JPH10180494A - はすば歯車の粉末成形方法およびその装置 - Google Patents

はすば歯車の粉末成形方法およびその装置

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JPH10180494A
JPH10180494A JP33944296A JP33944296A JPH10180494A JP H10180494 A JPH10180494 A JP H10180494A JP 33944296 A JP33944296 A JP 33944296A JP 33944296 A JP33944296 A JP 33944296A JP H10180494 A JPH10180494 A JP H10180494A
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JP
Japan
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die
lower punch
green compact
core rod
bevel gear
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JP33944296A
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English (en)
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Osamu Motai
理 馬渡
Tsuginori Shobu
次憲 菖蒲
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Resonac Corp
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Hitachi Powdered Metals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉末冶金法によりはすばの傘歯車を製造する
場合、ダイ内で上・下のパンチ間に圧縮成形された圧粉
体はその歯部がダイ10の歯形溝11と螺合しているの
で、圧粉体を単に下パンチ20で押し上げて抜き出す
と、圧粉体の歯部が欠ける虞れがある。 【解決手段】 下パンチの上端に圧粉体との係合用突起
21を設けて下パンチと圧粉体との滑り(回り)を拘束
しておき、下パンチを上昇させる際、ダイ10を歯形溝
11のねじれ角に同期して回転させる。圧粉体は不回転
の下パンチ20に拘束されて回転せず、一方ダイ10は
回転しながら相対的に下降するので、圧粉体はダイの歯
形溝11との螺合から無理なく解放され、円滑に抜き出
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は粉末冶金法による
はすば歯車、特に図2に例示したようなはすばの傘歯車
や図6のようなボス付きはすば歯車の製造に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】粉末冶金における粉末の成形を焼結歯車
を例として略述すると、歯車の歯形を成形するダイ,下
パンチおよび歯車の軸孔を成形するコアロッドで形成す
るダイキャビティ内に充填した原料粉末を上パンチと下
パンチとの間に圧縮することにより、所望の形状の製品
(圧粉体)が得られる。
【0003】粉末の成形に際し、圧粉密度の均一化を図
るためダイと下パンチとは相対的に上下動する訳である
が、そのいずれをプレスに固定するかにより、ダイセッ
トの組み方がダイ固定,下パンチ可動式と、一般にウイ
ズドロアルダイセットと呼ばれる下パンチ固定,ダイ可
動式とに大別されるが、両方式とも粉末成形の基本的原
理に差違はない。
【0004】図8は下パンチ固定式ダイセットの一般構
成を示したもので、下パンチ20はグランドプレート5
2を介してプレスの基台に固定されている。一方ダイ1
0はダイプレート51に,コアロッド30はプレスの下
ラム60に固定されたコラムプレート53に装着され、
ダイプレートとコラムプレートとはグランドプレートを
貫通するコラム54で連結されている。そこでダイ10
とコアロッド30は、下ラム60の作動に従って同時に
上下する訳である。ちなみに図示の状態はダイキャビテ
ィ形成〜原料粉末充填〜圧縮成形〜圧粉体排出を1サイ
クルとする成形工程中の、原料粉末充填状態を左側に,
圧縮成形状態を右側に示している。
【0005】ところで図8のダイ10は傘歯車を成形す
る形状になっているが、これを円筒歯車の成形の場合と
仮想すると、平歯車の場合はダイ10の内周,下パンチ
20および上パンチ40の外周に設けた歯形溝が全て垂
直なので、成形作動に際して各金型は単に上下動すれば
よく、回転する必要はない。従って平歯の円筒歯車の場
合は図8の左側のように、各金型をダイセットに固定す
ることができる。
【0006】一方、円筒歯車がはすば歯車の場合はダイ
と上下のパンチが螺合する関係上、これらが相対的に回
転しないと作動しない。そのためはすば歯車の場合は図
8の右側のように、各金型を鋼球70が象徴するスラス
ト軸受等により、ダイセットに回転自在に装着すること
になる。但し、ダイと下パンチとは何れか一方が回転す
れば足りるので、一方は固定される。コアロッド30
は、歯車の軸孔がキー溝付きなど真円以外の形状で且つ
下パンチを回転させる場合は回転自在に装着する必要が
あるが、軸孔の形状が真円ならば、通常は固定すること
ができる。以上で円筒歯車の仮想から離れ、本題の傘歯
車に移る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図9に傘歯車を成形す
る場合の金型の作動状態を示す。この図面は作図の都合
上ダイの位置を一定にしたダイ固定方式で描いたもの
で,図の(イ)は粉末充填状態を,(ロ)は圧縮成形状
態を,(ハ)は圧粉体の抜き出しの過程で圧粉体の歯部
がダイの歯形溝11から離れた時点の状態を,(ニ)は
圧粉体抜き出し完了状態を示している。成形対象が傘歯
車の場合は上下のパンチに歯形は無くダイと上・下パン
チの嵌合面が直円筒面なので、金型の作動の関係では相
対的な回転を要しない。従って平歯の傘歯車の場合は
(イ)〜(ニ)の全工程を通じ、各金型をダイセットに
固定することができる。
【0008】しかし成形対象が図2の如きはすばの傘歯
車の場合は、図9における(イ)〜(ロ)および(ハ)
〜(ニ)の両工程については各金型が固定のままでも差
支えないが、(ロ)〜(ハ)の工程では問題を生じる。
即ち、(ロ)の状態では圧縮成形された圧粉体の歯部は
ダイ10のはすばの歯形溝11と螺合しているので、そ
のまま垂直に下パンチ20で押し上げようとしても動か
ず、無理をすると圧粉体の脆い歯部が損傷するという問
題があり、その対策が求められていた。
【0009】
【課題を解決するための手段】この抜き出しに伴う損傷
を防ぐためには、図9における(ロ)〜(ハ)の過程で
圧粉体の歯部がダイの歯形溝11から離れる迄は圧粉体
がダイの歯形溝11に沿って回転すればよい訳である
が、圧粉体の自発的回転は、ダイの内周面およびコアロ
ッド30の外周面との摩擦抵抗のために殆ど期待できな
い。
【0010】この発明は、圧粉体の抜き出しに際して下
パンチ20またはコアロッド30をダイ10に対して相
対的に回転させることにより、これらに接している圧粉
体をダイの歯形溝11に沿って相対的に回転させること
を骨子とするものであって、その手段として、ダイと下
パンチの何れか,またはダイとコアロッドの何れかの金
型をダイセットに回転自在に装着する。
【0011】なお歯形溝11の母線に対する傾きが大き
いなど圧粉体とダイとの間に回転を生じ難い場合には、
下パンチの上端に凹凸を設け、あるいはコアロッドの外
周に凸条を設けて圧粉体と係合させ、これらの金型と圧
粉体との滑りを防ぐのが有効である。またダイや下パン
チなどの回転を補助する必要がある場合には、歯車やカ
ムなどによる適宜の回転機構を付加することになる。但
し、この様な回転機構自体は例えば特公昭50−167
44号,特開昭60−204808号その他により既知
であり、またこの発明の要旨でもないので、その説明は
省略する。
【0012】この発明は傘歯車の成形に限らず、図6の
如きボス付きはすば歯車の成形にも応用することができ
る。即ち、この形状の場合にはボス部を成形する下パン
チの外周が円筒面なので、下パンチとはすばを成形する
ダイとを相対的に回転させる必要は本来は無い。しか
し、はすば傘歯車の場合と同じく下パンチ(またはコア
ロッド)に凹凸など圧粉体との滑り止めを設けることに
より、圧粉体の抜き出しをより円滑に行なうことができ
る。この態様は後に、図7について説明する。
【0013】
【発明の実施の形態】
(実施例1) 図1はこの発明の一実施例に係るもの
で、図2のはすば傘歯車を成形する金型の要部と、図の
左側に図9の(イ)に対応する粉末充填状態を,右側に
(ハ)に対応する状態を,図の下側には下パンチ20の
上端に設けた突起21を例示している。この突起は圧粉
体との滑りを防ぎさえすれば形状は任意であるが、圧粉
体の取り外しのため適宜の抜き勾配を付けることが好ま
しい。この例では下パンチ20はダイセットに不回転
に,ダイ10は回転自在に装着されている。なお図1〜
図7における鋼球70は、当該金型がダイセットに回転
自在に装着されていることと,必要に応じて、当該金型
を歯形溝11による回転に同期して回転させる回転機構
が付加されていることを意味する。
【0014】前述のように、粉末の充填から圧縮終了ま
では、ダイ10は回転してもしなくても差支えない。問
題の圧縮状態から抜き出し(図では下パンチ20の上
昇)に移る際、この発明にあっては圧粉体は不回転の下
パンチに突起21で拘束されているので回転せず、ダイ
10のみが歯形溝11に沿って回転して、圧粉体の歯部
から円滑に離れる。以後は従来と同様で、かくして、は
すば傘歯車の脆い歯部を損わずに圧粉体を円滑に抜き出
すことができる。
【0015】次に図1の場合とは逆にダイ不回転,下パ
ンチ回転の実施態様を図3に示す。この図の左側は図9
の(ロ)に対応する圧縮成形状態を,右側は同図の
(ハ)に対応する圧粉体抜き出し中途の状態を示してい
るが、下パンチ20を回転自在に支持したことと,図1
の場合と同じく下パンチに突起21を設けた点が図9と
は異なっている。
【0016】図3の態様にあっては、ダイ10はダイセ
ットに固定されて回転せず、一方、圧粉体は突起21に
拘束されて、下パンチ20と一緒に回転する。従って、
図の左側の状態から下パンチを上昇(またはダイを下
降)させると、圧粉体はダイの歯形溝11に沿って回転
しながらダイから離れるので、図1の場合と同じく圧粉
体を円滑に抜き出すことができる。
【0017】(実施例2) 圧粉体との滑り止めを下パ
ンチからコアロッドに移した態様を図4および図5に示
す。図4の左側は図9の(イ)に対応する粉末充填状態
を,右側は(ハ)に対応する圧粉体抜き出し中途の状態
を,図の下側にはコアロッド30の外周中間部に設けた
突条31を例示している。この突条は圧粉体との滑りを
防ぎさえすれば形状は任意である。図4にあっては、ダ
イ10はダイセットに回転自在に,コアロッド30は不
回転に装着されている。そして下パンチ20はその内周
にコアロッドの突条31と嵌合する凹溝があるため、コ
アロッドと同様不回転に装着される。なお、突条31は
コアロッドの上端まで設けてもよいが、その場合は上パ
ンチ40の内周にも突条31と嵌合する凹溝を要し、コ
スト高になる。圧粉体の内径に真円の軸孔部を確保する
ためにも、突条31は図示の如く中間に止めるのが好ま
しい。
【0018】圧粉体の抜き出しに際し、下パンチ20を
上昇(またはダイ10を下降)させると、圧粉体はその
内径下部がコアロッドの突条31で拘束されているので
回転せず、従って、歯形溝11に沿って回転するダイ1
0から無理なく離れることができる。
【0019】次の図5は、図4の場合とは逆にダイ不回
転,コアロッド回転の態様を示したもので、この場合
は、コアロッドと突条31で係合している下パンチ20
も回転自在に装着する必要がある。下パンチ20を固定
したい場合には、コアロッドの突条31を垂直でなく、
つる巻き状に変更すればよい。圧粉体の抜き出し工程に
おける作用効果は、圧粉体の回転の有無が違うだけで図
4のものの場合と本質的な変わりはないので、その説明
は省略する。
【0020】(実施例3) この発明を、図6に例示の
如きボス付きはすば歯車に適用した実施例を図7に示
す。この場合、ダイ10と螺合する上パンチ40はダイ
10に対して相対的に回転しないと動かないが、ボス部
を成形する下パンチ20はダイとの嵌合面が直円筒面な
ので、金型の作動の関係では相対的な回転を要しない。
しかし圧粉体の抜き出しに際し、歯形溝11のねじれ角
が大きい場合などは圧粉体を単に押し上げても回転せ
ず、ダイから円滑に抜き出せないことがある。
【0021】この様な場合、図のように下パンチ20を
回転自在に装着するとともに、その上端に突起21を設
けて圧粉体を拘束させる。そして下パンチ20を歯形溝
11と等しいリードで回転しながら上昇させることによ
り、圧粉体を円滑に抜き出すことができた。
【0022】なお、傘歯車の場合と同じく圧粉体との滑
り止めを下パンチからコアロッドに移してもよく、また
ダイの方を回転させることもできるが、その要領は傘歯
車の場合についての前述の説明から容易に理解される筈
であるから、ここでは重複を避けて省略する。
【0023】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明により、
従来は圧粉後の抜き出し工程に問題があったはすば傘歯
車やボス付きはすば歯車の粉末成形が、容易になし得る
ようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2の成形品に係る、この発明の一実施例を説
明する図面である。
【図2】この発明における成形対象品の形状を例示する
図面である。
【図3】この発明の、図1と異なる実施態様を説明する
図面である。
【図4】図2の成形品に係る、この発明の他の実施例を
説明する図面である。
【図5】この発明の、図4と異なる実施態様を説明する
図面である。
【図6】この発明における成形対象品の形状を例示する
図面である。
【図7】図6の成形品に係る、この発明の一実施例を説
明する図面である。
【図8】従来の粉末成形装置の概略を説明する図面であ
る。
【図9】従来の粉末成形方法における問題点を説明する
図面である。
【符号の説明】
10…ダイ,11…歯形溝, 20…下パンチ,
21…突起 30…コアロッド,31…凸条, 40…上パンチ 51…ダイプレート, 52…グランドプ
レート 53…コラムプレート, 54…コラム 60…下ラム, 70…鋼球

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイ,下パンチおよびコアロッドで形成
    するダイキャビティ内に充填した原料粉末を上パンチと
    下パンチとの間に圧縮して傘歯車形状の圧粉体を得る粉
    末成形方法において、成形された圧粉体の抜き出しに際
    し、ダイと、下パンチまたはコアロッドとを傘歯車のね
    じれ角に同期して相対的に回転させて抜き出すことを特
    徴とするはすば傘歯車の粉末成形方法。
  2. 【請求項2】 ダイ,下パンチおよびコアロッドで形成
    するダイキャビティ内に充填した原料粉末を上パンチと
    下パンチとの間に圧縮して傘歯車形状の圧粉体を得る粉
    末成形装置において、成形された圧粉体の抜き出しに際
    し、ダイと下パンチとが傘歯車のねじれ角に同期して相
    対的に回転するよう構成したことを特徴とするはすば傘
    歯車の粉末成形装置。
  3. 【請求項3】 ダイ,下パンチおよびコアロッドで形成
    するダイキャビティ内に充填した原料粉末を上パンチと
    下パンチとの間に圧縮して傘歯車形状の圧粉体を得る粉
    末成形装置において、成形された圧粉体の抜き出しに際
    しダイとコアロッドとが傘歯車のねじれ角に同期して相
    対的に回転するよう構成したことを特徴とするはすば傘
    歯車の粉末成形装置。
  4. 【請求項4】 下パンチの上端面に圧粉体との係合用凹
    部または凸部を設けた請求項2に記載の粉末成形装置。
  5. 【請求項5】 コアロッドの外周に縦方向の圧粉体との
    係合用突条を設けた請求項3に記載の粉末成形装置。
  6. 【請求項6】 コアロッドの上端部を除く外周に縦方向
    の圧粉体との係合用突条を設けた請求項3に記載の粉末
    成形装置。
  7. 【請求項7】 ダイ,下パンチおよびコアロッドで形成
    するダイキャビティ内に充填した原料粉末を上下のパン
    チ間に圧縮してはすば歯車形状の圧粉体を得る粉末成形
    方法において、下パンチまたはコアロッドに圧粉体との
    係合用凹凸を設けるとともに、圧粉体の抜き出しに際し
    下パンチまたはコアロッドとダイとをはすばのねじれ角
    に同期して相対的に回転させて抜き出すことを特徴とす
    るボス付きはすば歯車の粉末成形方法。
JP33944296A 1996-12-19 1996-12-19 はすば歯車の粉末成形方法およびその装置 Pending JPH10180494A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013174269A (ja) * 2012-02-23 2013-09-05 Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd コンケーブ円錐形歯車およびその製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20040511

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