JP2010502844A - 非円形の歯付きベルトプーリ又はスプロケットを製造するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非円形の焼結鎖歯車又はコグベルト歯車の高精密度の製造を可能にする圧縮鋳型の圧縮鋳型プロファイルを製造する方法を提供する。
【解決手段】本発明は、焼結された非円形の鎖歯車又はコグベルト歯車１用の圧縮鋳型の圧縮鋳型プロファイル２１を製造する方法において、圧縮鋳型プロファイル２１が、あるスケーリングファクタで前記鎖歯車又はコグベルト歯車１の所望のプロファイル１９をスケーリングすることによって固定される、方法に関する。圧縮鋳型プロファイル２１が、所望のプロファイル１９をスケーリングすることに加えて補正シフトを適用することによって固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、独立請求項１に規定された特徴に基づく非円形の焼結された鎖歯車又はコグベルト歯車用の圧縮鋳型の圧縮鋳型プロファイルを製造する方法、ならびに粉末金属から非円形の鎖歯車又は非円形のコグベルト歯車を製造する方法に関する。

駆動システムでは、特定の効果を生成する目的で非円形の鎖歯車又はコグベルト歯車が使用される用途がある。このような１つの用途は、例えば、特許文献１から公知であり、この特許には、無端循環の引張り手段と、この引張り手段と係合する少なくとも２つの回転要素とを備える同期駆動部が開示されている。この例では、ほぼ同一の大きさの逆の変動駆動トルクを引張り手段を介して第２の回転要素に伝達する第１の回転要素の非円形の設計により、第２の回転要素に作用する変動負荷トルクが大部分補償される。このような装置は、例えば、被駆動カムシャフトのねじり振動ならびに引張り手段の振動を低減する手段として、カム軸駆動部に使用することが可能である。

国際公開公報第０３／０４６４１３Ａ１号明細書

焼結は、円形のコグベルト歯車又は鎖歯車を粉末冶金によって大量に製造するために通常使用されているのに対し、完成した構成要素が非円形の手段であり、従来の方法を使用する焼結によって鎖歯車又はコグベルト歯車を作製するために使用される鋳型の設計が不十分であるという事実のため、焼結法は、非円形の鎖歯車又はコグベルト歯車を製造するために今日広く使用されていない。正確な寸法に材料を取り除くことを含む仕上げ工程を必要としない焼結構成要素を製造するために、較正工程によって焼結構成要素を仕上げることがしばしば必要であり、この場合、粉末金属の圧縮体を製造するために使用される圧縮鋳型及び焼結構成要素を較正するための較正鋳型は、互いに適応させる必要があり、これにより、圧縮鋳型の設計に関し追加の要件が提起される。特に、圧縮鋳型及びその断面プロフィールの設計は、焼結加工品を製造するために使用される工程の結果に対し大きな影響を及ぼす。

したがって、本発明の目的は、非円形の焼結鎖歯車又はコグベルト歯車の高精密度の製造を可能にする圧縮鋳型の圧縮鋳型プロファイルを製造する方法を提供することである。

本発明のさらなる説明の全体にわたって、コグベルト歯車という表現がもっぱら使用されるが、その説明は鎖歯車に等しく適用される。

この目的は、本発明によって、請求項１に規定された特徴を組み込んだ方法によって達成される。圧縮鋳型プロファイルがコグベルト歯車の所望のプロファイルの中心延伸に基づく簡単なスケーリング工程によって設定される従来技術と対照的に、本発明は、焼結工程中に生じる寸法の変化に圧縮鋳型プロファイルをより良く適合させるために、追加の補正シフトの適用を提案する。焼結工程中に圧縮鋳型によって製造される圧縮体の挙動は、粉末金属の組成に左右される、特に粉末金属の銅成分に左右される焼結工程中の収縮又は膨張を含むことがある。

焼結工程の終わりに、コグベルト歯車の所望の寸法又は所望のプロファイルを獲得するために、圧縮鋳型プロファイルは、焼結工程中に生じる寸法の変化に対処するために、スケーリングを用いて所望のプロファイルよりも大きく又はより小さく製造される。しかし、形状及び寸法に関して焼結工程中に焼結された構成要素に生じる変化は、非円形の設計のため中心延伸と一致しないので、圧縮鋳型プロファイルの追加の補正シフトにより、コグベルト歯車の所望のプロファイルを有効に構成することができる。

焼結されたコグベルト歯車が較正の形態で仕上げ工程を受ける場合、コグベルト歯車を較正鋳型に軸方向に導入できることが必要である。外周を較正するために、このような較正鋳型は、コグベルト歯車で較正されなければならない対応する外径よりも小さな量だけ小さな内径を有する。特に、この量は、較正鋳型から取り除かれるとき、コグベルト歯車の弾性変形の程度にほぼ対応する。実際の較正工程中、あるクリアランスで較正鋳型に導入されたコグベルト歯車は軸方向に圧縮され、その結果、同時にコグベルト歯車の軸長を増しつつ、コグベルト歯車の半径方向断面が増大されるように、コグベルト歯車は較正鋳型の壁面に押圧される。次に、コグベルト歯車が較正鋳型から取り除かれるとき、コグベルト歯車の外径は、弾性変形の再形成のため再び僅かに増大し、このため、較正鋳型の内径は、コグベルト歯車の所望の寸法よりも僅かに小さいように選択される。

コグベルト歯車の内径の場合、反対のことが当てはまり、すなわち、コグベルト歯車の内径と協働する較正鋳型の外径は、コグベルト歯車の内周における所望の寸法よりも僅かに大きい。

圧縮鋳型プロファイルの従来の設計が、中心に延びるように配置された所望のプロファイルでスケーリングするために使用される場合、焼結工程によって引き起こされる焼結構成要素に生じる変化は、特にコグベルト歯車の歯面において、スケーリング工程によってもたらされる所望のプロファイルのシフトよりもよりも大きく、これにより、歯面の領域で焼結されたコグベルト歯車と較正鋳型との間に締まり嵌めがもたらされ、これにより、コグベルト歯車が摩擦のため軸方向に導入されるときに較正鋳型及び焼結構成要素の両方に著しく大きな負荷が引き起こされ、これによって品質が損なわれるであろう。

コグベルト歯車の外周の場合、より小さな外側寸法を達成するように補正シフトが意図され、及び／又はコグベルト歯車の内径の場合、より大きな内側寸法を達成するように補正シフトが意図されるならば、焼結されたコグベルト歯車の寸法により、十分なクリアランスでコグベルト歯車を較正鋳型に導入できることが確実にされる。

補正シフトは、圧縮鋳型プロファイルの円周全体の周りで、すなわち、圧縮鋳型プロファイルの外周及び／又は内周において一定の量に基づき行うことができ、これにより、補正シフトを達成する構造的に簡単な方法が提供される。

しかし、圧縮鋳型プロファイルの円周の周りで補正シフトを変更することもできるが、この理由は、この変更によって、圧縮鋳型を特定のコグベルト歯車の特別な形状に柔軟に合わせることができるからである。例えば、外周の特定の点における補正シフトの量は、コグベルト歯車の回転軸からの点の距離に応じて定めることができる。補正シフトの適応とは、較正鋳型に接触して着座するコグベルト歯車の当該領域に影響を及ぼすこともできることを意味し、この場合、例えば、歯頭部が較正鋳型に当接するが、歯基部が較正鋳型に当接しないように、較正工程を制御することができる。

実際的な一変形例では、補正シフトは、スケーリングされる圧縮鋳型プロファイルの表面に対し直角に適用され、その結果、実際の圧縮鋳型プロファイルは、スケーリングされる圧縮鋳型プロファイルから等距離である。モデムＣＡＤシステムは、このようにしてプロファイルをシフトするための機能を含むので、この種類のこのような補正シフトを実行することは簡単なことである。

補正シフトを変更する場合、コグベルト歯車の歯面における補正シフトは、歯頭部及び／又は歯基部におけるよりも大きいことが可能である。スケーリングによる歯頭部又は歯基部における直径の変化について完全に許容できるが、コグベルト歯車の歯面における急峻度は、所望のプロファイルと比較して圧縮鋳型プロファイルの僅かなシフトのみを引き起こすに過ぎず、この理由で、より大きな補正シフトをこれらの領域で可能にすることが有利である。

焼結されたコグベルト歯車の場合の補正シフトは、０．００５ｍｍの下限及び０．５ｍｍの上限を有する範囲から選択されることが好ましく、これによって、重なり又は交差による過度の摩擦力を引き起こすことなく、焼結されたコグベルト歯車を較正鋳型に導入できることが確実にされる。範囲の上限は、例えば、焼結によってより大きな寸法の変化がもたらされる場合、より大きな歯車直径及びより大きな非円形度の場合に使用してもよい。

絶対値の形態の補正シフトの設定に加えて、補正シフトは、所定の直径の０．０５％の下限及び１．０％の上限を有する範囲から選択可能であり、この場合、補正シフトとコグベルト歯車の寸法との間に相関関係が形成される。

圧縮鋳型プロファイルはまた、特定の外周又は直径において選択されたスケーリングファクタが、補正シフトなしに標準の圧縮鋳型プロファイルをスケーリングする場合よりも補正シフトの値だけ大きいように設定することが可能である。これにより、スケーリングと追加の補正シフトとの組み合わせにより、焼結されたコグベルト歯車と較正鋳型との間にあまりにも大きな遊びが形成されることが防止されるが、この理由は、補正シフト及びスケーリングの両方が、歯頭部及び歯基部においてそれらの完全な効果を生じるからである。このことは、引き続く補正シフトの量だけスケーリングを低減することによって防止することができる。

補正シフトはまた、圧縮鋳型プロファイルの点における接線と、回転軸の中心点と一般に一致する当該の点からスケーリングの中心点までの半径ベクトルとの間の角度が増大するときに、補正シフトが増大するように適用可能である。これは、円周の周りの不均一な補正シフトの他の形態であり、これによって、より顕著な補正シフトが、圧縮鋳型プロファイルの半径方向に配向された部分に付与され、これに対し、それほど顕著でない補正シフトが、より接線状にコグベルト歯車のピッチ円に延びる圧縮鋳型プロファイルの部分に付与される。このことは、コグベルト歯車中心に向かう方向をより大きく指す歯面において、より顕著な補正シフトを例えば圧縮鋳型プロファイルに付与することができ、一方、僅かな補正シフトのみが接線方向に配向される歯頭部に適用されることを意味する。この点に関し、例えば、線形的な相関関係を角度と補正シフトとの間に確立することができる。

本発明の目的はまた、粉末金属から非円形のコグベルト歯車を製造する方法であって、圧縮鋳型内の粉末金属を圧縮して、圧縮体を獲得する段階と、圧縮体を焼結する段階と、焼結されたコグベルト歯車を較正鋳型内で軸方向に圧縮する段階とを含み、圧縮鋳型が、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の本発明によって提案された圧縮鋳型プロファイルを有することを特徴とする方法によって達成することができる。本発明によって提案された補正シフトは、圧縮鋳型と較正鋳型との間の最適な適応を可能にするので、このような非円形のコグベルト歯車は、歯面を含めて、それらの高い表面品質及び寸法安定性のため傑出している。

この適応は、スケーリング工程及び／又はコグベルト歯車の所望のプロファイルからの補正シフトにより較正鋳型用の較正プロファイルを設定することによってさらに改良できる。コグベルト歯車は、較正鋳型から取り除かれると所望のプロファイルを有するように意図されるので、較正プロファイルは、たいていの場合、簡単なスケーリング操作によって設定されるが、形状及び寸法のいかなる変化が、非円形のコグベルト歯車の場合の焼結工程中に生じるかを予測することはより困難であるので、焼結されたコグベルト歯車と較正鋳型との間の導入用の遊びを獲得する確実性を、補正シフトを選択的に適用することによって高めることができる。

本発明について、添付図面に示された実施例を参照して以下により詳細に説明する。

これらの添付図面により、次の単純化された概略図が提供される。

非円形のコグベルト歯車の図面である。 圧縮鋳型及び較正鋳型の協働プロファイルと共に図１に示した部分ＩＩに沿ったコグベルト歯車の詳細図である。 図１に示したコグベルト歯車の内側スプラインのプロファイルと共に図１に示した領域のコグベルト歯車の詳細図である。 図１に示したコグベルト歯車に内側スプラインを製造するために圧縮鋳型のプロファイルを設定する他の方法の図面である。

最初に、異なる実施形態に記載する同一の部分は、同一の参照番号及び同一の構成要素名によって示され、説明全体にわたって行う開示は、意味に関して、同一の参照番号又は同一の構成要素名を有する同一の部分に置き換えることができることを指摘したい。さらに、頂部、底部、側面等のような説明のため選択した位置は、具体的に説明する図面に関係し、また他の位置が説明されているとき、意味に関して新しい位置に置き換えることができる。図示かつ説明する異なる実施形態の個々の特徴又は特徴の組み合わせは、独立した発明の解決方法又は発明それ自体によって提案された解決方法として解釈することが可能である。

説明における値範囲に関するすべての数字は、任意のすべての部分範囲を含むことを意味すると解釈されるべきであり、この場合、例えば、１〜１０の範囲は、１の下限から始まって１０の上限までのすべての部分範囲を含むと理解されるべきであり、すなわち、すべての部分範囲は１以上の下限から始まり、１０以下の上限で終わり、例えば１〜１．７、あるいは３．２〜８．１又は５．５〜１０である。

図１は、本発明によって提案された方法を使用して製造された非円形の焼結されたコグベルト歯車１を示している。この場合のコグベルト歯車１は、外周３に歯切り部４が設けられる歯車本体２を備える。コグベルト歯車１をシャフト等に装着することを可能にするため、コグベルト歯車は、内径６の内側スプライン７を有する孔５を有する。孔５の中心はコグベルト歯車１用の回転軸８を構成する。

一例として示した実施形態では、コグベルト歯車１の非円形は、コグベルト歯車が、回転軸８を通して延びる主軸９で、同様に回転軸８を通して延びる副軸１１で測定された最小直径１２よりも大きな最大直径１０を有するという事実に基づいている。図１は、歯先円における直径を示しているが、コグベルト歯車の円周における直径の差は、同様に、歯元線又はピッチ円の基部で規定することが可能である。

コグベルト歯車１の非円形はまた、その外周３に、コグベルト歯車が、基準円から外側に延びる少なくとも１つの隆起と、基準円から内側に延びる１つ以上の窪部とを有することを意味すると解釈することが可能である。

コグベルト歯車１の外周３における歯切り部４は、半径方向外側に延びる複数の歯１３の形態で設けられる。複数の歯は、歯根元１４によって歯車本体２に接合され、歯頭部１５によってコグベルトの歯ギャップに係合できる。隣接して位置する２つの歯１３の間の距離は、歯基部１７によって境界付けられる歯ギャップ１６と、２つの隣接する歯１３の互いに向き合う歯面とを形成する。歯ギャップ１６は、コグベルト歯車１と協働するコグベルトの歯を部分的に受け入れるように設計される。

図示したコグベルト歯車１は、長円又は楕円形であるが、用途に応じて、基準円に対し２つ以上の隆起又は窪部を有してもよい。

コグベルト歯車１の外周３における歯切り部４は、構造によって決定される所望のプロファイル１９を有し、完成したコグベルト歯車１の実際のプロファイル２０の前記所望の形状からの逸脱は可能な限り小さくあるべきである。焼結工程中に焼結された構成要素に生じることがある寸法のあり得る変化のため、この焼結工程を達成するために特別な処置が必要である。圧縮体が製造される粉末金属の組成、ならびに焼結中の温度及び圧力のような加工パラメータは、焼結操作中の加工品の挙動を本質的に決定する。例えば、圧縮体の体積が焼結工程中に増加するか又は減少するか、あるいは代わりに圧縮体が体積変化をまったく受けないことが可能である。この挙動が以前に獲得された値から知られている場合、コグベルト歯車１の実際のプロファイル２０は、所望のプロファイル１９からの偏差が焼結工程中に生じる寸法の変化によって大部分相殺されるように、所望のプロファイル１９と比較して圧縮体を製造するために使用される圧縮鋳型の寸法を変更することによって所望のプロファイル１９に近づけることができる。例えば、焼結操作中に体積が増加する圧縮体を製造するために、所望のプロファイル１９よりも小さい圧縮鋳型が使用される。

これらの相関関係は、図１に示したコグベルト歯車１の部分ＩＩを示している図２に示されている。この部分から、外周３の所望のプロファイル１９が歯基部１７から歯面１８に合体して、歯頭部１５に至ることを理解できる。一例として示した実施形態では、焼結工程中の圧縮体の体積よりも大きい体積が、焼結された構成要素に付与されることが想定されるので、圧縮体を製造するために使用される圧縮鋳型は、所望のプロファイル１９よりも小さくなければならない。このことは、回転軸８の方向に所望のプロファイル１９に対しシフトされる図示しない圧縮鋳型の圧縮鋳型プロファイル２１によって達成される。所望のプロファイル１９に対する圧縮鋳型プロファイル２１のこのシフトは、一般に、焼結工業でスケーリングと称され、構造的に、回転軸８に延伸中心を有する所望のプロファイル１９の中心延伸に基づき達成される。しかし、このような中心延伸の１つの特性は、半径方向に、すなわち、延伸中心を構成する回転軸８の方向に延びるプロファイル線の部分がそれ自体に戻ることであり、これは、この種類の部分でプロファイルのシフトが行われないことを意味する。

図２から理解できるように、このことは、標準の圧縮鋳型プロファイル２２を示す点線・破線で示されるように、歯面１８の領域にほぼ当てはまる。このプロファイルは、延伸中心の回転軸８と整列される所望のプロファイル１９の中心延伸、及び１以下の値、例えば０．９９を有するスケーリングファクタによってもっぱら達成される。歯面１８の領域の所望のプロファイル１９は、ほぼ回転軸８の方向に延びるので、それ自体の中心延伸は、所望のプロファイル１９と標準の圧縮鋳型プロファイル２２との間に短い距離のみを生じるに過ぎない。

焼結工程中に生じる体積増加のため、歯面１８の領域の実際のプロファイルは、所望のプロファイル１９から外側に突出し、おそらくは、寸法と形状の許容し難い偏差をもたらすであろう。歯面１８又はより一般的にはほぼ半径方向に配向されたプロファイル部分においても、焼結工程中に生じることがある体積増加の可能性の予想を可能にする圧縮鋳型プロファイル２１を製造するために、本発明によって提案された簡単なスケーリングが追加の補正シフトと関連して適用される。一例として示した実施形態では、この補正シフトは、圧縮鋳型プロファイル２１が標準の圧縮鋳型プロファイル２２に対し等距離の状態を生じるように、すなわち、標準の圧縮鋳型プロファイル２２に対する圧縮鋳型プロファイル２１が、外周全体３の周りに一定量のシフト距離２３だけ、標準の圧縮鋳型プロファイル２２に対し直角にシフトされるように適用される。

焼結工程の後に較正工程によって仕上げる必要がある場合、焼結されたコグベルト歯車１の過度の寸法を回避することが特に必要である。焼結されたコグベルト歯車１を較正するために、コグベルト歯車は、所望のプロファイル１９よりも僅かに小さいが、焼結工程後にコグベルト歯車１の実際のプロファイルよりも大きな較正プロファイル２４を有する較正鋳型に軸方向に導入される。較正中、コグベルト歯車１は、軸方向に圧縮され、その結果、実際のプロファイル２０は、較正プロファイル２４に対し半径方向外側に押圧される。したがって、較正プロファイル２４は、所望のプロファイル１９よりも僅かに小さいが、この理由は、較正鋳型から取り除かれると、変形の弾性成分によりコグベルト歯車１は僅かな体積増加を受け、言い換えれば寸法が増大するからである。したがって、較正プロファイル２４は、中心延伸のため所望のプロファイル１９から逸脱することがあるか、あるいは所望のプロファイル１９から等距離でもよく、この場合、このシフトは、実際に０．００２〜０．５ｍｍの範囲内にあり、あるいは上記の２つのことを合わせて含んでいてもよい。

追加の補正シフトによる圧縮鋳型形状２１の設定により、コグベルト歯車１は、歯面１８の領域を含めて小さな動作遊びで較正鋳型に導入させられ、これは、追加の補正シフトが適用されない場合に不可能であるとは思われ、むしろ、歯面１８の領域のコグベルト歯車１と較正鋳型との間に多くの摩擦が生じるであろう。

図３は、図１の細部ＩＩＩを示しており、圧縮鋳型形状２１がコグベルト歯車１の内周６で設定される方法が示されている。

図３に一例として示した実施形態では、焼結されたコグベルト歯車１の体積は、圧縮体の体積と比較して減少し、したがって寸法も減少し、このことは、粉末金属の組成及び焼結中に工程が行われる方法によっても決定されることが想定される。内側スプライン７の内径は、所望のプロファイル１９よりも小さくあってはならないが、コグベルト歯車１は焼結工程中により小さくなるので、圧縮体を製造するための圧縮鋳型は、所望のプロファイル１９よりも大きい寸法でなければならない。したがって、協働する圧縮鋳型プロファイル２１は、中心延伸の形態のスケーリングを用いて、次に補正シフトを用いて所望のプロファイル１９に基づき形成される。この結果、内側スプライン７のスプライン側面２５の領域を含めて、所望のプロファイル１９と圧縮鋳型プロファイル２１との間には相当の距離があることを理解できる。焼結されたコグベルト歯車１を仕上げるために、較正を実行することが再び可能であり、また較正プロファイル２４は点線によって示されている。

図４は、再び、回転軸８を参照して中心延伸の形態のスケーリングを相関させることによって（標準の圧縮鋳型プロファイル２２の点線・破線によって示される）、次に、コグベルト歯車１の寸法が低減する方向にシフト距離２３だけ補正シフトすることによって、圧縮鋳型プロファイル２１が所望のプロファイルから形成される方法を詳細に示している。

一例として示した実施形態では、スケーリングによって得られるシフトは非常に小さく、これに対し、圧縮鋳型プロファイル２１に対する補正シフトによって形成される標準の圧縮鋳型プロファイル２２の寸法の増大は、所望のプロファイル１９と圧縮鋳型プロファイル２１との差の主要部分を占める。

例えば、プレス駆動等のために、不均一な回転運動を伝達するための手段として、非円形の鋼製ギヤが使用される。非円形の鋼製ギヤはまた、バランシング用途における回転のアンバランスを適切に補償するために使用される（例えば、「クランクシャフトトルクバランシング用の非円形ギヤの使用」、内燃機関、ＶＤＩ報告１９０４、２００５）。

内燃機関の回転運動は回転アンバランスを呈する。この回転アンバランスは、制御駆動部及び補助ユニットの駆動部に追加の負荷をもたらす。これらのねじり振動を低減する１つの可能な方法は、追加のダンパ又は補償器を使用することである。このことは余分の構成要素を意味するので、重量及びコスト面の不都合をもたらす。

特にディーゼルエンジンの場合、鋼ギヤは、制御駆動部に又は補助ユニットを駆動するために使用される。これらの駆動部は、狭い装着空間及び高い出力密度を特徴とする。さらに、これらの駆動部では、トルク変動及び回転アンバランスは、非円形のギヤ設計を選ぶことによって低減することができる。しかし、製造上の観点で、偏心ボアを有する鋼製ギヤのみを経済的なスケールで製造することができる。

ベルト駆動の場合、特定の非円形をギヤに付与することによって回転アンバランスもある程度補償することができ、これによって、駆動部全体に対する負荷を低減できることが知られている。比較的低い比負荷を前提とすると、これらのギヤは粉末冶金によって製造することが可能である。

鋼製ギヤと比較して、焼結材料製の非円形のギヤ又は歯付き要素は、焼結工業で利用可能な成形オプションを用いて事実上任意の非円形の設計で製造でき、より経済的に、言い換えればより費用効率的に製造できる利点を提供する。この焼結ギヤの設計を用いて、すべての回転変動を均一な回転運動に変換することができ、また存在するすべてのトルク変動（例えば、高圧ポンプ内）を不均一な駆動部を選ぶことによって低減することができる。同様に、これにより、ギヤ駆動部の負荷を低減することができ、これによって、このようなシステムの寿命が延ばすことができる。

特に、この種類の非円形の焼結ギヤは、本発明によって提案される方法を用いて製造することができる。

他の利点は、圧縮工程を使用することによって、焼結材料の強度を高めることができるという事実である。強度又は密度のこの増加は、構成要素の断面全体にわたって、又は歯切り領域のみにおいて達成することが可能である。例えば、較正工程又は圧延方法を圧縮のために使用してもよく、完成ギヤは、ダイで、すなわち段付き又は多段式のダイの補助により段階的に圧縮することができる。これにより、固体材料の密度に近い密度、すなわち、溶融冶金によって製造された比較可能な構成要素の密度から最大１０％、好ましくは最大５％、特に最大３％変化する密度を達成することができる。この偏差は、焼結ギヤの表面又は表面領域に限定してもよく、この場合、焼結ギヤは下方のコア密度を有する。したがって、ベルト駆動部とは対照的に、より高い機械負荷を受ける駆動部に非円形の焼結ギヤを使用することもできる。

本発明によって提案されるように、シャフトハブを受け入れるための中心ボアを有する焼結ギヤを製造することもでき、これによって、このような駆動部の組立が簡略化される。

本発明が提案する方法で使用される焼結ギヤは、例えば、例えば、最高４重量％の割合のクロムを含有する中程度から容易に圧縮可能な鉄粉混合物と、及び最高１０重量％の非鉄金属の合金元素、最高５重量％の黒鉛、最高３重量％の圧縮剤及び最高１重量％の有機結合剤の全体と任意に予め合金化することが可能な粉末鋼を使用して製造可能である。これらの混合物は、選択的に温度及び溶剤を使用して、著しく濃縮した形態でいわゆるマスタバッチとして予め作製され、次に粉末鉄に添加されるか、あるいは個々の元素が直接粉末鉄に添加される。

前合金元素は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、ＳＩ、Ｍｎでもよい。

ハイブリッド合金粉は、拡散合金化されたＮｉと予め合金化されたＣｒ−ＭｏのＦｅパウダ、及び／又はＦｅｒｒｏ−Ｃｒ及びＦｅｒｒｏ−Ｍｎが拡散合金化されるとしても、それらと予め合金化されたＣｕ、ＭｏのＦｅ−パウダでもよい。

これらの焼結ギヤを焼入れ（硬化）するか又は焼戻しすることもできる。

商業的に入手可能な他の焼結材料を使用することもできるであろう。

焼結ギヤは、それらが同様の形状でより優れた音響的挙動を示すという点で、鋼製ギヤに対し他の利点を有する。この理由は、構成要素の減衰の増大及び任意に低減される歯剛性にある。

このような非円形の焼結ギヤの用途の可能性は、カムシャフトの連結駆動部、燃料ポンプの駆動部、制御駆動の駆動部、駆動補助ユニット（例えば、発電機、空調コンプレッサ、オイルポンプ、ウォータポンプ等）、エンジン出力部全般（自動二輪車の場合のエンジンとギヤボックスとの結合部）のような、焼結ギヤによって駆動される内燃機関又は駆動伝達系にある。これらは、すべてベルトのない駆動である。

実施例として示した実施形態は、非円形の焼結コグベルト歯車用の圧縮鋳型の圧縮鋳型プロファイルを製造する方法の可能な設計変形例を表し、この段階で、本発明は、特に示した変形例に特に限定されず、その代わりに個々の変形例が互いに異なる組合せで使用可能であり、これらの可能な変形例が、開示した技術的な教示が与えられる当業者の範囲内にあることを指摘したい。したがって、説明しかつ図示した変形例の個々の詳細を組み合わせることによって獲得することができる考えられるすべての変形例は、可能でありかつ本発明の範囲に含まれる。

最後に、念のため、圧縮鋳型プロファイルが設定される方法のより明確な理解を提供するために、圧縮鋳型プロファイル及びその構成部品がある程度縮尺によらず及び／又は拡大して及び／又は縮小して示されていることを指摘したい。

独立した本発明の解決方法の基礎となる目的は、詳細な説明に確認することが可能である。

とりわけ、図１、図２、図３、図４に示した主題の個々の実施形態は、発明それ自体によって提案された独立の解決方法を構成する。本発明によって提案された目的及び関連の解決方法は、これらの図面の詳細な説明に確認することが可能である。

１ 鎖歯車
２ 歯車本体
３ 外周
４ 歯切り部
５ 孔
６ 内周
７ 内側スプライン
８ 回転軸
９ 主軸
１０ 最大直径
１１ 副軸
１２ 最小直径
１３ 歯
１４ 歯根元
１５ 歯頭部
１６ 歯ギャップ
１７ 歯基部
１８ 歯面
１９ 所望の形状
２０ 実際の形状
２１ 圧縮鋳型形状
２２ 標準の圧縮鋳型形状
２３ シフト距離
２４ 較正形状
２５ スプライン面

Claims (17)

1. 焼結された非円形の鎖歯車又はコグベルト歯車（１）用の圧縮鋳型の圧縮鋳型プロファイル（２１）を製造する方法において、
   圧縮鋳型プロファイル（２１）が、あるスケーリングファクタで前記鎖歯車又はコグベルト歯車（１）の所望のプロファイル（１９）をスケーリングすることによって固定され、前記圧縮鋳型プロファイル（２１）が、前記所望のプロファイル（１９）をスケーリングすることに加えて補正シフトを適用することによって固定される方法。
2. 前記補正シフトが、前記鎖歯車又はコグベルト歯車（１）の外周（３）の場合、より小さな外側寸法を獲得する目的で適用される、請求項１に記載の方法。
3. 前記補正シフトが、前記鎖歯車又はコグベルト歯車（１）の内周（６）の場合、より大きな内側寸法を獲得する目的で適用される、請求項１に記載の方法。
4. 前記補正シフトが、前記圧縮鋳型プロファイル（２１）の円周全体の周りに一定の量だけ適用される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記補正シフトが、前記圧縮鋳型プロファイル（２１）の円周の周りで変更できる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記補正シフトが、スケーリングされる所望のプロファイル（１９）の表面に対し直角に適用される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記鎖歯車又はコグベルト歯車（１）の歯面（１８）における前記補正シフトが、歯頭部（１５）及び／又は歯基部（１７）におけるよりも大きい、請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記補正シフトが、０．００１ｍｍの下限及び０．５ｍｍの上限を有する範囲から選択される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記補正シフトが、所定の直径の０．０５％の下限及び１．０％の上限を有する範囲から選択される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記スケーリングファクタが、補正シフトを適用することなく標準の圧縮鋳型プロファイル（２２）をスケーリングする場合よりも、前記補正シフトの値だけより大きいか又はより小さいように選択される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記圧縮鋳型プロファイル（２１）の点における接線と、前記点から前記スケーリングの中心点までの半径ベクトルとの間の角度が小さくなるときに、前記補正シフトが増大する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記スケーリングファクタが、前記鎖歯車又はコグベルト歯車（１）の円周の周りで可変である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 粉末金属から非円形の鎖歯車又はコグベルト歯車（１）を製造する方法において、
    圧縮鋳型内の粉末金属を圧縮して、圧縮体を獲得する段階と、前記圧縮体を焼結する段階と、前記焼結された鎖歯車又はコグベルト歯車を較正鋳型内で軸方向に圧縮する段階とを含み、前記圧縮鋳型が、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の圧縮鋳型プロファイル（２１）を有する方法。
14. 前記較正鋳型の較正プロファイル（２４）が、スケーリング及び／又は補正シフトによって前記鎖歯車又はコグベルト歯車（１）の所望のプロファイル（１９）に基づき設定される、請求項１３に記載の方法。
15. 複数の噛合ギヤを有するギヤ駆動部における、請求項１〜１４のいずれか１項に従って特に製造された非円形の焼結ギヤの使用。
16. カムシャフトのための又は燃料ポンプを駆動するための又は大量の補償器を駆動するための又は制御駆動を駆動するか又は自動車エンジンの補助ユニット、例えば発電機、空調コンプレッサ、オイルポンプ、ウォータポンプを駆動するための連結駆動部における、特に請求項１〜１４のいずれか１項に記載の非円形の焼結ギヤの使用。
17. エンジンをギヤボックスに結合するためのエンジン出力部における、特に請求項１〜１４のいずれか１項に記載の非円形の焼結ギヤの使用。

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