JPH0428582B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、車両用ステアリングロツドの製造法
に係り、特に、中空パイプに鍛造加工を実施して
形成される車両用ステアリングロツドの製造法に
関するものである。

（背景技術） 従来より、自動車用のかじ取装置としては、ラ
ツクピニオン型が多く用いられてきており、例え
ばその一例に係る第１図においては、ハンドル２
に固定のハンドル軸４は、自在継手部６を介して
ステアリングシヤフト８に接続され、更にその先
端に固定のピニオン１０は、ギヤボツクス１２内
にて回転可能とされており、このピニオン１０が
これに噛み合うラツク１４を備えたステアリング
ロツド１６に車両の横方向の作用力を与えること
によつて、前車輪１８の転舵軸まわりの回転が行
なわれるようになつている。

ところで、このようなラツク１４を備えたステ
アリングロツド１６は、第２図に拡大して示され
るように、一般に、中実の棒鋼から形成されてお
り、その加工方法としては、第３図乃至第５図に
示されるような型鍛造方法が知られている。

すなわち、下ダイス２０の孔型内に、被加工材
料としての中実のステアリングロツド素材（丸
棒）１７を置き（第３図）、歯形２２を備えた上
ダイス２４により加圧して、その衝撃力により、
ステアリングロツド素材１７にラツク１４を成形
せしめ、以て所定のステアリングロツド１６と為
すのであるが、第４図に示されるように、かかる
製造手法では、両ダイス２０，２４の合わせ面に
大きなフラツシユ２６が生じることとなり、そし
てこれを除去するために、従来にあつては、第５
図に示されるように、切刃２８によるトリミング
工程が必要となつているのである。

それ故に、従来のステアリングロツド１６の製
造手法では、作業工数の増大とともに、材料の歩
留りも低下することとなり、またラツク１４の成
形に必要な力がフラツシユ２６の形成に浪費され
て、加工精度が低下する、等の欠点があつたので
ある。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、かかる事情に鑑みて
為されたものであつて、その解決すべき主たる課
題とするところは、鍛造加工の使用エネルギを節
減し、しかも加工精度と材料歩留りの向上及び軽
量化を達成し得る車両用ステアリングロツドの製
造法を提供することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明
は、全長に亘つて各断面にて単一部材からなり且
つ少なくとも一部が中空パイプ部分とされた素材
に対して、該中空パイプ部分の中空部内に何物も
挿入、位置せしめることなく、該中空パイプ部分
を空洞状態としたまま、一段階の鍛造加工によ
り、該中空パイプ部分の外面に所定のラツク歯形
を形成せしめるに際し、該ラツク歯形を形成する
ポンチを摺動可能に有し、前記素材の中空パイプ
部分の周面を略半分の領域で覆う、該ポンチの両
側で部分円筒面を形成する上ダイスを移動型とし
て、また該上ダイスにて覆われない前記素材の中
空パイプ部分の残余の周面を覆う部分円筒面を形
成する下ダイスを固定型として用い、且つ該上ダ
イス及び該下ダイスを保持ダイスとして、それら
の型合せによつて形成される部分円筒面を構成す
る空洞内に、前記素材の中空パイプ部分を収容、
保持せしめた後に、前記ポンチによる加圧によつ
て、そのラツク歯形部内に素材を充満せしめるよ
うに鍛造加工することにより、かかる鍛造加工の
施された中空パイプ部分の横断面が部分円筒面形
状部と直線的なラツク歯形形状部にて構成される
ようにしたことを、その特徴とするのである。

また、本発明は、全長に亘つて各断面にて単一
部材からなり且つ少なくとも一部が中空パイプ部
分とされた素材に対して、一段階の鍛造加工を実
施して、該中空パイプ部分に所定のラツク歯形を
形成せしめるに際し、該ラツク歯形を形成するポ
ンチを摺動可能に有し、前記素材の中空パイプ部
分の周面を略半分の領域で覆う、該ポンチの両側
で部分円筒面を形成する上ダイスを移動型とし
て、また該上ダイスにて覆われない前記素材の中
空パイプ部分の残余の周面を覆う部分円筒面を形
成する下ダイスを固定型として用い、且つ該上ダ
イス及び下ダイスを保持ダイスとして、それらの
型合せによつて形成される部分円筒面を構成する
空洞内に、前記素材の中空パイプ部分を収容、保
持せしめると共に、該中空パイプ部分の中空部内
に、該中空パイプ部分の前記ラツク歯形形成部位
内面との間に所定の間〓を有する芯金を装入し
て、該芯金の存在下に、前記ポンチによる加圧に
よつて、そのラツク歯形部内に素材を充満せしめ
るように鍛造加工して、該中空パイプ部分を部分
円筒面形状及びラツク歯形形状と為し、その後か
かる芯金を抜き取ることを特徴とする車両用ステ
アリングロツドの製造法をも、その要旨とするも
のである。

（作用・効果） かくして、かくの如き本発明に従えば、従来の
如き中実の棒状体ではなく、中空パイプに対する
鍛造加工であり、ラツク歯形の成形を行ないつ
つ、内部への変形が容易であるために、従来のフ
ラツシユの発生が効果的に解消されることから、
従来フラツシユ形成に向けられたエネルギがラツ
ク歯形の成形等に有効に向けられ、その加工精度
が高められるとともに、材料歩留りも向上され得
るのであり、また、製品重量の軽減によつて、ス
テアリング機構の操作性能、更には車両の運動性
能、燃費等の向上が図られ得る等の優れた効果を
奏するのである。

（具体的構成・実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするため
に、本発明の幾つかの実施例について、図面を参
照しつつ、詳細に説明する。

先ず、本発明において採用される鍛造加工に供
される素材としては、目的とするステアリングロ
ツドの全長が中空パイプである場合のみならず、
中空パイプと丸棒とを組み合わせた構造の場合も
含まれるものである。何れにしても、そのような
素材は、全長に亘つて各断面にて単一部材からな
るものである。そして、本発明では、そのような
素材の中空パイプ部分に所定の鍛造加工を加える
ものであるが、その際、所定の下ダイスにてこれ
を受け、そしてそれを上ダイスと共に保持せしめ
た状態下において、該上ダイスに設けたポンチに
より押圧することによつて、所定のラツク歯形を
前記中空パイプ部分に鍛造形成せしめるものであ
る。

なお、前記所定のラツク歯形とは、第１図に示
されるハンドル２の回転力を伝達するピニオン１
０に噛み合う歯形であつて、一般に「はすば（斜
め歯）」が用いられるが、「すぐば（直線歯）」で
も何等差支えない。

次に、かくの如き本発明に従う車両用ステアリ
ングロツドの型鍛造による製造法の一例を、第６
図、第７図及び第８図を参照して説明する。

それらの図において、固定型としての下ダイス
５０には、部分円筒面の孔型５２が設けられてお
り、この孔型５２は、所望の製品としてのステア
リングロツド３４に加工される素材である中空パ
イプ３６の外径に等しい曲率を有し、且つその軸
を含む平面で２等分された円筒面に等しくされて
いる。

一方、移動型としての上ダイス５８には、その
分割面に平行なラツク歯形部５４を備えたポンチ
５６が摺動可能（突出可能）に設けられており、
このポンチ５６のラツク歯形部５４と、前記孔型
５２に同径の円筒面の一部５７との組合せにて、
孔型が構成されている。

要するに、かかる上下のダイス５８，５０は、
鍛造時に保持ダイスとして機能するようにしたも
のであつて、そのために、上ダイス５８は、ポン
チ５６と共に、素材としての中空パイプ３６の加
工される部分（中空パイプ部分）３８の周面の略
半分の領域を覆うように構成され、且つ該ポンチ
５６の両側で部分円筒面５７を形成して、ポンチ
５６にて鍛造加工される中空パイプ部分３８の加
工部位の両側を保持（拘束）している。また、下
ダイス５０にあつては、かかる上ダイス５８にて
覆われない中空パイプ部分３８の残余の周面を覆
う、略半円筒形状の部分円筒面にて、孔型５２が
構成されている。

そして、かかる下ダイス５０、上ダイス５８を
用いて、ステアリングロツド３４の型鍛造を為す
に際しては、下ダイス５０の孔型５２内に、素材
としての中空パイプ３６の加工される部分（中空
パイプ部分）３８を収容し、その中空部内に何物
も存在させず、空洞状態としたままの状態で、プ
レスサイクルの初期、またはポンチ５６による成
形が始まる前に、下ダイス５０に上ダイス５８を
型合わせすることにより、上下ダイス５８，５０
は中空パイプ部分３８を保持し得るのであり、こ
れによつて両者は保持ダイスを構成する。

次いで、上ダイス５８に対して摺動可能とされ
たポンチ５６によつて中空パイプ部分３８を加圧
することによつて、前記ラツク歯形部５４内に中
空パイプ部分３８を充満せしめるようにするので
ある。

すなわち、第７図に示されるように、ポンチ５
６による鍛造操作に先立つて、上ダイス５８の部
分円筒面５７によつて中空パイプ部分３８の上半
部の両側面（ポンチ５６によるラツク歯形加工部
位の両側部）を拘束し、中空パイプ部分３８を真
円のまま抑えた状態にして、ポンチ５６により該
中空パイプ部分３８の頂部を加圧することによ
り、材料のパイプ部分周方向両側への逃げが阻止
されると共に、当該加圧（加工）部分の中空部内
のパイプ部分周方向両側への逃げが阻止されると
共に、当該加圧（加工）部分の中空部内への逃げ
も効果的に抑制され、以てラツク歯形４９がポン
チ５６のラツク歯形部５４にて形成されることと
なるのである。なお、ラツク歯形４９の有効な形
成のためには、中空パイプ部分３８の材質も適宜
に選定されることとなる。

要するに、中空パイプ部分３８が、上ダイス５
８と下ダイス５０にて拘束・保持されていること
により（特に上ダイス５８の部分円筒面５７にて
両側部も拘束束されていることにより）、中空パ
イプ部分３８の上下ダイスによる拘束部分は、外
面の摩擦抵抗が強く剛体に近くなり、不拘束部分
へ円周方向の押付け力が作用する為、中空パイプ
部分３８の頂部がポンチ５６にて加圧されても、
当該部分が中空部内にそのまま逃げるようなこと
はなく、ポンチ５６のラツク歯形部５４にて有効
な鍛造加工が行なわれ、直線部に充分なラツク歯
形が形成されるのである。

かくして、中空パイプ部分３８には、部分円筒
形状部分４８と、所望のラツク歯形形状部分４９
が成形されることとなるのである。

このような製造法によれば、従来の中実の棒状
体に比較して、素材としての中空パイプ部分３８
が空洞であるために、内部への変形が容易に可能
となり、一方、型締時には完全に密閉された型が
形成されるために、外部に対するフラツシユの発
生は殆どなく、型鍛造のエネルギはフラツシユ形
成には用いられず、ラツク歯形の成形に有効に向
けられて、その加工精度が高められるとともに、
材料歩留りも著しく向上されることとなるのであ
る。また、中空製品であるための重量軽減の効果
は車両において極めて大であり、車両の運動性能
の向上、燃費の向上等に優れた効果を発揮するの
である。

しかも、この製造法によれば、加工される中空
パイプ部分３８の部分円筒面形状部分４８の全表
面が鍛造加工時には下ダイス５０と上ダイス５８
によつて押えつけられ、且つ密閉された型面が形
成されるので、外部に対するフラツシユの発生は
完全に解消され得て、次工程のフラツシユトリミ
ング工程は全く省略され得ることとなり、加工工
数の著しい低減が可能となるのである。更に、ラ
ツク歯形の形成もより正確となり、加工精度を更
に一層高められるのみならず、材料歩留りの向上
効果も得られるのである。

また、以上述べた如き車両用ステアリングロツ
ドの型鍛造による製造法の例とは異なる、更に別
の例を、第９図、第１０図を参照して説明するこ
ととする。

この方法は、前述のポンチ５６、下ダイス５
０、上ダイス５８を使用するのであるが、保持ダ
イスである下ダイス５０と上ダイス５８とにより
中空パイプ部分３８を保持した後、或いはその前
に該中空パイプ部分３８の空洞内に該中空パイプ
部分３８のラツク歯形形成部位内面との間に所定
の間〓を有する所定形状の芯金６０を挿入すると
ころが異なつている。

すなわち、第９図のように芯金６０を中空パイ
プ部分３８に挿入した後、第１０図に示されるよ
うに、ポンチ５６を進行せしめて、中空パイプ部
分３８を加圧することによつて、芯金６０とポン
チ５６に挟まれた中空パイプ部分３８が、ラツク
歯形部５４内に容易に且つ確実に充満させられ
る。

かくして、部分円筒面形状部分４８と、所望の
ラツク歯形形状部分４９が形成されたステアリン
グロツド３４が得られるのである。なお、芯金６
０は最終段階で適当な手段を用いて該ステアリン
グロツド３４から抜き取られることとなる。

このような製造法によれば、芯金６０の存在に
よつて、ラツク歯形の形成が一層精密に、且つ容
易に可能となるのであり、加えてフラツシユの消
滅、トリミング工程の省略、材料歩留りの向上、
重量軽減の優れた効果が達成されることは前実施
例と全く同様である。

なお、型鍛造に用いられるプレス装置は、単動
又は複数のいずれも使用可能であるが、複動プレ
スを使用する方が望ましい。

また、その他、本発明には、その趣旨を逸脱し
ない範囲内において、当業者の知識に基づいて
種々なる変形・改良等を加え得ることは言うまで
もないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図はステアリングロツドを備えたかじ取装
置の一例を略図的に示す斜視図であり、第２図は
従来のステアリングロツドの一部断面正面図、第
３図乃至第５図は従来の製造方を工程ごとに示す
断面説明図であり、第６図乃至第８図は本発明に
係るステアリングロツド製造法の一例を説明する
それぞれパイプ挿入時、鍛造直前、及び鍛造直後
の型とパイプの断面図、第９図、第１０図は本発
明の製造法の別の例を説明するそれぞれ鍛造直前
及び直後の型、芯金、パイプの断面図である。 ３４：ステアリングロツド、３６：中空パイプ
（素材）、３８：中空パイプ部分、５４：ラツク歯
形部、４８：部分円筒面形状部分、４９：ラツク
歯形形状部分、５０：下ダイス（固定型）（保持
ダイス）、５６：ポンチ（移動型）、５７：部分円
筒面、５８：上ダイス（移動型）（保持ダイス）、
６０：芯金。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 全長に亘つて各断面にて単一部材からなり且
   つ少なくとも一部が中空パイプ部分とされた素材
   に対して、該中空パイプ部分の中空部内に何物も
   挿入、位置せしめることなく、該中空パイプ部分
   を空洞状態としたまま、一段階の鍛造加工によ
   り、該中空パイプ部分の外面に所定のラツク歯形
   を形成せしめるに際し、 該ラツク歯形を形成するポンチを摺動可能に有
   し、前記素材の中空パイプ部分の周面を略半分の
   領域で覆う、該ポンチの両側で部分円筒面を形成
   する上ダイスを移動型として、また該上ダイスに
   て覆われない前記素材の中空パイプ部分の残余の
   周面を覆う部分円筒面を形成する下ダイスを固定
   型として用い、且つ該上ダイス及び該下ダイスを
   保持ダイスとして、それらの型合せによつて形成
   される部分円筒面を構成する空洞内に、前記素材
   の中空パイプ部分を収容、保持せしめた後に、前
   記ポンチによる加圧によつて、そのラツク歯形部
   内に素材を充満せしめるように鍛造加工すること
   により、かかる鍛造加工の施された中空パイプ部
   分の横断面が部分円筒面形状部と直線的なラツク
   歯形形状部にて構成されるようにしたことを特徴
   とする車両用ステアリングロツドの製造法。 ２ 全長に亘つて各断面にて単一部材からなり且
   つ少なくとも一部が中空パイプ部分とされた素材
   に対して、一段階の鍛造加工を実施して、該中空
   パイプ部分に所定のラツク歯形を形成せしめるに
   際し、 該ラツク歯形を形成するポンチを摺動可能に有
   し、前記素材の中空パイプ部分の周面を略半分の
   領域で覆う、該ポンチの両側で部分円筒面を形成
   する上ダイスを移動型として、また該上ダイスに
   て覆われない前記素材の中空パイプ部分の残余の
   周面を覆う部分円筒面を形成する下ダイスを固定
   型として用い、且つ該上ダイス及び該下ダイスを
   保持ダイスとして、それらの型合せによつて形成
   される部分円筒面を構成する空洞内に、前記素材
   の中空パイプ部分を収容、保持せしめると共に、
   該中空パイプ部分の中空部内に、該中空パイプ部
   分の前記ラツク歯形形成部位内面との間に所定の
   間〓を有する芯金を装入して、該芯金の存在下
   に、前記ポンチによる加圧によつて、そのラツク
   歯形部内に素材を充満せしめるように鍛造加工し
   て、該中空パイプ部分を部分円筒面形状及びラツ
   ク歯形形状と為し、その後かかる芯金を抜き取る
   ことを特徴とする車両用ステアリングロツドの製
   造法。