齿条的制造方法、齿条及电动助力转向装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及齿条的制造方法、齿条及电动助力转向装置，能够提供没有繁琐的制造作业并能够确保良好的精度的齿条的制造方法等。通过如下工序制造齿条（1）：将齿条长度方向作为旋转轴（Z）时，以第一齿条齿（R1）和第二齿条齿（R2）的旋转方向上的相对角度被固定在规定角度的方式，分别通过夹具即卡盘（C1、C2）固定第一部件（31）和第二部件（32）的第一工序；使在第一工序中被固定在所述各卡盘（C1、C2）上的第一部件（31）、第二部件（32）与中间部件（33）在所述旋转方向上相对旋转，由此摩擦压接第一部件（31）、第二部件（32）与中间部件（33）的第二工序。
【专利说明】齿条的制造方法、齿条及电动助力转向装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及齿条的制造方法等，被适用于例如汽车的电动助力转向装置，通过与转向系统和辅助系统的两小齿轮轴啮合来传递转向力及辅助力。
【背景技术】
[0002]作为以往的适用于电动助力转向装置的齿条的制造方法等，公知有例如以下的专利文献I记载的发明。
[0003]该齿条由一个棒状部件构成,在其轴向上，与第一小齿轮哨合的第一齿条齿和与第二小齿轮啮合的第二齿条齿通过热轧加工形成。 [0004]因此，当制造所述齿条时，按顺序热轧加工第一、第二齿条齿，形成了第二齿条齿之后，再对第一齿条齿实施切削加工，由此，确保因该第二齿条齿的热轧加工产生的热应变的影响而在第一齿条齿上发生的轴线方向的错位和相位偏移等的修正。
[0005]【现有技术文献】
[0006]【专利文献I】日本特开2002-154442号公报
[0007]但是，在所述以往的齿条的制造方法中，上述修正加工(追加加工)是被迫的，从而存在制造作业变得繁琐的问题。
【发明内容】
[0008]本发明是鉴于所述技术课题而研发的，提供没有繁琐的制造作业并能够确保良好的精度的齿条的制造方法等。
[0009]本发明的特征是具有:将齿条长度方向作为旋转轴时，以第一齿条齿和第二齿条齿的旋转方向上的相对角度被固定在规定角度的方式，通过夹具固定第一部件和第二部件的第一工序；使在第一工序中被所述夹具固定的第一部件、第二部件与中间部件在所述旋转方向上相对旋转，由此摩擦压接第一部件、第二部件与中间部件的第二工序。
[0010]具体地，本发明的齿条的制造方法，是将方向盘的转向操作向转向轮传递的齿条的制造方法，所述齿条由以下部件构成:第一部件，具有与伴随所述方向盘的转向操作而旋转的第一小齿轮齿啮合的第一齿条齿；第二部件，具有与将产生转向辅助力的电动机的旋转力向所述齿条传递的第二小齿轮齿啮合的第二齿条齿；中间部件，一端侧与所述第一部件连接，另一端侧与所述第二部件连接，所述齿条的制造方法具有:将所述齿条的长度方向作为旋转轴时，以所述第一齿条齿和所述第二齿条齿的旋转方向上的相对角度被固定在规定角度的方式，通过夹具固定所述第一部件和所述第二部件的第一工序；使在所述第一工序中被所述夹具固定的所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件在所述旋转方向上相对旋转，由此摩擦压接所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件的第二工序。
[0011]本发明的电动助力转向装置，由以下部件构成:伴随方向盘的转向操作而旋转的第一小齿轮齿；产生转向辅助力的电动机；伴随所述电动机的旋转而旋转的第二小齿轮齿；齿条，由具有与所述第一小齿轮齿啮合的第一齿条齿的第一部件、具有与所述第二小齿轮齿啮合的第二齿条齿的第二部件、和一端侧与所述第一部件连接且另一端侧与所述第二部件连接的中间部件构成，并将所述方向盘的转向操作及所述电动机的旋转力向转向轮传递，其特征在于，所述齿条通过如下工序制造:将所述齿条的长度方向作为旋转轴时，以所述第一齿条齿和所述第二齿条齿的旋转方向上的相对角度被固定在规定角度的方式通过夹具固定所述第一部件和所述第二部件的第一工序；使在所述第一工序中被所述夹具固定的所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件在所述旋转方向上相对旋转，由此摩擦压接所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件的第二工序。
[0012]本发明的一种齿条，是将方向盘的转向操作向转向轮传递的齿条，其特征在于，所述齿条由以下部件构成:第一部件，具有与伴随所述方向盘的转向操作而旋转的第一小齿轮齿啮合的第一齿条齿；第二部件，具有与将产生转向辅助力的电动机的旋转力向所述齿条传递的第二小齿轮齿啮合的第二齿条齿；中间部件，一端侧与所述第一部件连接，另一端侧与所述第二部件连接，所述齿条通过如下工序制造:将所述齿条的长度方向作为旋转轴时，以所述第一齿条齿和所述第二齿条齿的旋转方向上的相对角度被固定在规定角度的方式通过夹具固定所述第一部件和所述第二部件的第一工序；使在所述第一工序中被所述夹具固定的所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件在所述旋转方向上相对旋转，由此摩擦压接所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件的第二工序。
[0013]本发明的另一种齿条，其特征在于，是将方向盘的转向操作向转向轮传递的齿条，所述齿条由以下部件构成:第一部件，具有与伴随所述方向盘的转向操作而旋转的第一小齿轮齿啮合的第一齿条齿；第二部件，具有与将产生转向辅助力的电动机的旋转力向所述齿条传递的第二小齿轮齿啮合的第二齿条齿；中间部件，一端侧与所述第一部件连接，另一端侧与所述第二部件连接。
[0014]根据本发明，具有由多个部件构成的分体结构，能够不使第一齿条齿和第二齿条齿相对旋转地进行摩擦压接，从而实现该摩擦压接导致的第一、第二齿条齿的相对角度的精度降低的抑制。由此，不需要以往被迫的追加加工，能够以良好的作业性制造齿条。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的电动助力转向装置的主视图。
[0016]图2是图1所示的转向系统构成部的纵剖视图。
[0017]图3是图1所示的辅助系统构成部的纵剖视图。
[0018]图4是本发明的齿条的立体图。
[0019]图5是从A方向观察图4所示的齿条的方向视图。
[0020]图6是沿图5的a-a线的剖视图。
[0021]图7是沿图5的b_b线的剖视图。
[0022]图8是表示第一部件和第二部件的相位差的概要图。
[0023]图9是表示本发明的齿条的制造方法所使用的制造设备的结构的概要图。
[0024]图10是表示将第一部件和第二部件设定在图9所示的制造设备上的状态的概要图。
[0025]图11是沿图10的c-c线的剖视图。
[0026]图12是沿图10的d-d线的剖视图。[0027]图13是表示图11所示的第一卡盘对第一部件的定位固定状态的概要图。
[0028]图14是表示接合第一、第二部件和中间部件之后紧接着的状态的局部剖视图。
[0029]图15是表示关于图14所示的齿条进行了去毛刺的状态的纵剖视图。
[0030]图16是表示本发明的齿条的制造方法的第二实施方式的与图14相当的图。
[0031]图17是与该实施方式的图15相当的图。
[0032]附图标记的说明
[0033]1…齿条
[0034]31…第一部件
[0035]32…第二部件
[0036]33…中间部件
[0037]M…电动马达(电动机)
[0038]PL...第一小齿轮齿
[0039]P2…第二小齿轮齿
[0040]Rl…第一齿条齿
[0041]R2…第二齿条齿
[0042]Cl...第一^^盘(夹具)
[0043]C2…第二卡盘(夹具)
[0044]Z…旋转轴
[0045]Θ…规定角度
【具体实施方式】
[0046]以下，基于附图详细说明本发明的齿条的制造方法等的各实施方式。此外，在以下所示的实施方式中，示出了将该齿条的制造方法等与以往同样地适用于汽车的双齿轮型的电动助力转向装置。
[0047]图1~图15表不本发明的第一实施方式,如图1所不,该电动助力转向装置具有:转向系统构成部10，被链接于未图示的方向盘，将驾驶员的转向力向未图示的转向轮传递；辅助系统构成部20，被链接(日文:連係)于电动机即电动马达M，将通过该电动马达M产生的转向辅助力向未图示的转向轮传递。该电动助力转向装置通过一对第一、第二托架BR1、BR2被安装在车身上。
[0048]即，如图1~图4所示，该电动助力转向装置是由与未图示的方向盘链接的第一输出轴11和与电动马达M链接的第二输出轴21共有一个齿条I的方式构成，通过该齿条I将驾驶员的转向力及电动马达M的转向辅助力向未图示的转向轮传递。
[0049]如图2所示，所述转向系统构成部10主要由以下部件构成:输入轴12，其一端侧能够一体旋转地链接在未图示的方向盘；第一输出轴14，其一端侧通过扭杆13能够相对旋转地连结在输入轴12的另一端侧，其另一端侧通过第一齿条齿轮机构11与未图示的转向轮链接；扭矩传感器15，被配置在输入轴12的外周侧，基于该输入轴12和第一输出轴14的相对旋转位移量，检测与驾驶员的转向力相当的转向输入扭矩。
[0050]在所述第一齿条齿轮机构11中，形成在第一输出轴14的另一端部外周上的第一小齿轮齿P1、和以与第一输出轴14的另一端侧大致正交的方式配置的齿条I的一端侧的规定范围内所形成的第一齿条齿Rl (参照图6)哨合,根据第一输出轴14的旋转方向，齿条I向轴向移动，由此与该齿条I的两端部链接的未图示的转向轮的方向被变更。
[0051]另一方面，如图3所示，所述辅助系统构成部20主要由以下部件构成:电动马达M，用于产生与驾驶员的转向力相应的转向辅助力；第二输出轴22，其一端侧通过减速机构链接于电动马达M的驱动轴，其另一端侧通过第二齿条齿轮机构21链接于未图示的转向轮。此外，所述减速机构由蜗杆蜗轮构成，该蜗杆蜗轮由与电动马达M的驱动轴前端连结的蜗杆23、和固定在第二输出轴22的基端部外周上的蜗轮24构成。
[0052]在所述第二齿条齿轮机构21中，形成在第二输出轴22的前端部外周上的第二小齿轮齿P2、和以与第二输出轴22的前端部大致正交的方式配置的齿条I的轴向另一端侧的规定范围内所形成的第二齿条齿R2 (参照图7)啮合，与第一齿条齿轮机构11同样地，根据第二输出轴22的旋转方向，齿条I向轴向移动。此时，基于所述扭矩传感器15的检测结果和来自配置在未图示的车轮等上的车速传感器的车速信号等控制电动马达M，由此，与驾驶员的所述转向输入扭矩相应的适当的转向辅助扭矩被传递到未图示的转向轮。
[0053]尤其如图4、图5所示，所述齿条I是接合3个轴状部件而成的，并由以下部件构成:具有第一齿条齿Rl的第一部件31 ;具有第二齿条齿R2的第二部件32 ;中间部件33，隔设在所述两部件31、32之间，并连接该两部件31、32。弟一部件31和弟二部件32相互以规定角度Θ (在本实施方式中90° )相应的相位偏移的状态通过摩擦压接被接合(参照图8)。
[0054]尤其如图4及图6所示，所述第一部件31的整体由非调质钢即碳素钢构成为大致圆棒状，在其规定的轴向范围内，第一齿条齿Rl被锻造成平面状，除了该齿部以外的横截面成为大致圆形状。换言之，通过所述平面状的第一齿条齿Rl和形成在其背部的圆形部BI构成了第一齿条齿形成部Tl。这里，关于该第一齿条齿形成部Tl，第一齿条齿Rl与被输入了电动马达M的辅助扭矩的第二齿条齿R2不同，受到由驾驶员输入的较小的转向扭矩，从而不需要后述的第二齿条齿形成部T2的程度的外径。由此，在所述第一齿条齿形成部Tl中，通过形成为比第二齿条齿形成部T2小的直径，能够抑制因过剩强度导致的重量的增大。
[0055]而且，该第一部件31的轴向一端侧形成为圆筒状并被接合在中间部件33的一端侦U。具体来说，该第一部件31在形成有第一齿条齿Rl的区域中是不具有中空部的实心轴，至少用于所述接合的端面(以下称为“接合端面”)31a的外径设定得与中间部件33的外径大致相同，在其接合部Ia处，与中间部件33几乎没有阶梯地连接，并且在所述接合端面31a上，以与设置在中间部件33上的后述的通孔33c相对的方式穿设有有底的孔部31b (参照图 15)。
[0056]尤其如图4及图7所示，所述第二部件32由与所述第一部件31同样的碳素钢形成，第二齿条齿R2的形成区域构成为异形。这里，形成为所述异形的轴向范围成为比第一部件31及中间部件33大的外径(参照图8)，在该轴向范围内，第二齿条齿R2被锻造成平面状，并且其背部以成为横截面大致Y字形状的方式被锻造，而仅没有形成第二齿条齿R2的两端部形成为圆形。换言之，通过所述平面状的第二齿条齿R2和形成在其背部的异形部B2构成了第二齿条齿形成部T2。而且，关于该第二齿条齿形成部T2，在第二齿条齿R2中，为应对比驾驶员的转向扭矩大的转向辅助扭矩，包括所述圆形部的两端部在内，形成得比第一部件31和中间部件33的外径大，能够避免因强度不足导致的不良情况。
[0057]另一方面，在该第二部件32中，至少与中间部件33连接的一端面(以下称为“接合端面”)32a的外径也成为与中间部件33的外径大致相同，而稍以阶梯缩径状形成，由此，在其接合部Ib处，大致没有阶梯地与中间部件33连接。另外，在该接合端面32a上，以与设置在中间部件33上的后述的通孔33c相对的方式穿设有有底的孔部32b (参照图15)。
[0058]此外，关于所述第一、第二部件31、32，优选使用上述碳素钢等所谓非调质钢，由此，降低所述摩擦压接时产生的热影响，例如硬度降低等的不良情况。
[0059]尤其如图4、图15所示，所述中间部件33通过与第一、第二部件31、32同样的碳素钢或铝合金等形成为大致圆筒状，从与第一部件31的接合端面31a接合的端面(以下称为“第一接合端面”)33a到与第二部件32的接合端面32a接合的端面(以下称为“第二接合端面”)33b具有大致一定的外径，并且在其内周侧沿轴向设置有具有规定内径的通孔33c。该通孔33c被设定成与穿设在所述各部件31、32上的各孔部31b、32b大致同径，其结果，成为该中间部件33的各接合端面31a、32a相对于第一、第二部件31、32的各接合端面31a、32a的接合面积分别大致相等的结构。像这样，关于所述中间部件33，通过极力调整第一、第二部件31、32的接合面积，能够实现所述摩擦压接时产生的摩擦热的热容量的均匀化，由此，能够抑制两部件间31、33、32、33的接合不良。
[0060]另外，在所述第一、第二部件31、32中，尤其如图10?图12所示，以所述各齿条齿RU R2的旋转轴Z的轴向大致中央部附近的齿面GFl、GF2为基准，将该相对角度设定成所述规定角度Θ。S卩，关于这些第一、第二部件31、32，通过对开状的第一、第二卡盘C1、C2，分别具有规定角度Θ的相位差地固定该两部件31、32，以通过后述的摩擦压接装置仅使中间部件33旋转的方式使该两部件31、32和中间部件33相对旋转，由此，在维持所述相位差的状态下，摩擦压接该两部件31、32和中间部件33，所述第一、第二卡盘C1、C2由以下部件构成:第一、第二齿面侧支承型ODl、0D2，通过沿着所述各齿条齿Rl、R2的齿宽方向一体地设置的多个定位销(参照图13)支承第一、第二齿条齿形成部的齿面侧；第一、第二背面侧支承型UD1、UD2，被组合在该各齿面侧支承型0D1、0D2上并支承第一、第二齿条齿形成部Tl、T2的背面侧。
[0061 ] 以下，关于本实施方式的齿条I的制造方法，使用图9?图15具体说明。此外，关于第一、第二部件31、32及中间部件33各单体的制造，通过公知的手段进行，并省略具体说明。
[0062]首先，在说明齿条I的制造方法之前，关于该制造时摩擦压接所使用的摩擦压接装置的概要进行说明，如图9所示，该摩擦压接装置主要由以下部件构成:使中间部件33旋转的旋转驱动机40 ;第一部件推压机41，在该旋转驱动机40的一端侧与旋转轴Z同轴地配置，向旋转的中间部件33推压第一部件31 ;第二部件推压机42，在所述旋转驱动机40的另一端侧与旋转轴Z同轴地配置，向旋转的中间部件33推压第二部件32。
[0063]所述旋转驱动机40由以下部件构成:电动马达40a，产生用于中间部件33旋转的旋转驱动力；旋转驱动部40b,基于该电动马达40a的旋转驱动力使中间部件33旋转；减速器40c，隔设在该旋转驱动部和电动马达40a之间，并适当地使电动马达40a的转速减速而向旋转驱动部40b传递。所述旋转驱动部40b具有通过例如棍或蹄块等从外周侧支承中间部件33的同时使其旋转的结构，由于机构等是公知技术，所以省略具体说明。[0064]所述第一、第二部件推压机41、42都具有:第一部件固定部41a及第二部件固定部42a，具有分别固定支承第一部件31及第二部件32的第一^^盘Cl及第二卡盘C2 ;第一气缸41b及第二气缸42b，被配置在这些各部件固定部41a、42a的外端部，通过推压所述各卡盘C1、C2，将固定在该各卡盘C1、C2上的所述各部件31、32向被所述旋转驱动机40旋转驱动的中间部件33推压；第一位置传感器41c及第二位置传感器42c，分别被配置在所述各部件固定部41a、42a上，并检测各部件31、32伴随所述各气缸41b、42b的轴向移动的轴向位置。
[0065]而且，在所述摩擦压接装置中，旋转驱动机40及第一、第二部件推压机41、42被公知的伺服机构驱动控 制，由此进行所述摩擦压接。具体来说，旋转驱动机40的转速及制动、和第一、第二部件推压机41、42中的第一、第二气缸41b、42b的进退移动量及推力等被伺服控制，并且基于第一、第二位置传感器41c、42c的检测结果，管理摩擦压接时的第一、第二部件31、32和中间部件33的接合状态。
[0066]使用所述摩擦压接装置使第一、第二部件31、32和中间部件33摩擦压接时，首先，将第一部件31固定在预先设定在规定的旋转方向位置的第一部件固定部41a的第一卡盘Cl上。具体来说，如图10、图11所示，对于所述第一^^盘Cl的齿面侧支承型0D1，以使一体地设置在其内侧部的多个定位销50分别卡合在第一齿条齿Rl的齿面GFl间的方式进行外嵌(参照图13)，并且对于所述第一卡盘Cl的背面侧支承型UD1，以使切口形成在其内侧部的截面大致V字形状的支承槽51卡合在圆形部BI的方式进行外嵌，由此，以夹持第一齿条齿构成部Tl的方式固定第一部件31的旋转方向的角度位置。
[0067]同样地，关于所述第二部件32，如图10、图12所示，也使其固定在预先设定在规定的旋转方向位置的第二部件固定部42a的第二卡盘C2上。即，对于所述第二卡盘C2的齿面侧支承型0D2，以使一体地设置在其内侧部上的未图示的多个定位销(与图13所示的结构相同)分别卡合在第二齿条齿R2的齿面GF2间的方式进行外嵌，并且对于所述第二卡盘C2的背面侧支承型UD2,以使能够与异形部B2卡合地切口形成在其内侧部的支承槽52卡合在该异形部B2的方式进行外嵌，由此，以夹持第二齿条齿构成部T2的方式固定第二部件32的旋转方向的角度位置。
[0068]而且，在所述第一工序之后，如图9、图10所示，将中间部件33设定在旋转驱动机40上，使其旋转驱动，并且通过第一、第二气缸41b、42b使第一、第二卡盘C1、C2进出移动，由此，在保持固定所述各旋转方向位置(相对角度Θ )的状态下，使第一、第二部件31、32的各接合端面3la、32a与旋转的中间部件33的各接合端面33a、33b滑动接接。然后，通过由该滑动接触产生的摩擦热，使所述各接合端面31a、32a的温度成为适宜温度，经过规定时间之后，对旋转驱动机40施加制动而使中间部件33的旋转急停，并且通过所述各气缸41b、42b对所述各卡盘Cl、C2赋予规定的对接推力一定时间，由此,第一、第二部件31、32和中间部件33被接合(摩擦压接)(参照图14)。
[0069]接着，关于通过所述第二工序接合形成的齿条构成体，如图15所示，切削除去通过上述摩擦压接以卷曲状形成在各接合部la、lb外周上的毛刺片lx，由此完成齿条I。此外，像这样除去毛刺片lx，能够使第一、第二部件31、32的各接合端面31a、32a的外径和中间部件33的各接合端面33a、33b的外径接近，从而通过所述各接合部la、lb的截面形状不同来缓和发生在该各接合部la、lb的应力集中。[0070]以上，在本实施方式中，齿条I由第一、第二部件31、32和中间部件33这三个部件构成，由此，能够不使第一齿条齿Rl和第二齿条齿R2相对旋转地进行摩擦压接。由此，通过该摩擦压接，有助于抑制第一、第二齿条齿Rl、R2的相对角度的精度变化(降低)这样的不良情况。其结果，不需要以往那样被迫地对齿条齿进行的追加加工，能够具有良好的作业性地制造齿条I。
[0071]而且，通过上述摩擦压接，关于第一、第二部件31、32，通过所述各卡盘C1、C2固定其旋转方向位置，仅使中间部件33旋转，从而能够极力地抑制该第一、第二部件31、32的相对角度变化，确保更好的制造作业性。
[0072]另外，本实施方式的情况下，所述各卡盘Cl、C2对第一、第二部件31、32进行固定时，在该第一、第二部件31、32中，将以较好的精度形成的齿面GF1、GF2作为定位的基准，从而能够确保关于所述相对角度的充分的精度。
[0073]而且，此时，将所述各齿条齿Rl、R2中的对于与车辆的直行状态下的所述各小齿轮齿P1、P2啮合带来影响的轴向的大致中央部附近的齿面GFl、GF2作为所述相对角度设定的基准，由此，能够实现车辆的直行状态下的与所述各小齿轮齿P1、P2的啮合精度的提高。
[0074]而且，通过所述摩擦压接，在本实施方式中，通过所述伺服控制控制旋转驱动机40的转速和第一、第二气缸41b、42b的推力等，并且通过第一、第二位置传感器41c、42c管理第一、第二卡盘Cl、C2的移动量，由此，管理由第一、第二部件31、32和中间部件33之间的摩擦压接产生的各轴向长度的减少量，从而在该摩擦压接时，还能够抑制例如一方的接合部la、lb中的发热量不足等的接合不良。
[0075]此外，在本实施方式中，分别在所述两部件推压机41、42设置气缸41b、42b，从两侧将第一、第二部件31、32分别地向旋转的中间部件33推压，从而能够更适当地管理所述摩擦压接时的推力，能够更有效地抑制该摩擦压接时的所述接合不良，并且还有助于接合精度的提闻。
[0076]图16、图17表示本发明的齿条的制造方法等的第二实施方式，以所述第一实施方式的结构为基础，变更了所述中间部件33的形态。
[0077]即，在该实施方式中，所述中间部件33构成为具有比第一、第二部件31、32的接合端面31a、32a的外径充分大的外径的圆盘状，在其内周侧，与所述第一实施方式同样地，沿轴线方向设置有与第一、第二部件31、32的孔部31b、32b大致同径的通孔33c。此外，在该中间部件33处，形成为具有能够通过旋转驱动机40旋转的程度的厚度的极薄的板状。
[0078]而且，在使用所述中间部件33的情况下，也根据与所述第一实施方式同样的顺序，将该中间部件33设定在旋转驱动机40上，并将第一、第二部件31、32设定在第一、第二部件推压机41、42上之后，通过使该中间部件33和第一、第二部件31、32相对旋转，而使两者31、32、33摩擦压接(参照图16)，由此，切削除去形成在所述各接合部la、lb的外周上的毛刺片lx，完成齿条I的制造(参照图17)。
[0079]以上，根据本实施方式，当然能够发挥与所述第一实施方式同样的作用效果，尤其如本实施方式那样地将中间部件33的轴向尺寸抑制到最小限度，由此，能够使齿条I轻量化。换言之，中间部件33作为用于不使第一、第二部件31、32彼此相互相对旋转的中间连接而被利用，作为齿条I自身是不需要的，从而其体积优选尽可能地小，能够抑制因设置该中间部件33导致的齿条I的重量增加。[0080]另外,本实施方式的情况下，由于相对于第一、第二部件31、32的各接合端面31a、32a的外径充分大地确保了中间部件33的外径，所以能够提高所述各接合部la、lb处的弯曲强度。由此，能够抵抗对于该各接合部la、lb的应力集中，并能够获得耐久性更高的齿条
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[0081]而且，所述中间部件33的扩径化还有助于辅助在所述摩擦压接时在第一、第二部件31、32和中间部件33的相对径向位置发生了一些偏移的情况下的所述各接合部la、lb的接合面积，还能够获得所述两部件31、32的良好的接合。
[0082]本发明不限于所述各实施方式的结构，关于例如所述第一、第二部件31、32的形状(尤其横截面形状)、该两部件31、32的相对角度Θ、所述各齿条齿Rl、R2的形状和寸法等，能够根据使用齿条I的电动助力转向装置和搭载车辆的规格等自由变更。
[0083]另外，也可以采用在所述第一、第二部件31、32和中间部件33的摩擦压接时，仅从所述第一、第二部件推压机41、42的一方赋予推力的结构。即，通过例如废弃一方的第一部件推压机41的第一气缸41b，在第一卡盘Cl轴向上进行固定，仅从另一方的第二部件推压机42侧赋予推力，由此，将第二部件32压抵在中间部件33上，且通过该第二部件32将中间部件33压抵在第一部件31，可以以此方式进行所述摩擦压接。该情况下，能够省略一方的气缸，相应地有助于设备的小型化。
[0084]而且，在该摩擦压接时，当使第一、第二部件31、32和中间部件33相对旋转，也可以与所述各实施方式相反地，固定中间部件33并使第一、第二部件31、32旋转来进行接合。具体来说，通过准确地伺服控制第一、第二部件31、32的角度位置，能够以固定中间部件33的方式进行所述摩擦压接。通过采用所述构造，与所述各实施方式的情况相比，具有实现摩擦压接装置的结构简化的优点。
[0085]而且，在所述各实施方式中，当使第一、第二部件31、32和中间部件33摩擦压接，也可以分别以使定位销的一端侧突出的方式将定位销插入所述各孔部31b、32b，通过该定位销60进行第一、第二部件31、32和中间部件33的径向定位。该情况下，能够使第一、第二部件31、32和中间部件33的旋转轴物理地一致，从而当然能够实现齿条I的制造作业性的提闻，还有助于该齿条I的摩擦压接后的精度提闻。
[0086]以下，关于从所述各实施方式把握的权利要求书记载的以外的技术思想进行说明。
[0087](a)如技术方案I所述的齿条的制造方法，其特征在于，
[0088]所述第一齿条齿在所述旋转方向上以与所述第二齿条齿不同的角度被保持。
[0089]由此，还能够适用于第一小齿轮齿和第二小齿轮齿的相对角度不同的动力转向装置。
[0090](b)如所述(a)所述的齿条的制造方法，其特征在于，
[0091]所述第一工序包括:相对于在所述第二工序中进行摩擦压接的摩擦压接装置，将所述中间部件在所述旋转方向上进行固定的工序，
[0092]所述第二工序是，通过使所述第一部件及所述第二部件向所述旋转方向旋转而使所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件相对旋转。
[0093]像这样，通过使位于齿条的端部侧的第一部件及第二部件旋转，能够抑制摩擦压接装置的结构的复杂化。[0094](c)如技术方案I所述的齿条的制造方法，其特征在于，
[0095]所述中间部件构成为在所述第二工序中被摩擦压接时的素材的状态下外径比所述第一部件及所述第二部件大。
[0096]弯曲应力作用于齿条时，该应力集中于接合部分，但与第一、第二部件相比，中间部件的外径小时，弯曲强度降低的部分和应力集中部重合。因此，通过确保中间部件的外径大，截面积至少部分地变小，由此，能够抑制弯曲强度降低这样的所述不良情况。
[0097](d)如所述(C)所述的齿条的制造方法，其特征在于，
[0098]还具有第三工序，在所述第二工序中的所述第一部件及所述第二部件与所述中间部件被摩擦压接之后进行，与所述第一部件及所述第二部件的外径相匹配地切除所述中间部件的外周部。
[0099]像这样，通过使中间部件的外径接近第一、第二部件，能够缓和因截面形状不同导致的连接部分的应力集中。优选的是，以第一、第二部件和中间部件的外径大致一致的方式切除中间部件的外周部，由此，能够实现连接部分中的应力集中的进一步缓和。
[0100](e)如技术方案3所述的齿条的制造方法，其特征在于，
[0101]在所述第一工序中，所述第一部件及所述第二部件是作为用于使所述相对角度与所述规定角度匹配的基准，分别使用所述第一齿条齿的所述旋转轴向大致中央部和所述第二齿条齿的所述旋转轴向大致中央部。
[0102]由于齿条齿的中央部附近是在车辆直行的状态下与小齿轮齿啮合的区域中的、与小齿轮齿的啮合精度中的最重要的区域，通过以此为基准，能够提高直行状态下的与小齿轮齿的啮合精度。
[0103](f)如技术方案I所述的齿条的制造方法，其特征在于，
[0104]所述第一部件的外径和所述第二部件的外径不同地构成。
[0105]像这样，通过采用与第一、第二部件的各自的要求相应的外径，有助于缓和强度不足或强度过剩导致的重量增大的问题。
[0106](g)如所述(f)所述的齿条的制造方法，其特征在于，
[0107]在所述第一部件和所述中间部件的连接部分、以及所述第二部件和所述中间部件的连接部分，所述第一部件和所述中间部件相互大致同径、同形状，并且所述第二部件和所述中间部件相互大致同径、同形状。
[0108]通过这样地构成，被摩擦压接的接合面彼此相互大致同径、同形状，由此，能够实现被摩擦压接的部件彼此的热容量的均匀化，并能够抑制接合不良。
[0109](h)如技术方案I所述的齿条的制造方法，其特征在于，
[0110]所述中间部件是具有沿所述旋转轴向延伸的通孔的中空部件，
[0111]所述第一部件是在所述旋转轴向上的形成有所述第一齿条齿的区域中不具有中空部的实心轴，在与所述中间部件连接的一侧的端部具有向与所述通孔的一端侧端部开口相对的位置开口的有底的孔部。
[0112]通过这样地构成，能够实现摩擦压接中的部件彼此的热容量的均匀化，有助于接合不良的抑制。
[0113](i)如技术方案I所述的齿条的制造方法，其特征在于，
[0114]所述第一部件由非调质钢材料形成。[0115]使用了调质钢的情况下，处于通过摩擦压接的热导致硬度降低的倾向，从而通过使用非调质钢，能够减少由该摩擦压接的热带来的影响。
[0116](j)如技术方案I所述的齿条的制造方法，其特征在于，
[0117]所述第二工序中的摩擦压接时，所述第一部件及所述第二部件与所述中间部件的连接部被接合，由此减少的所述齿条的所述旋转轴向长度的管理是如下地进行的，相对于在所述第二工序中进行摩擦压接的摩擦压接装置，将所述中间部件在所述旋转轴向上进行固定，来管理所述第一部件及所述第二部件相对于所述中间部件的移动量。
[0118]由此，由于能够管理第一部件和中间部件的摩擦压接带来的轴向长度的减少量、以及第二部件和中间部件的摩擦压接带来的轴向长度的减少量这双方，所以能够缓和一方发生接合不足的不良情况。
[0119](k)如技术方案4所述的电动助力转向装置，其特征在于，
[0120]所述第一工序是相对于在所述第二工序中进行摩擦压接的摩擦压接装置，将所述第一部件和所述第二部件在所述旋转方向上进行固定的工序，
[0121]所述第二工序是通过使所述中间部件向所述旋转方向旋转而使所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件相对旋转。
[0122]由此，还能够适用于第一小齿轮齿和第二小齿轮齿的相对角度不同的动力转向装置。
[0123](I)如所述(k)所述的电动助力转向装置，其特征在于，
[0124]在所述第一工序中，所述第一部件及所述第二部件作为用于使所述相对角度与所述规定角度匹配的基准，分别使用所述第一齿条齿及所述第二齿条齿。
[0125]像这样，在摩擦压接工序中，通过将第一部件及第二部件牢固地固定在摩擦压接装置，有助于各齿条齿的相对角度的精度提高。
[0126](m)如技术方案5所述的齿条，其特征在于，
[0127]所述第一工序是相对于在所述第二工序中进行摩擦压接的摩擦压接装置，将所述第一部件和所述第二部件在所述旋转方向上进行固定的工序，
[0128]所述第二工序是通过使所述中间部件向所述旋转方向旋转而使所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件相对旋转。
[0129]由此，还能够适用于第一小齿轮齿和第二小齿轮齿的相对角度不同的动力转向装置。
[0130](η)如所述(m)所述的齿条，其特征在于，
[0131]在所述第一工序中，所述第一部件及所述第二部件作为将用于使所述相对角度与所述规定角度匹配的基准，分别使用所述第一齿条齿及所述第二齿条齿。
[0132]像这样，在摩擦压接工序中通过将第一部件及第二部件牢固地固定在摩擦压接装置上，有助于各齿条齿的相对角度的精度提高。
【权利要求】
1.一种齿条的制造方法，其特征在于，是将方向盘的转向操作向转向轮传递的齿条的制造方法， 所述齿条由以下部件构成: 第一部件，具有与伴随所述方向盘的转向操作而旋转的第一小齿轮齿啮合的第一齿条齿； 第二部件，具有与将产生转向辅助力的电动机的旋转力向所述齿条传递的第二小齿轮齿啮合的第二齿条齿； 中间部件，一端侧与所述第一部件连接，另一端侧与所述第二部件连接， 所述齿条的制造方法具有: 将所述齿条的长度方向作为旋转轴时，以所述第一齿条齿和所述第二齿条齿的旋转方向上的相对角度被固定在规定角度的方式，通过夹具固定所述第一部件和所述第二部件的第一工序； 使在所述第一工序中被所述夹具固定的所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件在所述旋转方向上相对旋转，由此摩擦压接所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件的第二工序。
2.如权利要求1所述的齿条的制造方法，其特征在于， 所述第一工序是相对于在所述第二工序中进行摩擦压接的摩擦压接装置，将所述第一部件和所述第二部件在所述旋转方向`上进行固定的工序， 所述第二工序是通过使所述中间部件向所述旋转方向旋转而使所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件相对旋转。
3.如权利要求1所述的齿条的制造方法，其特征在于， 在所述第一工序中，所述第一部件及所述第二部件是作为用于使所述相对角度与所述规定角度匹配的基准，分别使用所述第一齿条齿及所述第二齿条齿。
4.一种电动助力转向装置，由以下部件构成: 伴随方向盘的转向操作而旋转的第一小齿轮齿； 产生转向辅助力的电动机； 伴随所述电动机的旋转而旋转的第二小齿轮齿； 齿条，由具有与所述第一小齿轮齿啮合的第一齿条齿的第一部件、具有与所述第二小齿轮齿啮合的第二齿条齿的第二部件、和一端侧与所述第一部件连接且另一端侧与所述第二部件连接的中间部件构成，并将所述方向盘的转向操作及所述电动机的旋转力向转向轮传递， 其特征在于， 所述齿条通过如下工序制造: 将所述齿条的长度方向作为旋转轴时，以所述第一齿条齿和所述第二齿条齿的旋转方向上的相对角度被固定在规定角度的方式通过夹具固定所述第一部件和所述第二部件的第一工序； 使在所述第一工序中被所述夹具固定的所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件在所述旋转方向上相对旋转，由此摩擦压接所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件的第二工序。
5.一种齿条，是将方向盘的转向操作向转向轮传递的齿条，其特征在于， 所述齿条由以下部件构成: 第一部件，具有与伴随所述方向盘的转向操作而旋转的第一小齿轮齿啮合的第一齿条齿； 第二部件，具有与将产生转向辅助力的电动机的旋转力向所述齿条传递的第二小齿轮齿啮合的第二齿条齿； 中间部件，一端侧与所述第一部件连接，另一端侧与所述第二部件连接， 所述齿条通过如下工序制造: 将所述齿条的长度方向作为旋转轴时，以所述第一齿条齿和所述第二齿条齿的旋转方向上的相对角度被固定在规定角度的方式通过夹具固定所述第一部件和所述第二部件的第一工序； 使在所述第一工序中被所述夹具固定的所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件在所述旋转方向上相对旋转，由此摩擦压接所述第一部件、所述第二部件与所述中间部件的第二工序。
6.一种齿条，其特征在于，是将方向盘的转向操作向转向轮传递的齿条， 所述齿条由以下部件构成: 第一部件，具有与伴随所述方向盘的转向操作而旋转的第一小齿轮齿啮合的第一齿条齿； 第二部件，具有与将产生转向辅助力的电动机的旋转力向所述齿条传递的第二小齿轮齿啮合的第二齿条齿； 中间部件，一端侧与所述第一部件连接，另一端侧与所述第二部件连接。
【文档编号】B62D5/04GK103661570SQ201310074556
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年3月8日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】高井良树 申请人:日立汽车系统转向器株式会社