JPS58128242A - ラツクの製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 と異ならせて変化する変速比を有する形式のラックの製
造方法並びにそのための製造装置に関する。

ドイツ公告公″ａ第．２　／　４　／　２０３号には、
両端部分と異なった歯形を中央部分に有する可変歯車比
のラックを備えた自動車のかじ取り歯車装置が記載され
ている。この形式のラックを有するかじ取り歯車装置は
、サーがかじ雫り装置を有するか又は有しない乗用車に
有利に使用され、その最適かじ取り挙動のためには、２
二／より少し低い比率が適切である。そのためには、ほ
ぼ一定の変速比となるまでラック中央部から両端域にか
けて変速比を急激に変化させる。この種のラックは、ら
せん状の歯を備えたピニオンと共働し、とのピニオンの
軸線は、ラックの軸線との間に９００と異なった角度を
含んでいる。ラックの中心域においての歯の歯腹線は、
ラックの両端域においての角度とは異たった角度をピニ
オン軸線との間に含んでいる。この構成によれば、コ：
／の変速比は容易に実耕される。

ドイツ公告公報第．２／ｌｌ／．２０！５号には、ラッ
クの中心域において少数の歯が形成されるように１榛数
の歯についての直線切削禍根によってラックを製造する
ことが記載されている。この場合中心域の歯形は特別の
切削過程によって変すすることが必要になる。このラッ
ク製造方法の欠点は、コスト専で経済的に実施できない
ことにある。

本発明の訝顕は、経済的でしかも高精度にラックを製造
することを可能にする、この項の冒頭に述べた形式の製
造方法を揚供することにある。

この課題は本発明によれば、上ダイス型及び下ダイス型
を有するプレスにおいて冷間変形プレス過程によりラッ
クをその素材から製造し、上ダイス型はプレス過程のあ
いだ素材の上方において揺動運動させることにより解決
される◇ 冷間変形プレス、ないしは冷間流れプレスにより、上ダ
イス型を揺動させてラックを製造する方法は、切削加工
方法に比べているいろの利点を備えている。即ち、加工
時間が短縮され、材料の需要が少くなり、材料強度が高
くなり、狭い公差範囲内の平滑な表面が形成される。

揺動ダイス型を備えた冷間流れプレス装置は、基本的に
は、種々の機械要素の製造において知られている（ｖｏ
＋報文第コ乙乙Ｃ／９７Ａ）１．２９／３Ａｒ頁参照）
。しかしこのプレスは、その構造特に揺＠運動を行わせ
るための歯車装置によりそのプレス力が制限されるため
、小形で変形し易い機稠要素のネ′１造に適用されるに
過ぎない。

本発明の製造方法によって製造されるラックは、迅速に
廉価に製造でき、特に量産に適合している。

材＃４強度が高いことは、かじ取り時に発生する歯形成
力に対して非常に好つごうである。この方法により高い
精度が得られることも同様に好つごうである。表面域の
強度が約ＳＯ％まで高くなることがわかっている。

ラック素材には簡単な丸棒を使用することができる。そ
の他のラック素材ももちろん使用してよいが、丸棒は簡
単で廉価なラック素材である。

ラック素材の非常に好ましい形状は、歯を形成する中央
部が一方又は両方の端部分に対してオフセットされた形
状である。

この構成の利漬は、プレス堝程の後に歯が完成したラッ
クの端部分と共に共通の対称面内に含まれることである
。そのため、大きな軸方向制能は不要になり、かじ取り
ハウジングの寸法を小さくできる。タイロッドの横連結
を有するかじ仰り装置用のラックについては、ラック素
材の両端部分をオフセットさせるが、中心駆動のかじ取
り装置の場合にはラックの歯部を一方の端部まで形成す
るので、この場合にはラック素材の他方の端部のみをオ
フセットさせるだけでよい。

本発明による製造方法は、変化する変速比をもったラッ
クの製造に特に適合しているが、必要ならば通常のラッ
クの製造にも使用することができる。

本発明による製造方法を実施する装ｆｉｔ　Ｋよれば、
一方のダイス型は、製造すべきラックの下部のためのネ
ガ型を形成し、製造すべきラックの歯形は他方のダイス
型に成形される。

この場合、歯形を与えるダイス型は、揺動運動する上ダ
イス型とすることが望ましい。

これにより、わずかなコストでラック素材に歯形を高精
度に成形することができる。

本発明の好ましい実施態様によれば、歯を形成すべき領
域の少くとも近似的に上方において垂直対称面内に長手
方向に延長する基部がラック下面に形成されるように、
製造すべきラックの下部の形状を与えるダイス型を形成
する。

この構成によれば、ラックの曲げ強度が実質的に増大し
、ラックをそれと共働するピニオンに押付ける加圧部分
においての案内作用が円滑になる。

加圧部分はかじ増りハウジング中に支承され、圧縮ばね
によりラックに押圧されている。

ダイス型は好ましくは、製造すべきラックが横断面形状
で見て少くとも近似的にＹ字状になるように形成する。

このラックの形状は、原理的には、ドイツ公開公報第、
２乙、！！；ｇ７ｇＡ号により知られている。このラッ
クの形状により加圧部分をラックの中心部に一層近付け
ることができる。

本発明の特に有利な実施態様によれば、製造すべ昶ラッ
クの歯について、歯形を与えるダイス型は、素材に指向
したプレス面に凹みが形成され、ダイス型のネガ歯形の
歯先が最も高くともプレス面と面一になるように成形さ
れる。

通常は、機械要素のプレス又は型打ちに際して被加工物
にわん状の凹みが、ダイス型のネガの対応する突出部分
によって形成される。本発明によれば、ラックの歯の谷
部を形成するダイス型の歯は、上記プレス面を超えない
ように形成される。

この構成によれば、ラック素材からラックを製造スル場
合に、製造すべきラックの歯は、ダイス型の揺動の際に
ダイス型の凹み中に押付けられる。

歯自身が上ダイス型中の低い位置にあり、最も高くとも
プレス面と而−になっているため、ラック歯の材料斜敬
プレス加工の際に横向きに流れることが防止される。そ
のためラックの側面の形状がきれいになる。従来のプレ
ス法に比べて側面にばりが発生せず、割れのおそれがな
い。横方向の止め面によって材料の流れが制動されると
共に、材料が充分に圧密化される。

このための別の改良点によれば、ダイス型のネガ歯の歯
先はプレス面よりも借い位置にある。この間隙は／酌又
はλ酵で足りる。この構成の利点は、歯の縁端をダイス
型中に一体に成形し得ることにある。これはダイス型の
歯がダイス型に横方向にも結合されていることを意味す
る。これによりラックの歯が横方向にも互に結合される
ため、ラックの歯が一層安定になる。

この構成による別の利点は、斜板プレスが安定化され、
使用寿命が長くなることにある。

歯先のこの構成による更に別の利点は、歯に沿った両仙
の側面が広げられることＫある。プレス過程においては
素材の材料が押しのけられる。この材料の押しのけは、
広げられた側面によって支受される。またこの箇所にお
いての広がりによってラックの抵抗モーメントが増大す
る。

上ダイス型をわん型部材中にピボットを介し取付けてな
るプレスを有し、該ピボットは偏心スリーブ中に案内し
、該偏心スリーブは、プレスハウジング中に回動自在に
支承した第一の偏心スリーブ中に収納し、両方の偏心ス
リーブは駆動歯車付きの駆動軸により互に独立して駆動
され得ると共に、複数の投入可能な歯車を備えた歯車装
置を介し互に連結され得るようにした、本発明による製
造方法を実施するための肥端装置において１．駆動歯車
を正面栄達とし、上記歯車装置は、駆動軸と平行に配設
された２僻以上の中間軸を歯車と共に有し、これらの歯
車は所望により駆動歯車に連結可能とすることが提案さ
れる。

従来も歯車装置の対応の切換によって上ダイス型にいろ
いろの種類の運動を行わせることができた。偏心スリー
ブの各軸の駆動歯車は従来はウオーム歯車であり、その
うち７つのウオーム歯車は直接にか又は中間歯車装ｆｉ
により電動機の駆動軸に連結される。このウオーム歯車
と共働するウオームは、ウオーム歯車から駆動力を歯車
装置に供給する。この歯車装置は、適宜投入可能な複数
の歯車を備えている。歯車装置の出力軸に配した第一の
ウオームは、第２の偏心スリーブの第２軸の別のウオー
ム歯車と噛合っている。これにより被加工物に対する上
ダイス型のいろいろの揺動運動ないし斜板運動を行わせ
ることができる。

しかしこの構成には、下ダイス型に対して最大で約２！
；００にＮのプレス力を加え得るにすぎないという欠点
がある。特にウオーム歯車を用いているため、上記より
も大きな力を加えることができない。プレス力を大きく
するには、ウオームとウオーム歯車とを一層大形にしな
ければならない。

そのためコストが高くなり、それに比べて効率が劣化す
る。

本発明に従って正面歯車及びそれと平行の歯車装置を配
設したことにより、実質的に大きな力を伝達することが
できる。これに対応して中間軸上に歯車を配設し投入す
ることにより多くの種類の揺動運動を行わせることがで
きる。

次に図面に示した本発明の好ましい実施例について更に
詳述する。

斜板プレスは機枠１から成り、機枠１は単体としても、
複数の部分から成っていてもよい。機枠１の上部域には
上ダイス型２がわん形部材３中に固着されている。わん
形部材３は軸受４中に揺動自在に支承してあり、軸受４
自身は、機枠１中の挿通部分６中に固着されている。わ
ん形部月３にピボット５が固着してあり、ピボット５は
偏心スリーブ７中に支承されている。偏心スリーブ７は
、機枠１中に回動自在に支承された第一の偏心スリーブ
８中に収納されている。

偏心スリーブ７．８は互に独立して駆動することができ
る。内側の偏心スリーブ７はその目的のために連行ディ
スク９を介し軸１ｏに結合されている。軸１００回転は
連行ディスク９を介して偏心スリーブ７の偏心運動とし
て伝達される。外側の偏心スリーブ８は中空軸１１にも
連結してあり、軸９は中空軸１１の内部に中空軸１１に
対し回動自在に支承されている。中空軸１１には駆動歯
車１２が同着してあり、この駆動歯車は、直歯又ははす
歯の正面歯車である０駆動歯車１２は直接にか又は中間
歯車装置を介して間接的に駆動電動機（図示しない）に
結合されている。

軸１０は別の駆動歯車１３にも結合されている。

軸１０．１１と平行に配設されたコ個以上の中間！ｌＮ
１１４．１５は、複数の駆動歯車１６を備えている。駆
動歯車１６は必要に応じ所望の形態で駆動歯車１２に結
合され、対応の増速又は減速において駆動トルクを駆動
歯車１３にも伝達する。

このように希望に従って同−又は別々の、軸１０．１１
０回転速度及び回転方向が実覗、されるため、非常に多
様な揺動運動ないし斜板運動を発生させることができる
。

一例として、円運動、らせん運動、多葉曲線運動、直＃
運動などが可能である。伸斜角度も自由に選択すること
ができる。

下ダイス型１７はラム１８中に固定されている。

ラム１８は主シリンダ−１９中に導かれ、主シリンダ−
１９は機枠１に中間リング２０を介し連結されている。

ラム１８は案内支柱２１を有し、この案内支柱はプレス
過程の間に挿通部分６の対応の１孔２２に挿通される。

エゼクタ−２４を備えたエゼクタ−ピストン２３は、ゾ
レス鍋稈の終了彷に完、成したラック２５を放出するた
めに用いられる。

エゼクタ−２４は、エゼクタ−ピストン２３のねじ孔中
に着座することにより高さ調節される。

ラム１８は、上動制限用のｌトめナツト２６を下端部に
備えている。止めナツト２６はラム１８のねじ部分２７
と共働し、その周囲部分にウオーム歯車２８を有し、ウ
オーム歯車２８はウオーム２９と共働する。そのため上
動の限界を電動機により移動させることができる。

プレス力は油圧により装置下部に設定される。

そのためにラム１８と主シリンダ−１９との間のピスト
ン室に圧油が収納されている。エゼクタ−ピストン２３
はこのようにして油圧により付勢される。

丸棒２５１　（第コ、３図参照）として形成された素材
からラック２５を製造する場合、上ダイス８！Ｉ２と下
ダイス型１７との間において丸棒２を変形する。上ダイ
ス型２はその際に斜板運動を行う。

そのため変形力は素材の一部の表面集中する。加圧域は
全部の素材面に次々に移行し、それにより変形が行われ
る。

第コ、３図に示すように、素材は丸棒２５′　　であり
、歯を形成すべき中央部分３０は両方の端部分３１．３
２に対しオフセットされている。それにより第７図に示
すように、素材の変形後に得られた完成したラン２２５
０両端部分３２．３１は、ラック部分である中央部分３
０と共に、７つの対称面内にある。第７図、特に部分断
面図である第Ｓ図かられかるように、完成したラックは
横断面でみてほぼＹ字状になっている。ラック２５は、
歯を形成すべき中央部分３０のほぼ上方において長手方
向に延長対称面内においてする基部３３を下ｒｋＹＫ備
えている。一つの斜面３４．３５は基部３３からラック
歯側に延長している。斜面３４．３５は、かじ取り装置
に糾込んだ後に加圧部分の載＃面を形成する。両端部分
３１．３２は丸棒状に保たれているが、必要ならば他の
任意の形状としてもよい。

ラック２５の歯３６に近い長手方向の両側面には、各７
つの延長部分３７があり、延長部分３７はラック２５の
長手方向軸線と平行に延長している。両方の延長部分３
７は、完全な歯形が得られるように１歯底部よりも少し
低い位置にある。延長部分３７の形労について、第３〜
ｇ図を参照して峠、明する。

第Ｓ図は、上ダイス型２、下ダイス型１７及び斜板プレ
ス加工により完成したラック２５を示す断面図であり、
歯に近い両方の延長部分３７は、ゾレス鍋程６間の素材
の押しのけによって形成される。

特にＩＥＡ、３図から明らかなように、ラック２５の歯
の谷部を形成する上ダイス型の歯３８はプレス面３９に
対し後退している。即ち歯先円はプレス面３９よりも少
し低い位置にある。そのため上ダイス型２の歯３８はダ
イス型本体と一体に強固に形成され、大きな負荷に耐え
ることができる。更にプレス消和に当り、丸棒２５′　
　の材料はラック２５の歯３６を形成するように上ダイ
ス型２の凹み４０中に圧入される。しかし特に第６図か
られかるように、凹み４０の側部壁４１．４２を通る横
方向の不定量の材料の流れが回避される。

そのためパリが発生せす、歯３６の歯膜部の輪郭はきれ
いになり、後加工は不要になる。

第７図に比較のために示した従来の形式のダイス型にお
いては、被加工物に凹みを形成するための対応の突部４
３が上ダイス型に形成されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は斜板プレスの原理を示すためのＦ／＃断面図、
第２図は素材の側面図、第３図は第２図のｍ−■線に沿
った断面図、第９図は完成したラックの側面図、第５図
は両ダイス型の部分的な断面図、第４図は第３図の■−
■線に沿い切断して示す上ダイス型の断面図、第７図は
従来の上ダイス型の原理説明図、第３図は上ダイス型の
下面図である。 符号の説明 ２・・・・・・上ダイス型、　　１７・・・・・・下ダ
イス型、２５・・・・・・ラック。 ＦｌＧ、６ ＦｌＧ、７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／）ラック特に歯部の中心域の形状を両端域の形状と異
   ならせた変化する皆速比を有するラックの製造方法にお
   いて、上ダイス型２及び下ダイス型１７を有するプレス
   で冷間変形プレス過程によりラック２５をその素材から
   製造し、上ダイス型２はプレス過程のあいだ素材の上方
   において揺動運動させることを％徴とする製造方法。 ２）素材として丸棒を用いることを特徴とする特許請求
   の範囲第７項記載の製造方法。 ３）素材の少くとも一端３１．３２に対して、爾を形成
   すべき領域３０をオフセットさせた素材を使用すること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項又は第一項記載の製
   造方法。 ＜ｚ）　　ダイス型１７が製造すべきラック２５の下部
   のためのネガ型を形成し、製造すべきラックの歯形を他
   方のダイス型２に成形したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１〜３項記載の製造方法を実施するための製造装
   置。 Ｓ）歯形を与えるダイス型２を揺動運動する上ダイス型
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第１Ｉ項！ｉ″
   、載の製造装置。 乙）歯を形成すべき仰＃３０の少くとも近似的には上方
   において垂直対称面内に長手方向に延長する基部３３が
   ラック下面に形成されるように、製造すべきラック２５
   の下部の形状を与えるダイス型１７を形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第Ｓ項記載の製造装置。 り）製造すべきラック２５が横断面で見て少くとも近似
   的にＹ字状になるようにダイス型２．１７を形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第グ〜を項のいずれかに
   記載の製造装置。 ｇ）製造すべきラックの歯のための凹み４０が、素材に
   指向したプレス面３９に形成され、上ダイス型２のネガ
   歯形の歯先が、最も篩くともプレス面３９と面一になる
   ように１歯形を与えるダイス型２を形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１１．〜７項のいずれか７項記
   載の製造装置。 ９）ダイス型２のネガ歯形３８の歯先をプレス面３９よ
   りも低く位置させたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ｇ項記載の製造装置。 ／の上ダイス型をわん形部材中にピボットを介し取付け
   てなるプレスを有し、該ピボットは偏心スリーブ中に案
   内し、該偏心スリーブは、プレスハウジング中に回動自
   在に支承した第コの偏心スリーブ中に収納し、両方の偏
   心スリーブは駆動歯車付きの駆動軸により互に対し独立
   して駆動され得ると共に、複数の投入可能な歯車を備え
   た歯車装置を介し互に連結され得るようにした、特許請
   求の範囲第１〜３項のいずれか７項記載の製造方法を実
   施するための製造装置であって、駆動歯車１２．１３を
   正面歯車とし、上記歯車装置は、駆動軸と平行に配設さ
   れた２個以上の中間ｌｌ１１１４．１５を、歯車１６と
   共に有し、これらの歯車１６は所望により駆動歯車１２
   ．１３に連結可能としたことを特徴とする製造装置。 ／／）歯を形成すべき領域の少くともほぼ上方に対称面
   内において長手方向に延長する基部３３を下面に備えた
   ことを特徴とする特許請求の範、四竿／〜３項のいずれ
   か７項記載の製造方法により製造されるラック。 ／２）横断面形状を少くとも近側的にＹ字形としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１／項記瞳の製造装置。 ／３）歯の近傍の長手方向の両側の延長部分３７をラッ
   ク２５の長手方向軸線と平行に延長させたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１〜３項のいずれか７項記載の製
   造装置。