JPS6128860B2 - - Google Patents

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JPS6128860B2
JPS6128860B2 JP14947380A JP14947380A JPS6128860B2 JP S6128860 B2 JPS6128860 B2 JP S6128860B2 JP 14947380 A JP14947380 A JP 14947380A JP 14947380 A JP14947380 A JP 14947380A JP S6128860 B2 JPS6128860 B2 JP S6128860B2
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JP
Japan
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rack
tooth
tooth profile
profile
width dimension
Prior art date
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JP14947380A
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English (en)
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JPS5773268A (en
Inventor
Ko Koyama
Akifumi Horiie
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5773268A publication Critical patent/JPS5773268A/ja
Publication of JPS6128860B2 publication Critical patent/JPS6128860B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/76Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
    • B21K1/767Toothed racks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はラツクピニオン式かじ取り装置用ラ
ツクのプレス成形金型に関し、特にラツク部の両
端部分に形成されたラツク歯形および端部歯みぞ
形状に係る。一般に等歯車比を有すラツクピニオ
ン式かじ取り装置のラツクの場合にはすべてのラ
ツク歯形形状が一様であるためフライス盤などに
よつてラツク歯形を容易に歯切り加工で形成する
ことが可能である。
しかし、可変歯車比を有るラツクピニオン式か
じ取り装置のラツクの場合にはラツク歯形形状が
各歯形毎に変化して一様でないため公知の切削加
工によつてラツク歯形を形成することが不可能で
あつた。
第1図ないし第3図は可変歯車比を有するラツ
クピニオン式かじ取り装置におけるヘリカルピニ
オン(図示してない)に噛み合う従来のラツクの
一例を示したものである。ラツク1は円筒状のラ
ツク棒2にラツク部3が設けられており、ラツク
部3には複数のラツク歯形4が形成されている。
このようなラツク1を製造するには、先ず、ラツ
ク棒2の素材の外面部にラツク歯形4の歯先面5
に相当す平面をラツク棒2の軸線6に平行になる
ようにラツク部3に形成する。次に完成ラツク歯
形4に近以し、歯切り加工の可能な近以ラツク歯
形をラツク部3に切削加工で形成する。次に完成
ラツク歯形4の転写形状を有するラツク成形金型
(図示してない)によつて、切削加工された近以
ラツク歯形の歯面をプレス成形することによつて
所望のラツク1が得られた。しかし、ラツク歯形
4をプレス成形する従来の方法においては、ラツ
ク部3におけるラツク棒2の軸線6方向の両端部
に形成された端部歯みぞ7に対応するラツク成形
金型の歯部が端部歯みぞ7の成形荷重の反力及び
ラツク棒2が軸方向に伸びることによつて生ずる
材料フローストレスの影響を受けて折損又は破損
することがあつて、ラツク成形金型の寿命が非常
に短く、ラツク成形金型が高価であるためラツク
の製造コストが低減できないなどの欠点があつ
た。
この発明は上記の欠点を解決するためのもの
で、ラツク棒に設けられたラツク部におけるラク
棒軸方向の両端部に形成された最終端部ラツク歯
形又はこの最終端部ラツク歯形から連続する複数
個の端部ラツク歯形は歯元のたけがラツク部に形
成された他の残部ラツク歯形と等しく、全歯たけ
がラツク部の両端部に向つて残部ラツク歯形より
順字小さく形成され、かつ、最終端部ラツク歯形
に隣接してラツク部両端に形成された端部歯みぞ
が端部歯みぞの歯底面からラツク棒の外周面に達
する端部傾斜面を有るように形成したラツク歯形
の転写形を有するプレス成形金型でプレス成形す
ることによつて、ラツク成形金型の寿命が向上
し、製造コストの低減ができてしかも安定した高
精度の品質で量産の可能なラツクピニオン式かじ
取り装置のラツクを得ることを目的とする。
この発明の実施例について図面にもとずき説明
すると以下の通りである。
第4図ないし第6図は第1の実施例を示し、ラ
ツク11は円筒状のラツク棒12にラツク部13
が設けられている。ラツク部13にはラツク棒軸
方向の両端部に最終端部ラツク歯形14があり、
この最終端部ラツク歯形14から連続して最終端
部ラツク歯形14を含む複数個の端部ラツク歯形
15と、左右両側の端部ラツク歯形15の間には
複数個の残部ラツク歯形16とがそれぞれ形成さ
れている。これらのラツク歯形14,15,16
は図示していないヘリカルピニオンに対応するも
のであつて、残部ラツク歯形16部分はヘリカル
ピニオンと有効に噛み合い、端部ラツク歯形15
部分はラツク部13の両端部におけるヘリカルピ
ニオンとの干渉を避けるために形成されたもので
ある。ラツク歯形14,15,16のそれぞれの
歯先面17,18,19はラツク棒12の軸線2
0に平行な面で形成されている。ラツク歯形1
4,15,16のピツチ線21から歯底面22ま
での歯元たけは端部ラツク歯形15と残部ラツク
歯形16とが等しく、歯底面22から歯先面まで
の全歯たけは端部ラツク歯形15が残部ラツク歯
形16より小さくなつており、更に端部ラツク歯
形15の全歯たけはラツク部13の両端部に向つ
て順次段階的に小さくなるように形成されてい
る。ラツク部13の両端には最終端部ラツク歯形
14に隣接して端部歯みぞ23があつて、端部歯
みぞ23は端部傾斜面24、端部部歯底面25お
よび最終端部ラツク歯形14の歯面26で形成さ
れている。端部歯みぞの端部傾斜面24は端部歯
底面25に交わる線とラツク棒12の外周面の交
わる円弧状曲線とからなる半円状の平面である。
以上説明したラツク11を製造する方法は従来
のように先ずラツク歯形15,16および端部歯
みぞ23を完成形状に近以した形状に切削加工を
行なつた後、ラツク歯形15,16および端部歯
みぞ23の転写形状の歯部を有するラツク成形金
型で、切削加工された近以ラツク歯形の歯面およ
び近以端部歯みぞ面をプレス成形することによつ
てラツク11得られる。プレス成形時には、プレ
ス成形金型の歯部にラク歯形15,16の各歯面
からラツク成形荷重の反力と、ラツク棒12が中
央部から外側へ軸方向に伸びることによつて生ず
る材料フローストレスがラツク歯形15,16の
外側の歯面からそれぞれ加わる。しかし、端部ラ
ツク歯形15の全歯たけがラツク部13の両端部
に向つて順次段階的に小さくなつていることによ
つて、端部ラツク歯形15の対応するラツク成形
金型の各歯部に加わる端部ラツク歯形15の歯面
から反力および材料フローストレスによる負荷の
軸線20方向成分は端部ラツク歯形15の全歯た
けの減小量に応じて小さくなるので、プレス成形
金型の歯部は軸線20方向成分の負荷に十分耐え
得るようになる。更に端部歯みぞの従来より大き
な平面部分で形成された端部傾斜面24にプレス
成形金型の歯部を当接させることによつて、端部
傾斜面24に当接してプレス成形金型の歯部面に
材料フローストレスと反対向きの反力の軸線20
方向成分が従来より大きく作用するようになる。
第7図は第2の実施例を示し、端部歯みぞ27
の形状のみが前記第1実施例と異なり、その他は
すべて第1実施例と同じようにラツク部13にラ
ツク歯形14,15,16が形成されている。端
部歯みぞ27は端部傾斜面28、端部歯底面29
および最終端部ラツク歯形14の歯面26で形成
されている。端部歯みぞ27の歯先部歯みぞ幅方
法Aはラツク部13に形成された残部ラツク歯形
16における最終端部ラツク歯形14の全歯たけ
と同じ高さでの歯みぞ幅寸法aと少なくとも等し
いか又は歯みぞ幅寸法aより大きく、端部歯みぞ
27の端部傾斜面28がラツク棒12の軸線20
と直交する面となす傾斜角θはラツク部13の形
成された残部ラツク歯形16の圧力角αに少なく
とも等しいか又は圧力角αよりも大きくなるよう
に形成されている。端部歯みぞ27の端部傾斜面
28は端部歯底面29の交わる線とラツク棒12
の外周面に交わる円孤状曲線とからなる半円状の
平面で、端部傾斜面28の面積は最終端部にラツ
ク歯形14の歯面26および他のラツク歯形1
5,16の片側歯面の面積より大きくなるように
形成されている。以上のように形成されたラツク
はラツク歯形15,16および端部歯みぞ27の
完成形状に近以した形状に切削加工した後、ラツ
ク歯形15,16および端部歯みぞ27の転写形
の歯部を有するラツク成形金型で、切削加工され
た近以ラツク歯形の歯面および近以端部歯みぞ面
をプレス成形することによつて得られる。端部歯
みぞ27の歯先部歯みぞ幅寸法Aを許容可能な範
囲で大きくして、更にプレス成形時において、端
部歯みぞの端部傾斜面28にプレス成形金型の対
応する歯部を当接させることによつて、端部歯み
ぞ27に対応するプレス成形金型の歯部は最終端
部ラツク歯形14の歯面26からのラツク歯形成
形荷重の反力および材料フローストレスに十分耐
えられる強度が得られるようになる。
第8図は第3の実施例を示し、端部歯みぞ30
の形状のみが前記第1実施例又は第2実施例と異
なり、その他はすべて第1実施例と同じようにラ
ツク部13のラツク歯形14,15,16が形成
されている。端部歯みぞ30は端部傾斜面31、
端部歯底面32および最終端部ラツク歯形14の
歯面26で形成されている。端部歯みぞ30の歯
先部みぞ幅寸法Aはラツク部13に形成された残
部ラツク歯形16における最終端部ラツク歯形1
4の全歯たけと同じ高さでの歯みぞ幅寸法aと少
なくとも等しいか又は歯みぞ幅寸法aより大き
く、端部歯みぞ30の歯底幅寸法Bはラツク部1
3に形成された残部ラツク歯形16の歯底幅寸法
bに少なくとも等しい又は歯底幅寸法bよりも大
きく、また歯先部歯みぞ幅寸法Aが歯底幅寸法B
よりも大きくなるように形成されている。端部歯
みぞ30の端部傾斜面31は端部歯底面32に交
わる線とラツク棒12の外周面に交わる円弧状曲
線とからなる半円状の平面で、端部傾斜面31の
面積は最終端部ラツク歯形14の歯面26および
他のラツク歯形15,16の片側歯面の面積より
も大きく形成されている。以上のように形成され
たラツクはラツク歯形15,16および端部歯み
ぞ30の完成形状に近以した形状に切削加工した
後、ラツク歯形15,16および端部歯みぞ30
の転写形状の歯部を有するラツク成形金型で、切
削加工された近以ラツク歯形の歯面および近以端
部歯みぞ面をプレス成形することによつて得られ
る。端部歯みぞ30の歯先部歯みぞ幅寸法Aおよ
び歯底幅寸法Bを許容可能な範囲で大きくして、
更にプレス成形時において、端部歯みぞの端部傾
斜面31にプレス成形金型の対応する歯部を当設
させることによつて、端部歯みぞ30に対応する
プレス成形金型の歯部は最終端部ラツク歯形の歯
面26からのラツク歯形成形荷重の反力および材
料フローストレスに十分耐えられる強度が得られ
るようになる。
以上説明したこの発明の第1実施令ないし第3
実施例において、プレス成形金型の歯部の強度が
十分であるならば、最終端部ラツク歯形14を含
む複数個の端部ラツク歯形15がただ1個の終端
部ラツク歯形14のみでよいことは勿論許容され
る。
この発明のラツクピニオン式かじ取り装置用ラ
ツクのプレス成形金型は以上説明した如く。ラツ
ク歯形がラツク棒に塑性加工で成形されるラツク
ピニオン式かじ取り装置のラツクにおいて、ラツ
ク棒にラツク部が設けられ、このラツク部におけ
るラツク棒軸方向の両端部に形成された最終端部
ラツク歯形又はこの最終端部ラツク歯形から連続
する複数個の端部ラツク歯形は歯元のたけが前記
ラツク部に形成された他の残部ラツク歯形と等し
く、全歯たけがラツク部の両端部に向つて残部ラ
ツク歯形より順次小さく形成され、かつ、最終端
部ラツク歯形に隣接してラツク部両端に形成され
た端部歯みぞが端部歯みぞの歯底面からラツク棒
の外周面に達する端部傾面を有し、必要に応じて
端部歯みぞの歯先部歯みぞ幅寸法Aおよび端部歯
底幅寸法Bを許容可能な範囲で大きくし、又は端
部歯みぞの端部傾斜面の傾斜角θをラツク歯形の
圧力角以上に形成したラツク歯形の転写形状を有
するプレス成形金型でプレス成形することによつ
て、ラツクをプレス成形するとき使用するラツク
成形金型の端部歯みぞに対応する歯部の折損又は
破損が改善され、ラツク成形金型の寿命が著しく
向上し、ラツクピニオン式かじ取り装置のラツク
が安定した高精度の品質で量産可能となり、製造
コストも低減できると云う効果があつた。また、
ラツク成形金型を端部歯みぞの端部傾斜面に当接
させてプレス成形することによつて、ラツク棒両
端部に発生するそり変形を従来より減少させると
云う効果もあつた。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は従来のラツクピニオン式
かじ取り装置のラツクを示すもので、第1図は要
部の平面図、第2図は第1図のX―X線における
部分断面図、第3図は第2図のY―Y線における
断面図、第4図ないし第8図はこの発明のラツク
ピニオン式かじ取り装置用ラツクのプレス成形金
型の実施例としてプレス成形加工されたラツクに
よつて示したもので、第4図ないし第6図は第1
実施例であつて第4図は要部の平面図、第5図は
第4図のZ―Z線における部分断面図、第6図は
第5図の要部拡大断面図、第7図は第2実施例例
で第6図に相当する要部拡大断面図、第8図は第
3実施例で第6図に相当する要部拡大断面図であ
る。 11……ラツク、12……ラツク棒、13……
ラツク部、14……最終端部ラツク歯形、15…
…端部ラツク歯形、16……残部ラツク歯形、2
3,27,30……端部歯みぞ、24,28,3
1……端部傾斜面、A……端部歯みぞの歯先部歯
みぞ幅寸法、B……端部歯底面の歯底幅寸法、θ
……傾斜角、α……圧力角。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ラツク歯形がラツク棒に塑性加工で成形され
    るラツクピニオン式かじ取り装置用ラツクのプレ
    ス成形金型において、前記ラツク棒にラツク部が
    設けられ、このラツク部における前記ラツク棒軸
    方向の両端部に形成された最終端部ラク歯形又は
    この最終端部ラツク歯形から連続する複数個の端
    部ラツク歯形は歯元のたけが前記ラツク部に形成
    された他の残部ラツク歯形と等しく、全歯たけが
    前記ラツク部の両端部に向つて前記残部ラツク歯
    形より順次小さく形成され、かつ、前記最終端部
    ラツク歯形に隣接して前記ラツク部両端に形成さ
    れた端部歯みぞが端部歯みぞの歯底面から前記ラ
    ツク棒の外周面に達する端部傾斜面を有するラツ
    ク歯形の転写形状を備えたことを特徴とするラツ
    クピニオン式かじ取り装置用ラツクのプレス成形
    金型。 2 前記端部歯みぞの形状は歯先部歯みぞ幅寸法
    Aが少なくとも前記最終端部ラツク歯形の全歯た
    けと同じ高さにおける他の前記ラツク歯形の歯み
    ぞ幅寸法以上で、、かつ、前記端部歯みぞの端部
    傾斜面と前記ラツク棒の軸線に直交する面となす
    傾斜角θが少なくとも前記ラツク歯形の圧力角以
    上である形状を有するラツク歯形の転写形状を備
    えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のラツクピニオン式かじ取り装置用ラツクのプレ
    ス成形金型。 3 前記端部歯みぞの形状は歯先部歯みぞ幅寸法
    Aが少なくとも前記最終端部ラツク歯形の全歯た
    けと同じ高さにおける他の前記ラツク歯形の歯み
    ぞ幅寸法以上で、かつ、歯底幅寸法Bが少なくと
    も他のラツク歯形の歯底幅寸法以上である形状を
    有するラツク歯形の転写形状を備えたことを特徴
    とする特許の請求の範囲第1項記載のラツクピニ
    オン式かじ取り装置用ラツクのプレス成形金型。
JP14947380A 1980-10-27 1980-10-27 Back of rack-and-pinion type steering device Granted JPS5773268A (en)

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