空心齿条杆及制造空心齿条杆的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有齿条齿部的空心齿条杆，以及制造空心齿条杆的方法。
【背景技术】
[0002]齿条杆，例如用于车辆转向装置的齿条杆，由空心金属管形成。例如，使钢管的形成齿条齿部的部分变平以具有平坦的外表面。然后，将具有与要形成的齿条齿相应的轮廓的阴模按压在所述变平部分，以及将心轴插入钢管中。
[0003]通过将心轴插入到所述钢管，所述变平部分被从内侧向外推动，且塑性地变形。在所述阴模按压所述变平部分的情况下，形成与所述阴模的轮廓一致的齿。
[0004]为了防止当通过使用所述心轴的塑性加工形成齿条齿时产生毛边，钢管上要形成齿条齿部的部分可形成为具有平坦的外表面的平坦部，以及在所述平坦部各侧的倾斜部(参见，例如，JP2002-178095A)。
[0005]在将阴模按压在所述管件的同时，当通过从管件的内侧的塑性加工来形成齿条齿时，齿条齿形成为在齿条齿的宽度方向从它们的中心部分突出。齿条齿的宽度方向为与齿条齿并排布置的方向相交的方向。
[0006]齿条齿的宽度与心轴插入到管件中的次数成比例地增加。因此，调整心轴插入到管件中的次数，从而使齿条齿具有所需的宽度。
[0007]如前所述，齿条齿形成为在齿条齿的宽度方向从它们的中心部分突出，且心轴多次插入所述管件直到齿条齿具有所需宽度，这需要一定量的次数。
[0008]进一步地，由于齿条齿形成为在齿条齿的宽度方向从它们的中心部分突出，负载重复施加到使得与齿条齿的中心部分接触的所述模的一个部分，这可能缩短所述模的寿命O
【发明内容】
[0009]本发明的目的为提供一种空心齿条杆以及制造空心齿条杆的方法，根据本发明能够有效制造空心齿条杆，同时抑制模具的寿命的缩短。
[0010]根据本发明的一个方面，提供一种空心齿条杆。所述空心齿条杆包括具有均匀壁厚的空心空管部；以及齿条齿部，该齿条齿部包括:齿；平坦部，该平坦部具有平坦表面，并且在沿所述空管部的中心轴的方向上与所述齿并排布置；以及倾斜部，该倾斜部设置在所述平坦部的相对于垂直所述中心轴的方向的端部，并且该倾斜部布置成比所述平坦部低；其中，所述倾斜部投影在一直线上的长度大于零并且等于或小于所述空管部的壁厚，该直线垂直于所述中心轴并且平行于所述平坦部的表面。
[0011]根据本发明的另一方面，提供一种制造空心齿条杆的方法。所述方法包括在空心空管件的齿条形成部上形成平坦部和倾斜部，以形成齿条形成预备部，所述齿条形成部具有均匀壁厚，所述平坦部具有平坦表面，以及所述倾斜部设置在所述平坦部的相对于垂直所述空管件的中心轴的方向的端部，并且布置成比所述平坦部低；使齿形成模具与所述齿条形成预备部进行接触；以及从所述齿条形成预备部的内侧朝着所述齿形成模具使所述齿条形成预备部塑性变形；其中，所述倾斜部投影在一直线上的长度大于零并且等于或小于所述空管件的壁厚，该直线垂直于所述中心轴且平行于所述平坦部的表面。
【附图说明】
[0012]图1是根据本发明的第一实施例的齿条杆的透视图。
[0013]图2是沿图1的线I1-1I截取的齿条杆的截面图。
[0014]图3是用于形成齿条杆的钢管的透视图。
[0015]图4是由所述钢管形成的初级模制件的透视图。
[0016]图5是沿钢管的中心轴截取的截面图，示出所述钢管放置在初级制模装置中的状
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[0017]图6是沿垂直于所述初级模制件的中心轴的平面截取的截面图，示出利用初级制模装置形成初级模制件的状态。
[0018]图7是所述初级模制件的侧视图。
[0019]图8是沿齿条杆的中心轴截取的截面图，且示出齿条杆放置在齿形成装置中的状
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[0020]图9是沿图8中的线IX-1X截取的齿条杆和齿形成装置的截面图。
[0021]图10是根据本发明的第二实施例的用于形成齿条杆的初级模制件的侧视图。
[0022]图11是沿图10中的线X1-XI截取的初级模制件的截面图。
[0023]图12是沿图中10的线XI1-XII截取的初级模制件的截面图。
[0024]图13是在齿条形成预备部的沿中心轴的一端沿垂直于中心轴的平面截取的截面图，且示出制造初级模制件的状态。
[0025]图14是在齿条形成预备部的沿中心轴的中间部沿垂直于中心轴的平面截取的截面图，且示出制造初级模制件的状态。
【具体实施方式】
[0026]参考图1-9描述本发明的根据第一实施例的空心齿条杆以及制造空心齿条杆的方法。图1是齿条杆10的透视图，空心齿条杆的例子。齿条杆10用于，例如，车辆的转向
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[0027]如图1所示，齿条杆10包括空管部20和齿条齿部30。空管部20为齿条杆10除齿条齿部30之外的部分。空管部20具有空心形状，且空管部20沿中心轴X方向的两端是开口的。图1中，示出了齿条杆10的一个端部11，且省略了其另一端部。然而，另一端也是开口的，与图1示出的一端相同。
[0028]在沿垂直于中心轴X的平面截取的空管部20的横截面中，空管部20的外边缘具有圆形形状，且空管部20的内边缘具有与外边缘的圆形形状同轴的圆形形状。中心轴X为通过外边缘的圆形形状的中心以及内边缘的圆形形状的中心的直线。空管部20在垂直于中心轴X的方向的壁厚t在任何位置均相同。也就是说，空管部20具有均匀壁厚。所述壁厚定义为在所述外边缘和所述内边缘之间，且为沿垂直于中心轴X且从中心轴X延伸的直线的长度。
[0029]齿条齿部30包括凹口 31和形成在凹口 31上的齿32。凹口 31沿中心轴X延伸。凹口 31包括平坦部33和倾斜部34。齿32形成为从平坦部33向外突出。
[0030]图2为沿图1的线I1-1I截取的齿条杆10的截面图。也即，图2示出了在平坦部33沿垂直于中心轴X截取的齿条杆10的横截面。图2示出了虚圆200。虚圆200为由空管部20的外边缘在沿垂直于中心轴X的平面截取的横截面上形成的圆。将虚圆200与在凹口 31处截取的齿条杆10的横截面的外边缘共同的部分图示为与齿条杆10的横截面的外边缘重叠。
[0031]平坦部33在沿中心轴X的任意位置可具有如图2所示的形状。如图2所示，平坦部33的表面35是水平表面，且是在沿垂直于中心轴X的平面截取的横截面上形成虚圆200的一部分弦的平坦表面。
[0032]倾斜部34相对于垂直于中心轴X的方向分别形成在平坦部33的两端。倾斜部34相对于平坦部33的表面35向下倾斜。倾斜部34的每个表面36为与平坦部33的表面35的相应端连续的平坦表面，平行于中心轴X，在沿垂直于中心轴X的平面截取的横截面上形成虚圆200的一部分弦，且相对于表面35倾斜。
[0033]接下来，更详细地描述表面35、36。从表面35延伸且与之平行的平面VP与倾斜部34的表面36形成的角度α，在齿32形成的范围内一致。换句话说，角度α在沿中心轴X布置在一端的齿32和布置在另一端的齿32之间的范围内一致。
[0034]倾斜部34的表面36垂直投射到虚直线VL上的长度用tl表示。虚直线VL垂直于中心轴X，且平行于平坦部33的表面35。长度tl等于或小于所述壁厚t。
[0035]齿32形成在平坦部33上。每个齿32具有从平坦部33的表面35突出的轮廓。齿32沿与第一方向A相交的第二方向B延伸。第一方向A垂直于中心轴X，且平行于平坦部33的表面35。连接齿条齿部30的凹口 31与空管部20的连接部21平滑地形成。
[0036]接下来，描述制造齿条杆10的方法的例子。图3是钢管40的透视图，用于形成齿条杆10的空管件的例子。齿条杆10由钢管40形成。在图3中示出忽略了其纵向的中心部的钢管40。
[0037]如图3所示，钢管40为壁厚为t的筒状体。也即，钢管具有中空的形状。钢管40包括在其上形成齿条齿部的齿条形成部41。在形成齿条齿部之前，齿条形成部41具有与钢管40的其他部分相同的形状。换句话说，齿条形成部41为形成齿条齿部30的区域。