JP3303068B2

JP3303068B2 - ヘリカルギヤの圧粉体の成形装置および型調整治具

Info

Publication number: JP3303068B2
Application number: JP06885196A
Authority: JP
Inventors: 学片桐
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 2002-07-15
Anticipated expiration: 2016-03-25
Also published as: JPH09263803A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末冶金法によっ
てヘリカルギヤを製造する際に、ヘリカルギヤの圧粉体
を成形する成形装置およびその成形型の位置合わせを行
うための型調整治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、ここで成形対象とするヘリカル
ギヤの圧粉体（最終製品のヘリカルギヤも同形であるの
で、ここではこれをヘリカルギヤ１として扱う）を示
す。このヘリカルギヤ１は、リング状の本体１Ａの外周
面に外歯（ハス歯）２を有すると共に、本体１Ａ上に、
中心孔３および外歯２に対して周方向に一定の関係を持
つ位置決め孔５を有するものである。位置決め孔５は、
螺旋状の外歯２の、例えば歯底あるいは歯先に対して一
定の角度を持つものであり、中心孔３と平行に形成され
ている。

【０００３】図６は、このようなヘリカルギヤ１を成形
するための従来の成形装置の概略構成を示す。この成形
装置は、下パンチ１２と、この下パンチ１２に外嵌して
内側に金属粉を収容するダイ１１と、このダイ１１の内
側に嵌合する上パンチ１３と、下パンチ１２の上端面か
ら上パンチ１３側に貫通して取り付けられて、図５に示
したヘリカルギヤ１の中心孔３および位置決め孔５を形
成する中心コアロッド２５および位置決めコアロッド２
６とを備えている。

【０００４】ダイ１１の内周面には、ヘリカルギヤ１の
外歯２（図５参照）を形成するための内型１５が形成さ
れている。下パンチ１２の外周面には、内型１５と噛み
合う外歯１６が形成されており、ダイ１１を回転させる
ことにより、ダイ１１を下パンチ１２に対して上下動さ
せることができる。上パンチ１３の外周面にも、内型１
５と噛み合う外歯１７が形成されており、上パンチ１３
を下方に移動させて内型１５に噛み合わせることによ
り、金属粉２０を圧縮成形するキャビティ１９を形成す
ることができるようになっている。

【０００５】また、中心コアロッド２５は、下パンチ１
２の挿通孔２１を貫通し、成形時に上パンチ１３の挿通
孔２７に進入する。また、位置決めコアロッド２６は、
下パンチ１２の挿通孔２２を貫通し、成形時に上パンチ
１３の挿通孔２８に進入するようになっている。

【０００６】ところで、上パンチ１３の外周部は、上パ
ンチ１３の外歯１７がダイ１１の内型１５に噛み合うと
き、回転しなくてはならない。一方、上パンチ１３の内
周部は、位置決めコアロッド２６が、上パンチ１３の挿
通孔２８に進入するので、下パンチ１２に対して周方向
に固定した関係になくてはならない。

【０００７】そこで、上パンチ１３は、外歯１７を有し
た外周側のアウタリング１３Ａと、その内周に相対回転
自在に嵌合するインナリング１３Ｂとに分割して構成さ
れている。

【０００８】この成形装置で成形を行う場合、下パンチ
１２にダイ１１を嵌合させて、ダイ１１の内部に金属粉
２０を充填する。次に、上パンチ１３を下降させ、ダイ
１１に嵌合させる。そして、その状態で、ダイ１１を回
転させて、ダイ１１を下パンチ１２との噛み合いにより
下降させながら、上パンチ１３をさらに速く下降させる
ことにより、下パンチ１２と上パンチ１３で、キャビテ
ィ１９内の金属粉２０を圧縮成形し、図５のヘリカルギ
ヤ１を得る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この場合、ダイ１１内
の金属粉２０に対して、下パンチ１２および上パンチ１
３は相対回転しながら圧縮作用をなす。従って、金属粉
２０との接触面、つまり上パンチ１３の下端面および下
パンチ１３の上端面は、大きく摩耗する可能性がある。
摩耗が進行すると、成形精度の低下を来すので、摩耗面
を研磨して再生しなくてはならない。

【００１０】ところが、上パンチ１３については問題な
いが、下パンチ１２の上端面を研磨した場合には、位置
決めロッド２６と外歯１６との関係がずれてしまうとい
う問題があった。

【００１１】この点を図７を用いて説明する。図７
（ａ）は下パンチ１２の上端部を示す。二点鎖線は初期
の上端面の形状、実線は研磨して新たに再生した上端面
の形状を示している。外歯１６が螺旋状をなしているか
ら、上端面を研磨した場合、新たに再生した上端面での
外歯１６の位置と、位置決めロッド２６（ここでは挿通
孔２２として示す）の位置とが、図７（ｂ）に示すよう
に初期の関係よりも周方向に、例えば角度δだけずれて
しまう。外歯１６と位置決めロッド２６との関係がずれ
ると、その関係が、そのまま成形品であるヘリカルギヤ
に反映されてしまうため、成形品の精度低下を来す。

【００１２】本発明は、上記事情を考慮し、位置決めコ
アロッドを有する下パンチの上端面を研磨した後も、外
歯とロッドとの関係を一定に保てるようにしたヘリカル
ギヤの圧粉体の成形装置を提供することを目的とする。
また、研磨した後で、外歯と位置決めコアロッドとの関
係を一定に保つように位置合わせするための型調整治具
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、リン
グ状の本体の外周面に外歯を有すると共に、前記本体上
に、前記外歯に対して周方向に一定の関係を持つ位置決
め孔を有したヘリカルギヤの圧粉体を成形対象とし、ヘ
リカルギヤの外歯を形成するための内型を有したダイ
と、内型に噛み合う外歯を有した上パンチおよび下パン
チとを備え、ダイの内部に金属粉を充填し、上パンチお
よび下パンチをダイに対して嵌合させることにより、ヘ
リカルギヤの圧粉体を圧縮成形する成形装置において、
前記上パンチおよび下パンチをそれぞれ、外歯を有した
アウタリングと、その内周に相対回転可能に嵌合された
インナリングとで構成し、下パンチのインナリングに前
記位置決め孔を構成するロッドを設けると共に、上パン
チのインナリングに成形時に該ロッドの進入する挿通孔
を設け、さらに、下パンチを支持する固定体と、上パン
チを下パンチに対して昇降させる昇降体と、下パンチの
インナリングおよび上パンチのインナリングを、周方向
位置を対応させて、それぞれ固定体および昇降体に固定
する下側インナリングクランプおよび上側インナリング
クランプと、下パンチのアウタリングを、同インナリン
グに対して周方向に位置合わせした状態で前記固定体に
固定する下側アウタリングクランプと、上パンチのアウ
タリングを回転自在に前記昇降体に支持させる上側アウ
タリング回転支持機構と、前記ダイを回転自在に支持す
ると共に、ダイを下パンチに対して上下動させるダイ支
持機構とを設けたことを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明は、前記下パンチのアウタ
リングを、前記ロッドを有したインナリングに対して周
方向に位置合わせする型調整治具であって、上壁部と、
その下面側に突出した周壁部とを有するカップ形をな
し、前記上壁部の下面に、下パンチのアウタリングの上
端面に当接する当接面が設けられ、前記周壁部の内周
に、アウタリングの外歯と噛み合う内歯が設けられ、前
記上壁部に、前記ロッドの嵌合する挿通孔が設けられて
いることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。まず、図１、図２を用いて成形装置
について説明する。図１は成形装置の要部断面図であ
る。図において、１１はダイ、１２は下パンチ、１３は
上パンチを示す。下パンチ１２は、一部のみ図示する基
台（固定体）５０に、先端部を上に向けた姿勢で固定さ
れている。この下パンチ１２は、先端部外周面に成形対
象のヘリカルギヤと同様の外歯１６を有したアウタリン
グ１２Ａと、このアウタリング１２Ａの内周に相対回転
自在に嵌合されたインナリング１２Ｂとで構成されてい
る。下パンチ１２を構成するアウタリング１２Ａおよび
インナリング１２Ｂは、周方向に互いに位置合わせされ
た状態で、それぞれ基台５０に対してクランプで固定さ
れている。図１には、アウタリング１２Ａを固定するク
ランプ（下側アウタリングクランプ）５２のみ図示して
あり、インナリング１２Ｂを固定するクランプ（下側イ
ンナリングクランプ）は図示省略してある。

【００１６】下パンチ１２のインナリング１２Ｂの中心
には、軸方向に貫通する挿通孔２１が設けられており、
この挿通孔２１には、ヘリカルギヤ１の中心孔３（図５
参照）を形成する中心コアロッド２５が貫通している。
また、インナリング１２Ｂには、中心の挿通孔２１と平
行な挿通孔２２が設けられており、この挿通孔２２に
は、ヘリカルギヤ１の位置決め孔５（図５参照）を形成
する位置決めコアロッド２６が貫通している。これらロ
ッド２５、２６は、下パンチ１２に対して上下方向スラ
イド自在とされ、図示略のスライド機構によって、上下
動させられるようになっている。

【００１７】下パンチ１２の上端外周には、ダイ１１が
嵌合配置されている。ダイ１１には内型１５が形成され
ており、この内型１５が、下パンチ１２の外歯１６に噛
み合わせられている。ダイ１１は、ダイ支持機構を構成
する上下動自在な移動台５３とベアリング５４とによ
り、上下方向移動可能および水平方向回転可能に支持さ
れている。従って、下パンチ１２に嵌合した状態で、ダ
イ１１を水平方向に回転させると、下パンチ１２に対し
てダイ１１が上下方向に移動する。

【００１８】下パンチ１２およびダイ１１の上方には、
上パンチ１３が、その軸線を下パンチ１２の軸線に一致
させ、先端部を下に向けた姿勢で配設されている。上パ
ンチ１３は、上パンチ支持機構を構成する昇降自在な昇
降体６０によって支持されている。昇降体６０は、図示
しない駆動機構により上下動させられる。また、上パン
チ１３も、下パンチ１２と同様に、アウタリング１３Ａ
とインナリング１３Ｂとから構成されている。そして、
インナリング１３Ｂは、昇降体６０に対してクランプ６
１によって固定され、アウタリング１３Ａは、上側アウ
タリング回転支持機構を構成する回転部６２にクランプ
６５で固定され、ベアリング６４を介して昇降体６０に
対して回転自在に支持されている。

【００１９】なお、上パンチ１３のインナリング１３Ｂ
には、成形時に、中心コアロッド２５の進入する挿通孔
２７と、位置決めコアロッド２６の進入する挿通孔２８
が形成されている。

【００２０】図２は、ダイ１１と、下パンチ１２と、上
パンチ１３の関係を、斜めから見て誇張して示してい
る。この図では、ダイ１１と下パンチ１２は、斜め上か
ら見た状態として示し、上パンチ１３は斜め下から見た
状態として示してある。上下のインナリング１２Ｂ、１
３Ｂは、周方向の位置が互いに対応していなくてはなら
ないので、下パンチ１２を固定した上で、上パンチ１３
のインナリング１３Ｂを固定する。また、上パンチ１３
のアウタリング１３Ａは、下降に従ってダイ１１の内型
１５に嵌合しなくてはならないので、ちょうど嵌合する
ように位置合わせされている。

【００２１】この成形装置で成形を行う手順は前述した
のと同じであり、下パンチ１２にダイ１１を嵌合させ
て、ダイ１１の内部に金属粉２０を充填し、次に上パン
チ１３を下降させてダイ１１に嵌合させる。そして、そ
の状態で、ダイ１１を回転させて下降させながら、上パ
ンチ１３を下降させることにより、下パンチ１２と上パ
ンチ１３で金属粉を圧縮成形する。

【００２２】成形によって上パンチ１３の下端面や下パ
ンチ１２の上端面が摩耗したら、その面を研磨する。そ
して、基準となる下パンチ１２側で特に問題となる、ア
ウタリング１２Ａとインナリング１２Ｂの周方向の位置
ずれを治具を用いて修正し、アウタリング１２Ａとイン
ナリング１２Ｂの位置を正しく調整した上で、成形装置
の基台に固定する。なお、上パンチ１３側は、アウタリ
ング１３Ａがインナリング１３Ｂに対して回転可能とな
っているので、回転位置を調整することにより特に問題
とならない。

【００２３】次に、下パンチ１２のアウタリング１２Ａ
とインナリング１２Ｂの位置合わせ用の治具（型調整治
具）と、それを用いた調整方法を説明する。図３は、治
具７０によって、アウタリング１２Ａとインナリング１
２Ｂを周方向に位置合わせしている状態を示す。また、
図４は治具７０の構成を示す。

【００２４】この治具７０は、上壁部７１と、その下面
側に突出した周壁部７２とを有するカップ形をなしてい
る。上壁部７１と周壁部７２は、図４（ｃ）、（ｄ）に
示すように、別ピースとして機械加工されており、ボル
ト７３で相互に連結することで一体化されている。上壁
部７１の下面は、下パンチ１２のアウタリング１２Ａの
上端面が当接する当接面７５となっている、また、周壁
部７２の内周には、アウタリング１２Ａの外歯１６と噛
み合う内歯７６が設けられている。また、上壁部７１に
は、中心コアロッド２５の挿通する挿通孔７７と、位置
決めコアロッド２６の挿通する挿通孔７８が設けられて
いる。なお、７９ａ、７９ｂは、上壁部７１と周壁部７
２を周方向に位置決めする係合凹部と係合凸部である。

【００２５】この治具７０を用いて下パンチ１２の位置
合わせを行う場合は、例えば次のような手順で行う。ま
ず、ロッド２５、２６を退縮させた状態で、治具７０を
下パンチ１２の上に被せ、治具７０の下面の当接面７５
を、アウタリング１２Ａの上端面に当接させると共に、
治具７０の内歯７６を、アウタリング１２Ａの外歯１６
に噛み合わせる。そして、この状態で、治具７０とアウ
タリング１２Ａを回しながら、治具７０の挿通孔７８と
下パンチ１２の挿通孔２２を合わせ、合ったところで位
置決めコアロッド２６を上方に突き出す。このロッド２
６が、治具７０の挿通孔７８に入ると、アウタリング１
２Ａは回らなくなり、アウタリング１２Ａとインナリン
グ１２Ｂが適正に位置合わせされたことになる。従っ
て、この状態で、アウタリング１２Ａを基台くクランプ
で固定する。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、成形の基準側である下パンチをアウタリングと
インナリングに分割して構成し、周方向に相互に位置調
整した上で固定できるようにしたので、上端面を研磨し
た場合にも、位置合わせコアロッドと外歯の位置関係を
適正に修正することができる。また、請求項２の発明の
型調整治具を用いることにより、下パンチのアウタリン
グとインナリングの位置調整が簡単にできるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の成形装置の要部断面図であ
る。

【図２】同実施例におけるダイと下パンチと上パンチの
関係を誇張して示す斜視図である。

【図３】前記成形装置の下パンチを、本発明の一実施例
の型調整治具を用いて位置合わせしている状態を示す断
面図である。

【図４】図３に示した型調整治具の構成図で、図（ａ）
は治具全体の断面図、図（ｂ）は同下面図、図（ｃ）は
治具の上壁部の断面図、図（ｄ）は治具の周壁部の断面
図である。なお、図（ａ）は図（ｂ）のＩＶａ−ＩＶａ
矢視断面図である。

【図５】本発明の成形装置の成形対象であるヘリカルギ
ヤ（圧粉体）の構成図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平
面図である。

【図６】従来の成形装置の概略構成を示す断面図であ
る。

【図７】従来の成形装置における下パンチの上端部の構
成図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は一部平面図である。

【符号の説明】

１ヘリカルギヤ（圧粉体）１Ａ本体２外歯５位置決め孔１１ダイ１２下パンチ１２Ａアウタリング１２Ｂインナリング１３上パンチ１３Ａアウタリング１３Ｂインナリング１５内型１６，１７外歯２０金属粉２６位置決めコアロッド２８挿通孔５０基台（固定体）５２下側アウタリングクランプ５３移動台（ダイ支持機構）５４ベアリング（ダイ支持機構）６０昇降体６１上側インナリングクランプ６２回転体（上側アウタリング回転支持機構）６４ベアリング（上側アウタリング回転支持機構）７０型調整治具７１上壁部７２周壁部７５当接面７６内歯７８挿通孔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】リング状の本体の外周面に外歯を有する
と共に、前記本体上に、前記外歯に対して周方向に一定
の関係を持つ位置決め孔を有したヘリカルギヤの圧粉体
を成形対象とし、ヘリカルギヤの外歯を形成するための内型を有したダイ
と、内型に噛み合う外歯を有した上パンチおよび下パン
チとを備え、ダイの内部に金属粉を充填し、上パンチお
よび下パンチをダイに対して嵌合させることにより、ヘ
リカルギヤの圧粉体を圧縮成形する成形装置において、前記上パンチおよび下パンチをそれぞれ、外歯を有した
アウタリングと、その内周に相対回転可能に嵌合された
インナリングとで構成し、下パンチのインナリングに前記位置決め孔を構成するロ
ッドを設けると共に、上パンチのインナリングに成形時
に該ロッドの進入する挿通孔を設け、さらに、下パンチを支持する固定体と、上パンチを下パンチに対して昇降させる昇降体と、下パンチのインナリングおよび上パンチのインナリング
を、周方向位置を対応させて、それぞれ固定体および昇
降体に固定する下側インナリングクランプおよび上側イ
ンナリングクランプと、下パンチのアウタリングを、同インナリングに対して周
方向に位置合わせした状態で前記固定体に固定する下側
アウタリングクランプと、上パンチのアウタリングを回転自在に前記昇降体に支持
させる上側アウタリング回転支持機構と、前記ダイを回転自在に支持すると共に、ダイを下パンチ
に対して上下動させるダイ支持機構とを設けたことを特
徴とするヘリカルギヤの圧粉体の成形装置。
【請求項２】前記下パンチのアウタリングを、前記ロ
ッドを有したインナリングに対して周方向に位置合わせ
する型調整治具であって、上壁部と、その下面側に突出した周壁部とを有するカッ
プ形をなし、前記上壁部の下面に、下パンチのアウタリングの上端面
に当接する当接面が設けられ、前記周壁部の内周に、アウタリングの外歯と噛み合う内
歯が設けられ、前記上壁部に、前記ロッドの嵌合する挿通孔が設けられ
ていることを特徴とする型調整治具。