JPH08155575A - ラック軸の製造方法 - Google Patents
ラック軸の製造方法Info
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- JPH08155575A JPH08155575A JP6319402A JP31940294A JPH08155575A JP H08155575 A JPH08155575 A JP H08155575A JP 6319402 A JP6319402 A JP 6319402A JP 31940294 A JP31940294 A JP 31940294A JP H08155575 A JPH08155575 A JP H08155575A
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D3/00—Steering gears
- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
- B62D3/126—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by the rack
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D53/00—Making other particular articles
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Forging (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的小さな力でラック歯を成形でき、バリ
の発生も少なく、然もラック歯の歯の深さを歯幅方向で
均一にすることのできるラック軸の製造方法を提供する
こと。 【構成】 中空パイプ状のラック軸素材１１の内部に心
金２６を挿入し、このラック軸素材１１と転造ロール２
７とを相対的に摺動させて該ラック軸素材１１にラック
歯１２を転造する方法であって、心金２６として、その
横断面形状が、ラック軸素材１１のラック歯形成予定部
に対し空隙を介して離隔する加工支持面９０を備え、か
つこの加工支持面が中高状をなすものを用いること。
の発生も少なく、然もラック歯の歯の深さを歯幅方向で
均一にすることのできるラック軸の製造方法を提供する
こと。 【構成】 中空パイプ状のラック軸素材１１の内部に心
金２６を挿入し、このラック軸素材１１と転造ロール２
７とを相対的に摺動させて該ラック軸素材１１にラック
歯１２を転造する方法であって、心金２６として、その
横断面形状が、ラック軸素材１１のラック歯形成予定部
に対し空隙を介して離隔する加工支持面９０を備え、か
つこの加工支持面が中高状をなすものを用いること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は中空パイプ状のラック軸
素材の側面にラック歯を転造するラック軸の製造方法に
関する。
素材の側面にラック歯を転造するラック軸の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車のステアリング機構等で
用いられるラック軸は、丸棒の周面の一部を平坦にし
て、ここにラック歯を形成したものである。このとき、
ラック軸素材を中空パイプとすることは、軽量化の要求
から実施されている。
用いられるラック軸は、丸棒の周面の一部を平坦にし
て、ここにラック歯を形成したものである。このとき、
ラック軸素材を中空パイプとすることは、軽量化の要求
から実施されている。
【０００３】ラック軸素材に塑性加工によってラック歯
を成形する方法として、特公昭58-31257号に、素材のラ
ック歯形成部分を、ラック歯形を設けた上型で、該素材
の軸線に対し垂直方向に加圧する方法が示されている。
を成形する方法として、特公昭58-31257号に、素材のラ
ック歯形成部分を、ラック歯形を設けた上型で、該素材
の軸線に対し垂直方向に加圧する方法が示されている。
【０００４】また、特公平3-5892号公報には、歯列形成
部を平面部とした中空パイプからなるラック軸素材の該
平面部に、ラック歯に対応する凹凸面を形成した成形型
を当てがい、該中空パイプ内にポンチを圧入することに
より、前記平面部の肉を前記成形型の凹凸面内に喰込ま
せて歯列を形成させる方法が示されている。
部を平面部とした中空パイプからなるラック軸素材の該
平面部に、ラック歯に対応する凹凸面を形成した成形型
を当てがい、該中空パイプ内にポンチを圧入することに
より、前記平面部の肉を前記成形型の凹凸面内に喰込ま
せて歯列を形成させる方法が示されている。
【０００５】然しながら、このような従来技術はいずれ
も中空パイプの側面に予め平面部を成形する工程があ
り、また大きな加工力（加圧力）を必要とし、このため
形成されるラック歯の周囲にバリができ易い。
も中空パイプの側面に予め平面部を成形する工程があ
り、また大きな加工力（加圧力）を必要とし、このため
形成されるラック歯の周囲にバリができ易い。
【０００６】そこで、本出願人は、特願平5-299091号に
より、比較的小さな力でラック歯を成形でき、バリの発
生も少ないラック軸の製造方法を提案した。この先願技
術は、「側面にラック歯を有するラック軸を製造するに
際し、中空パイプ状のラック軸素材をその内部に心金を
挿入した状態で保持するとともに、周面にラック歯形を
形成した転造ロールを前記ラック軸素材に沿わせて回転
自在に保持し、前記ラック軸素材と前記転造ロールとを
該転造ロールの接線方向に相対的に摺動させて該ラック
軸素材にラック歯を転造する」ようにしたものである。
より、比較的小さな力でラック歯を成形でき、バリの発
生も少ないラック軸の製造方法を提案した。この先願技
術は、「側面にラック歯を有するラック軸を製造するに
際し、中空パイプ状のラック軸素材をその内部に心金を
挿入した状態で保持するとともに、周面にラック歯形を
形成した転造ロールを前記ラック軸素材に沿わせて回転
自在に保持し、前記ラック軸素材と前記転造ロールとを
該転造ロールの接線方向に相対的に摺動させて該ラック
軸素材にラック歯を転造する」ようにしたものである。
【０００７】即ち、上述した先願技術（特願平5-299091
号）では、中空パイプ状のラック軸素材を転造すると
き、パイプ周面の無秩序な変形を抑え、パイプ周面の一
部を効率的に平坦にしてここにラック歯を転造するた
め、ラック軸素材のパイプ内部に心金を挿入しているの
である。
号）では、中空パイプ状のラック軸素材を転造すると
き、パイプ周面の無秩序な変形を抑え、パイプ周面の一
部を効率的に平坦にしてここにラック歯を転造するた
め、ラック軸素材のパイプ内部に心金を挿入しているの
である。
【０００８】このとき、先願技術では、ラック軸素材の
内部に挿入される心金として、製品ラック軸のラック歯
形成部の横断面形状に倣う横断面形状のもの、即ち、図
７に示す如く、「その横断面形状が、ラック軸素材のラ
ック歯形成予定部に対し空隙を介して離隔する加工支持
面を備え、かつこの加工支持面が全面平坦面をなすも
の」を用いることとしている。図７において、１はラッ
ク軸素材、１Ａはラック歯、２は心金、２Ａは加工支持
面である。
内部に挿入される心金として、製品ラック軸のラック歯
形成部の横断面形状に倣う横断面形状のもの、即ち、図
７に示す如く、「その横断面形状が、ラック軸素材のラ
ック歯形成予定部に対し空隙を介して離隔する加工支持
面を備え、かつこの加工支持面が全面平坦面をなすも
の」を用いることとしている。図７において、１はラッ
ク軸素材、１Ａはラック歯、２は心金、２Ａは加工支持
面である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図７に基づき発明が解
決しようとする課題を説明する。図７は前記先願技術の
心金形状を利用して中空パイプ素材からラック軸のラッ
ク歯を成形する過程を示し、（Ａ）図は転造工程初期、
（Ｂ）図は終期を示す。
決しようとする課題を説明する。図７は前記先願技術の
心金形状を利用して中空パイプ素材からラック軸のラッ
ク歯を成形する過程を示し、（Ａ）図は転造工程初期、
（Ｂ）図は終期を示す。
【００１０】転造ロールの歯先によって押されるラック
軸素材の側面は、一部は心金との間の空隙側へ、一部は
素材の外周側へ、他は転造ロールの歯底側へ偏肉する。
軸素材の側面は、一部は心金との間の空隙側へ、一部は
素材の外周側へ、他は転造ロールの歯底側へ偏肉する。
【００１１】工程初期には空隙側への偏肉（ア）が容易
に進み、やがて、心金の加工支持面２Ａによって変形が
規制される（（Ａ）図）。この段階では、心金両端部に
おける変形が遅れ、素材と心金との間に隙間３が生じ、
転造ロール歯底側への偏肉（ラック歯１Ａ）も十分でな
く、ラック歯歯先中央にへこみ４がみられる。
に進み、やがて、心金の加工支持面２Ａによって変形が
規制される（（Ａ）図）。この段階では、心金両端部に
おける変形が遅れ、素材と心金との間に隙間３が生じ、
転造ロール歯底側への偏肉（ラック歯１Ａ）も十分でな
く、ラック歯歯先中央にへこみ４がみられる。
【００１２】ラック歯を所定高さまでもり上げるため
に、更に転造工数を増やすと、偏肉は前記隙間３を小さ
くする方向に進む。このとき、心金の加工支持面が全面
平坦なため、転造ロール歯先の力の作用点と心金両端と
の距離が短く、終期形状（（Ｂ）図）にするまでの工数
がかかる。同時に素材外周側への偏肉（イ）が多くな
り、素材外周のクランプ力に抗する大きな力が作用す
る。素材外周側への偏肉は、ラック軸の転造加工後外周
を真円状に研磨するとき削り落され、材料の無駄とな
る。
に、更に転造工数を増やすと、偏肉は前記隙間３を小さ
くする方向に進む。このとき、心金の加工支持面が全面
平坦なため、転造ロール歯先の力の作用点と心金両端と
の距離が短く、終期形状（（Ｂ）図）にするまでの工数
がかかる。同時に素材外周側への偏肉（イ）が多くな
り、素材外周のクランプ力に抗する大きな力が作用す
る。素材外周側への偏肉は、ラック軸の転造加工後外周
を真円状に研磨するとき削り落され、材料の無駄とな
る。
【００１３】本発明は、上記先願技術のもつ不具合をな
くし、比較的小さな力で、バリの発生も少なく、然も加
工効率（工数、材料）を落さずラック軸を製造する方法
を提供することを目的とする。
くし、比較的小さな力で、バリの発生も少なく、然も加
工効率（工数、材料）を落さずラック軸を製造する方法
を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、側面にラック歯を有するラック軸を製造するに際
し、中空パイプ状のラック軸素材をその内部に心金を挿
入した状態で保持するとともに、周面にラック歯形を形
成した転造ロールを前記ラック軸素材に沿わせて回転自
在に保持し、前記ラック軸素材と前記転造ロールとを該
転造ロールの接線方向に相対的に摺動させて該ラック軸
素材にラック歯を転造するラック軸の製造方法であっ
て、前記心金として、その横断面形状が、ラック軸素材
のラック歯形成予定部に対し空隙を介して離隔する加工
支持面を備え、かつこの加工支持面が中高状をなすもの
を用いるようにしたものである。
は、側面にラック歯を有するラック軸を製造するに際
し、中空パイプ状のラック軸素材をその内部に心金を挿
入した状態で保持するとともに、周面にラック歯形を形
成した転造ロールを前記ラック軸素材に沿わせて回転自
在に保持し、前記ラック軸素材と前記転造ロールとを該
転造ロールの接線方向に相対的に摺動させて該ラック軸
素材にラック歯を転造するラック軸の製造方法であっ
て、前記心金として、その横断面形状が、ラック軸素材
のラック歯形成予定部に対し空隙を介して離隔する加工
支持面を備え、かつこの加工支持面が中高状をなすもの
を用いるようにしたものである。
【００１５】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の本発明において更に、前記心金の加工支持面が、中
央の平坦面と両側のテーパ面とによって中高状をなすも
のである。
載の本発明において更に、前記心金の加工支持面が、中
央の平坦面と両側のテーパ面とによって中高状をなすも
のである。
【００１６】
【作用】 ラック軸素材と転造ロールとを該転造ロールの接線方
向に相対的に摺動させることにより、ラック軸素材にラ
ック歯を転造できる。このとき、転造ロールはラック軸
素材に圧接するが、ラック軸素材は転造ロールに相対的
に接線方向に摺動するので、転造ロールはラック軸素材
に喰込みながら、接線力により回転し、ラック軸素材に
ラック歯を転造する。
向に相対的に摺動させることにより、ラック軸素材にラ
ック歯を転造できる。このとき、転造ロールはラック軸
素材に圧接するが、ラック軸素材は転造ロールに相対的
に接線方向に摺動するので、転造ロールはラック軸素材
に喰込みながら、接線力により回転し、ラック軸素材に
ラック歯を転造する。
【００１７】そして、転造ロールはラック軸素材に対す
る上述の相対的摺動の所定行程毎（例えば１行程毎）
に、ラック軸素材との軸間距離を狭めることができる。
これにより、転造ロールは前記相対的摺動の所定行程毎
に少しずつ素材に喰込んでいくので、一度に大きな力を
必要とせず、比較的小さな力でラック歯を成形すること
ができる。また成形されたラック歯にバリを生ずること
が少なく、かつ転造により強度に優れたラック歯を成形
することができる。
る上述の相対的摺動の所定行程毎（例えば１行程毎）
に、ラック軸素材との軸間距離を狭めることができる。
これにより、転造ロールは前記相対的摺動の所定行程毎
に少しずつ素材に喰込んでいくので、一度に大きな力を
必要とせず、比較的小さな力でラック歯を成形すること
ができる。また成形されたラック歯にバリを生ずること
が少なく、かつ転造により強度に優れたラック歯を成形
することができる。
【００１８】ラック軸素材の内部に挿入される心金の
横断面形状が、ラック軸素材のラック歯形成予定部に対
し空隙を介して離隔する加工支持面を備え、かつこの加
工支持面が中高状をなすものであるから（図６）、仮に
加工支持面の高さを先願技術と同じと仮定すると、心金
の空隙側への偏肉が容易に進み、加工支持面中央での素
材の変形が早く規制され（（Ａ）図）、それだけ素材の
ラック歯もり上りが早くなり加工効率を上げてラック歯
を成形することができる。
横断面形状が、ラック軸素材のラック歯形成予定部に対
し空隙を介して離隔する加工支持面を備え、かつこの加
工支持面が中高状をなすものであるから（図６）、仮に
加工支持面の高さを先願技術と同じと仮定すると、心金
の空隙側への偏肉が容易に進み、加工支持面中央での素
材の変形が早く規制され（（Ａ）図）、それだけ素材の
ラック歯もり上りが早くなり加工効率を上げてラック歯
を成形することができる。
【００１９】また、心金の加工支持面が中高状をなす
ものであるから、転造工程終期の加工において素材外周
側への偏肉が少なく（図６（Ｂ））、それだけ材料歩留
まりが良い。また素材外周のクランプ力に抗する力も小
さいため真円度の高いラック軸を成形できる。
ものであるから、転造工程終期の加工において素材外周
側への偏肉が少なく（図６（Ｂ））、それだけ材料歩留
まりが良い。また素材外周のクランプ力に抗する力も小
さいため真円度の高いラック軸を成形できる。
【００２０】
【実施例】図１は本発明が適用されるラック軸製造装置
の一例を示す正面図、図２は図１の側面図、図３は図２
の要部拡大斜視図、図４はラック軸素材への心金挿入状
態を示す断面図、図５はラック軸を示す斜視図、図６は
本発明によるラック軸素材のラック歯加工状態を示す模
式図、図７は先願技術によるラック軸素材のラック歯加
工状態を示す模式図である。
の一例を示す正面図、図２は図１の側面図、図３は図２
の要部拡大斜視図、図４はラック軸素材への心金挿入状
態を示す断面図、図５はラック軸を示す斜視図、図６は
本発明によるラック軸素材のラック歯加工状態を示す模
式図、図７は先願技術によるラック軸素材のラック歯加
工状態を示す模式図である。
【００２１】ラック軸１０は、図５に示す如く、中空の
丸パイプからなるラック軸素材１１の周面の一部である
平坦状側面に、その軸方向に交差する多数のラック歯１
２を有するものである。
丸パイプからなるラック軸素材１１の周面の一部である
平坦状側面に、その軸方向に交差する多数のラック歯１
２を有するものである。
【００２２】ラック軸製造装置２０は、架台２１と、素
材クランプ装置２２と、心金設定装置２３と、転造ロー
ル移動装置２４と、転造深さ調整装置２５とを有し、ラ
ック軸素材１１に心金２６を挿入した状態で、ラック軸
素材１１と転造ロール２７とを該転造ロール２７の接線
方向に相対的に摺動させてラック軸素材１１にラック歯
１２を転造するものである。
材クランプ装置２２と、心金設定装置２３と、転造ロー
ル移動装置２４と、転造深さ調整装置２５とを有し、ラ
ック軸素材１１に心金２６を挿入した状態で、ラック軸
素材１１と転造ロール２７とを該転造ロール２７の接線
方向に相対的に摺動させてラック軸素材１１にラック歯
１２を転造するものである。
【００２３】以下、ラック軸製造装置２０の各部の構成
について説明する。 (A) 架台２１（図１、図２） 架台２１は、四隅の支柱３１を介して、天板３２を支え
る。
について説明する。 (A) 架台２１（図１、図２） 架台２１は、四隅の支柱３１を介して、天板３２を支え
る。
【００２４】(B) 素材クランプ装置２２（図１〜図４） 素材クランプ装置２２は、左右の前後支柱３１、３１に
固定のクランプホルダガイド４１にガイドされているク
ランプホルダ４２内の凹所４３に、左右に２分割された
クランプ部材４４、４５を配置し、クランプ部材４４、
４５の間にラック軸素材１１を保持する。
固定のクランプホルダガイド４１にガイドされているク
ランプホルダ４２内の凹所４３に、左右に２分割された
クランプ部材４４、４５を配置し、クランプ部材４４、
４５の間にラック軸素材１１を保持する。
【００２５】左右のクランプ部材４４、４５はクランプ
ホルダ４２の凹所４３内で左右方向移動自在に配置され
ている。他方、クランプホルダ４２の下面に一体配置し
たクランプ用シリンダ４６のロッドにはクランプ用カム
４７が連結され、クランプ用カム４７のくさび状カム面
が左クランプ部材４４の横当接面に衝合している。
ホルダ４２の凹所４３内で左右方向移動自在に配置され
ている。他方、クランプホルダ４２の下面に一体配置し
たクランプ用シリンダ４６のロッドにはクランプ用カム
４７が連結され、クランプ用カム４７のくさび状カム面
が左クランプ部材４４の横当接面に衝合している。
【００２６】これにより、クランプ用シリンダ４６がク
ランプ用カム４７を上動すると、左クランプ部材４４が
右動し、左右のクランプ部材４４、４５がラック軸素材
１１を保持し、ラック軸素材１１の転造加工を開始可能
とする。ラック軸素材１１の転造加工が終了すると、ク
ランプ用シリンダ４６がクランプ用カム４７を下動する
結果、左右のクランプ部材４４、４５の間に介装されて
いるスプリング（不図示）が左クランプ部材４４を原位
置に戻し、左右のクランプ部材４４、４５によるラック
軸素材１１の保持を解除する。
ランプ用カム４７を上動すると、左クランプ部材４４が
右動し、左右のクランプ部材４４、４５がラック軸素材
１１を保持し、ラック軸素材１１の転造加工を開始可能
とする。ラック軸素材１１の転造加工が終了すると、ク
ランプ用シリンダ４６がクランプ用カム４７を下動する
結果、左右のクランプ部材４４、４５の間に介装されて
いるスプリング（不図示）が左クランプ部材４４を原位
置に戻し、左右のクランプ部材４４、４５によるラック
軸素材１１の保持を解除する。
【００２７】左右クランプ部材４４、４５は、図３、図
４に示す如く、素材下面クランプ部４８と、素材上面ク
ランプ部４９とを有する。素材下面クランプ部４８は、
クランプ部材４４、４５の前後方向の全域に渡って設け
られ、ラック軸素材１１の下半面〜赤道面１１Ａの上部
を締付けできるようにラック軸素材１１のパイプ外周面
と略同形をなす。素材上面クランプ部４９は、ラック軸
素材１１の保持を確実にするために、クランプ部材４
４、４５の前後両端部に設けられ、ラック軸素材１１の
上半面を締付けできるようにラック軸素材１１のパイプ
外周面と略同形をなす。そして、左クランプ部材４４の
素材下面クランプ部４８、素材上面クランプ部４９と右
クランプ部材４５の素材下面クランプ部４８、素材上面
クランプ部４９は、それらの間にわずかの隙間ｇ（図３
（Ｂ））を残して位置するとき、ラック軸素材１１を締
付保持する。
４に示す如く、素材下面クランプ部４８と、素材上面ク
ランプ部４９とを有する。素材下面クランプ部４８は、
クランプ部材４４、４５の前後方向の全域に渡って設け
られ、ラック軸素材１１の下半面〜赤道面１１Ａの上部
を締付けできるようにラック軸素材１１のパイプ外周面
と略同形をなす。素材上面クランプ部４９は、ラック軸
素材１１の保持を確実にするために、クランプ部材４
４、４５の前後両端部に設けられ、ラック軸素材１１の
上半面を締付けできるようにラック軸素材１１のパイプ
外周面と略同形をなす。そして、左クランプ部材４４の
素材下面クランプ部４８、素材上面クランプ部４９と右
クランプ部材４５の素材下面クランプ部４８、素材上面
クランプ部４９は、それらの間にわずかの隙間ｇ（図３
（Ｂ））を残して位置するとき、ラック軸素材１１を締
付保持する。
【００２８】図４において、５０はクランプホルダ４２
に設けた素材ストッパである。素材ストッパ５０は、左
右のクランプ部材４４、４５に保持されるラック軸素材
１１の長手方向の保持位置を位置決めするものである。
に設けた素材ストッパである。素材ストッパ５０は、左
右のクランプ部材４４、４５に保持されるラック軸素材
１１の長手方向の保持位置を位置決めするものである。
【００２９】尚、クランプホルダガイド４１とクランプ
ホルダ４２、クランプ用カム４７とクランプホルダ４
２、左クランプ部材４４とクランプホルダ４２はそれぞ
れ係合溝５１Ａ、５２Ａ、５３Ａと突起５１Ｂ、５２
Ｂ、５３Ｂとの係合を介して、一方向にのみ移動自在に
ガイドされている。
ホルダ４２、クランプ用カム４７とクランプホルダ４
２、左クランプ部材４４とクランプホルダ４２はそれぞ
れ係合溝５１Ａ、５２Ａ、５３Ａと突起５１Ｂ、５２
Ｂ、５３Ｂとの係合を介して、一方向にのみ移動自在に
ガイドされている。
【００３０】(C) 心金設定装置２３（図１〜図４） 心金設定装置２３は、クランプホルダ４２の後面に設け
られているシリンダブラケット６１に心金用シリンダ６
２を備え、この心金用シリンダ６２のロッドに心金取付
ブラケット６３が固定され、この心金取付ブラケット６
３に前述の心金２６が取付けられるようになっている。
尚、シリンダブラケット６１とクランプホルダ４２との
間にはブラケットガイド６４が設けられ、心金取付ブラ
ケット６３をガイドしている。
られているシリンダブラケット６１に心金用シリンダ６
２を備え、この心金用シリンダ６２のロッドに心金取付
ブラケット６３が固定され、この心金取付ブラケット６
３に前述の心金２６が取付けられるようになっている。
尚、シリンダブラケット６１とクランプホルダ４２との
間にはブラケットガイド６４が設けられ、心金取付ブラ
ケット６３をガイドしている。
【００３１】これにより、心金用シリンダ６２が心金取
付ブラケット６３を前進させると、心金２６が左右のク
ランプ部材４４、４５間の素材挿入位置に設定され、ラ
ック軸素材１１のパイプ内部に心金２６を挿入してラッ
ク軸素材１１の転造加工を開始可能とする。ラック軸素
材１１の転造加工が終了すると、心金用シリンダ６２が
心金取付ブラケット６３を後退させる結果、心金２６が
ラック軸素材１１のパイプ内部から抜去される。
付ブラケット６３を前進させると、心金２６が左右のク
ランプ部材４４、４５間の素材挿入位置に設定され、ラ
ック軸素材１１のパイプ内部に心金２６を挿入してラッ
ク軸素材１１の転造加工を開始可能とする。ラック軸素
材１１の転造加工が終了すると、心金用シリンダ６２が
心金取付ブラケット６３を後退させる結果、心金２６が
ラック軸素材１１のパイプ内部から抜去される。
【００３２】本実施例は心金を加工毎に所定の位置に移
動設定するものであるが、予め所定位置に固定しておい
ても支障ない。
動設定するものであるが、予め所定位置に固定しておい
ても支障ない。
【００３３】(D) 転造ロール移動装置２４（図１、図
２） 転造ロール移動装置２４は、天板３２の下面に吊下げ固
定されたシリンダブラケット７１の両側に、左右一対の
ロール往復動シリンダ７２、７２が設けられている。そ
して、シリンダブラケット７１の下面のスライドガイド
７３には、スライドブラケット７４が左右に移動自在に
ガイドされている。このスライドブラケット７４はロー
ルホルダ７５を有し、このロールホルダ７５に前述の転
造ロール２７を回転自在に支持している。
２） 転造ロール移動装置２４は、天板３２の下面に吊下げ固
定されたシリンダブラケット７１の両側に、左右一対の
ロール往復動シリンダ７２、７２が設けられている。そ
して、シリンダブラケット７１の下面のスライドガイド
７３には、スライドブラケット７４が左右に移動自在に
ガイドされている。このスライドブラケット７４はロー
ルホルダ７５を有し、このロールホルダ７５に前述の転
造ロール２７を回転自在に支持している。
【００３４】これにより、転造ロール２７は、周面のラ
ック歯形を備えた状態で、素材クランプ装置２２の左右
のクランプ部材４４、４５により保持されたラック軸素
材１１に沿って回転自在に保持される。そして、転造ロ
ール２７は、左右の往復動シリンダ７２、７２の作動に
よりスライドブラケット７４が左右に往復動するに従
い、上記ラック軸素材１１に対し該転造ロール２７の接
線方向に相対的に摺動する。
ック歯形を備えた状態で、素材クランプ装置２２の左右
のクランプ部材４４、４５により保持されたラック軸素
材１１に沿って回転自在に保持される。そして、転造ロ
ール２７は、左右の往復動シリンダ７２、７２の作動に
よりスライドブラケット７４が左右に往復動するに従
い、上記ラック軸素材１１に対し該転造ロール２７の接
線方向に相対的に摺動する。
【００３５】本実施例はシリンダブラケットを天板に固
定するものであるが、シリンダブラケットの中心を軸に
して、シリンダブラケットを天板に対し回動自在に支持
することも可能である。これによれば、ラック軸軸線に
対し、傾斜した歯をもつヘリカルラック軸を成形するこ
とができる。
定するものであるが、シリンダブラケットの中心を軸に
して、シリンダブラケットを天板に対し回動自在に支持
することも可能である。これによれば、ラック軸軸線に
対し、傾斜した歯をもつヘリカルラック軸を成形するこ
とができる。
【００３６】(E) 転造深さ調整装置２５（図１、図２） 転造深さ調整装置２５は、架台２１の上面に設けられた
カムガイド８１により転造深さ調整カム８２を前後に移
動自在にガイドしている。他方、クランプホルダ４２の
下面に突設してある従動部８３の下当接面は上記転造深
さ調整カム８２のくさび状カム面に衝合する。また、架
台２１にはモータ８４が支持され、モータ８４により駆
動されるねじ軸８５は転造深さ調整カム８２に螺合され
ている。
カムガイド８１により転造深さ調整カム８２を前後に移
動自在にガイドしている。他方、クランプホルダ４２の
下面に突設してある従動部８３の下当接面は上記転造深
さ調整カム８２のくさび状カム面に衝合する。また、架
台２１にはモータ８４が支持され、モータ８４により駆
動されるねじ軸８５は転造深さ調整カム８２に螺合され
ている。
【００３７】転造深さ調整装置２５は、転造ロール移動
装置２４による転造ロール２７の往復動の１行程毎にね
じ軸８５を所定角度回転し、カムガイド８１にガイドさ
れる転造深さ調整カム８２を前方へと一定量ずつ前進さ
せる。この転造深さ調整カム８２の移動毎に、クランプ
ホルダ４２は前述のクランプホルダガイド４１にガイド
されて上動する。そして、このクランプホルダ４２の上
動は、転造ホルダ２７の往復動に同期し、ラック軸素材
１１に対する転造ロール２７の各摺動行程毎に、ラック
軸素材１１と転造ロール２７との軸間距離を狭めるもの
となり、ラック歯の歯の深さを徐々に深くするものとな
る。
装置２４による転造ロール２７の往復動の１行程毎にね
じ軸８５を所定角度回転し、カムガイド８１にガイドさ
れる転造深さ調整カム８２を前方へと一定量ずつ前進さ
せる。この転造深さ調整カム８２の移動毎に、クランプ
ホルダ４２は前述のクランプホルダガイド４１にガイド
されて上動する。そして、このクランプホルダ４２の上
動は、転造ホルダ２７の往復動に同期し、ラック軸素材
１１に対する転造ロール２７の各摺動行程毎に、ラック
軸素材１１と転造ロール２７との軸間距離を狭めるもの
となり、ラック歯の歯の深さを徐々に深くするものとな
る。
【００３８】然るに、ラック軸製造装置２０にあって
は、心金２６として、図６に示す如く、その横断面形状
が、ラック軸素材１１のラック歯形成予定部に対し、空
隙を介して離隔する加工支持面９０を備え、かつこの加
工支持面９０が中高状をなすものを用いることとしてい
る。このとき、加工支持面９０は、中央の平坦面９１
と、両側のテーパ面９２、９２とによって中高状をなす
ものが好ましい。
は、心金２６として、図６に示す如く、その横断面形状
が、ラック軸素材１１のラック歯形成予定部に対し、空
隙を介して離隔する加工支持面９０を備え、かつこの加
工支持面９０が中高状をなすものを用いることとしてい
る。このとき、加工支持面９０は、中央の平坦面９１
と、両側のテーパ面９２、９２とによって中高状をなす
ものが好ましい。
【００３９】以下、ラック軸製造装置２０によるラック
軸１０の製造手順について説明する。 (1) 心金設定装置２３により、心金２６を左右のクラン
プ部材４４、４５間の素材挿入位置に設定する。
軸１０の製造手順について説明する。 (1) 心金設定装置２３により、心金２６を左右のクラン
プ部材４４、４５間の素材挿入位置に設定する。
【００４０】(2) ラック軸素材１１を左右のクランプ部
材４４、４５間の素材挿入位置に位置付け、上記(1) の
心金２６をラック軸素材１１に挿入する。このとき、ラ
ック軸素材１１の端面をクランプホルダ４２に設けた素
材ストッパ５０に突き当て、ラック軸素材１１の長手方
向の保持位置を位置決めする。
材４４、４５間の素材挿入位置に位置付け、上記(1) の
心金２６をラック軸素材１１に挿入する。このとき、ラ
ック軸素材１１の端面をクランプホルダ４２に設けた素
材ストッパ５０に突き当て、ラック軸素材１１の長手方
向の保持位置を位置決めする。
【００４１】(3) 素材クランプ装置２２により、上記
(2) のラック軸素材１１を左右のクランプ部材４４、４
５により保持する。
(2) のラック軸素材１１を左右のクランプ部材４４、４
５により保持する。
【００４２】(4) 転造深さ調整装置２５により、クラン
プホルダ４２を適宜の上動位置に設定し、次いで、転造
ロール移動装置２４により、転造ロール２７を往復動さ
せる。これにより、転造ロール２７のラック歯形が、心
金２６の加工支持面９０により背面支持されるラック軸
素材１１の外周部に喰込んで摺動し、浅いラック歯１２
が冷間加工により転造される。
プホルダ４２を適宜の上動位置に設定し、次いで、転造
ロール移動装置２４により、転造ロール２７を往復動さ
せる。これにより、転造ロール２７のラック歯形が、心
金２６の加工支持面９０により背面支持されるラック軸
素材１１の外周部に喰込んで摺動し、浅いラック歯１２
が冷間加工により転造される。
【００４３】(5) 以後、ラック軸素材１１に対する転造
ロール２７の上記(4) の摺動行程毎に、転造深さ調整装
置２５によりクランプホルダ４２を上動させてラック軸
素材１１と転造ロール２７との軸間距離を狭め、ラック
歯１２の歯の深さを徐々に深くしていき、最終的に所定
深さのラック歯１２を形成する。
ロール２７の上記(4) の摺動行程毎に、転造深さ調整装
置２５によりクランプホルダ４２を上動させてラック軸
素材１１と転造ロール２７との軸間距離を狭め、ラック
歯１２の歯の深さを徐々に深くしていき、最終的に所定
深さのラック歯１２を形成する。
【００４４】(6) 上記(5) の転造終了後、心金設定装置
２３により心金２６を抜去し、素材クランプ装置２２に
より左右のクランプ部材４４、４５によるラック軸素材
１１の保持を解除する。
２３により心金２６を抜去し、素材クランプ装置２２に
より左右のクランプ部材４４、４５によるラック軸素材
１１の保持を解除する。
【００４５】以下、本実施例の作用について説明する。 ラック軸素材１１と転造ロール２７とを該転造ロール
２７の接線方向に相対的に摺動させることにより、ラッ
ク軸素材１１にラック歯１２を転造できる。このとき、
転造ロール２７はラック軸素材１１に圧接するが、ラッ
ク軸素材１１は転造ロール２７に相対的に接線方向に摺
動するので、転造ロール２７はラック軸素材１１に喰込
みながら、接線力により回転し、ラック軸素材１１にラ
ック歯１２を転造する。
２７の接線方向に相対的に摺動させることにより、ラッ
ク軸素材１１にラック歯１２を転造できる。このとき、
転造ロール２７はラック軸素材１１に圧接するが、ラッ
ク軸素材１１は転造ロール２７に相対的に接線方向に摺
動するので、転造ロール２７はラック軸素材１１に喰込
みながら、接線力により回転し、ラック軸素材１１にラ
ック歯１２を転造する。
【００４６】そして、転造ロール２７はラック軸素材１
１に対する上述の相対的摺動の１行程毎に、ラック軸素
材１１との軸間距離を狭めることができる。これによ
り、転造ロール２７は前記相対的摺動の１行程毎に少し
ずつ素材に喰込んでいくので、一度に大きな力を必要と
せず、比較的小さな力でラック歯１２を成形することが
できる。また成形されたラック歯１２にバリを生ずるこ
とが少なく、かつ転造により強度に優れたラック歯１２
を成形することができる。
１に対する上述の相対的摺動の１行程毎に、ラック軸素
材１１との軸間距離を狭めることができる。これによ
り、転造ロール２７は前記相対的摺動の１行程毎に少し
ずつ素材に喰込んでいくので、一度に大きな力を必要と
せず、比較的小さな力でラック歯１２を成形することが
できる。また成形されたラック歯１２にバリを生ずるこ
とが少なく、かつ転造により強度に優れたラック歯１２
を成形することができる。
【００４７】ラック軸素材１１の内部に挿入される心
金２６の横断面形状が、ラック軸素材１１のラック歯形
成予定部に対し空隙を介して離隔する加工支持面９０を
備え、かつこの加工支持面９０が中高状をなすものであ
るから（図６（Ａ））、心金２６の加工支持面両端部間
の素材内周の円弧長さ（上側）が長くなる。一方、素材
外側のクランプ面と加工支持面両端部との間隙も大きく
なる。これにより、転造ロールの歯先側から加えられる
力が素材側面を心金側へ偏肉することが一層容易とな
り、心金の加工支持面平坦面９１が素材の変形をより早
く規制することができる。従って、素材のラック歯もり
上りが早くなり、加工効率を上げることができる。
金２６の横断面形状が、ラック軸素材１１のラック歯形
成予定部に対し空隙を介して離隔する加工支持面９０を
備え、かつこの加工支持面９０が中高状をなすものであ
るから（図６（Ａ））、心金２６の加工支持面両端部間
の素材内周の円弧長さ（上側）が長くなる。一方、素材
外側のクランプ面と加工支持面両端部との間隙も大きく
なる。これにより、転造ロールの歯先側から加えられる
力が素材側面を心金側へ偏肉することが一層容易とな
り、心金の加工支持面平坦面９１が素材の変形をより早
く規制することができる。従って、素材のラック歯もり
上りが早くなり、加工効率を上げることができる。
【００４８】また、心金の加工支持面９０が中高状を
なすものであるため、転造ロールの歯先による力が加工
支持面端部に作用するモーメントを大きくすることがで
きる。従って、転造工程初期に素材と心金との間にでき
る隙間９２を効率的に埋めることができ、転造工程終期
の加工において素材外周側への偏肉が少なく、それだけ
材料歩留まりが良い。素材外周側への偏肉が少ないこと
は、素材外周のクランプ力に抗する力も小さいため、真
円度の高いラック軸を成形できる。
なすものであるため、転造ロールの歯先による力が加工
支持面端部に作用するモーメントを大きくすることがで
きる。従って、転造工程初期に素材と心金との間にでき
る隙間９２を効率的に埋めることができ、転造工程終期
の加工において素材外周側への偏肉が少なく、それだけ
材料歩留まりが良い。素材外周側への偏肉が少ないこと
は、素材外周のクランプ力に抗する力も小さいため、真
円度の高いラック軸を成形できる。
【００４９】以上、本発明の実施例を図面により詳述し
たが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があっても本発明に含まれる。例えば、加工支持面
の中高状は、加工支持面の全面を円弧面にする等により
中央に平坦面を備えないものであっても良く、加工支持
面の中央の平坦面の両側に円弧面を設けるものであって
も、また中央に突起を設けたものでも良い。
たが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があっても本発明に含まれる。例えば、加工支持面
の中高状は、加工支持面の全面を円弧面にする等により
中央に平坦面を備えないものであっても良く、加工支持
面の中央の平坦面の両側に円弧面を設けるものであって
も、また中央に突起を設けたものでも良い。
【００５０】また、本発明にあっては、ラック軸素材と
転造ロールとを互いに相対移動させれば良い。従って、
上記実施例では転造ロール移動装置２４を用いて転造ロ
ールの側を往復動させたが、これとは逆にラック軸素材
の側を往復動させるものであっても良い。
転造ロールとを互いに相対移動させれば良い。従って、
上記実施例では転造ロール移動装置２４を用いて転造ロ
ールの側を往復動させたが、これとは逆にラック軸素材
の側を往復動させるものであっても良い。
【００５１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、比較的小
さな力でラック歯を成形でき、バリの発生も少なく、然
もラック歯の歯の深さを歯幅方向で均一にすることので
きるラック軸の製造方法を提供することができる。
さな力でラック歯を成形でき、バリの発生も少なく、然
もラック歯の歯の深さを歯幅方向で均一にすることので
きるラック軸の製造方法を提供することができる。
【図１】図１は本発明が適用されるラック軸製造装置の
一例を示す正面図である。
一例を示す正面図である。
【図２】図２は図１の側面図である。
【図３】図３は図２の要部拡大斜視図である。
【図４】図４はラック軸素材への心金挿入状態を示す断
面図である。
面図である。
【図５】図５はラック軸を示す斜視図である。
【図６】図６は本発明によるラック軸素材のラック歯加
工状態を示す模式図である。
工状態を示す模式図である。
【図７】図７は先願技術によるラック軸素材のラック歯
加工状態を示す模式図である。
加工状態を示す模式図である。
１０ ラック軸 １１ ラック軸素材 １２ ラック歯 ２０ ラック軸製造装置 ２６ 心金 ２７ 転造ロール ９０ 加工支持面 ９１ 平坦面 ９２ テーパ面
Claims (2)
- 【請求項１】 側面にラック歯を有するラック軸を製造
するに際し、 中空パイプ状のラック軸素材をその内部に心金を挿入し
た状態で保持するとともに、周面にラック歯形を形成し
た転造ロールを前記ラック軸素材に沿わせて回転自在に
保持し、 前記ラック軸素材と前記転造ロールとを該転造ロールの
接線方向に相対的に摺動させて該ラック軸素材にラック
歯を転造するラック軸の製造方法であって、 前記心金として、その横断面形状が、ラック軸素材のラ
ック歯形成予定部に対し空隙を介して離隔する加工支持
面を備え、かつこの加工支持面が中高状をなすものを用
いることを特徴とするラック軸の製造方法。 - 【請求項２】 前記心金の加工支持面が、中央の平坦面
と両側のテーパ面とによって中高状をなすものである請
求項１記載のラック軸の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6319402A JPH08155575A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ラック軸の製造方法 |
| US08/560,445 US5628222A (en) | 1994-11-30 | 1995-11-17 | Method of manufacturing a rack |
| DE19543714A DE19543714C2 (de) | 1994-11-30 | 1995-11-23 | Verfahren zum Herstellen einer Kraftfahrzeug-Lenkungszahnstange |
| CN95119839A CN1052670C (zh) | 1994-11-30 | 1995-11-29 | 加工汽车转向齿条的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6319402A JPH08155575A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ラック軸の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08155575A true JPH08155575A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=18109790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6319402A Withdrawn JPH08155575A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ラック軸の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5628222A (ja) |
| JP (1) | JPH08155575A (ja) |
| CN (1) | CN1052670C (ja) |
| DE (1) | DE19543714C2 (ja) |
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| KR100560075B1 (ko) * | 1997-02-25 | 2006-07-31 | 제이티이케이티 코포레이션 | 랙축의제조방법및장치 |
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| FR2832943B1 (fr) * | 2001-12-04 | 2004-03-12 | Ressorts Lefevere | Procede, dispositif pour le crantage de tubes et tube obtenu par la mise en oeuvre du procede |
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| KR100904993B1 (ko) * | 2006-06-10 | 2009-06-26 | 일진경금속 주식회사 | 선형기어 제조장치 및 방법 |
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| US8365573B2 (en) * | 2007-02-23 | 2013-02-05 | Neutron Co., Ltd. | Mandrel, set of mandrels, and hollow rack bar |
| CN102909297B (zh) * | 2012-10-16 | 2015-07-08 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 齿条钢齿成型轧辊和轧制生产线及生产方法 |
| CN111482817A (zh) * | 2018-08-18 | 2020-08-04 | 章梦月 | 建筑钢筋材料两端的自动抛光倒角装置 |
| DE102021109639B3 (de) * | 2021-04-16 | 2022-08-25 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren zur Herstellung eines ein Verzahnungsprofil aufweisenden Bauteils; sowie Werkzeugvorrichtung |
| CN114523047B (zh) * | 2022-02-23 | 2022-10-04 | 吉林大学 | 一种齿轮仿生形貌齿面辊压成形设备 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-11-30 JP JP6319402A patent/JPH08155575A/ja not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-11-17 US US08/560,445 patent/US5628222A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-11-23 DE DE19543714A patent/DE19543714C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-11-29 CN CN95119839A patent/CN1052670C/zh not_active Expired - Fee Related
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