(57)【要約】【課題】２箇所の歯部の位置が高精度に設定されたラックを製造する。【解決手段】軸心線Ｑを一致させて一体に形成されると共に、軸方向に離間した第１軸部１２Ａと第２軸部１２Ｂとを有し、第１軸部１２Ａに第１歯部１２ａが形成され、第２軸部１２Ｂに第２歯部１２ｂが形成された中空ラックバーにおける軸心線Ｑ周りの第１歯部１２ａと第２歯部１２ｂとの相対的な位相を設定するため、第１軸部１２Ａを固定する固定機構１１０と、第２軸部１２Ｂを把持し、軸心線Ｑ周りに回転させる回転機構１２０と、第１歯部１２ａと第２歯部１２ｂとの中間位置１２Ｃを加熱する加熱・冷却部１３０とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心線を一致させて一体に形成されると共に、軸方向に離間した第１軸部と第２軸部とを有し、前記第１軸部に第１歯部が形成され、前記第２軸部に第２歯部が形成された中空ラックバーにおける前記軸心線周りの前記第１歯部と前記第２歯部との相対的な位相を設定するラック製造装置において、
前記第１軸部を固定する固定部と、
前記第２軸部を把持する把持部と、
前記第１歯部と前記第２歯部との中間位置を加熱する加熱部と、
前記把持部を前記軸心線周りに回動させる回動機構とを備えていることを特徴とするラック製造装置。
【請求項２】
前記第１歯部と前記第２歯部との間の位置を冷却する冷却部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のラック製造装置。
【請求項３】
互いに軸方向に離間し、第１歯部を有する第１軸部と第２歯部を有する第２軸部とが直線状に一体に形成された中空ラックバーにおける前記第１軸部と前記第２軸部との軸心線の矯正を行うラック製造装置において、
前記中空ラックバーの前記第１軸部側を支持する第１支持部と、
前記中空ラックバーの前記第２軸部側を支持する第２支持部と、
前記中間位置を前記軸心線に交差する向きに押圧する押圧機構とを備えていることを特徴とするラック製造装置。
【請求項４】
軸心線を一致させて一体に形成されると共に、軸方向に離間した第１軸部と第２軸部とを有し、前記第１軸部に第１歯部が形成され、前記第２軸部に第２歯部が形成された中空ラックバーにおける前記軸心線周りの前記第１歯部と前記第２歯部との相対的な位相を設定するラック製造方法において、
前記第１軸部を固定部で固定し、
前記第１歯部と前記第２歯部との中間位置を加熱し、
前記第２軸部を把持部で把持し、
前記把持部を前記軸心線周りに回動させることを特徴とするラック製造方法。
【請求項５】
前記第１歯部と前記第２歯部との間の位置を冷却することを特徴とする請求項４に記載のラック製造方法。
【請求項６】
軸心線を一致させて一体に形成されると共に、軸方向に離間した第１軸部と第２軸部とを有し、前記第１軸部に第１歯部が形成され、前記第２軸部に第２歯部が形成された中空ラックバーにおける前記軸心線周りの前記第１歯部と前記第２歯部との相対的な位相を設定するラック製造方法において、
互いに軸方向に離間し、第１歯部を有する第１軸部と第２歯部を有する第２軸部とが直線状に一体に形成された中空ラックバーにおける前記第１軸部と前記第２軸部との軸心線の矯正を行うラック製造方法において、
前記中空ラックバーの前記第１軸部側を支持し、
前記中空ラックバーの前記第２軸部側を支持し、
前記中間位置を前記軸心線に交差する向きに押圧することを特徴とするラック製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダプルピニオン式電動パワーステアリング等に用いられるラックバーを製造するためのラック製造装置及びラック製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置に用いられるラックピニオン機構は、ラック＆ピニオンが１箇所に設けられている形式（以下、「シングルピニオン式」と称する）と、ラック＆ピニオンが２箇所に設けられ、ＥＰＳ（電動パワ−ステアリング）用ラックバーを用いる形式（以下、「ダプルピニオン」と称する）とが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
シングルピニオン式に用いられる中空ラックバーでは、ラック歯部を形成するために、マンドレルを用いた鍛造加工を行っていた。
【０００４】
ダプルピニオン式に用いられる中空ラックバーでは、歯部の回転方向の位相差の設定を、平潰し加工する工程においてＮＣ制御で行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３９７０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したダプルピニオン式に用いられるラックバーでは、次のような問題があった。すなわち、中空ラックバーの場合、歯部の回転方向の位相差をＮＣ制御等で平潰しする時点で決めても後加工の歯成形や熱処理で位相や真直度が狂ってしまう虞があった。
【０００７】
そこで本発明は、２箇所の歯部の位置が高精度に設定されたラックを製造できるラック製造装置及びラック製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のラック製造装置及びラック製造方法は次のように構成されている。
【０００９】
軸心線を一致させて一体に形成されると共に、軸方向に離間した第１軸部と第２軸部とを有し、前記第１軸部に第１歯部が形成され、前記第２軸部に第２歯部が形成された中空ラックバーにおける前記軸心線周りの前記第１歯部と前記第２歯部との相対的な位相を設定するラック製造装置において、前記第１軸部を固定する固定部と、前記第２軸部を把持する把持部と、前記第１歯部と前記第２歯部との中間位置を加熱する加熱部と、前記把持部を前記軸心線周りに回動させる回動機構とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
互いに軸方向に離間し、第１歯部を有する第１軸部と第２歯部を有する第２軸部とが直線状に一体に形成された中空ラックバーにおける前記第１軸部と前記第２軸部との軸心線の矯正を行うラック製造装置において、前記中空ラックバーの前記第１軸部側を支持する第１支持部と、前記中空ラックバーの前記第２軸部側を支持する第２支持部と、前記中間位置を前記軸心線に交差する向きに押圧する押圧機構とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
軸心線を一致させて一体に形成されると共に、軸方向に離間した第１軸部と第２軸部とを有し、前記第１軸部に第１歯部が形成され、前記第２軸部に第２歯部が形成された中空ラックバーにおける前記軸心線周りの前記第１歯部と前記第２歯部との相対的な位相を設定するラック製造方法において、前記第１軸部を固定部で固定し、前記第１歯部と前記第２歯部との中間位置を加熱し、前記第２軸部を把持部で把持し、前記把持部を前記軸心線周りに回動させることを特徴とする。
【００１２】
軸心線を一致させて一体に形成されると共に、軸方向に離間した第１軸部と第２軸部とを有し、前記第１軸部に第１歯部が形成され、前記第２軸部に第２歯部が形成された中空ラックバーにおける前記軸心線周りの前記第１歯部と前記第２歯部との相対的な位相を設定するラック製造方法において、互いに軸方向に離間し、第１歯部を有する第１軸部と第２歯部を有する第２軸部とが直線状に一体に形成された中空ラックバーにおける前記第１軸部と前記第２軸部との軸心線の矯正を行うラック製造方法において、前記中空ラックバーの前記第１軸部側を支持し、前記中空ラックバーの前記第２軸部側を支持し、前記中間位置を前記軸心線に交差する向きに押圧することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、２箇所の歯部の位置が高精度に設定されたラックを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るラック製造装置によって製造されたダブルピニオンラックバーが組み込まれたラック＆ピニオン装置を示す説明図。
【図２】同ラック製造装置を一部切欠して示す側面図。
【図３】同ダプルピニオンラックバーの位相測定方法を示す説明図。
【図４】同ダプルピニオンラックバーの位相測定方法を示す説明図。
【図５】同ダプルピニオンラックバーの位相測定方法を示す説明図。
【図６】同ラック製造装置によるダプルピニオンラックバーの位相矯正工程を示す説明図。
【図７】同ラック製造装置によるダプルピニオンラックバーの位相矯正工程を示す説明図。
【図８】同ラック製造装置によるダプルピニオンラックバーの位相矯正工程を示す説明図。
【図９】同ラック製造装置によるダプルピニオンラックバーの位相矯正工程を示す説明図。
【図１０】同ラック製造装置によるダプルピニオンラックバーの位相矯正工程を示す説明図。
【図１１】同ラック製造装置によるダプルピニオンラックバーの位相矯正工程を示す説明図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るラック製造装置によるダプルピニオンラックバーの直線度矯正工程を示す説明図。
【図１３】同ラック製造装置によるダプルピニオンラックバーの直線度矯正工程を示す説明図。
【図１４】同ラック製造装置によるダプルピニオンラックバーの直線度矯正工程を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るダブルピニオンラック製造装置（ラック製造装置）１００によって製造されたダブルピニオンラックバー１２が組み込まれたラック＆ピニオン装置を示す説明図、図２はラック製造装置１００を一部切欠して示す側面図、図３〜図５はダプルピニオンラックバーの位相測定方法を示す説明図、図６〜図１１は、ラック製造装置１００によるダプルピニオンラックバーの位相矯正工程を示す説明図である。
【００１６】
図１に示すように、ラック＆ピニオン装置１０は、車両の左右方向に延設された略円筒状のラックハウジング１１を有し、そのラックハウジング１１内にダブルピニオンラックバー１２が左右軸方向に摺動自在に収容されている。
【００１７】
なお、ダブルピニオンラックバー１２は、図２に示すように、軸心線を一致させて一体に形成されると共に、軸方向に離間した第１軸部１２Ａと第２軸部１２Ｂとを有し、第１軸部１２Ａに第１歯部（ラック歯）１２ａが形成され、第２軸部１２Ｂに第２歯部（ラック歯）１２ｂが形成された中空ラックバーである。なお、第１軸部１２Ａと第２軸部１２Ｂとの中間にある部位を中間部位１２Ｃとする。中間部位１２Ｃには歯部が設けられていない。また、図２中Ｑは軸心線を示している。
【００１８】
ラックハウジング１１の両端開口から突出したダブルピニオンラックバー１２の両端部にそれぞれジョイントを介してタイロッド１３，１３が連結され、ジョイント部を覆うブーツ１４，１４からタイロッド１３，１３が側方に突出しており、ダブルピニオンラックバー１２の移動によりタイロッド１３，１３が動かされ、さらに転舵機構を介して車両の転舵輪が転舵される。
【００１９】
ラックハウジング１１の右端部にステアリングギヤボックス２０が設けられている。ステアリングギヤボックス２０には、ステアリングホイールが一体的に取り付けられたステアリング軸にジョイントを介して連結される入力軸２１が軸受を介して回動自在に軸支されている。入力軸２１には操舵ピニオン（不図示）が形成されている。
【００２０】
この操舵ピニオンがダブルピニオンラックバー１２の第１歯部１２ａと噛合している。したがってステアリングホイールの回動操作により入力軸２１に伝達された操舵力は操舵ピニオンを回動して操舵ピニオンのはす歯と第１歯部１２ａの噛合によりダブルピニオンラックバー１２を左右軸方向に摺動させる。
【００２１】
ラックハウジング１１の左端部には、補助ギヤボックス３０が形成されている。補助ギヤボックス３０は、ラックハウジング１１に対して若干傾いて上下方向にピニオン円筒部３１が形成されるとともに上下方向に直交するようにラックガイド円筒部３２が形成されている。
【００２２】
ピニオン円筒部３１の内部にダブルピニオンラックバー１２の第２歯部１２ｂに噛合して補助ピニオン（不図示）が収容されている。補助ギアボックス３０には、モータ３３が取り付けられ、モータ３３の駆動軸が補助ピニオンを一体に回動し、補助ピニオンのはす歯が第２歯部１２ｂと噛み合うダブルピニオンラックバー１２を左右軸方向に摺動するように作用する。
【００２３】
モータ３３は、入力軸２１により検出したステアリングホイールの操舵トルクに応じて制御され、人力による操舵力が操舵ピニオンを介してダブルピニオンラックバー１２に伝達される一方で、その操舵トルクに応じて制御されるモータ３３による駆動力が補助ピニオンを介して同じダブルピニオンラックバー１２に作用し、人力を補助して転舵が行われる。
【００２４】
図２に示すように、ラック製造装置１００は、ベース台１０１と、このベース１０１の一端側に取り付けられた固定機構１１０と、ベース１０１の他端側に取り付けられた回転機構１２０と、これら固定機構１１０と回転機構１２０との間に設けられた加熱・冷却部１３０とを備えている。
【００２５】
固定機構１１０は、架台本体１１１と、この架台本体１１１の天井部及び床面部に設けられ、上下方向に往復動する固定パッド１１２，１１３とを備えている。
【００２６】
回転機構１２０は、架台本体１２１と、この架台本体１２１から水平方向に延設された一対のアーム１２２，１２３と、これらアーム１２２，１２３の先端からそれぞれ上下方向に往復動する把持パッド１２４，１２５と、架台本体１２１から水平方向に往復動する軸固定金具１２６とを備えている。なお、アーム１２２，１２３は軸心線Ｑ周りに回動する機能を有している。
【００２７】
加熱・冷却部１３０は、中間部位１２Ｃを取り囲むように配置され、高周波誘導コイルや冷却水吹出孔とが設けられた加熱・冷却リング１３１を有し、加熱・冷却を行う機能を有している。
【００２８】
このように構成されたラック製造装置１００では、次のようにしてダブルピニオンラックバー１２の回転位相設定を行う。すなわち、図３に示すように、予め高精度に回転位相が設定されたマスターラックバー（ゲージ）Ｇを用意し、第１歯部１２ａをチャッキング機構Ｍを用いて精度よくチャックする。次に、図４に示すように、第２歯部１２ｂにエンコーダＥを用いて、第２歯部１２ｂの第１歯部１２ａに対する正しい回転位相差δを測定する。
【００２９】
次に、図５に示すように、実際に回転位相を設定するための測定するダブルピニオンラックバー１２を用意する。このダブルピニオンラックバー１２には、既に所定の加工・処理が完了している。この状態で、図３，４と同様にして回転位相差を測定し、所望の回転位相差δとの差分を算出する。
【００３０】
次に、図６に示すように、ラック製造装置１００に移載し、固定機構１１０で第１軸部１２Ａを固定パッド１１２，１１３により固定する。次に、図７に示すようにして、中間部位１２Ｃを加熱・冷却リング１３１で所定温度まで加熱する。そして、図８に示すようにして、把持パッド１２４，１２５により、第２軸部１２Ｂを把持する。次に、図９に示すように、アーム１２２，１２３を回動させ、把持パッド１２４，１２５を介して所望の回転位相差δとの差分だけ第２軸部１２Ｂを軸心線Ｑ周りに回動して、所望の回転位相差に設定する。
【００３１】
続いて、図１０に示すようにして、冷却水を噴出して急冷して中間部位１２Ｃの焼入れを行う。そして、図１１に示すように、所定の温度で焼鈍を行って完了する。
【００３２】
このようなラック製造装置１００であれば、歯部の形成等の加工工程を終えてから、回転位相差を設定することができるので、回転位相差を所望の値に高精度に設定できる。また、中間部位１２Ｃは加熱後に急冷して焼入れをしているので、強度が向上することとなる。
【００３３】
図１２〜図１４は、本発明の第２の実施の形態に係るラック製造装置２００によるダプルピニオンラックバーの直線度矯正工程を示す説明図である。
【００３４】
ラック製造装置２００の真直度矯正の対象となるダブルピニオンラックバー１２は、上述したダブルピニオンラックバー１２と同じものであり、互いに軸方向に離間し、第１歯部１２ａを有する第１軸部１２Ａと、第２歯部１２ｂを有する第２軸部１２Ｂとが直線状に一体に形成されている。なお、中間部位１２Ｃも同様に形成されている。
【００３５】
ラック製造装置２００は、ベース部２１０と、ベース部２１０の一端側に設けられ、ダブルピニオンラックバー１２の第１軸部１２Ａ側を支持する第１支持部２２０と、ベース部２１０の他端側に設けられ、ダブルピニオンラックバー１２の第２軸部１２Ｂ側を支持する第２支持部２３０と、中間部位１２Ｃを軸心線Ｑに交差する向きに押圧する押圧機構２４０とを備えている。
【００３６】
このように構成されたラック製造装置２００では、次のようにしてダブルピニオンラックバー１２の真直度矯正を行う。すなわち、中間部位１２Ｃの中央を矯正したい場合には、図１２に示すようにして、第１支持部２２０にて第１軸部１２Ａ、第２支持部２３０にて第２軸部１２Ｂを中間部位１２Ｃ寄りで支持する。そして押圧機構２４０により、上方から押圧し、ダブルピニオンラックバー１２の真直度を矯正する。
【００３７】
また、中間部位１２Ｃの第１軸部１２Ａ寄りを矯正したい場合には、図１３に示すようにして、第１支持部２２０にて第１軸部１２Ａの端部側、第２支持部２３０にて第２軸部１２Ｂを中間部位１２Ｃ寄りで支持する。そして押圧機構２４０により、上方から押圧し、ダブルピニオンラックバー１２の真直度を矯正する。
【００３８】
さらに、中間部位１２Ｃの第２軸部１２Ｂ寄りを矯正したい場合には、図１４に示すようにして、第１支持部２２０にて第１軸部１２Ａの中間部位１２Ｃ寄り、第２支持部２３０にて第２軸部１２Ｂの端部側で支持する。そして押圧機構２４０により、上方から押圧し、ダブルピニオンラックバー１２の真直度を矯正する。
【００３９】
上述したように、ラック製造装置１００及びラック製造装置２００により、歯成形や熱処理で位相や直線度が狂ってしまった場合であっても、ダブルピニオンラックバー１２の回転位相差の矯正、及び、直線度の矯正を行うことで、第１歯部１２ａ及び第２歯部１２ｂの円周方向の位置精度や同軸性・真直性を高い精度で確保することができる。このため、第１歯部１２ａ及び第２歯部１２ｂとピニオンギアとの噛み合いを滑らかにすることができる。したがって、電動パワーステアリング装置には適したものを形成できる。
【００４０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、塑性加工・熱処理等が完了した後に矯正を行っているが、各加工・処理を行っている途中で矯正を行ってもよく、その回数は１回に限られない。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…ラック＆ピニオン装置、１２…ダブルピニオンラックバー、１２ａ…第１歯部、１２ｂ…第２歯部、１２Ａ…第１軸部、１２Ｂ…第２軸部、１２Ｃ…中間部位、１００…ラック製造装置、１１０…固定機構、１２０…回転機構、１３０…加熱・冷却部、２００…ラック製造装置、２２０…第１支持部、２３０…第２支持部、２４０…押圧機構。
【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】
2015009240.tif 000011
【図１０】
2015009240.tif 000012
【図１１】
2015009240.tif 000013
【図１２】
2015009240.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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