JP2007083245A - Rack for steering device and producing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
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型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。 The present invention relates to a steering device rack and a manufacturing method thereof, and more particularly to a steering device rack molded by a processing method using a mold and a manufacturing method thereof.
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9に示す製造方法がある。
As a method for manufacturing a rack by plastic working using a mold, there are manufacturing methods shown in
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。
The rack manufacturing methods of
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。
In the rack manufacturing method of
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、特にラック歯成型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。
Moreover, since the rack manufacturing method of the said patent document 1-
特許文献4から特許文献5のラック製造方法は、中実の丸棒ラック素材を使用し、軸線に直行する断面がY型のY型ラックを製造する方法である。この特許文献4から特許文献5のラック製造方法は、ラック歯の背面側の形状が複雑になるため、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。また、ラック歯部分をY型に成形するためには、お互いの位置関係を精度良く組み合わせた多数の金型(特許文献5では6個)が必要となるため、金型の製造コストが上昇する。
The rack manufacturing methods of Patent Document 4 to Patent Document 5 are methods of manufacturing a Y-shaped rack having a Y-shaped cross section perpendicular to the axis using a solid round bar rack material. In the rack manufacturing methods of Patent Document 4 to Patent Document 5, since the shape of the back side of the rack teeth is complicated, the rack guide for guiding the back side of the rack teeth (
さらに、特許文献6から特許文献9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、ラック歯形を成型するようにしたラック製造方法である。この特許文献6から特許文献9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。 Furthermore, the rack manufacturing methods of Patent Document 6 to Patent Document 9 are rack manufacturing methods in which a mandrel is press-fitted into an inner diameter hole of a hollow tubular rack material to mold a rack tooth profile. In the manufacturing methods of Patent Document 6 to Patent Document 9, since a large processing force is required for ironing by a mandrel, it is necessary to perform processing while exchanging a plurality of mandrels whose dimensions are changed little by little, and the processing time is long. In addition, since a dedicated processing machine is required, the manufacturing cost increases. Moreover, since the thickness of the bottom of the rack tooth is thin, there is a problem that the strength of the rack tooth is lowered.
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、専用の加工機械が不要な、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。 An object of the present invention is to provide a steering device rack and a method for manufacturing the same, in which the rack is lightweight, the mold shape is simple, the life is long, and a dedicated processing machine is unnecessary.
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、内径孔を有する管状のラック素材を使用し、上記ラック素材のラック歯成形側に直交する側の外周両側をダイで拘束し、概略のラック歯形を有するパンチを上記ラック素材の外周のラック歯成形部に押圧して概略のラック歯を成形する中間成形工程と、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ラック素材を挟持して押圧することで、上記ラック素材のラック歯成形側に直交する側の外周両側間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とを備え、上記ラック歯成形時に排除された素材材料を上記ラック素材の内径孔内に収容することによりラック歯を成形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。 The above problem is solved by the following means. That is, the first invention uses a tubular rack material having an inner diameter hole, constrains both sides of the outer periphery of the rack material on the side orthogonal to the rack tooth forming side with a die, and has a punch having an approximate rack tooth profile. An intermediate forming step of forming an approximate rack tooth by pressing against the rack tooth forming portion on the outer periphery of the rack material, a die having a desired rack tooth shape, and a desired outer peripheral shape on the side facing the rack tooth forming side. By sandwiching and pressing the rack material that has undergone the intermediate forming process between the die and the die, the desired rack teeth can be formed while increasing the width between the outer peripheral sides on the side perpendicular to the rack tooth forming side of the rack material. And a sizing molding step for molding, and the rack teeth are molded by accommodating the material material excluded during the rack tooth molding in the inner diameter hole of the rack material. It is a manufacturing method of use rack.
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、
上記ラック素材が中空円筒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。
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing the steering device rack of the first aspect,
A method for manufacturing a rack for a steering device, wherein the rack material is a hollow cylinder.
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、上記中間成形工程の前工程として、上記ラック素材のラック歯成形側に直交する側の外周両側を、ラック歯成形長さにわたって扁平に成形する据え込み加工工程を有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。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a steering device rack manufacturing method according to the first aspect of the present invention, as a pre-process of the intermediate forming step, both sides of the outer periphery of the rack material orthogonal to the rack tooth forming side are A method for manufacturing a rack for a steering apparatus, comprising an upsetting process of forming a flat shape over a forming length.
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、上記ラック素材のラック歯成形側に直交する側の外周両側を拘束するダイの拘束面は、上記パンチを押圧する方向に向かって外周両側間の幅を連続的に減少させるテーパー状に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。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a rack for a steering apparatus according to the first aspect, the constraining surfaces of the die that constrain both outer peripheral sides on the side perpendicular to the rack tooth forming side of the rack material press the punch. A method of manufacturing a rack for a steering apparatus, wherein the rack is formed in a taper shape that continuously reduces the width between both sides of the outer periphery in the direction in which the steering device is mounted.
第5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、上記中間成形工程が、所望の歯数よりも少ない歯数の概略のラック歯形を有するパンチで上記ラック素材に概略のラック歯を成形する前半の工程と、その後、残りのラック歯を成形して、上記ラック素材に所望の歯数と同数の概略のラック歯を成形する後半の工程とに分割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。 According to a fifth aspect of the invention, in the method for manufacturing a rack for a steering device according to the first aspect, the intermediate forming step is performed on the rack material with a punch having an approximate rack tooth shape having a smaller number of teeth than a desired number of teeth. The process is divided into a first half step of forming a rough rack tooth and a second half step of forming the remaining rack teeth and forming the same number of rough rack teeth as the desired number of teeth on the rack material. This is a method for manufacturing a steering device rack.
第6番目の発明は、第5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、上記所望の歯数よりも少ない歯数の概略のラック歯形を有するパンチは、所望の歯数の一歯おきにラック歯形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。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the steering device rack manufacturing method according to the fifth aspect of the present invention, wherein the punch having an approximate rack tooth shape having a smaller number of teeth than the desired number of teeth is provided every other desired number of teeth. The rack tooth profile is formed in the steering device rack manufacturing method.
第7番目の発明は、第5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、上記所望の歯数よりも少ない歯数の概略のラック歯の圧力角が、所望の歯数と同数の概略のラック歯の圧力角よりも大きい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。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the steering device rack manufacturing method according to the fifth aspect of the present invention, wherein the approximate rack tooth pressure angle is less than the desired number of teeth and the same number of teeth as the desired number of teeth. This is a method of manufacturing a rack for a steering device, which is larger than the pressure angle of the rack teeth.
第8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、上記中間成形工程において、概略のラック歯の圧力角を所望のラック歯の圧力角よりも小さく、概略のラック歯の歯たけを所望のラック歯の歯たけよりも小さく成形し、上記サイジング成形工程で、所望のラック歯の圧力角と歯たけになるように拡大成形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。 According to an eighth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a rack for a steering device according to the first aspect, in the intermediate forming step, the approximate rack tooth pressure angle is smaller than the desired rack tooth pressure angle, A rack for a steering apparatus, wherein a tooth depth of a tooth is formed smaller than a desired rack tooth depth, and is expanded to a pressure angle and a depth of a desired rack tooth in the sizing molding step. It is a manufacturing method.
第9番目の発明は、第1番目から第8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。 A ninth invention is a steering device rack manufactured by the method for manufacturing a steering device rack according to any one of the first to eighth inventions.
本発明の第1番目の発明から第4番目の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ラック素材を使用し、ラック歯成形時に排除された素材材料がこの内径孔内に流動し、かつ、この内径孔に空隙が残るため、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。 In the steering device rack manufacturing method and the steering device rack manufactured by the manufacturing method of the first to fourth inventions of the present invention, a tubular rack material having an inner diameter hole is used, and the rack teeth The material material removed during molding flows into the inner diameter hole and a void remains in the inner diameter hole, so that the mold does not become sealed and the molding load is small, so the mold life is long. Become. Further, since the molding load is small, it is possible to perform the molding in the cold, and the molding accuracy of the rack teeth is improved.
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、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。 In addition, since the material material excluded at the time of forming the rack teeth is accommodated in the inner diameter hole of the rack material, burrs are not generated in the formed rack, and the number of processing steps for removing the burrs is reduced. Moreover, since a tubular rack material is used, parts other than the rack tooth molding part are also reduced in weight.
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。 In addition, since the shape of the mold is simple and molding can be performed with a general-purpose press, the mold production cost and molding equipment cost are reduced, and a mandrel is not used, so that the processing time is short. Moreover, since no mandrel is used, the thickness of the bottom of the rack tooth is sufficiently secured, and the strength of the rack tooth is improved.
さらに、ラック素材のラック歯成形側に直交する側の外周両側をダイで拘束し、概略のラック歯形を有するパンチをラック素材の外周のラック歯成形部に押圧して概略のラック歯を成形する中間成形工程を備えている。従って、概略のラック歯形成型時に、素材材料がラック素材の外周側に流動しないため、ラック歯への素材材料の流動が効果的に行われる。 Further, both sides of the outer periphery of the rack material orthogonal to the rack tooth forming side are constrained by a die, and a punch having an approximate rack tooth shape is pressed against the rack tooth forming portion on the outer periphery of the rack material to form an approximate rack tooth. An intermediate molding process is provided. Therefore, since the material material does not flow to the outer peripheral side of the rack material at the time of the rough rack tooth forming mold, the material material flows to the rack teeth effectively.
また、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できる。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。 Moreover, the width | variety between the outer peripheral both sides of the side orthogonal to a rack tooth shaping | molding side can be made narrower than the width | variety between the outer peripheral both sides of a desired rack tooth profile by the said intermediate | middle shaping | molding process. Therefore, it is easy to put the rack material into the sizing molding process, and even if the die used in the sizing molding process is a pair of upper and lower simple dies, burrs protrude from the outer periphery of the rack material. Therefore, the number of processing steps for removing burrs is reduced.
また、本発明の第5番目及び第6番目の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、上記中間成形工程が、所望の歯数よりも少ない歯数のラック歯形を有するパンチで上記ラック素材に概略のラック歯を成形する工程と、その後、残りのラック歯を成形して、上記ラック素材に所望の歯数と同数の概略のラック歯を成形する工程とに分割されている。従って、概略のラック歯を成形する時の面圧が増加するため、ラック歯への素材材料の流動が効果的に行われる。 Further, in the steering device rack manufacturing method and the steering device rack manufactured by the manufacturing method according to the fifth and sixth inventions of the present invention, the intermediate molding step has fewer teeth than a desired number of teeth. A step of forming approximate rack teeth on the rack material with a punch having a number of rack tooth shapes, and then forming the remaining rack teeth to form the same number of approximate rack teeth as the desired number of teeth on the rack material. It is divided into the process to do. Accordingly, the surface pressure when forming the rough rack teeth is increased, so that the material material is effectively flowed to the rack teeth.
また、本発明の第7番目の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、上記中間成形工程が、所望の歯数よりも少ない歯数の概略のラック歯の圧力角を、所望の歯数と同数の概略のラック歯の圧力角よりも大きく設定している。従って、中間成形工程の前半の工程で形成されたラック歯の歯面に沿って、中間成形工程の後半の工程の素材材料の流動が行われるため、成形に必要な応力が軽減されるため、素材材料の流動を円滑に行わせることができる。 In the steering device rack manufacturing method and the steering device rack manufactured by the manufacturing method according to the seventh aspect of the present invention, the intermediate forming step has a rough number of teeth less than a desired number of teeth. The pressure angle of the rack teeth is set to be larger than the approximate pressure angle of the rack teeth as many as the desired number of teeth. Therefore, since the flow of the material of the latter half of the intermediate molding process is performed along the tooth surfaces of the rack teeth formed in the first half of the intermediate molding process, the stress required for molding is reduced. The flow of the material can be performed smoothly.
また、本発明の第8番目の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、上記中間成形工程において、概略のラック歯の圧力角を所望のラック歯の圧力角よりも小さく、概略のラック歯の歯たけを所望のラック歯の歯たけよりも小さく成形し、サイジング成形工程で、所望のラック歯の圧力角と歯たけになるように拡大している。従って、概略のラック歯を成形する時の成形圧力が小さくて済むため、ラック歯の成形を容易に行うことができる。 In the steering device rack manufacturing method and the steering device rack manufactured by the manufacturing method according to the eighth aspect of the present invention, the approximate rack tooth pressure angle is set to a desired rack tooth in the intermediate forming step. The rack angle of the approximate rack teeth is smaller than the desired rack tooth depth, and is expanded to the desired rack tooth pressure angle and tooth depth in the sizing molding process. Yes. Therefore, since the molding pressure when molding the approximate rack teeth may be small, the rack teeth can be easily formed.
以下、図面に基づいて本発明の実施例1から実施例4を説明する。
図1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、(1A)、(1B)はラック素材を示す説明図であり、(1A)は(1B)の左側面図である。(2A)、(2B)は据え込み加工後のラック素材を示す説明図であり、(2A)は(2B)のA−A断面図である。 FIG. 1 is a process diagram showing a method of manufacturing a rack according to a first embodiment of the present invention, (1A) and (1B) are explanatory views showing rack materials, and (1A) is a left side view of (1B). is there. (2A), (2B) is explanatory drawing which shows the rack raw material after an upsetting process, (2A) is AA sectional drawing of (2B).
図2は図1の後工程を示す工程図であり、(3A)、(3B)は概略のラック歯(荒加工のラック歯)を成形する中間成形工程を示す説明図であり、(3A)は(3B)のB−B断面図である。(4A)、(4B)は所望のラック歯(仕上げ加工のラック歯)を成形するサイジング成形工程を示す説明図であり、(4A)は(4B)のC−C断面図である。 FIG. 2 is a process diagram showing a post-process of FIG. 1, and (3A) and (3B) are explanatory views showing an intermediate forming process for forming a rough rack tooth (rack-processed rack tooth). FIG. 3B is a sectional view taken along line BB of (3B). (4A) and (4B) are explanatory views showing a sizing molding process for molding a desired rack tooth (a rack tooth for finishing), and (4A) is a sectional view taken along the line CC in (4B).
図3は実施例1の据え込み加工工程の加工を行う金型の構造を示し、(1)はラックの軸心を通り、ラックの軸心に平行な垂直面に沿って切断した縦断面図、(2)は(1)のD−D断面図である。図4は実施例1の中間成形工程の加工を行う金型の構造を示し、(1)はラックの軸心を通り、ラックの軸心に平行な垂直面に沿って切断した縦断面図、(2)は(1)のE−E断面図である。 FIG. 3 shows a structure of a mold for performing the upsetting process of the first embodiment. (1) is a longitudinal sectional view taken along a vertical plane passing through the rack axis and parallel to the rack axis. (2) is a DD cross-sectional view of (1). FIG. 4 shows the structure of a mold for processing the intermediate forming step of Example 1, (1) is a longitudinal sectional view taken along a vertical plane passing through the rack axis and parallel to the rack axis, (2) is EE sectional drawing of (1).
図5は実施例1のサイジング成形工程の加工を行う金型の構造を示し、(1)はラックの軸心を通り、ラックの軸心に平行な垂直面に沿って切断した縦断面図、(2)は(1)のF−F断面図である。 FIG. 5 shows a structure of a mold for performing the processing of the sizing molding process of Example 1, wherein (1) is a longitudinal sectional view cut along a vertical plane passing through the rack axis and parallel to the rack axis; (2) is FF sectional drawing of (1).
図1(1A)、(1B)に示すように、実施例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。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。
As shown in FIGS. 1 (1A) and (1B), the
* 据え込み加工工程
図1の工程図に示すように、実施例1のラックの製造方法は、(1A)、(1B)に示すように断面が円形の中空円筒状のラック素材1を用意し、このラック素材1に据え込み加工を行って、(2A)、(2B)に示すように、このラック素材1の、ラック歯成形側に直交する側の外周両側を、ラック素材1の軸心方向のラック歯成形長さL分だけ、図3に示す据え込み加工用金型で扁平に成形する。
* Upsetting process As shown in the process diagram of FIG. 1, the rack manufacturing method of Example 1 is prepared by preparing a hollow
この据え込み加工工程での扁平化により、ラック歯成形側に直交する側の外周両側には扁平面13、13が形成され、この扁平面13、13間の幅W1は、ラック素材1の外周11の外径寸法Dよりも短くなる。また、ラック歯成形側の外周両側間の高さH1は、ラック素材1の外周11の外径寸法Dよりも高くなる。
Due to the flattening in the upsetting process,
図3に示す据え込み加工用金型は、プレス機械の昇降自在なラム(図示せず)の下面に取り付けられた平板状の上型ホルダ21と、プレス機材のベッドの上面に取り付けられた平板状の下型ホルダ31から構成されている。
The upsetting metal mold shown in FIG. 3 includes a flat plate-shaped
上型ホルダ21の下面には、バッキングプレート22、パンチプレート23、パンチ押さえ24が、上から下に、この順序で積み重ねられて固定されている。バッキングプレート22は、上型ホルダ21の下面に、ボルト221とノックピン222によって所望の位置に精度良く固定されている。
On the lower surface of the
パンチプレート23に形成された長溝231と、パンチ押さえ24に形成された長溝241には、上パンチ25が内嵌されている。この上パンチ25の上面とバッキングプレート22の下面との間にはスペーサ26が介挿され、パンチ押さえ24によって、上パンチ25をパンチプレート23に固定している。
An
パンチ押さえ24は、ボルト242によってパンチプレート23に固定され、一体化されたパンチプレート23とパンチ押さえ24は、ノックピン243によって、バッキングプレート22に位置決めされている。また、パンチプレート23の左右両側(図3(2))は、上型ホルダ21の下面にボルト271で固定された押さえ板27、27によって、バッキングプレート22に押圧されている。これによって、上パンチ25は、スペーサ26を介してバッキングプレート22に上下方向の位置が固定されている。
The
また、下型ホルダ31の上面には、バッキングプレート32、パンチプレート33、パンチ押さえ34が、下から上に、この順序で積み重ねられて固定されている。バッキングプレート32は、下型ホルダ31の上面に、ボルト321とノックピン322によって所望の位置に精度良く固定されている。
Further, on the upper surface of the
パンチプレート33に形成された長溝331と、パンチ押さえ34に形成された長溝341には、下パンチ35が内嵌されている。この下パンチ35の下面とバッキングプレート32の上面との間にはスペーサ36が介挿され、パンチ押さえ34によって、下パンチ35をパンチプレート33に固定している。
A
パンチ押さえ34は、ボルト342によってパンチプレート33に固定され、一体化されたパンチプレート33とパンチ押さえ34は、ノックピン343によって、バッキングプレート32に位置決めされている。また、パンチプレート33の左右両側(図3(2))は、下型ホルダ31の上面にボルト371で固定された押さえ板37、37によって、バッキングプレート32に押圧されている。これによって、下パンチ35は、スペーサ36を介してバッキングプレート32に上下方向の位置が固定されている。
The
図3(1)に示すように、バッキングプレート22、32の左側には、上型ホルダ21の下面にプレート28が図示しないボルトによって固定され、下型ホルダ31の上面には、プレート38が図示しないボルトによって固定されている。プレート28、プレート38には、各々ガイドボルト281、381がねじ込まれ、このガイドボルト281、381に各々案内されて、上ストリッパ282、下ストリッパ382が上下方向に移動可能である。
As shown in FIG. 3 (1), on the left side of the
上ストリッパ282とプレート28との間には、ばね283が介挿され、このばね283によって、上ストリッパ282は常時下方に付勢されている。また、下ストリッパ382とプレート38との間には、ばね383が介挿され、このばね383によって、下ストリッパ382は常時上方に付勢されている。
A
また、図3(1)に示すように、バッキングプレート32の右側には、下型ホルダ31の上面に、位置決めブロック39が固定されている。図3に示す据え込み加工用金型にラック素材1が搬入されると、ラック素材1の右端面14が位置決めブロック39に当接して、ラック素材1の軸心方向の位置が位置決めされる。
Further, as shown in FIG. 3A, a
従って、ラック素材1が図3に示す据え込み加工用金型に搬入され、プレス機械のラムが下降すると、上ストリッパ282は下ストリッパ382との間でラック素材1の外周11を挟み込む。従って、ラック素材1は、図3に示す据え込み加工用金型内での位置が固定される。
Accordingly, when the
続いて、上パンチ25の下面に形成された平らな押圧面251と、下パンチ35の上面に形成された平らな押圧面351との間でラック素材1の外周を押圧し、ラック素材1に据え込み加工を行って、ラック歯成形側に直交する側の外周両側に、幅がW1の扁平面13、13が成形される。
Subsequently, the outer periphery of the
据え込み加工が完了すると、プレス機械のラムの上昇に伴って、上パンチ25が下パンチ5から離間し、上パンチ25の下面の押圧面251がラック素材1の扁平面13から離れる。この時、下ストリッパ382は、ばね383の付勢力によって、ラック素材1を下パンチ35から強制的に上方に向かって離間する。
When the upsetting is completed, the
* 中間成形工程
次に、図2の(3A)、(3B)の中間成形工程に示すように、ラック素材1の扁平面13、13をダイ55で拘束し、概略のラック歯形を有するパンチ45をラック素材1の外周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。図4にこの中間成形工程の金型の構造を示す。
* Intermediate forming step Next, as shown in the intermediate forming steps of (3A) and (3B) in FIG. 2, the
図4に示す中間成形工程用金型は、プレス機械の昇降自在なラム(図示せず)の下面に取り付けられた平板状の上型ホルダ41と、プレス機材のベッドの上面に取り付けられた平板状の下型ホルダ51から構成されている。
The intermediate molding process mold shown in FIG. 4 includes a flat plate-shaped
上型ホルダ41の下面には、バッキングプレート42、パンチプレート43が、上から下に、この順序で積み重ねられて固定されている。バッキングプレート42、パンチプレート43は、上型ホルダ41の下面に、ノックピン431によって所望の位置に精度良く位置決めされ、パンチプレート43はバッキングプレート42の下面に、ボルト432によって固定されている。
On the lower surface of the
パンチプレート43に形成された長溝433には、パンチ45が内嵌されている。このパンチ45の上面にはスペーサ46がボルト461によって固定され、バッキングプレート42の下面にスペーサ46が当接して、パンチ45の上下方向の位置が規制されている。パンチ45の下面には、概略のラック歯形(荒加工のラック歯形)451が形成されている。
A
また、下型ホルダ51の上面には、バッキングプレート52、ダイプレート53、ダイ押さえ54が、下から上に、この順序で積み重ねられて固定されている。バッキングプレート52は、下型ホルダ51の上面に、ボルト521とノックピン522によって所望の位置に精度良く固定されている。ダイプレート53に形成された長溝531には、ダイ55が内嵌され、ダイ押さえ54によって、ダイ55をダイプレート53に固定している。
On the upper surface of the
ダイプレート53とダイ押さえ54は、バッキングプレート52の上面に、ボルト541とノックピン542によって所望の位置に精度良く固定されている。
The
図4(1)に示すように、バッキングプレート42、52の左側には、上型ホルダ41の下面にプレート48が図示しないボルトによって固定され、下型ホルダ51の上面には、プレート58が図示しないボルトによって固定されている。プレート48、プレート58には、各々ガイドボルト481、581がねじ込まれ、このガイドボルト481、581に各々案内されて、上ストリッパ482、下ストリッパ582が上下方向に移動可能である。
As shown in FIG. 4 (1), on the left side of the
上ストリッパ482とプレート48との間には、ばね483が介挿され、このばね483によって、上ストリッパ482は常時下方に付勢されている。また、下ストリッパ582とプレート58との間には、ばね583が介挿され、このばね583によって、下ストリッパ582は常時上方に付勢されている。
A
また、図4(1)に示すように、ダイプレート53の右側には、バッキングプレート52の上面に、位置決めブロック59が固定されている。図4に示す中間成形工程用金型にラック素材1が搬入されると、ラック素材1の右端面14が位置決めブロック59に当接して、ラック素材1の軸心方向の位置が位置決めされる。
As shown in FIG. 4 (1), a
従って、ラック素材1が図4に示す中間成形工程用金型に搬入され、プレス機械のラムが下降すると、上ストリッパ482は下ストリッパ582との間でラック素材1の外周11を挟み込む。従って、ラック素材1は、図4に示す中間成形工程用金型内での位置が固定される。同時に、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形成された扁平面13、13が、ダイ55に形成された拘束面551に挟持される。ダイ55の拘束面551の幅は、ラック素材1の扁平面13、13間の幅W1と略同一に形成されている。
Accordingly, when the
ダイ55の拘束面551には、ノックアウト56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。ノックアウト56は、パンチ45をラック素材1に押圧して概略のラック歯をラック素材1に成形する時に、上方への付勢力によって、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、プレス機械のラムが上昇すると、図示しないばねの付勢力によって、ノックアウト56がラック素材1を上方に押し、ラック素材1のラック歯成形部をダイ55から強制的に離間する
A
プレス機械のラムが下降すると、パンチ45の下面に形成された概略のラック歯形(荒加工のラック歯形)451が、ラック素材1の外周のラック歯成形部を押圧して概略のラック歯をラック素材1に成形する。この中間成形工程の概略のラック歯形成型時には、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形成された扁平面13、13が、ダイ55の拘束面551によって拘束され、ラック素材1の素材材料がラック素材1の外周側に流動しないため、ラック歯への素材材料の流動が効果的に行われる。
When the ram of the press machine is lowered, a rough rack tooth profile (roughly processed rack tooth profile) 451 formed on the lower surface of the
この中間成形工程の概略のラック歯形成型時には、ラック歯成形時に排除された素材材料がラック素材1の内径孔12内に流動し、かつ、この内径孔12内に空隙が残るため、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。
At the time of the rough rack-forming mold of the intermediate molding process, since the material material excluded at the time of rack-tooth molding flows into the
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1の内径孔12内に収容されるため、成形したラック歯にバリが生じず、バリを削除するための加工工数が削減される。また、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。
Further, since the material material excluded at the time of forming the rack teeth is accommodated in the
中間成形工程が完了すると、プレス機械のラムの上昇に伴って、パンチ45が上昇して、パンチ45の下面の概略のラック歯形451がラック素材1のラック歯成形部から離れる。この時、下ストリッパ582は、ばね583の付勢力によってラック素材1の左側をダイ55から強制的に離間する。同時に、ノックアウト56が図示しないばねの付勢力によって、ラック素材1のラック歯成形部をダイ55から強制的に離間する。
When the intermediate forming process is completed, the
* サイジング成形工程
図2の(4A)、(4B)のサイジング成形工程では、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(本実施例ではラックの軸心に直交する断面が半円形)を有するダイとの間に、上記中間成形工程が終了したラック素材1を挟持して押圧する。これによって、ラック素材1のラック歯成形側に直交する側の外周13、13間の幅W1を広げながら、所望のラック歯(仕上げ加工のラック歯)を成形する。図5にこのサイジング成形工程の金型の構造を示す。
* Sizing molding process In the sizing molding process of (4A) and (4B) in FIG. 2, a die having a desired rack tooth profile and a desired outer peripheral shape on the side facing the rack tooth molding side (the rack shaft in this embodiment) The rack blank 1 after the intermediate forming step is sandwiched and pressed between dies having a semicircular cross section perpendicular to the center. As a result, desired rack teeth (finished rack teeth) are formed while increasing the width W1 between the
図5に示すサイジング成形工程用金型は、プレス機械の昇降自在なラム(図示せず)の下面に取り付けられた平板状の上型ホルダ61と、プレス機材のベッドの上面に取り付けられた平板状の下型ホルダ71から構成されている。
The sizing mold shown in FIG. 5 includes a flat plate-shaped
上型ホルダ61の下面には、上ダイプレート63を介して上ダイ65が、上から下に、この順序で積み重ねられて固定されている。上ダイプレート63はノックピン631、631によって、上型ホルダ61に位置決めされている。また、上ダイ65はノックピン651、651によって、上ダイプレート63に位置決めされている。
On the lower surface of the
また、上ダイ65の左右両側(図5(2))は、上型ホルダ61の下面にボルト671で固定された押さえ板67、67によって、上ダイプレート63に押圧されている。これによって、上ダイ65は、上ダイプレート63に上下方向の位置が固定されている。上ダイ65の下面には、ラック歯成形側に対向する側の所望の外周形状(本実施例ではラックの軸心に直交する断面が半円形)が形成されている。
Further, the left and right sides (FIG. 5B) of the
また、下型ホルダ71の上面には、下ダイプレート73を介して下ダイ75が、下から上に、この順序で積み重ねられて固定されている。下ダイプレート73はノックピン731、731によって、下型ホルダ71に位置決めされている。また、下ダイ75はノックピン751、751によって、下ダイプレート73に位置決めされている。
Further, on the upper surface of the
また、下ダイ75の左右両側(図5(2))は、下型ホルダ71の上面にボルト771で固定された押さえ板77、77によって、下ダイプレート73に押圧されている。これによって、下ダイ75は、下ダイプレート73に上下方向の位置が固定されている。下ダイ75の上面には、所望のラック歯形(仕上げ加工のラック歯形)が形成されている。
Further, the left and right sides (FIG. 5B) of the
図5(1)に示すように、上ダイプレート63、下ダイプレート73の左側には、上型ホルダ61の下面にプレート68が図示しないボルトによって固定され、下型ホルダ71の上面には、プレート78が図示しないボルトによって固定されている。プレート68、プレート78には、各々ガイドボルト681、781がねじ込まれ、このガイドボルト681、781に各々案内されて、上ストリッパ682、下ストリッパ782が上下方向に移動可能である。
As shown in FIG. 5 (1), on the left side of the
上ストリッパ682とプレート68との間には、ばね683が介挿され、このばね683によって、上ストリッパ682は常時下方に付勢されている。また、下ストリッパ782とプレート78との間には、ばね783が介挿され、このばね783によって、下ストリッパ782は常時上方に付勢されている。
A
また、図5(1)に示すように、下ダイプレート73の右側には、下型ホルダ71の上面に、位置決めブロック79が固定されている。図5に示すサイジング成形工程用金型にラック素材1が搬入されると、ラック素材1の右端面14が位置決めブロック79に当接して、ラック素材1の軸心方向の位置が位置決めされる。
As shown in FIG. 5 (1), a
従って、ラック素材1が図5に示すサイジング成形工程用金型に搬入され、プレス機械のラムが下降すると、上ストリッパ682は下ストリッパ782との間でラック素材1の外周11を挟み込む。従って、ラック素材1は、図5に示すサイジング成形工程用金型内での位置が固定される。
Therefore, when the
続いて、上ダイ65の下面に形成された半円形の押圧面652と、下ダイ75の上面に形成された所望のラック歯形を有する押圧面752との間でラック素材1の外周を押圧する。これによって、ラック素材1のラック歯成形側に直交する側の外周13、13間の幅W1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。
Subsequently, the outer periphery of the
上記据え込み加工工程によって、ラック歯成形側に直交する側の外周両側に形成された扁平面13、13間の幅W1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ラック素材1の投入が容易で、かつ、サイジング成形工程で使用する上ダイ65、下ダイ75が、上下一対の簡単な構造のダイであっても、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。
By the upsetting process, the width W1 between the
サイジング成形工程が完了すると、プレス機械のラムの上昇に伴って、上ダイ65が下ダイ75から離間する。この時、下ストリッパ782は、ばね783の付勢力によってラック素材1を下ダイ75から強制的に離間する。
When the sizing process is completed, the
次に本発明の実施例2について説明する。図6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、(1A)、(1B)はラック素材を示す説明図であり、(1A)は(1B)の左側面図である。(2A)、(2B)は概略のラック歯を成形する中間成形工程を示す説明図であり、(2A)は(2B)のG−G断面図である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a process diagram showing a method of manufacturing a rack according to a second embodiment of the present invention, (1A) and (1B) are explanatory views showing rack materials, and (1A) is a left side view of (1B). is there. (2A), (2B) is explanatory drawing which shows the intermediate | middle shaping | molding process which shape | molds a rough rack tooth, (2A) is GG sectional drawing of (2B).
図7は図6の工程の後工程を示す工程図であり、(3A)、(3B)は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り、(3A)は(3B)のH−H断面図である。図8は実施例2の中間成形工程を行う金型の構造を示し、(1)はラックの軸心を通る垂直面に沿って切断した縦断面図、(2)は(1)のJ−J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。 FIG. 7 is a process diagram showing a post-process of the process of FIG. 6, (3A) and (3B) are explanatory diagrams showing a sizing molding process for molding a desired rack tooth, and (3A) is a diagram of (3B). It is HH sectional drawing. FIG. 8 shows the structure of a mold for performing the intermediate molding process of Example 2, wherein (1) is a longitudinal sectional view cut along a vertical plane passing through the axis of the rack, and (2) is J- of (1). It is J sectional drawing. In the following description, only structural parts different from the above-described embodiment will be described, and redundant description will be omitted.
実施例2は、実施例1の据え込み加工工程を省略することにより、加工時間を短縮し、金型費を削減するようにした例である。すなわち、図6(1A)、(1B)に示すように、実施例2のラック素材1は、実施例1と同様に、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。
The second embodiment is an example in which the upsetting process of the first embodiment is omitted, thereby shortening the processing time and reducing the die cost. That is, as shown in FIGS. 6 (1A) and (1B), the
* 中間成形工程
図6の工程図に示すように、実施例2のラックの製造方法は、(1A)、(1B)に示すように断面が円形の中空円筒状のラック素材1を用意し、図6の(2A)、(2B)の中間成形工程に示すように、このラック素材1の外周11をダイ55で拘束し、概略のラック歯形を有するパンチ45をラック素材1の外周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。図8に、この中間成形工程の金型の構造を示す。
* Intermediate forming process As shown in the process diagram of FIG. 6, the manufacturing method of the rack of Example 2 prepares a hollow
図8に示す中間成形工程用金型は、プレス機械の昇降自在なラム(図示せず)の下面に取り付けられた平板状の上型ホルダ41と、プレス機材のベッドの上面に取り付けられた平板状の下型ホルダ51から構成されている。
The intermediate molding process mold shown in FIG. 8 includes a flat plate-shaped
上型ホルダ41の下面には、バッキングプレート42、パンチプレート43が、上から下に、この順序で積み重ねられて固定されている。バッキングプレート42、パンチプレート43は、上型ホルダ41の下面に、ノックピン431によって所望の位置に精度良く位置決めされ、パンチプレート43はバッキングプレート42の下面に、ボルト432によって固定されている。
On the lower surface of the
パンチプレート43に形成された長溝433には、パンチ45が内嵌されている。このパンチ45の上面にはスペーサ46がボルト461によって固定され、バッキングプレート42の下面にスペーサ46が当接して、パンチ45の上下方向の位置が規制されている。パンチ45の下面には、概略のラック歯形(荒加工のラック歯形)451が形成されている。
A
また、下型ホルダ51の上面には、バッキングプレート52、ダイプレート53、ダイ押さえ54が、下から上に、この順序で積み重ねられて固定されている。バッキングプレート52は、下型ホルダ51の上面に、ボルト521とノックピン522によって所望の位置に精度良く固定されている。ダイプレート53に形成された長溝531には、ダイ55が内嵌され、ダイ押さえ54によって、ダイ55をダイプレート53に固定している。
On the upper surface of the
ダイプレート53とダイ押さえ54は、バッキングプレート52の上面に、ボルト541とノックピン542によって所望の位置に精度良く固定されている。
The
図8(1)に示すように、バッキングプレート42、52の左側には、上型ホルダ41の下面にプレート48が図示しないボルトによって固定され、下型ホルダ51の上面には、プレート58が図示しないボルトによって固定されている。プレート48、プレート58には、各々ガイドボルト481、581がねじ込まれ、このガイドボルト481、581に各々案内されて、上ストリッパ482、下ストリッパ582が上下方向に移動可能である。
As shown in FIG. 8 (1), on the left side of the
上ストリッパ482とプレート48との間には、ばね483が介挿され、このばね483によって、上ストリッパ482は常時下方に付勢されている。また、下ストリッパ582とプレート58との間には、ばね583が介挿され、このばね583によって、下ストリッパ582は常時上方に付勢されている。
A
また、図8(1)に示すように、ダイプレート53の右側には、バッキングプレート52の上面に、位置決めブロック59が固定されている。図8に示す中間成形工程用金型にラック素材1が搬入されると、ラック素材1の右端面14が位置決めブロック59に当接して、ラック素材1の軸心方向の位置が位置決めされる。
Further, as shown in FIG. 8 (1), a
従って、ラック素材1が図8に示す中間成形工程用金型に搬入され、プレス機械のラムが下降すると、上ストリッパ482は下ストリッパ582との間でラック素材1の外周11を挟み込む。従って、ラック素材1は、図8に示す中間成形工程用金型内での位置が固定される。
Therefore, when the
ダイ55には、上方側に傾斜拘束面552が形成され、この傾斜拘束面552の下方側に接続して平行拘束面553が連続的に形成されている。この傾斜拘束面552の上方開口端の幅W3(図6(2A)参照)は、ラック素材1の外周11の外径寸法Dと略同一、または若干大きく形成されている。傾斜拘束面552は、図6(2A)及び図8の下方(パンチを押圧する方向)に向かって幅が直線的に減少しており、ラック素材1の軸心に平行で、ラック素材1の軸心を通る垂直面に対して角度θのテーパー状に形成されている。平行拘束面553の幅W4は、実施例1の扁平面13、13間の幅W1と同一に設定されている。
The
従って、パンチ45がラック素材1のラック歯成形側に当接して、ラック素材1を下方に押圧すると、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がダイ55の傾斜拘束面552に入り込み、傾斜拘束面552に案内されて、ラック素材1の下降につれて、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間の幅が徐々に縮小される。
Therefore, when the
ダイ55の平行拘束面553には、ノックアウト56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。ノックアウト56は、パンチ45をラック素材1に押圧して概略のラック歯をラック素材1に成形する時に、上方への付勢力によって、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、プレス機械のラムが上昇すると、図示しないばねの付勢力によって、ラック素材1のラック歯成形部をダイ55から強制的に離間する。
A
プレス機械のラムが下降して、パンチ45が下降端に達すると、パンチ45の下面に形成された概略のラック歯形(荒加工のラック歯形)451が、ラック素材1の外周のラック歯成形部を押圧して概略のラック歯をラック素材1に成形する。この中間成形工程の概略のラック歯形成型時には、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が、ダイ55の傾斜拘束面552、平行拘束面553によって拘束されて幅が縮小する。従って、ラック素材1の素材材料がラック素材1の外周側に流動しないため、ラック歯への素材材料の流動が効果的に行われる。
When the ram of the press machine descends and the
実施例2の中間成形工程では、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間の幅の縮小と、概略のラック歯の成型が同時に行われるため、成形時間が短縮されると共に、据え込み加工工程用の金型が不要になるので、金型費を削減することができる。
In the intermediate forming process of the second embodiment, the width of the outer periphery on the side orthogonal to the rack tooth forming side of the
中間成形工程が完了すると、プレス機械のラムの上昇に伴って、パンチ45が上昇して、パンチ45の下面の概略のラック歯形451がラック素材1のラック歯成形部から離れる。この時、下ストリッパ582は、ばね583の付勢力によってラック素材1の左側をダイ55から強制的に離間する。同時に、ノックアウト56が図示しないばねの付勢力によって、ラック素材1のラック歯成形部をダイ55から強制的に離間する。
When the intermediate forming process is completed, the
* サイジング成形工程
次に、図7の(4A)、(4B)のサイジング成形工程では、実施例1と同様に、所望のラック歯形を有するダイ75と、ラック歯成形側に対向する側の所望の外周形状(本実施例ではラックの軸心に直交する断面が半円形)を有するダイ65との間に、上記中間成形工程が終了したラック素材1を挟持して押圧する。これによって、ラック素材1のラック歯成形側に直交する側の外周間の幅を広げながら、所望のラック歯(仕上げ加工のラック歯)を成形する。実施例2のサイジング成形工程の金型の構造は、実施例1と同一であるので、図面及び詳細な説明は省略する。
* Sizing Molding Process Next, in the sizing molding process of (4A) and (4B) in FIG. 7, as in the first embodiment, the die 75 having a desired rack tooth profile and the desired on the side facing the rack tooth molding side The
実施例2では、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している。従って、サイジング成形工程へのラック素材1の投入が容易で、かつ、サイジング成形工程で使用する上ダイ65、下ダイ75が、上下一対の簡単な構造のダイであっても、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。
In Example 2, the width between the outer peripheral sides on the side orthogonal to the rack tooth forming side is made narrower than the width between the outer peripheral sides of the desired rack tooth profile by the intermediate forming step. Therefore, it is easy to put the
次に本発明の実施例3について説明する。図9は本発明の実施例3のラックの製造方法を示す工程図であり、(1A)、(1B)はラック素材を示す説明図であり、(1A)は(1B)の左側面図である。(2A)、(2B)は概略のラック歯を成形する中間成形工程の前半の工程を示す説明図であり、(2A)は(2B)のK−K断面図である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a process diagram showing a method of manufacturing a rack according to a third embodiment of the present invention, (1A) and (1B) are explanatory views showing rack materials, and (1A) is a left side view of (1B). is there. (2A), (2B) is explanatory drawing which shows the process of the first half of the intermediate forming process which shape | molds a rough rack tooth, (2A) is KK sectional drawing of (2B).
図10は図9の工程の後工程を示す工程図であり、(3A)、(3B)は概略のラック歯を成形する中間成形工程の後半の工程を示す説明図であり、(3A)は(3B)のL−L断面図である。(4A)、(4B)は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り、(4A)は(4B)のM−M断面図である。 FIG. 10 is a process diagram showing the subsequent process of FIG. 9, wherein (3A) and (3B) are explanatory views showing the latter half of the intermediate molding process for molding the approximate rack teeth, and (3A) is It is LL sectional drawing of (3B). (4A), (4B) is explanatory drawing which shows the sizing shaping | molding process which shape | molds a desired rack tooth, (4A) is MM sectional drawing of (4B).
図11(1)は図9(2A)、(2B)の中間成形工程の前半の工程で成形したラック歯15を示す要部の拡大断面図、図11(2)は図10(3A)、(3B)の中間成形工程の後半の工程で成形したラック歯16を示す要部の拡大断面図である。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。
FIG. 11 (1) is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the
実施例3は、実施例2の中間成形工程を前半の工程と後半の工程に2分割し、前半の工程ではラック歯を一歯おきに成形し、後半の工程で残りのラック歯を成形することにより、ラック歯を成形する時の面圧を増加させ、ラック歯への素材材料の流動を効果的に行わせるようにしている。すなわち、図9(1A)、(1B)に示すように、実施例3のラック素材1は、実施例1及び実施例2と同様に、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。
In the third embodiment, the intermediate forming process of the second embodiment is divided into the first half and the second half. In the first half, the rack teeth are formed every other tooth, and the remaining rack teeth are formed in the second half. Thus, the surface pressure at the time of forming the rack teeth is increased, and the flow of the material material to the rack teeth is effectively performed. That is, as shown in FIGS. 9 (1A) and (1B), the
* 中間成形工程の前半の工程
図9の工程図に示すように、実施例3のラックの製造方法は、(1A)、(1B)に示すように断面が円形の中空円筒状のラック素材1を用意し、図9の(2A)、(2B)の中間成形工程の前半の工程に示すように、このラック素材1の外周11をダイ55で拘束し、概略のラック歯形を一歯おきに有するパンチ45をラック素材1の外周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)15を成形する。この中間成形工程の金型の構造は実施例2の図8と同様なので、金型構造の詳細な図面と説明は省略し、実施例2との相違点について主として説明する。
* The first half of the intermediate forming process As shown in the process diagram of FIG. 9, the rack manufacturing method of Example 3 is a hollow
すなわち、パンチ45の下面には、一歯おきの概略のラック歯形(荒加工の一歯おきのラック歯形)452が形成されている。ダイ55には、実施例2と同様に、上方側に傾斜拘束面552が形成され、この傾斜拘束面552の下方側に接続して平行拘束面553が連続的に形成されている。この傾斜拘束面552の上方開口端の幅W3は、ラック素材1の外周11の外径寸法Dと略同一、または若干大きく形成されている。
That is, on the lower surface of the
傾斜拘束面552は、図9(2A)の下方(パンチを押圧する方向)に向かって幅が直線的に減少しており、ラック素材1の軸心に平行で、ラック素材1の軸心を通る垂直面に対して角度θのテーパー状に形成されている。平行拘束面553の幅W4は、実施例1の扁平面13、13間の幅W1と同一に設定されている。
The inclined constraining
従って、パンチ45がラック素材1のラック歯成形側に当接して、ラック素材1を下方に押圧すると、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がダイ55の傾斜拘束面552に入り込み、傾斜拘束面552に案内されて、ラック素材1の下降につれて、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間の幅が徐々に縮小される。
Therefore, when the
ダイ55の平行拘束面553には、ノックアウト56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。ノックアウト56は、パンチ45をラック素材1に押圧して概略のラック歯をラック素材1に成形する時に、上方への付勢力によって、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、プレス機械のラムが上昇すると、図示しないばねの付勢力によって、ラック素材1のラック歯成形部をダイ55から強制的に離間する。
A
パンチ45が下降端に達すると、パンチ45の下面に形成された一歯おきの概略のラック歯形(荒加工のラック歯形)452が、ラック素材1の外周のラック歯成形部を押圧して一歯おきの概略のラック歯15をラック素材1に成形する。この中間成形工程の一歯おきの概略のラック歯15成形時には、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が、ダイ55の傾斜拘束面552、平行拘束面553によって拘束されて幅が縮小している。従って、ラック素材1の素材材料がラック素材1の外周側に流動しないため、ラック歯15への素材材料の流動が効果的に行われる。
When the
中間成形工程が完了すると、プレス機械のラムの上昇に伴って、パンチ45が上昇して、パンチ45の下面の一歯おきの概略のラック歯形452がラック素材1のラック歯成形部から離れる。この時、下ストリッパ582は、ばね583の付勢力によってラック素材1の左側をダイ55から強制的に離間する。同時に、ノックアウト56が図示しないばねの付勢力によって、ラック素材1のラック歯成形部をダイ55から強制的に離間する。
When the intermediate forming process is completed, as the ram of the press machine rises, the
* 中間成形工程の後半の工程
図9の(2A)、(2B)の中間成形工程の前半の工程が終了したラック素材1に対して、図10(3A)、(3B)の中間成形工程の後半の工程を行う。すなわち、このラック素材1の外周11をダイ55で拘束し、所望の歯数の概略のラック歯形を有するパンチ45をラック素材1の外周のラック歯成形部に押圧して、所望の歯数の概略のラック歯16(荒加工のラック歯)を成形する。この中間成形工程の金型の構造も実施例2の図8と同様なので、金型構造の詳細な図面と説明は省略する。
* Process in the latter half of the intermediate molding process For the
すなわち、パンチ45の下面には、所望の歯数の概略のラック歯形(荒加工のラック歯形)453が形成されている。ダイ55には、実施例2と同様に、上方側に傾斜拘束面552が形成され、この傾斜拘束面552の下方側に接続して平行拘束面553が連続的に形成されている。この傾斜拘束面552の上方開口端の幅W3は、ラック素材1の外周11の外径寸法Dと略同一、または若干大きく形成されている。傾斜拘束面552は、図10(3A)の下方(パンチを押圧する方向)に向かって幅が直線的に減少しており、ラック素材1の軸心に平行で、ラック素材1の軸心を通る垂直面に対して角度θのテーパー状に形成されている。平行拘束面553の幅W4は、実施例1の扁平面13、13間の幅W1と同一に設定されている。
That is, a rough rack tooth profile (roughly processed rack tooth profile) 453 having a desired number of teeth is formed on the lower surface of the
従って、パンチ45がラック素材1のラック歯成形側に当接して、ラック素材1を下方に押圧すると、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がダイ55の傾斜拘束面552及び平行拘束面553に入り込む。
Therefore, when the
ダイ55の平行拘束面553には、ノックアウト56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。ノックアウト56は、パンチ45をラック素材1に押圧して所望の歯数の概略のラック歯16をラック素材1に成形する時に、上方への付勢力によって、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、プレス機械のラムが上昇すると、図示しないばねの付勢力によって、ラック素材1のラック歯成形部をダイ55から強制的に離間する。
A
パンチ45が下降端に達すると、パンチ45の下面に形成された所望の歯数の概略のラック歯形(荒加工のラック歯形)453が、ラック素材1の外周のラック歯成形部を押圧して、中間成形工程の前半で成形しなかった残りのラック歯を成形し、結果として、所望の歯数の概略のラック歯16をラック素材1に成形する。
When the
この中間成形工程の後半の所望の歯数の概略のラック歯形成型時には、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が、ダイ55の傾斜拘束面552、平行拘束面553によって拘束されており、ラック素材1の素材材料がラック素材1の外周側に流動しないため、ラック歯16への素材材料の流動が効果的に行われる。
At the time of the approximate rack tooth forming die having the desired number of teeth in the latter half of the intermediate forming step, both the outer peripheral sides of the
中間成形工程が完了すると、プレス機械のラムの上昇に伴って、パンチ45が上昇して、パンチ45の下面の所望の歯数の概略のラック歯形453がラック素材1のラック歯成形部から離れる。この時、下ストリッパ582は、ばね583の付勢力によってラック素材1の左側をダイ55から強制的に離間する。同時に、ノックアウト56が図示しないばねの付勢力によって、ラック素材1のラック歯成形部をダイ55から強制的に離間する。
When the intermediate forming process is completed, the
* サイジング成形工程
次に、図10の(4A)、(4B)のサイジング成形工程では、実施例1及び実施例2と同様に、所望のラック歯形を有するダイ75と、ラック歯成形側に対向する側の所望の外周形状(本実施例ではラックの軸心に直交する断面が半円形)を有するダイ65との間に、上記中間成形工程の後半の工程が終了したラック素材1を挟持して押圧する。これによって、ラック素材1のラック歯成形側に直交する側の外周間の幅を広げながら、所望のラック歯(仕上げ加工のラック歯)を成形する。実施例3のサイジング成形工程の金型の構造は、実施例1と同一であるので、図面及び詳細な説明は省略する。
* Sizing molding process Next, in the sizing molding process of (4A) and (4B) in FIG. 10, as in the first and second embodiments, the die 75 having a desired rack tooth profile is opposed to the rack tooth molding side. The
実施例3では、上記中間成形工程を前半と後半に二分割して、1回で成形する歯数を減らしているため、ラック歯を成形する時の面圧が増加し、その結果、ラック歯への素材材料の流動を効果的に行わせることができる。 In Example 3, the intermediate forming step is divided into the first half and the second half, and the number of teeth to be formed at one time is reduced. Therefore, the surface pressure when forming the rack teeth is increased, and as a result, the rack teeth It is possible to cause the material material to flow effectively.
また、図11(1)に示すように、中間成形工程の前半の工程で成形したラック歯15の圧力角αを、図11(2)の中間成形工程の後半の工程で成形したラック歯16の圧力角βよりも大きく設定している。従って、中間成形工程の前半の工程で形成されたラック歯15の歯面に沿って、中間成形工程の後半の工程の素材材料の流動が行われるため、成形に必要な応力が軽減され、素材材料の流動を円滑に行わせることができる。
Further, as shown in FIG. 11 (1), the
実施例3では、中間成形工程の前半で一歯おきのラック歯形で成形し、後半で残りの半分のラック歯形を成形しているが、前半に成形する歯数と後半に成形する歯数の比率は任意の比率でよい。 In Example 3, molding is performed with the rack tooth profile of every other tooth in the first half of the intermediate molding process, and the remaining half of the rack tooth profile is molded in the second half, but the number of teeth to be molded in the first half and the number of teeth to be molded in the second half are formed. The ratio may be an arbitrary ratio.
次に本発明の実施例4について説明する。図12は本発明の実施例4のラックの製造方法で成形されたラック歯を示し、(1)は中間成形工程の後半の工程で成形したラック歯17を示す要部の拡大断面図、(2)はサイジング成形工程で成形したラック歯18を示す要部の拡大断面図である。図13は本発明の実施例4のサイジング成形工程時のラック素材の材料の流れ状況を示す説明図である。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。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 shows rack teeth formed by the method of manufacturing a rack according to the fourth embodiment of the present invention, and (1) is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the
実施例4では、中間成形工程の後半の工程において、概略のラック歯17の圧力角βを所望のラック歯18の圧力角γよりも小さく、歯たけH2を所望のラック歯の歯たけH3よりも小さく成形し、サイジング成形工程で、所望のラック歯の圧力角と歯たけになるように拡大成形している。
In Example 4, in the latter half of the intermediate forming process, the approximate pressure angle β of the
すなわち、図12(1)は、図10(3A)、(3B)の中間成形工程の後半の工程を終了したラック歯17を示す。また、図12(2)は図10(4A)、(4B)のサイジング成形工程を終了したラック歯18を示す。図12(1)、(2)に示すように、中間成形工程の後半の工程を終了したラック歯17の圧力角βは、サイジング成形工程を終了したラック歯18の圧力角γよりも小さい。また、中間成形工程の後半の工程を終了したラック歯17の歯たけH2は、サイジング成形工程を終了したラック歯18の歯たけH3よりも小さい。従って、中間成形工程の時の成形圧力が小さくて済むため、中間成形工程の時のラック歯の成形を容易に行うことができる。
That is, FIG. 12 (1) shows the
また、図13のサイジング成形工程では、中間成形工程の後半の工程を終了したラック歯17(圧力角がβ、歯たけがH2)に、所望のラック歯形を有する押圧面752を備えた下ダイ75を押圧して、所望のラック歯を成形している。図13(1)は、ラック歯17に下ダイ75が接触する直前の状態、図13(2)は、ラック歯17に下ダイ75が接触して成形している途中の状態、図13(3)は、サイジング成形工程が終了して所望のラック歯(圧力角がγ、歯たけがH3)が成形された状態を示す。
Further, in the sizing molding process of FIG. 13, the lower die having a
圧力角をβからγに拡大し、歯たけをH2からH3に大きくする成形工程を行うことによって、図13(2)に黒く塗りつぶして示した歯面上の素材材料171を、歯先172側に円滑に移動させて、歯先への素材の充填を十分に行って、所望の歯形を正確に成形することができる。
By performing a molding process in which the pressure angle is increased from β to γ and the tooth depth is increased from H2 to H3, the
実施例4の中間成形工程の金型の構造は、実施例2の図8と同一であり、サイジング成形工程の金型の構造は、実施例1と同一であるので、金型構造の詳細な図面及び詳細な説明は省略する。 The mold structure of the intermediate molding process of Example 4 is the same as FIG. 8 of Example 2, and the mold structure of the sizing molding process is the same as that of Example 1. The drawings and detailed description are omitted.
1 ラック素材
11 外周
12 内径孔
13 扁平面
14 右端面
15 一歯おきの概略のラック歯
16 所望の歯数の概略のラック歯
17、18 ラック歯
171 素材材料
172 歯先
21 上型ホルダ
22 バッキングプレート
221 ボルト
222 ノックピン
23 パンチプレート
231 長溝
24 パンチ押さえ
241 長溝
242 ボルト
243 ノックピン
25 上パンチ
251 押圧面
26 スペーサ
27 押さえ板
271 ボルト
28 プレート
281 ガイドボルト
282 上ストリッパ
283 ばね
31 下型ホルダ
32 バッキングプレート
321 ボルト
322 ノックピン
33 パンチプレート
331 長溝
34 パンチ押さえ
341 長溝
342 ボルト
343 ノックピン
35 下パンチ
351 押圧面
36 スペーサ
37 押さえ板
371 ボルト
38 プレート
381 ガイドボルト
382 下ストリッパ
383 ばね
39 位置決めブロック
41 上型ホルダ
42 バッキングプレート
43 パンチプレート
431 ノックピン
432 ボルト
433 長溝
45 パンチ
451 概略のラック歯形
452 一歯おきの概略のラック歯形
453 所望の歯数の概略のラック歯形
46 スペーサ
461 ボルト
48 プレート
481 ガイドボルト
482 上ストリッパ
483 ばね
51 下型ホルダ
52 バッキングプレート
521 ボルト
522 ノックピン
53 ダイプレート
531 長溝
54 ダイ押さえ
541 ボルト
542 ノックピン
55 ダイ
551 拘束面
552 傾斜拘束面
553 平行拘束面
56 ノックアウト
58 プレート
581 ガイドボルト
582 下ストリッパ
583 ばね
59 位置決めブロック
61 上型ホルダ
63 上ダイプレート
631 ノックピン
65 上ダイ
651 ノックピン
652 押圧面
67 押さえ板
671 ボルト
68 プレート
681 ガイドボルト
682 上ストリッパ
683 ばね
71 下型ホルダ
73 下ダイプレート
731 ノックピン
75 下ダイ
751 ノックピン
752 押圧面
77 押さえ板
771 ボルト
78 プレート
781 ガイドボルト
782 下ストリッパ
783 ばね
79 位置決めブロック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rack material 11 Outer periphery 12 Inner diameter hole 13 Flat surface 14 Right end surface 15 Approximate rack tooth of every other tooth 16 Approximate rack teeth of desired number of teeth 17, 18 Rack teeth 171 Material material 172 Tooth tip 21 Upper mold holder 22 Backing Plate 221 Bolt 222 Knock pin 23 Punch plate 231 Long groove 24 Punch press 241 Long groove 242 Bolt 243 Knock pin 25 Upper punch 251 Press surface 26 Spacer 27 Press plate 271 Bolt 28 Plate 281 Guide bolt 282 Upper stripper 283 Spring 31 Lower plate holder 32 Bolt 322 Knock pin 33 Punch plate 331 Long groove 34 Punch press 341 Long groove 342 Bolt 343 Knock pin 35 Lower punch 351 Press surface 36 Spacer 37 Press plate 71 Bolt 38 Plate 381 Guide bolt 382 Lower stripper 383 Spring 39 Positioning block 41 Upper mold holder 42 Backing plate 43 Punch plate 431 Knock pin 432 Bolt 433 Long groove 45 Punch 451 General rack tooth profile 452 General rack tooth profile 453 desired Rack teeth with approximate number of teeth 46 Spacer 461 Bolt 48 Plate 481 Guide bolt 482 Upper stripper 483 Spring 51 Lower mold holder 52 Backing plate 521 Bolt 522 Knock pin 53 Die plate 531 Long groove 54 Die retainer 541 Bolt 542 Knock pin 55 Die 551 551 Inclination restraint surface 553 Parallel restraint surface 56 Knockout 58 Plate 581 Guide bolt 582 Lower stripper 583 Spring 59 Positioning block 61 Upper die holder 63 Upper die plate 631 Knock pin 65 Upper die 651 Knock pin 652 Pressing surface 67 Holding plate 671 Bolt 68 Plate 681 Guide bolt 682 Upper stripper 683 Spring 71 Lower die holder 73 Lower die plate 731 Knock pin 75 Lower die 751 Dowel pin 752 Pressing surface 77 Pressing plate 771 Bolt 78 Plate 781 Guide bolt 782 Lower stripper 783 Spring 79 Positioning block
Claims (9)
上記ラック素材のラック歯成形側に直交する側の外周両側をダイで拘束し、
概略のラック歯形を有するパンチを上記ラック素材の外周のラック歯成形部に押圧して概略のラック歯を成形する中間成形工程と、
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ラック素材を挟持して押圧することで、上記ラック素材のラック歯成形側に直交する側の外周両側間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とを備え、
上記ラック歯成形時に排除された素材材料を上記ラック素材の内径孔内に収容することによりラック歯を成形すること
を特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法。 Using a tubular rack material with an inner diameter hole,
Restrain the outer peripheral sides on the side perpendicular to the rack tooth molding side of the rack material with a die,
An intermediate forming step of forming a rough rack tooth by pressing a punch having a rough rack tooth shape against a rack tooth forming portion on the outer periphery of the rack material;
By sandwiching and pressing the rack material after the intermediate forming step between a die having a desired rack tooth shape and a die having a desired outer peripheral shape on the side facing the rack tooth forming side, the rack A sizing molding process that molds a desired rack tooth while expanding the width between the outer peripheral sides on the side orthogonal to the rack tooth molding side of the material,
A method for manufacturing a rack for a steering apparatus, comprising: forming a rack tooth by accommodating a material material excluded at the time of forming the rack tooth in an inner diameter hole of the rack material.
上記ラック素材が中空円筒状であること
を特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法。 In the manufacturing method of the steering device rack according to claim 1,
A method for manufacturing a rack for a steering device, wherein the rack material is a hollow cylinder.
上記中間成形工程の前工程として、
上記ラック素材のラック歯成形側に直交する側の外周両側を、ラック歯成形長さにわたって扁平に成形する据え込み加工工程を有すること
を特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法。 In the manufacturing method of the steering device rack according to claim 1,
As a pre-process of the intermediate molding process,
A method for manufacturing a rack for a steering device, comprising: an upsetting process of forming both sides of the outer periphery of the rack material perpendicular to the rack tooth forming side into a flat shape over a rack tooth forming length.
上記ラック素材のラック歯成形側に直交する側の外周両側を拘束するダイの拘束面は、
上記パンチを押圧する方向に向かって外周両側間の幅を連続的に減少させるテーパー状に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。 In the manufacturing method of the steering device rack according to claim 1,
The constraining surface of the die that constrains both outer peripheral sides on the side perpendicular to the rack tooth forming side of the rack material is as follows:
A method of manufacturing a rack for a steering apparatus, wherein the rack is formed in a taper shape that continuously reduces the width between outer peripheral sides in the pressing direction of the punch.
上記中間成形工程が、
所望の歯数よりも少ない歯数の概略のラック歯形を有するパンチで上記ラック素材に概略のラック歯を成形する前半の工程と、その後、残りのラック歯を成形して、上記ラック素材に所望の歯数と同数の概略のラック歯を成形する後半の工程とに分割されていること
を特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法。 In the manufacturing method of the steering device rack according to claim 1,
The intermediate molding step is
The first half of the process of forming the approximate rack teeth on the rack material with a punch having an approximate rack tooth shape having a smaller number of teeth than the desired number of teeth, and then forming the remaining rack teeth to form the desired rack material A method of manufacturing a rack for a steering device, characterized in that the method is divided into a second half step of forming approximately the same number of rack teeth as the number of teeth.
上記所望の歯数よりも少ない歯数の概略のラック歯形を有するパンチは、所望の歯数の一歯おきにラック歯形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。 In the manufacturing method of the steering device rack according to claim 5,
A manufacturing method of a rack for a steering apparatus, characterized in that the punch having a rough rack tooth shape having a smaller number of teeth than the desired number of teeth has a rack tooth shape formed every other tooth of the desired number of teeth.
上記所望の歯数よりも少ない歯数の概略のラック歯の圧力角が、所望の歯数と同数の概略のラック歯の圧力角よりも大きいこと
を特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法。 In the manufacturing method of the steering device rack according to claim 5,
A method for manufacturing a rack for a steering device, wherein a pressure angle of a rough rack tooth having a smaller number of teeth than the desired number of teeth is larger than a pressure angle of a rough rack tooth having the same number as a desired number of teeth.
上記中間成形工程において、概略のラック歯の圧力角を所望のラック歯の圧力角よりも小さく、概略のラック歯の歯たけを所望のラック歯の歯たけよりも小さく成形し、
上記サイジング成形工程で、所望のラック歯の圧力角と歯たけになるように拡大成形すること
を特徴とするステアリング装置用ラックの製造方法。 In the manufacturing method of the steering device rack according to claim 1,
In the intermediate forming step, the pressure angle of the approximate rack tooth is smaller than the pressure angle of the desired rack tooth, the tooth depth of the approximate rack tooth is formed smaller than the tooth rack of the desired rack tooth,
A method of manufacturing a rack for a steering device, wherein, in the sizing molding step, an expansion molding is performed so that a desired rack tooth pressure angle and tooth depth are obtained.
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Cited By (2)
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KR101180856B1 (en) | 2011-11-14 | 2012-09-10 | 일진제강(주) | Rack bar manufacturing device |
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-
2005
- 2005-09-20 JP JP2005271407A patent/JP2007083245A/en not_active Withdrawn
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