芯棒、芯棒组件以及空心齿条杆制造技术

本发明专利技术提供一种芯棒，具备：棒件（１１），具有比管材（Ｐ）的空心部的最小断面区域还小的最大断面区域；和突起部（２１～２３），沿着该棒件（１１）的轴向而设置，并包括具有最大突出量（Ｈｂ）的最大突起部（２２），位于上述棒件（１１）的轴向前端（１２）侧的突起部（２１）的突出量（Ｈａ），形成为小于位于轴向中央侧的最大突起部（２２）的突出量（Ｈｂ）；位于上述棒件（１１）的轴向基端（１３）侧的突起部（２１）的突出量（Ｈｂ），设定为等于或小于上述最大突起部的突出量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制造在汽车的动力转向装置等中所使用的空心齿条杆 等空心部件的芯棒、芯棒组件及使用该芯棒所制造的空心齿条杆。
技术介绍
作为在汽车的动力转向装置中使用的空心齿条杆(空心部件)的制 造方法，以往多是由圆棒切削而成的。然而，为了对应复杂的形状以及 轻量化，已知有由管材通过转印锻造而制造的(例如，参照日本特公平3 -5892号公报)。具体而言，首先，通过热锻模具对管材加压，由此在 一次成形为齿形，同时形成平坦的上表面，在接下来的工序中把芯棒压 入到管材的空腔内。芯棒具有锥状的突起部，通过把突起部卡合于管材 的平坦部内周侧，平坦部的壁部通过塑性变形的流动而朝向成形模具的齿列突出，通过转印方式将与成模具模的齿列相对应的形状的直线方向 的齿列付与管材的外周平坦部，可以作为齿条杆。已知下述的芯棒，即从芯棒200的棒件201的前端202朝向基端203 所设置的突起部204-206的突出量Ta Tc，如图20所示，以从被压 入的前端202侧到基端203侧依次变高的方式而形成的芯棒(例如，参 照日本特开2006 - 026703号^^艮)。上述芯棒存在如下的问题。即，由于突起部204~206的突出量Ta~ Tc在压入方向依次变高，因此管材未对芯棒200作用较大的负荷。另一 方面，在芯棒200在压入方向穿过后，管材由于回弹而稍微返回，使其 内径变小。因此，芯棒200在后退方向穿过时，由于其具有最大突出量 的突起部206最先接触管材的内壁面，因此承受较大的负荷，对芯棒200 作用有过大的压力。因此，芯棒的寿命变短的情况较多。另一方面，为了防止作用过大的负荷，若将芯棒200的具有最大突 出量的突起部206的突出量减小，则每次由锻造加工带来的变形量减少， 由此存在如下问题，即增加加工工序，并且增加所需的芯棒的种类，降低加工效率。另外，齿条被用于如图21所示的齿轮齿条300。齿轮齿条300具备 壳体301;小齿轮303，其借助轴承302被可自由旋转地安装于该壳体 301;空心齿条杆304，其在相对于该小齿轮303正交的方向可自由移动 地设置；齿条导件305，其可自由滑动地支承该空心齿条杆304的外壁 面(角度范围M);弹簧306,其将该齿条导件305按压至小齿轮303 侧。图22是表示芯棒400的一例的剖视图。芯棒400具备棒件401 和设置于该棒件401的突起部402。另外，棒件401的剖面为如图22 所示的纵向长的形状。上述芯棒存在如下的问题，即，空心齿条杆304为使其与齿条导件 305进行圆滑地滑动，因此需要高精度地形成外周面。对此，芯棒400的与突起部402的背面侧，以芯棒400的轴向为中 心，只在狭窄的角度范围内形成。因此，在后续工序中如形成空心齿条 杆304的R形状等，常常需要花费加工的功夫和时间。另外，存在使用短型的芯棒代替长型的芯棒400进行转印锻造的情 况。这样的短型芯棒是用于使芯棒往返移动的驱动棒为独立构造的芯 棒。在这种情况下，芯棒在空心齿条杆304的空心部内有倒塌，常常不 能进行齿成形。另一方面，在转印齿列时所使用的成形模，由于转印时应力集中于 其齿底中央部，因此存在寿命缩短这样的问题。另一方面，可以采用这样的芯棒，其由多个逐渐增大突起部的突起 量的组件所形成，并且根据空心齿条杆的直径、材质、成形模的形状等 使用最合适的组合。这样的芯棒组件存在如下问题。即，芯棒从管材承受的反作用力随 着突起量变大，即越到加工的最后阶段越大，因此若相对于前一号数的 芯棒的最大突起量，过大地设定后一号数的芯棒的最大突起量时，则压 入时所需的载荷变大，常常超过驱动源的容量，不能压入芯棒。另外，芯棒在压入方向穿过后，管材由于回弹而稍微返回，内径变 小。因此，在压入下一芯棒时，若具有最大突出量的突起部最先接触管 材的内壁面，则承受较大的负荷，对芯棒作用过大的压力。因此，常常 使芯棒的寿命变短。此外，因某种原因常常在平坦部形成时管材的内径异常地变小。在 这种情况下，常常在压入通常的芯棒时芯棒发生折损。用于这样的转印锻造的芯棒300,如图23所示，具有棒件301，并 且具备从该棒件301突出的突起部302。另外，芯棒300,如图23中双 点划线所示，由多个稍微扩大了突起部302突出量的组件形成，根据空 心齿条杆的直径、材质、成形模的形状等使用最合适的组合。这样的芯棒组件存在如下问题。即，芯棒300的棒件301的最大宽 度W不管突起部302的突出量而被设定为相同。因此，若突起部302 的突出量增大，如图24所示，对管材P的横向内壁面的规定宽度Sl 进行按压或滑动，有增大成形载荷这样的倾向。另外，若因制造工序中 的误差而使棒件的宽度产生偏差，则成形载荷产生变动。由此，最终考虑到成形载荷的变动，需要采用产生较大的成形载荷 的装置，因此有可能增加设备成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种不降低加工效率，通过防止作用 较大的负荷从而可以提高寿命的芯棒。本专利技术的芯棒，其用于制造空心齿条杆的方法中，该方法是通过将其 压入被保持于模具的空心材料的内部空腔，以使上述空心材料的壁部从内 径侧朝向模具突出来制造空心齿条杆，具备棒件，具有比上述空心材料 的空心部的最小断面区域还小的最大断面区域；和至少三个突起部，沿着 该棒件的轴向设置，并包括具有最大突出量的最大突起部，在上述突起部 中，上述最大突起部位于轴向中央侧，位于上述棒件的轴向前端侧的突起 部的突出量，^:形成为小于上述最大突起部的突出量，位于上述棒件的轴 向基端侧的突起部的突出量，被设定为等于或小于上述最大突起部的突出 量。芯棒，用于制造空心齿条杆的方法中，该方法是通过将其压入被保持 于模具的空心材料的内部空腔，以使上述空心材料的壁部从内径侧朝向模具突出来制造空心齿条杆，具备棒件，具有比上述空心材料的内径还小 的外径；和至少四个突起部，沿着该棒件的轴向设置，并包括具有最大突 出量的最大突起部，从位于上述棒件的轴向前端侧的突起部，到从轴向基 端侧起位于第二位的最大突起部，逐渐增高地形成其突出量，位于上述棒 件的轴向基端侧的突起部的突出量，被设定为等于或小于上述最大突起部 的突出量。芯棒，用于制造空心齿条杆的方法中，该方法是通过将其压入被保持 于模具的空心材料的内部空腔，以使上述空心材料的壁部从内径侧朝向模 具突出来制造空心齿条杆，具备棒件，具有比上述空心材料的内径还小 的外径；和至少五个突起部，沿着该棒件的轴向设置，并包括具有最大突 出量的最大突起部，从位于上述棒件的轴向前端侧的突起部，到从轴向基 端侧起位于第三位的最大突起部，逐渐增高地形成其突出量，从轴向基端 侧起位于第二位的突起部的突出量，被设定为等于或小于上述最大突起部 的突出量，位于上述棒件的轴向基端側的突起部的突出量，被设定为等于 或小于从轴向基端侧起位于第二位的突起部的突出量。根据本专利技术，不降低加工效率，通过防止作用较大的负荷从而可以提 高寿命。本专利技术的目的在于，提供一种芯棒以及使用该芯棒制造的空心齿条杆， 在与齿成形同时，进行位于与空心材料的齿形成面相反侧的背面侧的R形 状的形成，并且即使为短模具芯棒也可以防止在空心部内的倒塌而进行顺 利地加工。本专利技术的芯棒，用于制造空心齿条杆的方法中，该方法是通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯棒，其用于制造空心齿条杆的方法中，该方法是通过将其压入被保持于模具的空心材料的内部空腔，以使上述空心材料的壁部从内径侧朝向模具突出来制造空心齿条杆，其特征在于，具备：　　　　棒件，具有比上述空心材料的空心部的最小断面区域还小的最大断面区域；和　　　　至少三个突起部，沿着该棒件的轴向设置，并包括具有最大突出量的最大突起部，　　　　在上述突起部中，上述最大突起部位于轴向中央侧，　　　　位于上述棒件的轴向前端侧的突起部的突出量，被形成为小于上述最大突起部的突出量，　　　　位于上述棒件的轴向基端侧的突起部的突出量，被设定为等于或小于上述最大突起部的突出量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山胁崇，
申请(专利权)人：高周波热练株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]