(57)【要約】【課題】ステアリングラックの加工を複数本のサーフェスブローチで行う場合、ラックの歯底面の加工を高精度に行うステアリングラック加工用サーフェスブローチおよびステアリングラックの加工方法を提供する。【解決手段】本発明のステアリングラック加工用サーフェスブローチ１００は、少なくとも、ステアリングラックＷ１の複数の歯底面を同時に加工する第１切れ刃群１０と、ステアリングラックＷ１の複数の歯面を同時に加工する第２切れ刃群２０と、複数の歯底面を同時に再加工する第３切れ刃群３０を備える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
ステアリングラックの複数の歯底面を同時に加工する第１切れ刃群と、
前記ステアリングラックの複数の歯面を同時に加工する第２切れ刃群と、
前記複数の歯底面を同時に再加工する第３切れ刃群と、
を備えることを特徴とするステアリングラック加工用サーフェスブローチ。
【請求項２】
前記第１ないし第３切れ刃群は、
前記ステアリングラック加工用サーフェスブローチの進行方向側より
前記第１切れ刃群、前記第２切れ刃群、前記第３切れ刃群の順に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のステアリングラック加工用サーフェスブローチ。
【請求項３】
前記第２切れ刃群は、粉末ハイス製であることを特徴とする
請求項１または２に記載のステアリングラック加工用サーフェスブローチ。
【請求項４】
前記第２切れ刃群は、窒化処理されていることを特徴とする
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のステアリングラック加工用サーフェスブローチ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のサーフェスブローチを用いたステアリングラックの加工方法であって、少なくとも
前記第１切れ刃群により前記ステアリングラックの歯底面の加工を行う第１工程と、
前記第２切れ刃群により前記ステアリングラックの歯面を加工する第２工程と、
前記第３切れ刃群により前記ステアリングラックの歯底面の再加工を行う第３工程と、
を含むことを特徴とするサーフェスブローチを用いたステアリングラックの加工方法。
【請求項６】
前記加工方法は、前記第１工程、前記第２工程、前記第３工程の順に行うことを特徴
とする請求項５に記載のサーフェスブローチを用いたステアリングラックの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のステアリングラックを加工するために用いるサーフェスブローチ（ラックブローチ）およびそのブローチを用いたステアリングラックの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両（特に自動車）の進行方向を操作する、いわゆる操舵系の制御は主としてステアリングラックとピニオンから構成されており、ステアリングラックに形成された歯とピニオンの歯車が相互に噛み合うことでハンドルからの力（操舵力）を伝達し、車両の進行方向を自在に操作する。このステアリングラックの歯は、一般的に鋼製の棒材の表面を専用のサーフェスブローチにより歯切加工を行うことで形成される。
【０００３】
ステアリングラックに代表されるラック部品の歯を形成するには、例えば特許文献１に開示されている専用のサーフェスブローチを用いて加工される。通常、ラック部品には多数の歯が形成されているので、それら多数の歯を一度で加工するために専用のサーフェスブローチには多数の切れ刃が横並び、すなわちブローチの進行方向に対して直角方向に配列されている場合が多い。
【０００４】
また、ラック部品の歯を形成する場合には、歯車部品の歯を形成する場合と同様にその加工工程は荒加工や仕上加工などに数回に分けて行われる。そのため、専用のサーフェスブローチも例えば特許文献２に開示されているブローチのように各工程ごとに異なる切れ刃がサーフェスブローチの進行方向に順次配列された構成となっている。
【０００５】
さらに、ラック部品の歯の部位によってもその歯切工程を担う切れ刃が異なる。例えば、ラック部品の歯における歯先面、歯面（歯の側面）、歯底面等の位置によって各加工を担う切れ刃もサーフェスブローチ上に個別に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６０−１８６１２６号公報
【特許文献２】特開２００２−２８３１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ラック部品の歯を形成する際にステアリングラックの歯底面に過大な応力が集中しないように歯底面をＲ形状に加工する場合がある。このとき、サーフェスブローチを複数本に分割してラック部品の歯の加工を行うと、最初に用いるサーフェスブローチ（１本目のブローチ）はラック素材から荒加工を行うことで主に歯溝や歯底面などの加工を行い、その後に用いるサーフェスブローチ（２本目以降のブローチ）でラックの歯面などの仕上げ加工を行う。
【０００８】
しかし、ラックの歯を形成する際に複数のサーフェスブローチを用いると、最初に使用するサーフェスブローチ（１本目のブローチ）でラックの歯底面を加工した後に、別のサーフェスブローチ（２本目以降のブローチ）で歯面の加工を行うと、図１７に示すようにラックの歯底面に段差が生じるという問題が生じる。
【０００９】
そこで、本発明においてはラック部品（ステアリングラック）の加工を複数本のサーフェスブローチを用いて歯底面をＲ形状に加工する場合であっても、ラックの歯底面における段差を解消することで歯底面の加工を高精度に行うステアリングラック加工用サーフェスブローチおよびステアリングラックの加工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した課題を解決するために、本発明は少なくとも、ステアリングラックの複数の歯底面を同時に加工する第１切れ刃群と、ステアリングラックの複数の歯面を同時に加工する第２切れ刃群と、複数の歯底面を同時に再加工する第３切れ刃群を備えるステアリングラック加工用サーフェスブローチとした。
【００１１】
また、第１ないし第３切れ刃群は、ステアリングラック加工用サーフェスブローチの進行方向側より第１切れ刃群、第２切れ刃群、第３切れ刃群の順に設けることもできる。さらに、第２切れ刃群のみを粉末ハイス（高速度工具鋼）製としたり、窒化処理することもできる。
【００１２】
このサーフェスブローチを用いたステアリングラックの加工方法の発明については、少なくとも、第１切れ刃群によりステアリングラックの歯底面を加工する第１工程と、第２切れ刃群によりステアリングラックの歯面を加工する第２工程と、第３切れ刃群によりステアリングラックの歯底面を再加工する第３工程を含む加工方法とする。また、加工順序については、第１工程、第２工程、第３工程の順に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のステアリングラック加工用サーフェスブローチを用いることで、ラック部品（ステアリングラック）に形成される複数の歯底面の加工（Ｒ形状の加工）を高精度に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示すサーフェスブローチ１００の平面図である。
【図２】図１に示すサーフェスブローチ１００の一部を形成する第１ブローチ部品５０の平面図である。
【図３】図２に示す第１ブローチ部品５０の正面図である。
【図４】図２に示す第１ブローチ部品５０の右側面図である。
【図５】図１に示すサーフェスブローチ１００の一部を形成する第２ブローチ部品６０の        平面図である。
【図６】図５に示す第２ブローチ部品６０の正面図である。
【図７】図５に示す第２ブローチ部品６０のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図５に示す第２ブローチ部品６０のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】別の実施形態（第２実施形態）であるサーフェスブローチ１０１の平面図である。
【図１０】図９に示すサーフェスブローチ１０１の一部を形成する第３ブローチ部品７０の平面図である。
【図１１】図１０に示す第３ブローチ部品７０の正面図である。
【図１２】図１０に示す第３ブローチ部品７０の右側面図である。
【図１３】ステアリングラックＷ１における歯底面の加工形態を示す模式図である。
【図１４】ステアリングラックＷ１における歯面の加工形態を示す模式図である。
【図１５】ステアリングラックＷ１における歯底面の再加工形態を示す模式図である。
【図１６】ステアリングラックＷ２の最終的な加工形態を示す模式図である。
【図１７】従来のステアリングラックＷ３の歯底面の加工状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のステアリングラック加工用サーフェスブローチ（以下、「サーフェスブローチ」という）の実施形態について図面を用いて説明する。本発明の一実施形態であるサーフェスブローチ１００の平面図を図１に示す。本発明のサーフェスブローチ１００は、図１に示すように台座であるプレートＰ１の上方に第１ブローチ部品５０、第２ブローチ部品６０がサーフェスブローチ１００の移動方向（同図中に矢印で示す）の前方側より順に配置されている。このプレートＰ１と第１ブローチ部品５０、第２ブローチ部品６０とは複数の締結部品Ｔ１〜Ｔ４で互いに着脱可能な状態で固定されている。以下、第１ブローチ部品５０および第２ブローチ部品６０の構造について以下に説明する。
【００１６】
第１ブローチ部品５０の平面図を図２、正面図を図３、右側面図を図４にそれぞれ示す。この第１ブローチ部品５０は、図２および図３に示すように被削物であるステアリングラックの複数の歯底面を同時に加工する第１切れ刃群１０を備えている。また、第１切れ刃群１０を構成する複数の切れ刃列１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ・・・は、図２および図３に示すようにサーフェスブローチ１００の加工時の進行方向に対してほぼ直角方向となるように配列されている。この第１切れ刃群１０を構成する１つの切れ刃列に着目すると、１つの切れ刃列は図４に示すように切れ刃と刃溝がサーフェスブローチ１００の加工時の進行方向に対して直角方向へ交互に形成されている。
【００１７】
次に、第２ブローチ部品６０の平面図を図５、正面図を図６に示す。また、図５に示す第２ブローチ部品６０のＡ−Ａ断面図を図７、Ｂ−Ｂ断面図を図８にそれぞれ示す。この第２ブローチ部品６０は、図５および図６に示すように被削物であるステアリングラックの複数の歯面を同時に加工する第２切れ刃群２０と、複数の歯底面を同時に再加工する第３切れ刃群３０を備えている。
【００１８】
また、この第２ブローチ部品６０の切れ刃は、図５に示すようにサーフェスブローチ１００の移動方向側より第２切れ刃群２０、第３切れ刃群３０の順に配列されている。つまり、ステアリングラックに対して第２切れ刃群２０による切削加工を行った後、第３切れ刃群３０による切削加工を行えるように第２ブローチ部品６０の切れ刃が形成されている。
【００１９】
第２ブローチ部品６０において、第２切れ刃群２０を構成する複数の切れ刃列２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ・・・および第３切れ刃群３０を構成する複数の切れ刃列３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、図５および図６に示すようにサーフェスブローチ１００の加工時の進行方向に対してほぼ直角方向となるように配列されている。
【００２０】
例えば、第２切れ刃群２０を構成する１つの切れ刃列に着目すると、１つの切れ刃列２０ｃは図７に示すように切れ刃と刃溝が交互に形成されている。この第２切れ刃群２０の切れ刃列２０ｃを構成する切れ刃によってステアリングラックの歯面を加工する。
【００２１】
同様に、第３切れ刃群３０を構成する１つの切れ刃列に着目すると、１つの切れ刃列３０ｄも図８に示すように切れ刃と刃溝が交互に形成されている。この第３切れ刃群３０の切れ刃列３０ｄを構成する切れ刃によって、第１切れ刃群１０の切れ刃によって切削加工されたステアリングラックの歯底面を再度加工する。
【００２２】
なお、図２や図５などに図示された第１ないし第３の各切れ刃群１０、２０、３０を形成する切れ刃列の数は、図２や図５等に図示された切れ刃列に限定されず被加工物であるステアリングラックの材質や形状等によって任意に設定できるものとする。
【００２３】
本発明のサーフェスブローチの形態は以上の通りであるが、他の実施形態として第１ブローチ部品や第２ブローチ部品に加えて、例えば歯先面を切削加工する切れ刃群を設けた別個のブローチ部品（第３ブローチ部品）をプレート上に取り付けた形態であっても構わない。第３ブローチ部品を取り付けた場合のサーフェスブローチ１０１の第２実施形態を図９に示す。
【００２４】
第２の実施形態のサーフェスブローチ１０１は、図９に示すようにサーフェスブローチ１０１の進行方向（同図の矢印の向き）の前方側より第１ブローチ部品５０を設置し、その後方側にはラック部品の歯先面を加工する切れ刃群を備えた第３ブローチ部品７０を配置して、最も後方側には第２ブローチ部品６０の順に締結部品Ｔ１１〜Ｔ１６によってプレートＰ２上に固定したものである。
【００２５】
第３ブローチ部品７０の平面図を図１０、正面図を図１１、右側面図を図１２にそれぞれ示す。この第３ブローチ部品７０の切れ刃は、図９に示すサーフェスブローチ１０１の加工時の進行方向に対してほぼ直角方向となるように第４切れ刃群４０を備えており、ラックの歯先面を加工する。この第４切れ刃群４０を構成する１つの切れ刃列は、図１２に示すように１つの切れ刃のみから形成されていて、他の切れ刃群の切れ刃列のように刃溝は形成されていない。これは、第４切れ刃群４０を構成する各切れ刃列の切れ刃部分でラック部分の歯先面の加工のみを行うためである。
【００２６】
次に、上述したサーフェスブローチによるステアリングラック（以下、「ラック」という）の加工方法について図面を用いて説明する。図１に示すサーフェスブローチ１００を用いてラック素材を切削加工する際の模式的な形態（加工位置）を図１３〜図１５、切削加工されたラックの最終的な加工形態を図１６に示す。
【００２７】
まず、ラックの素材に対して図示しない最初の（１本目の）サーフェスブローチを用いてラック歯の歯溝を所定の深さまで切削加工する。その後、図１に示すサーフェスブローチ１００を用いて第１ブローチ部品５０を構成する第１切れ刃群１０により図１３に示す矢印の向きに歯底面の加工を段階的に行い（第１工程）、続けて第２ブローチ部品６０を構成する第２切れ刃群２０により図１４に示す矢印の向きに歯面の加工を段階的に行う（第２工程）。
【００２８】
最後に、第２ブローチ部品６０を構成する第３切れ刃群３０により図１５に示す矢印の向きに歯底面を段階的に再度加工する（第３工程）。以上の加工方法により、ラック素材に対して歯底面、歯面、再度の歯底面の各加工を施すことで多数の歯（ラック歯）が形成されて、最終的には図１６に示すようにステアリングラックの加工が完了する。
【００２９】
また、サーフェスブローチによるラックの加工方法については、上述した加工形態の他に図９に示すサーフェスブローチ１０１を用いることもできる。つまり、ラック素材に対してサーフェスブローチ１０１を構成する第３ブローチ部品７０の第４切れ刃群４０を用いて、ラック歯の歯先面を切削加工する。
【００３０】
すなわち、第１ブローチ部品５０を第１切れ刃群１０により歯底面を加工する（第１工程）。その後に、第３ブローチ部品７０の第４切れ刃群４０を用いてラック歯の歯先面を切削加工する。最後に、第２ブローチ部品６０を構成する第２切れ刃群２０により歯面の加工を行い（第２工程）、続けて第２ブローチ部品６０の第３切れ刃群３０により歯底面を再度加工する（第３工程）形態であっても構わない。
【００３１】
なお、本発明のサーフェスブローチを説明する際に用いる用語については、原則としてＪＩＳ規定の用語に従うものとする。すなわち、「ラック」とは、「まっすぐな棒の一面に等間隔に同形の歯を刻んだもの（ＪＩＳ  Ｂ０１０２）。」または、「一つの面に一連の同じ形状の歯を等間隔にもつまっすぐな棒（ＪＩＳ  Ｂ０１０２）。」とする。「ラックブローチ」とは、「ラック形状を加工するのに用いるブローチ（ＪＩＳ  Ｂ０１７５）。」とする。
【００３２】
さらに、「歯面」とは、「歯車の歯の噛み合いにあずかる面（ＪＩＳ  Ｂ０１０２）。」、「歯溝」とは、「隣り合った歯にはさまれた空間。歯車の隣り合う二つの歯の間の空間（ＪＩＳ  Ｂ０１０２）。」、「歯先面」とは、「歯先を限る面（ＪＩＳ  Ｂ０１７４）。」、「歯底面」とは、「歯溝の底の面（ＪＩＳ  Ｂ０１０２）。」の意味とする。
【符号の説明】
【００３３】
１０                          第１切れ刃群
２０                          第２切れ刃群
３０                          第３切れ刃群
１００、１０１                ステアリングラック加工用サーフェスブローチ
Ｗ１、Ｗ２                    ステアリングラック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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