JPH08104904A - インターナルヘリカルギアの粉末成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形密度を高くしても金型に破損などが生じ
にくいインターナルヘリカルギアの粉末成形用金型を提
供する。 【構成】 インターナルヘリカルギアの外周面を形成す
るダイ11と、内周面の斜歯を形成する斜溝12Ａを有し前
記斜溝の先端部に切欠部12Ｂを設けた前記ダイ11に対し
て回動可能なコアロッド12とを備える。上下動可能な上
第１パンチ13Ａと、前記コアロッド12の上端部に当接す
る上下動可能で前記上第１パンチ13Ａに対して遊嵌され
た上第２パンチ13Ｂとを備える。前記コアロッド12の外
周に固定配置された下パンチ14を備える。 【効果】 上第１パンチ13Ａ及び上第２パンチ13Ｂ、コ
アロッド12の斜溝12Ａに破損等が生じない。さらに装置
の簡略化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインターナルヘリカルギ
アを粉末成形により製造するための金型に関し、特に成
形密度を高くしても金型に破損などが生じにくいインタ
ーナルヘリカルギアの粉末成形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】インターナルヘリカルギア１は、例えば
図４に示すように円筒形状を有し、内周面に斜歯２が形
成されたものであり、金属の粉末焼結により製造されて
いる。

【０００３】このようなインターナルヘリカルギア１の
粉末成形用金型としては、例えば図６に示されるような
ものが一般的である。図６において11はダイ、12はコア
ロッド、13Ａは上第１パンチ、13Ｂは上第２パンチ、14
は下パンチである。ダイ11は、インターナルヘリカルギ
アの外周面を形成するものであり、上下方向に昇降可能
となっている。コアロッド12は、インターナルヘリカル
ギア１の内周面の斜歯２を形成する斜溝12Ａを有し、回
転可能であるとともに昇降可能となっている。上第１パ
ンチ13Ａは、インターナルヘリカルギア１の一側面の外
側を形成するものであり、上下動してダイ11の内側に挿
脱自在となっている。上第２パンチ13Ｂは斜歯131 を有
し、インターナルヘリカルギア１の一側面の内側を形成
するものであり、回動機構13Ｃを介して回転可能に上下
動してコアロッド12の外側に挿脱自在となっている。下
パンチ14は、インターナルヘリカルギア１の他側面を形
成するものであり、ダイ11の内側に位置を固定して嵌合
するものである。

【０００４】前記ダイ11は、昇降可能なダイプレート15
にダイホルダ16及びダイ押さえ17を介して固定されてい
る。前記上第１パンチ13Ａおよび上第２パンチ13Ｂは、
上パンチホルダ18の下側に上パンチクランプ19及び上パ
ンチ受板19Ａを介して固定されており、上第２パンチ13
Ｂは上第１パンチ13Ａの内側で回動可能となっている。
前記上パンチホルダ18は、機械的に上下方向に駆動され
るものである。下パンチ14は、下パンチ受板20に下パン
チ押さえ21を介して固定されている。またコアロッド12
は複数のジョイント22に連続しており、このジョイント
22はヨークプレート23上にコアロッド受板24を介して上
下動可能に固定されている。またコアロッド12の下部に
は回動機構25が付設されており、前記コアロッド12がダ
イ11に対して回動自在となっている。なお、26は、コア
ロッド12の上昇限を規定するためのストッパ部材であ
り、27はロッドである。

【０００５】そして成形時には、まず図６(a) に示すよ
うに上第１パンチ13Ａおよび上第２パンチ13Ｂ（図示せ
ず）がダイ11から上方に抜けてダイ11の上端とコアロッ
ド12の上端とが上昇限に同一面の状態でまず粉末Ｐの充
填が行われる。次いで図７に示すように、上第１パンチ
13Ａおよび上第２パンチ13Ｂが下降してダイ11の上端と
コアロッド12の上端の位置よりさらに下降すると、一緒
にダイ11およびコアロッド12も下降する。この際、コア
ロッド12は斜歯の傾斜に応じて回転する。また上第２パ
ンチ13Ｂは斜歯131 前記斜溝12Ａと噛み合った状態で下
降しながら回転する。加圧が完了したら前記ダイ11は下
降し、コアロッド12も回転しながら下降する。また上第
１パンチ13Ａおよび上第２パンチ13Ｂは上昇するが、こ
の際上第２パンチ13Ｂは逆方向に回転する。また下パン
チ14は固定位置にある。そして上第１パンチ13Ａおよび
上第２パンチ13Ｂがダイ11から上方に抜けてコアロッド
12の上端とが下パンチ14と同一面上となり、ダイ11の上
端がこれより下方となったら抜き出しを完了する（図６
(b) ）。このようにして図４に示すようなインターナル
ヘリカルギアの圧粉体を得ることができる。そして、こ
の圧粉体には、その後焼結、矯正プレス、スチーム処
理、窒化処理等が施される。なお、図７において上第１
パンチ13Ａ、上第２パンチ13Ｂ及び下パンチ14の幅（横
方向の大きさ）は説明の便宜上誇張してあり、実際には
この幅は極めて薄いものであり、粉体Ｐは図示するよう
な横長の矩形ではなく、縦長の矩形をなすものである。

【０００６】

【課題が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような金型では、インターナルヘリカルギアの製品厚
さが例えば５mm程度と薄い場合には、上パンチを第１お
よび第２パンチに分割しているので、上第１パンチ13
Ａ、上第２パンチ13Ｂの厚さが極めて薄くなるため金型
が破損しやすいという問題点がある。また前記金型では
上第２パンチ13Ａを回転させる必要があり、装置が大掛
かりになるという問題点がある。さらに、粉末Ｐの充填
量に応じてコアロッド12の上下方向の位置を変える必要
があるが、このコアロッド12の斜溝12Ａの位置にあわせ
て斜歯131 が噛みあうように上第２パンチ13Ｂを回転さ
せる必要があるので、その調整が面倒であるという問題
点がある。

【０００７】このような問題点を解決することを目的と
して、図８に示すように上パンチ13を非回転式で一体構
造とするとともにコアロッド12の上端部をわずかに縮径
した円筒状としてここに下降してきた上パンチ13が収納
される構成とすることが行われている。しかしながら、
このような金型では上パンチ13とダイ11及びコアロッド
12との摺動特性が十分でなく、また密度の大きな圧粉体
を得ることができず、特に圧粉体の上部の密度が十分で
ないため、この箇所の強度が低下しやすいという問題点
がある。

【０００８】また、図９に示すように上下のパンチを２
分割して、下第２パンチ14Ｂを回動機構14Ｃを介して固
定位置で回転可能にするとともに、コアロッド12を非回
転式で上下動可能とすることも考えられる。このような
金型を用いることにより十分に高密度の圧粉体を得るこ
とができるが、やはり前記上パンチを分割した場合と同
様に上第１パンチ13Ａ、上第２パンチ13Ｂ、下第１パン
チ14Ａ及び下第２パンチ14Ｂのそれぞれの厚さが極めて
薄くなるため金型が破損しやすいという問題点がある。
また前記金型では、コアロッド12が非回転式であるの
で、上第２パンチ13Ｂ及び下第２パンチ14Ｂを両方とも
回転させる必要があり、装置が大掛かりになるという問
題点がある。さらに、粉末Ｐの充填量に応じてコアロッ
ド12の上下方向の位置を変える必要があるが、このコア
ロッド12の斜溝の位置にあわせて上第２パンチ13Ｂ及び
下第２パンチ14Ｂを回転させる必要があるので、その調
整が面倒であるという問題点がある。なお、図９におい
て上第１パンチ13Ａ、上第２パンチ13Ｂ、下第１パンチ
14Ａ及び下第２パンチ14Ｂの幅（横方向の大きさ）は説
明の便宜上誇張してあり、実際にはこの幅は極めて薄い
ものであり、粉体Ｐは図示するような横長の矩形ではな
く、縦長の矩形をなすものである。

【０００９】本発明は上記問題点に基づいて成されたも
のであり、成形密度を高くしても金型に破損などが生じ
にくいインターナルヘリカルギアの粉末成形用金型を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のイン
ターナルヘリカルギアの粉末成形用金型は、インターナ
ルヘリカルギアの外周面を形成するダイと、内周面の斜
歯を形成する斜溝を有し前記斜溝の先端部に切欠部を設
けた前記ダイに対して回動可能なコアロッドと、上下動
可能な上第１パンチと、前記コアロッドの上端部に当接
する上下動可能な上第２パンチと、前記コアロッドの外
周に固定配置された下パンチとを備えるものである。

【００１１】また請求項２のインターナルヘリカルギア
の粉末成形用金型は、前記上第２パンチが前記上第１パ
ンチに対して遊嵌されているものである。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１の構成では、成形時には上第
１パンチ及び上第２パンチをダイから抜いた状態で、こ
のダイ内に金属粉末を充填した後、上第１パンチ及び上
第２パンチをダイ内に嵌合して、コアロッド、ダイ、上
第１パンチ、上第２パンチ及び下パンチを下降させるこ
とにより上第１パンチ、上第２パンチ、下パンチ間で金
属粉末を加圧して成形する。このとき上第２パンチをコ
アロッドの上端部に当接する形状としているので上第１
パンチ及び上第２パンチの厚さを従来よりも厚く確保で
きるため上第１パンチ及び上第２パンチに破損等が生じ
ない。特に回転するコアロッドに当接し破損しやすい上
第２パンチの厚さを確保することができる。また上第２
パンチはコアロッドの斜溝に沿って下降しないので、回
転させる必要がないため、その回転装置を必要とせず、
装置の簡略化を図ることができる。さらにコアロッドは
上第２パンチにより押し下げられるので、面圧荷重によ
りコアロッドの斜溝にねじれが生じ、コアロッドの斜溝
の先端部に破損が生じやすいが、前記コアロッドの斜溝
の先端部に切欠部を形成しているので、コアロッドの斜
溝に歯欠けなどが生じない。そして、このようにして得
られた１次圧粉体を焼結した後、切欠部に相当する箇所
を切削加工等によりを除去することにより、インターナ
ルヘリカルギアを得ることができる。

【００１３】また請求項２の構成では、前記上第２パン
チが前記上第１パンチに対して遊嵌されているので、コ
アロッドの回転に対する追従性があり、また上第１パン
チにより充填粉末を十分な密度に圧縮することができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について添付図面
を参照して詳細に説明する。図１乃至図４において11は
ダイ、12はコアロッド、13Ａは上第１パンチ、13Ｂは上
第２パンチ、14は下パンチである。ダイ11は、インター
ナルヘリカルギア１の外周面を形成するものであり、上
下方向に昇降可能となっている。コアロッド12は、イン
ターナルヘリカルギア１の内周面の斜歯２を形成する斜
溝12Ａを有し前記斜溝12Ａの先端部には切欠部12Ｂが形
成されており、回転可能であるとともに昇降可能となっ
ている。上第１パンチ13Ａは上下動可能となっている。
上第２パンチ13Ａは、前記コアロッド12の外径よりも小
さい内径を有し、前記上第１パンチ13Ａに対して遊嵌さ
れているとともに上下動してコアロッド12の上端部に当
接可能となっている。下パンチ14は、インターナルヘリ
カルギア１の他側面を形成するものであり、ダイ11とコ
アロッド12との間に位置を固定されるものである。

【００１５】前記ダイ11は、昇降可能なダイプレート15
にダイホルダ16およびダイ押さえ17を介して固定されて
いる。前記上第１パンチ13Ａおよび上第２パンチ13Ｂ
は、上パンチホルダ18の下側に上パンチクランプ19及び
上パンチ受板19Ａを介して固定されており、上第２パン
チ13Ｂは上第１パンチ13Ａの内側で遊嵌されている。前
記上パンチホルダ18は、機械的に上下方向に駆動される
ものである。下パンチ14は、下パンチ受板20に下パンチ
押さえ21を介して固定されている。またコアロッド12は
複数のジョイント22に連続しており、このジョイント22
はヨークプレート23上にコアロッド受板24を介して上下
動可能に固定されている。またジョイント22の下部には
回動機構25が付設されており、前記コアロッド12がダイ
11に対して回動自在となっている。なお、26は、コアロ
ッド12の上昇限を規定するためのストッパ部材であり、
27はロッドである。

【００１６】前記構成につきその作用について説明す
る。成形時には図１(a) に示すように上第１パンチ13Ａ
および上第２パンチ13Ｂ（図示せず）がダイ11から上方
に抜けてダイ11の上端とコアロッド12の上端とが上昇限
に同一面の状態で粉末Ｐの充填が行われる。次いで図２
に示すように、上第１パンチ13Ａおよび上第２パンチ13
Ｂが下降してダイ11の上端とコアロッド12の上端の位置
にまで下降すると、前記上第２パンチ13Ｂはコアロッド
12の上端面に当接する。上第１パンチ13Ａおよび上第２
パンチ13Ｂをこのような形状としているので、上第１パ
ンチ13Ａ及び上第２パンチ13Ｂの厚さをある程度確保で
きるため上第１パンチ及び上第２パンチに破損等が生じ
ない。特に回転するコアロッド12に当接し破損しやすい
上第２パンチ13Ｂを内方に拡大してその厚さを確保する
ことができる。そして前記上第２パンチ13Ｂに押圧され
るようにしてコアロッド12が下降する。この際、コアロ
ッド12はインターナルヘリカルギア１の斜歯２の傾斜に
応じて回転する。またダイ11も一緒に下降する。これに
より上第１パンチ13Ａおよび上第２パンチ13Ｂと、下パ
ンチ14との間隔が狭まり金属粉末Ｐが加圧される。特に
上第２パンチ13Ｂは上第１パンチ13Ａ内に遊嵌されてい
るのでコアロッド12に追従して回動するため両者の間に
負荷が生じない。さらに上第１パンチ13Ａがコアロッド
12に当接しないので、上第１パンチ13Ａにより金属粉末
Ｐを十分強固に加圧することができる。また上第２パン
チ13Ｂによりコアロッド12が押し下げられるので、面圧
荷重によりコアロッド12の斜溝12Ａにねじれが生じ、コ
アロッドの斜溝12Ａの先端部に破損が生じやすいが、前
記コアロッド12の斜溝12Ａの先端部に切欠部12Ｂを形成
しているため、コアロッド12の斜溝12Ａに歯欠けなどが
生じない。その上、本実施例の粉末成形用金型は、上第
２パンチがコアロッド12の斜溝12Ａに沿って下降しない
ので、回転させる必要がないため、回転装置を必要とせ
ず、装置の簡略化を図ることができる。このようにして
加圧が完了したら前記ダイ11はさらに下降し、コアロッ
ド12も回転しながら下降する。また上第１パンチ13Ａお
よび上第２パンチ13Ｂは上昇し、下第パンチ14は固定位
置にある。そして上第１パンチ13Ａおよび上第２パンチ
13Ｂがダイ11から上方に抜けてコアロッド12の上端が下
パンチ14と同一面上にきてダイ11の上端がこれより下方
にきたら１次圧粉体４の抜き出しを完了する（図１(b)
）。

【００１７】このようにして図３に示すようなインター
ナルヘリカルギア１の１次圧粉体４を得ることができる
が、このようにして得られた１次圧粉体４には、焼結し
た後、前記コアロッド12の斜溝12Ａの切欠部12Ｂに対応
した縮径部５（図３(b) 中の一点鎖線より上の部分）を
切削加工により除去することにより図４に示すインター
ナルヘリカルギアを得ることができる。このようにして
得られたインターナルヘリカルギアにはその後矯正プレ
ス、スチーム処理、窒化処理等が施される。

【００１８】以上詳述したとおり本実施例のインターナ
ルヘリカルギアの粉末成形用金型は、インターナルヘリ
カルギア１の外周面を形成するダイ11と、内周面の斜歯
２を形成する斜溝12Ａを有し前記斜溝12Ａの先端部に切
欠部12Ｂを設けた前記ダイ11に対して回動可能なコアロ
ッド12と、上下動可能な上第１パンチ13Ａと、前記コア
ロッドの上端部に当接する上下動可能で前記上第１パン
チ13Ａに対して遊嵌された上第２パンチ13Ｂと、前記コ
アロッド12の外周に固定配置された下パンチ14とを備え
るものであるので、金属粉末Ｐの加圧成形時には上第２
パンチ13Ｂがコアロッド12の上端部に当接する形状であ
るので、上第１パンチ13Ａ及び上第２パンチ13Ｂの厚さ
をある程度確保できるため、上第１パンチ13Ａ及び上第
２パンチ13Ｂに破損等が生じない。特に回転するコアロ
ッド12に当接し破損しやすい上第２パンチ13Ｂの厚さを
確保することができる。またコアロッド12の斜溝12Ａの
先端部に切欠部12Ｂを形成しているので、コアロッド12
の斜溝12Ａに歯欠けなどが生じない。さらに本実施例の
粉末成形用金型は、上第２パンチの回転装置を必要とせ
ず、装置の簡略化を図ることができる。特に本実施例に
おいては前記上第２パンチ13Ｂが前記上第１パンチ13Ａ
に対して遊嵌されているので、コアロッド12の回転に対
する追従性があり、また、上第１パンチ13Ａによる粉末
の圧縮も十分に行うことができる。

【００１９】以上本発明を添付図面を参照して説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく本発明の思
想を逸脱しない限り種々の応用が可能である。例えば、
インターナルヘリカルギアの形状は本実施例のように外
周円筒形である必要はなく、例えば図５に示すように外
周部にキー溝３を形成するなど異形とすることができ
る。この場合の金型としては、所望とする外周部の形状
に応じたダイ11形状とすればよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明の請求項１のインターナルヘリカ
ルギアの粉末成形用金型は、インターナルヘリカルギア
の外周面を形成するダイと、内周面の斜歯を形成する斜
溝を有し前記斜溝の先端部に切欠部を設けた前記ダイに
対して回動可能なコアロッドと、上下動可能な上第１パ
ンチと、前記コアロッドの上端部に当接する上下動可能
な上第２パンチと、前記コアロッドの外周に固定配置さ
れた下パンチとを備えるものであるので、金属粉末の加
圧成形時には上第２パンチがコアロッドの上端部に当接
する形状であるので上第１パンチ及び上第２パンチの厚
さをある程度確保できるため上第１パンチ及び上第２パ
ンチに破損等が生じない。特に回転するコアロッドに当
接し破損しやすい上第２パンチの厚さを確保することが
できる。また上第２パンチはコアロッドの斜溝に沿って
下降しないので、回転させる必要がないため、回転装置
を必要とせず、装置の簡略化を図ることができる。さら
にコアロッドの斜溝の先端部に切欠部を形成しているの
で、コアロッドの斜溝に歯欠けなどが生じない。

【００２１】また請求項２のインターナルヘリカルギア
の粉末成形用金型は、前記上第２パンチが前記上第１パ
ンチに対して遊嵌されているので、コアロッドの回転に
対する追従性があり、また、上第１パンチにより充填粉
末を十分な密度に圧縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるインターナルヘリカ
ルギアの粉末成形用金型を示し、(a) は粉末充填時、
(b) は抜き出し時をそれぞれ示す。

【図２】前記第１実施例のインターナルヘリカルギアの
粉末成形用金型による圧縮工程を示す概略図である。

【図３】前記第１実施例のインターナルヘリカルギアの
粉末成形用金型により得られる圧粉体を示し、(a) は斜
視図(b) は要部断面図である。

【図４】インターナルヘリカルギアの一例を示す斜視図
である。

【図５】インターナルヘリカルギアの他の例を示す斜視
図である。

【図６】従来のインターナルヘリカルギアの粉末成形用
金型の一例を示し、(a) は粉末充填時、(b) は抜き出し
時をそれぞれ示す。

【図７】従来のインターナルヘリカルギアの粉末成形用
金型による圧縮工程を示す概略図である。

【図８】従来のインターナルヘリカルギアの粉末成形用
金型の別の例を示す概略図である。

【図９】従来のインターナルヘリカルギアの粉末成形用
金型のさらに別の例を示す概略図である。

【符号の説明】

１ インターナルヘリカルギア ２ 斜歯 11 ダイ 12 コアロッド 12Ａ 斜溝 12Ｂ 切欠部 13Ａ 上第１パンチ 13Ｂ 上第２パンチ 14 下パンチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インターナルヘリカルギアの外周面を形
   成するダイと、内周面の斜歯を形成する斜溝を有し前記
   斜溝の先端部に切欠部を設けた前記ダイに対して回動可
   能なコアロッドと、上下動可能な上第１パンチと、前記
   コアロッドの上端部に当接する上下動可能な上第２パン
   チと、前記コアロッドの外周に固定配置された下パンチ
   とを備えることを特徴とするインターナルヘリカルギア
   の粉末成形用金型。
2. 【請求項２】 前記上第２パンチが、前記上第１パンチ
   に対して遊嵌されていることを特徴とする請求項１記載
   のインターナルヘリカルギアの粉末成形用金型。