JPH09175412A - ラックピニオン式舵取装置のラック軸およびその製造方法 - Google Patents
ラックピニオン式舵取装置のラック軸およびその製造方法Info
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- JPH09175412A JPH09175412A JP35148995A JP35148995A JPH09175412A JP H09175412 A JPH09175412 A JP H09175412A JP 35148995 A JP35148995 A JP 35148995A JP 35148995 A JP35148995 A JP 35148995A JP H09175412 A JPH09175412 A JP H09175412A
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- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
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- B21K1/768—Toothed racks hollow
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Abstract
(57)【要約】
【課題】肉薄の中空パイプ材６０から鍛造によりラック
軸５０を成形する。 【解決手段】下型６６には、パイプ材６０の直径とほぼ
同じ幅を有し長手方向に延びる凹陥部６８が形成されて
いる。凹陥部６８の両側壁６８ｂ，６８ｃは、下方に行
くに従って僅かに狭くなっており、また、その底面６８
ｄには、幅方向の中央部を長手方向に延びる凸部６８ｅ
が形成されている。一方、凹陥部６８の上方に配置され
た上型６４は、下面にラック歯５０ａを成形する歯形部
６４ａを有し、下降時には上記凹陥部６８内に嵌入す
る。歯形部６４ａの両側には、成形されるラック歯５０
ａの両側を拘束する保持部６４ｄ，６４ｅが形成されて
いる。上記凹陥部６８の開口部６８ａ側にパイプ材６０
を配置して、上型６４を下降させると、歯形部６４ａが
パイプ材６０の上面６０ａを圧迫してラック歯５０ａを
成形するとともに、下型６６の凸部６８ｅがパイプ材６
０の下面６０ｂを押圧して軸方向に延びる凹部５０ｂを
形成する。
軸５０を成形する。 【解決手段】下型６６には、パイプ材６０の直径とほぼ
同じ幅を有し長手方向に延びる凹陥部６８が形成されて
いる。凹陥部６８の両側壁６８ｂ，６８ｃは、下方に行
くに従って僅かに狭くなっており、また、その底面６８
ｄには、幅方向の中央部を長手方向に延びる凸部６８ｅ
が形成されている。一方、凹陥部６８の上方に配置され
た上型６４は、下面にラック歯５０ａを成形する歯形部
６４ａを有し、下降時には上記凹陥部６８内に嵌入す
る。歯形部６４ａの両側には、成形されるラック歯５０
ａの両側を拘束する保持部６４ｄ，６４ｅが形成されて
いる。上記凹陥部６８の開口部６８ａ側にパイプ材６０
を配置して、上型６４を下降させると、歯形部６４ａが
パイプ材６０の上面６０ａを圧迫してラック歯５０ａを
成形するとともに、下型６６の凸部６８ｅがパイプ材６
０の下面６０ｂを押圧して軸方向に延びる凹部５０ｂを
形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラックピニオン式
舵取装置に係り、特にそのラック軸の形状および製造方
法に関するものである。
舵取装置に係り、特にそのラック軸の形状および製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５により、従来のラック軸を備えたラ
ックピニオン式舵取装置（この例はラックピニオン式動
力舵取装置）について簡単に説明する。２は図示しない
ステアリングハンドルに連結されて回転操作されるスタ
ブシャフト、４は一端にピニオン６が形成されたピニオ
ンシャフトであり、これら両シャフト２，４は、スタブ
シャフト２の軸芯部に形成された空間２ａ内を挿通され
たトーションバー８によって結合され、ベアリング１
０，１２，１４によってステアリングボディ１６および
バルブハウジング１８内に回転可能に支持されるととも
に、所定角度の相対回転ができるようになっている。
ックピニオン式舵取装置（この例はラックピニオン式動
力舵取装置）について簡単に説明する。２は図示しない
ステアリングハンドルに連結されて回転操作されるスタ
ブシャフト、４は一端にピニオン６が形成されたピニオ
ンシャフトであり、これら両シャフト２，４は、スタブ
シャフト２の軸芯部に形成された空間２ａ内を挿通され
たトーションバー８によって結合され、ベアリング１
０，１２，１４によってステアリングボディ１６および
バルブハウジング１８内に回転可能に支持されるととも
に、所定角度の相対回転ができるようになっている。
【０００３】ステアリングボディ１６内には、軸方向の
一部にラック歯２０ａが形成されたラック軸２０が摺動
自在に支持されており、上記ピニオン６が、このラック
軸２０の歯２０ａに噛合ってラックピニオン式のステア
リングギアを構成している。ステアリングボディ１６
の、ラック軸２０の背面側（図５の下側）に位置する部
分には筒状部１６ａが形成され、この筒状部１６ａ内に
ラックガイド２２が嵌合している。このラックガイド２
２は、上記ラック軸１６の摺動方向と直交する方向に摺
動するようになっている。また、筒状部１６ａの開口部
には、ヨークストッパ２４が螺合固定されている。この
ヨークストッパ２４と上記ラックガイド２２との間には
スプリング２６が配置され、このスプリング２６が上記
ラックガイド２２を付勢して、ラック軸２０をピニオン
６に弾接させている。なお、２８は上記ヨークストッパ
２４のロックナットであり、上記スプリング２６による
付勢力を調節することができる。
一部にラック歯２０ａが形成されたラック軸２０が摺動
自在に支持されており、上記ピニオン６が、このラック
軸２０の歯２０ａに噛合ってラックピニオン式のステア
リングギアを構成している。ステアリングボディ１６
の、ラック軸２０の背面側（図５の下側）に位置する部
分には筒状部１６ａが形成され、この筒状部１６ａ内に
ラックガイド２２が嵌合している。このラックガイド２
２は、上記ラック軸１６の摺動方向と直交する方向に摺
動するようになっている。また、筒状部１６ａの開口部
には、ヨークストッパ２４が螺合固定されている。この
ヨークストッパ２４と上記ラックガイド２２との間には
スプリング２６が配置され、このスプリング２６が上記
ラックガイド２２を付勢して、ラック軸２０をピニオン
６に弾接させている。なお、２８は上記ヨークストッパ
２４のロックナットであり、上記スプリング２６による
付勢力を調節することができる。
【０００４】上記ラックピニオン式舵取装置のラック軸
として、図５に示すような中実の棒材から成形されたも
のが従来から広く用いられている。また、このようなラ
ック軸を製造する方法として、鍛造加工によって中実丸
棒の一部にラック歯を成形する方法が従来から一般に行
なわれている（特公平４−２８５８２号公報の従来に関
する記述である第２頁第３欄第１７行ないし第２８行お
よび第２図ないし第３図参照）。しかしながら、中実の
素材からラック軸を形成した場合には、重量が重くな
り、車両の軽量化の要請に反するという問題があった。
また、内部を軸方向に貫通するガンドリル穴の加工が必
要であり、加工工数が多くなるという問題もあった。さ
らに、上記公報に記載されているように製造上の種々の
問題もあり、そこで、中空パイプを素材として鍛造加工
を行なうことにより車両用のステアリングロッドを製造
する方法が提案された。
として、図５に示すような中実の棒材から成形されたも
のが従来から広く用いられている。また、このようなラ
ック軸を製造する方法として、鍛造加工によって中実丸
棒の一部にラック歯を成形する方法が従来から一般に行
なわれている（特公平４−２８５８２号公報の従来に関
する記述である第２頁第３欄第１７行ないし第２８行お
よび第２図ないし第３図参照）。しかしながら、中実の
素材からラック軸を形成した場合には、重量が重くな
り、車両の軽量化の要請に反するという問題があった。
また、内部を軸方向に貫通するガンドリル穴の加工が必
要であり、加工工数が多くなるという問題もあった。さ
らに、上記公報に記載されているように製造上の種々の
問題もあり、そこで、中空パイプを素材として鍛造加工
を行なうことにより車両用のステアリングロッドを製造
する方法が提案された。
【０００５】上記公報に記載された製造方法を簡単に説
明すると、この方法は、「固定型としての下ダイス５０
には、部分円筒面の孔型５２が設けられており、この孔
型５２は、ステアリングロッド３４に加工される素材で
ある中空パイプ３６の外径に等しい曲率を有している。
一方、移動型としての上ダイス５８には、ラック歯形部
５４を備えたポンチ５６が摺動可能に設けられており、
このポンチ５６のラック歯形部５４と、前記孔型５２と
同径の円筒面の一部５７との組み合わせにて、孔型が構
成されている。そして、かかる下ダイス５８、上ダイス
５８を用いて、ステアリングロッド３４の型鍛造を為す
に際しては、下ダイス５０の孔型５２内に、素材として
中空パイプ３６の加工される部分３８を収容し、プレス
サイクルの初期、またはポンチ５６による成形が始まる
前に、下ダイス５０に上ダイス５８を型合わせする。次
いで、上ダイス５８に対して摺動可能とされたポンチ５
６によって中空パイプ部分３８を加圧することによっ
て、前記歯形部５４内に中空パイプ部分３８を充満せし
めるようにする。」ものである（上記公報第３頁第６欄
第２行ないし第４３行参照）。
明すると、この方法は、「固定型としての下ダイス５０
には、部分円筒面の孔型５２が設けられており、この孔
型５２は、ステアリングロッド３４に加工される素材で
ある中空パイプ３６の外径に等しい曲率を有している。
一方、移動型としての上ダイス５８には、ラック歯形部
５４を備えたポンチ５６が摺動可能に設けられており、
このポンチ５６のラック歯形部５４と、前記孔型５２と
同径の円筒面の一部５７との組み合わせにて、孔型が構
成されている。そして、かかる下ダイス５８、上ダイス
５８を用いて、ステアリングロッド３４の型鍛造を為す
に際しては、下ダイス５０の孔型５２内に、素材として
中空パイプ３６の加工される部分３８を収容し、プレス
サイクルの初期、またはポンチ５６による成形が始まる
前に、下ダイス５０に上ダイス５８を型合わせする。次
いで、上ダイス５８に対して摺動可能とされたポンチ５
６によって中空パイプ部分３８を加圧することによっ
て、前記歯形部５４内に中空パイプ部分３８を充満せし
めるようにする。」ものである（上記公報第３頁第６欄
第２行ないし第４３行参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の製造方法の
ように、中空パイプの外径と等しい曲率を有している部
分円筒面の孔型が設けられた下ダイスを用いて鍛造加工
を行なうと、例えば、図６に示すように、素材としての
中空パイプ３０の肉厚が薄い場合には、歯形３０ａが充
分に盛り上がらず、歯高不足および欠肉（図５のＡ部参
照）を生ずるという問題があった。また、図７に示すよ
うに、素材としての中空パイプ４０の肉厚が厚い場合に
は、ラック歯４０ａを成形した部分のパイプ内部側の穴
４０ｂがつぶれてしまうので、ラック軸の両端部側を連
通するエア通路穴を別加工により成形する必要があり、
加工工程数が増加するという問題があった。
ように、中空パイプの外径と等しい曲率を有している部
分円筒面の孔型が設けられた下ダイスを用いて鍛造加工
を行なうと、例えば、図６に示すように、素材としての
中空パイプ３０の肉厚が薄い場合には、歯形３０ａが充
分に盛り上がらず、歯高不足および欠肉（図５のＡ部参
照）を生ずるという問題があった。また、図７に示すよ
うに、素材としての中空パイプ４０の肉厚が厚い場合に
は、ラック歯４０ａを成形した部分のパイプ内部側の穴
４０ｂがつぶれてしまうので、ラック軸の両端部側を連
通するエア通路穴を別加工により成形する必要があり、
加工工程数が増加するという問題があった。
【０００７】また、上記方法により製造されたラック軸
２０（３０，４０）は、いずれもラック歯の背面側の軸
直角断面が円形であり、このラック軸２０を用いたラッ
クピニオン式舵取装置では、上記図５に示すように、ラ
ック軸２０の断面円形の背面側が、同様にほぼ円形の断
面を有するラックガイド２２によって摺動自在に支持さ
れる。上記ラックピニオン式舵取装置では、ラック軸２
０に対してヘリカルピニオン６が斜めに交差して配置さ
れ、これらのラック歯２０ａとピニオン６とが噛合って
いる。従って、ピニオン６の回転によってラック軸２０
が往復動する際に、両者６，２０の噛合い分力によっ
て、ラック軸２０に対して回転させる力が作用する。す
ると、ラック歯２０ａが片当たりして噛合い不良を起こ
したり、強度上の劣化を生じさせる。また、トルクの脈
動を生じ操舵フィーリングが良くない等種々の問題があ
った。
２０（３０，４０）は、いずれもラック歯の背面側の軸
直角断面が円形であり、このラック軸２０を用いたラッ
クピニオン式舵取装置では、上記図５に示すように、ラ
ック軸２０の断面円形の背面側が、同様にほぼ円形の断
面を有するラックガイド２２によって摺動自在に支持さ
れる。上記ラックピニオン式舵取装置では、ラック軸２
０に対してヘリカルピニオン６が斜めに交差して配置さ
れ、これらのラック歯２０ａとピニオン６とが噛合って
いる。従って、ピニオン６の回転によってラック軸２０
が往復動する際に、両者６，２０の噛合い分力によっ
て、ラック軸２０に対して回転させる力が作用する。す
ると、ラック歯２０ａが片当たりして噛合い不良を起こ
したり、強度上の劣化を生じさせる。また、トルクの脈
動を生じ操舵フィーリングが良くない等種々の問題があ
った。
【０００８】本発明は上記欠点を除くためになされたも
ので、軽量で歯形精度の良いラック軸を得ることを目的
とするものである。また、肉厚の薄い中空のパイプ材を
用いて、高精度の歯形を有するラック軸を鍛造により成
形することができるラック軸の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
ので、軽量で歯形精度の良いラック軸を得ることを目的
とするものである。また、肉厚の薄い中空のパイプ材を
用いて、高精度の歯形を有するラック軸を鍛造により成
形することができるラック軸の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
【０００９】さらに、ラック軸の回転を規制して、片当
たりを防止することにより、強度および耐摩耗性を向上
させるとともに、ステアリングの剛性感を向上させて快
適な操舵フィーリングを得ることができるラック軸を提
供することを目的とするものである。
たりを防止することにより、強度および耐摩耗性を向上
させるとともに、ステアリングの剛性感を向上させて快
適な操舵フィーリングを得ることができるラック軸を提
供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係るラックピニ
オン式舵取装置のラック軸は、中空パイプ材の一部に鍛
造加工により成形されたラック歯を有するものであっ
て、このラック歯の背面側に、中空パイプ材の内部側に
向かって凹陥した軸方向に延びる凹部が形成されたもの
である。
オン式舵取装置のラック軸は、中空パイプ材の一部に鍛
造加工により成形されたラック歯を有するものであっ
て、このラック歯の背面側に、中空パイプ材の内部側に
向かって凹陥した軸方向に延びる凹部が形成されたもの
である。
【００１１】また、本発明に係るラックピニオン式舵取
装置のラック軸の製造方法は、中空パイプ材を下型の凹
陥部内に配置し、歯形部を備えた上型によって鍛造を行
なうことにより、上記中空パイプ材の一部にラック歯を
成形する方法であって、上記下型に設けられた凹陥部の
底面の中央部に中空パイプ材の軸方向に延びる突部を形
成し、この下型内に中空パイプ材を配置して、上記上型
により鍛造を行なうことにより、中空パイプ材の一部に
ラック歯を成形すると同時に、このラック歯の背面側に
凹部を形成するようにしたものである。
装置のラック軸の製造方法は、中空パイプ材を下型の凹
陥部内に配置し、歯形部を備えた上型によって鍛造を行
なうことにより、上記中空パイプ材の一部にラック歯を
成形する方法であって、上記下型に設けられた凹陥部の
底面の中央部に中空パイプ材の軸方向に延びる突部を形
成し、この下型内に中空パイプ材を配置して、上記上型
により鍛造を行なうことにより、中空パイプ材の一部に
ラック歯を成形すると同時に、このラック歯の背面側に
凹部を形成するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例により本
発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係るラック
軸５０の要部を示す縦断面図、図２はこのラック軸５０
およびラックピニオン式舵取装置においてラック軸５０
の背面を摺動自在に支持するラックガイド５２の、ラッ
ク軸５０の軸線Ｏ1 に直角な断面を示す図である。この
ラック軸５０は、肉厚が薄く、断面が円形である中空パ
イプを素材として、その一部に鍛造加工を施すことによ
り、上面にラック歯５０ａを形成するとともに、このラ
ック歯５０ａの背面側には軸線Ｏ1 方向に延びる凹部５
０ｂが形成されている。一方このラック軸５０の背面側
を支持するラックガイド５２にも、ラック軸５０の軸線
Ｏ1 方向に沿って、上記ラック軸５０の凹部５０ｂに対
応して突出した係合部５２ａが形成されている。
発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係るラック
軸５０の要部を示す縦断面図、図２はこのラック軸５０
およびラックピニオン式舵取装置においてラック軸５０
の背面を摺動自在に支持するラックガイド５２の、ラッ
ク軸５０の軸線Ｏ1 に直角な断面を示す図である。この
ラック軸５０は、肉厚が薄く、断面が円形である中空パ
イプを素材として、その一部に鍛造加工を施すことによ
り、上面にラック歯５０ａを形成するとともに、このラ
ック歯５０ａの背面側には軸線Ｏ1 方向に延びる凹部５
０ｂが形成されている。一方このラック軸５０の背面側
を支持するラックガイド５２にも、ラック軸５０の軸線
Ｏ1 方向に沿って、上記ラック軸５０の凹部５０ｂに対
応して突出した係合部５２ａが形成されている。
【００１３】上記形状のラック軸５０およびラックガイ
ド５２を備えたラックピニオン式舵取装置において、ス
テアリングハンドルの操作によってピニオン６（図５参
照）を回転させることにより、このピニオン６に噛合う
ラック軸５０をその軸線Ｏ1方向に移動させると、上述
のようにラック軸５０を回転させようとする力が作用す
るが、ラック軸５０の背面側に形成された凹部５０ｂが
ラックガイド５２の係合部５２ａに係合して回転方向の
運動を規制されるので、ラック軸５０のローリングを防
止することができる。従って、ラック歯５０ａの片当り
をなくし、強度および耐摩耗性を向上させることがで
き、また、ステアリング装置の剛性感を向上させること
ができる。
ド５２を備えたラックピニオン式舵取装置において、ス
テアリングハンドルの操作によってピニオン６（図５参
照）を回転させることにより、このピニオン６に噛合う
ラック軸５０をその軸線Ｏ1方向に移動させると、上述
のようにラック軸５０を回転させようとする力が作用す
るが、ラック軸５０の背面側に形成された凹部５０ｂが
ラックガイド５２の係合部５２ａに係合して回転方向の
運動を規制されるので、ラック軸５０のローリングを防
止することができる。従って、ラック歯５０ａの片当り
をなくし、強度および耐摩耗性を向上させることがで
き、また、ステアリング装置の剛性感を向上させること
ができる。
【００１４】次に、図３により上記ラック軸５０の製造
方法について説明する。上記ラック軸５０は、上型６４
と下型６６とから成る鍛造装置によってラック歯５０ａ
が成型される。下型６６は、中空のパイプ材６０を収容
する長い凹陥部（ワーク支持孔）６８を有している。こ
の凹陥部６８は、上端の開口部６８ａが、中空パイプ材
６０の直径とほぼ等しい間隔、あるいは直径よりも僅か
に大きい間隔を有し、また、その直径よりも大きい深さ
を有している。この凹陥部６８は、両側壁６８ｂ．６８
ｃが下方に向かって僅かに狭くなるように傾斜してい
る。また、両側壁６８ｂ，６８ｃの最も下部の底面６８
ｄには、この凹陥部６８の幅方向の中央部に、長手方向
に延びる凸部６８ｅが形成されている。なお、図３中に
は、鍛造工程を説明するために、鍛造加工前の中空パイ
プ材６０と、鍛造によりラック歯５０ａが成形されたラ
ック軸５０の両者が示されている。
方法について説明する。上記ラック軸５０は、上型６４
と下型６６とから成る鍛造装置によってラック歯５０ａ
が成型される。下型６６は、中空のパイプ材６０を収容
する長い凹陥部（ワーク支持孔）６８を有している。こ
の凹陥部６８は、上端の開口部６８ａが、中空パイプ材
６０の直径とほぼ等しい間隔、あるいは直径よりも僅か
に大きい間隔を有し、また、その直径よりも大きい深さ
を有している。この凹陥部６８は、両側壁６８ｂ．６８
ｃが下方に向かって僅かに狭くなるように傾斜してい
る。また、両側壁６８ｂ，６８ｃの最も下部の底面６８
ｄには、この凹陥部６８の幅方向の中央部に、長手方向
に延びる凸部６８ｅが形成されている。なお、図３中に
は、鍛造工程を説明するために、鍛造加工前の中空パイ
プ材６０と、鍛造によりラック歯５０ａが成形されたラ
ック軸５０の両者が示されている。
【００１５】一方、上型６４は、下型６６に形成された
上記凹陥部６８の上方に昇降可能に配置されており、そ
の下面側に、上記中空パイプ材６０の上面６０ａにラッ
ク歯５０ａを成形する歯形部６４ａを有している。ま
た、上型６４の両側面６４ｂ，６４ｃは、上記下型６６
の凹陥部６８の両側壁６８ｂ，６８ｃとほぼ一致する傾
斜を有している。そして、上型６４の下端部の幅は、上
記下型６６の凹陥部６８の開口部６８ａの幅よりもやや
狭く、上型６４を下型６６の凹陥部６８内に嵌入させて
上記中空パイプ材６０に鍛造加工を終了した時点で、上
型６４の両側面６４ｂ，６４ｃが下型６６の凹陥部６８
の両側壁６８ｂ，６８ｃに密着するようになっている。
上記凹陥部６８の上方に昇降可能に配置されており、そ
の下面側に、上記中空パイプ材６０の上面６０ａにラッ
ク歯５０ａを成形する歯形部６４ａを有している。ま
た、上型６４の両側面６４ｂ，６４ｃは、上記下型６６
の凹陥部６８の両側壁６８ｂ，６８ｃとほぼ一致する傾
斜を有している。そして、上型６４の下端部の幅は、上
記下型６６の凹陥部６８の開口部６８ａの幅よりもやや
狭く、上型６４を下型６６の凹陥部６８内に嵌入させて
上記中空パイプ材６０に鍛造加工を終了した時点で、上
型６４の両側面６４ｂ，６４ｃが下型６６の凹陥部６８
の両側壁６８ｂ，６８ｃに密着するようになっている。
【００１６】さらに、上型６４の両側面６４ｂ，６４ｃ
の下端部、すなわち上記歯形部６４ａの両側部には、こ
の歯形部６４ａによって中空パイプ材６０の上面６０ａ
にラック歯５０ａを成形する際に、このラック歯５０ａ
の両側面５０ｃ，５０ｄを拘束する保持部６４ｄ，６４
ｅが設けられている。この保持部６４ｄ，６４ｅの内面
は、中空パイプ材６０の外面と一致する円弧状の曲面に
なっている。
の下端部、すなわち上記歯形部６４ａの両側部には、こ
の歯形部６４ａによって中空パイプ材６０の上面６０ａ
にラック歯５０ａを成形する際に、このラック歯５０ａ
の両側面５０ｃ，５０ｄを拘束する保持部６４ｄ，６４
ｅが設けられている。この保持部６４ｄ，６４ｅの内面
は、中空パイプ材６０の外面と一致する円弧状の曲面に
なっている。
【００１７】次に、上記上型６４および下型６６を用い
て図１および図２に示すラック軸５０を製造する工程に
ついて説明する。先ず、下型６６の長手方向に延びる凹
陥部６８の開口部６８ａ上に、中空のパイプ材６０を配
置した後、上型６４を下降させる。上型６４は中空パイ
プ材６０の上面６０ａに当たり、この中空パイプ材６０
を押し下げながら下降して下型６６の凹陥部６８内に嵌
入する。さらに下降しつつ中空パイプ材６０を加圧し
て、その下面６０ｂ側を凹陥部６８の底面６８ｄ側に圧
接させる。下型６６の凹陥部６８の底面６８ｄには、ラ
ック軸５０の軸線Ｏ1 方向に延びる凸部６８ｅが形成さ
れているので、中空パイプ材６０が下型６６の凸部６８
ｅに接触した後さらに上型６４を下降させると、中空パ
イプ材６０は上型６４と下型６６とにより上下から同時
に圧迫され、上型６４の歯形部６４ａにより、中空パイ
プ材６０の上面６０ａにラック歯５０ａが成形されると
同時に、下型６６の底面６６ｄに設けられた凸部６８ｅ
により、上記中空パイプ材６０の下面６０ｂ側には、長
手方向に延びる凹部５０ｂが成形される。なお、上記上
型６４の両側面６４ｂ，６４ｃと下型６６の両側壁６８
ｂ，６８ｃとはほぼ一致する傾斜を有しており、上型６
４が下降しつつ上記中空パイプ材６０を加圧して凹陥部
６８内に嵌入し、ラック歯５０ａが成形された時点で、
凹陥部６８の両側壁６８ｂ，６８ｃと上型６４の両側面
６４ｂ，６４ｃとが密着して上下の型６４，６６の内部
が密閉されるようになっている。
て図１および図２に示すラック軸５０を製造する工程に
ついて説明する。先ず、下型６６の長手方向に延びる凹
陥部６８の開口部６８ａ上に、中空のパイプ材６０を配
置した後、上型６４を下降させる。上型６４は中空パイ
プ材６０の上面６０ａに当たり、この中空パイプ材６０
を押し下げながら下降して下型６６の凹陥部６８内に嵌
入する。さらに下降しつつ中空パイプ材６０を加圧し
て、その下面６０ｂ側を凹陥部６８の底面６８ｄ側に圧
接させる。下型６６の凹陥部６８の底面６８ｄには、ラ
ック軸５０の軸線Ｏ1 方向に延びる凸部６８ｅが形成さ
れているので、中空パイプ材６０が下型６６の凸部６８
ｅに接触した後さらに上型６４を下降させると、中空パ
イプ材６０は上型６４と下型６６とにより上下から同時
に圧迫され、上型６４の歯形部６４ａにより、中空パイ
プ材６０の上面６０ａにラック歯５０ａが成形されると
同時に、下型６６の底面６６ｄに設けられた凸部６８ｅ
により、上記中空パイプ材６０の下面６０ｂ側には、長
手方向に延びる凹部５０ｂが成形される。なお、上記上
型６４の両側面６４ｂ，６４ｃと下型６６の両側壁６８
ｂ，６８ｃとはほぼ一致する傾斜を有しており、上型６
４が下降しつつ上記中空パイプ材６０を加圧して凹陥部
６８内に嵌入し、ラック歯５０ａが成形された時点で、
凹陥部６８の両側壁６８ｂ，６８ｃと上型６４の両側面
６４ｂ，６４ｃとが密着して上下の型６４，６６の内部
が密閉されるようになっている。
【００１８】以上のように、中空のパイプ材６０に鍛造
加工を施すことによりその上面６０ａ側にラック歯５０
ａを成型する際に、同時に下面６０ｂ側に凹部５０ｂを
成形するようにしたので、上下の成型圧力を均衡させる
ことができる。その結果、肉厚の薄い中空のパイプ材６
０を用いた場合にも、ラック歯５０ａとなる部分を充分
に盛り上げて、欠肉のない正規の歯高を有するラック歯
５０ａを得ることができる。従って、肉厚の薄い中空パ
イプ材６０を用いて鍛造加工によりラック軸５０を製造
することが可能になるので、軽量化の効果が極めて大き
い。また、薄肉の中空パイプ材６０を使えるため、その
内部の空間が埋められることなく確保されるので、ガン
ドリル加工を省略することができ、エア通路穴の加工も
不要であり、工程数を低減することができる。
加工を施すことによりその上面６０ａ側にラック歯５０
ａを成型する際に、同時に下面６０ｂ側に凹部５０ｂを
成形するようにしたので、上下の成型圧力を均衡させる
ことができる。その結果、肉厚の薄い中空のパイプ材６
０を用いた場合にも、ラック歯５０ａとなる部分を充分
に盛り上げて、欠肉のない正規の歯高を有するラック歯
５０ａを得ることができる。従って、肉厚の薄い中空パ
イプ材６０を用いて鍛造加工によりラック軸５０を製造
することが可能になるので、軽量化の効果が極めて大き
い。また、薄肉の中空パイプ材６０を使えるため、その
内部の空間が埋められることなく確保されるので、ガン
ドリル加工を省略することができ、エア通路穴の加工も
不要であり、工程数を低減することができる。
【００１９】なお、図４に示すように、鍛造加工前の中
空パイプ材６０の外面の頂点Ｂと、鍛造により成型され
たラック歯５０ｂの歯底Ｃとの間の距離Ｌ1 、および、
鍛造加工前の中空パイプ材６０の外面の下端Ｄと、内部
側に押し上げられた凹部５０ｂの頂点Ｅとの間の距離Ｌ
2 は、適宜設定することができる。但し、上記距離Ｌ1
と距離Ｌ2 とをほぼ等しくした場合には、上方からの成
型圧力と下方からの成型圧力とがほぼ同一となるので最
も効果的である。
空パイプ材６０の外面の頂点Ｂと、鍛造により成型され
たラック歯５０ｂの歯底Ｃとの間の距離Ｌ1 、および、
鍛造加工前の中空パイプ材６０の外面の下端Ｄと、内部
側に押し上げられた凹部５０ｂの頂点Ｅとの間の距離Ｌ
2 は、適宜設定することができる。但し、上記距離Ｌ1
と距離Ｌ2 とをほぼ等しくした場合には、上方からの成
型圧力と下方からの成型圧力とがほぼ同一となるので最
も効果的である。
【００２０】なお、本発明に係るラック軸を製造する型
は、図３に示すものに限らず、鍛造加工によって、ワー
ク（中空パイプ材）の上面にラック歯を形成すると同時
に背面に軸方向に延びる凹部を形成しうるものであれば
良い。
は、図３に示すものに限らず、鍛造加工によって、ワー
ク（中空パイプ材）の上面にラック歯を形成すると同時
に背面に軸方向に延びる凹部を形成しうるものであれば
良い。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明に係るラックピ
ニオン式舵取装置のラック軸は、中空パイプ材の一部に
鍛造加工により成形されたラック歯を有しており、さら
に、上記ラック歯の背面側に、中空パイプ材の内部側に
向かって凹陥した軸方向に延びる凹部が形成されている
ので、この凹部に対応するラックガイドによって背面を
支持しておくことにより、ピニオンの回転に伴って軸線
方向に移動する際に、このラック軸に回転させようとす
る力が作用しても、回転を規制することができるので、
ラック歯の片当りをなくして強度および耐摩耗性を向上
させることができる。また、ステアリングの剛性感も向
上させることができる。
ニオン式舵取装置のラック軸は、中空パイプ材の一部に
鍛造加工により成形されたラック歯を有しており、さら
に、上記ラック歯の背面側に、中空パイプ材の内部側に
向かって凹陥した軸方向に延びる凹部が形成されている
ので、この凹部に対応するラックガイドによって背面を
支持しておくことにより、ピニオンの回転に伴って軸線
方向に移動する際に、このラック軸に回転させようとす
る力が作用しても、回転を規制することができるので、
ラック歯の片当りをなくして強度および耐摩耗性を向上
させることができる。また、ステアリングの剛性感も向
上させることができる。
【００２１】また、第２の発明に係るラック軸の製造方
法は、中空パイプ材を下型の凹陥部内に配置し、歯形部
を備えた上型によって鍛造を行なうことにより、上記中
空パイプ材の一部にラック歯を成形するものであって、
さらに、上記下型に設けられた凹陥部の底面の中央部に
中空パイプ材の軸方向に延びる凸部を形成し、この下型
内に中空パイプ材を配置して、上記上型により鍛造を行
なうことにより、中空パイプ材の一部にラック歯を成形
するとともに、このラック歯の背面側に凹部を形成する
ようにしたので、肉厚の薄い中空パイプ材を用いた場合
にも、ラック歯の歯形を充分に盛り上げることができ、
歯高不足や欠肉が生ずることがなく高精度のラック歯を
得ることができる。また、肉厚の薄い中空パイプ材を使
用できるので、鍛造加工後にも、内部の空間を確保する
ことができ、その後のエア通路穴を確保するためのガン
ドリル加工等が不要になり、加工工程数を減らすことが
できる。
法は、中空パイプ材を下型の凹陥部内に配置し、歯形部
を備えた上型によって鍛造を行なうことにより、上記中
空パイプ材の一部にラック歯を成形するものであって、
さらに、上記下型に設けられた凹陥部の底面の中央部に
中空パイプ材の軸方向に延びる凸部を形成し、この下型
内に中空パイプ材を配置して、上記上型により鍛造を行
なうことにより、中空パイプ材の一部にラック歯を成形
するとともに、このラック歯の背面側に凹部を形成する
ようにしたので、肉厚の薄い中空パイプ材を用いた場合
にも、ラック歯の歯形を充分に盛り上げることができ、
歯高不足や欠肉が生ずることがなく高精度のラック歯を
得ることができる。また、肉厚の薄い中空パイプ材を使
用できるので、鍛造加工後にも、内部の空間を確保する
ことができ、その後のエア通路穴を確保するためのガン
ドリル加工等が不要になり、加工工程数を減らすことが
できる。
【図１】本発明の一実施例に係るラックピニオン式舵取
装置のラック軸の要部の縦断面図である。
装置のラック軸の要部の縦断面図である。
【図２】ラック軸およびラックガイドの横断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の一実施例に係るラックピニオン式舵取
装置のラック軸の製造方法を示す説明図である。
装置のラック軸の製造方法を示す説明図である。
【図４】上記ラック軸の好ましい形状を示す横断面図で
ある。
ある。
【図５】従来のラックピニオン式舵取装置のピニオン軸
線に沿う縦断面図である。
線に沿う縦断面図である。
【図６】従来のラックピニオン式舵取装置のラック軸の
製造方法の欠点を説明する図である。
製造方法の欠点を説明する図である。
【図７】従来のラックピニオン式舵取装置のラック軸の
製造方法の欠点を説明する図である。
製造方法の欠点を説明する図である。
５０ ラック軸 ５０ａ ラック歯 ５０ｂ 軸方向に延びる凹部 ６０ 中空パイプ材 ６４ 上型 ６４ａ 上型の歯形部 ６６ 下型 ６８ 下型の凹陥部 ６８ｄ 凹陥部の底面 ６８ｅ 軸方向に延びる凸部
Claims (6)
- 【請求項１】 中空パイプ材の一部に鍛造加工によって
成形されたラック歯を有するラックピニオン式舵取装置
のラック軸において、 上記ラック歯の背面側に、中空パイプ材の内部側に向か
って凹陥した軸方向に延びる凹部が形成されていること
を特徴とするラックピニオン式舵取装置のラック軸。 - 【請求項２】 中空パイプ材を下型の凹陥部内に配置
し、歯形部を備えた上型によって鍛造を行なうことによ
り、上記中空パイプ材の一部にラック歯を成形するラッ
クピニオン式舵取装置のラック軸の製造方法において、 上記下型に設けられた凹陥部の底面の中央部に中空パイ
プ材の軸方向に延びる凸部を形成し、この下型内に中空
パイプ材を配置して、上記上型により鍛造を行なうこと
により、中空パイプ材の一部にラック歯を成形するとと
もに、このラック歯の背面側に凹部を形成することを特
徴とするラックピニオン式舵取装置のラック軸の製造方
法。 - 【請求項３】 上記下型に設けられた凹陥部の側壁は、
上部の開口側から底部に向かって徐々に狭められている
ことを特徴とする請求項２に記載のラックピニオン式舵
取装置のラック軸の製造方法。 - 【請求項４】 上記凹陥部の開口部の幅が中空パイプ材
の外径にほぼ一致していることを特徴とする請求項３に
記載のラックピニオン式舵取装置のラック軸の製造方
法。 - 【請求項５】 上記上型の両側面が、下型の両側壁と一
致する傾斜を有していることを特徴とする請求項３に記
載のラックピニオン式舵取装置のラック軸の製造方法。 - 【請求項６】 上記上型は、歯形部によって中空パイプ
材にラック歯を成形する際に、このラック歯の両側面を
拘束する保持面を有していることを特徴とする請求項５
に記載のラックピニオン式舵取装置のラック軸の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35148995A JPH09175412A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | ラックピニオン式舵取装置のラック軸およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35148995A JPH09175412A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | ラックピニオン式舵取装置のラック軸およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09175412A true JPH09175412A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18417647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35148995A Pending JPH09175412A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | ラックピニオン式舵取装置のラック軸およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09175412A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007029987A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Jtekt Corp | ラック軸の製造方法 |
| DE102006062242B4 (de) * | 2006-12-22 | 2008-10-16 | Thyssenkrupp Presta Ag | Formteil |
| US8176763B2 (en) | 2006-12-22 | 2012-05-15 | Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft | Steering rack |
| CN107923513A (zh) * | 2015-08-25 | 2018-04-17 | 日本精工株式会社 | 转向齿条及其制造方法 |
| CN111065845A (zh) * | 2017-09-07 | 2020-04-24 | 日本精工株式会社 | 齿条及其制造方法、以及操舵装置、车辆以及齿条的预成形用金属模具 |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP35148995A patent/JPH09175412A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007029987A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Jtekt Corp | ラック軸の製造方法 |
| US8661677B2 (en) | 2005-07-26 | 2014-03-04 | Jtekt Corporation | Manufacturing method of rack shaft |
| DE102006062242B4 (de) * | 2006-12-22 | 2008-10-16 | Thyssenkrupp Presta Ag | Formteil |
| US8176763B2 (en) | 2006-12-22 | 2012-05-15 | Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft | Steering rack |
| CN107923513A (zh) * | 2015-08-25 | 2018-04-17 | 日本精工株式会社 | 转向齿条及其制造方法 |
| CN111065845A (zh) * | 2017-09-07 | 2020-04-24 | 日本精工株式会社 | 齿条及其制造方法、以及操舵装置、车辆以及齿条的预成形用金属模具 |
| CN111065845B (zh) * | 2017-09-07 | 2024-02-23 | 日本精工株式会社 | 齿条及其制造方法、以及操舵装置、车辆以及齿条的预成形用金属模具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040616 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040622 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040625 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041102 |