用于树脂齿轮的金属芯和树脂齿轮组合部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于树脂齿轮的金属芯，使用该金属芯使得外周树脂接合到环部的外周表面，并且轴压嵌到轴套部中，并且涉及一种树脂齿轮组合部件，其具有金属芯和焊接到该金属芯的外周树脂。
【背景技术】
[0002]相关技术的树脂齿轮构造成使得外周树脂接合到金属芯的外周表面。例如，动力转向设备的涡轮可以构造为树脂齿轮，其中，外周树脂接合到金属芯的外周表面，并且设置有齿轮齿(参见，例如，JP2001-141033A和JP2011-106575A)。通过使用树脂，涡轮的重量减轻，并且防止了齿轮啮合声音。
[0003]金属芯具有:轴套部，轴压嵌到该轴套部中；环部，外周树脂接合到该环部中；以及连接部，其连接轴套部与环部。转向力从方向盘传输到轴，并且反作用力从道路表面传输到该轴。因此，在轴套部与轴之间要求充足的接合强度。
[0004]通过将盘状金属材料锻造成具有像深盘一样的形状，并且通过在轴套部中形成轴孔，并且在环部上形成外周凹凸部，而制造JP2001-141033A中公开的金属芯。另一方面，根据JP2011-106575A中公开的实例，通过在切割、锻造、钣金按压等之中，按压钣金而制造金属芯，以节约成本。
[0005]根据JP2001-141033A中公开的实例，因为金属芯通过锻造而制造以具有像深盘一样的形状，所以能够在以壁厚确保强度的同时，减轻重量。然而，金属芯在轴向上是大的。如果轴套部和环部设计成以径向重叠的方式布置，以减小在轴向上的尺寸，则因为厚的材料用于确保充足的强度，需要显著地升高按压压力。这结果要求大的设施，并且不易于制造。
[0006]根据JP2011-106575A中公开的实例，金属芯通过钣金按压而制造。通过使用薄板，能够容易地以径向重叠的方式布置轴套部和环部，从而减小金属芯的尺寸和重量。然而，因为金属芯的强度下降，所以不能够以充足的强度压嵌轴。能够通过使用更厚的板来确保强度。然而，这增加了金属芯的重量，也增加了按压力。因此，需要大的设施，并且不容易制造。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种用于树脂齿轮的金属芯，其能够在确保强度并且充分地降低重量和尺寸的同时容易地制造，并且涉及一种具有该金属芯的树脂齿轮组合部件。
[0008]根据本发明的方面，提供了用于树脂齿轮的金属芯。所述金属芯包括:轴套部，轴压嵌到该轴套部内；环部，其具有设置有凹凸结构的外周表面，并且外周树脂接合到该外周表面；以及连接部，所述轴套部与所述环部经由该连接部而同轴地设置。所述轴套部在所述连接部的内周处布置在所述连接部的一侧上，并且在轴向上环状地延伸。所述环部在所述连接部的外周处布置在所述连接部的所述一侧的相同侧上，并且在所述轴向上环状地延伸。所述轴套部、所述连接部和所述环部由一体连续的材料形成。所述轴套部比所述连接部和所述环部厚。所述金属芯能够适当地使用，特别地，作为用于动力转向设备的树脂齿轮的金属芯。
[0009]所述轴套部的厚度处于所述环部的最大厚度的1.1倍以上1.3倍以下的范围内。在所述轴套部与所述连接部之间的部分以及所述连接部与所述环部之间的部分分别形成有连续的金属流动。
[0010]根据本发明的另一方面，提供了树脂齿轮组合部件，该树脂齿轮组合部件，包括上述的金属芯；以及外周树脂，其焊接所述金属芯的所述环部的所述外周表面。所述外周树脂设置有齿轮齿。
[0011]根据本发明的以上方面，轴套部与环部在轴向上环状地延伸，并且经由板状连接部而由一体连续的材料制成。另外，使得轴套部比连接部和环部厚。因此，在轴套部、环部或者连接部上不存在局部过度薄的部分，使得能够确保各个部分的强度。此外，轴套部、连接部和环部互相连续，并且在轴套部与连接部之间并且在连接部与环部之间不存在边界。因此，能够确保各个部分之间的连接强度。另外，虽然轴套部、连接部和环部由一体连续的材料制成，但是使得轴套部比连接部和环部厚。因此，能够可靠地确保轴压嵌到其中的轴套部的强度。因此，由于能够确保轴套部、连接部、环部、轴套部与连接部之间的连接以及连接部与环部之间的连接的各自的强度，所以通过使得各个部分尽可能地薄，能够在确保强度的同时充分地减轻重量。
[0012]由于环状的轴套部和环状的环部在连接部的内周和外周处，连接在板状连接部的相同侧上，所以能够缩短金属芯的整个轴向长度。另外，使得轴套部比连接部和环部厚，从而形成薄的产品。因此，能够通过使用模具在厚度方向上按压板材而容易地制造产品，从而使得制造更容易。
[0013]结果，在确保强度和充分地减小重量和尺寸的同时，能够提供能够容易地制造的金属芯，以及具有该金属芯的树脂齿轮组合部件。
【附图说明】
[0014]图1是图示出根据本发明的实施例的金属芯和树脂齿轮组合部件的截面图。
[0015]图2是图示出根据实施例的金属芯和树脂齿轮组合部件的前视图。
【具体实施方式】
[0016]下文中，将参考附图具体描述本发明的实施例。将描述本发明，其涉及在动力转向设备的涡轮中使用的用于树脂齿轮的金属芯的实例和树脂齿轮组合部件的实例。
[0017]如图1和2所示，本实施例的组合部件20包括金属芯10和外周树脂21，该外周树脂21融化并且接合到金属芯10。组合部件20构造成使得齿轮齿22设置在外周树脂21的外周表面上，并且来自方向盘的转向力或者从道路表面到轮胎的反作用力传输到轴S，该轴S压嵌到轴套部12内，并且由诸如电动机这样的驱动单元旋转的蜗杆W旋合到齿轮齿22，使得蜗杆W的旋转力通过组合部件传输到轴S。
[0018]金属芯10由金属材料制成，并且包括轴套部12和环部14，该环部14从轴套部12径向向外隔开。轴套部12和环部14利用连接部16而同轴地设置。这里，轴套部12与环部14一体且连续地形成在轴向上的相同侧上，从而形成连接部16。在一个轴向上开口的中空部18形成在轴套部12与环部14之间，使得在直径方向上形成大致U状截面形状。
[0019]虽然不特别限制金属芯10的各个部分的尺寸，但是，例如，金属芯的整体轴向长度设定为比轴套部的轴向长度的小2倍，优选地，比轴套部的轴向长度的小1.5倍，从而减小了金属芯10的轴向尺寸。虽然不特别限制，但是环部14的最大直径例如处于轴套部12的外径的2倍到5倍的范围之内。优选地，环部14的最大直径处于轴套部12的厚度的10倍到20倍的范围之内。
[0020]金属芯10的轴套部12形成为在轴向上延伸的环状。环状具有大致筒状，其中，厚度大致恒定，并且大致恒定的截面形状在轴向上连续。轴套部12具有轴S插入到其中的内通孔。轴套部12的厚度应当形成为提供足以压嵌和固定轴S的强度。因此，使得厚度至少比连接部16的厚度和环部14的厚度厚。
[0021]金属芯10的环部14形成为在轴向上延伸的环部。在环部14的外周表面上沿着整个外周，该环部设置有凹凸结构13，并且不具有凹部或者凸部的光滑部17沿着整个外周连续地设置在凹凸结构13的各轴向侧上。
[0022]环部14的环状与轴套部的环状相似。然而，由于环部14设置有凹凸结构13使得环部的最大厚度在该环部的整个外周周围大致恒定，所以环部的环状由环部的波状轮廓而形成。
[0023]环部14的凹凸结构13具有使得外周树脂能够确定地固定于金属芯10的尺寸和形状。在本实施例中，凹凸结构设置有多个轴向延伸的列式的凹部或者凸部，其以大致规则的间隔沿着环部的整个圆周平行布置。凹部或者凸部的形状能够适当地调整。例如，形状可以是波纹状或者锯齿状，其中，重复具有上升和下降坡度的倾斜表面。
[0024]由于环部14比轴套部12大，所以环部14不要求充足的强度。因此，环部可以形成为比轴套部12薄。由此，优选地，轴套部12的厚度处于环部14的最大厚度的1.1倍以上2倍以下的范围之内，并且更优选地，是环部14的最大厚度的1.3倍以下。
[0025]如果轴套部12过度地薄于环部14的最大厚度，则在为了减轻重量而使环部14形成为