齿条制造设备和齿条制造方法
齿条制造设备和齿条制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造使用在车辆的转向装置中的齿条杆，具体地，适合于使用在电动转向装置中的齿条杆的设备和方法，其中，联接到转向盘的转向齿轮与齿条杆相接合以便使齿条杆滑动以使车辆的车轮转弯，并且其中，根据转向扭矩受控的马达的输出被传输至辅助齿轮，该辅助齿轮在远离转向齿轮的位置处与齿条杆接合以辅助转向。
【背景技术】
[0002]用于在电动转向(EPS)设备中使用的齿条齿轮机构可以在单个位置处具有齿条齿轮组合(“单齿轮类型”)，或可以在使用用于EPS的齿条杆的两个位置处具有齿条齿轮组合(“双齿轮类型”)。(参见，例如，JP 4397083B2)。用于在单齿轮类型中使用的齿条杆的齿条齿部可以通过挤压或使用心轴锻造而形成。
[0003]然而，用于在双齿轮类型中使用的齿条杆在齿条杆的各个轴向端部处具有齿条齿部，并且两个齿条齿部相对于齿条杆的轴线的角位置(相位)可以彼此移位O度至45度。因此，需要专门的压力机。此外，具有上文描述的相位差的齿条杆不能利用使用心轴的锻造机来制造。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的是在不使用专用机器形成两个齿条齿部的情况下提供用于制造在两个位置处具有齿条齿部的齿条杆的设备和方法。
[0005]根据本发明的方面，提供了一种齿条制造设备和齿条制造方法。
[0006]该齿条制造设备包括:第一支撑部，该第一支撑部被构造成支撑其上形成有第一齿条齿的中空或实心第一杆；第二支撑部，该第二支撑部被构造成支撑中空或实心第二杆，使得所述第二杆的轴向中心线对准所述第一杆的轴向中心线；基部，该基部被构造成促使所述第二支撑部接近所述第一支撑部；和旋转驱动部，该旋转驱动部被构造成使所述第二支撑部相对于所述第一支撑部绕所述第二支撑部的轴向中心线旋转以便通过摩擦加压焊接来联结所述第一杆的端部和所述第二杆的端部。
[0007]该齿条制造方法包括如下步骤:支撑其上形成有第一齿条齿的中空或实心第一杆；支撑中空或实心第二杆，使得所述第二杆的轴向中心线对准所述第一杆的轴向中心线；使所述第二杆相对于所述第一杆绕所述第二杆的轴向中心线旋转；和加压焊接所述第一杆的端部和所述第二杆的端部。
【附图说明】
[0008]图1是具有由根据本发明的实施例的双齿轮齿条制造设备制造的双齿轮齿条杆的齿条和齿轮组件的视图。
[0009]图2是以部分切割的方式不出双齿轮齿条杆的平面图。
[0010]图3是示出双齿轮齿条制造设备的构造的图示。
[0011]图4是示出使用双齿轮齿条制造设备的双齿轮齿条制造过程的图示。
[0012]图5是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0013]图6是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0014]图7是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0015]图8是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0016]图9是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0017]图10是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0018]图11是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0019]图12是示出根据本发明的另一个实施例的双齿轮齿条制造设备的图示。
[0020]图13是示出使用图12的双齿轮齿条制造设备的双齿轮齿条制造过程的图示。
[0021]图14是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
【具体实施方式】
[0022]图1是并入了双齿轮齿条杆12的齿条齿轮组件的视图。双齿轮齿条杆12通过根据本发明的实施例的双齿轮齿条制造设备100(齿条制造设备)来制造。图2是双齿轮齿条杆12的平面图。图3是示出双齿轮齿条制造设备100的构造的图示。
[0023]齿条和齿轮组件10包括沿车辆的横向方向延伸的大致筒状齿条壳体11。双齿轮齿条杆12被容纳在壳体11的内部以便在横向轴向方向上可滑动。
[0024]双齿轮齿条杆12从齿条壳体11的端开口向外延伸，并且系杆13经各自的接头联接到双齿轮齿条杆12的各个端部。系杆13分别从覆盖接头的罩部(boots) 14横向地延伸。系杆13根据双齿轮齿条杆12的移动而移动，从而使车辆的车轮转向。
[0025]转向齿轮箱20设置在齿条壳体11的右端部处。输入轴21经由轴承而被转向齿轮箱20支撑，使得输入轴21是可枢转的。输入轴21联接到转向轴，转向盘经接头一体地附接到该转向轴。输入轴21设置有转向齿轮(未示出)。
[0026]转向齿轮与双齿轮齿条杆12的齿条齿部12a(第一齿条齿)相接合。根据转向盘的转弯操作传输到输入轴21的转向力使具有与齿部12a相接合的螺旋形齿的转向齿轮旋转，促使双齿轮齿条杆12沿横向轴向方向滑动。
[0027]辅助齿轮箱30设置在齿条壳体11的左端部处。辅助齿轮箱30包括在相对于齿条壳体11略倾斜的竖直方向延伸的齿轮圆筒部分31和垂直于齿轮圆筒部分31延伸的齿条引导圆筒部分32。
[0028]辅助齿轮(未示出)被容纳在齿轮圆筒部分31的内部，使得辅助齿轮与双齿轮齿条杆12的齿条齿部12b (第二齿条齿)相接合。马达33附接到辅助齿轮箱30，使得马达33的驱动轴使具有与双齿轮齿条杆12的齿条齿部12b啮合的螺旋形齿的辅助齿轮旋转，促使双齿轮齿条杆12沿横向轴向方向滑动。
[0029]马达33根据通过输入轴21检测到的转向盘的转向扭矩受到控制。执行转向操作，使得手动转向力经转向齿轮传输至双齿轮齿条杆12，并且马达33的驱动力取决于转向扭矩而受到控制并且经辅助齿轮施加到相同的双齿轮齿条杆12以辅助手动转向操作。
[0030]图2是双齿轮齿条杆条12的平面图。双齿轮齿条杆12具有第一齿部12a和第二齿部12b。第一齿部12a和第二齿部12b环绕双齿轮齿条杆的轴线的角位置(相位)彼此相差约O度至45度。
[0031]双齿轮齿条杆12通过接合第一齿条杆12A和第二齿条杆12B而形成。第一齿条杆12A通过在中空轴上形成第一齿条齿12a而设置。第二齿条杆12B通过在实心轴上形成第二齿条齿12b而设置。图2中的参考符号12C表不第一和第二齿条杆12A、12B联结一起的联结部。
[0032]如图3示意性地所示，双齿轮齿条制造设备100包括夹紧装置110 (第一支撑部)、安装到基部120的旋转驱动部130、和附接到旋转驱动部130的卡盘装置140(第二支撑部)。双齿轮齿条制造设备100以固定的方式安装在地板表面上等。夹紧装置110支撑第一齿条杆12A，而卡盘装置140支撑第二齿条杆12B，使得第一和第二齿条杆12A、12B的轴向中心线Cl、C2彼此对准。如图3所示，在轴向中心线C2的方向上，卡盘装置140可以比夹紧装置110更短，第二齿条杆12B通过旋转驱动部130绕所述轴向中心线C2旋转。
[0033]夹紧装置110被构造成支撑具有第一齿条齿12a的第一齿条杆12A，使得第一齿条杆12A是可附接且可拆卸的。
[0034]基部120被构造成促使卡盘装置140 (第二支撑部)接近夹紧装置110 (第一支撑部)。例如，在本实施例中，基部120被构造成使旋转驱动部130在图3中的方向H上前后移动。旋转驱动部130被构造成使卡盘装置140相对于夹紧装置110绕其轴向中心线旋转。
[0035]双齿轮齿条制造设备100被构造成以下列方式制造双齿轮齿条杆12。也就是，如图3所示，第二齿条杆12B由卡盘装置140支撑。接着，如图4所示，第一齿条杆12A由夹紧装置110支撑。在这种状态下，第一齿条杆12A的轴向中心线Cl和第二齿条杆12B的轴向中心线C2对齐。
[0036]接着，如图5所示，旋 转驱动部130被致动以使第二齿条杆12B相对于第一齿条杆的轴向中心线绕其轴向中心线旋转。然后，使第二齿条杆12B沿图5中的方向Hl向前移动。
[0037]接着，如图6所示，基部120使第二齿条杆12B沿图6的方向Hl朝第一齿条杆12A缓慢前向移动(缓慢进给)，从而促使第二齿条杆12A接触第一齿条杆12A，并且如图7所示。因此，产生摩擦热从而促使金属结构改变，并且还施加压力，使得第一和第二齿条杆12A、12B通过摩擦加压焊接联结在一起。
[0038]此外，如图8所示，旋转驱动部130的操作瞬间停止。旋转驱动部130的操作停止，使得赋予第一和第二齿条杆12A、12B绕轴向中心线的预定相位差。相位的精确度为约±0.1°，该精确度在实践中不导致问题。
[0039]接着，如图9所示，第二齿条杆12B脱离卡盘装置140，并且如图10所示，基部120沿图9中的方向H2向后移动。如图11所示，在返回到初始位置时，基部120的操作停止，并且第一齿条杆12A脱离夹紧装置110。
[0040]根据上面描述的双齿轮齿条制造设备100，即使当绕齿条杆的轴线的齿条杆的各自的齿部的角位置(相位)彼此相差约45度以上，也可以在不使用专用压力机的情况下以预定的相位差将齿条杆联结在一起。此外，即使当齿条杆具有使用心轴通过锻造机形成的齿条齿部时，也能够联结齿条杆。此外，还能够联结具有中空轴部的第一齿条杆12A和具有实心轴部的第二齿条杆12B。
[0041]通过利用摩擦热和压力将第一和第二齿条杆12A、12B牢固地联结而形成联结部12C，因而联结部12C具有比第一齿条杆12A和/或第二齿条杆12B的材料更高的机械强度。因此，在联结部12C处不产生裂纹。
[0042]具有中空轴部的第一齿条杆12A布置在转向侧上，并且可能经历适合于形成具有诸如可变齿轮比(VGR)等的复杂构造的齿的连续冷锻造。具有实心轴部的第二齿条杆12B布置在辅助侧上，并且可以经历适合于形成具有简单结构并且需要充分的齿宽和齿高的齿的切割。此外，双齿轮齿条杆12可以被构造成在沿着其轴向中心线上的长度的约2/3具有中空轴部，从而有助于使得齿条杆12轻量化。
[0043]图12是示出根据本发明的另一个实施例的双齿轮齿条制造设备100A的图示。通过该设备制造的双齿轮齿条杆12与前述内容中描述的相同。在图12中，具有与图3所示的那些相同作用的部分用与图3中相同的标记来指示，并且将省略其详细描述。
[0044]如图12所示，双齿轮齿条制造设备100A包括夹具装置110 (第一支撑部)、安装在基部120上的旋转驱动部130、附接到旋转驱动部130的卡盘装置140 (第二支撑部)、和诸如铰孔机等的机加工装置150。双齿轮齿条制造设备100A以固定的方式安装在地板表面上等。
[0045]夹紧装置110和卡盘装置140支撑第一杆12D和第二杆12E，使得第一杆12D的轴向中心线C3和第二杆12E的轴向中心线C4彼此对准。第一杆12D具有中空轴部，在该中空轴部上已经形成有齿条齿部12a (第一齿条齿)。第二杆12E具有实心轴部，在该实心轴部上尚未形成齿条齿部12b (第二齿条齿)。
[0046]利用双齿轮齿条制造设备100A，如图12所示，在第一杆12D和第二杆12E分别由夹紧装置110和卡盘装置140支撑之后，按图4至图10所示的那样制造双齿轮齿条杆12。如图13所示，当完成联结时，分别从夹紧装置110和卡盘装置140释放第一和第二杆12D和 12E。
[0047]接着，如图14所示，使用机加工装置150在第二杆12E上形成齿条齿12b。
[0048]双齿轮齿条制造设备100A提供与双齿轮齿条制造设备100中相同的有利效果。此夕卜，因为在将第一和第二杆12D和12E联结在一起之后形成齿条齿部12b，所以可以以高精度确定齿条齿部12a、12b绕其轴向中心线的角位置，而不取决于相对于旋转驱动部130绕轴向中心线的定位精确度，使得可以提供高质量双齿轮齿条杆12。
[0049]虽然在上面描述的实施例中将中空齿条杆和实心齿条杆联结在一起，但是在联结两个中空齿条杆或联结两个实心齿条杆的情况下，本发明也是适用的。此外，即使当中空齿条杆和实心齿条杆的布置横向地反向时，也可以将中空齿条杆和实心齿条杆联结在一起。因此，取决于所需的功能，可以选择中空和/或实心杆并且将它们联结在一起，因而在设计双齿轮齿条杆上的自由度得到改进。
[0050]本发明并不限于上面描述的实施例。例如，虽然在上面的实施例中，第一齿条杆是固定的并且第二齿条杆是旋转的，但是，也可以提供两个齿条杆都旋转的其它构造。此外，在不脱离如由所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以做出各种改变和修改。
[0051]本申请是基于2012年12月27日提交的日本专利申请N0.2012-286148，该日本专利申请的整个内容以引用方式并入本文。
【主权项】
1.一种齿条制造设备，包括: 第一支撑部，该第一支撑部被构造成支撑其上形成有第一齿条齿的中空或实心第一杆； 第二支撑部，该第二支撑部被构造成支撑中空或实心第二杆，使得所述第二杆的轴向中心线对准所述第一杆的轴向中心线； 基部，该基部被构造成促使所述第二支撑部接近所述第一支撑部； 旋转驱动部，该旋转驱动部被构造成使所述第二支撑部相对于所述第一支撑部绕所述第二支撑部的轴向中心线旋转以便通过摩擦加压焊接来联结所述第一杆的端部和所述第二杆的端部。2.根据权利要求1所述的齿条制造设备，其中，所述第二支撑部被构造成支撑所述实心第二杆。3.根据权利要求2所述的齿条制造设备，进一步包括机加工装置，该机加工装置被构造成在已经联接到所述第一杆的所述第二杆上形成第二齿条齿。4.根据权利要求1所述的齿条制造设备，其中，所述第二支撑部被构造成支撑其上形成有第二齿条齿的第二杆。5.一种齿条制造方法，包括: 支撑其上形成有第一齿条齿的中空或实心第一杆； 支撑中空或实心第二杆，使得所述第二杆的轴向中心线对准所述第一杆的轴向中心线； 使所述第二杆相对于所述第一杆绕所述第二杆的轴向中心线旋转； 加压焊接所述第一杆的端部和所述第二杆的端部； 使所述第二杆的旋转停止；和 释放所述第二杆。6.根据权利要求5所述的齿条制造方法，其中，所述支撑所述第二杆包括支撑所述实心第二杆。7.根据权利要求6所述的齿条制造方法，进一步包括在已经被联结到所述第一杆的所述第二杆上形成第二齿条齿。8.根据权利要求5所述的齿条制造方法，其中，所述支撑所述第二杆包括支撑其上形成有第二齿条齿的第二杆。
【专利摘要】提供了一种齿条制造设备(100)和一种齿条制造方法。该齿条制造设备包括：第一支撑部(110)，该第一支撑部被构造成支撑其上形成有第一齿条齿的中空或实心第一杆(12A)；第二支撑部(140)，该第二支撑部被构造成支撑中空或实心第二杆(12B)，使得所述第二杆的轴向中心线(C2)对准所述第一杆的轴向中心线(C1)；基部(20)，该基部被构造成促使所述第二支撑部(140)接近所述第一支撑部(110)；和旋转驱动部(130)，该旋转驱动部被构造成使所述第二支撑部(140)相对于所述第一支撑部(110)绕所述第二支撑部的轴向中心线(C2)旋转以便通过摩擦加压焊接来联结所述第一杆(12A)的端部和所述第二杆(12B)的端部。
【IPC分类】B23K20/12
【公开号】CN104903043
【申请号】CN201380068782
【发明人】铃木亮介, 野村圣人, 山胁崇
【申请人】高周波热錬株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】EP2938455A1, WO2014104410A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造使用在车辆的转向装置中的齿条杆，具体地，适合于使用在电动转向装置中的齿条杆的设备和方法，其中，联接到转向盘的转向齿轮与齿条杆相接合以便使齿条杆滑动以使车辆的车轮转弯，并且其中，根据转向扭矩受控的马达的输出被传输至辅助齿轮，该辅助齿轮在远离转向齿轮的位置处与齿条杆接合以辅助转向。
【背景技术】
[0002]用于在电动转向(EPS)设备中使用的齿条齿轮机构可以在单个位置处具有齿条齿轮组合(“单齿轮类型”)，或可以在使用用于EPS的齿条杆的两个位置处具有齿条齿轮组合(“双齿轮类型”)。(参见，例如，JP 4397083B2)。用于在单齿轮类型中使用的齿条杆的齿条齿部可以通过挤压或使用心轴锻造而形成。
[0003]然而，用于在双齿轮类型中使用的齿条杆在齿条杆的各个轴向端部处具有齿条齿部，并且两个齿条齿部相对于齿条杆的轴线的角位置(相位)可以彼此移位O度至45度。因此，需要专门的压力机。此外，具有上文描述的相位差的齿条杆不能利用使用心轴的锻造机来制造。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的是在不使用专用机器形成两个齿条齿部的情况下提供用于制造在两个位置处具有齿条齿部的齿条杆的设备和方法。
[0005]根据本发明的方面，提供了一种齿条制造设备和齿条制造方法。
[0006]该齿条制造设备包括:第一支撑部，该第一支撑部被构造成支撑其上形成有第一齿条齿的中空或实心第一杆；第二支撑部，该第二支撑部被构造成支撑中空或实心第二杆，使得所述第二杆的轴向中心线对准所述第一杆的轴向中心线；基部，该基部被构造成促使所述第二支撑部接近所述第一支撑部；和旋转驱动部，该旋转驱动部被构造成使所述第二支撑部相对于所述第一支撑部绕所述第二支撑部的轴向中心线旋转以便通过摩擦加压焊接来联结所述第一杆的端部和所述第二杆的端部。
[0007]该齿条制造方法包括如下步骤:支撑其上形成有第一齿条齿的中空或实心第一杆；支撑中空或实心第二杆，使得所述第二杆的轴向中心线对准所述第一杆的轴向中心线；使所述第二杆相对于所述第一杆绕所述第二杆的轴向中心线旋转；和加压焊接所述第一杆的端部和所述第二杆的端部。
【附图说明】
[0008]图1是具有由根据本发明的实施例的双齿轮齿条制造设备制造的双齿轮齿条杆的齿条和齿轮组件的视图。
[0009]图2是以部分切割的方式不出双齿轮齿条杆的平面图。
[0010]图3是示出双齿轮齿条制造设备的构造的图示。
[0011]图4是示出使用双齿轮齿条制造设备的双齿轮齿条制造过程的图示。
[0012]图5是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0013]图6是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0014]图7是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0015]图8是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0016]图9是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0017]图10是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0018]图11是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
[0019]图12是示出根据本发明的另一个实施例的双齿轮齿条制造设备的图示。
[0020]图13是示出使用图12的双齿轮齿条制造设备的双齿轮齿条制造过程的图示。
[0021]图14是示出双齿轮齿条制造过程的另一个图示。
【具体实施方式】
[0022]图1是并入了双齿轮齿条杆12的齿条齿轮组件的视图。双齿轮齿条杆12通过根据本发明的实施例的双齿轮齿条制造设备100(齿条制造设备)来制造。图2是双齿轮齿条杆12的平面图。图3是示出双齿轮齿条制造设备100的构造的图示。
[0023]齿条和齿轮组件10包括沿车辆的横向方向延伸的大致筒状齿条壳体11。双齿轮齿条杆12被容纳在壳体11的内部以便在横向轴向方向上可滑动。
[0024]双齿轮齿条杆12从齿条壳体11的端开口向外延伸，并且系杆13经各自的接头联接到双齿轮齿条杆12的各个端部。系杆13分别从覆盖接头的罩部(boots) 14横向地延伸。系杆13根据双齿轮齿条杆12的移动而移动，从而使车辆的车轮转向。
[0025]转向齿轮箱20设置在齿条壳体11的右端部处。输入轴21经由轴承而被转向齿轮箱20支撑，使得输入轴21是可枢转的。输入轴21联接到转向轴，转向盘经接头一体地附接到该转向轴。输入轴21设置有转向齿轮(未示出)。
[0026]转向齿轮与双齿轮齿条杆12的齿条齿部12a(第一齿条齿)相接合。根据转向盘的转弯操作传输到输入轴21的转向力使具有与齿部12a相接合的螺旋形齿的转向齿轮旋转，促使双齿轮齿条杆12沿横向轴向方向滑动。
[0027]辅助齿轮箱30设置在齿条壳体11的左端部处。辅助齿轮箱30包括在相对于齿条壳体11略倾斜的竖直方向延伸的齿轮圆筒部分31和垂直于齿轮圆筒部分31延伸的齿条引导圆筒部分32。
[0028]辅助齿轮(未示出)被容纳在齿轮圆筒部分31的内部，使得辅助齿轮与双齿轮齿条杆12的齿条齿部12b (第二齿条齿)相接合。马达33附接到辅助齿轮箱30，使得马达33的驱动轴使具有与双齿轮齿条杆12的齿条齿部12b啮合的螺旋形齿的辅助齿轮旋转，促使双齿轮齿条杆12沿横向轴向方向滑动。
[0029]马达33根据通过输入轴21检测到的转向盘的转向扭矩受到控制。执行转向操作，使得手动转向力经转向齿轮传输至双齿轮齿条杆12，并且马达33的驱动力取决于转向扭矩而受到控制并且经辅助齿轮施加到相同的双齿轮齿条杆12以辅助手动转向操作。
[0030]图2是双齿轮齿条杆条12的平面图。双齿轮齿条杆12具有第一齿部12a和第二齿部12b。第一齿部12a和第二齿部12b环绕双齿轮齿条杆的轴线的角位置(相位)彼此相差约O度至45度。
[0031]双齿轮齿条杆12通过接合第一齿条杆12A和第二齿条杆12B而形成。第一齿条杆12A通过在中空轴上形成第一齿条齿12a而设置。第二齿条杆12B通过在实心轴上形成第二齿条齿12b而设置。图2中的参考符号12C表不第一和第二齿条杆12A、12B联结一起的联结部。
[0032]如图3示意性地所示，双齿轮齿条制造设备100包括夹紧装置110 (第一支撑部)、安装到基部120的旋转驱动部130、和附接到旋转驱动部130的卡盘装置140(第二支撑部)。双齿轮齿条制造设备100以固定的方式安装在地板表面上等。夹紧装置110支撑第一齿条杆12A，而卡盘装置140支撑第二齿条杆12B，使得第一和第二齿条杆12A、12B的轴向中心线Cl、C2彼此对准。如图3所示，在轴向中心线C2的方向上，卡盘装置140可以比夹紧装置110更短，第二齿条杆12B通过旋转驱动部130绕所述轴向中心线C2旋转。
[0033]夹紧装置110被构造成支撑具有第一齿条齿12a的第一齿条杆12A，使得第一齿条杆12A是可附接且可拆卸的。
[0034]基部120被构造成促使卡盘装置140 (第二支撑部)接近夹紧装置110 (第一支撑部)。例如，在本实施例中，基部120被构造成使旋转驱动部130在图3中的方向H上前后移动。旋转驱动部130被构造成使卡盘装置140相对于夹紧装置110绕其轴向中心线旋转。
[0035]双齿轮齿条制造设备100被构造成以下列方式制造双齿轮齿条杆12。也就是，如图3所示，第二齿条杆12B由卡盘装置140支撑。接着，如图4所示，第一齿条杆12A由夹紧装置110支撑。在这种状态下，第一齿条杆12A的轴向中心线Cl和第二齿条杆12B的轴向中心线C2对齐。
[0036]接着，如图5所示，旋 转驱动部130被致动以使第二齿条杆12B相对于第一齿条杆的轴向中心线绕其轴向中心线旋转。然后，使第二齿条杆12B沿图5中的方向Hl向前移动。
[0037]接着，如图6所示，基部120使第二齿条杆12B沿图6的方向Hl朝第一齿条杆12A缓慢前向移动(缓慢进给)，从而促使第二齿条杆12A接触第一齿条杆12A，并且如图7所示。因此，产生摩擦热从而促使金属结构改变，并且还施加压力，使得第一和第二齿条杆12A、12B通过摩擦加压焊接联结在一起。
[0038]此外，如图8所示，旋转驱动部130的操作瞬间停止。旋转驱动部130的操作停止，使得赋予第一和第二齿条杆12A、12B绕轴向中心线的预定相位差。相位的精确度为约±0.1°，该精确度在实践中不导致问题。
[0039]接着，如图9所示，第二齿条杆12B脱离卡盘装置140，并且如图10所示，基部120沿图9中的方向H2向后移动。如图11所示，在返回到初始位置时，基部120的操作停止，并且第一齿条杆12A脱离夹紧装置110。
[0040]根据上面描述的双齿轮齿条制造设备100，即使当绕齿条杆的轴线的齿条杆的各自的齿部的角位置(相位)彼此相差约45度以上，也可以在不使用专用压力机的情况下以预定的相位差将齿条杆联结在一起。此外，即使当齿条杆具有使用心轴通过锻造机形成的齿条齿部时，也能够联结齿条杆。此外，还能够联结具有中空轴部的第一齿条杆12A和具有实心轴部的第二齿条杆12B。
[0041]通过利用摩擦热和压力将第一和第二齿条杆12A、12B牢固地联结而形成联结部12C，因而联结部12C具有比第一齿条杆12A和/或第二齿条杆12B的材料更高的机械强度。因此，在联结部12C处不产生裂纹。
[0042]具有中空轴部的第一齿条杆12A布置在转向侧上，并且可能经历适合于形成具有诸如可变齿轮比(VGR)等的复杂构造的齿的连续冷锻造。具有实心轴部的第二齿条杆12B布置在辅助侧上，并且可以经历适合于形成具有简单结构并且需要充分的齿宽和齿高的齿的切割。此外，双齿轮齿条杆12可以被构造成在沿着其轴向中心线上的长度的约2/3具有中空轴部，从而有助于使得齿条杆12轻量化。
[0043]图12是示出根据本发明的另一个实施例的双齿轮齿条制造设备100A的图示。通过该设备制造的双齿轮齿条杆12与前述内容中描述的相同。在图12中，具有与图3所示的那些相同作用的部分用与图3中相同的标记来指示，并且将省略其详细描述。
[0044]如图12所示，双齿轮齿条制造设备100A包括夹具装置110 (第一支撑部)、安装在基部120上的旋转驱动部130、附接到旋转驱动部130的卡盘装置140 (第二支撑部)、和诸如铰孔机等的机加工装置150。双齿轮齿条制造设备100A以固定的方式安装在地板表面上等。
[0045]夹紧装置110和卡盘装置140支撑第一杆12D和第二杆12E，使得第一杆12D的轴向中心线C3和第二杆12E的轴向中心线C4彼此对准。第一杆12D具有中空轴部，在该中空轴部上已经形成有齿条齿部12a (第一齿条齿)。第二杆12E具有实心轴部，在该实心轴部上尚未形成齿条齿部12b (第二齿条齿)。
[0046]利用双齿轮齿条制造设备100A，如图12所示，在第一杆12D和第二杆12E分别由夹紧装置110和卡盘装置140支撑之后，按图4至图10所示的那样制造双齿轮齿条杆12。如图13所示，当完成联结时，分别从夹紧装置110和卡盘装置140释放第一和第二杆12D和 12E。
[0047]接着，如图14所示，使用机加工装置150在第二杆12E上形成齿条齿12b。
[0048]双齿轮齿条制造设备100A提供与双齿轮齿条制造设备100中相同的有利效果。此夕卜，因为在将第一和第二杆12D和12E联结在一起之后形成齿条齿部12b，所以可以以高精度确定齿条齿部12a、12b绕其轴向中心线的角位置，而不取决于相对于旋转驱动部130绕轴向中心线的定位精确度，使得可以提供高质量双齿轮齿条杆12。
[0049]虽然在上面描述的实施例中将中空齿条杆和实心齿条杆联结在一起，但是在联结两个中空齿条杆或联结两个实心齿条杆的情况下，本发明也是适用的。此外，即使当中空齿条杆和实心齿条杆的布置横向地反向时，也可以将中空齿条杆和实心齿条杆联结在一起。因此，取决于所需的功能，可以选择中空和/或实心杆并且将它们联结在一起，因而在设计双齿轮齿条杆上的自由度得到改进。
[0050]本发明并不限于上面描述的实施例。例如，虽然在上面的实施例中，第一齿条杆是固定的并且第二齿条杆是旋转的，但是，也可以提供两个齿条杆都旋转的其它构造。此外，在不脱离如由所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以做出各种改变和修改。
[0051]本申请是基于2012年12月27日提交的日本专利申请N0.2012-286148，该日本专利申请的整个内容以引用方式并入本文。
【主权项】
1.一种齿条制造设备，包括: 第一支撑部，该第一支撑部被构造成支撑其上形成有第一齿条齿的中空或实心第一杆； 第二支撑部，该第二支撑部被构造成支撑中空或实心第二杆，使得所述第二杆的轴向中心线对准所述第一杆的轴向中心线； 基部，该基部被构造成促使所述第二支撑部接近所述第一支撑部； 旋转驱动部，该旋转驱动部被构造成使所述第二支撑部相对于所述第一支撑部绕所述第二支撑部的轴向中心线旋转以便通过摩擦加压焊接来联结所述第一杆的端部和所述第二杆的端部。2.根据权利要求1所述的齿条制造设备，其中，所述第二支撑部被构造成支撑所述实心第二杆。3.根据权利要求2所述的齿条制造设备，进一步包括机加工装置，该机加工装置被构造成在已经联接到所述第一杆的所述第二杆上形成第二齿条齿。4.根据权利要求1所述的齿条制造设备，其中，所述第二支撑部被构造成支撑其上形成有第二齿条齿的第二杆。5.一种齿条制造方法，包括: 支撑其上形成有第一齿条齿的中空或实心第一杆； 支撑中空或实心第二杆，使得所述第二杆的轴向中心线对准所述第一杆的轴向中心线； 使所述第二杆相对于所述第一杆绕所述第二杆的轴向中心线旋转； 加压焊接所述第一杆的端部和所述第二杆的端部； 使所述第二杆的旋转停止；和 释放所述第二杆。6.根据权利要求5所述的齿条制造方法，其中，所述支撑所述第二杆包括支撑所述实心第二杆。7.根据权利要求6所述的齿条制造方法，进一步包括在已经被联结到所述第一杆的所述第二杆上形成第二齿条齿。8.根据权利要求5所述的齿条制造方法，其中，所述支撑所述第二杆包括支撑其上形成有第二齿条齿的第二杆。
【专利摘要】提供了一种齿条制造设备(100)和一种齿条制造方法。该齿条制造设备包括：第一支撑部(110)，该第一支撑部被构造成支撑其上形成有第一齿条齿的中空或实心第一杆(12A)；第二支撑部(140)，该第二支撑部被构造成支撑中空或实心第二杆(12B)，使得所述第二杆的轴向中心线(C2)对准所述第一杆的轴向中心线(C1)；基部(20)，该基部被构造成促使所述第二支撑部(140)接近所述第一支撑部(110)；和旋转驱动部(130)，该旋转驱动部被构造成使所述第二支撑部(140)相对于所述第一支撑部(110)绕所述第二支撑部的轴向中心线(C2)旋转以便通过摩擦加压焊接来联结所述第一杆(12A)的端部和所述第二杆(12B)的端部。
【IPC分类】B23K20/12
【公开号】CN104903043
【申请号】CN201380068782
【发明人】铃木亮介, 野村圣人, 山胁崇
【申请人】高周波热錬株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】EP2938455A1, WO2014104410A1
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