(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径孔を有する中空円筒状の第１のラック素材、及び、
該第１のラック素材の内径孔内に挿入され、ラック歯成形時に、該第１のラック素材の内径孔のラック歯成形側及びラック歯成形側に直交する側との間に隙間が形成可能な断面形状を有する中実の第２のラック素材を使用し、
上記第１のラック素材のラック歯成形部を除いた外周をダイで拘束し、
ラック歯形を有するパンチを上記第１のラック素材の外周のラック歯成形部に押圧し、  上記第１のラック素材の内径孔を、第１のラック素材のラック歯成形側に対向する側の第２のラック素材の外周に当接させ、さらに上記パンチを押し込み、上記パンチによるラック歯成形時に排除された素材材料を、上記第１のラック素材の内径孔と第２のラック素材の外周との間の空間に流動させ収容することにより第１のラック素材と第２のラック素材を一体化させるとともに概略のラック歯を成形する中間成形工程を行い、
該中間成形工程終了時では、上記第１のラック素材の内径孔のラック歯形成形側に直交する側と第２のラック素材の外周との間に隙間がなお残っており、かつ、ラック歯形成形側に直交する側の外周面両側間の幅は所望のラック歯形の外周面両側間の幅よりも狭く成形しており、
その後、所望のラック歯形を有するダイと、ラック歯成形側に対向する側の所望の外周形状を有するダイとの間に、上記中間成形工程が終了した第１のラック素材を挟持して押圧することで、ラック歯形成形側に直交する側の外周の幅を広げながら、所望のラック歯を成形するサイジング成形工程を行うこと
を特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたステアリング装置用ラックの製造方法において、
上記第２のラック素材が円柱状であること
を特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載されたステアリング装置用ラックの製造方法において、
上記第２のラック素材の軸方向長さは、少なくとも上記第１のラック素材のラック歯成形長さと同一長さもしくは若干長くすること
を特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載されたステアリング装置用ラックの製造方法において、
上記第２のラック素材には、上記第１のラック素材のラック歯成形側に対向する側の外周に、上記ラック歯形と同数で同一ピッチの凹凸が形成されていること
を特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載されたステアリング装置用ラックの製造方法において、
上記第２のラック素材には、上記第１のラック素材のラック歯成形側に対向する側の外周に、上記ラック歯形と同数で同一ピッチの凹凸が形成されていること
を特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載されたステアリング装置用ラックの製造方法によって製造されたステアリング装置用ラック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリング装置用ラック及びその製造方法に係わり、特に、型を使用した加工方法により成形されるステアリング装置用ラック及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ステアリング装置用ラックとして、形状の複雑なバリアブルラック（可変速ステアリングラック）が多数使用されるようになってきた。このようなバリアブルラックは、ラック歯の形状が複雑であるため、切削による加工が困難で、型を使用した塑性加工により成形される場合が多い。型を使用した塑性加工によるラックの製造方法として、特許文献１から特許文献８に示す製造方法がある。
【０００３】
特許文献１、特許文献２のラック製造方法は、中実の丸棒ラック素材を使用し、ラック歯成形時に排除された余肉をラック側部にバリとしてはみ出させ、このはみ出したバリをプレスや機械加工によって削除するようにしたラック製造方法である。この特許文献１、特許文献２の製造方法では、バリを削除するための余分な工程が必要となるため、加工コストが上昇し、また、余肉をバリとして側部に排出するために、型の加圧荷重が大きくなると共に、素材がバリ側に逃げてしまうため、ラック歯への素材の充填が不十分となり易い。
【０００４】
特許文献３のラック製造方法は、中実の丸棒ラック素材に対し、予め、ラック歯成形部を旋削加工で細く加工し、ラック歯成形時に排除された余肉を収容する逃出吸収部を、ラック歯の背面側の型に多段階に形成することにより、バリを出さないようにしたラック製造方法である。この特許文献３の製造方法では、金型の形状が複雑であり、閉塞形金型となるため、金型に加わる応力が大きくなって、金型の寿命が短くなるため、金型の製造コストが上昇する。また、ラック歯の背面側の形状が多段階で複雑形状になるため、ラック歯の背面側をガイドするラックガイド（特許文献４の図１２の符号２１の部品）の形状が複雑になるため、ステアリング装置がコスト高となる不具合があった。
【０００５】
また、上記特許文献１から特許文献３のラック製造方法は、中実の丸棒ラック素材を使用するため、特にラック歯成形部以外の部分が中実で重量が重くなるため、軽量にするためにドリル等で孔加工を行う必要が生じ、孔加工のための加工コストが上昇する。また、ラック歯への素材の充填を十分に行うために、ラック素材の加熱が必要となるため、ラック歯の成形精度が低下する不具合があった。
【０００６】
さらに、特許文献５から特許文献８のラック製造方法は、中空の管状ラック素材の内径孔にマンドレルを圧入して、ラック歯形を成形するようにしたラック製造方法である。この特許文献５から特許文献８の製造方法では、マンドレルによるしごき加工に大きな加工力を必要とするため、少しずつ寸法を変えた複数のマンドレルを交換しながら加工する必要があり、加工時間が長くなると共に、専用の加工機械が必要となるため、製造コストが上昇する。また、ラック歯の歯底の肉厚が薄くなるため、ラック歯の強度が低下する不具合があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−５８０８１号公報
【特許文献２】特開２００１−７９６３９号公報
【特許文献３】特許第３４４２２９８号公報
【特許文献４】特開２００４−３４８２９号公報
【特許文献５】特公平３−５８９２号公報
【特許文献６】特許第２９２８４２７号公報
【特許文献７】米国特許第６５７５００９号明細書
【特許文献８】特開２００２−１７８０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ラックが軽量で、金型の形状が簡素で寿命が長く、歯形への素材の充填度が向上し、ラック歯全体の剛性が向上する、ステアリング装置用ラック及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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番目の発明は、内径孔を有する中空円筒状の第１のラック素材、及び、該第１のラック素材の内径孔内に挿入され、ラック歯成形時に、該第１のラック素材の内径孔のラック歯成形側及びラック歯成形側に直交する側との間に隙間が形成可能な断面形状を有する中実の第２のラック素材を使用し、上記第１のラック素材のラック歯成形部を除いた外周をダイで拘束し、ラック歯形を有するパンチを上記第１のラック素材の外周のラック歯成形部に押圧し、上記第１のラック素材の内径孔を、第１のラック素材のラック歯成形側に対向する側の第２のラック素材の外周に当接させ、さらに上記パンチを押し込み、上記パンチによるラック歯成形時に排除された素材材料を、上記第１のラック素材の内径孔と第２のラック素材の外周との間の空間に流動させ収容することにより第１のラック素材と第２のラック素材を一体化させるとともに概略のラック歯を成形する中間成形工程を行い、該中間成形工程終了時では、上記第１のラック素材の内径孔のラック歯形成形側に直交する側と第２のラック素材の外周との間に隙間がなお残っており、かつ、ラック歯形成形側に直交する側の外周面両側間の幅は所望のラック歯形の外周面両側間の幅よりも狭く成形しており、その後、所望のラック歯形を有するダイと、ラック歯成形側に対向する側の所望の外周形状を有するダイとの間に、上記中間成形工程が終了した第１のラック素材を挟持して押圧することで、ラック歯形成形側に直交する側の外周の幅を広げながら、所望のラック歯を成形するサイジング成形工程を行うことを特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法である。
【００１２】
第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置用ラックの製造方法において、上記第２のラック素材が円柱状であることを特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法である。
【００１３】
第３番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置用ラックの製造方法において、上記第２のラック素材の軸方向長さは、少なくとも上記第１のラック素材のラック歯成形長さと同一長さもしくは若干長くすることを特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法である。
【００１４】
第４番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置用ラックの製造方法において、上記第２のラック素材には、上記第１のラック素材のラック歯成形側に対向する側の外周に、上記ラック歯形と同数で同一ピッチの凹凸が形成されていることを特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法である。
【００１５】
第５番目の発明は、第３番目の発明のステアリング装置用ラックの製造方法において、上記第２のラック素材には、上記第１のラック素材のラック歯成形側に対向する側の外周に、上記ラック歯形と同数で同一ピッチの凹凸が形成されていることを特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法である。
【００１７】
第６番目の発明は、第１番目から第５番目までのいずれかの発明のステアリング装置用ラックの製造方法によって製造されたステアリング装置用ラックである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のステアリング装置用ラックの製造方法及びその製造方法によって製造されたステアリング装置用ラックでは、内径孔を有する管状の第１のラック素材と、この第１のラック素材の内径孔に挿入され、ラック歯成形時に、第１のラック素材の内径孔のラック歯成形側に直交する側との間に隙間が形成可能な断面形状を有する第２のラック素材を使用している。
【００１９】
従って、ラック歯成形時に排除された素材材料が、第１のラック素材の内径孔と第２のラック素材の外周との間の空間に流動させ収容され、かつ、この内径孔に隙間が残るため、金型が密閉状態にならず、成形荷重が小さくて済むため、金型の寿命が長くなる。また、成形荷重が小さくて済むため、冷間での成形が可能となり、ラック歯の成形精度が向上する。
【００２０】
また、第１のラック素材の内径孔が、第２のラック素材に当接し、その反力によって素材材料が第１のラック素材のラック歯の成形に効果的に使用されるため、歯形への充填度が向上する。さらに、第２のラック素材が第１のラック素材の内径孔に食い込んで、第１のラック素材と第２のラック素材が一体化するため、成形されたラック歯全体の剛性が向上する。
【００２１】
また、ラック歯の成形時に排除された素材材料がラック素材の内径孔内に流動させ収容されるため、成形したラックにバリが生じず、バリを削除するための加工工数が削減される。また、金型の形状が簡素で、汎用的なプレスで成形が可能なため、金型制作費や成形設備費が削減され、マンドレルを使用しないため、加工時間が短くて済む。
【００２２】
また、本発明のステアリング装置用ラックの製造方法及びその製造方法によって製造されたステアリング装置用ラックでは、第２のラック素材の軸方向長さは、第１のラック素材のラック歯成形長さと同一長さにしている。従って、ラック歯成形部以外の部分が軽量化され、軽量にするための孔加工が不要となる。
【００２３】
さらに、第２のラック素材には、第１のラック素材のラック歯成形側に対向する側の外周に、ラック歯形と同数で同一ピッチの凹凸が形成されている。従って、第２のラック素材の凹凸の凹部と、第１のラック素材の内径孔との間に隙間が残るため、成形荷重がさらに小さくて済む。
【００２４】
また、第２のラック素材の凹凸の凸部が、第１のラック素材のラック歯成形側に、素材材料を流動させる働きをするため、ラック歯への素材材料の流動がより効果的に行われ、歯形への充填度が向上する。
【００２５】
本発明のステアリング装置用ラックの製造方法及びその製造方法によって製造されたステアリング装置用ラックでは、中間成形工程で、ラック歯成形側に直交する側の外周両側間の幅を、所望のラック歯形の外周両側間の幅よりも狭く成形し、サイジング成形工程で、所定の幅に成形している。
【００２６】
従って、サイジング成形工程へのラック素材の投入が容易で、かつ、サイジング成形工程で使用するダイが、上下一対の簡単な構造のダイであっても、ラック素材の外周へのバリのはみ出しが起こらないため、バリを削除するための加工工数が削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面に基づいて本発明の実施例１、実施例２、及び、第２のラック素材の他の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１（１Ａ）、（１Ｂ）は、本発明の実施例１の管状の第１のラック素材を示す説明図であり、図１（１Ａ）は図１（１Ｂ）のＡ−Ａ断面図、図１（１Ｂ）は第１のラック素材の軸線に沿って切断した縦断面図である。図１（２Ａ）、（２Ｂ）は、図１（１Ａ）、（１Ｂ）に示した第１のラック素材の内径孔内に、中実の第２のラック素材を挿入した状態を示す本発明の実施例１の説明図であり、図１（２Ａ）は図１（２Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２９】
図２は、本発明の実施例１のラックの製造方法を示す工程図であり、図２（１Ａ）、（１Ｂ）は概略のラック歯を成形する中間成形工程の金型に第１のラック素材を取り付けた状態を示す説明図であって、図２（１Ａ）は図２（１Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。図２（２Ａ）、（２Ｂ）は中間成形工程の成形途中の状態を示す説明図であって、図２（２Ａ）は図２（２Ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００３０】
図３（１Ａ）、（１Ｂ）は中間成形工程の成形終了時の状態を示す説明図であって、図３（１Ａ）は図３（１Ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。図３（２Ａ）、（２Ｂ）は、図３（１Ａ）、（１Ｂ）の後工程を示す工程図であり、所望のラック歯を成形するサイジング成形工程を示す説明図であって、図３（２Ａ）は図３（２Ｂ）のＦ−Ｆ断面図である。
【００３１】
図１（１Ａ）、（１Ｂ）に示すように、実施例１の管状の第１のラック素材１は、外周１１及び内径孔１２の断面が円形の中空円筒状に形成されている。第１のラック素材１の形状として、実施例１では、外周１１及び内径孔１２共に円形であるが、円形に限定されるものではなく、矩形や多角形等、任意の断面形状の管状であればよい。
【００３２】
図１（２Ａ）、（２Ｂ）に示すように、管状の第１のラック素材１の内径孔１２内に、中実の第２のラック素材２を挿入したものを、ラック成形用の素材として使用する。第２のラック素材２は、実施例１では、中実円柱状に形成されている。
【００３３】
＊  中間成形工程
この第１のラック素材１に第２のラック素材２を挿入したラック成形用の素材を、図２（１Ａ）、（１Ｂ）に示すように、下側のダイ３１と上側のダイ３２との間に挟み込む。下側のダイ３１には、第１のラック素材１の外周１１よりも若干幅が狭く形成された多角形の断面形状を有する押圧面（拘束面）３１１が形成されている。
【００３４】
上側のダイ３２には、パンチ４１を上下方向に案内するためのガイド孔３２１が形成され、パンチ４１の下面には、図２（１Ｂ）の左右方向の略全長にわたって、概略のラック歯形４２が形成されている。この中間成形工程では、このラック歯形４２を第１のラック素材１の外周１１のラック歯成形部に押圧して、概略のラック歯（荒加工のラック歯）を成形する。
【００３５】
第２のラック素材２の軸方向の長さＬ１は、パンチ４１のラック歯形４２の軸方向の長さ（すなわち第１のラック素材１に成形するラック歯成形長さ）Ｌ２よりも若干長く形成されている。第２のラック素材２の軸方向の長さＬ１は、パンチ４１のラック歯形４２の軸方向の長さＬ２と、少なくとも同一長さを有していることが望ましい。そして、第１のラック素材１に成形するラック歯成形範囲を覆うように、第１のラック素材１の内径孔１２内に、第２のラック素材２が配置されている。
【００３６】
上側のダイ３２には、ガイド孔３２１以外の部分に、第１のラック素材１の外周１１と同一の断面形状を有する半円形の押圧面（拘束面）３２２が形成されている。下側のダイ３１には、４個のノックアウト３３が上下方向に摺動可能に内嵌し、図示しないばねによって、常時上方向への付勢力が付与されている。
【００３７】
ノックアウト３３は、パンチ４１を第１のラック素材１に押圧して概略のラック歯を第１のラック素材１に成形する時に、上方への付勢力によって、第１のラック素材１を下から支持する。また、中間成形工程が完了して、パンチ４１が上昇すると、図示しないばねの付勢力によって、ノックアウト３３が第１のラック素材１を上方に押し、第１のラック素材１のラック歯成形部を下側のダイ３１から強制的に離間する。
【００３８】
図２（２Ａ）、（２Ｂ）に示すように、パンチ４１をガイド孔３２１に沿って下方に押し込むと、第１のラック素材１の外周１１がパンチ４１のラック歯形４２によって下方に押し込まれる。この押し込みによって、第１のラック素材１の外周１１のパンチ４１側に、ラック歯１３が成形され始め、第１のラック素材１の内径孔１２が、第２のラック素材２の上面（第１のラック素材１のラック歯成形側に対向する面）に当接する。
【００３９】
図２（２Ａ）、（２Ｂ）の中間成形工程の成形途中の状態では、中空の第１のラック素材１の薄肉部を塑性変形させるだけなので、中実素材とは異なり、成形加重が小さくて済む。また、第１のラック素材１の内径孔１２のラック歯成形側に直交する側と、第２のラック素材２の外周２２との間には、隙間５１、５１が存在するため、金型が密閉状態とはならず、従って、成形荷重が小さくて済むため、金型の寿命が長くなる。
【００４０】
図３（１Ａ）、（１Ｂ）に示すように、パンチ４１をガイド孔３２１に沿ってさらに下方に押し込むと、第１のラック素材１の内径孔１２が、第２のラック素材２の上面２１を塑性変形させながら上面２１に食い込み、その反力によって素材材料が上方に流動して、第１のラック素材１のラック歯１３の成形に効果的に使用されるため、歯形への充填度が向上する。
【００４１】
また、図３（１Ａ）、（１Ｂ）に示すように、中間成形工程のラック歯成形終了時においても、第１のラック素材１の内径孔１２のラック歯成形側に直交する側と、第２のラック素材２の外周２２との間には、隙間５２、５２が残るため、金型が密閉状態とはならず、従って、成形荷重が小さくて済むため、金型の寿命が長くなる。
【００４２】
また、成形荷重が小さくて済むため、冷間での成形が可能となり、ラック歯の成形精度が向上する。さらに、第２のラック素材２の上面２１が第１のラック素材１の内径孔１２に食い込んで、第１のラック素材１と第２のラック素材２が一体化するため、成形されたラック歯全体の剛性が向上する。
【００４３】
すなわち、ラック歯１３の成形時に排除された素材材料（余肉）は、第１のラック素材１の内径孔１２と、第２のラック素材２の外周２２との間の空間に流動して収容される。また、図３（１Ａ）、（１Ｂ）に示すように、第１のラック素材１の内径孔１２と第２のラック素材２の上面２１との間の隙間をＢ、パンチ４１のラック歯形４２の歯底の第１のラック素材１に対する押し込み寸法をＡとした時、Ｂ≧０．７Ａの寸法関係になるように構成している。
【００４４】
それによって、第１のラック素材１の内径孔１２と、第２のラック素材２の外周２２との間の空間を十分に確保して、小さな成形荷重でラック歯１３を成形することを可能としている。
【００４５】
＊  サイジング成形工程
上記中間成形工程が終了した第１のラック素材１を、図３（２Ａ）、（２Ｂ）に示すサイジング成形工程用金型に搬入し、上側のダイ６１の下面に形成された半円形の押圧面（拘束面）６１１と、下側のダイ６２の上面に形成された所望のラック歯形を有する押圧面６２１との間で第１のラック素材１の外周を押圧する。これによって、第１のラック素材１のラック歯成形側に直交する側の外周の幅を広げながら、所望のラック歯（仕上げ加工のラック歯）が成形される。
【００４６】
上記中間成形工程によって、ラック歯成形側に直交する側の外周両側の幅を、所望のラック歯形の外周両側間の幅よりも狭くしている。従って、サイジング成形工程への第１のラック素材１の投入が容易である。また、サイジング成形工程で使用する上側のダイ６１、下側のダイ６２が、上下一対の簡単な構造のダイであっても、第１のラック素材１の外周へのバリのはみ出しが起こらないため、バリを削除するための加工工数が削減される。
【００４７】
上記実施例１では、ラック歯１３の成形時に排除された素材材料（余肉）が、全て第１のラック素材１の内径孔１２と第２のラック素材２の外周２２との間の空間に収容されるため、成形したラックにバリが生じないため、バリを削除するための加工工数が削減される。また、管状のラック素材を使用するため、ラック歯成型部以外の部分も軽量化される。さらに、ラック歯の背面側の形状が単純形状になるため、ラック歯の背面側をガイドするラックガイドの形状が簡素となる。
【００４８】
また、金型の形状が簡素で、汎用的なプレスで成形が可能なため、金型制作費や成形設備費が削減され、マンドレルを使用しないため、加工時間が短くて済む。また、マンドレルを使用しないため、ラック歯の歯底の肉厚が十分に確保され、ラック歯の強度が向上する。
【実施例２】
【００４９】
次に本発明の実施例２について説明する。図４（１Ａ）、（１Ｂ）は、本発明の実施例２の管状の第１のラック素材を示す説明図であり、図４（１Ａ）は図４（１Ｂ）のＧ−Ｇ断面図である。図４（２Ａ）、（２Ｂ）は、図４（１Ａ）、（１Ｂ）に示した管状の第１のラック素材の内径孔内に、凹凸を有する中実の第２のラック素材を挿入した状態を示す本発明の実施例２の説明図であり、図４（２Ａ）は図４（２Ｂ）のＨ−Ｈ断面図である。
【００５０】
図５は本発明の実施例２のラックの製造方法を示す工程図であり、図５（１Ａ）、（１Ｂ）は概略のラック歯を成形する中間成形工程の金型に管状の第１のラック素材を取り付けた状態を示す説明図であって、図５（１Ａ）は図５（１Ｂ）のＪ−Ｊ断面図である。図５（２Ａ）、（２Ｂ）は中間成形工程の成形途中の状態を示す説明図であって、図５（２Ａ）は図５（２Ｂ）のＫ−Ｋ断面図である。
【００５１】
図６（１Ａ）、（１Ｂ）は中間成形工程の成形終了時の状態を示す説明図であって、図６（１Ａ）は図６（１Ｂ）のＬ−Ｌ断面図である。図６（２Ａ）、（２Ｂ）は図６（１Ａ）、（１Ｂ）の後工程を示す工程図であり、所望のラック歯を成形するサイジング成形工程を示す説明図であって、図６（２Ａ）は図６（２Ｂ）のＭ−Ｍ断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。
【００５２】
実施例２は、第２のラック素材２の上面２１に凹凸を形成することによって、成形時に、第１のラック素材１の内径孔１２と第２のラック素材２の上面２１との間に隙間を確保することで、成形荷重をより小さくすると共に、上面２１の凸部によって、素材材料が第１のラック素材１のラック歯１３の成形に、より効率的に使用されるようにして、歯形への素材材料の充填度を向上させた例である。
【００５３】
図４（１Ａ）、（１Ｂ）に示すように、実施例２の管状の第１のラック素材１は、外周１１及び内径孔１２の断面が円形の中空円筒状で、実施例１の第１のラック素材１と全く同一形状である。
【００５４】
図４（２Ａ）、（２Ｂ）に示すように、管状の第１のラック素材１の内径孔１２内に挿入される第２のラック素材２は、中実円柱状である。また、第２のラック素材２の上面（第１のラック素材１のラック歯成形側に対向する面）２１には、第１のラック素材１に形成されるラック歯１３（パンチ４１のラック歯形４２）と同数で、同一ピッチの凹凸２３が形成されている。
【００５５】
＊  中間成形工程
図５（１Ａ）、（１Ｂ）に示すように、中間成形工程に使用する下側のダイ３１、上側のダイ３２、パンチ４１、ノックアウト３３の形状は、実施例１と同一形状である。第２のラック素材２の軸方向の長さＬ１は、パンチ４１のラック歯形４２の軸方向の長さ（すなわち第１のラック素材１に成形するラック歯成形長さ）Ｌ２よりも若干長く形成されている。
【００５６】
そして、第１のラック素材１に成形するラック歯成形範囲を覆うように、第１のラック素材１の内径孔１２内に、第２のラック素材２が配置されている。また、第２のラック素材２の上面２１の凹凸２３の凹部の位置が、パンチ４１のラック歯形４２の歯形の凹凸の凸部の位置と一致するように、第１のラック素材１の内径孔１２内に、第２のラック素材２が配置されている。
【００５７】
この状態で、図５（２Ａ）、（２Ｂ）に示すように、パンチ４１をガイド孔３２１に沿って下方に押し込むと、第１のラック素材１の外周１１がパンチ４１のラック歯形４２によって下方に押し込まれる。この押し込みによって、第１のラック素材１の外周１１のパンチ４１側に、ラック歯１３が形成され始め、第１のラック素材１の内径孔１２が、第２のラック素材２の上面（第１のラック素材１のラック歯成形側に対向する面）２１に当接する。
【００５８】
図５（２Ａ）、（２Ｂ）の中間成形工程の成形途中の状態では、中空の第１のラック素材１の薄肉部を塑性変形させるだけなので、中実素材とは異なり、成形加重が小さくて済む。また、第１のラック素材１の内径孔１２のラック歯成形側に直交する側と、第２のラック素材２の外周２２との間には、隙間５１、５１が存在するため、金型が密閉状態とはならず、従って、成形荷重が小さくて済むため、金型の寿命が長くなる。
【００５９】
さらに、実施例２では、第２のラック素材２の上面２１の凹凸２３の凹部と、第１のラック素材１の内径孔１２との間に隙間２４が存在するため、実施例１よりもさらに成形荷重が小さくて済む。
【００６０】
図６（１Ａ）、（１Ｂ）に示すように、パンチ４１をガイド孔３２１に沿ってさらに下方に押し込むと、第１のラック素材１の内周１２が、第２のラック素材２の上面２１の凹凸２３に食い込み、凹凸２３の凸部が素材材料を上方に効果的に流動させる働きをするため、実施例１よりもさらに歯形への充填度が向上する。
【００６１】
また、図６（１Ａ）、（１Ｂ）に示すように、実施例１と同様に、中間成形工程のラック歯成形終了時においても、第１のラック素材１の内径孔１２のラック歯成形側に直交する側と、第２のラック素材２の外周２２との間には、隙間５２、５２が残るため、金型が密閉状態とはならず、従って、成形荷重が小さくて済むため、金型の寿命が長くなる。
【００６２】
さらに、第２のラック素材２の上面２１の凹凸２３に、第１のラック素材１の内径孔１２が食い込んで、第１のラック素材１と第２のラック素材２が一体化するため、成形されたラック歯全体の剛性が向上する。
【００６３】
＊  サイジング成形工程
上記中間成形工程が終了した第１のラック素材１を、図６（２Ａ）、（２Ｂ）に示すサイジング成形工程用金型に搬入し、上側のダイ６１の下面に形成された半円形の押圧面（拘束面）６１１と、下側のダイ６２の上面に形成された所望のラック歯形を有する押圧面６２１との間で第１のラック素材１の外周を押圧する。これによって、第１のラック素材１のラック歯成形側に直交する側の外周の幅を広げながら、所望のラック歯（仕上げ加工のラック歯）が成形される。
【実施例３】
【００６４】
次に本発明の実施例３について説明する。図７（２Ａ）、（２Ｂ）は管状の第１のラック素材１の内径孔１２内に挿入する第２のラック素材２の変形例を示す実施例３の説明図である。以下の説明では、上記実施例２と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。
【００６５】
上記実施例２では、第２のラック素材２の形状は、図７（１Ａ）、（１Ｂ）に示すように、中実円柱状で、第２のラック素材２の上面２１には、第１のラック素材１に形成されるラック歯１３と同数で同一ピッチの凹凸２３が形成されているが、第２のラック素材２の形状は円柱状に限定されるものではない。
【００６６】
すなわち、図７（２Ａ）、（２Ｂ）に示す実施例３では、第２のラック素材２は、第１のラック素材１のラック歯成形側に直交する側の外周両側に、その全長にわたって扁平面２５、２５が形成され、第２のラック素材２の上面２１には、第１のラック素材１に形成されるラック歯１３と同数で、同一ピッチの凹凸２３が形成されている。凹凸２３は無くてもよい。
【実施例４】
【００６７】
また、図７（３Ａ）、（３Ｂ）に示す実施例４では、第２のラック素材２は、第１のラック素材１のラック歯成形側に直交する側の外周両側に、その全長にわたって扁平面２５、２５が形成され、第２のラック素材２の上面２１も扁平面に形成されている。また、第１のラック素材１に形成されるラック歯１３と同数で、同一ピッチの凹凸２３が、扁平に形成された上面２１に形成されている。凹凸２３は無くてもよい。
【００６８】
上記実施例１から実施例４において、第２のラック素材２の材質は、第１のラック素材１の材質と同一でもよく、異なる材質でもよい。さらに、上記実施例１から実施例４では、第２のラック素材２は、中実であるが、中空にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（１Ａ）、（１Ｂ）は、本発明の実施例１の管状の第１のラック素材を示す説明図であり、（１Ａ）は（１Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。（２Ａ）、（２Ｂ）は、（１Ａ）、（１Ｂ）に示した第１のラック素材の内径孔内に、中実の第２のラック素材を挿入した状態を示す本発明の実施例１の説明図であり、（２Ａ）は（２Ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】本発明の実施例１のラックの製造方法を示す工程図であり、（１Ａ）、（１Ｂ）は概略のラック歯を成形する中間成形工程の金型に管状の第１のラック素材を取り付けた状態を示す説明図であって、（１Ａ）は（１Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。（２Ａ）、（２Ｂ）は中間成形工程の成形途中の状態を示す説明図であって、（２Ａ）は（２Ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図３】（１Ａ）、（１Ｂ）は中間成形工程の成形終了時の状態を示す説明図であって、（１Ａ）は（１Ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。（２Ａ）、（２Ｂ）は（１Ａ）、（１Ｂ）の後工程を示す工程図であり、所望のラック歯を成形するサイジング成形工程を示す説明図であって、（２Ａ）は（２Ｂ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図４】（１Ａ）、（１Ｂ）は、本発明の実施例２の管状の第１のラック素材を示す説明図であり、（１Ａ）は（１Ｂ）のＧ−Ｇ断面図である。（２Ａ）、（２Ｂ）は、（１Ａ）、（１Ｂ）に示した管状の第１のラック素材の内径孔内に、凹凸を有する中実の第２のラック素材を挿入した状態を示す本発明の実施例２の説明図であり、（２Ａ）は（２Ｂ）のＨ−Ｈ断面図である。
【図５】本発明の実施例２のラックの製造方法を示す工程図であり、（１Ａ）、（１Ｂ）は概略のラック歯を成形する中間成形工程の金型に管状の第１のラック素材を取り付けた状態を示す説明図であって、（１Ａ）は（１Ｂ）のＪ−Ｊ断面図である。（２Ａ）、（２Ｂ）は中間成形工程の成形途中の状態を示す説明図であって、（２Ａ）は（２Ｂ）のＫ−Ｋ断面図である。
【図６】（１Ａ）、（１Ｂ）は中間成形工程の成形終了時の状態を示す説明図であって、（１Ａ）は（１Ｂ）のＬ−Ｌ断面図である。（２Ａ）、（２Ｂ）は（１Ａ）、（１Ｂ）の後工程を示す工程図であり、所望のラック歯を成形するサイジング成形工程を示す説明図であって、（２Ａ）は（２Ｂ）のＭ−Ｍ断面図である。
【図７】管状の第１のラック素材の内径孔内に挿入する第２のラック素材の変形例を示す、実施例３から実施例４の説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  第１のラック素材
１１  外周
１２  内径孔
１３  ラック歯
２  第２のラック素材
２１  上面
２２  外周
２３  凹凸
２４  隙間
２５  扁平面
３１  下側のダイ
３１１  押圧面（拘束面）
３２  上側のダイ
３２１  ガイド孔
３２２  押圧面（拘束面）
３３  ノックアウト
４１  パンチ
４２  ラック歯形
５１  隙間
５２  隙間
６１  上側のダイ
６１１  押圧面（拘束面）
６２  下側のダイ
６２１  押圧面（拘束面）
【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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