[发明专利]坯件以及利用该坯件制造齿条轴的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种坯件以及一种利用该坯件制造齿条轴的方法。

背景技术

传统上，用于制造齿条轴的设备通过锻造将多个齿条齿模制成型到圆杆状坯件中。所述多个齿条齿被模制成型为沿坯件的轴向方向排列。在近几年，已经提出了用于执行坯件锻造后的形状变成接近最终产品的形状的近净形锻造的制造设备。

日本国家阶段特开专利公报No.2013-501621中描述的制造设备包括第一夹紧部、第二夹紧部和齿锻造部。第一夹紧部具有与坯件的第一轴部接触的第一圆柱形内周表面。第二夹紧部具有与坯件的第二轴部接触的第二圆柱形内周表面。齿锻造部形成为限定具有与形成有齿条齿的齿条轴的齿部的最终形状基本相同的形状的空间。在该制造设备中，第一轴部被第一夹紧部夹紧，并且第二轴部被第二夹紧部夹紧。在这种情况下，坯件的设置在第一轴部与第二轴部之间的加工目标部位于齿锻造部的空间中。此外，通过齿锻造部使坯件塑性变形，并且因此，齿条齿被模制成型。

当坯件如以上所述通过锻造塑性变形时，坯件的材料流动。具体地，如图9所示，首先，齿锻造部的齿92紧压坯件的加工目标部91。然后，在加工目标部91中，与加工齿93中的每个加工齿接触的部位被下压。因此，如由图9中的双点划线所示，加工目标部91的材料隆起而进入相邻加工齿93之间的空间S。以此方式，齿92的形状被转印到加工目标部91中以模制成型齿条齿。图9中的粗线示意性地示出了材料的流动。

因此，在加工目标部91的靠近第一轴部的第一端部处，当被加工齿93挤压时，不进入空间S的材料可以流入到第一轴部中。类似地，同样在加工目标部91的靠近第二轴部的第二端部处，当被加工齿93挤压时，不进入空间S的材料可以流入到第二轴部中。出于该原因，与加工目标部91的轴向方向上的中间部相比，材料在加工目标部91的靠近第一轴部和第二轴部的两个端部处容易减少。也就是说，当锻造加工目标部91时，在加工目标部91的靠近第一轴部和第二轴部的两个端部处，齿锻造部的空间内的材料的填充率容易减小。因此，在加工目标部91的靠近第一轴部和第二轴部的两个端部处，材料不能到达齿92的底表面。出于该原因，存在齿条轴可能被模制成型为缺少部分齿条齿的情况的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿条齿的形状精度被提高的坯件，以及一种利用该坯件制造齿条轴的方法。

为了解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种坯件，该坯件配置有第一轴部、第二轴部以及设置在第一轴部与第二轴部之间的加工目标部，其中，在加工目标部上形成沿轴向方向排列的多个齿条齿。加工目标部的靠近第一轴部的第一端部以及加工目标部的靠近第二轴部的第二端部中的至少一者的每单位长度的体积比加工目标部的在轴向方向上的中间部的每单位长度的体积更大。

为了解决上述问题，根据本发明的第二方面，提供了一种制造齿条轴的方法。该方法利用配置有第一轴部、第二轴部以及设置在第一轴部与第二轴部之间的加工目标部的坯件，其中，加工目标部的靠近第一轴部的第一端部以及加工目标部的靠近第二轴部的第二端部中的至少一者的每单位长度的体积比加工目标部的在轴向方向上的中间部的每单位长度的体积更大。此外，通过在夹紧第一轴部和第二轴部的情况下锻造加工目标部，在加工目标部上模制成型沿轴向方向排列的多个齿条齿。

附图说明

图1A为由本发明的坯件制成的齿条轴的平面图；

图1B为沿图1A的线1B-1B截取的截面图；

图2为坯件的平面图；

图3为示出了根据本发明的第一实施方式的齿条轴的制造设备的示意性构型的截面图；

图4为沿图3的线4-4截取的截面图；

图5A至图5C为示出了将齿条齿模制成型在坯件上时的每个过程的截面图；

图6为示出了根据本发明的第二实施方式的齿条轴的制造设备的示意性构型的截面图；

图7A至图7C为示出了将齿条齿模制成型在坯件上时的每个过程的截面图；

图8为示出了另一示例的制造设备的示意性构型的截面图；以及

图9为示出了模制成型齿条齿时加工目标部的材料的流动的示意图。

具体实施方式

(第一实施方式)

在下文中，将参照图1A至图5C来描述本发明的坯件的第一实施方式以及利用坯件制造齿条轴的方法。齿条轴组装至通过转向操作进行旋转的小齿轮轴(未图示)。齿条轴与小齿轮轴一起构成齿条和小齿轮机构。