JP2000202522A - 中空ラック軸の製造方法 - Google Patents

中空ラック軸の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】負荷の低減を図ると共に、成形度を向上させた
中空ラック軸の製造方法を得る。 【解決手段】平坦部を形成した後、ラック歯形を有する
成形金型に鋼管10を装填して、鋼管10内に押出部の
大きさが異なる複数のマンドレル16を順次挿入し、平
坦部の内側からラック歯形側に押出部により平坦部を徐
々に押し出してラック歯1aを形成するときに、始め
に、押出部が直線状のマンドレル16を挿入し、次に、
押出部のほぼ中央を軸方向に沿って窪ませた凹部26を
有するマンドレル16を挿入して、ラック歯1aを形成
する。また、鋼管10の内径よりも小さな幅のマンドレ
ル16を挿入してラック歯1aを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管に平坦部を形
成し、この平坦部にラック歯を形成する中空ラック軸の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば、自動車のラックアン
ドピニオン式のステアリング機構には、ラック軸が用い
られている。ラック軸は近年軽量化のために中空化する
ことが試みられている。中空ラック軸の製造方法とし
て、特公平3−5892号公報にあるように、電縫鋼管
や押出成形鋼管を用い、プレス成形を行って、鋼管の外
周に平坦部を形成し、この平坦部にラック歯を形成して
いる。ラック歯の形成に際しては、平坦部を形成した鋼
管を歯形成形金型内に装填し、鋼管内にマンドレルを強
制挿入して、平坦部を内側から押し出してラック歯を形
成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の製造方法では、ラック歯を形成する際に、歯形
成形金型のラック歯形に過大な負担が加わり、特に、ラ
ック歯形の中央部には大きな負荷が加わり続け、また、
平坦部に形成されるラック歯の幅方向端部の成形度が十
分ではないという問題があった。更に、マンドレルに加
わる加工抵抗が大きいという問題があった。
【0004】本発明の課題は、負荷の低減を図ると共
に、成形度を向上させた中空ラック軸の製造方法を提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、鋼管を潰して平坦部を形成し、該平坦部にラック歯
を形成する中空ラック軸の製造方法において、前記平坦
部を形成した後、ラック歯形を有する成形金型に前記鋼
管を装填して、前記鋼管内に押出部の大きさが異なる複
数のマンドレルを順次挿入し、前記平坦部の内側から前
記ラック歯形側に前記押出部により前記平坦部を徐々に
押し出して前記ラック歯を形成するときに、始めに、前
記押出部が直線状の前記マンドレルを挿入し、次に、前
記押出部のほぼ中央を軸方向に沿って窪ませた前記マン
ドレルを挿入することを特徴とする中空ラック軸の製造
方法がそれである。
【0006】また、前記鋼管の内径よりも小さな幅の前
記マンドレルを挿入して前記ラック歯を形成するように
してもよい。更に、1本の前記マンドレルに1箇所又は
複数箇所の前記押出部を設けるようにしてもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図3に示すように、1は中空
のラック軸であり、ラック軸1はギヤハウジング2内に
回転可能に支承されたピニオン4と噛合されている。ラ
ック軸1は、図4に示すように、その外周にラック歯1
aが形成されており、このラック歯1aとピニオン4と
が噛合されている。ピニオン4と反対側のラック軸1に
はラックガイド6がスプリング8の付勢力によって押圧
されており、ラック軸1をピニオン4の方向へ押圧して
ピニオン4との噛み合いを適度に調整している。
【0008】この中空ラック軸1の製造には電縫鋼管や
押出成形鋼管等の鋼管を素材として用い、まず、図5に
示すように、鋼管10の外周に平坦部12が冷間平潰し
プレス成形等により形成される。平坦部12を形成した
後、図6に示すように、ラック歯形14aが形成された
成形金型14に鋼管10を装填してマンドレル16を鋼
管10内に強制挿入する。そして、マンドレル16に設
けられた2箇所の押出部18,19を平坦部12の内側
に押し当てて、平坦部12の内側からラック歯形14a
側に平坦部12を押し出して、材料流れを生じさせラッ
ク歯1aを形成する。
【0009】先端側の押出部18よりも、後側の押出部
19の方が少し大きく形成されている。また、押出部1
8,19の大きさが異なる複数本のマンドレル16が、
鋼管10内に順次挿入され、平坦部12を徐々に押し出
してラック歯1aを形成する。一方の押出部18につい
て、図2によって説明する。押出部18の軸方向と直交
する断面形状は、図2(a)に示すように、円弧部20
と直線部22とを備え、マンドレル16を鋼管10内に
挿入したときに、直線部22が平坦部12の内側に接触
し、円弧部20が鋼管10の円弧部13に接触するよう
に形成されている。
【0010】直線部22の幅W1 は押出部18の幅W2
より小さく形成されており、押出部18の幅W2 は、図
1(a)に示すように、鋼管10の内側の幅W3 よりも
小さく形成されている。そして、マンドレル16を鋼管
10に挿入した際には、マンドレル16の幅方向では、
マンドレル16と鋼管10の内側との間に隙間aが両側
に生じるように形成されている。尚、本実施形態では、
マンドレル16の幅W1 と幅W2 とは、複数本のマンド
レル16の全てについて共通である。
【0011】一方、押出部18の高さHは、鋼管10内
に挿入する順序に徐々に大きくなるように形成されてい
る。そして、その高くする程度は加工が進み仕上げ工程
になるに従って小さくなるように形成されている。ま
た、複数のマンドレル16の内、加工の後半のマンドレ
ル16には、図2(b)に示すように、ほぼ中央が窪ま
された凹部26が形成されており、凹部26はほぼ中央
に形成されており、その両側には直線部24が形成され
ている。
【0012】この複数のマンドレル16を用いてラック
歯1aを加工する場合には、まず、平坦部12を形成し
た鋼管10をラック歯形14aを有する成形金型14に
装填する。そして、直線部22を有するマンドレル16
をその鋼管10内に強制的に挿入する。
【0013】これにより、図1(a)に示すように、円
弧部20は鋼管10の円弧部13に接触すると共に、直
線部22は平坦部12の内側に接触して平坦部12をラ
ック歯形14a側に押し出す。その際、図1(a)に矢
印で示すように、材料はほぼ中央では径方向外側に押し
出されるが、直線部22の両側付近では左右方法に流れ
て、角が丸くなりダレたような形状に押し出される。高
さHの異なる複数のマンドレル16を通して更に、平坦
部12をラック歯形14a側に押し出す。
【0014】加工の後半には、凹部26が形成されたマ
ンドレル16を鋼管10内に通して、更に平坦部12を
ラック歯形14a側に押し出す。その際、材料は、図1
(b)に矢印で示すように、凹部26の両側の直線部2
4により押し出されて、ラック歯1aの両側が角張った
形状に形成されて成形度が向上する。よって、ラック歯
1aの有効な歯幅が大きく得られる。
【0015】また、加工の後半では、特に、ラック歯形
14aに押し出された平坦部12が押し付けられるので
大きな負荷が加わるが、凹部26を設けたのでその両側
の直線部24による負荷となり、ラック歯形14aへの
負荷を低減できると共に、マンドレル16の加工抵抗を
低減できる。更に、マンドレル16の両側に隙間aがあ
るので、加工抵抗を軽減することができ、マンドレル1
6の寿命が向上する。
【0016】以上本発明はこの様な実施形態に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々なる態様で実施し得る。
【0017】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の中空ラック
軸の製造方法は、押出部のほぼ中央を軸方法に沿って窪
ませたマンドレルを挿入してラック歯形側に押し出すの
で、ラック歯形に加わる負荷が低減されると共に、マン
ドレルの加工抵抗を低減できるという効果を奏する。ま
た、鋼管の内径よりも小さな幅のマンドレルを挿入する
ことにより、加工抵抗を低減でき、マンドレルの寿命を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としての中空ラック軸の製
造方法の加工状態を示す説明図である。
【図2】本実施形態の中空ラック軸の製造方法に用いる
マンドレルの断面図である。
【図3】中空ラック軸を用いたステアリング機構の要部
断面図である。
【図4】中空ラック軸のラック歯の斜視図である。
【図5】鋼管に平坦部を形成した状態の斜視図である。
【図6】本実施形態の中空ラック軸の製造方法によるラ
ック歯を形成する状態の断面図である。
【符号の説明】
1…ラック軸 1a…ラック歯 10…鋼管 12…平坦部 13…円弧部 14…成形金型 14a…ラック歯形 16…マンドレル 18,19…押出部 20…円弧部 22,24…直線部 26…凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山脇 崇 愛知県春日井市牛山町字下田面中1203番地 ティーアールダブリュエスエスジェイ株 式会社内 Fターム(参考) 4E028 HA03 HA07

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼管を潰して平坦部を形成し、該平坦部
    にラック歯を形成する中空ラック軸の製造方法におい
    て、 前記平坦部を形成した後、ラック歯形を有する成形金型
    に前記鋼管を装填して、前記鋼管内に押出部の大きさが
    異なる複数のマンドレルを順次挿入し、前記平坦部の内
    側から前記ラック歯形側に前記押出部により前記平坦部
    を徐々に押し出して前記ラック歯を形成するときに、 始めに、前記押出部が直線状の前記マンドレルを挿入
    し、次に、前記押出部のほぼ中央を軸方向に沿って窪ま
    せた前記マンドレルを挿入することを特徴とする中空ラ
    ック軸の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記鋼管の内径よりも小さな幅の前記マ
    ンドレルを挿入して前記ラック歯を形成することを特徴
    とする請求項1記載の中空ラック軸の製造方法。
  3. 【請求項3】 1本の前記マンドレルに1箇所又は複数
    箇所の前記押出部を設けたことを特徴とする請求項1又
    は請求項2記載の中空ラック軸の製造方法。
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