(57)【要約】      （修正有）【課題】組立作業の手間を軽減できる軸状ヘリカルギアの製造方法を提供する。【解決手段】複数条のヘリカル歯７の何れか１条のヘリカル歯７の起点Ａから、母材２の他端２２へ向かう軸線Ｏに沿った基準距離Ｌを設定する。これにより、１条のヘリカル歯７の歯先が、基準距離Ｌに相当する分、起点Ａから基準位置Ｂへ向かうまでの間に、同歯先が円周方向に何度旋回するのかを、角度Ｘとして数量的に認識できる。角度Ｘは、３６０を乗じた基準距離Ｌを、ヘリカル歯７の歯先円の直径Ｄ及び円周率で除した値と、ヘリカル歯７のねじれ角の正接値との積として求められる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに軸線方向に隔たる一端及び他端を有する母材を準備し、該母材の一端をパンチで塑性変形することにより、前記軸線周りの円周方向に回転する回転軸が接続される軸継部を成形し、前記パンチに対向するダイで前記母材の一端及び他端の間を塑性変形することにより、前記母材の外形を絞る方向に傾斜するテーパ面、及び該テーパ面を起点にして前記他端へ向けてつる巻状に延びる複数条のヘリカル歯を成形する、軸状ヘリカルギアの製造方法において、
前記複数条のヘリカル歯の何れか１条のヘリカル歯の起点から前記母材の他端へ向かう前記軸線方向の基準距離を設定し、
前記１条のヘリカル歯の歯先が、その起点から前記他端へ前記基準距離分向かうに従い前記円周方向に旋回する角度に基づき、前記パンチに対して前記ダイの前記円周方向の相対位置を定めることを特徴とする軸状ヘリカルギアの製造方法。
【請求項２】
前記角度は、３６０を乗じた前記基準距離を、前記ヘリカル歯の歯先円の直径、及び円周率で除した値と、前記ヘリカル歯のねじれ角の正接値との積であることを特徴とする請求項１に記載の軸状ヘリカルギアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料を塑性変形することにより軸状ヘリカルギアを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６（ａ）は、自動車等に適用されるラックアンドピニオン式のステアリングギアｇを例示している。ステアリングギアｇのピニオンに相当する軸状ヘリカルギアｐは、その周面に形成された複数条のヘリカル歯ｈをラックｒに噛み合わせた状態で、ステアリングシャフトａが接合されている。この接合は、軸状ヘリカルギアｐの上端に、同図（ｂ）に示すような角穴状の軸挿入部ｔを形成する一方、図示を省略しているが、ステアリングシャフトａの下端に、軸挿入部ｔに対して相似形の凸部を設け、同凸部を軸挿入部ｔに没入して成される。
【０００３】
ヘリカルギアの製造に係る技術は、下記文献に開示されている。
【特許文献１】特願平８−１５０２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
周知のように、自動車等が直進するとき、軸状ヘリカルギアｐは必ずラックｒの長手方向の中央に位置し、且つステアリングシャフトａにスプラインｓを経て接合されるステアリングホイールが中立の姿勢をとることが必須である。
【０００５】
しかしながら、軸状ヘリカルギアｐを上記のように噛み合わせた状態で、軸挿入部ｔの向きを所望に定めることは困難である。これは次の理由による。即ち、軸状ヘリカルギアｐを鍛造するには、その母材の一端にパンチを没入して軸挿入部ｔを成形しつつ、上記パンチに対向するダイにより、母材の他端寄りに複数条のヘリカル歯ｈ  を成形する。この工程で、パンチとダイの相対的な位置決めはできても、このように鍛造された軸状ヘリカルギアｐを実際にラックｒに噛み合わせた状態までは予測できないからである。
【０００６】
従って、ステアリングギアｇを組立てる作業員は、ステアリングシャフトａの回転角と、上記ステアリングホイールの回転角との間に位相（ずれ）が生じないように、例えば、スプラインｓをステアリングシャフトａに噛み合わせる位置を変更する等の調整をしなければならない。
【０００７】
本発明は、以上の技術背景に鑑みて成されたものであり、組立作業の手間を軽減できる軸状ヘリカルギアの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、互いに軸線方向に隔たる一端及び他端を有する母材を準備し、該母材の一端をパンチで塑性変形することにより、前記軸線周りの円周方向に回転する回転軸が接続される軸継部を成形し、前記パンチに対向するダイで前記母材の一端及び他端の間を塑性変形することにより、前記母材の外形を絞る方向に傾斜するテーパ面、及び該テーパ面を起点にして前記他端へ向けてつる巻状に延びる複数条のヘリカル歯を成形する、軸状ヘリカルギアの製造方法において、前記複数条のヘリカル歯の何れか１条のヘリカル歯の起点から前記母材の他端へ向かう前記軸線方向の基準距離を設定し、前記１条のヘリカル歯の歯先が、その起点から前記他端へ前記基準距離分向かうに従い前記円周方向に旋回する角度に基づき、前記パンチに対して前記ダイの前記円周方向の相対位置を定めることを特徴とする。
【０００９】
更に、前記角度は、３６０を乗じた前記基準距離を、前記ヘリカル歯の歯先円の直径、及び円周率で除した値と、前記ヘリカル歯のねじれ角の正接値との積である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る軸状ヘリカルギアの製造方法によれば、複数条のヘリカル歯の何れか１条のヘリカル歯の起点から母材の他端へ向かう軸線方向の基準距離を設定するので、この基準距離分、１条のヘリカル歯の歯先が起点から他端へ向かった位置で、同歯先が円周方向に何度旋回するのかを、角度として数量的に認識することができる。従って、軸状ヘリカルギアを、例えば自動車等のステアリングギアにピニオンとして適用する場合に、上記１条のヘリカル歯を実際にラックに噛み合わせた状態で、軸状ヘリカルギアの一端に形成した軸継部が何れの方向を向くのかを容易に予測することができる。
【００１１】
しかも、上記の角度に基づき、パンチに対してダイの円周方向の相対位置を定めることができる。これにより、上記１条のヘリカル歯をラックに噛み合わせた状態で軸継部が所望の向きとなるような軸状ヘリカルギアの形状を実現することができる。
【００１２】
従って、当該製造方法に基づき製造される軸状ヘリカルギアによれば、従来のようにステアリングギアを組立てる作業員が、ステアリングシャフトとステアリングホイールのその回転角の位相を調整するという雑作を省略することができる。また、パンチに対してダイの円周方向の相対位置を数量的に認識できれば、上記のパンチとダイを含む金型（ダイセット）をメンテナンス等のために一旦分解した後に組み立てる場合、或いは新たに金型を制作する場合に、上記のパンチとダイの相対位置を確実に再現できるので、同様の軸状ヘリカルギアを量産することができる。
【００１３】
更に、３６０を乗じた基準距離を、ヘリカル歯の歯先円の直径、及び円周率で除した値と、ヘリカル歯のねじれ角の正接値との積として、上記の角度を算出できるので、上記の角度と基準距離の関係を標準化することができる。従って、仕様の異なる軸状ヘリカルギアを製造する場合、或いはそのための金型を制作する場合に、ヘリカル歯のねじれ角、モジュール、又は歯数が多様に変化しても、既述の顕著な効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１乃至図４は、本発明の実施形態に係る軸状ヘリカルギア１を表している。軸状ヘリカルギア１は、母材２を塑性変形して得られる一体物であり、概ね円筒状の軸継部３に連なるテーパ部４、胴部５、及び突部６を有し、更に、胴部５の周面に複数条のヘリカル歯７を形成している。以下で、塑性変形に使用する金型、又はステアリングギア等の周知の要素についての図示及び説明は省略する。
【実施例１】
【００１５】
軸状ヘリカルギア１を製造するには、先ず、互いに軸線Ｏの方向に隔たる一端２１及び他端２２を有する母材２を準備する。母材２としては、塑性変形が容易な円柱状の金属塊を適用するのが好ましい。軸線Ｏは、円柱状の母材２の幾何学的中心線に一致する。次いで、母材２の一端２１にパンチを押し付け、パンチを母材２に没入させることにより、略長方形の口縁部３１を有する軸挿入穴３２を成形する。
【００１６】
母材２の軸挿入穴３２を含めた一端２１付近が軸継部３である。軸挿入穴３２には、図に表れていないが、軸線Ｏの円周方向に回転可能な回転軸を接合できる。この回転軸は、軸状ヘリカルギア１を例えば自動車等のステアリングギアの部品として使用する場合には、ステアリングシャフトに相当する。ここで、円周とは、母材２の周面、又は複数条のヘリカル歯７の歯先円と同心の仮想円を意味する。
【００１７】
一方、パンチを母材２に没入させる反力で、パンチに対向するダイに母材２を押し付ける。これにより、母材２の一端２１と他端２２の間の周面にダイのキャビティー形状を転写して、一端２１から他端２２へ絞られる方向に傾斜するテーパ部４、及びテーパ部４を起点Ａとして他端２２へ向けてつる巻状に延びる複数条のヘリカル歯７を成形する。
【００１８】
起点Ａは、テーパ部４と複数条のヘリカル歯７のそれぞれ歯先が交わる部分を指している。歯先は図１に一点鎖線で表している。図３には歯数が６（条）のヘリカル歯７を例示しているが、この歯数は軸状ヘリカルギア１の仕様によって適宜に増減させても良い。また、ヘリカル歯７のテーパ部４に重なる部分は、テーパ部４が歯底となり歯車としての役割を果たせないので、ヘリカル歯７は、テーパ部４よりも他端２２寄りの範囲にてラックに噛み合わせなければならない。この範囲を以下で完全歯形部と記す。
【００１９】
以上の塑性変形を終えてから、軸継部３の片側を貫きボルト孔３３が形成され、突部６に雄ネジが形成される。ボルト孔３３には、上記の回転軸を軸挿入穴３２に固定するためのボルト等が挿通される。
【００２０】
更に、上記の製造工程において、図５に概略として表したように、複数条のヘリカル歯７の何れか１条のヘリカル歯７の起点Ａから、母材２の他端２２へ向かう軸線Ｏに沿った基準距離Ｌを設定する。基準距離Ｌの値は、設計者等により自由に定められるが、起点Ａからテーパ部４を過ぎて完全歯形部まで達する長さに設定することが不可欠である。これにより、１条のヘリカル歯７の歯先が、基準距離Ｌに相当する分、起点Ａから基準位置Ｂへ向かうまでの間に、同歯先が円周方向に何度旋回するのかを、角度Ｘとして数量的に認識することができる。
【００２１】
角度Ｘは次式により算出できる。即ち、角度Ｘは、３６０を乗じた基準距離Ｌを、ヘリカル歯７の歯先円の直径Ｄ及び円周率で除した値と、ヘリカル歯７のねじれ角の正接値との積として求められる。この場合、角度Ｘと基準距離Ｌの関係を標準化できるので、仕様の異なる軸状ヘリカルギア１を製造する場合、或いはそのための金型を制作する場合に、ヘリカル歯７のねじれ角θ、モジュール、又は歯数が多様に変化しても、金型の設計が容易である。
【数１】
2005271049.tif 000003
【００２２】
以上の製造工程を経て得られる軸状ヘリカルギア１を、既述のピニオンとして使用する場合に、１条のヘリカル歯７の完全歯形部を実際にラックに噛み合わせた状態で、軸状ヘリカルギア１の軸継部３が何れの方向を向くのかを容易に予測できる。しかも、角度Ｘに基づき、パンチに対してダイの円周方向の相対位置を適切に定められる。
【００２３】
例えば、図４に示すように、複数条のヘリカル歯７の中から１条のヘリカル歯７を選択した場合、その起点Ａは基準位置Ｂに対して角度Ｘに相当する分、図中で反時計回りの位置にあることが判る。また、１条のヘリカル歯７をラックにその真正面から噛み合わせた状態で、図中のボルト孔３３をラックの真正面に向けるためには、パンチをダイに対して角度Ｙに相当する分、時計周りに回転させ、更にパンチを角度Ｘに相当する分、時計周りに回転させる必要があることが判る。
【００２４】
以上の要領で位置決めしたパンチとダイを用いれば、１条のヘリカル歯７をラックに噛み合わせた状態で軸継部３が所望の向きとなるような軸状ヘリカルギア１の形状を実現できる。従って、従来のようにステアリングギアを組立てる作業員が、ステアリングシャフトとステアリングホイールのそれぞれの回転角の位相を調整するという雑作を省略することができる。また、パンチに対するダイの円周方向の相対位置を数量的に認識できれば、金型又はダイセットをメンテナンス等のために分解した後に組み立てる場合、或いは新たに金型を制作する場合に、金型又はダイセットを構成するパンチとダイの相対位置を確実に再現することができる。
【００２５】
尚、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良，修正，変形を加えた態様で実施できるものである。例えば、軸継部３の形状は何ら限定されるものではなく、軸挿入穴３２に代えてスプライン穴を適用しても良い。或いは、スプライン軸を突出させても良い。また、ボルト孔３３又は突部６は、本実施例に必須の要素ではないので省略しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る製造方法は、自動車等のステアリングギアに使用されるピニオンの製造に限定されるものではない。当該製造方法によって得られる軸状ヘリカルギアのヘリカル歯を、他の歯車等に噛み合わせた状態で、この軸状ヘリカルギア自体の姿勢、又は向きを所望に調整することが要請される場合に有益である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例に係る軸状ヘリカルギアの側面図。
【図２】本発明の実施例に係る軸状ヘリカルギアの一端付近の断面図。
【図３】図２のＣ−Ｃ断面図。
【図４】本発明の実施例に係る軸状ヘリカルギアの他端の平面図。
【図５】本発明の実施例に係る軸状ヘリカルギアの寸法概略を示す斜視図。
【図６】（ａ）は自動車等に適用されるステアリングギア斜視図、（ｂ）はその要部の斜視図。
【符号の説明】
【００２８】
１：軸状ヘリカルギア
２：母材
３：軸継部
４：テーパ部
７：ヘリカル歯
２１：一端
２２：他端
Ａ：起点
Ｂ：基準位置
Ｄ：直径
Ｌ：基準距離
Ｏ：軸線
Ｘ：角度
θ：ねじれ角
【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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