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JP4533869B2 - Two-stage gear compaction mold - Google Patents
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JP4533869B2 - Two-stage gear compaction mold - Google Patents

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Description

本発明は、粉末材料を圧縮して2段ギアを成型するための2段ギア圧粉成型用金型に関する。   The present invention relates to a two-stage gear compacting mold for molding a two-stage gear by compressing a powder material.

従来から、金属、セラミックス等の粉末材料を金型内で圧粉(加圧)成型し、成型体を焼結することにより所望の形状を有する焼結成型体を得ることが行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, powdered materials such as metals and ceramics are compacted (pressurized) in a mold and sintered to obtain a sintered molded body having a desired shape.

この種の従来技術において、例えば、特許文献1には、円盤部の外周に大径のギア部が設けられ、それより小径のギア部が該円盤部の中央部に突設された2段ギアを成型するための装置が記載されている。   In this type of prior art, for example, Patent Document 1 discloses a two-stage gear in which a large-diameter gear portion is provided on the outer periphery of the disc portion, and a smaller-diameter gear portion projects from the central portion of the disc portion. An apparatus for molding is described.

特開平5−195011号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-195011

ところで、上記のような2段ギアは、ギア部が2つ設けられる構造のため重量が増加する傾向にある。しかしながら、その使用条件によっては、必要な強度を保持しつつも、十分な軽量化が要求されることがある。   By the way, the two-stage gear as described above tends to increase in weight because of the structure in which two gear portions are provided. However, depending on the use conditions, a sufficient weight reduction may be required while maintaining the necessary strength.

そこで、2段ギアの軽量化を図る考案として、例えば、図7及び図8に示すような形状からなる2段ギア100を挙げることができる。この2段ギア100は、円盤部102の外周に第1ギア部104が設けられ、前記円盤部102の中央部には第1ギア部104よりも小径の第2ギア部106が突設される。そして、第1ギア部104と第2ギア部106との間の円盤部102には、例えば、断面略楕円形状の中空部108a及び断面略矩形状の中空部108bが複数形成される。2段ギア100では、これら中空部108a、108bを設けることに、強度をほとんど損失することなく、軽量化を実現している。なお、2段ギア100において、その中央部に設けられた貫通孔109は、例えば、該2段ギア100の回転軸が挿通する孔部である。   Therefore, as a device for reducing the weight of the two-stage gear, for example, a two-stage gear 100 having a shape as shown in FIGS. 7 and 8 can be cited. In the two-stage gear 100, a first gear portion 104 is provided on the outer periphery of the disc portion 102, and a second gear portion 106 having a smaller diameter than the first gear portion 104 is projected from the center portion of the disc portion 102. . In the disk portion 102 between the first gear portion 104 and the second gear portion 106, for example, a plurality of hollow portions 108a having a substantially elliptical cross section and a hollow portion 108b having a substantially rectangular cross section are formed. In the two-stage gear 100, the provision of these hollow portions 108a and 108b achieves weight reduction with almost no loss of strength. In the two-stage gear 100, the through hole 109 provided in the center thereof is, for example, a hole through which the rotation shaft of the two-stage gear 100 is inserted.

ところが、上記のような中空部を有する2段ギアの圧粉成型については、上記従来技術では全く考慮がなく、特に、その金型形状等についての記載はない。   However, the above-mentioned prior art does not consider the two-stage gear compaction having a hollow portion as described above, and there is no description of the mold shape or the like.

そこで、2段ギアの中空部を成型するための圧粉成型用金型として、例えば、図9及び図10に示す形状のものを考えてみる。図9及び図10に示す下型110(下パンチ)は、前記2段ギア100の中空部108a、108bを成型する部位を有する金型である。すなわち、下型110には、中空部108a、108bの形状に対応する突起部112a、112bが、ギア成型金型114と一体に構成されるリング状金型116の一端面に形成されている。この構成によれば、図示しない上型等を用いることで、前記突起部112a、112bにより、2段ギア100の中空部108a、108bを容易に圧粉成型することができる。   Therefore, as a compacting mold for molding the hollow portion of the two-stage gear, consider a shape shown in FIGS. 9 and 10, for example. The lower mold 110 (lower punch) shown in FIGS. 9 and 10 is a mold having a portion for molding the hollow portions 108a and 108b of the two-stage gear 100. In other words, the lower mold 110 has protrusions 112 a and 112 b corresponding to the shapes of the hollow portions 108 a and 108 b formed on one end surface of a ring-shaped mold 116 that is integrally formed with the gear molding mold 114. According to this configuration, the hollow portions 108a and 108b of the two-stage gear 100 can be easily compacted by the protrusions 112a and 112b by using an upper mold (not shown).

しかしながら、このような下型110では、圧粉成型時、突起部112a、112bの根元部付近に応力集中が生じることが認められ、この応力集中により、前記根元部だけでなく、その近傍のリング状金型116端面や突起部112a、112bの周面(垂立面)等にも亀裂(クラック)や破損が発生することが確認された。   However, in such a lower mold 110, it is recognized that stress concentration occurs in the vicinity of the root portions of the protrusions 112a and 112b at the time of compacting, and this stress concentration causes not only the root portion but also a ring in the vicinity thereof. It was confirmed that cracks and breakage occurred on the end surface of the metal mold 116 and the peripheral surfaces (standing surfaces) of the protrusions 112a and 112b.

本発明は上記課題を考慮してなされたものであり、中空部を有する形状の2段ギアを圧粉成型するための2段ギア圧粉成型用金型において、圧粉成型時、前記中空部を成型するためのコア金型の根元部等への応力集中を回避して、亀裂や破損の発生を防止することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above problems, and in a two-stage gear compacting mold for compacting a two-stage gear having a hollow portion, the hollow portion is formed during compacting. An object of the present invention is to prevent the occurrence of cracks and breakage by avoiding stress concentration on the root of the core mold for molding the core.

本発明の2段ギア圧粉成型用金型は、円盤部の外周に第1ギア部が設けられ、前記円盤部の中央部には前記第1ギア部より小径の第2ギア部が突設され、前記円盤部における前記第1ギア部と前記第2ギア部との間には中空部が形成されてなる2段ギアを成型するための2段ギア圧粉成型用金型であって、前記第2ギア部を成型するギア成型金型と、前記ギア成型金型に圧縮応力を付与するリング状金型と、前記リング状金型の一端面に分離自在に突設され、前記中空部を成型するコア金型とを有し、前記コア金型と前記リング状金型とは、回転防止手段を介して互いに位置決め固定されていることを特徴とする。   In the two-stage gear compaction mold according to the present invention, a first gear portion is provided on the outer periphery of the disc portion, and a second gear portion having a smaller diameter than the first gear portion is provided at the center of the disc portion. A two-stage gear compaction mold for molding a two-stage gear in which a hollow part is formed between the first gear part and the second gear part in the disk part, A gear molding die for molding the second gear portion; a ring-shaped die for applying a compressive stress to the gear molding die; and a hollow portion projectably provided on one end surface of the ring-shaped die. The core mold and the ring mold are positioned and fixed to each other via a rotation preventing means.

このような構成によれば、前記中空部を成型するためのコア金型が分離自在にリング状金型の一端面に突設されているため、圧粉成型時における該コア金型の根元部付近への応力集中が回避される。従って、前記応力集中によりコア金型やリング状金型に亀裂や破損が生じることを防止することができる。また、コア金型とリング状金型とは回転防止手段を介して互いに位置決め固定されるため、コア金型をリング状金型へと所望の位置(姿勢)で確実に取り付けできる。しかも、回転防止手段を設けたことにより、コア金型の固定位置(姿勢)がずれることもない。   According to such a configuration, since the core mold for molding the hollow portion protrudes from one end surface of the ring-shaped mold in a separable manner, the base portion of the core mold at the time of compaction molding Stress concentration in the vicinity is avoided. Therefore, it is possible to prevent the core mold and the ring-shaped mold from being cracked or damaged due to the stress concentration. In addition, since the core mold and the ring mold are positioned and fixed to each other via the rotation preventing means, the core mold can be securely attached to the ring mold at a desired position (posture). In addition, by providing the rotation preventing means, the fixing position (posture) of the core mold does not shift.

また、前記回転防止手段が、前記コア金型及び前記リング状金型に形成された位置決め孔に嵌挿されるノック部材から構成されると、前記応力集中が該ノック部材に生じることになるが、該ノック部材はコア金型やリング状金型に比べて相当に簡素且つ安価に製作することができる。このため、仮に、ノック部材に亀裂や破損が生じたとしても、容易に交換可能であるため、結果として、コア金型やリング状金型の耐久性(金型寿命)を大幅に向上させることが可能となる。   Further, when the rotation preventing means is constituted by a knock member inserted into a positioning hole formed in the core mold and the ring-shaped mold, the stress concentration occurs in the knock member. The knock member can be manufactured considerably more simply and at a lower cost than a core mold or a ring mold. For this reason, even if the knock member is cracked or damaged, it can be easily replaced. As a result, the durability (mold life) of the core mold or ring mold is greatly improved. Is possible.

本発明によれば、2段ギアにおける中空部を成型するためのコア金型を分離自在にリング状金型の一端面に突設している。このため、コア金型をリング状金型と一体に形成した場合に比べ、圧粉成型時における該コア金型の根元部付近への応力集中を回避して、これらコア金型やリング状金型に亀裂や破損が生じることを防止することができる。   According to the present invention, the core mold for molding the hollow portion in the two-stage gear is provided on one end surface of the ring mold so as to be separable. For this reason, compared with the case where the core mold is formed integrally with the ring mold, stress concentration near the base portion of the core mold at the time of compacting is avoided, and the core mold or ring mold is avoided. It is possible to prevent the mold from cracking or breaking.

以下、本発明に係る2段ギア圧粉成型用金型について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a two-stage gear compacting mold according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る2段ギア圧粉成型用金型を構成する下型10(下パンチ)の一部分解斜視図である。図2は、図1に示す下型10の平面図である。図3は、図2の線III−IIIにおける断面図である。   FIG. 1 is a partially exploded perspective view of a lower mold 10 (lower punch) constituting a two-stage gear compacting mold according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the lower mold 10 shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.

下型10は、2段ギアの一例である2段ギア100(図7及び図8参照)を圧粉(加圧)成型する際に用いられる金型の1つであって、具体的には第2ギア部106や中空部108a、108b等を成型する金型である。そして、下型10は、図4及び図5に示すように、下アウターパンチ40、上型12(上パンチ)、上アウターパンチ42、上部段差成型パンチ44、歯型成型金型14(ダイ)、下部段差成型パンチ46及びセンターコアロッド48と共に用いられることで2段ギア100を圧粉成型する。   The lower mold 10 is one of molds used when compacting (pressing) a two-stage gear 100 (see FIGS. 7 and 8), which is an example of a two-stage gear. This is a mold for molding the second gear portion 106 and the hollow portions 108a and 108b. 4 and 5, the lower mold 10 includes a lower outer punch 40, an upper mold 12 (upper punch), an upper outer punch 42, an upper step molding punch 44, and a tooth mold 14 (die). The two-stage gear 100 is compacted by being used together with the lower step forming punch 46 and the center core rod 48.

この下型10は、2段ギア100の第2ギア部106を成型するギア成型金型16と、該ギア成型金型16が嵌挿されると共に、2段ギア100の円盤部102を成型するリング状金型18と、該リング状金型18の一端面(図1の上端面)に突設され、2段ギア100の中空部108a、108bを成型するコア金型20a、20bとから構成される。   The lower mold 10 includes a gear molding die 16 that molds the second gear portion 106 of the two-stage gear 100, and a ring that inserts the gear molding die 16 and molds the disk portion 102 of the two-stage gear 100. And a core mold 20a, 20b that projects from one end surface (the upper end surface in FIG. 1) of the ring-shaped mold 18 and molds the hollow portions 108a, 108b of the two-stage gear 100. The

ギア成型金型16は、略円筒形状であって、内周面には前記第2ギア部106を成型するための歯型16a(ギア型)が形成されている。図3に示すように、ギア成型金型16の肉厚tは、後述するリング状金型18からの圧縮応力に確実に耐え得る(受けとめ得る)十分な厚さ、例えば、歯型16aの歯丈hよりも十分に大きな厚さとされる。   The gear molding die 16 has a substantially cylindrical shape, and a tooth mold 16a (gear mold) for molding the second gear portion 106 is formed on the inner peripheral surface. As shown in FIG. 3, the thickness t of the gear mold 16 is a sufficient thickness that can reliably withstand (accept) the compressive stress from the ring-shaped mold 18 described later, for example, the teeth of the tooth mold 16a. The thickness is sufficiently larger than the length h.

リング状金型18は、貫通孔18a内にギア成型金型16が嵌挿可能な円筒形状からなり、その一端面(図1の上端面)で2段ギア100における円盤部102の第2ギア部106側を成型する。また、貫通孔18aにはギア成型金型16が、例えば焼き嵌めにより嵌挿される。つまり、リング状金型18とギア成型金型16とは同軸状に配置されており、ギア成型金型16の外周面側にリング状金型18の内周面が当接し、両者は確実に固着される。   The ring-shaped mold 18 has a cylindrical shape in which the gear molding mold 16 can be inserted into the through hole 18a, and the second gear of the disk portion 102 in the two-stage gear 100 at one end face (the upper end face in FIG. 1). The part 106 side is molded. The gear molding die 16 is inserted into the through hole 18a by shrink fitting, for example. In other words, the ring-shaped mold 18 and the gear molding mold 16 are arranged coaxially, and the inner circumferential surface of the ring-shaped mold 18 is in contact with the outer circumferential surface side of the gear molding mold 16, so that both It is fixed.

さらに、リング状金型18の前記一端面には、コア金型20a、20bを取り付けるためのボルト22が螺入される雌ねじ部18bが環状に形成される。一方、リング状金型18の他端面(図1の下端面)には、図示しない成型装置に該リング状金型18(下型10)を固定するための雌ねじ部23が形成される。   Further, an internal thread portion 18b into which a bolt 22 for attaching the core dies 20a and 20b is screwed is formed in an annular shape on the one end face of the ring-shaped die 18. On the other hand, a female thread portion 23 for fixing the ring-shaped mold 18 (lower mold 10) to a molding device (not shown) is formed on the other end surface (lower end surface in FIG. 1) of the ring-shaped mold 18.

コア金型20a、20bは、上記のように2段ギア100の中空部108a、108bを成型するための金型であり、該中空部108a、108bの形状に対応するブロック形状からなる。すなわち、コア金型20aは断面略楕円形状であり、中空部108aを成型し、コア金型20bは断面略矩形状であり、中空部108bを成型する。   The core molds 20a and 20b are molds for molding the hollow portions 108a and 108b of the two-stage gear 100 as described above, and have a block shape corresponding to the shapes of the hollow portions 108a and 108b. That is, the core mold 20a has a substantially oval cross section and molds the hollow part 108a, and the core mold 20b has a substantially rectangular cross section and molds the hollow part 108b.

また、コア金型20a、20bの中央部には、ボルト孔24が貫通している。これにより、コア金型20a、20bは、リング状金型18の一端面に、ボルト22と雌ねじ部18bとにより確実に締結固定される。   Moreover, the bolt hole 24 has penetrated in the center part of core metal mold | die 20a, 20b. Thereby, the core molds 20a and 20b are securely fastened and fixed to the one end face of the ring-shaped mold 18 by the bolts 22 and the female screw portions 18b.

そして、図3に示すように、リング状金型18における雌ねじ部18bの開口端近傍、及び、コア金型20a、20bにおけるボルト孔24のリング状金型18側(図3の下側)開口端近傍には、夫々の開口端と連通する位置決め孔26、28が形成される。位置決め孔26、28には、円筒形状部材の一部の周面を切欠いた形状からなるノック部材30(図1参照)が嵌挿される。すなわち、位置決め孔26、28の形状(径方向断面形状)もノック部材30と同様、円の一部を切り欠いた形状からなる(図1及び図2参照)。   Then, as shown in FIG. 3, the vicinity of the opening end of the female screw portion 18b in the ring-shaped mold 18 and the opening of the bolt holes 24 in the core molds 20a and 20b on the ring-shaped mold 18 side (lower side in FIG. 3). In the vicinity of the end, positioning holes 26 and 28 communicating with the respective open ends are formed. A knock member 30 (see FIG. 1) having a shape obtained by cutting out a part of the circumferential surface of the cylindrical member is fitted into the positioning holes 26 and 28. That is, the positioning holes 26 and 28 have a shape (diameter cross-sectional shape) in which a part of a circle is cut out, as in the knock member 30 (see FIGS. 1 and 2).

従って、下型10では、ノック部材30と位置決め孔26、28とによる位置決め作用により、コア金型20a、20bがリング状金型18の一端面において、確実に所望の位置(姿勢)で固定される。さらに、ノック部材30と位置決め孔26、28とは、上記のような形状から構成されるため、使用時にコア金型20a、20bが回転するような不都合も防止することができる。このように、ノック部材30は位置決め孔26、28と共に、コア金型20a、20bの回転防止手段(位置決め手段)として機能する。   Therefore, in the lower mold 10, the core molds 20 a and 20 b are securely fixed at a desired position (posture) on one end surface of the ring-shaped mold 18 by the positioning action of the knock member 30 and the positioning holes 26 and 28. The Furthermore, since the knock member 30 and the positioning holes 26 and 28 are configured as described above, it is possible to prevent inconvenience that the core molds 20a and 20b rotate during use. Thus, the knock member 30 functions as a rotation preventing means (positioning means) for the core molds 20a and 20b together with the positioning holes 26 and 28.

なお、このような下型10の材質としては、ギア成型金型16及びリング状金型18の上端面(パンチ)には、例えば粉末ハイス(高速度工具鋼)が用いられ、リング状金型18の外周部には、例えば熱間ダイス鋼(SKD61)が用いられ、コア金型20a及び20bには、例えば超硬が用いられる。   As the material of the lower mold 10, for example, powder high speed (high speed tool steel) is used for the upper end surfaces (punch) of the gear mold 16 and the ring mold 18, and the ring mold is used. For example, hot die steel (SKD61) is used for the outer peripheral portion 18, and carbide is used for the core molds 20 a and 20 b, for example.

一方、図4及び図5に示すように、下アウターパンチ40は、前記歯型成型金型14と共に2段ギア100における第1ギア部104周辺部を成型する金型である。この下アウターパンチ40は、貫通孔50を有する略円筒形状からなり、外周面上部には歯型52が周設されている。そして、貫通孔50には下型10が嵌挿され、歯型52は歯型成型金型14の後述する歯型38(ギア型)に噛合する。なお、前記歯型52と歯型38とは、嵌合及び摺動させる必要があるため、2段ギア100を構成するための粉末材料が侵入しない程度の適度なクリアランスを有している。   On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 5, the lower outer punch 40 is a mold that molds the peripheral portion of the first gear portion 104 in the two-stage gear 100 together with the tooth mold 14. The lower outer punch 40 has a substantially cylindrical shape having a through hole 50, and a tooth mold 52 is provided around the outer peripheral surface. The lower mold 10 is inserted into the through-hole 50, and the tooth mold 52 meshes with a tooth mold 38 (gear mold) described later of the tooth mold 14. Since the tooth mold 52 and the tooth mold 38 need to be fitted and slid, the tooth mold 52 and the tooth mold 38 have an appropriate clearance so that the powder material for constituting the two-stage gear 100 does not enter.

上型12は、2段ギア100における円盤部102の第2ギア部106側とは反対側(ボス側)を成型する金型である。この上型12は、円盤部102の前記ボス側を成型する円盤状の円盤金型32と、圧粉成型時に下型10のコア金型20a、20bが挿通する逃げ部であるコア金型挿通孔34a、34bと、中心部を貫通する貫通孔36とを有する。さらに、前記コア金型挿通孔34a、34bの中心部には、貫通孔35a、35bが貫通している。   The upper mold 12 is a mold for molding the opposite side (the boss side) of the disc part 102 in the two-stage gear 100 to the second gear part 106 side. The upper mold 12 is inserted into a disk-shaped disk mold 32 that molds the boss side of the disk section 102 and a core mold insertion that is a relief section through which the core molds 20a and 20b of the lower mold 10 are inserted during compacting. It has the holes 34a and 34b and the through-hole 36 which penetrates center part. Further, through holes 35a and 35b pass through the central portions of the core mold insertion holes 34a and 34b.

上アウターパンチ42は、前記下アウターパンチ40と同様、前記歯型成型金型14と共に2段ギア100における第1ギア部104周辺部を成型する金型である。この上アウターパンチ42は、貫通孔56を有する略円筒形状からなり、外周面下部には歯型58が周設されている。そして、貫通孔56には上型12が嵌挿され、歯型58は歯型成型金型14の歯型38に噛合する。なお、前記歯型58と歯型38とは、嵌合及び摺動させる必要があるため、2段ギア100を構成するための粉末材料が侵入しない程度の適度なクリアランスを有している。   Similar to the lower outer punch 40, the upper outer punch 42 is a mold that molds the periphery of the first gear portion 104 in the two-stage gear 100 together with the tooth mold 14. The upper outer punch 42 has a substantially cylindrical shape having a through-hole 56, and a tooth mold 58 is provided around the lower portion of the outer peripheral surface. The upper mold 12 is inserted into the through-hole 56, and the tooth mold 58 meshes with the tooth mold 38 of the tooth mold 18. Since the tooth mold 58 and the tooth mold 38 need to be fitted and slid, the tooth mold 58 and the tooth mold 38 have an appropriate clearance so that the powder material for forming the two-stage gear 100 does not enter.

上部段差成型パンチ44は、中心部を貫通する貫通孔60を有する円筒形状である。この上部段差成型パンチ44は、前記上型12の貫通孔36に下端面が円盤金型32よりやや上方にオフセットした状態で嵌挿されることで(図5参照)、2段ギア100における第2ギア部106側とは反対側の貫通孔109周縁の段差部(ボス部)を成型する金型である。   The upper step forming punch 44 has a cylindrical shape having a through hole 60 penetrating the center portion. The upper step molding punch 44 is inserted into the through hole 36 of the upper mold 12 with its lower end surface being slightly offset above the disk mold 32 (see FIG. 5). This is a mold for molding a stepped portion (boss portion) at the periphery of the through hole 109 opposite to the gear portion 106 side.

歯型成型金型14は、下アウターパンチ40及び上アウターパンチ42と共に2段ギア100における第1ギア部104を成型する金型である。この歯型成型金型14は圧粉成型時に生じる内圧に耐え得るよう、十分な肉厚を有する円筒形状からなり、その内周面には、2段ギア100における第1ギア部104を成型する歯型38が形成されている。そして、歯型38に下アウターパンチ40の歯型52及び上アウターパンチ42の歯型58が挿入され噛合し、歯型52及び歯型58が該歯型38の高さ方向中心部付近から所定距離(第1ギア部104の高さ分)オフセットして対向配置されることで、第1ギア部104が成型される。   The tooth mold 14 is a mold that molds the first gear portion 104 of the two-stage gear 100 together with the lower outer punch 40 and the upper outer punch 42. The tooth mold 14 is formed in a cylindrical shape having a sufficient thickness so that it can withstand the internal pressure generated during compacting, and the first gear portion 104 of the two-stage gear 100 is molded on the inner peripheral surface thereof. A tooth mold 38 is formed. Then, the tooth mold 52 of the lower outer punch 40 and the tooth mold 58 of the upper outer punch 42 are inserted into and engaged with the tooth mold 38, and the tooth mold 52 and the tooth mold 58 are predetermined from the vicinity of the center in the height direction of the tooth mold 38. The first gear portion 104 is molded by being opposed to each other with a distance (the height of the first gear portion 104) offset.

下部段差成型パンチ46は、中心部を貫通する貫通孔62を有する円筒形状からなり、外周面上部には歯型64が周設されている。この下部段差成型パンチ46は、歯型64が下型10の歯型16aに噛合するように、その上端面がリング状金型18の上端面よりも下方にオフセットした状態で嵌挿されることで(図5参照)、2段ギア100における第2ギア部106の端面を成型する金型である。   The lower step forming punch 46 has a cylindrical shape having a through hole 62 penetrating the center portion, and a tooth die 64 is provided around the outer peripheral surface. The lower step forming punch 46 is inserted and inserted with the upper end surface thereof being offset downward from the upper end surface of the ring-shaped mold 18 so that the tooth mold 64 meshes with the tooth mold 16 a of the lower mold 10. (Refer FIG. 5) It is a metal mold | die which shape | molds the end surface of the 2nd gear part 106 in the two-stage gear 100. FIG.

センターコアロッド48は、大径部66と小径部68とからなる段付き円柱形状からなり、前記大径部66が下部段差成型パンチ46の貫通孔62から上部段差成型パンチ44の貫通孔60まで嵌挿されることで、2段ギア100における貫通孔109を成型する金型である。   The center core rod 48 has a stepped columnar shape including a large-diameter portion 66 and a small-diameter portion 68, and the large-diameter portion 66 fits from the through hole 62 of the lower step forming punch 46 to the through hole 60 of the upper step forming punch 44. By being inserted, it is a mold for molding the through hole 109 in the two-stage gear 100.

次に、基本的には以上のように構成される下型10の実施態様として、上型12や歯型成型金型14等と共に、図7及び図8に示す2段ギア100を焼結圧粉成型する方法及び作用効果について説明する。   Next, as an embodiment of the lower mold 10 basically configured as described above, the two-stage gear 100 shown in FIGS. 7 and 8 is sintered together with the upper mold 12, the tooth mold 14 and the like. The method and effect of powder molding will be described.

先ず、下型10のリング状金型18の外周面を下アウターパンチ40の貫通孔50に嵌挿させ、上型12の外周面を上アウターパンチ42の貫通孔56に嵌挿させる(図5参照)。次いで、下アウターパンチ40の歯型52を歯型成型金型14の歯型38へと噛合させると共に、下部段差成型パンチ46及びセンターコアロッド48を下型10の歯型16a下方から挿入し、2段ギア100が成型される成型空間Sに、図示しない粉末材料を充填する。その後、図示しない駆動源により、上型12の貫通孔36に上部段差成型パンチ44を嵌挿させた状態で、これらを下型10及び歯型成型金型14に対して下降変位させ、同時に図示しないプランジャにより上部段差成型パンチ44を変位させることで、前記粉末材料を圧粉(加圧)成型する(図6参照)。   First, the outer peripheral surface of the ring mold 18 of the lower mold 10 is fitted into the through hole 50 of the lower outer punch 40, and the outer peripheral surface of the upper mold 12 is inserted into the through hole 56 of the upper outer punch 42 (FIG. 5). reference). Next, the tooth mold 52 of the lower outer punch 40 is engaged with the tooth mold 38 of the tooth mold 14 and the lower step forming punch 46 and the center core rod 48 are inserted from below the tooth mold 16a of the lower mold 10. A molding material S in which the step gear 100 is molded is filled with a powder material (not shown). Thereafter, in a state where the upper step molding punch 44 is inserted into the through hole 36 of the upper mold 12 by a driving source (not shown), these are moved downwardly with respect to the lower mold 10 and the tooth mold 14 and simultaneously illustrated. By displacing the upper step forming punch 44 by a plunger that does not, the powder material is compacted (pressurized) (see FIG. 6).

そして、上型12及び上アウターパンチ42を下型10及び歯型成型金型14から離間させると共に、下部段差成型パンチ46及びセンターコアロッド48を嵌脱させ、さらに、下型10と歯型成型金型14とを嵌脱させることにより、図7及び図8に示す形状からなる2段ギア100(成型体)を得る。この後、2段ギア100(成型体)を図示しない焼結装置へ移送し、該焼結装置で焼結させることで2段ギア100(焼結体)が完成する。なお、このような2段ギア100を構成する前記粉末材料としては、焼き入れ性等を考慮して、例えばFe(鉄)を主体とし、Ni(ニッケル)、Mo(モリブデン)及びCu(銅)等が添加されたものを用いるとよい。   Then, the upper mold 12 and the upper outer punch 42 are separated from the lower mold 10 and the tooth mold 14, and the lower step mold punch 46 and the center core rod 48 are fitted and detached. By fitting / removing the mold 14, the two-stage gear 100 (molded body) having the shape shown in FIGS. 7 and 8 is obtained. Thereafter, the two-stage gear 100 (molded body) is transferred to a sintering apparatus (not shown) and sintered by the sintering apparatus to complete the two-stage gear 100 (sintered body). In addition, as the powder material constituting such a two-stage gear 100, in consideration of hardenability, for example, Fe (iron) is mainly used, and Ni (nickel), Mo (molybdenum), and Cu (copper) are mainly used. It is good to use what added etc.

ところで、前記圧粉成型時、上記のように、図9及び図10に示す形状の下型110では、突起部112a、112bの根元部付近に応力集中が生じるため、該根元部及びその周辺部に亀裂や破損が生じてしまう可能性があった。   By the way, at the time of the compacting, as described above, in the lower mold 110 having the shape shown in FIGS. 9 and 10, stress concentration occurs in the vicinity of the roots of the protrusions 112a and 112b. There was a possibility that cracks and breakage would occur.

これに対して、本実施形態に係る下型10では、中空部108a、108bを成型するためのコア金型20a、20bが、リング状金型18の一端面にボルト22により固定されている。つまり、コア金型20a、20bが分割構造(分離自在な構造)とされており、このため、その根元部付近への応力集中が回避される。従って、下型10では、前記応力集中によりコア金型20a、20bやリング状金型18に亀裂や破損が生じることを確実に防止することができる。   On the other hand, in the lower mold 10 according to the present embodiment, the core molds 20a and 20b for molding the hollow portions 108a and 108b are fixed to one end face of the ring-shaped mold 18 by the bolts 22. That is, the core molds 20a and 20b have a split structure (a separable structure), and therefore stress concentration near the root portion is avoided. Therefore, in the lower mold 10, it is possible to reliably prevent the core molds 20a and 20b and the ring-shaped mold 18 from being cracked or damaged due to the stress concentration.

なお、コア金型20a、20bは、リング状金型18に対してノック部材30及びボルト22を介して取り付けられている。このため、前記圧粉成型時にコア金型20a、20bへと生じる応力は、ノック部材30やボルト22へと集中することが考えられる。ところが、これらノック部材30やボルト22は、リング状金型18等と比べて相当に簡素且つ安価であり、予備部品の用意も比較的容易である。従って、仮に、ノック部材30やボルト22に亀裂や破損が生じたとしても、これらは簡単に交換可能であるため、結果として、下型10の耐久性(金型寿命)を大幅に向上させることが可能となる。   The core molds 20a and 20b are attached to the ring-shaped mold 18 via knock members 30 and bolts 22. For this reason, it is conceivable that the stress generated in the core molds 20 a and 20 b during the compacting is concentrated on the knock member 30 and the bolt 22. However, the knock member 30 and the bolt 22 are considerably simpler and cheaper than the ring-shaped mold 18 and the like, and preparation of spare parts is relatively easy. Therefore, even if the knock member 30 and the bolt 22 are cracked or damaged, they can be easily replaced. As a result, the durability (mold life) of the lower mold 10 is greatly improved. Is possible.

また、前記圧粉成型時には、リング状金型18からギア成型金型16へと、図6の矢印Aにて示すような圧縮応力が付与される。この際、リング状金型18では、ボルト22による締結補強作用により、ギア成型金型16に対して一層高い圧縮応力を生じさせることができる。これにより、第2ギア部106が一層高精度且つ高強度に成型される。しかも、上記のように、ギア成型金型16の肉厚tを歯型16aの歯丈hよりも十分に厚くしているため、ギア成型金型16に撓み等が生じることがなく、前記圧縮応力を歯型16aに確実に伝達させることができる。   Further, during the compacting, a compressive stress as shown by an arrow A in FIG. 6 is applied from the ring-shaped mold 18 to the gear molding mold 16. At this time, in the ring-shaped mold 18, a higher compressive stress can be generated on the gear-molding mold 16 by the fastening reinforcement action by the bolts 22. Thereby, the 2nd gear part 106 is shape | molded by still higher precision and intensity | strength. Moreover, as described above, since the thickness t of the gear molding die 16 is sufficiently thicker than the tooth height h of the tooth die 16a, the gear molding die 16 is not bent and the compression is performed. The stress can be reliably transmitted to the tooth mold 16a.

なお、本発明は上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is naturally possible to adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.

例えば、2段ギア100の形状や2段ギア100における中空部108a、108bの形状は、図7及び図8に示す形状には限定されないのは勿論である。同様に、コア金型20a、20b等の形状も図1等に示す形状に限定されるものではない。   For example, the shape of the two-stage gear 100 and the shapes of the hollow portions 108a and 108b in the two-stage gear 100 are not limited to the shapes shown in FIGS. Similarly, the shapes of the core molds 20a, 20b and the like are not limited to the shapes shown in FIG.

また、ノック部材30及び該ノック部材30が嵌挿される位置決め孔26、28の形状は、コア金型20a、20bの回転防止及び位置決めが可能な形状であればよく、例えば、中心にボルト22が挿通する孔部を有する矩形等でもよい。   Moreover, the shape of the knock member 30 and the positioning holes 26 and 28 into which the knock member 30 is inserted may be any shape that can prevent and position the core molds 20a and 20b. For example, the bolt 22 is at the center. A rectangle having a hole to be inserted may be used.

さらに、2段ギア100を成型するために下型10と共に用いられる各金型は、上記した下アウターパンチ40、上型12、上アウターパンチ42、上部段差成型パンチ44、歯型成型金型14、下部段差成型パンチ46及びセンターコアロッド48に限定されるものではなく、下型10と共に用いられることで2段ギア100を成型可能な構成であればよい。   Further, the molds used together with the lower mold 10 for molding the two-stage gear 100 are the lower outer punch 40, the upper mold 12, the upper outer punch 42, the upper step molding punch 44, and the tooth mold 14 as described above. The lower step forming punch 46 and the center core rod 48 are not limited, and any structure that can form the two-stage gear 100 by being used together with the lower mold 10 may be used.

本発明の一実施形態に係る2段ギア圧粉成型用金型を構成する下型の一部分解斜視図である。It is a partial exploded perspective view of the lower mold which constitutes the two-stage gear compacting mold concerning one embodiment of the present invention. 図1に示す下型の平面図である。It is a top view of the lower mold | type shown in FIG. 図2の線III−IIIにおける断面図である。It is sectional drawing in line III-III of FIG. 図1に示す下型と共に2段ギアの成型に使用される各金型を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating each metal mold | die used for shaping | molding of a two-stage gear with the lower mold | type shown in FIG. 図4に示す下型及び各金型の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the lower mold | type and each metal mold | die shown in FIG. 図4に示す下型及び各金型により2段ギアを成型している状態を説明するための縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view for demonstrating the state which has shape | molded the two-stage gear with the lower mold | type and each metal mold | die shown in FIG. 図4に示す下型及び各金型により成型される2段ギアのボス側を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the boss | hub side of the two-stage gear shape | molded by the lower mold | type and each metal mold | die shown in FIG. 図7に示す2段ギアの第2ギア部側を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 2nd gear part side of the two-stage gear shown in FIG. 図1に示す下型の比較例に係る金型を示す平面図である。It is a top view which shows the metal mold | die which concerns on the lower mold | type comparative example shown in FIG. 図9の線X−Xにおける断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

10、110…下型 12…上型
14…歯型成型金型 16、114…ギア成型金型
16a、38、52、58、64…歯型
18、116…リング状金型
18a、35a、35b、36、50、56、60、62、109…貫通孔
18b、23…雌ねじ部 20a、20b…コア金型
22…ボルト 24…ボルト孔
26、28…位置決め孔 30…ノック部材
32…円盤金型 34a、34b…コア金型挿通孔
40…下アウターパンチ 42…上アウターパンチ
44…上部段差成型パンチ 46…下部段差成型パンチ
48…センターコアロッド 100…2段ギア
102…円盤部 104…第1ギア部
106…第2ギア部 108a、108b…中空部
112a、112b…突起部
10, 110 ... Lower mold 12 ... Upper mold 14 ... Tooth mold 16, 114 ... Gear mold 16a, 38, 52, 58, 64 ... Tooth mold 18, 116 ... Ring mold 18a, 35a, 35b , 36, 50, 56, 60, 62, 109 ... through holes 18b, 23 ... female screw portions 20a, 20b ... core mold 22 ... bolt 24 ... bolt holes 26, 28 ... positioning hole 30 ... knock member 32 ... disk mold 34a, 34b ... Core mold insertion hole 40 ... Lower outer punch 42 ... Upper outer punch 44 ... Upper step molding punch 46 ... Lower step molding punch 48 ... Center core rod 100 ... Two-stage gear 102 ... Disc part 104 ... First gear part 106 ... 2nd gear part 108a, 108b ... Hollow part 112a, 112b ... Projection part

Claims (2)

円盤部の外周に第1ギア部が設けられ、前記円盤部の中央部には前記第1ギア部より小径の第2ギア部が突設され、
前記円盤部における前記第1ギア部と前記第2ギア部との間には中空部が形成されてなる2段ギアを成型するための2段ギア圧粉成型用金型であって、
前記第2ギア部を成型するギア成型金型と、
前記ギア成型金型に圧縮応力を付与するリング状金型と、
前記リング状金型の一端面に分離自在に突設され、前記中空部を成型するコア金型とを有し、
前記コア金型と前記リング状金型とは、回転防止手段を介して互いに位置決め固定されていることを特徴とする2段ギア圧粉成型用金型。
A first gear part is provided on the outer periphery of the disk part, and a second gear part having a smaller diameter than the first gear part protrudes from the center part of the disk part,
A two-stage gear compacting mold for molding a two-stage gear in which a hollow part is formed between the first gear part and the second gear part in the disk part,
A gear molding die for molding the second gear part;
A ring-shaped mold for applying a compressive stress to the gear mold;
A core mold for forming the hollow portion, which is detachably protruded from one end surface of the ring mold;
The core mold and the ring-shaped mold are positioned and fixed to each other via a rotation preventing means.
請求項1記載の2段ギア圧粉成用金型において、
前記回転防止手段は、前記コア金型及び前記リング状金型に形成された位置決め孔に嵌挿されるノック部材からなることを特徴とする2段ギア圧粉成型用金型。
The two-stage gear compaction mold according to claim 1,
The two-stage gear dust molding mold, wherein the rotation preventing means comprises a knock member inserted into a positioning hole formed in the core mold and the ring mold.
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