JPH09194904A - 圧粉成形体の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、例えば金属粉末を圧粉成形してギ
ヤ素材を成形するような際、中心穴の周辺の原料粉末の
密度低下を防止することを目的とする。 【解決手段】 下型１のダイ１ａと下パンチ１ｂによっ
て形成される凹部空間Ｐ内に縦穴形成用のセンターコア
３を配設して原料粉末Ｇを充填し、その後、センターコ
ア３を上昇させて原料粉末Ｇを上パンチ２で加圧してセ
ンター穴ｃを有するギヤ素材Ｗを圧粉成形するにあた
り、センターコア３の上端に着脱自在なコアチップ３ａ
を取付け、このコアチップ３ａの上端周縁部を外側下が
りの傾斜面ｔにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば金属粉末を
圧粉成形し焼結することで中心に穴を有するギヤ製品を
製造するような際、中心穴の周辺の強度を高めるための
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばギヤ部品のように耐摩耗性
と強靭性を要求される部品を圧粉成形によって製造する
ことがあり、このような圧粉成形法においては、ダイス
の凹部空間内に原料粉末を充填し、これをパンチで押圧
してギヤ形状に成形した圧粉成形体を焼結して製造する
ようにしている。また、例えばギヤ製品の中心に穴を形
成するような場合、ダイスの凹部空間内の中央部にコア
を臨ませて原料粉末を充填し、充填後、コアを上昇させ
てその上面が原料粉末の上面より高くなるように位置さ
せ、コア部以外の所定部をパンチで押圧して圧粉成形す
ることで、コアによって穴を明けるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記のような
方法では、例えば図８に示すように、コア５１の上面を
原料粉末Ｇの上面以上の高さに上昇させた際に、コア５
１上面の周縁部で周辺の原料粉末Ｇをさらい取ってしま
い、穴の周縁部の原料粉末Ｇの密度が薄くなるため上パ
ンチ５２で圧粉成形した際、同部の強度が低下するとい
う問題があった。そして、このようなコア５１によって
中心穴を成形する場合、中心穴が例えば回転軸を圧入す
る箇所であれば、特にギヤ中心に偏芯荷重が加わりやす
いねじれ歯のギヤのような場合は穴周縁部が損傷しやす
くなり、また、中心穴が例えば内歯であれば歯が欠けや
すくなる等の問題があった。

【０００４】そこで、このようなコア５１を用いて穴を
成形する時に、穴周縁部の強度低下を招かないよう、原
料粉末の密度減少を防止する技術が望まれていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、請求項１において、凹部空間内に縦孔形成用
のコアを配設した状態で原料粉末を充填し、コア部を除
くその他の所定部を上パンチで押圧して圧粉成形体を製
造するようにした製造装置において、コアを上下動自在
にし、且つこのコアの上端周縁部を外側下がりの傾斜面
にした。

【０００６】そして、例えば原料粉末を充填する時はコ
アの上面を凹部空間の上面の高さに合せておき、充填
後、コアを上昇させてその上面を原料粉末の上面以上の
高さにし、次いでコア部を除くその他の所定部を上パン
チで押圧して、圧粉成形体に上下方向に貫通する縦穴を
成形するが、コアを上昇させた際、上面周縁部の傾斜面
上に堆積した原料粉末は傾斜面に沿って下方に落下し、
コア周辺部の粉末密度は濃くなって強度が高まる。

【０００７】また請求項２では、コアの上端部であって
少なくとも前記傾斜面を含む部分を取換可能にした。す
なわち、原料粉末の種類、粒度等によって滑りやすさが
異なるため、原料粉末の種類、粒度等によって最適の滑
り角度を有する上端部に取換える。また請求項３では、
このような圧粉成形体をギヤ素材とし、コアによってギ
ヤ素材の中心穴を明けるようにする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図１は上パンチの加
圧状態と下ダイスの押出状態を説明する説明図、図２乃
至図５は圧粉成形の過程を示す工程図、図６は圧粉成形
体の一例であるギヤ素材の説明図である。本発明の圧粉
成形体の製造装置は、例えば図６に示すようなギヤ素材
Ｗを圧粉成形する装置として構成され、このギヤ素材Ｗ
には、中央に回転軸圧入用のセンター穴ｃが形成される
とともに、その外側には軽量化等のためのサイド穴ｓ、
…が複数形成されるようになっている。

【０００９】そして、これらセンター穴ｃとサイド穴
ｓ、…のうち、特にセンター穴ｃの穴周縁部は強度を必
要とされ、本発明の製造装置はこのセンター穴ｃの周縁
部の強度向上を図っている。

【００１０】すなわち、図１に示すように、本装置は下
ダイスとしての下型１と、上パンチ２を備え、下型１は
ダイ１ａと下パンチ１ｂから構成されている。そしてこ
の下パンチ１ｂはダイ１ａの中央部に設けられた貫通穴
Ｈに沿って昇降可能とされ、下降した位置で貫通穴Ｈ内
の上部に凹部空間Ｐ（図２）を形成し、上昇した位置で
凹部空間Ｐがなくなる（図１）ようにしている。

【００１１】前記下パンチ１ｂには、前記ギヤ素材Ｗの
センター穴ｃを形成するためのセンターコア３と、サイ
ド穴ｓ、…を形成するためのサイドコア４、…を上下動
自在に設けており、サイドコア４、…の下方に連結する
サイドコアロッド５の下端部を昇降シリンダ６に連結し
ている。そしてこの昇降シリンダ６本体は、不図示の油
圧シリンダユニットによって昇降自在とされており、昇
降シリンダ６の上下動に伴ってサイドコア４、…の上面
が下パンチ１ｂの上面から上方に突出自在にされてい
る。

【００１２】また、前記センターコア３の下方に連結す
るセンターコアロッド７の下端部は、前記昇降シリンダ
６内部のピストン８に連結され、このピストン８は、昇
降シリンダ６内に導入されるエア圧によって上下動する
ようにしている。そして、この上下動ストロークを規制
するため、昇降シリンダ６の上部にスペーサ１０を介し
てストッパ部材１１を固着しており、このストッパ部材
１１のフランジ部１１ａに、センターコアロッド７の大
径上端部７ａを当接させてセンターコア３の上昇位置を
規制するようにしている。

【００１３】また、前記サイドコア４、…とサイドコア
ロッド５、…の間には、図２に示すようにスペーサ１
２、…を介装しており、サイドコア４、…の上方への突
出量を調整出来るようにするとともに、センターコア３
とセンターコアロッド７の間にもスペーサ１３を介装
し、センターコア４、…の上方への突出量を調整出来る
ようにしている。

【００１４】また、センターコア３の上部には、同部の
拡大断面図である図７に示すように、ボルト１４によっ
て着脱自在なコアチップ３ａを取付けている。そしてこ
のコアチップ３ａは、上端周縁部が外側下がりの傾斜面
ｔとされており、上部側に向かって先細りになるように
している。因みに、このコアチップ３ａは、傾斜面ｔの
傾斜角度の異なる数種類のものを準備しておき、簡単に
取換えることが出来るようにしている。

【００１５】また図１に示す前記上パンチ２は下型１に
対して上下動自在にされている。そして、この上パンチ
２の下面中央部には、前記センターコア３の上端部を挿
入せしめることの出来る逃げ穴１５を設け、その周囲に
はサイドコア４、…の上端部を挿入せしめることの出来
る逃げ穴１６、…を設けている。

【００１６】以上のように構成した製造装置を使用した
製造法について、図２乃至図５に基づき説明する。ま
ず、図２に示すように、下パンチ１ｂを所定ストローク
下降させてダイ１ａの貫通穴Ｈ内の上部に凹部空間Ｐを
形成する一方、センタコア３とサイドコア４、…を上昇
させてその上面をダイ１ａの上面（凹部空間Ｐの上面）
の高さに一致させ、この凹部空間Ｐ上にフィーダーボッ
クス１７を臨ませて原料粉末Ｇを充填する。

【００１７】すなわち、このフィーダーボックス１７
は、例えばダイ１ａの上面に添って摺動自在にされると
ともに、内部に原料粉末Ｇが貯溜されており、フィーダ
ーボックス１５が凹部空間Ｐ上に摺動してくると、内部
の原料粉末Ｇを凹部空間Ｐ内に落とし込んで充填するよ
うにしている。そして、凹部空間Ｐ内に原料粉末Ｇが充
填されると、擦り切り状態でフィーダーボックス１７が
退避し、原料粉末Ｇを凹部空間Ｐの上面一杯まで満た
す。

【００１８】次いで、図１に示す昇降シリンダ６内でピ
ストン８が上昇し、図３に示すように、センターコア３
が上昇する。この際、コアチップ３ａの傾斜面ｔ上に堆
積した原料粉末Ｇは傾斜面ｔに沿って滑り落ち、センタ
ーコア３に近づくほど原料粉末Ｇの密度は濃くなる。

【００１９】この状態で図４に示すように、上パンチ２
が降下する。すると、センターコア３とサイドコア４、
…の各上端部は夫々の逃げ穴１５、１６、…に入り込
み、センターコア３とサイドコア４、…を除いた部分は
下パンチ１ｂと上パンチ２によって上下に強く圧縮され
ギヤ素材Ｗが圧粉成形される。この際、センターコア３
周辺部は原料粉末Ｇの密度が濃く成形されている。

【００２０】次に、ピストン８が下降して図５に示すよ
うにセンターコア３が所定ストローク下がった後、下パ
ンチ１ｂがダイ１ａの上面高さ位置まで上昇し、ギヤ素
材Ｗを払い出す。そして払い出されたギヤ素材Ｗは、セ
ンター穴ｃの周縁部の密度が濃いため強度が増してい
る。そしてこのギヤ素材Ｗはその後の工程で焼結され製
品となる。

【００２１】尚、原料粉末Ｇの種類、粒度等によって最
適の傾斜面ｔを有するコアチップ３ａに取換えるように
し、確実に滑り落とさせるようにする。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明は、請求項１におい
て、縦孔形成用のコアを凹部空間内で上下動自在にし、
このコアの上端周縁部を外側下がりの傾斜面にしたた
め、コアを上昇させた際に、コアの上面周縁部で周辺の
原料粉末を奪い取ることがなく、同部の密度減少による
強度低下を招かない。また請求項２では、コアの上端部
の少なくとも傾斜面を含む部分を取換可能にしたため、
原料粉末の種類、粒度等に合せて最適の傾斜角度に調整
出来、一層便利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】上パンチの加圧状態と下ダイスの押出状態を説
明する説明図

【図２】圧粉成形の過程を示す工程図で原料粉末の充填
状態図

【図３】圧粉成形の過程を示す工程図でセンターコア上
昇状態図

【図４】圧粉成形の過程を示す工程図で圧粉成形状態図

【図５】圧粉成形の過程を示す工程図で払出し状態図

【図６】圧粉成形体の一例であるギヤ素材の説明図

【図７】センターコア上端部の拡大断面図

【図８】従来の不具合を示す状態図

【符号の説明】

１…下型、１ａ…ダイ、２…上パンチ、３…センターコ
ア、３ａ…コアチップ、ｃ…センター穴、Ｇ…原料粉
末、Ｐ…凹部空間、ｔ…傾斜面、Ｗ…ギヤ素材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下ダイスの凹部空間内に縦穴形成用のコ
   アを配設した状態で原料粉末を充填し、コア部を除くそ
   の他の所定部を上パンチで押圧して穴明き状の圧粉成形
   体を製造するようにした製造装置において、前記コアを
   上下動自在にし、且つこのコアの上端周縁部を外側下が
   りの傾斜面にしたことを特徴とする圧粉成形体の製造装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の圧粉成形体の製造装置
   において、前記コアの上端部であって少なくとも前記傾
   斜面を含む部分を取換可能にしたことを特徴とする圧粉
   成形体の製造装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の圧粉成形
   体の製造装置において、前記圧粉成形体はギヤ素材であ
   り、前記コアはギヤ素材の中心穴の穴明け用に設けられ
   たことを特徴とする圧粉成形体の製造装置。