CN107848018B

CN107848018B - 齿条轴及其制造方法

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Publication number: CN107848018B
Application number: CN201680045429.XA
Authority: CN
Inventors: 水谷洋斗
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2015-09-03
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2019-08-09
Anticipated expiration: 2036-08-26
Also published as: EP3315225A1; WO2017038681A1; EP3315225A4; JP6304458B2; US20180221938A1; CN107848018A; JPWO2017038681A1; EP3315225B1

Abstract

在利用锻造加工来形成齿条齿(10a)，并实施了淬火处理和回火处理等热处理后，仅对该齿条齿(10a)中比行程为一定的轴向中央部设置的中心侧不变齿轮部(17)实施精加工，设置以斜方格图样表示的精加工部。由此，以低成本实现对于齿条齿能够确保充分必要的精度的齿条轴的制造方法。

Description

齿条轴及其制造方法

技术领域

本发明涉及例如装入到构成汽车用转向装置的转向装置中，并随着轴向的移位而推拉拉杆的齿条轴及其制造方法的改良。

背景技术

作为用于将从方向盘输入的旋转运动转换为用于付与转向角的直线运动的机构，已知使用齿条和小齿轮的齿轮齿条副的转向装置。这样的齿轮齿条副转向装置由于能够小型且轻量地构成，而且刚性高能够得到良好的转向感，因此被广泛使用。

图16示出这样的齿轮齿条副转向装置的一个例子。在该转向装置中，将随着方向盘1的操作而旋转的转向轴2的运动经由万向接头3、3和中间轴4传递至转向齿轮单元5的输入轴6。该转向齿轮单元5包括：被输入轴6旋转驱动的小齿轮轴；以及与该小齿轮轴啮合的齿条轴。若小齿轮轴与输入轴6一起旋转，则齿条轴在轴向移位，推拉与其两端部结合的1对拉杆7、7，对转向轮付与期望的转向角。

作为上述这样的转向齿轮单元，例如如图17所示，已知如下可变传动比(VGR)构造的转向齿轮单元5，根据小齿轮轴8的旋转角度，使相当于小齿轮轴8每转1圈的齿条轴9的轴向移动量的比行程(齿条轴移动量/小齿轮转1圈)变化(参照专利文献1)。另外，在可变传动比构造的转向齿轮单元5中，通过将比行程在行程中央附近(转向中心侧)设定为低的值，在行程两端部(转向末端侧)设定为高的值，从而减小在转向中央附近的对于转向操作量的轮胎的舵角，提高直行行驶时的行驶稳定性。

另外，比行程的设定是根据轴向位置使齿条齿10的各种要素(齿彼此的间距、齿的形状、齿线的倾斜角等)变化而进行的。因此，在该齿条齿10中分别设置有比行程一定的区域、和比行程变化的区域。而且，在其中的比行程变化的区域中，齿条齿10的齿面(侧面)形状为复杂的曲面形状。因此，这样的齿条齿10难以通过切削加工而形成，一般而言，是利用塑性加工(锻造加工)而形成的。

在利用锻造加工来形成齿条齿的情况下，虽然具有能够通过变更锻造模具的形状来自由设定齿条齿的形状这种优点，但在锻造加工的情况下，由于利用原材料的塑性流动来形成齿条齿，因此，该齿条齿会蓄积大的加工应变。因此，若以提高齿条齿的强度和耐磨性等为目的，在锻造加工后实施热处理，则在齿条齿上容易产生大的变形，难以确保所需的精度。

另一方面，转向装置被要求对于驾驶者的转向操作流畅的感觉性。因此，优选的是提高齿条齿与小齿轮齿的啮合精度，将方向盘的操作顺畅转换为拉杆的移位，对于齿条齿也要求高精度(尺寸精度、形状精度等)。特别是，在车辆直行状态下进行的微小的转向操作由于是出于维持直行性等目的以高频度进行的，因此，对于这样的转向操作实现流畅的感觉性是重要的。而且，为此，在行程中央(齿条齿的轴向中央)附近使转向齿轮单元的工作流畅是重要的。但是，如上所述，在利用锻造加工来形成了齿条齿的情况下，由于之后进行的热处理所伴随的变形，难以确保齿条齿的精度。另外，为了确保齿条齿的精度，需要对锻造加工所使用的锻造模具反复进行修正等，这会导致开发成本的上升和制造成本的上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-10685号公报

发明内容

本发明欲解决的问题

本发明是鉴于上述这样的情况，为了实现能够以低成本对于齿条齿确保充分必要的精度的齿条轴和该齿条轴的制造方法而发明的。

用于解决问题的方案

本发明的齿条轴的制造方法都以齿条轴为制造对象，该齿条轴在轴向一部分设置有齿条齿，相当于具有与该齿条齿啮合的小齿轮齿的小齿轮轴每转1圈的齿条轴的移动量的比行程至少在所述齿条齿的轴向预定位置为一定。

此外，在本说明书和技术方案中，齿条齿的轴向预定位置不是指齿条齿的轴向上的仅1个点，而是指具有某一程度宽度的范围(区间)。

特别是，在第1发明的齿条轴的制造方法的情况下，在利用锻造加工(热锻、温锻、或者冷锻)来形成所述齿条齿，并实施了热处理(例如淬火处理、和回火处理)后，根据需要，实施轴的弯曲修正加工，接下来，仅在该齿条齿中所述比行程为一定的轴向中央部(中的齿面或者齿面和齿根)实施精加工(例如磨削加工)。

与之相对，在第2发明的齿条轴的制造方法的情况下，在利用锻造加工(热锻、温锻、或者冷锻)来形成所述齿条齿，并实施了热处理(例如淬火处理、和回火处理)后，根据需要，实施轴的弯曲修正加工，接下来，仅在该齿条齿中所述比行程为一定的轴向中央部和轴向两端部(中的齿面或者齿面和齿根)实施精加工(例如磨削加工)。

此外，在本说明书和技术方案中，齿条齿的轴向中央部不是指存在于轴向中央的仅1个点，而是指具有包含轴向中央及其旁边(附近)的宽度的范围。

在实施上述的第1和第2发明的齿条轴的制造方法的情况下，例如可以在形成所述齿条齿的同时，在所述齿条轴的背面中与实施所述精加工的部分在轴向相匹对的部分，利用锻造加工来形成润滑脂保持用的凹槽。

此外，在本说明书和技术方案中，齿条轴的背面是指将与小齿轮轴对置的面作为前表面时的相反侧的面。

另外，在实施本发明的齿条轴的制造方法的情况下，例如可以将在所述齿条齿中具有所述比行程变化的可变齿轮部的齿条轴作为制造对象。

此外，由具有这样的构成的齿条轴与小齿轮轴构成的齿轮齿条副转向齿轮单元被称为可变传动比构造的转向齿轮单元。

另外，在实施本发明的齿条轴的制造方法的情况下，例如可以将所述比行程在所述齿条齿的轴向全长上为一定的齿条轴作为制造对象。

此外，由具有这样的构成的齿条轴与小齿轮轴构成的齿轮齿条副转向齿轮单元被称为恒定齿轮比(CGR)构造的转向齿轮单元。

另外，本发明的齿条轴都在轴向一部分设置有锻造加工部位即齿条齿，相当于具有与该齿条齿啮合的小齿轮齿的小齿轮轴每转1圈的齿条轴的移动量的比行程至少在所述齿条齿的轴向预定位置为一定。

特别是，在第3发明的齿条轴的情况下，至少在表层部形成有热处理硬化层的所述齿条齿中、仅在所述比行程为一定的轴向中央部设置有精加工部。根据其他表现，仅在锻造加工后实施了热处理的所述齿条齿中所述比行程为一定的轴向中央部实施了精加工。

或者，如第4发明的齿条轴那样，至少在表层部形成有热处理硬化层的所述齿条齿中、仅在所述比行程为一定的轴向中央部和轴向两端部设置有精加工部。根据其他表现，仅在锻造加工后实施了热处理的所述齿条齿中所述比行程为一定的轴向中央部和轴向两端部实施了精加工。

另外，在实施上述的第3和第4发明的齿条轴的情况下，例如可以在所述齿条轴的背面中与设置有所述齿条齿的所述精加工部在轴向相匹对的部分设置有润滑脂保持用的凹槽。

另外，在实施本发明的齿条轴的情况下，例如可以在所述齿条齿中设置有所述比行程变化的可变齿轮部。

或者，可以使所述比行程在所述齿条齿的轴向全长上为一定。

发明效果

根据如上所述构成的本发明的齿条轴及其制造方法，能够以低成本得到对于齿条齿能够确保充分必要的精度的齿条轴。

即，在本发明的情况下，在利用锻造加工来形成齿条齿，并实施了热处理后，仅在齿条齿中比行程为一定的轴向中央部实施精加工，或者仅在轴向中央部和轴向两端部实施精加工。

因此，即使在将锻造加工后的齿条齿的精度设定得低，或者将热处理后的精度设定得低(例如将弯曲容许值设定得大)的情况下，对于实施了精加工的轴向中央部能够使转向齿轮单元的工作流畅，对于在车辆直行状态下频繁进行的转向操作能够实现流畅的感觉性。

这样，在本发明的情况下，由于仅在比行程为一定的齿条齿的轴向中央部实施精加工、或者仅在轴向中央部和轴向两端部实施精加工，因此，能够将精加工范围抑制得少，并且使对于驾驶者而言特别重要的直行状态下的感觉性流畅。

另外，能够将精加工范围抑制得小，并且即使不对锻造加工所使用的锻造模具反复进行修正等，或者不将锻造模具的精度维持得高到必要以上也没有问题，因此，能够抑制开发成本、制造成本。

其结果是，根据本发明，能够以低成本得到能够确保在对于齿条齿实现流畅的感觉性的方面充分必要的精度的齿条轴。

另外，在利用本发明的润滑脂保持用的凹槽来构成转向齿轮单元的状态下，能够在支承齿条轴的背面的齿条引导件与形成在该齿条轴的背面的凹槽之间保持润滑脂。因此，能够长期良好地维持在齿条齿的轴向中央部(行程中央附近)的转向齿轮单元的工作特性。另外，所述凹槽能够在利用锻造加工来加工齿条齿的同时加工。而且，通过将该凹槽的形成范围限定为对于驾驶者而言感觉性特别重要的范围，从而也抑制了锻造模具的制造成本的上升。因此，能够充分抑制齿条轴的制造成本。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式的转向齿轮单元的剖视图。

图2是图1的II-II剖视图。

图3是示出第1实施方式的比行程的曲线图(A)；和取出齿条轴并从前面侧观察的图(B)。

图4是第1实施方式的齿条齿的轴向中央部的放大图。

图5是示出第1实施方式的齿条齿与小齿轮齿的啮合状态的剖视图。

图6是示出第1实施方式的齿条轴的制造工序的一个例子的流程图。

图7(A)～(D)是以工序顺序示出第1实施方式的锻造加工的剖视图。

图8是示出本发明的第2实施方式的相当于图3(B)的图。

图9是关于本发明的第3实施方式，从前面侧、侧面侧和背面侧这三方观察齿条轴的图。

图10是第3实施方式的齿条轴的背面的轴向中央部的放大图。

图11(A)～(F)是示出能在第3实施方式的齿条轴的背面形成的凹槽图案的6例的示意图。

图12是示出本发明的第4实施方式的相当于图3(B)的图。

图13是示出本发明的第5实施方式的相当于图3(B)的图。

图14是示出本发明的第6实施方式的相当于图9的图。

图15(A)和(B)是分别示出本发明的变形例的比行程的曲线图。

图16是示出包括装入有成为本发明对象的齿条轴的转向齿轮单元的汽车用转向装置的一个例子的图。

图17是关于以往构造的转向齿轮单元，示出比行程的曲线图和示出齿条轴与小齿轮轴的啮合部的图。

附图标记的说明

1：方向盘

2：转向轴

3：万向接头

4：中间轴

5、5a：转向齿轮单元

6：输入轴

7：拉杆

8、8a：小齿轮轴

9、9a～9f：齿条轴

10、10a、10b：齿条齿

11：壳体

12：按压单元

13a～13c：第一～第三容纳体

14：小齿轮齿

15a、15b：滚动轴承

16：热处理硬化层

17：中心侧不变齿轮部

18：末端侧不变齿轮部

19：可变齿轮部

20：第一中间原材料

21：承模

22：凹槽部

23：按压冲头

24：第二中间原材料

25：锻模

26：保持孔

27：底部

28：内侧面

29：引导倾斜面部

30：齿成型用冲头

31：平坦面部

32：凹槽

33：斜方格状凹槽部

34、34a、34b：周向凹槽部

35、35a、35b：轴向凹槽部

具体实施方式

[第1实施方式]

参照图1～7来说明本发明的第1实施方式。本实施方式的转向齿轮单元5a是可变传动比构造的齿轮齿条副转向齿轮单元，包括壳体11、小齿轮轴8a、齿条轴9a、以及按压单元12。

壳体11被固定在车身上，一体地包括：容纳齿条轴9a的轴向中间部的两端开口的圆筒状的第一容纳体13a；容纳小齿轮轴8a的前半部的仅一端开口的有底圆筒状的第二容纳体13b；以及容纳按压单元12的第三容纳体13c。

小齿轮轴8a在外周面的靠末端部分设置有小齿轮齿14。小齿轮轴8a在将前半部插入到第二容纳体13b的内侧的状态下，相对于该第二容纳体13b仅能利用1对旋转轴承15a、15b旋转地被支承于该第二容纳体13b。

齿条轴9a由碳钢、不锈钢等金属材料制成，在前表面的靠轴向一端部分(图1的靠左端部分)设置有通过锻造加工形成的锻造加工部位即齿条齿10a。齿条轴9a的外周面除了形成有齿条齿10a的部分是圆筒面。即，齿条轴9a的外周面的截面形状在轴向上从齿条齿10a偏离的部分是圆形，在轴向上形成有齿条齿10a的部分，齿条齿10a所对应的部分是直线，其余的部分是圆弧形。另外，如图5所示，在齿条齿10a的表层部形成有例如Hv500以上的热处理硬化层16。

另外，在本实施方式的转向齿轮单元5a的情况下，根据小齿轮轴8a的旋转角度，使相当于小齿轮轴8a(方向盘)每转1圈的齿条轴9a的轴向移动量的比行程(齿条轴移动量/小齿轮转1圈)变化。更具体而言，如图3(A)所示，在行程中央附近(转向中心侧)将比行程以低的值设定为一定，并且在行程两端部(转向末端侧)将比行程以高的值设定为一定，在这些行程中央附近与行程端部之间的部分，设定为使比行程变化。

因此，根据轴向位置，使齿条齿10a的各种要素(齿彼此的间距、齿的形状、齿线的倾斜角等)变化。具体而言，如图3(B)所示，使齿条齿10a的轴向中央部(小齿轮轴8a的旋转角例如为0度～±90度的范围)为中心侧不变齿轮部17，使齿条齿10a的齿线为直线状(齿面为平坦面状)，并且将齿彼此的间距设定得小。另外，使齿条齿10a的轴向两端部(小齿轮轴8a的旋转角例如为不到-180度的范围和比+180度大的范围)为末端侧不变齿轮部18、18，使齿条齿10a的齿线为直线状(齿面为平坦面状)，并且将齿彼此的间距设定得大。进一步，使齿条齿10a的轴向中间部(中心侧不变齿轮部17与末端侧不变齿轮部18之间的部分、小齿轮轴8a的旋转角例如为-180度以上不到-90度的范围、以及+90度以上180度以下的范围)为可变齿轮部19、19，使齿条齿10a的齿线为曲线状(齿面为曲面状)，并且使倾斜角度(扭曲的角度)和齿彼此的间距以随着朝向轴向端部侧而逐渐增大的方式变化。

进一步，在本实施方式的情况下，仅使图3、4中标注了斜方格图样的部分即齿条齿10a中的中心侧不变齿轮部17的齿面(侧面)与其他部分(末端侧不变齿轮部18、18和可变齿轮部19)相比，成为尺寸精度和形状精度高的、实施了精加工的精加工部。

另外，构成转向齿轮单元5a的按压单元12被容纳在第三容纳体13c的内侧，包括齿条引导件40、以及弹簧41。而且，使其中的齿条引导件40的末端面即按压面相对于齿条轴9a的背面中夹着该齿条轴9a与小齿轮轴8a相反侧的部分，能在该齿条轴9a的轴向滑动地接触。另外，在该状态下，利用弹簧41，将齿条引导件40向齿条轴9a的背面弹性地按压。由此，通过对小齿轮齿14与齿条齿10a的啮合部付与预压，从而抑制在该啮合部产生异常噪声，并且提高转向装置的操作感。此外，齿条引导件40整体由低摩擦材料制造、或者在与齿条轴9a的背面滑动接触的按压面具有低摩擦材料层。

接下来，说明构成可变传动比构造的本实施方式的转向齿轮单元5a的齿条轴9a的制造方法。

本实施方式的齿条轴9a例如以图6所示那样的工序顺序制造。

首先，在步骤1(S1)中，准备成为原材料的由碳钢、不锈钢等金属材料制成的，截面形状为圆形的卷形材料或者条形材料(棒状部件)。

接下来，在步骤2(S2)中，通过对原材料实施退火的处理，从而去除该原材料的内部应变。

接下来，在步骤3(S3)中，通过对实施了退火的处理的原材料实施外径磨削或者拉拔加工，从而将该原材料的外径尺寸整齐为期望的大小。

接下来，在步骤4(S4)中，通过将实施了处理的原材料切断为预定长度，从而得到具有预定长度的圆柱状的中间原材料。

接下来，在步骤5(S5)中，通过对中间原材料实施两端加工，从而在该中间原材料的两端面形成用于将球接头螺钉固定的螺纹孔。

接下来，在步骤6(S6)中，通过对实施了两端加工的中间原材料(第一中间原材料20)，在前表面的靠轴向一端部分实施冷锻加工(塑性加工)，从而在该部分形成齿条齿10a。

更具体而言，如图7(A)所示，将圆杆状的第一中间原材料20放置(载放)在设置在承模21的上表面的截面圆弧形的凹槽部22内。该凹槽部22的内表面的曲率半径与齿条轴9a的背面部分的曲率半径大致(除了伴随加工力解除的反弹量)一致。

接下来，如图7(B)所示，利用沿着凹槽部22长的按压冲头23的末端面(下端面)将第一中间原材料20向该凹槽部22强力按压，进行镦锻锻造加工。按压冲头23的末端面的形状一般而言是平坦面。但是，在凹槽部22的宽度方向(图7的左右方向)上，可以为曲率半径大的凹曲面，或者宽度方向两端部向承模21直线或者曲线地突出(将镦锻锻造加工后的形状的上端部抱住那样)的凹形状。无论如何，在图7(B)所示的镦锻锻造加工中，在第一中间原材料20的轴向一部分将应该形成齿条齿10a的部分在上下方向压塌，并且将水平方向的宽度尺寸扩大，使其成为第二中间原材料24。

接下来，将第二中间原材料24从承模21的凹槽部22取出，如图7(C)所示，插入(放置)到设置在锻模25上的保持孔26的底部。该保持孔26具有U形的截面形状，底部27的曲率半径与承模21的凹槽部22的内表面的曲率半径大致一致。另外，构成保持孔26的1对内侧面28、28为互相平行的平面。进一步，在该保持孔26的上端开口部设置有越朝向上方越向相互的间隔扩大的方向倾斜的1对引导倾斜面部29、29。

如果已将第二中间原材料24放置在锻模25的保持孔26中，那么接下来如图7(C)→(D)所示，在该保持孔26内插入齿成型用冲头30，利用该齿成型用冲头30将第二中间原材料24强力压入到保持孔26内。在该齿成型用冲头30的下表面设置有与应该得到的齿条齿10a相称的(相对于完成后的形状凹凸相反的)形状的成型用的波形凹凸。另外，第二中间原材料24被保持孔26的内表面约束，除了应该形成齿条齿10a的平坦面部31之外。因此，通过利用齿成型用冲头30将第二中间原材料24强力压入到保持孔26内，从而该第二中间原材料24中的平坦面部31模仿波形凹凸地塑性变形，被加工为图7(D)所示那样的具有齿条齿10a的齿条轴9a。另外，根据需要，为了使齿条齿10a的形状精度和尺寸精度更好，也可以在图7(D)的工序之后实施校形加工。

接下来，在步骤7(S7)中，通过对实施了锻造加工(齿加工)的齿条轴9a实施热处理，从而提高齿条齿10a的硬度等机械性质。更具体而言，在本实施方式的情况下，对该齿条齿10a实施包括渗碳或者碳氮共渗处理、淬火处理、回火处理的硬化热处理，在齿条齿10a的表层部(例如从表面到5～15mm的深度的范围)形成硬度为Hv500以上的热处理硬化层16。但是，也可以代替上述这样的热处理工序，例如实施高频淬火处理。

接下来，在步骤8(S8)中，对实施了热处理的齿条轴9a实施弯曲修正加工等矫正加工。

接下来，在步骤9(S9)中，仅对实施了弯曲修正加工的齿条轴9a中的齿条齿10a的轴向中央部(中心侧不变齿轮部17)实施精加工(表面精加工处理)。具体而言，仅对中心侧不变齿轮部17的齿面(侧面，图3、4的斜方格图样部分)实施利用磨削加工进行的精加工(表面精加工处理)。由此，在中心侧不变齿轮部17形成精加工部。

然后，在最后的步骤10(S10)中，对齿条轴9a进行清洗，完成该齿条轴9a的制造作业。

根据利用以上这样的工序制造的构成本实施方式的转向齿轮单元5a的齿条轴9a，能够抑制成本，并且对于齿条齿10a确保充分必要的精度。

即，在本实施方式的情况下，利用冷锻加工来形成齿条齿10a，实施了热处理后，仅对齿条齿10a中比行程为一定的轴向中央部(中心侧不变齿轮部17)实施精加工。因此，即使在将锻造加工后的齿条齿10a的精度设定得低，或者将热处理后的精度设定得低(例如将弯曲容许值设定得大)的情况下，对于实施了精加工的轴向中央部(中心侧不变齿轮部17)能够使转向齿轮单元5a的工作流畅，对于在车辆直行状态下频繁进行的转向操作能够实现流畅的感觉性。

这样，在本实施方式的情况下，由于仅对比行程为一定的齿条齿10a的轴向中央部(中心侧不变齿轮部17)实施精加工，因此，能够将精加工范围抑制得小，并且使对于驾驶者特别重要的直行状态下的感觉性流畅。另外，能够将精加工范围抑制得小，并且即使不对锻造加工所使用的锻造模具(锻模25、齿成型用冲头30)反复进行修正等、或者不将锻造模具的精度维持得高到必要以上也没问题，因此，能够抑制开发成本、制造成本。其结果是，在本实施方式的情况下，能够以低成本得到能够对于齿条齿10a确保在实现流畅的感觉性的方面充分必要的精度的齿条轴9a。另外，在本实施方式的情况下，如图3(A)所示，由于设定了比行程，所以能够减小在转向中央附近的对于转向操作量的轮胎的舵角，能够提高直行行驶时的行驶稳定性。

[第2实施方式]

参照图8来说明本发明的第2实施方式。在本实施方式的情况下，与第1实施方式的情况的不同点在于：不仅对于在齿条轴9b的前表面的轴向一部分形成的齿条齿10a中设置在轴向中央部的中心侧不变齿轮部17(的齿面，图8的斜方格图样部分)，而且对于设置在轴向两端部的末端侧不变齿轮部18、18(的齿面)，也实施磨削加工等精加工，在该部分(图8的斜线图样部分)设置有精加工部。

根据具有以上这样的构成的本实施方式的齿条轴9b，能够提高方向盘的返回性能。即，若齿条齿10a中末端侧不变齿轮部18、18的尺寸精度和形状精度变差，与小齿轮齿14(参照图2、5)之间的摩擦阻力增大，则方向盘的返回容易度(将方向盘打到行程结束附近放手时的返回容易度、或者自对准力矩所导致的返回容易度)有可能变差。与之相对，在本实施方式的情况下，由于能够使末端侧不变齿轮部18、18的尺寸精度和形状精度良好，因此，能够将与小齿轮齿14之间的摩擦阻力抑制得低，能够提高方向盘的返回性能。

包含精加工以外的齿条轴9b的制造方法在内的其他构成和作用效果与第1实施方式的情况同样。

[第3实施方式]

参照图9～11来说明本发明的第3实施方式。在本实施方式的情况下，与第1实施方式的情况的不同点在于：在齿条轴9c的背面中，与实施了精加工的中心侧不变齿轮部17在轴向上相匹对的部分，设置有润滑脂保持用的凹槽32。

在本实施方式的情况下，例如通过在图7(D)所示的锻模25的保持孔26的底部27预先形成凹槽32加工用的凹凸部，从而在齿条轴9c的前表面形成齿条齿10a的同时，利用锻造加工来形成该凹槽32。另外，凹槽32仅形成在与齿条引导件40(参照图2)的按压面接触的部分，由在齿条轴9c的背面的周向隔离的状态下配置的使菱形图样在轴向连续那样的1对斜方格状凹槽部33、33。

但是，凹槽32的形状不限于上述这样的形状，例如可以采用图11所示那样的形状。具体而言，如图11(A)所示，在齿条轴9c的背面以轴向等间隔形成在整个宽度(图11的上下方向整个宽度)上延伸的周向长的周向凹槽部34、34；或者也可以如图11(C)所示，在齿条轴9c的背面以周向等间隔形成沿轴向延伸的轴向凹槽部35、35；也可以如图11(E)所示，采用使图11(A)的周向凹槽部34、34与图11(C)的轴向凹槽部35、35重合(组合)那样的构成。另外，也可以如图11(B)所示，以轴向等间隔形成在齿条轴9c的背面的一半部(图11的上半部)与另一半部(图11的下半部)互相隔离配置的周向长的周向凹槽部34a、34b；或者如图11(D)所示，在齿条轴9c的背面以偏置到该齿条轴9c的背面的一半部与另一半部的状态形成沿轴向延伸的轴向凹槽部35a、35b；或者也可以如图11(F)所示，采用将图11(B)的周向凹槽部34a、34b与图11(D)的轴向凹槽部35a、35b组合那样的构成。

在采用无论哪种形状的情况下，在本实施方式的情况下，在构成了转向齿轮单元5a(参照图1、2)的状态下，能够在支承齿条轴9c的背面的齿条引导件40(参照图2)与形成该齿条轴9c的背面的凹槽32之间保持润滑脂。因此，能够长期良好地维持在行程中央附近的转向齿轮单元5a的工作特性。另外，在本实施方式的情况下，能够在利用冷锻加工来加工齿条齿10a的同时，加工凹槽32。而且，由于将该凹槽32的形成范围限定为对于驾驶者而言感觉性特别重要的范围，因此，也抑制了锻造模具的制造成本的上升。因此，能够充分抑制齿条轴9c的制造成本。

包含锻造加工以外的齿条轴9c的制造方法在内的其他构成和作用效果与第1实施方式的情况同样。

此外，凹槽32的形成范围至少包含与中心侧不变齿轮部17在轴向相匹对的部分即可。即，凹槽32的形成范围也可以在轴向上比中心侧不变齿轮部17长。

[第4实施方式]

参照图12来说明本发明的第4实施方式。在本实施方式的情况下，与第1～3实施方式的情况的不同在于：在齿条轴9d的前表面的轴向一部分形成的齿条齿10b的各种要素。即，在本实施方式的转向齿轮单元的情况下，不根据小齿轮轴8a的旋转角度而使相当于小齿轮轴8a(参照图1、2)每转1圈的齿条轴9d的轴向移动量的比行程(齿条轴移动量/小齿轮转1圈)变化，而是使其一定。因此，在本实施方式的情况下，不根据轴向位置而使齿条齿10b的各种要素(齿彼此的间距、齿的形状、齿线的倾斜角等)变化而是使其一定，在整个齿条齿10b的轴向全长的范围，使比行程成为一定。

如上所述，在本实施方式的情况下，以构成恒定齿轮比(CGR)构造的转向齿轮单元的齿条轴9d作为对象，但即使在这样的齿条轴9d的情况下，也与第1实施方式的情况同样，仅对齿条齿10b的轴向中央部(的齿面)实施磨削加工等精加工，在该部分(图12的斜方格图样部分)设置有精加工部。

在具有以上这样的构成的本实施方式的情况下，即使在利用与切削加工相比能够抑制制造成本的锻造加工来加工齿条齿10b的情况下，也能够使对于驾驶者而言特别重要的直行状态下的感觉性流畅。

包含齿条轴9d的制造方法在内的其他构成和作用效果与第1实施方式的情况同样。

[第5实施方式]

参照图13来说明本发明的第5实施方式。在本实施方式的情况下，关于齿条轴9e，不仅对轴向中央部(的齿面，图13的斜方格图样部分)，而且对轴向两端部(的齿面)也实施磨削加工等精加工，在该部分(图13的斜线图样部分)设置有精加工部，其中，该齿条轴9e与第4实施方式的情况同样，不根据轴向位置而使齿条齿10b的各种要素变化而是使其一定，在整个齿条齿10b的轴向全长的范围，使比行程为一定。

在具有以上这样的构成的本实施方式的情况下，与第2实施方式的情况同样，能够提高方向盘的返回性能。

其他构成和作用效果与第1、第2和第4实施方式的情况同样。

[第6实施方式]

参照图14来说明本发明的第6实施方式。在本实施方式的情况下，关于齿条轴9f，在与该齿条轴9f的背面中实施了精加工的轴向中央部在轴向相匹对的部分，设置有由1对斜方格状凹槽部33、33构成的润滑脂保持用的凹槽32，其中，该齿条轴9f与第4实施方式的情况同样，不根据轴向位置而使齿条齿10b的各种要素变化而是使其一定，在整个齿条齿10b的轴向全长的范围使比行程为一定。

在具有以上这样的构成的本实施方式的情况下，与第3实施方式的情况同样，能够长期良好地维持在行程中央附近的转向齿轮单元的工作特性。

其他构成和作用效果与第1、第3和第4实施方式的情况同样。

此外，本发明不限于上述的实施方式，能够适当行进变形、改良等。

例如，如图15A所示，也可以设定为：在行程中央附近(转向中心侧)，以高的值将比行程设定为一定，并且在行程两端部(转向末端侧)，以低的值将比行程设定为一定，在这些行程中央附近与行程端部之间部分使比行程变化。

另外，如图15B所示，也可以在行程中央附近，以低的值将比行程设定为一定，并且使其以到行程两端部为止变成高的比行程的方式变化。在该情况下，如图15B所示，在行程两端部，不存在比行程被设定为一定的部分。此外，虽然未图示，但在行程两端部，也可以将比行程一定的部分设定得短。

在该情况下，根据图15A、图15B所示的比行程，使齿条齿10a的各种要素(齿彼此的间距、齿的形状、齿线的倾斜角等)按轴向位置变化即可。

产业上的利用可能性

本发明能够将上述的各实施方式的构造适当组合来实施。例如，通过将第2实施方式和第3实施方式的构造组合，或者将第5实施方式与第6实施方式的构造组合，从而能够在齿条轴的背面中与齿条齿的轴向两端部相匹对的部分也设置润滑脂保持用的凹槽。另外，关于利用锻造加工来形成齿条齿的具体的制造方法，不限于实施方式所示的方法，只要能够被分类为锻造加工，也可以采用以往已知的各种方法。另外，关于锻造加工后实施的热处理和精加工，也同样不限于实施方式所示的方法，可以采用以往已知的各种方法。另外，在实施本发明的情况下，关于精加工，可以不仅在齿条齿的齿面(侧面)，而且还可以在底部、齿顶实施。

本申请基于2015年9月3日申请的日本专利申请2015-173808，其内容作为参照并入本文。

Claims

1.一种齿条轴的制造方法，所述齿条轴在轴向一部分设置有齿条齿，比行程至少在所述齿条齿的轴向预定位置为一定，所述比行程相当于具有与该齿条齿啮合的小齿轮齿的小齿轮轴每转1圈的齿条轴的移动量，所述齿条轴的制造方法的特征在于，

在利用锻造加工来形成所述齿条齿，并实施了热处理后，仅对该齿条齿中所述比行程为一定的轴向中央部实施精加工。

2.一种齿条轴的制造方法，所述齿条轴在轴向一部分设置有齿条齿，比行程至少在所述齿条齿的轴向预定位置为一定，所述比行程相当于具有与该齿条齿啮合的小齿轮齿的小齿轮轴每转1圈的齿条轴的移动量，所述齿条轴的制造方法的特征在于，

在利用锻造加工来形成所述齿条齿，并实施了热处理后，仅对该齿条齿中所述比行程为一定的轴向中央部和轴向两端部实施精加工。

3.如权利要求1或2所述的齿条轴的制造方法，

在形成所述齿条齿的同时，在所述齿条轴的背面中、与实施所述精加工的部分在轴向相匹对的部分，利用锻造加工来形成润滑脂保持用的凹槽。

4.如权利要求1～3中的任一项所述的齿条轴的制造方法，

在所述齿条齿中设置有所述比行程变化的可变齿轮部。

5.如权利要求1～3中的任一项所述的齿条轴的制造方法，

所述比行程在所述齿条齿的轴向全长上为一定。

6.一种齿条轴，在轴向一部分设置有锻造加工部位即齿条齿，比行程至少在所述齿条齿的轴向预定位置为一定，所述比行程相当于具有与该齿条齿啮合的小齿轮齿的小齿轮轴每转1圈的齿条轴的移动量，所述齿条轴的特征在于，

至少在表层部形成了热处理硬化层的所述齿条齿中、仅在所述比行程为一定的轴向中央部设置有精加工部。

7.一种齿条轴，在轴向一部分设置有锻造加工部位即齿条齿，比行程至少在所述齿条齿的轴向预定位置为一定，所述比行程相当于具有与该齿条齿啮合的小齿轮齿的小齿轮轴每转1圈的齿条轴的移动量，所述齿条轴的特征在于，

至少在表层部形成了热处理硬化层的所述齿条齿中、仅在所述比行程为一定的轴向中央部和轴向两端部设置有精加工部。

8.如权利要求6或7所述的齿条轴，

在所述齿条轴的背面中与设置在所述齿条齿中的所述精加工部在轴向相匹对的部分形成有润滑脂保持用的凹槽。

9.如权利要求6～8中的任一项所述的齿条轴，

在所述齿条齿中设置有所述比行程变化的可变齿轮部。

10.如权利要求6～8中的任一项所述的齿条轴，

所述比行程在所述齿条齿的轴向全长上为一定。