the base end side shaft portion 25 may be arranged adjacent to the other side in the axial direction of the second medium diameter shaft portion 22. That is, in the work, both the first small diameter shaft portion and the second small diameter shaft portion are omitted, and the proximal end side shaft portion 25 is adjacent to the other side in the axial direction of the second medium diameter shaft portion 34 for rolling. Can also be placed.
  • the outer diameter of the second medium-diameter shaft portion 34 for rolling (second medium-diameter shaft portion 22) is appropriately controlled and set small within the range in which spiral rolling marks are formed. Is preferable.
  • the chamfered portion 37 on the other side in the axial direction of the pair of rolling dies 35 rides on the outer peripheral surface of the second medium-diameter shaft portion for rolling (second medium-diameter shaft portion 22). Can be suppressed.
  • the base end side shaft portion 25 is also arranged on the other side of the second medium diameter shaft portion 22 in the axial direction via the second small diameter shaft portion 24, that is, for the second rolling in the work. It is preferable to dispose the proximal end side shaft portion 25 on the other side of the medium diameter shaft portion 34 in the axial direction via the second small diameter shaft portion 24.
  • the second small-diameter shaft portion 24 is arranged between the other side of the second medium-diameter shaft portion 22 in the axial direction and the base end side shaft portion 25, a pair of rolling dies are used for rolling.
  • first threading medium-diameter shaft portion 33 (first medium-diameter shaft portion 21) is arranged on one side in the axial direction of the threading large-diameter shaft portion 32 (male side screw portion 26).
  • the first small-diameter shaft portion 23 is arranged on one side in the axial direction
  • the second medium-diameter shaft for rolling is arranged on the other side in the axial direction of the large-diameter shaft portion 32 for rolling (male side screw portion 26).
  • the portion 34 (second medium-diameter shaft portion 22) is arranged and the second small-diameter shaft portion 24 is arranged on the other side in the axial direction, the first small-diameter shaft portion 23 and the second small-diameter shaft portion 23 are arranged.
  • the threading is normally performed. That is, when the first small-diameter shaft portion 23 or the second small-diameter shaft portion 24 has a rolling mark, it indicates that the meat flowing by the rolling process does not escape to the small-diameter shaft portion, and the screw accuracy. It can be judged that it has a significant adverse effect on.
  • the first small diameter shaft portion 23 and the second small diameter shaft portion 24 will not have a rolling mark. Therefore, by arranging the first small diameter shaft portion 23 and the second small diameter shaft portion 24, it can be used as a guide for finding defective products when making a high-precision screw. In addition, when a defect occurs, the first small-diameter shaft portion 23 or the second small-diameter shaft portion 24 does not necessarily leave a trace in a spiral shape, and a short scratch is formed at any position. There is also.
  • the screw shaft 17 according to the present embodiment has either the first small diameter shaft portion 23 or the second small diameter shaft portion 24 and has no rolling marks, it is normal. It can be determined that the threading is taking place. In such a case, depending on the outer diameter of the medium diameter shaft portion, even if the distribution of the rolling load acting between the pair of rolling dies 35 and the work 31 in the axial direction is slightly biased. In some cases, spiral rolling marks may not be formed on the first medium-diameter shaft portion 21 and the second medium-diameter shaft portion 22. Specifically, a slight bias may cause scratches on a part of the surface of the first medium-diameter shaft portion 21 and the second medium-diameter shaft portion 22.
  • the first medium-diameter shaft portion 21 and the second medium-diameter shaft portion 22 suppress the runout of the shaft, and both ends in the axial direction of the male side screw portion 26 are shown. It can be judged that the processing accuracy of the above is good.
  • the screw shaft 17 of this example can also be used by incorporating it into a device having a configuration different from that of this example.
  • the proximal end side shaft portion 25, which is an adjacent shaft portion can be used as a portion for combining with a drive member such as a motor.
  • a serration portion is formed on the outer peripheral surface of the base end side shaft portion 25, a gear made of synthetic resin is injection-molded so as to cover the serration portion, and the gear is used to form a motor and a screw shaft.
  • a deceleration mechanism installed between 17 and 17 can also be configured.
  • the threading method of the screw shaft in the present invention is not limited to the in-feed method in the above-described embodiment, and other rolling methods such as a through-feed method and a flat plate rolling method can also be adopted.
  • the through-feed method is a screw shaft that does not have a large diameter portion with an outer diameter larger than the outer diameter of the medium diameter shaft portion on both sides in the axial direction, or a medium diameter shaft portion only on one side in the axial direction. It can be adopted as a method of rolling a screw shaft having a large diameter portion having an outer diameter larger than the outer diameter of.
  • the through feed method it is not essential to provide a small diameter shaft portion at the tip end portion of the work, which is the axial end portion on the side where insertion is started between the rolling dies.
  • the small diameter portion can also be used as a guide portion, that is, a guide portion when the work is inserted between the dies.
  • the in-feed method can be adopted as the same threading method as the through-feed method, and can also be adopted as the threading method of the screw shaft 17a as shown in FIG. 10, for example.
  • the screw shaft 17a is provided with a large diameter portion (adjacent shaft portion) having an outer diameter larger than the outer diameter of the medium diameter shaft portion on both sides in the axial direction.
  • the screw shaft 17a has an outer diameter larger than the outer diameter of the first medium-diameter shaft portion 21 arranged adjacent to one side in the axial direction with respect to the first small-diameter shaft portion 23.
  • the number of rolling dies used for the rolling process may be 3 or more.
  • the present invention is applicable not only to the screw shaft constituting the slide screw type feed screw mechanism but also to the screw shaft constituting the ball screw type feed screw mechanism.
  • the male side thread portion of the screw shaft becomes a male thread groove.
  • the shape of the thread of the male side thread portion includes a triangular tooth shape, a trapezoidal tooth shape, an involuted tooth shape, a serration tooth shape and the like. Various shapes can be adopted.
  • the present invention is not limited by the number of threads of screws, the number of teeth of serrations, or the like.
  • the electric position adjusting device for the steering wheel of the present invention is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-199760, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-321484, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-227166, and the like, and has been conventionally known. It is applicable to devices having various structures, specifically, devices in which at least one of the front-rear position and the vertical position of the steering wheel can be adjusted.
  • the feed screw mechanism provided with the screw shaft of the present invention is not limited to the electric position adjusting device of the steering wheel, but is incorporated into various mechanical devices such as the steering wheel of an automobile, the electric storage device of a headlight, and the table moving device of a machine tool. Can be used.

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Abstract

雄側ねじ部の形状精度が十分に確保されているねじ軸を提供する。ねじ軸(17)は、大径軸部(20)と、中径軸部(21)、(22)と、小径軸部(23)、(24)とを備える。大径軸部(20)は、外周面に軸方向全長にわたり雄側ねじ部(26)を有する。中径軸部(21)、(22)は、大径軸部(20)の軸方向に隣接して配置され、大径軸部(20)の外径よりも小さい外径を有する。小径軸部(23)、(24)は、中径軸部(21)、(22)に対し、軸方向に関して大径軸部(20)と反対側に隣接して配置され、中径軸部(21)、(22)の外径よりも小さい外径を有し、かつ、外周面に、螺旋状の転造痕を有しない。

Description

ねじ軸およびその製造方法、並びに、ステアリングホイールの電動位置調節装置
 本発明は、各種機械装置に組み込まれる送りねじ機構を構成するねじ軸とその製造方法、並びに、電動モータおよび送りねじ機構を備えるステアリングホイールの電動位置調節装置に関する。
 電動モータを駆動源としてステアリングホイールの前後位置や高さ位置の調節を可能とする、ステアリングホイールの電動位置調節装置が、従来から各種知られている(たとえば、日本国特開2005-199760号公報(特許文献1)、日本国特開2006-321484号公報(特許文献2)、日本国特開2015-227166号公報(特許文献3)参照)。
 このようなステアリングホイールの電動位置調節装置を含む各種機械装置に組み込まれ、駆動源の回転運動を直線運動に変換する機構として、送りねじ機構が広く普及している。送りねじ機構は、外周面に雄側ねじ部を有するねじ軸と、内周面に雌側ねじ部を有するナットとを備える。
 送りねじ機構には、滑りねじ式の送りねじ機構およびボールねじ式の送りねじ機構がある。滑りねじ式の送りねじ機構では、ねじ軸の雄側ねじ部とナットの雌側ねじ部とが螺合する。ボールねじ式の送りねじ機構では、ねじ軸の雄側ねじ部は雄ねじ溝を構成し、ナットの雌側ねじ部が雌ねじ溝を構成し、雄ねじ溝と雌ねじ溝との間に複数個のボールが配置される。
 いずれの送りねじ機構においても、ねじ軸の雄側ねじ部は、転造加工によって形成することができる。雄側ねじ部の転造加工では、複数個の転造ダイス同士の間で、ねじ軸の中間素材であるワークを転がしながら、これらの転造ダイスによってワークの外周面を塑性変形させることにより、雄側ねじ部が形成される。
 雄側ねじ部の転造加工の方式には、たとえば、日本国特開平9-225573号公報(特許文献4)に記載されたスルーフィード方式や、日本国特開2008-281142号公報(特許文献5)に記載されたインフィード方式などの各種の方式がある。
日本国特開2005-199760号公報 日本国特開2006-321484号公報 日本国特開2015-227166号公報 日本国特開平9-225573号公報 日本国特開2008-281142号公報
 図11~図13を参照しつつ、スルーフィード方式の転造加工の具体例について説明する。本具体例では、図11(a)および図11(b)に示すように、ワーク100に対し、1対の転造ダイス101を用いて、スルーフィード方式の転造加工を施す。これにより、雄側ねじ部102を形成することで、該雄側ねじ部102を備えたねじ軸103を得る。
 なお、本具体例に関する以下の説明中、特に断る場合を除き、軸方向は、ワーク100およびねじ軸103の軸方向を意味し、軸方向一方側は、図11(a)および図11(b)の左側であり、軸方向他方側は、図11(a)および図11(b)の右側である。
 ねじ軸103は、ボールねじ式の送りねじ機構を構成するねじ軸である。ねじ軸103は、ねじ軸部104と、基端側軸部105とを備える。ねじ軸部104は、ねじ軸103の軸方向一方側の端部から軸方向他方側の端部寄り部までの部分に存在する。ねじ軸部104は、外周面に、螺旋状の雄側ねじ部(雄ねじ溝)102を有する。基端側軸部105は、ねじ軸103の軸方向他方側の端部に存在する。すなわち、基端側軸部105は、ねじ軸部104の軸方向他方側に隣接して配置されている。基端側軸部105は、円柱状に構成されており、ねじ軸部104の外径よりも大きい外径を有する。
ワーク100は、転造加工を施されてねじ軸部104となる、転造用大径軸部106および転造用小径軸部107と、転造加工を施されない基端側軸部105とを備える。転造用大径軸部106は、円柱状に構成されており、基端側軸部105の外径よりも小さい外径を有する。転造用小径軸部107は、転造用大径軸部106の軸方向他方側に隣接して配置されている。転造用小径軸部107は、円柱状に構成されており、転造用大径軸部106の軸方向長さよりも大幅に小さい軸方向長さを有し、かつ、転造用大径軸部106の外径よりも小さい外径を有する。基端側軸部105は、転造用小径軸部107の軸方向他方側に隣接して配置されている。
 1対の転造ダイス101は、それぞれが短円柱形状を有する丸ダイスであり、互いの外周面同士を対向させている。転造ダイス101のそれぞれは、外周面に、螺旋状の転造歯108を有し、かつ、転造歯108の軸方向両側に隣接する箇所のそれぞれに、面取り部109を有する。面取り部109のそれぞれは、径方向外側に向かうにしたがって転造ダイス101の軸方向中央側に向かう方向に傾斜した傾斜面(円すい面)により構成されている。図12に拡大して示すように、面取り部109の小径側端部の直径は、転造歯108の歯底円の直径にほぼ等しい。なお、面取り部109は、転造加工を行う際の応力集中を緩和するために設けられている。
 ワーク100に対し、1対の転造ダイス101を用いて、スルーフィード方式の転造加工を施す際には、図11(a)に示すように、1対の転造ダイス101の外周面(転造ダイス101のそれぞれの転造歯108の歯先円)同士の間隔を一定に保ちつつ、1対の転造ダイス101を互いに同方向に回転させる。この際に、1対の転造ダイス101の外周面同士の間隔は、転造用大径軸部106および転造用小径軸部107のそれぞれの外径よりも小さくしておく。
 この状態で、1対の転造ダイス101の外周面同士の間に、ワーク100を軸方向一方側の端部から差し込む。すると、1対の転造ダイス101の転造歯108が、ワーク100の軸方向一方側の端部の外周面に切り込まれ、ワーク100が1対の転造ダイス101と逆方向に回転し、雄側ねじ部102を形成するための転造加工が始まる。このとき、1対の転造ダイス101の転造歯108と、ワーク100に形成される雄側ねじ部との間に生じるリード角誤差に基づいて、ワーク100が1対の転造ダイス101に対して軸方向一方側に移動する現象である、歩みが発生する。このため、転造加工が自動的に進行する。
 すなわち、ワーク100が1対の転造ダイス101に対して軸方向一方側に移動しながら、1対の転造ダイス101の転造歯108によって、被加工部である転造用大径軸部106および転造用小径軸部107が順次塑性変形させられる。これにより、図11(b)に示すように、雄側ねじ部102が形成される。なお、図13(a)は、図11(b)の部分拡大図である。そして、このように雄側ねじ部102が形成された時点で、1対の転造ダイス101を径方向に関して互いに離れる方向に退避させることで、転造加工を終了する。
 なお、本具体例では、日本国特開平9-225573号公報に記載されたワークと同様、ワーク100の被加工部の軸方向他方側の端部に、転造用大径軸部106の外径よりも小さい外径を有する転造用小径軸部107が存在する。このため、転造加工により流動する転造用大径軸部106の肉を、転造用小径軸部107に逃がすことができる。その結果、雄側ねじ部102の軸方向他方側の端部の外径を十分に確保しつつ、雄側ねじ部102の軸方向他方側の端部が軸方向一方側に隣接する部分に比べて径方向外側に盛り上がることを防止しやすい。
 しかしながら、上述したような転造加工を行う際には、以下のような問題を生じる可能性がある。すなわち、上述したような転造加工を行う際には、1対の転造ダイス101の転造歯108だけでなく、1対の転造ダイス101のぞれぞれの軸方向他方側の端部に位置する面取り部109によっても、ワーク100の被加工部に対して転造加工が施される。
 転造加工を行う際には、1対の転造ダイス101のぞれぞれの軸方向他方側の面取り部109を構成する傾斜面が、ワーク100の被加工部に乗り上がる。そして、ワーク100の被加工部のうち傾斜面が乗り上がった部分に、径方向に関して内側に向き、かつ、軸方向に関して他方側に向いた、大きな荷重が作用する。なお、このような荷重の径方向成分の反力として、転造ダイス101には、該転造ダイス101が被加工部から逃げる方向の荷重、すなわち、径方向外側を向いた荷重が作用する。面取り部109を構成する傾斜面が、ワーク100の被加工部に乗り上がる結果、ワーク100の被加工部のうち傾斜面が乗り上がった部分を起点に、ワーク100に過大な伸びや捩れが発生する可能性がある。これに伴い、雄側ねじ部102の歯形誤差、歯筋誤差、ねじピッチ誤差などの形状誤差が生じ、雄側ねじ部102の形状精度が低くなる可能性がある。さらに言えば、一般に、雄側ねじ部102の転造加工では、加工時に発生する軸の伸びや非常に高い軸推力に起因して、被加工部の外周面や軸方向端部に径方向のバリや膨らみが形成されるという問題が生じる。特に、転造ダイス101の面取り部109が乗り上がる部分では偏ったねじ推力が一点に集中することで、雄側ねじ部102の形状精度の悪化を招きやすい。
 さらに、図11(b)、図13(a)および図13(b)に示した転造加工の最終段階では、雄側ねじ部102の軸方向他方側の端部において、軸方向他方側に向けて押された肉が逃げられず、その肉の一部(図13(b)のβ部)に面取り部109を構成する傾斜面が乗り上がる。これにより、傾斜面に押された肉が基端側軸部105の軸方向一方側の端面を強く押圧して変形させ、雄側ねじ部102に比較的大きなピッチずれなどが生じる。したがって、転造加工の最終段階において、雄側ねじ部102の形状誤差が特に悪化しやすい。また、雄側ねじ部102の軸方向他方側の端部に、径方向のバリや膨らみが形成され、これらのバリや膨らみが、ナットの雌側ねじ部と干渉する程度にまで大きくなった場合には、雄側ねじ部102の軸方向他方側の端部の周囲にまでナットを軸方向移動させることができなくなり、その分、送りねじ機構の作動ストロークが短くなる。
 上述したような不都合、すなわち、転造加工を行う際に、転造ダイスの面取り部を構成する傾斜面がワークの被加工部に乗り上がることに基づいて、雄側ねじ部の形状精度が低くなる可能性があるといった不都合は、スルーフィード方式の転造加工に限らず、インフィード方式などの他の方式の転造加工を行う際にも、同様にして発生する。
 本発明の目的は、雄側ねじ部の形状精度が十分に確保されているねじ軸およびその製造方法、並びに、電動モータおよび送りねじ機構を備え、該送りねじ機構の作動性能が十分に確保されているステアリングホイールの電動位置調節装置を提供することにある。
 本発明の一態様のねじ軸は、大径軸部と、前記大径軸部の軸方向両端側に隣接して配置された中径軸部と、を有する。
 前記大径軸部は、外周面に軸方向全長にわたり雄側ねじ部を有する。
 前記中径軸部は、前記大径軸部の外径よりも小さい外径を有し、かつ、外周面に、前記雄側ねじ部の溝底線である螺旋曲線の延長線と同位相となる螺旋状の転造痕を有する。
 本発明の一態様のねじ軸では、前記中径軸部の外径は、前記雄側ねじ部の溝底径(谷径、溝底円の直径)の0.93倍以上1.07倍以下である。
 本発明の一態様のねじ軸は、大径軸部と、中径軸部と、小径軸部とを備える。
 前記大径軸部は、外周面に軸方向全長にわたり雄側ねじ部を有する。
 前記中径軸部は、前記大径軸部の軸方向に隣接して配置され、該大径軸部の外径よりも小さい外径を有する。
 前記小径軸部は、前記中径軸部に対し、軸方向に関して前記大径軸部と反対側に隣接して配置され、前記中径軸部の外径よりも小さい外径を有し、かつ、外周面に、螺旋状の転造痕を有しない。
 本発明の一態様のねじ軸では、前記中径軸部は、外周面に、前記雄側ねじ部の溝底線である螺旋曲線の延長線と同位相となる螺旋状の転造痕を有する。
 本発明の一態様のねじ軸では、前記小径軸部に対し、軸方向に関して前記大径軸部と反対側に隣接して配置され、前記中径軸部の外径よりも大きい外径を有する隣接軸部を備える。
 本発明の一態様のねじ軸では、前記中径軸部の外径は、前記雄側ねじ部の溝底径(谷径、溝底円の直径)の0.93倍以上1.07倍以下である。
 本発明の一態様のねじ軸では、前記小径軸部の外径は、前記雄側ねじ部の溝底径の0.9倍以上1.0倍未満である。
 本発明の一態様のねじ軸では、前記中径軸部は、前記大径軸部の軸方向一方側に配置される第1の中径軸部と、前記大径軸部の軸方向他方側に配置される第2の中径軸部とにより構成され、
 前記小径軸部は、前記第1の中径軸部の軸方向一方側に配置される第1の小径軸部と、前記第2の中径軸部の軸方向他方側に配置される第2の小径軸部とにより構成される。
 本発明の一態様のねじ軸では、該ねじ軸が、ステアリングホイールの電動位置調節装置に組み込まれることができる。
 本発明の一態様のねじ軸の製造方法は、転造用大径軸部と、前記転造用大径軸部の軸方向両端側に隣接して配置され、前記転造用大径軸部の外径よりも小さい外径を有する転造用中径軸部と、を備えたワークに対し、前記転造用大径軸部の外周面に軸方向全長にわたり雄側ねじ部を形成するために、複数個の転造ダイスを用いて前記ワークに歩みが生じる転造加工を施す工程を備える。
 前記ワークに対し前記転造加工を施す工程において、前記転造ダイスにより、前記転造用中径軸部の外周面に螺旋状の転造痕を形成するとともに、前記転造用大径軸部の外周面に雄側ねじ部を形成するための転造加工を施す。
 本発明の一態様のねじ軸の製造方法では、前記転造用中径軸部の外径を、前記転造用大径軸部の外周面に形成すべき雄側ねじ部の溝底径の0.93倍以上1.07倍以下とする。
 本発明の一態様のねじ軸の製造方法は、転造用大径軸部と、前記転造用大径軸部の軸方向に隣接して配置され、前記転造用大径軸部の外径よりも小さい外径を有する転造用中径軸部と、前記転造用中径軸部に対し、軸方向に関して前記転造用大径軸部と反対側に隣接して配置され、前記転造用中径軸部の外径よりも小さい外径を有する小径軸部と、を備えたワークに対し、前記転造用大径軸部の外周面に軸方向全長にわたり雄側ねじ部を形成するために、複数個の転造ダイスを用いて前記ワークに歩みが生じる転造加工を施す工程を備える。
 前記ワークに対し前記転造加工を施す工程において、前記転造ダイスにより、前記転造用大径軸部の外周面に雄側ねじ部を形成するための転造加工を施し、かつ、前記転造ダイスを前記小径軸部の外周面に接触させない。
 本発明の一態様のねじ軸の製造方法では、前記ワークに対し前記転造加工を施す工程において、前記転造用中径軸部の外周面に螺旋状の転造痕を形成する。
 本発明の一態様のねじ軸の製造方法では、前記ワークとして、前記小径軸部に対し、軸方向に関して前記転造用大径軸部と反対側に隣接して配置され、前記転造用中径軸部の外径よりも大きい外径を有する隣接軸部を備えたワークを用いる。
 本発明の一態様のねじ軸の製造方法では、前記転造用中径軸部の外径を、前記転造用大径軸部の外周面に形成すべき雄側ねじ部の溝底径の0.93倍以上1.07倍以下とし、 前記小径軸部の外径を、前記雄側ねじ部の溝底径の0.9倍以上1.0倍未満とする。
 本発明の一態様のねじ軸の製造方法では、前記転造ダイスのそれぞれとして、外周面の軸方向端部に面取り部を有する転造ダイスを用いる。
 また、前記ワークに対し前記転造加工を施す工程において、前記面取り部が前記小径軸部の外周面に対向した状態を維持する。
 本発明の一態様のねじ軸の製造方法では、前記ワークとして、前記転造用中径軸部が、前記転造用大径軸部の軸方向一方側に配置される第1の転造用中径軸部と、前記転造用大径軸部の軸方向他方側に配置される第2の転造用中径軸部とにより構成され、かつ、前記小径軸部が、前記第1の転造用中径軸部の軸方向一方側に配置される第1の小径軸部と、前記第2の転造用中径軸部の軸方向他方側に配置される第2の小径軸部とにより構成されワークを用いる。
 本発明の一態様のねじ軸の製造方法では、前記ねじ軸として、ステアリングホイールの電動位置調節装置に組み込まれるねじ軸を適用する。
 本発明の一態様のステアリングホイールの電動位置調節装置は、電動モータと、送りねじ機構と、操舵部品とを備える。
 前記送りねじ機構は、外周面に雄側ねじ部を有するねじ軸と、前記雄側ねじ部に対して係合する雌側ねじ部を内周面に有するナットとを備え、前記電動モータから伝わる回転力により前記ねじ軸と前記ナットとが相対回転することに基づいて、前記ねじ軸と前記ナットとが軸方向に相対変位可能に構成されている。
 前記操舵部品は、使用状態でステアリングホイールが固定され、前記ねじ軸と前記ナットとが軸方向に相対変位することに伴って、前記ステアリングホイールの位置調節方向に変位可能である。
 前記ねじ軸が、本発明のねじ軸により構成されている。
 本発明の一態様によれば、雄側ねじ部の形状精度が十分に確保されているねじ軸およびその製造方法、並びに、電動モータおよび送りねじ機構を備え、該送りねじ機構の作動性能が十分に確保されているステアリングホイールの電動位置調節装置が提供される。
[規則91に基づく訂正 11.01.2022] 
図1は、本発明の実施の形態の1例に係るステアリングホイールの電動位置  調節装置を示す部分断面図である。 図2Aは、本発明の実施の形態の1例に係るねじ軸の側面図である。 図2Bは、本発明の実施の形態の他の例に係るねじ軸の側面図である。 図3は、本発明の実施の形態の1例に係るねじ軸の中間素材であるワークの側面図である。 図4は、本発明の実施の形態の1例に関して、転造機にワークをセットした状態を示す図である。 図5は、本発明の実施の形態の1例に関して、互いに正転方向に回転する1対の転造ダイスの距離が狭まっていき、該転造ダイスがワークの転造用大径軸部に押し付けられて転造加工が開始された状態を示す図である。 図6は、図5の部分拡大断面図である。 図7(a)は、本発明の実施の形態の1例に関して、転造加工の途中段階で、1対の転造ダイスが正転方向に回転することに伴って、ワークが軸方向一方側から軸方向他方側の端まで歩んだ状態を示す図であり、図7(b)は、転造加工の途中段階で、1対の転造ダイスが逆転方向に回転することに伴って、ワークが軸方向他方側から軸方向一方側の端まで歩んだ状態を示す図である。 図8(a)は、本発明の実施の形態の1例に関して、転造加工の最終段階で、1対の転造ダイスが正転方向に回転することに伴って、ワークが軸方向一方側から軸方向他方側の端まで歩むと共に、ワークの軸方向一方側の転造用中径軸部の外周面に転造痕が形成される状態を示す図であり、図8(b)は、転造加工の最終段階で、1対の転造ダイスが逆転方向に回転することに伴って、ワークが軸方向他方側から軸方向一方側の端まで歩むと共に、ワークの軸方向他方側の転造用小径軸部の外周面に転造痕が形成される状態を示す図である。 図9は、図8(b)の部分拡大断面図である。 図10は、本発明を適用可能なねじ軸の別例を示す側面図である。 図11(a)は、従来例のスルーフィード方式の転造加工により雄側ねじ部を形成する工程の開始段階を示す側面図であり、図11(b)は、該工程の最終段階を示す側面図である。 図12は、図11に示した工程で用いられる転造ダイスの部分拡大図である。 図13(a)は、図11(b)の部分拡大断面図であり、図13(b)は、図13(a)におけるねじ軸のα矢視図である。
 [実施の形態の1例]
 本発明の実施の形態の1例について、図1~図9を用いて説明する。
(ステアリングホイールの電動位置調節装置およびねじ軸)
 図1は、本例のねじ軸17(図2A)を用いたステアリングホイールの電動位置調節装置1を示している。なお、ステアリングホイールの電動位置調節装置1に関して、前後方向は、該装置1が組み付けられる車両の前後方向を意味し、前側は、図1および図2Aの左側であり、後側は、図1および図2Aの右側である。また、本例のステアリングホイールの電動位置調節装置1は、図示しない電動モータを駆動源として、ステアリングホイール2の前後位置調節を可能としている。図1は、ステアリングホイール2が前後位置調節範囲の中間部に位置する状態を示している。
 本発明のステアリングホイールの電動位置調節装置1は、ステアリングコラム3と、ステアリングシャフト4と、電動アクチュエータ5とにより構成されることができる。本発明のステアリングホイールの電動位置調節装置1は、少なくとも、電動アクチュエータ5を構成する、電動モータ(図示せず)および送りねじ機構12と、ステアリングシャフト4を構成し、操舵部品に相当するアウタチューブ9とを備える。
 ステアリングコラム3は、前側のアウタコラム6と後側のインナコラム7とを備える。アウタコラム6は、車体に対し軸方向の変位を阻止されている。インナコラム7は、その前側部がアウタコラム6の後側部の内径側に摺動可能に挿入されている。
 ステアリングシャフト4は、前側のインナシャフト8と後側のアウタチューブ9とを備える。インナシャフト8とアウタチューブ9は、スプライン係合などにより、トルクの伝達を可能に、かつ、軸方向の相対変位を可能に組み合わされている。インナシャフト8は、アウタコラム6の内径側に図示しない軸受を介して回転自在に支持されている。アウタチューブ9は、インナコラム7の内径側に軸受10を介して回転自在に支持されている。このような構成により、ステアリングシャフト4がステアリングコラム3の内径側に回転自在に支持されている。これと共に、インナコラム7およびアウタチューブ9が、アウタコラム6およびインナシャフト8に対して軸方向に相対変位可能となっている。ステアリングホイール2は、操舵部品であるアウタチューブ9の後側端部に支持固定される。
 電動アクチュエータ5は、ハウジング11と、滑りねじ式の送りねじ機構12と、図示しない電動モータとを備える。ハウジング11は、アウタコラム6の下面に支持固定されている。
 送りねじ機構12は、ナット13とロッド14とを備える。送りねじ機構12の中心軸は、ステアリングシャフト4およびステアリングコラム3の中心軸と平行に配置されている。
 ナット13は、内周面に雌側ねじ部15を有する。ナット13は、ハウジング11内に、軸方向の変位を不能に、かつ、回転可能に支持されている。ナット13は、ウォーム減速機16を介して、電動モータにより回転駆動される。
 ロッド14は、前側に配置されたねじ軸17と、後側に配置された延長軸18とを組み合わせてなる。
 ねじ軸17は、大径軸部20と、中径軸部に相当する第1の中径軸部21および第2の中径軸部22と、小径軸部に相当する第1の小径軸部23および第2の小径軸部24と、隣接軸部に相当する基端側軸部25と、を備える。
 大径軸部20は、外周面に軸方向全長にわたり、雌側ねじ部15と螺合する雄側ねじ部26を有する。雄側ねじ部26は、転造加工によって形成されている。雄側ねじ部26のうち軸方向両端縁部を除いた軸方向中間部は、所定のねじ山高さを有する完全ねじ部により構成されている。雄側ねじ部26の軸方向両端縁部のそれぞれは、所定のねじ山高さに満たない不完全ねじ部により構成されている。
 特に、本例では、雄側ねじ部26の形状精度が十分に確保されている。換言すれば、本例では、完全ねじ部のみならず不完全ねじ部も含めて、雄側ねじ部26の全体が、正常なねじ部として機能するように、すなわち、ナット13の雌側ねじ部15と螺合するように、精度良く仕上げられている。すなわち、雄側ねじ部26のフランク面は、完全ねじ部である軸方向中間部だけでなく、不完全ねじ部である軸方向両端縁部においても、精密に仕上げられている。このため、本例では、雄側ねじ部26全体の軸方向長さが、有効ねじ長さに相当する。なお、フランク面とは、ねじ山の側面、すなわち、歯面のことである。
 第1の中径軸部21は、大径軸部20の前側である軸方向一方側に隣接して配置されている。第1の中径軸部21は、大径軸部20の外径よりも小さい外径を有する円柱状の部位である。また、本実施形態においては、第1の中径軸部21の外周面に螺旋状の第1の転造痕27を有する。第1の転造痕27は、転造加工工程において、雄側ねじ部26を形成するための転造ダイス35によって形成されることがある。第1の転造痕27は、雄側ねじ部26の溝底線である螺旋曲線の延長線と同位相である。図示の例では、第1の中径軸部21は、外周面の軸方向一方側の端縁部に、面取り部38を有する。
 第2の中径軸部22は、大径軸部20の後側である軸方向他方側に隣接して配置されている。第2の中径軸部22は、大径軸部20の外径よりも小さい外径を有する円柱状の部位である。また、本実施形態においては、第2の中径軸部22の外周面に螺旋状の第2の転造痕28を有する。第2の転造痕28は、転造加工工程において、雄側ねじ部26を形成するための転造ダイス35によって形成されることがある。第2の転造痕28は、雄側ねじ部26の溝底線である螺旋曲線の延長線と同位相である。
 本例では、第1の中径軸部21の外径D1と、第2の中径軸部22の外径D2とは、互いに等しい(D1=D2)。ただし、本発明を実施する場合、第1の中径軸部21の外径D1と、第2の中径軸部22の外径D2とを、互いに異ならせることもできる。
 本例では、第1の中径軸部21の外径D1、および、第2の中径軸部22の外径D2のそれぞれは、雄側ねじ部26の溝底径(谷径)Daの0.93倍以上1.07倍以下の範囲(溝底径Daとの差が±7%の範囲)に設定されている(0.93Da≦D1≦1.07Da、0.93Da≦D2≦1.07Da)。ただし、本発明を実施する場合には、転造加工工程において第1の転造痕27および第2の転造痕28を形成することができれば、外径D1、D2の範囲を、本例の範囲とは異なる範囲に設定することもできる。
 本例では、第1の中径軸部21の外径D1、および、第2の中径軸部22の外径D2のそれぞれは、ナット13の雌側ねじ部15の内径(ねじ山の内接円径)よりも小さい。したがって、第1の転造痕27および第2の転造痕28のそれぞれは、ナット13の雌側ねじ部15とは螺合しない。すなわち、第1の転造痕27および第2の転造痕28のそれぞれは、ナット13の雌側ねじ部15と螺合する正常なねじ部としては機能しない。
 第1の小径軸部23は、第1の中径軸部21の前側である軸方向一方側に隣接して配置されている。第1の小径軸部23は、第1の中径軸部21の外径よりも小さい外径を有する円柱状の部位であり、外周面に、螺旋状の転造痕を有しない。図示の例では、第1の小径軸部23は、外周面の軸方向一方側の端縁部に面取り部39を有し、かつ、外周面の軸方向他方側の端縁部に溝部40を有する。第1の小径軸部23の外周面のうち、面取り部39と溝部40との間に挟まれた部分は、外径が軸方向に関して変化しない円筒面により構成されている。
 第2の小径軸部24は、第2の中径軸部22の後側である軸方向他方側に隣接して配置されている。第2の小径軸部24は、第2の中径軸部22の外径よりも小さい外径を有する円柱状の部位であり、外周面に、螺旋状の転造痕を有しない。図示の例では、第2の小径軸部24の外周面は、外径が軸方向に関して変化しない円筒面により構成されている。
 本例では、第1の小径軸部23の外径d1は、第2の小径軸部24の外径d2よりも小さい(d1<d2)。ただし、本発明を実施する場合には、第1の小径軸部23の外径d1を、第2の小径軸部24の外径d2よりも大きくしたり、第1の小径軸部23の外径d1と第2の小径軸部24の外径d2とを互いに等しくしたりすることもできる。
 本例では、第1の小径軸部23の外径d1、および、第2の小径軸部24の外径d2のそれぞれは、雄側ねじ部26の溝底径Daの0.9倍以上1.0倍未満の範囲(溝底径よりも小さく、溝底径Daとの差が-10%以内の範囲)に設定されている(0.9Da≦d1<1.0Da、0.9Da≦d2<1.0Da)。ただし、本発明を実施する場合には、転造加工工程において第1の小径軸部23の外周面および第2の小径軸部24の外周面に転造ダイス35の面取り部37が乗り上げなければ、すなわち、これらの外周面に転造痕が形成されなければ、外径d1、d2の範囲を、本例の範囲とは異なる範囲に設定することもできる。
 基端側軸部25は、第2の小径軸部24の後側である軸方向他方側に隣接して配置されている。基端側軸部25は、全体的に第2の中径軸部22および第2の小径軸部24のそれぞれの外径よりも大きい外径を有する段付円柱状の部位である。基端側軸部25は、軸方向中間部に、径方向外方に突出するフランジ部29を有する。また、基端側軸部25のうち、フランジ部29よりも後側に位置する部分は、円柱状の嵌合部30により構成されている。
 延長軸18は、円筒状に構成されている。延長軸18の前側端部は、ねじ軸17の嵌合部30に外嵌固定されている。延長軸18の後側端部は、腕部19を介してインナコラム7の後側部に接続されている。
 ステアリングホイール2の前後位置を調節する際には、電動モータにより、ウォーム減速機16を介してナット13を回転駆動することで、ロッド14をナット13に対して軸方向に変位させる。これにより、ロッド14に腕部19を介して接続されたインナコラム7、および、インナコラム7の内径側に支持されたアウタチューブ9を、ロッド14と同じ方向に変位させることで、ステアリングホイール2の前後位置を調節する。
(ねじ軸の製造方法)
 本発明のねじ軸17の製造方法は、図3に示すようなワーク31、すなわち、転造用大径軸部32と、転造用大径軸部32の軸方向に隣接して配置され、転造用大径軸部32の外径よりも小さい外径を有する転造用中径軸部33、34と、転造用中径軸部33、34に対し、軸方向に関して転造用大径軸部32と反対側に隣接して配置され、転造用中径軸部33、34の外径よりも小さい外径を有する小径軸部23、24と、を備えたワーク31に対し、転造用大径軸部32の外周面に軸方向全長にわたり雄側ねじ部26を形成するために、複数個の転造ダイス35を用いてワーク31に歩みが生じる転造加工を施す工程を備える。なお、本例の転造加工の方式は、ワークに歩みが生じるインフィード方式である。
 本発明のねじ軸17の製造方法について、図3~図9を参照しつつ説明する。本例の製造対象となるねじ軸17では、第1の中径軸部21の外径D1、および、第2の中径軸部22の外径D2のそれぞれは、雄側ねじ部26の溝底径Daの0.93倍以上1.07倍以下の範囲に設定されている。また、第1の小径軸部23の外径d1、および、第2の小径軸部24の外径d2のそれぞれは、雄側ねじ部26の溝底径Daの0.9倍以上1.0倍未満の範囲に設定されている。なお、以下の説明中、特に断る場合を除き、軸方向は、ねじ軸17の中間素材であるワーク31の軸方向を意味し、軸方向一方側は、図3~図9の左側であり、軸方向他方側は、図3~図9の右側である。
 図3は、ワーク31を示している。ワーク31は、ねじ軸17(図2A参照)のうち、雄側ねじ部26、第1の転造痕27、および、第2の転造痕28以外の形状を有する。すなわち、ワーク31は、外周面に雄側ねじ部26が形成される転造用大径軸部32と、外周面に第1の転造痕27が形成される第1の転造用中径軸部33と、外周面に第2の転造痕28が形成される第2の転造用中径軸部34と、第1の小径軸部23と、第2の小径軸部24と、基端側軸部25とを備える。
 図示の例では、転造用大径軸部32の外周面は、外径が軸方向に関して変化しない円筒面により構成されている。
 第1の転造用中径軸部33は、転造用大径軸部32の軸方向一方側に隣接して配置され、転造用大径軸部32の外径よりも小さい外径を有する。図示の例では、第1の転造用中径軸部33の外周面は、軸方向一方側の端縁部に形成された面取り部38を除き、外径が軸方向に関して変化しない円筒面により構成されている。第1の転造用中径軸部33の外径は、第1の中径軸部21(図2A参照)の外径と同じくD1である。
 第2の転造用中径軸部34は、転造用大径軸部32の軸方向他方側に隣接して配置され、かつ、転造用大径軸部32の外径よりも小さい外径を有する。図示の例では、第2の転造用中径軸部34の外周面は、外径が軸方向に関して変化しない円筒面により構成されている。第2の転造用中径軸部34の外径は、第2の中径軸部22(図2A参照)の外径と同じくD2である。
 第1の小径軸部23は、第1の転造用中径軸部33の軸方向一方側に隣接して配置され、第1の転造用中径軸部33の外径よりも小さい外径を有する。
 第2の小径軸部24は、第2の転造用中径軸部34の軸方向他方側に隣接して配置され、第2の転造用中径軸部34の外径よりも小さい外径を有する。
 基端側軸部25は、第2の小径軸部24の軸方向他方側に隣接して配置されている。
 ワーク31に転造加工を施してねじ軸17を得る場合には、最初に、図4に示すように、ワーク31を転造盤にセットする。
 転造盤は、1対の転造ダイス35を備える。1対の転造ダイス35は、それぞれが短円柱形状を有する丸ダイスであり、互いの外周面同士を対向させた状態で、互いに平行に配置されている。
 転造ダイス35のそれぞれは、外周面に、雄側ねじ部26を転造加工するための螺旋状の転造歯36(図6および図9参照、図4、図5、図7、図8では形状の図示を省略)を有し、かつ、転造歯36の軸方向両側に隣接する箇所のそれぞれに、面取り部37を有する。すなわち、転造ダイス35のそれぞれは、外周面の軸方向中間部に、転造歯36を有し、かつ、外周面の軸方向両側の端部のそれぞれに、面取り部37を有する。
 面取り部37のそれぞれは、径方向外側に向かうにしたがって転造ダイス35の軸方向中央側に向かう方向に傾斜した傾斜面により構成されている。図6および図9に拡大して示すように、面取り部37の小径側端部の直径は、転造歯36の歯底径にほぼ等しい。なお、面取り部37は、転造加工を行う際の応力集中を緩和するために設けられている。また、図示の例では、面取り部37の断面形状は直線形状であるが、本発明を実施する場合、転造ダイスの面取り部の断面形状は凸円弧形状とすることもできる。
 また、本例では、転造歯36の軸方向寸法X1、換言すれば、1対の面取り部37同士の間隔(X1)は、ワーク31の第1の転造用中径軸部33の軸方向一方側の端縁から第2の転造用中径軸部34の軸方向他方側の端縁までの軸方向寸法X2よりも大きい(X1>X2)。また、本例では、転造歯36の軸方向寸法X1は、ワーク31の第1の小径軸部23の軸方向一方側の端縁から第2の小径軸部24の軸方向他方側の端縁までの軸方向寸法X3よりも小さい(X1<X3)。ただし、本発明を実施する場合、転造加工を行う際に、1対の転造ダイス35の軸方向他方側の面取り部37が第2の小径軸部24と同じ軸方向位置に存在する状態を維持できれば、第1の小径軸部23側のワーク31の支持方法次第で、すなわち、第1の小径軸部23側のワーク31の支持部材と1対の転造ダイス35との干渉を避ける支持方法を採用することによって、X1≧X3とする構成を採用することもできる。
 図4に示すようにワーク31を転造盤にセットする段階で、1対の転造ダイス35の外周面(転造ダイス35のそれぞれの転造歯36の歯先円)同士の間隔は、ワーク31の転造用大径軸部32の外径よりも十分に大きくなっている。ワーク31を転造盤にセットした状態で、ワーク31は、1対の転造ダイス35の外周面同士の間の中央位置に、1対の転造ダイス35と平行に配置される。
 この状態で、1対の転造ダイス35の転造歯36が、ワーク31の転造用大径軸部32、第1の転造用中径軸部33、および第2の転造用中径軸部34のそれぞれの外周面に対向する。また、1対の転造ダイス35の軸方向一方側の面取り部37が、ワーク31の第1の小径軸部23の外周面に対向し、かつ、1対の転造ダイス35の軸方向他方側の面取り部37が、ワーク31の第2の小径軸部24の外周面に対向する。
 次に、1対の転造ダイス35を互いに同方向に回転させながら、1対の転造ダイス35同士の間隔を狭めていく。図5および図6に示すように、1対の転造ダイス35の転造歯36をワーク31の転造用大径軸部32の外周面に食い込ませていく工程である、切り込みが開始される。該切り込みを開始すると、ワーク31は、1対の転造ダイス35から回転力を付与され、1対の転造ダイス35と逆方向に回転する。これにより、ワーク31の転造用大径軸部32の外周面の全周に転造加工が施され、雄側ねじ部26が徐々に形成される。
 本例の転造加工では、前記切り込みの進行に伴い、1対の転造ダイス35の転造歯36とワーク31の転造用大径軸部32との間に生じるリード角誤差に基づいて、ワーク31が1対の転造ダイス35に対して軸方向に移動する現象である、歩みが発生する。
 本例では、1対の転造ダイス35は、NC制御によって、前記切り込みの開始時の回転方向である正転方向の回転と、その反対方向である逆転方向の回転とが、交互に繰り返される。このため、ワーク31は、1対の転造ダイス35同士の間で、軸方向に往復移動しながら、転造加工を施される。具体的には、ワーク31は、1対の転造ダイス35が正転方向に回転する場合には、図7(a)に示すように軸方向他方側に移動し、1対の転造ダイス35が逆転方向に回転する場合には、図7(b)に示すように軸方向一方側に移動する。ワーク31のこのような軸方向他方側への移動と軸方向一方側への移動とが交互に繰り返されながら、ワーク31に転造加工が施される。
 本例では、前記NC制御によって、ワーク31の軸方向他方側への移動は、図7(a)に示す軸方向位置で止まるように構成されている。図7(a)に示す軸方向位置は、ワーク31の転造用大径軸部32の軸方向中央部が、1対の転造ダイス35の転造歯36の軸方向中央部よりも軸方向他方側に位置する軸方向位置である。特に、本例では、図7(a)に示す軸方向位置においても、1対の転造ダイス35の軸方向一方側の面取り部37が、ワーク31の第1の小径軸部23の外周面に対向し、かつ、1対の転造ダイス35の軸方向他方側の面取り部37が、ワーク31の第2の小径軸部24の外周面に対向した状態が維持される。すなわち、ワーク31の軸方向他方側への移動に伴って、1対の転造ダイス35の軸方向他方側の面取り部37が、第2の転造用中径軸部34の外周面に対向する位置まで軸方向に移動することはない。
 同様に、ワーク31の軸方向一方側への移動は、図7(b)に示す軸方向位置で止まるようになっている。図7(b)に示す軸方向位置は、ワーク31の転造用大径軸部32の軸方向中央部が、1対の転造ダイス35の転造歯36の軸方向中央部よりも軸方向一方側に位置する軸方向位置である。特に、本例では、この軸方向位置においても、1対の転造ダイス35の軸方向一方側の面取り部37が、ワーク31の第1の小径軸部23の外周面に対向し、かつ、1対の転造ダイス35の軸方向他方側の面取り部37が、ワーク31の第2の小径軸部24の外周面に対向した状態が維持される。すなわち、ワーク31の軸方向一方側への移動に伴って、1対の転造ダイス35の軸方向一方側の面取り部37が、第1の転造用中径軸部33の外周面に対向する位置まで軸方向に移動することはない。また、図7(b)に示す軸方向位置において、1対の転造ダイス35のそれぞれは、ワーク31の基端側軸部25よりも軸方向一方側に位置しており、基端側軸部25にぶつかることはない。
 本例では、前記切り込みの工程は、図8(a)に示すように、1対の転造ダイス35の転造歯36によって、転造用大径軸部32の外周面に雄側ねじ部26を形成するための転造加工が施されるのと同時に、第1の転造用中径軸部33の外周面に螺旋状の第1の転造痕27が形成され、かつ、図8(b)に示すように、1対の転造ダイス35の転造歯36によって、転造用大径軸部32の外周面に雄側ねじ部26を形成するための転造加工が施されるのと同時に、第2の転造用中径軸部34の外周面に螺旋状の第2の転造痕28が形成されるまで行う。なお、図9は、図8(b)の部分拡大断面図を示す。本例では、このようにして第1の転造痕27および第2の転造痕28が形成されるため、第1の転造痕27および第2の転造痕28のそれぞれは、雄側ねじ部26の溝底線である螺旋曲線の延長線と同位相の螺旋状痕となる。
 また、本例では、前記切込みの工程の開始から終了までの間、1対の転造ダイス35の軸方向一方側の面取り部37が、ワーク31の第1の小径軸部23の外周面に隙間を介して対向するか、または、該外周面に乗り上がらない程度、すなわち、該外周面に転造痕が形成されない程度に接触し、かつ、1対の転造ダイス35の軸方向他方側の面取り部37が、ワーク31の第2の小径軸部24の外周面に隙間を介して対向するか、または、乗り上がらない程度、すなわち、該外周面に転造痕が形成されない程度に接触する状態が維持される。逆に言えば、本例では、このような状態が維持されるように、第1の小径軸部23の外径d1、および、第2の小径軸部24の外径d2のそれぞれを、雄側ねじ部26の溝底径Daの1.0倍未満の範囲に設定している。
 なお、第1の転造用中径軸部33の外径D1、および、第2の転造用中径軸部34の外径D2が、雄側ねじ部26の溝底径Daと同等以上であれば、第1の転造痕27および第2の転造痕28のそれぞれは、雄側ねじ部26と連続して形成された螺旋状痕となる。これに対し、第1の転造用中径軸部33の外径D1、および、第2の転造用中径軸部34の外径D2が、雄側ねじ部26の溝底径Daよりもある程度小さいと、転造加工を行う際に、第1の転造用中径軸部33および第2の転造用中径軸部34による1対の転造ダイス35の支えが十分でなくなり、軸の振れ、曲がり、折れなどが生じて、第1の転造痕27および第2の転造痕28のそれぞれと雄側ねじ部26とが不連続になる場合がある。
 前記切り込みの工程を終了した後、1対の転造ダイス35の間隔を拡げて、完成したねじ軸17を、転造盤から取り出す。
 本例のねじ軸17の製造方法によれば、雄側ねじ部26の形状精度を十分に確保でき、雄側ねじ部26のフランク面を、完全ねじ部である軸方向中間部だけでなく、不完全ねじ部である軸方向両端縁部においても、精密に仕上げることができる。この点について、以下、具体的に説明する。
 本例では、前記切り込みの工程を開始した後、初めのうちは、図7(a)および図7(b)に示すように、1対の転造ダイス35の転造歯36がワーク31の転造用大径軸部32の外周面にのみ接触した状態で、雄側ねじ部26を形成するための転造加工が行われる。
 この際には、図7(a)に示すように、ワーク31に生じる歩みによって、ワーク31の転造用大径軸部32の軸方向中央部が、1対の転造ダイス35の転造歯36の軸方向中央部よりも軸方向他方側に位置する場合や、図7(b)に示すように、ワーク31に生じる歩みによって、ワーク31の転造用大径軸部32の軸方向中央部が、1対の転造ダイス35の転造歯36の軸方向中央部よりも軸方向一方側に位置する場合に、1対の転造ダイス35とワーク31との間に作用する転造荷重の軸方向の分布に、偏りが生じる。そして、このような転造荷重の軸方向の分布に偏りが生じた分だけ、1対の転造ダイス35やワーク31を支持している転造盤の弾性変形量に変化が生じることによって、1対の転造ダイス35とワーク31との間に傾きなどの相対変位が生じる傾向となる。この結果、加工途中の雄側ねじ部26の軸方向両端部の加工精度は、低いものとなる。
 しかしながら、前記切り込み工程の最終段階では、図8(a)および図8(b)に示すように、1対の転造ダイス35の転造歯36が、転造用大径軸部32の外周面だけでなく、第1の転造用中径軸部33および第2の転造用中径軸部34の外周面にも接触するようになる。この際には、1対の転造ダイス35の転造歯36の軸方向一方側端部は、第1の転造用中径軸部33の外周面に接触して支えられ、1対の転造ダイス35の転造歯36の軸方向他方側端部は、第2の転造用中径軸部34の外周面に接触して支えられる。このため、1対の転造ダイス35とワーク31との間に作用する転造荷重の軸方向の分布に大きな偏りが生じることを防止できる。したがって、前記切り込みの工程の最終段階では、1対の転造ダイス35やワーク31を支持している転造盤の弾性変形量の変化を十分に小さく抑えることができる。このため、1対の転造ダイス35とワーク31との間に傾きなどの相対変位を生じにくくすることができる。この結果、前記切り込みの工程の最終段階において、雄側ねじ部26の軸方向両端部の加工精度を良好にすることができる。すなわち、雄側ねじ部26のフランク面を、完全ねじ部である軸方向中間部だけでなく、不完全ねじ部である軸方向両端縁部においても、精密に仕上げることができる。
 さらに、本例では、前記切込みの工程の開始から終了までの間、1対の転造ダイス35の軸方向一方側の面取り部37が、ワーク31の第1の小径軸部23の外周面に隙間を介して対向するか、または、該外周面に乗り上がらない程度に接触し、かつ、1対の転造ダイス35の軸方向他方側の面取り部37が、ワーク31の第2の小径軸部24の外周面に隙間を介して対向するか、または、該外周面に乗り上がらない程度に接触した状態が維持される。すなわち、本例では、前記切込みの工程の開始から終了までの間、面取り部37を構成する傾斜面が、ワーク31の外周面に乗り上がらない。このため、前記傾斜面がワーク31の外周面に乗り上がることにより、この乗り上がった部分に、径方向に関して内側に向き、かつ、軸方向に関して転造ダイス35の中央部と反対側に向いた、大きな荷重が作用するといった事態が生じない。したがって、このような事態が生じることに伴い、ワーク31の外周面のうち前記傾斜面が乗り上がった部分を起点に、ワーク31に過大な伸びや捩れが発生すること伴い、雄側ねじ部26の歯形誤差、歯筋誤差、ねじピッチ誤差などの形状誤差が生じ、雄側ねじ部26の形状精度が低くなるといった不都合が生じることを回避できる。また、第1の中径軸部21の軸方向一方側の端部、および、第2の中径軸部22の軸方向一方側の端部に、径方向のバリや膨らみが生じることも回避できる。したがって、このような面からも、雄側ねじ部26の形状精度を十分に確保できる。
 なお、本発明を実施する場合、雄側ねじ部26の溝底径Daよりも、第1の転造用中径軸部33の外径D1や第2の転造用中径軸部34の外径D2を小さくする場合には、これらの外径D1、D2を小さくし過ぎると、図8(a)および図8(b)に示す状態で、1対の転造ダイス35とワーク31との間に生じる傾きなどの相対変位を十分に抑えられなくなる。本例では、このような不都合が生じないようにするため、雄側ねじ部26の溝底径Daよりも、第1の転造用中径軸部33の外径D1や第2の転造用中径軸部34の外径D2を小さくする場合には、これらの外径D1、D2を、雄側ねじ部26の溝底径Daの0.93倍以上としている。
 本例において、雄側ねじ部26の溝底径Daよりも、第1の転造用中径軸部33の外径D1や第2の転造用中径軸部34の外径D2を大きくする場合に、これらの外径D1、D2を、雄側ねじ部26の溝底径Daの1.07倍以下とした理由は、第1の転造痕27および第2の転造痕28のそれぞれが、ナット13の雌側ねじ部15と螺合しないようにする、すなわち、有効ねじ部とならないようにするためである。つまり、外径D1、D2を雄側ねじ部26の溝底径Daの1.07倍よりも大きくすると、ねじ部としての形状精度が悪い第1の転造痕27および第2の転造痕28のそれぞれが、ナット13の雌側ねじ部15と螺合する可能性が出てくる。そこで、このような可能性が出ないようにするために、外径D1、D2を、雄側ねじ部26の溝底径Daの1.07倍以下としている。
 本例では、雄側ねじ部26を形成するための転造加工を行う際に、転造ダイス35の面取り部37が第1の小径軸部23および第2の小径軸部24の外周面に乗り上がらない程度に、第1の小径軸部23の外径d1、および、第2の小径軸部24の外径d2のそれぞれを小さくする必要がある。ただし、本例では、第1の小径軸部23の外径d1、および、第2の小径軸部24の外径d2の強度を確保するために、第1の小径軸部23の外径d1、および、第2の小径軸部24の外径d2のそれぞれを、雄側ねじ部26の溝底径Daの0.9倍以上1.0倍未満、好ましくは0.9倍以上1.0倍未満としている。
 本発明を実施する場合、第1の転造痕27および第2の転造痕28の転造痕長さ、および、第1の転造痕27および第2の転造痕28を形成する軸方向範囲については、任意の値に設定することができる。たとえば、第1の転造痕27および第2の転造痕28の転造痕長さ(L:ねじが1回転した場合の第1の転造痕27及び第2の転造痕28のそれぞれの軸方向長さ)は、雄側ねじ部26のねじリードの0.03倍~2.5倍程度、好ましくは0.5倍~2倍程度とすることができる。すなわち、第1の転造痕27および第2の転造痕28を形成する軸方向長さ(L1=第1の中径軸部21および第2の中径軸部22のそれぞれの軸方向長さ)は、雄側ねじ部26のねじピッチの0.03倍~2.5倍程度、好ましくは0.5倍~2倍程度とすることができる。
 上述のとおり、雄側ねじ部26の溝底径Da、第1の転造用中径軸部33の外径D1、第2の転造用中径軸部34の外径D2、第1の小径軸部23の外径d1、および第2の小径軸部24の外径d2の関係を式に表すと、雄側ねじ部26を形成するための転造加工を行う際には、以下の寸法関係を採用することが好ましい。
 D1:Da-(Da×0.070)以上、Da+(Da×0.070)以下
 D2:Da-(Da×0.070)以上、Da+(Da×0.070)以下
 d1:Da-(Da×0.1)以上、Da未満
 d2:Da-(Da×0.1)以上、Da未満
 また、本発明を実施する場合、雄側ねじ部26の溝底径Da、第1の転造用中径軸部33の外径D1、第2の転造用中径軸部34の外径D2、第1の小径軸部23の外径d1、および第2の小径軸部24の外径d2について、以下の寸法関係を採用することがより好ましい。
 D1:Da+(Da×0.001倍~0.070倍)
 D2:Da+(Da×0.001倍~0.070倍)
 d1:Da-(Da×0.001倍~0.070倍)
 d2:Da-(Da×0.001倍~0.070倍)
 すなわち、転造加工時に転造ダイス35がワーク31に対して傾くことを十分に抑制できるようにするために、外径D1、D2は、溝底径Daよりも大きくすること、たとえば「Da+(Da×0.001倍)」以上とすることがより好ましい。また、転造ダイス35の面取り部37が第1の小径軸部23および第2の小径軸部24の外周面に乗り上げることを防止しやすくするために、外径d1、d2は、溝底径Daよりも少しでも小さいこと、たとえば「Da-(Da×0.001倍)」以下であることがより好ましい。また、第1の小径軸部23および第2の小径軸部24の剛性を十分に確保するために、外径d1、d2は、たとえば「Da-(Da×0.070倍)」以上であることがより好ましい。
 この場合に、
 h:雄側ねじ部26の歯丈(ねじ溝底部からねじ山頂部までの径方向高さ)
 p:雄側ねじ部26のピッチ(軸方向に隣り合うねじ山頂部同士の軸方向距離)
 L2:第1の小径軸部23および第2の小径軸部24のそれぞれの軸方向寸法
とすると、L2は、h以上となることが好ましい。
 具体的には、第1の小径軸部23および第2の小径軸部24のそれぞれの軸方向寸法L2は、h+p×(0.05倍~4倍)程度が最小となるが、それ以上に長くてもよい。軸方向寸法L2は、好ましくは、h+p×(0.50倍~2.00倍)程度とすることができる。
 また、本例のステアリングホイールの電動位置調節装置1では、送りねじ機構12を構成するねじ軸17の雄側ねじ部26の全体が、正常なねじ部として機能するように精度良く仕上げられている。このため、ステアリングホイール2の前後位置の調節を行う際に、雄側ねじ部26の軸方向端縁部が雌側ねじ部15と螺合する位置まで、ロッド14をナット13に対して軸方向に変位させることができる。したがって、送りねじ機構12の作動ストロークを長くすることができ、換言すれば、ステアリングホイール2の前後位置の調節範囲を広くすることができる。
 さらに、本例では、転造加工の工程において、第1の中径軸部21の軸方向一方側の端部、および、第2の中径軸部22の軸方向他方側の端部に、転造ダイス35の面取り部37が乗り上がらない。このため、転造加工の工程において、第1の中径軸部21の軸方向一方側の端部、および、第2の中径軸部22の軸方向他方側の端部に、面取り部37が乗り上がることによって生じる、径方向のバリや膨らみが存在しない。したがって、たとえば、第1の中径軸部21の軸方向一方側の端部や、第2の中径軸部22の軸方向他方側の端部が、ナット13の雌側ねじ部15の径方向内側に進入する位置までねじ軸17を軸方向移動させる場合でも、第1の中径軸部21の軸方向一方側の端部や、第2の中径軸部22の軸方向他方側の端部が、雌側ねじ部15と干渉することを防止できる。したがって、この面からも、送りねじ機構12の作動ストロークを長くすることができる。
 なお、上述した実施の形態において、ねじ軸17のうち、第1の中径軸部21よりも軸方向一方側に、第1の中径軸部21の外径よりも大きい外径を有する部分は存在しない。すなわち、ワーク31のうち、第1の転造用中径軸部33よりも軸方向一方側に、第1の転造用中径軸部33の外径よりも大きい外径を有する部分は存在しない。このため、本発明を実施する場合で、上述した実施の形態と同様の方法でねじ軸を製造する際には、第1の小径軸部23を省略しても、すなわち、第1の中径軸部21の軸方向一方側の端部を自由端としても、転造加工を行う際に、1対の転造ダイス35の軸方向一方側の面取り部37が、第1の転造用中径軸部33(第1の中径軸部21)の外周面に乗り上がることを避けられる。したがって、本発明を実施する場合で、上述した実施の形態と同様の方法でねじ軸を製造する際には、第1の小径軸部23を省略することもできる。
 また、本発明は、たとえば、第1の中径軸部21の軸方向一方側にのみ、第1の中径軸部21の外径よりも大きい外径を有する隣接軸部が存在し、第2の中径軸部22の軸方向他方側に、第2の中径軸部22の外径よりも大きい外径を有する隣接軸部が存在しないねじ軸に適用することもできる。この場合には、第1の小径軸部23を必須とする一方で、第2の小径軸部24を必須としないこともできる。すなわち、この場合には、第2の小径軸部24を設けることもできるし、第2の小径軸部24を省略することもできる。
 さらに、上述した実施の形態において、ねじ軸17のうち、第2の中径軸部22よりも軸方向他方側には、第2の中径軸部22の外径よりも大きい外径を有する基端側軸部25が存在する。すなわち、ワーク31のうち、第2の転造用中径軸部34よりも軸方向他方側には、第2の転造用中径軸部34の外径よりも大きい外径を有する基端側軸部25が存在する。このとき、本実施形態においては、上述した実施の形態と同様の方法でねじ軸を製造する際に、図2Bに示すように、ねじ軸において、第1の小径軸部及び第2の小径軸部をいずれも省略し、第2の中径軸部22の軸方向他方側に基端側軸部25を隣接して配置することができる。すなわち、ワークにおいて、第1の小径軸部及び第2の小径軸部をいずれも省略し、第2の転造用中径軸部34の軸方向他方側に基端側軸部25を隣接して配置することもできる。この場合には、第2の転造用中径軸部34(第2の中径軸部22)の外径を適切に制御し、螺旋状の転造痕が形成される範囲で小さく設定することが好ましい。これにより、一対の転造ダイス35の軸方向他方側の面取り部37が、第2の転造用中径軸部(第2の中径軸部22)の外周面に乗り上がることによる加工精度の低下を抑制することができる。
 なお、第2の中径軸部22の軸方向他方側にも、第2の小径軸部24を介して、基端側軸部25を配置する、すなわち、ワークにおいて、第2の転造用中径軸部34の軸方向他方側に、第2の小径軸部24を介して、基端側軸部25を配置することが好ましい。第2の中径軸部22の軸方向他方側と基端側軸部25との間に、第2の小径軸部24を配置すると、転造加工を行う際に、1対の転造ダイス35の軸方向他方側の面取り部37が、第2の転造用中径軸部34(第2の中径軸部22)の外周面に乗り上がることを確実に避けることができる。したがって、本発明を実施する場合で、上述した実施の形態と同様の方法でねじ軸を製造する際には、少なくとも一方の端部に第2の小径軸部24を配置することがより一層好ましい。
 さらに、転造用大径軸部32(雄側ねじ部26)の軸方向一方側に、第1の転造用中径軸部33(第1の中径軸部21)が配置され、この軸方向一方側に、第1の小径軸部23が配置されるとともに、転造用大径軸部32(雄側ねじ部26)の軸方向他方側に、第2の転造用中径軸部34(第2の中径軸部22)が配置され、この軸方向他方側に、第2の小径軸部24が配置されていると、第1の小径軸部23及び第2の小径軸部24の表面を観察することにより、正常に転造が行われているかどうかの判断をすることもできる。すなわち、第1の小径軸部23又は第2の小径軸部24に転造痕が付いている場合には、転造加工により流動する肉が小径軸部に逃げていないことを示し、ねじ精度に著しい悪影響を及ぼしていると判断することができる。一方、正常に転造が行われていれば、第1の小径軸部23及び第2の小径軸部24に転造痕は付かない。したがって、第1の小径軸部23及び第2の小径軸部24を配置すると、高精度のねじを作る場合に、不良品発見の目安にすることもできる。なお、不良が発生した場合に、第1の小径軸部23又は第2の小径軸部24には、必ずしも螺旋状に痕が残るわけでなく、いずれかの位置に短い傷が形成されることもある。
 上述のとおり、本実施形態に係るねじ軸17が第1の小径軸部23又は第2の小径軸部24のいずれか一方を有し、これらに転造痕がついていない場合には、正常に転造が行われていると判断することができる。このような場合に、中径軸部の外径によっては、1対の転造ダイス35とワーク31との間に作用する転造荷重の軸方向の分布に、若干の偏りが生じていても、第1の中径軸部21及び第2の中径軸部22に、螺旋状の転造痕が形成されない場合もある。具体的には、わずかな偏りにより、第1の中径軸部21及び第2の中径軸部22の表面の一部に傷が形成される場合がある。このような場合であっても、第1の中径軸部21や、第2の中径軸部22が軸の振れを抑制していることを示し、雄側ねじ部26の軸方向両端部の加工精度が良好であると判断することができる。
 なお、本例のねじ軸17は、本例と異なる構成を有する装置に組み込んで使用することもできる。この場合には、たとえば、隣接軸部である基端側軸部25を、モータなどの駆動部材と組み合わせるための部位として用いることができる。具体的には、たとえば、基端側軸部25の外周面にセレーション部を形成し、該セレーション部を覆うように合成樹脂製のギヤを射出成形し、該ギヤを用いて、モータとねじ軸17との間に設置される減速機構を構成することもできる。このような構成を採用する場合には、基端側軸部25の外径が大きいため、ギヤの材料となる合成樹脂の使用量を少なく抑えられる。したがって、高価な材料である合成樹脂の使用量が少なくなることで製造コストを抑えられたり、ギヤの成形時や使用時における合成樹脂の変形を有効に防止したりすることができる。
 なお、本発明におけるねじ軸の転造方式は、上述した実施の形態におけるインフィード方式に限らず、スルーフィード方式や平板転造方式などの、他の転造方式を採用することもできる。これらのうち、スルーフィード方式は、軸方向両側に、中径軸部の外径よりも大きい外径を有する大径部を備えていないねじ軸、または、軸方向片側にのみ、中径軸部の外径よりも大きい外径を有する大径部を備えているねじ軸の転造方式として採用できる。なお、スルーフィード方式を採用する場合には、ワークのうち、転造ダイス間に挿入し始める側の軸方向端部である先端部に、小径軸部を設けることは必須ではない。ただし、ワークの先端部に小径軸部を設けることにより、該小径部を、ダイス間にワークを挿入する際の誘導部、すなわち案内部として用いることもできる。インフィード方式は、スルーフィード方式の場合と同じねじ軸の転造方式として採用できるほか、たとえば図10に示すような、ねじ軸17aの転造方式として採用できる。このねじ軸17aは、軸方向両側のそれぞれに、中径軸部の外径よりも大きい外径を有する大径部(隣接軸部)を備える。具体的には、ねじ軸17aは、第1の小径軸部23に対して軸方向一方側に隣接して配置された、第1の中径軸部21の外径よりも大きい外径を有する中径軸部に相当する大径部41aと、第2の小径軸部24に対して軸方向他方側に隣接して配置された、第2の中径軸部22の外径よりも大きい外径を有する中径軸部に相当する大径部41bとを備える。
 本発明のねじ軸の製造方法を実施する場合、転造加工に用いる転造ダイスの個数は、3個以上とすることもできる。
 本発明は、滑りねじ式の送りねじ機構を構成するねじ軸だけでなく、ボールねじ式の送りねじ機構を構成するねじ軸にも適用可能である。この場合、ねじ軸の雄側ねじ部は、雄ねじ溝となる。また、本発明を、滑りねじ式の送りねじ機構を構成するねじ軸に適用する場合、雄側ねじ部のねじ山の形状は、三角歯形状、台形歯形状、インボリュート歯形状、セレーション歯形状などの各種の形状を採用することができる。本発明は、ねじの条数やセレーションの歯数などにより制限されることはない。
 本発明のステアリングホイールの電動位置調節装置は、日本国特開2005-199760号公報、日本国特開2006-321484号公報、日本国特開2015-227166号公報などに記載されて従来から知られている、各種構造の装置、具体的には、ステアリングホイールの前後位置と上下位置とのうちの少なくとも一方の位置を調節可能とした装置に適用可能である。
 本発明のねじ軸を備える送りねじ機構は、ステアリングホイールの電動位置調節装置に限らず、自動車のステアリングホイールやヘッドライトの電動収納装置、工作機械のテーブル移動装置などの、各種機械装置に組み込んで用いることができる。
 以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
 なお、本出願は、2020年10月13日出願の日本特許出願(特願2020-172548)に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
 1 ステアリングホイールの電動位置調節装置
 2 ステアリングホイール
 3 ステアリングコラム
 4 ステアリングシャフト
 5 電動アクチュエータ
 6 アウタコラム
 7 インナコラム
 8 インナシャフト
 9 アウタチューブ
 10 軸受
 11 ハウジング
 12 送りねじ機構
 13 ナット
 14 ロッド
 15 雌側ねじ部
 16 ウォーム減速機
 17、17a ねじ軸
 18 延長軸
 19 腕部
 20 大径軸部
 21 第1の中径軸部
 22 第2の中径軸部
 23 第1の小径軸部
 24 第2の小径軸部
 25 基端側軸部
 26 雄側ねじ部
 27 第1の転造痕
 28 第2の転造痕
 29 フランジ部
 30 嵌合部
 31 ワーク
 32 転造用大径軸部
 33 第1の転造用中径軸部
 34 第2の転造用中径軸部
 35 転造ダイス
 36 転造歯
 37 面取り部
 38 面取り部
 39 面取り部
 40 溝部
 41a、41b 大径部
 100 ワーク
 101 転造ダイス
 102 雄側ねじ部
 103 ねじ軸
 104 ねじ軸部
 105 基端側軸部
 106 転造用大径軸部
 107 転造用小径軸部
 108 転造歯
 109 面取り部

Claims (19)

  1.  大径軸部と、
     前記大径軸部の軸方向両端側に隣接して配置された中径軸部と、を有し、
     前記大径軸部は、外周面に軸方向全長にわたり雄側ねじ部を有し、
     前記中径軸部は、前記大径軸部の外径よりも小さい外径を有し、かつ、外周面に、前記雄側ねじ部の溝底線である螺旋曲線の延長線と同位相となる螺旋状の転造痕を有する、
    ねじ軸。
  2.  前記中径軸部の外径は、前記雄側ねじ部の溝底径の0.93倍以上1.07倍以下である、請求項1に記載のねじ軸。
  3.  大径軸部と、中径軸部と、小径軸部とを備え、
     前記大径軸部は、外周面に軸方向全長にわたり雄側ねじ部を有し、
     前記中径軸部は、前記大径軸部の軸方向に隣接して配置され、該大径軸部の外径よりも小さい外径を有し、
     前記小径軸部は、前記中径軸部に対し、軸方向に関して前記大径軸部と反対側に隣接して配置され、前記中径軸部の外径よりも小さい外径を有し、かつ、外周面に、螺旋状の転造痕を有しない、
    ねじ軸。
  4.  前記中径軸部は、外周面に、前記雄側ねじ部の溝底線である螺旋曲線の延長線と同位相となる螺旋状の転造痕を有する、請求項3に記載のねじ軸。
  5.  前記小径軸部に対し、軸方向に関して前記大径軸部と反対側に隣接して配置され、前記中径軸部の外径よりも大きい外径を有する隣接軸部を備える、請求項3又は4に記載のねじ軸。
  6.  前記中径軸部の外径は、前記雄側ねじ部の溝底径の0.93倍以上1.07倍以下である、請求項3~5のいずれか1項に記載のねじ軸。
  7.  前記小径軸部の外径は、前記雄側ねじ部の溝底径の0.9倍以上1.0倍未満である、請求項3~6のいずれか1項に記載のねじ軸。
  8.  前記中径軸部は、前記大径軸部の軸方向一方側に配置される第1の中径軸部と、前記大径軸部の軸方向他方側に配置される第2の中径軸部とにより構成され、
     前記小径軸部は、前記第1の中径軸部の軸方向一方側に配置される第1の小径軸部と、前記第2の中径軸部の軸方向他方側に配置される第2の小径軸部とのうち、少なくともいずれか一方により構成される、
    請求項3~7のいずれか1項に記載のねじ軸。
  9.  ステアリングホイールの電動位置調節装置に組み込まれる、請求項1~8のいずれか1項に記載のねじ軸。
  10.  転造用大径軸部と、前記転造用大径軸部の軸方向両端側に隣接して配置され、前記転造用大径軸部の外径よりも小さい外径を有する転造用中径軸部と、を備えたワークに対し、前記転造用大径軸部の外周面に軸方向全長にわたり雄側ねじ部を形成するために、複数個の転造ダイスを用いて前記ワークに歩みが生じる転造加工を施す工程を備え、
     前記ワークに対し前記転造加工を施す工程において、前記転造ダイスにより、前記転造用中径軸部の外周面に螺旋状の転造痕を形成するとともに、前記転造用大径軸部の外周面に雄側ねじ部を形成するための転造加工を施す、
    ねじ軸の製造方法。
  11.  前記転造用中径軸部の外径を、前記転造用大径軸部の外周面に形成すべき雄側ねじ部の溝底径の0.93倍以上1.07倍以下とする、請求項10に記載のねじ軸の製造方法。
  12.  転造用大径軸部と、前記転造用大径軸部の軸方向に隣接して配置され、前記転造用大径軸部の外径よりも小さい外径を有する転造用中径軸部と、前記転造用中径軸部に対し、軸方向に関して前記転造用大径軸部と反対側に隣接して配置され、前記転造用中径軸部の外径よりも小さい外径を有する小径軸部と、を備えたワークに対し、前記転造用大径軸部の外周面に軸方向全長にわたり雄側ねじ部を形成するために、複数個の転造ダイスを用いて前記ワークに歩みが生じる転造加工を施す工程を備え、
     前記ワークに対し前記転造加工を施す工程において、前記転造ダイスにより、前記転造用大径軸部の外周面に雄側ねじ部を形成するための転造加工を施し、かつ、前記転造ダイスを前記小径軸部の外周面に接触させない、
    ねじ軸の製造方法。
  13.  前記ワークに対し前記転造加工を施す工程において、前記転造用中径軸部の外周面に螺旋状の転造痕を形成する、請求項12に記載のねじ軸の製造方法。
  14.  前記ワークとして、前記小径軸部に対し、軸方向に関して前記転造用大径軸部と反対側に隣接して配置され、前記転造用中径軸部の外径よりも大きい外径を有する隣接軸部を備えたワークを用いる、請求項12又は13に記載のねじ軸の製造方法。
  15.  前記転造用中径軸部の外径を、前記転造用大径軸部の外周面に形成すべき雄側ねじ部の溝底径の0.93倍以上1.07倍以下とし、
     前記小径軸部の外径を、前記雄側ねじ部の溝底径の0.9倍以上1.0倍未満とする、請求項12~14のいずれか1項に記載のねじ軸の製造方法。
  16.  前記転造ダイスのそれぞれとして、外周面の軸方向端部に面取り部を有する転造ダイスを用い、
     前記ワークに対し前記転造加工を施す工程において、前記面取り部が前記小径軸部の外周面に対向した状態を維持する、
    請求項12~15のいずれか1項に記載のねじ軸の製造方法。
  17.  前記ワークとして、前記転造用中径軸部が、前記転造用大径軸部の軸方向一方側に配置される第1の転造用中径軸部と、前記転造用大径軸部の軸方向他方側に配置される第2の転造用中径軸部とにより構成され、かつ、前記小径軸部が、前記第1の転造用中径軸部の軸方向一方側に配置される第1の小径軸部と、前記第2の転造用中径軸部の軸方向他方側に配置される第2の小径軸部とのうち、少なくともいずれか一方により構成されているワークを用いる、請求項12~16のいずれか1項に記載のねじ軸の製造方法。
  18.  前記ねじ軸として、ステアリングホイールの電動位置調節装置に組み込まれるねじ軸を適用する、請求項10~17のうちのいずれかに記載のねじ軸の製造方法。
  19.  電動モータと、送りねじ機構と、操舵部品とを備え、
     前記送りねじ機構は、外周面に雄側ねじ部を有するねじ軸と、前記雄側ねじ部に対して係合する雌側ねじ部を内周面に有するナットとを備え、前記電動モータから伝わる回転力により前記ねじ軸と前記ナットとが相対回転することに基づいて、前記ねじ軸と前記ナットとが軸方向に相対変位可能に構成されており、
     前記操舵部品は、使用状態でステアリングホイールが固定され、前記ねじ軸と前記ナットとが軸方向に相対変位することに伴って、前記ステアリングホイールの位置調節方向に変位可能であり、
     前記ねじ軸が、請求項9に記載されているねじ軸により構成されている、
    ステアリングホイールの電動位置調節装置。
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