[發明專利]齒條及其制造方法、以及操舵裝置、車輛以及齒條的預成形用金屬模具

在審

• 申請號: 201880056074.3
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN111065845A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 水島勇貴;小林達矢
• 申請（專利權）人: 日本精工株式會社
• 主分類號: F16H55/26
• 分類號: F16H55/26;B21J5/02;B21J13/14;B21K1/76;B62D3/12
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強;李平

得到在外周面的徑向一部分具有沿軸向伸長且向徑向內方凹陷的凹槽(42)的中間原料(18a)。在約束中間原料(18a)的外周面中的圓周方向上的凹槽(42y)的兩側部分且不約束凹槽(42y)的內表面的狀態下，將為軸向上的凹凸形狀的齒成形用凹凸部(28)壓緊到中間原料(18a)的外周面中的徑向上與凹槽(42y)相反的一側的面，由此形成多個齒條齒(10z)。

技術領域

本發明涉及裝入到車輛的操舵裝置的齒輪齒條式的轉向器單元等的齒條及其制造方法。另外，本發明涉及裝入有該齒條的操舵裝置及車輛。進一步地，本發明涉及制造該齒條時使用的預成形用金屬模具。

背景技術

圖9示出了汽車用操舵裝置的現有構造的一例。方向盤1支撐固定于轉向軸5的后端部。轉向軸5以沿軸向插通于圓筒狀的轉向柱6的狀態可旋轉地支撐于轉向柱6。轉向軸5的前端部經由萬向接頭7a與中間軸8的后端部連接。中間軸8的前端部經由另一萬向接頭7b與齒輪齒條式的轉向器單元2的輸入軸3連接。利用這樣的結構，方向盤1的旋轉傳遞到轉向器單元2的輸入軸3，隨著輸入軸3的旋轉，左右一對拉桿4被推拉，對前車輪賦予轉向角。

轉向器單元2通過組合在外周面具有小齒輪齒且支撐固定于輸入軸3的前端部的小齒輪和在一側面具有與小齒輪齒嚙合的齒條齒的齒條而構成。

如果通過對金屬制的原料實施切削加工而形成齒條齒，制造這樣的齒條，則不僅制造成本增加，而且難以確保齒條齒的強度及剛性。與之相對，如果通過使金屬制的原料塑性變形而形成齒條齒，則能夠縮短加工所需的時間，降低制造成本，而且，由于得到的齒條齒的金屬組織致密，因此容易確保齒條齒的強度及剛性。

圖10～圖15示出了日本特開2008-138864號公報所記載的齒條及齒條的制造方法。齒條9為碳鋼、不銹鋼等金屬制，整體構成為桿狀。齒條9在軸向一側部(圖10～圖12的左側部)的一側面(前表面、圖10及圖12的上表面、圖11的表側面)具有齒條齒部11，該齒條齒部11等間隔地具備多個齒條齒10。

此外，在圖示的例子中，齒條9的軸向一側部中的與齒條齒部11在周向分離的另一側面(背面)部分12的截面形狀的曲率半徑R₁₂(參照圖13)大于存在于齒條9的軸向另一側部(圖10～圖12的右側部)的截面圓形的圓桿部13的外周面的曲率半徑r₁₃(參照圖13)(R₁₂＞r₁₃)。由此，齒條齒部11的寬度尺寸、強度以及剛性均得到充分確保，并且可防止齒條9的軸向另一側部的外徑增大到所需以上，實現了齒條9的輕量化。

齒條9通過以下的工序制造。首先，如圖14(A)所示，將碳鋼、不銹鋼等金屬制且圓桿狀的原料14置于設于預成形用金屬模具15的上表面且截面形狀為大致半圓形的第一腔室16內。在接下來的預成形工序中，如圖14(B)所示，利用預成形用沖頭17將原料14朝向第一腔室16強力按壓。然后，將原料14的軸向一側部在上下方向上壓癟，并且使水平方向的寬度尺寸擴大，由此將原料14加工成中間原料18。中間原料18的軸向一側部的外周面由在完成狀態下成為背面部分12的局部圓筒面部19、在上下方向上存在于與局部圓筒面部19相反的一側的平坦面狀的被加工面部20、以及使局部圓筒面部19和被加工面部20連續且曲率半徑較小的一對曲面部21構成。

然后，將中間原料18從預成形用金屬模具15的第一腔室16取出，進入接下來的齒成形工序。在齒成形工序中，首先，如圖14(C)所示，將中間原料18放置于以在上表面開口的方式設于齒成形用金屬模具22的截面形狀為U字形的第二腔室23的底部24。底部24的曲率半徑與第一腔室16的內表面的曲率半徑大致一致。第二腔室23的一對內側面25為互相平行的平面。另外，在第二腔室23的上側開口部設有以越朝向上方彼此的間隔越擴大的方向傾斜的一對導向傾斜面部26。