JP2012110913A - Worm wheel, manufacturing method thereof, and electric power steering device - Google Patents

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邦洋 岡
Daisuke Maeda
大輔 前田
Kazuya Morita
和也 森田
Kazuya Oma
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a worm wheel which is compact, cheep, and is excellent in durability.SOLUTION: The worm wheel 31 is a forged product. After forming a helical shaped tooth face by rough forging of a metal material, a plurality of slide cores for finishing forging arranged radially is forged so as to reduce its diameter and moved so that the side faces of these slide cores contact closely mutually, and a worm wheel tooth face is finished up in a tooth portion. Corresponding to a tooth crest 34 of each tooth portion 32, the mating portion of the tooth crest forming face of the adjacent slide core for finishing forging is positioned during forging, thereby, a trace 35a of a parting line 35 during forging is formed in the tooth crest 34.

Description

本発明は、ウォームホイール及びその製造方法並びに電動パワーステアリング装置に関するものである。   The present invention relates to a worm wheel, a manufacturing method thereof, and an electric power steering apparatus.

例えば電動パワーステアリング装置の減速機構に用いられ、少なくとも歯部が合成樹脂製であるウォームホイールの製造方法として、はすば歯車と同歯形の歯部を有する予備成形体を合成樹脂で型成形した後、予備成形体の歯部をホブ加工することにより、ウォームホイールの歯部を形成する製造方法が提案されている(例えば特許文献1を参照)。
また、ウォームホイールを、冷間鍛造工程により形成された芯金と、芯金の外周に固定される合成樹脂製のギヤ部とで構成することが提案されている(例えば特許文献2を参照)。
For example, as a method of manufacturing a worm wheel that is used in a reduction mechanism of an electric power steering device and at least a tooth portion is made of a synthetic resin, a preform having a tooth portion of the same tooth shape as a helical gear is molded with a synthetic resin. Thereafter, a manufacturing method for forming the tooth portion of the worm wheel by hobbing the tooth portion of the preform has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In addition, it has been proposed that the worm wheel is composed of a core metal formed by a cold forging process and a synthetic resin gear portion fixed to the outer periphery of the core metal (see, for example, Patent Document 2). .

特開2003−334724号公報JP 2003-334724 A 特開2007−255524号公報JP 2007-255524 A

近年の電動パワーステアリング装置の高出力化に伴い、減速機構が大型化しており、車両へのレイアウトが非常に厳しくなってきている。ウォームホイールとして樹脂を用いた場合、強度を満足するためにウォームホイールが大型になる傾向にある。また、高強度に耐え得る樹脂は高価であり、製造コストが高くなる。
仮にウォームホイールを金属素材を用いた鍛造で成形するとしても、歯の噛み合い面に鍛造時のパーティングラインの痕があると、噛み合い精度に影響を与え、耐久性が悪くなるという新たな問題が予想される。
With the recent increase in output of electric power steering devices, the speed reduction mechanism has become larger and the layout on the vehicle has become very strict. When resin is used as the worm wheel, the worm wheel tends to be large in order to satisfy the strength. In addition, a resin that can withstand high strength is expensive, and the manufacturing cost increases.
Even if the worm wheel is formed by forging using a metal material, if there is a trace of the parting line during forging on the meshing surface of the teeth, there is a new problem that the meshing accuracy will be affected and the durability will deteriorate. is expected.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、小型、安価で耐久性に優れたウォームホイール及びその製造方法並びに電動パワーステアリング装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a worm wheel that is small, inexpensive and excellent in durability, a manufacturing method thereof, and an electric power steering device.

上記目的を達成するため、本発明は、鍛造成形品からなるウォームホイール(31)であって、各歯部(32)の歯先面(34)に対応して、鍛造時に隣接するスライドコア(39,39)の歯先形成面(39c,39c)の合わせ部分が位置されることにより、上記歯先面に鍛造時のパーティングライン(35)の痕(35a)が形成されているウォームホイールを提供する(請求項1)。   In order to achieve the above object, the present invention is a worm wheel (31) made of a forged molded product, corresponding to the tooth tip surface (34) of each tooth portion (32), and a slide core ( The worm wheel in which the mark (35a) of the parting line (35) at the time of forging is formed on the tooth tip surface by positioning the mating portion of the tooth tip forming surfaces (39c, 39c) of 39, 39) (Claim 1).

本発明によれば、高価で大型化する傾向にある樹脂成形品を用いないで金属素材による鍛造成形品を用いるので、小型且つ安価で高強度のウォームホイールを実現することができる。また、歯面の面粗さを向上することができ、摩耗の抑制を通じて耐久性を向上することができる。さらに、鍛造時のパーティングラインの痕が歯の噛み合い面(歯面)に存在しないので、噛み合い精度を高くすることができ、ひいては耐久性を高くすることができる。   According to the present invention, since a forged molded product made of a metal material is used without using a resin molded product that is expensive and tends to increase in size, a small, inexpensive, and high-strength worm wheel can be realized. Further, the surface roughness of the tooth surface can be improved, and the durability can be improved through the suppression of wear. Furthermore, since there is no trace of the parting line at the time of forging on the meshing surface (tooth surface) of the teeth, the meshing accuracy can be increased, and as a result, the durability can be increased.

また、本発明は、荒形状が形成された歯部を有する製造用中間体(44)を得るために金属素材(43)を荒鍛造する荒鍛造工程と、中心軸線(C1)の回りに放射状に配列された複数のスライドコア(39)を、これらスライドコアの側面(39a)が互いに密接するように上記製造用中間体の径方向に縮径移動させて、上記歯部にウォームホイール歯面を仕上げる仕上げ鍛造工程と、を含むウォームホイールの製造方法を提供する(請求項2)。   The present invention also includes a rough forging step of rough forging a metal material (43) to obtain a manufacturing intermediate (44) having a tooth portion having a rough shape, and a radial shape around a central axis (C1). A plurality of slide cores (39) arranged in the same manner are reduced in diameter in the radial direction of the intermediate for manufacture so that the side surfaces (39a) of the slide cores are in close contact with each other, and the tooth portion is provided with a worm wheel tooth surface. And a finish forging step for finishing the worm wheel.

本発明によれば、鍛造による金属製のウォームホイールの成形が可能となる。すなわち、高価で大型化する傾向にある樹脂を用いないで金属素材を用いた鍛造であるので、小型且つ安価で高強度のウォームホイールを製造することができる。また、歯面の面粗さを向上することができ、摩耗の抑制を通じて耐久性を向上することができる。さらに、鍛造時のパーティングラインの痕が歯の噛み合い面(歯面)に存在しないので、噛み合い精度を高くすることができ、ひいては耐久性を高くすることができる。   According to the present invention, a metal worm wheel can be formed by forging. That is, forging using a metal material without using an expensive and large-sized resin, a small, inexpensive, and high-strength worm wheel can be manufactured. Further, the surface roughness of the tooth surface can be improved, and the durability can be improved through the suppression of wear. Furthermore, since there is no trace of the parting line at the time of forging on the meshing surface (tooth surface) of the teeth, the meshing accuracy can be increased, and as a result, the durability can be increased.

また、上記荒形状は、はすば形状であれば(請求項3)、次の仕上げ工程において、ウォームホイール歯面を容易に形成することができる。
また、上記ウォームホイールを減速ギヤとして操舵補助用の電動モータ(18)の動力を減速する電動パワーステアリング装置(1)であれば(請求項4)、小型、安価で耐久性に優れる。
If the rough shape is a helical shape (Claim 3), the worm wheel tooth surface can be easily formed in the next finishing step.
The electric power steering device (1) that decelerates the power of the steering assisting electric motor (18) using the worm wheel as a reduction gear (claim 4) is small, inexpensive, and excellent in durability.

また、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。   In the above description, numbers in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.

本発明の一実施の形態のウォームホイールを含む電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of an electric power steering device containing a worm wheel of one embodiment of the present invention. ウォームホイールの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of a worm wheel. 荒鍛造工程にある荒鍛造用金型の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the metal for rough forging in a rough forging process. 荒鍛造用固定ダイの概略平面図である。It is a schematic plan view of the fixed die for rough forging. 荒鍛造された製造用中間体の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the intermediate body for manufacture for which rough forging was carried out. 仕上げ鍛造工程の開始直前の状態の仕上げ鍛造用金型の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the metal mold | die for final forging in the state just before the start of a final forging process. 仕上げ鍛造工程にある仕上げ鍛造用金型の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the metal for final forging in a final forging process. 仕上げ鍛造工程における仕上げ鍛造用スライドコアの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the slide core for finish forging in a finish forge process. 仕上げ鍛造用スライドコアの正面図である。It is a front view of the slide core for finish forging. 仕上げ鍛造時の仕上げ鍛造用スライドコアの合わせ部分を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the matching part of the slide core for finish forging at the time of finish forging. 仕上げ鍛造用金型からウォームホイールを取り外すために、型開きされた状態の仕上げ鍛造用金型の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a finish forging die in a state where the die is opened in order to remove the worm wheel from the finish forging die.

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図1は本発明の一実施の形態のウォームホイールを含む電動パワーステアリング装置の模式図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、操舵部材としてのステアリングホイール2と、ステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を操舵する操舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と操舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view of an electric power steering apparatus including a worm wheel according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an electric power steering device 1 assists steering by a steering wheel 2 as a steering member, a steering mechanism 4 that steers the steered wheels 3 in conjunction with rotation of the steering wheel 2, and a driver. A steering assist mechanism 5 is provided. The steering wheel 2 and the steering mechanism 4 are mechanically connected via a steering shaft 6 and an intermediate shaft 7.

本実施の形態では、操舵補助機構5がステアリングシャフト6にアシスト力(操舵補助力)を与える例に則して説明する。しかしながら、本発明を、操舵補助機構5が後述するピニオン軸にアシスト力を与える構造に適用することも可能である。
ステアリングシャフト6は、ステアリングホイール2に連結された入力軸8と、中間軸7に連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。
In the present embodiment, a description will be given according to an example in which the steering assist mechanism 5 applies assist force (steering assist force) to the steering shaft 6. However, the present invention can also be applied to a structure in which the steering assist mechanism 5 applies assist force to the pinion shaft described later.
The steering shaft 6 includes an input shaft 8 connected to the steering wheel 2 and an output shaft 9 connected to the intermediate shaft 7. The input shaft 8 and the output shaft 9 are connected via a torsion bar 10 so as to be relatively rotatable on the same axis.

ステアリングシャフト6の周囲に配置されたトルクセンサ11は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に入力された操舵トルクを検出する。トルクセンサ11のトルク検出結果は、操舵補助のためのモータ制御装置としてのECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)12に入力される。また、車速センサ90からの車速検出結果がECU12に入力される。中間軸7は、ステアリングシャフト6と操舵機構4とを連結している。   A torque sensor 11 disposed around the steering shaft 6 detects the steering torque input to the steering wheel 2 based on the relative rotational displacement amounts of the input shaft 8 and the output shaft 9. The torque detection result of the torque sensor 11 is input to an ECU (Electronic Control Unit) 12 as a motor control device for assisting steering. Further, the vehicle speed detection result from the vehicle speed sensor 90 is input to the ECU 12. The intermediate shaft 7 connects the steering shaft 6 and the steering mechanism 4.

操舵機構4は、ピニオン軸13と、転舵軸としてのラック軸14とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸14の各端部には、タイロッド15およびナックルアーム(図示せず)を介して転舵輪3が連結されている。
ピニオン軸13は、中間軸7に連結されている。ピニオン軸13は、ステアリングホイール2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸13の先端(図1では下端)には、ピニオン16が設けられている。
The steering mechanism 4 includes a rack and pinion mechanism including a pinion shaft 13 and a rack shaft 14 as a steered shaft. A steered wheel 3 is connected to each end of the rack shaft 14 via a tie rod 15 and a knuckle arm (not shown).
The pinion shaft 13 is connected to the intermediate shaft 7. The pinion shaft 13 rotates in conjunction with the steering of the steering wheel 2. A pinion 16 is provided at the tip (lower end in FIG. 1) of the pinion shaft 13.

ラック軸14は、自動車の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸14の軸方向の途中部には、上記ピニオン16に噛み合うラック17が形成されている。このピニオン16およびラック17によって、ピニオン軸13の回転がラック軸14の軸方向移動に変換される。ラック軸14を軸方向に移動させることで、転舵輪3を転舵することができる。   The rack shaft 14 extends linearly along the left-right direction of the automobile. A rack 17 that meshes with the pinion 16 is formed in the middle of the rack shaft 14 in the axial direction. By the pinion 16 and the rack 17, the rotation of the pinion shaft 13 is converted into the axial movement of the rack shaft 14. The steered wheel 3 can be steered by moving the rack shaft 14 in the axial direction.

ステアリングホイール2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、ピニオン軸13に伝達される。そして、ピニオン軸13の回転は、ピニオン16およびラック17によって、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵補助用の電動モータ18と、電動モータ18の出力トルクを操舵機構4に伝達するための伝達機構としての減速機構19とを含む。減速機構19は、駆動ギヤとしてのウォーム軸20と、このウォーム軸20と噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール31とを含む。減速機構19は、ギヤハウジング21内に収容されている。
When the steering wheel 2 is steered (rotated), this rotation is transmitted to the pinion shaft 13 via the steering shaft 6 and the intermediate shaft 7. The rotation of the pinion shaft 13 is converted into an axial movement of the rack shaft 14 by the pinion 16 and the rack 17. Thereby, the steered wheel 3 is steered.
The steering assist mechanism 5 includes a steering assist electric motor 18 and a speed reduction mechanism 19 as a transmission mechanism for transmitting the output torque of the electric motor 18 to the steering mechanism 4. The speed reduction mechanism 19 includes a worm shaft 20 as a drive gear and a worm wheel 31 as a driven gear that meshes with the worm shaft 20. The speed reduction mechanism 19 is accommodated in the gear housing 21.

ウォーム軸20は、図示しない継手を介して電動モータ18の回転軸(図示せず)に連結されている。ウォーム軸20は、電動モータ18によって回転駆動される。また、ウォームホイール31は、ステアリングシャフト6とは一体回転可能に連結されている。
電動モータ18がウォーム軸20を回転駆動すると、ウォーム軸20によってウォームホイール31が回転駆動され、ウォームホイール31およびステアリングシャフト6が一体回転する。そして、ステアリングシャフト6の回転は、中間軸7を介してピニオン軸13に伝達される。ピニオン軸13の回転は、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、電動モータ18によってウォーム軸20を回転駆動することで、転舵輪3が転舵されるようになっている。
The worm shaft 20 is connected to a rotating shaft (not shown) of the electric motor 18 through a joint (not shown). The worm shaft 20 is rotationally driven by the electric motor 18. Further, the worm wheel 31 is connected to the steering shaft 6 so as to be integrally rotatable.
When the electric motor 18 rotationally drives the worm shaft 20, the worm wheel 31 is rotationally driven by the worm shaft 20, and the worm wheel 31 and the steering shaft 6 rotate integrally. The rotation of the steering shaft 6 is transmitted to the pinion shaft 13 via the intermediate shaft 7. The rotation of the pinion shaft 13 is converted into the axial movement of the rack shaft 14. Thereby, the steered wheel 3 is steered. That is, the steered wheels 3 are steered by rotating the worm shaft 20 by the electric motor 18.

電動モータ18は、三相ブラシレスモータからなり、モータ制御装置としてのECU12によって制御される。ECU12は、トルクセンサ11からのトルク検出結果、車速センサ90からの車速検出結果等に基づいて電動モータ18を制御する。具体的には、ECU12では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ18の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。   The electric motor 18 is a three-phase brushless motor, and is controlled by the ECU 12 as a motor control device. The ECU 12 controls the electric motor 18 based on the torque detection result from the torque sensor 11, the vehicle speed detection result from the vehicle speed sensor 90, and the like. Specifically, the ECU 12 determines a target assist amount using a map in which the relationship between the torque and the target assist amount is stored for each vehicle speed, and controls the assist force generated by the electric motor 18 to approach the target assist amount. To do.

図2は、本発明の一実施形態に係るウォームホイール31の概略斜視図である。ウォームホイール31は、金属製であり、鍛造により形成されている。ウォームホイール31は中心孔31aを有している。ウォームホイール31は、その外周31bに、進み角A1を有する多数の歯部32を形成している。隣接する歯部32,32間に歯溝33が形成されている。各歯部32の歯先面34には、仕上げ鍛造用スライドコア39(図10参照)の歯先形成面39c,39cの合わせ部分が位置されることにより、図2に示すように、歯先面34に、仕上げ鍛造成形時のパーティングライン35の痕35aが形成されている。パーティングライン35の痕35aは、歯先面34の長手方向に沿って延びている。   FIG. 2 is a schematic perspective view of a worm wheel 31 according to an embodiment of the present invention. The worm wheel 31 is made of metal and is formed by forging. The worm wheel 31 has a center hole 31a. The worm wheel 31 has a large number of teeth 32 having an advance angle A1 on its outer periphery 31b. A tooth gap 33 is formed between adjacent tooth portions 32, 32. On the tooth tip surface 34 of each tooth portion 32, the tooth tip forming surfaces 39 c, 39 c of the finish forging slide core 39 (see FIG. 10) are positioned, and as shown in FIG. On the surface 34, a mark 35a of the parting line 35 at the time of finish forging is formed. The mark 35 a of the parting line 35 extends along the longitudinal direction of the tooth tip surface 34.

図3に概略構成が示される荒鍛造用金型36と、図6に概略構成が示される仕上げ鍛造用金型37とを用いて製造される。荒鍛造用金型36では、図4に示すような環状の荒鍛造用固定ダイ38が用いられる。一方、仕上げ鍛造用金型37では、中心軸線C1を中心とする放射状に配列された仕上げ鍛造用スライドコア39が用いられる。
図4に示すように、荒鍛造用金型36の荒鍛造用固定ダイ38の内周には、放射状に並ぶ荒歯溝形成用突起61が形成されている。図3に示すように、可動型62によって荒鍛造用固定ダイ38内に金属素材43を押し込んで、金属素材43の外周に、荒歯溝形成用突起61を食い込ませる。これにより、図5に示すような、荒形状の歯溝44bが形成された、すなわち、荒形状としてのはすば形状が形成された歯部を有する製造用中間体44を得る。製造用中間体44は、図3に示すノックアウト63を押すことより、荒鍛造用金型36から取り出される。
It is manufactured using a rough forging die 36 whose schematic configuration is shown in FIG. 3 and a finish forging die 37 whose schematic configuration is shown in FIG. In the rough forging die 36, an annular rough forging fixing die 38 as shown in FIG. 4 is used. On the other hand, in the finish forging die 37, slide cores 39 for finish forging arranged radially about the central axis C1 are used.
As shown in FIG. 4, radially-arranged groove-forming projections 61 are formed on the inner periphery of the rough forging fixed die 38 of the rough forging die 36. As shown in FIG. 3, the metal material 43 is pushed into the rough forging fixed die 38 by the movable die 62, and the rough tooth groove forming protrusion 61 is digged into the outer periphery of the metal material 43. As a result, as shown in FIG. 5, a manufacturing intermediate 44 having a tooth portion in which a rough tooth groove 44b is formed, that is, a helical shape as a rough shape is formed. The production intermediate 44 is taken out from the rough forging die 36 by pushing the knockout 63 shown in FIG.

図6に示すように、仕上げ鍛造用金型37は、ベース40と、ベース40に固定され、上記中心軸線C1を有する案内軸41と、案内軸41を中心とする環状の案内筒42とを備えている。
案内軸41には、製造用中間体44の中心孔44aが嵌合され、案内軸41によって、製造用中間体44が上下方向(型締め方向)に案内されるようになっている。
As shown in FIG. 6, the finish forging die 37 includes a base 40, a guide shaft 41 that is fixed to the base 40 and has the center axis C <b> 1, and an annular guide tube 42 that is centered on the guide shaft 41. I have.
A center hole 44a of the production intermediate 44 is fitted to the guide shaft 41, and the production intermediate 44 is guided in the vertical direction (clamping direction) by the guide shaft 41.

案内筒42の内周面42aには、下方に向かうにしたがって縮径される円錐状テーパ面45が形成されている。円錐状テーパ面45の中心は案内軸41の中心軸線C1に一致している。その円錐状テーパ面45によって、スライド型である複数の仕上げ鍛造用スライドコア39が上下方向に案内されつつ縮径移動されるようになっている。
具体的には、円錐状テーパ面45に沿って上下に延びる案内溝46が放射状に形成されている。すなわち、各案内溝46は円錐状テーパ面45の母線に沿って延びている。各仕上げ鍛造用スライドコア39の外側の面には、図8に示すように、円錐状テーパ面45の対応する案内溝46(図6、図7参照)に嵌合する被案内突起49がそれぞれ設けられている。また、各仕上げ鍛造用スライドコア39の内側の面には、製造用中間体44に仕上げ形状としてのウォームホイール歯面形状を形成するための仕上げ歯溝形成用突起50(仕上げ形状歯形形成用突起に相当)がそれぞれ設けられている。
A conical taper surface 45 is formed on the inner peripheral surface 42a of the guide tube 42. The center of the conical tapered surface 45 coincides with the central axis C <b> 1 of the guide shaft 41. Due to the conical taper surface 45, a plurality of finish forging slide cores 39, which are slide-type, are reduced in diameter while being guided in the vertical direction.
Specifically, guide grooves 46 extending vertically along the conical tapered surface 45 are formed radially. That is, each guide groove 46 extends along the generatrix of the conical tapered surface 45. As shown in FIG. 8, guided projections 49 that fit into the corresponding guide grooves 46 (see FIGS. 6 and 7) of the conical tapered surface 45 are formed on the outer surface of each finish forging slide core 39. Is provided. Further, on the inner surface of each finish forging slide core 39, a finish tooth groove forming projection 50 (finish shape tooth profile forming projection) for forming a worm wheel tooth surface shape as a finished shape on the manufacturing intermediate 44 is provided. Respectively).

図9に示すように、仕上げ歯溝形成用突起50は、上下方向に対してウォームホイール31の進み角A1に相当する角度で傾斜している。仕上げ歯溝形成用突起50は、一対の歯面形成面50aと、一対の歯面形成面50a間に介在する歯底形成面50bとを有している。また、仕上げ鍛造用スライドコア39の内側の面は、仕上げ歯溝形成用突起50の一対の歯面形成面50aを挟んだ両側に、一対の歯先形成面39cを有している。   As shown in FIG. 9, the finish tooth groove forming protrusion 50 is inclined at an angle corresponding to the advance angle A1 of the worm wheel 31 with respect to the vertical direction. The finish tooth groove forming protrusion 50 has a pair of tooth surface forming surfaces 50a and a tooth bottom forming surface 50b interposed between the pair of tooth surface forming surfaces 50a. Further, the inner surface of the finish forging slide core 39 has a pair of tooth tip forming surfaces 39 c on both sides of the pair of tooth surface forming surfaces 50 a of the finish tooth groove forming projection 50.

図10に示すように、縮径時に隣接する仕上げ鍛造用スライドコア39の対向する側面39aどうしが互いに突き合わされる。側面39a,39aの合わせ部分が位置されることにより、製造用中間体44の歯先面に、仕上げ鍛造時のパーティングライン35の痕35a(図2も参照)が形成される。
また、図6および図7を参照して、仕上げ鍛造用金型37には、製造用中間体44および複数の仕上げ鍛造用スライドコア39を一括して受ける受け板51と、受け板51を弾性支持する弾性部材52と、弾性部材52に抗して製造用中間体44および複数の仕上げ鍛造用スライドコア39を下方に押すための第1〜第3押圧部材53〜55とが、上型の一部として設けられている。
As shown in FIG. 10, the opposing side surfaces 39 a of the finish forging slide cores 39 adjacent to each other at the time of diameter reduction face each other. By positioning the joint portions of the side surfaces 39a and 39a, a mark 35a (see also FIG. 2) of the parting line 35 at the time of finish forging is formed on the tooth tip surface of the manufacturing intermediate 44.
Referring to FIGS. 6 and 7, the finish forging die 37 has a receiving plate 51 that collectively receives the manufacturing intermediate 44 and a plurality of finish forging slide cores 39, and the receiving plate 51 is elastic. An elastic member 52 to be supported, and first to third pressing members 53 to 55 for pushing the manufacturing intermediate body 44 and the plurality of finish forging slide cores 39 downward against the elastic member 52 are upper molds. It is provided as a part.

荒鍛造用金型36によって、荒形状としてのはすば形状が形成された歯部を有する製造用中間体44を、仕上げ鍛造用金型37にセットした後、図示しないプレスにより、第3押圧部材55を押して各押圧部材53〜55を一括して下降させ、図6に示すように、第1および第2押圧部材53,54を、それぞれ、製造用中間体44および仕上げ鍛造用スライドコア39に当接させる。   After the manufacturing intermediate body 44 having a tooth portion in which a helical shape as a rough shape is formed by the rough forging die 36 is set in the finishing forging die 37, a third press is performed by a press (not shown). The member 55 is pushed and the respective pressing members 53 to 55 are lowered at a time. As shown in FIG. 6, the first and second pressing members 53 and 54 are made into the production intermediate 44 and the finish forging slide core 39, respectively. Abut.

次いで、図7に示すように、各押圧部材53,55をさらに下降させるに伴って、製造用中間体44および仕上げ鍛造用スライドコア39がさらに一体的に下降し、これにより、放射状に配列された仕上げ鍛造用スライドコア39が製造用中間体44の径方向に縮径移動され、製造用中間体44に仕上げ形状の歯溝33を形成する。すなわち、製造用中間体44の歯部の歯面に、仕上げ形状としてのウォームホイール歯面形状を与える。   Next, as shown in FIG. 7, as the pressing members 53 and 55 are further lowered, the production intermediate 44 and the finish forging slide core 39 are further lowered integrally, thereby being radially arranged. The finished forging slide core 39 is reduced in diameter in the radial direction of the manufacturing intermediate 44, and a finished-shaped tooth groove 33 is formed in the manufacturing intermediate 44. That is, the tooth surface of the tooth portion of the manufacturing intermediate 44 is given a worm wheel tooth surface shape as a finished shape.

次いで、各押圧部材53〜55を上昇させて、型開きすると、図11に示すように、仕上げ形状としてのウォームホイール歯面形状が形成された歯部32を有するウォームホイール31が、仕上げ鍛造用金型37から取り出し可能となる。その後、ウォームホイール31の歯部32の表面に所定の熱処理を施し、必要な硬度を確保する。
本実施の形態のウォームホイール31およびその製造方法によれば、高価で大型化する傾向にある樹脂成形品を用いないで金属素材43による鍛造成形品を用いるので、小型且つ安価で高強度のウォームホイール31を実現することができる。また、歯面の面粗さを向上することができ、摩耗の抑制を通じて耐久性を向上することができる。さらに、パーティングライン35の痕35aが歯部32の噛み合い面(歯面)に存在しないので、噛み合い精度を高くすることができる。
Next, when each of the pressing members 53 to 55 is raised and the mold is opened, as shown in FIG. 11, the worm wheel 31 having the tooth portion 32 formed with the worm wheel tooth surface shape as the finished shape is used for finish forging. The mold 37 can be taken out. Thereafter, a predetermined heat treatment is performed on the surface of the tooth portion 32 of the worm wheel 31 to ensure the necessary hardness.
According to the worm wheel 31 and the manufacturing method thereof of the present embodiment, since the forged molded product made of the metal material 43 is used without using the resin molded product that is expensive and tends to increase in size, the worm wheel 31 is small, inexpensive, and has high strength. The wheel 31 can be realized. Further, the surface roughness of the tooth surface can be improved, and the durability can be improved through the suppression of wear. Furthermore, since the mark 35a of the parting line 35 does not exist on the meshing surface (tooth surface) of the tooth portion 32, the meshing accuracy can be increased.

特に、荒鍛造により形成される歯面の形状を、はすば形状としたので、次の仕上げ鍛造工程において、ウォームホイール31の歯面を容易に形成することができる。
なお、上記の実施の形態では、各仕上げ鍛造用スライドコア39が、それぞれ単一の歯溝を形成するものであったが、それぞれ複数の歯溝を形成するものであってもよい。
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更を施すことができる。
In particular, since the shape of the tooth surface formed by rough forging is a helical shape, the tooth surface of the worm wheel 31 can be easily formed in the next finish forging step.
In the above embodiment, each finish forging slide core 39 forms a single tooth groove, but may form a plurality of tooth grooves.
In addition, various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.

1…電動パワーステアリング装置、4…操舵機構、5…操舵補助機構、6…ステアリングシャフト、18…電動モータ、19…減速機構、20…ウォーム軸、31…ウォームホイール、32…歯部、33…歯溝、34…歯先面、35…パーティングライン、35a…(パーテンィングラインの)痕、36…荒鍛造用金型、37…仕上げ鍛造用金型、38…荒鍛造用固定ダイ、39…仕上げ鍛造用スライドコア、39c…歯先形成面、40…ベース、41…案内軸、42…案内筒、43…金属素材、44…製造用中間体、45…円錐状テーパ面、46…案内溝、49…被案内突起、50…仕上げ歯溝形成用突起、51…受け部材、52…弾性部材、53…第1押圧部材、54…第2押圧部材、55…第3押圧部材、61…荒歯溝形成用突起、C1…中心軸線   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 4 ... Steering mechanism, 5 ... Steering assist mechanism, 6 ... Steering shaft, 18 ... Electric motor, 19 ... Deceleration mechanism, 20 ... Worm shaft, 31 ... Worm wheel, 32 ... Tooth part, 33 ... Tooth gap, 34 ... tooth tip surface, 35 ... parting line, 35a ... (parting line) trace, 36 ... rough forging die, 37 ... finish forging die, 38 ... rough forging fixed die, 39 ... Slide core for finish forging, 39c ... Tooth tip forming surface, 40 ... Base, 41 ... Guide shaft, 42 ... Guide cylinder, 43 ... Metal material, 44 ... Intermediate for production, 45 ... Conical tapered surface, 46 ... Guide grooves 49... Guided protrusions 50. Finishing tooth groove forming protrusions 51. Receiving members 52. Elastic members 53. First pressing members 54 54 Second pressing members 55 55 Third pressing members 61 ... Coarse groove forming protrusion, C ... center axis

Claims (4)

鍛造成形品からなるウォームホイールであって、各歯部の歯先面に対応して、鍛造時に隣接するスライドコアの歯先形成面の合わせ部分が位置されることにより、上記歯先面に鍛造時のパーティングラインの痕が形成されているウォームホイール。   It is a worm wheel made of a forged molded product, and the forging is performed on the above-mentioned tooth tip surface by positioning a matching portion of the tooth tip forming surface of the slide core adjacent to each other at the time of forging corresponding to the tooth tip surface of each tooth portion. A worm wheel with traces of the parting line at the time. 荒形状が形成された歯部を有する製造用中間体を得るために金属素材を荒鍛造する荒鍛造工程と、
中心軸線の回りに放射状に配列された複数のスライドコアを、これらスライドコアの側面が互いに密接するように上記製造用中間体の径方向に縮径移動させて、上記歯部にウォームホイール歯面を仕上げる仕上げ鍛造工程と、を含むウォームホイールの製造方法。
A rough forging step of rough forging a metal material to obtain a manufacturing intermediate having a tooth portion in which a rough shape is formed;
A plurality of slide cores arranged radially around the central axis are reduced in diameter in the radial direction of the intermediate for manufacturing so that the side surfaces of the slide cores are in close contact with each other, and the worm wheel tooth surface is moved to the tooth portion. A finish forging process for finishing the worm wheel.
請求項2において、上記荒形状は、はすば形状であるウォームホイールの製造方法。   3. The method for manufacturing a worm wheel according to claim 2, wherein the rough shape is a helical shape. 請求項1に記載のウォームホイールを減速ギヤとして操舵補助用の電動モータの動力を減速する電動パワーステアリング装置。   An electric power steering apparatus that decelerates the power of an electric motor for steering assistance using the worm wheel according to claim 1 as a reduction gear.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017140630A (en) * 2016-02-10 2017-08-17 株式会社ヤマナカゴーキン Metal plastic processor
JP2018153863A (en) * 2017-03-16 2018-10-04 愛知製鋼株式会社 Forging metal mold

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0924426A (en) * 1995-07-12 1997-01-28 Nakanishi Kinzoku Kogyo Kk Manufacturing apparatus of plate-like spiral gear and manufacture thereof
JP2004082773A (en) * 2002-08-23 2004-03-18 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2005177764A (en) * 2003-12-16 2005-07-07 Cleartec:Kk Apparatus for forming clutch teeth for transmission gear

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0924426A (en) * 1995-07-12 1997-01-28 Nakanishi Kinzoku Kogyo Kk Manufacturing apparatus of plate-like spiral gear and manufacture thereof
JP2004082773A (en) * 2002-08-23 2004-03-18 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2005177764A (en) * 2003-12-16 2005-07-07 Cleartec:Kk Apparatus for forming clutch teeth for transmission gear

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017140630A (en) * 2016-02-10 2017-08-17 株式会社ヤマナカゴーキン Metal plastic processor
JP2018153863A (en) * 2017-03-16 2018-10-04 愛知製鋼株式会社 Forging metal mold

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