(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に凹凸歯部２を有する帯板状ラックプレート９と、先端３ａ寄りにおいて長手方向に切欠かれて形成された開口部13を有する横断面Ｃ字部11を備え上記凹凸歯部２を外部露出状として上記ラックプレート９が上記開口部13を閉じるように接合されるパイプ体３と、を具備し、
上記ラックプレート９は、対向する一対の長辺側に、上記凹凸歯部２と反対側へ向いて横断面略Ｓ字状に係合凹部21ａ・係合凸部21ｂが形成された端縁を有する弯曲辺部10，10が、突出状に形成され、
かつ、上記パイプ体３の上記Ｃ字部11は、一対の切欠端縁12，12の夫々に、上記ラックプレート９の上記係合凹部21ａ・係合凸部21ｂと係合可能な係合凸部22ａ・係合凹部22ｂが、設けられたことを特徴とするラックバー。
【請求項２】
帯板材の一面に長手方向に凹凸歯部２を塑性加工すると共に横断面略Ｓ字状の係合凹部21ａ・係合凸部21ｂを端縁に有する一対の突出状の弯曲辺部10，10を塑性加工してラックプレート９を形成し、かつ、パイプ体３の先端３ａ寄りを長手方向に切欠いて横断面Ｃ字部11を形成すると共に、該Ｃ字部11の一対の切欠端縁12，12に、上記係合凹部21ａ・係合凸部21ｂと係合可能な係合凸部22ａ・係合凹部22ｂを、塑性加工して、
上記ラックプレート９の上記弯曲辺部10の上記係合凹部21ａ・係合凸部21ｂに、上記パイプ体３の上記切欠端縁12の上記係合凸部22ａ・係合凹部22ｂを、係合状態にして圧接し、接合することを特徴とするラックバーの製法。
【請求項３】
帯板材の一面に長手方向に凹凸歯部２を塑性加工すると共に両側長辺部に沿って突条部16，16を塑性加工してラックプレート９を形成し、かつ、パイプ体３の外面の先端３ａ寄りに、長手方向に先端開口矩形状かつ平坦な底面を有する凹部17と、該凹部17の外側部位に長手方向に配設される一対の隆起部18，18と、を塑性加工し、
上記凹凸歯部２を外部露出状として上記ラックプレート９を上記パイプ体３の凹部17に載置すると共に、上記一対の隆起部18，18を、ラックプレート９側にかしめて上記突条部16，16を押えつけて、ラックプレート９を上記パイプ体３に固着することを特徴とするラックバーの製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の操舵装置に用いられるラックバー及びその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の操舵装置としては、ハンドルシャフトに設けられたピニオンを、車体側に左右軸線方向移動可能に設けられたラックバーの凹凸歯部に噛合させ、ハンドルを回転することによりピニオンから凹凸歯部を通じてラックバーを左右方向に移動させて車輪を操向させるように構成された、ラック・ピニオン方式の操舵装置が公知である。
【０００３】
この操舵装置のラックバーは、車体の軽量化に伴って中空構造とされたものが製造されており、鍛造工程を複数回繰り返してパイプ体の外面の先端寄りに凹凸歯部を成形することにより作製されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この中空ラックバーの製造においては、高さ寸法の大きな歯を成形するには鍛造工程を７〜８回もしくはそれ以上繰り返す必要があり、鍛造装置の金型に負担が掛かって破損したり、成形途中の歯が破損したりなど、作製には非常な手間と困難性を伴っていた。また、パイプ体の肉厚によって成形可能な歯の上限高さが決まってしまうことで、製品仕様の異なるラックバーの製造に対応し難いという不具合もあった。また、７〜８回という鍛造工程の繰り返しにより、全体的に反り（曲がり）のあるラックバーが作製されてしまうという問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の課題を解決して、軽量でかつ反りが無い高精度なラックバーを提供すること、及び、このラックバーを少ない製造工程数で低コストにて製造できる方法を提供することを、目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るラックバーは、外面に凹凸歯部を有する帯板状ラックプレートと、先端寄りにおいて長手方向に切欠かれて形成された開口部を有する横断面Ｃ字部を備え上記凹凸歯部を外部露出状として上記ラックプレートが上記開口部を閉じるように接合されるパイプ体と、を具備し、上記ラックプレートは、対向する一対の長辺側に、上記凹凸歯部と反対側へ向いて横断面略Ｓ字状に係合凹部・係合凸部が形成された端縁を有する弯曲辺部が、突出状に形成され、かつ、上記パイプ体の上記Ｃ字部は、一対の切欠端縁の夫々に、上記ラックプレートの上記係合凹部・係合凸部と係合可能な係合凸部・係合凹部が、設けられたものである。
【０００７】
また、本発明に係るラックバーの製法は、帯板材の一面に長手方向に凹凸歯部を塑性加工すると共に横断面略Ｓ字状の係合凹部・係合凸部を端縁に有する一対の突出状の弯曲辺部を塑性加工してラックプレートを形成し、かつ、パイプ体の先端寄りを長手方向に切欠いて横断面Ｃ字部を形成すると共に、該Ｃ字部の一対の切欠端縁に、上記係合凹部・係合凸部と係合可能な係合凸部・係合凹部を、塑性加工して、上記ラックプレートの上記弯曲辺部の上記係合凹部・係合凸部に、上記パイプ体の上記切欠端縁の上記係合凸部・係合凹部を、係合状態にして圧接し、接合するものである。
【０００８】
また、帯板材の一面に長手方向に凹凸歯部を塑性加工すると共に両側長辺部に沿って突条部を塑性加工してラックプレートを形成し、かつ、パイプ体の外面の先端寄りに、長手方向に先端開口矩形状かつ平坦な底面を有する凹部と、該凹部の外側部位に長手方向に配設される一対の隆起部と、を塑性加工し、上記凹凸歯部を外部露出状として上記ラックプレートを上記パイプ体の凹部に載置すると共に、上記一対の隆起部を、ラックプレート側にかしめて上記突条部を押えつけて、ラックプレートを上記パイプ体に固着するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
【００１０】
図１は、本発明に係るラックバーの参考例を示し、このラックバーは、外面に凹凸歯部２を有する中実のラック棒体１と、ラック棒体１の基端１ａに連結されたパイプ体３と、を備えている。
【００１１】
このラックバーの製法の一例を説明すると、先ず、温間鍛造によって中実棒材の外面に軸方向に凹凸歯部２を塑性加工してラック棒体１を形成する。また、この鍛造工程では、ラック棒体１の基端１ａ側には、パイプ体３の内径と略等しい外径の小径部５が形成されると共に、小径部５の基端に大径の膨出部６が形成される。この鍛造工程では、大きな高さ寸法Ｈの歯４であっても２工程程度で成形することができる。なお、ラック棒体１の成形後、バリのトリミング工程が行われる。
【００１２】
一方、図２に示すように、パイプ体３においては、予めラック棒体１の基端１ａの膨出部６が挿入できる程度に先端孔部７を塑性加工により拡径しておく。その後、ラック棒体１の基端１ａをパイプ体３の先端孔部７に挿入し、パイプ体３の先端３ａを塑性加工（しごき加工）にて縮径することにより、ラック棒体１の基端１ａとパイプ体３の先端３ａを連結する。具体的には、例えば、パイプ体３の基端３ｂ側からダイス８に通して、拡径した先端３ａをしごく（圧接する）ことにより、図１に示す如く、パイプ体３とラック棒体１とを連結する。
【００１３】
このように、必要とする凹凸歯部２をパイプ体３から独立して作製することにより、少ない工程数で低コストにてラックバーを製造することができる。このとき、パイプに直接凹凸歯部を鍛造成形する従来製法では、パイプの肉厚によって凹凸歯部の歯の高さが大きく制限され、成形可能な歯の高さに限界があったが、本発明によれば、歯４の高さとパイプ体３の肉厚とは無関係であり、大きな高さ寸法Ｈの歯４であっても容易に成形することができる。また、ラックバー自体も、パイプ体３にて軽量化が図られると共に、（パイプに直接歯の塑性加工を繰り返したものではなく）ラック棒体１とパイプ体３とを連結した構造であるため、全体的に（反りの無い）真っ直ぐな、高い寸法精度のものとして得られる。
【００１４】
次に、図３は、本発明のラックバーの第１の実施の形態を示し、このラックバーは、外面に凹凸歯部２を有する帯板状ラックプレート９と、凹凸歯部２を外部露出状としてラックプレート９に接合されたパイプ体３と、を備えている。
【００１５】
図３と図４（イ）に示すように、このラックプレート９は、上記凹凸歯部２と、その対向する一対の長辺側（図４の左右側）に凹凸歯部２と反対側へ向いた（パイプ体３の外周壁の一部を構成する）弯曲辺部10，10を有し、この弯曲辺部10の端縁には、例えば、横断面略Ｓ字状に係合凹部21ａと係合凸部21ｂが形成されている。なお、本実施の形態では、係合凹部21ａを外側に配置し、係合凸部21ｂを内側に配置した場合を例示している。
【００１６】
また、パイプ体３は、先端３ａ寄りが長手方向に切欠かれて横断面Ｃ字部11が形成されており、このＣ字部11の切欠端縁12，12に上記係合凹部21ａ・係合凸部21ｂと係合可能な形状の係合凸部22ａ・係合凹部22ｂが設けられている。
【００１７】
このラックバーの製法の一例を説明すると、図３と図４（ロ）に示すように、先ず、帯板材に於て、その一面に長手方向に凹凸歯部２を塑性加工（鍛造成形）し、かつ、係合凹部21ａ・係合凸部21ｂを有する上記一対の弯曲辺部10，10を塑性加工して、ラックプレート９を作製する。一方、パイプ体３は、先端３ａ寄りを長手方向に切断・切削加工等により切欠いて横断面Ｃ字部11を形成し、その後、Ｃ字部11の切欠端縁12，12を塑性加工して係合凸部22ａ・係合凹部22ｂを形成する。
【００１８】
その後、パイプ体３の横断面Ｃ字部11の開口部13にラックプレート９を配置し、ラックプレート９の弯曲辺部10，10の端縁と、パイプ体３の切欠端縁12，12とを、塑性加工にて相互に接合する。つまり、ラックプレート９の係合凹部21ａ・係合凸部21ｂにパイプ体３の係合凸部22ａ・係合凹部22ｂを外方から圧接させて（かしめて）係合状態に接合する。
【００１９】
このラックバーの製法でも、凹凸歯部２をパイプ体３から独立して作製することで、少ない工程数で低コストにてラックバーを製造することができ、しかもパイプの肉厚によって歯の高さが制限されず、大きな高さ寸法Ｈの歯４を容易に得ることができる。なお、ラックプレート９の係合凹部21ａ・係合凸部21ｂとパイプ体３の係合凸部22ａ・係合凹部22ｂは、各々内外位置を入れ換えた逆の形状であっても良い。
【００２０】
次に、図５は、本発明の第２の実施の形態を示し、このラックバーは、外面に凹凸歯部２を有する帯板状ラックプレート９と、凹凸歯部２を外部露出状としてラックプレート９と接合されたパイプ体３と、を備えたものであって、そのラックプレート９とパイプ体３との接合構造が（第１の実施の形態とは）異なったものである。
【００２１】
図５と図６に示すように、ラックプレート９は、そのプレート本体部15の対向する両長辺側に、かつ、（凹凸歯部２と反対側の）内面と同一面状に、突条部16，16が設けられている。また、パイプ体３は、その先端３ａ寄りに長手方向の凹部17が設けられている。
【００２２】
このラックバーの製法の一例を説明すると、先ず、図５と図６（ロ）に示すように、先ず、帯板材に於て、その一面に長手方向に凹凸歯部２を塑性加工し、かつ、一対の長辺部に沿って上記突条部16，16を塑性加工して、ラックプレート９を作製する。一方、パイプ体３は、外面の先端３ａ寄りに長手方向に先端開口矩形状の凹部17を塑性加工により形成する。このとき、凹部17の底面は平坦に形成されると共に、凹部17の外側部位には長手方向の一対の隆起部18，18が形成される。
【００２３】
その後、凹凸歯部２を外部露出状としてラックプレート９をパイプ体３の凹部17に載置する（嵌込む）と共に、凹部17の外側部位を塑性加工して、ラックプレート９を固着する。即ち、図６（ロ）から（イ）に示すように、パイプ体３の一対の隆起部18，18をラックプレート９側にかしめることにより突条部16，16を押えつけて、ラックプレート９をパイプ体３に固着する。
【００２４】
次に、図７と図８は、他の参考例を示し、このラックバーは、帯板材の一面に長手方向に凹凸歯部２を塑性加工し、かつ、パイプ体３の外面の先端３ａ寄りに長手方向に平坦面部19を塑性加工し、ラックプレート９の他面をパイプ体３の平坦面部19に溶接（例えばビーム溶接）して製造される。
【００２５】
また、図９と図10は，さらに他の参考例を示し、このラックバーは、パイプ体３の外面の先端３ａ寄りに長手方向に平坦面部19を陥没状に塑性加工し、ラックプレート９を平坦面部19に溶接して製造されている。即ち、パイプ体３の外面の先端３ａ寄りに底面平坦状の凹所を形成し、この凹所にラックプレート９をほぼ隙間無く嵌合した状態で溶接している。この場合、ラックプレート９の長手方向への負荷（ずれ）に対して補強を行っている。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されるので、次に記載する効果を奏する。
【００２７】
（請求項１によれば）全体が中空構造であるためより軽量化が図られると共に、ラックプレート９とパイプ体３とを連結した構造であるため、全体的に（反りの無い）真っ直ぐな、高い寸法精度のラックバーとなる。
【００２８】
（請求項２又は３によれば）凹凸歯部２が塑性加工されたラックプレート９を、パイプ体３とは個別に作製することにより、少ない工程数でかつ低コストにてラックバーを製造することができる。このとき、（従来のように）パイプに直接凹凸歯部を鍛造成形する場合のようにパイプの肉厚によって歯の高さが大きく制限されるということがなく、大きな高さ寸法Ｈの歯４であっても容易に成形することができる。
また、（従来のように）パイプに直接歯の塑性加工を繰り返すことによりパイプの反り（曲がり）が生じるということが無く、真っ直ぐにラックバーを製造することができる。  また、製造設備を簡素化・簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例を示す一部断面正面図である。
【図２】  ラックバーの製法の説明図である。
【図３】  本発明の第１の実施の形態を示す断面正面図である。
【図４】  ラックバーの製法の説明図である。
【図５】  本発明の第２の実施の形態を示す要部斜視図である。
【図６】  ラックバーの製法の説明図である。
【図７】  他の参考例を示す要部断面正面図である。
【図８】  ラックバーの製法の説明図である。
【図９】  さらに他の参考例を示す要部断面正面図である。
【図10】  ラックバーの製法の説明図である。
【符号の説明】
１  ラック棒体
１ａ  基端
２  凹凸歯部
３  パイプ体
３ａ  先端
７  先端孔部
９  ラップレート
10  弯曲辺部
11  横断面Ｃ字部
12  切欠端縁
13  開口部
16  突条部
17  凹部
18  隆起部
19  平坦面部
21ａ  係合凹部
21ｂ  係合凸部
22ａ  係合凸部
22ｂ  係合凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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