JPH0452204A - 歯車の製造方法および歯車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、素材粉末を圧縮して成形される歯車の製造方
法及びその方法によって製造される歯車に係り、詳しく
は、歯先部の粉末密度が高いものに関する。

「従来の技術」 上記圧縮成形された歯車の一例としては、第５図に示す
ものが知られている。この歯車ｌは、外周に複数の歯２
ａが形成された第１ギア２と、この第１ギア２の一面２
ｂから連続して形成され、外周に複数の歯３ａが形成さ
れた第２ギア３とから形成されている。ここで、第１ギ
ア２は、モジュールが０．８以下に設定された歯の形状
が小さなもので、歯幅Ｈが１０ｍｍ以下のものである。

通常、上記歯車ｌは、歯車ｌの雄型および雌型を有する
金型の内部に供給された粉末金属材料（以下、粉末と略
称する。）を、上下方向からプレス等で圧縮して成形さ
れる。これにより、成形された歯車ｌは、焼結工程等が
施された後に、製品化されるようになっている。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記歯車１の第１ギア２のようなモジュ
ールが小さく歯幅ＨＩＪ４１（Ｊａｍ以下の小さな歯車
１を圧縮成形する場合には、金型内部に供給された粉末
が、金型の歯先部側に十分に充填されずに圧縮成形が行
なわれ、それにより歯先部の粉末密度が低く、かつ成形
体強度の弱い歯車が成形されやすい。それにより、量産
工程中の成形された歯車どうしが接触して、歯先部のカ
ケまたはクラック等が生じ易くなり、歩留りが悪くなる
というおそれがあった。

また、焼結工程が施されて製品化された歯車は、歯先強
度が弱い製品となりやすいという課題があった。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであ
り、歯先部の粉末密度の低下を防止することができる歯
車の製造方法及びその方法を用いた歯車を提供すること
を目的とするものである。

「問題点を解決するための手段」 本発明に係る請求項１記載の歯車の製造方法は、金型の
内部に素材粉末を供給し、下面にリング状の突条が形成
された上側パンチを下降させ、前記突条によりその周囲
の前記素材粉末を周方向外方に押出しつつ圧縮成形を行
うことを特徴とするものである。

請求項２記載の歯車は、素材粉末を圧縮成形した後、焼
結して製造される歯車であって、歯車の一面には環状の
溝が形成され、この溝と歯車の軸線を含む断面との交線
のうち、歯車の外縁側の交線が、歯車の一面に向かうに
従い外方に位置するように傾斜していることを特徴とす
るものである。

［作用］ 本発明の請求項１記載の歯車の製造方法によれば、金型
の内部に粉末を供給し、上側パンチを下降させて粉末を
圧縮成形する際に、上側パンチの下面に形成された突条
のテーパ面が、その周囲の粉末を周方向外方に押し出す
ので、周方向外方に押し出された粉末は歯先部側へ移動
していき、歯先部の粉末が高密度に圧縮されて成形され
る。

また、本発明の請求項２記載の歯車によれば、歯先部の
粉末が高密度に圧縮されることにより、成形された歯車
の強度が大幅に上昇する。

「実施例」 第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すものであ
る。

第１図は、本発明の歯車を示すものであり、第５図に示
したものと同一構成部には同一符号を付してその説明を
省略する。

本発明による歯車ｌＯは、第１ギア２の上面２ｂに環状
の溝！■が形成されている。この溝１１は、図中におけ
る、この溝１１と歯車ＩＯの軸線２ｃを含む断面との交
線１２のうち、歯車ｌＯの外縁側の交線１２ａか、前記
歯車ｌＯの一面２ｂに向かうに従い外方に位置するよう
に傾斜して形成されている。ここで、溝１１の上記歯車
１０の外縁側の交線１２ａと、歯車ｌＯの軸心２Ｃと平
行な線とのなす傾斜角度αは、 １５°　≦　α　≦　６０゜ に設定されている。

次に、上記構成の歯車１０の製造方法について、説明す
る。

第２図及び第３図は、圧縮成形された歯車１０を製造す
る際に使用される圧縮成形装置を示すもので、この装置
は、ダイス１３と、このダイス１３の内部を上下方向に
移動自在な上側パンチ１４および下側第１パンチ１５ａ
及び下側第２パンチ１５ｂと、コアーロッド１８とがら
概略構成されている。

ダイス１３の内周面１６ｃには、歯車ｌＯの第１ギア２
の歯部２ｄの形状と対応する形状の雌型の歯先部１６ｄ
が形成されている。成形孔１６の下方には、下側第１パ
ンチ１５ａと下側第２バンヂ１５ｂとが上下動自在に配
設されている。

前記下側第２パンチ１５ｂは、その軸線Ｐに上下方向に
開口する貫通孔１７が形成され、この貫通孔１７にコア
ーロッド１８が挿通されている。

そして、下側第１パンチ１５ａと下側第２パンチ１５ｂ
には、歯車ｌＯの第１ギア２および第２ギア３と対応す
る形状の雌型が形成されている。そして、下側第１パン
チ１５ａと下側第２パンチ１５ｂの上面には所定量の粉
末１９が供給されている。また、成形孔１６内部の上方
には、上側パンチ１４が上下動自在に配設されている。

この上側パンチ１４は、その軸線Ｐに上下方向に開口す
る貫通孔２０が形成され、この貫通孔２０に前述したコ
アーロッド１８が挿通される。

この上側パンチ１４の下面１４ｂには、歯車１０の上面
形状と対応する形状の雌型が形成されているとともに、
軸線Ｐを中心線とするリング状の突条２１が形成されて
いる。この突条２１は、第４図に示されるように、この
突条２！と軸線Ｐを含む断面との交線２２のうち、上側
パンチ１４の外周側の交線（以下、テーパ面と略称する
。）２２ａが、先端に向かうに従い内方に位置するよう
に傾斜して形成されている。

上記構成の圧縮成形装置を使用して、歯車１゜を製造す
るには、先ず、ダイス１３と、下側第１パンチ１．５　
ａと下側第２パンチ１５ｂとの間に、所定量の粉末１９
を供給する（第２図参照）。次に、上側パンチ１４を下
降させるとともに、下側第１パンチ１５ａ、下側第２パ
ンチ１５ｂを上昇させて、粉末１９を上下方向から所定
圧力で圧縮する（第３図参照）。

ここで、粉末１９を圧縮する上側パンチ１４の下面１４
ｂに形成された突条２１は、粉末１９の内部に埋没する
。その際、突条２１のテーパ面２２ａがその周囲の粉末
１９を、周方向外方に押し出していく（図中、矢印六方
向）。そして、テーパ面２２ａに押し出された粉末１９
は、成形孔１６内部の歯先部１６ｄ側へ移動していき、
歯先部１６ｄの粉末密度が高くされて圧縮される。これ
により、圧縮成形された歯車ｌＯは、歯部２ａの粉末密
度が十分に高いものとなる。

ここで、第４図における突条のテーパ面２２ａと、上側
パンチ１４の下面１４ｂに垂直な線とのなす傾斜角度β
は、 １５°　≦　β　≦　６０゜ の範囲で形成されている。すなわち、テーパ面２２ａの
傾斜角度βが、上記範囲外に設定された場合、テーパ面
２２ａが粉末１９を周方向外方へ押出す量が少なくなり
、それにより、圧縮成形された歯車１０の歯部２ａの粉
末密度が低くなる。

以上、述べたことにより容易に理解されるように、本実
施例の歯車の製造方法によれば、ダイス１３の内部に粉
末１９を供給し、上側パンチ１４を下降させて粉末１９
を圧縮成形する際に、上側パンチ１４の下面１４ｂに形
成された突条２１のテーパ面２２ａが、その周囲の粉末
Ｉ９を周方向外方に押し出し、周方向外方に押し出され
た粉末１９は歯先部１６ｄ側へ移動していくので、歯部
２ａの粉末１９が均一で高密度な歯車１０を圧縮成形す
ることができる。

このように歯部２ａの粉末密度を高く、さらに成形体強
度を大きく圧縮酸−形された歯車１０を、焼結工程等に
より製品化することにより、歯車強度が向上されたもの
が得られる。

なお、従来の歯車ｌと、本発明により製造された歯車ｌ
Ｏとの粉末密度の比較表を、第１表及び第２表に示す。

なお、歯車形状は、 モジュール　　　　　　　　　０．６、歯車の外周寸法
　　　　　　２ｏｆｆｌＩ１１、歯幅８寸法　　　　　
　　　３．５゜、であり、また、本発明により製造され
る歯車１０の突条の形状は、 突条のテーパ面の傾斜角度　　４５゜ 突条の内周寸法　　　　　　　　９ｍｍ。

突条の外周寸法　　　　　１２．２ｍｍ、突条の深さ　
　　　　　　　１　、５　ｍｍ％である。

以下、余白。

第１表と第２表を比較して、容易に判断できるように、
本発明の歯車の製造方法により圧縮成形された歯車１０
は、従来の歯車ｌと比較すると、歯車の全体の粉末密度
に比べて歯車部の粉末密度の低下が防止されている。

また、上記実施例では、突条２１のテーパ面２２ａが直
線状に形成されているが、曲線形状のものでも同様の作
用効果を得ることができる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明の請求項１記載の歯車の製
造方法によれば、金型の内部に粉末を供給し、上側パン
チを下降させて粉末を圧縮成形する際に、上側パンチの
下面に形成された突条のテーパ面がその周囲の粉末を周
方向外方に押し出し、周方向外方に押し出された粉末は
歯先部側へ移動していくため、モジュールが小さな歯車
を圧縮成形する場合においても、歯車部の粉末が均一で
高密度なものとして圧縮成形することができる。

また、本発明の請求項２記載の歯車によれば、歯車部の
粉末が高密度に圧縮成形されることにより、歯車部の成
形体強度が大幅に向上された歯車を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すものであ
り、第１図は歯車の断面図、第２図及び第３図は歯車の
圧縮成形装置を示すものであり、第２図は素材粉末が供
給された状態を示す断面図、第３図は素材粉末を圧縮成
形している状態を示す断面図、第４図は圧縮成形装置の
要部断面図、第５図は従来の歯車を示す断面図である。 ２２・・・・・突条の交線、 ２２ａ・・・・・テーパ面（突条の上側パンチの外周側
の交線）、 α・・・・・溝の歯先側の傾斜角度、 β・・・・・突条のテーパ面の傾斜角度。 ２・・・・・第１ギア、　　　　２ａ・・・・・歯、２
ｂ・・・・・歯車の上面、　　２ｃ・・・・・歯車の軸
線、１０・・・・・歯車、　　　　　１１・・・・・溝
、１２・・・・・溝と歯車の軸線を含む断面との交線、
１２ａ・・・・・歯車の外縁側の交線、１３・・・・・
ダイス（金型）、　　１４・・・・・上側パンチ、１４
ｂ・・・・・上側パンチの下面、 １５ａ・・・・・下側第１パンチ、 １５ｂ・・・・・下側第２パンチ、 １６・・・・・成形孔、１６ｃ・・・・・成形孔の内周
面、１６ｄ・・・・・成形孔内部の歯先部の雌型、１８
・・・・・ファーロッド、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金型の内部に素材粉末を供給し、下面にリング状
   の突条が形成された上側パンチを下降させ、前記突条に
   よりその周囲の前記素材粉末を周方向外方に押出しつつ
   圧縮成形を行うことを特徴とする歯車の製造方法。
2. （２）素材粉末を圧縮成形した後、焼結して製造される
   歯車であって、 歯車の一面には環状の溝が形成され、この溝と歯車の軸
   線を含む断面との交線のうち、歯車の外縁側の交線が、
   前記一面に向かうに従い外方に位置するように傾斜して
   いることを特徴とする歯車。