JP5109091B2 - ロックリングの製造方法及び冷間鍛造金型 - Google Patents

Description

本発明は、ハンドルと転舵輪との間の伝達比を変更する伝達比可変装置の一部品として製造され、伝達比可変装置の回転駆動軸を回転不能にロックするためのロックリングの製造方法及びそのロックリングを製造するための冷間鍛造金型に関する。

従来、この種のロックリングは、外周面に複数の係合段差部を備え、伝達比可変装置の回転駆動軸に嵌合固定されている。そして、伝達比可変装置に備えたロック用フックレバーを何れかの係合段差部に係合させることで回転駆動軸をロックする構造になっていた。また、係合段差部のうちロック用フックレバーとの当接部分には段差湾曲面が形成されており、それら段差湾曲面は、ロック用フックレバーの内側部分が係合するか外側部分が係合するかによって湾曲の奥行きが異なっていた（例えば、特許文献１参照）。そして、このような構造のロックリングを、従来はメタルインジェクションモールディング製法にて製造していた。
特開２００３−３２０９４５号公報（第２図〜第４図）

ところで、一般にメタルインジェクションモールディング製法はコストがかかる製造方法である。このため、塑性加工にてロックリングを製造する製造方法の開発が求められていた。特に、安価でかつ比較的精度良く成形を行うことができる冷間鍛造でロックリングを成形することが望まれていた。

しかしながら、上記したロックリングの係合段差部に相当する複数の原形段差部を有した原形リングまでは安定して製造することができるものの、それら原形段差部に上記した複数種類の段差湾曲面を冷間鍛造にて成形することを試みたところ、冷間鍛造金型に、原因不明の破損が頻発するという問題が生じていた。このため、従来は、止むを得ず、上記したメタルインジェクションモールディング製法にてロックリングを製造していた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来よりも製造コストを下げることが可能なロックリングの製造方法及び冷間鍛造金型の提供を目的とする。

本願の発明者は、従来の冷間鍛造金型の破損の原因を詳細に調べたところ、その冷間鍛造金型のうち原形リングが圧入される成形孔の内周面には、原形リングの複数の段差面を、ロックリングの複数種類の段差湾曲面に成形するために複数種類の成形テーパー面が備えられ、それら成形テーパー面は、各段差湾曲面の奥行きに応じて成形テーパー面の長さが異なっていた。また、それら成形テーパー面は、原形リングの圧入方向に対して同じ角度で傾斜しており、全ての成形テーパー面の圧入方向における始端位置は一致する一方、終端位置は成形テーパー面の長さに応じて異なっていた。そして、比較的長い成形テーパー面を有した金型壁部が破損していることを突き止めた。

これに対し、本願の発明者は、破損の原因を以下のように推定した。即ち、複数の成形テーパー面が同時に原形リングを加圧している間は、原形リングの素材が複数箇所で同時に流動するため素材の流動性が高くなり、各成形テーパー面が受ける圧入抵抗が抑えられると考えられる。そして、短い成形テーパー面から順番にその成形テーパー面の終端位置を原形リングが通過していくと、原形リングのうち素材が流動している部位が減って行き、やがて比較的長い成形テーパー面だけが原形リングを加圧している状態になる。すると、その成形テーパー面で加圧された原形リングの素材の流動先が閉ざされた状態になって素材の流動性が低下し、成形テーパー面に係る圧入抵抗が上昇する。このため、上記したように、冷間鍛造金型のうち比較的長い成形テーパー面を有した壁部が破損するものと推定される。

この推定の下、本願の発明者は、「複数種類の成形テーパー面の始端位置同士及び終端位置同士を圧入方向で一致させておくことで、原形リングを成形孔に圧入したときに、原形リングの複数の原形段差部の素材を同時に流動開始及び流動停止させることができ、鍛造金型の一部の負荷上昇を抑えて破損を防ぐことができる」という着想に至り、以下の本願発明を完成させた。

即ち、請求項１の発明に係るロックリングの製造方法は、ハンドル（１７）と転舵輪（１１）との間の伝達比を変更する伝達比可変装置（２０）の一部品として製造され、伝達比可変装置（２０）に備えた回転駆動軸（２２Ｒ）に嵌合固定されると共に、外周面には、伝達比可変装置（２０）に備えたロック用フックレバー（４０）を係合可能な複数の係合段差部（３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄ）が備えられ、それら複数の係合段差部（３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄ）に、互いに異なる奥行きで湾曲した複数種類の段差湾曲面（３２Ｖ，３２Ｗ，３３Ｖ）が形成されたロックリング（３１）の製造方法であって、複数の係合段差部（３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄ）に相当する複数の原形段差部（８８Ｄ，８８Ｅ，８９Ｄ）を外周面に有し、それら複数の原形段差部（８８Ｄ，８８Ｅ，８９Ｄ）に各段差湾曲面（３２Ｖ，３２Ｗ，３３Ｖ）より奥行きが小さい複数の原形段差面（８８Ｖ，８８Ｗ，８９Ｖ）を備えた原形リング（８６）を用意すると共に、原形リング（８６）が圧入される成形孔（５０Ｋ）を有した冷間鍛造金型（５０）を用意し、成形孔（５０Ｋ）のうち圧入方向の始端側内周面（５０Ｓ）に、複数の原形段差部（８８Ｄ，８８Ｅ，８９Ｄ）を反転した形状の複数の始端側成形段差部（５２Ｄ，５２Ｅ，５３Ｄ）を備えると共に、成形孔（５０Ｋ）のうち圧入方向の終端側内周面（５０Ｅ）に、複数の係合段差部（３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄ）を反転した形状の複数の終端側成形段差部（６２Ｄ，６２Ｅ，６３Ｄ）を備え、さらに、成形孔（５０Ｋ）のうち圧入方向の中間部内周面（５０Ｃ）に、始端側成形段差部（５２Ｄ，５２Ｅ，５３Ｄ）の段差面（５２Ｖ，５２Ｗ，５３Ｖ）と終端側成形段差部（６２Ｄ，６２Ｅ，６３Ｄ）の段差面（６２Ｖ，６２Ｗ，６３Ｖ）との間を連絡した複数種類の成形テーパー面（７０，７１，７２）を設けておき、それら複数種類の成形テーパー面（７０，７１，７２）によって複数の原形段差面（８８Ｖ，８８Ｗ，８９Ｖ）を複数種類の段差湾曲面（３２Ｖ，３２Ｗ，３３Ｖ）に成形可能とし、それら複数種類の成形テーパー面（７０，７１，７２）の始端位置（Ｐ１）同士及び終端位置（Ｐ２）同士を圧入方向で一致させておくことで、原形リング（８６）を成形孔（５０Ｋ）に圧入したときに、原形リング（８６）の複数の原形段差部（８８Ｄ，８８Ｅ，８９Ｄ）の素材の流動を同時に開始及び停止するところに特徴を有する。

請求項２の発明に係る冷間鍛造金型（５０）は、ハンドル（１７）と転舵輪（１１）との間の伝達比を変更する伝達比可変装置（２０）の一部品として製造され、伝達比可変装置（２０）に備えた回転駆動軸（２２Ｒ）に嵌合固定されると共に、外周面には、伝達比可変装置（２０）に備えたロック用フックレバー（４０）を係合可能な複数の係合段差部（３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄ）が備えられ、それら複数の係合段差部（３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄ）に、互いに異なる奥行きで湾曲した複数種類の段差湾曲面（３２Ｖ，３２Ｗ，３３Ｖ）が形成されたロックリングを製造するための冷間鍛造金型（５０）であって、複数の係合段差部（３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄ）に相当する複数の原形段差部（８８Ｄ，８８Ｅ，８９Ｄ）を外周面に有し、それら複数の原形段差部（８８Ｄ，８８Ｅ，８９Ｄ）に各段差湾曲面（３２Ｖ，３２Ｗ，３３Ｖ）より奥行きが小さい複数の原形段差面（８８Ｖ，８８Ｗ，８９Ｖ）を備えた原形リング（８６）が圧入される成形孔（５０Ｋ）を有し、その成形孔（５０Ｋ）のうち圧入方向の始端側内周面（５０Ｓ）に、複数の原形段差部（８８Ｄ，８８Ｅ，８９Ｄ）を反転した形状の複数の始端側成形段差部（５２Ｄ，５２Ｅ，５３Ｄ）を備えると共に、成形孔（５０Ｋ）のうち圧入方向の終端側内周面（５０Ｅ）に、複数の係合段差部（３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄ）を反転した形状の複数の終端側成形段差部（６２Ｄ，６２Ｅ，６３Ｄ）を備え、さらに、成形孔（５０Ｋ）のうち圧入方向の中間部内周面（５０Ｃ）に、始端側成形段差部（５２Ｄ，５２Ｅ，５３Ｄ）の段差面（５２Ｖ，５２Ｗ，５３Ｖ）と終端側成形段差部（６２Ｄ，６２Ｅ，６３Ｄ）の段差面（６２Ｖ，６２Ｗ，６３Ｖ）との間を連絡して複数の原形段差面（８８Ｖ，８８Ｗ，８９Ｖ）を複数種類の段差湾曲面（３２Ｖ，３２Ｗ，３３Ｖ）に成形する複数種類の成形テーパー面（７０，７１，７２）を備え、複数種類の成形テーパー面（７０，７１，７２）の始端位置（Ｐ１）同士及び終端位置（Ｐ２）同士を圧入方向で一致させたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１のロックリングの製造方法によれば、原形リングを冷間鍛造金型の成形孔に圧入すると、成形孔に備えた複数種類の成形テーパー面によって原形リングの原形段差面が加圧されて、複数種類の段差湾曲面に成形される。ここで、本願発明では、複数種類の成形テーパー面の始端位置同士及び終端位置同士を圧入方向で一致させておくことで、原形リングを成形孔に圧入したときに、原形リングの複数の原形段差部の素材の流動を同時に開始及び停止するので、従来の冷間鍛造金型のように、比較的長い成形テーパー面だけが原形リングを加圧して圧入抵抗が上昇することを規制し、冷間鍛造金型の破損を防ぐことができる。これにより、冷間鍛造を含んだ塑性加工によるロックリングの製造が可能になり、メタルインジェクションモールディング製法を用いていた従来よりロックリングの製造コストを抑えることができる。

［請求項２の発明］
請求項２の冷間鍛造金型に備えた成形孔に原形リングを圧入すると、成形孔に備えた複数種類の成形テーパー面によって原形リングの原形段差面が加圧されて、複数種類の段差湾曲面に成形される。ここで、本願発明では、複数種類の成形テーパー面の始端位置同士及び終端位置同士を圧入方向で一致させたので、原形リングを成形孔に圧入したときに、原形リングの複数の原形段差部の素材の流動を同時に開始及び停止することができる。これにより、従来の冷間鍛造金型のように、比較的長い成形テーパー面だけが原形リングを加圧して圧入抵抗が上昇することを規制し、冷間鍛造金型の破損を防ぐことができる。即ち、本発明によれば、冷間鍛造を含む塑性加工によるロックリングの製造が可能になり、メタルインジェクションモールディング製法を用いていた従来よりロックリングの製造コストを抑えることができる。

以下、本発明に係る一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。図１には、伝達比可変装置２０を搭載した車両１０が示されている。この車両１０における１対の転舵輪１１，１１の間には、ラック１２が差し渡され、そのラック１２の両端部がタイロッド１３，１３を介して転舵輪１１，１１に連結されている。ラック１２は筒状のラックケース１２Ｃで覆われ、そのラックケース１２Ｃが車両本体に固定されている。また、ラック１２にはピニオン１５が噛合しており、そのピニオン１５がラックケース１２Ｃに回転可能に軸支されている。そして、ピニオン１５と、ハンドル１７との間に、それぞれユニバーサルジョイント１８Ｊ，１９Ｊを介して伝達比可変装置２０が取り付けられている。

伝達比可変装置２０は、装置本体２０Ｈの下端部から下方に回転出力シャフト１８を延ばして備えている。また、図２に示すように、装置本体２０Ｈは、差動式の減速機２１（例えば波動歯車減速機）の同軸上方にモータ２２を配置して、これら減速機２１とモータ２２とを共通の円筒状のアッシスリーブ２３内に収容して備えている。さらに、減速機２１における下面の出力部には回転出力シャフト１８が連結されている。そして、車両１０に搭載したＥＣＵ２８が車速センサ２９Ａ、舵角センサ２９Ｂにて検出した車速、舵角等の運転状況に応じてモータ２２を駆動し、モータ２２の出力が減速機２１で減速されて回転出力シャフト１８に付与される。これにより、装置本体２０Ｈに対して回転出力シャフト１８を回転駆動し、ハンドル１７と転舵輪１１，１１との間の回転の伝達比が運転状況に応じて変更される。

アッシスリーブ２３内では、モータ２２のステータ２２Ｓの上端面からロータシャフト２２Ｒ（本発明に係る「回転駆動軸」に相当する）が上方に突出しており、そのロータシャフト２２Ｒの上方突出部分の外面に本発明に係るロックリング３１が嵌合固定されている。図３に示すように、ロックリング３１は、例えば、内径及び外径が均一のリング本体３１Ｈと、リング本体３１Ｈの外周面を４等分した位置からそれぞれ側方に張り出した４つのメイン係合突部３２と、それら各メイン係合突部３２を備えた位置よりそれぞれ半時計回り方向に略３〜５度ずれた位置からそれぞれ側方に張り出した４つのサブ係合突部３３とを備えてなる。そして、メイン係合突部３２及びサブ係合突部３３とリング本体３１Ｈの外周面との間に、本発明の「係合段差部」に相当する第１〜第３の係合段差部３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄが形成されている（図４参照）。

詳細には、図４に示すように、メイン係合突部３２のうちリング本体３１Ｈの中心から離れた面は、リング本体３１Ｈの外周面と同心の先端円弧面３２Ｓになっている。また、メイン係合突部３２のうち図４における時計回り方向の前端側に配置された第１の係合段差部３２Ｄには、第１の段差湾曲面３２Ｖが形成されている。第１の段差湾曲面３２Ｖは、メイン係合突部３２の先端円弧面３２Ｓからヘアピン状に折り返し、Ｕ字状に湾曲してリング本体３１Ｈの外周面に繋がっている。この結果、第１の係合段差部３２Ｄの先端部には、周方向に向かって突出した係合突起３２Ｔが形成されている。一方、メイン係合突部３２のうち時計回り方向の後端側に配置された第２の係合段差部３２Ｅには、第２の段差湾曲面３２Ｗが形成されている。第２の段差湾曲面３２Ｗは、メイン係合突部３２の先端円弧面３２Ｓの一端を通過する径方向の基準線Ｌ２に対し、１０〜３０度の角度で傾斜してメイン係合突部３２に食い込み、リング本体３１Ｈ側に延び、リング本体３１Ｈの外周面に円弧を描いて繋がっている。

サブ係合突部３３は、メイン係合突部３２よりリング本体３１Ｈの外周面からの突出量が小さくなっており、ロックリング３１の周方向においてもメイン係合突部３２より小さくなっている。また、サブ係合突部３３のうちリング本体３１Ｈの中心から離れ面は、リング本体３１Ｈの外周面と同心の先端円弧面３３Ｓになっている。さらに、サブ係合突部３３のうちメイン係合突部３２側に配置された第３の係合段差部３３Ｄには、第３の段差湾曲面３３Ｖが形成されている。第３の段差湾曲面３３Ｖは、サブ係合突部３３の先端円弧面３３Ｓからヘアピン状に折り返し、Ｕ字状に湾曲してリング本体３１Ｈの外周面に繋がっている。この結果、第３の係合段差部３３Ｄの先端部には、周方向に向かって突出した係合突起３３Ｔが形成されている。一方、サブ係合突部３３のうちメイン係合突部３２と反対側に配置された段差部３３Ｅには、傾斜ガイド面３３Ｗが形成されている。傾斜ガイド面３３Ｗは、サブ係合突部３３の先端円弧面３３Ｓの一端を通過する径方向の基準線Ｌ４に対し、第３の段差湾曲面３３Ｖから離れる側に略４５度の角度で傾斜して延び、リング本体３１Ｈの外周面に繋がっている。

ここで、第１〜第３の段差湾曲面３２Ｖ，３２Ｗ，３３Ｖの奥行きは、第２、第１、第３の段差湾曲面３２Ｗ，３２Ｖ，３３Ｖの順番で大きくなっている。より具体的には、メイン係合突部３２の先端円弧面３２Ｓのうち第２の段差湾曲面３２Ｗ側の一端を通過する径方向の基準線Ｌ２から第２の段差湾曲面３２Ｗの最奥部までの奥行きより、先端円弧面３２Ｓのうち第１の段差湾曲面３２Ｖ側の一端を通過する径方向の基準線Ｌ１から第１の段差湾曲面３２Ｖの最奥部までの奥行きの方が大きく、その第１の段差湾曲面３２Ｖの奥行きより、サブ係合突部３３の先端円弧面３３Ｓのうち第３の段差湾曲面３３Ｖ側の一端を通過する径方向の基準線Ｌ３から第３の段差湾曲面３３Ｖの最奥部までの奥行きの方が大きくなっている。

図３に示すように、ステータ２２Ｓの上端面のうち、ロックリング３１の側方には、ソレノイド４５とロック用フックレバー４０とが設けられている。ロック用フックレバー４０は、ステータ２２Ｓの上面から突出した支軸４６に回転可能に軸支され、支軸４６から側方に延びた作用アーム部４１と、作用アーム部４１と反対側の側方に延びた連結片４３とを備えている。また、ロック用フックレバー４０は、トーションコイルバネ４４によって作用アーム部４１がロックリング３１に押し付けられる方向に付勢されている。

連結片４３には、ソレノイド４５に備えた直動ロッド４５Ｒの先端部が回動可能に連結されている。そして、ソレノイド４５に通電すると、直動ロッド４５Ｒがソレノイド４５内に引き込まれ、トーションコイルバネ４４の弾発力に抗して作用アーム部４１がロックリング３１から離間する側に回転駆動される。そして、ソレノイド４５への通電中は、作用アーム部４１がロックリング３１から離間した状態に保持され、ソレノイド４５への通電を停止すると作用アーム部４１がロックリング３１に押し付けられた状態に保持される。

作用アーム部４１の先端部は、ロックリング３１側に屈曲してフック係合部４２になっている。そのフック係合部４２は、図４に拡大して示したように、ロックリング３１に向かうに従ってロックリング３１の周方向に幅が徐々に大きくなっている。そのフック係合部４２の最大幅は、ロックリング３１のうち隣り合った第２と第３の係合段差部３２Ｅ，３３Ｄとの間のメイン係合凹部３４に突入し得る大きさになっている。また、フック係合部４２のうち支軸４６から離れ側の面は、フック係合部４２がメイン係合凹部３４に対向した状態で第２の段差湾曲面３２Ｗにおける傾斜部分と略平行になる先端傾斜面４２Ａになっている。さらに、フック係合部４２における支軸４６側の面は、Ｕ字状に湾曲した係合湾曲面４２Ｂになっている。この結果、フック係合部４２の先端部には、支軸４６側に向かって突出したフック係合部４２Ｔが形成されている。

本実施形態のロックリング３１及びそのロックリング３１を備えた伝達比可変装置２０の構成に関する説明は以上である。次に、ロックリング３１の作用効果について説明する。車両１０の図示しないイグニッションスイッチをオンすると、ソレノイド４５に通電されてロックリング３１からロック用フックレバー４０のフック係合部４２が離間した状態になる。そして、ＥＣＵ２８が車速、舵角等の運転状況に応じてモータ２２を駆動する。これにより、装置本体２０Ｈに対して回転出力シャフト１８を回転駆動し、ハンドル１７と転舵輪１１，１１との間の回転の伝達比が運転状況に応じて変更される。

ここで、運転中に、例えば、車速センサ２９Ａ等のセンサが故障したり、ＥＣＵ２８が停止する非常が発生した場合には、ソレノイド４５への通電が停止される。すると、トーションコイルバネ４４の付勢力によってロック用フックレバー４０のフック係合部４２がロックリング３１に側方から押し付けられる。このとき、ロックリング３１のうちメイン係合突部３２とそのメイン係合突部３２に隣接したメイン係合突部３２との間のメイン係合凹部３４か、或いは、メイン係合突部３２とそのメイン係合突部３２から離れ側のサブ係合突部３３との間のサブ係合凹部３５の何れかにフック係合部４２が突入する。また、メイン係合突部３２の先端円弧面３２Ｓ又はサブ係合突部３３の先端円弧面３３Ｓにフック係合部４２が当接したとしてもハンドル１７を少し切ることで、メイン係合凹部３４又はサブ係合凹部３５の何れかにフック係合部４２は突入する。

フック係合部４２がサブ係合凹部３５に突入した状態で、ハンドル１７が切られ、図３においてロックリング３１が時計回り方向に回転したときには、フック係合部４２が第１の係合段差部３２Ｄに係合する。このとき、図４に示したフック係合部４２のフック係合部４２Ｔと第１の係合段差部３２Ｄの係合突起３２Ｔとがロックリング３１の径方向で対向するので、ロック用フックレバー４０は、ロックリング３１から離れることなくロックリング３１を一方向に回転不能にロックする。一方、フック係合部４２がサブ係合凹部３５に突入した状態で、図３においてロックリング３１が反時計回り方向に回転したときには、フック係合部４２が図４に示した傾斜ガイド面３３Ｗに案内されてサブ係合突部３３に乗り上がり、メイン係合凹部３４に突入する。

フック係合部４２がメイン係合凹部３４に突入した状態で、ロックリング３１が反時計回り方向に回転したときには、フック係合部４２と第２の係合段差部３２Ｅとが係合すると共に、フック係合部４２の先端傾斜面４２Ａと第２の段差湾曲面３２Ｗにおける傾斜部分との案内により、ロック用フックレバー４０はフック係合部４２がリング本体３１Ｈの外周面に押し付けられる方向に力を受け、ロックリング３１から離れることなくロックリング３１を他方向に回転不能にロックする。一方、フック係合部４２がメイン係合凹部３４に突入した状態で、ロックリング３１が時計回り方向に回転したときには、フック係合部４２と第３の係合段差部３３Ｄとが係合する。このとき、図４に示したフック係合部４２のフック係合部４２Ｔと第１の係合段差部３２Ｄの係合突起３２Ｔとがロックリング３１の径方向で対向するので、ロック用フックレバー４０はロックリング３１から離れることなくロックリング３１を一方向にロックする。

次に、ロックリング３１の製造方法の一例とその製造方法で用いる冷間鍛造金型５０の一例について説明する。本実施形態のロックリング３１は、例えば円柱状の鋼材から製造される。具体的には、所定の直径の円柱状の鋼材（炭素鋼：例えば、Ｓ４５Ｃ）を所定長に切断して図５（Ａ）に示した第１ワーク８１を製造する。次いで、その第１ワーク８１を冷間鍛造にて、図５（Ｂ）に示した一端有底円筒状の第２ワーク８２に成形してから、その第２ワーク８２の底壁から円板８２Ｃを打ち抜き、両端開放の円筒状の第３ワーク８３（図５（Ｃ）参照）を製造する。次いで、第３ワーク８３を軸方向で加圧して軸長が短くなるように冷間鍛造にて据え込み成形した後、図示しない１対のローラで第３ワーク８３を内側と外側とから挟んで加圧しかつそれらローラを対称回転させて、第３ワーク８３より径が大きなリング状の第４ワーク８４（図５（Ｄ）参照）にローリング成形する。

次いで、第４ワーク８４を冷間鍛造にて図６（Ｂ）に示した第５ワーク８５に成形し、その第５ワーク８５の一端面を平面切削して図６（Ａ）に示した本発明に係る原形リング８６を製造する。第５ワーク８５及び原形リング８６は、上述したロックリング３１におけるメイン係合突部３２及びサブ係合突部３３（図３参照）に相当する４つずつのメイン原形突部８８及びサブ原形突部８９（図６（Ａ）参照）を備えている。このとき、第４ワーク８４から第５ワーク８５を冷間鍛造する際に、素材の一部が一端部から側方に張り出すので、その張り出し部８５Ｍを切除するために第５ワーク８５の一端面を図６（Ｂ）で示した切削面８５Ｘまで切削する。

図６（Ａ）に示すように、原形リング８６は、内径及び外径が均一のリング本体８７を備え、そのリング本体８７から上記した４つずつのメイン原形突部８８及びサブ原形突部８９が張り出した構造になっている。また、原形リング８６のうちロックリング３１の段差部３３Ｅに相当する段差部８９Ｅには、ロックリング３１の傾斜ガイド面３３Ｗと相似形の原形ガイド面８９Ｗが形成されているが、原形リング８６のうちロックリング３１の第１〜第３の係合段差部３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄに相当する第１〜第３の原形段差部８８Ｄ，８８Ｅ，８９Ｄには、ロックリング３１における第１の段差湾曲面３２Ｖに比べて極めて湾曲の奥行きが小さい第１の原形段差面８８Ｖと、湾曲しておらず奥行きもない第２及び第３の原形段差面８８Ｗ，８９Ｖが形成されている。

本実施形態では、原形リング８６を図８〜図１０に示した冷間鍛造金型５０に圧入して図７に示したロックリング３１を成形する。冷間鍛造金型５０の形状は、以下のようになっている。即ち、図８に示すように、冷間鍛造金型５０には、原形リング８６を軸方向で挿入可能な成形孔５０Ｋが備えられている。その成形孔５０Ｋのうち圧入方向の始端側内周面５０Ｓ（図８の上端側内周面）は、原形リング８６の外周面を反転した形状をなす一方、圧入方向の終端側内周面５０Ｅ（図８の下端側内周面）は、ロックリング３１の外周面を反転した形状をなしている。即ち、成形孔５０Ｋの始端側内周面５０Ｓには、原形リング８６の第１〜第３の原形段差部８８Ｄ，８８Ｅ，８９Ｄ及び段差部８９Ｅを反転した形状の第１〜第４の始端側成形段差部５２Ｄ，５２Ｅ，５３Ｄ，５３Ｅが備えられている。一方、成形孔５０Ｋの終端側内周面５０Ｅには、ロックリング３１の第１〜第３の係合段差部３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄ及び段差部３３Ｅを反転した形状の第１〜第４の終端側成形段差部６２Ｄ，６２Ｅ，６３Ｄ，６３Ｅが備えられている。そして、成形孔５０Ｋのうち圧入方向の中間部内周面５０Ｃには、第１〜第３の始端側成形段差部５２Ｄ，５２Ｅ，５３Ｄの段差面５２Ｖ，５２Ｗ，５３Ｖと、第１〜第３の係合段差部３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄの段差面６２Ｖ，６２Ｗ，６３Ｖとの間を連絡した第１〜第３の成形テーパー面７０，７１，７２が備えられている。

ここで、圧入方向における第１〜第３の成形テーパー面７０，７１，７２の始端位置は全て一致している。また、圧入方向における第１〜第３の成形テーパー面７０，７１，７２の終端位置も全て一致している。図８及び図１０には、圧入方向における第１〜第３の成形テーパー面７０，７１，７２の始端位置が位置Ｐ１として示され、終端位置が位置Ｐ２として示されている。

なお、図９には、成形孔５０Ｋを始端側から見た平断面図が示されている。同図に示すように、成形孔５０Ｋの始端側内周面５０Ｓと終端側内周面５０Ｅとの間では、第１〜第３の始端側成形段差部５２Ｄ，５２Ｅ，５３Ｄと第１〜第３の終端側成形段差部６２Ｄ，６２Ｅ，６３Ｄとの形状の相違以外に、始端側内周面５０Ｓに対し、終端側内周面５０Ｅが全体的に僅かに小さくなっている。その形状差分を成形するための緩やかな傾斜も上記した位置Ｐ１，Ｐ２の間に配置されている。

冷間鍛造金型５０の形状に関する説明は以上である。さて、冷間鍛造金型５０の成形孔５０Ｋに原形リング８６を圧入すると、原形リング８６のうち圧入方向の前端部が成形孔５０Ｋにおける圧入方向の位置Ｐ１に到達したところで、原形リング８６の外周面全体が冷間鍛造金型５０から成形圧力を受け、その成形圧力によって原形リング８６の素材が流動し、原形リング８６が成形孔５０Ｋの内周面形状に成形されていく。特に、原形リング８６における第１〜第３の原形段差面８８Ｖ，８８Ｗ，８９Ｖは、第１〜第３の成形テーパー面７０，７１，７２から他の部位に比べて比較的大きな成形圧力を受け、ロックリング３１における第１〜第３の段差湾曲面３２Ｖ，３２Ｗ，３３Ｖに成形されていく。そして、原形リング８６全体が成形孔５０Ｋにおける圧入方向の位置Ｐ２を通過したときには、原形リング８６がロックリング３１になっている。

ここで、本実施形態では、第１〜第３の成形テーパー面７０，７１，７２の始端位置同士及び終端位置同士を圧入方向で一致させてあるので、原形リング８６を成形孔５０Ｋに圧入したときに、原形リング８６の第１〜第３の原形段差部８８Ｄ，８８Ｅ，８９Ｄの素材の流動を同時に開始及び停止することができる。これにより、従来の冷間鍛造金型のように、比較的長い成形テーパー面だけが原形リング８６を加圧して圧入抵抗が上昇することを規制し、冷間鍛造金型の破損を防ぐことができる。このように本実施形態のロックリング３１の製造方法及び冷間鍛造金型５０によれば、冷間鍛造を含んだ塑性加工によるロックリング３１の製造が可能になり、メタルインジェクションモールディング製法を用いていた従来より製造コストを抑えることができる。また、メタルインジェクションモールディング製法では、ロックリング３１を成形後に浸炭処理を行って焼き入れすることが必須になるが、本実施形態の製造方法によれば、炭素鋼からロックリング３１を製造することで、少なくとも浸炭処理が不要になる。なお、本実施形態では、ロックリング３１は冷間鍛造金型５０から排出されると両端面を平面研削されて完成する。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記実施形態で説明した原形リング８６を複数の冷間鍛造金型を用いて冷間鍛造してロックリング３１を成形する場合に、最初、途中、最後の何れの段階で使用する冷間鍛造金型に本発明を適用してもよいし、複数の段階に亘って使用する複数の冷間鍛造金型に本発明を適用してもよい。

（２）前記実施形態のロックリング３１は、リング本体３１Ｈからメイン係合突部３２とサブ係合突部３３とを突出させて本発明に係る第１〜第３の係合段差部３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄが形成されていたが、リング本体に凹部を設けることで本発明に係る係合段差部を形成してもよい。

（３）前記実施形態のロックリング３１は、係合段差部３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄがリング本体３１Ｈの外周面に４つ備えられていたが、４つに限定されるものではなく、別の数に適用してもよい。

（４）前記実施形態の伝達比可変装置２０は、波動歯車減速機を備えていたが、その波動歯車減速機に代えて、コリオリ運動歯車減速機など他の減速機構を備えたものに適用してもよい。

（５）ハンドルと転舵輪との間が機械的に切り離されたステア・バイ・ワイヤ・システムも、ハンドルと転舵輪との間の伝達比を変更することができるので、本発明に係る「伝達比可変装置」に含まれる。そして、伝達比可変装置としてのステア・バイ・ワイヤ・システムにおけるロックリングに、本発明を適用してもよい。具体的には、ステア・バイ・ワイヤ・システムのうちハンドルに操舵抵抗を付与するモータにロックリングを設け、イグニッションキーのオフ時にモータをロック可能としたものにおいて、そのロックリングの製造方法等に本発明を適用してもよい。また、ステア・バイ・ワイヤ・システムに、モータや制御系の異常発生時に、ハンドルと転舵輪の間を連結する連結機構を設けると共に、その連結機構を連結状態にするためにロックリングを用いたものにおいて、そのロックリングの製造方法等に本発明を適用してもよい。

（６）前記実施形態のロックリング３１は、リング本体３１Ｈからメイン係合突部３２とサブ係合突部３３とを備えていたが、メイン係合突部３２のみを備えているものに適用してもよい。

本発明の一実施形態に係るロックリングを備えた車両の概念図 伝達比可変装置の側断面図 伝達比可変装置の平面図 ロックリング及びロック用フックレバーの一部を拡大した平面図 （Ａ）第１ワークの側断面図（Ｂ）第２ワークの側断面図（Ｃ）第３ワークの側断面図（Ｄ）第４ワークの側断面図 （Ａ）原形リングの平面図（Ｂ）第５ワークの側断面図 ロックリングの平面図 冷間鍛造金型の斜視図 冷間鍛造金型の平断面図 冷間鍛造金型の内周面の側面図

符号の説明

１０ 車両
１１ 転舵輪
１７ ハンドル
２０ 伝達比可変装置
２２Ｒ ロータシャフト（回転駆動軸）
３１ ロックリング
３２Ｄ，３２Ｅ，３３Ｄ 第１〜第３の係合段差部
３２Ｖ，３２Ｗ，３３Ｖ 第１〜第３の段差湾曲面
４０ ロック用フックレバー
５０ 冷間鍛造金型
５０Ｋ 成形孔
５２Ｄ，５２Ｅ，５３Ｄ 第１〜第３の始端側成形段差部
５２Ｖ，５２Ｗ，５３Ｖ，５３Ｗ，６２Ｖ，６２Ｗ，６３Ｖ，６３Ｗ 段差面
６２Ｄ，６２Ｅ，６３Ｄ 第１〜第３の終端側成形段差部
７０，７１，７２ 第１〜第３の成形テーパー面
８６ 原形リング
８８Ｄ，８８Ｅ，８９Ｄ 第１〜第３の原形段差部
８８Ｖ，８８Ｗ，８９Ｖ 第１〜第３の原形段差面

Claims (2)

1. ハンドルと転舵輪との間の伝達比を変更する伝達比可変装置の一部品として製造され、前記伝達比可変装置に備えた回転駆動軸に嵌合固定されると共に、外周面には、前記伝達比可変装置に備えたロック用フックレバーを係合可能な複数の係合段差部が備えられ、それら複数の係合段差部に、互いに異なる奥行きで湾曲した複数種類の段差湾曲面が形成されたロックリングの製造方法であって、
   前記複数の係合段差部に相当する複数の原形段差部を外周面に有し、それら複数の原形段差部に前記各段差湾曲面より奥行きが小さい複数の原形段差面を備えた原形リングを用意すると共に、前記原形リングが圧入される成形孔を有した冷間鍛造金型を用意し、
   前記成形孔のうち圧入方向の始端側内周面に、前記複数の原形段差部を反転した形状の前記複数の始端側成形段差部を備えると共に、前記成形孔のうち圧入方向の終端側内周面に、前記複数の係合段差部を反転した形状の前記複数の終端側成形段差部を備え、さらに、前記成形孔のうち圧入方向の中間部内周面に、前記始端側成形段差部の段差面と前記終端側成形段差部の段差面との間を連絡した複数種類の成形テーパー面を設けておき、それら複数種類の成形テーパー面によって前記複数の原形段差面を前記複数種類の段差湾曲面に成形可能とし、それら複数種類の成形テーパー面の始端位置同士及び終端位置同士を前記圧入方向で一致させておくことで、前記原形リングを前記成形孔に圧入したときに、前記原形リングの複数の原形段差部の素材の流動を同時に開始及び停止することを特徴とするロックリングの製造方法。
2. ハンドルと転舵輪との間の伝達比を変更する伝達比可変装置の一部品として製造され、前記伝達比可変装置に備えた回転駆動軸に嵌合固定されると共に、外周面には、前記伝達比可変装置に備えたロック用フックレバーを係合可能な複数の係合段差部が備えられ、それら複数の係合段差部に、互いに異なる奥行きで湾曲した複数種類の段差湾曲面が形成されたロックリングを製造するための冷間鍛造金型であって、
   前記複数の係合段差部に相当する複数の原形段差部を外周面に有し、それら複数の原形段差部に前記各段差湾曲面より奥行きが小さい複数の原形段差面を備えた原形リングが圧入される成形孔を有し、
   その成形孔のうち圧入方向の始端側内周面に、前記複数の原形段差部を反転した形状の前記複数の始端側成形段差部を備えると共に、前記成形孔のうち圧入方向の終端側内周面に、前記複数の係合段差部を反転した形状の前記複数の終端側成形段差部を備え、さらに、前記成形孔のうち圧入方向の中間部内周面に、前記始端側成形段差部の段差面と前記終端側成形段差部の段差面との間を連絡して前記複数の原形段差面を前記複数種類の段差湾曲面に成形する複数種類の成形テーパー面を備え、
   前記複数種類の成形テーパー面の始端位置同士及び終端位置同士を前記圧入方向で一致させたことを特徴とする冷間鍛造金型。

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