JP7597372B2 - Nut, manufacturing method thereof, and feed screw device - Google Patents
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Description
本発明は、スリットを有し、内径を拡縮可能に構成されたナット及びその製造方法、並びに、前記ナットを使用した送りねじ装置に関する。 The present invention relates to a nut that has a slit and is configured so that its inner diameter can be expanded or contracted, a method for manufacturing the nut, and a feed screw device that uses the nut.
図11~図13(b)は、国際公開第03/078234号パンフレット(特許文献1)に記載された、送りねじ装置の従来構造の1例を示している。送りねじ装置100は、ナット101と、ロッド102と、ボルト103とを備える。
Figures 11 to 13(b) show an example of a conventional structure of a feed screw device described in International Publication No. 03/078234 (Patent Document 1). The
ナット101は、内周面に雌ねじ部104を有する筒状部105と、該筒状部105に軸方向に伸長するように形成されたスリット106と、筒状部105のうち、スリット106を挟んで互いに整合する部分に、該スリット106の伸長方向(形成方向)に対して直交する方向に形成された一対の締付孔107a、107bとを備える。
The
ロッド102は、外周面に、雌ねじ部104と螺合する雄ねじ部108を有する。
The
ボルト103は、一対の締付孔107a、107bのうちの一方の締付孔107aを挿通し、かつ、他方の締付孔107bに螺合されている。
The
送りねじ装置100では、他方の締付孔107bに対するボルト103の締め付け量を調整することで、スリット106の幅を拡縮させ、筒状部105の内径を拡縮させることにより、ナット101の雌ねじ部104とロッド102の雄ねじ部108との螺合部のバックラッシュを抑えることができるようになっている。
In the
国際公開第03/078234号パンフレットに記載の構造では、ナット101に、該ナット101の中心軸と平行な軸方向に伸長するスリット106を形成し、該スリット106の幅を拡縮させるためのボルト103を、スリット106の伸長方向に対して直交する方向に配置している。これに対し、雌ねじ部104のねじ山及び雄ねじ部108のねじ山は、リード角を有しており、ナット101の拡縮方向に相当するボルト103の軸方向(図13(a)の上下方向)に対し傾斜している。
In the structure described in WO 03/078234, a
したがって、ボルト103の締め付け量を大きくすることにより、筒状部105の内径を縮径させる際に、図13(a)及び図13(b)に示すように、雌ねじ部104を構成するねじ山のフランク面と雄ねじ部108を構成するねじ山のフランク面との間で偏当たりを生じてしまう。このような偏当たりが生じると、雌ねじ部104を構成するねじ山のフランク面と雄ねじ部108を構成するねじ山のフランク面との間に作用する摩擦が大きくなるとともに、不可避のバックラッシュの原因となる隙間が大きくなる。
Therefore, when the inner diameter of the
これに対し、国際公開第2019/142378号パンフレット(特許文献2)には、スリットを、ナットの内周面に備えられた雌ねじ部を構成するねじ山(ねじ溝)のうちで前記スリットが横切る部分におけるリード角の方向に対し直交する方向に伸長するように形成し、かつ、ナットの内径を縮径させるためのボルトを、前記スリットの伸長方向に対して直交する方向に配置した送りねじ装置が記載されている。国際公開第2019/142378号パンフレットに記載の送りねじ装置は、前記ボルトの締め付け量を大きくして、前記ナットの内径を縮径させた場合に、前記雌ねじ部を構成するねじ山のフランク面と、ロッドの外周面に備えられた雄ねじ部を構成するねじ山のフランク面との間に存在する隙間の厚さをほぼ一定に保持したまま、これらの面を互いに近づけて摺動可能に当接(面接触)させることができる。このため、前記ナットの雌ねじ部と前記ロッドの雄ねじ部との間に作用する摩擦が大きくなることを防止することができ、かつ、バックラッシュの原因となる、前記雌ねじ部を構成するねじ山のフランク面と、前記雄ねじ部を構成するねじ山のフランク面との間の隙間を小さく抑えることができる。 In contrast, WO 2019/142378 (Patent Document 2) describes a feed screw device in which a slit is formed to extend in a direction perpendicular to the direction of the lead angle at the portion of the thread (thread groove) constituting the female thread portion provided on the inner peripheral surface of the nut that the slit crosses, and a bolt for reducing the inner diameter of the nut is arranged in a direction perpendicular to the extension direction of the slit. The feed screw device described in WO 2019/142378 can, when the amount of tightening of the bolt is increased to reduce the inner diameter of the nut, bring the flank surface of the thread constituting the female thread portion and the flank surface of the thread constituting the male thread portion provided on the outer peripheral surface of the rod closer to each other and slidably abut (surface contact) while maintaining the thickness of the gap between them approximately constant. This makes it possible to prevent the friction acting between the female thread of the nut and the male thread of the rod from increasing, and also to reduce the gap between the flank surface of the thread that constitutes the female thread and the flank surface of the thread that constitutes the male thread, which causes backlash.
国際公開第2019/142378号パンフレットに記載の送りねじ装置は、次のような面から改良の余地がある。すなわち、国際公開第2019/142378号パンフレットに記載の構造では、スリットの伸長方向中央位置を挟む両側部分に、該スリットの伸長方向に対して直交する方向に一対の締付孔を形成している。そして、ナットの筒状部の内径を縮径させるためのボルトを、一方の締付孔に挿通し、かつ、他方の締付孔に螺合している。 The feed screw device described in WO 2019/142378 has room for improvement in the following respects. That is, in the structure described in WO 2019/142378, a pair of fastening holes are formed in a direction perpendicular to the extension direction of the slit on both sides of the center position in the extension direction of the slit. A bolt for reducing the inner diameter of the cylindrical part of the nut is inserted into one of the fastening holes and screwed into the other fastening hole.
したがって、前記筒状部の内径を縮径させるべく、前記他方の締付孔に対する前記ボルトの締め付け量を増大させると、前記筒状部は、前記スリットの幅が伸長方向中央部で最も狭く、伸長方向両側に向かう程広くなるように変形する。すなわち、前記筒状部は、軸方向中間部で最も内径が小さく、軸方向両側に向かう程内径が大きくなるように変形する。この結果、前記筒状部の軸方向中間部において、該筒状部の内周面に備えられた雌ねじ部を構成するねじ山のフランク面と、ロッドの外周面に備えられた雄ねじ部を構成するねじ山のフランク面との間に作用する摩擦が大きくなる可能性がある。又、前記雌ねじ部のピッチが、軸方向中間部で最も狭く、軸方向両側に向かう程広くなるといった問題を生じる可能性がある。これらの問題は、前記スリットの伸長方向両側の端部が、前記筒状部の軸方向両側の端面に開口していないナットにおいて、顕著になりやすい。 Therefore, when the amount of tightening of the bolt against the other tightening hole is increased in order to reduce the inner diameter of the cylindrical portion, the cylindrical portion is deformed so that the width of the slit is narrowest in the center of the extension direction and becomes wider toward both sides in the extension direction. In other words, the cylindrical portion is deformed so that the inner diameter is smallest in the axial middle portion and becomes larger toward both sides in the axial direction. As a result, in the axial middle portion of the cylindrical portion, friction acting between the flank surface of the thread constituting the female thread portion provided on the inner peripheral surface of the cylindrical portion and the flank surface of the thread constituting the male thread portion provided on the outer peripheral surface of the rod may increase. In addition, there may be a problem that the pitch of the female thread portion is narrowest in the axial middle portion and becomes wider toward both sides in the axial direction. These problems are likely to be noticeable in nuts in which the ends of the slit on both sides in the extension direction do not open to the end faces on both axial sides of the cylindrical portion.
本発明は、上述のような事情を鑑みて、ナットとロッドとが相対回転することに対する抵抗、及び、前記ナットと前記ロッドとの間のバックラッシュをより効果的に抑えることができる構造を実現することを目的としている。 In view of the above circumstances, the present invention aims to realize a structure that can more effectively suppress resistance to relative rotation between the nut and the rod, and backlash between the nut and the rod.
本発明の一態様に係るナットは、
内周面に、ねじ山を螺旋状に形成してなる雌ねじ部を有する筒状部と、
前記筒状部の円周方向1箇所に形成され、前記筒状部の外周面と内周面とに開口するスリットと、を備える。
The nut according to one aspect of the present invention is
A cylindrical portion having an internal thread formed by forming a screw thread helically on an inner peripheral surface thereof;
The cylindrical portion has a slit formed at one location in the circumferential direction thereof and opening to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical portion.
前記スリットは、前記ねじ山のうちで前記スリットが横切る部分におけるリード角の方向に対し直交する方向に伸長するように形成されている。 The slit is formed so that it extends in a direction perpendicular to the lead angle direction at the portion of the thread that the slit crosses.
特に本発明の一態様にかかるナットでは、前記筒状部の径方向から見て、前記スリットが軸方向片側から他側に向かう程円周方向片側から他側に向かう方向に傾斜しているとした場合に、前記筒状部のうちで前記スリットを挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性(縮径する方向に変形することに対する剛性)が大きくなっており、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性が小さくなっているか、あるいは、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性が小さくなっており、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性が大きくなっている。 In particular, in a nut according to one aspect of the present invention, when the slit is inclined from one circumferential side to the other as it moves from one axial side to the other when viewed from the radial direction of the cylindrical portion, in the portions of the cylindrical portion adjacent to both sides in the circumferential direction sandwiching the slit, the rigidity (rigidity against deformation in the direction of reducing the diameter) of the one circumferential side portion increases as it moves from one axial side to the other, and the rigidity of the other circumferential side portion decreases as it moves from one axial side to the other, or the rigidity of the one circumferential side portion decreases as it moves from one axial side to the other, and the rigidity of the other circumferential side portion increases as it moves from one axial side to the other.
本発明の一態様に係るナットでは、前記筒状部のうちで前記スリットを挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さを高くし、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さを低くするか、あるいは、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さが低くし、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さが高くすることができる。 In a nut according to one aspect of the present invention, in the circumferential portions of the cylindrical portion near both sides of the slit, the height of the threads can be increased in one circumferential portion from one axial side to the other, and decreased in the other circumferential portion from one axial side to the other, or the height of the threads can be decreased in one circumferential portion from one axial side to the other, and increased in the other circumferential portion from one axial side to the other.
本発明の一態様に係るナットでは、前記ねじ山のフランク面に、該ねじ山の形成方向に沿った研削筋目を形成することができる。 In one aspect of the nut of the present invention, grinding marks can be formed on the flank surface of the thread in the direction in which the thread is formed.
本発明の一態様に係るナットでは、前記スリットの伸長方向に関する両側の端部を、前記筒状部の軸方向両側の端面に開口させないことができる。あるいは、前記スリットの伸長方向に関する両側の端部を、前記筒状部の軸方向両側の端面に開口させても良い。 In a nut according to one aspect of the present invention, the ends on both sides of the slit in the extension direction may not open to the end faces on both axial sides of the cylindrical portion. Alternatively, the ends on both sides of the slit in the extension direction may open to the end faces on both axial sides of the cylindrical portion.
本発明の一態様に係るナットでは、前記雌ねじ部を、条数(ねじ山の数)が2以上の多条ねじにより構成することができる。あるいは、前記雌ねじ部を、一条ねじにより構成しても良い。 In one aspect of the nut of the present invention, the female thread portion can be configured as a multiple-start thread with two or more threads (number of threads). Alternatively, the female thread portion can be configured as a single-start thread.
本発明の一態様に係るナットは、前記筒状部のうち、前記スリットを挟んで互いに整合する両側部分に、該スリットの伸長方向に対して直交する方向に形成された一対の締付孔を有することができる。 The nut according to one aspect of the present invention can have a pair of fastening holes formed in both sides of the tubular portion that are aligned with each other across the slit, in a direction perpendicular to the extension direction of the slit.
本発明の一態様に係るナットの製造方法は、
筒状部の内周面に、ねじ山を螺旋状に形成してなる雌ねじ部を形成する工程と、
前記筒状部の円周方向1箇所に、該筒状部の外周面と内周面とに開口するスリットを、前記ねじ山のうちで前記スリットが横切る部分におけるリード角の方向に対し直交する方向に伸長するように形成する工程と、
前記筒状部のうち、前記スリットを幅方向両側から挟む部分にエンドミルにより切削加工を施すことで、前記筒状部の径方向から見て、前記スリットが軸方向片側から他側に向かう程円周方向片側から他側に向かう方向に傾斜しているとした場合に、前記筒状部のうちで前記スリットを挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さを低くし、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さを高くするか、あるいは、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さを高くし、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さを低くする工程と、
を備える。
A method for manufacturing a nut according to one aspect of the present invention is as follows:
forming a female screw portion by forming a screw thread helically on an inner peripheral surface of the cylindrical portion;
forming a slit at one location in the circumferential direction of the cylindrical portion, the slit opening into the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical portion, so as to extend in a direction perpendicular to the direction of the lead angle at a portion of the thread that the slit crosses;
a step of performing cutting processing with an end mill on portions of the cylindrical portion sandwiching the slit from both sides in the width direction, so that, when viewed from the radial direction of the cylindrical portion, the slit is inclined in a direction from one circumferential side to the other as it goes from one axial side to the other, in the portions of the cylindrical portion near both sides in the circumferential direction sandwiching the slit, decreasing the height of the thread in one circumferential side portion as it goes from one axial side to the other and increasing the height of the thread in the other circumferential side portion as it goes from one axial side to the other, or increasing the height of the thread in one circumferential side portion as it goes from one axial side to the other and decreasing the height of the thread in the other circumferential side portion as it goes from one axial side to the other;
Equipped with.
本発明の一態様に係るナットの製造方法では、前記エンドミルを、前記筒状部の軸方向片側の端部から挿入し、前記スリットの伸長方向に沿って変位させることにより、前記筒状部のうち、前記スリットを挟んだ円周方向両側近傍部分に切削加工を施すことができる。
この場合、前記エンドミルは、前記雌ねじ部の内径の50%以上90%以下の外径を有することができる。
In one embodiment of the nut manufacturing method of the present invention, the end mill is inserted from one axial end of the tubular portion and displaced along the extension direction of the slit, thereby enabling cutting to be performed on portions of the tubular portion near both circumferential sides of the slit.
In this case, the end mill may have an outer diameter that is 50% or more and 90% or less of the inner diameter of the female thread portion.
本発明の一態様に係る送りねじ装置は、
本発明の一態様に係るナットであって、一対の締付孔を有するナットと、
外周面に、前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有するロッドと、
前記一対の締付孔に挿通又は螺合され、前記スリットの間隔を拡縮するためのボルトと、
を備える。
A feed screw device according to one aspect of the present invention comprises:
A nut according to one aspect of the present invention, comprising: a nut having a pair of fastening holes;
A rod having an external thread portion on an outer circumferential surface thereof, the external thread portion being engaged with the internal thread portion;
A bolt that is inserted or screwed into the pair of fastening holes and that expands or reduces the distance between the slits;
Equipped with.
本発明によれば、ナットとロッドとが相対回転することに対する抵抗、及び、前記ナットと前記ロッドとの間のバックラッシュをより効果的に抑えることができる。 The present invention can more effectively reduce resistance to relative rotation between the nut and the rod, and backlash between the nut and the rod.
本発明の実施の形態の1例について、図1~図10により説明する。本例は、本発明の送りねじ装置を、ステアリングホイールの上下位置を調節するためのチルト機構を備える、ステアリングホイールの電動位置調節装置に適用した例である。 One embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 10. In this embodiment, the feed screw device of the present invention is applied to an electric steering wheel position adjustment device equipped with a tilt mechanism for adjusting the vertical position of the steering wheel.
ステアリングホイールの位置調節装置は、コラムブラケット1と、ステアリングコラム2と、ステアリングシャフト3と、電動アクチュエータ4とを備える。
The steering wheel position adjustment device includes a
コラムブラケット1は、車体5に支持固定される取付部6と、該取付部6の前側部分の幅方向側縁から下方に折れ曲がった前側支持部7と、取付部6の後側の端縁から下方に折れ曲がった後側支持部8とを備える。後側支持部8の前側面の上下方向中間部には、円筒状のスリーブ9が支持固定されている。
The
ステアリングコラム2は、全体を円筒状に構成されている。ステアリングコラム2は、前側の端部を、車体5の幅方向に配置された枢軸10を中心とする揺動変位を可能に、コラムブラケット1の前側支持部7に対し支持している。
The
ステアリングシャフト3は、ステアリングコラム2の内径側に回転自在に支持されている。ステアリングシャフト3の後側の端部には、図示しないステアリングホイールが支持固定される。
The steering
電動アクチュエータ4は、電動モータ11と、送りねじ装置12とを備える。電動モータ11は、出力軸をステアリングコラム2の軸方向と平行に配置され、かつ、該ステアリングコラム2に対し支持固定されている。電動モータ11の出力軸外周面には、ウォーム歯13が備えられている。
The
送りねじ装置12は、ナット14と、ロッド15と、ボルト16(図3にのみ図示)とを備える。
The
ナット14は、筒状部17と、スリット18と、一対の締付孔19a、19bと、係合腕部20とを備える。
The
筒状部17は、内周面に、三角形の断面形状を有するねじ山21を螺旋状に形成してなる雌ねじ部22を備える。ねじ山21は、フランク面(山の頂と谷底とを接続する面)に、該ねじ山21の形成方向(螺旋方向)に沿った研削筋目を有する。要するに、前記研削筋目は、ナット14とロッド15とを組み合わせて送りねじ装置12を構成した場合の、ナット14の雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面と、ロッド15の雄ねじ部26を構成するねじ山のフランク面との摺接方向に形成されている。
The
スリット18は、筒状部17の円周方向1箇所に、該筒状部17の外周面と内周面とに開口するように形成されている。特に本例では、スリット18は、ナット14(筒状部17)の中心軸と平行な軸方向ではなく、雌ねじ部22を構成するねじ山21のうちでスリット18が横切る部分におけるリード角の方向に対して直交する方向(歯筋方向に対して直交する方向)に伸長するように形成されている。このため、スリット18の径方向内側の端部は、雌ねじ部22を構成するねじ山21の歯筋(山の頂)を直交して横切るように、筒状部17の内周面に開口している。なお、「直交」には、ねじ山21のリード角の方向とスリット18の伸長方向(形成方向、中心軸方向)とのなす角度が、90°の場合だけでなく、90°近傍の場合、具体的には、85°~95°程度の場合を含むものとする。又、本例では、スリット18の開口幅は、不可避的な製造誤差を除き、全長にわたり実質的に一定となっている。
The
本例では、スリット18の伸長方向に関する両端部は、筒状部17の軸方向両側の端面に開口していない。換言すれば、スリット18は、長孔により構成されており、伸長方向に関する両端部が閉じている。具体的には、図2(a)に示すように、スリット18の伸長方向に関する両端部の径方向内側部分は、筒状部17の軸方向両端面に開口していないのに対し、スリット18の伸長方向に関する両端部の径方向外側部分では、スリット18を切削により形成することで生じた切削痕が、筒状部17の軸方向両端面に開口している。ただし、スリット18の伸長方向に関する両端部の径方向外側部分に切削痕が生じないようにすることもできる。このため、後述するように、筒状部17の内径を縮径させた場合でも、雌ねじ部22のうち、スリット18を挟んだ円周方向両側部分のピッチのずれを生じにくくすることができる。なお、スリット18の円周方向に関する位置は、ナット14の剛性やナット14が支持されるステアリングコラム2の剛性を考慮したうえで、適切な位置に配置される。
In this example, both ends of the
一対の締付孔19a、19bは、筒状部17のうち、スリット18を挟んで互いに整合する両側部分に、該スリット18の伸長方向に対して直交する方向(雌ねじ部22を構成するねじ山21のうちでスリット18が横切る部分におけるリード角の方向と平行な方向)に、互いに同軸に形成されている。本例では、一対の締付孔19a、19bのうちの一方の締付孔19aを円孔とし、他方の締付孔19bをねじ孔としている。なお、スリット18の全長が長い場合には、一対の締付孔19a、19bを、筒状部17のうちでスリット18を挟む両側部分に複数組設けることもできる。
The pair of
係合腕部20は、先端部に、外周面を球状凸面とした球状部23を有し、該球状部23を、スリーブ9の内周面に対し、径方向のがたつきなく係合させている。これにより、ナット14を、ステアリングホイールの上下位置を調節する際に、該ステアリングホイールの調節方向である上下方向に変位しない部分である、コラムブラケット1に支持している。係合腕部20は、筒状部17のうち、スリット18が形成された部分から円周方向に外れた部分の外周面から径方向に突出するように設けられている。本例では、係合腕部20は、スリット18が形成された部分から位相が約120°ずれた位置に設けられている。ただし、例えば係合腕部20を、スリット18が形成された部分から位相が90°ずれた位置に設けたり、スリット18が形成された部分の径方向反対側となる位置に設けたりすることもできる。
The engaging
本例では、筒状部17のうちでスリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分の剛性を調整している。具体的には、筒状部17の径方向、すなわち筒状部17の中心軸とスリット18の伸長方向とに直交する方向(図3及び図5の表裏方向)から見て、スリット18が軸方向片側から他側(図3及び図5の左側から右側)に向かう程円周方向片側から他側(図3及び図5の下側から上側)に向かう方向に傾斜しているとした場合に、筒状部17のうちでスリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性(縮径する方向に変形することに対する剛性)が大きくなっており、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性が小さくなっている。
In this example, the rigidity of the
より具体的には、筒状部17のうちでスリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程ねじ山21の高さを高くし、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程ねじ山21の高さを低くしている。要するに、筒状部17のうちでスリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程肉厚(径方向厚さ)が厚くなり、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程肉厚が薄くなっている。換言すれば、筒状部17の内周面のうち、スリット18が形成された部分を含む部分に、スリット18の伸長方向に伸長し、径方向外側に向けて凹んだ凹部24を有する。凹部24は、筒状部17の軸方向両側の端面に開口し、かつ、円弧形の断面形状を有する。又、凹部24の深さは、スリット18の円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程浅くなり、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程深くなっている。凹部24のうち、スリット18の円周方向片側に存在する部分の円周方向幅は、軸方向片側から他側に向かう程小さくなり、凹部24のうち、スリット18の円周方向他側に存在する部分の円周方向幅は、軸方向片側から他側に向かう程大きくなっている。
More specifically, in the circumferentially adjacent portions of the
ロッド15は、自身の中心軸を、ステアリングコラム2の軸方向(中心軸と平行な方向)及び車体5の幅方向に対して直交する方向(図1(b)の上下方向)に配置した状態で、前記ステアリングホイールの上下位置を調節する際に、前記ステアリングホイールとともに、該ステアリングホイールの調節方向である上下方向に変位する部分である、ステアリングコラム2の幅方向側面に、回転のみ自在に支持されている。ロッド15は、下端部外周面に、ウォーム歯13と噛合するホイール歯25を有し、上側部外周面に、雌ねじ部22と螺合する雄ねじ部26を有する。すなわち、ロッド15は、電動モータ11により回転駆動可能となっている。
The
ボルト16は、円孔である一方の締付孔19aに挿通され、先端部を、ねじ孔である他方の締付孔19bに螺合されている。したがって、ボルト16は、スリット18の伸長方向に対して直交する方向、すなわち、スリット18が横切る部分におけるねじ山21のリード角の方向に配置されている。本例の送りねじ装置12では、他方の締付孔19bに対するボルト16の締め付け量(螺合量)を調整することにより、スリット18の間隔を拡縮させ、筒状部17の内径を拡縮可能となっている。ただし、一対の締付孔19a、19bをいずれも円孔とし、締付孔19a、19bのそれぞれに挿通したボルト16の先端部に、ナット14とは別のナットを螺合するように構成することもできる。いずれにしても、筒状部17の内径を拡縮させることにより、雌ねじ部22に対し雄ねじ部26が相対回転することに対する抵抗が過度に増大することを抑えつつ、雌ねじ部22と雄ねじ部26との間のバックラッシュを抑えることができる。
The
なお、本例では、ボルト16の頭部の座面を、該ボルト16の中心軸に直交する平坦面により構成している。ただし、ボルトの頭部の座面を、断面円弧形の凸曲面により構成することもできる。この場合、ナットのうちで、ボルトの座面と当接する部分については、平坦面とすることもできるし、断面円弧形の凹曲面とすることもできる。
In this example, the bearing surface of the head of the
本例のステアリングホイールの電動位置調節装置において、前記ステアリングホイールの上下位置を調節する方法について説明する。まず、前記ステアリングホイールを、例えば図1(b)→図1(a)に示すように上方に変位させる際には、電動モータ11に通電することにより、該電動モータ11の出力軸を所定方向に回転駆動し、ウォーム歯13とホイール歯25との噛合部を介して、ロッド15を回転駆動する。ロッド15の回転は、雌ねじ部22と雄ねじ部26との螺合により、ロッド15の上方への変位に変換される。ロッド15が上方に変位すると、該ロッド15を支持したステアリングコラム2の後側の端部が、枢軸10を中心にして上方に変位し、前記ステアリングホイールが上方に変位する。なお、ステアリングコラム2の上方への変位に伴って、ナット14は、球状部23とスリーブ9の内周面との球面係合部を中心に、上方に揺動する。前記ステアリングホイールを所望の位置に調節した後は、電動モータ11への通電を停止し、ロッド15の回転を停止させて、前記ステアリングホイールの位置を保持する。
In the electric steering wheel position adjustment device of this example, a method of adjusting the vertical position of the steering wheel will be described. First, when the steering wheel is displaced upward, for example, as shown in FIG. 1(b) → FIG. 1(a), the output shaft of the
前記ステアリングホイールを、たとえば、図1(b)→図1(c)に示すように下方に変位させる際には、電動モータ11の出力軸を前記所定方向と逆方向に回転駆動し、ロッド15を回転駆動する。ロッド15の回転は、雌ねじ部22と雄ねじ部26との螺合により、ロッド15の下方への変位に変換される。ロッド15が下方に変位すると、ステアリングコラム2の後端部が、枢軸10を中心にして下方に変位し、前記ステアリングホイールが下方に変位する。なお、ステアリングコラム2の下方への変位に伴って、ナット14は、前記球面係合部を中心に、下方に揺動する。前記ステアリングホイールを所望の位置に調節した後は、電動モータ11への通電を停止し、ロッド15の回転を停止させて、前記ステアリングホイールの位置を保持する。
When the steering wheel is to be displaced downward, for example, as shown in FIG. 1(b)→FIG. 1(c), the output shaft of the
本例の送りねじ装置12を構成するナット14の製造方法の1例について、図7(a)~図10により説明する。
An example of a method for manufacturing the
ナット14を造る際には、まず、金属材料に、鋳造や鍛造、切削、熱処理などの必要な加工を施すことで、筒状部17と、該筒状部17から径方向に突出する係合腕部20とを有する筒状部材を造る。次いで、筒状部17の円周方向1箇所に、フライスカッタによる切削加工を施してスリット18を形成し、かつ、筒状部17の内周面に、螺旋状のねじ山21を形成するための切削加工又は転造加工を施して、雌ねじ部22を形成する。
When making the
次に、図7(a)~図8に示すように、筒状部17の内周面に、エンドミル27による切削加工を施して凹部24を形成する。すなわち、エンドミル27により、筒状部17の内周面のうち、スリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分を、該スリット18の伸長方向に沿って切削して凹部24を形成する。
Next, as shown in Figures 7(a) to 8, the inner circumferential surface of the
より具体的には、まず、図7(a)及び図8に示すように、エンドミル27の中心軸を、筒状部17の中心軸に対してねじ山21のリード角分だけ傾けた状態で、エンドミル27の先端部を、筒状部17の軸方向片側の端部から挿入する。そして、筒状部17の軸方向片側の端部内周面のうちで、スリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分のうちの円周方向他側部分(に存在するねじ山21の先端部)を切削する。次いで、図7(a)→図7(b)→図7(c)に示すように、エンドミル27を、スリット18の伸長方向に沿って変位させ、筒状部17の内周面のうち、スリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分(に存在するねじ山21の先端部)を切削する。
More specifically, first, as shown in Fig. 7(a) and Fig. 8, the central axis of the
エンドミル27を、スリット18の伸長方向に沿って変位させると、図7(b)に示すように、エンドミル27の先端部が、筒状部17の軸方向中間部(スリット18の伸長方向中央位置)に位置する状態では、筒状部17の軸方向中間部内周面のうちで、スリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分(に存在するねじ山21の先端部)が切削される。又、図7(c)に示すように、エンドミル27の先端部が、筒状部17の軸方向他側の端部に位置する状態では、筒状部17の軸方向他側の端部内周面のうちで、スリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分のうちの円周方向片側部分(に存在するねじ山21の先端部)が切削される。
When the
エンドミル27の外径は、エンドミル27を筒状部17の内側で、軸方向片側から他側に向けて1回移動させるだけで、凹部24を形成することができる限り、特に限定はされないが、例えば、雌ねじ部22の内径の50%以上90%以下、好ましくは71%以上83%以下とすることができる。換言すれば、凹部24の断面形状の曲率半径を、雌ねじ部22の内径の50%以上90%以下、好ましくは71%以上83%以下とすることができる。本例では、凹部24の断面形状の曲率半径を、雌ねじ部22の内径の50%以上90%以下としている。
The outer diameter of the
以上のようにして、筒状部17の内周面のうち、スリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分に、スリット18の円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程浅くなり、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程深くなる凹部24を形成する。
In this way, a
次いで、筒状部17の内周面に備えられた雌ねじ部22に仕上研削を施す。仕上研削は、図9及び図10に示すような研削工具28を使用して行う。研削工具28は、外周面に、ねじ山29を螺旋状に形成してなるねじ部30と、外周面のうちの円周方向複数箇所に、軸方向に伸長するように形成された溝部31とを備える。
Next, the
ねじ部30は、テーパ部32と、主研削部33と、バックテーパ部34とを有する。
The threaded
テーパ部32は、ねじ部30の軸方向前側部分(図9の左側部分)に備えられ、軸方向後側(図9の右側)に向かう程ねじ山29の外径(呼び径)が大きくなっている。
The tapered
なお、研削工具28に関して、軸方向前側とは、研削工具28により、ナット14の雌ねじ部22に仕上研削を施す際のナット14への挿入方向前側であって、図9の左側をいい、軸方向後側とは、ナット14への挿入方向後側であって、図9の右側をいう。
With respect to the grinding
主研削部33は、ねじ部30の軸方向中間部に備えられ、軸方向にわたってねじ山29の外径が変化しない。
The main grinding
バックテーパ部34は、ねじ部30の軸方向後側部分に備えられ、軸方向後側に向かう程ねじ山29の外径が小さくなっている。
The
なお、テーパ部32と主研削部33とバックテーパ部34との軸方向寸法(長さ)は、ナット14の大きさ(軸方向長さ、内径)や加工装置(研削盤)に応じて適切に決定される。
The axial dimensions (lengths) of the
研削工具28は、ねじ部30の軸方向全範囲においてねじ山29のフランク面に逃げ角(二番逃げ)を設けていない、すなわち逃げ角(二番角)を0°としている。したがって、図10に示すように、主研削部33におけるねじ山29の山の頂は、研削工具28の中心軸Oに直交する断面において、中心軸Oを中心とする同一円周上に位置している。
The grinding
又、ねじ部30の軸方向前側の端部から軸方向後側の端部にかけての軸方向全範囲で、ねじ部30の表面全体、すなわち、ねじ山29のフランク面及び山の頂、並びに、谷底全体に、砥粒を固着している。すなわち、ねじ部30の表面の軸方向全範囲を、ナット14の雌ねじ部22を研削するための研削面としている。砥粒としては、例えばダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素(CBN)、炭化ホウ素(B4C)、シリカ(SiO2)、タングステンカーバイト(WC)、アルミナ(Al2O3)などの高硬度の砥粒を使用することができる。砥粒をねじ部30の表面に固着する方法としては、例えば電着、レジン、金属粉と砥粒とを混合して焼結するメタルボンドなどを採用することができる。あるいは、ビトリファイドなどの結合剤により、ねじ部30を構成する金属材料と砥粒とを結合することもできる。
In addition, abrasive grains are fixed to the entire surface of the threaded
溝部31は、研削工具28の外周面の円周方向複数箇所に軸方向に伸長するように形成されている。図示の例では、溝部31は、研削工具28の外周面のうち、軸方向前側の端部から、後述する小径円筒部35の軸方向中間部にかけての軸方向範囲の円周方向等間隔4箇所に、軸方向と平行に形成されている。すなわち、溝部31は、ねじ部30を軸方向に横切るように形成されている。なお、溝部31を、ねじ山29のうちで溝部31が横切る部分におけるリード角に対し直交する方向に伸長するように形成することもできる。又、溝部31の本数を、3本以下、あるいは、5本以上とすることもできる。なお、図9は、溝部31を省略して示している。
The
図示の研削工具28は、ガイド部36と、小径円筒部35と、シャンク部37とをさらに備える。
The illustrated grinding
ガイド部36は、ねじ部30の軸方向前側(テーパ部32の軸方向前側)に配置され、軸方向に関して外径が変化しない。すなわち、ガイド部36の外周面のうち、溝部31から円周方向に外れた部分は、同一の円筒面上に存在している。
The
小径円筒部35は、バックテーパ部34の軸方向後側に配置され、軸方向に関して外径が変化しない。すなわち、小径円筒部35の外周面のうち、溝部31から円周方向に外れた部分は、同一の円筒面上に存在している。
The small diameter
シャンク部37は、研削工具28の軸方向後側の端部に備えられ、円形の断面形状を有する。シャンク部37は、研削工具28を、研削盤に支持するための部分である。すなわち、研削盤は、チャックによりシャンク部37を把持することにより、研削工具28を支持する。
The
上述のような研削工具28を使用してナット14の雌ねじ部22に仕上研削を施す際には、まず、ナット14を、研削盤のバイスにより、軸方向変位を可能に、かつ、回転を不能に支持(フローティング支持)する。次に、図9に実線で示すように、研削工具28のガイド部36を、ナット14の径方向内側に挿入する。これにより、ナット14と研削工具28との軸合わせを行う。次いで、研削工具28を所定方向(図9の矢印αの方向(右回り))に回転させる。そして、研削工具28を、軸方向前側に向けてわずかに変位させ、研削工具28のねじ部30とナット14の雌ねじ部22とをわずかに螺合させる。すると、研削工具28のねじ部30とナット14の雌ねじ部22との螺合に基づいて、ナット14がねじ部30に対して軸方向後側に向けて移動しながら、ねじ部30の表面により、雌ねじ部22の表面が研削される。なお、雌ねじ部22の表面を研削することに伴って生じる研削屑は、溝部31を通じて外部に排出される。させる。そして、図9に二点鎖線で示すように、ナット14の軸方向前側の端部(軸方向片側の端部)が、ねじ部30のうち、バックテーパ部34の周囲に位置するまで、ねじ部30に対するナット14の位置を軸方向後側に向けて移動させる。ナット14がバックテーパ部34の周囲に位置するまで移動すると、雌ねじ部22とねじ部30との間に隙間が生じることに伴って、雌ねじ部22とねじ部30との間に存在する研削屑が排出されやすくなる。
When finish grinding the
その後、研削工具28を前記所定方向と逆方向(図9の矢印βの方向(左回り))に回転させる。すると、ねじ部30と雌ねじ部22との螺合に基づいて、ナット14がねじ部30に対して軸方向前側に向けて移動しながら、ねじ部30の表面により、雌ねじ部22の表面が研削される。雌ねじ部22の表面を研削することに伴って生じる研削屑は、溝部31を通じて外部に排出される。その後、研削工具28を前記所定方向と逆方向にさらに回転させ、ねじ部30と雌ねじ部22との螺合を外し、研削工具28をナット14の径方向内側から引き抜く。
Then, the grinding
以上のようにして、研削工具28により、ナット14の雌ねじ部22に仕上研削を施す。
In this manner, the grinding
本例の送りねじ装置12によれば、国際公開第2019/142378号パンフレットに記載の送りねじ装置と同様の理由により、ナット14とロッド15とが相対回転することに対する抵抗、及び、ナット14の雌ねじ部22とロッド15の雄ねじ部26との間のバックラッシュを抑えることができる。
The
すなわち、本例では、スリット18を、ナット14の筒状部17に、スリット18が横切る部分におけるねじ山21のリード角の方向に対して直交する方向に伸長するように形成し、かつ、ボルト16を、スリット18の伸長方向に対して直交する方向に配置するようにしている。したがって、他方の締付孔19bに対するボルト16の締め付け量を大きくして、筒状部17の内径を縮径させる際に、雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面と、雄ねじ部26を構成するねじ山のフランク面との間に存在する隙間の厚さをほぼ一定に保持したまま、これらの面を互いに近づけて摺動可能に当接(面接触)させることができる。このため、雌ねじ部22と雄ねじ部26との間に作用する摩擦が大きくなることを防止しつつ、バックラッシュの原因となる、雌ねじ部22と雄ねじ部26との間の隙間を小さく抑えることができる。
That is, in this example, the
又、雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面と、雄ねじ部26を構成するねじ山のフランク面との接触部の面圧を、該接触部の長さ方向(螺旋方向)わたりほぼ一定にでき、かつ、低く抑えることができる。したがって、送りねじ装置12の運転に伴って生じる、雌ねじ部22と雄ねじ部26との間のがたつきを小さくでき、かつ、がたつきに対する雌ねじ部22及び雄ねじ部26の耐久性を向上させることができる。
In addition, the surface pressure at the contact area between the flank surface of the
又、ボルト16を締め付けることに伴って、該ボルト16に加わる反力を小さくすることができる。この面からも、雌ねじ部22と雄ねじ部26との間の面圧を低く抑えることができ、さらに、ボルト16の締め付けトルクを小さくすることができる。したがって、ボルト16の締め付け量を細かく調整することにより、雌ねじ部22と雄ねじ部26との間に存在するがたつきの調整範囲を広くすることができる。換言すれば、送りねじ装置12に要求される性能に応じた、雌ねじ部22と雄ねじ部26との間に存在するがたつき、及び、雌ねじ部22と雄ねじ部26との摺動抵抗の調整を行いやすくすることができる。
In addition, the reaction force applied to the
さらに、雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面と、雄ねじ部26を構成するねじ山のフランク面との間に存在する隙間の調整を、単一ピッチ誤差や累積ピッチ誤差を吸収しつつ行うことができる。このため、雌ねじ部22及び雄ねじ部26の加工精度を過度に高くする必要がなく、送りねじ装置12の製造コストを低減することができる。
Furthermore, the gap between the flank surface of the
又、本例によれば、筒状部17の内径を縮径させるために要する、ボルト16の締め付けトルクを小さく抑えることができる。スリットを、ナットの軸方向に形成すると、前記ナットの雌ねじ部とロッドの雄ねじ部を適切に係合させるためには、前記ナットの筒状部のうちで前記スリットを挟んだ円周方向両側部分を、前記ナットの軸方向に関して互いに反対方向にずらせる必要がある。これに対し、本例の送りねじ装置12では、スリット18を、ナット14の筒状部17に、スリット18が横切る部分におけるねじ山21のリード角の方向に対して直交する方向に伸長するように形成している。このため、ボルト16の締め付け量を増大させる際に、筒状部17のうちでスリット18を挟んだ円周方向両側部分の軸方向に関する変位量を、スリットを軸方向に形成した構造と比較して少なく抑えることができる。したがって、筒状部17の内径を縮径させる際に、雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面と、雄ねじ部26を構成するねじ山のフランク面との間に存在する隙間の厚さを、より確実にほぼ一定に保持しながらこれらの面を互いに近づけ、摺動可能に当接(面接触)させられる。換言すれば、ナット14の雌ねじ部22と、ロッド15の雄ねじ部26との螺合状態を良好にしやすい。このため、送りねじ装置12の組立コストを低く抑えることができる。又、ナット14とロッド15とが相対回転することに対する抵抗、及び、ナット14とロッド15との間のバックラッシュをより効果的に抑えることができる。さらに、ボルト16の締め付けトルクを小さく抑えることができ、この面からも送りねじ装置12の組立コストを低く抑えることができる。
In addition, according to this embodiment, the tightening torque of the
さらに、本例のナット14では、筒状部17のうちでスリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分の剛性を調整している。具体的には、筒状部17の径方向から見て、スリット18が軸方向片側から他側に向かう程円周方向片側から他側に向かう方向に傾斜しているとした場合に、筒状部17のうちでスリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性が大きくなっており、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性が小さくなっている。このため、筒状部17の内径を縮径させるべく、他方の締付孔19bに対してボルト16を締付けると、まず、剛性が低い部分から弾性変形が開始され、ボルト16の締め付け量が増大するにしたがって、剛性が高い部分が弾性変形していく。すなわち、筒状部17全体が、剛性の高い部分が剛性の低い部分に向けて捩れるように弾性変形しながら、筒状部17の内径が縮径していく。具体的には、筒状部17の軸方向片側部分では、円周方向他側に向かう方向に弾性変形し、かつ、筒状部17の軸方向他側部分では、円周方向片側に向かう方向に弾性変形しながら、筒状部17の内径が縮径していく。
Furthermore, in the
このため、スリット18の幅を伸長方向にわたって、より確実にほぼ一定に保持しつつ、狭めることができる。換言すれば、本例のナット14によれば、国際公開第2019/142378号パンフレットに記載の送りねじ装置のように、筒状部17が、スリット18の幅が伸長方向中央部で最も狭く、伸長方向両側に向かう程広くなるように変形することを防止できる。この面からも、筒状部17の内径を縮径させる際に、雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面と、雄ねじ部26を構成するねじ山のフランク面との間に存在する隙間の厚さを、より確実にほぼ一定に保持しながらこれらの面を互いに近づけ、摺動可能に当接させられる。この結果、送りねじ装置12の組立コストを低く抑えることができるとともに、ナット14とロッド15とが相対回転することに対する抵抗、及び、ナット14とロッド15との間のバックラッシュをより効果的に抑えることができる。
Therefore, the width of the
本例では、筒状部17の内周面のうち、スリット18が形成された部分を含む部分に、凹部24を形成することで、筒状部17のうちでスリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分の剛性を調整している。そして、凹部24の断面形状の曲率半径を、比較的大きく、具体的には、雌ねじ部22の内径の50%以上90%以下としている。したがって、他方の締付孔19bに対するボルト16の締め付け量を増大させることにより、筒状部17を縮径する際に、スリット18の円周方向両側近傍部分が局所的に弾性変形することを防止できる。この面からも、雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面と、雄ねじ部26を構成するねじ山のフランク面との間に存在する隙間の厚さを、ほぼ一定に保持しながらこれらの面を互いに近づけ、摺動可能に当接させることができる。
In this example, the rigidity of the circumferential both sides of the
また、本例では、凹部24を、エンドミル27を筒状部17の内側で、軸方向片側から他側に向けて1回移動させるだけで形成している。具体的には、エンドミル27の中心軸を、筒状部17の中心軸に対してねじ山21のリード角分だけ傾けた状態で、エンドミル27の先端部を、筒状部17の軸方向片側の端部から挿入する。そして、そのままエンドミル27をスリット18の伸長方向に沿って変位させ、筒状部17の内周面のうち、スリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分を切削することで凹部24を形成する。このため、本例のナットの製造方法によれば、上述のように、ナット14とロッド15とが相対回転することに対する抵抗、及び、ナット14とロッド15との間のバックラッシュをより効果的に抑えることができるナット14を、比較的容易に造ることができる。
In this example, the
なお、本例では、スリット18の伸長方向に関する両端部が、筒状部17の軸方向両側の端面に開口していない。このため、筒状部17の内径を縮径させるべく、他方の締付孔19bに対するボルト16の締め付け量を増大させた場合でも、雌ねじ部22のうち、スリット18を挟んだ円周方向両側部分のピッチのずれを生じにくくすることができる。すなわち、スリットの伸長方向に関する両端部を、筒状部の軸方向両側の端面に開口させた構造では、筒状部の内径を縮径させるべく、ボルトの締め付け量を増大させると、筒状部のうち、スリットの円周方向片側に存在する部分と円周方向他側に存在する部分とが軸方向に関して互いに反対方向にずれるなどして、ピッチにずれが生じるなどの不都合を生じる可能性がある。これに対し、本例では、スリット18の伸長方向に関する両端部が、筒状部17の軸方向両側の端面に開口していないため、ボルト16の締め付け量を増大させた場合でも、筒状部17のうち、スリット18の円周方向片側に存在する部分と円周方向他側に存在する部分とが軸方向に関して互いに反対方向にずれることを防止できる。この面からも、筒状部17の内径を縮径させる際に、雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面と、雄ねじ部26を構成するねじ山のフランク面との間に存在する隙間の厚さをほぼ一定に保持したまま、これらの面を互いに近づけて摺動可能に当接させることができる。
In this example, both ends of the
また、スリットの伸長方向に関する両端部を、筒状部の軸方向両側の端面に開口させた構造では、雌ねじ部を研削工具28により研削する際に、筒状部が径方向に弾性変形(弾性的に拡径)しやすく、雌ねじ部を構成するねじ山のフランク面に対する研削工具28のねじ部30を構成するねじ山29のフランク面の押付圧を確保しにくくなる可能性がある。本例では、スリット18の伸長方向に関する両端部が、筒状部17の軸方向両側の端面に開口していないため、雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面に対するねじ山29のフランク面の押付圧を十分に確保することができて、ねじ山21のフランク面の性状を良好に確保しやすい。
In addition, in a structure in which both ends of the slit in the extension direction are open to the end faces on both axial sides of the cylindrical portion, when the female thread portion is ground with the grinding
ただし、スリットの伸長方向に関する両端部を、筒状部の軸方向両側の端面に開口させることもできる。すなわち、筒状部を、欠円筒状に構成することもできる。あるいは、スリットの伸長方向に関するいずれか一方側の端部のみを、筒状部の軸方向端面に開口させることもできる。 However, both ends of the slit in the extension direction can be open to both axial end faces of the cylindrical part. In other words, the cylindrical part can be configured as a partially cut cylinder. Alternatively, only one end of the slit in the extension direction can be open to the axial end face of the cylindrical part.
又、本例では、ナット14を造る際に、雌ねじ部22の表面を研削して表面粗さを向上させる仕上研削を、ナット14の内周面に切削加工又は転造加工を施して雌ねじ部22を形成する加工とは別の工程で(独立に)行っている。このため、雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面及び山の頂の表面粗さを良好にしやすく、かつ、ねじ山21の形状精度を良好に確保しやすい。この理由について、以下で説明する。
In addition, in this example, when the
雌ねじ部を切削加工により形成する場合には、切削タップの切れ刃により、ナットの内周面を切削してねじ溝を形成するのに対し、雌ねじ部を転造加工により形成する場合には、転造タップの切れ刃により、ナットの内周面を押し潰して隣接する部分を盛り上げることによりねじ山を形成する。雌ねじ部を切削加工と転造加工とのいずれの加工方法により形成する場合であっても、タップにより、ナットの内周面を切削するか又は押し潰す際に、切れ刃が、ナットの内周面に食いつくことがある。切れ刃がナットの内周面に過度に食いつくと、その反動により切れ刃が押し返されるように弾性変形する。このような弾性変形が繰り返し発生してタップが振動し、雌ねじ部のフランク面に対する切れ刃の食いつきと退避とが繰り返されると、雌ねじ部のフランク面に、ビレ(周期的な高低差)が生じたり、雌ねじ部の精度を十分に確保できなくなったりするといった問題を生じる可能性がある。このようなビレが生じると、雌ねじ部と雄ねじ部とを潤滑するグリースの流れが妨げられたり、ビレが、雄ねじ部を構成するねじ山のフランク面に局部当りしたりするなどして、ナットとロッドとの相対回転トルクが増大する可能性がある。 When the female thread is formed by cutting, the cutting edge of a cutting tap is used to cut the inner surface of the nut to form a thread groove, whereas when the female thread is formed by rolling, the cutting edge of a rolling tap is used to crush the inner surface of the nut and raise the adjacent parts to form a thread. Whether the female thread is formed by cutting or rolling, the cutting edge may bite into the inner surface of the nut when the tap is used to cut or crush the inner surface of the nut. If the cutting edge bites into the inner surface of the nut excessively, the reaction force causes the cutting edge to elastically deform so that it is pushed back. If such elastic deformation occurs repeatedly, the tap vibrates, and the cutting edge repeatedly bites into and retracts from the flank surface of the female thread, problems such as billeting (periodic height difference) may occur on the flank surface of the female thread, or the accuracy of the female thread may not be sufficiently ensured. When such burrs occur, the flow of grease that lubricates the female and male threads can be impeded, or the burrs can come into contact with localized areas of the flank surface of the thread that makes up the male thread, which can increase the relative rotational torque between the nut and rod.
上述の製造方法では、前記仕上研削を、ナット14の内周面に切削加工又は転造加工を施して雌ねじ部22を形成する加工とは別の工程で行っているため、前記仕上研削を行う際に、研削工具28が振動するといった問題が生じない。このため、研削工具28のねじ部30を構成するねじ山29のフランク面を、ナット14の雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面に安定して接触(摺接)させることができる。さらに、研削工具28において、ねじ部30の軸方向前側の端部から軸方向後側の端部にかけての軸方向全範囲で、ねじ部30の表面のうちの少なくともフランク面及び谷底に、砥粒を固着している。したがって、研削工具28による仕上研削の際に、ねじ部30の表面のうちで砥粒を固着した部分と、ナット14の雌ねじ部22の表面との接触量(摺接長さ)を十分に確保することができて、雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面及び山の頂の表面粗さを良好にしやすく、かつ、ねじ山21の形状精度を良好に確保しやすい。
In the above-mentioned manufacturing method, the finish grinding is performed in a separate process from the process of forming the
研削工具28を使用する方法では、仕上研削後のナット14の雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面には、該ねじ山21の形成方向(螺旋方向)に沿った研削筋目が形成される。要するに、前記研削筋目の形成方向を、ナット14とロッド15と組み合わせて送りねじ装置12を構成した場合の、ナット14の雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面と、ロッド15の雄ねじ部26を構成するねじ山のフランク面との摺接方向とすることができる。したがって、雌ねじ部22と雄ねじ部26とを潤滑するグリースの流れを円滑にすることができる。この面からも、ナット14の雌ねじ部22の性状を良好にすることができる。
In the method using the grinding
又、前記仕上研削を、ナット14の内周面に切削加工又は転造加工を施して雌ねじ部22を形成する加工とは別の工程で行っているため、研削工具28による仕上研削により生じる研削屑は、それほど多くない。したがって、溝部31の総容積を、ねじ山29の総体積よりも小さくできる。すなわち、円周方向に隣り合う溝部31同士の間に存在するランドの円周方向幅を十分に確保することができる。この面からも、ナット14の雌ねじ部22の表面に対するねじ部30の表面の接触量を確保することができて、雌ねじ部22を構成するねじ山21のフランク面及び山の頂の表面粗さを良好にしやすく、かつ、ねじ山21の形状精度を良好に確保しやすい。
In addition, since the finish grinding is performed in a separate process from the process of forming the
又、研削工具28は、ねじ部30を構成するねじ山29のフランク面に逃げ角(二番逃げ)を設けていない。このため、ナット14の雌ねじ部22に仕上研削を施す際に、ねじ山29の表面の円周方向全範囲を、雌ねじ部22の表面(フランク面及び谷底)に接触させることができる。このため、研削工具28の研削性能を、長期にわたり良好に維持することができて、研削工具28のメンテナンスにかかるコストや作業時間の増大を抑えられ、ナット14の生産性を向上させることができる。
The grinding
さらに、研削工具28は、ねじ山29のフランク面に逃げ角を設けていないため、ねじ山29の断面形状が、ねじ部30のうちで主研削部33において、ねじ山29の形成方向(螺旋方向)にわたって一定となっている。このため、雌ねじ部22の表面に対する主研削部33におけるねじ山29の表面の当たり方を、研削工具28の回転方向にかかわらず、同じとすることができて、雌ねじ部22の性状の悪化を防止することができる。
Furthermore, because the grinding
又、研削工具28は、ねじ部30の軸方向後側部分に、軸方向後側に向かう程ねじ山29の外径が小さくなるバックテーパ部34を有する。このため、研削工具28をナット14の径方向内側から引き抜くべく、研削工具28を前記所定方向と逆方向に回転させ始める際のトルクが徒に大きくなることを防止でき、研削工具28の送りを円滑にすることができる。この面からも、雌ねじ部22の性状を良好にできる。
The grinding
研削工具28は、軸方向前側の端部に、ガイド部36を有する。このため、ガイド部36をナット14の径方向内側に挿入することで、ナット14の雌ねじ部22と、研削工具28のねじ部30とを螺合することなく、ナット14と研削工具28とのおおよその軸合わせを行うことができる。要するに、ナット14と研削工具28とのおおよその軸合わせ作業を容易化できて、作業を効率化することができる。このような効果は、研削工具28によるナット14の研削加工を自動化する際に顕著に得ることができる。
The grinding
本例の送りねじ装置12は、ロッド15を、電動モータ11により回転駆動可能に構成しているが、ナット14を電動モータ11により回転駆動可能に構成することもできる。又、本例では、ナット14を、前記ステアリングホイールの上下位置を調節する際に、上下方向に変位しない部分である車体5に対しコラムブラケット1を介して支持し、ロッド15を、前記ステアリングホイールとともに上下方向に変位するステアリングコラム2に支持するようにしている。ただし、ナット14を、前記ステアリングホイールの上下位置を調節する際に、該ステアリングホイールとともに上下方向に変位する部分、具体的には、たとえばステアリングコラム2やステアリングシャフト3などに支持し、ロッド15を、上下方向に変位しない部分、具体的には、例えばコラムブラケット1などに支持することもできる。
In this example, the
なお、本例では、雌ねじ部22及び雄ねじ部26を、一条ねじにより構成しているが、二条ねじなどの多条ねじにより構成することもできる。この場合、雌ねじ部22を構成する複数本のねじ溝のリード角の平均値を求め、スリット18をこの平均値の大きさに対し約90°(85°~95°程度)ずらせた方向に形成することが好ましい。
In this example, the
又、本例では、筒状部17の径方向から見て、スリット18が軸方向片側から他側に向かう程円周方向片側から他側に向かう方向に傾斜しているとした場合に、筒状部17のうちでスリット18を挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分で、軸方向片側から他側に向かう程剛性を大きくし、かつ、円周方向他側部分で、軸方向片側から他側に向かう程剛性を小さくしている。ただし、本発明を実施する場合、筒状部の径方向から見て、スリットが軸方向片側から他側に向かう程円周方向片側から他側に向かう方向に傾斜しているとした場合に、前記筒状部のうちで前記スリットを挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分で、軸方向片側から他側に向かう程剛性が小さくし、かつ、円周方向他側部分で、軸方向片側から他側に向かう程剛性を大きくすることもできる。この場合、具体的には、例えば、筒状部のうちでスリットを挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分で、軸方向片側から他側に向かう程、筒状部の内周面に形成された雌ねじ部を構成するねじ山の高さが低くなっており、かつ、円周方向他側部分で、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さを高くすることができる。
In this example, when viewed from the radial direction of the
1 コラムブラケット
2 ステアリングコラム
3 ステアリングシャフト
4 電動アクチュエータ
5 車体
6 取付部
7 前側支持部
8 後側支持部
9 スリーブ
10 枢軸
11 電動モータ
12 送りねじ装置
13 ウォーム歯
14 ナット
15 ロッド
16 ボルト
17 筒状部
18 スリット
19a、19b 締付孔
20 係合腕部
21 ねじ山
22 雌ねじ部
23 球状部
24 凹部
25 ホイール歯
26 雄ねじ部
27 エンドミル
28 研削工具
29 ねじ山
30 ねじ部
31 溝部
32 テーパ部
33 主研削部
34 バックテーパ部
35 小径円筒部
36 ガイド部
37 シャンク部
100 送りねじ装置
101 ナット
102 ロッド
103 ボルト
104 雌ねじ部
105 筒状部
106 スリット
107a、107b 締付孔
108 雄ねじ部
REFERENCE SIGNS
Claims (10)
前記筒状部の円周方向1箇所に形成され、前記筒状部の外周面と内周面とに開口するスリットと、を備え、
前記スリットが、前記ねじ山のうちで前記スリットが横切る部分におけるリード角の方向に対し直交する方向に伸長するように形成されており、
前記筒状部の径方向から見て、前記スリットが軸方向片側から他側に向かう程円周方向片側から他側に向かう方向に傾斜しているとした場合に、前記筒状部のうちで前記スリットを挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性が大きくなっており、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性が小さくなっているか、あるいは、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性が小さくなっており、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程剛性が大きくなっている、
ナット。 A cylindrical portion having an internal thread formed by forming a screw thread helically on an inner peripheral surface thereof;
a slit formed at one location in the circumferential direction of the cylindrical portion and opening to an outer peripheral surface and an inner peripheral surface of the cylindrical portion;
the slit is formed to extend in a direction perpendicular to a lead angle direction at a portion of the thread that is traversed by the slit,
When viewed from the radial direction of the cylindrical portion, if the slit is inclined in a direction from one circumferential side to the other as it goes from one axial side to the other, among the portions of the cylindrical portion near both sides in the circumferential direction sandwiching the slit, in the portion on one circumferential side, the rigidity becomes greater as it goes from one axial side to the other, and in the portion on the other circumferential side, the rigidity becomes smaller as it goes from one axial side to the other, or in the portion on one circumferential side, the rigidity becomes smaller as it goes from one axial side to the other, and in the portion on the other circumferential side, the rigidity becomes greater as it goes from one axial side to the other.
nut.
請求項1に記載のナット。 In the tubular portion, in the portions near both sides in the circumferential direction sandwiching the slit, in one circumferential side portion, the height of the thread increases from one axial side to the other axial side, and in the other circumferential side portion, the height of the thread decreases from one axial side to the other axial side, or in the one circumferential side portion, the height of the thread decreases from one axial side to the other axial side, and in the other circumferential side portion, the height of the thread increases from one axial side to the other axial side.
The nut according to claim 1.
請求項1又は2に記載のナット。 A grinding streak is formed on the flank surface of the thread along the direction in which the thread is formed.
The nut according to claim 1 or 2.
請求項1~3のいずれかに記載のナット。 The ends of the slit on both sides in the extending direction are not open to the end faces on both sides in the axial direction of the cylindrical portion.
The nut according to any one of claims 1 to 3.
請求項1~4のいずれかに記載のナット。 The female thread portion is configured by a multiple thread.
The nut according to any one of claims 1 to 4.
請求項1~5のうちのいずれか1項に記載のナット。 The cylindrical portion has a pair of fastening holes formed in both side portions of the cylindrical portion that are aligned with each other across the slit, the fastening holes being formed in a direction perpendicular to the extension direction of the slit.
The nut according to any one of claims 1 to 5.
前記筒状部の円周方向1箇所に、該筒状部の外周面と内周面とに開口するスリットを、前記ねじ山のうちで前記スリットが横切る部分におけるリード角の方向に対し直交する方向に伸長するように形成する工程と、
前記筒状部のうち、前記スリットを挟んだ円周方向両側近傍部分にエンドミルにより切削加工を施すことで、前記筒状部の径方向から見て、前記スリットが軸方向片側から他側に向かう程円周方向片側から他側に向かう方向に傾斜しているとした場合に、前記筒状部のうちで前記スリットを挟んだ円周方向両側近傍部分のうち、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さを低くし、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さを高くするか、あるいは、円周方向片側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さを高くし、かつ、円周方向他側部分では、軸方向片側から他側に向かう程前記ねじ山の高さを低くする工程と、を備える、
ナットの製造方法。 forming a female screw portion by forming a screw thread helically on an inner peripheral surface of the cylindrical portion;
forming a slit at one location in the circumferential direction of the cylindrical portion, the slit opening into the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical portion, so as to extend in a direction perpendicular to the direction of the lead angle at a portion of the thread that the slit crosses;
and performing a cutting process with an end mill on adjacent portions of the cylindrical portion on both sides in the circumferential direction sandwiching the slit, so that, when viewed from the radial direction of the cylindrical portion, the slit is inclined in a direction from one axial side to the other, the height of the thread is reduced in the one axial side of the adjacent portions of the cylindrical portion on one side in the circumferential direction and the height of the thread is increased in the other axial side of the adjacent portions on the other side in the circumferential direction, or the height of the thread is increased in the one axial side of the adjacent portions on one side in the circumferential direction and the height of the thread is reduced in the other axial side of the adjacent portions on the other side in the circumferential direction.
How nuts are manufactured.
請求項7に記載のナットの製造方法。 The end mill is inserted from one end of the axial direction of the cylindrical portion and displaced along the extension direction of the slit, thereby performing cutting processing on both circumferentially adjacent portions of the cylindrical portion that sandwich the slit.
A method for manufacturing the nut according to claim 7.
請求項8に記載のナットの製造方法。 The end mill has an outer diameter that is 50% or more and 90% or less of the inner diameter of the female thread portion.
A method for manufacturing the nut according to claim 8.
外周面に、前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有するロッドと、
前記一対の締付孔に挿通又は螺合され、前記スリットの間隔を拡縮するためのボルトと、
を備える、送りねじ装置。 A nut according to claim 6;
A rod having an external thread portion on an outer circumferential surface thereof, the external thread portion being engaged with the internal thread portion;
A bolt that is inserted or screwed into the pair of fastening holes and that expands or reduces the distance between the slits;
A feed screw device comprising:
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-
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