JPH05339604A - サイジング金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、サイジング対象部材として、軸心線
に沿う方向に位相する第一サイジング対象部と第二サイ
ジング対象部とが、軸心線を中心とする周方向に角度ズ
レをもつものであっても、前記両サイジング対象部に対
し十分なサイジングを確実に成し得ることができるサイ
ジング金型を提供することを目的とする。 【構成】本発明は、第一成形型面２１をもつ固定ダイス
２と、該固定ダイス２の軸心線Ｐ₁ を中心に該固定ダイ
ス２に回動可能に保持され第二成形型面３１をもつ可動
ダイス３と、をもつことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サイジング金型に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に金属粉を用いて所定の形状に成形
し、焼結した後の焼結体をサイジング対象素材とし、サ
イジングを施して所定寸法精度の製品に仕上げる場合に
は、サイジング対象素材を仕上げ寸法の最終形状に成形
できる成形型面をもつダイスを備えたサイジング金型が
用いられる。

【０００３】例えばサイジング金型としては、サイジン
グ対象素材を図１１、１２に示される段付歯車４とした
場合、その軸心線Ｐ₂ 方向に位相し独立した位置にある
小径歯形部４０および大径歯形部４１を、それぞれサイ
ジングする第一成形型面８０および第二成形型面８１と
を段付き一体化したダイス８（（図１３参照）を備えて
いる。〔なお、段付き一体化したダイスとしては、例え
ば、ＨＯＥＧＡＮＡＥＳ ＩＲＯＮ ＰＯＷＤＥＲ Ｈ
ＡＮＤＢＯＯＫのＰＡＧＥ２２のＦｉｇ２１に開示され
ている〕。

【０００４】一方、前記段付歯車４は、型成形時に小径
歯形部４０と大径歯形部４１とに対応する位置（段付
部）毎に型を分割し成形されるため、型の位置ズレが影
響すること、および型成形後の焼結時に発生する歪の影
響等により小径歯形部４０の歯４００と、大径歯形部４
１の歯４１０とに、角度ズレθ（一周したときの周方向
の位相ズレ、以下同様）を伴って形成される（図１１参
照）。なお、前記角度ズレθは、段付歯車４の中心Ｏ₁
より半径方向に延びる直線Ｓ₁ と、この直線Ｓ₁上の位
置にある歯４００を基準として、３６０度一周したとき
の歯４１０の円周方向の位相ズレを表示する直線Ｓ₂ と
の中心角である。

【０００５】そして段付歯車４のサイジングに用いられ
る前記段付きダイス８は、サイジング後の段付歯車４の
前記角度ズレθがゼロに近くなるように、第一成形型面
８０の歯成形部８００と、第二成形型面８１の歯成形部
８１０との周方向の二つの位置（それぞれ中心Ｏ₂ より
半径方向に延びる直線Ｓ₃ とＳ₄ ）が一致し、角度ズレ
θがない設定となっている（図１４参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このため、前記段付き
ダイス８により段付歯車４をサイジングする場合、例え
ば図１５に示されるように、小径歯形部４０とダイス８
の第一成形型面８０との位置を一致させると、大径歯形
部４１と第二成形型面８１との位置が一致しない（実線
と破線の位置参照）。また前記場合とは逆に、大径歯形
部４１と第二成形型面８１との位置を一致させると、小
径歯形部４０と第一成形型面８０との位置が一致しな
い。

【０００７】従って、小径歯形部４０と大径歯形部４１
とのいずれか一方は、前記角度ズレθの大きさに比例し
て十分なサイジングがなされず、サイジング後の製品に
必要な歯形精度や、寸法精度が得られない。例えば小径
歯形部４０の各歯４００あるいは大径歯形部４１の各歯
４１０のいずれか一方の累積ピッチ（一周分の）精度
は、±１５′程度となり、前記精度を向上できない。

【０００８】本発明は、サイジング対象部材として、軸
心線に沿う方向に位相する第一サイジング対象部と第二
サイジング対象部とが、軸心線を中心とする周方向に角
度ズレをもつものであっても、前記両サイジング対象部
に対し十分なサイジングを確実に成し得ることができる
サイジング金型を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のサイジング金型
は、第一成形型面をもつ固定ダイスと、該固定ダイスの
軸心線を中心に該固定ダイスに回動可能に保持され第二
成形型面をもつ可動ダイスと、をもつことを特徴とす
る。

【００１０】

【作用】本発明のサイジング金型によるサイジング時の
作用を、サイジング対象部材として軸心線に沿う方向に
位相する第一サイジング対象部と第二サイジング対象部
とが、軸心線を中心とする周方向に角度ズレをもつもの
に適用して説明する。まずサイジング対象部材の第一サ
イジング対象部の位置を、サイジング金型の固定ダイス
の第一成形型面の位置に合わせて一致させる。ついでこ
の状態でサイジング対象部材が、固定ダイスの軸心線に
沿う方向に加圧される。

【００１１】するとサイジング対象部材は、同方向に移
動し、第一サイジング対象部が固定ダイスの第一成形型
面に当接しサイジングされるとき、第二サイジング対象
部が可動ダイスに当接する。このとき可動ダイスには、
前記当接による圧力が、前記角度ズレの状態にある第二
成形型面の位置と一致する円周方向への回動力として作
用する。

【００１２】このため、可動ダイスは、第一サイジング
対象部と第二サイジング対象部との角度ズレに等しい
量、回動して第二成形型面の位置を、第二サイジング対
象部の位置に一致させた状態となり、かつこの第二成形
型面により第二サイジング対象部がサイジングされる。
従って、本発明のサイジング金型の場合には、サイジン
グ対象部材の第一サイジング対象面と第二サイジング対
象面とが、軸心線を中心にして、周方向に角度ズレがあ
っても、周方向の角度ズレの分、可動ダイスが回動して
位置を一致させる。このため、第一サイジング対象面と
第二サイジング対象面とは、サイジングに適する位置で
十分にサイジングされる。

【００１３】

【実施例】図１〜１２に基づいて本発明の実施例のサイ
ジング金型１により、段付歯車４にサイジングを施す場
合に適用して説明する。まず、サイジングする対象とし
ての段付歯車４を説明する。この段付歯車４は、予め金
属粉を用いて成形型により成形された後、焼結されたも
ので、図１１、１２に示されるように、その軸心線Ｐ₂
を中心Ｏ₁ としてそれぞれ径を異にし、軸心線Ｐ₂ に沿
った方向で異なる位置に段付状態で設けた小径歯形部４
０と大径歯形部４１とよりなる。小径歯形部４０および
大径歯形部４１には、それぞれ円周面に所定数の歯４０
０および歯４１０が形成されている。

【００１４】ここにおいて段付歯車４は、型成形時に小
径歯形部４０と大径歯形部４１との成形型の位置ズレお
よび型成形後の焼結時に発生する歪等により、歯４００
と４１０とに、角度ズレθ（段付歯車４の中心Ｏ₁ より
半径方向に延びる直線Ｓ₁ と、この直線Ｓ₁ 上の位置に
ある歯４００を基準として、３６０度一周したときの歯
４１０の円周方向の位相ズレを表示する直線Ｓ₂ との中
心角）を伴っている。

【００１５】このため実施例のサイジング金型１は、前
記段付歯車４をサイジングするに際して、小径歯形部４
０の歯４００と、大径歯形部４１の歯４１０とに、角度
のズレθがある場合であっても、十分にサイジングでき
る構成としたもので、サイジング用の固定ダイス２およ
び可動ダイス３を備えている。固定ダイス２は、図１に
示されるようにベースプレ−ト５の定位置に装着された
複数個の支持ロッド６により、水平位置に固定保持され
ている。この固定ダイス２は、前記小径歯形部４０の歯
４００形状をサイジングし矯正する第一成形型面２１を
もつ。この第一成形型面２１は、固定ダイス２の軸心線
Ｐ₁ に沿う貫通孔の孔壁面によって形成されている。す
なわち前記貫通孔は、小径歯形部４０に対して、サイジ
ング時に仕上げ寸法および最終形状を付与できる横断面
形状（図４参照）に形成されている。

【００１６】さらに固定ダイス２は、その上面側にリン
グ状溝２０が形成されている。このリング状溝２０に
は、スラストベアリング２５、リング状スペーサ２６、
複数個のスプリング２７の順に配設されている。前記複
数個のスプリング２７は、リング状溝２０の円周方向の
等角度位置に配設されている。また固定ダイス２には、
下パンチ７がその軸心線Ｐ₁ に沿って上下移動可能に配
設されている。

【００１７】可動ダイス３は、前記大径歯形部４１の歯
４１０形状をサイジングし矯正する第二成形型面３１を
もつ。この第二成形型面３１は、可動ダイス３の軸心線
（固定ダイス２の軸心線Ｐ₁ と一致する位置で重なるた
め、図示せず。以下同様）に沿う貫通孔の孔壁面によっ
て形成されている。すなわち前記貫通孔は、大径歯形部
４１に対して、サイジング時に仕上げ寸法および最終形
状を付与できる横断面形状（図３参照）に形成されてい
る。また可動ダイス３は、第二成形型面３１の入口側
（図１で上側）に、第二成形型面３１より周方向に約
０．１〜０．３ｍｍ巾が広い垂直案内面３３と、垂直案
内面３３と第二成形型面３１とを接続する傾斜案内面３
２が設けられている。

【００１８】可動ダイス３は、固定ダイス２に対し、前
記スプリング２７を介して載置され、かつ固定ダイス２
に装着された抑え部材３４により、固定ダイス２の軸心
線Ｐ ₁ を中心に回動可能に保持されている。すなわち可
動ダイス３は、その軸心線を、固定ダイス２の軸心線Ｐ
₁ と一致する位置で、外周面が前記抑え部材３４に摺
接、案内されて周方向に回動でき、さらにスプリング２
７の付勢力による上方向（軸心線Ｐ₁ に沿う方向）の移
動範囲を、上面が抑え部材３４に当接する位置によって
制限されるように設定されている。

【００１９】なお、可動ダイス３の回動範囲は、図略の
ストッパー部材により大径歯形部４１の歯４１０のピッ
チのほぼ１／２に設定されている。また可動ダイス３に
は、上パンチ８がその軸心線Ｐ₂ に沿って上下移動可能
に配設されている。前記のように構成されたサイジング
金型１の作用効果を説明する。まず、段付歯車４は、図
１に示されるように下パンチ７に載置され、かつ固定ダ
イス２の軸心線Ｐ₁ を中心としてその第一成形型面２１
に対し、小径歯形部４０が一致する位置に合わされる。
この状態で段付歯車４は、その上面に上パンチ８が当接
され、かつ下パンチ７とで挟持されて前記軸心線Ｐ₁ に
沿って図２に示される位置への下方向の搬送移動に伴い
サイジングされる。

【００２０】すなわち段付歯車４は、図１に示される位
置より図２に示される位置にまで搬送移動する過程で、
段付歯車４の小径歯形部４０は、固定ダイス２の第一成
形型面２１に対し、一致する定位置で押し込まれサイジ
ングされる。これに伴って段付歯車４の大径歯形部４１
は、図１１に示されるように小径歯形部４０の前記直線
Ｓ₁ より円周方向のズレた直線Ｓ₂ 位置にある状態で可
動ダイス３の垂直案内面３３に沿って押し込まれる（図
５、６ 参照）。

【００２１】すると大径歯形部４２は、垂直案内面３３
より傾斜案内面３２位置にまで移動し、この傾斜案内面
３２を押圧する（図７、８参照）。この押圧する圧力
は、回動可能に保持されている可動ダイス３に対し、円
周方向への回動力として作用する。このときスプリング
２７が前記押圧する作用を和らげ、スラストベアリング
２５が回動抵抗を低減する。このため可動ダイス３自身
は、固定ダイス２の軸心線Ｐ₁ に沿って、固定ダイス２
に当接する位置にまで押し下げられるとともに、軸心線
Ｐ₁ を中心として周方向に素早く回動して第二成形型面
３１の位置を、大径歯形部４１の位置に一致させる。そ
して互いに位置が一致した状態の第二成形型面３１に大
径歯形部４２が押し込まれサイジングされる（図９、１
０参照）。

【００２２】従って段付歯車４は、小径歯形部４０およ
び大径歯形部４１が、それぞれ固定ダイス２の第一成形
型面２１および可動ダイス３の第二成形型面３１に一致
した位置でサイジングされ、仕上がり寸法をもつ最終形
状の製品となる。このように本実施例のサイジング金型
１によれば、サイジング対象部材として用いた段付歯車
４の小径歯形部４０の歯４００と大径歯形部４１の歯４
１０とに、周方向に前記角度ズレθをもつものであって
も、十分なサイジングを確実に成し得ることができる。
またサイジングされた後の段付歯車４は、歯形精度や、
寸法精度などのサイジング精度が良く、大径歯形部４１
の各歯４１０の累積ピッチ（一周分の）精度は、±８′
となり、従来の±１５′の場合と比べほぼ半分となり、
前記精度を向上できる。

【００２３】なお、本実施例では、サイジング時に可動
ダイス３の第二成形型面３１の位置を、段付歯車４の大
径歯形部４１の位置に一致させるに必要な可動ダイス３
の円周方向への回動力を得るための手段として、可動ダ
イス３に、第二成形型面３１より内径寸法がやや大きい
垂直案内面３３と、垂直案内面３３と第二成形型面３１
とを接続する傾斜案内面３２とを設けた場合を説明した
が、これに限定されるものではない。例えば可動ダイス
３の回動力としては、可動ダイス３に対し、直接、機械
やモータあるいは人為的に外力を付与するようにするこ
とも考えられる。

【００２４】また本実施例では、前記段付歯車４とし
て、金属粉を用いて成形型により成形された後、焼結さ
れたものを用いた場合に適用して説明したが、例えば冷
間鍛造等により成形されたものを用いることもできる。

【００２５】

【発明の効果】本発明のサイジング金型は、サイジング
対象部材の第一サイジング対象面と第二サイジング対象
面とが、軸心線を中心にして、周方向に角度ズレ（位相
ズレ）があっても、周方向の角度ズレの分、可動ダイス
が回動して位置を一致させる。従って、サイジング対象
部材の第一サイジング対象面と第二サイジング対象面と
は、良好なサイジング状態が得られる。すなわち、軸心
線方向に位相し、軸心線に平行な第一サイジング対象面
と第二サイジング対象面とが、軸心線を中心にして、周
方向に角度ズレがある場合であっても、前記複数のサイ
ジング対象面に対し、精度良くサイジングを施すことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のサイジング金型と、サイジン
グ金型に載置されたサイジング対象となる段付歯車を断
面して示す断面図。

【図２】図１におけるサイジング金型により段付歯車を
サイジングしている状態を断面して示す断面図。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面矢視図。

【図４】図２におけるＢーＢ線断面矢視図。

【図５】図１に示す位置より図２に示す位置への移行時
における段付歯車の大径歯形部が、異なる位置にある可
動ダイスの第二成形型面に対し、その垂直案内面に沿っ
て案内される状態を示す部分拡大横断面図。

【図６】図５における部分拡大縦断面図。

【図７】図５における段付歯車の大径歯形部が、可動ダ
イスの垂直案内面より移行し、傾斜案内面に沿って案内
されるとともに、可動ダイスが回動される状態を示す部
分拡大横断面図。

【図８】図７における部分拡大縦断面図。

【図９】段付歯車の大径歯形部が、可動ダイスの傾斜案
内面に沿って案内された後、第二成形型面と一致する位
置でサイジングされる状態を示す部分拡大横断面図。

【図１０】図９における部分拡大縦断面図。

【図１１】サイジング対象となる段付歯車を示す平面
図。

【図１２】図１１におけるＣーＣ線断面矢視図。

【図１３】従来のサイジング金型により段付歯車をサイ
ジングする場合におけるダイスを示す縦断面図。

【図１４】従来のサイジング金型のダイスを示す平面
図。

【図１５】従来のサイジング金型により段付歯車をサイ
ジングする場合におけるダイスの第一成形面と、大径歯
形部との角度ズレを示す部分拡大平面図。

【符号の説明】

１…サイジング金型 ２…固定ダイス ２１…第
一成形型面 Ｐ₁ …固定ダイスの軸心線 ３…可動ダイス ３１…第二成形型面 ３２…傾
斜案内面 ３３…垂直案内面 ４…段付歯車（サイジング対象部材） ４０…小径歯形部 ４００…歯 ４１…大径歯形部
４１０…歯 Ｐ₂ …段付歯車の軸心線 θ…角度ズレ（位相ズレ） Ｓ₁ …段付歯車の中心Ｏ₁ より半径方向に延びる直線 Ｓ₂ …直線Ｓ₁ 上の位置にある小径歯形部の歯を基準と
して、３６０度一周したときの大径歯形部の歯の円周方
向の角度ズレ（位相ズレ）を表示する直線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第一成形型面をもつ固定ダイスと、 該固定ダイスの軸心線を中心に該固定ダイスに回動可能
   に保持され第二成形型面をもつ可動ダイスと、をもつこ
   とを特徴とするサイジング金型。