JPS58723B2 - 焼結歯車の一体成形方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 事務機などに組み込まれる歯車（スプロケットも含む。

）には焼結合金製のものが多く用いられているが、これ
には回転軸に固定されて軸と一体で回転するものと、軸
に固定されずに、軸との間に相対的回転を行なうものと
がある。

このうち後者の場合はその軸孔１１の内周面に軸受とし
ての機能が必要なので、従来は歯車１０を密度の異なる
２つの部材、即ち高密度に成形されて所要の強度を有す
る歯車本体部分１２と、低密度に成形されて含油率の高
い軸受筒１３とに分けて作り、この２つの部材を圧入そ
の他適宜の手段で接合して製品としていた。

そこで本発明の目的は、外側の歯車本体部分は密度が高
く内側の軸孔部分は密度が低い成形体の一体成形を可能
にして製品の生産性を高めるとともに、その製造コスト
の低減を図ることにある。

このような部分的に密度を異にする成形体の成形につい
ては、基本的には第２図に示す成形方式が考えられる。

図において２０はダイ、３０は上パンチ、４０および５
０は下パンチ、６０はコアロッドであり、図の左側は原
料粉を充填した状態を、右側は原料粉を上下のパンチ間
に圧縮成形した状態を示している。

この方式は図から解るように、下パンチを歯部を成形す
る外側下パンチ４０と軸孔部を成形する内側下パンチ５
０とに分割し、外側下パンチ４０の充填深さを内側下パ
ンチ５０よりも深くして歯部の圧縮率を高めることによ
って、成形体の歯部と軸孔部とに所定の密度差を持たせ
ようとするものである。

しかし、実際にこの方式で成形してみても、予期するよ
うな密度差のある成形体は得られない。

この理由は、圧縮工程の初期にダイ内の粉末の一部が横
方向に、つまり圧縮率の高い外側からより低い内側に移
動し、その結果南部の圧縮率と軸孔部の圧縮率とに実質
的な差が保たれないためと考えられる。

本発明は第２図に示される既述の型構成を基本として用
い乍ら、その一部に第３図に示す若干の変更、即ち分割
されたＦパンチ４０，５０のうち設定圧縮率の低い内側
下パンチ５０の端面外縁部に環状凸起５１を設けるとと
もに、上パンチ３０の端面にも、この凸起５１と相対す
る位置に同様の環状凸起３１を設けるという改良を施す
ことを特徴としている。

本発明によれば、この・対の環状凸起５１゜３１により
粉末の横方向への移動が妨げられる結果歯部と軸孔部と
がそれぞれの設定値またはそれに近い密度に一体成形さ
れる。

従ってこの機能は凸起の高さに関係するが、焼結歯車の
大部分が該当する歯幅（成形体の厚さ）２０ｍｍ程度以
下の範囲では、凸起の高さが成形体の厚さの５％から２
０％あれば有効に作用するようである。

また凸起の形状については、内側下パンチ５０に設げら
れる凸起５１は、その外周面をパンチの外周面の延長と
する略３角形の断面形状に形成するのが機能上も型工作
上も好ましく、その先端には０．３〜０．５Ｒ程度の丸
みをつけるのがよい。

上パンチ側の凸起３１も、これと同様にして差し支えな
い。

実施例 見掛は密度が２．５φ／ｃｍ３の原料粉を用いて歯幅１
０ｍｍ、歯先径３８φ、軸孔径８φの焼結歯車を成形す
るにあたり、２４φの円筒面で下パンチを内外に分割し
て内側下バンチ５０の縁部および上パンチ３０のこれと
対応する位置にそれぞれ高さ１．５ｍｍの環状凸起５１
，３１を設け、南部を成形する外側下バンチ４０の充填
深さを２６ｍｍ、軸孔部を成形する内側下パンチ５０の
充填深さを２３ｍｍに設定して成形ｌ〜焼結したところ
、歯部７２の密度が６．４ｇ／ｃｍ３、軸孔部７３の密
度が５．８ｇ／ｃｘｍ３の焼結歯車７０が得られた。

そしてこの歯車の含油率は南部は７％以下であるが、軸
孔部では１８％に達し、十分実用に供することができた
。

なお本発明による場合は歯車の両面に環状の溝７１が残
るけれども、これは歯車の機能および強度に格別の影響
を及ばずものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の焼結歯車の構成を示す断面図、第２図お
よび第３図は本発明の特徴を比較説明する断面図、第４
図は本発明による歯車を例示する断面図である。 １０……歯車、１２……歯車本体、１３…・・軸受筒、
２０……ダイ、３０……上バンチ、４０゜５０……下バ
ンチ、６０……コアロツド、３１゜５１……環状凸起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １粉末冶金法による焼結歯車の成形において、歯車の両
   面を成形する上パンチおよび下パンチそれぞれの相対す
   る端面の、歯車の歯部と軸孔部との中間に対応する位置
   に環状突起を設けると共に下パンチとして上記環状突起
   の部分で内外に分割されたパンチを用い、内側下パンチ
   による粉末の圧縮率が外側下パンチによる圧縮率よりも
   低くなるよう当初の粉末充填深さを設定して圧縮成形を
   行なうことを特徴とする、歯部は高密度で軸孔部は低密
   度の焼結歯車を一体に成形する方法。 ２製品所定の歯形が刻まれたダイ２０、軸孔な成形する
   コアロッド６０、ダイおよびコアロッドと常時嵌合する
   下パンチから形成されるダイキャビティ内に充填された
   原料粉を上下のパンチ間に圧縮して焼結平歯車を成形す
   る装置において、下パンチを歯部の成形を受持つ外側下
   パンチ４０と軸孔部の成形を受持つ内側下パンチ５０と
   に分割し、内側下パンチ５０の端面縁部と上パンチ３０
   のこれに相対する位置とのそれぞれに環状の突起５１．
   ３１を設げるとともに、原料粉の充填時に内側下パンチ
   ５０の充填深さを外側下パンチ４０の充填深さよりも浅
   く設定することにより内側下のパンチ５０による圧縮率
   を外側下パンチ４０による圧縮率よりも小さく設定しう
   るよう構成したことを特徴とする、歯部は高密度で軸孔
   部は低密度の焼結歯車を一体に成形する装置。