CN100582510C - 用于转向装置的紧固系统及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于转向装置的紧固系统及其制造方法。当夹紧部分25的外周和圆形外周26的外周由冲模6限定时，同时将非圆形冲头5插入圆形孔28内，填料27，27由冲头6的半圆形内周压制从而强制进入圆形孔28的内部。填料27，27的体积设置为基本相当于从圆形孔28的体积减去套管伸缩轴2内的非圆形孔23的体积得到的体积。圆形孔28变形，并且强制进入圆形孔28的填料27，27与冲头5的斜面52，52相邻，由此非圆形孔23形成在套管伸缩轴2内。

Description

用于转向装置的紧固系统及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于转向装置的紧固部分及其制造方法，该紧固部分具有非圆形孔紧固旋转轴一端的非圆形轴部分以便传递转向装置的旋转扭矩，并且更特别的，涉及到套管伸缩轴的紧固部分，该紧固部分有一个非圆形孔用于紧固小齿轮轴一端的非圆形的轴部分，该小齿轮轴与转向齿轮的齿条啮合。

背景技术

如类似上面描述的一个用于转向装置的紧固部分，也如日本实用新型未审查公开JP-UM-A-55-38024的描述，有一个万向接头，该万向接头包括一个紧固部分用于紧固非圆形轴部分，该非圆形轴被两个平行平面限定。另外，如用于转向装置的紧固部分，有一个用于生产万向接头的方法，如日本专利未申请公开JP-A-6-58124所述。

图6是显示用于常规套管伸缩轴的制造方法的加工图，在该套管伸缩轴中紧固部分由拉削形成。如图11A，11B，11C所示，在一个常规套管伸缩轴8中，其紧固部分是由拉削形成的，为了在紧固部分81内拉削非圆形孔，紧固部分与轴部分82分开加工。

非圆形孔83是拉削形成的，其在紧固部分81的轴向中心沿着紧固部分81的轴向方向(在图11B中的水平方向上)经过紧固部分81。之后，如图12所示，在轴部分82的左端的小直径轴部分821配合在紧固部分81的右端的圆形孔811内，并且紧固部分81和轴部分82以焊接的方式一体地的连接在一起。

结果，套管伸缩轴8由于焊接时产生的热量热变形，由此尺寸的精确性降低，并且加工过程的数量增加，导致生产成本增加的问题。

图13A，13B是显示用于常规套管伸缩轴的制造方法的加工图，在该套管伸缩轴中紧固部分通过锻造形成。如图13A，13B所示，在套管伸缩轴9中紧固部分通过锻造形成，紧固部分91和轴部分92是一体锻造，并且紧固部分91中的非圆形孔93也通过锻造形成，同时锻造紧固部分91。

当非圆形孔93被锻造的同时紧固部分91也被锻造，由于偏心负载施加到紧固部分91同时非圆形孔93被锻造，紧固部分91倒塌。为了有效地承受偏心负载以防止紧固部分91倒塌，填料96被加到紧固部分91的外部，该紧固部分91在夹紧部分95被设置的位置的所在侧的相对侧上，填料96形成为与带有槽94的夹紧部分95对称的形状。

结果，这导致套管伸缩轴9的重量增加和套管伸缩轴9与车体连接所必要的空间增加的问题。

发明内容

通过本发明解决这样的问题：设置用于转向装置的紧固部分，该转向装置重量轻并且只需要小空间用于将其连接到车体，以及用于相同的紧固部分的制造方法。

该问题将通过以下手段解决。

根据发明的方面，提出用于转向装置的紧固部分的制造方法。该转向装置包括：

轴部分，传递从转向盘输入到旋转轴的旋转扭矩；

紧固部分，一体地设置在轴部分的一端并且包括与在旋转轴的一端的非圆形轴部分配合的非圆形孔。

制造方法包括：

在紧固部分的外周上形成填料，该填料的体积等于预制孔的体积和预期的非圆形孔的体积的差；

在紧固部分内形成预制孔，该预制孔的体积比预期的非圆形孔的体积大；

将冲头插入预制孔中，该冲头的非圆形外周的形状与预期的非圆形孔的形状相同；以及

通过冲模限制紧固部分的外周，冲模的内周形状与预期的紧固部分的外周形状相同，并且将填料推入预制孔以使预制孔形成预期的非圆形孔。

根据本发明的另一个方面，预制孔可以是圆形孔。

根据本发明的其他方面，提出用于转向装置的紧固部分，该转向装置包括：

轴部分，传递从转向盘输入到旋转轴的旋转扭矩；

紧固部分，一体地设置在轴部分的一端并且包括与在旋转轴的一端的非圆形轴部分配合的非圆形孔。

其中紧固部分通过以下制造方法制造，包括：

在紧固部分内形成预制孔，预制孔的体积比预期的非圆形孔的体积大；

在紧固部分的外周上形成填料，所属填料的体积等于预制孔的体积和预期的非圆形孔的体积的差；

将冲头插入预制孔，冲头的非圆形外周的形状与预期的非圆形孔相同；以及

通过冲模限制紧固部分的外周，冲模的内周形状与预期的紧固部分的外周形状相同，并且将填料推入预制孔以使预制孔形成预期的非圆形孔。

根据本发明的其他方面，紧固部分可以是套管伸缩轴的紧固部分。

根据本发明的制造方法，由于将对称成形的填料加到紧固部分的必要性被省略，转向装置紧固部分重量减轻，并且只有小的用于将转向装置紧固部分连接到车体的空间是必须的。

附图说明

图1是示出根据本发明转向装置安装在车辆上的情况的整体透视图，该转向装置包括用于转向装置的紧固部分；

图2是示出图1中所示的套管伸缩轴的放大前视图；

图3A，3B是示出由本发明的制造方法制造的套管伸缩轴的实施例的零件图；

图4A，4B是示出图3A，3B中所示的套管伸缩轴的改进实施例的零件图；

图5A，5B是示出图3A，3B中所示的套管伸缩轴的另一个改进实施例的零件图；

图6A，6B是示出用于本发明的套管伸缩轴的制造方法的第一步骤的加工图；

图7A，7B是示出用于本发明的套管伸缩轴的制造方法的第二步骤的加工图；

图8A，8B是示出用于本发明的套管伸缩轴的制造方法的第三步骤的加工图；

图9A，9B是示出用于本发明的套管伸缩轴的制造方法的第四步骤的加工图；

图10A，10B是示出完全成形的套管伸缩轴的零件图；

图11A-11C是示出用于套管伸缩轴的传统制造方法的加工图，在该套管伸缩轴内通过拉削形成紧固部分；

图12是示出由图11A-11C中所示的制造方法形成的套管伸缩轴的零件图；以及

图13A，13B是示出用于套管伸缩轴的传统制造方法的加工图，在该套管伸缩轴中通过锻造形成紧固部分。

具体实施方式

下面，参照附图，说明本发明的实施例。

图1是示出根据本发明的转向装置安装在车辆上的情况的整体透视图，该转向装置包括了用于转向装置的紧固部分。图2是示出图1所示的套管伸缩轴的放大前视图。图3A，3B是示出由本发明的加工方法制造的套管伸缩轴的实施例的零件图。图4A，4B是示出图3A，3B所示的套管伸缩轴的改进实施例的零件图。图5A，5B是示出图3A，3B所示的套管伸缩轴的另一个改进的实施例的零件图。图6A，6B是示出用于本发明的套管伸缩轴的制造方法的第一步骤的加工图。图7A，7B是示出用于本发明套管伸缩轴的制造方法的第二步骤的加工图。图8A，8B是示出用于本发明的套管伸缩轴的制造方法的第三步骤的加工图。图9A，9B是示出用于本发明的套管伸缩轴的制造方法的第四步骤的加工图。图10A，10B是示出完全成形的套管伸缩轴的零件图。图11A-11C是示出在其中通过拉削形成的套管伸缩轴的紧固部分的常规制造方法的加工图。图12是示出如图11A-11C所示的制造方法加工形成的套管伸缩轴的零件图。图13A，13B是示出在其中通过锻造形成的套管伸缩轴的紧固部分的常规制造方法的加工图。

如图1，2所示，在转向装置101中，转向轴102可旋转地支撑。转向盘103安装在转向轴102的上端(面对车辆后部的一端)，并且中间轴105通过万向接头104被连接到转向轴102的下端(面对车辆前部的一端)。

万向接头106连接到中间轴105的下端，并且套管伸缩轴109也与万向接头106相连接。在小齿轮轴110上端的非圆形轴部分110A(参见图2)被紧固在套管伸缩轴109的下端，并且在小齿轮轴110下端小齿轮(未示出)与转向齿轮107的齿条(未示出)啮合。

当司机操作以转动转向盘103时，在转向盘103上施加的旋转力通过转向轴102，万向接头104，中间轴105，万向接头106，套管伸缩轴109和小齿轮轴传送给转向齿轮107，并且旋转力同样被传送到位移连接杆108，由此改变转向车轮的转向角。

用本发明的制造方法生产套管伸缩轴的实施例在图3A-5B中示出。在按照本发明的制造方法生产的套管伸缩轴2中，紧固部分21和轴部分22一体地形成，并且在紧固部分21中锻造非圆形孔23。

图3A，3B中所示的非圆形孔23由半圆形孔231和斜面232，232组成，半圆形孔231在轴部分22的中心轴221的中心；斜面232，232从具有例如45度倾斜的半圆形孔231的两端延伸。在小齿轮轴110上端处的非圆形轴部分110A(参见图2)形成为与非圆形孔23相同的形状，并与非圆形孔23配合从而紧固在那里。注意，虽然斜面232，232的倾角在本实施例是45度，可是本发明没有限于此，并且因此，斜面可以是倾斜60度或其他任意角度倾斜。

带有槽24的基本成矩形的夹紧部分25形成在紧固部分21的半圆形孔231侧上。在图3B中，圆形的外周26形成在紧固部分21的右手侧半部分上，其与轴部分22同轴并且直径比轴部分22的直径大。另外，半圆形外周261形成在紧固部分21的外部上，其与圆形外周26有相同的直径，紧固部分21在斜面232，232形成的位置侧上。

如图4A，4B所示的套管伸缩轴3是图3A，3B中套管伸缩轴2的非圆形孔23的形状改进的实施例。即，如图4A，4B所示，套管伸缩轴3的非圆形孔33由半圆形孔331，斜面332，332和弧形孔333构成，半圆形孔331在轴部分32的中心轴321的中心；斜面332从具有例如30度倾斜的半圆形孔331的两端延伸；弧形孔333光滑地连接斜面332，332的两端。注意，虽然这里描述的情况是斜面332，332的倾角是30度，本发明不限于此，并且因此，它们可以60度或者其他任意角度倾斜。

带有槽34的基本成矩形的夹紧部分35形成在紧固部分31的半圆形孔331侧上。在图4B中，圆形外周36形成在紧固部分31的右手侧半部分上，其与轴部分32同轴并且直径比轴部分32的直径大，其。另外，半圆形外周361形成在紧固部分31的外部上，其与圆形外周36有相同的直径，紧固部分31在斜面332，332形成的位置侧上。

如图5A，5B所示的套管伸缩轴4是图3A，3B中套管伸缩轴2的非圆形孔23的形状改进实施例。即，如图5A，5B所示，非圆形孔43由下弧形孔431和上弧形孔433以及平行面432，432组成。上弧形孔431和下弧形孔433在轴部分42的中心轴421的中心；平行面432，432从下弧形孔431和上弧形孔433的两端彼此平行地延伸。

带有槽44的基本成矩形的夹紧部分45形成在紧固部分41的下半圆形孔431侧上。在图5B中，圆形的外周46形成在紧固部分41的右手侧半部分上，其与轴部分42同轴并且直径比轴部分42的直径大。另外，半圆形外周461形成在紧固部分41的外部上，其与圆形外周46有相同的直径，紧固部分41在上弧形孔433和平行面432，432的上半侧的上方延伸。

图3A，3B所示的套管伸缩轴2的制造方法在图6A-10B中示出。如图6A，6B中所示的第一步中示出的，首先，轴部分22和圆形外周26由圆形棒料锻造形成。

其次，如图7A，7B中所示的第二步骤示出的，基本成矩形的夹紧部分25如图7B中所示基本在圆形外周26的左手侧半部分上锻造形成，同时圆形外周26的轴向长度缩短。

在这发生的同时，填料27，27如图7B所示由锻造形成以从圆形外周26的左端纵向地延伸到位于基本其80％的上方，填料27，27比圆形外周26更径向向外突出。如图7A所示，填料27，27以这样的方式形成以便以弧形方式从轴部分22的中心轴分别以45度角向左上方和右上方突出。

下面，如图8A，8B所示的第三步骤中所示，与轴部分22的中心轴221同轴的圆形孔(预制孔)28由锻造形成与圆形外周26的轴向长度基本相同。圆形孔28形成与套管伸缩轴2中的半圆形孔231基本相同的直径，套管伸缩轴2参见图3A，3B的描述。圆形孔28可以使用圆柱冲头锻造加工或者采用类似钻头的切削加工。

接着，如图9A，9B所示的第四步骤，具有非圆形外周的冲头5插入圆形孔28，并且同时通过冲模6限制夹紧部分25的外周和圆形外周26的外周，套管伸缩轴2插入冲模6，以便进行所谓的变薄拉延操作。冲头5的外周形状形成与图3A，3B中所示的套管伸缩轴内的非圆形孔23相同的形状。即，半圆形外周51与套管伸缩轴2内的半圆形孔形状相同，以及与套管伸缩轴2的斜面232，232形状相同的斜面52，52形成在冲头5上。

另外，冲模6的内周形状形成与图3A，3B中所示的套管伸缩轴的紧固部分21的形状相同的形状。即，矩形部分61和半圆形内周62形成在冲模6上，矩形部分61与套管伸缩轴2的夹紧部分25的形状相同，半圆形内周62与套管伸缩轴2的半圆形外周261的形状相同。

因此，当具有非圆形外周的冲头5插入圆形孔28并被导致继续插入轴向方向，同时通过冲模6限定夹紧部分25的外周和圆形外周26的外周(即执行变薄拉延操作)的时候，填料27，27由冲模6的半圆形内周62压制以便强制进入圆形孔28的内部。填料27，27的体积设置为基本等于从由圆形孔28的体积减去套管伸缩轴2内的非圆形孔23的体积(冲头5的非圆形外周部分的体积)得到的体积。

结果，圆形孔28变形，并且被迫进入圆形孔28的填料27，27主要进入冲头5的斜面52，52，由此，如图10A，10B所示，由斜面232，232和已经形成为预期形状的半圆形孔231构成的非圆形孔23形成在套管伸缩轴2内。

另外，由于填料27，27由冲模6的半圆形内周62压制以便进入圆形28的内部。即，执行变薄拉延操作，如图10A，10B所示。与圆形外周26的直径相同的半圆形外周261的直径形成在紧固部分21的外部侧上，斜面232，232形成在此处，这样完成套管伸缩轴2的紧固部分21的成形。

结果，根据本发明的用于转向装置的紧固部分和相同的紧固部分的制造方法，由于添加与夹紧部分25的形状对称的填料的必要性被避免，转向装置紧固部分在重量上被减少，并且只需要小的空间用于将转向装置紧固部分连接到车体。另外，由于没有发生归因于焊接的热变形，尺寸精度稳定。

虽然在此前所述的实施例中，形成圆形孔28，但是本发明不限于圆形孔28，并且因此，只要其体积对应填料27，27的体积和套管伸缩轴2上非圆形孔23的体积就可以采用任意孔。

另外，虽然在上述实施例中，本发明描述为在套管伸缩轴和小齿轮轴之间采用紧固部分，但本发明可以采用任意转向装置的紧固部分，该紧固部分紧固旋转轴的非圆形轴部分，用于通过转向装置传递施加在转向盘上的旋转扭矩。

虽然根据示例性实施例描述本发明，但是对于本领域的技术人员做出各种变化和改进而不背离本发明是显而易见的，因此，目的是覆盖权利要求中的全部改变和改进以落入本发明的实质精神和范围内。

Claims (2)

1.一种用于转向装置的紧固部分的制造方法，所述转向装置包括：

轴部分，传递从转向盘输入到旋转轴的旋转扭矩；以及

所述紧固部分，一体地设置在所述轴部分的一端并且包括与在所述旋转轴的一端的非圆形轴部分配合的非圆形孔，

所述制造方法包括：

在所述紧固部分的外周上形成填料，所述填料的体积等于预制孔的体积和预期的非圆形孔的体积的差；

在所述紧固部分内形成所述预制孔，所述预制孔的体积比所述预期的非圆形孔的体积大；

将冲头插入预制孔中，所述冲头的非圆形外周的形状与所述预期的非圆形孔的形状相同；以及

通过冲模限制所述紧固部分的外周，所述冲模的内周形状与预期的紧固部分的外周形状相同，并且将填料推入预制孔以使所述预制孔形成预期的非圆形孔。

2.如权利要求1所述的用于转向装置的紧固部分的制造方法，其中所述预制孔是圆形孔。

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