用于樹脂齒輪的金屬芯的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于樹脂齒輪的金屬芯的制造方法，使用金屬芯使得外周樹脂接合到環(huán)部的外周表面，并且軸壓嵌到軸套部中。
【背景技術(shù)】
[0002]相關(guān)技術(shù)的樹脂齒輪構(gòu)造成使得外周樹脂接合到金屬芯的外周表面。例如，動力轉(zhuǎn)向設(shè)備的渦輪可以構(gòu)造為樹脂齒輪，其中，外周樹脂接合到金屬芯的外周表面，并且設(shè)置有齒輪齒部(參見，例如，JP2001-141033A和JP2011-106575A)。通過使用樹脂，渦輪的重量減輕，并且防止了齒輪嚙合聲音。
[0003]金屬芯具有:軸套部，軸壓嵌到該軸套部中；環(huán)部，外周樹脂接合到該環(huán)部中；以及連接部，其連接軸套部與環(huán)部。轉(zhuǎn)向力從方向盤傳輸?shù)捷S，并且反作用力從道路表面?zhèn)鬏數(shù)皆撦S。因此，在軸套部與軸之間要求充足的接合強度。
[0004]通過將盤狀金屬材料鍛造成具有像深盤一樣的形狀，并且通過在軸套部中形成軸孔，并且在環(huán)部上形成外周凹凸部，而制造JP2001-141033A中公開的金屬芯。另一方面，根據(jù)JP2011-106575A中公開的實例，通過在切割、鍛造、鈑金按壓等之中，按壓鈑金而制造金屬芯，以節(jié)約成本。
[0005]根據(jù)JP2001-141033A中公開的實例，因為金屬芯通過鍛造而制造以具有像深盤一樣的形狀，所以能夠在以壁厚度確保強度的同時減輕重量。然而，金屬芯在軸向上是大的。如果軸套部和環(huán)部設(shè)計成以徑向重疊的方式布置，以減小在軸向上的尺寸，則因為厚的材料用于確保充足的強度，需要顯著地升高按壓壓力。這結(jié)果要求大的設(shè)施，并且不易于制造。
[0006]根據(jù)JP2011-106575A中公開的實例，金屬芯通過鈑金按壓而制造。通過使用薄板，能夠容易地以徑向重疊的方式布置軸套部和環(huán)部，從而減小金屬芯的尺寸和重量。然而，因為金屬芯的強度下降，所以不能夠以充足的強度壓嵌軸。能夠通過使用更厚的板來確保強度。然而，這增加了金屬芯的重量，也增加了按壓力。因此，需要大的設(shè)施，并且不容易制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種制造方法，通過該方法，能夠在確保強度和充分地減少重量的同時，容易地制造用于樹脂齒輪的金屬芯。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了用于樹脂齒輪的金屬芯的制造方法。所述金屬芯包括:軸套部，軸壓嵌到該軸套部中；環(huán)部，其具有設(shè)置有凹凸結(jié)構(gòu)的外周表面，并且外周樹脂接合到該環(huán)部；以及連接部，所述軸套部與所述環(huán)部經(jīng)由該連接部而同軸地設(shè)置。所述方法包括:通過在軸向上按壓板材而模鍛具有中心孔的所述板材，以形成模鍛本體；并且通過在比模鍛高的壓力下在軸向上按壓所述模鍛本體而鍛造所述模鍛本體，以改變所述模鍛本體的厚度。所述模鍛包括:使所述板材的所述中心孔周圍的部分在軸向上朝著一側(cè)變形，以形成內(nèi)周模鍛部；以及使所述板材的外周部在軸向上朝著相同側(cè)變形，以形成外周模鍛部。鍛造包括:將所述內(nèi)周模鍛部形成為所述軸套部，并且將所述外周模鍛部形成為所述環(huán)部。所述鍛造可以包括使得所述環(huán)部和所述連接部中的至少一者比所述軸套部薄。
[0009]所述模鍛可以包括通過使用多個模鍛模具，而以多個階段按壓所述板材，該多個模鍛模具的模具表面的曲率半徑以曲率半徑減小的順序而不同。
[0010]所述鍛造可以包括:在所述模鍛中形成具有所述內(nèi)周模鍛部和所述外周模鍛部的所述模鍛本體之后，分別按壓所述內(nèi)周模鍛部、所述外周模鍛部和所述內(nèi)周模鍛部與所述外周模鍛部之間的部分，以調(diào)整所述軸套部、所述環(huán)部和所述連接部的厚度。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的以上方面，通過模鍛和鍛造而制造用于樹脂齒輪的金屬芯，在模鍛中，通過在軸向上按壓板材而形成模鍛本體，在鍛造中，通過在軸向上按壓模鍛本體而改變模鍛本體的厚度。因此，不需要如在諸如切割這樣的機械加工中一樣去除大量材料。另外，因為待按壓的板的厚度顯著小于金屬芯在軸向上的尺寸，所以不需要高壓處理。
[0012]此外，在模鍛期間，通過按壓具有中心孔的板而形成模鍛本體。因此，能夠容易地形成內(nèi)周模鍛部和軸套部。另外，在鍛造期間，通過按壓形狀與金屬芯相似的模鍛本體而調(diào)整各個部分的厚度。因此，能夠容易地設(shè)置期望的厚度。因此，制造是容易的。
[0013]當以這種方式制造金屬芯時，能夠分別調(diào)整軸套部、連接部和環(huán)部以具有適當?shù)暮穸?，從而確保各個部分的強度。此外，由于軸套部、連接部和環(huán)部的材料互相連續(xù)，所以能夠確保軸套部與連接部之間的強度以及連接部與環(huán)部之間的強度。這結(jié)果使得能夠充分地減小厚度。因此，能夠提供這樣的制造方法，利用該方法，能夠在確保強度和充分地減輕重量的同時，制造金屬芯。
【附圖說明】
[0014]圖1是圖示出由根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實施例的方法制造的金屬芯的截面圖。
[0015]圖2是圖示出由根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實施例的方法制造的金屬芯的前視圖。
[0016]圖3A至3F是圖示出在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的制造方法中的各個步驟的示意截面圖。
[0017]圖4A至4E是圖示出在根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的制造方法中的各個步驟的示意截面圖。
[0018]參考標記列表
[0019]10金屬芯
[0020]11通孔
[0021]12軸套部
[0022]13凹凸結(jié)構(gòu)
[0023]14環(huán)部
[0024]16連接部
[0025]17光滑部
[0026]18中空部
[0027]20組合部件
[0028]21外周樹脂
[0029]22齒輪齒部
[0030]30板
[0031]31中心孔
[0032]32內(nèi)周模鍛部
[0033]34外周模鍛部
[0034]35模鍛本體
[0035]36中間部
[0036]38鍛造本體
[0037]42a、42b、42c內(nèi)周模鍛模具
[0038]42d柱狀部
[0039]44外周模鍛模具
[0040]45鍛造模具
[0041]51模鍛模具
[0042]51a陽模鍛模具
[0043]51b陽模鍛模具
[0044]51c陰模鍛模具
[0045]5 Id陽模鍛模具
[0046]55鍛造模具
[0047]55a、55c、55d 上鍛造模具
[0048]55b、55e、55f 下鍛造模具
[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軸
[0054]W渦桿
【具體實施方式】
[0055]下文中，將參考附圖具體描述本發(fā)明的實施例。將描述各個實施例，將描述涉及金屬芯的制造實例的各個實施例，該金屬芯用于在動力轉(zhuǎn)向設(shè)備的渦輪中使用的樹脂齒輪。
[0056]如圖1和2所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例制造的金屬芯10整體由金屬材料制成，并且包括利用連接部16而同軸地設(shè)置的軸套部12和環(huán)部14。環(huán)部14的外周表面在周向上間隔地形成有凹凸結(jié)構(gòu)13。凹凸結(jié)構(gòu)13利用多個脊部和槽部形成在環(huán)部14的外周表面上，并且不具有凹部和凸部的光滑部17沿著整個圓周連續(xù)地設(shè)置在凹凸結(jié)構(gòu)13的各個軸向側(cè)上。
[0057]在金屬芯10中，軸套部12和環(huán)部14在軸向上的相同側(cè)處一體且連續(xù)地形成，從而形成連接部16。在一個方向上開口的中空部18形成在軸套部12與環(huán)部14之間。連接環(huán)部14與連接部16的部分和連接連接部16與軸套部的部