特許 6855327 ラックバーの製造方法及び製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6855327

(24)【登録日】2021年3月19日

(45)【発行日】2021年4月7日

(54)【発明の名称】ラックバーの製造方法及び製造装置

(51)【国際特許分類】

   B21K 1/76 20060101AFI20210329BHJP

   B21J 5/12 20060101ALI20210329BHJP

【ＦＩ】

   B21K1/76 A

   B21J5/12 A

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-104760(P2017-104760)

(22)【出願日】2017年5月26日

(65)【公開番号】特開2018-199150(P2018-199150A)

(43)【公開日】2018年12月20日

【審査請求日】2020年4月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】390029089

【氏名又は名称】高周波熱錬株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002505

【氏名又は名称】特許業務法人航栄特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】青木 健一

【審査官】 石川 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３１１３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３００６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０６６６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２６７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３１５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３５１４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０２８９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０６９２２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｋ １／７６

Ｂ２１Ｊ ５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空の軸材の外面において軸方向に延びて設けられている平坦状の歯形成面に歯型を押し当てた状態で、前記軸材に挿入された芯金を前記歯形成面の全長に亘って往復移動させることにより、前記歯形成面の材料を前記歯型に向けて塑性流動させる歯形成ステップと、
前記歯形成ステップの後、前記歯形成面に前記歯型を押し当てた状態で、前記歯形成面の第１端部側に位置する前記軸材の第１開口端を通して前記軸材に挿入された芯金を前記第１端部にて往復移動させることにより、前記第１端部の材料を前記歯型に向けて塑性流動させる第１の歯補正ステップと、
前記歯形成ステップの後、前記歯形成面に前記歯型を押し当てた状態で、前記歯形成面の第２端部側に位置する前記軸材の第２開口端を通して前記軸材に挿入された芯金を前記第２端部にて往復移動させることにより、前記第２端部の材料を前記歯型に向けて塑性流動させる第２の歯補正ステップと、
を備えるラックバーの製造方法。

【請求項2】

請求項１記載のラックバーの製造方法であって、
前記歯形成面は、前記軸材の前記第１開口端側に偏倚して設けられており、
前記芯金は、前記芯金とは別体の、前記第１開口端を通して前記軸材に挿抜される第１押棒及び前記第２開口端を通して前記軸材に挿抜される第２押棒によって交互に押されることにより往復移動され、
少なくとも前記第２の歯補正ステップにおいて前記芯金が前記第２押棒によって押される際に、前記芯金を拘束して前記芯金の長手軸まわりの回転を阻止するラックバーの製造方法。

【請求項3】

請求項２記載のラックバーの製造方法であって、
前記第１押棒と前記第２押棒とで前記芯金を挟持することによって前記芯金を拘束するラックバーの製造方法。

【請求項4】

請求項２又は３記載のラックバーの製造方法であって、
前記第２押棒及び前記芯金それぞれの当接面を互いに嵌合する凹凸面とし、前記第２押棒及び前記芯金それぞれの当接面を互いに嵌合させることによって前記芯金を拘束するラックバーの製造方法。

【請求項5】

中空の軸材の外面において軸方向に延びて設けられている平坦状の歯形成面に押し当てられる歯型を含み、前記軸材を保持する金型と、
前記軸材に挿抜される芯金と、
前記芯金とは別体の押棒であって、前記歯形成面の軸方向の第１端部側に位置する前記軸材の第１開口端を通して前記軸材に挿抜される第１押棒、及び前記歯形成面の軸方向の第２端部側に位置する前記軸材の第２開口端を通して前記軸材に挿抜される第２押棒と、
前記第１押棒を駆動する第１駆動部、及び前記第２押棒を駆動する第２駆動部と、
を備え、
前記第１駆動部及び前記第２駆動部は、前記第１押棒及び前記第２押棒を交互に駆動し、前記軸材に挿入された前記芯金を前記歯形成面の全長に亘って往復移動させ、前記第１開口端を通して前記軸材に挿入された前記芯金を前記第１端部にて往復移動させ、前記第２開口端を通して前記軸材に挿入された前記芯金を前記第２端部にて往復移動させるラックバーの製造装置。

【請求項6】

中空の軸材の外面において軸方向に延びて設けられている平坦状の歯形成面に押し当てられる歯型を含み、前記軸材を保持する金型と、
押棒部を一体に有し、前記軸材に挿抜される芯金と、
前記歯形成面の軸方向の第１端部側に位置する前記軸材の第１開口端を通して前記軸材に挿抜される前記芯金の前記押棒部を駆動する第１駆動部、及び前記歯形成面の軸方向の第２端部側に位置する前記軸材の第２開口端を通して前記軸材に挿抜される前記芯金の前記押棒部を駆動する第２駆動部と、
を備え、
前記第１駆動部及び前記第２駆動部の少なくとも一方は、前記軸材に挿入された前記芯金を前記歯形成面の全長に亘って往復移動させ、また、前記第１駆動部は、前記芯金を前記第１端部にて往復移動させ、前記第２駆動部は、前記芯金を前記第２端部にて往復移動させるラックバーの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両のラックアンドピニオン式ステアリング装置等に用いられるラックバーの製造方法及び製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ラックアンドピニオン式ステアリング装置等に用いられるラックバーとして、例えば中実の軸材に複数の歯が切削加工によって形成されたラックバーが知られているが、中空の軸材が用いられることによって軽量化が図られた、いわゆる中空ラックバーも知られている。

【0003】

中空ラックバーは、概略、以下のようにして製造される。まず、中空の軸材の一部が潰されてなる平坦状の歯形成面が軸材の外面に設けられ、歯型が歯形成面に押し付けられる。そして、歯型が歯成形面に押し付けられた状態で軸材の内部に芯金が挿通される。軸材の内部に芯金が挿通されることにより、軸材の歯形成面の材料が芯金によってしごかれて歯型に食い込む。そして、芯金を次第に大きなものとして芯金の挿通が繰り返されることにより、歯型の形状が転写されてなる複数の歯が軸材に形成される。

【0004】

以上のようにして製造される中空ラックバーにおいて、歯形成面の両端部に形成される歯の歯幅が歯形成面の中央部に形成される歯の歯幅よりも小さくなる場合があり、両端部に形成される歯の歯幅の減少を抑制する方策も知られている。例えば特許文献１に記載された中空ステアリングラック軸の製造方法では、歯底高さに配置される平坦部が歯形成面の両端部に設けられ、特許文献２に記載された中空ラックバーの製造方法では、軸材において歯形成面が設けられる部位の軸方向中央部が高周波誘導加熱され、加熱後に歯形成面が設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−２８９２４号公報

【特許文献2】特開２０１４−６９２２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載された中空ステアリングラック軸の製造方法では、歯形成面の両端部に歯が形成されず、ラックの有効長が短縮されることになり、歯形成面の全長を有効に利用する観点で改善の余地があった。また、特許文献２に記載された中空ラックバーの製造方法では、軸材の外面を高周波誘導加熱する加熱装置を別に要し、製造設備の簡素化を図る観点で改善の余地があった。

【0007】

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、中空の軸材からなるラックバーにおいて、歯形成面の全長に亘り歯幅の揃った歯を形成することができるラックバーの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様の中空ラックバーの製造方法は、中空の軸材の外面において軸方向に延びて設けられている平坦状の歯形成面に歯型を押し当てた状態で、前記軸材に挿入された芯金を前記歯形成面の全長に亘って往復移動させることにより、前記歯形成面の材料を前記歯型に向けて塑性流動させる歯形成ステップと、前記歯形成ステップの後、前記歯形成面に前記歯型を押し当てた状態で、前記歯形成面の第１端部側に位置する前記軸材の第１開口端を通して前記軸材に挿入された芯金を前記第１端部にて往復移動させることにより、前記第１端部の材料を前記歯型に向けて塑性流動させる第１の歯補正ステップと、前記歯形成ステップの後、前記歯形成面に前記歯型を押し当てた状態で、前記歯形成面の第２端部側に位置する前記軸材の第２開口端を通して前記軸材に挿入された芯金を前記第２端部にて往復移動させることにより、前記第２端部の材料を前記歯型に向けて塑性流動させる第２の歯補正ステップと、を備える。

【0009】

また、本発明の一態様の中空ラックバーの製造装置は、中空の軸材の外面において軸方向に延びて設けられている平坦状の歯形成面に押し当てられる歯型を含み、前記軸材を保持する金型と、前記軸材に挿抜される芯金と、前記芯金とは別体の押棒であって、前記歯形成面の軸方向の第１端部側に位置する前記軸材の第１開口端を通して前記軸材に挿抜される第１押棒、及び前記歯形成面の軸方向の第２端部側に位置する前記軸材の第２開口端を通して前記軸材に挿抜される第２押棒と、前記第１押棒を駆動する第１駆動部、及び前記第２押棒を駆動する第２駆動部と、を備え、前記第１駆動部及び前記第２駆動部は、前記第１押棒及び前記第２押棒を交互に駆動し、前記軸材に挿入された前記芯金を前記歯形成面の全長に亘って往復移動させ、前記第１開口端を通して前記軸材に挿入された前記芯金を前記第１端部にて往復移動させ、前記第２開口端を通して前記軸材に挿入された前記芯金を前記第２端部にて往復移動させる。

【0010】

また、本発明の一態様の中空ラックバーの製造装置は、中空の軸材の外面において軸方向に延びて設けられている平坦状の歯形成面に押し当てられる歯型を含み、前記軸材を保持する金型と、押棒部を一体に有し、前記軸材に挿抜される芯金と、前記歯形成面の軸方向の第１端部側に位置する前記軸材の第１開口端を通して前記軸材に挿抜される前記芯金の前記押棒部を駆動する第１駆動部、及び前記歯形成面の軸方向の第２端部側に位置する前記軸材の第２開口端を通して前記軸材に挿抜される前記芯金の前記押棒部を駆動する第２駆動部と、を備え、前記第１駆動部及び前記第２駆動部の少なくとも一方は、前記軸材に挿入された前記芯金の前記芯金を前記歯形成面の全長に亘って往復移動させ、また、前記第１駆動部は、前記芯金を前記第１端部にて往復移動させ、前記第２駆動部は、前記芯金を前記第２端部にて往復移動させる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、中空の軸材からなるラックバーにおいて、歯形成面の全長に亘り歯幅の揃った歯を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態を説明するための、ラックバーの一例の平面図である。

【図2】図１のラックバーの断面図である。

【図3】図１に示すラックバーの製造に用いられるラックバー製造装置の一例の模式図である。

【図4】図３に示すラックバー製造装置の要部の模式図である。

【図5A】図１に示すラックバーの製造方法の一例を示す模式図である。

【図5B】図１に示すラックバーの製造方法の一例を示す模式図である。

【図5C】図１に示すラックバーの製造方法の一例を示す模式図である。

【図5D】図１に示すラックバーの製造方法の一例を示す模式図である。

【図5E】図１に示すラックバーの製造方法の一例を示す模式図である。

【図6】芯金の回転を阻止するための構成の一例の模式図である。

【図7】芯金の回転を阻止するための構成の他の例の模式図である。

【図8】図１に示すラックバーの製造方法の他の例を示す模式図である。

【図9】ラック歯の歯幅の評価方法を示す模式図である。

【図10】ラック歯の歯幅の評価方法を示す模式図である。

【図11】実験例の歯幅の評価結果を示すグラフである。

【図12】実験例の歯幅の評価結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１及び図２は、本発明の実施形態を説明するための、ラックバーの一例を示す。

【0014】

ラックバー１０は、例えば鋼等の金属材料からなり、両端が開口した円筒形状の中空の軸材１１の外面の一部に軸方向に延びる平坦状の歯形成面Ｆが設けられ、この歯形成面Ｆに軸方向に並ぶ複数のラック歯１２が形成されたものである。

【0015】

ラックバー１０の歯形成面Ｆは、軸材１１の一方の開口端側に偏奇して設けられている。以下では、歯形成面Ｆまでの距離が短い側の開口端を第１開口端１１Ａと称し、歯形成面Ｆまでの距離が長い側の開口端を第２開口端１１Ｂと称し、また、歯形成面Ｆの第１開口端１１Ａに近い端部を第１端部と称し、第２開口端１１Ｂに近い端部を第２端部と称する。

【0016】

なお、図示の例では、ラック歯１２の歯幅方向が軸材１１の軸方向と直交しており、ラック歯１２のピッチが一定となっているが、ラック歯１２の歯幅方向は軸材１１の軸方向に対して斜めになっていてもよく、ラック歯１２のピッチは、例えば歯形成面Ｆの中央部において相対的に狭く、歯形成面Ｆの両端部において相対的に広くなるように変化していてもよい。

【0017】

図３及び図４は、ラックバー１０の製造に用いられるラックバー製造装置の一例を示す。

【0018】

ラックバー製造装置２０は、基台２１、金型２２、第１芯金ホルダー２３ａ、第２芯金ホルダー２３ｂ、第１芯金ホルダー２３ａ及び第２芯金ホルダー２３ｂに収容された複数の芯金２４、第１押棒２５ａ、第２押棒２５ｂ、第１駆動部２６ａ、第２駆動部２６ｂを備えている。第１芯金ホルダー２３ａ、第１押棒２５ａ及び第１駆動部２６ａと、第２芯金ホルダー２３ｂ、第２押棒２５ｂ及び第２駆動部２６ｂとは、金型２２を挟んで互いに反対側に配置されている。

【0019】

金型２２は上型２７と下型２８とを備える。上型２７は、図示しない型締め機構により下型２８に対して上方から型締め及び型開きされ、上型２７と下型２８とによって軸材１１を上下方向から挟持するようになっている。上型２７には歯型２９が取外し可能に装着されており、歯型２９は、軸材１１に形成される複数のラック歯１２に対応する歯形状に形成された成形面を有する。

【0020】

第１芯金ホルダー２３ａは、金型２２によって保持された軸材１１の軸方向と平行に第１芯金ホルダー２３ａを貫通する複数の保持孔３０を有し、各保持孔３０には芯金２４が収容されている。第１芯金ホルダー２３ａに保持された複数の芯金２４は、大きさ（外径）が互いに異なっている。そして、第１芯金ホルダー２３ａは、図示しないホルダー駆動部によって回転駆動される。第１芯金ホルダー２３ａの回転駆動が行われる毎に複数の保持孔３０の一つが、金型２２によって保持された軸材１１の軸線上に配置される。

【0021】

第１押棒２５ａは、金型２２との間に第１芯金ホルダー２３ａを挟み、且つ金型２２によって保持された軸材１１の軸線上に配置されている。第１押棒２５ａが第１駆動部２６ａによって駆動されると、第１押棒２５ａ及び第１芯金ホルダー２３ａの複数の保持孔３０のうち軸材１１の軸線上に配置されている一つの保持孔３０に収容された芯金２４が、軸材１１の第１開口端１１Ａを通して軸材１１の内部に挿入される。

【0022】

同様に第２芯金ホルダー２３ｂは、金型２２によって保持された軸材１１の軸方向と平行に第２芯金ホルダー２３ｂを貫通する複数の保持孔３０を有し、各保持孔３０には芯金２４が収容されている。第２芯金ホルダー２３ｂに保持された複数の芯金２４は、大きさ（外径）が互いに異なっている。そして、第２芯金ホルダー２３ｂは、図示しないホルダー駆動部によって回転駆動され、第２芯金ホルダー２３ｂの回転駆動が行われる毎に複数の保持孔３０の一つが軸材１１の軸線上に配置される。

【0023】

第２押棒２５ｂは、金型２２との間に第２芯金ホルダー２３ｂを挟み、且つ金型２２によって保持された軸材１１の軸線上に配置されている。第２押棒２５ｂが第２駆動部２６ｂによって駆動されると、第２押棒２５ｂ及び第２芯金ホルダー２３ｂの複数の保持孔３０のうち軸材１１の軸線上に配置されている一つの保持孔３０に収容された芯金２４が、軸材１１の第２開口端１１Ｂを通して軸材１１の内部に挿入される。

【0024】

以上のように構成されたラックバー製造装置２０を用いたラックバー１０の製造方法を以下に説明する。

【0025】

まず、図５Ａに示すように、円筒形状の中空の軸材１１の外面の一部が、プレス加工で内方に押し潰されて平坦化され、軸材１１の軸方向に延びる平坦状の歯形成面Ｆが軸材１１の外面の一部に予め形成される。

【0026】

＜歯形成ステップ＞
次に、図５Ｂに示すように、上型２７に取り付けられた歯型２９の成形面に歯形成面Ｆが対向して配置されるように軸材１１が金型２２にセットされ、軸材１１が金型２２の上型２７と下型２８とによって挟持される。

【0027】

そして、第１押棒２５ａが第１駆動部２６ａによって駆動され、第１芯金ホルダー２３ａに収容されている複数の芯金２４の一つが、軸材１１の第１開口端１１Ａを通して軸材１１の内部に挿入される。歯形成ステップでは、芯金２４は、歯形成面Ｆの第１端部（軸材１１の第１開口端１１Ａに近い端部）から歯形成面Ｆの第２端部（軸材１１の第２開口端１１Ｂに近い端部）に亘る歯形成面Ｆの全長に亘って挿入される。

【0028】

続いて、図５Ｃに示すように、第２押棒２５ｂが、第２駆動部２６ｂによって駆動され、軸材１１の第２開口端１１Ｂを通して軸材１１の内部に挿入される。このとき、第２芯金ホルダー２３ｂは第２押棒２５ｂの軌道から外れて配置されており、第２押棒２５ｂが単独で軸材１１の内部に挿入される。

【0029】

歯形成面Ｆの第２端部まで挿入された芯金２４は、第２押棒２５ｂによって押し戻され、軸材１１の第１開口端１１Ａを通して軸材１１から排出され、第１芯金ホルダー２３ａの保持孔３０に再び収容される。このように芯金２４が歯形成面Ｆの全長に亘って往復移動される過程で、歯型２９の成形面に押し当てられた軸材１１の歯形成面Ｆの材料は、芯金２４によってしごかれ、歯型２９に向けて塑性流動する。

【0030】

第１芯金ホルダー２３ａに収容されている複数の芯金２４から選択されて軸材１１の内部に挿入される芯金２４が順次大きいものに替えられ、歯形成面Ｆの全長に亘る芯金２４の往復移動が繰り返されることにより、歯型２９に向けて塑性流動する軸材１１の歯形成面Ｆの材料が歯型２９の成形面に次第に食い込み、成形面に形成されている歯形状が転写され、歯形成面Ｆに複数のラック歯１２が形成される。

【0031】

以上の歯形成ステップによって軸材１１の歯形成面Ｆに形成された複数のラック歯１２において、歯形成面Ｆの第１端部及び第２端部に形成されたラック歯１２の歯幅は、歯形成面Ｆの両端部を除く中央部に形成されたラック歯１２の歯幅よりも小さくなっており、以下に説明する歯補正ステップによって歯形成面Ｆの両端部に形成されたラック歯１２が拡幅される。

【0032】

＜第１の歯補正ステップ＞
第１の歯補正ステップでは、軸材１１の歯形成面Ｆの第１端部に形成されたラック歯１２が拡幅される。

【0033】

図５Ｄに示すように、第１押棒２５ａが第１駆動部２６ａによって駆動され、第１芯金ホルダー２３ａに収容されている複数の芯金２４の一つが、軸材１１の第１開口端１１Ａを通して軸材１１の内部に挿入される。このとき軸材１１の内部に挿入される芯金２４は、上記の歯形成ステップで最後に使用された芯金２４よりも大きいものが用いられる。そして、第１の歯補正ステップでは、芯金２４の挿入は、歯形成面Ｆの第１端部にて停止される。

【0034】

続いて第２押棒２５ｂが、第２駆動部２６ｂによって駆動され、軸材１１の第２開口端１１Ｂを通して軸材１１の内部に挿入される。このとき、第２芯金ホルダー２３ｂは第２押棒２５ｂの軌道から外れて配置されており、第２押棒２５ｂが単独で軸材１１の内部に挿入される。

【0035】

歯形成面Ｆの第１端部に挿入された芯金２４は、第２押棒２５ｂによって押し戻され、軸材１１の第１開口端１１Ａを通して軸材１１から排出され、第１芯金ホルダー２３ａの保持孔３０に再び収容される。このように芯金２４が歯形成面Ｆの第１端部にて往復移動される過程で、歯型２９の成形面に押し当てられた軸材１１の歯形成面Ｆの第１端部の材料は、芯金２４によってしごかれ、歯型２９に向けて塑性流動する。

【0036】

第１芯金ホルダー２３ａに収容されている複数の芯金２４から選択されて軸材１１の内部に挿入される芯金２４が順次大きいものに替えられ、歯形成面Ｆの第１端部での芯金２４の往復移動が繰り返されることにより、歯型２９に向けて塑性流動する軸材１１の歯形成面Ｆの第１端部の材料が歯型２９の成形面にさらに食い込み、歯形成面Ｆの第１端部に形成されたラック歯１２が拡幅される。

【0037】

＜第２の歯補正ステップ＞
第２の歯補正ステップでは、軸材１１の歯形成面Ｆの第２端部に形成されたラック歯１２が拡幅される。

【0038】

図５Ｅに示すように、第２押棒２５ｂが第２駆動部２６ｂによって駆動され、第２芯金ホルダー２３ｂに収容されている複数の芯金２４の一つが、軸材１１の第２開口端１１Ｂを通して軸材１１の内部に挿入される。このとき軸材１１の内部に挿入される芯金２４は、上記の歯形成ステップで最後に使用された芯金２４よりも大きいものが用いられる。そして、第２の歯補正ステップでは、芯金２４の挿入は、歯形成面Ｆの第２端部にて停止される。

【0039】

続いて第１押棒２５ａが、第１駆動部２６ａによって駆動され、軸材１１の第１開口端１１Ａを通して軸材１１の内部に挿入される。このとき、第１芯金ホルダー２３ａは第１押棒２５ａの軌道から外れて配置されており、第１押棒２５ａが単独で軸材１１の内部に挿入される。

【0040】

歯形成面Ｆの第２端部に挿入された芯金２４は、第１押棒２５ａによって押し戻され、軸材１１の第２開口端１１Ｂを通して軸材１１から排出され、第２芯金ホルダー２３ｂの保持孔３０に再び収容される。このように芯金２４が歯形成面Ｆの第２端部にて往復移動される過程で、歯型２９の成形面に押し当てられた軸材１１の歯形成面Ｆの第２端部の材料は、芯金２４によってしごかれ、歯型２９に向けて塑性流動する。

【0041】

第２芯金ホルダー２３ｂに収容されている複数の芯金２４から選択されて軸材１１の内部に挿入される芯金２４が順次大きいものに替えられ、歯形成面Ｆの第２端部での芯金２４の往復移動が繰り返されることにより、歯型２９に向けて塑性流動する軸材１１の歯形成面Ｆの第２端部の材料が歯型２９の成形面にさらに食い込み、歯形成面Ｆの第２端部に形成されたラック歯１２が拡幅される。

【0042】

第１の歯補正ステップ及び第２の歯補正ステップが実施されることより、歯形成面Ｆの第１端部及び第２端部に形成されたラック歯１２の歯幅が、歯形成面Ｆの両端部を除く中央部に形成されたラック歯１２の歯幅と均等となる。なお、第１の歯補正ステップ及び第２の歯補正ステップは順に実施されるが、第１の歯補正ステップが先に実施されてもよいし、第２の歯補正ステップが先に実施されてもよい。

【0043】

以上のラックバーの製造方法によれば、中空の軸材１１からなるラックバー１０において、歯形成面Ｆの全長に亘り歯幅の揃ったラック歯１２を形成することができる。

【0044】

ここで、上述した第２の歯補正ステップにおいて、芯金２４は第２押棒２５ｂに押されることによって第２開口端１１Ｂを通して軸材１１の内部に挿入される。歯形成面Ｆは軸材１１の第１開口端１１Ａ側に偏奇して設けられているため、第２開口端１１Ｂから歯形成面Ｆまでの距離が相対的に長く、芯金２４が第２開口端１１Ｂから歯形成面Ｆに達するまでの間に芯金２４の長手軸まわりに回転する場合がある。芯金２４が回転すると、軸材１１の歯形成面Ｆの第２端部の材料と芯金２４との接触に偏りが生じる虞がある。

【0045】

芯金２４の回転を抑制するため、好ましくは、図６に示すように、第２の歯補正ステップにおいて芯金２４が軸材１１の内部に挿入される際に、第１開口端１１Ａを通して軸材１１の内部に第１押棒２５ａが挿入され、芯金２４が、第１押棒２５ａと第２押棒２５ｂとによって挟持される。これにより、芯金２４の長手軸まわりの回転を阻止することができ、歯形成面Ｆの第２端部に形成されたラック歯１２の拡幅をより確実に行うことが可能となる。

【0046】

また、図７に示すように、第２押棒２５ｂ及び芯金２４それぞれの当接面が互いに嵌合可能な凹凸面とされ、第２押棒２５ｂ及び芯金２４それぞれの当接面が互いに嵌合することによって芯金２４の長手軸まわりの回転が阻止されてもよい。

【0047】

なお、第２の歯補正ステップだけでなく第１の歯補正ステップにおいても、芯金２４の長手軸まわりの回転が阻止されてもよい。すなわち、第１開口端１１Ａを通して軸材１１の内部に挿入される芯金２４が第１押棒２５ａと第２押棒２５ｂとによって挟持され、また、第１押棒２５ａ及び芯金２４それぞれの当接面が互いに嵌合可能な凹凸面とされてもよい。

【0048】

ここまで、第１押棒２５ａ及び第２押棒２５ｂとは別体に形成された芯金２４によって軸材１１の歯形成面Ｆにラック歯１２が形成される例について説明したが、図８に示すように、押棒部３５が一体に設けられた芯金３４によって軸材１１の歯形成面Ｆにラック歯１２が形成されてもよい。

【0049】

押棒部３５が一体に設けられた芯金３４によれば、軸材１１の第１開口端１１Ａを通して挿抜される芯金３４を第１駆動部２６ａ単独で往復移動させることができ、軸材１１の第２開口端１１Ｂを通して挿抜される芯金３４を第２駆動部２６ｂ単独で往復移動させることができる。

【0050】

したがって、上述した第１歯補正ステップでは、第１駆動部２６ａ単独で芯金３４を歯成形面Ｆの第１端部にて往復移動させることができ、第２歯補正ステップでは、第２駆動部２６ｂ単独で芯金３４を歯成形面Ｆの第２端部にて往復移動させることができる。これにより、第１の歯補正ステップ及び第２の歯補正ステップを同時に実施することができる。また、上述した歯形成ステップでは、軸材１１の第１開口端１１Ａを通して歯形成面Ｆの第２端部まで挿入された芯金３４を第１駆動部２６ａによって軸材１１から引き抜き、これに併せて、軸材１１の第２開口端１１Ｂを通して歯形成面Ｆの第１端部まで芯金３４を第２駆動部２６ｂによって挿入でき、同様に、軸材１１の第２開口端１１Ｂを通して歯形成面Ｆの第１端部まで挿入された芯金３４を第２駆動部２６ｂによって軸材１１から引き抜き、これに併せて、軸材１１の第１開口端１１Ａを通して歯形成面Ｆの第２端部まで芯金３４を第１駆動部２６ａによって挿入できる。これにより、ラックバー１０の製造に要する時間を短縮することができる。

【0051】

また、押棒部３５が一体に設けられた芯金３４によれば、芯金３４が軸材１１の内部で長手軸まわりに回転することを阻止することもできる。

【0052】

以下、実験例について説明する。

【0053】

実験例１のラックバーは、１２本の芯金２４を用いて上記歯形成ステップを行い、軸材１１の歯形成面Ｆの全長に亘る芯金２４の往復移動を繰り返し、歯形成面Ｆに複数のラック歯１２を形成した。得られたラックバーについて、各ラック歯１２の歯幅を、歯先歯幅及びピン接触長さの二通りよって評価した。

【0054】

歯先歯幅による評価は、図９に示すように、ラック歯１２の先端部分の平面の長さＬ１を測定するものである。ピン接触長さによる評価は、図１０に示すように、隣り合う二つのラック歯１２の間にピンゲージ４０を挿し込み、ラック歯１２とピンゲージ４０との接触部分の長さＬ２を測定するものである。ピン接触長さによる評価は、ラック歯１２においてピニオンと噛み合う部分により近い部分の歯幅を測定することになり、実状により則した評価と言うことができる。

【0055】

実験例１のラックバーの評価結果を、図１１及び図１２に示す。図１１は、歯先歯幅による評価結果を示し、図１２は、ピン接触長による評価結果を示している。これらの評価結果から、歯成形面Ｆの第１端部に形成された複数のラック歯１２の歯幅は、歯形成面Ｆの中央部に形成されたラック歯１２の歯幅よりも小さくなっており、同様に、歯形成面Ｆの第２端部に形成されたラック歯１２の歯幅もまた、中央部に形成されたラック歯１２の歯幅よりも小さくなっていることがわかる。例えば、図１２に示すピン接触長さの評価結果によれば、歯成形面Ｆの第１端部の突端側に位置するラック歯１２を歯Ｎｏ．１として、歯形成面Ｆの第１端部に形成された歯Ｎｏ．１〜歯Ｎｏ．５のラック歯１２の歯幅が、歯Ｎｏ．６以降の歯形成面Ｆの中央部に形成されたラック歯１２の歯幅よりも小さくなっている。

【0056】

実験例２のラックバーは、実験例１のラックバーと同じ軸材１１に対し、まず、１２本の芯金２４を用いて上記歯形成ステップを行い、軸材１１の歯形成面Ｆの全長に亘る芯金２４の往復移動を繰り返し、歯形成面Ｆに複数のラック歯１２を形成した。次いで、上記の歯形成ステップで最後に使用された芯金２４よりも大きい７本の芯金を用いて上記第１の歯補正ステップを行い、歯形成面Ｆの第１端部の歯Ｎｏ．１〜歯Ｎｏ．５の範囲で芯金２４の往復移動を繰り返した。得られたラックバーについて、各ラック歯１２の歯幅を、歯先歯幅及びピン接触長さの２通りよって評価した。

【0057】

実験例２のラックバーの評価結果を、図１１及び図１２に併せて示す。これらの評価結果から、歯Ｎｏ．１〜歯Ｎｏ．５のラック歯１２の歯幅が拡幅され、歯Ｎｏ．６以降の歯形成面Ｆの中央部に形成されたラック歯１２の歯幅と同等となっていることがわかる。このように、上記第１の歯補正ステップを実施することにより、歯形成面Ｆの第１端部に形成されたラック歯１２の歯幅を、歯形成面Ｆの中央部に形成されたラック歯１２の歯幅と均等とすることができる。同様に、上記第２の歯補正ステップを実施することにより、歯形成面Ｆの第２端部に形成されたラック歯１２の歯幅を、歯形成面Ｆの中央部に形成されたラック歯１２の歯幅と均等とすることができる。

【符号の説明】

【0058】

１０ ラックバー
１１ 軸材
１１Ａ 第１開口端
１１Ｂ 第２開口端
１２ ラック歯
２０ ラックバー製造装置
２１ 基台
２２ 金型
２３ａ 第１芯金ホルダー
２３ｂ 第２芯金ホルダー
２４ 芯金
２５ａ 第１押棒
２５ｂ 第２押棒
２６ａ 第１駆動部
２６ｂ 第２駆動部
２７ 上型
２８ 下型
２９ 歯型
３０ 保持孔
３４ 芯金
３５ 押棒部
４０ ピンゲージ
Ｆ 歯形成面
Ｌ１ 歯先歯幅
Ｌ２ ピン接触長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】