JP6421975B2 - Rack shaft manufacturing method, rack shaft and milling machine - Google Patents
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Description
本発明は、ラック軸の製造方法およびラック軸並びにフライス盤に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a rack shaft, a rack shaft, and a milling machine.
特許文献１には、第１歯部を有する第１バーと、第２歯部が形成されていない第２バーとを接合した後、第２歯部を加工する技術が提案されている。
特許文献２には、ワークの第１ラック歯の熱間加工後に、第１ラック歯を基準として、ワークの第２ラック歯を切削加工する技術が提案されている。
Patent Document 1 proposes a technique for processing a second tooth portion after joining a first bar having a first tooth portion and a second bar on which a second tooth portion is not formed.
第２ラック歯を例えばブローチ盤で切削加工する前段階として、第２ラック歯加工用の第２フライス面をフライス盤で加工する荒加工工程がある。
しかしながら、荒加工工程で加工された第２ラック歯加工用の第２フライス面と第１ラック歯との間で、ワークの中心軸線回りの位相精度が良くないという問題がある。
本発明の目的は、第２ラック歯加工用の第２フライス面を精度良く荒加工することができるラック軸の製造方法およびフライス盤並びに前記製造方法により製造されたラック軸を提供することである。
As a stage before cutting the second rack teeth with, for example, a broaching machine, there is a roughing process of machining the second milling surface for machining the second rack teeth with a milling machine.
However, there is a problem in that the phase accuracy around the center axis of the workpiece is not good between the second milling surface for processing the second rack teeth processed in the roughing process and the first rack teeth.
The objective of this invention is providing the rack shaft manufactured by the manufacturing method and milling machine of the rack shaft which can rough-process the 2nd milling surface for 2nd rack tooth processing accurately, and the said manufacturing method.
請求項１の発明は、第１ラック歯の加工前または加工後の第１フライス面（ＦＰ１）を備えるワークに、第２ラック歯加工用の第２フライス面（ＦＰ２）を荒加工する荒加工工程（ステップＳ６）を含むラック軸（６）の製造方法であって、前記荒加工工程前の準備工程（ステップＳ５）として、ワークの中心軸線（ＷＣ）が基準軸線（ＢＣ）に一致するようにワークの第１フライス面の背面（４ａ）を受ける受け部（５２ａ）と第１フライス面に当接する平坦な押圧部（５４ａ）との間でワークを仮クランプすることにより、ワークを前記基準軸線回りの基準位相に位置決めする仮クランプ工程（ステップＳ５３）と、仮クランプされたワークの端部（Ｗ１）を、前記基準軸線に一致するチャック中心（ＣＣ）を有するチャック部（７３）でチャックするチャック工程（ステップＳ５４）と、チャックされたワークに対する仮クランプを解除する仮クランプ解除工程（ステップＳ５５）と、仮クランプが解除された状態で前記チャック部を前記チャック中心回りに所定角度回転させることにより、ワークを所望の位相に調整する位相調整工程（ステップＳ５６）と、を含むラック軸の製造方法を提供する。 According to the first aspect of the present invention, rough machining is performed for roughing the second milling surface (FP2) for machining the second rack tooth on a workpiece having the first milling surface (FP1) before or after machining the first rack teeth. A method of manufacturing a rack shaft (6) including a process (step S6), wherein a center axis (WC) of a workpiece coincides with a reference axis (BC) as a preparation process (step S5) before the roughing process. The workpiece is temporarily clamped between the receiving portion (52a) that receives the back surface (4a) of the first milling surface of the workpiece and the flat pressing portion (54a) that contacts the first milling surface. Temporary clamping step (step S53) for positioning at a reference phase around the axis, and chuck part (73) having a chuck center (CC) that coincides with the reference axis along the end (W1) of the temporarily clamped workpiece. A chucking process for chucking (step S54), a temporary clamp releasing process for releasing the temporary clamp for the chucked workpiece (step S55), and the chuck portion being rotated by a predetermined angle around the chuck center with the temporary clamp released. And a phase adjusting step (step S56) for adjusting the workpiece to a desired phase, thereby providing a method of manufacturing a rack shaft.
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、請求項１において、前記準備工程として、位置調整工程において所望の位相に調整されたワークの第２フライス面加工予定部（１００）を周方向に挟んだ両側部分（１０１，１０２）が本クランプされる本クランプ工程（ステップＳ５７）をさらに含んでいてもよい。
In addition, although the alphanumeric character in a parenthesis represents the corresponding component etc. in embodiment mentioned later, this does not mean that this invention should be limited to those embodiment as a matter of course. The same applies hereinafter.
As in
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のラック軸の製造方法により製造されたラック軸を提供する。
請求項４の発明は、ベース（４１）と、前記ベースによって支持され、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に位置調整可能なテーブル（４３）と、Ｘ軸およびＹ軸と直交するＺ軸に沿う回転中心（Ｋ）回りに回転駆動されるスピンドル（８１）を含み前記ベースによって支持された工具ヘッド（８０）と、前記テーブルに固定されワークの中心軸線（ＷＣ）がＸ軸またはＹ軸に沿う基準軸線（ＢＣ）に一致するようにワークの第１フライス面の背面（４ａ）を受ける受け部（５２ａ）を有する第１固定クランプ（５２）と、前記第１固定クランプと対向し前記テーブルによってＺ軸方向に進退可能に支持され第１フライス面に当接する平坦な押圧部（５４ａ）を有する第１可動クランプ（５４）と、前記第１可動クランプを前記第１固定クランプ側に進退させる進退駆動機構（５５）とを含み、ワークを基準位相に位置決めするように、前記受け部と前記押圧部とでワークを仮クランプする仮クランプ装置（５０）と、前記テーブルによって支持されたチャック装置本体（７２）と、前記基準軸線に一致するチャック中心（ＣＣ）を有し前記チャック装置本体によって前記チャック中心回りに回転可能に支持されワークの端部（Ｗ１）をチャックするチャック部（７３）と、前記チャック部によってチャックされたワークを所望の回転位相に調整するように、前記チャック部を前記チャック中心回りに回転駆動する回転駆動機構（７４）とを含むチャック装置（７０）と、を備えるフライス盤（４０）を提供する。
A third aspect of the present invention provides a rack shaft manufactured by the method for manufacturing a rack shaft according to the first or second aspect.
The invention of
請求項５のように、請求項４において、前記テーブルに固定されワークの中心軸線が前記基準軸線に一致するように受ける第２固定クランプ（６２）と、第２固定クランプに対向する第２可動クランプ（６３）と、前記第２可動クランプを前記第２固定クランプに対して進退駆動する進退駆動機構（６４）とを含む本クランプ装置（６０）をさらに備え、所望の位相に調整されたワークの第２フライス面加工予定部（１００）を周方向に挟んだ両側部分（１０１，１０２）が、前記第２固定クランプと前記第２可動クランプとの間で本クランプされるように構成されていてもよい。
As in
請求項１の発明のラック軸の製造方法によれば、平坦な押圧部で第１フライス面を押圧することにより、ワークを基準位相に位置決めするようにワークを仮クランプする（仮クランプ工程）。次いで、ワークの端部を、基準軸線に一致するチャック中心を有するチャック部でチャックした後（チャック工程）、仮クランプを解除する（仮クランプ解除工程）。次いで、チャック部をチャック中心回りに所定角度回転させることにより、ワークを所望の位相に調整する（位相調整工程）。このような前工程を経た後、第２ラック歯加工用の第２フライス面の荒加工を行う。したがって、精度の良い荒加工が行える。 According to the method of manufacturing the rack shaft of the first aspect of the invention, the workpiece is temporarily clamped so as to position the workpiece at the reference phase by pressing the first milling surface with the flat pressing portion (temporary clamping step). Next, the end of the workpiece is chucked with a chuck portion having a chuck center coincident with the reference axis (chuck process), and then the temporary clamp is released (temporary clamp release process). Next, the workpiece is adjusted to a desired phase by rotating the chuck portion around the chuck center by a predetermined angle (phase adjustment step). After such a pre-process, rough machining of the second milling surface for machining the second rack teeth is performed. Therefore, rough machining with high accuracy can be performed.
請求項２の発明のラック軸の製造方法によれば、位相調整工程を経て所望の位相に調整されたワークの第２フライス面加工予定部を周方向に挟んだ両側部分が、本クランプされる。したがって、後の荒加工工程で、第２フライス面を加工するときに、精度の良い荒加工が行える。
請求項３の発明のラック軸によれば、寸法精度の高いラック軸を実現することができる。
According to the rack shaft manufacturing method of the second aspect of the present invention, the both side portions sandwiching the second milling surface machining scheduled portion of the workpiece, which has been adjusted to a desired phase through the phase adjustment step, in the circumferential direction are finally clamped. . Therefore, when the second milling surface is processed in the subsequent roughing step, rough processing with high accuracy can be performed.
According to the rack shaft of the invention of claim 3, a rack shaft with high dimensional accuracy can be realized.
請求項４の発明のフライス盤によれば、ワークの中心軸線が基準軸線に一致するようにワークの第１フライス面の背面を第１固定クランプの受け部によって受けた状態で、仮クランプ装置の第１可動クランプを第１固定クランプ部側へ駆動し、第１固定クランプの受け部と第１可動クランプの押圧部との間で、ワークを仮クランプする。仮クランプに際して、第１可動クランプの平坦な押圧部が第１フライス面を押圧することにより、ワークの位相を矯正して、ワークを基準位相に位置決めする。 According to the milling machine of the fourth aspect of the present invention, in the state where the back surface of the first milling surface of the workpiece is received by the receiving portion of the first fixed clamp so that the center axis of the workpiece coincides with the reference axis, The first movable clamp is driven to the first fixed clamp portion side, and the workpiece is temporarily clamped between the receiving portion of the first fixed clamp and the pressing portion of the first movable clamp. At the time of temporary clamping, the flat pressing portion of the first movable clamp presses the first milling surface, thereby correcting the phase of the workpiece and positioning the workpiece at the reference phase.
次いで、チャック装置のチャック部によって、ワークの端部をチャックした後、仮クランプ装置による仮クランプを解除する。この状態で、回転駆動機構によってチャック部を基準軸線回りに所定角度回転させることにより、ワークを所望の回転位相に位置決めする。その後、第２ラック歯加工用の平坦な第２フライス面の荒加工を行う。したがって、精度の良い荒加工が行える。 Next, after chucking the end portion of the workpiece by the chuck portion of the chuck device, the temporary clamp by the temporary clamp device is released. In this state, the workpiece is positioned at a desired rotation phase by rotating the chuck portion around the reference axis by a predetermined angle by the rotation drive mechanism. Thereafter, rough machining of the flat second milling surface for machining the second rack teeth is performed. Therefore, rough machining with high accuracy can be performed.
請求項５の発明のフライス盤によれば、所望の位相に調整されたワークの第２フライス面加工予定部を周方向に挟んだ両側部分が、本クランプ装置の第２固定クランプと第２可動クランプとの間で本クランプされる。したがって、後の荒加工工程で第２フライス面を加工するときに、精度の良い荒加工が行える。 According to the milling machine of the fifth aspect of the present invention, both side portions sandwiching the second milling surface processing scheduled portion of the workpiece adjusted to a desired phase in the circumferential direction are the second fixed clamp and the second movable clamp of the present clamping device. This is clamped between. Therefore, when machining the second milling surface in the subsequent roughing process, it is possible to perform roughing with high accuracy.
本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態の製造方法により製造されたラック軸６が適用されたステアリング装置１を示している。図２はラック軸６の概略正面図である。図３（ａ）は、図２の３Ａ−３Ａ線に沿って切断されたラック軸６の断面図であり、図３（ｂ）は、図２の３Ｂ−３Ｂ線に沿って切断されたラック軸６の断面図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a steering apparatus 1 to which a
図１に示すように、ステアリング装置１は、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構２を備えている。転舵機構２は、車体に固定されたラックハウジング３を挿通し、第１ラック歯４と第２ラック歯５とを有する転舵軸としてのラック軸６と、第１ラック歯４に噛み合う第１ピニオン７を有する第１ピニオン軸８と、第２ラック歯５に噛み合う第２ピニオン９を有する第２ピニオン軸１０とを備える。
As shown in FIG. 1, the steering device 1 includes a
ステアリング装置１は、デュアルピニオンタイプのステアリング装置である。第１ピニオン軸８は、アシスト力伝達用であり、第２ピニオン軸１０は、マニュアル操舵力伝達用である。
図２に示すように、第１ラック歯４と第２ラック歯５とは、軸方向Ｊに離隔して配置されている。図３（ａ），（ｂ）に示すように、第１ラック歯４と第２ラック歯５とは、周方向において互いに異なる位相で形成されている。図３（ａ）に示される第１ラック歯４が加工された第１フライス面ＦＰ１の背面４ａおよび図３（ｂ）に示される第２ラック歯５が加工された第２フライス面ＦＰ２の背面５ａは、ラック軸６の中心軸線ＲＣを中心とする円筒面の一部を形成している。
The steering device 1 is a dual pinion type steering device. The
As shown in FIG. 2, the
再び図１を参照して、ステアリング装置１は、ラック軸６の軸方向Ｊの第１端部１１および第２端部１２にそれぞれタイロッド１３およびナックル１４を介して連結された転舵輪１５を備えている。
運転者が操舵部材１８を操作することで、そのマニュアル操舵力（操舵トルク）により、ステアリングシャフト１９、自在継手２０、中間軸２１、自在継手２２、第２ピニオン軸１０、ラック軸６、タイロッド１３およびナックル１４を順次に介して転舵輪１５を操舵することができる。
Referring again to FIG. 1, the steering device 1 includes steered
When the driver operates the steering
また、ステアリング装置１は、アシスト機構２３を備えている。アシスト機構２３は、操舵補助力を発生する電動モータ２４と、電動モータ２４の回転出力を減速して第１ピニオン軸８に伝達するウォームギヤ機構等の減速機構２５とを備えている。
電動モータ２４は、車体に固定されたモータハウジング２６と、出力軸としての回転軸２７とを備えている。減速機構２５は、継手２８を介して回転軸２７とトルク伝達可能に連結されたウォーム軸等の駆動ギヤ２９と、駆動ギヤ２９と噛み合い第１ピニオン軸８と一体回転可能に連結されたウォームホイール等の被動ギヤ３０とを備えている。
In addition, the steering device 1 includes an
The
ステアリングシャフト１９から第２ピニオン軸１０までの経路の何れかの位置に、操舵部材１８に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサ３１が配置されている。
トルクセンサ３１のトルク検出結果は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）３２に与えられる。ＥＣＵ３２では、トルク検出結果や図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、内蔵の駆動回路を介して電動モータ２４を駆動制御する。電動モータ２４の出力回転が減速機構２５を介して減速されて第１ピニオン軸８に伝達され、ラック軸６の直線運動に変換されて、操舵が補助される。
A torque sensor 31 that detects a steering torque applied to the steering
The torque detection result of the torque sensor 31 is given to an ECU (Electronic Control Unit) 32. The
図４は、ラック軸６の製造方法の流れを概略的に示すフローチャートである。図４において、ワークは、後述する図８、図９、図１１および図１２における各加工段階のワークＷに相当する。
まず、ステップＳ１において、素材段階のワーク（丸棒ないし丸棒の端部に位置決め用の二面幅が形成されたもの）をフライス盤にセットした後、ステップＳ２において、フライス盤を用いて、ワークにワークの軸方向に平行な第１フライス面を荒加工する（第１フライス面荒加工工程）。
FIG. 4 is a flowchart schematically showing the flow of the method for manufacturing the
First, in step S1, a workpiece in the material stage (a round bar or a round bar having a two-sided width for positioning) is set on a milling machine, and then in step S2, using a milling machine, A first milling surface parallel to the axial direction of the workpiece is roughed (first milling surface roughing step).
次いで、ステップＳ３において、ワークをブローチ盤にセットした後、ステップＳ４において、ブローチ盤を用いて、第１フライス面に第１ラック歯を加工する（第１ラック歯加工工程）。
次いで、ステップＳ５において、ステップＳ６（ワークに対してワークの軸方向に平行な第２フライス面を荒加工する第２フライス面荒加工）の前工程としての準備工程を実施する。
Next, after setting the work on the broaching machine in step S3, in step S4, the first rack teeth are machined on the first milling surface using the broaching machine (first rack tooth machining process).
Next, in step S5, a preparatory process as a pre-process of step S6 (second milling surface roughing for roughing a second milling surface parallel to the workpiece axial direction) is performed.
次いで、ステップＳ６において、フライス盤を用いて、ワークに第２フライス面を荒加工する（第２フライス面荒加工工程）。
次いで、ステップＳ７において、ワークをブローチ盤にセットした後、ステップＳ８において、ブローチ盤を用いて、第２フライス面に第２ラック歯を加工する（第２ラック歯加工工程）。
Next, in step S6, a second milling surface is rough-processed on the workpiece using a milling machine (second milling surface roughing step).
Next, after setting the workpiece on the broaching machine in step S7, in step S8, the second rack teeth are machined on the second milling surface using the broaching machine (second rack tooth machining process).
前記準備工程は、図５、図６に示すようなフライス盤４０において行われる。図５に示すように、フライス盤４０は、ベース４１と、ベース４１によって移動ガイド４２を介して支持されたテーブル４３とを備えている。また、フライス盤４０は、テーブル４３上にそれぞれ配置された、端部ストッパ４４と、仮クランプ装置５０、本クランプ装置６０と、チャック装置７０とを備えている。
The preparation step is performed in a
移動ガイド４２は、ベース４１によって図示しないスライド機構を介してＸ軸方向（図５参照）に移動可能に支持されており、テーブル４３は、移動ガイド４２によって図示しないスライド機構を介してＹ軸方向（図６参照）に移動可能に支持されている。これにより、テーブル４３は、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に位置調整可能である。
図５に示すように、Ｘ軸方向に関して、端部ストッパ４４とチャック装置７０との間に、本クランプ装置６０と仮クランプ装置５０とが配置されている。フライス盤４０は、Ｘ軸に沿う基準軸線ＢＣを設定している。
The
As shown in FIG. 5, the
図６に示すように、フライス盤４０は、工具ヘッド８０を備えている。工具ヘッド８０は、ベース４１上に固定された支持アーム４５によって、図示しないガイド機構を介してＺ軸方向に位置調整可能に支持されている。工具ヘッド８０は、Ｘ軸およびＹ軸の双方と直交するＺ軸に沿う回転中心Ｋを有するスピンドル８１を回転中心Ｋ回りに回転可能に支持している。工具ヘッド８０には、スピンドル８１を回転駆動する電動モータ８２が搭載されている。また、スピンドル８１は、フライスカッタ９０をチャックする機構（図示せず）を備えている。
As shown in FIG. 6, the milling
図７は、テーブル４３上に配置された仮クランプ装置５０、本クランプ装置６０およびチャック装置７０等の概略斜視図である。
図７に示すように、仮クランプ装置５０は、テーブル４３上に固定された高さ調整台５１と、高さ調整台５１上に固定された第１固定クランプ５２とを備える。また、仮クランプ装置５０は、高さ調整台５１上に固定された支持体５３によって図示しないガイド機構を介してＺ軸方向に進退可能に支持された第１可動クランプ５４と、第１可動クランプ５４を第１固定クランプ５２側へ進退させる進退駆動機構５５とを備えている。
FIG. 7 is a schematic perspective view of the
As shown in FIG. 7, the
図８（ｂ）に示すように、第１固定クランプ５２と第１可動クランプ５４との間で、ワークがクランプされる。
図７に示すように、第１固定クランプ５２は、Ｖブロックからなる。第１固定クランプ５２は、Ｖ溝からなる受け部５２ａを備えている。図８（ａ），（ｂ）に示すように、受け部５２ａは、ワークＷの中心軸線ＷＣがＸ軸に沿う基準軸線ＢＣに一致するようにワークＷの第１フライス面ＦＰ１（第１フライス面ＦＰ１には、ラック歯４が既に加工されている）の背面４ａを受ける。第１フライス面ＦＰ１は、第１ラック歯４の歯頂部に相当し、同一平面内にある多数の平坦面を含む。第１可動クランプ５４は、ＸＹ平面に沿う平坦面からなる押圧部５４ａを有する板部材である。
As shown in FIG. 8B, the workpiece is clamped between the first
As shown in FIG. 7, the 1st fixed
図７に示すように、進退駆動機構５５は、支持体５３に固定された本体５５ａと、本体５５ａによって支持されＺ軸方向に進退駆動される可動軸５５ｂとを備える。第１可動クランプ５４は、可動軸５５ｂの端部に固定されており、可動軸５５ｂとＺ軸方向に一体移動する。
進退駆動機構５５は、例えば油圧シリンダ等の油圧機構であってもよい。また、進退駆動機構５５は、図示していないが、電動モータの回転をボールねじ機構により軸方向運動に変換する電動式の機構であってもよい。
As shown in FIG. 7, the advance /
The advance /
仮クランプ装置５０は、図８（ｂ）に示すように、進退駆動機構５５によって下降された第１可動クランプ５４の押圧部５４ａと第１固定クランプ５２の受け部５２ａとの間で、ワークＷを仮クランプする。仮クランプに際して、平坦面からなる押圧部５４ａが、第１フライス面ＦＰ１（第１ラック歯４の歯頂部に相当）を押圧することにより、ワークＷの中心軸線ＷＣ（基準軸線ＢＣ）回りの回転位置が矯正されて、ワークＷが基準位相に位置決めされる。
As shown in FIG. 8B, the
図７に示すように、チャック装置７０は、テーブル４３上に固定された高さ調整台７１と、高さ調整台７１上にＸ軸方向に移動可能に支持されたチャック装置本体７２と、チャック装置本体７２によって支持されたチャック部７３と、チャック部７３を回転駆動する回転駆動機構７４とを備えている。チャック部７３は、基準軸線ＢＣに一致するチャック中心ＣＣを有している。
As shown in FIG. 7, the
チャック部７３は、チャック中心ＣＣ回りに放射状に配置された複数のチャック爪７３ａ［図１１（ｄ）を参照］を備えている。チャック部７３は、Ｘ軸方向に関して、底部７３ｂ［図１１（ｂ）を参照］を備えている。
回転駆動機構７４は、サーボモータからなる。図７に示すように、回転駆動機構７４は、チャック装置本体７２に固定された本体７４ａと、本体７４ａによって基準軸線ＢＣ回りに回転可能に支持された回転軸７４ｂとを備えている。回転軸７４ｂに、チャック部７３が一体回転可能に取り付けられている。すなわち、チャック部７３は、チャック装置本体７２によって基準軸線ＢＣに一致するチャック中心ＣＣ回りに回転可能に支持されている。チャック部７３は、ワークＷの一端Ｗ１をチャックする。
The
The
回転駆動機構７４が、チャック部７３をチャック中心ＣＣ回りに所定角度だけ回転駆動することにより、チャック部７３によってチャックされたワークＷが、所望の回転位相に調整される。
チャック装置７０の高さ調整台７１上には、チャック装置本体７２をＸ軸方向に移動させる直線駆動機構７５が配置されている。直線駆動機構７５は、高さ調整台７１上に固定された本体７５ａと、本体７５ａによって支持されＸ軸方向に進退駆動される可動軸７５ｂとを備える。
The
A
直線駆動機構７５は、例えば油圧シリンダ等の油圧機構であってもよい。また、直線駆動機構７５は、図示していないが、電動モータの回転をボールねじ機構により軸方向運動に変換する電動式の機構であってもよい。
図７に示すように、本クランプ装置６０は、高さ調整台６１と、高さ調整台６１上に固定された横向きのＶブロックからなる第２固定クランプ６２と、第２固定クランプ６２とＹ軸方向に対向する第２可動クランプ６３と、第２可動クランプ６３を第２固定クランプ６２に対して進退駆動する進退駆動機構６４とを備えている。
The
As shown in FIG. 7, the
第２固定クランプ６２のＶ溝からなる受け部６２ａは、ＸＹ平面に沿う平坦面からなる第１受け面６２１と 第１受け面６２１に対して鋭角状に傾斜しＸ軸方向に平行な平坦面からなる第２受け面６２２とを含む。
進退駆動機構６４は、高さ調整台６１に固定された本体６４ａと、本体６４ａによって支持されＹ軸方向に進退駆動される可動軸６４ｂとを備えている。第２可動クランプ６３は、可動軸６４ｂの端部に一体移動可能に取り付けられている。第２可動クランプ６３は、第２受け面６２２に対して逆向きに傾斜しＸ軸方向に延びる平坦面からなる押圧部６３ａを含む。
The receiving
The advance /
進退駆動機構６４は、例えば油圧シリンダ等の油圧機構であってもよい。また、進退駆動機構６４は、図示していないが、電動モータの回転をボールねじ機構により軸方向運動に変換する電動式の機構であってもよい。
本クランプ装置６０は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、第２固定クランプ６２の受け部６２ａと第２可動クランプ６３の押圧部６３ａとの間で、ワークＷの第２フライス面加工予定部１００を周方向に挟んだ両側部分１０１，１０２を本クランプする。
The advance /
As shown in FIGS. 9A and 9B, the
次いで、図４で示されるステップＳ５の準備工程を図１０〜図１２を参照して詳細に説明する。図１０においてのワークは、図１１および図１２における各加工段階のワークＷに相当する。
準備工程は、図１０に示すステップＳ５１〜ステップＳ５７の工程を順次に含んでいる。まず、図１０のステップＳ５１では、ワークＷをフライス盤４０にセットする［図１１（ａ）を参照］。このとき、仮クランプ装置５０および本クランプ装置６０は、アンクランプ状態であり、図８（ａ）に示すように、ワークＷの第１ラック歯４の背面４ａが、仮クランプ装置５０の第１固定クランプ５２によって受けられる。
Next, the preparation process of step S5 shown in FIG. 4 will be described in detail with reference to FIGS. The workpiece in FIG. 10 corresponds to the workpiece W at each processing stage in FIGS. 11 and 12.
The preparation process sequentially includes steps S51 to S57 shown in FIG. First, in step S51 of FIG. 10, the workpiece W is set on the milling machine 40 [see FIG. 11 (a)]. At this time, the
また、図９（ａ）に示すように、ワークＷは、本クランプ装置６０の第２固定クランプ６２によっても受けられる。ワークＷが両固定クランプ５２，６２によって受けられた状態で、ワークＷの中心軸線ＷＣが、基準軸線ＢＣに一致している。
図１１（ａ）に示すワークＷのセット状態では、ワークＷの一端Ｗ１（ラック軸６の第１端部１１に相当）が、チャック装置７０のチャック部７３にＸ軸方向に間隔を隔てて対向している。また、ワークＷの他端Ｗ２（ラック軸の第２端部１２に相当）が、端部ストッパ４４にＸ軸方向に間隔を隔てて対向している。
Further, as shown in FIG. 9A, the workpiece W is also received by the second
In the set state of the workpiece W shown in FIG. 11A, one end W1 (corresponding to the
続く図１０のステップＳ５２は、ワークの軸方向の位置決め工程である。すなわち、図１１（ｂ) に示すように、チャック装置７０の直線駆動機構７５によってチャック装置本体７２をＸ軸方向のワークＷ側へ移動させて、ワークＷの一端Ｗ１をチャック部７３の底部７３ｂで押し、ワークＷの他端Ｗ２を軸方向位置決め用の端部ストッパ４４に当接させる。これにより、ワークＷが軸方向（Ｘ軸方向）に位置決めされる。このとき、チャック部７３は、まだ、ワークＷの一端Ｗ１をチャックしていない。
Step S52 in FIG. 10 is a positioning process of the workpiece in the axial direction. That is, as shown in FIG. 11 (b), the chuck device
次いで、図１０のステップＳ５３の仮クランプ工程では、図１１（ｃ）および図８（ｂ）に示すように、仮クランプ装置５０の第１可動クランプ５４の平坦面からなる押圧部５４ａが、ワークＷの第１フライス面ＦＰ１（第１ラック歯４の歯頂部に相当）を押圧しつつ、第１可動クランプ５４と第１固定クランプ５２との間でワークＷを仮クランプする。仮クランプに際して、ワークＷの位相が基準軸線ＢＣ回りの基準位相に調整される。
Next, in the temporary clamping step of step S53 in FIG. 10, as shown in FIGS. 11 (c) and 8 (b), the
次いで、図１０のステップＳ５４のチャック工程では、図１１（ｄ）に示すように、仮クランプされたワークＷの一端Ｗ１を、基準軸線ＢＣに一致するチャック中心ＣＣを有するチャック部７３でチャックする。すなわち、放射状に配置された複数のチャック爪７３ａによって、ワークＷの一端Ｗ１の外周をチャックする。
次いで、図１０のステップＳ５５の仮クランプ解除工程では、図１２（ａ）に示すように、仮クランプ装置５０の進退駆動機構５５の可動軸５５ｂが短縮して、仮クランプ装置５０の第１可動クランプ５４が後退（上昇）することにより、チャック状態のワークＷに対する仮クランプを解除して、アンクランプ状態とする。
Next, in the chucking process of step S54 in FIG. 10, as shown in FIG. 11D, one end W1 of the temporarily clamped workpiece W is chucked by the
Next, in the temporary clamp release process of step S55 of FIG. 10, the
次いで、図１０のステップＳ５６の位相調整工程では、図１２（ｂ）に示すように、チャック装置７０の回転駆動機構７４が回転軸７４ｂを所定角度回転させて、チャック部７３をチャック中心ＣＣ回りに所定角度回転させることにより、ワークＷを所望の位相に調整する。前記所定角度は、図３（ａ），（ｂ）に示される第１ラック歯４と第２ラック歯５との位相差に相当する角度である。
Next, in the phase adjustment step of step S56 in FIG. 10, as shown in FIG. 12B, the
次いで、図１０のステップＳ５６の本クランプ工程では、図９（ｂ) および図１２（ｃ）に示すように、本クランプ装置６０の第２可動クランプ６３が進出し、図９（ｂ）に示すように、位相調整されたワークＷの第２フライス面加工予定部１００を周方向に挟んだ両側部分１０１，１０２が、本クランプされる。これにより、準備工程が完了する。
その後、図１２（ｄ）に示すように、テーブル４３をＸ軸方向に送りながら、工具ヘッド８０のスピンドル８１に取り付けられたフライスカッタ９０によって、ワークＷの第２フライス面加工予定部１００に、第２フライス面ＦＰ２が荒加工される（図４のステップＳ６に相当）。
Next, in the main clamping step of step S56 in FIG. 10, as shown in FIGS. 9B and 12C, the second
Thereafter, as shown in FIG. 12D, while the table 43 is fed in the X-axis direction, the
本実施形態のラック軸の製造方法によれば、ワークＷの中心軸線ＷＣが基準軸線ＢＣに一致するように受け部５２ａによってワークＷの第１フライス面ＦＰ１の背面４ａを受けた状態で、平坦な押圧部５４ａによって第１フライス面ＦＰ１（第１ラック歯４の歯頂部に相当）を押圧することにより、ワークＷを基準位相に位置決めするようにワークＷを仮クランプする［仮クランプ工程。図８（ｂ）および図１１（ｃ）を参照］。
According to the rack shaft manufacturing method of the present embodiment, the flat surface is received in a state where the
次いで、仮クランプされたワークＷの一端Ｗ１を、基準軸線ＢＣに一致するチャック中心ＣＣを有するチャック部７３でチャックした後［チャック工程。図１１（ｄ）を参照］、仮クランプを解除する［仮クランプ解除工程。図１２（ａ）を参照］。
次いで、チャック部７３をチャック中心ＣＣ回りに所定角度回転させることにより、ワークＷを所望の位相に調整する［位相調整工程。図１２（ｂ）を参照］。このような前工程を経た後、第２ラック歯加工用の平坦な第２フライス面ＦＰ２の荒加工（図４のステップＳ６の第２フライス面の荒加工の工程）を行う。したがって、精度の良い荒加工が行える。
Next, after one end W1 of the temporarily clamped workpiece W is chucked by the
Next, the workpiece W is adjusted to a desired phase by rotating the
また、本実施形態の製造方法によれば、位相調整工程を経て所望の位相に調整されたワークＷの第２フライス面加工予定部１００を周方向に挟んだ両側部分１０１，１０２が、本クランプされる［本クランプ工程。図９（ｂ）を参照］。したがって、後の荒加工工程で、第２フライス面ＦＰ２を加工するときに、精度の良い荒加工が行える。
また、本実施形態の製造方法により製造されたラック軸６であれば、特に第１ラック歯４と第２ラック歯５との位置関係に関して寸法精度の高いラック軸６を実現することができる。
Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, both
Further, if the
また、本実施形態のフライス盤４０によれば、ワークＷの中心軸線ＷＣが基準軸線ＢＣに一致するようにワークＷの第１ラック歯４の背面４ａを仮クランプ装置５０の第１固定クランプ５２の受け部５２ａによって受けた状態で、第１可動クランプ５４を第１固定クランプ５２側へ駆動し、第１固定クランプ５２の受け部５２ａと第１可動クランプ５４の平坦な押圧部５４ａとの間で、ワークＷを仮クランプする。仮クランプに際して、第１可動クランプ５４の平坦な押圧部５４ａが第１フライス面ＦＰ１（ラック歯４の歯頂部に相当）を押圧することにより、ワークＷの位相を矯正して、ワークＷを基準位相に位置決めする。
Further, according to the
次いで、チャック装置７０のチャック部７３によって、ワークＷの一端Ｗ１をチャックした後、仮クランプ装置５０による仮クランプを解除する。この状態で、チャック装置７０の回転駆動機構７４によってチャック部７３をチャック中心ＣＣ（基準軸線ＢＣ）回りに所定角度回転させることにより、ワークＷを所望の回転位相に位置決めする。その後、第２ラック歯加工用の平坦な第２フライス面ＦＰ２を荒加工を行う。したがって、精度の良い荒加工が行える。
Next, after chucking one end W <b> 1 of the workpiece W by the
また、本実施形態のフライス盤４０によれば、図９（ｂ）に示すように、所望の位相に調整されたワークＷの第２フライス面加工予定部１００を周方向に挟んだ両側部分１０１，１０２が、本クランプ装置６０の第２固定クランプ６２と第２可動クランプ６３との間で本クランプされる。したがって、後の荒加工工程で第２フライス面ＦＰ２を加工するときに、精度の良い荒加工が行える。
Further, according to the
本発明は前記実施形態に限定されるものではない。図１では、第１ラック歯４がアシスト力伝達用であり、第２ラック歯５がマニュアル操舵力伝達用であるが、これに代えて、第１ラック歯４がマニュアル操舵力伝達用であり、第２ラック歯５がアシスト力伝達用であってもよい。第１ラック歯４と第２ラック歯５との左右の位置関係は、逆であってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. In FIG. 1, the
また、図７において、Ｙ軸方向に関して第２固定クランプ６２と第２可動クランプ６３との配置位置が入れ代っていてもよい。
また、端部ストッパ４４が、ワークＷの他端Ｗ２をチャックする機能を備えていてもよい。また、基準軸線ＢＣが、Ｙ軸に沿うように設定されてもよい。
また、図４に示す工程フローに変えて、図１３に示す工程フローを実施してもよい。具体的には、まず、ステップＳ１１において、素材段階のワーク（丸棒ないし丸棒の端部に位置決め用の二面幅が形成されたもの）をフライス盤にセットした後、ステップＳ１２において、フライス盤を用いて、ワークにワークの軸方向に平行な第１フライス面を荒加工する（第１フライス面荒加工工程）。
In FIG. 7, the arrangement positions of the second
Further, the
Further, instead of the process flow shown in FIG. 4, the process flow shown in FIG. 13 may be performed. Specifically, first, in step S11, a workpiece in the material stage (a round bar or a round bar having a two-sided width for positioning) is set on the milling machine, and then in step S12, the milling machine is set. The first milling surface parallel to the workpiece axial direction is rough-worked on the workpiece (first milling surface roughing step).
次いで、ステップＳ１３において、ステップＳ１４（ワークに対してワークの軸方向に平行な第２フライス面を荒加工する第２フライス面荒加工）の前工程としての準備工程を実施する。
次いで、ステップＳ１４において、フライス盤を用いて、ワークに第２フライス面を荒加工する（第２フライス面荒加工工程）。
Next, in step S13, a preparatory step is performed as a pre-step of step S14 (second milling surface roughing for roughing the second milling surface parallel to the workpiece axial direction).
Next, in step S14, the milling machine is used to rough the second milling surface (second milling surface roughing process).
次いで、ステップＳ１５において、ワークをブローチ盤にセットした後、ステップＳ１６において、ブローチ盤を用いて、第１フライス面に第１ラック歯を加工する（第１ラック歯加工工程）。
次いで、ステップＳ１７において、ブローチ盤を用いて、第２フライス面に第２ラック歯を加工する（第２ラック歯加工工程）。
Next, after setting the work on the broaching machine in step S15, in step S16, the first rack teeth are machined on the first milling surface using the broaching machine (first rack tooth machining process).
Next, in step S17, the second rack teeth are processed on the second milling surface using a broaching machine (second rack tooth processing step).
この場合、ワークをフライス盤から取り外してブローチ盤に取り付ける作業の回数を少なくでき、段取り時間を短縮することができる。
その他、本発明は、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
In this case, the number of operations for removing the workpiece from the milling machine and attaching it to the broaching machine can be reduced, and the setup time can be shortened.
In addition, the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
１…ステアリング装置、４…第１ラック歯、４ａ…（第１フライス面の）背面、５…第２ラック歯、６…ラック軸、７…第１ピニオン、８…第１ピニオン軸、９…第２ピニオン、１０…第２ピニオン軸、４０…フライス盤、４１…ベース、４２…移動ガイド、４３…テーブル、４４…端部ストッパ、４５…支持アーム、５０…仮クランプ装置、５１…高さ調整台、５２…第１固定クランプ、５２ａ…受け部、５３…支持体、５４…第１可動クランプ、５４ａ…押圧部、５５…進退駆動機構、５５ａ…本体、５５ｂ…可動軸、６０…本クランプ装置、６１…高さ調整台、６２…第２固定クランプ、６２ａ…受け部、６２１…第１受け面、６２２…第２受け面、６３…第２可動クランプ、６３ａ…押圧部、６４…進退駆動機構、６４ａ…本体、６４ｂ…可動軸、７０…チャック装置、７１…高さ調整台、７２…チャック装置本体、７３…チャック部、７３ａ…チャック爪、７３ｂ…底部、７４…回転駆動機構、７４ａ…本体、７４ｂ…回転軸、７５…直線駆動機構、７５ａ…本体、７５ｂ…可動軸、８０…工具ヘッド、８１…スピンドル、８２…電動モータ、９０…フライスカッタ、１００…第２フライス面加工予定部、１０１，１０２…（第２フライス面加工予定部を周方向に挟んだ）両側部分、ＦＰ１…第１フライス面、ＦＰ２…第２フライス面、Ｋ…（スピンドルの）回転中心、ＢＣ…基準軸線、ＣＣ…チャック中心、ＲＣ…（ラック軸の）中心軸線、Ｗ…ワーク、Ｗ１…一端、Ｗ２…他端、ＷＣ…（ワークの）中心軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering device, 4 ... 1st rack tooth | gear, 4a ... Back surface (1st milling surface), 5 ... 2nd rack tooth | gear, 6 ... Rack shaft, 7 ... 1st pinion, 8 ... 1st pinion shaft, 9 ... 2nd pinion, 10 ... 2nd pinion shaft, 40 ... milling machine, 41 ... base, 42 ... moving guide, 43 ... table, 44 ... end stopper, 45 ... support arm, 50 ... temporary clamping device, 51 ...
Claims (5)
前記荒加工工程前の準備工程として、
ワークの中心軸線が基準軸線に一致するようにワークの第１フライス面の背面を受ける受け部と第１フライス面に当接する平坦な押圧部との間でワークを仮クランプすることにより、ワークを前記基準軸線回りの基準位相に位置決めする仮クランプ工程と、
仮クランプされたワークの端部を、前記基準軸線に一致するチャック中心を有するチャック部でチャックするチャック工程と、
チャックされたワークに対する仮クランプを解除する仮クランプ解除工程と、
仮クランプが解除された状態で前記チャック部を前記チャック中心回りに所定角度回転させることにより、ワークを所望の位相に調整する位相調整工程と、を含むラック軸の製造方法。 A rack shaft manufacturing method including a roughing step of roughing a second milling surface for processing a second rack tooth on a workpiece having a first milling surface before or after processing the first rack tooth,
As a preparation step before the roughing step,
The workpiece is temporarily clamped between the receiving portion that receives the back surface of the first milling surface of the workpiece and the flat pressing portion that contacts the first milling surface so that the center axis of the workpiece coincides with the reference axis line. A temporary clamping step for positioning to a reference phase around the reference axis;
A chucking step of chucking the end of the temporarily clamped workpiece with a chuck having a chuck center coinciding with the reference axis;
A temporary clamp releasing step for releasing the temporary clamp on the chucked workpiece;
And a phase adjusting step of adjusting the workpiece to a desired phase by rotating the chuck portion around the chuck center by a predetermined angle in a state where the temporary clamp is released.
前記ベースによって支持され、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に位置調整可能なテーブルと、
Ｘ軸およびＹ軸と直交するＺ軸に沿う回転中心回りに回転駆動されるスピンドルを含み前記ベースによって支持された工具ヘッドと、
前記テーブルに固定されワークの中心軸線がＸ軸またはＹ軸に沿う基準軸線に一致するようにワークの第１フライス面の背面を受ける受け部を有する第１固定クランプと、前記第１固定クランプと対向し前記テーブルによってＺ軸方向に進退可能に支持され第１フライス面に当接する平坦な押圧部を有する第１可動クランプと、前記第１可動クランプを前記第１固定クランプ側に進退させる進退駆動機構とを含み、ワークを基準位相に位置決めするように、前記受け部と前記押圧部とでワークを仮クランプする仮クランプ装置と、
前記テーブルによって支持されたチャック装置本体と、前記基準軸線に一致するチャック中心を有し前記チャック装置本体によって前記チャック中心回りに回転可能に支持されワークの端部をチャックするチャック部と、前記チャック部によってチャックされたワークを所望の回転位相に調整するように、前記チャック部を前記チャック中心回りに回転駆動する回転駆動機構とを含むチャック装置と、を備えるフライス盤。 Base and
A table supported by the base and adjustable in position in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other;
A tool head supported by the base including a spindle that is driven to rotate about a rotation center along a Z axis perpendicular to the X axis and the Y axis;
A first fixed clamp having a receiving portion that is fixed to the table and receives a back surface of the first milling surface of the workpiece such that a center axis of the workpiece coincides with a reference axis along the X-axis or the Y-axis; and the first fixed clamp; A first movable clamp that is opposed to and supported by the table so as to advance and retreat in the Z-axis direction and has a flat pressing portion that contacts the first milling surface, and a forward and backward drive that advances and retracts the first movable clamp toward and away from the first fixed clamp. A temporary clamping device that temporarily clamps the workpiece with the receiving portion and the pressing portion so as to position the workpiece at a reference phase.
A chuck device main body supported by the table, a chuck portion having a chuck center coinciding with the reference axis, and rotatably supported around the chuck center by the chuck device main body, and chucking an end of a workpiece; and the chuck A milling machine comprising: a chuck device including a rotation drive mechanism that rotates the chuck portion around the center of the chuck so as to adjust a workpiece chucked by the portion to a desired rotation phase.
所望の位相に調整されたワークの第２フライス面加工予定部を周方向に挟んだ両側部分が、前記第２固定クランプと前記第２可動クランプとの間で本クランプされるように構成されているフライス盤。 5. The second fixed clamp fixed to the table and received so that a center axis of a workpiece coincides with the reference axis, a second movable clamp opposed to the second fixed clamp, and the second movable clamp The clamp device further including an advancing / retreating drive mechanism that advances / retreats with respect to the second fixed clamp;
Both side portions sandwiching the second milling surface machining scheduled portion of the workpiece adjusted to a desired phase in the circumferential direction are configured to be clamped between the second fixed clamp and the second movable clamp. Milling machine.
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