用于树脂齿轮的金属芯的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于树脂齿轮的金属芯的制造方法，使用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。
【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，并且设置有齿轮齿部(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，所以能够在以壁厚度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制造方法，通过该方法，能够在确保强度和充分地减少重量的同时，容易地制造用于树脂齿轮的金属芯。
[0008]根据本发明的方面，提供了用于树脂齿轮的金属芯的制造方法。所述金属芯包括:轴套部，轴压嵌到该轴套部中；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环部；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。所述方法包括:通过在轴向上按压板材而模锻具有中心孔的所述板材，以形成模锻本体；并且通过在比模锻高的压力下在轴向上按压所述模锻本体而锻造所述模锻本体，以改变所述模锻本体的厚度。所述模锻包括:使所述板材的所述中心孔周围的部分在轴向上朝着一侧变形，以形成内周模锻部；以及使所述板材的外周部在轴向上朝着相同侧变形，以形成外周模锻部。锻造包括:将所述内周模锻部形成为所述轴套部，并且将所述外周模锻部形成为所述环部。所述锻造可以包括使得所述环部和所述连接部中的至少一者比所述轴套部薄。
[0009]所述模锻可以包括通过使用多个模锻模具，而以多个阶段按压所述板材，该多个模锻模具的模具表面的曲率半径以曲率半径减小的顺序而不同。
[0010]所述锻造可以包括:在所述模锻中形成具有所述内周模锻部和所述外周模锻部的所述模锻本体之后，分别按压所述内周模锻部、所述外周模锻部和所述内周模锻部与所述外周模锻部之间的部分，以调整所述轴套部、所述环部和所述连接部的厚度。
[0011]根据本发明的以上方面，通过模锻和锻造而制造用于树脂齿轮的金属芯，在模锻中，通过在轴向上按压板材而形成模锻本体，在锻造中，通过在轴向上按压模锻本体而改变模锻本体的厚度。因此，不需要如在诸如切割这样的机械加工中一样去除大量材料。另外，因为待按压的板的厚度显著小于金属芯在轴向上的尺寸，所以不需要高压处理。
[0012]此外，在模锻期间，通过按压具有中心孔的板而形成模锻本体。因此，能够容易地形成内周模锻部和轴套部。另外，在锻造期间，通过按压形状与金属芯相似的模锻本体而调整各个部分的厚度。因此，能够容易地设置期望的厚度。因此，制造是容易的。
[0013]当以这种方式制造金属芯时，能够分别调整轴套部、连接部和环部以具有适当的厚度，从而确保各个部分的强度。此外，由于轴套部、连接部和环部的材料互相连续，所以能够确保轴套部与连接部之间的强度以及连接部与环部之间的强度。这结果使得能够充分地减小厚度。因此，能够提供这样的制造方法，利用该方法，能够在确保强度和充分地减轻重量的同时，制造金属芯。
【附图说明】
[0014]图1是图示出由根据本发明的第一和第二实施例的方法制造的金属芯的截面图。
[0015]图2是图示出由根据本发明的第一和第二实施例的方法制造的金属芯的前视图。
[0016]图3A至3F是图示出在根据本发明的第一实施例的制造方法中的各个步骤的示意截面图。
[0017]图4A至4E是图示出在根据本发明的第二实施例的制造方法中的各个步骤的示意截面图。
[0018]参考标记列表
[0019]10金属芯
[0020]11通孔
[0021]12轴套部
[0022]13凹凸结构
[0023]14环部
[0024]16连接部
[0025]17光滑部
[0026]18中空部
[0027]20组合部件
[0028]21外周树脂
[0029]22齿轮齿部
[0030]30板
[0031]31中心孔
[0032]32内周模锻部
[0033]34外周模锻部
[0034]35模锻本体
[0035]36中间部
[0036]38锻造本体
[0037]42a、42b、42c内周模锻模具
[0038]42d柱状部
[0039]44外周模锻模具
[0040]45锻造模具
[0041]51模锻模具
[0042]51a阳模锻模具
[0043]51b阳模锻模具
[0044]51c阴模锻模具
[0045]5 Id阳模锻模具
[0046]55锻造模具
[0047]55a、55c、55d 上锻造模具
[0048]55b、55e、55f 下锻造模具
[0049]58a、58c、58d 上模具部
[0050]58b外模具部
[0051]58e下模具部
[0052]58g凹凸成型模具表面
[0053]S轴
[0054]W涡杆
【具体实施方式】
[0055]下文中，将参考附图具体描述本发明的实施例。将描述各个实施例，将描述涉及金属芯的制造实例的各个实施例，该金属芯用于在动力转向设备的涡轮中使用的树脂齿轮。
[0056]如图1和2所示，根据本发明的第一实施例制造的金属芯10整体由金属材料制成，并且包括利用连接部16而同轴地设置的轴套部12和环部14。环部14的外周表面在周向上间隔地形成有凹凸结构13。凹凸结构13利用多个脊部和槽部形成在环部14的外周表面上，并且不具有凹部和凸部的光滑部17沿着整个圆周连续地设置在凹凸结构13的各个轴向侧上。
[0057]在金属芯10中，轴套部12和环部14在轴向上的相同侧处一体且连续地形成，从而形成连接部16。在一个方向上开口的中空部18形成在轴套部12与环部14之间。连接环部14与连接部16的部分和连接连接部16与轴套部的部