JPH0849003A - キー溝付きはす歯歯車成形体の成形方法及び成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】キー溝をもつ軸孔と外はす歯とを有する歯車成
形体を成形せんとする場合に、キー溝の欠けを防止す
る。 【構成・作用】コアロッド５の先端には、軸孔形成面５
ｄと隣接する段部５ｃが形成されている。ダイス１を相
対移動させる油圧シリンダが同時にコアロッド５をも移
動させ、これによりコアロッド５が歯車成形体９０の軸
孔内に存在しても、歯車成形体９０のキー溝とコアロッ
ド５の板部との間には段部５ｃにより空隙が確保され
る。このため、歯車成形体９０にスプリングバックを生
じても、キー溝はコアロッド５の板部と干渉しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、キー溝をもつ軸孔と外
はす歯とを有する歯車成形体を成形する成形方法と、こ
の歯車成形体の成形金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平４−５１号公報に歯車成形
体の成形方法が開示されている。この成形方法では、略
筒状のダイスと、ダイス内に各々上下動可能に設けられ
たロア及びアッパパンチと、ロアパンチ内に上下動可能
に設けられたコアロッドとからなる成形金型により、歯
車成形体を成形する。成形金型では、ダイスの内周面が
歯部形成面とされ、ロア及びアッパパンチの各端面が加
圧面とされ、コアロッドの外周面は軸孔形成面とされて
いる。

【０００３】この成形方法により歯車成形体を成形する
場合、まずダイスとロアパンチとアッパパンチとコアロ
ッドとの間に形成されるキャビティ内に粉末を充填す
る。そして、アッパパンチを下降させることにより粉末
を賦形する。このとき、ロア及びアッパパンチの各加圧
面は歯車成形体を加圧し、ダイスの歯部形成面は歯車成
形体に外歯を形成する。また、コアロッドの軸孔形成面
は歯車成形体に軸孔を形成する。この後ロアパンチ、ア
ッパパンチ及びコアロッドを上昇させることにより、歯
車成形体をダイスの上端面側から抜き出す。こうして、
軸孔と外歯とを有する歯車成形体が成形される。この歯
車成形体は、焼成後、サイジング等され、歯車とされ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の成
形方法と同様の方法により、図１１に示すキー溝付きは
す歯歯車成形体９０を成形せんとする場合、軸孔９１の
キー溝９１ａに欠け９１ｂを生じるおそれがある。すな
わち、成形金型は、歯車成形体９０にねじれ角θを有す
る外はす歯９２を形成すべく、図示しないダイスの歯部
形成面が対応するねじれ角θを有する。また、成形金型
は、歯車成形体９０にキー溝９１ａをもつ軸孔９１を形
成すべく、図１２（Ａ）に示すように、コアロッド８０
が円柱部８０ａとこの円柱部８０ａと一体に設けられた
板部８０ｂとからなる。

【０００５】かかる成形金型を用いてキャビティ内に粉
末を充填し、粉末を賦形した後、ロアパンチ、アッパパ
ンチ及びコアロッドを上昇させる。このとき、ロア及び
アッパパンチはねじれ角θを有するダイスの歯部形成面
と噛合し、ロアパンチ内をコアロッド８０が上下動のみ
可能になされていることから、歯車成形体９０を上昇さ
せるに従い、アッパパンチ及びダイスは回転し、コアロ
ッドはスプリングバック以外には回転されない。こうし
て、ダイスの上端面から抜き出される歯車成形体９０は
キー溝９１ａと外はす歯９２との位相の一致が実現され
る。

【０００６】ここで、ダイスを上下動させる油圧シリン
ダが同時にコアロッド８０をも上下動させるのであれ
ば、ダイスの上端面から歯車成形体９０を抜き出すべく
アッパパンチをダイスから抜き出す際、コアロッド８０
の先端面がダイスの上端面とほぼ一致されるため、コア
ロッド８０が歯車成形体９０の軸孔９１内に存在するこ
ととなる。このとき、歯車成形体９０は、図１２（Ｂ）
に示すように、ねじれ角θによってスプリングバックＳ
を生じやすいため、歯車成形体９０のキー溝９１ａはコ
アロッド８０の板部８０ｂと干渉し、キー溝９１ａに欠
け９１ｂを生じるおそれがある。

【０００７】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たものであって、キー溝をもつ軸孔と外はす歯とを有す
る歯車成形体を成形せんとする場合に、キー溝の欠けを
防止することを解決すべき課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１記載のキー溝付きはす歯歯車成形体の成
形方法は、内周面に歯部形成面をもち、該歯部形成面に
より歯車成形体に外はす歯を形成する略筒状のダイス
と、該ダイスの該歯部形成面と螺合しつつ各々軸方向に
近接可能に設けられ、各端面に加圧面をもち、各該加圧
面により該歯車成形体を加圧する一対の第１及び第２パ
ンチと、該第１パンチ内に該軸方向に相対移動可能に設
けられ、外周面に軸孔形成面をもち、該軸孔形成面によ
り該歯車成形体にキー溝をもつ軸孔を形成するコアロッ
ドと、からなる成形金型を用い、該ダイスと該第１パン
チと該第２パンチと該コアロッドとの間に形成されるキ
ャビティ内に粉末を充填した後、該第２パンチと該第１
パンチとを近接させることにより該粉末を賦形し、この
後該第１パンチ、該第２パンチ及び該コアロッドを該ダ
イスの一端面側に相対移動させ、該歯車成形体を該一端
面側から抜き出すことにより、該キー溝をもつ該軸孔と
該外はす歯とを有する該歯車成形体を成形する成形方法
において、前記第２パンチを前記ダイスから抜くより先
に、前記コアロッドと前記軸孔との間に空隙を確保する
ことを特徴とする。

【０００９】請求項１の成形方法において、第２パンチ
をダイスから抜くより先にコアロッドと軸孔との間に空
隙を確保する手段としては、コアロッドを歯車成形体の
軸孔から抜き出す方法を採用することができる。また、
請求項２の成形金型を採用することが好ましい。 （２）請求項２記載のキー溝付きはす歯歯車成形体の成
形金型は、内周面に歯部形成面をもち、該歯部形成面に
より歯車成形体に外はす歯を形成する略筒状のダイス
と、該ダイスの該歯部形成面と螺合しつつ各々軸方向に
近接可能に設けられ、各端面に加圧面をもち、各該加圧
面により該歯車成形体を加圧する一対の第１及び第２パ
ンチと、該第１パンチ内に該軸方向に相対移動可能に設
けられ、外周面に軸孔形成面をもち、該軸孔形成面によ
り該歯車成形体にキー溝をもつ軸孔を形成するコアロッ
ドと、からなる成形金型において、前記コアロッドの先
端には、前記軸孔形成面と隣接する前記軸孔との間に空
隙を確保する段部が形成されていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】

（１）請求項１の成形方法では、略筒状のダイスと、ダ
イス内に各々軸方向に近接可能に設けられた一対の第１
及び第２パンチと、第１パンチ内に軸方向に相対移動可
能に設けられたコアロッドとからなる成形金型により、
歯車成形体を成形する。成形金型では、ダイスの内周面
が歯部形成面とされている。この歯部形成面は、歯車成
形体にねじれ角を有する外はす歯を形成すべく、対応す
るねじれ角を有する。また、成形金型では、第１及び第
２パンチの各端面には加圧面とされ、コアロッドの外周
面は軸孔形成面とされている。コアロッドは、歯車成形
体にキー溝をもつ軸孔を形成すべく、円柱部とこの円柱
部と一体に設けられた板部とからなり、円柱部及び板部
の外周面が軸孔形成面とされている。

【００１１】この成形方法によりキー溝付きはす歯歯車
成形体を成形する場合、まずダイスと第１パンチと第２
パンチとコアロッドとの間に形成されるキャビティ内に
粉末を充填する。そして、第２パンチと第１パンチとを
近接させることにより粉末を賦形する。このとき、第１
及び第２パンチの各加圧面は歯車成形体を加圧し、ダイ
スの歯部形成面は歯車成形体に外はす歯を形成する。ま
た、コアロッドの軸孔形成面は歯車成形体にキー溝をも
つ軸孔を形成する。この後、第１パンチ、第２パンチ及
びコアロッドをダイスの一端面側に相対移動させる。こ
のとき、第１及び第２パンチはねじれ角を有するダイス
の歯部形成面と噛合し、第１パンチ内をコアロッドが軸
方向にのみ移動可能になされていることから、歯車成形
体をダイスの一端面側に相対移動させるに従い、例えば
第２パンチ及びダイスが歯車成形体に対して回転し、コ
アロッドは歯車成形体に対してスプリングバック以外に
は回転されない。こうして、ダイスの一端面から抜き出
される歯車成形体はキー溝と外はす歯との位相の一致が
要求される。

【００１２】ここで、請求項１の成形方法では、ダイス
の一端面から歯車成形体を抜き出すべく第２パンチをダ
イスから抜くより先に、コアロッドと歯車成形体の軸孔
との間に空隙を確保する。このため、この際には歯車成
形体のキー溝とコアロッドの板部との間には空隙が存在
するため、歯車成形体にスプリングバックを生じても、
キー溝はコアロッドの板部と干渉しない。こうして、一
端面側から抜き出された外はす歯を有する歯車成形体は
軸孔のキー溝に欠けを生じない。

【００１３】（２）請求項２の成形金型では、コアロッ
ドの先端に軸孔形成面と隣接する段部が形成されてい
る。他の構成は請求項１に係る成形金型と同一である。
この成形金型を用い、請求項１の成形方法と同様にキー
溝付きはす歯歯車成形体を成形する。そして、ダイスの
一端面から歯車成形体を抜き出すべく第２パンチをダイ
スから抜く。

【００１４】この際、ダイスを相対移動させる油圧シリ
ンダが同時にコアロッドをも移動させ、これによりコア
ロッドが歯車成形体の軸孔内に存在しても、コアロッド
の先端には段部が形成されているため、歯車成形体のキ
ー溝とコアロッドの板部との間には段部により空隙が確
保される。このため、この際に歯車成形体にスプリング
バックを生じても、キー溝はコアロッドの板部と干渉し
ない。こうして、一端面側から抜き出された外はす歯を
有する歯車成形体は軸孔のキー溝に欠けを生じない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例１、２を図
面を参照しつつ説明する。 （実施例１）実施例１の成形方法では請求項１、２を具
体化している。この成形方法では、図１〜５に示す成形
金型により、キー溝付きはす歯歯車成形体９０（図１１
参照）を成形する。この成形金型では、略円筒状のダイ
ス１が軸受２を介して図示しないダイホルダに回動可能
に装備されており、ダイス１の内周面が歯部形成面１ａ
とされている。この歯部形成面１ａは歯車成形体９０の
ねじれ角θと対応するねじれ角θを有する。ダイホルダ
及び後述するコアロッド５は図示しないロアラムに固定
され、ロアラムは図示しない第１油圧シリンダにより上
下動可能になされている。

【００１６】ダイス１内にはダイス１の歯部形成面１ａ
と螺合可能な歯部３ａを外周面にもつ略円筒状のアウタ
ロアパンチ３が上下動可能に設けられ、アウタロアパン
チ３内にはインナロアパンチ４が上下動可能に設けられ
ている。アウタロアパンチ３の平らな円環状の上端面は
加圧面３ｂとされ、インナロアパンチ４の上端面と外周
面とも加圧面４ａとされている。加圧面３ｂが歯車成形
体９０のリムの一端面を形成し、加圧面４ａが歯車成形
体９０のリムの一内周面とウェブの一端面とを形成す
る。アウタロアパンチ３及びインナロアパンチ４が請求
項に係る第１パンチである。アウタロアパンチ３は図示
しない基台に固定され、インナロアパンチ４は図示しな
い第２油圧シリンダにより上下動可能になされている。

【００１７】インナロアパンチ４内にはコアロッド５が
上下動可能に設けられている。このコアロッド５は、図
６（Ａ）に示すように、円柱部５ａとこの円柱部５ａと
一体に設けられた板部５ｂとからなり、円柱部５ａ及び
板部５ｂの先端には外周径を若干縮小させた段部５ｃが
形成されている。円柱部５ａ及び板部５ｂにおける段部
５ｃの外周面が軸孔形成面５ｄとされている。

【００１８】また、ダイス１の上方にはアッパラム６が
上下動可能に設けられており、アッパラム６内にはダイ
ス１の歯部形成面１ａと螺合可能な歯部７ａを外周面に
もつ略円筒状のアウタアッパパンチ７が軸受８を介して
回動可能に装備されている。こうしてアウタアッパパン
チ７はアッパラム６の上下動によりダイス１内をも上下
動可能に設けられている。アウタアッパパンチ７内には
インナアッパパンチ９が装備されている。インナアッパ
パンチ９にはコアロッド５の外周面と整合する内周面が
形成され、これによりインナアッパパンチ９はコアロッ
ド５を挿通可能になされている。アウタアッパパンチ７
の平らな円環状の下端面は加圧面７ｂとされ、インナア
ッパパンチ９の下端面と外周面とも加圧面９ａとされて
いる。加圧面７ｂが歯車成形体９０のリムの他端面を形
成し、加圧面９ａが歯車成形体９０のリムの他内周面と
ウェブの他端面とを形成する。アウタアッパパンチ７及
びインナアッパパンチ９が請求項に係る第２パンチであ
る。

【００１９】この成形金型を用い、キー溝付きはす歯歯
車成形体９０を成形する場合、図１に示すように、まず
アッパラム６を上昇させることにより、アウタアッパパ
ンチ７とインナアッパパンチ９をダイス１の上方に位置
させる。このとき、ダイス１及びコアロッド５は第１油
圧シリンダの上昇端Ａに位置され、インナロアパンチ４
は第２油圧シリンダの中間位置Ｂに位置されている。こ
の状態でダイス１とアウタロアパンチ３とインナロアパ
ンチ４とアウタアッパパンチ７とインナアッパパンチ９
とコアロッド５との間に形成されるキャビティＣ内に粉
末を充填する。

【００２０】そして、図２に示すように、アッパラム６
を下降させることにより、アウタアッパパンチ７とイン
ナアッパパンチ９をダイス１内に下降させる。同時に、
インナロアパンチ４を第２油圧シリンダの下降端Ｄに位
置させる。こうして、粉末を賦形する。このとき、アウ
タロアパンチ３、インナロアパンチ４、アウタアッパパ
ンチ７及びインナアッパパンチ９の各加圧面３ｂ、４
ａ、７ｂ、９ａは歯車成形体９０を加圧し、ダイス１の
歯部形成面１ａは歯車成形体９０に外はす歯９２を形成
する。また、コアロッド５の軸孔形成面５ｄは歯車成形
体９０にキー溝９１ａをもつ軸孔９１を形成する。な
お、このとき、アウタアッパパンチ７はねじれ角θを有
するダイス１の歯部形成面１ａと噛合していることか
ら、アウタアッパパンチ７は歯車成形体９０に対して回
転する。

【００２１】この後、図３に示すように、ロアラムを下
降させることにより、ダイス１及びコアロッド５を位置
Ｅとする。また、図４に示すように、ロアラムを下降さ
せることにより、ダイス１及びコアロッド５の位置Ｅを
第１油圧シリンダの下降端Ｄと一致させる。さらに、図
５に示すように、ロアラムを下降させることにより、ダ
イス１及びコアロッド５をアウタロアパンチ３の加圧面
３ｂの位置Ｅとする。こうして、アウタロアパンチ３、
インナロアパンチ４、アウタアッパパンチ７、インナア
ッパパンチ９及びコアロッド５をダイス１の上端面１ｂ
側に相対移動させる。このとき、アウタロアパンチ３及
びアウタアッパパンチ７はねじれ角θを有するダイス１
の歯部形成面１ａと噛合し、インナロアパンチ４を介し
てアウタロアパンチ３内をコアロッド５が軸方向にのみ
移動可能になされていることから、歯車成形体９０をダ
イス１の上端面１ｂ側に相対移動させるに従い、アウタ
アッパパンチ７及びダイス１は歯車成形体９０に対して
回転し、コアロッド５は歯車成形体９０に対してスプリ
ングバックＳ以外には回転されない。

【００２２】こうして、ダイス１の上端面１ｂから抜き
出される歯車成形体９０はキー溝９１ａと外はす歯９２
との位相の一致が実現される。ここで、この成形方法で
は、コアロッド５の先端には段部５ｃが形成されている
ため、図３から図４に至る間、ダイス１の上端面１ｂか
ら歯車成形体９０を抜き出すべくアウタアッパパンチ７
及びインナアッパパンチ９をダイス１から抜くより先
に、図６（Ｂ）に示すように、歯車成形体９０のキー溝
９１ａとコアロッド５の板部５ｂとの間には段部５ｃに
より空隙が確保される。

【００２３】したがって、この成形方法では、歯車成形
体９０にスプリングバックＳを生じても、またダイス１
を相対移動させる第１油圧シリンダが同時にコアロッド
５をも移動させ、これによりコアロッド５が歯車成形体
９０の軸孔９１内に存在しても、キー溝９１ａはコアロ
ッド５の板部５ｂと干渉しない。こうして、上端面１ｂ
側から抜き出された外はす歯９２を有する歯車成形体９
０は軸孔９１のキー溝９１ａに欠けを生じない。なお、
この歯車成形体９０は、焼成後、サイジング等され、歯
車とされる。 （実施例２）実施例２の成形方法では請求項１を具体化
している。

【００２４】この成形方法では、図７〜１０に示す成形
金型により、キー溝付きはす歯歯車成形体９０（図１１
参照）を成形する。この成形金型は歯車成形体９０を成
形する場合に一般的に用いられているものである。但
し、図１２（Ａ）に示すように、コアロッド８０が円柱
部８０ａとこの円柱部８０ａと一体に設けられた板部８
０ｂとからなる。また、ダイホルダは図示しない第１ロ
アラムに固定され、ロアラムは図示しない第１油圧シリ
ンダにより上下動可能になされている。さらに、コアロ
ッド８０は図示しない第３油圧シリンダにより上下動可
能になされている。成形金型の他の構成は実施例１と同
一であるため、同一の構成については同一の符号を付
し、詳細な説明を省略する。

【００２５】この成形金型を用い、図７及び図８に示す
ように、実施例１と同様、キー溝付きはす歯歯車成形体
９０を成形する。そして、図９の状態において、ダイス
１の上端面１ｂから歯車成形体９０を抜き出すべくアウ
タアッパパンチ７及びインナアッパパンチ９をダイス１
から抜くより先に、第３油圧シリンダを下降端に位置さ
せることにより、コアロッド８０を歯車成形体９０の軸
孔９１から抜き出す。このため、この際には歯車成形体
９０のキー溝９１ａとコアロッド８０の板部８０ｂとの
間に空隙が存在する。

【００２６】したがって、この成形方法では、ダイス１
を相対移動させる第１油圧シリンダとは別にコアロッド
８０を相対移動させる第３油圧シリンダが必要であると
いう欠点はあるものの、歯車成形体９０にスプリングバ
ックＳを生じても、キー溝９１ａはコアロッド８０の板
部８０ｂと干渉しない。こうして、上端面１ｂ側から抜
き出された外はす歯９２を有する歯車成形体９０は軸孔
９１のキー溝９１ａに欠けを生じない。

【００２７】なお、上記実施例１、２では、歯車成形体
９０をダイス１の一端面（上端面）１ｂ側に相対移動さ
せるに従い、第２パンチ（アウタアッパパンチ７及びイ
ンナアッパパンチ９）並びにダイス１が歯車成形体９０
に対して回転する構成としているが、コアロッド５、８
０が歯車成形体９０に対して回転されない構成であれ
ば、第１パンチ（アウタロアパンチ３及びインナロアパ
ンチ４）並びにダイス１が歯車成形体９０に対して回転
する構成等、種々の構成を採用することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の成形方法
又は成形金型では、各請求項記載の構成を採用している
ため、キー溝をもつ軸孔と外はす歯とを有する歯車成形
体を成形せんとする場合に、キー溝の欠けを確実に防止
することができる。特に、請求項２の成形金型を採用し
た場合には、ダイスを相対移動させる油圧シリンダで同
時にコアロッドをも移動させるとしても、上記効果を奏
することができるため、簡易な成形装置により成形コス
トの低廉化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の成形方法に係る成形金型を示し、充
填状態の断面図である。

【図２】実施例１の成形方法に係る成形金型を示し、加
圧完了状態の断面図である。

【図３】実施例１の成形方法に係る成形金型を示し、抜
き出し途中の断面図である。

【図４】実施例１の成形方法に係る成形金型を示し、抜
き出し途中の断面図である。

【図５】実施例１の成形方法に係る成形金型を示し、抜
き出し完了状態の断面図である。

【図６】実施例１の成形方法に係り、（Ａ）はコアロッ
ドの先端の斜視図、（Ｂ）は歯車成形体の平面模式図で
ある。

【図７】実施例２の成形方法に係る成形金型を示し、充
填状態の断面図である。

【図８】実施例２の成形方法に係る成形金型を示し、加
圧完了状態の断面図である。

【図９】実施例２の成形方法に係る成形金型を示し、抜
き出し途中の断面図である。

【図１０】実施例２の成形方法に係る成形金型を示し、
抜き出し完了状態の断面図である。

【図１１】実施例２及び従来の成形方法に係る歯車成形
体の模式斜視図である。

【図１２】（Ａ）は実施例２及び従来の成形方法に係る
コアロッドの先端の斜視図、（Ｂ）は従来の成形方法に
係る歯車成形体の平面模式図である。

【符号の説明】

９０…歯車成形体 ９１…軸孔 ９１
ａ…キー溝 ９２…外はす歯 １…ダイス １ａ
…歯部形成面 １ｂ…一端面（上端面） ３、４…第１パンチ（３…アウタロアパンチ、４…イン
ナロアパンチ） ７、９…第２パンチ（７…アウタアッパパンチ、９…イ
ンナアッパパンチ） ３ａ、４ａ、７ｂ、９ａ…加圧面 ５、８０…コアロ
ッド ５ｄ…軸孔形成面 Ｃ…キャビティ ５ｃ
…段部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内周面に歯部形成面をもち、該歯部形成面
   により歯車成形体に外はす歯を形成する略筒状のダイス
   と、 該ダイスの該歯部形成面と螺合しつつ各々軸方向に近接
   可能に設けられ、各端面に加圧面をもち、各該加圧面に
   より該歯車成形体を加圧する一対の第１及び第２パンチ
   と、 該第１パンチ内に該軸方向に相対移動可能に設けられ、
   外周面に軸孔形成面をもち、該軸孔形成面により該歯車
   成形体にキー溝をもつ軸孔を形成するコアロッドと、か
   らなる成形金型を用い、該ダイスと該第１パンチと該第
   ２パンチと該コアロッドとの間に形成されるキャビティ
   内に粉末を充填した後、該第２パンチと該第１パンチと
   を近接させることにより該粉末を賦形し、この後該第１
   パンチ、該第２パンチ及び該コアロッドを該ダイスの一
   端面側に相対移動させ、該歯車成形体を該一端面側から
   抜き出すことにより、該キー溝をもつ該軸孔と該外はす
   歯とを有する該歯車成形体を成形する成形方法におい
   て、 前記第２パンチを前記ダイスから抜くより先に、前記コ
   アロッドと前記軸孔との間に空隙を確保することを特徴
   とするキー溝付きはす歯歯車成形体の成形方法。
2. 【請求項２】内周面に歯部形成面をもち、該歯部形成面
   により歯車成形体に外はす歯を形成する略筒状のダイス
   と、 該ダイスの該歯部形成面と螺合しつつ各々軸方向に近接
   可能に設けられ、各端面に加圧面をもち、各該加圧面に
   より該歯車成形体を加圧する一対の第１及び第２パンチ
   と、 該第１パンチ内に該軸方向に相対移動可能に設けられ、
   外周面に軸孔形成面をもち、該軸孔形成面により該歯車
   成形体にキー溝をもつ軸孔を形成するコアロッドと、か
   らなる成形金型において、 前記コアロッドの先端には、前記軸孔形成面と隣接する
   前記軸孔との間に空隙を確保する段部が形成されている
   ことを特徴とするキー溝付きはす歯歯車成形体の成形金
   型。