JPH11151614A - ステアリングラック及びその製造方法 - Google Patents

ステアリングラック及びその製造方法

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JPH11151614A
JPH11151614A JP23192598A JP23192598A JPH11151614A JP H11151614 A JPH11151614 A JP H11151614A JP 23192598 A JP23192598 A JP 23192598A JP 23192598 A JP23192598 A JP 23192598A JP H11151614 A JPH11151614 A JP H11151614A
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JP
Japan
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flat
tube
rack
cylindrical portion
cylindrical
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Pending
Application number
JP23192598A
Other languages
English (en)
Inventor
Leonard W Engler
レオナルド・ダブリュー・イングラー
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.)
Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Original Assignee
TRW Inc
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Publication date
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    • 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
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    • 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)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度の高いステアリングラック及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 ステアリングラック10は、押出し成形
工程、据込み加工工程及びブローチ削り工程を含む方法
で製造される。押出し成形工程は、押出し材料の連続体
を細長い円筒形の管12の形態として形成する。管12
は、第1の均一な厚さを有している。据込み加工工程
は、管12の平坦な部分40を形成する。この平坦な部
分40は、上記第1の均一な厚さと実質的に等しい厚さ
を有している。管12の平坦な部分40は、平坦な外側
面52を有している。ブローチ削り工程は、管12の平
坦な部分40に沿って伸長する一列のラック歯60を形
成する。ラック歯60は、平坦な外側面52に沿って隔
置された複数の箇所で材料を切除することにより形成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラックピニオン型
のステアリングギアに使用されるステアリングラックに
関し、また、そのようなステアリングラックの製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】ラックピニオン型のステアリングギア
は、ラック及びピニオンを収容するハウジングを備えて
いる。ラックは、長手方向に伸長する一列のラック歯を
有しており、該一列のラック歯は、ピニオンの歯にかみ
合った状態で係合している。ラックの両端部は、ハウジ
ングから外方に突出して、ステアリング・リンケージ
(舵取りリンク機構)及び対応する一対のかじ取り可能
な車輪に接続されている。ピニオンは、入力軸及びトー
ションバーによって、乗物のステアリングホイールに接
続されている。かじ取り操作が実行されている時には、
ピニオンが回転し、ラックは長手方向に移動する。ハウ
ジングは、バネ負荷されたヨークも収容しており、この
ヨークは、ラックをピニオンに圧接して、ラック歯をピ
ニオンの歯にかみ合い係合した状態に維持する。
【0003】ラックは、押出し成形及びブローチ削りの
加工作業を用いることによって製造することができる。
ラックは、例えば、細長い管の形態の金属材料を押出し
成形することによって形成することができる。上記管
は、円筒形の内側面及び外側面を有している。ブローチ
削り加工は、一列のラック歯を形成するために使用され
る。ブローチ削り加工は、最初に、上記管の一部に沿っ
て金属材料の一部を切除し、上記円筒形の外側面から凹
陥した平坦な外側面を形成する。これにより、上記管の
一部に沿う金属材料の厚さが減少する。ブローチ削り加
工は、その後、上記平坦な面の長さに沿って均等に隔置
された箇所において金属材料を切除することによって、
各ラック歯の間のスペースを形成する。その結果、上記
箇所の間に残っている上記平坦な面の切除されていない
部分によって、ラック歯の山すなわち頂上が形成され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するため
の手段】本発明は、乗物のステアリングラック、並び
に、該ステアリングラックの製造方法を包含する。ラッ
クは、一列のラック歯を有する平坦な部分を有してい
る。本製造方法は、押出し成形工程と、ブローチ削り工
程とを備えており、更に、据込み加工(スエージング加
工)工程とを備えている。
【0005】より詳細に言えば、本製造方法は、細長い
円筒形の管の形態の材料の連続体を押出し成形する工程
を備えている。上記管は、均一な第1の厚さを有してい
る。上記据込み加工工程は、上記管の平坦な部分を形成
する。この平坦な部分は、上記均一な第1の厚さに実質
的に等しい均一な第2の厚さを有していると共に、平坦
な外側面を有している。ブローチ削り工程は、上記平坦
な外側面に沿って隔置された箇所で材料を切除すること
によって、上記管の平坦な部分に沿って伸長する一列の
ラック歯を形成する。
【0006】本発明に従って製造されたステアリングラ
ックは、一列のラック歯に沿って高い強度を有してい
る。その理由は、上記据込み加工工程が、上記管の平坦
な部分を形成する際に、上記管の元々の押出し厚さを維
持するからである。上記管の平坦な部分の長さに沿って
ブローチ削り加工を行うことによってラック歯を形成し
た場合には、上記元々の押出し厚さは、減少した厚さに
比較して、高い強度をもたらす。
【0007】本発明の独自の特徴によれば、上記据込み
加工工程は、三角形の断面形状を有する非円筒形の部分
を上記管に形成する。上記管の平坦な部分は、上記非円
筒形の部分の3つの辺を画定する3つの平坦な部分の中
の一つである。従って、本発明は、三角形の形状から生
ずる追加の強度を有するラックを提供する。
【0008】本発明の上述の及び他の特徴は、図面を参
照して以下の記載を読むことにより、当業者には明らか
となろう。
【0009】
【発明の実施の形態】図1及び図2に示すように、本発
明に従って構成されたステアリングラック10は、先
ず、円筒形の金属管12を備えている。この金属管すな
わち管12は、金属材料をダイスを通して押し出すこと
により形成される。この押出し成形は、当業界で周知の
適宜な方法で実行することができる。このように、管1
2は、押し出された金属材料の単一の連続体として形成
されていて、その全長に沿って均一な断面形状を有して
いる。管12の断面形状は、円筒形の内側面14及び円
筒形の外側面16によって画定されており、上記内側面
及び外側面は各々、長手方向の中心軸線17にその中心
を有している。管12は、均一な厚さT1(図2)を有
しており、この均一な厚さは、上記内側面14及び外側
面16における内径と外径との間の差に等しい。
【0010】図1の管12は、据込み加工されて、図3
に示すように、管12の細長い非円筒形の部分20を形
成している。本発明の好ましい実施例における非円筒形
の部分20は、管12の両端部22、24から隔置され
ている。従って、非円筒形の部分20は、隣接する一対
の円筒形部分26、28に隣接している。
【0011】据込み加工のプロセスは、図5及び図6に
概略的に示されている。平坦面32を有する3つのダイ
ス30を用いて、軸線17の回りで120°の角度で隔
置された3つの方向(図5及び図6に矢印で示されてい
る)において管12に対して据込み荷重を与える。これ
により、管12の非円筒形の部分20には、図4に示す
概ね三角形状の形態が形成され、この三角形状の形態
は、比較的平坦でないコーナー部46によって接続され
ている3つの平坦な側部40、42、44から構成され
ている。
【0012】非円筒形の部分20の上記3つの平坦な側
部40、42、44は同様な形状を有している。より詳
細に言えば、上記平坦な側部は各々、内側面50と外側
面52とを有している。外側面52は、ダイスの平坦面
32と同様に平坦である。内側面50は、ダイス30に
よって撓まされる結果、実質的に平坦である。
【0013】非円筒形の部分20の上記3つのコーナー
部46も、同様な形状を有している。各々のコーナー部
46は、管12の円筒形の外側面16の一部によって形
成される弧状の外側面54を有している。各々のコーナ
ー部46は、更に、管12の円筒形の内側面14の一部
によって形成される狭い弧状の内側面56を有してい
る。
【0014】次に、ブローチ削り加工を用いて、図7及
び図8に示すように、非円筒形の部分20の第1の平坦
な側部40に長手方向に伸長する一列のラック歯60を
形成する。ブローチ削り作業は、第1の平坦な側部40
の外側面52に沿って隔置された箇所で金属材料を切除
することによって、ラック歯60の間にスペース62を
形成する。上述のブローチ削り加工は、当業界で周知の
適宜な方法によって実行することができる。従って、本
発明の好ましい実施例におけるラック歯60には、外側
面52の切除されていない残りの部分によって少なくと
も部分的に形成される頂上すなわち山64が形成され
る。
【0015】本発明の主要な特徴によれば、管12の厚
さは、据込み加工によっては実質的に影響を受けない。
従って、非円筒形の部分20の各々の平坦な側部40、
42、44は、その内側面50と外側面52との間に実
質的に均一な厚さT2(図4及び図8)を有しており、
この厚さT2は、管12の元々の押出し厚さT1(図
2)に実質的に等しい。本発明のこの特徴は、ブローチ
削り加工が完了した時点でラック歯60を形成する残り
の金属材料の厚さを最大限にする。従って、ラック10
の強度が増大する。ラック10の強度は、三角形の形状
によって更に増大する。
【0016】ラック10は、ラックピニオン型のステア
リングギアに装着される。このステアリングギア70
は、図9に部分的に示されている。ステアリングギア7
0は、ラック10及びピニオン74を収容しているハウ
ジング72を備えている。ピニオン74は、回転軸線7
5を有していると共に、ラック歯60とかみ合っている
斜歯76を有している。当業界で周知のように、ラック
10の両端部は、乗物のステアリング・リンケージ(舵
取りリンク機構)、及び、対応する一対のかじ取り可能
な車輪に接続されている。ピニオン74は、これも当業
界で周知のように、入力軸及びトーションバーによっ
て、乗物のステアリングホイールに接続されている。ス
テアリング操作を実行している時には、ピニオン74
は、軸線75の回りで回転し、ラック10は、軸線17
に沿って長手方向に動く。
【0017】ステアリングギア70は、更に、ヨーク8
0を備えている。ラックガイドとも呼ばれることがある
上記ヨーク80は、ラック10の軸線17に対して直交
する軸線81にその中心を有している円筒形の周縁形状
を有している。ヨーク80は、閉鎖キャップ84とラッ
ク10との間のハウジング72の円筒形の部分82の中
に収容されている。
【0018】バネ86が、ヨーク80と閉鎖キャップ8
4との間で圧縮されている。上記バネ86は、軸方向の
予荷重力を与え、この予荷重力は、図9で見て左側から
右側に向かう方向にヨーク80をラック10に向けて強
制的に押圧する。一方、上記ヨーク80は、ラック10
に予荷重力を与えて、ラック歯60をピニオン74の歯
76にしっかりとかみ合い係合した状態に保持する。よ
り詳細に言えば、ヨーク80は、一対の平坦なガイド面
90を有しており、これらガイド面は、第2及び第3の
平坦な側部42、44の平坦な外側面52に摺接した状
態でラック10に係合する。この構成においては、互い
に嵌合する2対の面90、52は、回転方向のインター
ロックを確立し、このインターロックは、ラック10が
軸線17の回りでピニオン74と相対的に回転方向に運
動するのを阻止する。
【0019】本発明に関する上の記載から、当業者は、
改善例、変形例及び変更例を理解することができよう。
当業界の技術範囲に属するそのような改善例、変形例及
び変更例は、頭書の請求の範囲によって保護されるべき
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】部分的に製造された形態のステアリングラック
の断面図である。
【図2】図1の線2−2に沿って取った断面図である。
【図3】ステアリングラックのその後の形態を示す断面
図である。
【図4】図3の線4−4に沿って取った断面図である。
【図5】ステアリングラックを製造する際に採用される
工程を示す概略図である。
【図6】ステアリングラックを製造する際に採用される
工程を示す概略図である。
【図7】ステアリングラックのその後の別の形態を示す
断面図である。
【図8】図7の線8−8に沿って取った断面図である。
【図9】図7のステアリングラックを備える乗物用ステ
アリングギアの部分断面図である。
【符号の説明】
10 ステアリングラック 12 管 14 円筒形の内側面 16 円筒形の外側面 17 長手方向の中心軸線 20 非円筒形の部分 22、24 管の端部 26、28 円筒形の部分 40、42、44 平坦な側部 50 平坦な内側面 52 平坦な外側面 T1 押出し厚さ(第1の厚さ) T2 非円筒形の部分の厚さ(第2の厚さ)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 材料の連続体を第1の均一な厚さを有す
    る細長い円筒形の管の形態として押出し成形する押出し
    成形工程と、 前記管を据込み加工して、前記第1の均一な厚さに実質
    的に等しい第2の均一な厚さを有する前記管の平坦な部
    分を形成し、前記管の前記平坦な部分が平坦な外側面を
    有するようにする据込み加工工程と、 前記管をブローチ削りし、前記平坦な外側面に沿って隔
    置された箇所で前記材料を切除することにより、前記管
    の前記平坦な部分に沿って伸長する一列のラック歯を形
    成するブローチ削り工程とを備えること、を特徴とする
    ラックの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のラックの製造方法にお
    いて、前記据込み加工工程は、前記平坦な外側面を平面
    として形成すること、を特徴とするラックの製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のラックの製造方法にお
    いて、前記据込み加工工程は、三角形状の断面形状を有
    する前記管の非円筒形の部分を形成し、前記管の前記平
    坦な部分が、前記非円筒形の部分の3つの側部を画成す
    る3つの平坦な部分の中の一つであるようにすること、
    を特徴とするラックの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載のラックの製造方法にお
    いて、前記据込み加工工程は、前記管の前記非円筒形の
    部分を前記管の両端部から隔置された箇所に形成するこ
    と、を特徴とするラックの製造方法。
  5. 【請求項5】 細長い管の形態として押出し成形された
    材料の連続体から構成されていて、ステアリングギアの
    ピニオンに係合する一列のラック歯を有している、乗物
    用ステアリングラックを備えており、 前記管は、円筒形の内側面及び円筒形の外側面を有する
    円筒形の部分を有しており、 前記管は更に、平坦な部分を有する非円筒形の部分を有
    しており、前記平坦な部分は、平坦な内側面及び平坦な
    外側面を有しており、 前記ラック歯は、前記平坦な内側面と前記平坦な外側面
    との間に形成されていること、を特徴とする装置。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の装置において、前記管
    の前記円筒形の部分は、前記円筒形の内側面と前記円筒
    形の外側面との間の押出し厚さを有しており、前記非円
    筒形の部分は、前記各々のラック歯の頂上に平坦な厚さ
    を有しており、前記平坦な厚さは、前記押出し厚さに実
    質的に等しくなるように構成されたこと、を特徴とする
    装置。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の装置において、前記管
    の前記非円筒形の部分は、三角形状の断面形状を有して
    おり、前記非円筒形の部分の前記平坦な部分は、前記非
    円筒形の部分の3つの側部を画成する3つの平坦な部分
    の中の一つであるように構成されたこと、を特徴とする
    装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の装置において、前記管
    の前記非円筒形の部分は、前記管の両端部から隔置され
    ていること、を特徴とする装置。
  9. 【請求項9】 請求項7に記載の装置において、前記非
    円筒形の部分の前記平坦な部分は、平らな外側面を有し
    ており、当該装置は、乗物用ステアリングギアを備えて
    おり、該乗物用ステアリングギアは、一対の前記平らな
    外側面に係合する一対の平らなガイド面を有するガイド
    構造を含んでいること、を特徴とする装置。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の装置において、前記
    ガイド構造は、バネ負荷されたヨークを含むこと、を特
    徴とする装置。
JP23192598A 1997-08-19 1998-08-18 ステアリングラック及びその製造方法 Pending JPH11151614A (ja)

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US91858197A 1997-08-19 1997-08-19
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