JPH07124676A - ラック軸製造装置 - Google Patents

ラック軸製造装置

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JPH07124676A
JPH07124676A JP29909193A JP29909193A JPH07124676A JP H07124676 A JPH07124676 A JP H07124676A JP 29909193 A JP29909193 A JP 29909193A JP 29909193 A JP29909193 A JP 29909193A JP H07124676 A JPH07124676 A JP H07124676A
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JP
Japan
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rack shaft
rack
rolling roll
roll
thread rolling
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Pending
Application number
JP29909193A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Yasuda
務 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Corp
Original Assignee
Showa Corp
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Publication date
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Publication of JPH07124676A publication Critical patent/JPH07124676A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/008Incremental forging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/76Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
    • B21K1/767Toothed racks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/76Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups
    • B21K1/767Toothed racks
    • B21K1/768Toothed racks hollow

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的小さな力で塑性加工によりラック歯を
成形できるラック軸製造方法を提供する。 【構成】 このラック軸製造方法に用いる装置5は、ラ
ック軸素材2を固定して保持するラック軸保持手段17
a,17bと、周面にラック歯形25を形成した転造ロール
23と、転造ロール23をラック軸素材2に沿わせて回転自
在に保持するロール保持手段22とから成り、ラック軸保
持手段にラック軸素材を固定保持し、ロール保持手段上
の転造ローラを該ラック軸素材に対向させた状態で、ラ
ック軸保持手段とロール保持手段を相対的に摺動往復さ
せ、各摺動行程後にロール保持手段とラック軸素材の軸
間距離を相対的に狭め、ラック軸素材上にラック歯を転
造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はラック軸の製造方法に関
し、特に、ラック軸素材の側面に塑性加工によってラッ
ク歯を形成する方法に関する。
【0002】
【従来技術】ラック軸素材に塑性加工によってラック歯
を成形する方法として、特公昭58−31257 号に、素材の
ラック歯形成部分を、ラック歯形を設けた上型で、該素
材の軸線に対し垂直方向に加圧する方法が示されてい
る。
【0003】また、特公平3−5892号公報には、歯列形
成部を平面部とした中空パイプから成るラック軸素材の
該平面部に、ラック歯に対応する凹凸面を形成した成形
型を当てがい、該中空パイプ内にポンチを圧入すること
により、前記平面部の肉を前記成形型の凹凸面内に喰い
込ませて歯列を形成させる方法が示されている。
【0004】
【解決しようとする課題】しかしこのような方法はいず
れも大きな加工力(加圧力)を必要とし、またこのため
形成されるラック歯の周囲にバリができやすい。
【0005】従って本発明は、比較的小さな力でラック
歯を成形することができ、バリの発生も少いラック軸製
造方法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段および作用】このため、本
発明のラック軸製造方法に用いる装置は、ラック軸素材
を固定して保持するラック軸保持手段と、周面にラック
歯形を形成した転造ロールと、該転造ロールを前記ラッ
ク軸素材に沿わせて回転自在に保持するロール保持手段
とから成る。
【0007】この装置によりラック軸を製造するに当っ
ては、ラック軸保持手段にラック軸素材を固定保持し、
ロール保持手段上の転造ロールを該ラック軸素材に対向
させた状態で、ラック軸保持手段とロール保持手段を相
対的に摺動往復させ、各摺動行程後に転造ロールとラッ
ク軸素材の軸間距離を逐次狭めていく。
【0008】転造ロールとラック軸素材の軸間距離を狭
めることにより転造ロールはラック軸素材に圧接する
が、ラック軸素材は転造ロールに相対的に接線方向に摺
動するので、転造ロールはラック軸素材に喰込みながら
接線力により回転し、ラック軸素材上にラック歯を転造
する。
【0009】転造ロールは前記相対的摺動の1行程毎に
少しずつ素材に喰込んでいくので、一度に大きな力を必
要とせず、比較的小さな力でラック歯を成形することが
できる。また成形されたラック歯にバリを生ずることが
少なく、かつ転造により強度にすぐれたラック歯を成形
することができる。
【0010】なお、転造ロールとラック軸素材とは点接
触し、加えられた力がその接点に集中するので、上記の
ように比較的小さな力によっても、ロールは素材に確実
に喰込んで正確なラック歯を成形する。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例について説明す
る。
【0012】図1は図2以下に示す本実施例のラック軸
製造方法により製造しようとする成品ラック軸1の斜視
図である。
【0013】成品ラック軸1は、中空の丸パイプから成
る本体1aの一側面に、軸線方向に対しほぼ直交する多
数のラック歯3を列設して形成される。
【0014】図2は本実施例方法に用いるラック軸製造
装置5の縦断面図、図3は図2のIII −III 線に沿う横
断面図である。
【0015】ラック軸製造装置5は、台板6の前部およ
び後部にそれぞれ立設され互いに対向する前壁7および
後壁8と、これらの前後壁7,8を連結する左右の側壁
9,10を備えている。そして後壁8の前方、該後壁8と
これに隣接する側壁9,10部分とに囲まれた箇所に、摺
動部材11が上下方向に摺動自在に嵌装されている。
【0016】摺動部材11は、図3に示すように、前方へ
向って開いたコ字状の水平断面を有し、背面を、後壁8
に添接され上下方向に延びる支承部材12により摺動自在
に支えられるとともに、前端両側を側壁9,10に固設さ
れ上下方向に延びるレール部材13により上下方向に摺動
可能に案内されている。摺動部材11の上端はフランジ14
を介して、図示してないシリンダ装置のピストンロッド
15に連結されており、該シリンダ装置を作動させること
により、摺動部材11が上下方向に摺動する。
【0017】摺動部材11の中央板状部分に、前方へ向っ
て開口した凹所16が形成され、該凹所16内に、ラック軸
素材2を保持固定するための上下のクランプ部材17a,
17bが納められている。クランプ部材17a,17bの互い
に対向する面の前部には、円弧状の挟持面18a,18bが
それぞれ形成されており、これらの挟持面18a,18bに
よりラック軸素材2の前記本体1aを上下から挟み付け
ることにより、ラック軸素材2が保持固定される。
【0018】下側のクランプ部材17bは凹所16の平らな
底面16b上に載置され、上側のクランプ部材17aの上面
と凹所16の前後に傾斜した上面16aとの間にくさび部片
19が差し込まれており、該くさび部片19をねじ20により
凹所16内に押し込むことにより、クランプ部材17a,17
bが互いに締付けられて、ラック軸素材2が挟持面18
a,18b間に挟み付けられて強固に保持される。
【0019】一方、前壁7の上端部および下端部にそれ
ぞれ摺接板21a,21bが固着され、摺動部材11側へ延出
している。そしてこれらの摺接板21a,21b間に左右1
対のロール保持部材22a,22bが前後方向に摺動自在に
装着されている。ロール保持部材22a,22b間には転造
ロール23が、両端の軸頸部23a,23bを軸受24を介して
それぞれロール保持部材22a,22bに軸支されて、回転
自在に配設されている。転造ロール23の周面にはラック
軸素材2に形成しようとするラック歯に対応するラック
歯形25が形成されており、このラック歯形25が、前記の
ようにしてクランプ部材17により保持されたラック軸素
材2の平面部4に向い合っている。
【0020】ロール保持部材22a,22bの前面26は、前
壁7との間に側方から見て上部が広く下部が狭いくさび
状の空間27を形成するよう、斜面に形成され、該空間27
にくさび28が嵌めこまれている。くさび28は左右のロー
ル保持部材22a,22b間にまたがり、その両端はそれぞ
れロール保持部材22a,22bを抱え込むようにその外面
に沿って後方へ屈曲している。
【0021】上方の摺接板21aに装着されたナット部材
29に螺合するねじ部材30が前記空間27内に延び、その下
端がくさび28に連結されている。ただしねじ部材30は軸
線まわりには回動自在にくさび28に連結されている。従
ってねじ部材30を回動させて空間27内に進入させるとこ
れに応じてくさび28が下降し、ロール保持部材22a,22
bを前面26を介して後方へ押し出すので、転造ロール23
がくさび28の下降に従って逐次ラック軸素材2に向って
送られる。
【0022】図4はラック軸素材2を装着した摺動部材
11の前面図である。ただし、図4にはラック軸素材2を
水平方向すなわち転造ロール23の軸線方向に対して傾斜
させた状態で保持固定するようにした例が示されている
が、もちろんラック軸素材2を水平に保持固定するよう
にしてもよい。ラック軸素材2を傾斜させて保持すれば
その軸線に対して傾斜したラック歯3の列が成形され、
水平に保持すれば軸線に対して直角なラック歯3の列が
得られる。
【0023】ラック軸素材2は側壁10に形成された上下
方向に長い孔31および摺動部材11の一方の側辺部に形成
された孔32を通して上下のクランプ部材17a,17b間に
挿入されるが、摺動部材11の他方の側辺部の内面に位置
決め用のボス部33が突設されており、ラック軸素材2の
先端がボス部33の端面に当接することによりラック軸素
材2が軸線方向に位置決めされる。
【0024】ボス部33からは心材34が基端部を該ボス部
33に固定されて前記ラック軸素材2の挿入方向に延びて
おり、該心材34にはラック軸素材2を内側から支持する
平面の切欠き部35(図2参照)が設けられている。従っ
て、ラック軸素材2を、その中空部にこの心材34を差し
通しながら、先端がボス部33に当接するまで挿入するこ
とにより、ラック軸素材2は軸線方向にも周方向にも位
置決めされ、転造ロール23に正対した状態で上下のクラ
ンプ部材17a,17bにより挟み付けられて保持固定され
る。
【0025】このようにして保持固定されたラック軸素
材2にラック歯3を成形するに際しては、先ずくさび28
の上下位置を適当に調整して転造ロール23をラック軸素
材2に軽く圧接する位置まで進め、次いで摺動部材11を
一方向例えば下方から上方へ摺動させる。ラック軸素材
2は転造ロール23の外周面に圧接しながら下方から上方
へ通過するので、軸受24を介して回転自在に支持された
転造ロール23は図3において反時計方向に回転し、これ
によりラック歯形25の外周部が平面部4に次々に喰い込
んで行き、平面部4に浅いラック歯が転造される。
【0026】以後、摺動部材11を上下に往復させなが
ら、転造ロール23をラック軸素材2側へ次第に送り込ん
でて行くと、転造ロール23はその都度時計方向および反
時計方向に回転してラック歯を転造し、上記浅いラック
歯は深さを増して行き、最終的に所定のラック歯3が成
形される。
【0027】摺動部材11の往復回数は形成しようとする
ラック歯の形状、寸法等によっても相違するが、通常10
往復程度とするのがよい。摺動部材11の往復運動はピス
トンロッド15の作動によって与えられ、転造ロール23の
送りはねじ部材30の回転によりくさび28,ロール保持部
材22を介して与えられる。ねじ部材30の回動をピストン
ロッド15の作動に連動させ、摺動部材11の往復運動に合
わせて転造ロール23を適当な速度で連続的に送るように
すれば、加工時間を短縮することができる。
【0028】上記ラック軸製造装置5においては、転造
ロール23をラック軸素材2に少しずつ逐次送り込みなが
らラック歯3が転造されるので、一度に大きな力を必要
とせず、比較的小さな力でラック歯3を成形することが
できる。従ってまた装置自体に大きな強度を必要とせ
ず、これを軽量化することができる。またバリのないラ
ック歯を成形することが容易で、かつラック歯の強度も
向上する。
【0029】以上、ラック軸保持手段17a,17b側を摺
動させるようにした実施例について本発明を説明した
が、ロール保持手段22a,22b側を摺動させるようにし
てもよい。また、中実のラック軸素材にラック歯を成形
する装置に本発明を適用することも可能である。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、比較的小さな力で塑性
加工によりラック歯を成形することができ、従ってそれ
自体大きな強度を必要とせず軽量なラック軸製造装置に
よりラック軸を製造することができる。また、バリの少
ないかつ強度に優れたラック歯を成形することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】完成したラック軸の斜視図である。
【図2】本発明の一実施例にかかるラック軸製造装置の
縦断面図である。
【図3】図2のIII −III 線に沿う横断面図である。
【図4】ラック軸素材を装着した摺動部材の前面図であ
る。
【符号の説明】
1…ラック軸、2…ラック軸素材、3…ラック歯、5…
ラック軸製造装置、6…台板、7…前壁、8…後壁、
9,10…側壁、11…摺動部材、12…支承部材、13…レー
ル部材、14…フランジ、15…ピストンロッド、16…凹
所、17…クランプ部材、18…挟持面、19…くさび部片、
20…ねじ、21…摺接板、22…ロール保持部材、23…転造
ロール、24…軸受、25…ラック歯形、26…前面、27…空
間、28…くさび、29…ナット部材、30…ねじ部材、31,
32…孔、33…ボス部、34…心材、35…切欠き部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 側面にラック歯を有するラック軸を製造
    する方法において、 ラック軸素材を固定して保持するとともに、周面にラッ
    ク歯形を形成した転造ロールを前記ラック軸素材に沿わ
    せて回転自在に保持し、前記ラック軸素材と前記転造ロ
    ールとを該転造ロールの接線方向に相対的に摺動往復さ
    せ、かつ各摺動行程後に前記転造ロールと前記ラック軸
    素材の軸間距離を狭めて前記転造ロールを前記ラック軸
    素材に圧接させることを特徴とするラック軸製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ラック軸素材が中空パイプである請
    求項1のラック軸製造方法。
  3. 【請求項3】 前記ラック軸素材を保持するラック軸保
    持手段に該ラック軸素材の中空部に挿入される心材を一
    体に結合した請求項2のラック軸製造方法。
JP29909193A 1993-11-05 1993-11-05 ラック軸製造装置 Pending JPH07124676A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19543714C2 (de) * 1994-11-30 1999-10-14 Showa Corp Verfahren zum Herstellen einer Kraftfahrzeug-Lenkungszahnstange
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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040506