摺動受け部材およびその製造方法並びに製造装置
【課題】ラックピニオン式ステアリング装置のラックガイドの本体を、板状部材のプレス加工により形成し、その強度向上を図る。
【解決手段】ラックガイド５において、一端が閉塞された筒状体を本体９とし、この本体９の閉塞端側をモールド樹脂の層１０（以下、モールド樹脂層１０ともいう）により覆ってなる。即ち、本体９は金属の板状部材からプレス加工により一端閉塞型の円筒状に形成され、筒状側面部の両端間の途中から閉塞端に至る部分は、当該両端間の途中から開放端に至る部分よりも径小となっている。金属板材をプレス加工して筒状に形成された本体９に、段面部１５およびくびれ部１６を形成する。この段面部１５およびくびれ部１６によって本体９の周側面部の強度が高くなり、別体の補強体を本体９の内側に収納する等せずとも済む。
【解決手段】ラックガイド５において、一端が閉塞された筒状体を本体９とし、この本体９の閉塞端側をモールド樹脂の層１０（以下、モールド樹脂層１０ともいう）により覆ってなる。即ち、本体９は金属の板状部材からプレス加工により一端閉塞型の円筒状に形成され、筒状側面部の両端間の途中から閉塞端に至る部分は、当該両端間の途中から開放端に至る部分よりも径小となっている。金属板材をプレス加工して筒状に形成された本体９に、段面部１５およびくびれ部１６を形成する。この段面部１５およびくびれ部１６によって本体９の周側面部の強度が高くなり、別体の補強体を本体９の内側に収納する等せずとも済む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状の相手材を摺動自在に支持する摺動受け部材およびその製造方法並びに製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などのラックピニオン式ステアリング装置は、ケーシング内に、ステアリング操作によって回転されるように軸受により支持されたピニオンと、このピニオンの回転によって直線的に往復移動されるラックバーと、このラックバーを摺動自在に支持するラックガイド（摺動受け部材）とを設けてなる。ラックガイドは、ケーシングに設けられた支持穴内に、ラックバーの移動方向と直交する方向に移動自在に支持され、コイルばねによってラックバーに弾性的に押圧されている。
【０００３】
ラックガイドは、一般に、ダイキャスト品や厚みを持たせた焼結体により形成されているが、そのような焼結体等からなるラックガイドは重量が増し、比較的高価であることから、特許文献１，２のように、板状部材を絞り成形することによって製造することが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３２３８５０号公報
【特許文献２】特開平７−３２３８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２では、板状部材として１．２ｍｍ厚の鋼板を用い、この鋼板を深絞り成形することによって円筒状のラックガイド本体を形成し、このラックガイド本体の端面に形成された凹状面部にラックバーを受ける摺動片を取り付けると共に、ラックガイド本体の内側に、１．０ｍｍ厚の鋼板から深絞り成形によって形成された補強体を装着してラックガイド本体を補強するようにしている。
【０００６】
このようにラックガイドを板状部材から絞り成形によって形成するものでは、板状部材の板厚が厚いと絞り成形が難しくなるために、厚さの比較的薄い板状部材を使用する傾向がある。薄い板状部材を用いると、ラックガイド本体の筒状側面部（スカート部）がラックバーの荷重を受けた場合に径方向に拡がり易く、その拡がりのために、スカート部がハウジングの支持穴の内面に強く当たって異音を発したり、スカート部の摺動特性が悪くなったりする。引用文献１，２では、ラックガイド本体を補強体によって補強しているので、上述のような不具合の発生は防止できると考えられる。しかしながら、ラックガイド本体を別体の補強体によって補強する構成では、製造コストが高くなる。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、板状部材により形成される摺動受け部材にあって、別体の補強体を用いずとも高強度とすることができる摺動受け部材を提供し、併せて、そのような摺動受け部材を製造する方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の摺動受け部材では、本体の筒状側面部に高剛性部が設けられているので、本体が板状部材によって形成されていても、本体の筒状側面部が相手材の荷重を受けて径方向に拡がるように変形することを極力防止することができる。
【０００９】
請求項２の摺動受け部材では、高剛性部として、本体の筒状側面部の両端間の途中から前記閉塞端に至る部分を径小にする形状の段面部および／または筒状側面部の両端間の途中にくびれ形状に形成したくびれ部を設けているので、本体の強度を確実に高くすることができる。
請求項３の摺動受け部材では、板状部材が金属であることから、段面部やくびれ部を形成する際に本体の筒状側面部を加工硬化させることができるので、筒状側面部の剛性を容易に上げることができる。また、筒状側面部に急加熱急冷処理を施すことにより、そこの硬度を上げて筒状側面部の剛性を容易に上げることができる。
【００１０】
請求項４の摺動受け部材では、金属の板状部材が、鋼板に摺動用金属を被着した複層材からなり、摺動用金属の層が本体の外表面に現れているので、摺動受け部材を支持穴内に摺動可能に配置する場合、支持穴の内面との摺動特性を向上させることができる。
請求項５の摺動受け部材では、摺動用金属の層が空孔率５％以下の焼結金属からなっているので、摺動用金属の層の強度が高い。また、板状部材を絞り成形する場合などにおいて、摺動用金属の層が剥離したり、摺動用金属の層を構成する焼結金属粒が脱落したりする恐れがない。
【００１１】
請求項６の摺動受け部材では、凹状面が樹脂により覆われているので、相手材との摺動特性を向上させることができる。
請求項７の摺動受け部材では、スリットを形成することによって筒状側面部を径方向に拡げ易くなるので、支持穴の内面との隙間を小さくすることができ、且つ、支持穴の内面との接触圧が過度に大きくならないようにすることができる。スリットの位置は、相手材の軸線方向やそれに垂直な方向に設けることが制御面において好ましい。
請求項８の摺動受け部材では、台座部が凹状面と共にモールド樹脂によって覆われているので、相手材および支持穴の内面との摺動特性を向上させることができる。また、モールド樹脂による被覆からスカート部を除外する場合、モールド用の樹脂の使用コストを低減することができる。
【００１２】
請求項９の摺動受け部材では、スカート部と台座部との間にくびれ部が設けられているので、筒状側面部の剛性をより一層高めることができる。また、モールド樹脂の固定を強固にすることができる。
請求項１０の摺動受け部材では、スカート部に形成されたインデントに潤滑油などの潤滑剤を貯留できるので、支持穴の内面との摺動特性を向上させることができると共に、特に微小振動によるフレッティング摩耗を防止することができる。
【００１３】
請求項１１の摺動受け部材の製造方法および請求項１３の製造装置によれば、高剛性部として段面部とくびれ部を有した摺動部材を容易に製造でき、しかも、段面部を平坦に成形でき、且つ、凹状面の成形と同時にくびれ部を据え込んでより高剛性にすることができる。
請求項１２の摺動受け部材の摺動方法および請求項１４の製造装置によれば、台座部を凹状面と共に覆うモールド樹脂の層をインサート成形によって容易に成形でき、しかも、この際、段面部が平坦に仕上げられていることにより、モールド樹脂が段面部からスカート部にかけてバリ状に漏れ出ることを極力防止でき、バリ取りなどの後処理を行わずとも済む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿うラックガイドの断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿うラックガイドの断面図
【図２】ラックガイドの斜視図
【図３】ラックガイドの本体の斜視図
【図４】ラックピニオン式ステアリング装置の断面図
【図５】ラックガイドの本体を形成する板状部材の部分的な拡大断面図
【図６】トランスファプレス装置の全体を概略的に示す断面図
【図７】第１絞り用成形型を示し、（ａ）は加工時の状態で示す断面図、（ｂ）は加工後の状態で示す断面図
【図８】第２絞り用成形型を示し、（ａ）は加工時の状態で示す断面図、（ｂ）は加工後の状態で示す断面図
【図９】ネッキング加工用成形型を示し、（ａ）は加工時の状態で示す断面図、（ｂ）は加工後の状態で示す断面図
【図１０】予備仕上げ用成形型を示し、（ａ）は加工時の状態で示す断面図、（ｂ）は加工後の状態で示す断面図
【図１１】仕上げ用成形型を示し、（ａ）は加工時の状態で示す断面図、（ｂ）は加工後の状態で示す断面図
【図１２】トランスファプレス装置の各工程における加工内容を示す断面図
【図１３】仕上げ用成形型による仕上げ工程を示すもので、（ａ）および（ｂ）は筒状体および仕上げ用成形型を９０度異なる位置で切断して示す部分的な断面図
【図１４】ラックガイドの本体の強度試験の状態を示すもので、（ａ）は実施例品についての側面図、（ｂ）は比較例品についての側面図、（ａ−１）は実施例品の計測方向を示す平面図、（ｂ−１）は比較例品の計測方向を示す平面図
【図１５】ラックガイドの本体の強度試験の結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ラックピニオン式ステアリング装置１は、図４に示すように、ケーシング２内に、ボールベアリング３によって回転自在に支持されたピニオン４と、ラックガイド（摺動受け部材）５によって直線移動自在に支持されたラックバー（相手材）６を収納してなる。ピニオン４は、図示しないステアリングホイールに連結され、当該ステアリングホイールの回転操作によって回転される。一方、ラックバー６は、ピニオン４に噛み合うラック歯６ａを有し、ピニオン４の回転によって直線移動される。
【００１６】
ラックガイド５は、ケーシング２内に形成された支持穴７内に、ラックバー６の移動方向と直交する方向に移動可能に支持されている。このラックガイド５と支持穴７の底部を構成する蓋板２ａとの間には圧縮コイルばね８が設けられており、この圧縮コイルばね８はラックガイド５を介してラックバー６をピニオン４側に向けて付勢し、ラックバー６のラック歯６ａをピニオン４に弾性的に押圧している。
【００１７】
前記ラックガイド５は、本発明に係る摺動受け部材に相当するもので、図１〜図３に示すように、一端が閉塞された筒状体を本体９とし、この本体９の閉塞端側をモールド樹脂の層１０（以下、モールド樹脂層１０ともいう）により覆ってなる。即ち、本体９は金属の板状部材から後述のようにして一端閉塞型の円筒状に形成され、筒状側面部の両端間の途中から閉塞端に至る部分は、当該両端間の途中から開放端に至る部分よりも径小となっている。
【００１８】
本体９の筒状側面部のうち、開放端側の径大な部分はスカート部１１とされ、閉塞端側の径小な部分は台座部１２とされている。そして、スカート部１１の開放端側の部分には、１８０度隔てて例えばＴ型のスリット１３が形成されている。このスリット１３は、スカート部１１の開放端において外方に開放されている。また、台座部１２の先端面たる閉塞端面は、ほぼ半円弧状に窪む凹状面１４に形成されている。
【００１９】
スカート部１１と台座部１２との境界部分は、平坦な環状の段面部１５に形成されている。この段部面１５の内側の径寸法は、台座部１２の径寸法よりも小さく定められており、これにより、台座部１２の段面部１５側の部分には、段面部１５の内径側部分に連なるくびれ部１６が形成されている。このくびれ部１６は、凹状面１４の最下底部に連なる部分では、図１（ｂ）に示すように潰されて段面部１５に接した形態となっており、凹状面１４の最下底部に連なる部分から離れるに従って次第に起き上がる斜状の形態（図１（ａ）参照）となっている。くびれ部１６において、最も斜状に起き上がった位置１６ａから段面部１５上面位置までの距離は、板状部材の厚さの２〜５倍が、強度面や製造面で好ましい。また、円筒状の本体９の段面部１５上面位置を境としてスカート部１１軸線方向長さを台座部１２軸線方向長さの０．５〜１．５倍とすると、強度面や製造面で好ましい。
【００２０】
モールド樹脂層１０は、段面部１５から台座部１２の凹状面１４に至る全体を覆っており、台座部１２の外周面を覆う部分の外径寸法は、スカート部１１の外径寸法と同一とされていることから、モールド樹脂層１０の外周面とスカート部１１の外周面とは面一となっている。モールド樹脂層１０のうち、台座部１２の凹状面１４を覆う部分は、円弧状の受け凹面１７に形成され、この受け凹面１７によってラックバー６の円弧状外面を受けるようになっている。なお、受け凹面１７には、グリースなどの潤滑剤を貯留するための溝１７ａが形成されている。モールド樹脂は、台座部１２の内側にも充填されている。この台座部１２の内外に渡るモールド樹脂層１０は、凹状面１４の中央部に形成された小孔１８を通じて一体化されている。
【００２１】
以上のようなラックガイド５の本体９を形成する金属の板状部材１９は、図５に示すように、例えば０．９ｍｍ厚の鋼板２０の一方の面に摺動用金属の層（以下、摺動用金属層ともいう）としてリン青銅系や青銅系の銅系軸受合金からなる焼結金属を被着したバイメタルによって構成されている。この焼結金属の層２１（以下、焼結層２１ともいう）は、空孔率が５％以下の緻密な構造となっている。なお、焼結層２１を例えば空孔率２０〜４０％程度の多孔質金属を主構成とした形態にした場合は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂などの摺動性樹脂を含浸させ、且つ、その焼結層２１の表面をその摺動性樹脂の層で例えば１０〜３０μｍの厚さで覆うようにしても良い。
【００２２】
焼結層２１を空孔率５％以下の緻密構造とするためには、焼結後に行う圧延の際、圧下率を高くしなければならないが、この高圧下率での圧延によって銅系軸受合金の焼結金属粒が高密度になって焼結層２１の機械的強度が向上すると共に鋼板２０への接着強度も向上する。これにより、後述する絞り加工などのプレス加工時に焼結層２１が鋼板２０から剥がれたり、焼結層２１を構成する焼結金属粒が脱落したりすることが防止される。そして、板状部材１９が本体９として形成された状態では、焼結層２１が本体９の外表面に現れるようにしている。
【００２３】
次に、ラックガイド５の製造について説明する。ラックガイド５を製造するには、上記板状部材１９を所定形状、例えば円形に打ち抜き、この打ち抜いた円形の板状部材、即ちブランク（図示せず）に対し、図６に示すトランスファプレス装置（本体製造装置）２２により複数工程のプレス加工を施してラックガイド５の本体９を形成し、その後、プラスチック成形型を用いたインサート成形によって本体９にモールド樹脂層１０を型成形する。
【００２４】
トランスファプレス装置２２は、プレス機械のボルスタ２３に下型ホルダ２４を固定すると共に、プレス機械のラム２５に上型ホルダ２６を固定し、それら下型ホルダ２４と上型ホルダ２６とに、第１絞り用成形型２７、第２絞り用成形型２８、ネッキング加工用成形型２９、予備仕上げ用成形型３０、仕上げ用成形型３１および孔明け用打抜型３２の下型３３〜３８と上型３９〜４４を取り付けて構成されている。また、トランスファプレス装置２２は、第１絞り用成形型２７〜孔明け用打抜型３２でプレス加工したワークを一斉に次工程のプレス型に搬送する搬送装置（図示せず）を備えている。
【００２５】
第１絞り用成形型２７は、板状部材１９を円筒状に絞る第１絞り加工を行うもので、図７に示すように、下型３３および上型３９はパンチおよびダイからなる。第２絞り用成形型２８は、図８に示すように、台座部１２を成形するための第２絞り加工を行うもので、下型３４は傾斜段３４ａの付いたパンチからなり、上型４０は傾斜段４０ａの付いたダイ穴を有したダイからなる。ネッキング加工用成形型２９は、図９に示すように、くびれ部１６を成形するためのネッキング加工を行うもので、下型３５はワークを被せるホルダからなり、上型４１は環状に構成される上下動可能な複数分割形の横パンチ４１ａ、この横パンチ４１ａを縮径方向に移動させるためのカム機構４１ｂおよび縮径方向に移動した横パンチ４１ａを元位置に戻すための横復帰用のコイルばね４1ｃから構成されている。
【００２６】
予備仕上げ加工用成形型３０は、段面部１５を成形するための平打ち加工を行うもので、図１０に示すように、下型３６は平坦段部３６ａを有したパンチからなり、上型４２はダイ穴内に平坦段部４２ａを有したダイからなる。仕上げ加工用成形型３１は、図１１に示すように、凹状面１４を成形する他、仕上げ加工を行うためのもので、下型３７は段付き状パンチからなり、上型４３はダイ穴の上部に半円状突部４３ａを有した成形パンチとダイからなる。孔明け用打抜型３２は、スリット１３、小孔１８およびインサート成形時の位置決め部として機能する切欠４５を形成する打ち抜き加工を行うためのもので、下型３８は複数のダイ穴（３８ａ、３８ｂ、３８ｃ）を有したダイからなり、上型４４は図示はしないがスリット１３を打ち抜くための横パンチ、この横パンチを横方向に移動させるためのカム機構および復帰用のコイルばね、小孔１８を打ち抜くためのパンチを備える他、図示はしないが、切欠４５を打ち抜くための横パンチ、この横パンチを横方向に移動させるためのカム機構および復帰用のコイルばねを備えている。
【００２７】
このようなトランスファプレス装置２２によって板状部材１９からラックガイド５の本体９を形成するには、まず、図示しない打ち抜き型により、板状部材１９から円形のブランクを打ち抜く。打ち抜かれたブランクは、トランスファプレス装置２２に送られ、第１絞り用成形型２７の下型３３上にセットされる。そして、ラム２５が下降すると、第１絞り用成形型２７の下型３３と上型３９とにより、ブランクは、図１２（ａ）に示すように、一端が開放され、他端が閉塞された円形の筒状体４６に絞り成形される（第１絞り加工工程）。この第１絞り加工により、筒状体４６は、例えば外径２８．２ｍｍに絞られる。なお、ブランクの焼結層２１側を上にして下型３３上にセットすることによって、焼結層２１が筒状体４６の外表面に現れるようになる。
【００２８】
第１絞り用成形型２７で加工された筒状体４６は、搬送装置によって第２絞り用成形型２８に送られ、当該第２絞り用成形型２８の下型３４に被せられる。そして、ラム２５が下降すると、筒状体４６は、当該第２の絞り用成形型２８の下型３４と上型４０とにより、図１２（ｂ）に示すように、筒状体４６の両端間の途中から閉塞端（上端）に至る部分が径小に絞られ、これにより、筒状体４６が開放端側の径大なスカート部１１と閉塞端側の径小な台座部１２とに分けられると共に、スカート部１１がしごかれる（第２絞り加工工程）。また、この第２絞り用成形型２８により、台座部１２とスカート部１１との境界部分が傾斜面４６ａに形成される。この第２絞り加工によって、筒状体４６のスカート部１１は、例えば外径２８ｍｍ、台座部１２は、例えば外径２４ｍｍに絞られる。
【００２９】
第２絞り用成形型２８で台座部１２が形成された筒状部４６は、搬送装置によってネッキング加工用成形型２９に送られ、当該ネッキング加工用成形型２９の下型３５に被せられる。そして、ラム２５が下降すると、まず上型４１の上型ホルダ４１ｄが下型３５の下型ノックアウト３５ａに当接して停止するため、その後のラム２５の下降によってカム機構４１ｂが機能して横パンチ４１ａを縮径方向に移動させる。これにより、図１２（ｃ）に示すように、スカート部１１と台座部１２とを繋ぐ途中部分、即ち傾斜面４６ａが縮径されてくびれ部１６が形成される（ネッキング加工工程）。
【００３０】
ネッキング加工用成形型２９でネッキング加工された筒状体４６は、搬送装置によって予備仕上げ加工用成形型３０に送られ、当該予備仕上げ加工用成形型３０の下型３６に被せられる。そして、ラム２５が下降すると、筒状体４６の傾斜面４６ａが下型３６の平坦段部３６ａと上型４２の平坦段部４２ａとの間で平打ちされて図１２（ｄ）に示すように平坦な段面部１５が形成される（予備仕上げ工程）。
【００３１】
予備仕上げ加工用成形型３０で平打ち加工された筒状体４６は、搬送装置によって仕上げ加工用成形型３１に送られ、下型３７に被せられる。そして、ラム２５が下降すると、上型４３の半円状突部４３ａが筒状体４６の台座部１２の閉塞端面部を強く押圧する。これにより、図１２（ｅ）に示すように台座部１２の閉塞端面部に凹状面１４が成形される。このとき、半円状突部４３ａの押圧力を受けて台座部１２の周側面部のくびれ部１６が図１３（ｂ）にも示すように座屈して鋭角状に押し縮められ、最も押し縮められる部分、つまり凹状面１４の最下底部に連なる部分では、図１３（ａ）にも示すようにくびれ部１６が段面部１５に接触するように完全に押し縮められるようになる。また、同時にスカート部１１がしごかれて更に精密に外径寸法が仕上げられる（仕上げ工程）。
【００３２】
仕上げ加工用成形型３１で凹状面１４が形成された筒状体４６は、搬送装置によって孔明け用打抜型３２に送られ、下型３８に被せられる。そして、ラム２５が下降すると、上型３８のスリット１３の打ち抜き用の横パンチおよび切欠４５の打ち抜き用の横パンチが下型３８に当接し、その後のラム２５の下降によって両横パンチがカム機構によって縮径方向に移動されてスカート部１１にスリット１３および切欠４５を打ち抜くと共に、上型４４のパンチが凹状面１４に小孔１８を打ち抜く（孔明け加工工程）。
【００３３】
以上により板状部材１９からラックガイド５の本体９が形成される。この本体９は、その後、図示しないプラスチック成形型へと移送され、プラスチック成形型内にセットされる。このとき、切欠４５はプラスチック成形型に設けられた突部に嵌合され、これによりプラスチック成形型内での本体９の位置決めが行われる。そして、このプラスチック成形型のキャビティ内に樹脂、例えばポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂などの摺動性樹脂が注入されて本体９の台座部１２の内外にモールド樹脂層１０が成形される。ラックガイド５は、以上のようにして製造される。
【００３４】
このように本実施形態では、本体９の筒状側面部である周側面部に、段面部１５およびくびれ部１６が形成されているので、当該周側面部の強度が高くなって周側面部の径方向に変形し難くなる。しかも、本体９の周側面部は、第１絞り用成形型２７および第２絞り用成形型２８による絞り加工、第２絞り用成形型２８および仕上げ加工用成形型３１によるスカート部１１のしごき加工などによって加工硬化が起きて硬度が高くなるので、この加工硬化によっても周側面部の強度が向上する。これらの段面部１５、くびれ部１６、スカート部１１の加工硬化部分は、本発明の高剛性部に相当する。更に、図１，４に示すように、本体９の台座部１２の内側をモールド樹脂層１０によってモールドする場合、圧縮コイルばね８のような部材と当接させるときに好ましい。
【００３５】
このため、本体９の内側に、鋼板から深絞り成形によって形成された補強体を装着して本体９を補強するといった対策を講ぜずとも済む。ここで、本体９の強度が十分であることを確認するために、本発明者は、モールド樹脂層１０を設ける前の本体９について、比較例品と共に強度試験を実施した。比較例品は、図１４（ｂ）に示すように、高剛性部である段部面１５やくびれ部１６のない状態のもの、つまり、台座部１２のない一端が開放され他端が閉塞された円筒状で、閉塞端面に受け凹面が形成された形態のものである。
【００３６】
強度試験は、図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、本発明の実施例品（モールド樹脂層１０の形成前の本体９）および比較例品の凹状面１４に丸棒Ｒを宛がい、当該丸棒に荷重を加えて開放端の外径の変化を、丸棒Ｒの中心軸線と直交する方向（図１４（ａ−１）および（ｂ−１）にＸ−Ｘ’で示す。）と丸棒Ｒの中心軸線方向（図１４（ａ−１）および（ｂ−１）にＹ−Ｙ’で示す。）について測定した。荷重は次の表１に示すように、徐々に上昇させ、開放端の外径を測定した。この測定結果を表１に示すと共に、図１５に外径の変化量をグラフにして示した。図１５では、実施例品を実線で示し、比較例品を破線で示すと共に、Ｘ−Ｘ’方向のものを黒塗りの四角で示し、Ｙ−Ｙ’ 方向のものを黒塗りの丸で示した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
この強度試験から、実施例品の方が、比較例品に比べて、拡径量および縮径量が少なく、強度向上効果に優れていることが理解される。
【００３９】
本実施形態では、本体９は、摺動用金属層からなる焼結層２１が外表面に現れており、また、台座部１２はモールド樹脂層１０によって覆われて当該モールド樹脂層１０の端面に凹状面１４が形成されているので、ラックガイド５の支持穴７の内面に対する摺動特性およびラックバー６に対する摺動特性が向上する。
【００４０】
ところで、本体９は、ブランクを絞り加工して筒状に形成するため、本体９には、拡径方向の内部応力が存在する。このような本体９のスカート部１１にスリット１３を形成すると、当該スカート部１１は若干ではあるが、拡げることが可能である。一方、ラックガイド５の外周面を構成する本体９のスカート部１１およびモールド樹脂層１０の外径寸法は、ラックガイド５が支持穴７内でスムーズに移動できるようにするために、当該支持穴７の内径寸法よりも僅かに小さく設定される。したがって、ラックガイド５と支持穴７との間には僅かなギャップが生ずる。
【００４１】
このようなラックガイド５において、スカート部１１にスリット１３を形成することにより、当該スカート部１１が若干拡径すると、上記のラックガイド５と支持穴７との間のギャップがスカート部１１においてはなくなる、或はほんの僅かなものとなるので、ラックガイド５は支持穴７内でがたつくことなく移動するようになる。勿論、スカート部１１はスリット１３の形成によって拡縮方向に弾性を持つようになるので、支持穴７内面にスカート部１１が強く当たって円滑な摺動を阻害する恐れもない。
【００４２】
スリット１３の幅は本体９の直径の１〜１０％が、スリット１３の長さはスカート部１１の長さの２０〜８０％が、本体９の拡縮程度の制御に好ましい。
さて、インサート成形によって本体９の台座部１２のみをモールド樹脂層１０で覆う場合、台座部１２とスカート部１１との境界部分が傾斜していたりすると、モールド樹脂層１０がバリ状になってスカート部１１に垂れ下がったような状態になり易い。しかしながら、本実施形態では、予備仕上げ工程により台座部１２とスカート部１１との間は段面部１５としてその段面部１５とスカート部１１との角部の曲率を、極力小さくしたので、モールド樹脂層１０がバリ状に垂れ下がることを極力防止できる。
【００４３】
そして、この段面部１５は、筒状体４６に台座部１２を形成してスカート部１１との境界部分を傾斜面４６ａに形成し、その後、この傾斜面４６ａを予備仕上げ加工用成形型３０により平打ち加工することによって形成したので、平坦な段面部１５の加工が容易となる。
【００４４】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、以下のような拡張或は変更が可能である。
モールド樹脂層１０は、本体９の閉塞端の凹状面１４を覆うだけのものであっても良い。
段面部１５およびくびれ部１６は、どちらか一方でも良い。
板状部材１９はアルミ合金を被着したバイメタルであっても良い。
銅系軸受合金からなる焼結層２１はＡｌ−Ｓｎ系、Ａｌ−Ｓｎ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｚｎ系のアルミ系軸受合金層に換えても良い。
【００４５】
モールド樹脂層１０はなくても良い。この場合、本体９の凹状面１４によって直接ラックバー６を支持する構成であっても良い。この場合、凹状面１４を樹脂によってコーティングしても良い。
本体９を形成する素材である板状部材１９はバイメタルに限られない。例えば、鋼板単体であっても良い。また、板状部材１９は金属でなく、プラスチック板を熱成形するものであっても良い。
【００４６】
スリット１３はＴ字形に限られず、Ｉ字形など他に種々考えられる。
スカート部１１の外周面にインデントを形成しても良い。インデントに潤滑剤を貯留することにより、摺動特性を向上できると共に、特に微振動によるフレッティング摩耗を防止することができる。また、インデント形成部が金属からなる場合は、インデントを圧縮成形する際に当該形成部に加工歪を発生させて硬度を向上させることもできる。なお、インデントに固体潤滑剤を配しても良いし、例えばＭｏＳ２のような固体潤滑剤をスカート部１１等にインデントを設けることなく配する構成であっても良い。
板状部材１９からブランクを打ち抜く打ち抜き型もトランスファプレス装置２２に組み入れても良い。
第１絞り用成形型２７〜孔明け用打抜型３２は、それぞれ異なるプレス機械に取り付けるようにしても良い。
ラックピニオン式ステアリング装置１のラックガイド５に限られず、筒状の本体の閉塞端に直接または摺動材を介して間接的に相手材を支持する摺動受け部材に広く適用できる。
【符号の説明】
【００４７】
図面中、１はラックピニオン式ステアリング装置、５はラックガイド（摺動受け部材）、６はラックバー（相手材）、９は本体、１０はモールド樹脂、１１はスカート部、１２は台座部、１３はスリット、１４は凹状面、１５は段面部、１６はくびれ部、１７は受け凹面、１９は板状部材、２０は鋼板、２１は焼結層（摺動用金属層）、２２はトランスファプレス装置、２７は第１絞り用成形型、２８は第２絞り用成形型、２９はネッキング加工用成形型、３０は予備仕上げ用成形型、３１は仕上げ用成形型、３２は孔明け用打抜型、４６は筒状体を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状の相手材を摺動自在に支持する摺動受け部材およびその製造方法並びに製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などのラックピニオン式ステアリング装置は、ケーシング内に、ステアリング操作によって回転されるように軸受により支持されたピニオンと、このピニオンの回転によって直線的に往復移動されるラックバーと、このラックバーを摺動自在に支持するラックガイド（摺動受け部材）とを設けてなる。ラックガイドは、ケーシングに設けられた支持穴内に、ラックバーの移動方向と直交する方向に移動自在に支持され、コイルばねによってラックバーに弾性的に押圧されている。
【０００３】
ラックガイドは、一般に、ダイキャスト品や厚みを持たせた焼結体により形成されているが、そのような焼結体等からなるラックガイドは重量が増し、比較的高価であることから、特許文献１，２のように、板状部材を絞り成形することによって製造することが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３２３８５０号公報
【特許文献２】特開平７−３２３８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２では、板状部材として１．２ｍｍ厚の鋼板を用い、この鋼板を深絞り成形することによって円筒状のラックガイド本体を形成し、このラックガイド本体の端面に形成された凹状面部にラックバーを受ける摺動片を取り付けると共に、ラックガイド本体の内側に、１．０ｍｍ厚の鋼板から深絞り成形によって形成された補強体を装着してラックガイド本体を補強するようにしている。
【０００６】
このようにラックガイドを板状部材から絞り成形によって形成するものでは、板状部材の板厚が厚いと絞り成形が難しくなるために、厚さの比較的薄い板状部材を使用する傾向がある。薄い板状部材を用いると、ラックガイド本体の筒状側面部（スカート部）がラックバーの荷重を受けた場合に径方向に拡がり易く、その拡がりのために、スカート部がハウジングの支持穴の内面に強く当たって異音を発したり、スカート部の摺動特性が悪くなったりする。引用文献１，２では、ラックガイド本体を補強体によって補強しているので、上述のような不具合の発生は防止できると考えられる。しかしながら、ラックガイド本体を別体の補強体によって補強する構成では、製造コストが高くなる。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、板状部材により形成される摺動受け部材にあって、別体の補強体を用いずとも高強度とすることができる摺動受け部材を提供し、併せて、そのような摺動受け部材を製造する方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の摺動受け部材では、本体の筒状側面部に高剛性部が設けられているので、本体が板状部材によって形成されていても、本体の筒状側面部が相手材の荷重を受けて径方向に拡がるように変形することを極力防止することができる。
【０００９】
請求項２の摺動受け部材では、高剛性部として、本体の筒状側面部の両端間の途中から前記閉塞端に至る部分を径小にする形状の段面部および／または筒状側面部の両端間の途中にくびれ形状に形成したくびれ部を設けているので、本体の強度を確実に高くすることができる。
請求項３の摺動受け部材では、板状部材が金属であることから、段面部やくびれ部を形成する際に本体の筒状側面部を加工硬化させることができるので、筒状側面部の剛性を容易に上げることができる。また、筒状側面部に急加熱急冷処理を施すことにより、そこの硬度を上げて筒状側面部の剛性を容易に上げることができる。
【００１０】
請求項４の摺動受け部材では、金属の板状部材が、鋼板に摺動用金属を被着した複層材からなり、摺動用金属の層が本体の外表面に現れているので、摺動受け部材を支持穴内に摺動可能に配置する場合、支持穴の内面との摺動特性を向上させることができる。
請求項５の摺動受け部材では、摺動用金属の層が空孔率５％以下の焼結金属からなっているので、摺動用金属の層の強度が高い。また、板状部材を絞り成形する場合などにおいて、摺動用金属の層が剥離したり、摺動用金属の層を構成する焼結金属粒が脱落したりする恐れがない。
【００１１】
請求項６の摺動受け部材では、凹状面が樹脂により覆われているので、相手材との摺動特性を向上させることができる。
請求項７の摺動受け部材では、スリットを形成することによって筒状側面部を径方向に拡げ易くなるので、支持穴の内面との隙間を小さくすることができ、且つ、支持穴の内面との接触圧が過度に大きくならないようにすることができる。スリットの位置は、相手材の軸線方向やそれに垂直な方向に設けることが制御面において好ましい。
請求項８の摺動受け部材では、台座部が凹状面と共にモールド樹脂によって覆われているので、相手材および支持穴の内面との摺動特性を向上させることができる。また、モールド樹脂による被覆からスカート部を除外する場合、モールド用の樹脂の使用コストを低減することができる。
【００１２】
請求項９の摺動受け部材では、スカート部と台座部との間にくびれ部が設けられているので、筒状側面部の剛性をより一層高めることができる。また、モールド樹脂の固定を強固にすることができる。
請求項１０の摺動受け部材では、スカート部に形成されたインデントに潤滑油などの潤滑剤を貯留できるので、支持穴の内面との摺動特性を向上させることができると共に、特に微小振動によるフレッティング摩耗を防止することができる。
【００１３】
請求項１１の摺動受け部材の製造方法および請求項１３の製造装置によれば、高剛性部として段面部とくびれ部を有した摺動部材を容易に製造でき、しかも、段面部を平坦に成形でき、且つ、凹状面の成形と同時にくびれ部を据え込んでより高剛性にすることができる。
請求項１２の摺動受け部材の摺動方法および請求項１４の製造装置によれば、台座部を凹状面と共に覆うモールド樹脂の層をインサート成形によって容易に成形でき、しかも、この際、段面部が平坦に仕上げられていることにより、モールド樹脂が段面部からスカート部にかけてバリ状に漏れ出ることを極力防止でき、バリ取りなどの後処理を行わずとも済む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿うラックガイドの断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿うラックガイドの断面図
【図２】ラックガイドの斜視図
【図３】ラックガイドの本体の斜視図
【図４】ラックピニオン式ステアリング装置の断面図
【図５】ラックガイドの本体を形成する板状部材の部分的な拡大断面図
【図６】トランスファプレス装置の全体を概略的に示す断面図
【図７】第１絞り用成形型を示し、（ａ）は加工時の状態で示す断面図、（ｂ）は加工後の状態で示す断面図
【図８】第２絞り用成形型を示し、（ａ）は加工時の状態で示す断面図、（ｂ）は加工後の状態で示す断面図
【図９】ネッキング加工用成形型を示し、（ａ）は加工時の状態で示す断面図、（ｂ）は加工後の状態で示す断面図
【図１０】予備仕上げ用成形型を示し、（ａ）は加工時の状態で示す断面図、（ｂ）は加工後の状態で示す断面図
【図１１】仕上げ用成形型を示し、（ａ）は加工時の状態で示す断面図、（ｂ）は加工後の状態で示す断面図
【図１２】トランスファプレス装置の各工程における加工内容を示す断面図
【図１３】仕上げ用成形型による仕上げ工程を示すもので、（ａ）および（ｂ）は筒状体および仕上げ用成形型を９０度異なる位置で切断して示す部分的な断面図
【図１４】ラックガイドの本体の強度試験の状態を示すもので、（ａ）は実施例品についての側面図、（ｂ）は比較例品についての側面図、（ａ−１）は実施例品の計測方向を示す平面図、（ｂ−１）は比較例品の計測方向を示す平面図
【図１５】ラックガイドの本体の強度試験の結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ラックピニオン式ステアリング装置１は、図４に示すように、ケーシング２内に、ボールベアリング３によって回転自在に支持されたピニオン４と、ラックガイド（摺動受け部材）５によって直線移動自在に支持されたラックバー（相手材）６を収納してなる。ピニオン４は、図示しないステアリングホイールに連結され、当該ステアリングホイールの回転操作によって回転される。一方、ラックバー６は、ピニオン４に噛み合うラック歯６ａを有し、ピニオン４の回転によって直線移動される。
【００１６】
ラックガイド５は、ケーシング２内に形成された支持穴７内に、ラックバー６の移動方向と直交する方向に移動可能に支持されている。このラックガイド５と支持穴７の底部を構成する蓋板２ａとの間には圧縮コイルばね８が設けられており、この圧縮コイルばね８はラックガイド５を介してラックバー６をピニオン４側に向けて付勢し、ラックバー６のラック歯６ａをピニオン４に弾性的に押圧している。
【００１７】
前記ラックガイド５は、本発明に係る摺動受け部材に相当するもので、図１〜図３に示すように、一端が閉塞された筒状体を本体９とし、この本体９の閉塞端側をモールド樹脂の層１０（以下、モールド樹脂層１０ともいう）により覆ってなる。即ち、本体９は金属の板状部材から後述のようにして一端閉塞型の円筒状に形成され、筒状側面部の両端間の途中から閉塞端に至る部分は、当該両端間の途中から開放端に至る部分よりも径小となっている。
【００１８】
本体９の筒状側面部のうち、開放端側の径大な部分はスカート部１１とされ、閉塞端側の径小な部分は台座部１２とされている。そして、スカート部１１の開放端側の部分には、１８０度隔てて例えばＴ型のスリット１３が形成されている。このスリット１３は、スカート部１１の開放端において外方に開放されている。また、台座部１２の先端面たる閉塞端面は、ほぼ半円弧状に窪む凹状面１４に形成されている。
【００１９】
スカート部１１と台座部１２との境界部分は、平坦な環状の段面部１５に形成されている。この段部面１５の内側の径寸法は、台座部１２の径寸法よりも小さく定められており、これにより、台座部１２の段面部１５側の部分には、段面部１５の内径側部分に連なるくびれ部１６が形成されている。このくびれ部１６は、凹状面１４の最下底部に連なる部分では、図１（ｂ）に示すように潰されて段面部１５に接した形態となっており、凹状面１４の最下底部に連なる部分から離れるに従って次第に起き上がる斜状の形態（図１（ａ）参照）となっている。くびれ部１６において、最も斜状に起き上がった位置１６ａから段面部１５上面位置までの距離は、板状部材の厚さの２〜５倍が、強度面や製造面で好ましい。また、円筒状の本体９の段面部１５上面位置を境としてスカート部１１軸線方向長さを台座部１２軸線方向長さの０．５〜１．５倍とすると、強度面や製造面で好ましい。
【００２０】
モールド樹脂層１０は、段面部１５から台座部１２の凹状面１４に至る全体を覆っており、台座部１２の外周面を覆う部分の外径寸法は、スカート部１１の外径寸法と同一とされていることから、モールド樹脂層１０の外周面とスカート部１１の外周面とは面一となっている。モールド樹脂層１０のうち、台座部１２の凹状面１４を覆う部分は、円弧状の受け凹面１７に形成され、この受け凹面１７によってラックバー６の円弧状外面を受けるようになっている。なお、受け凹面１７には、グリースなどの潤滑剤を貯留するための溝１７ａが形成されている。モールド樹脂は、台座部１２の内側にも充填されている。この台座部１２の内外に渡るモールド樹脂層１０は、凹状面１４の中央部に形成された小孔１８を通じて一体化されている。
【００２１】
以上のようなラックガイド５の本体９を形成する金属の板状部材１９は、図５に示すように、例えば０．９ｍｍ厚の鋼板２０の一方の面に摺動用金属の層（以下、摺動用金属層ともいう）としてリン青銅系や青銅系の銅系軸受合金からなる焼結金属を被着したバイメタルによって構成されている。この焼結金属の層２１（以下、焼結層２１ともいう）は、空孔率が５％以下の緻密な構造となっている。なお、焼結層２１を例えば空孔率２０〜４０％程度の多孔質金属を主構成とした形態にした場合は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂などの摺動性樹脂を含浸させ、且つ、その焼結層２１の表面をその摺動性樹脂の層で例えば１０〜３０μｍの厚さで覆うようにしても良い。
【００２２】
焼結層２１を空孔率５％以下の緻密構造とするためには、焼結後に行う圧延の際、圧下率を高くしなければならないが、この高圧下率での圧延によって銅系軸受合金の焼結金属粒が高密度になって焼結層２１の機械的強度が向上すると共に鋼板２０への接着強度も向上する。これにより、後述する絞り加工などのプレス加工時に焼結層２１が鋼板２０から剥がれたり、焼結層２１を構成する焼結金属粒が脱落したりすることが防止される。そして、板状部材１９が本体９として形成された状態では、焼結層２１が本体９の外表面に現れるようにしている。
【００２３】
次に、ラックガイド５の製造について説明する。ラックガイド５を製造するには、上記板状部材１９を所定形状、例えば円形に打ち抜き、この打ち抜いた円形の板状部材、即ちブランク（図示せず）に対し、図６に示すトランスファプレス装置（本体製造装置）２２により複数工程のプレス加工を施してラックガイド５の本体９を形成し、その後、プラスチック成形型を用いたインサート成形によって本体９にモールド樹脂層１０を型成形する。
【００２４】
トランスファプレス装置２２は、プレス機械のボルスタ２３に下型ホルダ２４を固定すると共に、プレス機械のラム２５に上型ホルダ２６を固定し、それら下型ホルダ２４と上型ホルダ２６とに、第１絞り用成形型２７、第２絞り用成形型２８、ネッキング加工用成形型２９、予備仕上げ用成形型３０、仕上げ用成形型３１および孔明け用打抜型３２の下型３３〜３８と上型３９〜４４を取り付けて構成されている。また、トランスファプレス装置２２は、第１絞り用成形型２７〜孔明け用打抜型３２でプレス加工したワークを一斉に次工程のプレス型に搬送する搬送装置（図示せず）を備えている。
【００２５】
第１絞り用成形型２７は、板状部材１９を円筒状に絞る第１絞り加工を行うもので、図７に示すように、下型３３および上型３９はパンチおよびダイからなる。第２絞り用成形型２８は、図８に示すように、台座部１２を成形するための第２絞り加工を行うもので、下型３４は傾斜段３４ａの付いたパンチからなり、上型４０は傾斜段４０ａの付いたダイ穴を有したダイからなる。ネッキング加工用成形型２９は、図９に示すように、くびれ部１６を成形するためのネッキング加工を行うもので、下型３５はワークを被せるホルダからなり、上型４１は環状に構成される上下動可能な複数分割形の横パンチ４１ａ、この横パンチ４１ａを縮径方向に移動させるためのカム機構４１ｂおよび縮径方向に移動した横パンチ４１ａを元位置に戻すための横復帰用のコイルばね４1ｃから構成されている。
【００２６】
予備仕上げ加工用成形型３０は、段面部１５を成形するための平打ち加工を行うもので、図１０に示すように、下型３６は平坦段部３６ａを有したパンチからなり、上型４２はダイ穴内に平坦段部４２ａを有したダイからなる。仕上げ加工用成形型３１は、図１１に示すように、凹状面１４を成形する他、仕上げ加工を行うためのもので、下型３７は段付き状パンチからなり、上型４３はダイ穴の上部に半円状突部４３ａを有した成形パンチとダイからなる。孔明け用打抜型３２は、スリット１３、小孔１８およびインサート成形時の位置決め部として機能する切欠４５を形成する打ち抜き加工を行うためのもので、下型３８は複数のダイ穴（３８ａ、３８ｂ、３８ｃ）を有したダイからなり、上型４４は図示はしないがスリット１３を打ち抜くための横パンチ、この横パンチを横方向に移動させるためのカム機構および復帰用のコイルばね、小孔１８を打ち抜くためのパンチを備える他、図示はしないが、切欠４５を打ち抜くための横パンチ、この横パンチを横方向に移動させるためのカム機構および復帰用のコイルばねを備えている。
【００２７】
このようなトランスファプレス装置２２によって板状部材１９からラックガイド５の本体９を形成するには、まず、図示しない打ち抜き型により、板状部材１９から円形のブランクを打ち抜く。打ち抜かれたブランクは、トランスファプレス装置２２に送られ、第１絞り用成形型２７の下型３３上にセットされる。そして、ラム２５が下降すると、第１絞り用成形型２７の下型３３と上型３９とにより、ブランクは、図１２（ａ）に示すように、一端が開放され、他端が閉塞された円形の筒状体４６に絞り成形される（第１絞り加工工程）。この第１絞り加工により、筒状体４６は、例えば外径２８．２ｍｍに絞られる。なお、ブランクの焼結層２１側を上にして下型３３上にセットすることによって、焼結層２１が筒状体４６の外表面に現れるようになる。
【００２８】
第１絞り用成形型２７で加工された筒状体４６は、搬送装置によって第２絞り用成形型２８に送られ、当該第２絞り用成形型２８の下型３４に被せられる。そして、ラム２５が下降すると、筒状体４６は、当該第２の絞り用成形型２８の下型３４と上型４０とにより、図１２（ｂ）に示すように、筒状体４６の両端間の途中から閉塞端（上端）に至る部分が径小に絞られ、これにより、筒状体４６が開放端側の径大なスカート部１１と閉塞端側の径小な台座部１２とに分けられると共に、スカート部１１がしごかれる（第２絞り加工工程）。また、この第２絞り用成形型２８により、台座部１２とスカート部１１との境界部分が傾斜面４６ａに形成される。この第２絞り加工によって、筒状体４６のスカート部１１は、例えば外径２８ｍｍ、台座部１２は、例えば外径２４ｍｍに絞られる。
【００２９】
第２絞り用成形型２８で台座部１２が形成された筒状部４６は、搬送装置によってネッキング加工用成形型２９に送られ、当該ネッキング加工用成形型２９の下型３５に被せられる。そして、ラム２５が下降すると、まず上型４１の上型ホルダ４１ｄが下型３５の下型ノックアウト３５ａに当接して停止するため、その後のラム２５の下降によってカム機構４１ｂが機能して横パンチ４１ａを縮径方向に移動させる。これにより、図１２（ｃ）に示すように、スカート部１１と台座部１２とを繋ぐ途中部分、即ち傾斜面４６ａが縮径されてくびれ部１６が形成される（ネッキング加工工程）。
【００３０】
ネッキング加工用成形型２９でネッキング加工された筒状体４６は、搬送装置によって予備仕上げ加工用成形型３０に送られ、当該予備仕上げ加工用成形型３０の下型３６に被せられる。そして、ラム２５が下降すると、筒状体４６の傾斜面４６ａが下型３６の平坦段部３６ａと上型４２の平坦段部４２ａとの間で平打ちされて図１２（ｄ）に示すように平坦な段面部１５が形成される（予備仕上げ工程）。
【００３１】
予備仕上げ加工用成形型３０で平打ち加工された筒状体４６は、搬送装置によって仕上げ加工用成形型３１に送られ、下型３７に被せられる。そして、ラム２５が下降すると、上型４３の半円状突部４３ａが筒状体４６の台座部１２の閉塞端面部を強く押圧する。これにより、図１２（ｅ）に示すように台座部１２の閉塞端面部に凹状面１４が成形される。このとき、半円状突部４３ａの押圧力を受けて台座部１２の周側面部のくびれ部１６が図１３（ｂ）にも示すように座屈して鋭角状に押し縮められ、最も押し縮められる部分、つまり凹状面１４の最下底部に連なる部分では、図１３（ａ）にも示すようにくびれ部１６が段面部１５に接触するように完全に押し縮められるようになる。また、同時にスカート部１１がしごかれて更に精密に外径寸法が仕上げられる（仕上げ工程）。
【００３２】
仕上げ加工用成形型３１で凹状面１４が形成された筒状体４６は、搬送装置によって孔明け用打抜型３２に送られ、下型３８に被せられる。そして、ラム２５が下降すると、上型３８のスリット１３の打ち抜き用の横パンチおよび切欠４５の打ち抜き用の横パンチが下型３８に当接し、その後のラム２５の下降によって両横パンチがカム機構によって縮径方向に移動されてスカート部１１にスリット１３および切欠４５を打ち抜くと共に、上型４４のパンチが凹状面１４に小孔１８を打ち抜く（孔明け加工工程）。
【００３３】
以上により板状部材１９からラックガイド５の本体９が形成される。この本体９は、その後、図示しないプラスチック成形型へと移送され、プラスチック成形型内にセットされる。このとき、切欠４５はプラスチック成形型に設けられた突部に嵌合され、これによりプラスチック成形型内での本体９の位置決めが行われる。そして、このプラスチック成形型のキャビティ内に樹脂、例えばポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂などの摺動性樹脂が注入されて本体９の台座部１２の内外にモールド樹脂層１０が成形される。ラックガイド５は、以上のようにして製造される。
【００３４】
このように本実施形態では、本体９の筒状側面部である周側面部に、段面部１５およびくびれ部１６が形成されているので、当該周側面部の強度が高くなって周側面部の径方向に変形し難くなる。しかも、本体９の周側面部は、第１絞り用成形型２７および第２絞り用成形型２８による絞り加工、第２絞り用成形型２８および仕上げ加工用成形型３１によるスカート部１１のしごき加工などによって加工硬化が起きて硬度が高くなるので、この加工硬化によっても周側面部の強度が向上する。これらの段面部１５、くびれ部１６、スカート部１１の加工硬化部分は、本発明の高剛性部に相当する。更に、図１，４に示すように、本体９の台座部１２の内側をモールド樹脂層１０によってモールドする場合、圧縮コイルばね８のような部材と当接させるときに好ましい。
【００３５】
このため、本体９の内側に、鋼板から深絞り成形によって形成された補強体を装着して本体９を補強するといった対策を講ぜずとも済む。ここで、本体９の強度が十分であることを確認するために、本発明者は、モールド樹脂層１０を設ける前の本体９について、比較例品と共に強度試験を実施した。比較例品は、図１４（ｂ）に示すように、高剛性部である段部面１５やくびれ部１６のない状態のもの、つまり、台座部１２のない一端が開放され他端が閉塞された円筒状で、閉塞端面に受け凹面が形成された形態のものである。
【００３６】
強度試験は、図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、本発明の実施例品（モールド樹脂層１０の形成前の本体９）および比較例品の凹状面１４に丸棒Ｒを宛がい、当該丸棒に荷重を加えて開放端の外径の変化を、丸棒Ｒの中心軸線と直交する方向（図１４（ａ−１）および（ｂ−１）にＸ−Ｘ’で示す。）と丸棒Ｒの中心軸線方向（図１４（ａ−１）および（ｂ−１）にＹ−Ｙ’で示す。）について測定した。荷重は次の表１に示すように、徐々に上昇させ、開放端の外径を測定した。この測定結果を表１に示すと共に、図１５に外径の変化量をグラフにして示した。図１５では、実施例品を実線で示し、比較例品を破線で示すと共に、Ｘ−Ｘ’方向のものを黒塗りの四角で示し、Ｙ−Ｙ’ 方向のものを黒塗りの丸で示した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
この強度試験から、実施例品の方が、比較例品に比べて、拡径量および縮径量が少なく、強度向上効果に優れていることが理解される。
【００３９】
本実施形態では、本体９は、摺動用金属層からなる焼結層２１が外表面に現れており、また、台座部１２はモールド樹脂層１０によって覆われて当該モールド樹脂層１０の端面に凹状面１４が形成されているので、ラックガイド５の支持穴７の内面に対する摺動特性およびラックバー６に対する摺動特性が向上する。
【００４０】
ところで、本体９は、ブランクを絞り加工して筒状に形成するため、本体９には、拡径方向の内部応力が存在する。このような本体９のスカート部１１にスリット１３を形成すると、当該スカート部１１は若干ではあるが、拡げることが可能である。一方、ラックガイド５の外周面を構成する本体９のスカート部１１およびモールド樹脂層１０の外径寸法は、ラックガイド５が支持穴７内でスムーズに移動できるようにするために、当該支持穴７の内径寸法よりも僅かに小さく設定される。したがって、ラックガイド５と支持穴７との間には僅かなギャップが生ずる。
【００４１】
このようなラックガイド５において、スカート部１１にスリット１３を形成することにより、当該スカート部１１が若干拡径すると、上記のラックガイド５と支持穴７との間のギャップがスカート部１１においてはなくなる、或はほんの僅かなものとなるので、ラックガイド５は支持穴７内でがたつくことなく移動するようになる。勿論、スカート部１１はスリット１３の形成によって拡縮方向に弾性を持つようになるので、支持穴７内面にスカート部１１が強く当たって円滑な摺動を阻害する恐れもない。
【００４２】
スリット１３の幅は本体９の直径の１〜１０％が、スリット１３の長さはスカート部１１の長さの２０〜８０％が、本体９の拡縮程度の制御に好ましい。
さて、インサート成形によって本体９の台座部１２のみをモールド樹脂層１０で覆う場合、台座部１２とスカート部１１との境界部分が傾斜していたりすると、モールド樹脂層１０がバリ状になってスカート部１１に垂れ下がったような状態になり易い。しかしながら、本実施形態では、予備仕上げ工程により台座部１２とスカート部１１との間は段面部１５としてその段面部１５とスカート部１１との角部の曲率を、極力小さくしたので、モールド樹脂層１０がバリ状に垂れ下がることを極力防止できる。
【００４３】
そして、この段面部１５は、筒状体４６に台座部１２を形成してスカート部１１との境界部分を傾斜面４６ａに形成し、その後、この傾斜面４６ａを予備仕上げ加工用成形型３０により平打ち加工することによって形成したので、平坦な段面部１５の加工が容易となる。
【００４４】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、以下のような拡張或は変更が可能である。
モールド樹脂層１０は、本体９の閉塞端の凹状面１４を覆うだけのものであっても良い。
段面部１５およびくびれ部１６は、どちらか一方でも良い。
板状部材１９はアルミ合金を被着したバイメタルであっても良い。
銅系軸受合金からなる焼結層２１はＡｌ−Ｓｎ系、Ａｌ−Ｓｎ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｚｎ系のアルミ系軸受合金層に換えても良い。
【００４５】
モールド樹脂層１０はなくても良い。この場合、本体９の凹状面１４によって直接ラックバー６を支持する構成であっても良い。この場合、凹状面１４を樹脂によってコーティングしても良い。
本体９を形成する素材である板状部材１９はバイメタルに限られない。例えば、鋼板単体であっても良い。また、板状部材１９は金属でなく、プラスチック板を熱成形するものであっても良い。
【００４６】
スリット１３はＴ字形に限られず、Ｉ字形など他に種々考えられる。
スカート部１１の外周面にインデントを形成しても良い。インデントに潤滑剤を貯留することにより、摺動特性を向上できると共に、特に微振動によるフレッティング摩耗を防止することができる。また、インデント形成部が金属からなる場合は、インデントを圧縮成形する際に当該形成部に加工歪を発生させて硬度を向上させることもできる。なお、インデントに固体潤滑剤を配しても良いし、例えばＭｏＳ２のような固体潤滑剤をスカート部１１等にインデントを設けることなく配する構成であっても良い。
板状部材１９からブランクを打ち抜く打ち抜き型もトランスファプレス装置２２に組み入れても良い。
第１絞り用成形型２７〜孔明け用打抜型３２は、それぞれ異なるプレス機械に取り付けるようにしても良い。
ラックピニオン式ステアリング装置１のラックガイド５に限られず、筒状の本体の閉塞端に直接または摺動材を介して間接的に相手材を支持する摺動受け部材に広く適用できる。
【符号の説明】
【００４７】
図面中、１はラックピニオン式ステアリング装置、５はラックガイド（摺動受け部材）、６はラックバー（相手材）、９は本体、１０はモールド樹脂、１１はスカート部、１２は台座部、１３はスリット、１４は凹状面、１５は段面部、１６はくびれ部、１７は受け凹面、１９は板状部材、２０は鋼板、２１は焼結層（摺動用金属層）、２２はトランスファプレス装置、２７は第１絞り用成形型、２８は第２絞り用成形型、２９はネッキング加工用成形型、３０は予備仕上げ用成形型、３１は仕上げ用成形型、３２は孔明け用打抜型、４６は筒状体を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開放され他端が閉鎖された筒状体を本体とし、前記本体の閉塞端に棒状の相手材を直接または摺動材を介して間接的に摺動自在に支持する凹状面を形成した摺動受け部材において、
前記本体を板状部材により形成し、前記本体の筒状側面部に高剛性部を設けてなる摺動受け部材。
【請求項２】
請求項１記載の摺動受け部材において、
前記高剛性部は、前記筒状側面部の両端間の途中から前記閉塞端に至る部分を径小にすることによって生じた段面部および／または前記筒状側面部の両端間の途中に形成されたくびれ部であることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項３】
請求項１または２記載の摺動受け部材において、
前記板状部材は金属であることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項４】
請求項３記載の摺動受け部材において、
前記金属の板状部材は、鋼板に摺動用金属を被着した複層材からなり、前記摺動用金属の層が前記本体の外表面に現れていることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項５】
請求項４記載の摺動受け部材において、
前記摺動用金属の層は、空孔率が５％以下の焼結金属からなることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の摺動受け部材において、
少なくとも前記凹状面が樹脂により覆われていることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の摺動受け部材において、
前記筒状側面部に、前記開放端において開放されたスリットが形成されていることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の摺動受け部材において、
前記高剛性部は、前記筒状側面部の両端間の途中を境にして、前記開放端から前記両端間の途中までを径大なスカート部および前記両端間の途中から前記閉塞端までを径小な台座部とすることにより、前記スカート部と前記台座部との間に形成された段面部からなり、
前記凹状面を含めて前記台座部の全体を外側からモールド樹脂により覆ってなる摺動受け部材。
【請求項９】
請求項８記載の摺動受け部材において、
前記スカート部と前記台座部との間には、前記台座部よりも径小なくびれ部が設けれていることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項１０】
請求項８または９記載の摺動受け部材において、
前記スカート部の外周面にはインデントが形成されていることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項１１】
金属からなる板状部材を絞って一端が開放され他端が閉塞された筒状体を形成する第１絞り工程と、
前記第１絞り工程後に、前記筒状体を絞って両端間の途中から前記閉塞端に至るまでを径小に形成して、前記筒状体を、前記開放端側の径大なスカート部と前記閉塞端側の径小な台座部とに分ける第２絞り工程と、
前記筒状体の前記スカート部と前記台座部を繋ぐ途中部を絞ってくびれ部を形成するネッキング加工工程と、
前記くびれ部と前記スカート部との間に平坦な段面部を形成する予備仕上げ工程と、
前記台座部に圧縮力を加えて当該台座部の閉塞端の端面に凹状面を成形し、且つ、前記くびれ部を据え込むと共に、前記スカート部をしごいて当該外径寸法を仕上げる仕上げ工程と、からなる摺動受け部材の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の摺動受け部材の製造方法において、
更に、前記摺動受け面に孔を加工する孔明け加工工程と、
前記筒状体をプラスチック成形型にセットして前記台座部の内外に樹脂を注入して当該台座部を内外から覆うモールド樹脂の層を成形するインサート成形工程と、を付加してなる摺動受け部材の製造方法。
【請求項１３】
金属板材を絞って一端が開放され他端が閉塞された筒状体を形成する第１絞り用成形型と、
前記筒状体を絞って両端間の途中から前記閉塞端に至るまでを径小に形成して、前記筒状体を、前記開放端側の径大なスカート部と前記閉塞端側の径小な台座部とに分ける第２絞り用成形型と、
前記筒状体の前記スカート部と前記台座部を繋ぐ途中部を絞ってくびれ部を形成するネッキング加工用成形型と、
前記くびれ部と前記スカート部との間に平坦な段面部を形成する予備仕上げ用成形型と、
前記台座部に圧縮力を加えて当該台座部の閉塞端の端面に凹状面を成形し、且つ、前記くびれ部を据え込むと共に、前記スカート部をしごいて外径寸法を仕上げる仕上げ用成形型と、を具備してなる摺動受け部材の製造装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の摺動受け部材の製造装置において、
更に、前記摺動受け面に孔を加工する孔明け用打抜型と、
前記筒状体をプラスチック成形型にセットして前記台座部の内外に樹脂を注入して当該台座部を内外から覆うモールド樹脂の層をインサート成形するプラスチック成形型と、を付加してなる摺動受け部材の製造装置。
【請求項１】
一端が開放され他端が閉鎖された筒状体を本体とし、前記本体の閉塞端に棒状の相手材を直接または摺動材を介して間接的に摺動自在に支持する凹状面を形成した摺動受け部材において、
前記本体を板状部材により形成し、前記本体の筒状側面部に高剛性部を設けてなる摺動受け部材。
【請求項２】
請求項１記載の摺動受け部材において、
前記高剛性部は、前記筒状側面部の両端間の途中から前記閉塞端に至る部分を径小にすることによって生じた段面部および／または前記筒状側面部の両端間の途中に形成されたくびれ部であることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項３】
請求項１または２記載の摺動受け部材において、
前記板状部材は金属であることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項４】
請求項３記載の摺動受け部材において、
前記金属の板状部材は、鋼板に摺動用金属を被着した複層材からなり、前記摺動用金属の層が前記本体の外表面に現れていることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項５】
請求項４記載の摺動受け部材において、
前記摺動用金属の層は、空孔率が５％以下の焼結金属からなることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の摺動受け部材において、
少なくとも前記凹状面が樹脂により覆われていることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の摺動受け部材において、
前記筒状側面部に、前記開放端において開放されたスリットが形成されていることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の摺動受け部材において、
前記高剛性部は、前記筒状側面部の両端間の途中を境にして、前記開放端から前記両端間の途中までを径大なスカート部および前記両端間の途中から前記閉塞端までを径小な台座部とすることにより、前記スカート部と前記台座部との間に形成された段面部からなり、
前記凹状面を含めて前記台座部の全体を外側からモールド樹脂により覆ってなる摺動受け部材。
【請求項９】
請求項８記載の摺動受け部材において、
前記スカート部と前記台座部との間には、前記台座部よりも径小なくびれ部が設けれていることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項１０】
請求項８または９記載の摺動受け部材において、
前記スカート部の外周面にはインデントが形成されていることを特徴とする摺動受け部材。
【請求項１１】
金属からなる板状部材を絞って一端が開放され他端が閉塞された筒状体を形成する第１絞り工程と、
前記第１絞り工程後に、前記筒状体を絞って両端間の途中から前記閉塞端に至るまでを径小に形成して、前記筒状体を、前記開放端側の径大なスカート部と前記閉塞端側の径小な台座部とに分ける第２絞り工程と、
前記筒状体の前記スカート部と前記台座部を繋ぐ途中部を絞ってくびれ部を形成するネッキング加工工程と、
前記くびれ部と前記スカート部との間に平坦な段面部を形成する予備仕上げ工程と、
前記台座部に圧縮力を加えて当該台座部の閉塞端の端面に凹状面を成形し、且つ、前記くびれ部を据え込むと共に、前記スカート部をしごいて当該外径寸法を仕上げる仕上げ工程と、からなる摺動受け部材の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の摺動受け部材の製造方法において、
更に、前記摺動受け面に孔を加工する孔明け加工工程と、
前記筒状体をプラスチック成形型にセットして前記台座部の内外に樹脂を注入して当該台座部を内外から覆うモールド樹脂の層を成形するインサート成形工程と、を付加してなる摺動受け部材の製造方法。
【請求項１３】
金属板材を絞って一端が開放され他端が閉塞された筒状体を形成する第１絞り用成形型と、
前記筒状体を絞って両端間の途中から前記閉塞端に至るまでを径小に形成して、前記筒状体を、前記開放端側の径大なスカート部と前記閉塞端側の径小な台座部とに分ける第２絞り用成形型と、
前記筒状体の前記スカート部と前記台座部を繋ぐ途中部を絞ってくびれ部を形成するネッキング加工用成形型と、
前記くびれ部と前記スカート部との間に平坦な段面部を形成する予備仕上げ用成形型と、
前記台座部に圧縮力を加えて当該台座部の閉塞端の端面に凹状面を成形し、且つ、前記くびれ部を据え込むと共に、前記スカート部をしごいて外径寸法を仕上げる仕上げ用成形型と、を具備してなる摺動受け部材の製造装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の摺動受け部材の製造装置において、
更に、前記摺動受け面に孔を加工する孔明け用打抜型と、
前記筒状体をプラスチック成形型にセットして前記台座部の内外に樹脂を注入して当該台座部を内外から覆うモールド樹脂の層をインサート成形するプラスチック成形型と、を付加してなる摺動受け部材の製造装置。
【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】
【公開番号】特開２０１０−２４７７８３（Ｐ２０１０−２４７７８３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０１９０９（Ｐ２００９−１０１９０９）
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（５９１００１２８２）大同メタル工業株式会社 (179)
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（５９１００１２８２）大同メタル工業株式会社 (179)
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