JPS59110444A - ラツク歯の仕上転造法 - Google Patents

ラツク歯の仕上転造法

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JPS59110444A
JPS59110444A JP22084682A JP22084682A JPS59110444A JP S59110444 A JPS59110444 A JP S59110444A JP 22084682 A JP22084682 A JP 22084682A JP 22084682 A JP22084682 A JP 22084682A JP S59110444 A JPS59110444 A JP S59110444A
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rack
binion
finish rolling
cut
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Yoshisada Wada
義定 和田
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Toyota Motor Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H5/00Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0393Flexible materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

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】 この発明は温間鍛造もしくは切削加工等によって予め形
成したラック歯を所期の寸法精度に仕上げる仕上転造法
に関するものである。
この種の方法は、ビニオン工具1を第1図に示すように
ラック粗材2に噛合わせて圧接し、その状態でビニオン
工具1とラック粗材2とをラック歯3のピッチ線4方向
に相対的に移動させつつビニオン工具1を回転させる方
法であるが、仕上精度がビニオン工具1とラック粗材2
の相対運動のバラつきに大きく影響されるため、従来か
ら仕上精度を向上させる方式として、ビニオン工具1と
ラック粗材2との相対移動およびビニオン工具1の回転
を強制的に行なう強制駆動方式と、ビニオン工具1とラ
ック粗材2との相対8動もしくはビニオン工具10回転
のいずれか一方を強制的に行なう自由駆動方式とが知ら
れている。強制駆動方式によれば、ビニオン工具1とラ
ック粗材2との相対運動、特にビニオン工具10n転速
度のバラつきを減じ、歯形を理惣状態に近づけることか
でき、また自由ttb方式によれば、仕上′vJvが若
干落ちるものの、歯形をいわば準理想状態にまでは近づ
けることができる。
しかるに従来のこれらいずれの方式による転造法でも、
歯面内における噛合ピッ″F N @qDのすべり速度
差、噛合い点数の変動による接融荷重の変化、ビニオン
歯先のラック歯底への接触の有無あるいはその程度の変
動などによって仕上げ誤差が生じ、例えば第2図に鎖線
で示す得るべき歯形に対し、ラック歯3の形状が実線で
示すように゛、歯元がくびれるとともに歯先が脹らんだ
形状になる場合があった。
すなわち、第3図は所定のねじれ角のラック歯3を有す
るラック粗材2を仕上転造する場合を示す説明図であっ
て、ビニオン工具1は取付角を含めてラック歯3と同様
なねじれ角に設定されており、そのビニオン工具1の中
心軸が第3図に符号Iで示す位置にあるときは、ビニオ
ン工具1とラック粗材2との噛合いは点P1 、P2 
、P3の近傍にあり、噛合い率は2以上となっている。
ビニオン工具1が符号■で示す位置から符号■で示す位
置まで微小寸法ΔL移動すると、前記のPlの点での噛
合いが解除されるとともに、点P4′での噛合いが加わ
り、同時に点P2がP2’ に、点P3がP3’に変化
する。このように噛合いの点が変化することに伴って接
触荷重が変化し、例えば点P4′においては第4図に示
すように、その点P4’ に、掛るノJF4は、ラック
歯3における点P4’の歯端からの寸法Iに応じた剛性
によって変動する。したがってビニオン工具1に掛る総
力は、点P1、P2、P3に掛る力の総和から、点P2
’ 、P3’ 、P4’ に掛る力の総和となったり、
場合によっては点P2 、P3のみにおいて噛合うこと
もあるので点P2 、P3に掛る力の総和になったりし
、結局接触荷重はビニオン工具1がラック粗材2上を転
動する間に随時変動する。
このような転造時における荷重の変動が仕上誤差を1G
来するから、仕上精度を高めるためには、荷重の変動を
抑制する必要がある。ここで、荷重の変動に伴う仕上誤
差の発生について説明すると、第5図は第3図おける点
P3の噛合点が点P3’に変化した場合の噛合い部の局
部変形を示す図であり、切込み力F3がF3’ に変化
すると、ビニオン中心位@Oは変位量11  に誤差発
生変位ベクトル12  を加えた位置に変わり、その場
合反作用をabの面で受【ノていたものが、cdeの面
に変化する。したがって荷重を受ける面の面積の変化割
合すなわちcde/abは、切込みff1tが小さい程
大きくなり、その値が大きい程すなわち切込みitが少
ない程誤差発生変位ベクトル12  が小さくなる。
なお、第5図中Rはビニオン噛合部の特定断面の曲率半
径である。したがって、仕上精度を向上させるためには
、ラック粗材2上を転勤するビニオン工具1の1ストロ
ーク当りの切込みl’jltを少なくすればよいのであ
るが、切込み量tを少なくした場合には、仕上転造に要
する時間がながくかかり、能率が悪くなる問題がある。
そこで従来では作業能率を重?!するうえから、1スト
ローク当りの切込みfitをある程度大きい一定量に保
って仕上転造を行なっているために、仕上精度を向上す
るにも限度があった。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ラック
歯の仕上転造を精度良く、しかも迅速に行なうことので
きる方法を提供することを目的とし、その特徴とすると
ころは、ビニオン工具の回転をフライホイールによって
滑かにするとともに、ビニオン工具の1ストローク当り
の切込み量すなわちビニオン工具を反転移動させる毎の
切込み量を次第に減じる点にある。
以下この発明の詳細な説明する。
まずこの発明の方法を実施するための装置を説明すると
、第6図はこの発明の方法を実施するための装置の概略
図であって、ビニオン工具10はバックアップラック1
1に噛合しまた状態でラック粗材12上を転動するよう
構成されており、そのバックアップラック11はビニオ
ン工具10をラック粗材12に圧接させるためのもので
あって、ラック粗材12に向けて前後動し得るよう機枠
等の固定部13にネジ等の調整手段14を介して取付け
られており、し、たがってバックアップラック11によ
ってビニオン工具10をラック粗材12に押し付けかつ
ビニオン工具10による切込み長tを調整手段14によ
って調整するようになっている。またビニオン工具10
には、その回転を滑らかにするためのフライホイール1
5が同軸上に取付けられている。さらにビニオン工具1
0の中心軸がコネクティングロッド16を介してクラン
り17に連結され、クランク17をモータ18によって
回転させることにより、ビニオン工具1゜がラック粗材
12のピッチ線方向に往復動するようになっている。
つぎに上記の装置を用いたこの発明の詳細な説明すると
、ラック粗材12の仕上転造はビニオン工具10を往復
動させつつ切込ませて行なうが、仕上転造開始当初は切
込み1tittを例えば0.03+nm程度に太き(設
定し、ビニオン工具1oの1ストローク毎すなわちビニ
オン工具10を反転移動させる毎に切込みfitを例え
ば指数間数的に漸次減じる。その状況を第7図に示す。
このようにして仕上転造している間では、使用している
装置がわずかなりとも弾性変形しており、したがって仕
上代全体に亙って切込んだ時点、すなわち切込み但【を
零にした時点で、ビニオン工具1oをそのまま静止させ
ると、装置の弾性応力によってラック歯にビニオン工具
10の静止跡が付き、あるいは所期の仕上代以上に切込
んでしまうので、切込み量tが零になった後は、第7図
に示すように装置の剛性に応じてビニオン工具10を切
込み方向とは逆方向に後退させつつ往復移動させる。
以上のようにし・てビニオン工具10を転勤させている
間では、ビニオン工具10の回転にフライホイール15
およびフライホイール15と同期し。
て動く運動系の罰性力の総和が付加され、ビニオン工具
10の回転速度および回転加速度が連続的に変化し1、
回転が円滑化される。その場合、切込み終点近傍すなわ
ち切込み1fitが零に極めて近づいた時点で(才、転
3G抵抗力が減少することにより転造抵抗力に対するフ
ライホイール15の慣性力が相対的に増大するが、フラ
イホイール15の慣性力は転造のだと)の荷重として作
用することもあるので、フライホイール15の慣性力が
転造抵抗力に対IJで過大であれば、仕上誤差を惹起す
るおそれもあり、またクランク17やコネクティングロ
ッド16に対し負荷増大にもなる。したがってフライホ
イール15による慣性力は、その回転速度の変化率また
は慣性能率が大きい程大きいので、フライホイール15
の重量や径等は、要求されるラック歯の仕上¥f4度ヤ
クラン“り17等の機械系に応じて適宜に設定し、フラ
イホイール150回転速度おJ:び回転加速度が連続的
に変化するように構成することが好ましい。
しかして上述沙た方法では、仕上@造の最終過程で切込
みitを減少し、かつビニオン工具1゜の回転をフライ
ホイール15によって安定化するから、ラック歯の仕上
精度を向上させることができ、同時に切込みatを当初
は大き゛くし、以降漸減させるから、仕上精度を低下さ
せることなく作業時間を短縮化することができる。
なお、上記の実施例は、ごニオン工具1oをラック歯の
ピッチ線方向に移動させ、それに伴ってビニオン工具1
0を回転させる所謂自由駆動方式′にこの発明を適用し
た例であるが、この発明は自由駆動方式に限らず、強制
駆動方式にも適用覆ることができる。またこの発明はビ
ニオン工具1゜とバックアップラック11との間にアイ
ドル歯車を介挿した構成の装置を用いる場合にも適用で
きる。これら強制駆動方式やアイドル歯車を用いた場合
においては、駆動系の剛性や装置全体の剛性が自由駆動
方式の場合とは相違するが、フライホイール15による
慣性力を適宜に設定することにより、前述した実施例に
おけると同様な効果を得ることができる。
以上の説明から明らかなようにこの発明の仕上転造法は
、ビニオン工具の回転をフライホイールによって滑かに
するとともに、ビニオン工具の1ストローク当りの切込
み量すなわちビニオン工具を反転移動させる毎の切込み
量を次第に減じる方法であるから、ラック歯の仕上精度
を向上しくqるのみならず、仕上転造に要する作業時間
を短縮することができるなど実用1優れた効果を1qる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はラック歯の仕上転造法の概念図、第2図は仕上
誤差のあるラック歯の歯形を示す略解図、第3図は仕上
転造時におけるビニオン工具とラック歯との噛合点の変
化を示す説明図、第4図は第3図のおける点P 4’に
おける荷重の作用状態を説明するための説明図、第5図
は切込み吊に応じた誤差発生についての説明図、第6図
はこの発明の方法を実施するための装置の概略図、第7
図は1ストローク毎の切込み最の変化を示すグラフであ
る。 10・・・ビニオン工具、 12・・・ラック粗材、1
4・・・調整手段、 15・・・フライホイール、・・
・切込み示。 出願人  トヨタ自動車株式会社 代理人  弁理士 豊 1)武 久 (ほか1名) 第1図 第2図 と 第3図 第4図 手  続  補   正   書  く自発)昭和58
年2月4日 特許庁長官  若 杉 和 夫 殴 1、事件の表示 昭和57年特許願第220846号 2、発明の名称 ラック歯の仕上転造法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所   愛知県豊田布トヨタ町1番地名 称  (
320) I−ヨタ自動車株式会社4、代理人 住  所  東京都港区三田3丁目4番18号二葉ビル
803号 電話(453) 65915、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」および「発明の詳細な説明
」の各欄、ならびに図面。 6、補正の内容 ■「特許請求の範囲」を別紙の通り訂正する。 ■明細書の第6頁第8行目の「転勤するよう構成されて
おり、」とあるのを、r転動するよう、また粗材12は
スライド溝20を有する本体19上を矢印21方向に移
動可能にそれぞれ構成されており、jと訂正する。 ■同第9頁第20行目の「る。」と「これら」との間に
次の文章を挿入する。 「仮に第6図のバックアップラック11とビニオン工具
10との間にアイドル歯車を1個設けると、粗材12と
本体19との相対移動は零となり、矢印21方向の動き
が不要となる他は、同等の説明となるので詳細説明は割
愛する。1 0図面のうち第6図を別紙添付の通り訂正する。 2、特許請求の範囲 ラック歯を形成したうツク粗材に対しラック歯仕上げ用
ビニオン工具を噛合わせて圧接するとともに、そのビニ
オン工具をラック粗材のピッチ線方向に往復移動させつ
つ回転させることによりラック歯の仕上転造を行なうに
あたり、前記ビニオン工具のラック粗材に対する切込み
Oを、ビニオン工具を反転移動させる毎に減じることを
特徴とするラック歯の仕上転造法。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ラック歯を形成したラック粗材に対しラック色仕上げ用
    ビニオン工具を噛合わせて圧接するとともに、そのビニ
    オン工具をラック粗材のピッチ線方向に往復移動させつ
    つ回転させることににリラック歯゛の仕上転造を行なう
    にあたり、前記ビニオン工具の回転をフライホイールに
    よって円滑にし、かつビニオン工具のラック粗材に対す
    る切込み量を、ビニオン工具を反転移動させる毎に減じ
    ることを特徴とするラック歯の仕上転造法。
JP22084682A 1982-12-16 1982-12-16 ラツク歯の仕上転造法 Granted JPS59110444A (ja)

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JPS59110444A true JPS59110444A (ja) 1984-06-26
JPH0344854B2 JPH0344854B2 (ja) 1991-07-09

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITPR20120068A1 (it) * 2012-10-17 2014-04-18 Domotime S R L Procedimento per la realizzazione di cremagliere destinate ad automatismi per cancelli
JP2015030067A (ja) * 2013-08-05 2015-02-16 株式会社ジェイテクト 可変ギヤ比ラックの加工装置および加工方法
WO2017084801A1 (de) * 2015-11-20 2017-05-26 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Vorrichtung und verfahren zur hartbearbeitung einer verzahnung einer zahnstange

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