JP3442298B2 - ステアリングラックの製造方法 - Google Patents
ステアリングラックの製造方法Info
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Description
て1工程で鍛造成形を行うようにするとともに、鍛造成
形した後の製品のバリ取り加工を省略することができる
ようにし、さらに、製品の精度を向上することができる
ようにしたステアリングラックの製造方法、特に、形状
の複雑なバリアブルステアリングラック(可変速ステア
リングラック)の製造に適した、ステアリングラックの
製造方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】現在、形状の簡単なコンスタントステア
リングラックは、機械加工や冷間成形により、比較的容
易に、かつ、低コストで製造することができるようにな
っている。 【0003】一方、形状の複雑なバリアブルステアリン
グラックは、機械加工法や各種の塑性加工法により製造
されている。ところで、このうち、機械加工法は、加工
に時間を要し、製造コストが高くなるという問題があっ
た。 【0004】また、塑性加工法は、金型寿命等との関係
で、量産化するためには、冷間成形を採用することは困
難なため、通常、熱間における鍛造成形(「温間におけ
る鍛造成形」を含む。)が採用されている。 【0005】ところで、ステアリングラックのような長
尺製品を鍛造成形する場合、成形する製品の形状、すな
わち、金型形状に応じ、素材に、その長手方向及び周方
向の塑性変形が生じることとなるため、この塑性変形を
吸収することができる開放形金型を用いて鍛造成形が行
われていた。そして、素材の長手方向の塑性変形は、鍛
造成形を行った後、製品にタイロッド等を取り付けるた
めの機械仕上げ加工を行う際に、所定寸法に仕上げるこ
とにより解消するようにしていた。また、バリとなって
発生する周方向の塑性変化は、そのまま放置すると、ス
テアリングラックの場合、ステアリングラックがステア
リングハウジングを貫通、摺動する際に、ステアリング
ラックの円滑な移動の支障となるため、鍛造成形を行っ
た後、このバリをトリミングその他の切削工程によって
除去し、完成品としていた。このため、塑性加工法の場
合も、バリを除去するための切削工程に時間を要し、製
造コストが高くなるという問題があった。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
ステアリングラックの製造方法の有する問題点に鑑み、
閉塞形金型を用いて1工程で鍛造成形を行うようにする
とともに、鍛造成形した後の製品のバリ取り加工を省略
することができるようにし、さらに、製品の精度を向上
することができるようにしたステアリングラックの製造
方法を提供することを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のステアリングラックの製造方法は、素材を
温間鍛造に適した温度に加熱した後、成形するステアリ
ングラックの形状に応じて、塑性変形による素材の逃出
を吸収するように形成した閉塞形金型を用いて鍛造成形
するステアリングラックの製造方法において、塑性変形
による素材の逃出の吸収を行う一方の金型の素材収容部
に沿って形成した逃出吸収部を、他方の金型にて成形す
る歯形形状の背面側に、該歯形形状に応じて底面を多段
階又は傾斜させた凹部に形成した閉塞形金型を用いて鍛
造成形することを特徴とする。 【0008】 【発明の実施の形態】以下、本発明のステアリングラッ
クの製造方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。 【0009】図1に従って、本発明のステアリングラッ
クの製造方法の工程を、図5〜図6に示す形状の異なる
ラック歯形21,22を備えるようにしたバリアブルス
テアリングラック2(以下、単に「ステアリングラッ
ク」という。)を製造する場合を例にして説明する。 【0010】まず、製造するステアリングラックに適し
た材質、例えば、中炭素鋼等の丸棒状の素材1を、所定
の長さに切断し(図1(1))、この切断した素材11
に成形するステアリングラックの形状に合わせて荒レー
ス加工を施すようにする(図1(2))。 【0011】次に、レース加工を施した素材12を温間
鍛造に適した温度、例えば、750℃〜900℃(この
温度は素材12の材質により異なる。)に加熱する(図
1(3))。この素材12の加熱は、通電加熱、より具
体的には、素材12の両端に接続した電極により通電し
て所定の部位別の設定温度まで急速に加熱することによ
り行うようにする。これにより、短時間に所定の温度に
加熱することができ、酸化スケールの発生や脱炭を防止
することができるとともに、温度制御を成形するステア
リングラックの形状に応じて部位別に正確に行うことが
できるものとなる。 【0012】次に、この加熱した素材13を、上金型3
及び下金型4とからなる閉塞型金型Mにより鍛造成形
(図1(4)、(5))する。 【0013】上金型3は、図2に示すように、ステアリ
ングラック2の外周、特に、ラック歯形21,22の外
形状を整えるための溝状の素材収容部30を、その長手
方向に形成するとともに、素材収容部30の所定位置
に、ラック歯形をしたくぼみ31,32を形成する。 【0014】また、下金型4は、図3〜図4に示すよう
に、ステアリングラック2の外周を整えるための溝状の
素材収容部40を、その長手方向に形成するとともに、
素材収容部40の所定位置に、塑性変形による素材の逃
出を吸収する逃出吸収部41を形成する。この塑性変形
による素材の逃出を吸収する逃出吸収部41は、上金型
3にて成形する歯形形状、すなわち、ラック歯形をした
くぼみ31,32に応じて、素材の塑性変形が生じる位
置に合わせて、その形状を異ならせて形成するようにす
る。本実施例においては、逃出吸収部41は、底面の高
さが異なる3段階の凹部42,43,44に形成するよ
うにする。これにより、バリアブルステアリングラック
のような、形状が複雑で、部位毎に素材の塑性変形量が
異なる製品の場合においても、塑性変形による素材の逃
出を確実に吸収して、周方向の塑性変化がバリとなって
発生することを防止できるものとなる。 【0015】なお、逃出吸収部41の形状は、素材収容
部40内に収まるようにして、形成したステアリングラ
ック2がステアリングハウジング(図示省略)を貫通す
る際に、ステアリングラック2が円滑に摺動できるよう
にする。また、本実施例においては、逃出吸収部41
を、底面の高さが異なる3段階の凹部42,43,44
に形成するようにしたが、これに限定されず、凹部の段
数を異ならせたり、凹部の底面を傾斜させることによ
り、部位毎に異なる素材の塑性変形量を吸収するように
することもできる。 【0016】このように、荒レース加工を施し、加熱し
た素材13を、上金型3及び下金型4とからなる閉塞型
金型Mにより、所定の加圧力にて押圧することにより、
1工程で、ステアリングラック2を鍛造成形することが
できる(図1(6))。この場合、成形するステアリン
グラック2の形状に応じて、塑性変形による素材の逃出
を、底面の高さが異なる3段階の凹部42,43,44
で構成した逃出吸収部41において吸収するようにした
閉塞形金型Mを用いて鍛造成形するようにしているの
で、素材の周方向の塑性変化がバリとなって発生せず、
このため、鍛造成形した後の製品のバリ取り加工を省略
することができ、製造コストを低廉にでき、さらに、製
品の精度を向上することができるものとなる。 【0017】そして、このステアリングラック2は、鍛
造成形を行った後、製品にタイロッド等を取り付けるた
めの機械仕上げ加工を行う際に、所定寸法に仕上げるこ
とにより、長手方向の塑性変形を解消するようにする。 【0018】このようにして成形したステアリングラッ
ク2を図5〜図6に示す。このステアリングラック2
は、丸棒状の本体部20の先端部に、形状の異なるラッ
ク歯形21,22を形成するようにしたものであり、ラ
ック歯形21,22の背面側には、底面の高さが異なる
3段階の凹部42,43,44で構成した逃出吸収部4
1において吸収された塑性変形による素材の逃出が高さ
の異なる段差23となって現れている。 【0019】 【発明の効果】本発明のステアリングラックの製造方法
によれば、成形するステアリングラックの形状に応じ
て、塑性変形による素材の逃出を吸収するように形成し
た閉塞形金型を用いて鍛造成形するようにしているの
で、1工程で鍛造成形を行うようにすることができると
ともに、周方向の塑性変化がバリとなって発生せず、こ
のため、鍛造成形した後の製品のバリ取り加工を省略す
ることができ、製造コストを低廉にでき、さらに、製品
の精度を向上することができる。 【0020】そして、塑性変形による素材の逃出の吸収
を行う一方の金型の素材収容部に沿って形成した逃出吸
収部を、他方の金型にて成形する歯形形状の背面側に、
該歯形形状に応じて底面を多段階又は傾斜させた凹部に
形成した閉塞形金型を用いて鍛造成形することにより、
バリアブルステアリングラックのような、形状が複雑
で、部位毎に素材の塑性変形量が異なる製品の場合にお
いても、塑性変形による素材の逃出を確実に吸収して、
閉塞金型を用いて高精度に鍛造成形を行うことができ
る。
の一例を示す説明図である。 【図2】本発明のステアリングラックの製造方法に用い
る上金型を示し、(A)は底面図、(B)は(上金型を
上に向けた状態の)正面断面図である。 【図3】同下金型を示し、(A)は平面図、(B)は正
面断面図である。 【図4】同下金型を示し、(A)は図3(B)のA−A
断面図、(B)は図3(B)のB−B断面図、(C)は
図3(B)のC−C断面図、(D)は図3(B)のD−
D断面図である。 【図5】本発明の製造方法により製造したステアリング
ラックを示し、(A)は平面図、(B)は正面図、
(C)は底面図である。 【図6】同下金型を示し、(A)は図5(B)のA−A
断面図、(B)は図5(B)のB−B断面図、(C)は
図5(B)のC−C断面図、(D)は図5(B)のD−
D断面図である。 【符号の説明】 1 素材 11 切断素材 12 荒レース加工後の素材 13 加熱した素材 2 ステアリングラック 20 本体部 21 ラック歯 22 ラック歯 23 段差 3 上金型 30 素材収容部 31 ラック歯形をしたくぼみ 32 ラック歯形をしたくぼみ 4 下金型 40 素材収容部 41 逃出吸収部 42 凹部 43 凹部 44 凹部 M 閉塞型金型
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 素材を温間鍛造に適した温度に加熱した
後、成形するステアリングラックの形状に応じて、塑性
変形による素材の逃出を吸収するように形成した閉塞形
金型を用いて鍛造成形するステアリングラックの製造方
法において、塑性変形による素材の逃出の吸収を行う一
方の金型の素材収容部に沿って形成した逃出吸収部を、
他方の金型にて成形する歯形形状の背面側に、該歯形形
状に応じて底面を多段階又は傾斜させた凹部に形成した
閉塞形金型を用いて鍛造成形することを特徴とするステ
アリングラックの製造方法。
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1998
- 1998-11-16 JP JP32464198A patent/JP3442298B2/ja not_active Expired - Fee Related
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