JPS597455A - 可変ギヤ比ステアリング装置のラツク製造方法 - 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】 この発明は、ｉＩ変ギヤ比ラうクアンドピニオン式ステ
アリング装置のラックの製造方法に関するものである。

本出願人は先に、ラックアンドピニオン式可変ギヤ比ス
テアリング装置（特願昭５５−１１９８２５号、特願昭
５５−１４８６８９号）を出願したが、この発明はこれ
らの装置に使用するラックの製造方法に関するもので、
第１図はこの種ラック軸の一例を示し、第２図および第
８図はそのラック歯の粗成形時の形状と最終形状とを示
すものである。

図中１はラック軸、１ａはそのラック歯で、２はギヤ比
の小さい部分（ピッチの大きい部分）、３はギヤ比の大
きい部分（ピッチの小さい部分）である。第２図はギヤ
比の小さい部分のラック歯を示し、第８図はギヤ比の大
きい部分のラック歯である。図中４は従来の粗加工後の
歯の形状（実線゛）を示すもので、５はプレス加工後の
歯の最終形状（点線）である。しかして第２図のギヤ比
の小さい部分のラック歯は圧力角４ａが大きく、ピッチ
も大きい上に、ねじれ角４ｂも大きい。これに対して第
８図のギヤ比の大きい部分のラック歯は、圧力角および
ピッチが小さい上にねじれ角も小さい。

したがって第２図の実線歯形４のように粗加工したギヤ
比の小さい部分のラック歯を、第４図で示すようにプレ
ス型６を使用してプレス加工すると、粗加工面のほぼ全
面の余肉５ａが同時に加圧される。またこの場合圧力角
が大きいため、塑性変形しにくいので、第１Ｊ（ａ　）
に示すように余肉がラック軸の半径方向に流動してラッ
ク軸１の側面７がふくらむと共にランク歯の上面８が第
６図（ｂ）で示すように低くなってしまう上に、プレス
型６の歯先にも大きな力がかかるためプレス型の寿命が
短かくなるという問題点があった。

また第８図の実線歯形４のように粗加工したギヤ比の大
きい部分のラック歯を、第５図で示すようにプレス型６
を使用してプレス加工すると、好加工面のほぼ全面の余
肉５ａがやはり同時に加圧されるが、この場合は圧力角
が小さいため比較的容易に塑性変形する。ただし粗加工
時の歯底４．ａをシャープエツジとし、プレス型６の歯
先６ａを丸形とし、粗加工時の歯の深さを歯の最終形状
と同程度にした場合は、プレス加工後においても粗加工
時の歯底のシャープエツジ４ａが残ってしまう。しかし
てこのようにピッチの小さい部分の歯の歯元がシャープ
エツジになると、この部分に応力が集中して圧力角が小
さくもともと歯の強度を確保し難い歯の強度が著しく低
下してしまうという問題点があった。

この発明は、上述のような従来の問題点に着目してなさ
れたもので、ラック歯の粗加工時の形状を、ギヤ比の小
さい部分と、ギヤ比の大きい部分と、その中間部分とに
おいてそれぞれ異なった形状にすると共に歯底部分を最
終形状よりも深くし、プレス加工時におけるそれぞれの
部分の余肉の流動を容易にすることにより、上記問題点
を解決することを目的とするものであるＯ 以下図面についてこの発明の詳細な説明する。

第７図は本発明によるギヤ比の小さい部分のう゛ンク歯
の形状を示すもので、歯の最終形状（点線）５に対して
粗成形時の形状（実線）４を、歯先領域４ａでは最終形
状５ａの歯の厚さよりも厚くすると共に、歯元領域４ｂ
では最終Ｊし状５ｂの歯の厚さよりも薄くし、ざらに歯
底４Ｃは最終形状５の歯底５Ｃよりも深くする。

また第８図は本発明によるギヤ比の大きい部分のラック
歯の形状を示すもので、同じく歯の最終形状（点線ン５
に対して粗成形時の形状（実線）４を歯先領域４ａおよ
び歯元領域４ｂにおいて共に最終形状５ａ、５ｂの歯厚
よりも厚くし、さらに歯ｆｆ１４０は最終形状５の歯底
５Ｃよりも深くする３、なおこの部分の粗成形時の歯底
４Ｃの曲率Ｒは最終形状の歯底５０の曲率Ｒ′と同程度
にしである。

本発明は上述のようにラック歯を粗成形するものである
が、この粗成形は機械加工、熱間鍛造および温間圧造等
、どのような加工法によってもよい。

第９図は第７図の実線４で示すように粗成形したものを
、完成時の歯の形状と正確に補合するプレス型９を使用
してプレス加工する状態を示すもので、この場合粗成形
面は歯先部分４ａが加圧され、その部分の余肉１０が徐
々に歯元部分の空隙１１に流動して最終形状（点線）５
となる。また歯底４Ｃは最終形状の歯底５Ｃより深くし
であるため・プレス型９の歯先には大きな力は作用しな
い。したがって本発明によれば、比較的小容量のプレス
機でも精度のよい塑性加工ができる上に、プレス型の寿
命も向上する、。

また第１θ図は第８図の実線４で示すように粗成形した
ものを完成時の歯の形状と正確に補合するプレス型９を
使用してプレス加工する状態を示すもので、この場合の
塑性変形は、粗成形面４のほぼ全面にわたって同時に行
われるが、この部分の歯は圧力角が小さく、かっ歯底４
ｃは最終形状の歯底５Ｃよりも深くなっているため、プ
レス型９の歯先には大きな力が作用せず、成形に必要な
全体の力も小さくてよい。

なお歯底４Ｃの曲率Ｒを、第８図に示すように最終形状
の歯底５Ｃの曲率Ｒ′と同程度にしておけば、完成した
ラック歯の歯底にシャープエツジが残ることがないため
、歯元部の応力集中が緩和され、圧力角が小さくても歯
の強度が向上する。

これに対してギヤ比の小さい部分の歯は、圧力角が大で
歯元の厚さが大であるため、強度上の余裕が大きく上述
のような配慮はしなくても差し支えない。

以上説明してきたように、この発明はランク歯の粗加工
時の歯形を、ギヤ比の小さい部分においては、歯先部分
を最終形状より厚さを厚くし、歯元部分では最終形状よ
り厚さを薄くし、ざらに歯底は全体的に最終ＪＥＴ状よ
り深くして、プレス加工時における余肉の流動を容易に
したため、比較的小容量のプレス機で精度のよい塑性加
工ができる。

したがって製品の品質が向上すると共に、プレス型の寿
命も延びるという多くの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は可変ギヤ比ステアリング装置のラック軸の一例
を示す正面図、 第２図はそのギヤ比の小さい部分のラック歯の従来法に
よる粗成形時の状態を示す斜視図、第３図は同じくギヤ
比の大きい部分のラック歯の従来法による粗成形時の状
態を示す斜視図、第４図は第２図のラック歯をプレス加
工する状態を示す部分断面図、 第５図は第３図のラック歯をプレス加工する状態を示す
部分断面図、 第６図（ａ）は従来法によってプレス加工したラック軸
の平面図、同図（ｂ）はその正面図、第７図は本発明に
よるギヤ比の小さい部分のラック歯の粗成形状態を示す
斜視図、 第８図は同じく本発明によるギヤ比の大きい部分のラッ
ク歯の粗成形状態を示す斜視図、第９図は第７図のラッ
ク歯をプレス加工する状態を示す部分断面図、 第１θ図は第８図のラック歯をプレス加工する状態を示
す部分断面図である。 １・・・ラック軸１　ａ　・・・ラック歯２・・・ギヤ
比の小さい部分 ８・・・ギヤ比の大きい部分 ４・・・粗成形時の歯形 ５・・・プレス加工後の最終形状の歯形６・・・プレス
型　　　　　７・・・側面のふくらみ８・・・ラック歯
の上ｉｔ＋ｉ　　　ｎ用プレス型。 特許出願人　日産自動車株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 （ａ二・ ＜　１）　、１ 第７図 ｎ Ｃ 第８図 第９図 ４：４Ｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　複数個の異なる形状のラック歯を有する可変ギヤ比
   ラックアンドビニオン式ステアリング装置用ラックのプ
   レス加工前における粗成形時のラックの歯厚を、歯先領
   域では歯の最終形状よりも厚くし、歯元領域ではギヤ比
   の小さい部分を歯の最終形状よりも薄くし、ギヤ比の増
   加に伴って歯元領域の歯厚をその最終形状に対して次第
   に厚くして、ギヤ比の大きい部分では歯先および歯元領
   域共に歯の最終形状よりも歯厚を厚くし、ラックの歯底
   はすべて歯の最終形状よりも深くなるように粗加工を施
   し、その後完成時の歯の形状と正確に補合するプレス型
   を用いてラックの最終歯形をプレス加工により成形する
   ことを特徴とする可変ギヤ比ステアリング装置のラック
   製造方法。 区　ギヤ比の大きい部分のラック歯の歯底の形状を最終
   形状と同程度の曲率を有する形状にした特許請求の範囲
   第１項記載の可変ギヤ比ステアリング装置のラック製造
   方法。