齿条、齿条的制造方法以及齿条的制造装置制造方法

齿条、齿条的制造方法以及齿条的制造装置制造方法
【专利摘要】本发明实现一种能够遍及轴方向充分地确保齿条齿的齿高的制造方法以及制造装置。在与齿成形用击锤（32）一起在上下方向位移的推压击锤（46）的轴方向单侧面设置阶梯差面（47）。使齿成形用击锤（32）向下方位移，在中间原料（23）的上面形成齿条齿，同时，根据阶梯差面（47）和可动冲模（41a）的轴方向另一侧面的卡合，由可动冲模（41a）在轴方向推压中间原料（23）的轴方向端面。
【专利说明】齿条、齿条的制造方法以及齿条的制造装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及被装入构成汽车用操控装置的转向齿轮，且伴随着轴方向的位移推拉 转向横拉杆的齿条、其制造方法以及制造装置。

【背景技术】
[0002] 在图14所示那样的用于向汽车的操控轮付与舵角的操控装置中，伴随着方向盘1 的操作而旋转的转向轴2的运动经1对自由接头3以及中间轴4向转向齿轮5的输入轴6 传递。转向齿轮5具备被输入轴6旋转驱动的小齿轮和与该小齿轮啮合的齿条。若小齿轮 与输入轴6 -起旋转，贝U齿条在轴方向位移，结合在齿条的两端部的1对转向横拉杆7被推 拉，向操控轮付与所希望的舵角。
[0003] 在将转向轴2插通在内侧的转向柱8的下端结合齿轮壳体9,在该齿轮壳体9支撑 电动马达10。由电动马达10付与转向轴2旋转方向的辅助力。
[0004] 另一方面，除图14所示的柱助力式的电动式动力转向装置以外，也在一部分使用 被称为小齿轮助力式、双小齿轮式、齿条助力式的电动式动力转向装置。图15表示装入了 双小齿轮式的电动式动力转向装置的操控装置。在双小齿轮式的操控装置中，在齿条11的 轴方向一部分，在从设置在输入轴(第1输入轴）6的外周面上的小齿轮(第1小齿轮）脱离 的部分配置第2输入轴12。而且，设置在第2输入轴12的一端部外周面的第2小齿轮与齿 条11啮合。在将第2输入轴12收纳在内侧的壳体13的侧方支撑着电动马达10a。由电 动马达IOa经减速机14付与第2输入轴12旋转方向的力。因此，齿条11因基于电动马达 IOa的辅助力的力和经输入轴6施加的驾驶者付与方向盘1的力之和，在轴方向位移。
[0005] 在这样的转向齿轮用的齿条的径方向单侧面，除与1对转向横拉杆连接的两端部 夕卜，遍及轴方向设置齿条齿。在制造该齿条时，若通过切削加工形成齿条齿，则制造成本升 高，且难以确保齿条齿的强度以及刚性。与此相对，若通过塑性变形形成齿条齿，则能够缩 短齿条齿的加工所需要的时间，降低制造成本，而且，由于齿条齿的金属组织变得致密，所 以，容易确保齿条齿的强度以及刚性。通过塑性变形形成齿条齿的齿条的制造方法如日本 特开平10-58081号公报、日本特开2001-79639号公报、专利第3442298号公报、日本特开 2006-103644号公报、日本特开2008-138864号公报等记载的那样，是公知的。
[0006] 图16?图21表示日本特开2006-103644号公报记载的以往的齿条及其制造方法 的1例。齿条Ila具备由碳钢、不锈钢等金属材料制，截面圆形的杆部15、通过塑性加工形 成在杆部15的轴方向一部分的径方向单侧面的齿条齿16。在图不的例中，杆部15遍及全 长由金属材料一体地形成。另外，在杆部15中的轴方向一部分，从形成有齿条齿16的部分 在周方向脱离的背面部分17的截面形状的曲率半径R 17比作为杆部15的轴方向剩余部的 圆杆部18的外周面的曲率半径r18大（R17 > r18)(参见图19)。根据这样的构造，齿条齿16 的宽度尺寸、强度、刚性均被充分地确保，且抑制形成了齿条齿16的部分以外的外径大到 必要以上的情况，谋求齿条Ila的轻型化。另外，齿条齿16的齿高(齿顶圆的直径和齿根圆 的直径的差的一半）通常为杆部15的直径的10%?20%左右。
[0007] 为了制造齿条11a，首先，如图20 (A)所示，将圆杆状的原料19载置在被设置在承 模20的上面的截面圆弧形的凹槽部21内。接着，如图20 (B)所示，进行由沿凹槽部21伸 长的推压击锤22的前端面(下端面）将原料19朝向凹槽部21强力推压的镦锻加工。在该 镦锻加工中，将原料19中应形成齿条齿16的部分在上下方向压坏，且将水平方向的宽度尺 寸扩开，得到中间原料23。中间原料23在应形成齿条齿16的部分的外周面具备应成为背 面部分17的部分圆筒面部24、针对截面的径方向存在于与部分圆筒面部24相反侧的平坦 面部25、使这些部分圆筒面部24和平坦面部25连续的曲率半径比较小的1对曲面部26。
[0008] 接着，将中间原料23从承模20的凹槽部21取出，如图20 (C)所示，插入以及载 置在设置在冲模27上的保持孔28的底部29。保持孔28具有U字形的截面形状，底部29 的曲率半径与承模16的凹槽部21的内面的曲率半径大致一致。另外，位于保持孔28的宽 度方向两侧的1对内侧面30成为相互平行的平面。再有，在保持孔28的上端开口部设置 在越去向上方相互的间隔越扩开的方向倾斜的1对导向倾斜面部31。
[0009] 如图20 (C)以及图20 (D)所示，将齿成形用击锤32插入保持孔28内，由齿成形 用击锤32将中间原料23强力地推入保持孔28内。在齿成形用击锤32的加工面(下面)设 置具有与应得到的齿条齿16相称的形状的成形用的波形凹凸。另外，中间原料23的外周 面除应形成齿条齿16的平坦面部25外，由保持孔28的内面约束。为此，通过由齿成形用 击锤32将中间原料23强力地推入保持孔28内，中间原料23中的平坦面部25仿效齿成形 用击锤32的下降面的波形凹凸而塑性变形，得到具有图20 (D)以及图21 (A)所示那样的 齿条齿16的原始齿条33。但是，原始齿条33与完成状态的齿条Ila (参见图16?图19) 相比，形状精度以及尺寸精度不充分，齿条齿16的端缘也维持着尖锐。另外，由于伴随着齿 条齿16的加工而从应成为齿根的部分被推出的余料被强力地向保持孔28的内侧面30按 压，所以，在原始齿条33的左右侧面形成相互平行的1对规避平坦面部34。
[0010] 在使齿成形用击锤32上升后，将原始齿条33从保持孔28取出，如图20(E)所示， 载置在形成在整形用冲模35的上面的整形用凹凸面部36。此时，使原始齿条33上下反转。 整形用凹凸面部36包括齿的端缘的倒角部，具有与应得到的齿条齿16相称的形状。如图 20 (E)以及图20 (F)所示，由压模37将原始齿条33的形成有齿条齿16的部分朝向整形 用凹凸面部36强力地按压。
[0011] 在压模37的下面形成具有与完成后的齿条Ila的背面部分17的曲率半径R17 - 致的曲率半径的挤压凹槽38,原始齿条33在使应成为背面部分17的部分与挤压凹槽38嵌 合的状态下，朝向整形用凹凸面部36被强力地推压。在图20 (F)所示的使整形用冲模35 和压模37充分挨近的状态下，齿条齿16成为图21 (B)所示的完成后的状态，S卩、其形状以 及尺寸适当，在各自的齿的端缘设置了倒角的状态，同时，背面部分17其形状以及尺寸也 适当。伴随着该整形被推出的余料向1对规避平坦面部34部分汇集。因此，在完成后的齿 条Ila上基本不残存1对规避平坦面部34。此时，由于不存在余料极其强力地推压整形用 凹凸面部36、挤压凹槽38的内面的情况，所以，将整形的加工载荷抑制得低，且容易确保整 形用冲模35以及压模37的耐久性。
[0012] 但是，在以往的齿条的制造方法的情况下，存在产生下述那样的问题的可能性。 艮P、如图20 (C)以及图20 (D)所示，在由齿成形用击锤32将中间原料23强力地推入保持 孔28内时，伴随着齿成形用击锤32的按压，构成中间原料23的金属材料的一部分从应形 成齿条齿16的部分的轴方向端部朝向轴方向外方(从由齿成形用击锤32推压的部分在轴 方向脱离的部分)移动。其结果为，如图22所示，在齿条齿16的轴方向端部，越去向轴方向 外方侧，齿条齿16的齿高越小，在将完成后的齿条向转向齿轮5组装的情况下，存在在齿条 齿16的轴方向端部，不能适当地维持齿条齿16和形成在输入轴6的外周面的小齿轮的啮 合状态的可能性。
[0013] 与此相对，如图23所示，考虑在杆部15a的轴方向一部分，在与应形成齿条齿16 的部分在轴方向邻接的部分设置齿高比齿条齿16小，且即使在转向齿轮5的使用状态下， 也不与形成在输入轴6的外周面的小齿轮啮合的虚拟齿(余料部）39、39a。据此，防止在齿 条齿16的轴方向端部齿高不足，能够适当地保持齿条齿16和输入轴6的小齿轮的啮合状 态。但是，在该构造中，由于设置虚拟齿39、39a，存在有必要使应塑性变形的部分的轴方向 长度增大，且加工工具(击锤以及冲模)的轴方向长度也增大这样的问题。另外，还存在不能 充分确保用于旋合附属于用于连结转向横拉杆7的球节的阳螺纹部的螺纹孔57和设置在 螺纹孔57侧的虚拟齿39a之间的壁厚这样的问题。
[0014] 在先技术文献
[0015] 专利文献
[0016] 专利文献1 :日本特开平10-58081号公报
[0017] 专利文献2 :日本特开2001-79639号公报
[0018] 专利文献3 :专利第3442298号公报
[0019] 专利文献4 :日本特开2006-103644号公报
[0020] 专利文献5 :日本特开2008-138864号公报
[0021] 本发明鉴于上述那样的情况，以提供一种遍及轴方向充分确保齿条齿的齿高的齿 条为目的。


【发明内容】

[0022] 本发明的齿条的制造方法具备将设有齿条状的加工用凹凸齿的齿成形用击锤向 金属材料制的原料(杆部）的轴方向一部分的径方向单侧面按压，使该径方向单侧面塑性变 形，在该径方向单侧面形成齿条齿的工序。
[0023] 尤其是在本发明的齿条的制造方法的情况下，在将前述齿成形用击锤向前述径方 向单侧面按压时，一面将前述原料在轴方向推压，一面使该径方向单侧面塑性变形。
[0024] 优选在使前述径方向单侧面塑性变形的整个期间，在轴方向以一定的力推压前述 原料。
[0025] 在该样态中，更具体地说，设有推压击锤和可动冲模，所述推压击锤与前述齿成形 用击锤一起升降，具备由阶梯差面构成的轴方向单侧面，所述可动冲模具备与前述原料的 轴方向端面相向的轴方向单侧面，以及在前述齿成形用击锤朝向前述原料移动完毕时与前 述推压击锤的阶梯差面相向的轴方向另一侧面，并且被付与朝向前述推压击锤的弹力，伴 随着前述齿成形用击锤的朝向前述原料的位移，使前述推压击锤的阶梯差面和前述可动冲 模的轴方向另一侧面卡合，使该可动冲模在轴方向位移，由该可动冲模在轴方向推压前述 原料的轴方向端面。
[0026] 在该样态中，优选将前述齿条齿形成为在使前述原料中形成前述齿条齿的部分的 轴方向长度为Lk，使前述原料中从形成前述齿条齿的部分在轴方向脱尚的部分的轴方向长 度为L的情况下，满足L彡LK/4的关系。
[0027] 在本发明的齿条的制造方法中，替代性地，也能够随着使前述径方向单侧面塑性 变形，而使在轴方向推压前述原料的力增大。
[0028] 在该样态中，更具体地说，设置推压击锤和可动冲模，所述推压击锤与前述齿成形 用击锤一起升降，具备由倾斜面构成的轴方向单侧面，所述可动冲模具备与前述原料的轴 方向端面相向的轴方向单侧面，以及在前述齿成形用击锤朝向前述原料移动完毕时与前述 推压击锤的倾斜面相向的轴方向另一侧面，并且，被付与朝向该推压击锤的方向的弹力，伴 随着前述齿成形用击锤的朝向前述原料的位移，使前述推压击锤的倾斜面和前述可动冲模 的轴方向另一侧面卡合，使该可动冲模在轴方向位移，由该可动冲模在轴方向推压前述杆 部的轴方向端面。
[0029] 在该样态中，优选将前述齿条齿形成为在使前述杆部中形成前述齿条齿的部分的 轴方向长度为L k，使前述杆部中从形成前述齿条齿的部分在轴方向脱尚的部分的轴方向长 度为L的情况下，满足L彡Lk的关系。
[0030] 本发明的齿条的制造装置具备齿成形用击锤、推压击锤和可动冲模，所述齿成形 用击锤设有齿条状的加工用凹凸齿，所述推压击锤与该齿成形用击锤一起升降，具备由阶 梯差面或倾斜面构成的轴方向单侧面，所述可动冲模具备与金属材料制的原料的轴方向端 面相向的轴方向单侧面，以及在前述齿成形用击锤朝向前述原料移动完毕时与前述推压击 锤的前述阶梯差面或前述倾斜面相向的轴方向另一侧面，并且被付与朝向前述推压击锤的 弹力，被构成为在将前述齿成形用击锤向金属材料制的原料的轴方向一部分的径方向单侧 面按压，使该径方向单侧面塑性变形，在该径方向单侧面形成齿条齿时，伴随着前述齿成形 用击锤的朝向前述原料的位移，前述可动冲模的轴方向另一侧面与前述推压击锤的阶梯差 面或倾斜面卡合，该可动冲模在轴方向位移，前述原料的轴方向端面被该可动冲模在轴方 向推压。
[0031] 本发明的齿条使用本发明的齿条的制造装置以及制造方法得到，为金属制，具备 杆部、被形成在该杆部的径方向单侧面的轴方向一部分的前述齿条齿。
[0032] 发明效果
[0033] 根据本发明的齿条的制造方法以及齿条的制造装置，由于在将齿成形用击锤向金 属制的原料的杆部的径方向单侧面按压，形成齿条齿时，将该杆部在轴方向推压，所以，能 够抑制构成该原料的金属材料在应形成前述齿条齿的部分的轴方向端部朝向轴方向外方 移动，能够防止前述齿条齿的齿高在前述轴方向端部变小。由此，在本发明的齿条中，由于 能够遍及轴方向充分确保形成在杆部的轴方向一部分的齿条齿的齿高，例如，在组装在构 成汽车用操控装置的转向齿轮的情况下，能够使前述齿条齿和输入轴的小齿轮的啮合状态 适当。另外，在本发明的情况下，没有必要在与应形成前述齿条齿的部分在轴方向邻接的部 分设置在使用时不与小齿轮啮合的虚拟齿，即使在设置了虚拟齿的情况下，也能够抑制其 数量。

【专利附图】

【附图说明】
[0034] 图1是以使压头位于上止点位置的状态表示本发明的实施方式的第1例的剖视 图。
[0035] 图2是针对第1例，以使压头向下方位移了的状态来表示的剖视图。
[0036] 图3是针对第1例，以使压头从图2所示的状态进一步向下方位移了的状态来表 示的剖视图。
[0037] 图4是针对第1例，以使压头下降到下止点的状态来表示的剖视图。
[0038] 图5是图3的中央部放大图。
[0039] 图6是图4的中央部放大图。
[0040] 图7 (A)是图2的a部放大图，图7 (B)是图4的b部放大图。
[0041] 图8是用于说明齿条的各构成部分的尺寸的侧视图。
[0042] 图9是表示推压击锤以及一方的可动冲模的其它的形状的1例的与图7相同的 图。
[0043] 图10是用于说明本发明的效果的与图6的右半部放大图相当的图。
[0044] 图11 (A)是表示通过以往的齿条的制造方法得到的齿条的纤维流线的图，图11 (B)是表示通过本发明的齿条的制造方法得到的齿条的纤维流线的图。
[0045] 图12是表示本发明的实施方式的第2例的按照工序顺序表示齿条的制造工序的 首1J视图。
[0046] 图13是图12 (F)的放大c-c剖视图。
[0047] 图14是表示以往的汽车用操控装置的第1例的局部剖视图。
[0048] 图15是表示以往的汽车用操控装置的第2例的局部剖视图。
[0049] 图16是表示以往的齿条的1例的立体图。
[0050] 图17是表示图16的d向视图。
[0051] 图18是图16的e向视图。
[0052] 图19是图18的放大f-f剖视图。
[0053] 图20是按照工序顺序表示以往的齿条的制造方法的第1例的从与图19相同的方 向看的剖视图。
[0054] 图21是表示以往的齿条的制造方法的第1例中的整形前后的齿条齿的形状的局 部立体图。
[0055] 图22是用于说明以往的齿条的制造方法以及制造装置的问题点的剖视图。
[0056] 图23是表示以往的齿条的制造方法的第2例的剖视图。

【具体实施方式】
[0057][实施方式的第1例]
[0058] 图1?图11表示本发明的实施方式的第1例。在本例的情况下，齿条的制造方法 也与以往技术同样，由（1)通过镦锻加工，将圆杆状的原料19中的应形成齿条齿的部分在 上下方向压坏，且将水平方向的宽度尺寸扩开，得到中间原料23 (参见图20 (A)以及图20 (B))，接着，（2)将中间原料23插入以及载置在设置在冲模27上的保持孔28,再有，将齿成 形用击锤32插入保持孔28内，通过由齿成形用击锤32将中间原料23强力地推入保持孔 28内，得到具有齿条齿16的原始齿条33 (参见图20 (C)以及图20 (D))，进而（3)由整形 用冲模35,将齿条齿16做成完成后的状态，S卩、其形状以及尺寸适当，在各自的齿的端缘设 置了倒角的状态(参见图20 (E)以及图20 (F))的工序构成。另外，包括本例，本发明的齿 条的制造方法以及制造装置的特征是在将齿条齿16形成在构成齿条Ilc的杆部15的轴方 向一部分的径方向单侧面时（与图20 (C)以及图20 (D)相当的工序)，抑制构成齿条Ilc 的金属材料在轴方向移动，防止齿条齿16的齿高在轴方向端部变小这点。其它的部分的结 构以及作用与以往的齿条的制造方法以及制造装置相同。另外，在图1?图6中，省略了齿 条齿16以及齿成形用击锤32的加工面的凹凸。
[0059] 在本例的情况下，齿条的制造装置具备冲模27a、齿成形用击锤32和推压击锤46。 冲模27a由支撑台43支撑，具备固定冲模40和1对可动冲模41a、41b。固定冲模40具有 保持孔28。另外，由螺旋弹簧、空气缸等弹性部件42付与1对可动冲模41a、41b朝向上方 (从固定冲模40脱离的方向）的弹力。1对可动冲模41a、41b中的一方的可动冲模41a (图 1的右侦彳）由弹簧等未图示出的弹性材付与朝向轴方向外方（图1的右方）的弹力。与此相 对，另一方的可动冲模41b (图1的左侧）仅可沿形成在支撑台43上的凹部44的内侧面进 行上下方向的位移。
[0060] 另外，齿成形用击锤32和推压击锤46由可升降的齿条45支撑。在齿成形用击锤 32上设置齿条状的加工用凹凸齿。推压击锤46与齿成形用击锤32 -起升降，具备轴方向 单侧面（内侧面；图7的左侧面)。推压击锤46的轴方向单侧面成为上半部与下半部相比靠 近轴方向中央部的阶梯差面47。
[0061] 如图1所示，将对原料19实施镦锻加工而得到的中间原料23设定在冲模27a。在 该状态下，一方的可动冲模41a的轴方向单侧面与中间原料23的轴方向一端面相向。在该 状态下，在以齿条Ilc的完成状态成为背面部分17的中间原料23的径方向另一侧面和保 持孔28的底部29之间存在间隙。
[0062] 若使压头45向下方位移，则构成推压击锤46的轴方向单侧面的阶梯差面47和一 方的可动冲模41a的轴方向另一侧面(外侧面：图7的右侧面）相向。即、如图1?图3所 示，在使压头45向下方位移，齿成形用击锤32的加工面（下面）和中间原料23的径方向单 侧面抵接的状态下，如图7 (A)所示，一方的可动冲模41a的轴方向单侧面和阶梯差面47 的下半部成为隔着间隙相向的状态。在该状态下，中间原料23在齿成形用击锤32的加工 面和1对可动冲模41a、41b之间被弹性地夹持，中间原料23的姿势被限制为适当的状态。 而且，若维持该状态，如图4所示，使压头45降下到下止点，则1对可动冲模41a、41b抵抗 弹性部件42的弹力，向下方位移，中间原料23被强力推入固定冲模40的保持孔28内。这 样，在开始在中间原料23的径方向单侧面形成齿条齿16的同时或即将开始前，如图7 (B) 所示，根据一方的可动冲模41a的轴方向单侧面和推压击锤46的阶梯差面47的上半部的 卡合，一方的可动冲模41a朝向轴方向内方（图1?图7的左方）被推压，中间原料23的轴 方向一端面（图4、图6的右端面）朝向轴方向内方以一定的推压力被推压。
[0063] 由推压击锤46推压一方的可动冲模41a的力的大小(可动冲模41a的轴方向的移 动量）以及由齿成形用击锤32的加工面推压中间原料23的径方向单侧面的力的大小在形 成齿条齿16的期间中，包括使该力的大小为一定或变化，由与完成后的齿条Ilc的各构成 部分的轴方向尺寸的关系限制。
[0064] 首先，对在使在构成完成状态的齿条Ilc (参见图8)的杆部15的轴方向一部分， 形成了齿条齿16的部分的轴方向长度为L16，使作为杆部15的轴方向剩余部的圆杆部18的 轴方向长度为L18的情况下，满足L18 < L16/4的关系的情况进行说明。在这种情况下，在形 成齿条齿16时，伴随着齿成形用击锤32的按压，构成中间原料23的金属材料从应形成齿 条齿16的部分的轴方向端部移动的量比较(与圆杆部18的轴方向长度L 18长的情况相比） 少。为此，通过以一定的推压力推压中间原料23的轴方向端面，能够抑制构成中间原料23 的金属材料的移动。另外，推压中间原料23的轴方向端面的推压力的大小根据构成中间原 料23的金属材料、各构成部分的尺寸等被恰当地确定。
[0065] 与此相对，在形成了齿条齿16的部分的轴方向长度L16和圆杆部18的轴方向长度 L18满足L18 > L16的关系的情况下，构成中间原料23的金属材料从应形成齿条齿16的部分 的轴方向端部移动的量多。在满足这样的关系的情况下，如图9所示，将推压击锤46的轴 方向另一侧面的上半部做成在越去向上方越去向轴方向内方的方向倾斜的倾斜面48。另 夕卜，在一方的可动冲模41a的轴方向单侧面形成与倾斜面48卡合的另外的倾斜面49。据 此，能够伴随着压头45 (参见图1?图4)的向下方的位移，使一方的可动冲模41a推压中 间原料23的轴方向一端面的推压力增大。就倾斜面48以及另外的倾斜面49的倾斜角度 而言，也是根据构成中间原料23的金属材料、各构成部分的尺寸等被恰当地确定。
[0066] 另外，在轴方向长度L16、L18满足L16/4 < L18 < L16的关系的情况下，根据构成中间 原料23的金属材料、各构成部分的尺寸等，包括将推压击锤46的轴方向另一侧面做成图7 所示那样的阶梯差面47或做成图9所示那样的倾斜面48在内，恰当地限制推压击锤46的 形状。
[0067] 另外，在本例的情况下，为了调整推压击锤46的相对于压头45的上下方向位置， 隔着垫片50将推压击锤46设置在压头45的下面。但是，也能够构成为替代垫片50,通过 设置在一方的可动冲模41a强力推压中间原料23的轴方向一端面的状态下在上下方向收 缩的弹性材，来确保压头45的上下方向的位移量。另外，推压击锤46的相对于齿成形用击 锤32的轴方向位置可通过使夹持在齿成形用击锤32以及推压击锤46彼此之间的调节板 (* ^板）51的厚度变化来调整。
[0068] 总之，伴随着齿成形用击锤32的下降，中间原料23中的平坦面部25 (参见图20 (C))效仿设置在齿成形用击锤32的加工面上的成形用的波形凹凸塑性变形，形成齿条齿 16。此时，中间原料23的轴方向一端面（图4的右端面)被一方的可动冲模41a朝向轴方向 内方推压，中间原料23在1对可动冲模41a、41b彼此之间在轴方向被强力地夹持，成为在 轴方向被推压的状态。此后，在使压头45向上方位移时，维持在原始齿条33a的齿条齿16 通过弹性部件42的弹力与齿成形用击锤32的加工面抵接的状态，1对可动冲模41a、41b向 上方位移。而且，因为在使压头45上升到上止点的过程中，原始齿条33a从齿成形用击锤 32脱离，所以，将原始齿条33a取出。对这样加工的原始齿条33a与以往技术同样地实施整 形加工，得到齿条11c。
[0069] 根据本例的齿条制造方法以及制造装置，能够遍及轴方向全长确保齿条齿16的 齿高。即、在使中间原料23的径方向单侧面塑性变形，形成齿条齿16时，在轴方向推压中 间原料23。为此，伴随着齿成形用击锤32的按压，构成中间原料23的金属材料在应形成齿 条齿16的部分的轴方向端部朝向轴方向外方移动的情况得到抑制。其结果为，如图10以 及图11 (B)所示,防止在齿条齿16的轴方向端部,齿条齿16的齿高变小。
[0070] 更具体地说，本发明的齿条在下述方面与基于以往技术的齿条有区别。图11 (A) 以及图Il(B)表示分别根据以往技术和本发明，以仅设置1个虚拟齿39a的结构，在中间原 料23形成齿条齿16的状态。在不在轴方向推压中间原料23而形成齿条齿16的情况下，如 图11 (A)所示,在齿条齿16的轴方向端部,越去向轴方向外方侧,齿条齿16的齿高越小， 与形成有齿条齿16的部分在轴方向邻接的部分的端部没有接触齿形成用击锤32,作为构 成中间原料23的金属材料的纤维状组织的流动的纤维流线被形成为在该部分随着从形成 有齿条齿16的部分脱离而单调地上升。与此相对，根据本发明，在将中间原料23在轴方向 推压而形成了齿条齿16的情况下，即使仅设置一个虚拟齿39a或省略虚拟齿的情况下，在 齿条齿16的轴方向端部，齿条齿16的齿高也维持与轴方向中间部的齿高相同的大小。另 夕卜，与形成有齿条齿16的部分在轴方向邻接的部分的端部与齿形成用击锤32接触，具有足 够的厚度，且纤维流线在该部分为略微上凸的状态。根据这样的结构，在本发明中，在将完 成后的齿条Ilc组装到转向齿轮5的情况下，在齿条齿16的轴方向端部，能够适当地维持 齿条齿16和形成在输入轴6的外周面的小齿轮的啮合状态，且即使在用于旋合附属于球节 的阳螺纹部的螺纹孔57被形成在近旁的情况下，也容易确保该部分的完成后的齿条Ilc的 强度。
[0071] 再有，在本例的情况下，能够不在与齿条齿16在轴方向邻接的部分设置虚拟齿 39、39a (参见图23)，或者即使在设置的情况下，也将其数量抑制得少。为此，在加工工具 (击锤以及冲模)的轴方向长度增大或在齿条Ilc的端部形成了螺纹孔57 (参见图23)的情 况下，也能够防止该端部的壁厚变小等。
[0072][实施方式的第2例]
[0073] 图12以及图13表示本发明的实施方式的第2例。本例是制造图15所示的被装 入双小齿轮式的电动式动力转向装置的齿条11 (参见图15)的例子。为此，在原料19a的 轴方向一个半部，如图12 (A)?图12 (D)所不，与实施方式的第1例同样，形成齿条齿16。 但是，在本例的情况下，维持着将原始齿条33设定在冲模27的状态，通过由整形用击锤52 推压，对原始齿条33实施整形加工。
[0074] 在本例中，构成为通过将扭转角不同的齿条齿16、16a独立地设置在齿条11的轴 方向2处位置，来使第1输入轴6的中心轴和齿条11的中心轴所成的角度和第2输入轴12 的中心轴和齿条11的中心轴所成的角度不同（参见图14)。为此，在所得到的中间原料53 的轴方向另一个半部形成扭转角与齿条齿16不同的另外的齿条齿16a。就另外的齿条齿 16a而言，基本上也是通过与齿条齿16相同的顺序形成。但是，在本例的情况下，将推压在 中间原料53的轴方向一部分应形成齿条齿16a的部分的推压击锤22a的前端面的形状做 成具有比设置在承模20上的凹槽部21的曲率半径r 21大的曲率半径R22的凸曲面。另外， 将在由齿成形用击锤32a推压中间原料52而形成齿条齿16a的工序（图12 (F))以及由整 形用击锤52a对所得到的第2中间原料54实施整形加工的工序（图12 (G))中使用的精加 工用冲模做成在形成齿条齿16a的工序和实施整形加工的工序之间相同的精加工用冲模。 为此，能够抑制精加工用冲模的管理成本的增大，可以降低齿条11的制造成本。另外，精加 工用冲模的宽度方向两内侧面做成相互平行的平面。据此，将原始齿条58中形成有齿条齿 16a的部分的宽度方向两外侧面做成相互平行的平坦面部55,且将平坦面部55和形成有齿 条齿16a的部分的连续部（由图13的点划线α包围的部分)做成曲率半径比较小的1对曲 面部56。通过对这样的原始齿条58实施热处理、研磨等精加工，得到齿条11。
[0075] 表1表示在制造被装入双小齿轮式的电动式动力转向装置的齿条11的情况下，在 形成与形成在输入轴6的外周面的小齿轮啮合的齿条齿16a时使用的各部件的尺寸的例。
[0076]

【权利要求】
1. 一种齿条的制造方法，其特征在于，在将设有齿条状的加工用凹凸齿的齿成形用击 锤向金属材料制的原料的轴方向一部分的径方向单侧面按压，使该径方向单侧面塑性变 形，在该径方向单侧面形成齿条齿时，在轴方向推压前述原料。
2. 如权利要求1所述的齿条的制造方法，其特征在于，在使前述径方向单侧面塑性变 形的整个期间，在轴方向以一定的力推压前述原料。
3. 如权利要求2所述的齿条的制造方法，其特征在于，设有推压击锤和可动冲模，所述 推压击锤与前述齿成形用击锤一起升降，具备由阶梯差面构成的轴方向单侧面，所述可动 冲模具备与前述原料的轴方向端面相向的轴方向单侧面，以及在前述齿成形用击锤朝向前 述原料移动完毕时与前述推压击锤的阶梯差面相向的轴方向另一侧面，并且被付与朝向前 述推压击锤的弹力，伴随着前述齿成形用击锤的朝向前述原料的位移，使前述推压击锤的 阶梯差面和前述可动冲模的轴方向另一侧面卡合，使该可动冲模在轴方向位移，由该可动 冲模在轴方向推压前述原料的轴方向端面。
4. 如权利要求2所述的齿条的制造方法，其特征在于，将前述齿条齿形成为在使前述 原料中形成前述齿条齿的部分的轴方向长度为L K，使前述原料中从形成前述齿条齿的部分 在轴方向脱离的剩余的部分的轴方向长度为L的情况下，满足L < LK/4的关系。
5. 如权利要求1所述的齿条的制造方法，其特征在于，随着使前述径方向单侧面塑性 变形，而使在轴方向推压前述原料的力增大。
6. 如权利要求5所述的齿条的制造方法，其特征在于，设置推压击锤和可动冲模，所述 推压击锤与前述齿成形用击锤一起升降，具备由倾斜面构成的轴方向单侧面，所述可动冲 模具备与前述原料的轴方向端面相向的轴方向单侧面，以及在前述齿成形用击锤朝向前述 原料移动完毕时与前述推压击锤的倾斜面相向的轴方向另一侧面，并且，被付与朝向该推 压击锤的方向的弹力，伴随着前述齿成形用击锤的朝向前述原料的位移，使前述推压击锤 的倾斜面和前述可动冲模的轴方向另一侧面卡合，使该可动冲模在轴方向位移，由该可动 冲模在轴方向推压前述原料的轴方向端面。
7. 如权利要求5所述的齿条的制造方法，其特征在于，将前述齿条齿形成为在使前述 原料中形成前述齿条齿的部分的轴方向长度为L K，使前述原料中从形成前述齿条齿的部分 在轴方向脱离的部分的轴方向长度为L的情况下，满足L > LK的关系。
8. -种齿条的制造装置，其特征在于， 具备齿成形用击锤、推压击锤和可动冲模，所述齿成形用击锤设有齿条状的加工用凹 凸齿，所述推压击锤与该齿成形用击锤一起升降，具备由阶梯差面或倾斜面构成的轴方向 单侧面，所述可动冲模具备与金属材料制的原料的轴方向端面相向的轴方向单侧面，以及 在前述齿成形用击锤朝向前述原料移动完毕时与前述推压击锤的前述阶梯差面或前述倾 斜面相向的轴方向另一侧面，并且被付与朝向前述推压击锤的弹力， 被构成为在将前述齿成形用击锤向金属材料制的原料的轴方向一部分的径方向单侧 面按压，使该径方向单侧面塑性变形，在该径方向单侧面形成齿条齿时，伴随着前述齿成形 用击锤的朝向前述原料的位移，前述可动冲模的轴方向另一侧面与前述推压击锤的阶梯差 面或倾斜面卡合，该可动冲模在轴方向位移，前述原料的轴方向端面被该可动冲模在轴方 向推压。
9. 一种齿条，其特征在于，由权利要求1至7中的任一项所述的制造方法制造，为金属 制，具备前述杆部、被形成在该杆部的前述径方向单侧面的轴方向一部分的前述齿条齿。
【文档编号】B21K1/76GK104245182SQ201480000082
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年2月6日 优先权日:2013年2月26日
【发明者】萩原信行, 水岛勇贵, 小林一登 申请人:日本精工株式会社