(57)【要約】  【課題】  ラック歯の歯幅方向端末に欠肉が発生し難いラック軸を鍛造により製造することができる製造方法を提供する。  【解決手段】  断面が略Ｕ字形状をなす受溝２１を有する下型２の前記受溝２１に軸素材Ａを載置した後、底面視長方形をなすラック歯成形歯部４１ａを有し、且つ該ラック歯成形歯部４１ａの幅方向の中央を揺動中心Ｏとして受溝２１の幅方向への揺動を可能とした上型４を、揺動中心Ｏがラック歯の歯幅方向中央の鉛直線上となるように配置し、軸素材Ａを径方向へ押圧し、該軸素材Ａを受溝２１に沿って変形させた後、上型４を揺動させつつ軸素材Ａを変形させラック歯を成形するようにした。【選択図】    図４
2007029987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受溝を有する下型の前記受溝に軸素材を載置した後、底面視長方形をなすラック歯成形歯部を有し、且つ該ラック歯成形歯部の幅方向の中央を揺動中心として前記受溝の幅方向への揺動を可能とした上型により前記軸素材の周面の一部を押圧し、ラック歯を成形することを特徴とするラック軸の製造方法。
【請求項２】
前記下型及び上型の一方は昇降を可能としてあり、前記受溝は断面が略Ｕ字形状をなしており、該受溝に載置された軸素材を前記一方の上昇又は下降により押圧し、該軸素材を前記受溝に沿って変形させた後、前記上型によりラック歯を成形する請求項１記載のラック軸の製造方法。
【請求項３】
前記上型を、成形されるラック歯の歯幅方向中央の鉛直線上に前記支点があるように配する請求項１又は２記載のラック軸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は周面の一部にラック歯を有するラック軸の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラック軸はラック歯切り盤、又は、鍛造により製造される。鍛造による製造方法は、受溝を有する下型と、前記受溝に対向する位置にパンチを有する上型とを用い、前記受溝に軸素材を載置した後、上型及び下型の型合わせを行い、複数のラック歯成形歯部を有する前記パンチを直線移動させ、軸素材を径方向に押圧することによりラック歯を成形する（例えば、特許文献１参照）。また、鍛造による製造方法として、前記パンチを用いることなく、複数のラック歯成形歯部を有する上型を用い、該上型を直線的に下降させて軸素材にラック歯を成形する製造方法も知られている。
【特許文献１】特公平４−２８５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、パンチ又は上型を直線的に下降させてラック軸を製造する方法にあっては、パンチ又は上型の押圧力が軸素材の周面に一度に加わるため、ラック歯成形歯部の歯底全域に前記軸素材を押し込み難いのであり、しかも、パンチ又は上型の押圧力はラック歯成形歯部の中央部で最強となり、中央部から遠ざかるほど前記押圧力が弱くなるため、前記押圧力が軸素材に加わるとき、軸長方向への変形量に比べて径方向（歯幅方向）への変形量が少ない。従って、パンチ又は上型を直線移動させてラック軸を製造する方法にあっては、ラック歯の歯幅方向端末に欠肉が発生し易く、正確なラック歯を成形し難いと言う問題があった。
【０００４】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的はラック歯の歯幅方向端末に欠肉が発生し難いラック軸を鍛造により製造することができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係るラック軸の製造方法は、受溝を有する下型の前記受溝に軸素材を載置した後、底面視長方形をなすラック歯成形歯部を有し、且つ該ラック歯成形歯部の幅方向の中央を揺動中心として前記受溝の幅方向への揺動を可能とした上型により前記軸素材の周面の一部を押圧し、ラック歯を成形することを特徴とする。
【０００６】
第２発明に係るラック軸の製造方法は、前記下型及び上型の一方は昇降を可能としてあり、前記受溝は断面が略Ｕ字形状をなしており、該受溝に載置された軸素材を前記一方の上昇又は下降により押圧し、該軸素材を前記受溝に沿って変形させた後、前記上型によりラック歯を成形することを特徴とする。
【０００７】
第３発明に係るラック軸の製造方法は、前記上型を、成形されるラック歯の歯幅方向中央の鉛直線上に前記支点があるように配することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、底面視長方形をなすラック歯成形歯部を有する上型を、前記ラック歯成形歯部の幅方向の中央を揺動中心として揺動させつつラック歯を成形するため、押圧力を軸素材の径方向位置に均等に加えることが可能である。従って、ラック歯の歯幅方向端末に欠肉が発生し難く、正確なラック歯を成形し易い。
【０００９】
第２発明によれば、断面が略Ｕ字形状をなす受溝により軸素材の周方向への位置ずれを規制することができ、この規制状態で上型を揺動させるため、正確なラック歯をより一層成形し易い。
【００１０】
第３発明によれば、軸素材の径方向の中央から径方向の距離が等しい位置を交互に押圧するため、押圧力を軸素材の径方向位置により一層均等に加えることができ、より一層正確なラック歯を成形し易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は揺動鍛造プレス機の構成を示す概略図、図２は上型の構成を示す底面図、図３は上型の構成を示す側面図である。
【００１２】
ラック軸用の軸素材Ａは金属丸パイプを用いるが、その他、中実の金属丸棒を用いてもよい。
軸素材Ａは揺動鍛造プレス機により鍛造する。揺動鍛造プレス機は、機枠１と、該機枠１の下側に配置され、軸素材Ａを受止める受溝２１を両端に亘って有する下型２と、該下型２を昇降させる流体圧シリンダ等の昇降手段３と、機枠１の上側に配置され、鉛直線Ｘに対して横方向への揺動、換言すれば受溝２１の幅方向への揺動を可能とした上型４と、該上型４を揺動させる揺動手段とを備える。    
【００１３】
下型２は平面視長方形をなしており、機枠１内に昇降可能に支持されている。下型２の受溝２１は断面が略Ｕ字形状をなしており、軸素材Ａの径方向の約半分を受止めるように構成されている。下型２と昇降手段３との間には上下に摺動が可能な摺動体６を配置してあり、該摺動体６に下型２が支持され、昇降手段３が摺動体６を摺動させることにより下型２を昇降させるように構成されている。
【００１４】
上型４は、底面視長方形をなすラック歯成形歯部４１ａを有し、且つ該ラック歯成形歯部４１ａの幅方向の中央が揺動中心Ｏとなる型本体４１と、該型本体４１の上面に結合され、その上側に湾曲面４２ａ及び該湾曲面４２ａの中心部から上方へ延出された軸部４２ｂを有する保持体４２とを備えており、湾曲面４２ａに接触する湾曲受面７１を有する支持体７が機枠１に支持されている。この上型４は、下型２の上方の位置で、且つラック歯の歯幅方向中央の鉛直線Ｘ上に揺動中心Ｏがあるように配置される。
【００１５】
ラック歯成形歯部４１ａは、支点Ｏの水平線に対して揺動方向へ夫々約２°傾斜しており、支点Ｏをラック歯の歯幅方向中央部で、且つラック歯成形歯部４１ａの歯底となる位置（ラック軸にあってはラック歯の歯先面となる位置）に配置し、上型４を交互に約２°揺動させることによりラック歯を成形するようになっている。また、ラック歯成形歯部４１ａは、ラック歯の全長及びラック歯の歯幅に対応する大きさの略長方形に形成されており、揺動を繰り返すことによりラック歯を全長に亘って成形するように構成されている。尚、ラック歯成形歯部４１ａは図２に示すように揺動中心Ｏに対して対称に形成されている。
【００１６】
揺動手段５は、軸受５１により機枠１内に回転自在に支持された大偏心環５２と、該大偏心環５２の内側に軸受５３により回転自在に支持され、且つその内側に軸部４２ｂが相対回転自在に結合された小偏心環５４と、大偏心環５２に連動連結され、電動モータにより駆動される第１駆動輪５５と、小偏心環５４に連動連結され、前記電動モータにより駆動される第２駆動輪５６とを備えており、前記電動モータが大偏心環５２及び小偏心環５４を等速度で、且つ互いに逆方向へ回転（例えば、大偏心環５２を正回転、小偏心環５４を逆回転）させることにより鉛直線Ｘに対して上型４を約２°横方向へ揺動させるように構成されている。    
【００１７】
図４はラック軸を製造する製造方法の製造工程を示す説明図である。揺動鍛造プレス機によるラック軸の製造は次の工程で行われる。
(1) 昇降手段３により下降された下型２の受溝２１に金属丸パイプからなる軸素材Ａを載置する（図４の(a) 参照）。
(2) 上型４の揺動中心Ｏはラック歯の歯幅方向中央の鉛直線Ｘ上に配置されている。
(3) 軸素材Ａのラック歯成形歯部４１ａの内側に棒形をなす金属製の芯金８を挿入する。この芯金８は、ラック歯に対応する上面及び該上面の幅方向両縁に連なる側面が夫々平坦になっており、下面が凸に湾曲している。尚、芯金８は軸素材Ａを受溝２１に載置する工程より前の工程で軸素材Ａのラック歯成形歯部４１ａの内側に挿入してもよい。
(4) 昇降手段３により下型２を上昇させ、軸素材Ａを上型４のラック歯成形歯部４１ａに押圧し、該軸素材Ａを受溝２１に沿って変形させ（図４の(b) 参照）、受溝２１により軸素材Ａの周方向への位置ずれを規制する。
(5) 昇降手段３により下型２をさらに上昇させ、軸素材Ａのラック歯成形歯部４１ａへの押圧力を高めつつ揺動手段５により上型４を鉛直線Ｘに対して交互に揺動させ、受溝２１により周方向への位置ずれを規制してある軸素材Ａを変形させつつラック歯を成形する（図４の(c) 〜(d) 参照）。このように軸素材Ａの周方向への位置ずれを受溝２１により規制した状態で上型４を揺動させるため、ラック歯を正確に成形することができ、しかも、上型４は揺動中心Ｏがラック歯の歯幅方向中央部となる位置に配置されており、軸素材Ａの径方向の中央部から径方向の距離が等しい位置を等圧で交互に押圧するため、押圧力を軸素材Ａの径方向位置に均等に加えることができ、ラック歯の歯幅方向端末に欠肉が発生し難くできる。また、一部のピッチが異なるバリアブルレシオのラック歯であってもラック歯を正確に成形することができる。
(6) ラック歯の成形が終了した後、揺動手段５による上型４の揺動を停止し、昇降手段３により下型２を下降させ、下型２の受溝２１から軸素材Ａを取出し、さらに、芯金８を軸素材Ａの内側から抜き取る。以上のように製造されたラック軸のラック歯の幅方向中央表面には揺動中心Ｏによる痕跡が発生しており、この痕跡を視認することにより、揺動鍛造プレス機により製造されたものであるか否かを判断することができる。尚、芯金８は抜き取ることなく軸素材Ａ内に残してもよいが、抜き取ることによりラック軸を軽量にでき、また、芯金８を繰り返し使用することができる。
【００１８】
以上説明した実施の形態では、断面が略Ｕ字形状をなす受溝２１を有する下型２を用いたが、その他、軸素材Ａの周面に対応する略半円形の受溝２１を有する下型２を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る製造方法に用いる揺動鍛造プレス機の構成を示す概略図である。
【図２】揺動鍛造プレス機の上型の構成を示す底面図である。
【図３】揺動鍛造プレス機の上型の構成を示す側面図である。
【図４】本発明に係るラック軸を製造する製造方法の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
Ａ    軸素材
２    下型
２１  受溝
４    上型
４１ａ  ラック歯成形歯部
Ｏ    揺動中心
【図１】
2007029987.tif 000003
【図２】
2007029987.tif 000004
【図３】
2007029987.tif 000005
【図４】
2007029987.tif 000006