(57)【要約】【課題】本発明は、切削歯切り法や複雑な鍛造方法によることなくラックプレートを製作し、これをラックシャフト本体部材に結合することにより、安価な設備を用いて製造することができ、高精度且つ安価なラックシャフトを提供すること、及び、その製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】ラックシャフト１は、中空円筒状の本体部材２とラックプレート３からなっている。本体部材２は、中心軸に平行な平坦面２１１を有する中央部分２１とこの中央部分２１の両側から軸方向に延在する２つの側部部分２２とを有し、全体として中空の円筒状をなしている。ラックプレート３は、平板のプレス成形法によってラック歯形３１１が形成されたフロント面３１とこのラック歯形３１１に対応した波形３２１が形成されたバック面３２とを有しており、本体部材２の上記平坦面２１１上に取り付けられる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に平行な平坦面を有する中央部分とこの中央部分の両側から軸方向に延在する２つの側部部分とを有する中空円筒の本体部材、及び、
ラック歯形が形成されたフロント面とこのラック歯に対応した波形のバック面とを有するラックプレート
を備えた車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、
上記ラックプレートは上記中央部分の上記平坦面上に取り付けられていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト。
【請求項２】
請求項１に記載された車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、
上記ラックプレートは平板をプレス成形することによって形成されていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト。
【請求項３】
請求項２に記載された車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、
上記ラックプレートは上記フロント面の両側から垂直に延在する一対の脚状壁を有し、この脚状壁の縁部で上記本体部材に溶接されていること
を特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト。
【請求項４】
請求項３に記載された車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、
上記ラックプレートの上記バック面は上記平坦面によって支持されていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト。
【請求項５】
請求項２に記載された車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、
上記ラックプレートはラック歯の縁部で上記本体部材に溶接されており、上記バック面は上記平坦面によって支持されていること
を特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト。
【請求項６】
請求項２に記載された車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、
上記本体部材は上記平坦面に隣接する一対の長溝を有し、
上記ラックプレートは上記フロント面の両脇から垂直に延在する一対の脚状壁を有しており、
上記ラックプレートを上記本体部材に強固に固定するために、上記脚状壁の端部は上記長溝にカシメ込まれていること
を特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト。
【請求項７】
請求項２に記載された車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、
上記ラックプレートは、上記フロント面の両脇から垂直に延在し、内側に曲がった、一対の脚状壁を有しており、
上記ラックプレートを上記本体部材に強固に固定するために、上記本体部材は、上記脚状壁の間の空間に押し込まれていること
を特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト。
【請求項８】
中央部分とこの中央部分の両側から軸方向に延在する２つの側部部分とを有する実質的な中空円筒形状をなし、この中央部分には円筒の一部を軸に平行に切り欠くことによって一の平面をなす一対の平坦面が形成されている本体部材、及び、
ラック歯形が形成されたフロント面とこのラック歯に対応した波形のバック面とを有するラックプレート
を備えた車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、
上記ラックプレートは上記中央部分の上記平坦面上に取り付けられていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト。
【請求項９】
請求項８に記載された車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、
上記ラックプレートは平板をプレス成形することによって形成されていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト。
【請求項１０】
請求項９に記載された車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、
上記ラックプレートは上記フロント面の両側から垂直に延在する一対の脚状壁を有し、この脚状壁の縁部で上記本体部材に溶接されていること
を特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト。
【請求項１１】
中空円筒状の素材の中央部分に塑性加工により軸に平行な平坦面を形成することにより、この中央部分とその両側から軸方向に延在する２つの側部部分とを有する本体部材を得、
平板状の素材からラック歯形が形成されたフロント面とこのラック歯に対応した波形のバック面とを有するラックプレートをプレスによって冷間成形し、
上記ラックプレートを上記中央部分の上記平坦面上に取り付けることによってラックシャフトを製造すること
を特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載された車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法において、
上記平坦面上への上記ラックプレートの取り付けは溶接によって行われることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載された車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法において、
上記平坦面上への上記ラックプレートの取り付けはカシメによって行われること
を特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載された車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法において、
上記平坦面上への上記ラックプレートの取り付けはこのラックプレートに設けられ内側に湾曲した一対の脚状壁の弾性によって行われること
を特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法。
【請求項１５】
中空円筒状の素材の中央部分を切り欠くことにより軸に平行な一の平面をなす一対の平坦面を形成することによって、この中央部分とその両側から軸方向に延在する２つの側部部分とを有する本体部材を得、
平板状の素材からラック歯形が形成されたフロント面とこのラック歯に対応した波形のバック面、及び、これらの両側から垂直に延在する一対の脚状壁を有するラックプレートをプレスによって冷間成形し、
上記脚状壁の縁部のそれぞれを上記平坦面のそれぞれに溶接することによってラックシャフトを製造すること
を特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車輌のステアリング装置に使用されるラックシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラックシャフトは中実棒材の側面にラック歯を切削することにより製造するのが一般的であったが、近年では、軽量化のためラックシャフトを中空化することが考えられている。このような中空ラックシャフトの製造方法の例を特開平３−２４７０２０号公報（特公平３−５８９２号公報）に見ることができる。この製造方法では、円筒素材（チューブ材）の一部に塑性加工により平面部が形成される。その後、上記平面部はラック歯と相補的形状を有する金型に向かい合わされて配置され、チューブ材の中にはマンドレルが押し込まれ、平面部が外方に押し出される。押し出しによって平面部がラック歯金型に押し付けられるため、ここに金型のラック歯形状が転写されてラック歯が形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来どおり、切削によってラックシャフトを製造する場合、切削時間が長いため生産性が悪い、切削ツール（ホブあるいはブローチ）には摩耗が生じるため長期にわたって精度のよい歯形を得ることができない、切削ツール及びそのメンテナンスに費用が嵩む、及び特殊で高価な工作機械が必要である等の問題がある。
【０００４】
一方、上述の中空化したラックシャフトの製造方法では、素材としてチューブ材を使用することから、チューブ材の狭い内側から外に向かって成形を行うことになるためラック歯を得るのに多くの前工程が必要になる。また、金型には無理な負荷がかかるため、寿命が短く、メンテナンスにも多大な時間と費用がかかる。さらに、高い精度が得にくい上、複雑な構造の金型など特殊な設備が必要となるだけでなく、加工時が長くかかるため、結果として製造コストが嵩むという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、従来のような切削歯切り法や上述のような複雑な鍛造方法によることなくラック歯部を製作し、これをラックシャフト本体部材に結合することにより、安価な設備を用いて製造することができ、高精度且つ安価なラックシャフトを提供すること、及び、その製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明の解決手段は、軸に平行な平坦面を有する中央部分とこの中央部分の両側から軸方向に延在する２つの側部部分とを有する中空円筒の本体部材、及び、ラック歯形が形成されたフロント面とこのラック歯に対応した波形のバック面とを有するラックプレートを備えた車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、上記ラックプレートは上記中央部分の上記平坦面上に取り付けられていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフトである。
【０００７】
第２番目の発明の解決手段は、第１番目の発明の車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、上記ラックプレートは平板をプレス成形することによって形成されていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフトである。
【０００８】
第３番目の発明の解決手段は、第２番目の発明の車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、上記ラックプレートは上記フロント面の両側から垂直に延在する一対の脚状壁を有し、この脚状壁の縁部で上記本体部材に溶接されていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフトである。
【０００９】
第４番目の発明の解決手段は、第３番目の発明の車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、上記ラックプレートの上記バック面は上記平坦面によって支持されていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフトである。
【００１０】
第５番目の発明の解決手段は、第２番目の発明の車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、上記ラックプレートはラック歯の縁部で上記本体部材に溶接されており、上記バック面は上記平坦面によって支持されていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフトである。
【００１１】
第６番目の発明の解決手段は、第２番目の発明の車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、上記本体部材は上記平坦面に隣接する一対の長溝を有し、上記ラックプレートは上記フロント面の両脇から垂直に延在する一対の脚状壁を有しており、上記ラックプレートを上記本体部材に強固に固定するために、上記脚状壁の端部は上記長溝にカシメ込まれていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフトである。
【００１２】
第７番目の発明の解決手段は、第２番目の発明の車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、上記ラックプレートは、上記フロント面の両脇から垂直に延在し、内側に曲がった、一対の脚状壁を有しており、上記ラックプレートを上記本体部材に強固に固定するために、上記本体部材は、上記脚状壁の間の空間に押し込まれていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフトである。
【００１３】
第８番目の発明の解決手段は、中央部分とこの中央部分の両側から軸方向に延在する２つの側部部分とを有する実質的な中空円筒形状をなし、この中央部分には円筒の一部を軸に平行に切り欠くことによって一の平面をなす一対の平坦面が形成されている本体部材、及び、ラック歯形が形成されたフロント面とこのラック歯に対応した波形のバック面とを有するラックプレートを備えた車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、上記ラックプレートは上記中央部分の上記平坦面上に取り付けられていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフトである。
【００１４】
第９番目の発明の解決手段は、第８番目の発明の車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、上記ラックプレートは平板をプレス成形することによって形成されていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフトである。
【００１５】
第１０番目の発明の解決手段は、第９番目の発明の車両用ステアリング装置のためのラックシャフトにおいて、上記ラックプレートは上記フロント面の両側から垂直に延在する一対の脚状壁を有し、この脚状壁の縁部で上記本体部材に溶接されていることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフトである。
【００１６】
第１１番目の発明の解決手段は、中空円筒状の素材の中央部分に塑性加工により軸に平行な平坦面を形成することにより、この中央部分とその両側から軸方向に延在する２つの側部部分とを有する本体部材を得、平板状の素材からラック歯形が形成されたフロント面とこのラック歯に対応した波形のバック面とを有するラックプレートをプレスによって冷間成形し、上記ラックプレートを上記中央部分の上記平坦面上に取り付けることによってラックシャフトを製造することを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法である。
【００１７】
第１２番目の発明の解決手段は、第１１番目の発明の車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法において、上記平坦面上への上記ラックプレートの取り付けが溶接によって行われることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法である。
【００１８】
第１３番目の発明の解決手段は、第１１番目の発明の車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法において、上記平坦面上への上記ラックプレートの取り付けはカシメによって行われることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法である。
【００１９】
第１４番目の発明の解決手段は、第１１番目の発明の車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法において、上記平坦面上への上記ラックプレートの取り付けはこのラックプレートに設けられ内側に湾曲した一対の脚状壁の弾性によって行われることを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法である。
【００２０】
第１５番目の発明の解決手段は、中空円筒状の素材の中央部分を切り欠くことにより軸に平行な一の平面をなす一対の平坦面を形成することによって、この中央部分とその両側から軸方向に延在する２つの側部部分とを有する本体部材を得、平板状の素材からラック歯形が形成されたフロント面とこのラック歯に対応した波形のバック面、及び、これらの両側から垂直に延在する一対の脚状壁を有するラックプレートをプレスによって冷間成形し、上記脚状壁の縁部のそれぞれを上記平坦面のそれぞれに溶接することによってラックシャフトを製造することを特徴とする車両用ステアリング装置のためのラックシャフト製造方法である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施形態の説明において、同じあるいは実質的に同じ部材については同じ番号を使用する。
【００２２】
第１の実施形態
図１から図６は第１の実施形態のラックシャフトを示した図である。図１において、（ａ）はこのラックシャフト１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は、（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図である。図２は、本体部材２を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図である。図３はラックプレート３を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【００２３】
図１に示されるように、ラックシャフト１は、中空円筒状の本体部材２とラックプレート３からなっている。本体部材２は、図２に示されるように、中心軸に平行な平坦面２１１を有する中央部分２１とこの中央部分２１の両側から軸方向に延在する２つの側部部分２２とを有し、全体として中空の円筒状をなしている。本体部材２は、適宜の長さの中空円筒状の素材を用意し、その中央部分２１をプレス装置を用いて塑性加工することにより、軸に平行な平坦面２１１を形成することにより得られる。
【００２４】
本体部材２は塑性加工、すなわち、中空孔２３に平坦面２１１の背面及び中空円筒状素材の壁の内面を支えるための外側面を持ったマンドレルを挿入し、素材外側を拘束するための外金型を当てた状態で、平坦面形成用の金型を外側から内側に向かって押し付けることにより行う。これにより平坦面２１１及び壁が褶曲するのを防止すると同時に素材の流れを調整し、必要な肉厚を得る。これら平坦面形成用の金型、マンドレル及び外金型はそれぞれ単純な形状であるため、ラック歯形形成用の金型のような複雑さはない。
【００２５】
ラックプレート３は、図３に示されるように、ラック歯形３１１が形成されたフロント面３１とこのラック歯形３１１に対応した波形３２１が形成されたバック面３２とを有しており、本体部材２の上記平坦面２１１上に取り付けられている。フロント面３１のラック歯形３１１及びバック面３２の波形３２１は、平板をプレス成形法によって成形されたものである。
【００２６】
図１（ｃ）の拡大図である図４から判るように、第１の実施形態のラックプレート３は、フロント面３１の両側からこれに垂直に延在する一対の脚状壁３３を有し、溶接ビード３３２から判るように、この脚状壁３３の縁部３３１で本体部材２に溶接されている。組み立てた状態でバック面３２と平坦面２１１との間には空間が形成されている。
【００２７】
図５及び図６は、上記ラックプレート３を平板の金属素材から形成する過程を示す説明図である。それぞれの図において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図５に示すように矩形の平板の素材３５は形成される脚状壁３３に対応する分だけ幅が大きいラックプレート３とほぼ同じ大きさの平板である。この素材３５の両縁を長手方向に沿ってプレス機にて冷間加工で折り曲げ、図６のように一対の脚状壁３３を形成する。これにより浅い樋状になった素材３５の平坦底部に冷間でプレスをして表側にラック歯形３１１、裏側にラック歯形３１１に対応した波形３２１を形成して、図３に示すようなラックプレート３を得る。
【００２８】
ラック歯形３１１は焼き入れをして強度を向上させる。そのため素材３５には、中炭素鋼などを用いて高周波焼き入れを施すか、あるいは、浸炭鋼を用いて浸炭焼き入れをする。なお、本体部材２は強度が充分にあるため焼き入れをする必要はないが、任意である。
【００２９】
このように、ラックプレート３は板材から成形されるので、ラック歯形３１１及び裏側の波形３２１は小さな成形荷重によって成形することができ、金型にかかる負荷を小さくし、ひいては金型寿命を長くすることができる。また、本発明では、ラック歯形の成形に塑性加工（金型）を利用しているため、この金型を変更するだけで、固定ギア比（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｇｅａｒ　Ｒａｔｉｏ：ＣＧＲ）のラック歯形３１１だけでなく可変ギア比（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｇｅａｒ　Ｒａｔｉｏ：ＶＧＲ）のラック歯形３１１に対しても、そのまま適用することが可能である。
【００３０】
ラックプレート３は、脚状壁３３の縁部３３１と平坦面２１１を突き合わせて溶接されて、本体部材２と一体化されラックシャフトができる。なお、溶接には、アーク溶接、プラズマ溶接、電子ビーム溶接、レーザービーム溶接等の溶接法を採用することができる。溶接箇所とラック歯形３１１の部分とは脚状壁３３を間に置くことにより充分に離すことができるため、溶接熱がラック歯形３１１におよびこれを変形させるような事態を避けることができ、歯形を保護し位置ずれを防ぐ適宜の治具を用いることによって、精度のよいラックシャフトを得ることができる。なお、ラック歯形３１１の焼き入れは、この溶接の前に行うことも、溶接後に行うことも可能である。
【００３１】
この第１の実施形態として示したラックシャフト１によれば、ラックプレート３は平坦面２１１と脚状壁３３とを密着するようにして溶接されているため、ラック歯形３１１に作用する力は、脚状壁３３を介して本体部材２に伝達される。このため、ラック歯形３１１に急激な力、大きな力あるいは振動が加えられた場合でも、ラック歯形３１１の中央部がある程度変形することによって、緩衝作用が生じる。このため、このラックシャフトを組み込むことにより、動きがスムーズなステアリング装置を得ることができる。
【００３２】
第２の実施形態
第２の実施形態のラックシャフトを図７から図９を用いて説明する。それぞれ図１、図２および図４に対応している。図７において、（ａ）はこのラックシャフト１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は、（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。また、図８は、本体部材２を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図９は、図７（ｃ）の拡大図である。
【００３３】
この実施形態のラックシャフト１は、ラックプレート３の構成は基本的に第１の実施形態と同様である。本体部材２は円筒状素材から塑性加工によって形成される点で第１の実施形態と同様であるが、形状との関連において異なる。つまり、本体部材２は、平坦面２１１を備えているが、図８、あるいは図９に示されるように、この例では、平坦面２１１の両脇部が平坦面２１１の塑性加工に合わせて同時に段部平坦面２１２が形成されたものである。なお、段部平坦面２１２は平坦面２１１と同時に形成することは必ずしも必要でなく、場合により別工程で形成するようにしてもよい。
【００３４】
段部平坦面２１２と平坦面２１１との段差ｈ２は、脚状壁３３の高さｈ１よりもわずかに大きくされている。また、一対の脚状壁３３の間隔は平坦面２１１の幅よりもわずかに大きくされているため、ラックプレート３を本体部材２に置いたとき、図９に示されるように平坦面２１１の部分が脚状壁３３の間に入り込む。このときラックプレート３のバック面３２と本体部材２の平坦面２１１が直接接触する一方、縁部３３１と段部平坦面２１２はギャップｇを挟んで対峙することになる。この状態で縁部３３１と段部平坦面２１２とを溶接することにより本体部材２とラックプレート３が一体化される。溶接ビート３３２は縁部３３１と段部平坦面２１２と橋渡すように形成されている。
【００３５】
平坦面２１１の部分が脚状壁３３の間に入り込んでいるため、ラックプレート３と本体部材２を精度よく位置決め、溶接することができ、また、ラックシャフト１にかかる大きな横荷重がかかったとしてもこれに充分に耐えることができる。ラック歯形３１１およびバック面３２は冷間鍛造により形成されているので充分な面一性を有するが、更にバック面３２の波形３２１の頂点（下の部分）を研削してこれを改善して、両者の密着性を良好にすることができる。ラック歯形３１１のバック面３２が平坦面２１１によってバックアップされているため、大きな剛性のラックを得ることができる。他の構成については第１の実施形態とのラックシャフトと同様であるため、重複する説明を省略する。
【００３６】
第３の実施形態
図１０から図１３を用いて第３の実施形態のラックシャフトについて説明する。図１０および図１２から判るように、このラックシャフト１のラックプレート３は平板の金属素材を折り曲げフロント面３１とバック面３２が形成されただけのものである。第１および第２の実施形態に見られるような脚状壁３３を備えていない。
【００３７】
また、本体部材２は第１の実施形態と同様に平坦面２１１を備えているが、第２の実施形態のような段部平坦面２１２に相当するものを備えていない。ラックプレート３は、図１３に示すようにバック面３２の最下部３３５で本体部材２の平坦面２１１に支持され、その両サイドで溶接されて本体部材２と一体化することによりラックシャフト１が形成されている。
【００３８】
ラック歯形３１１の成形は容易であり、全体として非常に簡単な構造となるため、このラックシャフト１は安価に製造することができる。ラック歯形３１１は最下部３３５で直接支持されているため、歯形の剛性は充分である。溶接は各最下部３３５（歯底部分）毎に行う断続的なものとなるが、溶接の際の熱影響を緩和してやれば溶接変形を最小限にすることができる。これまでに説明した実施形態と同様な、あるいは実質的に同様な部分については重複する説明を省略する。
【００３９】
第４の実施形態
第４の実施形態のラックシャフト１の断面を図１４に示す。左半分はラックプレートと本体部材とを一体化する前の状態、右半分は一体化した後の状態を示している。バック面３２が平坦面２１１によって支持されている点では、第２の実施形態とよく似ているが、このラックシャフト１はラックプレート３と本体部材２とが溶接によって一体化されたものではない。
【００４０】
本体部材２の平坦面２１１には隣接して一対の長溝２１３が形成されている。長溝２１３は第２の実施形態のように平坦面２１１の塑性加工による形成と同時に形成することができる。先の例と同様、ラックプレート３はその両脇から垂直（下方）に延在する一対の脚状壁３３を有している。ラックプレート３と本体部材２を一体化するとき、脚状壁３３の間に平坦面２１１を挿入し、ラックプレート３の肩部３３３を矢印ｐ方向からカシメ込む。カシメによって縁部３３１の肉は変形流動し、長溝２１３内に進入することによって、本体部材２を抱え込むようになる。これによってラックプレート３と本体部材２は一体化される。
【００４１】
この例ではカシメを利用しているため、溶接のような熱影響を考慮する必要がなく、また、第２実施形態と同様にラック歯形３１１のバック面３２が平坦面２１１によってバックアップされているため、大きな剛性のラックを得ることができる。これまでに説明した実施形態と同様なあるいは実質的に同様な部分については重複する説明を省略する。
【００４２】
第５の実施形態
第５の実施形態のラックシャフト１の断面を図１５に示す。この例では溶接およびカシメを行っていない。フロント面３１（したがって、ラック歯形３１１）およびバック面３２（したがって、波形３２１）が形成されたラックプレート３は第２実施形態と同様に脚状壁３３を備えている。
【００４３】
この脚状壁３３は、組み立て前には図１５の点線で誇張して示すように内側に向けて湾曲した状態に作られている。また、この湾曲によってその端部の間隔が本体部材２の中央部分２１の径よりも小さくなっている。
【００４４】
組み立て時には、開き勝手の力を加えることにより、この脚状壁３３を弾性変形の範囲で開き、ここに中央部分２１を挿入してから力を開放する。すると、脚状壁３３は、図１５の実線で示すように中央部分に巻き付くように締まり、ラックプレート３と本体部材２が一体化される。このとき、脚状壁３３の弾性力によって平坦面２１１とバック面３２を密着させる方向の力が働くので、両者の密着性が良好になるため精度よく、しかも強固に組み立てることができる。
【００４５】
本体部材２と脚状壁３３の端部とを隅部３３６近傍で補助的に溶接あるいはカシメることによっていっそう強固に固着することも可能である。この場合、溶接あるいはカシメの影響が生じるとしても、ラック歯形３１１からは充分に離れているので実質的に問題になることはない。これまでに説明した実施形態と同様なあるいは実質的に同様な部分については重複する説明を省略する。
【００４６】
第６の実施形態
図１６から図１８を用いて第３の実施形態のラックシャフトについて説明する。それぞれ図１、図２および図４に対応している。図１６において、（ａ）はこのラックシャフト１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）、（ｄ）は、（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ断面図である。また、図１７は、本体部材２を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図１８は、図１６（ｃ）の拡大図である。
【００４７】
第１から第５の実施形態では、本体部材２に平坦面２１１を形成するために塑性加工法を使用している。この実施形態は本体部材２の平坦面２１１は塑性加工によらず切削によって形成される。すなわち、用意された中空円筒状の素材の中央部を切り欠くことにより軸に平行な一の平面をなす一対の平坦面２１１が形成される。この平坦面２１１は、これまでの実施形態と異なり２つの離れた面からなっているが、一つの平面内に含まれる。
【００４８】
ラックプレート３は第１の実施形態で示した方法で形成されるものであって、平板状の素材からラック歯形３１１が形成されたフロント面３１とこのラック歯に対応した波形のバック面３２、及び、これらの両側から垂直に延在する一対の脚状壁３３を有しており、プレスによって冷間成形される。
【００４９】
上記脚状壁３３の縁部のそれぞれを上記一対の平坦面２１１のそれぞれに溶接することによって、本体部材２とラックプレート３とが一体化されてラックシャフトとなる。
【００５０】
本体部材２が切削によって切り欠かれたものであるため、ラックシャフトをいっそう軽量化することができる。また、上記切り欠きは非常に単純な平面切削であるためフライスなどにより容易に加工できる。また、切り欠いたことにより、バック面３２に当接させてラックプレート３を位置決めするための治具を中空孔２３内に挿入することができるため、本体部材２とラックプレート３との溶接作業が容易となり溶接精度を出すことができる。これまでに説明した実施形態と同様なあるいは実質的に同様な部分については重複する説明を省略する。
【００５１】
以上の実施形態で示したラックシャフトおよびその製造方法によれば、従来のような切削歯切り法や複雑な鍛造方法によることなくラック歯部が製作されているので、これをラックシャフト本体部材に結合することにより、安価な設備を用いて、しかも、高精度且つ安価に製造することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は、実施形態で示したように、従来のような切削歯切り法や複雑な鍛造方法によることなくラック歯部が製作されているので、これをラックシャフト本体部材に結合することにより、安価な設備を用いて、しかも、高精度且つ安価に軽量化されたラックシャフトを製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のラックシャフトを示した図であり、（ａ）はこのラックシャフト１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は、（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図２】第１の実施形態の本体部材２を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図３】第１の実施形態のラックプレート３を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図４】図１（ｃ）の拡大図である。
【図５】第１の実施形態において、ラックプレート３を平板の金属素材から形成する過程を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図６】第１の実施形態において、ラックプレート３を平板の金属素材から形成する過程を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図７】第２の実施形態のラックシャフトを説明するための説明図であって、（ａ）はこのラックシャフト１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は、（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図８】第２の実施形態の本体部材２を説明するための説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図９】第２の実施形態を説明するための説明図であって、図７（ｃ）の拡大図である。
【図１０】第３の実施形態のラックシャフトについて説明するための説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】第３の実施形態の本体部材２について説明するための説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】第３の実施形態のラックプレート３について説明するための説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１３】図１０（ｃ）の拡大図である。
【図１４】第４の実施形態のラックシャフト１を示す断面図である。
【図１５】第５の実施形態のラックシャフト１を示す断面図である。
【図１６】第６の実施形態のラックシャフト１を説明するための説明図であって、（ａ）はラックシャフトの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）、（ｄ）は、（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ断面図である。
【図１７】第６の実施形態の本体部材２を説明するための説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１８】第６の実施形態の説明図であって、図１６（ｃ）の拡大図である。
【符号の説明】
１　ラックシャフト
２　本体部材
２１　中央部分
２１１　平坦面
２１２　段部平坦面
２１３　長溝
２２　側部部分
２３　中空孔
３　ラックプレート
３１　フロント面
３１１　ラック歯形
３２　バック面
３２１　波形
３３　脚状壁
３３１　縁部
３３２　溶接ビート
３３３　肩部
３３５　最下部
３３６　隅部
３５　素材
ｇ　ギャップ
ｈ１　脚状壁の高さ
ｈ２　段差
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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