JP2016043399A - 粉末成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉末成形装置の下２パンチで成形する斜歯の端面の角度位相の調整を、作業回数を減らして精度良く行えるようにすることを目的とする。
【解決手段】ダイと、上パンチと、ヘリカルギヤの内歯の斜歯を成形する回転可能なコアロッドと、前記ヘリカルギヤの下面の一部を成形する定位置支持の下１パンチと、前記斜歯の端面を成形する下２パンチを組み合わせた金型と、前記下２パンチの角度位相を調整する角度位相調整機構を具備する粉末成形装置にし、前記角度位相調整機構が、前記下２パンチを支持する下２パンチプレートと、前記下２パンチに相対回転不可に連結される揺動レバーと、その揺動レバーを、前記下２パンチを中心にして平面視において右回り方向と左回り方向に回転させるレバー駆動部を組み合わせて構成されたものにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘリカルギヤの製造に利用する粉末成形装置、詳しくは、ヘリカルギヤに形成される内歯の斜歯の端面を下パンチで成形する装置であり、前記下パンチの角度位相（基準位置に対する周方向の角度ずれ）を微調整する機構を含ませて角度位相の調整作業を簡単に精度良く行えるようにした粉末成形装置に関する。

粉末冶金法で製造されるヘリカルギヤの中に、そのギヤの基準位置に対する斜歯の角度位相が規格を満たしていることが要求されるものがある。

例えば、図７、図８に示したヘリカルギヤ３０は、有底筒状をなす基部３１と、その基部の筒の内面に形成された内歯の斜歯３２と、基部３１の外周に径方向外向きに張り出して設けられた凸部３３を有している。

このヘリカルギヤ３０について、例えば、凸部３３を基準にしてその凸部３３に対する斜歯３２の角度位相が設定範囲内にあるように規定されているとする。

そのような製品（ヘリカルギヤ）は、製造時に、製品の基部の外周を成形するダイと、基部３１の上面を成形する上パンチと、基部３１の下面の一部を成形する下１パンチと、基部３１の下面に含まれた斜歯３２の端面を成形する下２パンチと、基部３１の下面に開放した孔と孔面の斜歯３２を成形するコアロッドを組み合わせた金型を使用して粉末成形装置で原料粉末の成形を行っている。

そして、その成形に際し、凸部３３に対する斜歯３２の角度位相を合わせるために、テスト成形→得られた成形体の斜歯３２の角度位相の測定→金型位相の調整を繰り返しており、また、金型位相の調整は、下２パンチを人手によって直接回転させる方法で行っている。

なお、ヘリカルギヤを成形する粉末成形装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものなどが知られている。

特開２０１３−２１５７９０号公報

上述した人手による下２パンチの角度位相の調整は、精度が悪く、調整作業の繰り返し回数が多くなっている。

その角度位相の調整は、１度行えば済むものではない。成形装置の金型に含まれるパンチは、成形圧を受ける先端の経時摩耗が避けられず、その摩耗がある程度進行すると摩耗した先端を研磨して成形面を再生することが行われている。

その再生により再生前後の角度位相にずれが生じるため、下２パンチの先端を削って成形面を再生する度に角度位相の調整を行っており、その作業が要求される粉末成形装置については、装置の稼働率低下や労力の浪費が生じていた。

その調整作業の精度や効率を高める工夫は、前掲の特許文献１などに開示されている斜歯の角度位相の規定が無い従来の粉末成形装置には見受けられない。

そこで、本発明は、内歯の斜歯の端面を下２パンチで成形するヘリカルギヤ用粉末成形装置の前記下２パンチの角度位相の調整を、作業回数を減らして精度良く行えるようにすることを目的とする。

本発明の一態様にかかる粉末成形装置は、内歯の斜歯とその斜歯の角度位相の位置基準となる部位を備えるヘリカルギヤ（焼結ヘリカルギヤ）用の粉末成形装置であって、ダイと、上パンチと、前記内歯の斜歯を成形する回転可能なコアロッドと、前記ヘリカルギヤ下面の一部を成形する定位置支持の下１パンチと、前記ヘリカルギヤの下面に含まれた前記斜歯の端面を成形する下２パンチを組み合わせた金型と、前記下２パンチの角度位相を調整する角度位相調整機構を具備したものである。

この発明によれば、調整機構による角度位相の高精度調整が少ない作業回数で行える。

本発明の一態様にかかる粉末成形装置の成形前の状態を示す断面図である。 図１の粉末成形装置の粉末圧縮完了状態を示す断面図である。 図１の粉末成形装置に含ませた下２パンチの角度位相調整機構の平面図である。 図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 図３のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。 図３の角度位相調整機構の揺動レバーを回動させた状態を示す平面図である。 基部の基準位置に対する斜歯の端面の角度位相が規定されたヘリカルギヤの一例を示す底面図である。 図７のヘリカルギヤの縦断面図である。

［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様にかかる粉末成形装置は、内歯の斜歯を有するヘリカルギヤを成形するものであって、ダイと、前記基部の上面（斜歯が開放していない側の端面）を成形する上パンチと、前記内歯の斜歯を成形する回転可能なコアロッドと、前記ヘリカルギヤの下面の一部を成形する定位置支持の下１パンチと、前記ヘリカルギヤの下面に含まれた前記斜歯の端面を成形する下２パンチを備えている。そしてさらに、下２パンチの角度位相を調整する角度位相調整機構を備えている。

ダイは、前記ヘリカルギヤの筒状基部の外周を成形する。また、上パンチはヘリカルギヤの上面（斜歯が開放していない側の端面）を成形し、下１パンチはヘリカルギヤの下面の外周側を成形する。

かかる粉末成形装置に設ける前記角度位相調整機構は、下２パンチを定位置回転可能に支持するパンチホルダと、下２パンチに連結される揺動レバーと、その揺動レバーを押し引きして前記下２パンチを中心にして平面視において右回り方向と左回り方向に回転させるレバー駆動部とで構成することができる。

レバー駆動部による揺動レバーの押し引き量は指示器を付属させて確認することができ、その押し引き量とパンチホルダの回転角（角度位相の変化量）の関係を予め求めておけば、角度位相の調整を指示器によって表示される数値を確認しながら行うことができる。

これにより、調整の精度が高まり、調整のずれを修正する無駄な作業が減少して調整の作業回数が少なくなる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の一態様にかかる粉末成形装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれ等の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例示の粉末成形装置１は、図７、図８に示したヘリカルギヤ３０を成形するものであって、図１、図２に示すように、ダイ２と、上パンチ３と、下１パンチ４と、下２パンチ５と、コアロッド６を備えている。そしてさらに、下２パンチの角度位相を調整する角度位相調整機構７（図３〜図６参照）を備えている。

図１は成形を開始する前の初期状態を、図２は、上パンチ３が下死点に到達した圧縮完了状態をそれぞれ表している。

ダイ２は、製造するヘリカルギヤ３０の筒状に形成される基部３１の外周を成形する。また、上パンチ３は基部３１の上面を成形する。この上パンチ３は、必要に応じて複数に分割したものが用いられることがある。

下１パンチ４は、ヘリカルギヤ３０の基部３１の外周側の下面を成形する。また、下２パンチ５は、先端の成形面によって前記基部３１の下面に含まれた斜歯３２の端面を成形する。

さらに、コアロッド６は、軸受８を介して成形装置のヨーク９に回転可能に支持されており、このコアロッド６が前記基部３１の下面に開放した孔と孔面の斜歯３２を成形する。このコアロッド６は、所定のリードを有する成形用の歯と歯溝を先端側外周に有しており、その先端側外周によって斜歯３２が成形される。

このコアロッド６は、成形完了後の成形体Ａ（図２参照）を金型のキャビティから払い出す際に、斜歯３２のリードの影響を受けて回転する。

図示の粉末成形装置１は、下２パンチ５の角度位相を前記基部３１の外周に形成される基準位置（図７の凸部３３など）に対して規定を満たすように調整することが要求され、かかる要求に応えるために角度位相調整機構７が設けられている。

図示の角度位相調整機構７は、下２パンチ５を支持する下２パンチプレート１０（これにはパンチ押えが含まれている）と、下２パンチ５に相対回転不可に連結される揺動レバー１１と、その揺動レバー１１を押し引きして前記下２パンチ５を中心にして平面視において右回り方向と左回り方向に回転させるレバー駆動部１２と、揺動レバー１１を調整位置に固定するロック部材１３とで構成されている。

なお、図示のロック部材１３はロックねじであるが、ねじなどに締め付けられて揺動レバー１１を押圧固定する押え金などでもよい。また、下２パンチ５を押圧固定することで揺動レバー１１の動きを間接的に止める構造のロック部材であってもよい。

レバー駆動部１２は、入力部を有するねじ軸１２ａと、そのねじ軸の回転量を表示する指示器（インジケータ）１２ｂと、ねじ軸１２ａに螺合させたスライダ１２ｃを備えた比較的簡素で製造し易いものが用いられている。

スライダ１２ｃは、揺動レバー１１に設けたレバー長手方向のレバー長手方向の長孔１１ａ（図３参照）に遊嵌させている。

また、図示のロック部材１３は、揺動レバー１１に形成された周方向の長孔１１ｂ（これも図３参照）に挿通されており、このロック部材１３を緩めて揺動レバー１１を動かす。

このように構成された角度位相調整機構７は、下２パンチプレート１０に含まれたパンチ押えによる下２パンチ５の押圧固定とロック部材１３による揺動レバー１１の固定を解いてねじ軸１２ａを回転させる。すると、図６に鎖線で示すように、ねじ軸１２ａに螺合したスライダ１２ｃがねじ軸の長手方向に移動し、その動作で揺動レバー１１の入力部側が押し引きされ、揺動レバー１１が下２パンチ５を中心に回動して下２パンチ５が回転する。

このときの下２パンチ５の回転量（回転角）を指示器１２ｂの表示に基づいて正確に管理できる構造になっているので、下２パンチ５の角度位相の調整を高精度に、簡単に少ない作業工数で行うことができる。

なお、下２パンチ５と揺動レバー１１は、下２パンチ５の根元部の外周に二面幅の面取り部を形成し、その部分に揺動レバー１１を非円形嵌合させるなどの一般的な手法で相対回転不可に連結することができる。

図１、図２の１４は、下２パンチプレート１０を介して下２パンチ５を支持するベースプレート、１５は下１パンチ４を支える下１パンチプレート、１６は下１パンチプレート１５をヨーク９に連結するリフティングロッド、１７はダイ２を支えるダイプレート、１８はダイプレート１７と上パンチプレート１９間に設けたダイと上パンチの位置決め部材である。図示の位置決め部材１８は、ガイドピン１８ａとガイドブッシュ１８ｂを組み合わせたものである。

また、２０は圧縮完了点で下１パンチプレート１５を受け止めるフォーク、２１は、フォーク２０をプレート受け止め点から退避させるカムとカムフォロアである。これ等の要素は既知のものであり、この発明を特徴づけるものではない。

図示の粉末成形装置１の動作は、成形体Ａを金型のキャビティから払い出す際にコアロッド６が回転する点を除くと一般的な粉末成形機とさして変わりが無いので、ここでの説明は省く。

なお、角度位相調整機構７は、ねじ軸で推進させるスライダの直進運動を回転運動に変換して下２パンチ５に伝達するものを例示したが、これに限定されるものではない。

例えば、図示の揺動レバー１１にガイドピン（図示省略）を垂下させて設け、そのガイドピンを下２パンチ５と同心の円に沿って形成された円弧のガイド溝（これも省略）に挿入し、ガイド溝の縁に角度目盛りを付し、揺動レバー１１を手動操作するなどして回動させ、このときのガイドピンの位置を角度目盛りと照合することで角度位相の変化量を確認する構造なども考えられる。

以上述べたように、実施形態の粉末成形装置は、調整量の確認が可能な角度位相調整機構を具備しているので、斜歯の角度位相に規格がある焼結ヘリカルギヤの角度位相の調整精度を高め、さらに、調整作業の手間を減少させて装置の稼動率を高めることができる。

１ 粉末成形装置
２ ダイ
３ 上パンチ
４ 下１パンチ
５ 下２パンチ
６ コアロッド
７ 角度位相調整機構
８ 軸受
９ ヨーク
１０ 下２パンチプレート
１１ 揺動レバー
１１ａ レバー長手方向の長孔
１１ｂ 周方向の長孔
１２ レバー駆動部
１２ａ ねじ軸
１２ｂ 指示器
１２ｃ スライダ
１３ ロック部材
１４ ベースプレート
１５ 下１パンチプレート
１６ リフティングロッド
１７ ダイプレート
１８ 位置決め部材
１９ 上パンチプレート
２０ フォーク
２１ カムとカムフォロア
３０ ヘリカルギヤ
３１ 基部
３２ 斜歯
３３ 凸部
Ａ 成形体

Claims (4)

1. 内歯の斜歯とその斜歯の角度位相の位置基準となる部位を備えるヘリカルギヤ用の粉末成形装置であって、ダイと、上パンチと、前記内歯の斜歯を成形する回転可能なコアロッドと、前記ヘリカルギヤの下面の一部を成形する定位置支持の下１パンチと、前記ヘリカルギヤの下面に含まれた前記斜歯の端面を成形する下２パンチを組み合わせた金型と、前記下２パンチの角度位相を調整する角度位相調整機構を具備した粉末成形装置。
2. 前記角度位相調整機構が、前記下２パンチを支持する下２パンチプレートと、前記下２パンチに相対回転不可に連結される揺動レバーと、その揺動レバーを、前記下２パンチを中心にして平面視において右回り方向と左回り方向に回転させるレバー駆動部を組み合わせて構成された請求項１に記載の粉末成形装置。
3. 前記角度位相調整機構に、前記揺動レバーを調整位置に固定するロック部材が含まれた請求項２に記載の粉末成形装置。
4. 前記レバー駆動部として、入力部を有するねじ軸と、そのねじ軸の回転量を表示する指示器と、前記ねじ軸に螺合させたスライダを備えたものを用い、前記スライダを前記揺動レバーに設けたレバー長手方向の長孔に遊嵌させた請求項２又は請求項３に記載の粉末成形装置。

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