ラック歯を一体形成した部品
【課題】金属板が硬く薄い材料であっても、金属板を曲げ加工して形成される２以上の形成面のうち端に位置する形成面において、剛性を確保しながら精度良くラック歯をプレス成形する。
【解決手段】折り曲げられて形成される少なくとも２以上の形成面４１〜４６が所定の機能を果たす金属板製部品の端に位置する形成面４１，４６のうち少なくとも一方に、プレス成形によりラック歯３３が直線状に一体形成されており、該ラック歯がプレス成形される形成面４６における金属板の縁端５１ｂにラック歯３３に沿って平板状のフランジ部３５が設けられてラック歯３３が形成されていることを特徴とするラック歯を一体形成した部品３１。
【解決手段】折り曲げられて形成される少なくとも２以上の形成面４１〜４６が所定の機能を果たす金属板製部品の端に位置する形成面４１，４６のうち少なくとも一方に、プレス成形によりラック歯３３が直線状に一体形成されており、該ラック歯がプレス成形される形成面４６における金属板の縁端５１ｂにラック歯３３に沿って平板状のフランジ部３５が設けられてラック歯３３が形成されていることを特徴とするラック歯を一体形成した部品３１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック歯を一体形成した部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、福祉車両には、車椅子を載せたプラットホームを昇降・水平スライドさせることにより、乗員が車椅子に腰掛けたままで乗降することを可能とする車椅子リフトを備えているものがある。車椅子リフトは車体に連結されて昇降動作を担うリンクアームを備えており、そのリンクアームの先に設けられた支持体に対してプラットホームが水平スライドするようになっている。プラットホームは、その側面にレールが設けられており、支持体に軸支されたローラがレールに嵌ることでスライド可能に支持体に支持されている。そして、レールの下側にはラックが設けられており、支持体に設けられたモータ駆動するピニオンとのラック・アンド・ピニオンの噛合作用によってスライドさせられる。このように車椅子リフトが水平スライドする機構は、例えば、下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
従来、車椅子リフトの水平スライド機構を構成するレールは、例えば、アルミを押出成形した部品からなり、その下側に別体のラック部品が取り付けられていた。例えば、下記特許文献１では、レールの下側に下方に開放する断面コの時状の嵌合部が設けられており、その嵌合部に棒状のラック部品（ラックバー）が嵌め込まれている。嵌め込まれるラック部品は、従来、角棒状の鋼材を切削してラック歯を形成したものが一般的であるが、下記特許文献２には、コストダウンを目的とし、細長い鋼板を波型にプレス成形して片面にラック歯を形成したラック部品（ラックバー）が提案されている。下記特許文献２によれば、上型にはシャープな歯形の型を用い、下型には波形の型を用いる。そして、まず、第１のプレス工程で鋼板をある程度プレスして波形状に成形する。次いでその波形状の鋼板を上下反転させ、第２のプレス工程で再度プレスして完全に上下の型面の形状を転写して鋼板の上面にラック歯を形成する。第１のプレス工程では、後にラック歯が形成される部分が肉厚となるようになっており、その肉厚部分が第２のプレス工程によりシャープな歯形の型に流れ込むことで精度良くラック歯を形成することができる。更に、下記特許文献２には、断面Ｌ字状の鋼板のＬ字の一辺に対応する面にはラック歯を形成し、Ｌ字の他辺に対応する面には複数の取付孔を形成して取付フランジとしたラック部品も開示されている。下記特許文献２によれば、対向する凹凸面の断面が傾いたＬ字状（Ｖ字状）の金型を用い、該金型のＬ字状の一方の斜面をラック歯を形成するための凹凸面として、鋼板をプレスすることで鋼板をＬ字状に曲げるとともにラック歯を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４５２３７号公報
【特許文献２】特開２００７−１２５５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ラック部品とレール部品とが別体である以上、コストダウンには限界がある。そこで、本発明者らは、鋼板をプレス加工してレール部品とラック部品とを一体形成することを想起した。そして、更に具体化して、鋼板の一端側を断面略コの字状に曲げ加工してレール部分を形成するとともに、他端側を前記コの字とは逆に折り返して下端の水平面にラック歯を形成することを試みた。しかしながら、レール部分の機能性を確保する観点から、従来の単機能のラック部品に用いられている鋼板に比べてより硬くて薄い材料を用いることが望ましい。その場合、ラック歯を形成するにあたり、従来のラック部品の成形方法をそのまま適用しても、成形時に歯形の側端末から亀裂が入るなどの不具合が生じやすく、剛性が損なわれるとともに、精度良くラック歯を形成することが難しかった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、金属板が硬く薄い材料であっても、金属板を曲げ加工して形成される２以上の形成面のうち端に位置する形成面において、剛性を確保しながら精度良くラック歯をプレス成形することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、折り曲げられて形成される少なくとも２以上の形成面が所定の機能を果たす金属板製部品の端に位置する形成面のうち少なくとも一方に、プレス成形によりラック歯が直線状に一体形成されており、該ラック歯がプレス成形される形成面における金属板の縁端に前記ラック歯に沿って平板状のフランジ部が設けられて前記ラック歯が形成されていることを特徴とするラック歯を一体形成した部品である。一実施形態として、前記平板状のフランジ部は、前記ラック歯がプレス成形される面形状に対して屈曲した配設形態とすることもできる。
【０００８】
かかるラック歯を一体形成した部品によれば、ラック歯に沿って平板状のフランジ部が設けられていることにより、部品の強度・剛性を高めることができる。また、フランジ部がラック歯に沿う金属板の縁端に設けられてラック歯が形成されるため、ラック歯のプレス成形時にはラック歯の側端部とフランジ部との間で肉を融通しながら金属板の変形が許容されてラック歯の側端部における応力の集中が緩和され、薄く硬い金属板であっても亀裂を生じさせずに精度良くラック歯を形成することができるとともに、ラック歯の剛性を高めることもできる。そのため、ラック歯がプレス成形される形成面とは別の形成面がラック機能とは異なる機能を備えている部品に好適である。材質の選択においてラック歯の成形性に重点を置くことができない場合でもラック歯を精度良く形成できるためである。好ましい形態の一つに、ラック歯がプレス成形される形成面とは別の形成面がレール機能を果たすものが挙げられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、金属板を折り曲げて形成される金属板製部品の端に位置する形成面にプレス成形によりラック歯を一体形成するにあたり、金属板が硬く薄くても、剛性を確保しながら精度良くラック歯をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品を備える福祉車両の車椅子リフタを表す全体斜視図である。
【図２】図１に示される車椅子リフタの側面図であり、該車椅子リフタのスライド機構を模式的に示す図である。
【図３】図２に示される車椅子リフタのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品の第６の形成面部分を拡大して示す斜視図である。
【図５】図４に示されるレール・ラック一体部品のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図５に示されるレール・ラック一体部品のＶＩ矢視図である。
【図７】本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品を製造における曲げ加工作業を、材料となる鋼板を端面から見て説明する図である。
【図８】本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品の製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業の第２プレス工程で用いられる下型の斜視図である。
【図９】（Ａ）は図８に示される下型のＩＸＡ矢視図であり、（Ｂ）は本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品の製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業の第２プレス工程で用いられる金型の断面を図８に示される下型のＩＸＢ−ＩＸＢ線断面に対応して示す図である。
【図１０】本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品の製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業の第２プレス工程で用いられる金型の断面を図９に示される下型のＹ−Ｙ線断面に対応して示す図である。
【図１１】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品を製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業の第１プレス工程を説明する図であり、金型の断面を図９に示される下型のＸ−Ｘ線断面に対応して示す図である。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品を製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業の第２プレス工程を説明する図であり、金型の断面を図９に示される下型のＸ−Ｘ線断面に対応して示す図である。
【図１３】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品の製造手順の一例を模式的に示す図であり、材料となる鋼板を端面から見て表す図である。
【図１４】本発明の実施形態１の変更例１に係るレール・ラック一体部品の断面を、図３に対応させて示す図である。
【図１５】本発明の実施形態１の変更例１に係るレール・ラック一体部品の断面を、図５に対応させて示す図である。
【図１６】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態１の変更例１に係るレール・ラック一体部品の製造手順の一例を模式的に示す図であり、材料となる鋼板を端面から見て表す図である。
【図１７】本発明の実施形態１の変更例１に係るレール・ラック一体部品の製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業で用いられる下型の斜視図である。
【図１８】本発明の実施形態１の変更例１に係るレール・ラック一体部品の製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業で用いられる金型の断面を図１７に示される下型のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面に対応して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[実施形態１]
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。図３に示されるように、本実施形態の部品３１は、レール機能（レール部２３）とラック機能（ラック部２５）との二つの機能を併せ持つ部品の一例であり、以下、レール・ラック一体部品と称する。このレール・ラック一体部品３１は、図１に示される福祉車両Ｃに設けられた車椅子リフタ１１において、プラットホーム１３を水平スライドさせるスライド機構２１の一構成部品である。レール・ラック一体部品３１の説明をする前に、車椅子リフタ１１及びスライド機構２１の概要を説明する。なお、図中の前後左右及び上下は、図１に示される車椅子リフタ１１を備える福祉車両Ｃの前後左右及び上下に対応している。
【００１２】
＜車椅子リフタ１１の概要について＞
車椅子リフタ１１は、図１に例示されるように、ワンボックスタイプの福祉車両Ｃの後部に設けられており、車椅子Ｋを載せたプラットホーム１３が昇降し、車室内外方向、すなわち前後方向へ水平スライドすることにより、乗員が車椅子Ｋに着座したままで後側開口部Ｈを通じて乗降することを可能にしている。車椅子リフタ１１では、プラットホーム１３が左右一対のホルダー１５、支持アーム１７、回動アーム１９を順に介して車室フロアＦＬに固定されている。プラットホーム１３は、スライド機構２１を介して水平スライド可能にホルダー１５に支持されている。ホルダー１５からは支持アーム１７が起立して延びており、その先端が回動アーム１９の先端に連結されている。回動アーム１９の基端は車室フロアＦＬに対して回動可能に連結されている。回動アーム１９の回動動作と支持アーム１７との連結構造は、回動アーム１９に内蔵される四節リンク機構（図示省略）が担っており、該四節リンク機構により回動アーム１９は支持アーム１７の角度を変えずに回動することが可能となっている。したがって、回動アーム１９を回動させると、その先端が上下に変位し、支持アーム１７、ホルダー１５及びプラットホーム１３は、その角度を変えることなく上下変位する。これにより、プラットホーム１３は、水平状態を保ったまま昇降させられる。
【００１３】
＜スライド機構２１について＞
プラットホーム１３を前後に水平スライド可能にホルダー１５に支持するスライド機構２１は、図２，３に示されるように、プラットホーム１３の側部に設けられたレール部２３とラック部２５と、ホルダー１５に軸支された支持ローラ２７，２７とピニオン２９と、ピニオン２９を回転させるためのモータ２９ｍ（図３参照）とを主体として構成されている。
【００１４】
レール部２３は、プラットホーム１３の側面において外方に開放する断面略コの字状であり、図２に示されるように、スライド方向（前後方向）に沿ってプラットホーム１３の略全長に亘って設けられている。支持ローラ２７，２７は、図３に示されるように、ホルダー１５からレール部２３に対して直交方向に延びる回転軸に支持されてレール部２３の内側に嵌っており、レール部２３に沿って転動可能な状態でプラットホーム１３を支持している。すなわち、プラットホーム１３は、支持ローラ２７，２７の転動によってスムーズに水平スライドできる状態で支持ローラ２７，２７に支持されている。
【００１５】
ラック部２５は、図２に示されるように、レール部２３の下方において、スライド方向（前後方向）に沿ってプラットホーム１３の略全長に亘って設けられている。ホルダー１５には、ラック部２５と噛合し、モータ２９ｍの駆動により回転するピニオン２９が設けられている。ピニオン２９をモータ２９ｍ（図３参照）で回転させると、ラック部２５とピニオン２９との噛合作用によってプラットホーム１３が水平スライドさせられる。
【００１６】
＜レール・ラック一体部品３１について＞
本実施形態では、上記スライド機構２１に係るレール部２３とラック部２５とが、レール・ラック一体部品３１により一部品で構成されている。レール・ラック一体部品３１は、鋼板（熱間圧延鋼板ＳＰＨ５９０、２．３ｔ）からなる。レール・ラック一体部品３１は、元になる鋼板をレール部２３とラック部２５の長手方向に沿って折り曲げることで形成された複数の形成面４１，４２，４３，４４，４５，４６を有している。本明細書では、説明の便宜上、図３に示されるレール・ラック一体部品３１の断面で見て、鋼板の上側の一端から順に、第１〜第６の形成面４１〜４６と称する。第２の形成面４２、第３の形成面４３、第４の形成面４４は、外方が開放するコの字状に配設されており、このコの字の上側の先端に対応する第２の形成面４２の端から下方に第１の形成面４１が垂れている。この第１の形成面４１、第２の形成面４２、第３の形成面４３、第４の形成面４４の４つの面によりレール部２３が構成されている。そして、レール部２３を構成するコの字の下側の先端に対応する第４の形成面４４の端から下方に折れる垂直な第５の形成面４５を介し、内方に延びる水平な第６の形成面４６が配設されている。第６の形成面４６の下面には、ピニオン２９と噛合するラック歯３３が形成されており、それによりラック部２５が構成されている。
【００１７】
図４〜６等に示されるように、第６の形成面４６には、鋼板の端である縁端５１ｂに平板状のフランジ部３５が設けられてラック歯３３が形成されている。ラック歯３３は第６の形成面４６において、第５の形成面４５との区画に係る折り曲げ端部４７からフランジ部３５までの幅で、当該レール・ラック一体部品３１の略全長に亘って形成されている。ラック歯３３はプレス成形にて形成されており、フランジ部３５は元の鋼板の平板形状のままである。フランジ部３５は、ラック歯３３の側方に第６の形成面４６の面形状に沿って水平に延びており、ラック歯３３の端からなだらかに傾斜してフランジ部３５に続いている。
【００１８】
レール・ラック一体部品３１の製造にあたっては、大別して、第１〜第６の形成面４１〜４６を形成するために曲げ加工するプレス成形作業と、上下の金型に挟んで押圧することによりラック歯３３を形成するプレス成形作業との二つの作業が行われる。曲げ加工には、例えば、図７に示されるように、断面Ｖ字型の凹部６１ａを有するダイ６１に載置した鋼板５１を、先端が断面Ｖ字型に窄まったパンチ６３で押圧して、図中に二点差線で示されるように、鋼板５１に一箇所の曲がり角を形成する所謂Ｖ曲げ加工を採用することができる。
【００１９】
ラック歯３３の形成作業では、図１２（Ｂ）に示されるように、鋼板５１を上下の金型８１に挟んで押圧するプレス成形により鋼板５１を波形に成形しながらその片面を目的とする歯形形状のラック歯３３として形成する。その際、同時にフランジ部３５も設ける。フランジ部３５は、鋼板５１をプレスしてラック歯３３を形成するにあたり、鋼板５１に対して表裏面の双方から押さえつける挟扼力を付与しないで鋼板５１の平板形状を残すことで形成される。フランジ部３５には挟扼力が加わっていないため、ラック歯３３の側端部ではフランジ部３５と肉を融通しながら変形することで亀裂を生じずにシャープな歯形が精度よく形成される。
【００２０】
ラック歯３３の形成作業で用いられる金型８１の下型８５が図８，９（Ａ）に示されている。下型８５には、ラック歯３３の形成に係る凹凸形成部位８７と、フランジ部３５を設けるのに係るフランジ部設定用部位８９とが設けられている。凹凸形成部位８７は、図１２（Ｂ）に示されるように、上型８３と協働して鋼板５１を波形に成形しながらその片面にラック歯３３を形成する部位であり、鋼板５１を波形に成形する凹部８５ａと凸部８５ｂとが繰り返されている凹凸形状である。図８，９（Ａ）に示されるように、フランジ部設定用部位８９は、凹凸形成部位８７の一側方に設けられている。フランジ部設定用部位８９は、凹凸形成部位８７の凸部８５ｂが一部欠かれた形状である。フランジ部設定用部位８９の凸部８９ｂは、高さが凹凸形成部位８７の凸部８５ｂの半分程度で上面が水平な水平部８９ｃと、該水平部８９ｃと凹凸形成部位８７の凸部８５ｂとの間で傾斜する斜面部８９ｄとで構成されている。フランジ部設定用部位８９の凹部８９ａは凹凸形成部位８７の凹部８５ａと同じ深さであり、凹凸形成部位８７の凹部８５ａと段差無く連続している。図１２（Ｂ），１０等に示されるように、上型８３は、細部は別にして概ね下型８５を上下反転させたような凹凸の繰り返し形状であり、下型８５の凹形状に対向して凸形状が配され、下型８５の凸形状に対向して凹形状が配されている。上型８３にも、下型８５に対応する位置に、凹凸形成部位８６（図１２（Ｂ）参照）とフランジ部設定用部位８８（図９（Ｂ），１０参照）とが形成されている。上型８３のフランジ部設定用部位８８も、下型８５と同様に、凹凸形成部位８６の凸部８３ｂが一部欠かれた形状であり、フランジ部設定用部位８８の凸部８８ｂは、高さが凹凸形成部位８６の凸部８３ｂの半分程度で下面が水平な水平部８８ｃと、該水平部８８ｃと凹凸形成部位８６の凸部８３ｂとの間で傾斜する斜面部８８ｄとで構成されている。上下のフランジ部設定用部位８８，８９の水平部８８ｃ，８９ｃは、下型８５に鋼板５１を載置して上型８３を完全に閉じ合わせた場合であっても、鋼板５１に対して上下方向の双方から押さえつける挟扼力の加わらない高さとなっている。
【００２１】
ラック歯３３の形成作業では、図９（Ａ）に二点鎖線で示されるように、鋼板５１を、その縁端５１ｂがフランジ部設定用部位８９側になるように下型８５に載置してプレスする（図９（Ｂ）参照）。ここで、元になる鋼板５１は、後述するように、少なくともラック歯３３が形成される第６の形成面４６は、他の面とは区画された形成面として折り曲げられている。その屈曲方向側の型は、凹凸形成部位の端が折り曲げ端部付近に至っており、屈曲方向とは反対側の型は、凹凸形成部位の端が折り曲げ端部４７を超えて延びている。図９（Ａ），（Ｂ）に示されるように、他の面が下方に垂れ下がるように鋼板５１を下型８５に載置する場合には、下型８５の凹凸形成部位８７の端は折り曲げ端部４７付近に至っており、上型８３の凹凸形成部位８６の端は折り曲げ端部４７を超えて延びている。プレスにより、図１２（Ｂ）に示されるように、凹凸形成部位８６，８７により鋼板５１が元の平板形状に対して上下に起伏するように変形させられて波形となる。そして、鋼板５１の凹凸形成部位８６，８７に対応する部分における該鋼板５１の縁端５１ｂ側の端５３ｃ（図９（Ａ）参照）では、すなわちラック歯３３の側端部になる部分）では、上下の斜面部８８ｄ，８９ｄにより挟扼力を付与することなく上側または下側から押圧することで、波形の振幅を収束させて、その先の上下のフランジ部設定用部位８８，８９の間で確実に平板状のフランジ部３５を設けることができる（図９（Ｂ），１０参照）。
【００２２】
ラック歯３３をプレス成形する際は、複数回のプレスにより、鋼板５１を緩やかな波形形状から最終目的のシャープな歯形形状に段階的に変形させるのが好ましい。図１１，１２には、鋼板５１を段階的に変形させてラック歯３３を形成する工程の一例が示されており、図中における鋼板５１の上面にラック歯３３が形成される過程が示されている。このラック歯３３を形成する工程は、異なる２セットの金型７１（図１１），８１（図１２）を用いる第１プレス工程と第２プレス工程との二段階のプレス作業工程を経てラック歯３３が形成される。第１プレス工程では鋼板５１を比較的起伏の緩やかな波形に変形させ、第２プレス工程では第１プレス工程で形成された波形の凹凸を増幅しながら片面を比較的シャープな歯形に変形させる。なお、既に構成の概略を説明した上記金型８１は、第２プレス工程で用いられる金型８１であるが、第１プレス工程で用いられる金型７１も、凹凸形成部位とフランジ部設定用部位とを備える点は同様である。
【００２３】
図１２に示されるように、第２プレス工程で用いられる金型８１の凹凸形成部位８６，８７は、上型８３は、目的とするラック歯３３の形状に対応する凹凸の繰り返し形状であり、凸部８３ｂは曲線的な頂点を有し、凹部８３ａはラック歯３３の頂点に対応する平面的な底部を有する。図１１に示されるように、第１プレス工程に用いられる金型７１の凹凸形成部位７６，７７は、上下とも曲線的に凹凸する波形であり、波形の頂点の間隔は第２プレス工程で用いられる金型８１と一致しているが、凹凸の緩急は異なっている。第１プレス工程に用いられる上型７３は、凸部７３ｂは第２プレス工程に用いられる上型８３の凸部８３ｂに比べて鋭い山形であり、それと引き換えに凹部７３ａは第２プレス工程に用いられる上型８３の凹部８３ａに比べて幅広で緩やかに湾曲している。第１プレス工程で用いられる下型７５の凸部７５ｂは、対向する上型７３の凹部７３ａの凹み形状の緩やかな湾曲具合に比べると、その湾曲具合は鋭いが、第２プレス工程で用いられる下型８５の凸部８５ｂに比べて緩やかな山形であり、それと引き換えに凹部７５ａは第２プレス工程で用いられる下型８５の凹部８５ａに比べて鋭い谷形となっている。
【００２４】
第１プレス工程では、まず、図１１（Ａ）に示されるように、下型７５に元になる鋼板５１を載置し、上型７３を降下させて鋼板５１を押圧する。それにより、上型７３と下型７５との間で鋼板５１は徐々に波形に変形させる。ここで、下型７５の凸部７５ｂの山形の湾曲形状に対し、対向する凹部７５ａの湾曲形状が緩やかで幅広であるため、図１１（Ｂ）に示されるように、最終的にラック歯３３が形成される鋼板５１の凸状部分５１ａは、他の部分に比べて肉厚になる。第１プレス工程では、鋼板５１に肉厚な凸状部分５１ａを形成しながら、亀裂などの損傷が生じない範囲である程度の波形を付与すればよく、上型７３と下型７５の型形状が鋼板５１に完全に転写されるまで押圧することを要しない。
【００２５】
第２プレス工程では、図１２（Ａ）に示されるように、第１プレス工程で得られた波形の鋼板５１の波形状の凹凸と下型８５の波形状の凹凸の位置を合致させた状態で鋼板５１を下型８５に載置し、上型８３を降下させて波形の鋼板５１を押圧する。第２プレス工程では、上型８３と下型８５の型形状が鋼板５１に転写されるまで押圧する（図１２（Ｂ）参照）。波形の鋼板５１の肉厚な凸状部分５１ａは、よりシャープな上型８３の凹部８３ａと下型８５の凸部８５ｂに挟まれて、肉が上方へ逃げながら変形を許容することで凹部８３ａを満たし、高さのあるラック歯３３を精度良く形成することができる。
【００２６】
上記曲げ加工作業と上記ラック歯３３を形成するプレス成形作業とによりレール・ラック一体部品３１を製造するにあたり、ラック歯３３がプレス成形されるのに先立ち、元になる鋼板５１が折り曲げられて少なくともラック歯３３が形成される第６の形成面４６が他の面とは区画された形成面として形成される。つまり、折り曲げにより他の面とは異なる面として形成された第６の形成面４６に対してラック歯３３が形成される。
【００２７】
上記曲げ加工作業と上記ラック歯３３を形成するプレス成形作業とによってレール・ラック一体部品３１を製造する手順は必ずしも限定されるものではないが、好ましい製造手順の一例として図１３に模式的に示される手順がある。図中には、その工程における曲げ加工の位置と曲げ方向に対応してパンチ６３を模式的に示している。
【００２８】
＜第１の工程＞
第１の工程では、図１３（ａ）において、パンチ６３（１）で示されるように、材料となる鋼板５１を折り曲げて後にラック歯３３が形成される第６の形成面４６を他の面とは区画する。すなわち、後に第６の形成面４６と第５の形成面４５との境界となる位置を曲げ加工する。それとともに、パンチ６３（２）で示されるように、後に第４の形成面４４と第５の形成面４５の境界となる位置を曲げ加工する。それにより、クランク状に曲げられた鋼板５１の一端に第６の形成面４６が位置するようになるため、次の第２の工程でラック歯３３を形成する際に作業がしやすくなる。
【００２９】
＜第２の工程＞
第２の工程では、図１３（ｂ）に示されるように、上記ラック歯３３を形成するプレス作業により第６の形成面４６にラック歯３３を形成する。このとき、鋼板５１の縁端５１ｂに挟扼力を作用させない部分を残すことで、フランジ部３５を設けながらラック歯３３を形成する。
【００３０】
＜第３の工程＞
第３の工程では、図１３（ｃ）において、パンチ６３（３）で示されるように、ラック歯３３が形成された第６の形成面４６とは反対の端になる第１の形成面４１と第２の形成面４２との境界となる位置を曲げ加工して、第１の形成面４１を区画する。
【００３１】
＜第４の工程＞
第４の工程では、図１３（ｄ）において、パンチ６３（４）で示されるように、第２の形成面４２と第３の形成面４３との境界となる位置を曲げ加工して、第２の形成面４２を区画する。これにより、最終的にレール部２３を構成する略コの字状の部位２３ａが形成される。
【００３２】
＜第５の工程＞
第５の工程では、図１３（ｅ）において、パンチ６３（５）で示されるように、第３の形成面４３と第４の形成面４４との境界となる位置を曲げ加工する。これにより、図１３（ｆ）に示されるように、レール部２３とラック部２５とが上下に並んで配置されてレール・ラック一体部品３１が成形される。
【００３３】
以上の構成のレール・ラック一体部品３１によれば、以下の作用効果がある。
まず、レール部２３とラック部２５との全く異なる機能を併せ持っており、部品点数を減らすことができる。そのうえ、一枚の鋼板をプレス加工するため、比較的低コストで製造することができる。ここで、ラック歯３３をプレス成形するにあたり、ラック歯３３に沿う鋼板の縁端をプレスせず、平板状のフランジ部３５を設けることで、比較的薄くて硬い鋼板を材料とする場合であっても、ラック歯３３の側端部から亀裂が入るのを防ぎながら精度良くラック歯３３を形成することができるとともに、フランジ部３５によりラック歯３３を補強することができる。かかるレール・ラック一体部品３１によれば、比較的薄くて硬い鋼板を材料として選択することにより、レール部２３の機能性と成形性とを確保しながら、精度良くラック歯３３を形成することができ、プレス加工によるレール部２３とラック部２５の一体成形が可能となっている。また、ラック歯３３の側端部が変形し易くなっており、変形に抗する力が小さいため金型の耐久性を向上させることもできる。
【００３４】
＜変更例１＞
図１４〜１８を参照しながら変更例１について説明する。変更例１は、上記実施形態１において一部のみを変更した実施の形態である。上記実施形態１から変更を要しない部分については、図中に同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。
【００３５】
図１４，１５に示されるように、本実施形態のレール・ラック一体部品９１は、第６の形成面４６に設けられるフランジ部９３の配設形態が上記実施形態１とは異なっている。フランジ部９３は、元の鋼板の平板形状のままである点では上記実施形態１と同様であるが、第６の形成面４６のラック歯３３が形成される面形状に対して屈曲している。フランジ部９３は、第６の形成面４６においてラック歯３３が形成される下面側に略直角に屈曲している。
【００３６】
このようなレール・ラック一体部品９１を形成する好ましい製造手順の一例として図１６に模式的に示される手順がある。まず、図１６（ａ）に示される第１の工程では、パンチ６３（１）、パンチ６３（０）で模式的に示されるように、材料となる鋼板５１を折り曲げて、後にラック歯３３が形成される第６の形成面４６を他の面とは区画するとともに、他の面との境界となる第６の形成面４６の折り曲げ端とは反対の端である鋼板５１の縁端５１ｂを屈曲させてフランジ部９３を形成する。また、パンチ６３（２）で示されるように、後に第４の形成面４４と第５の形成面４５の境界となる位置も曲げ加工する。次に、図１６（ｂ）に示される第２の工程で、第６の形成面４６をプレスし、鋼板５１を波形に成形しながらその片面にラック歯３３を形成する。ここで好適に用いられる金型の下型１０５は、図１７に示されるように、凹部１０５ａと凸部１０５ｂとが長手方向に繰り返されている凹凸形状であり、その凹凸形状は全幅に亘って形成されている。上型１０３は、概ね下型１０５を上下反転させたような凹凸の繰り返し形状であって、目的とする歯形に対応する凹凸形状である。下型１０５の凹部１０５ａに対向して上型１０３の凸部１０３ｂが配され、下型１０５の凸形状に対向して上型１０３の凹形状が配される。図１８に示されるように、下型１０５と上型１０３とは幅方向位置はずれて配される。下型１０５は、第６の形成面４６と他の面とを区画する折り曲げ端部４７からフランジ部９３を超えて延びる。上型１０３は、フランジ部９３から折り曲げ端部４７を超えて延びる。ラック歯３３のプレス成形に次いで、上記実施形態１と同様に図１６（ｃ）〜（ｅ）に示される第３〜５の工程を経て、図１６（ｆ）に示されるレール・ラック一体部品９１を成形することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１１ 車椅子リフタ
２１ スライド機構
２３ レール部
２５ ラック部
２７，２７ 支持ローラ
２９ ピニオン
２９ｍ モータ
３１ レール・ラック一体部品
３３ ラック歯
３５ フランジ部
４１，４２，４３，４４，４５，４６ 形成面
５１ 鋼板
５１ｂ （鋼板の）縁端
９１ レール・ラック一体部品
９３ フランジ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック歯を一体形成した部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、福祉車両には、車椅子を載せたプラットホームを昇降・水平スライドさせることにより、乗員が車椅子に腰掛けたままで乗降することを可能とする車椅子リフトを備えているものがある。車椅子リフトは車体に連結されて昇降動作を担うリンクアームを備えており、そのリンクアームの先に設けられた支持体に対してプラットホームが水平スライドするようになっている。プラットホームは、その側面にレールが設けられており、支持体に軸支されたローラがレールに嵌ることでスライド可能に支持体に支持されている。そして、レールの下側にはラックが設けられており、支持体に設けられたモータ駆動するピニオンとのラック・アンド・ピニオンの噛合作用によってスライドさせられる。このように車椅子リフトが水平スライドする機構は、例えば、下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
従来、車椅子リフトの水平スライド機構を構成するレールは、例えば、アルミを押出成形した部品からなり、その下側に別体のラック部品が取り付けられていた。例えば、下記特許文献１では、レールの下側に下方に開放する断面コの時状の嵌合部が設けられており、その嵌合部に棒状のラック部品（ラックバー）が嵌め込まれている。嵌め込まれるラック部品は、従来、角棒状の鋼材を切削してラック歯を形成したものが一般的であるが、下記特許文献２には、コストダウンを目的とし、細長い鋼板を波型にプレス成形して片面にラック歯を形成したラック部品（ラックバー）が提案されている。下記特許文献２によれば、上型にはシャープな歯形の型を用い、下型には波形の型を用いる。そして、まず、第１のプレス工程で鋼板をある程度プレスして波形状に成形する。次いでその波形状の鋼板を上下反転させ、第２のプレス工程で再度プレスして完全に上下の型面の形状を転写して鋼板の上面にラック歯を形成する。第１のプレス工程では、後にラック歯が形成される部分が肉厚となるようになっており、その肉厚部分が第２のプレス工程によりシャープな歯形の型に流れ込むことで精度良くラック歯を形成することができる。更に、下記特許文献２には、断面Ｌ字状の鋼板のＬ字の一辺に対応する面にはラック歯を形成し、Ｌ字の他辺に対応する面には複数の取付孔を形成して取付フランジとしたラック部品も開示されている。下記特許文献２によれば、対向する凹凸面の断面が傾いたＬ字状（Ｖ字状）の金型を用い、該金型のＬ字状の一方の斜面をラック歯を形成するための凹凸面として、鋼板をプレスすることで鋼板をＬ字状に曲げるとともにラック歯を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４５２３７号公報
【特許文献２】特開２００７−１２５５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ラック部品とレール部品とが別体である以上、コストダウンには限界がある。そこで、本発明者らは、鋼板をプレス加工してレール部品とラック部品とを一体形成することを想起した。そして、更に具体化して、鋼板の一端側を断面略コの字状に曲げ加工してレール部分を形成するとともに、他端側を前記コの字とは逆に折り返して下端の水平面にラック歯を形成することを試みた。しかしながら、レール部分の機能性を確保する観点から、従来の単機能のラック部品に用いられている鋼板に比べてより硬くて薄い材料を用いることが望ましい。その場合、ラック歯を形成するにあたり、従来のラック部品の成形方法をそのまま適用しても、成形時に歯形の側端末から亀裂が入るなどの不具合が生じやすく、剛性が損なわれるとともに、精度良くラック歯を形成することが難しかった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、金属板が硬く薄い材料であっても、金属板を曲げ加工して形成される２以上の形成面のうち端に位置する形成面において、剛性を確保しながら精度良くラック歯をプレス成形することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、折り曲げられて形成される少なくとも２以上の形成面が所定の機能を果たす金属板製部品の端に位置する形成面のうち少なくとも一方に、プレス成形によりラック歯が直線状に一体形成されており、該ラック歯がプレス成形される形成面における金属板の縁端に前記ラック歯に沿って平板状のフランジ部が設けられて前記ラック歯が形成されていることを特徴とするラック歯を一体形成した部品である。一実施形態として、前記平板状のフランジ部は、前記ラック歯がプレス成形される面形状に対して屈曲した配設形態とすることもできる。
【０００８】
かかるラック歯を一体形成した部品によれば、ラック歯に沿って平板状のフランジ部が設けられていることにより、部品の強度・剛性を高めることができる。また、フランジ部がラック歯に沿う金属板の縁端に設けられてラック歯が形成されるため、ラック歯のプレス成形時にはラック歯の側端部とフランジ部との間で肉を融通しながら金属板の変形が許容されてラック歯の側端部における応力の集中が緩和され、薄く硬い金属板であっても亀裂を生じさせずに精度良くラック歯を形成することができるとともに、ラック歯の剛性を高めることもできる。そのため、ラック歯がプレス成形される形成面とは別の形成面がラック機能とは異なる機能を備えている部品に好適である。材質の選択においてラック歯の成形性に重点を置くことができない場合でもラック歯を精度良く形成できるためである。好ましい形態の一つに、ラック歯がプレス成形される形成面とは別の形成面がレール機能を果たすものが挙げられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、金属板を折り曲げて形成される金属板製部品の端に位置する形成面にプレス成形によりラック歯を一体形成するにあたり、金属板が硬く薄くても、剛性を確保しながら精度良くラック歯をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品を備える福祉車両の車椅子リフタを表す全体斜視図である。
【図２】図１に示される車椅子リフタの側面図であり、該車椅子リフタのスライド機構を模式的に示す図である。
【図３】図２に示される車椅子リフタのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品の第６の形成面部分を拡大して示す斜視図である。
【図５】図４に示されるレール・ラック一体部品のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図５に示されるレール・ラック一体部品のＶＩ矢視図である。
【図７】本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品を製造における曲げ加工作業を、材料となる鋼板を端面から見て説明する図である。
【図８】本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品の製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業の第２プレス工程で用いられる下型の斜視図である。
【図９】（Ａ）は図８に示される下型のＩＸＡ矢視図であり、（Ｂ）は本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品の製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業の第２プレス工程で用いられる金型の断面を図８に示される下型のＩＸＢ−ＩＸＢ線断面に対応して示す図である。
【図１０】本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品の製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業の第２プレス工程で用いられる金型の断面を図９に示される下型のＹ−Ｙ線断面に対応して示す図である。
【図１１】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品を製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業の第１プレス工程を説明する図であり、金型の断面を図９に示される下型のＸ−Ｘ線断面に対応して示す図である。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品を製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業の第２プレス工程を説明する図であり、金型の断面を図９に示される下型のＸ−Ｘ線断面に対応して示す図である。
【図１３】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態１に係るレール・ラック一体部品の製造手順の一例を模式的に示す図であり、材料となる鋼板を端面から見て表す図である。
【図１４】本発明の実施形態１の変更例１に係るレール・ラック一体部品の断面を、図３に対応させて示す図である。
【図１５】本発明の実施形態１の変更例１に係るレール・ラック一体部品の断面を、図５に対応させて示す図である。
【図１６】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態１の変更例１に係るレール・ラック一体部品の製造手順の一例を模式的に示す図であり、材料となる鋼板を端面から見て表す図である。
【図１７】本発明の実施形態１の変更例１に係るレール・ラック一体部品の製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業で用いられる下型の斜視図である。
【図１８】本発明の実施形態１の変更例１に係るレール・ラック一体部品の製造におけるラック歯を形成するプレス成形作業で用いられる金型の断面を図１７に示される下型のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面に対応して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[実施形態１]
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。図３に示されるように、本実施形態の部品３１は、レール機能（レール部２３）とラック機能（ラック部２５）との二つの機能を併せ持つ部品の一例であり、以下、レール・ラック一体部品と称する。このレール・ラック一体部品３１は、図１に示される福祉車両Ｃに設けられた車椅子リフタ１１において、プラットホーム１３を水平スライドさせるスライド機構２１の一構成部品である。レール・ラック一体部品３１の説明をする前に、車椅子リフタ１１及びスライド機構２１の概要を説明する。なお、図中の前後左右及び上下は、図１に示される車椅子リフタ１１を備える福祉車両Ｃの前後左右及び上下に対応している。
【００１２】
＜車椅子リフタ１１の概要について＞
車椅子リフタ１１は、図１に例示されるように、ワンボックスタイプの福祉車両Ｃの後部に設けられており、車椅子Ｋを載せたプラットホーム１３が昇降し、車室内外方向、すなわち前後方向へ水平スライドすることにより、乗員が車椅子Ｋに着座したままで後側開口部Ｈを通じて乗降することを可能にしている。車椅子リフタ１１では、プラットホーム１３が左右一対のホルダー１５、支持アーム１７、回動アーム１９を順に介して車室フロアＦＬに固定されている。プラットホーム１３は、スライド機構２１を介して水平スライド可能にホルダー１５に支持されている。ホルダー１５からは支持アーム１７が起立して延びており、その先端が回動アーム１９の先端に連結されている。回動アーム１９の基端は車室フロアＦＬに対して回動可能に連結されている。回動アーム１９の回動動作と支持アーム１７との連結構造は、回動アーム１９に内蔵される四節リンク機構（図示省略）が担っており、該四節リンク機構により回動アーム１９は支持アーム１７の角度を変えずに回動することが可能となっている。したがって、回動アーム１９を回動させると、その先端が上下に変位し、支持アーム１７、ホルダー１５及びプラットホーム１３は、その角度を変えることなく上下変位する。これにより、プラットホーム１３は、水平状態を保ったまま昇降させられる。
【００１３】
＜スライド機構２１について＞
プラットホーム１３を前後に水平スライド可能にホルダー１５に支持するスライド機構２１は、図２，３に示されるように、プラットホーム１３の側部に設けられたレール部２３とラック部２５と、ホルダー１５に軸支された支持ローラ２７，２７とピニオン２９と、ピニオン２９を回転させるためのモータ２９ｍ（図３参照）とを主体として構成されている。
【００１４】
レール部２３は、プラットホーム１３の側面において外方に開放する断面略コの字状であり、図２に示されるように、スライド方向（前後方向）に沿ってプラットホーム１３の略全長に亘って設けられている。支持ローラ２７，２７は、図３に示されるように、ホルダー１５からレール部２３に対して直交方向に延びる回転軸に支持されてレール部２３の内側に嵌っており、レール部２３に沿って転動可能な状態でプラットホーム１３を支持している。すなわち、プラットホーム１３は、支持ローラ２７，２７の転動によってスムーズに水平スライドできる状態で支持ローラ２７，２７に支持されている。
【００１５】
ラック部２５は、図２に示されるように、レール部２３の下方において、スライド方向（前後方向）に沿ってプラットホーム１３の略全長に亘って設けられている。ホルダー１５には、ラック部２５と噛合し、モータ２９ｍの駆動により回転するピニオン２９が設けられている。ピニオン２９をモータ２９ｍ（図３参照）で回転させると、ラック部２５とピニオン２９との噛合作用によってプラットホーム１３が水平スライドさせられる。
【００１６】
＜レール・ラック一体部品３１について＞
本実施形態では、上記スライド機構２１に係るレール部２３とラック部２５とが、レール・ラック一体部品３１により一部品で構成されている。レール・ラック一体部品３１は、鋼板（熱間圧延鋼板ＳＰＨ５９０、２．３ｔ）からなる。レール・ラック一体部品３１は、元になる鋼板をレール部２３とラック部２５の長手方向に沿って折り曲げることで形成された複数の形成面４１，４２，４３，４４，４５，４６を有している。本明細書では、説明の便宜上、図３に示されるレール・ラック一体部品３１の断面で見て、鋼板の上側の一端から順に、第１〜第６の形成面４１〜４６と称する。第２の形成面４２、第３の形成面４３、第４の形成面４４は、外方が開放するコの字状に配設されており、このコの字の上側の先端に対応する第２の形成面４２の端から下方に第１の形成面４１が垂れている。この第１の形成面４１、第２の形成面４２、第３の形成面４３、第４の形成面４４の４つの面によりレール部２３が構成されている。そして、レール部２３を構成するコの字の下側の先端に対応する第４の形成面４４の端から下方に折れる垂直な第５の形成面４５を介し、内方に延びる水平な第６の形成面４６が配設されている。第６の形成面４６の下面には、ピニオン２９と噛合するラック歯３３が形成されており、それによりラック部２５が構成されている。
【００１７】
図４〜６等に示されるように、第６の形成面４６には、鋼板の端である縁端５１ｂに平板状のフランジ部３５が設けられてラック歯３３が形成されている。ラック歯３３は第６の形成面４６において、第５の形成面４５との区画に係る折り曲げ端部４７からフランジ部３５までの幅で、当該レール・ラック一体部品３１の略全長に亘って形成されている。ラック歯３３はプレス成形にて形成されており、フランジ部３５は元の鋼板の平板形状のままである。フランジ部３５は、ラック歯３３の側方に第６の形成面４６の面形状に沿って水平に延びており、ラック歯３３の端からなだらかに傾斜してフランジ部３５に続いている。
【００１８】
レール・ラック一体部品３１の製造にあたっては、大別して、第１〜第６の形成面４１〜４６を形成するために曲げ加工するプレス成形作業と、上下の金型に挟んで押圧することによりラック歯３３を形成するプレス成形作業との二つの作業が行われる。曲げ加工には、例えば、図７に示されるように、断面Ｖ字型の凹部６１ａを有するダイ６１に載置した鋼板５１を、先端が断面Ｖ字型に窄まったパンチ６３で押圧して、図中に二点差線で示されるように、鋼板５１に一箇所の曲がり角を形成する所謂Ｖ曲げ加工を採用することができる。
【００１９】
ラック歯３３の形成作業では、図１２（Ｂ）に示されるように、鋼板５１を上下の金型８１に挟んで押圧するプレス成形により鋼板５１を波形に成形しながらその片面を目的とする歯形形状のラック歯３３として形成する。その際、同時にフランジ部３５も設ける。フランジ部３５は、鋼板５１をプレスしてラック歯３３を形成するにあたり、鋼板５１に対して表裏面の双方から押さえつける挟扼力を付与しないで鋼板５１の平板形状を残すことで形成される。フランジ部３５には挟扼力が加わっていないため、ラック歯３３の側端部ではフランジ部３５と肉を融通しながら変形することで亀裂を生じずにシャープな歯形が精度よく形成される。
【００２０】
ラック歯３３の形成作業で用いられる金型８１の下型８５が図８，９（Ａ）に示されている。下型８５には、ラック歯３３の形成に係る凹凸形成部位８７と、フランジ部３５を設けるのに係るフランジ部設定用部位８９とが設けられている。凹凸形成部位８７は、図１２（Ｂ）に示されるように、上型８３と協働して鋼板５１を波形に成形しながらその片面にラック歯３３を形成する部位であり、鋼板５１を波形に成形する凹部８５ａと凸部８５ｂとが繰り返されている凹凸形状である。図８，９（Ａ）に示されるように、フランジ部設定用部位８９は、凹凸形成部位８７の一側方に設けられている。フランジ部設定用部位８９は、凹凸形成部位８７の凸部８５ｂが一部欠かれた形状である。フランジ部設定用部位８９の凸部８９ｂは、高さが凹凸形成部位８７の凸部８５ｂの半分程度で上面が水平な水平部８９ｃと、該水平部８９ｃと凹凸形成部位８７の凸部８５ｂとの間で傾斜する斜面部８９ｄとで構成されている。フランジ部設定用部位８９の凹部８９ａは凹凸形成部位８７の凹部８５ａと同じ深さであり、凹凸形成部位８７の凹部８５ａと段差無く連続している。図１２（Ｂ），１０等に示されるように、上型８３は、細部は別にして概ね下型８５を上下反転させたような凹凸の繰り返し形状であり、下型８５の凹形状に対向して凸形状が配され、下型８５の凸形状に対向して凹形状が配されている。上型８３にも、下型８５に対応する位置に、凹凸形成部位８６（図１２（Ｂ）参照）とフランジ部設定用部位８８（図９（Ｂ），１０参照）とが形成されている。上型８３のフランジ部設定用部位８８も、下型８５と同様に、凹凸形成部位８６の凸部８３ｂが一部欠かれた形状であり、フランジ部設定用部位８８の凸部８８ｂは、高さが凹凸形成部位８６の凸部８３ｂの半分程度で下面が水平な水平部８８ｃと、該水平部８８ｃと凹凸形成部位８６の凸部８３ｂとの間で傾斜する斜面部８８ｄとで構成されている。上下のフランジ部設定用部位８８，８９の水平部８８ｃ，８９ｃは、下型８５に鋼板５１を載置して上型８３を完全に閉じ合わせた場合であっても、鋼板５１に対して上下方向の双方から押さえつける挟扼力の加わらない高さとなっている。
【００２１】
ラック歯３３の形成作業では、図９（Ａ）に二点鎖線で示されるように、鋼板５１を、その縁端５１ｂがフランジ部設定用部位８９側になるように下型８５に載置してプレスする（図９（Ｂ）参照）。ここで、元になる鋼板５１は、後述するように、少なくともラック歯３３が形成される第６の形成面４６は、他の面とは区画された形成面として折り曲げられている。その屈曲方向側の型は、凹凸形成部位の端が折り曲げ端部付近に至っており、屈曲方向とは反対側の型は、凹凸形成部位の端が折り曲げ端部４７を超えて延びている。図９（Ａ），（Ｂ）に示されるように、他の面が下方に垂れ下がるように鋼板５１を下型８５に載置する場合には、下型８５の凹凸形成部位８７の端は折り曲げ端部４７付近に至っており、上型８３の凹凸形成部位８６の端は折り曲げ端部４７を超えて延びている。プレスにより、図１２（Ｂ）に示されるように、凹凸形成部位８６，８７により鋼板５１が元の平板形状に対して上下に起伏するように変形させられて波形となる。そして、鋼板５１の凹凸形成部位８６，８７に対応する部分における該鋼板５１の縁端５１ｂ側の端５３ｃ（図９（Ａ）参照）では、すなわちラック歯３３の側端部になる部分）では、上下の斜面部８８ｄ，８９ｄにより挟扼力を付与することなく上側または下側から押圧することで、波形の振幅を収束させて、その先の上下のフランジ部設定用部位８８，８９の間で確実に平板状のフランジ部３５を設けることができる（図９（Ｂ），１０参照）。
【００２２】
ラック歯３３をプレス成形する際は、複数回のプレスにより、鋼板５１を緩やかな波形形状から最終目的のシャープな歯形形状に段階的に変形させるのが好ましい。図１１，１２には、鋼板５１を段階的に変形させてラック歯３３を形成する工程の一例が示されており、図中における鋼板５１の上面にラック歯３３が形成される過程が示されている。このラック歯３３を形成する工程は、異なる２セットの金型７１（図１１），８１（図１２）を用いる第１プレス工程と第２プレス工程との二段階のプレス作業工程を経てラック歯３３が形成される。第１プレス工程では鋼板５１を比較的起伏の緩やかな波形に変形させ、第２プレス工程では第１プレス工程で形成された波形の凹凸を増幅しながら片面を比較的シャープな歯形に変形させる。なお、既に構成の概略を説明した上記金型８１は、第２プレス工程で用いられる金型８１であるが、第１プレス工程で用いられる金型７１も、凹凸形成部位とフランジ部設定用部位とを備える点は同様である。
【００２３】
図１２に示されるように、第２プレス工程で用いられる金型８１の凹凸形成部位８６，８７は、上型８３は、目的とするラック歯３３の形状に対応する凹凸の繰り返し形状であり、凸部８３ｂは曲線的な頂点を有し、凹部８３ａはラック歯３３の頂点に対応する平面的な底部を有する。図１１に示されるように、第１プレス工程に用いられる金型７１の凹凸形成部位７６，７７は、上下とも曲線的に凹凸する波形であり、波形の頂点の間隔は第２プレス工程で用いられる金型８１と一致しているが、凹凸の緩急は異なっている。第１プレス工程に用いられる上型７３は、凸部７３ｂは第２プレス工程に用いられる上型８３の凸部８３ｂに比べて鋭い山形であり、それと引き換えに凹部７３ａは第２プレス工程に用いられる上型８３の凹部８３ａに比べて幅広で緩やかに湾曲している。第１プレス工程で用いられる下型７５の凸部７５ｂは、対向する上型７３の凹部７３ａの凹み形状の緩やかな湾曲具合に比べると、その湾曲具合は鋭いが、第２プレス工程で用いられる下型８５の凸部８５ｂに比べて緩やかな山形であり、それと引き換えに凹部７５ａは第２プレス工程で用いられる下型８５の凹部８５ａに比べて鋭い谷形となっている。
【００２４】
第１プレス工程では、まず、図１１（Ａ）に示されるように、下型７５に元になる鋼板５１を載置し、上型７３を降下させて鋼板５１を押圧する。それにより、上型７３と下型７５との間で鋼板５１は徐々に波形に変形させる。ここで、下型７５の凸部７５ｂの山形の湾曲形状に対し、対向する凹部７５ａの湾曲形状が緩やかで幅広であるため、図１１（Ｂ）に示されるように、最終的にラック歯３３が形成される鋼板５１の凸状部分５１ａは、他の部分に比べて肉厚になる。第１プレス工程では、鋼板５１に肉厚な凸状部分５１ａを形成しながら、亀裂などの損傷が生じない範囲である程度の波形を付与すればよく、上型７３と下型７５の型形状が鋼板５１に完全に転写されるまで押圧することを要しない。
【００２５】
第２プレス工程では、図１２（Ａ）に示されるように、第１プレス工程で得られた波形の鋼板５１の波形状の凹凸と下型８５の波形状の凹凸の位置を合致させた状態で鋼板５１を下型８５に載置し、上型８３を降下させて波形の鋼板５１を押圧する。第２プレス工程では、上型８３と下型８５の型形状が鋼板５１に転写されるまで押圧する（図１２（Ｂ）参照）。波形の鋼板５１の肉厚な凸状部分５１ａは、よりシャープな上型８３の凹部８３ａと下型８５の凸部８５ｂに挟まれて、肉が上方へ逃げながら変形を許容することで凹部８３ａを満たし、高さのあるラック歯３３を精度良く形成することができる。
【００２６】
上記曲げ加工作業と上記ラック歯３３を形成するプレス成形作業とによりレール・ラック一体部品３１を製造するにあたり、ラック歯３３がプレス成形されるのに先立ち、元になる鋼板５１が折り曲げられて少なくともラック歯３３が形成される第６の形成面４６が他の面とは区画された形成面として形成される。つまり、折り曲げにより他の面とは異なる面として形成された第６の形成面４６に対してラック歯３３が形成される。
【００２７】
上記曲げ加工作業と上記ラック歯３３を形成するプレス成形作業とによってレール・ラック一体部品３１を製造する手順は必ずしも限定されるものではないが、好ましい製造手順の一例として図１３に模式的に示される手順がある。図中には、その工程における曲げ加工の位置と曲げ方向に対応してパンチ６３を模式的に示している。
【００２８】
＜第１の工程＞
第１の工程では、図１３（ａ）において、パンチ６３（１）で示されるように、材料となる鋼板５１を折り曲げて後にラック歯３３が形成される第６の形成面４６を他の面とは区画する。すなわち、後に第６の形成面４６と第５の形成面４５との境界となる位置を曲げ加工する。それとともに、パンチ６３（２）で示されるように、後に第４の形成面４４と第５の形成面４５の境界となる位置を曲げ加工する。それにより、クランク状に曲げられた鋼板５１の一端に第６の形成面４６が位置するようになるため、次の第２の工程でラック歯３３を形成する際に作業がしやすくなる。
【００２９】
＜第２の工程＞
第２の工程では、図１３（ｂ）に示されるように、上記ラック歯３３を形成するプレス作業により第６の形成面４６にラック歯３３を形成する。このとき、鋼板５１の縁端５１ｂに挟扼力を作用させない部分を残すことで、フランジ部３５を設けながらラック歯３３を形成する。
【００３０】
＜第３の工程＞
第３の工程では、図１３（ｃ）において、パンチ６３（３）で示されるように、ラック歯３３が形成された第６の形成面４６とは反対の端になる第１の形成面４１と第２の形成面４２との境界となる位置を曲げ加工して、第１の形成面４１を区画する。
【００３１】
＜第４の工程＞
第４の工程では、図１３（ｄ）において、パンチ６３（４）で示されるように、第２の形成面４２と第３の形成面４３との境界となる位置を曲げ加工して、第２の形成面４２を区画する。これにより、最終的にレール部２３を構成する略コの字状の部位２３ａが形成される。
【００３２】
＜第５の工程＞
第５の工程では、図１３（ｅ）において、パンチ６３（５）で示されるように、第３の形成面４３と第４の形成面４４との境界となる位置を曲げ加工する。これにより、図１３（ｆ）に示されるように、レール部２３とラック部２５とが上下に並んで配置されてレール・ラック一体部品３１が成形される。
【００３３】
以上の構成のレール・ラック一体部品３１によれば、以下の作用効果がある。
まず、レール部２３とラック部２５との全く異なる機能を併せ持っており、部品点数を減らすことができる。そのうえ、一枚の鋼板をプレス加工するため、比較的低コストで製造することができる。ここで、ラック歯３３をプレス成形するにあたり、ラック歯３３に沿う鋼板の縁端をプレスせず、平板状のフランジ部３５を設けることで、比較的薄くて硬い鋼板を材料とする場合であっても、ラック歯３３の側端部から亀裂が入るのを防ぎながら精度良くラック歯３３を形成することができるとともに、フランジ部３５によりラック歯３３を補強することができる。かかるレール・ラック一体部品３１によれば、比較的薄くて硬い鋼板を材料として選択することにより、レール部２３の機能性と成形性とを確保しながら、精度良くラック歯３３を形成することができ、プレス加工によるレール部２３とラック部２５の一体成形が可能となっている。また、ラック歯３３の側端部が変形し易くなっており、変形に抗する力が小さいため金型の耐久性を向上させることもできる。
【００３４】
＜変更例１＞
図１４〜１８を参照しながら変更例１について説明する。変更例１は、上記実施形態１において一部のみを変更した実施の形態である。上記実施形態１から変更を要しない部分については、図中に同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。
【００３５】
図１４，１５に示されるように、本実施形態のレール・ラック一体部品９１は、第６の形成面４６に設けられるフランジ部９３の配設形態が上記実施形態１とは異なっている。フランジ部９３は、元の鋼板の平板形状のままである点では上記実施形態１と同様であるが、第６の形成面４６のラック歯３３が形成される面形状に対して屈曲している。フランジ部９３は、第６の形成面４６においてラック歯３３が形成される下面側に略直角に屈曲している。
【００３６】
このようなレール・ラック一体部品９１を形成する好ましい製造手順の一例として図１６に模式的に示される手順がある。まず、図１６（ａ）に示される第１の工程では、パンチ６３（１）、パンチ６３（０）で模式的に示されるように、材料となる鋼板５１を折り曲げて、後にラック歯３３が形成される第６の形成面４６を他の面とは区画するとともに、他の面との境界となる第６の形成面４６の折り曲げ端とは反対の端である鋼板５１の縁端５１ｂを屈曲させてフランジ部９３を形成する。また、パンチ６３（２）で示されるように、後に第４の形成面４４と第５の形成面４５の境界となる位置も曲げ加工する。次に、図１６（ｂ）に示される第２の工程で、第６の形成面４６をプレスし、鋼板５１を波形に成形しながらその片面にラック歯３３を形成する。ここで好適に用いられる金型の下型１０５は、図１７に示されるように、凹部１０５ａと凸部１０５ｂとが長手方向に繰り返されている凹凸形状であり、その凹凸形状は全幅に亘って形成されている。上型１０３は、概ね下型１０５を上下反転させたような凹凸の繰り返し形状であって、目的とする歯形に対応する凹凸形状である。下型１０５の凹部１０５ａに対向して上型１０３の凸部１０３ｂが配され、下型１０５の凸形状に対向して上型１０３の凹形状が配される。図１８に示されるように、下型１０５と上型１０３とは幅方向位置はずれて配される。下型１０５は、第６の形成面４６と他の面とを区画する折り曲げ端部４７からフランジ部９３を超えて延びる。上型１０３は、フランジ部９３から折り曲げ端部４７を超えて延びる。ラック歯３３のプレス成形に次いで、上記実施形態１と同様に図１６（ｃ）〜（ｅ）に示される第３〜５の工程を経て、図１６（ｆ）に示されるレール・ラック一体部品９１を成形することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１１ 車椅子リフタ
２１ スライド機構
２３ レール部
２５ ラック部
２７，２７ 支持ローラ
２９ ピニオン
２９ｍ モータ
３１ レール・ラック一体部品
３３ ラック歯
３５ フランジ部
４１，４２，４３，４４，４５，４６ 形成面
５１ 鋼板
５１ｂ （鋼板の）縁端
９１ レール・ラック一体部品
９３ フランジ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り曲げられて形成される少なくとも２以上の形成面が所定の機能を果たす金属板製部品の端に位置する形成面のうち少なくとも一方にプレス成形によりラック歯が直線状に一体形成されており、該ラック歯がプレス成形される形成面における金属板の縁端に前記ラック歯に沿って平板状のフランジ部が設けられて前記ラック歯が形成されていることを特徴とするラック歯を一体形成した部品。
【請求項２】
請求項１に記載のラック歯を一体形成した部品であって、
前記平板状のフランジ部は、前記ラック歯がプレス成形される面形状に対して屈曲した配設形態となっていることを特徴とするラック歯を一体形成した形成部品。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のラック歯を一体形成した部品であって、
前記ラック歯がプレス成形される形成面とは別の形成面がレール機能を果たすことを特徴とするラック歯を一体形成した部品。
【請求項１】
折り曲げられて形成される少なくとも２以上の形成面が所定の機能を果たす金属板製部品の端に位置する形成面のうち少なくとも一方にプレス成形によりラック歯が直線状に一体形成されており、該ラック歯がプレス成形される形成面における金属板の縁端に前記ラック歯に沿って平板状のフランジ部が設けられて前記ラック歯が形成されていることを特徴とするラック歯を一体形成した部品。
【請求項２】
請求項１に記載のラック歯を一体形成した部品であって、
前記平板状のフランジ部は、前記ラック歯がプレス成形される面形状に対して屈曲した配設形態となっていることを特徴とするラック歯を一体形成した形成部品。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のラック歯を一体形成した部品であって、
前記ラック歯がプレス成形される形成面とは別の形成面がレール機能を果たすことを特徴とするラック歯を一体形成した部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−７８７８８（Ｐ２０１３−７８７８８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０７６９（Ｐ２０１１−２２０７６９）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【出願人】（５０３２２５５９３）株式会社緑技研 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【出願人】（５０３２２５５９３）株式会社緑技研 (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]