专利名称：用于制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法和用这种方法制造的带齿的动力传输件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，和用这种制造方法制造的产品。更具体地说，本发明涉及一种形成储油器的技术，该储油器用于将润滑剂提供给与带齿的配对物动力传输件啮合的齿表面，该储油器由在该带齿的动力传输件的齿表面上形成的类似池状(pond-like)的凹进部分或类似凹槽状的部分形成。
顺便说明，在本说明书中，“润滑剂”不限于润滑油和通常所指的诸如具有类似于润滑油的润滑作用的油脂之类的物质。这种物质储存在该储油器中。
背景技术：
一种带齿的动力传输件，这种传输件适合用于齿轮、花键(spline)、丝杆或滚珠丝杠中，是适于将动力传输给带齿的配对物动力传输件的机器部件。在带齿的动力传输件中，大的接触表面压力不仅使齿表面之间接触，而且使它们之间产生相对滑动。因此，为了防止齿表面的磨损以及它们之间的功率损失，并且为了在它们之间实现平稳的动力传输，在齿表面(或啮合表面)部分上总是存在润滑油(或润滑剂)是必要的。
作为向齿表面提供润滑油的方法，有多种方法是已知的。方法其中之一是在齿表面形成一个或多个储油器，并且从该储油器自然地渗出润滑剂在该齿表面上。例子示于专利文献1至专利文献3。这种润滑方法是传统地创造的并且其优点是它的原理简单，并且维修间隔，例如供给润滑剂的间隔可以延长。但是，由于在具有复杂曲面的齿表面上的凹槽的加工非常困难，没有实现能够用于批量生产的低成本加工方法。
在储油器形成在带齿的动力传输件，诸如小齿轮、齿条以及丝杠(screw shaft)上的的情况下，储油器形成在例如用作传动机构的这种机器部件的渐开线(involute)齿或齿螺纹的表面上。在齿表面上的槽的加工可以在利用诸如滚铣刀的齿切削刀具加工齿之后，通过执行切削、激光加工、放电加工实现。但是随着凹槽的数量增加，除了形成齿之外的凹槽加工变得更加困难，因此，其加工不能高效地实现。
其次，在下面描述的转向装置作为需要带齿的动力传输件的装置的例子。
在转向装置中，伸缩轴(telescopic shaft)被合并到中间轴或转向轴，该伸缩轴包括安装成不能转动但是能相对滑动的外花键轴和内花键轴。这种伸缩轴公开在专利文献8、专利文献9、专利文献10以及专利文献11中。
图33至图35示出常规的伸缩轴。图33是示出具有伸缩轴的常规转向装置的正视图。图34示出构成图33所示的中间轴的外花键轴，其中(1)示出该外花键轴的正视图，(2)示出沿(1)所示的A-A线截取的剖视图。图35示出构成图33所示的中间轴的内花键轴，其中(1)示出该内花键轴的纵剖视图，(2)示出(1)中所示的内花键轴的右视图。
用作伸缩轴的中间轴12和转向轴13合并在图33所示的转向装置中。当万向(cardan)接头17固定于与转向齿轮14的齿条轴15啮合的小齿轮轴16时，该中间轴12暂时收缩然后配合齿轮轴16，从而被固定在其上。因此中间轴12需要伸缩功能。而且，该中间轴12需要具有吸收车辆运行时产生的轴向位移和振动的能力，并且防止该位移和振动传输给转向盘18。由于需要按照驾驶员的体格和驾驶姿势移动转向盘18的位置，转向轴13需要具有轴向伸长和收缩的功能。
图34示出构成中间轴12的外花键轴121。图35示出构成中间轴12的内花键轴122。由外花键轴121和内花键轴122构成的伸缩轴需要减小在伸长和收缩时产生的滑动阻力，以便随很小的力平滑地伸缩。因此，如专利文献8所述和图34(2)所示，外花键轴121的齿表面的外表面用滑动阻力很小的树脂123涂覆。然后，润滑剂施加在其上。其后该外花键轴121安装在其中，因而组装成伸缩轴。
当驾驶车辆时通过同时对其施加转矩，这种伸缩轴反覆地伸缩。因此需要对外花键轴和内花键轴之间的齿表面之间的接触部分不断地施加润滑剂(或润滑油)。作为一种解决方案，如专利文献10所述，外花键轴的齿表面用树脂涂覆因而形成具有上下层的两层结构。而且，与外面连通的空间形成在上树脂层上，以便润滑剂储存在该空间。但是这种常规部件的缺点在于由于制造工艺复杂，其制造成本增加。
而且，如专利文献11所述，存在一种涂覆树脂的滑动花键构造成使得凹进部分被挖掘为在该内花键的齿表面的圆周方向上延伸，并且对应于这种凹进部分的储油器通过调节涂覆在这种凹进部分上的树脂涂覆薄膜的厚度而形成。但是，这种方法是在形成内花键之后在内花键的齿表面上形成凹进部分。因此沿着非常不平的内花键齿表面很难形成恒定深度的凹进部分。也就是，在凹进部分用切削加工进行加工的情况下，进行间歇切削。因此，在该花键的齿表面上产生毛刺。去除毛刺很费时。而且加工工具的使用寿命降低。因此，这种方法的缺点在于制造成本增加。而且在凹进部分用塑性加工进行加工的情况下，围绕该凹进部分的花键部分的形状被磨损。因此，这种方法具有另一个缺点，就是花键齿表面的尺寸精度降低。
还有，有一种根据润滑剂的能力增强润滑剂保持容量的方法。但是，润滑剂的粘滞度变高，这导致装配时的高伸缩阻力。因此，这种方法的问题在于该装配很难实现。
一般而言，流体润滑旨在减小机械部件、齿轮啮合部分以及丝杠的螺纹部分的滑动表面的摩擦，通过保持油膜的厚度减少其磨损，并且消散产生的热量。在通过保持适当的油膜厚度来操作机器和装置的情况下，滑动表面的磨损能够明显减少。能够延长机器和装置的寿命。随着诸如负荷和速度的机器条件的变化以及所用润滑剂的影响，油膜厚度经常变化。因此，通过简单地施加润滑剂满足润滑要求为时尚早。
特别是，在动力传输机构的齿轮啮合部分，齿轮的表面压力很大。因此，齿轮表面压力的变化对油膜的形成有很大的影响。众所周知，齿轮表面压力升的越高，油膜厚度越小。因此，当施加在齿表面上的载荷很大时，不能保持期望的流体润滑。润滑机制从流体润滑变化到混合润滑时，产生更大的摩擦。同时，由于齿轮齿和配对物齿轮齿之间的接触产生的摩擦增大，因而齿表面的磨损明显增加。
优选，为更好地抑制齿轮的齿的磨损，提出有助于确保油膜厚度的本方法。已经提出形成储油器的方法，该方法将润滑油保持在涡轮减速器的涡轮的齿轮的齿上(参见，例如，JP-A-8-226526)。
即便在齿表面暂时缺乏油膜时，通过向齿表面供给存储在储油器中的润滑剂，油膜能够立即恢复。因此，设置在涡杆的齿轮齿与涡轮的齿轮齿滑动接触的区域的储油器能够用来稳定地形成油膜。
专利文献1JP-A-2004-155223专利文献2JP-A-2003-207031专利文献3JP-A-08-226536专利文献4JP-A-2002-079349专利文献5JP-A-11-010274
专利文献6JP-A-07-310807专利文献7JP-A-07-308729专利文献8JP-A-2003-054421专利文献9JP-A-2004-324863专利文献10JP-A-2003-013986专利文献11JP-A-56-059030专利文献12JP-A-8-226526(第四页，图16-5)发明内容本发明解决的问题鉴于上述情况提出本发明。
本发明要解决的问题是提供一种用于制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，该储油器保持润滑剂的能力被增强，该制造方法适合于批量生产而不增加其很多制造成本，并且本发明提供一种用这种制造方法所制造的带齿的动力传输件。
解决问题的方法前述问题通过下述手段解决。
根据本发明第一方面，一种制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，包括如下步骤在带齿的动力传输件工件的表面上形成初始凹进部分，该凹进部分形成该储油器的基础；通过加工带齿的动力传输件工件形成带齿的动力传输件的齿表面，使得该初始凹进部分的迹线被留下，其中留在该带齿的动力传输件上的该初始凹进部分的迹线用作储油器。
根据本发明的第二方面，在如本发明的第一方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，形成该初始凹进部分的步骤包括在杆状工件的圆柱形表面上形成初始凹进部分的步骤，并且形成齿表面的步骤包括该杆状工件被推进锻模中的冷锻步骤，该锻模具有其形状与预期的带齿的动力传输件的形状互补的截面。
根据本发明的第三方面，在如本发明的第二方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该初始凹进部分包括形成在该杆状工件的圆柱形表面上的螺旋槽，以便以槽状形成该储油器。
根据本发明的第四方面，在如本发明的第二方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该初始凹进部分包括形成在该杆状工件圆柱形表面上的多个环形槽，以便以槽状形成该储油器。
根据本发明的第五方面，在如本发明的第二方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该初始凹进部分包括在该杆状工件的圆柱形表面上沿着纵向形成的多个纵向形槽，以便以槽状形成该储油器。
根据本发明的第六方面，在如本发明的第二方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，形成在该杆状工件圆柱形表面上的该初始凹进部分包括圆形凹进部分，以便形成水池状的该储油器。
根据本发明的第七方面，用如本发明的第二至第六方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，制造具有正齿(spur tooth)或斜齿的齿轮、外花键、以及外螺纹，其中每个齿表面没有毛刺并且在相邻的储油器之间基本上是平的。
根据本发明的第十方面，在如本发明的第一方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，形成初始凹进部分的步骤包括在空心圆柱形工件的内圆周表面上形成圆周初始凹进部分的步骤，以及形成齿表面的步骤包括通过在形成初始凹进部分处的该空心圆柱形工件的内圆周表面上进行塑性加工而形成内花键的步骤。
根据本发明的第十一方面，在如本发明的第十方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该初始凹进部分包括螺旋槽。
根据本发明的第十二方面，在如本发明的第十方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该初始凹进部分包括多个环形槽。
根据本发明的第十三方面，在如本发明的第十方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该初始凹进部分通过滚压形成。
根据本发明的第十四方面，在如本发明的第十一方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该螺旋槽通过滚压形成。
根据本发明的第十五方面，在如本发明的第十二方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该多个环形槽通过滚压形成。
根据本发明的第十六方面，用如本发明的第十到第十五方面之一提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法来制造内花键轴，其中该内花键轴的齿表面没有毛刺并且在相邻的储油器之间基本上是平的。
根据本发明的第十七方面，一种转向装置具有转向轴或中间轴，其中该转向轴或中间轴包括用如本发明的第十至第十五方面之一提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法制造的内花键轴。
根据本发明的第十八方面，在如本发明的第一方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该初始凹进部分包括螺旋槽或直槽，以及形成齿表面的步骤包括形成齿的步骤，使得该螺旋槽或该直槽的底部留在该带齿的动力传输件工件上的包括该螺旋槽或该直槽的区域中。
该螺旋槽用车削工艺切削在该带齿的动力传输件工件上。通过利用车床上的主丝杠以及使用其上的切削刃是圆形的车刀，该切削能够精确地进行。而且，根据本发明的第二十方面，优选，采用塑性加工来形成齿，例如齿轮齿或花键齿。例如，通过利用齿条式刀具的滚压或成形滚轮对该齿轮齿进行加工。在这种利用滚压的齿轮齿的形成中，齿槽的底部被留下。这时，该留下的凹槽的底部用作有助于流体润滑的储油器。
根据这种储油器形成方法，由于在带齿的动力传输件工件上进行螺旋槽切削，在形成该齿表面的同时能够有效地形成许多储油器而不需要进行开槽。
根据本发明的第十九方面，在如本发明的第一方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该初始凹进部分包括螺旋槽或直槽，并且形成齿表面的步骤包括形成螺纹或螺纹轴，使得该螺旋槽或直槽的底部留在该带齿的动力传输件工件上的包括该螺旋槽或直槽的区域中。
该螺旋槽在车削步骤中被切削在该的带齿的动力传输件工件上。通过利用车床上的主丝杠以及使用其上的切削刃是圆形的车刀，该切削能够精确地进行。而且，根据本发明的第二十一方面，优选，采用塑性加工在该带齿的动力传输件工件上形成螺纹或螺纹轴。该螺纹或螺纹轴利用一对圆模(round dies)加工。在这种通过滚压的该螺纹或螺纹轴的成形中，螺纹槽的底部被留下。这时，该留下的槽的底部用作有助于流体润滑的储油器。
根据这种储油器形成方法，由于在螺纹轴工件上进行螺旋槽切削，在形成该螺纹或螺纹槽的同时，能够有效地形成许多储油器而不需要进行开槽。
根据本发明的第二十二至二十五方面，在如本发明的第一方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该带齿的动力传输件包括小齿轮，形成该初始凹进部分的步骤包括在该小齿轮工件上形成螺旋槽的步骤，以及形成齿表面的步骤包括通过塑性加工形成齿轮齿的步骤，使得该槽的底部留在小齿轮工件上的包括该螺旋槽的区域中，而且，其中该制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法还包括用机械加工完成该带齿的动力传输件的成形的步骤。而且，提供一种用这种制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法制造的小齿轮，使得该小齿轮的齿表面没有毛刺，并且在相邻的储油器之间基本上是平的。
而且，根据本发明的第二十六至二十八方面，在如本发明的第一方面提出的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法中，该带齿的动力传输件包括齿条，形成该初始凹进部分的步骤包括在该齿条工件上形成螺旋槽的步骤，以及形成齿表面的步骤包括通过塑性加工形成齿轮齿的步骤，使得该槽的底部留在该齿条工件上的包括该螺旋槽的区域中，
而且，其中该制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法还包括用机械加工完成该带齿的动力传输件的成形的步骤。而且，提供一种用这种制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法制造的齿条，使得该齿条的齿表面没有毛刺，并且在相邻的储油器之间基本上是平的。
根据本发明的第二十九方面，一种转向装置包括具有相互啮合的小齿轮和齿条的齿轮组件，其中该齿轮组件具有如本发明的第二十三方面提出的小齿轮和如本发明的第二十七方面提出的齿条。
本发明的优点正如从前述的结构中所明白的，根据本发明的制造方法，能够实现具有其润滑剂保持能力增强的储油器的带齿的动力传输件的批生产，而不增加太多的制造成本，迄今很难实现。
而且，根据本发明的制造方法制造的带齿的动力传输件的相邻储油器之间的齿面上不产生毛刺。因此不需要去毛刺。
图1是能够实现本发明的模锻设备的主要部分的局部剖视图。
图2是示出第一实施例中的工件W的形状的透视图。
图3是示出包含根据第一实施例的工件W的轴的局部剖面的说明性视图，其中(1)示出已经进行初始凹进部分形成步骤的工件，(2)示出已经进行冷锻步骤的工件。
图4是示出工件W的照片，其中形成根据第一实施例的螺旋槽。
图5是示出根据第一实施例已经进行冷锻步骤的齿轮的照片。
图6是示出第二实施例中的工件W的形状的透视图。
图7是示出第三实施例中的工件W的形状的透视图。
图8是示出第四实施例中的工件W的形状的透视图。
图9是示出第五实施例中的工件W的形状的透视图。
图10示出根据本发明的制造方法制造的内花键轴，其中(1)是该内花键轴的纵剖视图，而(2)是示出(1)中所示剖面的右侧视图。
图11示出图10中所示的内花键轴的齿表面，其中(1)是该齿表面的放大的透视图，(2)是形成在该齿表面上的储油器的放大透视图，而(3)是形成在该齿表面上的储油器的放大的剖视图。
图12是示出根据本发明另一个实施例的制造方法所制造的内花键轴的齿表面的放大的透视图。
图13是示出根据本发明内花键轴的制造过程的说明性视图。
图14示出根据本发明方法的车削过程，其中(a)是其中形成螺旋槽的小齿轮工件的正视图，(b)是示出该螺旋槽的详细视图。
图15示出根据本发明方法的塑性加工过程，其中(a)是其中形成齿轮齿的小齿轮工件的正视图，而(b)是示出该齿轮齿的横向剖面图。
图16示出根据本发明方法的机械精加工过程，并且是小齿轮工件的正视图，其中轴部分已经完成。
图17示出用本发明的方法加工的小齿轮，其中(a)是示出该小齿轮的主要部分的放大的正视图，而(b)是储油器的详细视图。
图18示出根据本发明方法的塑性加工过程，其中(a)是其中形成齿轮齿的小齿轮工件的正视图，而(b)是示出齿轮齿的横向剖面图。
图19是根据本发明方法的小齿轮的齿轮齿的放大的齿形图。
图20是在根据本发明的方法中所用模具的透视图。
图21是用本发明的方法加工的小齿轮的主要部分的放大正视图。
图22示出根据本发明方法的塑性加工过程，其中(a)是其中形成齿轮齿的小齿轮工件的正视图，而(b)是示出齿轮齿的横向剖面图。
图23是示出根据本发明方法加工的小齿轮的主要部分的放大正视图。
图24示出根据本发明的方法的车削加工，并且是螺旋槽形成在其上的螺纹轴的透视图。
图25示出根据本发明方法的塑性加工过程，并且(a)是示出由于滚压的模制状态的透视图。
图26示出根据本发明方法的塑性加工过程，并且是在螺纹中形成的储油器的详细视图。
图27是示出用根据本发明的方法加工的螺纹轴的主要部分的放大的视图。
图28示出根据本发明的方法的车削加工，并且是在其上加工螺旋槽的齿条工件的正视图。
图29示出根据本发明方法的冲压加工过程，并且示出齿轮齿的形成状态的方案图。
图30示出用本发明的方法加工的齿条，其中(a)是其中形成齿轮齿的齿条工件的透视图，而(b)是该齿轮齿的详细视图。
图31示出根据本发明方法的车削加工，并且是其中形成直槽的齿条工件的透视图。
图32是示出合并在根据本发明的转向装置中的齿轮组件的剖视图。
图33是具有伸缩轴的常规转向装置的正视图。
图34示出构成图33所示的中间轴的外花键轴，其中(1)是该外花键轴的正视图，而(2)是沿图(1)的A-A线截取的剖面图。
图35示出构成图33所示中间轴的内花键轴，其中(1)是该内花键轴的纵剖视图，而(2)是(1)中所示剖面的右侧视图。
图36是示出图35中所示的内花键轴的常规制造工艺的说明性视图。
附图标记和符号的说明10 锻模11 孔111 圆柱形引进部分112 齿形互补部分113 引导部分21、25 螺旋槽23 环形槽24 纵向槽26 凹进部分
W工件12 中间轴121 外花键轴122 内花键轴123 树脂124 内圆周表面125 外花键13 转向轴14 转向齿轮15 齿条轴16 小齿轮轴17 万向接头18 转向轮3内花键轴31 内圆周表面32 圆周槽33 内圆周表面34 内花键35 储油器W1 空心圆柱形工件W2 中间工件P、P1 螺距B、B1 槽宽D、D1 槽深W3 小齿轮工件302、314、319 螺旋槽303、322 齿轮齿304、311、312 小齿轮305、316、324 储油器W4 螺纹轴工件
315 螺纹317 螺纹轴W5 齿条工件323 齿条具体实施方式
在描述下面的实施例之前，将在下面描述用于通过模锻制造带齿的动力传输件的设备。该设备不是特殊设备。在专利文献4至专利文献7中描述的模锻设备可以用作这种设备。
图1是这种模锻设备的主要部分的局部剖视图。孔11形成在锻模10的中心部分。齿形互补部分112设置在该孔的下面并且具有与目标带齿的动力传输件的外形互补的形状。圆柱形引入部分111设置在该齿形互补部分112的上面。而且，工件W引进这个孔11中。圆锥形引导部分113形成在该圆柱形引导部分111和该齿形互补部分112之间的边界上。
当加工工件W时，将该工件W从上方插入该圆柱形引导部分111中。利用上模具(未示出)向下推该工件W。然后，通过同时经受塑性变形，该工件W的材料移动通过该引导部分113到齿形互补部分112。当工件W被压到预定位置时，上模具的降低运动停止。因此，工件W的变形能够将引导部分113和齿形互补部分112的形状转移到工件W上。
其后，上模具被向上拉。而且，工件W被顶杆(knockout pin)(未示出)从下面向上撞击。这样，加工完成的带齿的动力传输件被取出。因此，能够制造不仅具有沿着轴线延伸的(直)齿而且具有如图1所示斜齿的带齿的动力传输件。
该加工作为冷加工完成，并且该齿表面足够光滑。因此，完成的工件能够用作带齿的动力传输件，例如，用于想要的通常目的的齿轮。而且，进行诸如磨削，以除去毛刺等的精加工是不必要的。
根据本发明，如每个实施例的说明所述，在工件W上进行预处理加工(初始凹进部分成形步骤)。通过对其进行预先机械加工，储油器形成在完工产品的齿表面上。
第一实施例图2是示出第一实施例中所用工件W的形状的透视图。用作微小的初始凹进部分的螺旋槽形成在工件W的圆柱形表面上，该微小的初始凹进部分是储油器的基础。在第一实施例的情况下，该初始凹进部分形成步骤可以仅仅通过在圆柱形表面上用车床切削间隔很小的螺旋槽来完成。
其中形成螺旋槽的该工件W被推进锻模10中，该锻模具有其形状与目标带齿的动力传输件的形状互补的截面，如图1所示。这个步骤是冷锻步骤。螺旋槽的数目可以是一个或多个。
图3是示出包含工件W的轴的局部剖面的说明性视图，其中(1)示出已经进行初始凹进部分成形步骤的工件，(2)示出已经进行冷锻步骤的工件。
如图3(1)所示，刚刚进行初始凹进部分成形步骤的螺旋槽21的间隔很密。但是，当工件W进行冷锻步骤之后，该螺旋槽，螺旋槽21的间隔和宽度增大。而且，螺旋槽21的深度减小。然后线性部分形成在该螺旋槽21之间。该线性部分形成沿着该锻模10的表面延伸的外形。用显微镜观察，该线性部分形成该带齿的动力传输件，例如，齿轮的外形。用显微镜观察，初始螺旋槽21留下为很浅的槽状迹线。因此，该迹线用作储油器。该螺旋槽21的迹线(储油器)不仅出现在齿表面上，而且出现在齿底部和齿顶部分。但是这不会引起任何特别的缺点。
图4是示出其中形成螺旋槽的工件W的照片。图5是示出已经进行冷锻步骤的齿轮的照片。如从图5所示的图中所见，可以看到，条状图形不仅出现在该齿轮部分的齿表面上，而且出现在该齿的顶部、齿底部和其圆锥形部分上。这是因为线性部分和浅槽状迹线(也就是，储油器)交替地出现，使得该线性部分和浅的槽状迹线看起来像条纹。虽然曲线部分形成在该条状图形上，但是这是由于在锻造时材料的流动速度随着位置变化的结果。
第二实施例图6是示出第二实施例中的工件W的形状的透视图。在工件W的圆柱形表面上形成许多环形槽23作为初始凹进部分，该初始凹进部分是储油器的基础。除了形成的槽是环形的之外，该第二实施例类似于第一实施例。
第三实施例图7是示出第三实施例中的工件W的形状的透视图。在工件W的圆柱形表面上沿着纵向形成许多纵向形槽作为初始精细凹进部分，该初始凹进部分是储油器的基础。该纵向槽24可以通过用环状切削齿或成形器切削而形成，或用带齿的模具滚压形成。除了形成的槽是纵向槽之外，该第三实施例类似于第一实施例。
第四实施例图8是示出第四实施例中的工件W的形状的透视图。在这个实施例中，具有大螺旋升角(lead angle)的每个螺旋槽25形成为初始凹进部分，并且使得相互交叉。除了切削之外，滚花法也可以用于加工该初始凹进部分。
第五实施例图9是示出第五实施例中的工件W的形状的透视图。不同于前述具有槽的实施例，在圆柱形表面上形成许多环形凹进部分26作为初始凹进部分。该凹进部分可以形成规则图形。可选地，例如通过喷砂法，该凹进部分可以随机地形成，如图9所示。在这种情况下，储油器形成为不连续的池状散布点图10示出用根据本发明的制造方法制造的内花键轴，其中(1)是该内花键轴的纵剖视图，而(2)是示出(1)中所示剖面的右侧视图。图11示出图10中所示的内花键轴的齿表面，其中(1)是该齿表面放大的透视图，(2)是形成在该齿表面上的储油器的放大透视图，而(3)是形成在该齿表面上储油器的放大的剖视图。图12是示出用根据本发明的另一个实施例的制造方法制造的内花键轴的齿表面的放大的透视图。图13是示出根据本发明制造内花键轴的过程的说明性视图。图36是示出图35所示的内花键轴的常规制造工艺的说明性视图。
如图36所示，该常规的内花键轴用下述方法形成。即，在(1)所示的空心圆柱形工件W上进行化学转化涂覆，因而防止塑性加工模具和工件被烧毁。其后，在其中形成内花键轴的该工件W1的部分的直径利用在(2)中所示的模具在该部分的整个长度上减小。然后，内花键轴125形成在内圆周表面124中，其直径用(3)中所示的模具减小。
如图13所示，根据本发明的内花键用下述方法形成。即，在(1)所示的空心圆柱形工件W1上进行化学转化涂覆，因而防止塑性加工模具和工件被烧毁。其后，如(2)中所示，多个圆周槽32形成在该空心圆柱形工件W1的内圆周表面31上，因而形成中间工件W2。形成圆周槽32的方法用于形成多个环形槽，并且用于形成单个和多个螺旋槽。该圆周槽32可以至少形成在其中形成该内花键的部分的轴向长度L之上。
由于该空心圆柱形工件W1的内圆周表面31是圆柱形的，圆周槽32可以通过用连接于车床刀架上的开槽刀很快地车削加工。因此，设备成本低。而且，能够将制造成本的增加抑制在最小。可选地，该圆周槽32可以通过使用滚压刀具，例如连接于车床刀架上的滚压丝锥高效地车削加工。
其后，如(3)中所示，通过利用模具的冷锻，在该部分的轴向长度减小其中形成内花键的该工件W1的直径。最后，该内花键34形成在该内圆周表面33上，其直径已经通过使用(4)中所示的模具用冷锻减小。因此制成内花键轴3。
图10示出用这种方式制造的内花键轴34。图11示出图10中所示的该内花键轴的齿表面，其中(1)是环形槽形成为圆周槽32之后，内花键34形成在其上的内花键轴3的齿表面放大的透视图，(2)是形成在该齿表面上的储油器的放大透视图，而(3)是形成在该齿表面上储油器的放大的剖视图。图12是示出螺旋槽形成为圆周槽32之后，内花键34形成在其上的内花键轴3的齿表面的放大的透视图。
如图11和12所示，即便在通过模具形成内花键34之后，形成在中间工件W2上的圆周槽32作为迹线被留下，使得该槽的宽度B和槽的深度D减小。因此，该环形槽32用作存储润滑油的储油器35。因此，每次当该内花键轴3装配在其上的伸缩轴进行相关滑动操作时，润滑油从储油器35提供到该花键的齿表面，因而确保润滑能力。
根据内花键的直径和齿数适当地选择图12示出的螺旋储油器35的螺旋升角θ，以便当伸缩轴进行滑动操作时润滑油有效地供给该花键的齿表面。为了在储油器35中有效地保持润滑油并且当伸缩轴进行滑动操作时有效地将润滑油从储油器35供给齿表面，优选，考虑到加工的可能性，储油器35的螺距P、槽宽B和槽深D设置成满足下述数学表达式0.5mm＜P＜5mm0.01mm＜B＜2.0mm0.001＜D＜0.5mm为了得到储油器35的螺距P、槽宽B和槽深D的前述数值，建议将形成在该中间工件W2的内圆周表面31上的圆周槽32的螺距P、槽宽B1和槽深D1设置成满足该下述的该中间工件W2在该阶段的表达式。
0.5mm＜P1＜5mm0.1mm＜B1＜4.0mm0.1＜D1＜2.0mm顺便提及，具有储油器的外花键可以根据本发明制造并且可以与普通内花键联合使用。
下面参考附图描述本发明的不同实施例。该带齿的动力传输件是齿条和小齿轮式转向装置的小齿轮。首先，小齿轮工件用车削加工成具有预定直径的圆杆。其后，如图14(a)所示，切削刀作用于小齿轮工件W3以加工螺旋形的储油器2。通过将螺旋升角保持在小值，密集地切削该螺旋槽302。该槽2的横截面基本上是半圆(见图14(b))。
其后，如图15(a)和(b)所示，齿轮齿303通过进行塑性加工，例如在小齿轮工件W3上滚压而形成。该齿轮齿303的外形是渐开线齿。在这种加工的情况下，沿着齿迹线方向与齿表面相交的螺旋槽302的底部被留下。该槽2的底部之外的部分通过塑性加工形成平滑表面。
其后，如图16所示，齿轮齿303之外的轴部分在车削步骤被精加工到预定的尺寸而被完成。图17(a)所示的小齿轮304可以通过进行前述的步骤得到。留在该齿轮齿303的齿表面的螺旋槽302的底部用作有助于流体润滑的储油器305，如图17(b)所示。
因此，通过在小齿轮工件上切削螺旋槽，在形成齿轮齿的同时能够有效地形成许多储油器，而无需槽加工。
顺便提及，用于在小齿轮上形成齿轮齿的方法不限于滚压。只要能够留下储油器，可以采用任何塑性加工，例如压平、挤压、拉延、精密锻造和冲压加工。相似地，在下面的每个实施例中，可以采用诸如滚压、压平、挤压、拉延、精密锻造以及冲压加工的任何塑性加工。
下面描述本发明的不同实施例。该带齿的动力传输件是齿条和小齿轮式转向装置的小齿轮。首先，小齿轮工件用车削加工成具有预定直径的圆杆。其后，如图14(a)所示，切削刀作用于这个小齿轮工件W3。然后，槽2被加工成类似螺旋。其后，如图18所示，齿轮齿6通过对这个小齿轮工件W3进行塑性加工而形成。该齿轮齿6的外形是多角渐开线齿。如图19所示，通过以一定角度连接五个边7a、7b、7c、7d和7e形成多角渐开线齿，该角度是根据参考渐开线的切线形成的。
该多角渐开线的形成是通过利用图20所示的模具8进行的。该模具8的切削部分9具有对应于该多角渐开线齿的五个边10a、10b、10c、10d和10e。当小齿轮工件W3被放置在模具8中时，能够形成该多角渐开线齿。在这种加工的情况下，沿着齿线方向与该齿表面相交的该螺旋槽302的底部被留下。该槽2的底部之外的部分通过塑性加工形成为平的光滑的表面。
其后，该轴部分在车削步骤被精加工至预定的尺寸。图21所示的具有多角渐开线齿的小齿轮311可以通过进行前述的步骤而形成。留在该齿轮齿6的齿表面的螺旋槽302的底部用作有助于流体润滑的储油器305。
下面描述本发明的不同实施例。该带齿的动力传输件是齿条和小齿轮式转向装置的小齿轮。首先，小齿轮工件通过车削加工成具有预定直径的圆杆。其后，如图22所示，通过塑性加工，齿轮齿6形成在该小齿轮工件W3上。该齿轮齿6的外形是与前述实施例中所采用的齿轮齿相同的多角渐开线齿。该齿轮齿6通过模具8(见图20)形成。其后，该轴部分在车削步骤被精加工至预定的尺寸。图23所示的小齿轮312可以通过进行前述步骤获得。
顺便提及，在这个实施例中的小齿轮工件W3上，没有螺旋槽被加工。因此，没有储油器形成在该齿轮齿6上。但是，用于形成油膜的润滑机制可以通过加工储油器被构造，这将在下面说明，例如，在与这个小齿轮312组合的齿条上。
下面描述本发明的不同实施例。该带齿的动力传输件是电倾斜机构或伸缩机构的螺纹轴。首先，螺纹轴工件通过车削加工成具有预定直径的圆杆。其后，如图24所示，切削刀作用于该螺纹轴工件W4的外表面。然后，螺旋槽314被加工成类似螺旋。通过将螺旋升角保持在小值，密集地切削该螺旋槽314。该槽的横截面基本上是半圆。
其后，如图25所示，在滚压步骤中，利用一对圆模D在螺纹轴工件W4上形成螺纹。如图26所示，螺纹315通过滚压形成。当完成滚压时，螺旋槽314之间的间隔增大。同时，螺旋槽314的深度减小。该槽314的底部用作有助于流体润滑的储油器。图27所示的螺纹轴317可以通过进行前述步骤获得。
因此，根据这个实施例，在螺纹轴工件上切削螺旋槽。因此，在形成齿轮齿的同时能够有效地形成储油器，不需要进行槽加工。
下面参考附图描述本发明的不同实施例。该带齿的动力传输件是齿条和齿轮式转向装置的小齿条。首先，齿条工件通过车削加工成具有预定直径的圆杆。其后，如图28所示，切削刀作用于齿条工件W5以加工螺旋形槽19。通过将螺旋升角保持在小值，密集地切削该螺旋槽319。其后，在加压步骤，如图29所示，该齿条工件W5被放置在连接于油压机的模具20和21之间。然后，压头(ram)被起动，因此使油压作用在该模具20和21上。因此，形成齿轮齿322。在这种加工情况下，沿着齿线方向与该齿轮齿322的表面相交的螺旋槽319的底部被留下。该螺旋槽319的底部之外的部分通过塑性加工形成平的并且光滑的表面。
其后，除齿轮齿之外的轴部分通过机械加工完成。图30(a)和30(b)所示的齿条323可以通过进行前述步骤获得。留在该齿轮齿322的齿表面的螺旋槽319的底部用作有助于流体润滑的储油器324。
因此，通过在齿条工件上切削螺旋槽或直槽，在形成齿轮齿的同时能够有效地形成许多储油器，而无需槽加工。
顺便提及，可以修改该实施例，使得在车削步骤中沿着与该齿线方向相交的方向切削槽25，如图31所示，并且沿着与该齿迹线方向相交的方向形成储油器，而不是沿着该齿条的齿轮齿322的齿迹线的方向形成储油器324。
而且，用于形成齿轮齿的机器不限于油压水压机(oil hydraulicpress)。因此，可以用诸如曲轴压力机的任何压力机。
优选，用本发明的方法制造的小齿轮和齿条构造成合并入转向装置中的齿轮组件。如图32所示，齿轮组件包括通过接头(未示出)连接于转向轴(未示出)的小齿轮31，并且还包括齿条332，其设置成使得该小齿轮和该齿条的中心线彼此相交，并且，其齿轮齿与该配对件小齿轮331的齿轮齿相啮合。
小齿轮331在轴333的一端具有多个齿轮齿334，根据本发明的储油器的形成方法，齿轮齿334通过塑性加工成螺纹。该齿轮齿334是渐开线齿并且具有在根据本发明储油器的形成方法的步骤中形成的许多储油器。而且，齿条332在齿条轴335的一个表面上具有许多齿轮齿336，根据本发明的储油器形成方法，该齿轮齿336是螺纹的。该齿轮齿336是渐开线齿并且根据本发明的储油器形成方法具有形成在整个表面上的许多储油器。
小齿轮331由轴承337支撑在该轴333的中间部分。该轴333的最远端由滚针轴承338支撑。该齿条轴335紧靠齿条引导件339，该引导件339在与齿轮齿336相对的一端将背压施加于该齿条332。该齿条引导器339安装在适于沿着垂直于该齿条轴的中心的方向滑动的保持器340中。而且，该保持器340紧靠适于轴向地产生压缩载荷的弹簧341。该小齿轮331和齿条332与支撑该小齿轮和齿条的部件一起安装在壳体342中。
诸如油脂的润滑剂施加在制造的齿轮组件330，用于流体润滑。这种施加的润滑剂储存在该齿轮齿334和336的整个齿表面上形成的储油器中。大量的润滑剂使齿轮组件330能够长时间地稳定地保持流体润滑。因此，能够明显地减少转向装置的齿轮齿的磨损。
在前述任何实施例中，浅的凹进部分形成在带齿的动力传输件的齿表面上，并且用作储油器。润滑油从储油器散布。然后，该齿表面被油润滑。而且，由于加工包括塑性流动，该形成的储油器是随机地设置的。但是储油器位置的随机性不会产生问题。还有，可以用该实施例说明书中公开的前述技术的组合。
而且，动力传输单元的小齿轮、涡轮齿轮等被组装在在周期性的保养中难以实现对其供给润滑油的地方。因此，在齿表面形成储油器是特别有效的。在制造这种带齿的动力传输件中，本发明的方法能够有效地使用。而且，本发明的方法不仅能够用于制造在上述实施例中所述的齿轮，而且能够用于制造其他一般的具有储油器的带齿的动力传输件，例如外花键和升角很大的外螺纹。
虽然已经参考具体实施例对本发明进行了详细描述，但是对于本领域的技术人员而言，很显然，在不脱离本发明精神实质和范围的情况下能够进行各种变化和修改。
本申请基于2004年11月29日提交的日本专利申请号No.2004-345035、2005年1月26日提交的日本专利申请号No.2005-017935、和2005年11月14日提交的日本专利申请号No.2005-329232。它们的内容结合于此供参考。
工业实用性根据本发明的制造方法能够实现具有储油器的带齿的动力传输件的批量生产，其保持润滑剂的能力增强，在全部带齿的动力传输件的制造中，不增加太多的制造成本。
权利要求
1.一种制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，包括如下步骤在带齿的动力传输件工件的表面上形成初始凹进部分，该初始凹进部分形成该储油器的基础；以及通过加工该带齿的动力传输件工件形成该带齿的动力传输件的齿表面，使得该初始凹进部分的迹线被留下，其中留在该带齿的动力传输件上的该初始凹进部分的迹线用作储油器。
2.根据权利要求1所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中形成初始凹进部分的步骤包括在杆状工件的圆柱形表面上形成初始凹进部分的步骤，以及形成齿表面的步骤包括其中该杆状工件被推进锻模中的冷锻步骤，该锻模具有其形状与所希望的带齿的动力传输件的形状互补的截面。
3.根据权利要求2所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该初始凹进部分包括形成在该杆状的工件的圆柱形表面上的螺旋槽，以便以槽的形状形成该储油器。
4.根据权利要求2所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该初始凹进部分包括形成在该杆状的工件的圆柱形表面上的多个环形槽，以便以槽状的形状形成该储油器。
5.根据权利要求2所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该初始凹进部分包括在该杆状的工件的圆柱形表面沿着纵向形成的多个纵向槽，以便以槽状的形状形成该储油器。
6.根据权利要求2所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中形成在该杆状的工件的圆柱形表面上的该初始凹进部分包括圆形凹进部分，以便以池状的形状形成该储油器。
7.根据权利要求2至6中任何一项所述的方法制造的具有正齿或斜齿的齿轮，其中正齿或斜齿的齿表面没有毛刺并且在相邻的储油器之间基本上是平的。
8.根据权利要求2至6中任何一项所述的方法制造的外花键，其中外花键的齿表面没有毛刺并且在相邻的储油器之间基本上是平的。
9.根据权利要求2至6中任何一项所述的方法制造的外螺纹，其中外螺纹的齿表面没有毛刺并且在相邻的储油器之间基本上是平的。
10.根据如权利要求1所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中形成初始凹进部分的步骤包括在空心圆柱形工件的内圆周表面上形成圆周初始凹进部分的步骤，以及形成齿表面的步骤包括，通过对该初始凹进部分形成处的该空心圆柱形工件的内圆周表面进行塑性加工而形成内花键的步骤。
11.根据权利要求10所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该初始凹进部分包括螺旋槽。
12.根据权利要求10所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该初始凹进部分包括多个环形槽。
13.根据权利要求10所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该初始凹进部分通过滚压形成。
14.根据权利要求11所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该螺旋槽通过滚压形成。
15.根据权利要求12所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该多个环形槽通过滚压形成。
16.根据权利要求10至15中任何一项所述的方法制造的内花键轴，其中该内花键轴的齿表面没有毛刺并且在相邻储油器之间基本上是平的。
17.一种具有转向轴或中间轴的转向装置，其中该转向轴或中间轴包括用根据权利要求10至15中任何一项的方法制造的内花键轴。
18.根据权利要求1所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该初始凹进部分包括螺旋槽或直槽，并且形成齿表面的步骤包括形成齿的步骤，使得该螺旋槽或该直槽的底部留在该带齿的动力传输件工件上的包括该螺旋槽或该直槽的区域中。
19.根据权利要求1所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该初始凹进部分包括螺旋槽或直槽，以及形成齿表面的步骤包括形成螺纹或螺纹轴的步骤，使得该螺旋槽或直槽的底部留在包括该螺旋槽或直槽的区域中。
20.根据权利要求18所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中形成齿表面的步骤包括通过塑性加工形成齿的步骤。
21.根据权利要求19所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中形成齿表面的步骤包括通过塑性加工形成螺纹或螺纹轴的步骤。
22.根据权利要求1所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该带齿的动力传输件包括小齿轮，形成初始凹进部分的步骤包括在该小齿轮工件上形成螺旋槽的步骤，以及形成齿表面的步骤包括通过塑性加工形成齿轮齿的步骤，使得该槽的底部留在小齿轮工件的包括该螺旋槽的区域中，而且，其中该制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法还包括用机械加工完成该带齿的动力传输件的形成的步骤。
23.根据权利要求22所述的方法所制造的小齿轮，其中该小齿轮的齿表面没有毛刺，并且在相邻的储油器之间基本上是平的。
24.根据权利要求23所述的小齿轮，其中形成齿轮齿的步骤包括形成渐开线齿。
25.根据权利要求23所述的小齿轮，其中形成齿轮齿的步骤包括形成多角渐开线齿。
26.根据权利要求1所述的制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法，其中该带齿的动力传输件包括齿条，形成该初始凹进部分的步骤包括在该齿条工件上形成螺旋槽的步骤，以及形成齿表面的步骤包括通过塑性加工形成齿轮齿的步骤，使得该槽的底部留在该齿条工件的包括该螺旋槽的区域中，而且，其中该制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法还包括用机械加工完成该带齿的动力传输件的形成的步骤。
27.根据权利要求26所述的方法所制造的齿条，其中该齿条的齿表面没有毛刺，并且在相邻的储油器之间基本上是平的。
28.根据权利要求27所述的齿条，其中形成该齿轮齿的步骤包括形成渐开线齿。
29.一种具有齿轮组件的转向装置，该齿轮组件包括相互啮合的小齿轮和齿条，其中该齿轮组件包括根据权利要求23所述的小齿轮；以及根据权利要求27所述的齿条。
全文摘要
本发明提供一种用于具有储油器的带齿的动力传输件的制造方法，其保持润滑剂的能力增强，适合于批量生产而不增加太多的制造成本，并且还提供用这种方法制造的带齿动力传输件。根据本发明，制造具有储油器的带齿的动力传输件的方法包括在带齿的动力传输件工件的表面上形成初始凹进部分21的步骤，该初始凹进部分是储油器的基础，并且通过加工该带齿的动力传输件工件形成齿表面，使得该初始凹进部分的迹线留在该带齿动力传输件上，因而形成带齿的动力传输件。在形成齿表面的步骤中形成的并且留在该带齿的动力传输件上的该初始凹进部分21的迹线用作储油器。
文档编号B21K1/30GK101065198SQ20058004092
公开日2007年10月31日 申请日期2005年11月29日 优先权日2004年11月29日
发明者冈田伸治, 渡边靖, 原直树, 森山诚一, 日高英记 申请人:日本精工株式会社