(57)【要約】ギア歯列を有する歯形部分を備えたステアリングラックを鍛造する金型装置。当該金型装置はステアリングラックを鍛造するために互いに接近する方向に移動可能な第１アセンブリと第２アセンブリとを備える。第１アセンブリは第１ボルスタと歯形金型を備える。第２アセンブリは、第２ボルスタと、第１及び第２サイド金型と、センターパンチと、第３ボルスタとを備える。第３ボルスタは第１ボルスタと第２ボルスタとの間に配置され、第２ボルスタに対して移動可能である。第１及び第２サイド金型は第３ボルスタに支持され、センターパンチは第２ボルスタにより支持される。金型装置が閉じられるときに、第３ボルスタは第１アセンブリに当接して密閉された金型キャビティを形成し、その後金型装置が更に閉じ続けるとき、センターパンチが金型キャビティへと進入してステアリングラックの鍛造を完了する。【選択図】図４
2013526407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒材からギア歯列を有する歯形部分を備えたステアリングラックを鍛造するための金型装置であって、
前記ステアリングラックを鍛造するためにプレスによって互いに接近する方向に軸線に沿って移動可能な第１アセンブリと第２アセンブリとを備え、
前記第１アセンブリは、前記第１ボルスタにより支持された歯形金型を備え、前記歯形金型は前記ギア歯列の対応面として形作られた歯形成面を有し、
前記第２アセンブリは、第２ボルスタと、第１及び第２のサイド金型と、当該第１サイド金型と当該第２サイド金型との間にあって前記歯形金型に対向して配置されたセンターパンチを備えている金型装置において、
前記第２アセンブリは第３ボルスタと偏倚手段を更に備え、前記第３ボルスタは前記第１ボルスタと前記第２ボルスタとの間に配置され、前記第２ボルスタに対して前記軸線に沿って移動可能であり、前記偏倚手段は前記第３ボルスタを前記第１アセンブリに向けて偏倚させるように構成され、
前記第１及び第２のサイド金型は前記第３ボルスタに支持され、前記センターパンチは前記第２ボルスタに支持され、
前記金型装置が閉じられるときに、前記第３ボルスタが前記第１アセンブリに当接して密閉された金型キャビティを形成し、次いで前記金型装置が閉じ続けるとき、前記センターパンチが前記密閉された金型キャビティに進入して前記ステアリングラックの鍛造を完了するように構成されていることを特徴とする金型装置。
【請求項２】
請求項１に記載の金型装置において、前記偏倚手段は少なくとも１つのピストンを備え、前記ピストンはそれぞれ対応する液室内の作動液によって偏倚されることを特徴とする金型装置。
【請求項３】
請求項２に記載の金型装置において、前記ピストンは前記第３ボルスタに当接し、前記液室が前記第２ボルスタに設けられていることを特徴とする金型装置。
【請求項４】
請求項１に記載の金型装置において、前記ステアリングラックが鍛造されるときに前記棒材を把持するように構成された少なくとも１つの把持部を備えることを特徴とする金型装置。
【請求項５】
請求項４に記載の金型装置において、前記把持部は、前記第１アセンブリに担持された第１把持部半部と、前記第２アセンブリに担持された第２把持部半部と、を備え、
前記金型装置が閉じられるときに、前記第１及び第２把持部半部が前記棒材を囲むように構成されていることを特徴とする金型装置。
【請求項６】
請求項５に記載の金型装置において、前記第２把持部半部は、前記第３ボルスタによって支持されていることを特徴とする金型装置。
【請求項７】
請求項５に記載の金型装置において、前記第１把持部半部は、液圧ピストンによって前記第２アセンブリに向かって偏倚されることを特徴とする金型装置。
【請求項８】
請求項４に記載の金型装置において、前記少なくとも１つの把持部は、前記棒材を歯形部分へと鍛造される部分の両側で把持するように構成された２つの把持部を備えることを特徴とする金型装置。
【請求項９】
請求項１に記載の金型装置において、前記センターパンチは、前記第２ボルスタに取り付けられたセンターパンチ担持体に担持されており、前記センターパンチ担持体は前記第３ボルスタの開口部を通過するように構成されていることを特徴とする金型装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の金型装置において、前記歯形部分は、前記ギア歯列の反対側に長手方向に沿って形成された窪み部と、当該窪み部の両側に位置する第１及び第２サイド支持面と、を備え、
前記センターパンチは前記窪み部の対応面として形作られた形成面を有し、前記第１及び第２サイド金型はそれぞれ前記第１及び第２サイド支持面の対応面として形作られた形成面を備えることを特徴とする金型装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の金型装置において、前記ステアリングラックはＤラックであって、前記支持面は略アーチ状であることを特徴とする金型装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の金型装置において、前記ステアリングラックはＶラックであって、前記支持面は略平坦状であることを特徴とする金型装置。
【請求項１３】
温間鍛造に適した所定温度まで前記棒材の所定部分を加熱する工程と、
請求項１に記載された金型装置に前記棒材を配置する工程と、
前記棒材に歯形部分を鍛造するためプレスによって前記金型装置を閉じる工程と、を有するスチール棒材からステアリングラックを製造する製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のステアリングラックを製造する製造方法において、前記所定温度は、６５０度から８００度の間の温度であることを特徴とするステアリングラックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ラックピニオンステアリングギアのためのステアリングラックの製造、特に、ステアリングラックを鍛造するための金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両用ステアリングラックは、中実の丸棒材から製造され、その一端部近くを横切ってブローチ加工された歯形領域が形成される。これにより、歯形領域の横断面は、Ｄ字形状となることから、これらのラックは一般に、「Ｄラック」と呼ばれている。
【０００３】
中実の丸棒材からステアリングラックを製造するための他の方法としては、歯形領域を鍛造する方法がある。鍛造の利点は、様々なギア比の歯が形成できることにある。米国特許第４５７１９８２号（発明者ビショップ他）及び米国特許第５８６２７０１号（発明者ビショップ他）には、横断面”Ｙ”字形状の歯形領域を有したステアリングラックをバリ無し温間鍛造するための金型装置が開示されている。これらのタイプのラックは、「Ｙラック」として知られている。これらの金型装置の不利な点としては、Ｙラックを鍛造することのみ適しているという点である。
【０００４】
一方、スチールの温間鍛造は良く知られているものである。実際に温間鍛造において用いられる温度はその活用用途などにより決まり、６００度から１０００度の範囲に及ぶ。特に、６５０度から８００度の範囲の温度は、仕上げ加工を必要としない精密なネットシェイプ成形ギア歯を鍛造するのに適している。
【０００５】
ＷＯ２００５／０５３８７５Ａ１（出願人ビショップイノベーション他）は、特に、Ｄラックのバリ無し温間鍛造する様々な金型の配置構成が開示されている。しかしながら、ＷＯ２００５／０５３８７５Ａ１に開示されているいくつかの配置構成を実現するように改良された金型装置が期待されている。特に、「大オフセット」ラックの鍛造に適した金型装置の改良が望まれている。大オフセットラックは、一般的なＤラックよりもラックの長手方向の中心線に近い位置に歯を有する。大型オフセットラックは一般的なＤラックよりも幅広い歯を有し、これによりコラムアシスト型のステアリングギアに適している。
【０００６】
また、別のタイプのステアリングラックとして「Ｖラック」がある。このタイプのラックは“Ｖ”字形状の断面形状を有する。これらＤラックとＶラックの両方の鍛造に適するように改良された金型装置が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４５７１９８２号
【特許文献２】米国特許第５８６２７０１号
【特許文献３】国際公開第２００５／０５３８７５号Ａ１パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、改良されたステアリングラック鍛造用金型装置と、この金型装置についての少なくとも１つの有益な代替装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、棒材からギア歯列を有する歯形部分を備えたステアリングラックを鍛造するための金型装置であり、前記金型装置は、前記ステアリングラックを鍛造するためにプレスによって互いに接近する方向に軸線に沿って移動可能な第１アセンブリと第２アセンブリとを備え、前記第１アセンブリは、第１ボルスタにより支持された歯形金型を備え、前記歯形金型はギア歯列の対応面として形作られた歯形成面を備え、前記第２アセンブリは、第２ボルスタと、第１及び第２のサイド金型と、当該第１サイド金型と当該第２サイド金型との間にあって前記歯形金型に対向して配置されたセンターパンチと、を備える。本発明は、このような金型装置において、前記第２アセンブリは第３ボルスタと偏倚手段を更に備え、前記第３ボルスタは前記第１ボルスタと前記第２ボルスタとの間に配置され、前記第２ボルスタに対して前記軸線に沿って移動可能であり、前記偏倚手段は前記第３ボルスタを前記第１アセンブリに向けて偏倚させるように構成され、前記第１及び第２のサイド金型は前記第３ボルスタに支持され、センターパンチは第２ボルスタに支持され、前記金型装置が閉じられるときに、前記第３ボルスタが前記第１アセンブリに当接して密閉された金型キャビティを形成し、次いで金型装置が閉じ続けるとき、前記センターパンチが前記密閉された金型キャビティに進入して前記ステアリングラックの鍛造を完了するように構成されたことを特徴とするものである。
【００１０】
好ましくは、前記偏倚手段は少なくとも１つのピストンを備え、ピストンはそれぞれ対応する液室内の作動液によって偏倚される構成とする。また、前記ピストンは前記第３ボルスタに当接し、前記液室が前記第２ボルスタに設けられていることが好ましい。
【００１１】
好ましくは、前記金型装置は、ステアリングラックが鍛造されるときに前記棒材を把持するように構成された少なくとも１つの把持部を備えるものとする。また、前記把持部は第１アセンブリに担持された第１把持部半部と、前記第２アセンブリに担持された第２把持部半部と、を備え、金型装置が閉じられるときに、前記第１及び第２把持部半部が前記棒材を囲むように構成することが好ましい。
【００１２】
好ましくは、前記第２把持部半部は、前記第３ボルスタによって支持される構成とする。更に前記第１把持部半部は、液圧ピストンによって前記第２アセンブリに向かって偏倚される構成とすることが好ましい。
【００１３】
好ましくは、少なくとも１つの把持部は、前記棒材を歯形部分へと鍛造される部分の両側で把持するように構成された２つの把持部を備えるものとする。
【００１４】
好ましくは、前記センターパンチは、前記第２ボルスタに取り付けられたセンターパンチ担持体に担持されており、センターパンチ担持体は前記第３ボルスタの開口部を通過するようにする。
【００１５】
好ましくは、前記歯形部分は、ギア歯列の反対側に長手方向に沿って形成された窪み部と、窪み部の両側に位置する第１及び第２支持面と、を備え、前記センターパンチは窪み部の対応面として形作られた形成面を有し、前記第１及び第２サイド金型はそれぞれ前記第１及び第２支持面の対応面として形作られた形成面を有するものとする。
【００１６】
好ましくは、ステアリングラックはＤラックであって、支持面は略アーチ状とする。また同様に、ステアリングラックはＶラックであって、支持面は略平坦状とすることも好ましい。
【００１７】
本発明の第２の態様は、スチール棒材からステアリングラックを製造する製造方法であって、温間鍛造に適した所定温度まで棒材の所定部分を加熱する工程と、請求項１に記載する金型装置に前記棒材を配置する工程と、前記棒材に歯形部分を鍛造するためプレスによって金型装置を閉じる工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１８】
好ましくは、前記所定温度は、６５０度から８００度の間の温度とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、図４に示す金型装置により鍛造された代表的なＤラックの側面図である。
【図２】図２は、図１に示すＤラックのII−IIに沿った断面図である。
【図３】図３は、図１に示すラックを鍛造するために用いられるスチール棒材の側面図である。
【図４】図４は、本発明に従う金型装置の全開位置における縦断面図である。
【図５】図５は、図４に示す金型装置のＶ−Ｖに沿った横断面図である。
【図６】図６は、図４に示す金型装置のVI−VIに沿った部分断面図である。
【図７】図７は、図４に示す金型装置の部分閉鎖位置における縦断面図である。
【図８】図８は、図７に示す金型装置のVII−VIIに沿った横断面図である。
【図９】図９は、図７に示す金型装置のIX−IXに沿った部分断面図である。
【図１０】図１０は、図４に示す金型装置の全閉位置における縦断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す金型装置のXI−XIに沿った横断面図である。
【図１２】図１２は、図５の詳細図であって、図４に示す金型装置における金型要素を示す詳細断面図である。
【図１３】図１３は、図８の詳細図であって、図４に示す金型装置における金型要素を示す詳細断面図である。
【図１４】図１４は、図１１の詳細図であって、図４に示す金型装置における金型要素を示す詳細断面図である。
【図１５】図１５は、本発明に従う金型装置により鍛造されたＶラックの断面図である。
【図１６】図１５に示すＶラックを鍛造するように構成された金型要素を備えた図４に示す金型装置の詳細断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１及び図２は、本発明による金型装置により鍛造された代表的なステアリングラック１を示す。ラック１はＤラックであって、鍛造されたギア歯３の歯列を有する歯形部分２を備えている。長い円筒シャンク４が、歯形部分２の一端から延在し、短い円筒部分５が、歯形部分２の他端から延在する。図２は、歯形部分２のＤ字断面形状を示す。歯形部分２は歯列の反対側で長手方向に延びる窪み部８を有する。この窪み部８は歯形部分２の長さに亘って延びている。歯形部分２は、略アーチ状の２つの支持面７を窪み部８の両側に有している。組み立てられたステアリングギアにおいて、ラック１をガイドするためにヨークがアーチ状の支持面７に接触する。図１及び図２に示すラック１は、鍛造された状態であり、更なる切削加工が、完成ステアリングラックを製造するために必要となる。しかしながら、歯３は通常、ネットシェイプ成形されるので、歯形部分２は通常、仕上げ加工を必要としない。
【００２１】
図３は、ラック１の鍛造に使用される中実のスチール棒材６を示す。このスチール棒材６はラック１の部分４及び５にそれぞれ対応する円筒状の部分４ａ及び５ａを、これらの部分よりも小径の円筒状部９の両側に有している。円筒状部９は、棒材６が鍛造された場合に歯形部分２になる部分であり、その直径は歯形部分２の横断面領域に適合するように円筒状の部分４ａ、５ａよりも小さくなっている。なお、図に示されていない他の実施形態においては、スチール棒材は、ラックのデザインに応じて、長手方向に一定の直径を有するもの、またはより複雑な外形を有するものとすることができる。
【００２２】
図４から図１４は、スチール棒材６からラック１を鍛造するように構成された本発明による金型装置１０を示したものである。金型装置１０はＷＯ２００５／０５３８７５Ａ１（出願人ビショップイノベーション他）に開示された金型要素の配置を実現するものである。なお、様々なスペーサー、締め具、シール材、その他の細かい部品のような本構成のいくつかの詳細部に関してはここでは示されていないが、この技術分野における通常の知識を有する当業者であれば、本発明を実施するためにこれら詳細な部分が必要となることは理解できるであろう。更に、単一の連続した一部品として示されるいくつかの部品に関しても、実際には、複数の部品を相互に組み付けて構成することも可能である。
【００２３】
特に、図４及び図５につき説明すると、金型装置１０は第１アセンブリ１１と第２アセンブリ１２を備える。第１及び第２アセンブリ１１、１２は、１つのプレス（図示せず）の圧盤１３及び１４それぞれに取り付けられるので、プレスによって棒材６からラック１を鍛造するために、第１アセンブリ１１及び第２アセンブリ１２はプレスによって互いに接近する方向に軸線１５に沿って移動することができる。好適には、前記プレスは、スクリュータイプのプレスである。
【００２４】
第１アセンブリ１１は、第１ボルスタ１８と歯形金型１９とを備える。歯形金型１９は第１ボルスタ１８に取り付けられ、支持される。歯形金型１９は、ラック１の歯３の対応面として形成された歯形成面を有する。
【００２５】
第２アセンブリ１２は、第２ボルスタ２２、第３ボルスタ２３、２つのサイド金型２４、センターパンチ２５を備える。第３ボルスタ２３は第１ボルスタ１８と第２ボルスタ２２との間に配置され、軸１５に沿って第２ボルスタ２２に対して移動することが可能である。第２ボルスタ２２に対する第３ボルスタ２３の移動は、第２ボルスタ２２に取り付けられたガイドポスト２８によって案内され、第３ボルスタ２３のボア３０内をスライド移動することにより行われる。ガイドポスト２８の端部に位置するキャップ２９は、第３ボルスタ２３の下方向への相対運動を制限するものである。なお、図示されていない他の実施形態においては、第３ボルスタ２３をガイドポスト２８の代わりにキーにより動作させることも可能である。
【００２６】
第１ボルスタ１８及び第３ボルスタ２３に取り付けられたコンタクトブロック５５は、金型装置１０が閉じられる際に第１ボルスタ１８と第３ボルスタ２３とが互いに接近する相対運動を制限するために、互いに当接する。第２ボルスタ２２及び第３ボルスタ２３に取り付けられたコンタクトブロック５６は、金型装置１０が閉じられるときに、第２ボルスタ２２と第３ボルスタ２３とが互いに接近する相対運動を制限するため、互いに当接する。
【００２７】
第３ボルスタ２３を第１アセンブリ１１に向かって偏倚させる偏倚手段は、ピストン３４を備えている。各ピストン３４のシャフトは、第２ボルスタ２２における対応するボア３５内をスライド移動し、第３ボルスタ２３に対して移動する。第２ボルスタ２２において各ピストン３４上方に位置する液室３６は、ポート３７を通じて供給される作動液で満たされている。液室３６が加圧状態にされた場合、ピストン３４は第３ボルスタ２３に当接するまで下方に移動し、第３ボルスタを第１アセンブリに向けて移動させる。この実施例においては、２つのピストン３４が用いられている。しかし、図示されていない他の実施形態では、ピストン数については何本あってもよい。１つの好適な実施例として４本のピストンとすることが可能である。
【００２８】
センターパンチ２５は、第２ボルスタ２２に取り付けられたセンターパンチ担持体２６に担持されることにより、第２ボルスタ２２に支持されている。センターパンチ担持体２６は、第３ボルスタ２３の開口部２７中を通過する。センターパンチ２５は、歯形金型１９の反対側に位置し、２つのサイド金型２４の間に配置される。サイド金型２４は第３ボルスタ２３に固く取り付けられ、支持されている。
【００２９】
特に図１２に示されるように、センターパンチ２５は歯形部分２における窪み部８の対応面として形成された形成面３３を有しており、サイド金型２４は歯形部分２における支持面７の対応面として形成された略アーチ状の形成面３２を有する。
【００３０】
歯形金型１９、センターパンチ２５、そしてサイド金型２４は、取替え可能な金型要素であって、使い古された場合、若しくは異なるデザインのラックを鍛造する場合に取り替えられる。
【００３１】
図４と図６を参照すると、金型装置１０は、ラック１を鍛造するときに棒材６を把持するのに適した２つの把持部３９ａと３９ｂとを更に備えている。把持部３９ａ、３９ｂは、歯形部分２へと鍛造される棒材６の円筒状部９の両端において棒材６が把持されるように、歯形金型１９の両端部の近傍に配置される。把持部３９ａ、３９ｂそれぞれは、第１アセンブリ１１に担持される第１把持部半部４０と、第２アセンブリ１２に担持される第２把持部半部４１とを備える。図９に示されるように、第１及び第２把持部半部４０および４１は、金型装置１０が閉じられるときに棒材６の周囲を囲むようになっている。
【００３２】
特に図６を参照すると、第２把持部半部４１は、第３ボルスタ２３に取り付けられ、支持されている。第１把持部半部４０は、第１ボルスタ１８に対して垂直方向の所定の制限範囲において移動することが可能である。第１把持部半部４０は第１ボルスタ１８のスロット４２の中で案内され移動する。第１把持部半部４０の下方への移動は、下部スペーサー４３と接触することで制限され、上方への移動は上部スペーサー４４と接触することで制限される。
【００３３】
第１把持部半部４０それぞれは、把持部液圧ピストン４６により第２アセンブリ１２に向かって偏倚される。各把持部液圧ピストン４６のシャフトの一端部は、それぞれのピストン４６と対応する第１把持部半部４０に当接し、各ピストン４６は第１ボルスタ１８の対応するボア４９内をスライド移動する。第１ボルスタ１８の各ピストン４６の下方に位置する液室４７は、ポート４８を通じて作動液で満たされている。液室４７が加圧状態にされた場合に、把持部液圧ピストン４６は液圧により上方に移動し、第１把持部半部４０を第２アセンブリ１２に向けて偏倚する。
【００３４】
特に図４を参照すると、鍛造するときに材料が把持部３９ａから軸方向に押し動かされることを防ぐために、把持部３９ａの第１把持部半部４０と第２把持部半部４１との間に円筒状の端部停止部５１が設けられている。端部停止部５１は、把持部３９ａの第１把持部半部４０の上端をスライドするウェッジ部材５２によって支持されている。ウェッジ部材５２は、金型装置１０が閉じるときに、第１ボルスタ１８に取り付けられた対応ウェッジブロック５３に接触して、端部停止部５１を棒材６の端部に対して偏倚させる。
【００３５】
金型装置１０の動作、そして本発明によるラックの鍛造方法の例を以下に記載する。
【００３６】
図４、５、６、１２は、全開位置の状態で棒材６が設置されている金型装置１０を示すものである。少なくとも棒材６のうち歯形部分２へと鍛造される部分については、金型装置１０に載せられる前に、温間鍛造に適した所定の温度まで加熱されている。この所定温度は６５０℃から８００℃の間の温度である。たとえば、図３で示す棒材６は、円筒状部９が加熱される。
【００３７】
全開位置では、第３ボルスタ２３を第２ボルスタ２２から完全に遠ざけるために、液室３６は作動液で満たされており、コンタクトブロック５６の間にはギャップ５７がある状態である。また同様に、第１把持部半部４０を第１ボルスタ１８から完全に遠ざけるために、液室４７は作動液で満たされている。通常、液室３６、４７は作動液で満たされるときに、加圧状態へとなる。
【００３８】
次に、プレス（図示せず）は、第１アセンブリ１１と第２アセンブリ１２とを軸１５に沿って互いに接近させる方向に動かすことによって金型装置１０を閉じるように操作され、これにより棒材６がラック１へと鍛造される。図７、８、９、１３は、部分閉鎖位置における金型装置１０を示したものであり、この状態において棒材６は、部分的に鍛造された歯形部分２ａを備える部分的に鍛造されたラック１ａへと鍛造される。この部分閉鎖位置では、第３ボルスタ２３は、互いに接触するコンタクトブロック５５によって第１アセンブリ１１に当接した状態となっている。全開位置から部分閉鎖位置へと移行する動作において、第２ボルスタ２２と第３ボルスタ２３は共に移動し、コンタクトブロック５６の間のギャップ５７はピストン３４により供給される第３ボルスタ２３への下向き偏倚力によって維持される。
【００３９】
図１３を参照すると、この部分閉鎖位置の状態では、第３ボルスタ２３が第１アセンブリ１１に当接し、密閉された金型キャビティが形成される。この密閉金型キャビティは、歯形金型１９の歯形形成面２０と、センターパンチ２５の形成面３３と、サイド金型２４のアーチ状形成面３２と、から画定される。密閉金型キャビティは、金型要素である歯形金型１９、センターパンチ２５、サイド金型２４の間にギャップがなく、鍛造される材料が金型キャビティの中に閉じ込められることを意味する。これにより、バリが形成される金型要素間のギャップが存在しないため、バリ無し鍛造が可能となる。センターパンチ２５がサイド金型２４に対して移動することを許容するため、センターパンチ２５とサイド金型２４との間にわずかなクリアランスが存在するが、このクリアランスはバリを形成するほど大きくない。
【００４０】
特に図９を参照すると、この部分閉鎖位置の状態では、把持部３９ａ及び３９ｂは、棒材６を取り囲む第１把持部半部４０と第２把持部半部４１とによって、棒材６を把持する。全開位置から部分閉鎖位置に移行する動作において、第１把持部半部４０が下部スペーサー４３に当接することにより移動が制限されるまで、第１把持部半部４０は把持部液圧ピストン４６を下方に押し下げる。これにより液室４７中の作動液は圧縮され、第１把持部半部４０を上方に偏倚させて棒材６を強固に把持させる圧力を作動液に発生する。この圧力は、液室４７からポート４８へと流出する作動液の流れを制限することにより発生される。これは、例えば安全弁（図示せず）や、作動液が逃げないようにポート４８を閉じることによって達成される。
【００４１】
金型装置１０は、ラック１の鍛造を完了するために、図１０、１１、１４に示す全閉位置に到達するまで引き続き閉じられる。図７、８、９、１３で示す部分閉鎖位置からこの全閉位置への動作において、第１アセンブリ１１に対する第３ボルスタ２３、第１把持部半部４０、第２把持部半部４１の更なる動作はない。
【００４２】
金型装置１０が部分閉鎖位置から全閉位置へと移行するときに、コンタクトブロック５６が互いに当接することにより第２ボルスタ２２が第３ボルスタ２３に当接するまで、第２ボルスタ２２が第３ボルスタ２３に向かって下方へと移動する。この動作中において、ピストン３４は第３ボルスタ２３を第１アセンブリ１１に向け偏倚させるので、密閉された金型キャビティ内の鍛造圧の増加がサイド金型２４を歯形金型１９から浮き上がらせてしまうことが防止され、把持部３９ａ、３９ｂは閉じたまま完全に下方に下げられた位置に維持される。ピストン３４は第２ボルスタ２２に対して移動し、この移動が液室３６の作動液を圧縮する。ピストン３４に基づく液室３６内の液圧は、ポート３７を通して液室３６から流出する作動液の流れを制限することによって発生させられる。これは、例えば安全弁（図示せず）や、作動液が逃げないようにポート３７を閉じることによって達成可能である。
【００４３】
図１４を参照すると、金型装置１０が部分閉鎖位置から全閉位置へ移行するにつれて、センターパンチ２５が第２ボルスタ２２とともに下方に移動し、形成面２０、３２、３３により画定される密閉金型キャビティに進入して、ラック１の鍛造を完成する。センターパンチ２５の形成面３３は、ラック１の歯形部分２における長手方向に延在する窪み部８を形成する。材料が密閉金型キャビティ内に閉じ込められるため、ラック１の歯形部分２はバリを発生させることなく形成される。その後金型装置１０は開放されて、鍛造されたラック１が取り出される。
【００４４】
金型装置１０は大型のオフセットラックを鍛造するのによく適している。なぜならば、パンチが歯形金型１９の外側から金型キャビティに入り込むことがないためである。これはラック１の歯３の位置をラック１の長手方向中心線に近い位置とすることを可能にする。
【００４５】
本発明による金型装置は、Ｄラックとは異なるタイプのラックを鍛造するためにも使われ得るものである。図１５は、本発明に従う金型装置により鍛造されたＶラックを示す。Ｄラックのアーチ状の支持面７に代わってＶラック１ｂが平坦な支持面５９を有することを除いては、Ｖラック１ｂとＤラック１は同一である。２つの平坦な支持面５９は、“Ｖ”字の構成のように互いに角度をなしている。
【００４６】
図１６は、図１５に示すＶラックを鍛造するように構成された金型要素１９、２５、２４ｂを備えた金型装置１０の詳細断面図を示すものである。また図１６は、図１４と同様に、全閉位置の状態にある金型装置１０を示している。歯形金型１９とセンターパンチ２５は、Ｄラック１を鍛造するために用いられるものと同様であるが、Ｖラック１ｂの平坦な支持面５９に合わせて、サイド金型２４ｂは平坦な形成面３２ｂを有する。
【００４７】
図示されていない他の実施形態では、本発明による金型装置は、長いシャンク４を持たない、又はきわめて短いシャンクのみを持つラックを鍛造するために用いることができる。このようなショートラックは、溶接やその他の接合方法により、完成ラックのシャンクを形成するチューブに接合することができる。これらラックはよく、“複合”ラックと呼ばれ、例えばＷＯ２００５／０２８１４１Ａ１（出願人ビショップイノベーション他）において示されているものである。このようなショートラックを鍛造するための金型装置は、鍛造中にラックの両端でその材料が軸方向に動かないようにする手段を有することを除いては、上述した金型装置１０と同様である。これは、（金型装置１０に示されるような１つのみの端部停止部５１を用いる代わりに）金型装置の両把持部３９ａ、３９ｂの間で端部停止部５１と同様の端部停止部を複数用いることにより達成し得るものである。
【００４８】
ここで使用されている「備える」という用語は、「のみからなる」という限定的な意味ではなく、「含む」又は「有する」という包括的な意味に使用されている。
【００４９】
ここで用いられているように、第１の対象物が第２の対象物に「当接する」というとき、第１の対象物が、第２の対象物に直接的に接触することで、又は、２つの対象物の間に配置されたスペーサー又は他の比較的硬質な部材に接触することで、それ以上の移動が阻止されるまで、第１の対象物が第２の対象物に向かって移動することを意味する。それ故、「当接する」又は「当接している」という用語は、対象物が必ずしも互いに直接的に接触することを要求するものではない。
【符号の説明】
【００５０】
１  ステアリングラック（ラック）
２  歯形部分
３  ラック歯
４  長円筒シャンク
４ａ、５ａ  円筒状の部分
５  短円筒部分
６  スチール棒材（棒材）
７  支持面
８  窪み部
９  円筒状部
１０  金型装置
１１  第１アセンブリ
１２  第２アセンブリ
１３、１４  円盤
１５  軸
１８  第１ボルスタ
１９  歯形金型
２０  歯形形成面
２２  第２ボルスタ
２３  第３ボルスタ
２４  サイド金型
２５  センターパンチ
２６  センターパンチ担持体
２７  開口部
２８  ガイドポスト
２９、５７  ギャップ
３０、３５、４９  ボア
３２  アーチ状形成面
３３  窪み部に対応する形成面
３４  ピストン
３６、４７  液室
３７、４８  ポート
３９ａ、３９ｂ  把持部
４０  第１把持部半部
４１  第２把持部半部
４２  スロット
４３  下部スペーサー
４４  上部スペーサー
４６  把持部液圧ピストン
５１  端部停止部
５２  ウェッジ部材
５３  ウェッジブロック
５５、５６  コンタクトブロック
５９  平坦な支持面
【図１】
2013526407.tif 000003
【図２】
2013526407.tif 000004
【図３】
2013526407.tif 000005
【図４】
2013526407.tif 000006
【図５】
2013526407.tif 000007
【図６】
2013526407.tif 000008
【図７】
2013526407.tif 000009
【図８】
2013526407.tif 000010
【図９】
2013526407.tif 000011
【図１０】
2013526407.tif 000012
【図１１】
2013526407.tif 000013
【図１２】
2013526407.tif 000014
【図１３】
2013526407.tif 000015
【図１４】
2013526407.tif 000016
【図１５】
2013526407.tif 000017
【図１６】
2013526407.tif 000018
【国際調査報告】
2013526407.tif 000019
2013526407.tif 000020