JPH11269507A - 焼結製ギヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯部を特に高い強度に保ち所要箇所の寸法精
度は高く維持できる焼結製ギヤを少ない工程で安価に供
する。 【解決手段】 外周に形成される歯30ｃおよびその近傍
の外周部32とその内側の内周部33とが異なる成形型で圧
粉成形されたのち焼結処理される焼結製ギヤであり、前
記外周部32と内周部33の各成形型の型割りによって生じ
る境目の段部31が歯近傍に形成される焼結製ギヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属粉末を圧粉成
形したのち焼結処理する焼結製のギヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】ギヤは、噛み合いにより動力の伝達が行
われる歯の部分が特に強度が要求される箇所であり、そ
こで歯部を含む外周部を炭素鋼等の強度的に優れた材料
で構成し、内周部はアルミニウム合金等の比重の小さい
材料で構成し、両者を圧接や溶接等で固相接合して軽量
化を図った例（実開平１−６７３７０号公報）がある。

【０００３】しかし製作工数が多く製造コストがかか
る。その点圧粉成形後、焼結処理する方法は、成形型を
分割して歯部を含む外周部と内周部を別の成形型で圧粉
成形して粉体密度を変えることで歯部の強度を特に高く
した焼結製ギヤを少ない工数で安価に供することができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】圧粉成形焼結法は、通
常高い寸法精度を確保することができるが、成形型を分
割した場合は、型割りにより生じる境目に段部が形成さ
れて高い寸法精度の維持が困難となる。またサイジング
（再プレス）等による修正は製造コストの増大になる。

【０００５】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、歯部を特に高い強度に保ち所
要箇所の寸法精度は高く維持できる焼結製ギヤを少ない
工程で安価に供する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用効果】上記目的
を達成するために、本発明は、外周に形成される歯およ
びその近傍の外周部とその内側の内周部とが異なる成形
型で圧粉成形されたのち焼結処理される焼結製ギヤであ
り、前記外周部と内周部の各成形型の型割りによって生
じる境目の段部が歯近傍に形成される焼結製ギヤとし
た。

【０００７】歯を含む外周部と内周部を異なる成形型で
圧粉成形することで、外周部の粉体密度を特に高く成形
して歯の強度を高くすることができるとともに、各成形
型の型割りによって生じる境目の段部を歯近傍に形成す
るので、歯の近傍以外の一般に寸法精度の要求される歯
および内周部を広い範囲に亘って高い寸法精度に維持す
ることができる。また圧粉成形後焼結する少ない工数で
安価に焼結製ギヤを供することができる。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の焼
結製ギヤにおいて、前記焼結製ギヤが、つるまき線状の
歯すじを有するヘリカルギヤであることを特徴とする。

【０００９】外周部側の成形型をつるまき線状の歯すじ
に沿って回転しながら圧縮してヘリカルギヤを容易に成
形することができ、ヘリカルギヤとすることで動力伝達
がより滑らかに効率良く行われる。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の焼結製ギヤにおいて、前記焼結製ギヤが、
小型車両のクラッチアウタに取り付けられるプライマリ
ドリブンギヤであることを特徴とする。

【００１１】各成形型の型割りによって生じる境目の段
部を歯近傍に形成したので、プライマリドリブンギヤの
クラッチアウタが当接する内周部は、寸法精度を高く確
保することができ、プライマリドリブンギヤを軸方向に
正確に位置決めすることが可能である。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項３記載の焼
結製ギヤにおいて、前記プライマリドリブンギヤが、前
記クラッチアウタとの当接面より外周に前記段部が形成
されていることを特徴とする。

【００１３】プライマリドリブンギヤのクラッチアウタ
との当接面は、十分な寸法精度を確保することができ、
プライマリドリブンギヤを軸方向に正確に位置決めして
サイドプレート等との衝接を回避して打音の発生を防止
することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図７に図示し説明する。本実施の形態
に係る焼結製ギヤは、自動二輪車のクラッチ部分に用い
られるプライマリドリブンギヤ30として使用されるもの
で、該自動二輪車の内燃機関と動力伝達系の断面図を図
１に図示する。

【００１５】内燃機関１は、１気筒２サイクルエンジン
でシリンダ２内のピストン３の往復動をコネクティング
ロッド４がクランクシャフト５の回転運動に変えてお
り、クランクシャフト５の一端にはＡＣジェネレータ６
が設けられ、他端にプライマリドライブギヤ７が嵌着さ
れている。

【００１６】クランクシャフト５と平行にメインシャフ
ト８とカウンタシャフト９が設けられ、両シャフト８，
９間に互いに選択的に噛合する変速ギヤ群10が介在し動
力伝達を行い、カウンタシャフト９の端部に嵌着された
スプロケット11に掛けられたチェーンを介して後輪が駆
動される。

【００１７】メインシャフト８の一端に摩擦クラッチ20
が設けられており、摩擦クラッチ20のクラッチアウタ21
に取り付けられたプライマリドリブンギヤ30が前記クラ
ンクシャフト５に嵌着されたプライマリドライブギヤ７
と噛合している。プライマリドライブギヤ７とプライマ
リドリブンギヤ30は、噛合する歯がつるまき線状の歯す
じを持つヘリカルギヤである。

【００１８】図２を参照して摩擦クラッチ20のクラッチ
アウタ21は、中空の円板部21ａを底壁として円筒部21ｂ
を有する有底円筒状をなし、その円筒内に突出したメイ
ンシャフト８にハブ22がスプライン嵌合してナット23で
固定され、同ハブ22にクラッチセンタ24の中央円筒部24
ａが嵌着されている。

【００１９】クラッチセンタ24は、中央円筒部24ａから
放射方向に環状円板部24ｂが延出し、さらに折り返すよ
うにして円筒部24ｃを成した後環状円板状のフランジ24
ｄを形成してハブ22を介してメインシャフト８と一体に
回転する。

【００２０】クラッチアウタ21の円筒内部でクラッチセ
ンタ24の内方にプレッシャプレート25が、ハブ22に中央
を摺動自在に支持されている。プレッシャプレート25
は、環状の円板部25ａがクラッチセンタ24と対向し、円
板部25ａの外周部近傍から延出した円筒部25ｂがクラッ
チセンタ24の円筒部24ｃの外周面に沿って形成されてい
る。

【００２１】このプレッシャプレート25の円筒部25ｂの
外周面とクラッチアウタ21の円筒内周面との間の空間に
クラッチアウタ21側のクラッチデスク26とプレッシャプ
レート25側のクラッチプレート27とが複数枚交互に配設
されている。この複数のクラッチデスク26とクラッチプ
レート27は、クラッチセンタ24のフランジ部24ｄとプレ
ッシャプレート25の円板部25ａとの間に挟まれている。

【００２２】したがってプレッシャプレート25がクラッ
チセンタ24に近づいて間隔を縮めるとクラッチデスク26
とクラッチプレート27は互いに接近して摩擦係合を強く
してクラッチアウタ21の回転をクラッチセンタ24および
メインシャフト８に容易に伝達し、逆にプレッシャプレ
ート25がクラッチセンタ24から離れると動力伝達は遮断
される。こうして摩擦クラッチ20の係脱が行われる。

【００２３】このクラッチアウタ21にクランクシャフト
５の回転を伝達する前記プライマリドライブギヤ７とプ
ライマリドリブンギヤ30は、焼結製ヘリカルギヤであ
り、プライマリドリブンギヤ30は、図２ないし図５に図
示するような形状をしている。すなわち特に図４を参照
して中央の円筒部30ａから放射方向に環状円板部30ｂが
延出しており、その外周縁につるまき線状にヘリカル歯
30ｃが形成されている。

【００２４】このヘリカル歯30ｃを含む外周部32とその
内側の内周部33との境目に段部31が円形状に形成されて
いる。段部31はヘリカル歯30ｃの近傍にあり、この段部
31の内側の内周部33にクラッチアウタ21が当接する。

【００２５】この内周部33において円筒部30ａの周囲に
等間隔に６個の大径の大円孔34が形成されるとともに、
３個の小径の小円孔35が段部31に沿って互いに等間隔に
形成されている。小円孔35は内周面に内径を小さくした
段部が設けられている。

【００２６】かかるプライマリドリブンギヤ30は、図２
に示すように円筒部30ａがメインシャフト８にアウタカ
ラー40を介して回転自在に嵌合され、その両側のワッシ
ャ41，42により挟まれてアウタカラー40とともに軸方向
の位置決めがなされる。

【００２７】このプライマリドリブンギヤ30は、その内
周部33にクラッチアウタ21の円板部21ａが当接するとと
もに、内周部33の６個の大円孔34に嵌装された緩衝ゴム
36にクラッチアウタ21の円板部21ａから突出した６個の
ボス21ｃが挿入されて緩衝ゴム36を介してクラッチアウ
タ21を浮動状態で係止している。

【００２８】プライマリドリブンギヤ30の内周部33の３
個の小円孔35には弾性ゴム37が嵌装され、同弾性ゴム37
は外力が加わらない状態では内周部33の側面よりはみ出
している。クラッチアウタ21の円板部21ａをプライマリ
ドリブンギヤ30に当接すると、大円孔34に嵌装された緩
衝ゴム36を貫通したボス21ｃの端面はプライマリドリブ
ンギヤ30の側面より若干突出している。

【００２９】中空円板状をしたクラッチサイドプレート
28を内周部33の側面に対向させてクラッチアウタ21のボ
ス21ｃの端面に当接し、リベット29によりボス21ｃに止
着してクラッチアウタ21にクラッチサイドプレート28を
一体に添着する。

【００３０】プライマリドリブンギヤ30の３個の小円孔
35に嵌装された弾性ゴム37がクラッチサイドプレート28
に押圧され、その復元力がプライマリドリブンギヤ30に
対してクラッチサイドプレート28を図２において左方向
へ離す方向に作用し、よってクラッチサイドプレート28
と一体のクラッチアウタ21をプライマリドリブンギヤ30
に押しつけて当接状態を維持するように作用する。

【００３１】この状態において図５に示すようにプライ
マリドリブンギヤ30とクラッチサイドプレート28との間
に所要の間隙Ｃが形成される。以上のようにプライマリ
ドリブンギヤ30にクラッチアウタ21が緩衝ゴム36を介し
て浮動状態で取り付けられている。

【００３２】内燃機関１の駆動でクランクシャフト５が
回転すると、クランクシャフト５と一体のプライマリド
ライブギヤ７に噛合するプライマリドリブンギヤ30に回
転が伝達されるが、両ギヤ７，30はヘリカルギヤである
ので動力伝達が円滑に効率よく行われる。

【００３３】プライマリドリブンギヤ30の回転は、緩衝
ゴム36を介してクラッチアウタ21に伝達されるので、内
燃機関１の始動時や摩擦クラッチ30の係脱による回転負
荷の変動を緩衝ゴム36が緩衝して滑らかな動力伝達を保
つことができる。

【００３４】ここにプライマリドリブンギヤ30とクラッ
チサイドプレート28との間に間隙Ｃが確保されること
で、プライマリドリブンギヤ30とクラッチアウタ21の相
対的な回転が自由となるため、摩擦クラッチ30の係脱に
よる回転負荷の変動があったときに緩衝ゴム36が有効に
働いて動力伝達を円滑に行うことができる。

【００３５】またプライマリドライブギヤ７とプライマ
リドリブンギヤ30はヘリカルギヤであり、ヘリカル歯が
噛合しているので、回転負荷の変動があると、クラッチ
アウタ21に対してプライマリドリブンギヤ30が上記した
ように回転位相差を生じるとともに軸方向にも力を受け
る。

【００３６】そこでプライマリドリブンギヤ30とクラッ
チサイドプレート28との間に形成される間隙Ｃが必要最
小限度に確保されていないと、プライマリドリブンギヤ
30がクラッチサイドプレート28に衝接して打音を発生す
るおそれがある。

【００３７】この打音の発生を防止するためにも間隙Ｃ
は必要最小限度に確保されなければならず、そのために
はプライマリドリブンギヤ30が高い寸法精度で製造され
る必要がある。特にプライマリドリブンギヤ30の内周部
33の幅長の寸法精度が高いものが要求される。

【００３８】本プライマリドリブンギヤ30は、圧粉成形
後に焼結処理を施した焼結製ヘリカルギヤであり、ヘリ
カル歯30ｃを含む外周部32は内周部33に比べ特に強度を
要求されることおよび外周部32のヘリカル歯30ｃを圧粉
成形するのに成形型を回転しなければならず内周部33は
大円孔34等を有して成形型を回転できないことから外周
部32と内周部33とを異なる成形型で圧粉成形する。

【００３９】この圧粉成形方法を図６および図７の概略
図に基づいて説明すると、同成形機は、環状をし内周面
にヘリカル歯が形成されたダイ50の内側に上下対をなす
パンチが嵌入してその上下パンチ間に充填された金属粉
が圧縮されて圧粉成形体が成形される。

【００４０】ダイ50の中心軸にプライマリドリブンギヤ
30の円筒部30ａを形成するロッド51が貫通しているほ
か、大円孔34や小円孔35を形成するロッド（図示せず）
が所定箇所において貫通している。

【００４１】中心のロッド51の外周に上下一対の上ボス
パンチ52ａ，下ボスパンチ52ｂが昇降自在に嵌合され、
上下ボスパンチ52ａ，52ｂの周囲にそれぞれ上インナパ
ンチ53ａ，下インナパンチ53ｂが昇降自在に嵌合され、
上下インナパンチ53ａ，53ｂとダイ50の間にそれぞれ上
アウタパンチ54ａ，下アウタパンチ54ｂが嵌合されてい
る。

【００４２】上下アウタパンチ54ａ，54ｂの外周面には
ヘリカル歯が形成されていてダイ50のヘリカル歯と螺合
し、相対的に回転しながら昇降する螺旋運動がなされ
る。したがって内側の上下ボスパンチ52ａ，52ｂと上下
インナパンチ53ａ，53ｂは上下方向にのみ移動し、外側
の上下アウタパンチ54ａ，54ｂは回転しながら上下方向
に移動する。

【００４３】このように成形型が内側と外側で分割され
ており、内側の上下ボスパンチ52ａ，52ｂと上下インナ
パンチ53ａ，53ｂによりプライマリドリブンギヤ30の内
周部33を成形し、外側の上下アウタパンチ54ａ，54ｂに
より外周部32を成形することになる。

【００４４】成形初期段階では、図６に示すように充填
された金属粉55を内側の上下ボスパンチ52ａ，52ｂと上
下インナパンチ53ａ，53ｂが圧縮しており、金属粉55は
内側を圧縮されて周縁部に押しやられている。

【００４５】その後遅れて上下アウタパンチ54ａ，54ｂ
が回転しながら金属粉55の周縁部を圧縮してヘリカル歯
とともに外周部を形成していき上下インナパンチ53ａ，
53ｂと略同一面をなして図７に示すように圧縮成形体を
成形する。

【００４６】このように成形された圧縮成形体は、遅い
タイミングで圧縮されたヘリカル歯を含む外周部が金属
粉の密度が高く、この圧粉成形体を焼結処理すると外周
部32のヘリカル歯30ａの強度を高いものとすることがで
きる。

【００４７】圧粉成形の段階で上下アウタパンチ54ａ，
54ｂと上下インナパンチ53ａ，53ｂと略同一面となるよ
うに成形するが、完全に同一面を構成することは困難で
あり、製造された焼結製プライマリドリブンギヤ30に
は、分割された成形型の型割りの型ずれによって境目に
段部31が形成される。

【００４８】図５に示すようにプライマリドリブンギヤ
30はヘリカル歯30ｃの近傍の外周寄りに型ずれ量Ｄの段
部31が形成されているため、クラッチアウタ21が当接す
る部分より外周に段部31があり、そのため前記したよう
にプライマリドリブンギヤ30のクラッチアウタ21とクラ
ッチサイドプレート28の間にあって特に高い寸法精度が
要求される内周部33の幅長は、必要な寸法精度を確保す
ることが可能である。

【００４９】したがってプライマリドリブンギヤ30とク
ラッチサイドプレート28との間の間隙Ｃが必要最小限確
保されてプライマリドリブンギヤ30がクラッチサイドプ
レート28に衝接して打音を発生するのを防止することが
できる。

【００５０】もし図１１に示すように型割り位置がヘリ
カル歯 030ｃの近傍ではなく中心側に寄って段部031 が
クラッチアウタ021 の当接する部分にあると、型ずれ量
Ｄによってプライマリドリブンギヤ030 とクラッチサイ
ドプレート028 との間の間隙Ｃを必要最小限確保するこ
とができず、打音の発生を防止できない。

【００５１】以上のように本プライマリドリブンギヤ30
は、圧粉成形と焼結処理による少ない工数で安価に製造
されるとともに、必要な内周部33の寸法精度は高く維持
することができる。

【００５２】なお図５に示すプライマリドリブンギヤ30
は、内周部33に対して外周部32がクラッチアウタ21側に
型ずれして段部31が形成されていたが、図８（同じ部材
は同じ符号を用いる）に示すようにプライマリドリブン
ギヤ60は、内周部63に対して外周部62がクラッチアウタ
21とは反対のクラッチサイドプレート28側に型ずれして
段部61を形成しているが、クラッチアウタ21が当接する
部分より外周に段部61があり、必要な内周部63の幅長
は、高い寸法精度が確保され、プライマリドリブンギヤ
60とクラッチサイドプレート28との間の間隙Ｃを必要最
小限確保することができ、打音の発生を防止できる。

【００５３】以上の圧粉成形・焼結処理により得られる
寸法精度よりさらに高い精度が要求されるような場合
は、図９および図１０（同じ部材は同じ符号を用いる）
に示すプライマリドリブンギヤ70のように内周部73のク
ラッチサイドプレ−ト28側の側面に段部71の近傍に切削
加工代76を成形しておく。

【００５４】内周部63の側面において切削加工代76より
突出した凸部77を切削加工することで、内周部63の幅長
をより高い寸法精度に容易に成形することができ、最小
限の製造費用に抑えることができるとともに、プライマ
リドリブンギヤ70とクラッチサイドプレート28との間の
間隙Ｃを所要の間隙長に高い精度で設定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る焼結製ギヤを適用
した自動二輪車の内燃機関と動力伝達系の断面図であ
る。

【図２】クラッチおよびクラッチ近傍を示す断面図であ
る。

【図３】クラッチサイドプレートを省略したプライマリ
ドリブンギヤ部の正面図である。

【図４】プライマリドリブンギヤの正面図である。

【図５】図２のさらに要部を拡大した断面図である。

【図６】圧粉成形機の要部を示す断面図である。

【図７】別の状態の同断面図である。

【図８】別の実施の形態における要部断面図である。

【図９】また別の実施の形態に係るプライマリドリブン
ギヤを使用した場合の要部断面図である。

【図１０】同実施の形態においてクラッチサイドプレー
トを省略したプライマリドリブンギヤ部の正面図であ
る。

【図１１】本発明と異なる例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…内燃機関、２…シリンダ、３…ピストン、４…コネ
クティングロッド、５…クランクシャフト、６…ＡＣジ
ェネレ−タ、７…プライマリドライブギヤ、８…メイン
シャフト、９…カウンタシャフト、10…変速ギヤ群、11
…スプロケット、20…摩擦クラッチ、21…クラッチアウ
タ、22…ハブ、23…ナット、24…クラッチセンタ、25…
プレッシャプレート、26…クラッチデスク、27…クラッ
チプレート、28…クラッチサイドプレート、29…リベッ
ト、30…プライマリドリブンギヤ、31…段部、32…外周
部、33…内周部、34…大円孔、35…小円孔、36…緩衝ゴ
ム、37…弾性ゴム、40…アウタカラー、41，42…ワッシ
ャ、50…ダイ、51…ロッド、52ａ…上ボスパンチ、52ｂ
…下ボスパンチ、53ａ…上インナパンチ、53ｂ…下イン
ナパンチ、54ａ…上アウタパンチ、54ｂ…下アウタパン
チ、55…金属粉、60…プライマリドリブンギヤ、61…段
部、62…外周部、63…内周部、70…プライマリドリブン
ギヤ、71…段部、72…外周部、73…内周部、76…切削加
工代、77…凸部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に形成される歯およびその近傍の外
   周部とその内側の内周部とが異なる成形型で圧粉成形さ
   れたのち焼結処理される焼結製ギヤであり、 前記外周部と内周部の各成形型の型割りによって生じる
   境目の段部が歯近傍に形成されることを特徴とする焼結
   製ギヤ。
2. 【請求項２】 前記焼結製ギヤは、つるまき線状の歯す
   じを有するヘリカルギヤであることを特徴とする請求項
   １記載の焼結製ギヤ。
3. 【請求項３】 前記焼結製ギヤは、小型車両のクラッチ
   アウタに取り付けられるプライマリドリブンギヤである
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の焼結製
   ギヤ。
4. 【請求項４】 前記プライマリドリブンギヤが、前記ク
   ラッチアウタとの当接面より外周に前記段部が形成され
   ていることを特徴とする請求項３記載の焼結製ギヤ。