CN107923513A - 转向齿条及其制造方法 - Google Patents

Abstract

转向齿条具备齿条轴(10)、设置于齿条轴且具有相对于与齿条轴的轴向正交的第一方向倾斜的齿线的多个齿条齿(11a)以及与齿条齿并排地设置于齿条轴的伪齿(33a)。伪齿(33a)关于与齿条齿(11a)的齿线平行的第二方向设置为不一样。

Description

转向齿条及其制造方法

技术领域

本发明涉及用于通过装入构成例如汽车用转向装置的转向器而随着轴向的位移推拉横拉杆的转向齿条及其制造方法的改良。

本申请基于2015年8月25日申请的日本特愿2015-165384号主张优先权，并将其内容引用于此。

背景技术

在例如图8所示的用于对汽车的转向轮(除了叉车等特殊车辆，一般是前轮)赋予舵角的转向装置中，将随着方向盘1的操作而旋转的转向轴2的动作经由万向接头3、3以及中间轴4传递至转向器单元5的输入轴6。转向器单元5具备通过输入轴6而旋转驱动的小齿轮和与小齿轮啮合的齿条。当小齿轮随着输入轴6旋转时，齿条在轴向上位移，推拉结合于其两端部的一对横拉杆7、7，对上述转向轮赋予期望的舵角。

在构成上述转向器单元5的齿条的径向一侧面的轴向一部分等间隔地设有多个齿条齿。如果通过对金属制的原料实施切削加工而形成多个齿条齿来制造这种齿条，则不仅制造成本提高，而且难以确保这些各齿条齿的强度以及刚性。与之相对，如果通过使原料进行塑性变形来形成多个齿条齿，则缩短这些各齿条齿的加工所需要的时间，从而能够降低制造成本，而且，得到的齿条齿的金属组织变得致密，因此，容易确保这些各齿条齿的强度以及刚性。因此，一直以来，作为与通过塑性变形来加工齿条齿的齿条的制造方法相关的发明，已知有专利文献1～2所记载的发明。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-138864号公报

专利文献2：日本特开2014-5839号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的方案的目的在于，提供一种容易确保齿条齿的形状精度的转向齿条及其制造方法。

用于解决课题的方案

本发明的一方案的转向齿条具备：齿条轴；多个齿条齿，其设置于上述齿条轴，且具有相对于与上述齿条轴的轴向正交的第一方向倾斜的齿线；以及伪齿，其与上述齿条齿并排地设置于上述齿条轴。

在一例中，齿条齿以相对于与齿条轴的轴向呈直角的方向倾斜的状态形成于上述齿条的轴向一部分的径向一侧面(外周面的一部分)。本例中，齿条齿能够通过对轴向一部分的径向一侧面实施锻造等塑性加工而形成。本例中，上述伪齿以与齿条齿并排的状态形成于上述齿条的径向一侧面中且在轴向上错开了形成有上述齿条齿的部分的部分。例如，这种伪齿可在通过上述塑性加工形成齿条齿时(在同一工序内)同时形成。

一实施方式中，上述伪齿能够形成为沿着与上述齿条齿的上述齿线平行的第二方向不一样。

一例中，上述伪齿的实质上的齿线相对于第一方向的倾斜角可以与上述齿条齿的上述齿线相对于上述第一方向的倾斜角不同。例如，能够使相对于轴向正交的假想平面与上述伪齿的形成方向构成的角度比相对于轴向正交的假想平面与上述齿条齿的形成方向构成的角度小。

代替和/或追加性地，上述伪齿可以具有相距上述齿条齿较近的第一侧面和较远的第二侧面，上述第一侧面相对于上述第一方向的倾斜角可以与上述第二侧面相对于上述第一方向的倾斜角实质上不同。例如，能够使相对于轴向正交的假想平面与上述伪齿的宽度方向两侧缘(与齿条的轴向相关的两侧缘)中的相距上述齿条齿较远的一侧的侧缘构成的角度比与较近的一侧的侧缘构成的角度小。在该情况下，关于该伪齿的形成方向，上述伪齿的齿厚(与轴向相关的厚度尺寸)随着从一方朝向另一方而变小。

代替和/或追加性地，上述伪齿的壁(齿面)和与上述伪齿的壁(齿面)并排设置的另一壁(面)之间的过渡部可以具有弯曲面。例如，齿条的径向一侧面中的在轴向上与上述伪齿相邻的部分(包含存在于伪齿彼此之间的齿底面)的截面形状具有局部圆弧形的曲面。在该情况下，上述伪齿的齿面以及齿顶面能够分别具有截面形状为局部圆弧形的曲面。

代替和/或追加性地，在上述伪齿可以设置至少一个狭缝或至少一个凹部。例如，在上述伪齿的与形成方向相关的中间部的一个至多个部位，以在轴向上贯通该伪齿的状态设置狭缝。在该情况下，能够对上述狭缝的个数、形状、宽度尺寸等进行调整，以便存在于在轴向上与形成有各上述齿条齿的部分相邻的部分的平面部分的面积在包含上述齿条的中心轴且与该平面部分正交的假想平面的两侧部分大致相同。

上述的方案除了单独实施以外，也能够组合实施。能够以使存在于在轴向上与形成有上述齿条齿的部分相邻的部分的平面部分的面积在包含上述齿条的中心轴且与该平面部分正交的假想平面的两侧部分大致相同，或者使上述平面部分关于上述齿条的轴向连续得不长的方式改良上述伪齿的形状。

本发明的另一方案的齿条的制造方法为了制造上述那样的转向齿条，在原料的轴向一部分形成平坦面状的被加工面部之后，将具有齿条状的加工面的冲头或金属模具挤压至上述被加工面部，从而使上述被加工面部塑性变形，形成上述齿条齿以及上述伪齿。

附图说明

图1是表示转向齿条的一例的主要部分放大俯视图。

图2是表示转向齿条的一例的主要部分放大俯视图。

图3是表示转向齿条的一例的主要部分放大俯视图。

图4是图3的a-a剖视图。

图5是图3的b-b剖视图。

图6是表示转向齿条的一例的主要部分放大俯视图。

图7是表示形成于伪齿的狭缝的主要部分放大立体图。

图8是表示具备装入了齿条的转向器的汽车用转向装置的一例的局部剖视图。

图9是表示转向齿条的整体构造的立体图。

图10是图9的c向视图。

图11是图9的d向视图。

图12是图11的放大e-e剖视图。

图13是表示转向齿条的制造方法的一例的从与图12相同的方向观察到的剖视图。

图14是表示整形前后的齿条齿的形状的局部立体图。

图15是用于说明转向齿条的制造方法的剖视图。

图16是表示转向齿条的一例的主要部分放大俯视图。

图17是用于说明转向齿条的制造方法的剖视图，表示使金属模具碰到原料的平坦面部的状态。

图18是表示将芯棒压入小径侧圆筒部的内侧的状态的剖视图。

图19是表示将外径较大的芯棒压入小径侧圆筒部的内侧的状态的剖视图。

具体实施方式

图9～14示出了转向齿条及其制造方法的一例。一例中，齿条(转向齿条)9为碳钢、不锈钢等的金属制，并将整体形成为圆柱状。其它例中，能够使用不同的材料。齿条9具备齿条轴(主体、齿条主体、轴主体)10和通过塑性加工形成于齿条轴10的轴向一部分(图9～11的靠左端部分)的径向一侧面(图9、11的上表面，图10的表面侧面)的多个齿条齿11、11。在图示的例的情况下，作为上述齿条9(齿条轴10)中的轴向一部分且在周向上错开了形成有齿条齿11、11的部分的背面部分12的截面形状的曲率半径R₁₂(参照图12)比作为上述齿条9(齿条轴10)中的轴向剩余部分(图9～11的右侧部分)的截面圆形的圆杆部13的外周面的曲率半径r₁₃(参照图12)大(R₁₂＞r₁₃)。通过这种构造，能够充分确保上述各齿条齿11、11的宽度尺寸、强度、刚性的任一个，而且抑制形成有齿条齿11、11的部分以外的外径变大至必要以上，从而轻量地构成。

接下来，通过图13～14，对上述那样的齿条(转向齿条)9的制造方法的一例进行说明。首先，如图13的(A)所示，将碳钢、不锈钢等金属材制且圆柱状或圆筒状的原料14安放(载置)于在承模15的上表面设置的截面圆弧形的凹槽部16内。接着，如图13的(B)所示，进行利用较长的按压冲头17的前端面(下端面)沿凹槽部16向凹槽部16强有力地按压上述原料14的镦锻加工。该镦锻加工中，将上述原料14的轴向一部分{应形成上述齿条齿11、11(参照图9～12)的部分}在上下方向上压扁，并且将水平方向的宽度尺寸扩大，形成中间原料18。中间原料18在轴向一部分的外周面具备：应成为上述背面部分12(参照图9，11，12)的局部圆筒面部19；在截面的径向上存在于与局部圆筒面部19相反的一侧的平坦面状的被加工面部20；以及使两面部19、20彼此连续的曲率半径比较小的一对曲面部46、46。

然后，将上述中间原料18从上述承模15的凹槽部16取出，如图13的(C)所示地***(安放)设置于阴模21的保持孔22的底部23。保持孔22具有U字形的截面形状，底部23的曲率半径与上述承模15的凹槽部16的内面的曲率半径大致一致。另外，上述保持孔22的一对内侧面24、24是相互平行的平面。而且，在保持孔22的上端开口部设置有向越朝向上方彼此的间隔越扩大的方向倾斜的一对导向倾斜面部25、25。

将上述中间原料18安放于上述阴模21的保持孔22后，接下来，如图13的(C)→(D)所示地向保持孔22内***齿成形用冲头26。利用齿成形用冲头26，将上述中间原料18强有力地按入上述保持孔22内。在齿成形用冲头26的加工面(下表面)设置有与应得到的齿条齿11、11相应的形状的成形用的波形凹凸。另外，上述中间原料18的外周面除了应形成上述齿条齿11、11的上述被加工面部20以外，被上述保持孔22的内表面约束。因此，通过利用上述齿成形用冲头26将上述中间原料18强有力地按入上述保持孔22内，从而中间原料18中的被加工面部20仿照上述波形凹凸塑性变形。其结果，加工成具有图13的(D)以及图14的(A)所示那样的齿条齿11、11的坯齿条27。但是，与完成状态的齿条9(参照图9～12)相比，该状态下的坯齿条27的形状精度以及尺寸精度不足，上述各齿条齿11、11的端缘也是尖锐的状态。另外，随着齿条齿11、11的加工而(从应成为齿底的部分)挤出的余料被上述保持孔22的一对内侧面24、24强有力地挤压，因此，在上述坯齿条27的左右两侧面形成相互平行的退避平坦面部28、28。

因此，使上述齿成形用冲头26上升后，将上述坯齿条27从上述保持孔22取出，如图13的(E)所示地载置于形成于整形用阴模29的上表面的整形用凹凸面部30。此时，使上述坯齿条27上下反转。整形用凹凸面部30含有齿的端缘的倒角部，且具有与应得到的齿条齿11、11的形状相应(相对于完成后的形状，凹凸进行了反转)的形状。然后，利用压模31，如图13的(E)→(F)所示地将上述坯齿条27的形成有齿条齿11、11的部分朝向上述整形用凹凸面部30强有力地按压。

在上述压模31的下表面形成有按压凹槽32，按压凹槽32具有与完成后的齿条9(齿条轴10)的背面部分12的曲率半径R₁₂(参照图12)一致的曲率半径。上述坯齿条27在使应成为上述背面部分12的部分嵌合于按压凹槽32的状态下，朝向上述整形用凹凸面部30强有力地被按压。因此，在上述图13的(F)所示的将上述整形用阴模29和上述压模31充分接近的状态下，上述各齿条齿11、11成为图14的(B)所示的完成后的状态(形状以及尺寸变得适当，且在各齿的端缘设置有倒角的状态)，同时，关于上述背面部分12，形状以及尺寸也均变得适当。随着这样进行的整形，挤出的余料集中于上述两退避平坦面部28、28部分。因此，在完成后的齿条9(齿条轴10)几乎不会残留这两退避平坦面部28、28。但是，余料不会极其强有力地按压上述整形用凹凸面部30、上述按压凹槽32的内面，因此，不仅将上述整形的加工载荷抑制得较低，而且容易确保上述整形用阴模29以及上述压模31的耐久性。

上述的例中，在如图13的(C)→(D)所示地利用齿成形用冲头26将中间原料18强有力地按入保持孔22内时，随着齿成形用冲头26的挤压，构成中间原料18的金属材料的一部分从应形成齿条齿11、11的部分的轴向端部朝向轴向外侧(在周向上错开了被上述齿成形用冲头26按压的部分的部分)移动。其结果，如图15所示，上述齿条齿11、11中且存在于轴向端部(图15的右端部)的齿条齿11的齿槽深度容易变小(齿高容易变低)。该情况下，在将完成后的齿条组装至转向器单元5(参照图8)的情况下，存在在上述轴向端部不能适当维持上述齿条齿11、11与形成于输入轴6(参照图8)的外周面的小齿轮的啮合状态的可能性。

图16～19示出了具备伪齿的转向齿条及其制造方法的其它例。本例中，在径向一侧面中且在轴向上错开了形成有齿条齿的部分的部分，以与齿条齿并排的状态设置有齿槽深度比齿条齿小的伪齿(余料部)。本例中，在齿条轴10的轴向一部分的径向一侧面(图16的表面侧面)，通过塑性加工，以相对于与齿条9a(齿条轴10)的中心轴O呈直角的方向(图16的上下方向)倾斜的方向形成有多个齿条齿11a、11a。另外，在齿条9a(齿条轴10)的径向一侧面中且存在于形成有上述齿条齿11a、11a的部分的轴向一侧(图16的右侧)的部分，以与齿条齿11a、11a并排的状态，按照与齿条齿11a、11a的形成方向相同的方向设置齿槽深度比齿条齿11a、11a小的多个(在图示的例的情况下，两个)伪齿33、33。这种伪齿33、33在转向器单元5(参照图8)的使用状态下不会与形成于输入轴6的外周面的小齿轮实质上啮合。

为了制造上述那样的齿条9a，首先，通过对金属制的圆筒状部件实施塑性加工，得到在轴向一部分的径向一侧面(图17～19的上表面)具有平坦面状的被加工面部34的圆筒状的原料35。在图示的例的情况下，在原料35中的轴向一部分且在周向上错开了上述被加工面部34的部分的小径侧圆筒部36的截面形状的曲率半径比上述原料35中的轴向剩余部分的大径侧圆筒部37的截面形状的曲率半径小。接着，如图17所示，使上述原料35的被加工面部34碰到具有与上述各齿条齿11a、11a以及上述各伪齿33、33相应的凹凸形状的金属模具38。即，金属模具38以分别从下表面凹陷的状态设有具有与上述齿条齿11a、11a相应的形状的齿条齿成形用凹部39、39和具有与上述伪齿33、33相应的形状的伪齿成形用凹部40、40。接着，如图18所示，将在径向一侧面设置有凸部41、41的芯棒42从轴向一侧(图17～19的右侧)开口***上述原料35内，并压入上述小径侧圆筒部36的内侧。由此，使构成上述原料35的金属材料中且存在于上述被加工面部34的内径侧的金属材料向上述各齿条齿成形用凹部39、39以及上述各伪齿成形用凹部40、40内移动。进一步地，如图19所示，将上述芯棒42与外径比芯棒42大的芯棒42a交换，将芯棒42a压入上述小径侧圆筒部36的内侧，从而使存在于上述被加工面部34的内径侧的金属材料向上述各齿条齿成形用凹部39、39以及上述各伪齿成形用凹部40、40内填充，形成上述齿条齿11a、11a以及上述伪齿33、33。

在上述的齿条9a的例子的情况下，从容易确保齿条齿11a、11a的形状精度的方面来看，具有改良的余地。即，上述齿条9a将上述齿条齿11a、11a以及上述伪齿33、33形成为相对于与齿条9a(齿条轴10)的轴向正交的假想平面倾斜的方向。因此，上述伪齿33、33中的存在于与轴向一侧的伪齿33的轴向一侧相邻的部分的平坦面部43为梯形，该梯形随着从以上述齿条9a的中心轴O呈直角的方向(在与平坦面部43平行的假想平面上，与中心轴O正交的方向)的一方朝向另一方(图16的从上方朝向下方)而宽度尺寸(与齿条9a的轴向相关的尺寸)变窄。换而言之，上述平坦面部43中的与相对于上述齿条9a的中心轴O呈直角的方向相关的一端缘(图16的上端缘)的轴向尺寸L_A比另一端缘(图16的下端缘)的轴向尺寸L_B大(L_A＞L_B)。在此，在锻造等塑性加工时，就对于金属材料移动的阻力(流动阻力)而言，在与金属材料的移动方向平行的平坦面的附近部分比除此以外的部分小(金属材料容易移动)。总之，如图18、19所示，在通过向上述原料35的小径侧圆筒部36的内侧压入上述芯棒42、42a形成上述齿条齿11a、11a以及上述伪齿33、33时，就对于构成上述原料35的金属材料移动的阻力而言，在上述平坦面部43的附近部分中，在与上述直角的方向相关的一端侧比另一端侧小。因此，在通过压入上述芯棒42、42a形成上述齿条齿11a、11a以及上述伪齿33、33时，在上述平坦面部43的附近部分的一端侧，上述金属材料容易从上述被加工面部34的内径侧向上述大径侧圆筒部37侧移动，从而存在难以将上述金属材料填充至上述各齿条齿成形用凹部39、39以及上述各伪齿成形用凹部40、40内的可能性。

在图1所示的例(齿条9b)中，对伪齿33a、33a的形状进行了改良。在通过塑性加工形成齿条齿11a、11a以及伪齿33a、33a时，调整对于构成齿条9b的金属材料的移动的阻力(流动阻力)，容易确保上述各齿条齿11a、11a的形状精度。

图1的齿条9b中，在齿条轴10的轴向一部分的径向一侧面(图1的表面侧面)，以相对于与齿条9b(齿条轴10)的轴向正交的假想平面倾斜的状态形成有多个齿条齿11a、11a。齿条齿11a设置于齿条轴10，且具有相对于与齿条轴10的轴向正交的第一方向倾斜的齿线(tooth line)。另外，在上述齿条9b中且位于形成有上述齿条齿11a、11a的部分的轴向一侧(图1的右侧)的部分，以与齿条齿11a、11a并排的状态设置有齿槽深度比齿条齿11a、11a小的多个(在图示的例的情况下，两个)伪齿33a、33a。这种伪齿33a、33a在装入了上述齿条9b的转向器单元5(参照图8)的使用状态下也不会与形成于输入轴6的外周面的小齿轮齿实质上啮合。

特别地，在本例的齿条9b中，径向一侧面中的存在于比形成有上述各齿条齿11a、11a的部分靠轴向一侧的图1中标注斜格表示的平面部分(各齿条齿11a、11a与上述各伪齿33a、33a之间的部分、各伪齿33a、33a彼此之间的部分以及各伪齿33a、33a与后述的倾斜面部45之间的部分)在上述齿条9b的轴向连续得不长(在轴向上连续的长度比上述的图16所示的齿条9a的平坦面部43短)。因此，本例中，相对于上述齿条9b的轴向正交的假想平面与上述伪齿33a、33a的形成方向(齿线、顶部、棱线)构成的角度θ₁、θ₂比与齿条齿11a、11a的形成方向构成的角度小。而且，在本例的情况下，相对于上述齿条9b的轴向正交的假想平面与轴向一侧的(存在于远离上述各齿条齿11a、11a的侧)伪齿33a的形成方向构成的角度θ₁比与轴向另一侧(存在于接近上述各齿条齿11a、11a的一侧)的伪齿33a的形成方向构成的角度θ₂小伪齿33a在齿条齿11a的齿宽的范围内(遍及齿条齿11a的齿宽)，关于与齿条齿11a的齿线平行的第二方向，设置为不一样(non-uniformity)。伪齿33a的实质上的齿线(顶部、棱线)相对于第一方向的倾斜角与齿条齿11a的齿线相对于第一方向的倾斜角(tilt angle)不同。伪齿33a的实质上的齿线(顶部、棱线)相对于齿条齿11a的齿线不平行。本例中，伪齿33a的实质上的齿线(顶部、棱线)相对于第一方向的倾斜角比齿条齿11a的齿线相对于第一方向的倾斜角(tilt angle)小。另外，相距齿条齿11a较远的伪齿33a的实质上的齿线相对于第一方向的倾斜角比较近的伪齿33a的倾斜角小。齿条齿11a在齿条齿11a的齿宽的范围内(遍及齿条齿11a的齿宽)，沿着与齿条齿11a的齿线平行的第二方向，具有相同的纵截面(与第二方向正交的纵截面)。齿条齿11a中，与第二方向正交的纵截面在第二方向上的任意位置均实质上一样。另一方面，伪齿33a基于上述那样的实质上的齿线的倾斜度等，在齿条齿11a的齿宽的范围内(遍及齿条齿11a的齿宽)，沿着与齿条齿11a的齿线平行的第二方向具有不一样的纵截面(与第二方向正交的纵截面)。例如，伪齿33a设置为与第二方向正交的纵截面的位置和/或形状沿着第二方向发生变化(纵截面根据第二方向的位置而横向移动，伪齿33a的纵截面的形状根据第二方向的位置发生变化等)。本例中，上述齿条9b的径向一侧面中且存在于与上述轴向一侧的伪齿33a的轴向一侧相邻的部分的平坦面部43a具有比上述的图16所示的齿条9a的平坦面部43更近似于长方形的形状。即，上述平面部分中且与轴向相关的尺寸最长的部分即上述平坦面部43a中的与相对于上述齿条9b的中心轴O呈直角的方向(在与平坦面部43a平行的假想平面上，与中心轴O呈直角的方向)相关的一端缘(图1的上侧缘)的轴向尺寸L_A1比图16的齿条9a的平坦面部43中的与相对于齿条9a的中心轴O呈直角的方向相关的一端缘(图16的上端缘)的轴向尺寸L_A小(L_A1＜L_A)。另外，上述平坦面部43a的另一端缘(图1的下侧缘)的轴向尺寸L_B1与图16的齿条9a的平坦面部43的另一端缘的轴向尺寸L_B实质上相同(L_B1＝L_B)。此外，图16的齿条9b的径向一侧面中的上述平坦面部43a和齿条9b中的轴向剩余部分即截面圆形的圆杆部44通过弓形的倾斜面部45连续。图1所示的本例中，存在于上述伪齿33a、33a彼此之间的部分的平坦面部43b、以及存在于与上述轴向另一侧的伪齿33a的轴向另一侧相邻的部分的平坦面部43c具有越从相对于上述中心轴O呈直角的方向的一方朝向另一方而宽度尺寸越变窄的实质上的梯形。即，上述平坦面部43b的一端缘的轴向尺寸L_A2以及上述平坦面部43c的一端缘的轴向尺寸L_A3大出了上述平坦面部43a的一端缘的轴向尺寸L_A1比图16的齿条9a的平坦面部43的一端缘的轴向尺寸L_A小的量。与之相对，上述平坦面部43b的另一端缘的轴向尺寸L_B2实质上等于图16的齿条9a的伪齿33、33彼此之间的部分的另一端缘的轴向尺寸，上述平坦面部43c的另一端缘的轴向尺寸L_B3也是实质上等于与轴向另一侧的伪齿33的轴向另一侧相邻的部分的另一端缘的轴向尺寸。图1所示的本例中，在上述平面部分的面积与图16的齿条9a大致相同状态下，该平面部分中的在轴向上连续的部分的与轴向相关的尺寸(最长的尺寸，即上述平坦面部43a的一端缘的轴向尺寸L_A1)比上述图16的齿条9a短。

制造上述那样的图1所示的本例的齿条(转向齿条)9b的方法基本上与上述的图13所示的例或图17～19所示的例相同。一例中，齿条(转向齿条)9b通过对碳钢、不锈钢等金属材制且圆柱状或圆筒状的原料实施塑性加工(冷锻)而制造。其它例子中，能够使用其它材料、其它形状和/或其它处理工序。

即，例如，将如图13的(A)→(B)所示对将对圆柱状或圆筒状的原料14实施预定的塑性加工而得到的中间原料18如图13的(C)→(D)所示地安放于阴模21的保持孔22。向保持孔22内***齿成形用冲头26。利用齿成形用冲头26，将上述中间原料18强有力地按入上述保持孔22内。在本例的齿条9b的制造方法所使用的齿成形用冲头26的加工面(下表面)设置有与应得到的上述齿条齿11a、11a以及上述伪齿33a、33a相应的形状的成形用的波形凹凸部。对这样得到的坯齿条27如图13的(E)→(F)所示地实施修整上述齿条齿11a、11a的形状的整形，得到上述齿条(转向齿条)9b。形成于该整形所使用的整形用阴模29的上表面的整形用凹凸面部30具有与应得到的上述齿条齿11a、11a以及上述伪齿33a、33a相应的形状。

或者，如图17～19所示地，使金属模具38碰到圆筒状的原料35的被加工面34。在金属模具38以从一面(下表面)凹陷的状态设置有具有与上述齿条齿11a、11a相应的形状的齿条齿成形用凹部39、39和具有与上述伪齿33a、33a相应的形状的伪齿成形用凹部40、40双方。在该状态下，如图18～19所示，向上述原料35的内侧***在径向一侧面设置有凸部41、41的芯棒42、42a。使构成原料35的金属材料中且存在于上述被加工面部34的内径侧的金属材料向上述齿条齿成形用凹部39、39以及上述伪齿成形用凹部40、40内移动，进一步填充。由此，形成上述齿条齿11a、11a以及上述伪齿33a、33a，得到上述齿条(转向齿条)9b。

在采用了任意方法的情况下，根据本例的齿条9b及其制造方法，均能够容易确保上述齿条齿11a、11a的形状精度。即，齿条9b中，在齿条齿11a的齿宽的范围内(遍及齿条齿11a的齿宽)，关于与齿条齿11a的齿线平行的第二方向，伪齿33a设置为不一样。由此，限制和/或控制齿条9b的制造时的材料的活动。在图1的例的情况下，相对于上述齿条9b(齿条轴10)的轴向正交的假想平面与上述伪齿33a、33a的形成方向构成的角度θ₁、θ₂比与齿条齿11a、11a的形成方向构成的角度小。上述齿条9b的径向一侧面中的存在于比形成有上述齿条齿11a、11a的部分靠轴向一侧的平面部分关于上述齿条9b的轴向连续得不长。更具体而言，上述平坦面部43a的一端缘的轴向尺寸L_A1比图16的齿条9a的平坦面部43的一端缘的轴向尺寸L_A小(L_A1＜L_A)。例如，上述平坦面部43a的附近部分中的一端侧的对构成上述齿条9b的金属材料在轴向上移动的阻力(流动阻力)比图16的齿条9a的平坦面部43的附近部分中的一端侧的流动阻力大。因此，在形成上述齿条齿11a、11a以及上述伪齿33a、33a时，能够使上述金属材料难以从应形成这些齿条齿11a、11a以及伪齿33a、33a的部分的内径侧向上述圆杆部44侧移动。即，能够使上述金属材料容易向应形成上述齿条齿11a、11a以及上述伪齿33a、33a的部分移动。其结果，上述金属材料容易填充至该部分，能够确保上述齿条齿11a、11a的形状精度。在本例的情况下，仅通过变更形成于齿成形用冲头26及金属模具38的加工面的波形凹凸部的形状，便实现了容易确保齿条齿11a、11a的形状精度的制造方法。因此，能够防止徒劳增大上述齿条9b的制造成本。

本例中，相对于上述齿条9b(齿条轴10)的轴向正交的假想平面与上述轴向一侧的伪齿33a的形成方向构成的角度θ₁比与轴向另一侧的伪齿33a的形成方向构成的角度θ₂小在上述平面部分不存在与上述齿条9b的轴向相关的尺寸比上述平坦面部43a的一端缘长的部分。这样，上述平面部分的面积与图16的齿条9a大致相同，平面部分中的在轴向上连续的部分的与轴向相关的尺寸(最长的尺寸)比图16的齿条9a短，由此，调整上述流动阻力(在相对于上述齿条9b的中心轴O呈直角的方向的一端侧部分和另一端侧部分，缩小了上述流动阻力的差)。确保齿条齿11a、11a的形状精度的原因不限定于上述。

在实施本例的情况下，能够以使上述角度θ₁成为0度的方式形成上述轴向一侧的伪齿33a(将该轴向一侧的伪齿33a形成为相对于上述齿条9b的轴向呈直角的方向)。即，也可以将上述平坦面部43a做成为长方形。如果将平坦面部43a做成为长方形，则能够使该平坦面部43a的面积在通过上述齿条9b的中心轴O且与平坦面部43a正交的假想平面α的两侧部分相同。也能够使上述流动阻力在这两侧部分大致相同。其结果，容易确保上述各齿条齿11a、11a的形状精度。平坦面部的形状能够进行各种变更。

相对于上述齿条9b的轴向正交的假想平面与上述各伪齿33a、33a的形成方向构成的角度θ₁、θ₂越小，上述流动阻力越大。本例中，各角度θ₁、θ₂比上述假想平面与上述齿条齿11a、11a的形成方向构成的角度小因此，能够使上述平面部分的流动阻力比上述的图16所示的方式增大。其结果，例如，上述金属材料难以向上述圆杆部44侧移动，从该点来看，也能够确保上述各齿条齿11a、11a的形状精度。

图2所示的例(齿条9c)中，相对于齿条9c(齿条轴10)的轴向正交的假想平面与多个伪齿33b、33b的宽度方向两侧缘(与齿条9c的轴向相关的两侧缘)中的一侧缘(远离齿条齿11a、11a的一侧的侧缘)构成的角度比与另一侧缘(接近这些各齿条齿11a、11a的一侧的侧缘)构成的角度小。换而言之，上述各伪齿33b、33b的实质上的齿厚(壁的厚度)关于这些伪齿33b、33b的形成方向(沿着齿线、顶部、或者棱线的方向)从一方越朝向另一方(从图2的上方朝向下方)越变小(沿着该方向，从一端朝向另一端，伪齿33b的厚度逐渐变小)。本例中，伪齿33b、33b在齿条轴10的轴向上具有相距齿条齿11a、11a较近的第一侧面(第一齿面)和较远的第二侧面(第二齿面)，第一侧面相对于与齿条轴10的轴向正交的第一方向的倾斜角(tilt angle)与第二侧面相对于第一方向的倾斜角实质上不同。图2所示的各伪齿33b、33b中，第二侧面(图2的右侧的面)的倾斜角比第一侧面(图2的左侧的面)的倾斜角小。本例中，伪齿33b在齿条齿11a的齿宽的范围内(遍及齿条齿11a的齿宽)，关于与齿条齿11a的齿线平行的第二方向设置为不一样。由此，限制和/或控制齿条9c的制造时的材料的活动。伪齿33b基于其形状等，在齿条齿11a的齿宽的范围内(遍及齿条齿11a的齿宽)，关于与齿条齿11a的齿线平行的第二方向，具有不一样的纵截面(与第二方向正交的纵截面)。例如，伪齿33b设置为与第二方向正交的纵截面的位置和/或形状沿着第二方向发生变化(纵截面根据第二方向的位置横向移动，伪齿33b的纵截面的形状根据第二方向的位置发生变化等)。本例中，上述齿条9c的径向一侧面中的存在于比形成有上述齿条齿11a、11a的部分靠轴向一侧的平面部分关于上述齿条9c的轴向连续得不长。而且，本例的齿条9c中，存在于比形成有上述齿条齿11a、11a的部分靠轴向一侧的平面部分的轴向长度比图1的齿条9b短。例如，能够在通过塑性加工制造上述齿条9c时，将从应形成上述齿条齿11a、11a以及上述伪齿33b、33b的部分的内径侧向圆杆部44侧的构成上述齿条9c的金属材料的移动抑制得更少。其结果，容易确保上述齿条齿11a、11a的形状精度。此外，上述伪齿33b、33b中的轴向一侧(图2的右侧)的伪齿33b的一侧缘也可以与上述假想平面平行。其它部分的结构以及作用做成与上述图1的例子相同。

图3、图4以及图5所示的例子(齿条9d)中，多个伪齿33c、33c的齿面、齿顶面以及齿底面由相关于与伪齿33c、33c的形成方向正交的假想平面的截面形状为局部圆弧形的曲面构成。在此，齿底面包含伪齿33c、33c中的轴向一侧(图3～4的右侧)的伪齿33c的齿根与倾斜面部45的连续部(过渡部)以及轴向另一侧(图3～4的左侧)的伪齿33c的齿根与与轴向另一侧的伪齿33c的轴向另一侧相邻的部分的连续部(过渡部)。本例中，伪齿33c在齿条齿11a的齿宽的范围内(遍及齿条齿11a的齿宽)，关于与齿条齿11a的齿线平行的第二方向，也设为不一样。由此，限制和/或控制齿条9d的制造时的材料的活动。伪齿33c基于其形状等在齿条齿11a的齿宽的范围内(遍及齿条齿11a的齿宽)，关于与齿条齿11a的齿线平行的第二方向具有不一样的纵截面(与第二方向正交的纵截面)。例如，伪齿33c设置为与第二方向正交的纵截面的位置和/或形状沿着第二方向发生变化(伪齿33c的纵截面的形状根据第二方向的位置发生变化等)。本例中，一个伪齿33c的壁(齿面)和与该伪齿33c的壁(齿面)并排设置的另一壁(另一伪齿33c的壁(齿面)或倾斜面部(另一壁的面)45)之间的过渡部(齿底面)具有弯曲面(弯曲形状，凹面，凹弯曲部)。另外，在各伪齿33c、33c的两端部(齿宽度方向的两侧)，伪齿33c、33c的横截面具有实质上的弯曲。本例中，上述齿条9d的径向一侧面中的存在于比形成有齿条齿11a、11a的部分靠轴向一侧的平面部分关于上述齿条9d的轴向连续得不长。而且，本例中，将上述各伪齿33c、33c的齿面、齿顶面以及齿底面做成曲面，因此，能够将通过塑性加工形成伪齿33c、33c所需要的载荷抑制得较小。通过实质上消除伪齿33c的齿顶的边缘，从而在齿条9d的制造时，容易将材料填充至金属模具的内部，作为结果，能够减小齿条齿11a的形成所需要的载荷。因此，实现上述齿条9d的制造成本的降低。本例中，上述伪齿33c、33c的形成方向与上述齿条齿11a、11a的形成方向平行。其它部分的结构以及作用与上述的图1的例子相同。

能够在伪齿代替和/或追加性地设置至少一个狭缝或至少一个凹部。图6以及图7所示的例(齿条9e)中，在多个伪齿33d、33d的形成方向中间部两个部位位置(齿宽内的两个部位)，以在厚度方向(宽度方向)上贯通伪齿33d、33d的状态形成有狭缝47a、47b。本例中，伪齿33d在齿条齿11a的齿宽的范围内(遍及齿条齿11a的齿宽)，关于与齿条齿11a的齿线平行的第二方向也设置为不一样。由此，限制和/或控制齿条9e的制造时的材料的活动。伪齿33d基于其形状等，在齿条齿11a的齿宽的范围内(遍及齿条齿11a的齿宽)关于与齿条齿11a的齿线平行的第二方向，具有不一样的纵截面(与第二方向正交的纵截面)。例如，伪齿33d设置为与第二方向正交的纵截面的位置和/或形状沿着第二方向发生变化(纵截面根据第二方向的位置横向移动，伪齿33d的纵截面的形状根据第二方向的位置发生变化等)。在形成于靠上述各伪齿33d、33d的形成方向一端的部分(图6的上侧)的狭缝47a、47a的宽度尺寸(间隙)比形成于靠另一端的部分(图6的下侧)的狭缝47b、47b的宽度尺寸小。由此，使上述齿条9e的径向一侧面中的存在于比形成有齿条齿11a、11a的部分靠轴向一侧(图6的左侧)的平面部分(图6中用斜格示出的部分，即上述各齿条齿11a、11a与上述各伪齿33d、33d之间的部分、这些各伪齿33d、33d彼此之间的部分以及存在于这些各伪齿33d、33d与倾斜面部45之间的平坦面部43，以及上述各狭缝47a、47b的底面)的面积在包含上述齿条9e的中心轴O且与该平面部分正交的假想平面α的两侧部分大致相同。由此，在形成上述齿条齿11a、11a以及上述伪齿33d、33d时，能够使对构成上述齿条9e的金属材料向其它部分(圆杆部44侧)移动的阻力在上述假想平面α的两侧部分大致相同。其它部分的结构以及作用与上述的实施方式的第一列相同。能够对狭缝进行代替和/或追加地在伪齿33d设置凹部。狭缝和/或凹部的数量、形状能够进行各种变更。

只要不产生矛盾，就能够适当组合上述的方式来实施。在该情况下，能够以使存在于与形成有齿条齿的部分在轴向上相邻的部分的平面部分的面积在包含中心轴且与该平面部分正交的假想平面的两侧部分成为大致相同，或者使上述平面部分关于齿条的轴向连续得不长的方式对伪齿的形状进行改良。

符号说明

1—方向盘，2—转向轴，3—万向接头，4—中间轴，5—转向器单元，6—输入轴，7—横拉杆，8—转向柱，9、9a～9e—齿条，10—齿条轴(主体)，11、11a—齿条齿，12—背面部分，13—圆杆部，14—原料，15—承模，16—凹槽部，17—按压冲头，18—中间原料，19—局部圆筒面部，20—平坦面部，21—阴模，22—保持孔，23—底部，24—内侧面，25—导向倾斜面部，26—齿成形用冲头，27—坯齿条，28—退避平坦面部，29—整形用阴模，30—整形用凹凸面部，31—压模，32—按压凹槽，33、33a～33d—伪齿，34—平坦面部，35—原料，36—小径侧圆筒部，37—大径侧圆筒部，38—金属模具，39—齿条齿成形用凹部，40—伪齿成形用凹部，41—凸部，42、42a—芯棒，43、43a—平坦面部，44—圆杆部，45—倾斜面部，46—曲面部，47a、47b—狭缝。

Claims (10)

1.一种转向齿条，其特征在于，

具备：

齿条轴；

多个齿条齿，其设置于上述齿条轴，且具有相对于与上述齿条轴的轴向正交的第一方向倾斜的齿线；以及

伪齿，其与上述齿条齿并排地设置于上述齿条轴，

上述伪齿关于与上述齿条齿的上述齿线平行的第二方向设置为不一样。

2.根据权利要求1所述的转向齿条，其特征在于，

上述伪齿的实质上的齿线相对于上述第一方向的倾斜角与上述齿条齿的上述齿线相对于上述第一方向的倾斜角不同。

3.根据权利要求1或2所述的转向齿条，其特征在于，

上述伪齿具有相距上述齿条齿较近的第一侧面和较远的第二侧面，

上述第一侧面相对于上述第一方向的倾斜角与上述第二侧面相对于上述第一方向的倾斜角实质上不同。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的转向齿条，其特征在于，

上述伪齿的壁和与上述伪齿的壁并排设置的另一壁之间的过渡部具有弯曲面。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的转向齿条，其特征在于，

在上述伪齿设有至少一个狭缝或至少一个凹部。

6.一种转向齿条，其特征在于，

具备：

齿条轴；

多个齿条齿，其以相对于与轴向呈直角的方向倾斜的状态形成于上述齿条轴；以及

至少一个伪齿，其以与多个上述齿条齿并排的状态形成于上述齿条轴，

相对于轴向正交的假想平面与上述伪齿的形成方向构成的角度比相对于轴向正交的假想平面与各上述齿条齿的形成方向构成的角度小。

7.一种转向齿条，其特征在于，

具备：

齿条轴；

多个齿条齿，其以相对于与轴向呈直角的方向倾斜的状态形成于上述齿条轴；以及

至少一个伪齿，其以与多个上述齿条齿并排的状态形成于上述齿条轴，

相对于轴向正交的假想平面与上述伪齿的宽度方向两侧缘中的相距各上述齿条齿较远的一侧的侧缘构成的角度比相对于轴向正交的假想平面与上述伪齿的宽度方向两侧缘中的相距各上述齿条齿较近的一侧的侧缘构成的角度小。

8.一种转向齿条，其特征在于，

具备：

齿条轴；

多个齿条齿，其以相对于与轴向呈直角的方向倾斜的状态形成于上述齿条轴；以及

至少一个伪齿，其以与多个上述齿条齿并排的状态形成于上述齿条轴，

轴向上与上述伪齿相邻的部分具有截面形状为局部圆弧形的曲面。

9.一种转向齿条，其特征在于，

具备：

齿条轴；

多个齿条齿，其以相对于与轴向呈直角的方向倾斜的状态形成于上述齿条轴；以及

至少一个伪齿，其以与多个上述齿条齿并排的状态形成于上述齿条轴，

在上述伪齿的关于形成方向的中间部分的至少一个部位，以至少在轴向上贯通上述伪齿的状态设置有狭缝。

10.一种转向齿条的制造方法，制造权利要求1～9中任一项所述的转向齿条，

上述转向齿条的制造方法的特征在于，

在原料的轴向一部分形成平坦面状的被加工面后，将具有齿条状的加工面的冲头或金属模具挤压至上述被加工面部，从而使上述被加工面部塑性变形，形成上述齿条齿以及上述伪齿。