| 【発明の名称】 |
斜歯を有する成形体の再圧装置および再圧方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】前川 和則
【氏名】守屋 謙一
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| 【要約】 |
【課題】成形体の内外周の斜歯の捻れ方向や捻れ角が異なっている場合でも再圧を可能とする。
【解決手段】内周面に斜歯溝６ａを有するダイス６と、外周面に斜歯溝６ａに噛み合う斜歯溝８ａおよび軸線部に孔８ｂを有する下パンチ８と、外周面に斜歯溝９ａを有し下パンチ８の孔８ｂに相対回転自在に嵌合されたコアロッド９と、下パンチに対向配置された上パンチ１１とを備え、下パンチ８とダイス６とを互いに相対回転自在に構成し、下パンチ８および上パンチ１１を互いに接近離間可能に構成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内周面に斜歯溝を有するダイスと、外周面に上記斜歯溝に噛み合う斜歯溝および軸線部に孔を有する第１のパンチと、外周面に斜歯溝を有し上記第１のパンチの孔に相対回転自在に嵌合されたコア部材と、上記第１のパンチに対向配置された第２のパンチとを備え、上記第１のパンチと上記ダイスとを互いに相対回転自在に構成し、上記第１、第２のパンチを互いに接近離間可能に構成したことを特徴とする斜歯を有する成形体の再圧装置。
【請求項２】 前記第２のパンチは、前記コア部材と嵌合する断面円形の孔と、前記ダイスと嵌合する断面円形の外周面とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の斜歯を有する成形体の再圧装置。
【請求項３】 前記第１のパンチは回転しないように固定され、前記ダイスと前記第２のパンチは、軸線回りに回転自在であることを特徴とする請求項１または２に記載の斜歯を有する成形体の再圧装置。
【請求項４】 前記ダイスの斜歯溝の前記第２のパンチ側の端部に、上記斜歯溝よりも大径でかつ溝の幅が広い案内斜歯溝を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の斜歯を有する成形体の再圧装置。
【請求項５】 前記コア部材の斜歯溝の前記第２のパンチ側の端部に、上記斜歯溝よりも小径でかつ溝の幅が広い案内斜歯溝を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の斜歯を有する成形体の再圧装置。
【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の斜歯を有する成形体の再圧装置を前記第２、第１のパンチが上下に配置されるように用いた斜歯を有する成形体の再圧方法であって、前記コア部材の上端部を前記ダイスの上端面から突出させ、上記成形体を上記ダイスの上面に載置するとともに上記コア部材の上端部に係合させる工程と、上記ダイスおよび上記コア部材を上記第１のパンチに対して相対的に上昇させることにより、上記ダイスと上記成形体とを相対的に回転させて上記成形体の斜歯と上記ダイスの斜歯溝とを係合させて互いの位相を合わせるとともに、再圧のためのキャビティを形成する工程と、上記第２のパンチを上記第１のパンチに接近させて上記成形体を上記キャビティ内に装填し、かつ圧縮する工程とを備えたことを特徴とする斜歯を有する成形体の再圧方法。
【請求項７】 請求項１〜５のいずれかに記載の斜歯を有する成形体の再圧装置を前記第２、第１のパンチが上下に配置されるように用いた斜歯を有する成形体の再圧方法であって、前記コア部材の上端面を前記ダイスの上端面と同一高さとし、上記成形体を上記ダイスと上記コア部材の上端面に同軸に載置する工程と、上記ダイスおよび上記コア部材を上記第１のパンチに対して相対的に上昇させることにより、上記ダイスおよび上記成形体を上記コア部材に対して相対的に回転させて上記成形体の斜歯と上記コア部材の斜歯溝とを係合させて互いの位相を合わせた後に、上記成形体を上記ダイスに対して相対的に回転させて上記成形体の斜歯と上記ダイスの斜歯溝とを係合させて互いの位相を合わせるとともに、再圧のためのキャビティを形成する工程と、上記第２のパンチを上記第１のパンチに接近させて上記成形体を上記キャビティ内に装填し、かつ圧縮する工程とを備えたことを特徴とする斜歯を有する成形体の再圧方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばヘリカルギアなどのような斜歯を有する成形体の再圧装置および再圧方法に係り、特に、成形体の内外周の斜歯の捻れ方向や捻れ角が異なる場合であっても再圧を可能とする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内外周面に斜歯を有する焼結体の再圧装置としては、粉末の成形装置とほぼ同じ構成のものが用いられていた。すなわち、そのような再圧装置は、内周面に斜歯溝が形成されたダイスと、外周面に斜歯溝が形成された上パンチおよび下パンチと、上端外周面に斜歯溝が形成されたコアロッドとを有し、上パンチおよび下パンチが軸線回りに回転自在に支持されている。このような再圧装置では、ダイスと下パンチおよびコアロッドで形成したキャビティに焼結体を装填し、上パンチを下降させて焼結体を圧縮するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような再圧装置では、焼結体の内外周の斜歯の捻れ方向や捻れ角が異なっている場合には、焼結体の装填や再圧した製品の取出しを行うことができないという問題があった。また、ダイスと上パンチ、コアロッドと下パンチおよび上パンチとが斜歯溝で噛み合う構成であるため、それらの製造コストがかなり割高になるという問題もあった。さらに、焼結体等の成形体の装填を簡単かつ確実に行えるようにしたいとの要請もあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の斜歯を有する成形体の再圧装置（以下、単に再圧装置と称する）は、内周面に斜歯溝を有するダイスと、外周面に上記斜歯溝に噛み合う斜歯溝および軸線部に孔を有する第１のパンチと、外周面に斜歯溝を有し第１のパンチの孔に相対回転自在に嵌合されたコア部材と、第１のパンチに対向配置され軸線回りに回転自在な第２のパンチとを備え、第１のパンチとダイスとを互いに相対回転自在に構成し、第１、第２のパンチを互いに接近離間可能に構成したことを特徴としている。
【０００５】上記構成の再圧装置にあっては、まず、ダイス、第１のパンチおよびコア部材で形成されるキャビティを形成する。この場合において、コア部材が第１のパンチに対して相対回転自在であるから、キャビティに成形体を挿入する際に、成形体に対してダイスとコア部材とがそれぞれ別個に相対回転する。すなわち、成形体の内外周の斜歯の捻れ方向や捻れ角が異なっても、キャビティに成形体を装填することができる。そして、この状態で第１、第２のパンチを互いに接近させて成形体を圧縮することにより、再圧を行うことができる。
【０００６】また、上記構成の再圧装置では、第１のパンチの孔に斜歯溝を設ける必要がないため、その製造コストを低減することができる。さらに、第２のパンチを、コア部材と嵌合する断面円形の孔と、ダイスと嵌合する断面円形の外周面を備えた構成とすることにより、第２のパンチの製造コストも低減することができる。なお、第２のパンチがこのような円筒状をなしていても、再圧は支障なく行うことができる。
【０００７】第１のパンチを回転しないように固定し、ダイスと第２のパンチを軸線回りに回転自在に設けることができる。これにより、成形体を第２のパンチでキャビティに挿入すると、成形体がダイスの斜歯溝に沿って回転し、第２のパンチも回転して挿入がスムーズに行われる。また、キャビティへの成形体の挿入をさらに簡単にするために、ダイスの斜歯溝の第２のパンチ側の端部に、この斜歯溝よりも大径でかつ溝の幅が広い案内斜歯溝を設けると好適である。また、コア部材の斜歯溝の第２のパンチ側の端部に、この斜歯溝よりも小径でかつ溝の幅が広い案内斜歯溝を設けるとさらに好適である。
【０００８】また、本発明は、上記構成の再圧装置を第２、第１のパンチが上下に配置されるように用いる再圧方法であって、コア部材の上端部をダイスの上端面から突出させ、成形体をダイスの上面に載置するとともにコア部材の上端部に係合させる工程と、ダイスおよびコア部材を第１のパンチに対して相対的に上昇させることにより、ダイスと成形体とを相対的に回転させて成形体の斜歯とダイスの斜歯溝とを係合させて互いの位相を合わせるとともに、再圧のためのキャビティを形成する工程と、第２のパンチを第１のパンチに接近させて成形体をキャビティ内に装填し、かつ圧縮する工程とを備えたことを特徴としている。
【０００９】この再圧方法によれば、成形体の斜歯とダイスの斜歯溝の位相が合ったときに成形体の自重によって両者が噛み合う。よって、その後に第２のパンチによって成形体を押圧すると、成形体はキャビティ内にスムーズ挿入される。したがって、成形体の装填を簡単に自動化することができる。
【００１０】なお、上記再圧方法においてコア部材の上端面をダイスの上端面と同一高さにすることもできる。この場合には、成形体をダイスとコア部材の上端面に同軸に載置し、ダイスおよびコア部材を第１のパンチに対して相対的に上昇させる。これにより、コア部材は回転しないで成形体はダイスの上に乗ったまま回転するが、ダイスとコア部材との平面度の僅かな相違により、成形体の内周面の斜歯とコア部材の斜歯溝との位相が合ったときに両者が係合し、成形体の回転が停止するか、あるいはダイスよりも遅い速度で回転する。これにより、成形体とダイスとが相対的に回転することになり、両者の斜歯と斜歯溝の位相が合ったときに係合する。この再圧方法によれば、成形体をダイスの上端面においてスライドさせるだけで装填位置に配置することができるので、作業の自動化に極めて有利である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
Ａ．再圧装置の構成以下、図１を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は実施の形態の成形体の再圧装置を示す側断面図である。図中符号１はベッドであり、ベッド１の上方には上下方向へ移動可能なラム２が配置されている。ベッド１の下側には、図示しない駆動機構により上下方向へ移動可能とされた可動プレート３が配置されている。可動プレート３には、ベース１に上下方向に摺動自在に支持された複数のガイドポスト４，…の下端部が連結されている。ガイドポスト４，…の上端部には、ダイスホルダー５が取り付けられている。ダイスホルダー５の内側には、ダイス６が軸受７によって軸線回りに回転自在に支持されている。
【００１２】ダイス６の内周面には、ヘリカルギアの素材である焼結体（成形体）２０の外周面の斜歯２０ａと対応した形状の斜歯溝６ａが形成されている。この斜歯溝６ａの上端部には、斜歯溝６ａよりも大径でかつ溝の幅がやや広い案内斜歯溝６ｂが形成されている。そして、このダイス６には、ベース１に取り付けられた下パンチ（第１のパンチ）８が螺合させられている。
【００１３】下パンチ８の上端部には、ダイス６ａの斜歯溝６ａと噛み合う斜歯溝８ａが形成されている。また、下パンチ８の中央部には断面円形の孔８ｂが形成され、孔８ｂには、軸受１０によって可動プレート３に回転自在に支持されたコアロッド（コア部材）９が回転自在に嵌合させられている。コアロッド９の上端部には、焼結体２０の内周面の斜歯２０ｂと対応した形状の斜歯溝９ａが形成されている。なお、斜歯２０ｂの捻れ角および／または捻れ方向は、外周面の斜歯２０ａと異なっている。また、斜歯溝９ａのさらに上端側には、斜歯溝９ａよりも小径でかつ溝の幅がやや広い案内斜歯溝９ｂが形成されている。コアロッド９の長さは、その上端部がダイス６の上端面から突出するような長さに設定されている。
【００１４】次に、ラム２の下面には、上パンチ（第２のパンチ）１１が軸受１２を介して回転自在に取り付けられている。上パンチ１１の中央部には、コアロッド９の斜歯溝９ａの外周面と嵌合する断面円形の孔１１ａが形成されている。また、上パンチ１１の外周面は、ダイス６の斜歯溝６ａの内周面と嵌合する円筒曲面に形成されている。
【００１５】Ｂ．再圧装置の動作次に、上記構成の再圧装置の動作について説明する。再圧の作業の開始時には、ダイス６の上端面の高さを下パンチ８の上端面に一致させておく。この状態で、コアロッド９の案内斜歯溝９ｂに焼結体２０の斜歯２０ｂを係合させ、図１に示すように、下パンチ８の上端面に焼結体２０を載置する。次に、可動プレート３を上昇させることにより、ダイス６とコアロッド９とを下パンチ８に対して上方へ相対移動させる。すると、ダイス６は、上昇に伴って下パンチ８の斜歯溝８ａに沿って回転する。その際、焼結体２０は、ダイス６によって持ち挙げられるが、その内周面の斜歯２０ｂがコアロッド９（下パンチ８とともに回転しない）の案内斜歯溝９ｂと噛み合っているために回転することはない。そして、ダイス６の案内斜歯溝６ｂと焼結体２０の斜歯２０ａとの位相が合うと、焼結体２０は案内斜歯溝６ｂに自重によって装填される。その後、焼結体２０は、ダイス６とともに回転しながら上昇し、その際にはコア９も回転する。そして、ダイス６、下パンチ８およびコアロッド９によって再圧のためのキャビティが形成される。
【００１６】キャビティが形成されたら上パンチ１１を下降させて焼結体２０の上端面を押圧する。これにより、焼結体２０は、下降しつつダイス６の斜歯溝６ａに沿って回転する。また、焼結体２０の回転に伴い、コアロッド９は焼結体２０の斜歯２０ｂに沿って回転する。この場合、コアロッド９は、ダイス６に対する焼結体２０の相対的な回転に対して回転速度および／または方向が異なっている。そして、焼結体２０の下端面が下パンチ８の上端面に達すると焼結体２０が圧縮されて再圧が行われる。
【００１７】再圧が終了したら上パンチ１１を上昇させ、ダイス６およびコアロッド９を下降させて焼結体２０を取り出す。この場合、焼結体２０は下パンチ８に固定されたままであり、ダイス６は下パンチ８の斜歯溝８ａに沿って回転し、コアロッド９は焼結体２０の斜歯２０ｂに沿って回転する。
【００１８】上記構成の再圧装置にあっては、焼結体２０の内外周面の斜歯の捻れ角や捻れ方向が異なっても再圧を行うことができるのは勿論のこと、下パンチ８と上パンチ１１の製造コストを低減することができる。また、焼結体２０をコアロッド９およびダイス６に簡単に噛み合わせることができるので、作業の自動化も簡単に行うことができる。
【００１９】Ｃ．変更例なお、上記実施の形態では、コアロッド９の上端面をダイス６の上端面から突出させているが、両者の高さを同じにすることもできる。その場合の焼結体２０の装填動作は以下のとおりである。まず、図１に示すように（ただし、コアロッド９の上端面はダイス６の上端面と同じ高さとする）、焼結体２０をダイス６及びコアロッド９の上端面に載置する。その際には、ダイス６の上端面を水平に摺動するフィーダなどを用いることができる。次に、ダイス６とコアロッド９とを下パンチ８に対して上方へ相対移動させ、ダイス６を下パンチ８の斜歯溝８ａに沿って回転させる。これにより、コアロッド９は回転しないで焼結体２０はダイス６の上に乗ったまま回転するが、ダイス６とコアロッド９との平面度の僅かな相違により、焼結体２０の内周面の斜歯２０ｂとコアロッド９の案内斜歯溝９ｂとの位相が合ったときに両者が係合し、焼結体の回転が停止する。これにより、焼結体２０とダイス６とが相対的に回転することになり、両者の斜歯２０ａと案内斜歯溝６ｂの位相が合ったときに係合する。その後、焼結体２０は、ダイス６とともに回転しながら上昇し、その際にはコア９も回転する。そして、ダイス６、下パンチ８およびコアロッド９によって再圧のためのキャビティが形成され、上パンチ１１を下降させることにより焼結体２０はキャビティにスムーズに装填される。
【００２０】Ｄ．その他の変更例本発明では以下のような変更が可能である。
■上パンチ１１は、本発明の目的を達成するためには必ずしも回転自在でなくても良い。
■下パンチ８を回転自在とし、ダイス６およびコアロッド９のいずれか一方を回転しないように構成することもできる。
■上記実施の形態では再圧装置は縦方向に配置されているが、横方向に配置することもできる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、成形体の内外周の斜歯の捻れ方向や捻れ角が異なっている場合でも再圧を行うことができるのは勿論のこと、ダイスやパンチ等の製造コストを低減することができ、しかも、成形体の装填を簡単に行うことができる等の効果が得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３３５７２
【氏名又は名称】日立粉末冶金株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）８月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】末成 幹生
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| 【公開番号】 |
特開平１１−６１２０２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）３月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２４３４５３ |
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