JPH04173477A - ステアリングラック軸およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ステアリングラック軸およびその製造方法に
係り、さらに詳しくは軸本体におけるラック形成領域及
びそれに伴う軸本体部分の改良に関する。

、　〔従来の技術及びその課題〕 従来より、ステアリング装置におけるラック軸は、管状
の軸本体の外周面にラックを形成したものが知られてい
る。このステアリングラック軸を構成する軸本体は、軽
量化を図るため、ならびに、当該ラック軸の軸方向変位
に伴う軸本体両端部の空気流路を形成するため、軸方向
中央部に、その軸方向に沿って、貫通孔が形成されたも
のが用いられており、この軸本体の外面側にラックが形
成されるものとされている。

ところで、ステアリングラック軸は、設置スペースとの
関係から、ラックの形成領域を軸本体の外径よりも小径
とされた部分に設けることが必要とされ、これによる種
々の提案がなされている。

例えば、第６図に示される従来例にあっては、軸方向中
央部に貫通孔５０が形成された軸本体５１を設けるとと
もに、軸方向に沿う平坦部５５が一部に形成された心金
５２を前記貫通孔５０内に挿入し、これをプレス成形機
の上下金型５３．５４間に介装してプレス成形すること
により、前記心金５２の外形に沿って平坦部５５（第７
図参照）を軸本体５１の外周面部分に設け、この平坦部
５５にラックを形成する構成とされている。

しかしながら、このような従来例にあっては、前記上下
金型５３．５４間にてプレス加工されることから、平坦
部５５を形成する領域である軸本体５１の初期体積がプ
レス分に対応して減少される結果、この減少分が上下金
型５３．５４間にパリとなって発生することを回避し得
す、従って、プレス成形後のパリ除去作業が要求されて
作業工程の増加に伴う生産力低下ならびにコストアップ
につながるという欠点がある。

しかも、パリ除去は熟練を要し、高精度作業が要求され
るとともに、この作業が完全でない場合には、ステアリ
ングランク軸を収容するハウジング内の軸受またはオイ
ルンール等との間に摩耗を発生させる要因ともなり、か
かる場合には作動不良となり得る。

さらに、成形時には、軸本体５１はその径方向荷重を受
けるため、離型後の曲がりや、熱処理時の歪が大きくな
り、困難な矯正作業が強いられるという欠点もある。

また、前記心金５２は、平坦部５５を形成すべく軸本体
５１の内径部くぼみを回避するが、プレス成形時の荷重
による破損や、引抜き作業の反復継続により、摩耗が生
じる結果、交換サイクルが短縮されることにより設備費
高騰を招来する。

さらに、素材としての軸本体５１が一般的な鋼管による
ものである場合には、素材時の偏肉がそのままの肉厚と
なり得るため、前記平坦部５５の肉厚が十分に確保でき
ない場合もある。しかも、硬質鋼管素材（例えば引張応
力６０”’／■２以上のもの）のプレス成形は困難を伴
い、金型精度の極度の低下による形状転写精度維持が難
しいものとなる。

また、第８図に示される従来例にあっては、軸本体７０
の貫通孔７１内に、小径部７３Ａを備えた心金７３を挿
入した状態で、金型７４の型穴７４Ａより軸本体７０を
引き抜くパテット加工を行ってラック形成領域を設け、
この領域部分にラックを形成するものであるが、このよ
うな構成においては、第９図に示されるように、初期直
径より小径とされたラック形成領域が形成可能であるが
、平坦部が形成されていない結果、ラックを形成した後
の当該領域における径方向肉厚が部分的に薄肉となるた
め、強度的に問題であり、破損原因となり昌く、また、
心金７３を用いることが必須であることから、作業工程
の削減も期待できず、心金７３自体の設備費コスト減も
図れないという問題が残されている。

ここに、本発明の目的は、ラック形成領域における強度
低下を回避するとともに、加工工程の削減を図ることの
できるステアリングラック軸およびその製造方法を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明は、軸長方向に貫通孔を備えた軸本体の
軸長方向に沿ってその所定箇所に、平坦部を有するラッ
ク絞り加工領域を形成し、その平坦部は略一定の肉厚分
布とし、該平坦部上にはラックを形成し、そのラック絞
り加工領域の端部箇所より軸本体に細径絞り加工領域を
形成し、該細径絞り加工領域における軸径を非絞り加工
領域よりも小径としたステアリングラック軸としたり、
或いは、軸長方向に貫通孔を備また軸本体の軸長方向に
沿ってその所定箇所に絞り加工にて、略−定の肉厚分布
とした平坦部を有するラック絞り加工領域を形成し、次
いでその平坦部の適宜の範囲にラックを形成し、次いで
絞り加工にてそのラック絞り加工領域の端部箇所より軸
本体に細径絞り加工領域を形成し、該細径絞り加工領域
における軸径は非絞り加工領域よりも小径としたステア
リングラック軸の製造方法したことにより、前記課題を
解決したものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて
詳細に説明する。

第１図には、本実施例に係るステアリングラック軸Ａの
全体構成が示されている。この図においてステアリング
ラック軸Ａは、軸方向中心部を貫通する貫通孔２が形成
された鋼材からなる管状の軸本体１と、該軸本体１の軸
長方向中間箇所に形成された平坦部３の面上に形成され
たラック４とにより構成されている。

その平坦部３及びラック４は、ラック絞り加工領域Ａ、
に形成されたものである。そのラック絞り加工領域Ａ、
は軸本体１の中間で、具体的には何れか一側寄りに形成
されるものであって、軸本体１の軸方向と直交する方向
に平坦面が存在するように平坦部３が形成されるように
絞り加工されている。

前記平坦部３は、第３図に示されるように、外面と内面
との肉厚が前記軸方向と直交する方向に沿って一定の肉
厚となるように設けられている。

従って、このランク絞り加工領域Ａ、における貫通孔２
の横断面形状は、一部が平坦となるように形成され、非
絞り加工領域Ａ３の貫通孔２との間に段部２ａが形成さ
れることになる（第２図参照）。

また、ラック絞り加工領域Ａ１における平坦部３と軸本
体１との断面方向での閉ループ状に連続する円弧外周側
面１ａは、前記非絞り加工領域Ａ３における軸本体１の
外周側面１ｃとは段差がない同一面となっている。

次に、その軸本体ｌのランク絞り加工頑ｋＡＡ１が形成
されている平坦部３の端部箇所以外の軸本体１には細径
絞り加工領域Ａ２が形成されており、該細径絞り加工領
域Ａ２は、その断面が円形状であって、非絞り加工領域
Ａ、の外径よりも小さいものである。

該細径絞り加工領域Ａ２と前記ラック絞り加工領域Ａ、
との間には僅かの範囲内に非絞り加工領域Ａ３が存在し
ている（第１図、第２図等参照）。

また、図示しないがラック絞り加工領域Ａ、より直接に
細径絞り加工領域Ａｔとした実施例も存在している。

本実施例に係るステアリングラック軸の製造工程（方法
）につき、第４図（Ａ）乃至（Ｄ）をも参照して説明す
る。

初めに、第４図（Ａ）に示されるように、軸方向中心部
に貫通孔２を有する管状の軸本体ｌを形成する。

次いで、前記軸本体１の一端から図示しない絞り加工機
にてラック絞り加工領域Ａ１における絞り加工を行い、
軸本体１の途中まで、これを連続的に行う〔第４図（Ｂ
）参照〕。

この際、絞り加工された軸本体１の横断面形状は、第３
図に示したように外周面と内周面のそれぞれの形状が対
応し、全体として、平坦部３と円弧外周側面１ａとを略
一定の同一肉厚を有する形状となる。

このようにラック絞り加工領域Ａ１の絞り加工が終了し
た後、前記絞り加工が開始された軸本体ｌの端部側を所
定軸方向長さに亘って拡開さセて初期形状に復元し、非
絞り加工領域Ａ、とし、これによりラック絞り加工領域
Ａ、は、非絞り加工領域Ａ３．Ａｘとの間に位置される
こととなる〔第４図（Ｃ）参照〕。

次に、軸本体１のラック絞り加工領域Ａ、形成部分と反
対側において〔第４図（Ｄ）において左側〕細径絞り加
工領域Ａ２を形成する。

そのラック絞り加工領域Ａ、の形成手段の具体的実施例
を示すと、第４図（Ｄ）に示すようなリング状のダイス
Ｄを使用するものであり、該ダイスＤを軸本体１のラッ
ク絞り加工領域Ａ１形成側より反対側端部から押し込み
、ダイスＤをラック絞り加工量域Ａ、方向に移動させて
ゆくものである。

次に、第４図（Ｄ）に示されるように、ラック絞り加工
領域Ａ、の平坦部３にラック４を形成し、所定の焼入等
の処理工程を経て最終製品としてのステアリングラック
軸１が完成する。

なお、上記において、ラック絞り加工領域Ａ。

の絞り加工を行った後、その平坦部３にラック４を形成
して後、細径絞り加工領域Ａ２を絞り加工するものであ
ってもよい。

〔発明の効果〕

請求項１においては、軸長方向に貫通孔２を備えた軸本
体１の軸長方向に沿ってその所定箇所に、平坦部３を有
するラック絞り加工領域Ａ１を形成し、その平坦部３は
略一定の肉厚分布とし、該平坦部３上にはラック４を形
成し、そのラック絞り加工領域Ａ１の端部箇所より軸本
体１に細径絞り加工領域Ａ２を形成し、該細径絞り加工
領域Ａ２における軸径を非絞り加工領域Ａ、よりも小径
としたことにより、ラック部の強度を充分に確保しつつ
、他の軸本体１部分を小径とし、ステアリングの装置全
体をコンパクトなものとすることができるし、第２に絞
り加工によりラック絞り加工領域Ａ１．細径絞り加工領
域Ａ２を形成するものであり、素材を殆ど無駄なく加工
することができる等の効果を奏する。

これらの効果を詳述すると、軸本体ｌとしては大径且つ
肉厚としたものとし、これに平坦部３を有するランク絞
り加工領域Ａ、を形成することで、中空状のラック部で
あってもランク４部分は、肉厚が厚く、充分な強度が確
保されるものである。

さらに、上記に加えてランク絞り加工領域Ａ１の他の軸
本体１箇所を細径絞り加工領域Ａ、としてその外径を、
非絞り加工領域Ａ、の外径よりも小径なものとしたこと
で、ステアリングラック軸Ａを全体的にコンパクト且つ
軽量にすることができる。

そのステアリングラック軸Ａの細径絞り加工領域Ａ２の
形成によりステアリングギアボックスの軸本体１のカバ
ー等も細径にすることができ、ステアリング装置全体を
コンパクト且つ軽量なものにすることができる。

以上説明したように、物の発明によれば、全体として顕
著なる軽量化を図ることが可能となるとともに、ラック
形成領域における強度低下を回避可能なステアリングラ
ック軸を提供できるという効果がある。

次に請求項２においては、軸長方向に貫通孔２を備えた
軸本体１の軸長方向に沿ってその所定箇所に絞り加工に
て、略一定の肉厚分布とした平坦部３を有するラック絞
り加工領域Ａ１を形成し、次いでその平坦部３の適宜の
範囲にラック４を形成し、次いで絞り加工にてそのラッ
ク絞り加工領域Ａ１の端部箇所より軸本体１に細径絞り
加工領域Ａ２を形成し、該細径絞り加工領域Ａ！におけ
る軸径は非絞り加工領域Ａ、よりも小径としたことによ
り、先ず第１に生産性が向上し、短時間にて製造するこ
とができる等の効果を奏する。

ラック絞り加工領域Ａ１．細径絞り加工領域Ａｔは絞り
加工によって形成されるものであため、当該平坦部３の
肉厚は、素材状態の軸本体１の肉厚と同等であり、平坦
部３上にラック４を形成した際に、ラック４の歯底から
貫通孔２までの肉厚のばらつきがなく一定であり、その
後におけるラック４の焼入条件が標準化できるとともに
、焼入パターンが均一化でき、これによって強度のばら
つきを減少することが可能となって従来品に比べて強度
的に優れたステアリングラック軸を提供することが可能
となる。さらに軸本体１の細径絞り加工領域Ａ２の形成
においては、その絞り加工によって軸本体１の直径が細
径状に形成されるものであって、このときに軸本体ｌに
は絞り加工による加工硬化を生じることになり、細径絞
り加工領域Ａ２全体が硬化する利点がある。

また、前記平坦部３の略一定肉厚によれば、従来のよう
な部分的肉薄部の発生を考慮する必要性が排除されるた
め、当初の鋼管の肉厚は強度的に支障を生じない限り肉
薄であってもよいことになる結果、より軽量化ならびに
小径化が可能となる。

さらに、平坦部３の成形はプレス加工によるのではなく
絞り加工によるものとしたから、パリの発生に伴うパリ
除去作業を一掃できることと相撲って作業工程を削減す
ることもでき、且つ、従来品に比して硬質材の採用も可
能である。

また、絞り加工時には、心金を用いていないため、少な
くとも心金を必須とした成形による設備費コストより低
廉である。

その上、平坦部３成形時における荷重は軸方向荷重であ
るから、軸の曲がりの矯正ならびに低減を図ることによ
り後工程の矯正作業等も不要となり、ラック４の寸法精
度を高精度に維持する上で有利である。

以上のように、方法の発明によれば、絞り加工によるた
め、素材の無駄を排除することができると同時に、後に
ラック４を形成するため、ランク絞り加工領域Ａ、にお
ける強度低下原因を回避しつつ高精度加工が可能で、且
つ作業工程の削減が可能なステアリングラック軸の製造
方法を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は本
発明に係るステアリングランク軸の一実施例を一部省略
して示す全体斜視図、第２図は第１図の縦断面図、第３
図は第２図■−■線矢視断面図、第４図（Ａ）乃至第４
図（Ｄ）は前記実施例に係るステアリングランク軸の製
造工程を説明するための断面図、第５図は前記実施例の
変形例を示す第４図（Ｄ）と対応する断面図、第６図乃
至第９図は従来例を説明するための図である。 Ａ・・・・・・ステアリングラック軸、１・・・・・・
軸本体、　　２・・・・・・貫通孔、３・・・・・・平
坦部、　　４・・・・・・ランク、Ａ１・・・・・・ラ
ック絞り加工領域、Ａ２・・・・・・細径絞り加工領域
、 Ａ、・・・・・・非絞り加工領域。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸長方向に貫通孔を備えた軸本体の軸長方向に沿
   ってその所定箇所に、平坦部を有するラック絞り加工領
   域を形成し、その平坦部は略一定の肉厚分布とし、該平
   坦部上にはラックを形成し、そのラック絞り加工領域の
   端部箇所より軸本体に細径絞り加工領域を形成し、該細
   径絞り加工領域における軸径を非絞り加工領域よりも小
   径としたことを特徴とするステアリングラック軸。
2. （２）軸長方向に貫通孔を備えた軸本体の軸長方向に沿
   ってその所定箇所に絞り加工にて、略一定の肉厚分布と
   した平坦部を有するラック絞り加工領域を形成し、次い
   でその平坦部の適宜の範囲にラックを形成し、次いで絞
   り加工にてそのラック絞り加工領域の端部箇所より軸本
   体に細径絞り加工領域を形成し、該細径絞り加工領域に
   おける軸径は非絞り加工領域よりも小径としたことを特
   徴とするステアリングラック軸の製造方法。