JP5037189B2 - 中空ラックバーの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪を有した走行体例えば自動車の操舵装置にステアリングラックバー等として用いられる中空ラックバーを製造する方法及び装置に関する。

従来、複数の拡径部を有した長い棒状の芯金を、上型と下型とがなす金型に保持されたパイプ材にその両端開口から交互に挿脱させることで、パイプ材の平坦な歯形加工部位に、金型の歯型に対応したラックを形成する方法及び装置が知られている(例えば、特許文献１参照。)。
特開２００２−８６２４３号公報（段落0023−0027、図４）

特許文献１に記載の技術では、パイプ材内に圧入される芯金により、パイプ材の歯形加工部位の肉を、前記パイプ材の内側から外側に塑性流動させて、金型の歯型に応じたラックを形成できる。こうした製造方法によれば、歯形加工部位が歯型に付着することは避けられないので、加工されたパイプ材を歯型から離して金型外に取出す必要がある。

しかし、特許文献１には金型の上型に付着したパイプ材を取外す技術について言及した記載がない。

ところで、各種のプレス装置において金型の上型に付着する成形品を離すために、金型にノックアウト装置を組み込む技術が知られている。

このノックアウト装置は、金型に設けられた複数のノックアウトバーと、これらのバーを上型の型面に対して突没させる油圧シリンダなどの駆動手段を備えて形成されている。こうしたノックアウト装置を中空クラックバー製造装置の金型の上型に組み込むことにより、上型に付着するパイプ材を上型から離す作業を自動化できる。

しかし、ノックアウト装置を金型に組み込むことは、金型の構造が複雑にならざるを得ず、それに伴い、金型のコストが高くなるとともに、金型のメンテナンスも面倒になる。

本発明の目的は、金型構造の複雑化を伴うことなく、ラックが成形された中空素材を金型の上型から離すことができるとともに、金型に中空素材を挿脱するセット機構の耐久性を向上できる中空ラックバーの製造方法及び装置を提供することにある。

本発明の中空ラックバーの製造方法は、下向きの歯型を有する上型及び下型を備えた金型に、前記歯型によりラックが形成される加工壁部を一端部に寄った部位に有した金属製中空素材を、この中空素材を把持して前記加工壁部が形成された部位を前記下型に挿脱するセット機構により、前記加工壁部に前記歯型を当てるとともに前記中空素材の他端側部位を前記金型の側方に突出させてセットした後、このセット状態を、前記金型を型締めして保持し；次に、前記中空素材内に圧入される芯金により、前記加工壁部の肉を前記中空素材の内側から外側に塑性流動させて前記歯型に応じたラックを形成し；この後、前記金型の型開き状態で前記金型から突出された前記中空素材の前記他端側部位に、前記金型から離れて外部に設けられた離型機構が有する離型部材を前記他端側部位の上方から当てて、前記ラックが形成された前記中空素材を押下げて前記上型から離し、前記上型から離された前記中空素材を前記セット機構により前記金型から取出すようにしている。

この発明及び以下の発明で、金型の歯型は、中空素材の加工壁部に複数のラック歯を並べてなるラックとしての形状を与えるもので、前記ラック歯は、中空素材の軸線が延びる方向に直交又は斜めに交差していても、或いは、円弧状又はＬ字状で、その中央部を前記軸線と交差させて設けられるラック歯であってもよい。

この発明及び以下の発明は、金型に保持された中空素材内に長い棒状の芯金を、中空素材の片側から通すことにより、又は両側から交互に通すことにより、中空素材の加工壁部の肉を塑性流動させてラックを形成する方法及び装置に適用できる。その他、実施形態で説明するもの以外にも、中空素材の加工壁部より短い芯金を、中空素材の両側から交互に挿入される芯金押棒で金型に保持された中空素材内に圧入することにより、中空素材の加工壁部の肉を塑性流動させてラックを形成する方法及び装置に適用できる。

又、本発明の中空ラックバーの製造装置は、下向きの歯型を有する上型及び下型を備えた金型であって、型締め状態で、前記歯型によりラックが形成される加工壁部を一端部に寄った部位に有した金属製中空素材を、この中空素材の他端側部位を前記金型の側方に突出させて保持する前記金型と；前記中空素材内に圧入されることにより前記歯型に接した前記加工壁部を前記中空素材の内側から外側に塑性流動させて前記歯型に応じたラックを形成させる複数の芯金と；前記金型の型開き状態で前記金型から突出された前記中空素材の前記他端側部位に上方から当たる離型部材を有して前記金型から離れて外部に設けられ、前記ラックが成形された前記中空素材を押下げて前記上型から離型させる離型機構と；前記金型の側面に接離する方向に移動可能であるとともに上下動可能なチャックを有して、型開きされた前記金型の側方から前記中空素材を把持して前記加工壁部が形成された部位を前記下型に挿脱するセット機構と；を具備している。

この発明で、離型部材は昇降されるものに限らず、型締めされた金型から突出された中空素材の他端側部位より上方の所定位置に昇降できないように配置することもできる。この場合、型開きによって上型が上昇を開始してから上昇完了位置に達するまでの間に、金型から突出されて上型に付着して移動される中空素材の他端側部位が固定の離型部材に下方から当たるように、離型部材を、上型が上昇完了位置に到達する位置よりも低い位置に配置すればよい。これにより、型開きの際の上型の上昇動作に伴って、相対的に中空素材の他端側部位を押下げる力を、上型に付着して移動される中空素材に与えて、上型から中空素材を下方に離すことができる。したがって、本発明で、「中空素材の他端側部位に上方から当たる離型部材」とは、離型部材が引下げられ或いは押下げられて中空素材の他端側部位に上方から当たる形態、及び型開きに伴い中空素材の他端側部位が上昇してこの上方に固定的に配置された離型部材が、相対的に上方から他端側部位に当たる形態を含んでいる。

本発明の好ましい形態では、前記離型機構が、前記離型部材を昇降させるとともにこの離型部材の下降により前記中空素材を前記上型から離す昇降手段を備えている。

本発明の好ましい形態では、前記セット機構を、前記離型部材を境に前記金型と反対側に設けるとともに、前記金型に挿脱される前記中空素材が通る通し部を前記離型部材に設けている。

本発明の好ましい形態では、前記セット機構を、前記離型部材を境に前記金型と反対側に設けるとともに、前記昇降手段によって、前記金型に挿脱される前記中空部材より上方の待機位置と前記他端側部位を押下げる離型位置にわたって前記離型部材が移動されるようにしている。

本発明の中空ラックバーの製造方法及び製造装置によれば、ラックが成形された中空素材を金型の上型から離す離型部材を金型の外部に設けたので、金型構造の複雑化を伴うことなく、ラックが成形された中空素材を型開きされた金型の上型から離すことができるとともに、その際の反力による負荷がセット機構に与えられないように前記反力を離型機構で受けるので、セット機構の耐久性を向上することができる。

図１〜図８を参照して本発明の第１実施形態を説明する。

図１（Ａ）（Ｂ）中符号１は、自動車のパワーステアリング装置の中空ステアリングラック軸として使用される中空ラックバー（以下ラックバーと略称する。）を示している。このラックバー１は、後述する製造装置１１で加工された半製品であって、次工程で必要な後加工が施される。

ラックバー１は、その中心軸線が延びる方向（以下軸方向と称する。）の両端は夫々開口している。ラックバー１の一端開口を符号２で示し、他端開口を符号３で示す。ラックバー１の一端開口２に近い部位の外面にラック４が形成されている。このラック４は複数のラック歯を並べて作られている。ラックバー１の軸方向に関してラック４から外れた部位１ａ，１ｂは円筒形断面をなしている。ラックバー１の軸方向に関してラック４が設けられた部位１ｃは、図１（Ｂ）に示すような非円筒形断面をなしている。

ラックバー１は、図２に示す金属製の中空素材例えば真直ぐな鋼管１Ａを、図３〜図８に示す製造装置１１で加工して製造される。鋼管１Ａの軸方向両端は開口され、その一端開口はラックバー１の一端開口２と同じであり、鋼管１Ａの他端開口はラックバー１の他端開口３と同じである。

鋼管１Ａの一端部に寄った部位１Ａａに予め加工壁部５が形成されている。加工壁部５の外面にラック４が形成される。加工壁部５は、鋼管１Ａの一端開口２に近い管壁の一部を、平坦面となるように鋼管１Ａの内側方向にプレス加工で押し潰して設けられる。

図３〜図８に示すように中空ラックバーの製造装置１１は、金型１３、芯金ホルダー２１、複数の芯金２５、第１の芯金押棒３１、第２の芯金押棒３５、離型機構４１、及びセット機構５１等を備えている。

金型１３は、上型１４と下型１５とを備えているとともに、図示しない型締め機構を備えている。下型１５は固定されていて、その上面を横切るセット溝１５ａ(図６〜図８参照)を有している。型締め機構により上型１４は下型１５に対して上方から型締め及び型開きされる。

上型１４は上型ベース１４ｂに歯型１４ｃを取外し可能に装着して形成されている。上型ベース１４ｂはその下面を横切るセット溝１４ａ(図６〜図８参照)を有している。セット溝１４ａの長手方向両端部間に、歯型１４ｃの下端部が突出されている。この歯型１４ｃの下端部に凹凸をなした下向きの歯部が形成されている。図３に示すように型締めされた状態で、セット溝１４ａ，１５ａは互いに合わさって鋼管１Ａを上下から挟持する。この場合、加工壁部５が設けられた鋼管１Ａの一端部寄りの部位１Ａａが上型１４と下型１５で挟持され、加工壁部５よりも長い鋼管１Ａの他端側部位（この部位には前記部位１ｂが含まれているとともに、この他端側部位を突出部位１Ａｂと称する。）の大部分が、金型１３の側方に水平に突出されるようになっている。

芯金ホルダー２１は、金型１３の片側、例えば図３〜図８において金型１３の左隣にのみ配置されている。芯金ホルダー２１は複数の保持孔を有している。これらの保持孔はセット溝１４ａ，１５ａが延びる方向に芯金ホルダー２１を貫通していて、その内部に芯金２５が個別に収容されている。芯金ホルダー２１に支持された各芯金２５は、金型１３に対して第１の芯金押棒３１が挿脱される側に位置されている。

芯金ホルダー２１は図示しないホルダー駆動部により移動される。この駆動が行われるたびに、複数の保持孔の内の一つが順次選択されて互いに合わさったセット溝１４ａ，１５ａがつくる孔の一端に対向される。そのため、芯金ホルダー２１に支持された芯金２５を順次鋼管１Ａ内に出し入れすることが可能である。この実現のために本実施形態では、ホルダー駆動部で芯金ホルダー２１を図３〜図８中上下方向(縦方向)に一定ピッチずつ移動させている。しかし、これに代えて、横方向（図３〜図８を描いた紙面の表裏方向）に移動させてもよい。或いは、芯金ホルダー２１を回転可能に設けて、ホルダー駆動部で所定角度ずつ回転させることもできる。

各芯金２５は金属で作られている。芯金２５にはその硬度と耐摩耗性を鋼管１Ａより高くするための処理が施されている。芯金２５の長さは、加工壁部５の長さ、言い換えれば、歯型１４ｃの歯部の長さの例えば半分以下と短い。

図示しないが芯金２５はその長手方向に並んだ複数の凸部を上面に有している。これらの凸部はその頂部の両側にテーパ面を設けて形成されている。芯金ホルダー２１に収容される各芯金２５の凸部の高さはいずれも異なっている。加工時の芯金ホルダー２１に対する芯金２５の出し入れは、相対的に低い凸部を有した芯金２５から順次なされる。

第１の芯金押棒３１は、金属製であり、基軸部及び挿入軸部を有している。挿入軸部は鋼管１Ａに挿脱される部位である。この第１の芯金押棒３１は、例えばサーボモータを駆動源とする図示しない押棒駆動手段で押引きされる。それにより、第１の芯金押棒３１の挿入軸部が金型１３に保持された鋼管１Ａに挿脱される。その際、挿入軸部はその先端が接する芯金２５を伴って金型１３に保持された鋼管１Ａに挿入される。

図３にのみ代表して示す第２の芯金押棒３５は、金属製であり、基軸部及び挿入軸部を有している。挿入軸部は金型１３に保持された鋼管１Ａに挿脱される部位である。この第２の芯金押棒３５は、例えばエアーシリンダからなる図示しない押棒移動体により往復移動される。それにより、第１の芯金押棒３１とは反対側から第２の芯金押棒３５の挿入軸部が金型１３に保持された鋼管１Ａに出し入れされる。なお、第２の芯金押棒３４が金型１３から抜出されて所定の位置で待機した状態では、図３の状態と異なり、第２の芯金押棒３４と金型１３との間に、加工すべき鋼管１Ａを金型１３に挿脱することを可能とするスペースが確保されるようになっている。

図３〜図８中符号２７は管状の押棒ガイドを示している。この押棒ガイド２７によって第１の芯金押棒３１の挿入軸部を芯金ホルダー２１の保持孔に導くようにしてある。又、図３〜図８中符号２８は芯金ホルダー２１と金型１３との間に配置された芯金ガイドを示している。この芯金ガイド２８の孔を通して芯金２５及び第１の芯金押棒３１の挿入軸部が金型１３に保持された鋼管１Ａに挿脱される。芯金ガイド２８の孔には、第２の芯金押棒３５の挿入軸部も挿通可能である。

離型機構４１は、ラック４が成形された鋼管１Ａを上型１４の歯型１４ｃから離すためのものであって、金型１３の外部に設けられている。図３〜図８に示すように離型機構４１は、離型部材４２及び昇降手段４３を備えている。

離型部材４２は、金型１３の近傍で、かつ、この金型１３に対して第２の芯金押棒３５が挿脱される側、言い換えれば、金型１３から鋼管１Ａが突出される側に昇降可能に配設されている。この離型部材４２は通し部４２ａを有している。通し部４２ａは、互いに合わさったセット溝１４ａ，１５ａがつくる金型１３の孔よりも大径な円形の孔で形成されている。通し部４２ａより小径な鋼管１Ａは、通し部４２ａに遊びを持って通される。なお、通し部４２ａの孔形状は円形には限らないとともに、側面形状がＣ字状をなすように切れ目を有した孔形状であっても良い。

昇降手段４３は、離型部材４２を昇降させるものである。昇降手段４３の駆動源にはサーボモータを好適に用いることができる。この昇降手段４３によって離型部材４２が下降されたときに、上型１４の歯型１４ｃから鋼管１Ａが下方に離されるようになっている。

セット機構５１は、型開きされた金型１３の側方から鋼管１Ａを把持して加工壁部５が形成された部位１Ａａを金型１３に挿脱するもので、離型部材４２を境に金型１３と反対側に設けられている。このセット機構５１は、先端にチャック５２を有したセット部材５３及び駆動部５４を備えている。チャック５２は鋼管１Ａを着脱可能に把持する。セット部材５３を移動させる駆動部５４はその駆動源にサーボモータを用いている。この駆動部５４の動作によって、チャック５２が金型１３に対して接離する方向及び上下方向に移動される。

前記のように構成された中空ラックバーの製造装置１１で鋼管１Ａにラック４を形成する手順を以下説明する。

金型１３が型開きされた状態は図８等に示されている。この状態では、上型１４が下型１５の上方に所定距離だけ離れて配置されている。これとともに、離型機構４１の離型部材４２が昇降手段４３により待機位置に配置され、セット機構５１のチャック５２が駆動部５４により待機位置に配置されている。

この場合、金型１３の外部に配置された離型部材４２は最も下降した状態に保持されており、その通し部４２ａの中央部が、下型１５のセット溝１５ａの一端に対向している。なお、図８は、説明の都合上、ラック４が加工されたラックバー１をなした鋼管１Ａをチャック５２で把持した状態を示しているが、製造開始の段階では鋼管１Ａはセット機構５１に保持されていない。

次に、セット機構５１の駆動部５４が動作されて、加工壁部５が形成された鋼管１Ａを把持した後に、この鋼管１Ａを金型１３内に挿入する。この場合、まず、鋼管１Ａの軸方向中間部が、加工壁部５を上向きにしてチャック５２に把持される。そして、この把持状態のまま駆動部５４の動作によって、加工壁部５を有した鋼管１Ａの一端部に寄った部位１Ａａが金型１３の一方の側面１３ａに向けられるとともに、この部位１Ａａが通し部４２ａの中央部に対向するように配置される。更に、駆動部５４の動作によりチャック５２を金型１３の側面１３ａに接近するように所定距離移動される。それにより、鋼管１Ａの部位１Ａａが通し部４２ａを遊挿して下型１５のセット溝１５ａ内にセットされる。

この状態では、鋼管１Ａの一端開口２が、芯金ガイド２８に至近距離で対向されて、金型１３内に加工壁部５の全体が収められるとともに、鋼管１Ａの突出部位１Ａｂが金型１３の側面１３ａより突出される。以上のように金型１３に鋼管１Ａの一端部に寄った部位１Ａａが挿入された状態は図７と同様である。なお、図７では説明の都合上、ラック４が加工されたラックバー１を描いてあるが、このセット段階では、鋼管１Ａにラック４は加工されていない。

この後、金型１３が型締めされる。それにより、図３に示すように加工壁部５の両側の部位１ａ，１ｂが上下方向から夫々上型１４と下型１５とで挟持されるとともに、加工壁部５の外面に歯型１４ｃが上方から当接される。

こうしたセット作業の前又は後に、芯金ホルダー２１を動作させて、それに収容された複数の芯金２５の内の一つを、芯金ガイド２８の通孔に対向した状態に保持する。

次に、図示しない押棒移動体により第２の芯金押棒３５を金型１３に向けて移動させる。それにより、第２の芯金押棒３５が鋼管１Ａの他端開口３を通って鋼管１Ａ内に挿入され、この第２の芯金押棒３５の先端が鋼管１Ａの一端開口２及び芯金ガイド２８の通孔に挿通される。このため、通孔に対向している芯金ホルダー２１内の芯金２５がその軸方向両端から第１の芯金押棒３１と第２の芯金押棒３５とで挟持される。

以上のように芯金２５を迎えに行くように鋼管１Ａに通される第２の芯金押棒３５の挿入軸部は、前記の工程でも以降説明する他の工程でも加工壁部５の内面に接することがない。仮に接触することがであっても極めて軽微である。したがって、第２の芯金押棒３５の押棒移動体には、加工壁部５を変形させるような大きな駆動力を要しない。

この状態で、第１の芯金押棒３１と一体に移動される第１の連結部材(図示しない)と、第２の芯金押棒３５と一体に移動される第２の連結部材(図示しない)が、図示しない連結手段により連結される。このため、芯金２５の両端に第１の芯金押棒３１と第２の芯金押棒３５とが当たって芯金２５が挟持された状態が維持される。

次に、図示しない押棒駆動手段を動作させることにより、第１の芯金押棒３１を、一往復させて金型１３に保持された鋼管１Ａの一端部に寄った部位１Ａａに挿脱させて、芯金２５を芯金ホルダー２１に戻す。

詳しくは、第１の芯金押棒３１は、芯金ホルダー２１及び芯金ガイド２８を通って、金型１３に保持された鋼管１Ａ内に一端開口２から所定の挿入深さに達するまで挿入された後に、引き戻される。この時、第２の芯金押棒３５は第１の芯金押棒３１に連動して移動される。

この第１の芯金押棒３１の金型１３内への挿入と同期して第２の芯金押棒３５が後退されることに伴い、芯金２５は、第１の芯金押棒３１と第２の芯金押棒３５とで挟持された状態のままで、第１の芯金押棒３１により押圧されて鋼管１Ａ内に圧入される。この圧入により、芯金２５が、鋼管１Ａの加工壁部５の肉を、鋼管１Ａの内側から外側の歯型１４ｃに向けて押込むように塑性流動させる。

次に、第１の芯金押棒３１が引き戻されるのと同期して、第２の芯金押棒３５が芯金ホルダー２１に向けて移動されることに伴い、芯金２５は、第１の芯金押棒３１と第２の芯金押棒３５とで挟持された状態のまま、第２の芯金押棒３５により押圧されて鋼管１Ａの一端開口２及び芯金ガイド２８を通って芯金ホルダー２１に内に押し戻される。この場合にも、芯金２５が、鋼管１Ａの加工壁部５の肉を、鋼管１Ａの内側から外側の歯型１４ｃに向けて押込むように塑性流動させる。

この後、芯金ホルダー２１を動かして、次に断面積が大きい芯金２５及びこれが収容された保持孔を芯金ガイド２８の通孔を通して鋼管１Ａの一端開口２に対向させる。この場合、一旦、第１，第２の連結部材の連結を解除して、芯金２５の挟持状態を解除すると良い。それにより、第１，第２の連結部材に妨げられることなく、芯金ホルダー２１を無理なく動かして、次に使用する芯金２５を選択させることができる。

この状態で、再び第１の芯金押棒３１と第２の芯金押棒３５で、次に使用する芯金２５を挟持した状態とした後に、再び押棒駆動手段を動作させて、既述のように互いに連動する第１の芯金押棒３１と第２の芯金押棒３５で次に使用する芯金２５を一往復させる。こうした手順を順次繰り返すことによって、金型１３の歯型１４ｃに対応したラック４を有した鋼管１Ａ、つまり、ラックバー１を製造する。

次に、ラックバー１を以下のようにして金型１３から取出す。まず、最後に使用した芯金２５が芯金ホルダー２１に戻された後に、第２の芯金押棒３５をラックバー１から抜出してから、金型１３を開く。

金型１３が開き始めた状態を図４に示す。この状態では、上型１４の歯型１４ｃにラック４が付着したままラックバー１が上型１４とともに上昇を始める。この場合、金型１３の型開きに同期してセット機構５１の駆動部５４が動作されて、ラックバー１を把持したチャック５２が上昇される。これとともに、金型１３の型開きに同期して離型機構４１の昇降手段４３が動作されて、離型部材４２が上昇される。

金型１３の型開きが完了すると、離型機構４１及びセット機構５１は、一旦、停止状態に保持される。この状態では、図５に示すように上昇位置に配置された離型部材４２の上端部からなる押圧部位４２ｂが、金型１３に対するラックバー１の突出部位１Ａｂに上方から軽微に接しているか、若しくは若干離れて位置している。

この後、離型機構４１及びセット機構５１が同期して動作されて、離型部材４２とともにチャック５２が下降される。これにより、引き下げられる離型部材４２の押圧部位４２ｂが、突出部位１Ａｂを上方から下方に押圧するので、ラックバー１の一端部に寄った部位１Ａａが歯型１４ｃから離される。こうしたラックバー１の離型状態を図６に示す。

引き続いて、離型部材４２が図７に示すように最も下降した位置まで離型機構４１により引き下げられる。これにより、離型部材４２の通し部４２ａの中央部と下型１５のセット溝１５ａの一端とが対向する。同時に、図７に示すように下型１５のセット溝１５ａ内にラックバー１の一端部に寄った部位１Ａａが配置される位置まで、ラックバー１を把持したチャック５２がセット機構５１により下降される。

最後に、ラックバー１を把持したチャック５２が、図８に示すようにセット機構５１の駆動部５４により金型１３の側面１３ａから遠ざかる方向に移動される。それにより、ラックバー１が、離型部材４２の通し部４２ａを通って、金型１３から引出されて、ラックバー１の取出し作業が完了する。この後には、再び既述の動作が繰り返される。

以上の手順でラックバー１を製造する製造装置１１は、金型１３からラックバーをなす鋼管１Ａが突出されていることに着目して、金型１３の外部に、金型１３が備えた上型１４の歯型１４ｃからラックバー１を離す離型機構４１を配置したので、金型１３の構成が複雑となることがない。それにより、金型１３のコストを低減できるとともに、金型１３のメンテナンスも容易である。

しかも、離型機構４１の離型部材４２を下降させることで、その押圧部位４２ｂをラックバー１の突出部位１Ａｂに上方から押当てて、この押圧部位４２ｂでラックバー１に強制的に押下げるようになっている。そのため、歯型１４ｃに対するラック４の型離れの信頼性が高い。

更に、歯型１４ｃからラック４を離す際の反力を離型部材４２で受けるので、前記反力がセット機構５１に波及することを抑制できる。これにより、チャック５２を下降させることで離型をする場合に比較して、離型の都度、離型に伴う負荷がセット機構５１に与えられないようにできるので、セット機構５１の耐久性を向上できる。なお、離型部材４２は、鋼管１Ａを取外し可能に把持する複雑な構造の部品ではなく、プレート状の単純な部品であるので、それが損傷した際には、容易でかつ低コストで交換することが可能である。

又、製造装置１１は、セット機構５１を有しているので、金型１３への鋼管１Ａの挿入、及びラック形成後のラックバー１の金型１３からの取出しを自動化できる。こうした条件の上で、チャック５２と金型１３との間に離型部材４２が配置されているにも拘わらず、この離型部材４２が鋼管１Ａより大径な通し部４２ａを有しているので、金型１３に対する鋼管１Ａの挿入とラックバー１の取出しを、離型部材４２に妨げられることなく実現できる。

なお、本実施形態の製造装置１１では、第１の芯金押棒３１と第２の芯金押棒３５を移動させて、芯金２５を鋼管１Ａに圧入して往復移動させる押棒駆動手段を、共用したので、第１の芯金押棒３１及び第２の芯金押棒３５毎に押棒駆動手段を要しない。この押棒駆動手段は金型１３の片側にだけ配置されるので、製造装置１１の構成を簡単にできる。しかも、第１の芯金押棒３１と第２の芯金押棒３５とを連動させて芯金２５を移動させるので、第１の芯金押棒３１と第２の芯金押棒３５の動作タイミングが狂う恐れもない。

図９は本発明の第２実施形態を示している。第２実施形態は以下説明する事項以外は、図９に示されない構成を含めて第１実施形態と同じである。第１実施形態と同じ構成については、第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。

第２実施形態では、金型１３の外部に昇降可能に配置された離型部材４２が、図９中実線に示した待機位置と二点鎖線で示した離型位置にわたって昇降手段４３により移動されるように設けられている。ここに、待機位置とは、チャック５２により金型１３に出し入れされる鋼管１Ａの移動軌跡より上方の位置を指している。本実施形態の場合、型開きの際に離型部材４２を連動して上昇させる必要がないように、金型１３が型開きされた状態で、その上型１４に付着して持ち上げられた鋼管１Ａの突出部位１Ａｂに上方から軽微に接するか、更にそれよりも上方に、前記待機位置を設定してある。離型位置とは、離型部材４２が前記移動軌跡に交差する位置を指している。第２実施形態は、以上説明した事項以外は第１実施形態と同じである。

この第２実施形態で、上型１４の歯型１４ｃに付着された鋼管１Ａを型離れさせる際には、金型１３が型開きを完了した状態で、離型機構４１の昇降手段４３を動作させて離型部材４２を下降させればよい。それにより、離型部材４２が待機位置から離型に移動されるに伴い、離型部材４２の下端部からなる押圧部位４２ｂが、鋼管１Ａの突出部位１Ａｂを上方から強制的に押下げて、高い信頼性をもって歯型１４ｃからラック４を離すことができる。この点以外の作用は第１実施形態と同じである。したがって、第２実施形態でも、第１実施形態で既に説明した理由によって、本発明の課題を解決できる。

加えて、第２実施形態は以下の利点がある。型開き動作に離型部材４２を連動させて上昇する必要がないので、離型部材４２を昇降させる制御が簡単になる。更に、待機位置で離型部材４２は、金型１３にその側方から挿脱される鋼管１Ａと干渉することがない高さに保持されているので、この干渉を避けるための通し部を離型部材４２に要する必要がない。よって、離型部材４２の構成及び加工が簡単であるという利点がある。

（Ａ）は本発明の製造方法を実施する製造装置により製造された中空ラックバーを示す断面図。（Ｂ）は図１（Ａ）中Ｆ１Ｂ−Ｆ１Ｂ線に沿って示す中空ラックバーの断面図。 中空ラックバーとして製造される前の鋼管を示す断面図。 本発明の製造方法を実施する製造装置の一例を型締め状態で示す断面図。 本発明の製造方法を実施する製造装置の一例を型開きが開始された状態で示す断面図。 本発明の製造方法を実施する製造装置の一例を型開きが完了された状態で示す断面図。 本発明の製造方法を実施する製造装置の一例を離型開始状態で示す断面図。 本発明の製造方法を実施する製造装置の一例を離型完了状態で示す断面図。 本発明の製造方法を実施する製造装置の一例を、ラックバーを金型から抜出した状態で示す断面図。 本発明の製造方法を実施する他の例に係る製造装置を型締め状態で示す断面図。

符号の説明

１…中空ラックバー
１Ａ…鋼管（中空素材）
１Ａｂ…鋼管（中空素材）の突出部位（他端側部位）
４…中空ラックバーのラック
５…中空素材の加工壁部
１１…製造装置
１３…金型
１３ａ…金型の側面
１４…上型
１４ｃ…歯型
１５…下型
２５…芯金
３１…第１の芯金押棒
３５…第２の芯金押棒
４１…離型機構
４２…離型部材
４２ａ…離型部材の通し部
４２ｂ…離型部材の押圧部位
４３…昇降手段
５１…セット機構
５２…チャック
５３…セット部材
５４…駆動部

Claims (5)

1. 下向きの歯型を有する上型及び下型を備えた金型に、前記歯型によりラックが形成される加工壁部を一端部に寄った部位に有した金属製中空素材を、この中空素材を把持して前記加工壁部が形成された部位を前記下型に挿脱するセット機構により、前記加工壁部に前記歯型を当てるとともに前記中空素材の他端側部位を前記金型の側方に突出させてセットした後、このセット状態を、前記金型を型締めして保持し；
   次に、前記中空素材内に圧入される芯金により、前記加工壁部の肉を前記中空素材の内側から外側に塑性流動させて前記歯型に応じたラックを形成し；
   この後、前記金型の型開き状態で前記金型から突出された前記中空素材の前記他端側部位に、前記金型から離れて外部に設けられた離型機構が有する離型部材を前記他端側部位の上方から当てて、前記ラックが形成された前記中空素材を押下げて前記上型から離し、
   前記上型から離された前記中空素材を前記セット機構により前記金型から取出す中空ラックバーの製造方法。
2. 下向きの歯型を有する上型及び下型を備えた金型であって、型締め状態で、前記歯型によりラックが形成される加工壁部を一端部に寄った部位に有した金属製中空素材を、この中空素材の他端側部位を前記金型の側方に突出させて保持する前記金型と；
   前記中空素材内に圧入されることにより前記歯型に接した前記加工壁部を前記中空素材の内側から外側に塑性流動させて前記歯型に応じたラックを形成させる複数の芯金と；
   前記金型の型開き状態で前記金型から突出された前記中空素材の前記他端側部位に上方から当たる離型部材を有して前記金型から離れて外部に設けられ、前記ラックが成形された前記中空素材を押下げて前記上型から離型させる離型機構と；
   前記金型の側面に接離する方向に移動可能であるとともに上下動可能なチャックを有して、型開きされた前記金型の側方から前記中空素材を把持して前記加工壁部が形成された部位を前記下型に挿脱するセット機構と；
   を具備する中空ラックバーの製造装置。
3. 前記離型機構が、前記離型部材を昇降させるとともにこの離型部材の下降により前記中空素材を前記上型から離す昇降手段を備えた請求項２に記載の中空ラックバーの製造装置。
4. 前記セット機構を、前記離型部材を境に前記金型と反対側に設けるとともに、前記金型に挿脱される前記中空素材が通る通し部を前記離型部材に設けた請求項２又は３に記載の中空ラックバーの製造装置。
5. 前記セット機構を、前記離型部材を境に前記金型と反対側に設けるとともに、前記昇降手段によって、前記金型に挿脱される前記中空部材より上方の待機位置と前記他端側部位を押下げる離型位置にわたって前記離型部材が移動されるようにした請求項３に記載の中空ラックバーの製造装置。

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