JP4713528B2 - ステアリング用中空ラックバーおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
図8に示す中空ラックバーの偏肉管状部位の製造方法として、例えば、押出し法を採用した特許文献1および特許文献2で提案された方法や、マンドレルミルを適用した特許文献3で提案された方法がある。中空ラックバーの偏肉管状部位の製造方法には、これらの製管方法に加え、さらに切削加工法がある。
(a)加工の出発素材となる金属管は、通常の工業プロセスで量産される周方向に均等肉厚で形成される金属管(以下、単に「均肉管」という)を使用する必要がある。これは、工業的な量産性に優れる均肉管を金属管素材に流用することによって、中空ラックバーの偏肉管状部位の製造コストの低減を図るためであり、金属管素材としては継目無し管、溶接管および鍛接管の管種を問わない。
(b)機械部品として用いられる中空ラックバーの外面を美麗に仕上げるには、前記金属管素材に冷間加工を施して、管端部分または全長に亘り偏肉管状部位を製造するのが有効である。
(c)しかも、上記(b)の冷間加工は、設備投資の省略または低減を図るために、新たな設備を設置することなく、汎用設備で実施する必要がある。
(1)金属管素材が絞り加工部の入り側中心軸と出側中心軸とが偏芯した偏芯ダイスに押し込まれて絞り加工が施され、少なくとも加工端から軸長方向に沿った部分に外径中心と内径中心が偏芯した偏肉管状部位が構成されたことを特徴とする中空ラックバーである。
(2)金属管素材から絞り加工部の入り側中心軸と出側中心軸とが偏芯した偏芯ダイスを用いた冷間絞り加工によって中空ラックバーを製造する方法であって、前記金属管素材が周方向に均等肉厚で形成された金属管であり、これを前記偏芯ダイスに押し込んで、少なくとも加工端から軸長方向に沿った部分に外径中心と内径中心が偏芯した偏肉管状部位を構成することを特徴とする中空ラックバーの製造方法である。
また、本発明によって得られた中空ラックバーの下記(a)式で示す偏肉率αを0.14以上にすることができる。
α=2(ta−tb)/(ta+tb) ・・・ (a)
但し、ta:最厚肉部の肉厚、tb:最薄肉部の肉厚
上記(b)式において、入り側と出側の中心軸が同芯(ダイス偏芯量eが0)の場合はβ=0であり、ダイス偏芯量eを最大限大きくした場合にはβ=1となり、βは0〜1の範囲で変化させることができる。
図3は、偏芯絞りにおける偏肉形成に与えるダイス偏芯率βおよび絞り比γの影響の説明する図である。図3(a)は、絞り比γ一定の条件でのダイス偏芯率βと中空ラックバーの偏肉管状部位のta/toおよびtb/to(以下、「増肉比」という)との関係を示す図である。ダイス偏芯率β=0では、均肉管素材の硬度が周方向に均等であれば、最厚肉部の増肉比ta/toと、最薄肉部の増肉比tb/toとは等しくなる。
1回の偏芯絞りにおける中空ラックバーの偏肉管状部位を構成する効果を確認した。均肉管素材(供試材)として、規格が機械構造用炭素鋼鋼管STKM14B(JIS3445)で、肉厚to=3mm、外径Do=42.7mmの電気抵抗溶接管を用いた。この供試材に焼準熱処理(900℃×10分)を施してから長さ550mmに切断し、化成潤滑皮膜処理を行った後、偏芯率βが異なる4種類のダイス(A、B、C、D)で偏芯絞りを行った。ダイス偏芯率βおよび前記図1に基づく寸法を表1に示す。なお、Di、De、rai、rae、rbiおよびrbeはmmで表している。
(実施例2)
実施例1と同様に、1回の偏芯絞りにおける中空ラックバーの偏肉管状部位を構成する効果を確認した。均肉管素材(供試材)として、規格が機械構造用炭素鋼鋼管STKM14B(JIS3445)である、表3に示す同一肉厚で外径が異なる3種類(I材、II材、III材)の電気抵抗溶接管を用いた。これらを表3に示す長さに切断し、化成潤滑皮膜処理を行った後、前記図2(a)に示すダイス偏芯率β=1のダイスを用いて、素材の溶接ビードをダイスの子午線SRに位置せしめて偏芯絞りを行った。
(実施例3)
実施例3では、偏芯絞りを2回繰り返すことによる中空ラックバーの偏肉管状部位を構成する効果を確認した。均肉管素材(供試材)として、規格が機械構造用炭素鋼鋼管STKM14B(JIS3445)で、肉厚to=4.2mm、外径Do=60.5mmである継ぎ目無し鋼管を使用した。供試材を長さ550mmに切断し、化成潤滑皮膜処理の後、前記図2に示すダイス偏芯率β=1の偏芯ダイスを用いて、1回目の偏芯絞りを実施した。使用したダイス寸法は、次の通りである。
絞り部:rai=rae=68.3mm、θa=30°
前記図2に示す偏芯絞りを行い、図2(c)に示す状態で偏芯絞りを完了し、供試材を偏芯ダイスから抜き取り、管の先端部13および絞り部10bの出側PRを切断、除去し、外径42.7mm、長さ約550mmの全長に亘り偏肉管状部位14からなる中空ラックバーを得た。得られた中空ラックバーの偏肉管状部位は、最厚肉部肉厚taは7mm、最薄肉部肉厚tbは5mm、および偏肉率α=0.33であった。
1a、10a、20a:入り側ガイド部
1b、10b、20b:絞り部
1c、10c、20c:出側ガイド部
11:金属管素材、 12:押し金
13:先端部、 14:偏肉管状部位
15:ストリッパ、 100:ラックバー
110、120、130:中空ラックバー
Claims (7)
- 金属管素材を絞り加工部の入り側中心軸と出側中心軸とが偏芯した偏芯ダイスに押し込む絞り加工が施され、少なくとも加工端から軸長方向に沿った部分に外径中心と内径中心が偏芯した偏肉管状部位が構成されたことを特徴とする中空ラックバー。
- 少なくとも管端から軸長方向に沿った部分に偏肉管状部位が構成された中空素材を前記金属管素材とし、当該金属管素材を使用する偏芯ダイスに押し込む絞り加工が施され、少なくとも加工端から軸長方向に沿った部分に、断面の厚肉部と薄肉部の肉厚差がさらに増加した偏肉管状部位が構成されたことを特徴とする請求項1に記載される中空ラックバー。
- 下記(1)式で示す偏肉率αが0.14以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の中空ラックバー。
α=2(ta−tb)/(ta+tb) ・・・ (1)
但し、ta:最厚肉部の肉厚、tb:最薄肉部の肉厚 - 金属管素材から絞り加工部の入り側中心軸と出側中心軸とが偏芯した偏芯ダイスを用いた冷間絞り加工によって中空ラックバーを製造する方法であって、
前記金属管素材が周方向に均等肉厚で形成された金属管であり、これを前記偏芯ダイスに押し込んで、少なくとも加工端から軸長方向に沿った部分に外径中心と内径中心が偏芯した偏肉管状部位を構成することを特徴とする中空ラックバーの製造方法。 - 前記金属管素材として周方向に均等肉厚で形成された金属管に替えて、前記偏芯ダイスを用いた冷間絞り加工によって少なくとも管端から軸長方向に沿った部分に偏肉管状部位が構成された中空素材を用い、
当該中空素材の偏肉管状部位の厚肉側を使用する偏芯ダイス絞り部の出側中心軸から径方向に最も遠い位置に配置し、1回または複数回の冷間絞り加工を繰り返すことを特徴とする請求項4に記載の中空ラックバーの製造方法。 - 少なくとも加工端から軸長方向に沿った部分に偏肉管状部位を構成した後、その全長に亘り略同一外径になるように冷間加工により縮径加工を行うことを特徴とする請求項5または6に記載の中空ラックバーの製造方法。
- 得られた中空ラックバーの下記(1)式で示す偏肉率αが0.14以上であることを特徴とする請求項4−6のいずれかに記載の中空ラックバーの製造方法。
α=2(ta−tb)/(ta+tb) ・・・ (1)
但し、ta:最厚肉部の肉厚、tb:最薄肉部の肉厚
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JP2007071269A JP4713528B2 (ja) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | ステアリング用中空ラックバーおよびその製造方法 |
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Citations (2)
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JPH05138209A (ja) * | 1991-11-20 | 1993-06-01 | Nkk Corp | 偏肉継目無鋼管の製造法 |
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