JP2013066921A

JP2013066921A - はすば歯車用金型

Info

Publication number: JP2013066921A
Application number: JP2011208691A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Okada; 和浩岡田
Original assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-04-18

Abstract

【課題】成形するはすばと同一リード角のガイド溝を有するガイド部で、ダイを成形時に案内して回転させ、その際に、下パンチを追従回転させるはすば歯車成形金型の初期セットを容易化することを課題としている。
【解決手段】ダイ１、ダイの成形用はすばＧ_１と噛み合うはすばＧ_２，Ｇ_３を外周に形成した下パンチ２及び上パンチ３、コアロッド４、成形用はすばと同一リード角のガイド溝５ａを備えたガイド部５を有し、上パンチ３がダイ１に押し込まれてキャビティ１９内の原料粉末Ｐが圧縮され、このときに、下パンチ２がダイに追従して回転するはすば歯車成形用の金型において、位置の固定されたガイドホルダ９にボールプランジャ１７を設け、そのボールプランジャのボールが、ガイド部５と下パンチ２の位相が一致した位置で下パンチ２の取付け部の外周に設けた係合用凹部に係合してガイド部５と下パンチ２の位置決め状態が保持されるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、焼結はすば歯車の製造において、粉末成形体の成形に用いるはすば歯車用金型に関する。

焼結はすば歯車は、原料粉末の圧粉成形工程を経た後、得られた粉末成形体を焼結して作られる。そのはすば歯車の圧粉成形工程で利用される金型のひとつに、下記特許文献１の図４に開示されたものがある。

同文献の図４の金型（粉末成形装置）は、外歯はすば歯車の成形用であって、下パンチとダイの軸方向相対移動に伴って、内周に成形用はすばを有するダイが、成形用はすばと同一リードのガイド溝とカムフォロアを組み合わせたガイド部に案内されて回転する。

また、ダイに進入した上パンチもガイド部に案内されてダイと同調するように回転する。さらに、成形圧力の影響でダイの回転が下パンチに伝わることから、その下パンチをガイド溝の位置が固定された前記ガイド部から独立させ、ダイに対する追従回転が許容される構造にして保護している。

特開平１０−１１３７９３号公報

上記特許文献１の図４の金型は、下パンチと前記ガイド部の位相を合わせ、この状態でダイを下パンチの外周に嵌めて金型を初期状態にセットする。

ところが、これらの金型は、下パンチとガイド部が自由に相対回転できるため、両者の位相合わせ（位置決め）と位置決め状態の維持が容易でなく、金型の初期セットに手間と時間を要する不具合が合った。

この発明は、ダイを成形時にガイド部で案内して回転させ、その際に、下パンチを追従回転させる上記金型の初期セットを容易化することを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、下記のはすば歯車用金型を提供する。
（ｉ）成形用はすばを内周に設けたダイと、このダイの成形用はすばと噛み合うはすばを外周に形成した下パンチ及び上パンチと、コアロッドと、前記成形用はすばと同一リードのガイド溝を備えたガイド部を有し、前記ダイ、下パンチ、及び上パンチがそれぞれ回転可能に支持され、
前記上パンチが、前記ダイと成形用はすばで噛み合い、回転しながら前記ダイに押し込まれて前記ダイ、下パンチ、コアロッド及び上パンチ間に形成されるキャビティ内の原料粉末が圧縮され、このときに、前記下パンチが前記ダイに追従して回転するはすば歯車成形用の金型において、
前記ガイド溝を有する位置の固定されたガイドホルダにボールプランジャを設け、弾性体に付勢されたそのボールプランジャのボールが、前記ガイド部と前記下パンチの位相が一致した位置で前記下パンチの取付け部の外周に設けた係合用凹部に係合するようにした金型。

この金型は、外歯はすば歯車の成形用である。

これ等の金型は、前記ボールプランジャと係合用凹部が最低で１組あれば発明の目的が達成されるが、そのボールプランジャと係合用凹部が周方向に定ピッチで複数設けられたものが好ましい。

なお、前記ボールプランジャは、粉末成形時に下パンチに作用する回転力によって係合用凹部に対するボールの係合が解けるものを用いる。

この発明の金型は、ガイド部と下パンチの位相が一致した位置で、ガイド部設置側の部材に設けたボールプランジャのボールが下パンチの取付け部の外周に設けた係合用凹部に入り込んで係合する。従って、ガイド部と下パンチの位相合わせ（位置決め）が簡単である。

また、金型の初期セット時には、ガイド部と下パンチに大きな相対回転の力が働かないため、ボールプランジャによる両者の位置決め状態が安定して保持され、これにより、金型の初期セットが手間をかけずに簡単に行えるようになる。

なお、金型の使用時（粉末成形時）に回転するダイから下パンチに回転力が伝達されるとその力で前記ボールプランジャのボールの係合用凹部に対する係合が自然に解けて下パンチが回転フリーとなる。従って、下パンチをダイの回転に追従させて保護する機能は、従来品と同様に確保される。

この発明を外歯はすば歯車用の金型に適用した例を示す断面図図１の金型の要部の拡大断面図図２のIII−III線に沿った断面図

以下、この発明のはすば歯車用金型の実施の形態を添付図面の図１〜図４に基づいて説明する。

図１のはすば歯車用金型（ダイセット）は、外歯はすば歯車を成形するものであって、ダイ１と、下パンチ２と、上パンチ３と、コアロッド４を有する。また、ダイを案内して回転させるガイド部５を有する。ダイ１、下パンチ２、上パンチ３、及びコアロッド４は、４者間にキャビティ１９を作り出す。

ダイ１は、ダイプレート６に支持されている。また、ダイプレート６は、連結ロッド７を介してプレス機の下ラム２１によって駆動されるヨークプレート８に連結されている。また、下パンチ２は、ガイドホルダ９を兼用したパンチホルダを用いてベースプレート１０に取付けられており、コアロッド４は、ヨークプレート８に固定されている。

さらに、上パンチ３は、プレス機の上ラム２２によって駆動されるアッパープレート１１に取付けられている。１２は、ダイプレート６の上方に配置したガイドプレートである。このガイドプレート１２は、ベースプレート１０にガイドストッパ１３を取付けてそのガイドストッパ１３で支持している。

また、そのガイドプレート１２に、流体圧で作動させるシリンダ（図のそれはエアーシリンダ）１４を介して前記アッパープレート１１を接続している。１５は、上パンチ３が降下するときにその上パンチ３を回転させるガイド部である。

ダイ１の内周には、所定のリード角を持って傾斜する成形用はすばＧ_１が形成され、下パンチ２と上パンチ３の外周には、成形用はすばＧ_１に適合して噛み合う成形用はすばＧ_２、Ｇ_３がそれぞれ形成されている。

さらに、ダイ１と上パンチ３は、軸受１６で支えて回転可能となしている。下パンチ２もガイドホルダ９によって定位置での回転が許容されるように支えられている。この下パンチ２の支持も、上パンチと同様に軸受を介して行ってもよいが、成形時に下パンチが回転する量はさほど大きくはないので、軸受無しでの支持でも、特に不具合は生じない。

ガイド部５は、成形用はすばＧ_１と同一リード角のガイド溝５ａとそのガイド溝に案内されるカムフォロア５ｂを組み合わせてなる。ガイド溝５ａは、位置の固定されたガイドホルダ９に形成されており、カムフォロア５ｂはダイ１に取付けられている。

ガイド部１５も、成形用はすばＧ_１と同一リード角のガイド溝１５ａとそのガイド溝に案内されるカムフォロア１５ｂを組み合わせてなる。ガイド溝１５ａは、上パンチ３の基端側の外周に形成されており、カムフォロア１５ｂは、位置の固定されたガイドプレート１２に取付けられている。

ガイドホルダ９には、この発明を特徴づけるボールプランジャ１７が設けられている。そのボールプランジャ１７は、図２に示すようなもの、すなわち、中空ねじ１７ａの内部にボール１７ｂを出没自在に設け、そのボール１７ｂを弾性体１７ｃ（コイルばね）で付勢して中空ねじ１７ａの先端から突出させたものであって、市販品が存在する。

このボールプランジャ１７が、ガイドホルダ９に設けたねじ孔９ａにねじ込まれ、ガイドホルダ９の内周面からボール１７ｂが所定量突出する。

また、下パンチ２の基端側に設けられる取付け部の外周には、ボールプランジャ１７のボール１７ｂが嵌り込んで係合する係合用凹部１８が設けられている。その係合用凹部１８は、円錐状のものが求心性に優れて好ましい。

その係合用凹部１８は、ガイド部５の位相と下パンチ２の位相（成形用はすばＧ_２の位相）が一致したときにボールプランジャ１７のボール１７ｂが嵌り込む位置に設けられている。そのために、下パンチ２をガイドホルダ９に予め挿入し、係合用凹部１８にボール１７ｂが嵌り込んだ状態（下パンチ２とガイドホルダ９の位置決め状態）をボールプランジャ１７によって維持することができる。

その状態で下パンチ２の外周にダイ１を嵌めれば位置決め状態の変化が起こらない。そのために、金型の初期セットを、手間をかけずに容易に行うことができる。

また、上パンチ３が駆動されてダイ１に押し込まれ、その押し込みによりキャビティ１９に投入された原料粉末Ｐの成形が行われて下パンチ２に回転力が加わると、ボール１７ｂが弾性体を圧縮して逃げて係合用凹部１８から外れ、これにより、下パンチ２が回転フリーとなってその下パンチに無理なひねりの力が加わることが回避される。

なお、ボールプランジャ１７と係合用凹部１８は、図３に示すように、周方向に定ピッチで複数設けてボールプランジャ１７の任意のどれかと係合用凹部１８の任意のどれかが係合した位置でガイド部５と下パンチ２の位相が合うようにしておくと、位相合わせの作業がし易く、位相を合わせた（位置決めした）状態の保持安定性も高まる。

１ダイ
２下パンチ
３上パンチ
４コアロッド
５，１５ガイド部
５ａ、１５ａガイド溝
５ｂ、１５ｂカムフォロア
６ダイプレート
７連結ロッド
８ヨークプレート
９ガイドホルダ
１０ベースプレート
１１アッパープレート
１２ガイドプレート
１３ガイドストッパ
１４シリンダ
１６軸受
１７ボールプランジャ
１７ａ中空ねじ
１７ｂボール
１７ｃ弾性体
１８係合用凹部
１９キャビティ
２１下ラム
２２上ラム
Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３成形用はすば
Ｐ原料粉末

Claims

成形用はすば（Ｇ_１）を内周に設けたダイ（１）と、このダイの成形用はすばと噛み合うはすば（Ｇ_２，Ｇ_３）を外周に形成した下パンチ（２）及び上パンチ（３）と、コアロッド（４）と、前記成形用はすばと同一リードのガイド溝（５ａ）を備えたガイド部（５）を有し、
前記ダイ（１）、下パンチ（２）、及び上パンチ（３）がそれぞれ回転可能に支持され、
前記上パンチ（３）が、前記ダイ（１）と成形用はすばで噛み合い、回転しながら前記ダイ（１）に押し込まれて前記ダイ（１）、下パンチ（２）、コアロッド（４）及び上パンチ（３）間に形成されるキャビティ（１９）内の原料粉末（Ｐ）が圧縮され、このときに、前記下パンチ（２）が前記ダイ（１）に追従して回転するはすば歯車成形用の金型において、
前記ガイド溝（５ａ）を有する位置の固定されたガイドホルダ（９）にボールプランジャ（１７）を設け、弾性体（１７ｃ）に付勢されたそのボールプランジャのボール（１７ｂ）が、前記ガイド部（５）と前記下パンチ（２）の位相が一致した位置で前記下パンチ（２）の取付け部の外周に設けた係合用凹部（１８）に係合するようにしたことを特徴とはすば歯車用金型。
前記ボールプランジャ（１７）と前記係合用凹部（１８）を周方向に定ピッチで複数設けた請求項１に記載のはすば歯車用金型。