JPS60108132A - 中空粗材の鍛造方法および装置 - 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】 本発明は中空粗材の鍛造方法および装置に関し、特にラ
ックの製造に好適な鍛造方法および装置に関するもので
ある。

従来、ラックの把量化を目的として、中空棒を用いたラ
ックを製造する方法が種々提案されている。これらの方
法は、中空棒をラック用に粗加工したラック粗材に、そ
の中空部の内径寸法にあった鋼棒をラック歯の歯部成形
予定部分に充填す□る（４？開昭５７−’１９５９６０
号公報、特開昭５７−２０６５４６号公報）かあるいは
砂等の不定形物を充填する（特開昭５８−９３５３７−
号公報）かした後、これを下型の凹所に装填し、パンチ
によってラック粗材の被加工部を塑性変形させてラック
歯を成形するようにしているｇ しかし、従来の方法では、充填物として鋼棒を用いると
ラック歯成形後もそのｉｔ銅棒をランク粗材の成形歯部
分中に残さざるを得す、また砂を用いる場合であっても
、砂を中空内に保持するストッパ部材を砂とともにラッ
ク粗材の成形歯部分中に残さざるを得ないため、これで
は折角、ラックの軽量化を図ったにも拘らず十分その目
的を達成したことにはなり得ない憾みがあった。

また、一般に、ラックを製造する装置形式として、例え
ば第１図（ａ）、（ｂ）に示す鍛造装置が用いられてお
９、同図（ａ）は、下型（１）の凹所に装填したラック
粗材（２）を、その凹所内に密嵌する上型（３）をプレ
スしてラック歯を成形する、いわゆる密閉式鍛造装置を
示すもので、これによると、ラック粗材（２）の塑性変
形による金属の逃げ場がないことから、このラック粗材
（２）を予め高精度に仕上げておかなければならないと
いう欠点があった。また、同図（ｂ）は、下型（１′）
の凹所に装填したラック粗材（２）を、上型（６′）下
面の凹所内にラック歯成形用歯形を有する上型（３′）
を下Ｗ　（１’　）から露出したラック粗材（２）（（
嵌合、プレ２これら上型（１′）、下型（６′）間に形
成された隙間を塑性変形する金属の逃げ場を間とし、こ
のとき逃がしたパリを残す、いわゆる半密閉式鍛造装置
を示すものでめる。これによると、確かにラック粗材（
２）に予め高い精度が要求されるということはないが、
後にパリを除去するパリ加工が必要で、ＤＤ、歩留りが
悪くなるという欠点を有していた。

本発明は叙上の欠点を除去するためになされたもので、
ラック粗材として重量を付加する充填物を施すことのな
い中空粗材を用い、６しかも、上述した密閉式鍛造法の
欠点と半密閉式鍛造法の欠点を二つながら排除できるよ
うにしたものであシ、その目的とするところは、ラック
粗材の中空部に液状圧力媒体を充填し、これを密閉式鍛
造手段に装填した後、プレス加工し、このときの塑性変
形による金属の逃げの部分を圧力媒体を放出することに
より補償するようにした鍛造方法を提案するとともに、
この鍛造方法を実現するだめの鍛造装置を提供しようと
するものである。

以下図示実施例に基づき本発明に係るラックの製造方法
および装置について説゛明する。第２図（ａ）。

（ｂ）、（Ｃ）は本実施例装置を示すもので、同図（ａ
）はこの装置の縦断面を示す図であり、同図（ｂ）は図
（ａ）のＢ−Ｂ線に白う断面を示している。

この装置は、下型（１）とその長手方向両端面：こ密着
する両側型（２）　、　（８１を備え、これらによって
ラック粗材（４）の妖る凹所を形成している。そしてこ
れら両側型（２）、（３１には、それぞれ水平方向の小
孔（２ａ）と孔（６ａ）を穿設し、小孔（２ａ）には圧
力媒体の導管（２ｂ）を接続するとともに、他方の孔（
３ａ）には１制圧弁体（５）を密嵌させるよ−うにして
いる。！ｌ：た、この耐圧弁体（５）の外側には板ばね
（６）を弾接させて、この耐圧弁体（５）に所定圧以上
の内圧が作用するまで、この耐圧弁体（５）が摺動しな
いように弾接支持している。

上記側型（３）、耐圧弁体（５）および板ばね（６）の
取付関係は第２図（Ｃ）に示すようになっている。すな
わち、この耐圧弁体（５）は７ラック部（５ａ）で側型
（３）に密着し、この間の気密を保つためにシーリング
部定圧以上の内圧が作用したとき、この耐圧弁体（５）
が摺動右行して露出するようになっている。したがって
導管（２ｂ）から液状圧力媒体を注入すれば、下型（１
）に装填されたラック粗材（４）の中空部中にこの圧力
媒体を充填することができる。なお、図示していないが
、この導管（２ｂ）側には圧力媒体を遮断する対策が講
じられ、また図示の如く板ばね（６）は支持部材（６′
）で固定されている。

一方、上記下型（１）の上方には、上型となる部材が配
置されている。この上型（８）はラック歯を加工する歯
形を下面に有するパンチ（９）と、これを固定支持する
ホルダ叫を備えるとともに、このホルダα０）の下面に
は上記パンチ（９）と隣接する押え部材（１］Ｊがパン
チ（９）と摺動自在に配置され、この押え部材（１１）
とホルダ（１０）間にばね（抑が弾装されている。した
がって上型（８）を押下してラック粗材（剣の被加工部
（４ａ）をプレス加工するとき、このラック粗材（４）
の非加工部（４ｂ）をこの押え部層αＩ）が弾圧して固
定できるようになっている。

次に、ラックの製造過程を第２図および８１４３図を参
照して説明すると、下型（１）、両側型（２＋、（３１
が形成する空間に所定寸法に加工した中空部月よりなる
ラック粗材（」）を嵌合させ、側型（３）に耐圧弁体（
５）を嵌装する。このとき耐圧弁体（５）の細孔（５Ｃ
）は大気に露出するように嵌装しておく。次いで樽管（
２ｂ）から液状圧力媒体として油をラック＃′ｊｉ材（
４）の中空部に圧入すると、内部の空気は上記細孔（５
ｃ）から排出され、油が充満したことを４０　認した後
、耐圧弁体（５）を側型（３）に密嵌して板ばね（７）
を耐圧弁体（５）に弾接支持する。かかる操作終了後上
型（８）を降下させて、ラック粗材（４）の被加工部（
４ａ）の成形を開始すると、中空部内の油圧は第５図示
のように既に圧入時の油圧Ｐ□　（Ｋｙ／慕２〕に達し
ており、始し、プレス圧がＰ４．　（Ｋｑ／ｃＴＬ２）
に達したとき油圧はＰ３〔Ｋ９／ｃＩｒＬ２〕となる。

このＰ　３〔Ｋ１７ｃｍ２）　の内圧によって耐圧弁体
（５）が板ばね（０）の付勢力に抗して外側に摺動して
、この耐圧弁体（６）の細孔（５ｃ）が露出することと
なり、油がこの細孔（５ｃ）から放出される。このとき
の油の放出量はパンチ（９）のラック粗材（４）への進
出容量と等しく、プレス圧の上昇にも拘らず油圧はＰ　
、、〔Ｋｇ／ｃｘ”　）の一定値を維持する。

そしてパンチ（９）が最大ストロークに達しても、最早
プレス圧は上昇せず、この圧力Ｐ５〔Ｋｖ／ＣｒｒＬ２
〕でランク１狩を成形し、後は上型（８）を上昇させる
ことによって作業は終了する。

本実施例では、以」二の説明からも明らかなように密閉
鍛造であるにも拘らず、精度を要しないラック粗材（４
）から高精度のラック歯を成形することができ、しかも
中空部材を用い、その内部に油を圧太し、ラックｍｈＴ
ｌ造時に油圧が所定圧以上になったとき、粗材の変形量
に応する油の放出量を補償させ、これによってパリが生
じないようにしているから、従来の半密閉式鍛造方法に
生じたようなパリの除去工程を省略でき、加工の容易々
鍛造手段を得られる効果がある。

捷だ、第４図および第５図は本発明の他の実施例を示す
ものである。以下この実施例を説明すると、本実施例は
、上記実施例の１１ｉＪ圧弁体（５）に相当する部分を
除き上記構成と略同−４１’を成を有している。すなわ
ち、下型（１）の一部には折曲屁１孔（１３ａ　）を有
する側型部拐（１ａ）が嵌入配置されてい乙。そしてこ
の折曲細孔（１ろａ）の一部に絞り効果を生起させるオ
リフィス（１ろｂ）を形成している。したがって圧力媒
体としての油を、下型（１）に嵌合されたラック粗材（
４）の中空部内に注入するときには、油面を上記オリフ
ィス（＋３ｂ）形成位置よシ上方に位置するようにする
。

然して、パンチ（９）を降下させラックｆ１（材（４）
の被加工部（１ａ）に圧接すると、プレス圧および油圧
は第５図のように上昇する。同図によれば、プレス圧が
Ｐよ、（Ｋｇｚ６＋ｔ”　）に達すると油圧は徐々に上
昇し、油を放出し始め、プレス圧Ｐ□２〔ＫＶｔ７１Ｌ
２〕を境に１、オリフィス（１６ｂ）の絞り効果を発揮
し始めてパンチ（９）の降下とともに急激に油圧は上昇
し、このとき、ラック粗材（４）の被加工部（４ａ）に
塑性変形がおこり、ラック歯の成形が行なわれることに
なる。そしてパンチ（９）が最大ストローク位置に達す
るとともにラック歯の成形は終了し、後はパンチ（９）
を上昇させることによって作業を終了する。このとき、
オリフィス（１３ｂ）からの油の最大流出速度がパンチ
（９）のストロークによる体積変化速度を下まわること
になると、オリフィス（１３１））による絞り効果が発
揮されず、塑性変形を得ることができない点に留意を要
する。

ナオ、上記各実施例におけるプレス圧の加圧パターンを
ラックの種類に応じて適宜選択することができることは
言うまでもなく、また上記耐圧弁体（５）は所定の内圧
を受けたときに液状圧力媒体を放出できる構造を、・矯
しておればよく、上記実施例に示す細孔に限定されるも
のではない。さらに、耐圧弁体（５）を弾圧する板ばね
（６）に代え他の付勢手段を用いることができることも
言うまでもない。

上記実施例ではラックの製造方法について説明したが、
ラックの他、中心部に空間を有するものであれば平歯車
などの鍛造にも本発明方法および装置、を有効に適用す
ることができる。

以上本発明によれば、中空粗材の内部に液状圧力媒体を
充填封止した後、この圧力媒体が充填された中空粗相に
圧力を加え、内部の圧力媒体の一部を緩徐に放出させる
ことによシ、この圧力媒体の圧力を上記加圧力に抗する
内部圧力に保持させ上記圧力媒体の放出過程で上記中空
粗相に所望の塑性変形を付与する鍛造法を採用軸したた
め、密閉式鍛造であるにも拘らず低い精Ｊ及の中空粗相
からパリを生じさせることなく高精度の歯形を得ること
かできる。

１だ、従来の密閉式鍛造装置の下型に、中空粗相と大気
との連通路とこの連通路の内部圧力保持手段を設けると
いう極めて簡単な構成をイ」加することによって上述し
た中空粗材を用いてしかも残留充填物の生じることのな
い加工容易な鍛造装置を得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は従来のラックの鍛造装置の要部
を示し、（ａ）は密閉式銀″造装置、（ｂ）は半密閉式
鍛造装置の断面を示す図、同図（Ｃ）は半密閉式鍛造装
置によって得られたラックの断面を示す図、第２図（ａ
）、（ｂ）、（Ｃ）は本発明の一実施例装置を示し、同
図（ａ）は本実施例装置の縦断面図、（ｂ）は（ａ’）
のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）＆ま（ａ）の要部拡大
図、第５図は本実施例装置によるラックの製造過程のプ
レス圧および圧力媒体の内部圧力の上昇パターンを示す
図、第４図は本発明の他の実施例に係る装置を示す縦１
１７ｉ面図、第５図は第６図に相当する加圧パターンを
示す図である。 （１）・・下型　（２）　、　（８１・・側型（５）・
・耐圧弁体　（５Ｃ）・・細孔（６）・・板ばね　（８
）・・上型 （９）・・パンチ　（１３ａ）・・折曲細孔（１３ｂ）
・・オリフィス 第　１　ロ 第２図 第３図 第５図 □　７°シス五カ ー・−−−ラ氏係五力 ｗｒ藺 手続補正書（自発） ■、小事件表示 昭和５８年特許願ｆ５２１５５２４シ）２、発明の名称 中空粗材の鍛造方法および装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都渋谷区代々木２丁目１０番１２号４、代
理人　〒１０３ 住　所　東京都中央区日本橋本町１丁目４番地中山ビル
４階 ５、補正の対象 図面。 ６、補正の内容 第２図（ａ）８よび（ｃ、）を別紙のとおり補正する。 ７、添付書類の１．１録 油圧後の図面　１通 以　上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空粗材の内部空隙に液状圧力２媒体全充填封止
   して後、この圧力媒体が充填された中空租イ２に圧力を
   加え、内部の圧力媒体の一部を緩徐Ｖ（放出させること
   によりこの圧力媒体の圧力を上記加圧力に抗する内部圧
   力に保持させ、上記圧力媒体の放出過程で上記中空粗材
   に所望の塑ＩＩＵ：変形を（ｊ力することを特徴とする
   中空粗相の′１１９造方法。
2. （２）中空粗材をその開口部を閉塞させて受け入れる四
   部が設けられた下型と、上記四部に嵌入する上型とをｆ
   ｌｉｆｊえ、上記下型には受け入れられた中空粗相の内
   部空隙を外部へ連通させる連通路を形成するとともに、
   この連通路には、上記上型の加圧によｐ生ずる上記中空
   粗材中に封入された圧力媒体の放出流量を制限させる内
   部圧力保持手段を設けたことを特徴とする中空粗相の鍛
   造装置。
3. （３）上記内部圧力保持手段を、上記連通路を閉塞する
   弁体と、この弁体をそ４の閉塞方向に弾圧して上記加圧
   時に該弁体と連通路との間に生ずる上記圧力媒体の放出
   ＠間を制限させる押圧ばねとにょ多構成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の中空粗材の鍛造装置
   。
4. （４）上記内部圧力保持手段を、上記加圧時に生ずる圧
   力媒体の放出流量を制限させる上記連通路に形成したオ
   リフィスとして構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の中空粗材の鍛造装置。