轉(zhuǎn)向用齒條及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】轉(zhuǎn)向用齒條(11a)與由構(gòu)成汽車(chē)用轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向齒輪(5)的輸入軸(6)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的齠輪嚙合。轉(zhuǎn)向用齒條(11a)包括：截面圓形的桿部(15)，其在軸向延伸；以及多個(gè)齒條齒(16)，其形成在桿部(15)的軸向一部分的徑向單側(cè)面并與齠輪嚙合。在桿部(15)的軸向一部分且多個(gè)齒條齒(16)的軸向兩側(cè)的相鄰的部分，形成有不與齠輪嚙合的至少一個(gè)虛設(shè)齒(42)，該虛設(shè)齒(42)的齒高比齒條齒(16)的齒高小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
轉(zhuǎn)向用齒條及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)向用齒條及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，在用于對(duì)圖10所示的汽車(chē)的轉(zhuǎn)向輪(除了叉車(chē)等特殊車(chē)輛，一般是前輪)付與轉(zhuǎn)向角的汽車(chē)用轉(zhuǎn)向裝置中，將隨著方向盤(pán)I的操作而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向軸2的動(dòng)作經(jīng)由萬(wàn)向接頭3、3及中間軸4傳遞至轉(zhuǎn)向齒輪5的輸入軸6。轉(zhuǎn)向齒輪5包括:齠輪，其由輸入軸6旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；以及轉(zhuǎn)向用齒條，其與該齠輪嚙合。當(dāng)齠輪與輸入軸6—起旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)向用齒條在軸向變位，推拉在其兩端部結(jié)合的I對(duì)轉(zhuǎn)向橫拉桿7、7，對(duì)轉(zhuǎn)向輪付與期望的轉(zhuǎn)向角。
[0003]另外，在在內(nèi)側(cè)插通有轉(zhuǎn)向軸2的轉(zhuǎn)向柱8的下端結(jié)合有齒輪箱9。齒輪箱9支承電動(dòng)馬達(dá)1。而且，利用電動(dòng)馬達(dá)1對(duì)轉(zhuǎn)向軸2付與旋轉(zhuǎn)方向的輔助力。
[0004]另一方面，在上述的圖10所示的柱輔助式的電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置以外，以往一部分也使用被稱(chēng)為齠輪輔助式、雙齠輪式、齒條輔助式的電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置。圖11示出這樣的電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置中的、裝配有被稱(chēng)為雙齠輪式的助力轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向裝置。該轉(zhuǎn)向裝置在轉(zhuǎn)向用齒條11的軸向一部分、且從設(shè)置在輸入軸6的外周面的齠輪偏離的部分，配置有第二輸入軸12。而且，使在第二輸入軸12的一端部外周面設(shè)置的第二齠輪與轉(zhuǎn)向用齒條11嚙合。另外，在內(nèi)側(cè)設(shè)置有第二輸入軸12的殼體13的側(cè)方支承有電動(dòng)馬達(dá)1a。而且，利用電動(dòng)馬達(dá)1a經(jīng)由減速機(jī)14對(duì)第二輸入軸12付與旋轉(zhuǎn)方向的力。因此，轉(zhuǎn)向用齒條11通過(guò)基于該輔助力的力、和基于駕駛員付與給方向盤(pán)I的力而從輸入軸6施加的力，在軸向變位。
[0005]此外，在圖示的例子的情況下，在轉(zhuǎn)向用齒條11的徑向單側(cè)面，除了與I對(duì)轉(zhuǎn)向橫拉桿7、7(參照?qǐng)D10)連接的兩端部，遍及軸向地設(shè)置有多個(gè)齒條齒。而且，能夠作成在輸入軸6的外周面設(shè)置的齠輪的間距、和在第二輸入軸12的一端部外周面設(shè)置的第二齠輪的間距為分別不同，并且，能夠作成輸入軸6的中心軸與轉(zhuǎn)向用齒條11的中心軸所成的角度、和第二輸入軸12的中心軸與該轉(zhuǎn)向用齒條11的中心軸所成的角度為分別不同。
[0006]總之，如果通過(guò)對(duì)材料實(shí)施切削加工來(lái)形成多個(gè)齒條齒來(lái)制造上述那樣的轉(zhuǎn)向齒輪用齒條，不僅制造成本高，而且難以確保齒條的強(qiáng)度及剛性。與之相對(duì)，如果通過(guò)冷鍛使材料塑性變形來(lái)形成齒條齒，由于不僅縮短齒條齒的加工所需要的時(shí)間，而且，不需要淬火后的精加工，所以能夠降低制造成本。而且，得到的齒條的金屬組織致密，還能夠在塑性變形時(shí)根據(jù)需要而使齒條的截面形狀變形，因此，容易確保齒條的強(qiáng)度及剛性。像這樣，作為與通過(guò)冷鍛來(lái)加工齒條齒的轉(zhuǎn)向用齒條的制造方法相關(guān)的發(fā)明，以往已知專(zhuān)利文獻(xiàn)I?5所記載的發(fā)明。
[0007]圖12?17示出其中的專(zhuān)利文獻(xiàn)5所記載的、轉(zhuǎn)向用齒條及其制造方法的現(xiàn)有例。轉(zhuǎn)向用齒條Ila包括:截面圓形的桿部15，其由碳鋼、不銹鋼等金屬材料制成；以及多個(gè)齒條齒16，其在桿部15的軸向一部分(圖12?14的左部)的徑向單側(cè)面，通過(guò)塑性加工而形成。桿部15遍及全長(zhǎng)地由金屬材料一體地制造。此處，在桿部15中的的軸向一部分，將從形成有多個(gè)齒條齒16的部分在周向偏離的部分作為背面部分17。在圖示的例子的情況下，使背面部分17的截面形狀的曲率半徑Rn(參照?qǐng)D15)比桿部15的軸向其他部分(圖12?14的右部)、圓筒部18的外周面的曲率半徑r18(參照?qǐng)D15)大(R17>r18)。利用這樣的構(gòu)造，充分地確保齒條齒16的寬度尺寸、強(qiáng)度、剛性的每一個(gè)，并且，抑制形成有齒條齒16的部分以外的外徑大到必要以上，輕量地構(gòu)成。
[0008]接下來(lái)，利用圖16?18來(lái)說(shuō)明上述那樣的轉(zhuǎn)向用齒條Ila的制造方法。首先，如圖16的(A)所示，將碳鋼、不銹鋼等金屬材料制的圓筒狀的材料19安放(載置)到在承模20的上表面設(shè)置的、截面圓弧形的凹槽部21內(nèi)。接下來(lái)，如圖16的(B)所示，進(jìn)行鐓粗加工，在該鐓粗加工中，利用沿著凹槽部21較長(zhǎng)的加壓沖頭22的末端面(下端面)將材料19朝向凹槽部21強(qiáng)力推壓。在圖16的(B)所示的鐓粗加工中，將材料19的軸向上的應(yīng)當(dāng)形成齒條齒16(參照?qǐng)D12?15)的部分在上下方向壓扁，并且將水平方向的寬度尺寸擴(kuò)大，作為中間材料23。中間材料23在外周面包括:應(yīng)當(dāng)成為背面部分17(參照?qǐng)D12、14、15)的部分圓筒面部24;在截面的徑向上存在于該部分圓筒面部24的相反側(cè)的平坦面部25;以及使部分圓筒面部24及平坦面部25彼此連續(xù)的、曲率半徑比較小的I對(duì)曲面部26、26。
[0009]接下來(lái)，將中間材料23從承模20的凹槽部21取出，如圖16的(C)所示，插入(安放)到設(shè)置于模具27的保持孔28的底部29。保持孔28具有U字形的截面形狀。底部29的曲率半徑與承模20的凹槽部21的內(nèi)表面的曲率半徑大致一致。另外，兩內(nèi)側(cè)面30、30是相互平行的平面。并且，在上端開(kāi)口部，設(shè)置有沿越向上方相互的間隔越擴(kuò)大的方向傾斜的I對(duì)引導(dǎo)傾斜面部31、31。
[0010]如果已將中間材料23安放于模具27的保持孔28，那么接下來(lái)，如圖16的(C)— (D)所示，將齒成形用沖頭32插入到保持孔28內(nèi)，利用齒成形用沖頭32將中間材料23強(qiáng)力地壓入到保持孔28內(nèi)。在齒成形用沖頭32的加工面(下表面)，設(shè)置有與應(yīng)當(dāng)?shù)玫降凝X條齒16對(duì)應(yīng)的形狀的齒條齒加工用凹凸40。另外，中間材料23的外周面中，除了應(yīng)當(dāng)形成齒條齒16的平坦面部25之外，被保持孔28的內(nèi)表面約束。因此，通過(guò)利用齒成形用沖頭32將中間材料23強(qiáng)力地壓入到保持孔28內(nèi)，從而中間材料23中的平坦面部25仿照齒條齒加工用凹凸40而塑性變形，被加工為具有圖16的(D)及圖17的(A)所示的齒條齒16的、坯齒條33。但是，該狀態(tài)下的坯齒條33與完成狀態(tài)的轉(zhuǎn)向用齒條lla(參照?qǐng)D12?15)相比，形狀精度及尺寸精度不充分，齒條齒16的端緣也是尖銳的狀態(tài)。另外，伴隨齒條齒16的加工而(從應(yīng)當(dāng)成為齒根的部分)被擠出的余料被強(qiáng)力地推壓到保持孔28的兩內(nèi)側(cè)面30、30，因此，在坯齒條33的左右兩側(cè)面形成有相互平行的排料平坦面部34、34。
[0011]因此，在使齒成形用沖頭32上升之后，將坯齒條33從保持孔28取出，如圖16的(E)所示，載置到形成在精壓用模具35的上表面的精壓用凹凸面部36。此時(shí)，使坯齒條33上下反轉(zhuǎn)。精壓用凹凸面部36具有與包含齒的端緣的倒角部的、應(yīng)當(dāng)?shù)玫降凝X條齒16的形狀對(duì)應(yīng)的(相對(duì)于完成后的形狀而言凹凸反轉(zhuǎn)的)形狀。然后，利用按壓模具37，如圖16的(E)^(F)所示，將坯齒條33的形成有齒條齒16的部分朝向精壓用凹凸面部36強(qiáng)力地推壓。
[0012]在按壓模具37的下表面，形成有具有與完成后的轉(zhuǎn)向用齒條Ila的背面部分17的曲率半徑R17(參照?qǐng)D15)—致的曲率半徑的按壓凹槽38。坯齒條33在使應(yīng)當(dāng)成為背面部分17的部分嵌合于按壓凹槽38的狀態(tài)下，被朝向精壓用凹凸面部36強(qiáng)力地推壓。因此，在圖16的(F)所示的、將精壓用模具35與按壓模具37充分地接近的狀態(tài)下，齒條齒16成為圖17的(B)所示的完成后的狀態(tài)(形狀及尺寸變得適當(dāng)、并在各齒的端緣設(shè)置有倒角的狀態(tài))，同時(shí)，在背面部分17，形狀及尺寸也變得適當(dāng)。此外，伴隨這樣進(jìn)行的精壓而被擠出的余料集中到兩排料平坦面部34、34部分。因此，在完成后的轉(zhuǎn)向用齒條Ila中，兩排料平坦面部34、34幾乎不會(huì)殘留。但是，余料不會(huì)將精壓用凹凸面部36、按壓凹槽38的內(nèi)表面極其強(qiáng)力地推壓，因此，不僅能夠?qū)⒕珘旱募庸ぽd荷抑制得較低，而且容易確保精壓用模具35及按壓模具37的耐久性。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0015]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本國(guó)日本特開(kāi)平10 — 58081號(hào)公報(bào)
[0016]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本國(guó)日本特開(kāi)2001 — 79639號(hào)公報(bào)
[0017]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本國(guó)特許第3442298號(hào)公報(bào)
[0018]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本國(guó)日本特開(kāi)2006 —103644號(hào)公報(bào)
[0019]專(zhuān)利文獻(xiàn)5:日本國(guó)日本特開(kāi)2008 —138864號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0020]本發(fā)明欲解決的技術(shù)問(wèn)題
[0021]在包含上述那樣的專(zhuān)利文獻(xiàn)5所記載的制造方法在內(nèi)的、以往的轉(zhuǎn)向用齒條的制造方法中，有可能產(chǎn)生如以下記述的問(wèn)題。如上所述，在利用齒成形用沖頭32將中間材料23強(qiáng)力地壓入到保持孔28內(nèi)時(shí)，中間材料23中的平坦面部25仿照齒成形用沖頭32的齒條齒加工用凹凸40而塑性變形，被加工為具有齒條齒16的坯齒條33(參照?qǐng)D18)。
[0022]此處，如圖19(與圖18的由虛線包圍的區(qū)域A對(duì)應(yīng))所示，齒成形用沖頭32的構(gòu)成齒條齒加工用凹凸40的多個(gè)齒39中的、將軸向中間部附近的齒條齒16成形的齒成形用沖頭32的齒39在齒高相同的位置承受來(lái)自軸向兩側(cè)的齒條齒16均等的力^。與此相對(duì)，如圖20(與圖18的由虛線包圍的區(qū)域B對(duì)應(yīng))所示，在成形軸向兩端的齒條齒16(圖18及圖20中，僅示出軸向一端的齒條齒16)、且位于該齒條齒16的軸向外側(cè)的齒成形用沖頭32的齒39上，負(fù)荷有來(lái)自軸向內(nèi)側(cè)的齒條齒16的力fi。因此，由于從軸向兩側(cè)所負(fù)荷的力矩失去平衡，從而該齒成形用沖頭32的齒39產(chǎn)生彎曲，齒39的根部的角落發(fā)生應(yīng)力集中，產(chǎn)生較強(qiáng)的拉伸應(yīng)力，存在齒成形用沖頭32的壽命變短的風(fēng)險(xiǎn)。而且，在最壞的情況下，也有可能在齒39的根部的角發(fā)生裂紋C，導(dǎo)致破碎。
[0023]本發(fā)明是鑒于上述的問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種在用冷鍛成形的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)齒成形用沖頭的長(zhǎng)壽命化的轉(zhuǎn)向用齒條及其制造方法。
[0024]用于解決問(wèn)題的技術(shù)方案
[0025]本發(fā)明的所述目的由下述的構(gòu)成來(lái)達(dá)成。
[0026](I) 一種轉(zhuǎn)向用齒條，與由構(gòu)成汽車(chē)用轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向齒輪的輸入軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的齠輪嚙合，其特征在于，
[0027]所述轉(zhuǎn)向用齒條包括:截面圓形的桿部，其在軸向延伸；以及多個(gè)齒條齒，其形成在所述桿部的軸向一部分的徑向單側(cè)面并與所述齠輪嚙合，
[0028]在所述桿部的所述軸向一部分且多個(gè)所述齒條齒的軸向兩側(cè)的相鄰的部分，形成有不與所述齠輪嚙合的至少一個(gè)虛設(shè)齒，所述虛設(shè)齒的齒高比所述齒條齒的齒高小。
[0029](2)所述(I)記載的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于，
[0030]所述虛設(shè)齒具有:軸向內(nèi)側(cè)面及軸向外側(cè)面，其隨著去往徑向外側(cè)而沿在軸向相互接近的方向傾斜;以及徑向外側(cè)面，其將所述軸向內(nèi)側(cè)面及所述軸向外側(cè)面連接，
[0031]所述軸向內(nèi)側(cè)面及所述軸向外側(cè)面、與所述徑向外側(cè)面的一對(duì)連接部為R形狀。
[0032](3)所述(2)記載的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于，
[0033]在所述桿部的所述軸向一部分且多個(gè)所述齒條齒的軸向兩側(cè)的相鄰的部分，各形成有η個(gè)所述虛設(shè)齒，其中η為自然數(shù)，
[0034]所述齒條齒具有:軸向內(nèi)側(cè)面及軸向外側(cè)面，其隨著去往徑向外側(cè)而沿在軸向相互接近的方向傾斜;以及徑向外側(cè)面，其將所述軸向內(nèi)側(cè)面及所述軸向外側(cè)面連接，
[0035]當(dāng)設(shè)多個(gè)所述齒條齒中的位于軸向兩端的所述齒條齒的、與所述虛設(shè)齒相鄰的所述軸向外側(cè)面的傾斜角度為θι，
[0036]將多個(gè)所述虛設(shè)齒的所述軸向內(nèi)側(cè)面的傾斜角度以從距所述齒條齒近的第I?η號(hào)的所述虛設(shè)齒的順序設(shè)為θ2、θ4、...、02n，
[0037]將多個(gè)所述虛設(shè)齒的所述軸向外側(cè)面的傾斜角度以從距所述齒條齒近的第I?η號(hào)的所述虛設(shè)齒的順序設(shè)為θ3、θ5、...、θ2η+1時(shí)，
[0038]θι<02 = 03<04= 05<...<02n= 02n+lo
[0039](4)所述(3)記載的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于，
[0040]當(dāng)設(shè)位于軸向兩端的所述齒條齒的齒高為H1,
[0041]將多個(gè)所述虛設(shè)齒的齒高以從第I?η號(hào)的所述虛設(shè)齒的順序設(shè)為H3、H5、...、H2n+1 時(shí)，
[0042]Ηι>Η3>Η5>...>Η2η+ι。
[0043](5)所述(4)記載的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于，
[0044]在設(shè)位于軸向兩端的所述齒條齒的齒高H1的一半的值為U，
[0045]設(shè)第I?η號(hào)的所述虛設(shè)齒的齒高Η3、Η5、...、H2n+1的一半的值為L(zhǎng)3、L5、...、L2n+1 時(shí)，
[0046]當(dāng)設(shè)L2= Hl — L3、L4 = H3 — L5、...、L2n = H2n—I — L2n+1，
[0047]設(shè)在位于軸向兩端的所述齒條齒的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)1的位置，在所述齒條齒的所述軸向外側(cè)面朝向軸向外側(cè)產(chǎn)生的力為f I，
[0048]設(shè)在位于軸向兩端的所述齒條齒的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)SL2的位置，在第I號(hào)的所述虛設(shè)齒的所述軸向內(nèi)側(cè)面朝向軸向內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的力為f2，
[0049]設(shè)在第η— I號(hào)的所述虛設(shè)齒的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)2r^1的位置，在第η — I號(hào)的所述虛設(shè)齒的所述軸向外側(cè)面朝向軸向外側(cè)產(chǎn)生的力Sf2n-1，
[0050]設(shè)在第η— I號(hào)的所述虛設(shè)齒的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)2n的位置，在第η號(hào)的所述虛設(shè)齒的所述軸向內(nèi)側(cè)面朝向軸向內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的力為f 2』寸，
[0051]LlXfl = L2Xf2、L3Xf3 = L4Xf4、...、L2n—lXf2n—l = L2nXf2n0
[0052](6)所述(I)?(5)的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于，
[0053]在至少一個(gè)所述虛設(shè)齒的徑向外側(cè)面形成有至少一個(gè)槽部。
[0054](7)所述(6)記載的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于，
[0055]所述槽部在齒高相等的多個(gè)所述虛設(shè)齒上合計(jì)形成有3個(gè)以上。
[0056](8)—種轉(zhuǎn)向用齒條的制造方法，通過(guò)將設(shè)置有齒條狀的齒條齒加工用凹凸的齒成形用沖推壓到在軸向延伸的金屬材料制的桿部的軸向一部分的徑向單側(cè)面，從而使所述徑向單側(cè)面塑性變形而在所述徑向單側(cè)面形成多個(gè)齒條齒，其特征在于，
[0057]所述多個(gè)齒條齒與由構(gòu)成汽車(chē)用轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向齒輪的輸入軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的齠輪嚙合，
[0058]所述齒成形用沖頭在所述齒條齒加工用凹凸的軸向兩側(cè)的相鄰的部分具有齒高比所述齒條齒加工用凹凸的齒高小的虛設(shè)齒加工用凹凸，
[0059]在所述桿部的所述軸向一部分且多個(gè)所述齒條齒的軸向兩側(cè)的相鄰的部分，形成有不與所述齠輪嚙合的至少一個(gè)虛設(shè)齒，所述虛設(shè)齒的齒高比所述齒條齒的齒高小。
[0060](9)所述(8)記載的轉(zhuǎn)向用齒條的制造方法，其特征在于，
[0061]在齒條齒的成形過(guò)程中，位于所述齒成形用沖頭的軸向兩端部的齒的軸向外側(cè)面抵接于所述桿部的軸向內(nèi)側(cè)面。
[0062](10)所述(9)記載的轉(zhuǎn)向用齒條的制造方法，其特征在于，
[0063]所述虛設(shè)齒加工用凹凸具有至少一個(gè)突起部，
[0064]利用所述突起部在至少一個(gè)所述虛設(shè)齒的徑向外側(cè)面形成至少一個(gè)槽部。
[0065]發(fā)明效果
[0066]本發(fā)明的轉(zhuǎn)向用齒條在與齠輪嚙合的多個(gè)齒條齒的軸向兩側(cè)的相鄰的部分，設(shè)置有不與齠輪嚙合的至少一個(gè)虛設(shè)齒，該虛設(shè)齒的齒高比齒條齒的齒高小。因此，在轉(zhuǎn)向用齒條上通過(guò)冷鍛成形多個(gè)齒條齒的情況下，在成形軸向兩端的齒條齒且位于該齒條齒的軸向外側(cè)的齒成形用沖頭的齒上，負(fù)荷來(lái)自軸向內(nèi)側(cè)的齒條齒的力，并負(fù)荷來(lái)自軸向外側(cè)的虛設(shè)齒的力。因此，由于改善了該齒成形用沖頭的齒所負(fù)荷的力矩的平衡，所以，能夠防止應(yīng)力集中于該齒，能夠?qū)崿F(xiàn)齒成形用沖頭的長(zhǎng)壽命化。
【附圖說(shuō)明】
[0067]圖1是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式的齒條及齒成形用沖頭的圖。
[0068]圖2是示出在以往的齒成形用沖頭上產(chǎn)生的應(yīng)力分布的圖。
[0069]圖3是示出在本發(fā)明的齒成形用沖頭上產(chǎn)生的應(yīng)力分布的圖。
[0070]圖4是本發(fā)明的齒成形用沖頭的壽命的SN線圖
[0071]圖5是示出第2實(shí)施方式的齒條及齒成形用沖頭的圖。
[0072]圖6是示出變形例的齒條及齒成形用沖頭的圖。
[0073]圖7是示出變形例的齒條及齒成形用沖頭的圖。
[0074]圖8是示出變形例的齒條的立體圖。
[0075]圖9是示出變形例的齒條的立體圖。
[0076]圖10是示出具備裝配有轉(zhuǎn)向用齒條的轉(zhuǎn)向齒輪的汽車(chē)用轉(zhuǎn)向裝置的現(xiàn)有構(gòu)造的第I例的局部剖視圖。
[0077]圖11是示出具備裝配有轉(zhuǎn)向用齒條的轉(zhuǎn)向齒輪的汽車(chē)用轉(zhuǎn)向裝置的現(xiàn)有構(gòu)造的第2例的局部剖視圖。
[0078]圖12是示出轉(zhuǎn)向用齒條的立體圖。
[0079]圖13是圖12的XIII向視圖。
[0080]圖14是圖12的XIV向視圖。
[0081]圖15是圖14的XV—XV剖視圖。
[0082]圖16(A)?(F)是將現(xiàn)有構(gòu)造的轉(zhuǎn)向用齒條的制造方法以工序順序示出的、從與圖15相同方向觀察的剖視圖。
[0083]圖17(A)及(B)是示出精壓前后的齒條齒的形狀的局部立體圖。
[0084]圖18是用于說(shuō)明以往的齒條的制造方法及制造裝置的問(wèn)題點(diǎn)的剖視圖。
[0085]圖19是與圖18的區(qū)對(duì)應(yīng)的放大剖視圖。
[0086 ]圖20是與圖18的區(qū)域B對(duì)應(yīng)的放大剖視圖。
[0087]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0088]I 方向盤(pán)
[0089]2 轉(zhuǎn)向軸
[0090]3 萬(wàn)向接頭
[0091]4 中間軸
[0092]5 轉(zhuǎn)向齒輪
[0093]6 輸入軸
[0094]7 轉(zhuǎn)向橫拉桿
[0095]8 轉(zhuǎn)向柱
[0096]9 齒輪箱
[0097]10、1a電動(dòng)馬達(dá)
[0098]11、Ila轉(zhuǎn)向用齒條
[0099]12第二輸入軸
[0100]13 殼體
[0101]14減速機(jī)
[0102]15 桿部
[0103]15a軸向內(nèi)側(cè)面
[0104]16 齒條齒
[0105]16a軸向內(nèi)側(cè)面
[0106]16b軸向外側(cè)面
[0107]16c徑向外側(cè)面
[0108]16d連接部
[0109]17背面部分
[0110]18圓筒部
[0111]19 材料
[0112]20 承模
[0113]21 凹槽部
[0114]22加壓沖頭
[0115]23 中間材料
[0116]24部分圓筒面部
[0117]25平坦面部
[0118]26曲面部
[0119]27 模具
[0120]28保持孔
[0121]29 底部
[0122]30內(nèi)側(cè)面
[0123]31引導(dǎo)傾斜面部
[0124]32齒成形用沖頭
[0125]33坯齒條
[0126]34排料平坦面部
[0127]35精壓用模具
[0128]36精壓用凹凸面部
[0129]37按壓模具
[0130]38按壓凹槽
[0131]39 齒
[0132]40齒條齒加工用凹凸
[0133]40L 齒高
[0134]41虛設(shè)齒加工用凹凸
[0135]41L 齒高
[0136]42虛設(shè)齒
[0137]42L 齒高
[0138]42a軸向內(nèi)側(cè)面
[0139]42b軸向外側(cè)面
[0140]42c徑向外側(cè)面
[0141]42d連接部
[0142]43 槽部
[0143]A、B 區(qū)域
[0144]C 裂紋
[0145]R17、ri8 曲率半徑
【具體實(shí)施方式】
[0146]以下，基于附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的各實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向用齒條。
[0147]本發(fā)明的轉(zhuǎn)向用齒條及其制造方法的特征在于，在構(gòu)成轉(zhuǎn)向用齒條Ila的桿部15的軸向一部分的徑向單側(cè)面形成齒條齒16{相當(dāng)于上述的圖16的(C)^(D)的工序}時(shí)，防止應(yīng)力集中于齒成形用沖頭32的齒39，使齒成形用沖頭32長(zhǎng)壽命化。對(duì)于其他部分的構(gòu)成及作用，由于包含上述的圖16?18所示的現(xiàn)有的制造方法及制造裝置在內(nèi)，且與以往已知的轉(zhuǎn)向用齒條的制造方法及制造裝置同樣，所以，省略或者簡(jiǎn)化與等同部分相關(guān)的圖示以及說(shuō)明。
[0148](第丨實(shí)施方式)
[0149]如圖1所示，本實(shí)施方式的齒成形用沖頭32除了具有上述的齒條齒加工用凹凸40之外，還在該齒條齒加工用凹凸40的軸向兩側(cè)的相鄰的部分具有虛設(shè)齒加工用凹凸41(圖中，僅示出了軸向一方側(cè)的虛設(shè)齒加工用凹凸41)。虛設(shè)齒加工用凹凸41的齒高41L被形成得比齒條齒加工用凹凸40的齒高40L小。
[0150]因此，在利用齒成形用沖頭32來(lái)將中間材料23強(qiáng)力地壓入到保持孔28內(nèi)的情況{相當(dāng)于上述的圖16的(C)^(D)的工序}下，中間材料23中的平坦面部25仿照齒條齒加工用凹凸40及虛設(shè)齒加工用凹凸41而塑性變形，被加工為具有圖1所示那樣的齒條齒16及虛設(shè)齒42的坯齒條33。
[0151]更具體而言，坯齒條33包括:在軸向延伸的截面圓形的桿部15;以及形成在桿部15的軸向一部分的徑向單側(cè)面并與齠輪嚙合的多個(gè)齒條齒16。在桿部15的軸向一部分且多個(gè)齒條齒16的軸向兩側(cè)的相鄰的部分，各一個(gè)地形成有虛設(shè)齒42。虛設(shè)齒42的齒高H3被形成得比齒條齒16的齒高Hvh(H3 = AKH1 = ^L),因此，虛設(shè)齒42不與齠輪嚙合。
[0152]另外，虛設(shè)齒42具有:軸向內(nèi)側(cè)面42a及軸向外側(cè)面42b，其隨著去往徑向外側(cè)而沿在軸向相互接近的方向傾斜；以及徑向外側(cè)面42c，其將軸向內(nèi)側(cè)面42a及軸向外側(cè)面42b連接。徑向外側(cè)面42c是軸向中間部凸起的截面R形狀的曲面，將軸向內(nèi)側(cè)面42a及軸向外側(cè)面42b平滑地連接。因此，軸向內(nèi)側(cè)面42a及軸向外側(cè)面42b與徑向外側(cè)面42c的一對(duì)連接部42d也被形成為R形狀。此外，如上所述，虛設(shè)齒42不會(huì)與齠輪嚙合，因此，也可以將作為齒頂?shù)膹较蛲鈧?cè)面42c、一對(duì)連接部42d制作為R形狀。
[0153]齒條齒16具有:軸向內(nèi)側(cè)面16a及軸向外側(cè)面16b，其隨著去往徑向外側(cè)而沿在軸向相互接近的方向傾斜；以及徑向外側(cè)面16c，其將軸向內(nèi)側(cè)面16a及軸向外側(cè)面16b連接。此處，齒條齒16由于與齠輪嚙合，因此，徑向外側(cè)面16c被形成為平面狀，軸向內(nèi)側(cè)面16a及軸向外側(cè)面16b與徑向外側(cè)面16c的一對(duì)連接部16d被制作為有棱角的形狀。
[0154]而且，當(dāng)設(shè)多個(gè)齒條齒16中的位于軸向兩端的齒條齒16(圖1中，位于最右側(cè)的齒條齒16)的、與虛設(shè)齒42相鄰的軸向外側(cè)面16b的傾斜角度旮Θ!、設(shè)虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a的傾斜角度為θ2、并設(shè)軸向外側(cè)面42b的傾斜角度為θ3時(shí)，設(shè)定為=
[0155]另外，設(shè)位于軸向兩端的齒條齒16的齒高H1的一半的值為L(zhǎng)1(L1 = 0.5 X H1)，設(shè)虛設(shè)齒42的齒高H3的一半的值為L(zhǎng)3(L3 = 0.5 XH3),設(shè)L2 = H1-L3t3在此情況下，在位于軸向兩端的齒條齒16的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)1的位置，在齒條齒16的軸向外側(cè)面16b產(chǎn)生朝向軸向外側(cè)的力f I。另外，在位于軸向兩端的齒條齒16的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)2的位置，在虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a產(chǎn)生朝向軸向內(nèi)側(cè)的力f 2。另外，在虛設(shè)齒42的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)3的位置，在虛設(shè)齒42的軸向外側(cè)面42b產(chǎn)生朝向軸向外側(cè)的力f3。此處，如上所述，設(shè)定為θ?<θ2 = θ3，因此，因楔形效應(yīng)而fl>f2 = f3。另外，考慮到由于Ηι>Η3，所以，變形為0.5ΧΗι<Ηι —0.5\出，且1^ = 0.5\!11、1^ = 0.5\!13、12 = 111 — 1^，則11<L2o
[0156]因此，在齒條齒16的軸向外側(cè)面16b產(chǎn)生力矩1^X fi，在虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a產(chǎn)生力矩1^乂5，在虛設(shè)齒42的軸向外側(cè)面4213產(chǎn)生力矩1^\6。此處，02、1^(!13)等能夠自由地設(shè)計(jì)，因此，構(gòu)成為L(zhǎng)iXfi = L2Xf2。
[0157]在這樣構(gòu)成的情況下，在成形軸向兩端的齒條齒16且位于該齒條齒16的軸向外側(cè)的齒成形用沖頭32的齒39上，負(fù)荷來(lái)自軸向內(nèi)側(cè)的齒條齒16力矩L1 Xf1，負(fù)荷來(lái)自軸向外側(cè)的虛設(shè)齒42力矩L2 X f2。因此，該齒成形用沖頭32的齒39所負(fù)荷的力矩相平衡(L1 Xfi = L2X
f2)o
[0158]另外，在齒成形用沖頭32的兩端的齒39上從軸向內(nèi)側(cè)的虛設(shè)齒42負(fù)荷力矩L3Xf3,但是，該力矩L3Xf3比在制造以往的轉(zhuǎn)向用齒條(參照?qǐng)D20)時(shí)齒成形用沖頭32的齒39所負(fù)荷的力^ELi X fi/jN (L3Xf3<LiXfi...L3 < L1、f 3 < f!)。這樣，改善了力矩的平衡，因此，能夠防止應(yīng)力集中于該齒39，能夠?qū)崿F(xiàn)齒成形用沖頭32的長(zhǎng)壽命化。
[0159]并且，虛設(shè)齒42的徑向外側(cè)面42c及一對(duì)連接部42d被制作為R形狀，因此，向與該連接部42d接觸的齒成形用沖頭32的齒39的根部的應(yīng)力集中得到緩和，能夠?qū)崿F(xiàn)齒成形用沖頭32的進(jìn)一步的長(zhǎng)壽命化。
[0160]從而從圖2及圖3所示的基于彈塑性分析的評(píng)價(jià)結(jié)果也顯而易見(jiàn)，通過(guò)這樣設(shè)置虛設(shè)齒42，從而在齒成形用沖頭32的齒39的根部產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力減少。在圖2中示出了如現(xiàn)有技術(shù)那樣未設(shè)置虛設(shè)齒加工用凹凸41的情況下的齒成形用沖頭32(與圖18的齒成形用沖頭32對(duì)應(yīng))，在圖3中示出了本實(shí)施方式的齒成形用沖頭32，分別以深色示出的部分表示拉伸應(yīng)力較大。可知，在現(xiàn)有技術(shù)的齒成形用沖頭32中，在軸向兩端的齒39的根部發(fā)生了非常大的應(yīng)力，與之相對(duì)，在本實(shí)施方式的齒成形用沖頭32中，在齒39的根部產(chǎn)生的應(yīng)力急劇減小。
[0161]另外，在圖4中示出了齒成形用沖頭32的壽命的SN線圖。與現(xiàn)有技術(shù)的齒成形用沖頭32相比，在本實(shí)施方式的齒成形用沖頭32中，在齒39的根部產(chǎn)生的應(yīng)力急劇減小，因此，斷裂重復(fù)數(shù)N大幅增加，能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)壽命化。
[0162](第2實(shí)施方式)
[0163]在上述的實(shí)施方式中，是在桿部15的軸向一部分且多個(gè)齒條齒16的軸向兩側(cè)的相鄰的部分各形成有一個(gè)虛設(shè)齒42的構(gòu)成(參照?qǐng)D1)，但是，如圖5所示，也可以是在桿部15的軸向一部分且多個(gè)齒條齒16的軸向兩側(cè)的相鄰的部分各形成有多個(gè)虛設(shè)齒42的構(gòu)成。
[0164]在圖5中，設(shè)定為:在軸向一方側(cè)形成有η個(gè)虛設(shè)齒42(η:2以上的自然數(shù))。而且，當(dāng)將多個(gè)虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a的傾斜角度以從距齒條齒16較近的第I?η號(hào)的虛設(shè)齒42的順序設(shè)為θ2、θ4、...、θ2η-2、θ2η、并將多個(gè)虛設(shè)齒42的軸向外側(cè)面42b的傾斜角度以從距齒條齒16較近的第I?η號(hào)的虛設(shè)齒42的順序設(shè)為θ3、θ5、...=<θ4 = θ5<...= 。另外，將多個(gè)虛設(shè)齒42的齒高以從第I?η號(hào)的虛設(shè)齒42的順序設(shè)為Η3、Η5、...'H2n-^H2n+!時(shí)，設(shè)定為:H1SH3SH5S...>H2n-1>Η2η+1。另夕卜，設(shè)虛設(shè)齒 42 的齒尚 Η3、Η5、...、Η2η-1、Η2η+1 的一半的值為 L3、L5、...、L2n-1、L2n+l，L2 = Hl — L3、L4 = H3 — L5、...、L2n = H2n—I — L2n+1 ο
[0165]在此情況下，在位于軸向兩端的齒條齒16的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)1的位置，在該齒條齒16的軸向外側(cè)面16b產(chǎn)生朝向軸向外側(cè)的力f I。在位于軸向兩端的齒條齒16的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)2的位置，在虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a產(chǎn)生朝向軸向內(nèi)側(cè)的力f2。在第I號(hào)的虛設(shè)齒42的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)3的位置，在第I號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向外側(cè)面42b產(chǎn)生朝向軸向外側(cè)的力f3。在第I號(hào)的虛設(shè)齒42的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)4的位置，在第2號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a產(chǎn)生朝向軸向內(nèi)側(cè)的力f4。在第2號(hào)的虛設(shè)齒42的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)5的位置，在第2號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向外側(cè)面42b產(chǎn)生朝向軸向外側(cè)的力&。在第η — 2號(hào)的虛設(shè)齒42(未圖示)的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)2n — 2的位置，在第η — I號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a產(chǎn)生朝向軸向內(nèi)側(cè)的力f 2n—2。在第η — I號(hào)的虛設(shè)齒42的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)2n-1的位置，在第η — I號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向外側(cè)面42b產(chǎn)生朝向軸向外側(cè)的力ftn-1。在第η — I號(hào)的虛設(shè)齒42的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)2n的位置，在第η號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a產(chǎn)生朝向軸向內(nèi)側(cè)的力f2n。在第η號(hào)的虛設(shè)齒42的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)2n+1的位置，在第η號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向外側(cè)面42b產(chǎn)生朝向軸向外側(cè)的力f2n+i。
[0166]此處，如上所述的那樣，設(shè)定為=...<θ2η-2= 02n-l<02n =
θ2η+1，因此，因楔形效應(yīng)而 fl>f2 = f3>f4 = f5>...> f2n—2 = f2n—I > f2n = f2n+l。另外，Hl>Η3>Ηδ>...>H2n—l>H2n+l，@]ttlLl<L2、L3<L4、...、L2n—l<L2no
[0167]因此，在齒條齒16的軸向外側(cè)面16b產(chǎn)生力矩L1Xf1，在第I號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a產(chǎn)生力矩1^2 X f2^，在第I號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向外側(cè)面42b產(chǎn)生力矩L3 X f3，在第2號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a產(chǎn)生力矩L4Xf4,在第η — I號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向外側(cè)面42b產(chǎn)生力矩Lu Xfn，在第η號(hào)的虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a產(chǎn)生力矩L2nXf2n。此處，被構(gòu)成為L(zhǎng)lXfl = L2Xf2、L3Xf3 = L4Xf4、L2n-lXf2n-l = L2nXf2n，來(lái)自左右的力矩相平衡。
[0168]在這樣構(gòu)成的情況下，在成形軸向兩端的齒條齒16且位于該齒條齒16的軸向外側(cè)的齒成形用沖頭32的齒39上，負(fù)荷來(lái)自軸向內(nèi)側(cè)的齒條齒16力矩L1 Xf1，負(fù)荷來(lái)自軸向外側(cè)的虛設(shè)齒42力矩L2 Xf2。另外，在上述齒39的軸向外側(cè)的相鄰的齒39(第2號(hào)的齒39)上，負(fù)荷來(lái)自軸向內(nèi)側(cè)的第I號(hào)的虛設(shè)齒42力矩L3Xf3,負(fù)荷來(lái)自軸向外側(cè)的第2號(hào)的虛設(shè)齒42力矩L4 X f4。而且，在第η號(hào)的齒39上，負(fù)荷來(lái)自軸向內(nèi)側(cè)的第η —I號(hào)的虛設(shè)齒42力矩L2H Xfn，負(fù)荷來(lái)自軸向外側(cè)的第η號(hào)的虛設(shè)齒42力矩L2nXf2n。因此，齒成形用沖頭32的多個(gè)齒39所負(fù)荷的力矩相平衡(LlXfl = L2Xf2、L3Xf3 = L4Xf4、L2n-lXf2n-l = L2nXf2n)。
[0169]另外，在齒成形用沖頭32的兩端的齒39，負(fù)荷來(lái)自軸向內(nèi)側(cè)的虛設(shè)齒42力矩L2n+1Xf2n+i，但是，該力矩L2n+1Xf2n+1比在第I實(shí)施方式中在齒成形用沖頭32的兩端的齒39負(fù)荷的力矩L3 X fVj、(L2n+i X f2n+i< L3 X f3...L2n+i< L3、f2n+i <f3)。這樣，與第I 實(shí)施方式相比，改善力矩的平衡，因此，能夠防止應(yīng)力集中在該齒39上，能夠?qū)崿F(xiàn)齒成形用沖頭32的長(zhǎng)壽命化。
[0170]此外，本發(fā)明不限定于上述的各實(shí)施方式，能夠適當(dāng)進(jìn)行變形、改良等。
[0171]例如，在第I實(shí)施方式(參照?qǐng)D1)中，構(gòu)成為:在位于軸向兩端部的齒成形用沖頭32的齒39上，負(fù)荷來(lái)自軸向內(nèi)側(cè)虛設(shè)齒42力矩L3 X f3，從軸向外側(cè)的桿部15不負(fù)荷力矩，但是，不限定于該構(gòu)成，也可以是如圖6所示從軸向外側(cè)的桿部15負(fù)荷力矩的構(gòu)成。
[0172]在此情況下，位于軸向兩端部的齒成形用沖頭32的齒39、與桿部15在軸向抵接。而且，在位于軸向兩端的虛設(shè)齒42的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)o的位置，在桿部15的軸向內(nèi)側(cè)面15a產(chǎn)生朝向軸向內(nèi)側(cè)的力fo。而且，在桿部15的軸向內(nèi)側(cè)面15a產(chǎn)生力矩Lo X fo。此外，在圖示的例子中，Lo為滿(mǎn)足0<Lo<H3的任意的值。
[0173]因此，在位于軸向兩端部的齒成形用沖頭32的齒39上，負(fù)荷來(lái)自軸向內(nèi)側(cè)的虛設(shè)齒42力矩L3 Xf3，負(fù)荷來(lái)自軸向外側(cè)的桿部15力矩LoX fo。因此，與在第I實(shí)施方式中在齒成形用沖頭32的兩端的齒39上負(fù)荷的力矩L3Xf3相比，改善力矩的平衡，因此，能夠防止應(yīng)力集中于該齒39，能夠?qū)崿F(xiàn)齒成形用沖頭32的長(zhǎng)壽命化。這樣的構(gòu)成在難以增加虛設(shè)齒42的數(shù)量的情況下特別有效。
[0174]此外，在第2實(shí)施方式中也同樣，也可以在位于軸向兩端部的齒成形用沖頭32的齒39上，負(fù)荷來(lái)自軸向內(nèi)側(cè)的虛設(shè)齒42力矩L2n+1Xf2n+1，并負(fù)荷來(lái)自軸向外側(cè)的桿部15力矩L0Xf0O
[0175]另外，在上述的實(shí)施方式中，多個(gè)虛設(shè)齒42的軸向內(nèi)側(cè)面42a的傾斜角度θ2、
04、...、θ2η、與軸向外側(cè)面 42b 的傾斜角度 Θ3、θ5、...、02n+l 相同(θ2 = θ3<θ4=θ5<...<02n-2 = 02n-l<02n=02n+l)，但是，也可以不一定相同。在該情況下，設(shè)定為至少Q(mào)1
<02 = 03<04= 05<...<02n-2 = 02n-l<02n= 02n+lo
[0176]另外，虛設(shè)齒42的徑向外側(cè)面42c不一定需要為軸向中間部凸起的截面R形狀的曲面，也可以如圖7所示為截面平面形狀。即使在該情況下，如果將軸向內(nèi)側(cè)面42a及軸向外側(cè)面42b與徑向外側(cè)面42c的一對(duì)連接部42d形成為R形狀，則也能夠緩和向與該連接部42d接觸的齒成形用沖頭32的齒39的根部的應(yīng)力集中。
[0177]另外，如圖8所示，優(yōu)選在至少一個(gè)虛設(shè)齒42的徑向外側(cè)面42c，形成至少一個(gè)槽部43。在圖8中，示出了在齒條齒16的軸向兩側(cè)的相鄰的部分各形成有一個(gè)虛設(shè)齒42的第I實(shí)施方式中，在虛設(shè)齒42的徑向外側(cè)面42c的寬度方向兩端附近，形成有一對(duì)槽部43的例子。一對(duì)槽部43為在軸向延伸并將軸向內(nèi)側(cè)面42a及軸向外側(cè)面42b連通的大致直線形狀。另外，槽部43的尺寸的寬度為0.5?I.0mm左右，深度為0.5?I.0mm左右。此外，如上所述虛設(shè)齒42不與齠輪嚙合，因此，在作為齒頂?shù)膹较蛲鈧?cè)面42c設(shè)置槽部43也沒(méi)有問(wèn)題。
[0178]這樣，通過(guò)在至少一個(gè)虛設(shè)齒42的徑向外側(cè)面42c形成至少一個(gè)槽部43，從而在鍛造后的后工序中，能夠?qū)⒉鄄?3作為進(jìn)行轉(zhuǎn)向用齒條Ila的定位時(shí)的基準(zhǔn)。例如，通過(guò)使與槽部43相同形狀的探針(探觸件)朝向槽部43動(dòng)作并卡合于槽部43，從而進(jìn)行定位。特別是，在本例中，在齒條齒16的軸向兩側(cè)的相鄰的部分設(shè)置的一對(duì)虛設(shè)齒42 (圖中，僅示出了軸向一方側(cè)的虛設(shè)齒42)上分別設(shè)置有一對(duì)槽部43，設(shè)置有合計(jì)4個(gè)槽部43，因此，通過(guò)使4個(gè)探針卡合于4個(gè)槽部來(lái)進(jìn)行定位，從而能夠進(jìn)行更高精度的定位。
[0179]另外，在圖8中，在齒條齒16的軸向兩側(cè)的相鄰的部分設(shè)置的一對(duì)虛設(shè)齒42相互的齒高相等。因此，通過(guò)使4個(gè)探針卡合于4個(gè)槽部43，檢測(cè)各個(gè)槽部43的位置，確認(rèn)至少3個(gè)槽部43的水平位置相等，從而能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)向用齒條Ila的調(diào)水平。因此，為了能夠調(diào)水平，需要在齒高相等的多個(gè)虛設(shè)齒42上形成合計(jì)3個(gè)以上的槽部43。
[0180]為了形成這樣的槽部43，在齒成形用沖頭32的虛設(shè)齒加工用凹凸41(參照?qǐng)D1等)上，形成有具有與槽部43對(duì)應(yīng)的形狀的突起部(未圖示)。根據(jù)該構(gòu)成，齒成形用沖頭32具有齒條齒加工用凹凸40、虛設(shè)齒加工用凹凸41、以及突起部，因此，能夠在轉(zhuǎn)向用齒條Ila上同時(shí)形成齒條齒16、虛設(shè)齒42、以及槽部43。因此，不需要用其他工序來(lái)加工槽部43，因此，能夠防止作業(yè)時(shí)間、成本的增加。
[0181]此外，在圖8中示出了在第I實(shí)施方式中的虛設(shè)齒42上設(shè)置槽部43的例子，但是，在齒條齒16的軸向兩側(cè)的相鄰的部分各設(shè)置有多個(gè)虛設(shè)齒42的第2實(shí)施方式(圖5參照)中，也可以在虛設(shè)齒42上設(shè)置槽部43。此時(shí)，如果在至少一個(gè)虛設(shè)齒42的徑向外側(cè)面42c形成至少一個(gè)槽部43，則能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)向用齒條Ila的定位。另外，如果在齒高相等的多個(gè)虛設(shè)齒42上形成合計(jì)3各以上的槽部43，則能夠進(jìn)行調(diào)水平。
[0182]如果能夠作為轉(zhuǎn)向用齒條Ila的定位、調(diào)水平的基準(zhǔn)，則槽部43的形狀沒(méi)有特別限定，也可以是圖9所示那樣的大致半球形狀。在此情況下，槽部43的尺寸的直徑為0.5?
1.0mm左右，深度為0.5?1.0mm左右。
[0183]本申請(qǐng)基于2014年I月22日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2014— 009670，其內(nèi)容作為參照援引于此。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種轉(zhuǎn)向用齒條，與由構(gòu)成汽車(chē)用轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向齒輪的輸入軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的齠輪嚙合，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)向用齒條包括:截面圓形的桿部，其在軸向延伸；以及多個(gè)齒條齒，其形成在所述桿部的軸向一部分的徑向單側(cè)面并與所述齠輪嚙合， 在所述桿部的所述軸向一部分且多個(gè)所述齒條齒的軸向兩側(cè)的相鄰的部分，形成有不與所述齠輪嚙合的至少一個(gè)虛設(shè)齒，所述虛設(shè)齒的齒高比所述齒條齒的齒高小。2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于， 所述虛設(shè)齒具有:軸向內(nèi)側(cè)面及軸向外側(cè)面，該軸向內(nèi)側(cè)面及軸向外側(cè)面隨著去往徑向外側(cè)而沿在軸向相互接近的方向傾斜；以及徑向外側(cè)面，其將所述軸向內(nèi)側(cè)面及所述軸向外側(cè)面連接， 所述軸向內(nèi)側(cè)面及所述軸向外側(cè)面、與所述徑向外側(cè)面的一對(duì)連接部為R形狀。3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于， 在所述桿部的所述軸向一部分且多個(gè)所述齒條齒的軸向兩側(cè)的相鄰的部分，各形成有η個(gè)所述虛設(shè)齒，其中η為自然數(shù)， 所述齒條齒具有:軸向內(nèi)側(cè)面及軸向外側(cè)面，該軸向內(nèi)側(cè)面及軸向外側(cè)面隨著去往徑向外側(cè)而沿在軸向相互接近的方向傾斜；以及徑向外側(cè)面，其將所述軸向內(nèi)側(cè)面及所述軸向外側(cè)面連接， 當(dāng)設(shè)多個(gè)所述齒條齒中的位于軸向兩端的所述齒條齒的、與所述虛設(shè)齒相鄰的所述軸向外側(cè)面的傾斜角度為Q1, 將多個(gè)所述虛設(shè)齒的所述軸向內(nèi)側(cè)面的傾斜角度以從距所述齒條齒近的第I?η號(hào)的所述虛設(shè)齒的順序設(shè)為θ2、θ4、...、02n， 將多個(gè)所述虛設(shè)齒的所述軸向外側(cè)面的傾斜角度以從距所述齒條齒近的第I?η號(hào)的所述虛設(shè)齒的順序設(shè)為θ3、θ5、...、θ2η+1時(shí)， θι<02 = 03<04= 05<...<θ2η^02η+1ο4.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于， 當(dāng)設(shè)位于軸向兩端的所述齒條齒的齒高為H1, 將多個(gè)所述虛設(shè)齒的齒高以從第I?η號(hào)的所述虛設(shè)齒的順序設(shè)為Η3、Η5、...、Η2η+1時(shí)， Η?>Η3>Ηδ>...>Η2η+1。5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于， 在設(shè)位于軸向兩端的所述齒條齒的齒高Hi的一半的值為L(zhǎng)i， 設(shè)第I?η號(hào)的所述虛設(shè)齒的齒高Η3、Η5、...、H2n+l的一半的值為L(zhǎng)3、L5、...、L2n+l時(shí)，當(dāng)設(shè)L2 = Hl — L3、L4 = H3 — L5、...、L2n = H2n—I — L2n+1， 設(shè)在位于軸向兩端的所述齒條齒的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)1的位置，在所述齒條齒的所述軸向外側(cè)面朝向軸向外側(cè)產(chǎn)生的力為f I， 設(shè)在位于軸向兩端的所述齒條齒的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)SL2的位置，在第I號(hào)的所述虛設(shè)齒的所述軸向內(nèi)側(cè)面朝向軸向內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的力為f 2， 設(shè)在第η — I號(hào)的所述虛設(shè)齒的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)21^1的位置，在第η— I號(hào)的所述虛設(shè)齒的所述軸向外側(cè)面朝向軸向外側(cè)產(chǎn)生的力為f2n-l， 設(shè)在第η — I號(hào)的所述虛設(shè)齒的從徑向外側(cè)端部向徑向內(nèi)側(cè)為L(zhǎng)2n的位置，在第η號(hào)的所述虛設(shè)齒的所述軸向內(nèi)側(cè)面朝向軸向內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的力為f 2η時(shí)，LlXfl = L2Xf2、L3Xf3 = L4Xf4、...> L211-1 X f 2n-l = L211 X f 2η ο6.如權(quán)利要求1?5的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于， 在至少一個(gè)所述虛設(shè)齒的徑向外側(cè)面形成有至少一個(gè)槽部。7.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)向用齒條，其特征在于， 所述槽部在齒高相等的多個(gè)所述虛設(shè)齒上合計(jì)形成有3個(gè)以上。8.—種轉(zhuǎn)向用齒條的制造方法，通過(guò)將設(shè)置有齒條狀的齒條齒加工用凹凸的齒成形用沖推壓到在軸向延伸的金屬材料制的桿部的軸向一部分的徑向單側(cè)面，從而使所述徑向單側(cè)面塑性變形而在所述徑向單側(cè)面形成多個(gè)齒條齒，其特征在于， 所述多個(gè)齒條齒與由構(gòu)成汽車(chē)用轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向齒輪的輸入軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的齠輪嚙合， 所述齒成形用沖頭在所述齒條齒加工用凹凸的軸向兩側(cè)的相鄰的部分具有齒高比所述齒條齒加工用凹凸的齒高小的虛設(shè)齒加工用凹凸， 在所述桿部的所述軸向一部分且多個(gè)所述齒條齒的軸向兩側(cè)的相鄰的部分，形成有不與所述齠輪嚙合的至少一個(gè)虛設(shè)齒，所述虛設(shè)齒的齒高比所述齒條齒的齒高小。9.如權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)向用齒條的制造方法，其特征在于， 在齒條齒的成形過(guò)程中，位于所述齒成形用沖頭的軸向兩端部的齒的軸向外側(cè)面抵接于所述桿部的軸向內(nèi)側(cè)面。10.如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)向用齒條的制造方法，其特征在于， 所述虛設(shè)齒加工用凹凸具有至少一個(gè)突起部， 利用所述突起部在至少一個(gè)所述虛設(shè)齒的徑向外側(cè)面形成至少一個(gè)槽部。
【文檔編號(hào)】F16H19/04GK105939919SQ201580005152
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日
【發(fā)明人】水島勇貴, 萩原信行, 小林登, 小林一登
【申請(qǐng)人】日本精工株式會(huì)社