JP7601892B2 - ねじ軸の製造方法 - Google Patents

Description

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。

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 (6)

1. 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、
   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、前記転造用中径軸部の外周面に螺旋状の転造痕を形成し、更に、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ことにより、前記雄側ねじ部全体の軸方向長さが、有効ねじ長さに相当し、
   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、前記転造ダイスの外周面に設けた転造歯が前記転造用大径軸部及び前記転造用中径軸部と対向すると共に、前記面取り部が前記小径軸部の外周面に隙間を介して対向した状態を維持する、
   ねじ軸の製造方法。
2. 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１に記載のねじ軸の製造方法。
3. 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１又は２に記載のねじ軸の製造方法。
4. 前記小径軸部が、前記第１の小径軸部と、前記第２の小径軸部とにより構成され、前記第１の小径軸部の外径が、前記第２の小径軸部の外径よりも小さい、請求項１～３のいずれか１項に記載のねじ軸の製造方法。
5. 形成される前記雄側ねじ部の歯丈をｈ、前記第１の小径軸部および前記第２の小径軸部のそれぞれの軸方向寸法をＬ２とする場合、Ｌ２がｈ以上となるように、前記雄側ねじ部を形成する、請求項１～４のいずれか１項に記載のねじ軸の製造方法。
6. 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１～５のうちのいずれか１項に記載のねじ軸の製造方法。

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