JPH0255137B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用かじ取ラツク棒及びその製造
に関するものである。

（背景技術） 従来、実質的にすべてのかかるラツクは一端か
ら延びる長さの約４分の１にわたつて横歯を切削
された円柱状の鋼棒から作られてきた。典型的に
は先ず平面が棒半径の半分より幾分小さい深さま
で棒に機械加工され、歯は“平面”の深さの約半
分をもつ。このため歯より下の棒の断面の残りの
深さはその直径の約３分の２にまで減少し、この
ためその曲げ抵抗力は半分以下に減少する。かか
るラツクは中炭素鋼から作られ、それらの歯は耐
摩耗性を改善するために高周波焼入れされる。

自動車かり取装置中に設置した状態では、かか
るラツク棒は、かじ取装置ハウジングを貫通して
突出しているラツク棒の張出し端にタイロツドを
経て懸架装置から伝わる力に因つて激しい曲げ荷
重を受ける。かかる曲げ荷重は車両の右側でも、
左側に加わるものと同じ最大値に達する。それ故
ラツク棒は歯付端部でこの曲げに耐えるのに適し
た強度をもつように設計されるので、それは円柱
状端部に要求される強度の２倍をもつ結果にな
る。円柱状端部はラツク棒長さの約４分の３から
なるので、かかるラツクは必要な重さよりずつと
重くなり、材料がむだになる。

普通に作られるかかるラツクの上記欠点は、横
断面がＹ字形に似ているが、充てんされる上方ア
ーム部間の区域と切削された歯をもつているラツ
クを作ることによつて除去することができる。

英国特許第1525760号にその使用が記載されて
いるセクシヨンはけたに似ており、その重量に対
して曲げに強く、その強度は丸いラツク棒の場合
よりは歯の切削によつてあまり減少せしめられな
い。

本文中で、用語“Ｙ形ラツク”は上記の如き型
式のかじ取ラツクを表わすために使用される。し
かし、文字“Ｙ”との比較は、アーム部の下側は
必ず平らであるとか又はアーム部間にはステム又
は尾部が存在する必要があるということを意味す
るためになされるべきでない。例えば下面は断面
で凸状又は凹状に作ることができ、またそれらの
間の面は用語“Ｙ形”で意味するものより小さな
中断部をもつことができる。

かかるラツクの“Ｙ形”アーム部の下側は通常
のラツクの円柱状面と同じ仕方で案内面として作
用しなければならず、それ故滑らかであり、
0.025mm又はこれ未満の公差内で向かい合つて歯
のピツチ線に対して精密な関係になければならな
い。これらの“Ｙ形”面を並置された歯に対して
かかる最終の精密な関係に機械加工することは既
知の機械加工方法では困難である。

かじ取ラツク棒のもう１つの最近の開発では、
従来使用された規則正しく離隔した歯が英国特許
第1356172号に記載した如き不規則な形状の歯に
よつて置き換えられて、可変のかじ取比を与える
ようになされている。かかる歯は駐車努力
（parking effort）を減らすかなりの利点を提供
するが、歯切り、ブロツチ削り又は研削の如き既
知の方法で簡単に作ることはできない。

上記何れの開発も通常の機械加工法を容易に受
入れることができないので、現在まで作られた殆
どのラツクは、以下説明する如く、極めて不適切
な鍛造法によつて作られてきた。

かかるラツクは、鍛造において鋼の結晶粒が歯
の輪郭に沿つてかつその長さを横切る方向に流さ
れて、歯車鍛造技術において周知の如く、ラツク
歯の疲れ強さを高めるという利点をもつ。

英国特許第2056894号は、可変比をもつものを
含んでかじ取ラツクが上記の有利な鍛造効果を利
用し、またラツクを作る材料棒の結晶粒が歯を横
切る方向に横たわるように構成することによつて
上記効果を増強する方法を示すことを意図してい
る。

実際、歯車歯の鍛造とねじ山転造の疲れ強さに
対する有利な効果は周知であり、元の結晶粒の方
向に無関係に得られる。いずれにしても上記特許
に記載された棒の結晶粒の方向は米国特許第
3550418号に記載された如きラツク棒に横歯を鍛
造する方法から必然的にもたらされるものであ
り、これについては英国特許第2026908号に記載
された一方法を参照することができる。

しかしながら、英国特許第2056894号に記載さ
れたラツク製造方法にはいくつかの大きな欠点が
ある。例えばもし丸棒が密接嵌合するダイ半部間
で圧搾されたならば、この場合には一方のダイ半
部は歯形表面をもつているのであるが、鋼は歯の
成型が始まると直ちに“リブ”を作るべく接近し
つつあるダイ面間に水平に絞り出されるというこ
とは明白である。ラツク側面上のかかるリブはダ
イの閉鎖を妨げる。リブの若干の絞り出しは起こ
るかも知れないが、もし熱間鍛造であれば、鋼が
ダイによつて冷却されたとき、又はもし冷間鍛造
であれば鋼が加工硬化したときにこの絞り出しは
止まるだろう。

何れの場合でも、前記英国特許明細書に示した
大きさのダイ内でこうして無駄にされた或る量の
金属も元の素材の４分の１又はそれ以上にもな
り、素材の量を仕上がつたラツクの量と正確に等
しくすることは不可能である。この無駄はもしラ
ツク歯が前に参照した普通に使われる大きさに一
致するならば、もつと多くなるだろう。図示の丸
い頂部をもつたラツク歯はかじ取ラツクに使うの
には全く実際的ではない。ラツク棒上の平面部の
前以ての機械加工と側面リブの除去は追加の作業
を要求し、材料の無駄をもたらす。

英国特許出願第2088256号を参照すれば、これ
は前述の特許の幾つかの制限を克服する。例え
ば、第５図は鍛造技術で周知の如く、ダイの主洞
部の長手方向軸線の各側に適当なみぞによつて側
面“リブ”を形成する準備がなされていることを
示す。更に、この方法はかかる歯をかかるダイ内
で所要の精度に仕上げ成型することが、冷間であ
つても又は熱間であつても、実施不能であること
を認めており、むしろ通常の鍛造温度（一般に
1000℃以上）で最初の作業が行われることを示し
ている。

前記特許明細書は、かかる温度での鍛造ではゆ
がみとスケーリングが発生することを認めてお
り、それ故くせ取りとスケール除去作業の後に歯
付部分のラツク棒は、所要の精度を与えるために
冷間圧印加工されることを示している。この方法
の追加の決定は、その明細書に記載している如
く、高鍛造温度を使用することに因り、ラツクの
心部の材料が軟化し、このため鍛造された素材は
引続き焼入れ、焼き戻しをして、仕上がつたラツ
クに必要な強度を与えなければならないことであ
る。かかる焼入れにおいてはゆがみを必然的に生
じ、それ故ラツクの長い端部を鍛造される歯端部
と正確に整列させて機械加工しなければならない
追加の仕上作業が要求される。歯の各端部で根元
区域から横向きに延びるリブ材料はトリミング又
は切削によつて除去しなければならず、それ故歯
元を取り巻く望ましい結晶粒の方向は応力が最高
になりがちである歯の端部で切られ、それ故鍛造
に由来する疲れ強さの若干が失われる。

問題の幾つか、例えば上記先行技術のスケーリ
ング、ゆがみ及び軟化の問題はもし鍛造を低温度
で行えば克服することができる。かかるプロセス
はしばしば暖熱鍛造、即ち約550℃乃至750℃で行
う暖熱鍛造と称されている。寸法変化を伴う鋼か
らオーステナイト状態への転移はこれによつて避
けられる。しかしながら、鋼はこれらの温度では
1000℃にあるときよりはずつと可塑性は小さく、
それ故歯を完全に充てんすることはずつと困難で
ある。

前記先行技術の追加の問題は鋼素材の適切な拘
束の無いこと、それ故ダイの最終閉鎖中に起こる
材料の逃出である。これがかかる低成形温度の使
用を妨げている。低温度での歯の成形と充てんを
可能にするためには、できるだけ近くにあるダイ
チヤンバの使用が望ましい。

この問題は、例えば黄銅の熱間鍛造又はアルミ
ニウムのダイカストにおける如くダイ空洞部の極
めて完全な充填が要求される鍛造ダイの設計技術
において認められる。かかるダイでは、材料損失
の減少と成形圧力の増大が、閉じるダイ面間への
材料の入込みを避けるピストン型のダイ形状によ
つて最終仕上圧力が発生する如きチヤンバ状ダイ
空洞部を形成することによつて、得られる。閉鎖
の最後の瞬間に対向するダイ面間に材料を“挟
む”又は入込ませることは避けられる。

しかしながら、上記の中間範囲の温度での中炭
素鋼の鍛造において生じる圧力と温度は、前記の
他の技術で引合いに出したピストン型ダイ形状の
使用を不可能にし、現在の問題点の解決にはそれ
らを不適当ならしめる。

本発明は上記すべての要求を満たす前記形状の
かじ取ラツク棒の成形に適したダイを提供する。
更に本発明は先行技術よりも少数の工程でかつ少
ない材料損失でかかるかじ取ラツク棒を作る低コ
ストの方法を可能ならしめる。最後に、本発明は
既知の他の技術によつて作ることのできない改良
設計のラツクの製造を可能ならしめる。

（発明の開示） 本発明は、ラツク部分がその一面とその反対側
の面に形成した歯をもち、少なくとも２つの長手
方向に延びる案内面をもつ如きかじ取ラツク棒の
Ｙ形ラツク部分を素材から鍛造によつて形成する
ためのダイにおいて、ダイに鍛造圧力を加えたと
きダイ内に置いた素材に集まるように相対的に可
撓性の少なくとも３つの成形素子からなるグルー
プを含み、前記成形素子のうちの第一の成形素子
は成形すべき歯の形状に相当する形状の空洞部を
もち、第二と第三の成形素子は前記長手方向案内
面を形成するための加工面をもち、かつ成形され
るラツク部分の対称面に一致する長手方向平面に
対して対称的に配列されており、前記３つの成形
素子は、実質的にダイ閉鎖の最後の瞬間まで前記
第一成形素子と第二成形素子間又は第一成形素子
と第三成形素子間の素材の材料の逃出しを阻止す
るように動くような形状と配置を有し、前記第二
と第三の成形素子の間に第四の成形素子をもち、
前記第四成形素子は前記第二と第三成形素子をこ
れらが素材に集まる間に案内する形状と配置を有
しておりかつ前記案内面間にあるラツク部分の面
を形成するために配置した面をもつことを特徴と
するダイにある。

本発明はさらに上記の如きダイ又は方法で作ら
れたときＹ形をなすＹ形ラツク棒にある。

本発明によるダイは閉鎖の最後の瞬間までに素
材の材料を完全に包囲することを保証し、その材
料を同時に少なくとも２つの方向からダイン歯付
空洞部セクシヨン内に圧入し、かくして材料の逃
出を防止し、歯付ダイ空洞部に成形圧力を集中さ
せかつそれを強力にする。

このダイは単一方向衝撃プレスに使用するのに
適し、摩擦に因る損失なしに同時に数方向で衝撃
を向け直すことができる。

このダイは好適には、長手方向の拘束を与え、
かつ成形されたラツクセクシヨンを加工されてい
ない円柱状素材セクシヨンに正確に整列させるこ
とを保証するグリツパシステム内に素材材料を拘
束する手段を含み、かくして円柱状端部のその後
の仕上機械加工を必要とせず、材料コストと製造
作業を省くことが可能になる。

好適形状のダイは、歯の傾斜端部を含むラツク
の歯に一致する空洞部をもつ相対的に固定された
素子と、ダイの閉鎖中お互いに向かつてかつ前記
相対的に固定された素子に向かつて集まる対称的
に配置された成形面をもつ可動素子を、断面にお
いて含んでいる。

更に好適な改善された例では、２つの主成形面
が成形面から遠い側の端に凸状の部分円柱状の面
をもつ横揺れダイ素子に設けられており、前記面
は歯を含む相対的に固定されたダイ素子を担持す
る面に対向するダイ受台中の凹状面上にもたれて
いる。

前記ダイ素子は成形完了後に解放したときラツ
クを解放し、先行技術の装置の如く作られるラツ
クにゆがみを生ぜしめる放出圧力を必要とするこ
となしに、ラツクを除去せしめる。このことは、
“Ｙ”形断面のステムが逆の勾配又はばち形断面
をもつ如きラツク形状であつても可能である。

本発明をより良く理解させるため、及びその好
適例を実施可能となすため、以下添付図面に基づ
き本発明の実施例を説明する。

（発明実施の態様） 第１図は歯付部分１と円柱状部分２を含む本発
明により作つた代表的なＹ形ラツク棒を示す。通
常、ラツク端はボール継手とタイロツドを取付け
るため例えば３つの個所にねじ山を付している。
今１つのあまり使用されない型式では、タイロツ
ドは車両中心線近くに位置したゴムブツシユ付ス
タツドによりラツクに固着する。この目的のた
め、円柱状部分は局部的に拡大され、きりみもさ
れ、ねじ立てされる。以下説明する方法はかかる
ラツクの製造に適用される。

第２図は第１図の線Ａ−Ａ上でとつたＹ形ラツ
クの歯付部分及び円１３上でとつたラツク棒の円
柱状部分２の断面図である。

第２図を参照すれば、対向する面４，５は或る
傾斜角７、例えば90゜をなして垂直軸線６に対し
て対称的に配列している。歯８は１２を中心とす
る円１１により示されるかじ取ハウジング管の内
部にあるスペースの使用を最適ならしめるため傾
斜面９，１０で終わつている。ラツク歯のこの傾
斜端はまた歯端近くで歯が破損する機会を減らす
働きをなす。円１３で示される円柱状部分２もま
た１２に中心をもつ。その直径は、その断面積が
歯付部分１の平均断面積と実質的に同じになるよ
うに選択される“Ｙ”形ステム１４は好適には角
度１５により示す如く、対向する側面に僅かな勾
配をもつていて、それにばち形形状を与えてい
る。

Ｙ形断面はその他の多くの外形をとることがで
きる。例えば、案内面４，５は凸面又は凹面とな
し、90゜以外の角度７をなして配列することがで
きる。ステム１４は平行な側面又は図示したもの
と反対の勾配をもつ側面をもつことができる。別
法としては、案内面４，５は出合うように延びる
か又は平面又は半径をなすように延びることがで
きる。

第３，４，５図は可動プラテン２０と固定した
下方プラテン２１をもつプレス（図示せず）中に
設置される如き上記型式のラツクを製造するダイ
の好適構造を示す。

ダイはプレスの夫々の上方と下方のプラテン２
０と２１に固定した上半ダイ２２と下半ダイ２３
からなる。上記３つの図の各々には上記半ダイは
ラツク棒２５が完全に形成されたときの完全な閉
鎖された位置において示されている。前記ダイは
ラツク棒２５の軸線２４に沿つて分離し、上方プ
ラテン２０は仕上げたラツクの除去と成形すべき
新しい素材の挿入のための上昇位置２０ａに移動
する。

ダイはラツク棒の長さに沿つて２つの区域、即
ち掴持区域３８と成形区域３９をもつ（第３図）。

上半ダイ２２が下降するにつれて、第５図にそ
の一部を示している掴持区域３８は先ずラツク棒
即ち素材２５に掛合し、その後第図に断面で示
している成形区域３９の数個の素子がラツク棒の
歯付端全体を一回の打撃で成形する。

掴持区域３８は上方グリツパ２９と下方グリツ
パ４０を含み、その各々はラツク棒２５に掛合し
かつ夫々ばね３２，４２により負荷された断面半
円形のみぞをもつ。

下方グリツパ４０はプランジヤ４１に固定さ
れ、このプランジヤは下半ダイ２３の下方受台２
７のチヤンバ内にいれられたばね４２により上向
きに押圧される。

プランジヤ４１の下向き移動は、その肩部が下
方受台の受面に当たるため、図示の位置に制限さ
れる。その上向き移動は同様の受面に当たるカラ
ー４３により成形されれる。代表的にはこの上向
き移動は約６mmであり、掴持力はばね４２により
与えられる。

上方グリツパ２９（第３図）はばね３２により
下向きに押圧される板２８に固定される。板２８
は上方ダイ部材３０とブロツク３１を担持する。
板２８は上方受台２６中に摺動自在に軸支されれ
た案内ピン３３の作用によつて上方受台２６中で
案内される。ばね３２は案内ピン３３の拡大頭部
に作用する。

板２８は止めブロツク３６，３７によりその下
向き行程を板２８と夫々の止めブロツク３６，３
７間の間隙３４，３５により示される如く約８mm
に制限される。

ばね３２により及ぼされる力はばね４２によつ
て及ぼされる力よりずつと大きい。それ故ダイが
閉じるにつれて、グリツパ２９，４０は大きな成
形が始まる前にラツク棒２５を掴ることになる。

成形区域３９の横断面についてみれば（第４
図）、完全閉鎖位置では、ラツク棒は４つのダイ
素子によつて包囲される。即ちこれらの素子は下
方歯付ダイ４４、ヒンジ結合された横揺れダイ４
７と４８及び上方ダイ部材３０である。側面ダイ
４５，４６は下方歯付ダイ４４と共に１つの部品
として作ることができるが、ここでは製造と作業
の便宜上別々に作つたものとして示している。横
揺れダイ４７，４８は上方受台２６に固定された
支点ブロツク４９，５０により支持される。

成形区域３９のこれらいろいろな素子の作用は
第４図の一部の拡大図である第６図につき最も検
討することができる。この図の右側には、第３，
４，５図と同様完全閉鎖位置にあるいろいろなダ
イ素子の位置を示し、左側には区域３９での成形
が始まるときのダイ素子の位置を示している。２
４ａ，２４を中心とする半円はラツク棒素材２５
の円柱状部分の対応する最初と最後の位置を示
す。

ラツク成形順序は下記の通りである： 円柱状のラツク棒の素材は下方歯付ダイ４４上
に載つている解放したダイと上方位置にある下方
グリツパ４０内に、中心５２のまわりに旋回する
端止め５１に軸線方向で当てて、長手方向に装入
される。上半ダイ２２が下降するにつれて、グリ
ツパ２９は先ず円柱状素材を掴み（第６図の左
側）、ダイが閉じ続けるにつれて、下方グリツパ
４０はばね４２の保持力に抗して下方に移動し
（第６図の右側）、この移動はプランジヤ４１の肩
部が受面５３に接触しそして板２８に固定した止
めブロツク３１が端止め５１に接触してその下向
き運動が阻止されるまで行われる。上方ダイ部材
３０はこのとき下方歯付ダイ４４に対して完全閉
鎖位置に達する。

上記位置に達したとき、成形を要しないラツク
棒即ち素材２５の部分はグリツパ２９，４０中に
保持され、その中心は軸線２４にある。しかし成
形すべき素材２５の部分は下方ダイ４４の歯上に
載つていて、その中心は軸線２４ａにある。それ
故区域３８と３９の接合点で素材２５に片寄り又
は段付部が形成される（第３図）。

ダイの閉鎖は第７図、８図、９図に示す。

第図は、板２８の下向き運動が阻止されて素
材の成形が丁度始まつた状態を示す第６図の左側
に示したものに相当する。第８図は中間行程に相
当し、ここでは円柱状素材は点記入した区域５６
で示す如く変形されている。第９図は第６図の右
側に示した最終位置にい相当し、ここでは成形が
完了して歯の成形も完了する。

横揺れダイ４８の加工面５３は上方ダイ部材３
０の面５４によつて案内されて矢印５７の方向に
動いていき、その間成形力は矢印５８，５８ａ，
５８ｂで示す如く加工面５３に対して直角をなし
て反作用するという点に注目すべきである。

即ち矢印５７は加工面５３が上部材３０の面５
４に案内されて移動する方向を示す。加工片と面
５３間の反力は第７図、第８図又は第９図に示す
矢印５８，５８ａ又は５８ｂにより示す。移動方
向と反力の方向は同じではない。それは反力は常
に面５３と直角をなすからである。

このダイの作用の重要な特徴は、横揺れダイの
加工面が下降するにつれて、ステム１４を形成す
る金属は前記面が下降する速度の約３倍の速度で
上昇することである。従つてステム１４の側面６
０（第９図）の勾配は横揺れダイ４７，４８の対
応する側面と接触することなしに作られ、力の矢
印５８の方向は、すみ肉半径６１の区域での接触
によつてほんの僅か限定されることを除けば、面
５３との接触のみによつて限定されるのであり、
ステム１４との接触によつて限定されるのではな
い。最後の瞬間にステムの丸味付頭部が上方ダイ
部材３０の下面との接触によつて平らにされる。
長さ方向に沿つて変化する歯形を、それ故歯の平
均横断面積が変化するラツクを作りたい場合には
鍛造されたラツクが一定の平均横断面積をもつの
が望ましい。この目的のためには、第９図に一点
鎖線で示す適当な外形又は輪郭を上方ダイ部材３
０にその長さ方向に沿つて与えることによりステ
ム端とラツク中心線間の距離を変えるのが便利で
あることが分かつた。このようにすれば、ダイの
最終閉鎖の間に材料を成形すべきラツクの軸線に
沿つて変位させる必要がなくなる。

この成形方法のもう１つの重要な特徴は、横揺
れダイ４８，４７が下方歯付ダイ４４の歯付空洞
部に、即ちダイの最も重要な充てんすべき区域に
成形力を集中させる又は集めることである。横揺
れダイ４８（第９図）はその行程の最後の部分で
側面ダイ４６と接触するので、成形されている金
属の逃げる場所が無く、それ故２つのダイ素子即
ち横揺れダイ４８と側面ダイ４６間に入込むこと
になる。従つて極めて望ましい、完全に包囲され
たダイ空洞部が提供される。

好適実施施例では、上方ダイ部材３０は短くさ
れ（しかしまだ横揺れダイ４８，４７用の案内と
して作用する）、ステム１４の頂部が丸味をもつ
たままであつて、平らでないようになすことがで
きる。さて、横揺れダイの加工面５３の進行方向
は矢印５７の方向に沿い、垂直軸線６には沿うて
いないので、それは、あたかも例えば横揺れダイ
がピボツトピンによつて上方受台台２６に取付け
られているかのように、成形中に側方シフトを起
こさなければならない。かかるピボツトピンは、
横揺れダイ４８によつて上方ダイ部材３０又は側
面ダイ４６の何れかに与えられる大きな側荷重を
回避するように、ダイが完全閉鎖に近づくとき、
矢印５８の方向に沿つて横たわるべきである。

しかしながら、この“ピボツトピン”は大きな
力が加わるので全く実際的ではない。従つてその
代わりとして図示の如き横揺れ構造が提供され
る。

第６図（右側）を参照すれば、横揺れダイ４８
は中心６３をもつ凸状の、部分円柱状の面６２を
もち、この面は中心６５をもつ支点ブロツク５０
の凹状の部分円柱状の座６４に掛合する。横揺れ
ダイ４８の面６２とブロツク５０の座６４間の接
触は中心６３と６５をつなぐ線が６８の個所の如
くそれらと交差する所で起こらなければならな
い。ダイの“上昇”位置に対応する中心は第６図
の左側に示され、６６と６７により示される。同
様にして座間の接触は６９の個所で起こる。非常
に大きな荷重はほぼ同じ曲率をもつ面間で支持す
ることができる。ダイが完全に閉じているときの
如く荷重が非常に大きいときには、ベクトル５８
は面６２と座６４間の接触点６８をだいたい通過
し、それ故事実上、すべての成形力は有効に使わ
れ、横揺れダイ４８とこれを案内する部材、即ち
上方ダイ部材３０と側面ダイ４６の間の摩擦に費
やされないという点に注目すべきである。図中で
は、点、ベクトル６８−６５−５８のなす角度は
簡明のため誇張して示している。図示の形式の横
揺れ面間には実質的に摩擦はない。

第６図の左側の如く、成形が始まるとき、ベク
トル５８は接触点６９の右方へかなり移りそして
横揺れダイ４７を反時計回りに回動せしめる傾向
をもつという事実は大きな問題ではない。その理
由は、この場合には荷重は全く小さいからであ
る。上記傾向は７０に示す如く上方ダイ部材３０
の側面７１に接触する横揺れダイ４７の側荷重に
よつて抵抗される。

実際上、横揺れダイ４７，４８は支点ブロツク
４９，５０の歯車歯状受面７２，７３によりいつ
でも支点ブロツク４９，５０に対して正しい横揺
れ関係に維持される。前記支点ブロツクは関節式
結合された横揺れダイ４７，４８の対応する受面
に掛合する。横揺れダイ４７，４８の重量は解放
ダイ位置においてはそれらを上方ダイ部材３０か
ら離れさせる傾向をもつ。小さなばね（図示せ
ず）は例えば７０で示す個所における接触を維持
することを確実となす働きをする。

上記説明は本発明の好適実施例を包含してい
る。しかしながら、もう１つの変更例では加工面
５３の側方シフト運動（第６図の右側）が横揺れ
は接触よりはむしろ摺動によつて行われるような
設計によつて前述の構造の多くの利点を得ること
ができる。例えば、横揺れダイ４８が力方向を示
すベクトル５８に直角をなす線６２ａで終りそし
て横揺れよりはむしろ適当な低摩擦の摺動路の面
６４ａ上を摺動するように配置される。しかしな
がら、たとえ最も有効な摩擦材料がかかる摺動路
に使われても、非常に大きな力が及ぼされるの
で、本発明の好適実施例における如く横揺れ接触
が使われる場合には存在しない側方シフト運動に
関連したかなりの摩擦がある。

もう１つの好適実施例の第１０図に示す構造は
冷間加工によるラツクの製造に使用するものであ
る。この構造では、上の説明で横揺れダイと称し
たダイ素子４７，４８は揺動ダイ７４，７５によ
り置き換えられる。しかしながらこの構造の特別
の特徴は、ダイの加工面は第７，８，９図に示し
た矢印５７に沿つて進行するのみではなく、これ
に加えて左右に揺動又は横揺れする仕方にある。
ラツクの面５５は平らな面とするのが望ましいの
で、その結果前記面は揺動ダイ７５の加工面５３
が断面形状で円柱の一部又はその他の適当な形状
をなすことになる。

第１０図に示す外形では、支点ブロツク４９，
５０は省略され、それらの代わり摺動ブロツク７
６が設けられる。この摺動ブロツクはピストン棒
が摺動ブロツク７６に取付けられている液圧シリ
ンダ７８の作用の下で、７７で示す距離の如き典
型的にはほぼ15mmの揺動運動をすることができ
る。摺動ブロツク７６の下面は点８０に中心をも
つ長手方向軸線をもつ円柱状面７９の一部として
形成される。

この円柱状面上に揺動自在に摺動するように配
置しているダイホルダ８１には揺動ダイ７５を固
定している。摺動ブロツク７６の上方と下方の両
方の面はポケツトを備え、このポケツト内に極め
て高い圧力の流体が圧入され、このためシリンダ
７８の作用の下での摺動ブロツクの遊動が過度の
摩擦なしに可能にされる。

作用を説明すれば、シリンダ７８は距離７７に
わたり摺動ブロツクを揺動させ、これにより円柱
状面７９の長手方向軸線を距離７７と同じ大きさ
の距離８２にわたり揺動させる。それ故揺動ダイ
７５は或る角度８３だけ揺動して、前述の如く点
８０に中心をもつ長手方向軸線をシリンダの一部
とすることができるその加工面は成形されるラツ
クの長手方向案内面を横切つて周期的に転がるこ
とになる。上記のものと対称的になつているダイ
配置の左側は図示していないが、左側摺動ブロツ
クの揺動は右側摺動ブロツクの揺動と同時にされ
るように構成される。

典型的には、摺動ブロツク７６の揺動は約４ヘ
ルツで起こる。作業を開始するとき、ラツク棒即
ち円柱状素材２５が第１０図の左側に図示の如く
挿入され、該装置の振動が開始される。同時に、
上方受台２６は液圧シリンダの作用の下で又プレ
ス内で下降し、それ故素材２５が相継いで変形さ
れ、第１０図の右側に示す最終形状に圧延される
ようになされる。鋼は直接に成形されるよりはむ
しろ次第に加工されるため、炭素鋼、例えば1050
鋼はこの構造のダイ中で、かかる材料に典型的な
加工硬化が起こるため、前に記載したダイ内では
不可能な仕方で成形することができる。しかしな
がら、かかるダイの構造は複雑であり従つて第６
図に関して説明したものよりずつと高価になる。

上記好適実施例の１つの特別な特徴はダイ全体
を通常の鍛造プレス又は液圧プレス内に配置する
ことができ、前記ダイ素子の角度的運動がダイ自
身の機構によつて得られるという点である。しか
しながら、別法としては、横揺れするダイ素子の
下方内向きの行程を例えば矢印５７に沿う、或る
角度で曲がつたダイの直接の行程と置換える如き
特別のプレスを構成することができる。かかるプ
レスは、もし液圧作動のものであれば、非常にコ
ンパクトな構造となり、比較的低コストになり、
かかるプレスが多数作られるという特別の利点が
ある。しかし、他方、２つの或る角度で曲がつた
ダイをもつ鍛造プレスは複雑で高価な機械とな
る。

本発明のダイと方法は円柱状部分及びこれと一
体の歯付部分からなる完全ラツク棒の製造に適用
するものとして説明したが、これらは管の形とな
しうる円柱状部分に溶接して取付けるためのラツ
ク又は歯付部分の製造にも適用することができ
る。この目的のためにはダイの掴持区域は必要と
されない。

本発明には、本発明の精神と範囲を逸脱するこ
となく、種々の変形、変更をなしうることは当業
者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により作つたラツクを示す図；
第２図は第１図の線Ａ−Ａ上でとつたラツクの横
断面図；第３図は本発明のダイの、簡明のために
クロスハツチングを付した断面立面図；第４図は
クロスハツチングを付した、第３図の線Ｃ−Ｃ上
でとつたダイの断面図；第５図はクロスハツチン
グを付した、第３図のＤ−Ｄ線上でとつたダイの
断面図；第６図は第４図の中心部分の拡大端面
図；第７図、第８図及び第９図は進行する成形段
階を夫々示す第６図の一部の拡大部分図；第１０
図は冷間成形ラツクに適したダイ構造の変更例の
第４図に類似の図である。 ４，５……案内面、８……歯、１４……ステ
ム、２５……円柱状素材、２６……受台、３０，
４４，４７，４８……形成素子、４９，５０，７
６……支持素子、５３……加工面、５４……側
面、６２，７９……弓形面、７６……支持部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ラツク部分がその一面とその反対側の面に形
   成した歯８をもち、少なくとも２つの長手方向に
   延びる案内面４，５をもつ如きかじ取ラツク棒の
   Ｙ形ラツク部分を素材から鍛造によつて形成する
   ためのダイにおいて、ダイに鍛造圧力を加えたと
   きダイ内に置いた素材に集まるように相対的に可
   動の少なくとも３つの成形素子４４，４７，４８
   からなるグループを含み、前記成形素子のうちの
   第一の成形素子４４は成形すべき歯の形状に相当
   する形状の空洞部をもち、第二と第三の成形素子
   ４７，４８は前記長手方向案内面を形成するため
   の加工面５３をもちかつ成形されるラツク部分の
   対称面に一致する長手方向平面に対して対称的に
   配列されており、前記第二と第三の成形素子４
   ７，４８の各々は前記加工面５３から遠い側のそ
   の端に弓形面６２；７９もち、前記弓形面はダイ
   の受台２６上に担持した支持部材４９，５０；７
   ６に設けた協働する弓形面６２；７９上にもたれ
   ており、前記第二と第三の成形素子の間に第四の
   成形素子３０をもち、前記第四成形素子は前記第
   二と第三成形素子をこれらが素材に集まる間に案
   内する側面５４と前記案内面４，５間にあるラツ
   ク部分の面を形成する正面をもつことを特徴とす
   るダイ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のダイにおいて、
   第四成形素子の前記正面は、ラツク部分に成形さ
   れた面がラツク部分の長手方向軸線からその長さ
   に沿つて異なる距離をおいて位置するように、そ
   の長さに沿う輪郭を付されていることを特徴とす
   るダイ。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のダイにおいて、
   前記第二と第三の成形素子４７，４８の各々は前
   記加工面５３から遠い側のその端に凸状の弓形面
   ６２をもち、前記弓形面６２はダイの受台２６上
   に担持した支持部材４９，５０に設けた凹状の弓
   形面６４上にもたれており、かくして第二と第三
   の成形素子が素材に集まるにつれてこれらの成形
   素子の制限された向合つた横揺れを可能ならしめ
   ていることを特徴とするダイ。 ４ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載のダイ
   において、前記第二と第三の成形素子は仕上がつ
   たラツク部分に前記案内面が形成されるラツクの
   面から突出するステム１４を作る形状を有してお
   り、前記ステム１４は断面がばち形の形状をもつ
   ことを特徴とするダイ。 ５ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載のダイ
   において、円柱状素材２５から円柱状部分と一体
   のかじ取ラツク棒のＹ形ラツク部分を成形するた
   めに、Ｙ形ラツク部分の成形面に前記円柱状素材
   を掴むように配置した掴持手段２９，４０をもつ
   ことを特徴とするダイ。 ６ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載のダイ
   において、前記成形素材は単一方向衝撃プレスで
   鍛造するために構成、配置された受台２６，２７
   中に支持されることを特徴とするダイ。 ７ 特許請求の範囲第１項記載のダイにおいて、
   前記第二と第三の成形素子４７，４８の各々は前
   記加工面５３から遠い側のその端に凹状の弓形面
   ７９をもち、前記弓形面は受台２６の平面上に摺
   動自在に支持された支持部材７６上の対応する凸
   状の弓形面７９上にもたれており、前記平面に沿
   つて前記支持部材７６を摺動させる手段７８を備
   えていることを特徴とするダイ。 ８ 鍛造によつて素材からＹ形ラツク部分と円柱
   状部分をもつかじ取ラツク棒を製造する方法にお
   いて、下記の(a)乃至(d)の工程、即ち、 (a) かじ取ラツク棒の円柱状部分の直径と実質的
   に同じ直径をもつ正確な形状のほぼ円柱状の素
   材２５を作り； (b) プレスのダイ中に前記円柱状部分を保持し、
   少なくとも３つの相対的に可動の成形素子４
   ４，４７，４８からなるグループをもつ前記ダ
   イの一部分における鍛造作業を前記Ｙ形ラツク
   部分に施し： (c) 前記鍛造作業中、素材の一面に歯を、かつそ
   の反対側の面に少なくとも２つの長手方向に延
   びる案内面４，５を成形するために前記素子を
   素材上に集めさせ、前記素子は、ダイが閉鎖す
   るにつれて前記素子が同時に２つの方向から成
   形される歯に形状が一致している空洞部材に材
   料を圧入するように作用しかくして前記空洞部
   内に成形圧力を集中させて増強させるように、
   動かされ、Ｙ形ラツク部分の前記長手方向に延
   びる案内面４，５を成形するために配置された
   面５３をもつダイの２つの対称的に配置された
   成形素子４７，４８がこれらが素材上に集まる
   につれて同調した横揺れ運動を生ぜしめられ、
   前記２つの対称的に配列された成形素子４７，
   ４８の動きはこれらの両素子間に配置された第
   四の成形素子３０によつて案内せしめ； (d) 仕上がつたラツク棒をダイから除去するこ
   と； を包含することを特徴とするかじ取ラツク棒の製
   造方法。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の方法において、
   仕上がつたＹ形ラツク部分は単一の鍛造作業で素
   材から形成されることを特徴とする方法。 １０ 特許請求の範囲第８項記載の方法におい
   て、前記成形素子はこれらが素材上に集まるにつ
   れて予定の角度だけ揺動せしめられることを特徴
   とする方法。