(57)【要約】【課題】加工痕の発生を防止可能な中空ラックバーの製造装置、及び、中空ラックバーの製造方法を提供すること。【解決手段】中空ラックバー１の製造装置は、中空ラックバー１の製造工程の一部において、加工位置の位置決めが可能なものであって、軸部１１を中空ラックバー１の径方向で狭持可能な拘束部材３１と、この拘束部材３１に設けられ、ラック歯１２の少なくとも一部に離接自在に嵌入される位置決め部材３２と、中空ラックバー１の軸方向の移動を規制する固定部材３３と、を備え、前記位置決め部材３２により中空ラックバー１の軸方向の位置決め後、前記拘束部材３１により中空ラックバー１を径方向で拘束し、固定部材３３で中空ラックバー１の軸方向を固定後、前記位置決め部材３２をラック歯１２から脱離させる。【選択図】      図１
2011062733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック歯がその外面の一部に形成された中空ラックバーの位置決めを行う中空ラックバーの製造装置において、
前記中空ラックバーの径方向で前記中空ラックバーを拘束する拘束部材と、
前記ラック歯の少なくとも一部に嵌入し、前記中空ラックバーの軸方向の位置決めを行う嵌入部、及び、前記嵌入部を前記ラック歯に対して離接させる移動手段を具備する位置決め部材と、
前記位置決め部材により位置決めされた前記中空ラックバーを、この中空ラックバーの端面で前記軸方向に支持する固定部材と、を備え、
前記位置決め部材は、前記固定部材により支持された前記中空ラックバーから前記移動手段により前記嵌入部を脱離させることを特徴とする中空ラックバーの製造装置。
【請求項２】
前記ラック歯は、複数の歯部と、これら歯部の両端に位置する歯部に隣接して設けられた凹部と、を具備し、
前記嵌入部は、少なくとも前記凹部にその外面が当接可能な凸部を具備し、
前記凹部と前記凸部とが嵌入することで、前記中空ラックバーの軸方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載の中空ラックバーの製造装置。
【請求項３】
前記固定部材は、
中空ラックバーの軸方向に対してその一部が傾斜する固定部、前記固定部の傾斜に沿って移動することで前記軸方向に移動可能な可動部、及び、前記可動部を押圧することで、前記可動部を前記固定部の傾斜に沿って移動させる押圧手段を具備する移動機構と、
前記軸方向に移動した前記可動部により前記軸方向に押圧されることで、前記中空ラックバーの端面と当接し、前記中空ラックバーの軸方向の移動を規制する当接部材と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の中空ラックバーの製造装置。
【請求項４】
ラック歯がその外面の一部に形成された中空ラックバーの位置決めを行う中空ラックバーの製造方法において、
前記ラック歯の少なくとも一部に嵌入される位置決め部材を、前記ラック歯の外面に当接させて前記中空ラックバーの軸方向の位置決めを行う工程と、
前記軸方向の位置決めが成された前記中空ラックバーを、この中空ラックバーの径方向で拘束する工程と、
前記拘束された中空ラックバーを、固定部材により前記中空ラックバーの端面で前記軸方向に支持する工程と、
前記端面で支持された前記中空ラックバーのラック歯から前記位置決め部材を脱離させる工程と、
を備えることを特徴とする中空ラックバーの製造方法。
【請求項５】
前記ラック歯は、複数の歯部と、これら歯部の両端に位置する歯部に隣接して設けられた凹部と、を具備し、
前記嵌入部は、少なくとも前記凹部にその外面が当接して嵌入可能な凸部を具備し、
前記凹部と前記凸部とを嵌入させることで、前記中空ラックバーの軸方向の位置決めを行う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。
【請求項６】
前記固定部材は、
中空ラックバーの軸方向に対してその一部が傾斜する固定部、前記固定部の傾斜に沿って移動することで前記軸方向に移動可能な可動部、及び、前記可動部を押圧することで、前記可動部を前記固定部の傾斜に沿って移動させる押圧手段を具備する移動機構と、
前記軸方向に移動した前記可動部により前記軸方向に押圧されることで、前記中空ラックバーの端面と当接し、前記中空ラックバーの軸方向の移動を規制する当接部材と、を備え、
前記押圧手段により前記軸方向に移動した前記可動部が前記当接部材を押圧することで前記当接部材を軸方向に移動させて前記中空ラックバーの端面と当接させ、前記拘束された中空ラックバーを前記軸方向に支持する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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の操舵装置に用いられる中空ラックバーの製造装置及び中空ラックバーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の操舵装置においては、ステアリングホイールの回転運動を直線運動へ変換するために、ラック及びピニオンが用いられる。このようなラックには、例えば、外部に歯が形成された中実ラックバーや、その内部が中空な軸体の外部に歯が形成された中空ラックバーが用いられる。
【０００３】
中実ラックバーは、例えば、その外部に切削加工等によりラック歯や端部のネジ部等が形成される。このとき、中実ラックバーの加工は、そのいずれかに加工基準を設けることで、この加工基準に基いてラック歯やねじ部の加工が行われ、所定の形状に成形される。
【０００４】
これに対し、中空ラックバーは、例えば、中空の素管の外面の一部を平つぶしし、且つ、平つぶしした平坦部に複数の歯部の集合であるラック歯を成形する。また、中空ラックバーは、最終形状とするために、素管の外面にラック歯を成形後、その両端部にねじ切り加工や絞り加工を行う。
【０００５】
これらねじ切り加工（機械加工）や絞り加工等においては、中空ラックバーの所定の部位を加工するために、中空ラックバーの軸方向（長手方向）の位置決めを行う。しかし、中空ラックバーは、その加工方法の性質上、そのいずれかに加工基準を設けることが困難である。即ち、中空ラックバーは、先にラック歯が成形される。このため、中空ラックバーは、成形されたラック歯と他の加工部位、例えば、端面に設けられるねじ部等との軸方向の位置関係が所定の位置関係である必要がある。このような理由から、中空ラックバーは、先に成形されたラック歯を加工基準として他の加工部位を加工することとなる。
【０００６】
このため、中空ラックバーの軸方向の位置決めとして、ラック歯に位置決め用の位置決め部材を噛み合せて位置決めを行い、中空ラックバーの少なくとも一部を拘束するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
具体的に説明すると、中空ラックバーの軸方向の位置決めを行う位置決め部材として、中空ラックバーの両端のラック歯と隣接部との間に設けられた凹部に嵌入される凸部を軸方向両端部に一体に形成されたものが用いられる。このような位置決め部材の凸部と中空ラックバーの凹部を相互に当接させるとともに、中空ラックバーの外周面をチャック等の拘束部材で拘束することによって、位置決め部材により中空ラックバーの軸方向の位置決めを行うとともに、拘束部材で軸方向の中空ラックバーの移動を規制する。この状態で、中空ラックバーの端部の縮径を行う絞り加工や、ねじ切り加工が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２２９６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した中空ラックバーでは、以下の問題があった。即ち、絞り加工は、中空ラックバーの端部がダイスによって絞られるため、絞り加工時において、中空ラックバーは、軸方向に応力が印加される。このため、中空ラックバーの凹部と位置決め部材の凸部との当接部には、高い押圧力が印加され、凸部により塑性変形し、圧痕等の加工痕が形成される。
【００１０】
確かに、特許文献１に記載された中空ラックバーのように、加工痕があっても十分に強度を維持可能な中空ラックバーであれば、その機能に支障はない。しかし、一方では、機能に支障がなくとも、加工痕を有さない中空ラックバーの要望もある。
【００１１】
そこで本発明は、加工痕の発生を防止可能な中空ラックバーの製造装置及び中空ラックバーの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の中空ラックバーの製造装置及び中空ラックバーの製造方法は、次のように構成されている。
【００１３】
本発明の一態様として、ラック歯がその外面の一部に形成された中空ラックバーの位置決めを行う中空ラックバーの製造装置において、前記中空ラックバーの径方向で前記中空ラックバーを拘束する拘束部材と、前記ラック歯の少なくとも一部に嵌入し、前記中空ラックバーの軸方向の位置決めを行う嵌入部、及び、前記嵌入部を前記ラック歯に対して離接させる移動手段を具備する位置決め部材と、前記位置決め部材により位置決めされた前記中空ラックバーを、この中空ラックバーの端面で前記軸方向に支持する固定部材と、を備え、前記位置決め部材は、前記固定部材により支持された前記中空ラックバーから前記移動手段により前記嵌入部を脱離させることを特徴とする中空ラックバーの製造装置が提供される。
【００１４】
本発明の一態様として、ラック歯がその外面の一部に形成された中空ラックバーの位置決めを行う中空ラックバーの製造方法において、前記ラック歯の少なくとも一部に嵌入される位置決め部材を、前記ラック歯の外面に当接させて前記中空ラックバーの軸方向の位置決めを行う工程と、前記軸方向の位置決めが成された前記中空ラックバーを、この中空ラックバーの径方向で拘束する工程と、前記拘束された中空ラックバーを、固定部材により前記中空ラックバーの端面で前記軸方向に支持する工程と、前記端面で支持された前記中空ラックバーのラック歯から前記位置決め部材を脱離させる工程と、を備えることを特徴とする中空ラックバーの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加工痕の発生を防止可能な中空ラックバーの製造装置、及び、中空ラックバーの製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る中空ラックバーの構成を示す断面図。
【図２】同中空ラックバーの製造装置の構成及び中空ラックバーの製造方法を示す断面図。
【図３】同中空ラックバーの製造装置及び製造方法を示す断面図。
【図４】同中空ラックバーの製造装置及び製造方法を示す説明図。
【図５】同中空ラックバーの製造装置及び製造方法を示す説明図。
【図６】同中空ラックバーの製造装置及び製造方法を示す説明図。
【図７】同中空ラックバーの製造装置及び製造方法を示す説明図。
【図８】同中空ラックバーの製造装置及び製造方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態に係る中空ラックバー１について図１を用いて説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る中空ラックバー１の構成を示す断面図である。
【００１８】
中空ラックバー１は、例えば、自動車のパワーステアリング装置のラック軸として用いられる。中空ラックバー１は、中空円筒状の鋼管（素管）を塑性加工により成形されている。
【００１９】
図１に示すように、中空ラックバー１は、その内部が中空に形成された軸部１１と、軸部１１の外面の一部に設けられたラック歯１２と、を備えている。軸部１１は、その一部にその外径が他部より一部拡張する大径部１３と、軸部１１の一方の端部であって、大径部１３と隣接して設けられた小径部１４と、を備えている。また、軸部１１は、軸部１１の両端部の内周面に雌ねじ部１５が形成されている。
【００２０】
大径部１３は、ラック歯１２と隣接して設けられている。小径部１４は、軸部１１の一部が所定の径に縮径されることで形成されている。小径部１４は、大径部１３よりも小径に形成されている。
【００２１】
ラック歯１２は、中空ラックバー１の軸方向に並設されて形成された歯部１７と、両端に位置する歯部１７に隣接してそれぞれ設けられた凹部１８と、を備えている。例えば、凹部１８は、端部に位置する歯部１７の歯底面１７ａと連続するとともに、軸部１１の外周面と傾斜面を介して滑らかに連続している。即ち、凹部１８は、軸部１１と歯部１７との間を連続する連続部であって、後述する平坦部のうち、歯部１７が形成されない部位である。
【００２２】
このようなラック歯１２は、その成形方法として、例えば、軸部１１の一部を、プレス加工等により平坦面に形成する。平坦面を形成後、軸部１１を、ラック歯１２を反転させた形状の歯成形型を有する金型で狭持（拘束）する。この状態で、軸部１１内の中空部を、その大きさが漸次大となる複数のマンドレルによって扱く。マンドレルによって、軸部１１を扱くことで、特に平坦部の肉が歯成形型に塑性流動する。ラック歯１２は、このように肉の塑性流動によって形成されるものである。
【００２３】
次に、中空ラックバー１の製造装置を、図２〜８を用いて説明する。  
図２〜６は中空ラックバー１の製造装置の一である絞り加工装置３０の構成を示す断面図、図７，８は、同製造装置の一であるねじ切り加工装置６０の構成を模式的に示す断面図である。
【００２４】
図２〜８に示すように、中空ラックバー１の製造装置は、中空ラックバー１の製造工程の一部において、複数の装置が用いられる。このような製造装置は、加工時において、中空ラックバー１のラック歯１２に対して所定の位置を加工する際に、加工位置の位置決めが可能なものである。
【００２５】
製造装置は、例えば、絞り加工やねじ切り加工時において、中空ラックバー１のラック歯１２に対して所定の加工位置の位置決めが可能な絞り加工装置３０及びねじ切り加工装置６０を備えている。なお、製造装置は、中空ラックバー１の位置決めが必要な他の製造工程を行うものであってもよく、また、中空ラックバー１の位置決めのみを行う製造装置であってもよい。
【００２６】
図２〜６に示すように、絞り加工装置３０は、軸部１１を狭持可能な拘束部材３１と、この拘束部材３１に設けられ、ラック歯１２の少なくとも一部に当接又は嵌入される位置決め部材３２と、中空ラックバー１の軸方向の移動を規制する固定部材３３と、軸部１１の一部の絞り加工を行う絞り部３４と、を備えている。
【００２７】
拘束部材３１は、複数の部材、例えば、第１拘束部材３６及び第２拘束部材３７を備えている。拘束部材３１は、第１拘束部材３６及び第２拘束部材３７の少なくとも一方を油圧等により加圧することで、軸部１１を所定の力で狭持し、軸部１１の径方向の移動を規制可能、且つ、拘束可能に形成されている。
【００２８】
第１拘束部材３６は、例えば、軸部１１の外周の一部と当接可能な第１当接部３６ａと、大径部１３の外径よりもその内径が大径に形成された半円凹状の第１逃げ部３６ｂと、を有している。
【００２９】
第１当接部３６ａは、その一部、例えば、周方向の略半周であってラック歯１２が設けられた周囲の所定の範囲と当接可能に形成されている。具体的には、図２に示すように、第１当接部３６ａは、軸部１１の上半分の外面の所定の範囲と当接可能に形成されている。第１逃げ部３６ｂは、第１当接部３６ａと軸部１１外面との当接時に、大径部１３が第１拘束部材３６に干渉することを防止可能に形成されている。
【００３０】
第２拘束部材３７は、軸部１１の外周の一部と当接可能な第２当接部３７ａと、第１逃げ部３６ｂと対向し、大径部１３の外径よりもその内径が大径に形成された半円凹状の第２逃げ部３７ｂと、第２当接部３７ａの一部に設けられ、位置決め部材３２を収納可能な収納部３７ｃと、を備えている。
【００３１】
第２当接部３７ａは、第１当接部３６ａが当接する軸部１１の軸方向の範囲であって、第１当接部３６ａと当接する軸部１１の外周及びラック歯１２を除いた外周と当接可能に形成されている。
【００３２】
第２逃げ部３７ｂは、第２当接部３７ａと軸部１１外面との当接時に、大径部１３が第２拘束部材３７に干渉することを防止可能に形成されている。
【００３３】
収納部３７ｃは、位置決め部材３２をその内部に移動可能、且つ、収納可能に形成されている。また、収納部３７ｃは、ラック歯１２と対向して設けられている。収納部３７ｃは、その形状が、位置決め部材３２の側面形状と略同等に形成されている。また、収納部３７ｃは、その深さ（高さ）が、少なくとも位置決め部材３２を中空ラックバー１の外面から離間可能な深さに形成されている。また、収納部３７ｃは、その底部に、開口部３７ｄを有している。
【００３４】
位置決め部材３２は、ラック歯１２の一部にその一部が当接又は嵌入する嵌入部４０と、この嵌入部４０に固定された移動手段４１と、を備えている。なお、嵌入部４０は、ラック歯１２の少なくとも一部に当接又は嵌入することで、中空ラックバー１の軸方向の位置決めが可能であれば、ラック歯１２に当接する構成であっても嵌入する構成であってもよい。
【００３５】
嵌入部４０は、その外側面が収納部３７ｃの内面を移動可能、且つ、収納部３７ｃに収納可能に形成されている。また、嵌入部４０は、ラック歯１２と対向する面に形成され、ラック歯１２の一部、例えば、端部の歯部１７にそれぞれ隣接する凹部１８に嵌入可能な凸部４０ａを有している。即ち、嵌入部４０は、凸部４０ａが凹部１８に嵌入し、凹部１８の外面と当接可能に形成されている。
【００３６】
移動手段４１は、開口部３７ｄに挿入された移動軸であって、嵌入部４０を収納部３７ｃの内面に沿ってラック歯１２と離接可能な移動機構（不図示）を備えている。なお、移動手段４１は、嵌入部４０をラック歯１２に対して移動可能であればその構成は特に限定されない。
【００３７】
図３に示すように、固定部材３３は、軸部１１の軸方向の移動を規制し、軸部１１の端面で軸部１１を軸方向に支持する規制手段である。固定部材３３は、例えば、軸部１１と当接するストッパ（当接部材）４３と、このストッパ４３を軸部１１と当接させる移動機構４４と、を備えている。
【００３８】
ストッパ４３は、軸部１１の端面と面にて当接可能な形状に形成されている。ストッパ４３は、その位置や軸部１１との接触を感知可能なセンサ４３ａ等を備えている。センサ４３ａは、軸部１１と接触した際に、移動機構４４を停止可能な信号等を移動機構４４に発信可能に形成されている。
【００３９】
移動機構４４は、楔形状の固定楔（固定部）４５と、固定楔４５と摺動する移動楔（可動部）４６と、この移動楔４６を押圧し、移動楔４６を移動させるエアシリンダ等の圧力印加手段（押圧手段）４７と、固定楔４５及び移動楔４６を固定可能な固定手段４８と、を備えている。
【００４０】
固定楔４５は、固定手段４８により、所定の位置で固定可能に形成されている。この固定楔４５は、少なくとも、移動楔４６による押圧、及び、ストッパ４３側からの押圧に対して移動を規制可能に形成されている。また、固定楔４５は、少なくとも一部が傾斜する楔状に形成されている。具体的には、固定楔４５は、移動楔４６と摺動する面が、中空ラックバー１の軸方向に対して所定の角度で傾斜する傾斜面を有して形成されている。
【００４１】
移動楔４６は、楔状に形成され、固定楔４５の傾斜面と摺動し、且つ、軸方向に対して所定の角度で傾斜する傾斜面を有している。移動楔４６は、その傾斜面が固定楔４５の傾斜面と摺動して移動可能に形成されている。移動楔４６は、ストッパ４３と摺動可能に形成されている。移動楔４６は、その傾斜面が固定楔４５の傾斜面に沿って移動することで、ストッパ４３を押圧してストッパ４３を軸方向に移動可能に形成されている。
【００４２】
具体的に説明すると、移動楔４６は、その傾斜面が固定楔４５の傾斜面に沿って移動することで、ストッパ４３と当接する移動楔４６の幅（部位）が変化する。即ち、移動楔４６は、傾斜面に沿って移動することで、軸方向及び軸方向と直交する方向に移動することとなる。移動楔４６は、この軸方向への移動によって、ストッパ４３を押圧してストッパ４３を軸方向に移動させる。なお、移動楔４６は、圧力印加手段４７に押圧されることで、傾斜面に沿って可動可能に形成されている。
【００４３】
固定楔４５及び移動楔４６の傾斜面は、ストッパ４３側からの押圧による移動楔４６の移動防止のため、移動楔４６の縦横比（傾斜面の角度）が所定の値に設定されている。具体的には、移動楔４６は、軸方向の幅（横幅）が軸方向と直交する方向の幅（縦幅）よりも小さく形成され、例えば、縦幅と横幅の比が７：１等といった比率に設定される。なお、ここでの縦横比７：１は、一例であって、ストッパ４３側からの圧力による移動楔４６の移動を規制可能であれば、適宜設定可能である。
【００４４】
圧力印加手段４７は、移動楔４６を押圧可能、例えば、移動楔４６に圧力を印加することで、移動楔４６を押圧し、移動楔４６を移動可能に形成されている。即ち、圧力印加手段４７は、圧力の印加により移動楔４６を可動させる押圧手段である。また、圧力印加手段４７は、センサ４３ａの信号によって、移動楔４６への圧力の供給・停止、即ち、移動楔４６の移動・停止を行うこと（可動）が可能に形成されている。また、圧力印加手段４７は、移動楔４６の移動をロックするロック機構を有している。
【００４５】
固定手段４８は、固定楔４５を所定の位置で固定可能に形成されている。例えば、固定楔４５は、固定させる対象物、ここでは軸部１１の端部に近接可能に形成されており、固定手段４８は、軸部１１に固定楔４５を近接後、固定楔４５の位置を固定可能に形成されている。
【００４６】
絞り部３４は、絞り加工を行う絞りダイス５０と、この絞りダイス５０を移動させるダイス移動手段５１と、を備えている。絞りダイス５０は、軸方向に延びる段付の貫通孔５３ａを有するダイスホルダ５３と、貫通孔５３ａの段部に位置決めされてダイスホルダ５３に固定された円筒状のダイス５４と、を備えている。
【００４７】
ダイス５４は、その開口する開口部５４ａの内径が大径部１３の外径よりも小さく形成されている。また、ダイス５４は、軸部１１と対向する開口端が、その開口部５４ａへの大径部１３の圧入を円滑にする導入部５４ｂが設けられている。
【００４８】
開口部５４ａは、その内径が小径部１４の外径と略同一径に形成されている。導入部５４ｂは、大径部１３の圧入を案内するものであり、例えば、ダイス５４の端面５４ｃと開口部５４ａの内周面とを滑らかに連続する面取り部により形成されている。なお、導入部５４ｂは、その一部が大径部１３の外径よりも大径となるように端面５４ｃの位置から開口部５４ａと連続して面取りが成されている。
【００４９】
ダイス移動手段５１は、サーボモータや油圧シリンダ等であって、少なくとも、絞りダイス５０を軸方向に移動可能に形成されている。即ち、ダイス移動手段５１は、所定の圧力により、大径部１３をダイス５４の開口部５４ａに圧入可能、且つ、絞りダイス５０を軸部１１から離接可能に形成されている。
【００５０】
図７，８に示すように、ねじ切り加工装置６０は、例えば、軸部１１を狭持可能な拘束部材６１と、ラック歯１２の少なくとも一部に嵌入される位置決め部材６２と、軸部１１の内周面に雌ネジを形成するねじ切り部材６３と、を備えている。
【００５１】
拘束部材６１は、複数の部材で軸部１１を拘束可能な、例えば三爪チャックが用いられる。なお、拘束部材６１は、軸部１１の移動を規制可能であれば、他の拘束部材、例えば、絞り加工装置３０で用いた拘束部材３１であってもよい。
【００５２】
位置決め部材６２は、ラック歯１２の一部に嵌入することで、軸部１１の軸方向の位置決めが可能に形成されている。例えば、位置決め部材６２は、その先端の形状が歯部１７間の切り欠き形状に形成され、いずれかの隣り合う歯部１７間に嵌入することで、軸部１１の軸方向の位置決めが可能に形成されている。
【００５３】
位置決め部材６２は、ラック歯１２と離接可能に形成されている。なお、位置決め部材６２は、絞り加工装置３０で用いた位置決め部材３２であってもよい。ねじ切り部材６３は、軸部１１の内周面に雌ねじ部１５を成形可能に形成されている。例えば、ねじ切り部材６３は、ねじ切りが可能なものであれば適宜設定可能である。
【００５４】
次に、このように構成された製造装置を用いた中空ラックバー１の製造方法について説明する。なお、本実施の形態では、中空ラックバー１の製造方法のうち、絞り加工及びねじ切り加工についての説明を以下行う。中空ラックバー１の製造方法であって、絞り加工及びねじ切り加工以外の加工については、その詳細は省略する。
【００５５】
中空ラックバー１の製造方法の一として、絞り加工について、以下図２〜６を用いて説明する。  
先ず、先の工程として、中空円筒状の鋼管（素管）の外周面の一部に平つぶし加工等により平坦部を設け、この平坦部にラック歯１２が形成された軸部１１を、第１拘束部材３６及び第２拘束部材３７を離間させた拘束部材３１に配置させる。
【００５６】
このとき、図２に示すように、軸部１１は、ラック歯１２が収納部３７ｃに配置されるとともに、大径部１３が第１逃げ部３６ｂ及び第２逃げ部３７ｂに対向して配置される。即ち、軸部１１は、大径部１３が第１逃げ部３６ｂ及び第２逃げ部３７ｂに対向して配置されることで、大径部１３が第１当接部３６ａ及び第２当接部３７ａと干渉しないことから、拘束部材３１により確実に拘束される。
【００５７】
このように配置された軸部１１は、次の工程として、図３に示すように、位置決め部材３２がラック歯１２の一部と当接されるとともに、第１拘束部材３６と第２拘束部材３７とにより軸部１１を所定の圧力で狭持されることで、拘束部材３１に拘束される。
【００５８】
このとき、軸部１１は、第１拘束部材３６と第２拘束部材３７とにより所定の圧力で狭持される前に、位置決め部材３２の凸部４０ａとラック歯１２の凹部１８とが当接することで、軸部１１の軸方向の位置決めがなされる。具体的には、凸部４０ａの傾斜面と、ラックは１２の凹部１８の歯底面１７ａと隣り合う歯部１７の傾斜面と、が当接することで、軸部１１の位置決めがなされる。このように軸部１１の軸方向の位置決め後、第１，第２拘束部材３６，３７によって、軸部１１の径方向が拘束され、位置決めがなされる。
【００５９】
次の工程として、図４に示すように、拘束部材３１及び位置決め部材３２により軸部１１が拘束された状態で、固定部材３３によって軸部１１が軸方向に固定される。具体的には、軸部１１が拘束された状態で、圧力印加手段４７によって、移動楔４６が移動する。移動楔４６は、その移動により、ストッパ４３を軸方向であって軸部１１に近接する方向に移動させる。
【００６０】
ストッパ４３が軸部１１に当接すると、センサ４３ａがこれを検知し、圧力印加手段４７にその信号を送付することで、移動楔４６の移動が停止する。これにより、ストッパ４３が軸部１１の端面に当接した位置で固定される。このとき、固定楔４５及び移動楔４６は、固定手段４８及び圧力印加手段４７によって固定される。これにより、ストッパ４３は、軸部１１から押圧されても、移動することはない。
【００６１】
このようにストッパ４３によって、軸部１１のストッパ４３側への軸方向の移動を規制後、次工程として、図５に示すように、位置決め部材３２を移動手段４１によってラック歯１２から脱離させる。なお、位置決め部材３２が脱離しても、拘束部材３１及び固定部材３３により、軸部１１の径方向、及び、軸方向の移動が規制される、即ち、軸部１１は拘束されることとなる。なお、軸部１１のストッパ４３から離間する軸方向の移動の規制に関しては、第１拘束部材３６及び第２拘束部材３７の径方向の拘束によって規制される。
【００６２】
次工程として、図６に示すように、絞り部３４により軸部１１の端部を絞り加工し、所定の径に縮径させる。詳しく説明すると、先ず、拘束部材３１及び固定部材３３によって所定の位置に位置合わせが成されて固定された軸部１１の端部に、ダイス移動手段５１により絞りダイス５０を近接させる。
【００６３】
さらに、ダイス移動手段５１により、絞りダイス５０が移動することで、絞りダイス５０は、ダイス５４の導入部５４ｂと軸部１１の大径部１３の端面とが当接する。さらにダイス移動手段５１により絞りダイス５０が移動することで、絞りダイス５０は、その導入部５４ｂから大径部１３が圧入され、ダイス５４の開口部５４ａを大径部１３が逐次通過する。これにより、大径部１３は、開口部５４ａの内径にならってその外径が縮径され、塑性変形する。開口部５４ａの内径にならって大径部１３が塑性変形することで、その外径が縮径され、小径部１４が成形される。このとき、小径部１４が所定の長さだけ成形するため、絞りダイス５０は、ダイス移動手段５１により所定の距離移動することとなる。
【００６４】
絞り部３４によって大径部１３を所定の長さだけ縮径して小径部１４を成形後、ダイス移動手段５１により、絞りダイス５０を軸部１１から離間させる。このように、軸部１１の絞り加工によって、大径部１３に小径部１４が成形される。
【００６５】
これらの工程により、軸部１１の絞り加工が行われる。  
なお、拘束部材３１、位置決め部材３２及び固定部材３３により、ラック歯１２を基準として、軸部１１が位置決めされている。この位置決めされた所定の位置に対して、所定の部位で絞り加工が行われる。
【００６６】
また、絞り加工時のダイス５４の開口部５４ａへの軸部１１（大径部１３）の圧入により、軸部１１は軸方向に沿ってストッパ４３側へ押圧されることとなる。しかし、軸部１１は、その端面がストッパ４３と当接する構成であって、軸部１１の他の部位では、軸方向の直接的な支持（狭持部材３１による狭持力による支持は除く）が成されていない。このため、軸部１１の開口部５４ａへの圧入による軸方向への軸体の押圧があっても、軸部１１は、軸方向にストッパ４３で支持されるため、軸部１１が軸方向に移動することがない。また、軸部１１は、その端面以外での支持がなされておらず、絞り加工において、軸部１１が軸方向に押圧されても、軸部１１に加工痕がつくことがない。
【００６７】
次に、ねじ切り加工について図７及び図８を用いて説明する。  
先ず、先工程として、図７に示すように、軸部１１の位置合わせ及び固定を、拘束部材６１及び位置決め部材６２により行う。具体的には、軸部１１は、ラック歯１２に位置決め部材６２が嵌入される。これにより、軸部１１は、軸方向の移動が防止されるとともに、所定の部位のねじ切りのための位置決めが行われる。
【００６８】
また、軸部１１は、拘束部材６１によってラック歯１２以外のいずれかの部位が狭持されることで、軸方向及び径方向で拘束される。なお、拘束部材６１による軸方向の軸部１１の拘束は、拘束部材６１による拘束力（狭持力）によって径方向だけでなく、軸方向への拘束も成される。
【００６９】
軸部１１を所定の位置で拘束後、次工程として、ねじ切り部材６３により、軸部１１の端部開口内面に雌ネジが成形される。これにより、図８に示すように、軸部１１の端部内面にねじ切り加工がなされて、雌ねじ部１５が形成される。
【００７０】
このように構成された中空ラックバー１、中空ラックバー１の製造装置３０，６０及び中空ラックバー１の製造方法によれば、中空ラックバー１の加工時において、絞り加工等のように、軸部１１の軸方向に高い押圧力が印加される。しかし、軸方向に押圧された軸部１１は、ストッパ４３によって面にて支持されるとともに、他の部位において支持がなされない。即ち、軸部１１は、点又は微小面積による軸部１１の支持が無いため、加工痕（所謂「ツールマーク」「圧痕」）の発生を防止することが可能となる。加工痕の発生を防止することで、中空ラックバー１の強度の低下を防止可能となるとともに、外観性の向上となる。
【００７１】
また、ねじ切り加工時等の、過大な押圧力が印加されない場合には、軸部１１から位置決め部材６２を脱離させなくとも、加工痕がつくことがない。なお、加工によって加工痕がつく場合には、位置決め部材６２をラック歯１２から脱離させるとともに、軸方向にて、ストッパ４３等の固定部材３３で軸部１１を固定するだけでよい。このため、たとえ軸方向の押圧力があっても、軸方向に軸部１１が移動することを固定部材３３により防止することが可能となる。
【００７２】
なお、加工時の押圧力により、軸部１１の移動やずれが発生すると、所定の位置で加工が困難となり、製品精度の低下にもつながる虞がある。しかし、本製造装置においては、軸部１１を確実に位置決め及び固定が可能となり、製品精度の低下を防止することが可能となる。
【００７３】
これらのことから、製品強度及び製品精度の低下を防止するとともに、外観の美観の低下をも防止可能となり、信頼性の高い中空ラックバー１を提供することが可能となる。
【００７４】
上述したように、中空ラックバー１は、軸部１１が高い押圧力で押圧される場合には、位置決め部材３２を脱離させ、且つ、ストッパ４３により面にて軸部１１を支持することで、加工痕の発生を防止することが可能となる。これにより、中空ラックバー１の信頼性の低下を防止し、外観を向上することが可能となる。
【００７５】
このように、加工痕の発生を防止可能、且つ、信頼性の高い中空ラックバー１の製造が可能な製造装置、及び、同中空ラックバー１の製造が可能な製造方法を提供することが可能となる。
【００７６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、位置決め部材３２、６２は、ラック歯１２の一部で位置決めを行う構成としたが、これに限定されない。例えば、位置決め部材は、ラック歯１２に形成される歯部１７の全部と噛合う構成であってもよい。このような構成とすることで、より精度良く軸部１１の位置決めを行うことが可能となる。
【００７７】
また固定部材３３では、ストッパ４３を軸部１１に当接させるための移動機構４４として、固定楔４５及び移動楔４６を用いる構成としたが、これに限定されない。例えば、スライド移動する移動機構であっても良いし、流体により駆動するシリンダ等の移動体であってもよい。
【００７８】
また、上述した例では、絞り加工及びねじ切り加工において、軸部１１の加工痕の発生を防止する例として、絞り加工装置３０及びねじ切り加工装置６０を用いて説明したが、これに限定されない。即ち、軸部１１の位置決めが可能であって、加工によって加工痕が発生する虞のある製造工程に用いることが可能である。
【００７９】
例えば、軸部１１の一部を拡張加工する場合や、他の加工を行う上で、軸方向に過大な圧力が加わる場合には、上述した絞り加工装置３０のうち、拘束部材３１、位置決め部材３２及び固定部材３３を用いて、位置決め及び固定を行って、絞りでなく他の加工を行えば良い。即ち、上述の製造装置として、少なくとも加工痕を発生させずに位置決め及び固定が可能であれば他の構成であっても適用できる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実行可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１…中空ラックバー、１１…軸部、１２…ラック歯、１３…大径部、１４…小径部、１５…雌ねじ部、１７…歯部、１７ａ…歯底面、１８…凹部、３０…絞り加工装置、３１…拘束部材、３２…位置決め部材、３３…固定部材、３４…絞り部、３６…第１拘束部材、３６ａ…第１当接部、３６ｂ…第１逃げ部、３７…第２拘束部材、３７ａ…第２当接部、３７ｂ…第２逃げ部、３７ｃ…収納部、３７ｄ…開口部、４０…嵌入部、４０ａ…凸部、４１…移動手段、４３…ストッパ（当接部材）、４３ａ…センサ、４４…移動機構、４５…固定楔（固定部）、４６…移動楔（可動部）、４７…圧力印加手段（押圧手段）、４８…固定手段、５０…絞りダイス、５１…ダイス移動手段５３ａ…貫通孔、５３…ダイスホルダ、５４…ダイス、５４ａ…開口部、５４ｂ…導入部、５４ｃ…端面、６０…切り加工装置、６１…拘束部材、６２…位置決め部材、６３…ねじ切り部材。
【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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