JPH09175412A - Rack shaft for rack and pinion type steering system and manufacture thereof - Google Patents
Rack shaft for rack and pinion type steering system and manufacture thereofInfo
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- JPH09175412A JPH09175412A JP35148995A JP35148995A JPH09175412A JP H09175412 A JPH09175412 A JP H09175412A JP 35148995 A JP35148995 A JP 35148995A JP 35148995 A JP35148995 A JP 35148995A JP H09175412 A JPH09175412 A JP H09175412A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ラックピニオン式
舵取装置に係り、特にそのラック軸の形状および製造方
法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rack and pinion type steering device, and more particularly to a rack shaft shape and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５により、従来のラック軸を備えたラ
ックピニオン式舵取装置（この例はラックピニオン式動
力舵取装置）について簡単に説明する。２は図示しない
ステアリングハンドルに連結されて回転操作されるスタ
ブシャフト、４は一端にピニオン６が形成されたピニオ
ンシャフトであり、これら両シャフト２，４は、スタブ
シャフト２の軸芯部に形成された空間２ａ内を挿通され
たトーションバー８によって結合され、ベアリング１
０，１２，１４によってステアリングボディ１６および
バルブハウジング１８内に回転可能に支持されるととも
に、所定角度の相対回転ができるようになっている。2. Description of the Related Art A conventional rack and pinion type steering device (in this example, a rack and pinion type power steering device) equipped with a rack shaft will be briefly described with reference to FIG. Reference numeral 2 denotes a stub shaft that is connected to a steering handle (not shown) and is rotationally operated. Reference numeral 4 denotes a pinion shaft having a pinion 6 formed at one end thereof. Both shafts 2 and 4 are formed at the axial center of the stub shaft 2. The bearing 1 is coupled by the torsion bar 8 inserted through the open space 2a.
It is rotatably supported in the steering body 16 and the valve housing 18 by 0, 12, and 14 and can be relatively rotated by a predetermined angle.
【０００３】ステアリングボディ１６内には、軸方向の
一部にラック歯２０ａが形成されたラック軸２０が摺動
自在に支持されており、上記ピニオン６が、このラック
軸２０の歯２０ａに噛合ってラックピニオン式のステア
リングギアを構成している。ステアリングボディ１６
の、ラック軸２０の背面側（図５の下側）に位置する部
分には筒状部１６ａが形成され、この筒状部１６ａ内に
ラックガイド２２が嵌合している。このラックガイド２
２は、上記ラック軸１６の摺動方向と直交する方向に摺
動するようになっている。また、筒状部１６ａの開口部
には、ヨークストッパ２４が螺合固定されている。この
ヨークストッパ２４と上記ラックガイド２２との間には
スプリング２６が配置され、このスプリング２６が上記
ラックガイド２２を付勢して、ラック軸２０をピニオン
６に弾接させている。なお、２８は上記ヨークストッパ
２４のロックナットであり、上記スプリング２６による
付勢力を調節することができる。A rack shaft 20 having rack teeth 20a formed in a part in the axial direction is slidably supported in the steering body 16, and the pinion 6 meshes with the teeth 20a of the rack shaft 20. That constitutes a rack and pinion type steering gear. Steering body 16
A tubular portion 16a is formed in a portion of the rack shaft 20 located on the back side (lower side in FIG. 5) of the rack shaft 20, and the rack guide 22 is fitted in the tubular portion 16a. This rack guide 2
2 slides in a direction orthogonal to the sliding direction of the rack shaft 16. A yoke stopper 24 is screwed and fixed to the opening of the tubular portion 16a. A spring 26 is arranged between the yoke stopper 24 and the rack guide 22, and the spring 26 urges the rack guide 22 to elastically contact the rack shaft 20 with the pinion 6. Reference numeral 28 denotes a lock nut of the yoke stopper 24, which can adjust the urging force of the spring 26.
【０００４】上記ラックピニオン式舵取装置のラック軸
として、図５に示すような中実の棒材から成形されたも
のが従来から広く用いられている。また、このようなラ
ック軸を製造する方法として、鍛造加工によって中実丸
棒の一部にラック歯を成形する方法が従来から一般に行
なわれている（特公平４−２８５８２号公報の従来に関
する記述である第２頁第３欄第１７行ないし第２８行お
よび第２図ないし第３図参照）。しかしながら、中実の
素材からラック軸を形成した場合には、重量が重くな
り、車両の軽量化の要請に反するという問題があった。
また、内部を軸方向に貫通するガンドリル穴の加工が必
要であり、加工工数が多くなるという問題もあった。さ
らに、上記公報に記載されているように製造上の種々の
問題もあり、そこで、中空パイプを素材として鍛造加工
を行なうことにより車両用のステアリングロッドを製造
する方法が提案された。As a rack shaft of the above rack and pinion type steering device, one formed from a solid rod as shown in FIG. 5 has been widely used. As a method of manufacturing such a rack shaft, a method of forming rack teeth on a part of a solid round bar by forging has been generally performed from the past (described in Japanese Patent Publication No. 4-28582). See page 2, column 3, lines 17 to 28 and FIGS. 2 to 3). However, when the rack shaft is formed from a solid material, the weight becomes heavy, which is against the demand for weight reduction of the vehicle.
Further, there is also a problem that a gun drill hole penetrating the inside in the axial direction needs to be machined, and the number of machining steps increases. Further, as described in the above publication, there are various problems in manufacturing, and therefore, a method of manufacturing a steering rod for a vehicle by performing forging using a hollow pipe as a raw material has been proposed.
【０００５】上記公報に記載された製造方法を簡単に説
明すると、この方法は、「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、ステアリングロッド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ている。
一方、移動型としての上ダイス５８には、ラック歯形部
５４を備えたポンチ５６が摺動可能に設けられており、
このポンチ５６のラック歯形部５４と、前記孔型５２と
同径の円筒面の一部５７との組み合わせにて、孔型が構
成されている。そして、かかる下ダイス５８、上ダイス
５８を用いて、ステアリングロッド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
中空パイプ３６の加工される部分３８を収容し、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。次
いで、上ダイス５８に対して摺動可能とされたポンチ５
６によって中空パイプ部分３８を加圧することによっ
て、前記歯形部５４内に中空パイプ部分３８を充満せし
めるようにする。」ものである（上記公報第３頁第６欄
第２行ないし第４３行参照）。The manufacturing method described in the above publication will be briefly described as follows.
Is provided with a hole die 52 having a partially cylindrical surface, and the hole die 52 has a curvature equal to the outer diameter of the hollow pipe 36 which is a material to be processed into the steering rod 34.
On the other hand, a punch 56 having a rack toothed portion 54 is slidably provided on the movable upper die 58.
A combination of the rack tooth-shaped portion 54 of the punch 56 and a part 57 of the cylindrical surface having the same diameter as the hole mold 52 constitutes a hole mold. Then, when the die forging of the steering rod 34 is performed by using the lower die 58 and the upper die 58, the hole die 52 of the lower die 50 accommodates the portion 38 to be processed of the hollow pipe 36, The upper die 58 is matched with the lower die 50 at the beginning of the press cycle or before the molding by the punch 56 is started. Next, the punch 5 is slidable with respect to the upper die 58.
By pressing the hollow pipe portion 38 with 6, the toothed portion 54 is filled with the hollow pipe portion 38. (See page 3, column 6, lines 2 to 43 of the above publication).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の製造方法の
ように、中空パイプの外径と等しい曲率を有している部
分円筒面の孔型が設けられた下ダイスを用いて鍛造加工
を行なうと、例えば、図６に示すように、素材としての
中空パイプ３０の肉厚が薄い場合には、歯形３０ａが充
分に盛り上がらず、歯高不足および欠肉（図５のＡ部参
照）を生ずるという問題があった。また、図７に示すよ
うに、素材としての中空パイプ４０の肉厚が厚い場合に
は、ラック歯４０ａを成形した部分のパイプ内部側の穴
４０ｂがつぶれてしまうので、ラック軸の両端部側を連
通するエア通路穴を別加工により成形する必要があり、
加工工程数が増加するという問題があった。As in the above-mentioned conventional manufacturing method, forging is carried out using a lower die provided with a hole die having a partial cylindrical surface having a curvature equal to the outer diameter of the hollow pipe. For example, as shown in FIG. 6, when the wall thickness of the hollow pipe 30 as a material is thin, the tooth profile 30a does not rise sufficiently, resulting in insufficient tooth height and lack of wall thickness (see A portion in FIG. 5). There was a problem. Further, as shown in FIG. 7, when the hollow pipe 40 as a material has a large thickness, the hole 40b on the pipe inner side of the portion where the rack teeth 40a are formed is crushed, so that both ends of the rack shaft are closed. It is necessary to mold the air passage hole communicating with
There is a problem that the number of processing steps increases.
【０００７】また、上記方法により製造されたラック軸
２０（３０，４０）は、いずれもラック歯の背面側の軸
直角断面が円形であり、このラック軸２０を用いたラッ
クピニオン式舵取装置では、上記図５に示すように、ラ
ック軸２０の断面円形の背面側が、同様にほぼ円形の断
面を有するラックガイド２２によって摺動自在に支持さ
れる。上記ラックピニオン式舵取装置では、ラック軸２
０に対してヘリカルピニオン６が斜めに交差して配置さ
れ、これらのラック歯２０ａとピニオン６とが噛合って
いる。従って、ピニオン６の回転によってラック軸２０
が往復動する際に、両者６，２０の噛合い分力によっ
て、ラック軸２０に対して回転させる力が作用する。す
ると、ラック歯２０ａが片当たりして噛合い不良を起こ
したり、強度上の劣化を生じさせる。また、トルクの脈
動を生じ操舵フィーリングが良くない等種々の問題があ
った。The rack shaft 20 (30, 40) manufactured by the above method has a circular cross section on the back side of the rack teeth which is perpendicular to the shaft, and the rack and pinion type steering device using the rack shaft 20. Then, as shown in FIG. 5, the back side of the rack shaft 20 having a circular cross section is slidably supported by the rack guide 22 having a substantially circular cross section. In the rack and pinion type steering device, the rack shaft 2
The helical pinion 6 is diagonally crossed with respect to 0, and the rack teeth 20a and the pinion 6 mesh with each other. Therefore, the rotation of the pinion 6 causes the rack shaft 20 to rotate.
When reciprocating, the force of rotating the rack shaft 20 acts on the rack shaft 20 due to the meshing component force of the both members 6 and 20. Then, the rack teeth 20a come into partial contact with each other, resulting in poor meshing or deterioration in strength. In addition, there are various problems such as pulsation of torque and poor steering feeling.
【０００８】本発明は上記欠点を除くためになされたも
ので、軽量で歯形精度の良いラック軸を得ることを目的
とするものである。また、肉厚の薄い中空のパイプ材を
用いて、高精度の歯形を有するラック軸を鍛造により成
形することができるラック軸の製造方法を提供すること
を目的とするものである。The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, and an object thereof is to obtain a rack shaft which is lightweight and has good tooth profile accuracy. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a rack shaft, which is capable of forming a rack shaft having a highly accurate tooth profile by forging, using a thin hollow pipe material.
【０００９】さらに、ラック軸の回転を規制して、片当
たりを防止することにより、強度および耐摩耗性を向上
させるとともに、ステアリングの剛性感を向上させて快
適な操舵フィーリングを得ることができるラック軸を提
供することを目的とするものである。Further, by controlling the rotation of the rack shaft to prevent one-sided contact, it is possible to improve the strength and wear resistance, and also improve the rigidity of the steering wheel to obtain a comfortable steering feeling. It is intended to provide a rack shaft.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係るラックピニ
オン式舵取装置のラック軸は、中空パイプ材の一部に鍛
造加工により成形されたラック歯を有するものであっ
て、このラック歯の背面側に、中空パイプ材の内部側に
向かって凹陥した軸方向に延びる凹部が形成されたもの
である。A rack shaft of a rack and pinion type steering apparatus according to the present invention has a rack tooth formed by forging on a part of a hollow pipe material. On the back side, a recess extending in the axial direction that is recessed toward the inside of the hollow pipe material is formed.
【００１１】また、本発明に係るラックピニオン式舵取
装置のラック軸の製造方法は、中空パイプ材を下型の凹
陥部内に配置し、歯形部を備えた上型によって鍛造を行
なうことにより、上記中空パイプ材の一部にラック歯を
成形する方法であって、上記下型に設けられた凹陥部の
底面の中央部に中空パイプ材の軸方向に延びる突部を形
成し、この下型内に中空パイプ材を配置して、上記上型
により鍛造を行なうことにより、中空パイプ材の一部に
ラック歯を成形すると同時に、このラック歯の背面側に
凹部を形成するようにしたものである。Further, in the method for manufacturing the rack shaft of the rack and pinion type steering device according to the present invention, the hollow pipe material is disposed in the recessed portion of the lower die, and forging is performed by the upper die having the toothed portion. A method for forming rack teeth on a part of the hollow pipe material, comprising forming a protrusion extending in the axial direction of the hollow pipe material in the central portion of the bottom surface of the recess formed in the lower die, By arranging a hollow pipe material inside and forging with the upper die, a rack tooth is formed on a part of the hollow pipe material, and at the same time, a recess is formed on the back side of this rack tooth. is there.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例により本
発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係るラック
軸５０の要部を示す縦断面図、図２はこのラック軸５０
およびラックピニオン式舵取装置においてラック軸５０
の背面を摺動自在に支持するラックガイド５２の、ラッ
ク軸５０の軸線Ｏ1 に直角な断面を示す図である。この
ラック軸５０は、肉厚が薄く、断面が円形である中空パ
イプを素材として、その一部に鍛造加工を施すことによ
り、上面にラック歯５０ａを形成するとともに、このラ
ック歯５０ａの背面側には軸線Ｏ1 方向に延びる凹部５
０ｂが形成されている。一方このラック軸５０の背面側
を支持するラックガイド５２にも、ラック軸５０の軸線
Ｏ1 方向に沿って、上記ラック軸５０の凹部５０ｂに対
応して突出した係合部５２ａが形成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of a rack shaft 50 according to an embodiment of the present invention, and FIG.
And the rack shaft 50 in the rack and pinion steering device
FIG. 8 is a view showing a cross section of a rack guide 52 slidably supporting the back surface of the above, perpendicular to the axis O 1 of the rack shaft 50. The rack shaft 50 is made of a hollow pipe having a thin wall thickness and a circular cross section. A part of the hollow pipe is forged to form rack teeth 50a on the upper surface and the back side of the rack teeth 50a. Is a recess 5 extending in the direction of the axis O 1.
0b is formed. On the other hand, the rack guide 52 that supports the back side of the rack shaft 50 is also provided with an engaging portion 52a that protrudes along the axis O 1 direction of the rack shaft 50 so as to correspond to the recess 50b of the rack shaft 50. There is.
【００１３】上記形状のラック軸５０およびラックガイ
ド５２を備えたラックピニオン式舵取装置において、ス
テアリングハンドルの操作によってピニオン６（図５参
照）を回転させることにより、このピニオン６に噛合う
ラック軸５０をその軸線Ｏ1方向に移動させると、上述
のようにラック軸５０を回転させようとする力が作用す
るが、ラック軸５０の背面側に形成された凹部５０ｂが
ラックガイド５２の係合部５２ａに係合して回転方向の
運動を規制されるので、ラック軸５０のローリングを防
止することができる。従って、ラック歯５０ａの片当り
をなくし、強度および耐摩耗性を向上させることがで
き、また、ステアリング装置の剛性感を向上させること
ができる。In the rack and pinion type steering device having the rack shaft 50 and the rack guide 52 having the above-described shape, the pinion 6 (see FIG. 5) is rotated by the operation of the steering handle so that the rack shaft meshes with the pinion 6. When 50 is moved in the direction of the axis O 1 , the force to rotate the rack shaft 50 acts as described above, but the recess 50b formed on the back side of the rack shaft 50 engages with the rack guide 52. Since the movement in the rotation direction is restricted by engaging with the portion 52a, the rack shaft 50 can be prevented from rolling. Therefore, it is possible to eliminate one-sided contact of the rack teeth 50a, improve the strength and wear resistance, and improve the rigidity of the steering device.
【００１４】次に、図３により上記ラック軸５０の製造
方法について説明する。上記ラック軸５０は、上型６４
と下型６６とから成る鍛造装置によってラック歯５０ａ
が成型される。下型６６は、中空のパイプ材６０を収容
する長い凹陥部（ワーク支持孔）６８を有している。こ
の凹陥部６８は、上端の開口部６８ａが、中空パイプ材
６０の直径とほぼ等しい間隔、あるいは直径よりも僅か
に大きい間隔を有し、また、その直径よりも大きい深さ
を有している。この凹陥部６８は、両側壁６８ｂ．６８
ｃが下方に向かって僅かに狭くなるように傾斜してい
る。また、両側壁６８ｂ，６８ｃの最も下部の底面６８
ｄには、この凹陥部６８の幅方向の中央部に、長手方向
に延びる凸部６８ｅが形成されている。なお、図３中に
は、鍛造工程を説明するために、鍛造加工前の中空パイ
プ材６０と、鍛造によりラック歯５０ａが成形されたラ
ック軸５０の両者が示されている。Next, a method of manufacturing the rack shaft 50 will be described with reference to FIG. The rack shaft 50 is an upper mold 64.
Rack teeth 50a by a forging device including a lower die 66 and a lower die 66.
Is molded. The lower die 66 has a long recess (workpiece supporting hole) 68 that accommodates the hollow pipe material 60. The recessed portion 68 has an opening 68a at the upper end with an interval substantially equal to or slightly larger than the diameter of the hollow pipe member 60, and a depth larger than the diameter. . The concave portion 68 has side walls 68b. 68
It is inclined so that c is slightly narrowed downward. Also, the bottom surface 68 at the bottom of both side walls 68b, 68c.
In d, a convex portion 68e extending in the longitudinal direction is formed at the center of the concave portion 68 in the width direction. In order to explain the forging process, both the hollow pipe material 60 before forging and the rack shaft 50 on which the rack teeth 50a are formed by forging are shown in FIG.
【００１５】一方、上型６４は、下型６６に形成された
上記凹陥部６８の上方に昇降可能に配置されており、そ
の下面側に、上記中空パイプ材６０の上面６０ａにラッ
ク歯５０ａを成形する歯形部６４ａを有している。ま
た、上型６４の両側面６４ｂ，６４ｃは、上記下型６６
の凹陥部６８の両側壁６８ｂ，６８ｃとほぼ一致する傾
斜を有している。そして、上型６４の下端部の幅は、上
記下型６６の凹陥部６８の開口部６８ａの幅よりもやや
狭く、上型６４を下型６６の凹陥部６８内に嵌入させて
上記中空パイプ材６０に鍛造加工を終了した時点で、上
型６４の両側面６４ｂ，６４ｃが下型６６の凹陥部６８
の両側壁６８ｂ，６８ｃに密着するようになっている。On the other hand, the upper die 64 is arranged so as to be able to move up and down above the recess 68 formed in the lower die 66, and the rack teeth 50a are provided on the upper surface 60a of the hollow pipe member 60 on the lower surface side thereof. It has a tooth profile 64a to be molded. Further, the both side surfaces 64b and 64c of the upper mold 64 are the same as the lower mold 66.
The recessed portion 68 has an inclination that substantially coincides with both side walls 68b and 68c. The width of the lower end of the upper mold 64 is slightly narrower than the width of the opening 68a of the recess 68 of the lower mold 66, and the upper mold 64 is fitted into the recess 68 of the lower mold 66 to form the hollow pipe. When the forging process is completed on the material 60, both side surfaces 64b and 64c of the upper die 64 are recessed portions 68 of the lower die 66.
The two side walls 68b and 68c are closely attached.
【００１６】さらに、上型６４の両側面６４ｂ，６４ｃ
の下端部、すなわち上記歯形部６４ａの両側部には、こ
の歯形部６４ａによって中空パイプ材６０の上面６０ａ
にラック歯５０ａを成形する際に、このラック歯５０ａ
の両側面５０ｃ，５０ｄを拘束する保持部６４ｄ，６４
ｅが設けられている。この保持部６４ｄ，６４ｅの内面
は、中空パイプ材６０の外面と一致する円弧状の曲面に
なっている。Further, both side surfaces 64b, 64c of the upper mold 64
At the lower end portion of the hollow pipe member 60, that is, at both sides of the tooth profile portion 64a, the upper surface 60a of the hollow pipe member 60 is provided by the tooth profile portion 64a.
When the rack tooth 50a is formed on the
Holding portions 64d, 64 for restraining both side surfaces 50c, 50d of the
e is provided. The inner surfaces of the holding portions 64d and 64e are arcuate curved surfaces that match the outer surface of the hollow pipe member 60.
【００１７】次に、上記上型６４および下型６６を用い
て図１および図２に示すラック軸５０を製造する工程に
ついて説明する。先ず、下型６６の長手方向に延びる凹
陥部６８の開口部６８ａ上に、中空のパイプ材６０を配
置した後、上型６４を下降させる。上型６４は中空パイ
プ材６０の上面６０ａに当たり、この中空パイプ材６０
を押し下げながら下降して下型６６の凹陥部６８内に嵌
入する。さらに下降しつつ中空パイプ材６０を加圧し
て、その下面６０ｂ側を凹陥部６８の底面６８ｄ側に圧
接させる。下型６６の凹陥部６８の底面６８ｄには、ラ
ック軸５０の軸線Ｏ1 方向に延びる凸部６８ｅが形成さ
れているので、中空パイプ材６０が下型６６の凸部６８
ｅに接触した後さらに上型６４を下降させると、中空パ
イプ材６０は上型６４と下型６６とにより上下から同時
に圧迫され、上型６４の歯形部６４ａにより、中空パイ
プ材６０の上面６０ａにラック歯５０ａが成形されると
同時に、下型６６の底面６６ｄに設けられた凸部６８ｅ
により、上記中空パイプ材６０の下面６０ｂ側には、長
手方向に延びる凹部５０ｂが成形される。なお、上記上
型６４の両側面６４ｂ，６４ｃと下型６６の両側壁６８
ｂ，６８ｃとはほぼ一致する傾斜を有しており、上型６
４が下降しつつ上記中空パイプ材６０を加圧して凹陥部
６８内に嵌入し、ラック歯５０ａが成形された時点で、
凹陥部６８の両側壁６８ｂ，６８ｃと上型６４の両側面
６４ｂ，６４ｃとが密着して上下の型６４，６６の内部
が密閉されるようになっている。Next, a process of manufacturing the rack shaft 50 shown in FIGS. 1 and 2 using the upper mold 64 and the lower mold 66 will be described. First, the hollow pipe member 60 is placed on the opening 68a of the recess 68 extending in the longitudinal direction of the lower mold 66, and then the upper mold 64 is lowered. The upper die 64 hits the upper surface 60a of the hollow pipe member 60,
While pushing down, it descends and fits into the recess 68 of the lower mold 66. While further descending, the hollow pipe member 60 is pressed to bring its lower surface 60b side into pressure contact with the bottom surface 68d side of the recess 68. Since the convex portion 68e extending in the direction of the axis O 1 of the rack shaft 50 is formed on the bottom surface 68d of the concave portion 68 of the lower die 66, the hollow pipe member 60 is formed into the convex portion 68 of the lower die 66.
When the upper die 64 is further lowered after coming into contact with e, the hollow pipe material 60 is simultaneously pressed from above and below by the upper die 64 and the lower die 66, and the toothed portion 64a of the upper die 64 causes the upper surface 60a of the hollow pipe material 60 to be pressed. At the same time that the rack teeth 50a are formed on the bottom surface of the lower mold 66, a convex portion 68e provided on the bottom surface 66d of the lower mold 66 is formed.
Thus, a recess 50b extending in the longitudinal direction is formed on the lower surface 60b side of the hollow pipe member 60. In addition, both side surfaces 64b and 64c of the upper mold 64 and both side walls 68 of the lower mold 66.
b and 68c have almost the same inclination, and the upper mold 6
4, the hollow pipe member 60 is pressed to fit into the recess 68 and the rack teeth 50a are formed.
Both side walls 68b and 68c of the recessed portion 68 and both side surfaces 64b and 64c of the upper mold 64 are in close contact with each other to seal the insides of the upper and lower molds 64 and 66.
【００１８】以上のように、中空のパイプ材６０に鍛造
加工を施すことによりその上面６０ａ側にラック歯５０
ａを成型する際に、同時に下面６０ｂ側に凹部５０ｂを
成形するようにしたので、上下の成型圧力を均衡させる
ことができる。その結果、肉厚の薄い中空のパイプ材６
０を用いた場合にも、ラック歯５０ａとなる部分を充分
に盛り上げて、欠肉のない正規の歯高を有するラック歯
５０ａを得ることができる。従って、肉厚の薄い中空パ
イプ材６０を用いて鍛造加工によりラック軸５０を製造
することが可能になるので、軽量化の効果が極めて大き
い。また、薄肉の中空パイプ材６０を使えるため、その
内部の空間が埋められることなく確保されるので、ガン
ドリル加工を省略することができ、エア通路穴の加工も
不要であり、工程数を低減することができる。As described above, by forging the hollow pipe material 60, the rack teeth 50 are provided on the upper surface 60a side.
Since the concave portion 50b is formed on the lower surface 60b side at the same time when a is formed, the upper and lower forming pressures can be balanced. As a result, the thin hollow pipe material 6
Even when 0 is used, the rack tooth 50a having a regular tooth height without flesh can be obtained by sufficiently raising the portion to be the rack tooth 50a. Therefore, since the rack shaft 50 can be manufactured by forging using the thin hollow pipe material 60, the effect of weight reduction is extremely large. Further, since the thin hollow pipe material 60 can be used, the space inside the hollow pipe material 60 can be secured without being filled, so that the gun drilling process can be omitted and the air passage hole is not required, and the number of steps can be reduced. be able to.
【００１９】なお、図４に示すように、鍛造加工前の中
空パイプ材６０の外面の頂点Ｂと、鍛造により成型され
たラック歯５０ｂの歯底Ｃとの間の距離Ｌ1 、および、
鍛造加工前の中空パイプ材６０の外面の下端Ｄと、内部
側に押し上げられた凹部５０ｂの頂点Ｅとの間の距離Ｌ
2 は、適宜設定することができる。但し、上記距離Ｌ1
と距離Ｌ2 とをほぼ等しくした場合には、上方からの成
型圧力と下方からの成型圧力とがほぼ同一となるので最
も効果的である。As shown in FIG. 4, the distance L 1 between the apex B of the outer surface of the hollow pipe material 60 before forging and the root C of the rack tooth 50b formed by forging, and
Distance L between the lower end D of the outer surface of the hollow pipe material 60 before forging and the apex E of the recess 50b pushed up to the inner side
2 can be set appropriately. However, the above distance L 1
And the distance L 2 are substantially equal to each other, the molding pressure from above and the molding pressure from below are substantially the same, which is most effective.
【００２０】なお、本発明に係るラック軸を製造する型
は、図３に示すものに限らず、鍛造加工によって、ワー
ク（中空パイプ材）の上面にラック歯を形成すると同時
に背面に軸方向に延びる凹部を形成しうるものであれば
良い。The mold for manufacturing the rack shaft according to the present invention is not limited to the mold shown in FIG. 3, but the rack teeth are formed on the upper surface of the work (hollow pipe material) by forging, and at the same time the axial direction is formed on the rear surface. Any material can be used as long as it can form an extending concave portion.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上述べたように本発明に係るラックピ
ニオン式舵取装置のラック軸は、中空パイプ材の一部に
鍛造加工により成形されたラック歯を有しており、さら
に、上記ラック歯の背面側に、中空パイプ材の内部側に
向かって凹陥した軸方向に延びる凹部が形成されている
ので、この凹部に対応するラックガイドによって背面を
支持しておくことにより、ピニオンの回転に伴って軸線
方向に移動する際に、このラック軸に回転させようとす
る力が作用しても、回転を規制することができるので、
ラック歯の片当りをなくして強度および耐摩耗性を向上
させることができる。また、ステアリングの剛性感も向
上させることができる。As described above, the rack shaft of the rack and pinion type steering device according to the present invention has the rack teeth formed by forging on a part of the hollow pipe material, and further, the above rack. On the back side of the teeth, there is a recess that extends in the axial direction and is recessed toward the inside of the hollow pipe material.Therefore, by supporting the back side with a rack guide that corresponds to this recess, you can rotate the pinion. Therefore, when the rack shaft is moved in the axial direction, the rotation can be restricted even if a force to rotate the rack shaft acts.
It is possible to improve the strength and wear resistance by eliminating uneven contact of the rack teeth. In addition, the rigidity of the steering can be improved.
【００２１】また、第２の発明に係るラック軸の製造方
法は、中空パイプ材を下型の凹陥部内に配置し、歯形部
を備えた上型によって鍛造を行なうことにより、上記中
空パイプ材の一部にラック歯を成形するものであって、
さらに、上記下型に設けられた凹陥部の底面の中央部に
中空パイプ材の軸方向に延びる凸部を形成し、この下型
内に中空パイプ材を配置して、上記上型により鍛造を行
なうことにより、中空パイプ材の一部にラック歯を成形
するとともに、このラック歯の背面側に凹部を形成する
ようにしたので、肉厚の薄い中空パイプ材を用いた場合
にも、ラック歯の歯形を充分に盛り上げることができ、
歯高不足や欠肉が生ずることがなく高精度のラック歯を
得ることができる。また、肉厚の薄い中空パイプ材を使
用できるので、鍛造加工後にも、内部の空間を確保する
ことができ、その後のエア通路穴を確保するためのガン
ドリル加工等が不要になり、加工工程数を減らすことが
できる。Further, in the rack shaft manufacturing method according to the second aspect of the present invention, the hollow pipe material is placed in the recessed portion of the lower die, and forged by the upper die having the toothed portion, whereby the hollow pipe material A rack tooth is molded in part,
Furthermore, a convex portion extending in the axial direction of the hollow pipe material is formed in the central portion of the bottom surface of the concave portion provided in the lower die, the hollow pipe material is arranged in the lower die, and forging is performed by the upper die. By doing so, a rack tooth is formed on a part of the hollow pipe material and a recess is formed on the back side of this rack tooth, so even when a thin hollow pipe material is used, the rack tooth is formed. You can fully raise the tooth profile of
It is possible to obtain a highly accurate rack tooth without causing tooth height shortage or lack of thickness. In addition, since a thin hollow pipe material can be used, it is possible to secure an internal space even after forging, eliminating the need for subsequent gun drilling to secure air passage holes. Can be reduced.
【図１】本発明の一実施例に係るラックピニオン式舵取
装置のラック軸の要部の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a main part of a rack shaft of a rack and pinion steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】ラック軸およびラックガイドの横断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view of a rack shaft and a rack guide.
【図３】本発明の一実施例に係るラックピニオン式舵取
装置のラック軸の製造方法を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing a method for manufacturing a rack shaft of a rack and pinion steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図４】上記ラック軸の好ましい形状を示す横断面図で
ある。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a preferable shape of the rack shaft.
【図５】従来のラックピニオン式舵取装置のピニオン軸
線に沿う縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view taken along a pinion axis of a conventional rack and pinion steering apparatus.
【図６】従来のラックピニオン式舵取装置のラック軸の
製造方法の欠点を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a defect of a method for manufacturing a rack shaft of a conventional rack and pinion steering apparatus.
【図７】従来のラックピニオン式舵取装置のラック軸の
製造方法の欠点を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a defect of a method for manufacturing a rack shaft of a conventional rack and pinion type steering device.
５０ ラック軸 ５０ａ ラック歯 ５０ｂ 軸方向に延びる凹部 ６０ 中空パイプ材 ６４ 上型 ６４ａ 上型の歯形部 ６６ 下型 ６８ 下型の凹陥部 ６８ｄ 凹陥部の底面 ６８ｅ 軸方向に延びる凸部 50 rack shaft 50a rack tooth 50b axially extending concave portion 60 hollow pipe material 64 upper die 64a upper die tooth portion 66 lower die 68 lower die concave portion 68d concave bottom surface 68e axially extending convex portion
Claims (6)
成形されたラック歯を有するラックピニオン式舵取装置
のラック軸において、 上記ラック歯の背面側に、中空パイプ材の内部側に向か
って凹陥した軸方向に延びる凹部が形成されていること
を特徴とするラックピニオン式舵取装置のラック軸。1. A rack shaft of a rack and pinion steering device having rack teeth formed by forging on a part of a hollow pipe material, wherein the back side of the rack teeth is directed toward the inner side of the hollow pipe material. A rack shaft for a rack and pinion type steering device, characterized in that a recessed axially extending recess is formed.
し、歯形部を備えた上型によって鍛造を行なうことによ
り、上記中空パイプ材の一部にラック歯を成形するラッ
クピニオン式舵取装置のラック軸の製造方法において、 上記下型に設けられた凹陥部の底面の中央部に中空パイ
プ材の軸方向に延びる凸部を形成し、この下型内に中空
パイプ材を配置して、上記上型により鍛造を行なうこと
により、中空パイプ材の一部にラック歯を成形するとと
もに、このラック歯の背面側に凹部を形成することを特
徴とするラックピニオン式舵取装置のラック軸の製造方
法。2. A rack and pinion type steering for forming a rack tooth on a part of the hollow pipe material by arranging the hollow pipe material in a recessed portion of a lower die and forging by an upper die having a tooth profile portion. In the method for manufacturing the rack shaft of the apparatus, a convex portion extending in the axial direction of the hollow pipe material is formed in the central portion of the bottom surface of the concave portion provided in the lower mold, and the hollow pipe material is placed in the lower mold. , A rack shaft of a rack and pinion steering device, characterized by forming a rack tooth on a part of a hollow pipe material by performing forging with the upper die, and forming a recess on the back side of the rack tooth. Manufacturing method.
上部の開口側から底部に向かって徐々に狭められている
ことを特徴とする請求項２に記載のラックピニオン式舵
取装置のラック軸の製造方法。3. The side wall of the recessed portion provided in the lower mold is
The method for manufacturing a rack shaft of a rack and pinion steering apparatus according to claim 2, wherein the rack shaft is gradually narrowed from the opening side of the upper portion toward the bottom portion.
の外径にほぼ一致していることを特徴とする請求項３に
記載のラックピニオン式舵取装置のラック軸の製造方
法。4. The method for manufacturing a rack shaft of a rack and pinion steering apparatus according to claim 3, wherein the width of the opening of the recess is substantially equal to the outer diameter of the hollow pipe material.
致する傾斜を有していることを特徴とする請求項３に記
載のラックピニオン式舵取装置のラック軸の製造方法。5. The method for manufacturing a rack shaft of a rack and pinion steering apparatus according to claim 3, wherein both side surfaces of the upper die have an inclination that matches both side walls of the lower die. .
材にラック歯を成形する際に、このラック歯の両側面を
拘束する保持面を有していることを特徴とする請求項５
に記載のラックピニオン式舵取装置のラック軸の製造方
法。6. The upper die has a holding surface for restraining both side surfaces of the rack tooth when the rack tooth is formed on the hollow pipe member by the toothed portion.
A method for manufacturing a rack shaft of the rack and pinion steering apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35148995A JPH09175412A (en) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | Rack shaft for rack and pinion type steering system and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35148995A JPH09175412A (en) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | Rack shaft for rack and pinion type steering system and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09175412A true JPH09175412A (en) | 1997-07-08 |
Family
ID=18417647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35148995A Pending JPH09175412A (en) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | Rack shaft for rack and pinion type steering system and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09175412A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007029987A (en) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Jtekt Corp | Method for manufacturing rack rod |
| DE102006062242B4 (en) * | 2006-12-22 | 2008-10-16 | Thyssenkrupp Presta Ag | molding |
| US8176763B2 (en) | 2006-12-22 | 2012-05-15 | Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft | Steering rack |
| CN107923513A (en) * | 2015-08-25 | 2018-04-17 | 日本精工株式会社 | Steering rack and its manufacture method |
| CN111065845A (en) * | 2017-09-07 | 2020-04-24 | 日本精工株式会社 | Rack and method for manufacturing same, steering device, vehicle, and rack preforming mold |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP35148995A patent/JPH09175412A/en active Pending
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| CN111065845B (en) * | 2017-09-07 | 2024-02-23 | 日本精工株式会社 | Rack, method for manufacturing the same, steering device, vehicle, and mold for preforming rack |
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