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歯車成形用金型および同歯車成形用金型を備えた押出し成形装置 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P100000023
整理番号 ShIP-6098N-SW01
掲載日 2007年5月25日
出願番号 特願2007-061378
公開番号 特開2008-221270
登録番号 特許第5023334号
出願日 平成19年3月12日(2007.3.12)
公開日 平成20年9月25日(2008.9.25)
登録日 平成24年6月29日(2012.6.29)
発明者
  • 沢木 洋三
  • 吉田 始
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 歯車成形用金型および同歯車成形用金型を備えた押出し成形装置 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】歯車の押出し加工において、断面減少率を高くすることなく歯車成形における未充填部の発生を抑えて、焼入れ材を用いても成形性の良い歯車の成形を可能とする歯車成形用金型を提供する。
【解決手段】歯車成形用金型100は、円柱状のマンドレル110と円筒状のコンテナ120とを備えている。マンドレル110の外周面には、目的とする歯車の歯を成形するための成形歯113が案内面112と面一の状態で形成されている。コンテナ120の内周面には、被成形素材WKを成形歯113に押し付けるための押圧部123が形成されている。押圧部123は、被成形素材WKが案内される上流側に予備成形部123aを備え、予備成形部123aの下方に仕上げ部123bを備えている。予備成形部123aは、案内面122から突出して形成されており、成形歯113に被成形素材WKを押し当てることにより被成形素材WKに目的とする歯より小さい形状の歯を成形する。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


従来から、自動車やオートバイの変速機などに用いられる鋼製歯車を成形する塑性加工方法として押出し加工が知られている。例えば、下記特許文献1~3には、円筒状に形成されたコンテナの内側に円柱状のマンドレルを配置して、コンテナの内周面とマンドレルの外周面との間に形成されたリング状の空間内に円筒状の被成形素材を通過させて歯車を成形する歯車成形用金型および同歯車成形用金型を備えた歯車成形装置が開示されている。この場合、コンテナの内周面またはマンドレルの外周面には歯車の歯を成形するための成形歯が形成されており、この成形歯に被成形素材を押し当てることにより外歯歯車または内歯歯車が成形される。
【特許文献1】
特開平07-9066号公報
【特許文献2】
特開平10-118739号公報
【特許文献3】
特開2003-117629号公報



しかし、上記した押出し加工による歯車の成形においては、外歯歯車における内周面、または内歯歯車における外周面を絞りながら歯の成形を行うため、被成形素材の送り方向における成形歯と被成形素材との間に生じる摩擦が大きい。このため、押出し加工された歯車の終端面に環状のバリが生じることがある。このバリの発生を抑えるため、本発明者らは、下記非特許文献1に示すように、外径の一部が拡張したマンドレルを用いて被成形素材の内径を成形歯に向けて押し広げることにより成形歯に被成形素材を押し当てて歯を成形する方法を提案した。この方法によれば、成形歯と被成形素材との間に生じる被成形素材の送り方向の摩擦を小さくすることができ、前記バリの発生を抑えることができる。
【非特許文献1】
「塑性と加工」、日本塑性加工学会誌、平成15年4月25日、第44巻、第507号、p.144-148



しかしながら、上記したような外径の一部が拡張したマンドレルを用いて被成形素材を成形歯に押し付けて歯車を成形する方法においては、従来に比して小さな面圧で歯車の成形が可能な一方で、成形される歯先部分の一部に未充填部が生じることがあり歯車の成形性が問題となることがあった。一般に、未充填部の発生を抑えるには押出し加工における断面減少率を高くすると良いが、断面減少率を高くすると大きな面圧が必要となって成形歯などの耐久性が問題となる。

産業上の利用分野


本発明は、塑性加工、より詳しくは押出し加工によって歯車を成形するための歯車成形用金型、および同歯車成形用金型を備えた押出し成形装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
円筒状に形成され、内周面に円筒状の被成形素材を案内するための案内面を有するコンテナと、
前記コンテナの内径より小さい直径の円柱状に形成されるとともに外周面に前記案内面を有して前記コンテナ内に配置されるマンドレルとを備えた歯車成形用金型において、
前記コンテナおよび前記マンドレルのうちのいずれか一方に、歯車の歯を成形するための成形歯を前記案内面より内側に備え、
前記コンテナおよび前記マンドレルのうちの他の一方に、前記成形歯に前記被成形素材を押し当てるための押圧部を前記成形歯に対応する位置で前記案内面より突出して備え、
前記押圧部における前記被成形素材が案内される上流側に、目的とする歯より小さい歯を前記被成形素材に段階的に絞って形成するための予備形成部を備えたことを特徴とする歯車成形用金型。

【請求項2】
請求項1に記載した歯車成形用金型において、
前記押圧部の下流端は、前記成形歯の下流端より上流側に形成されている歯車成形用金型。

【請求項3】
円筒状に形成され、内周面に円筒状の被成形素材を案内するための案内面を有するコンテナと、
前記コンテナの内径より小さい直径の円柱状に形成されるとともに外周面に前記案内面を有して前記コンテナ内に配置されるマンドレルとから構成される歯車成形用金型を備えた押出し成形装置において、
前記コンテナおよび前記マンドレルのうちのいずれか一方に、歯車の歯を成形するための成形歯を前記案内面より内側に備え、
前記コンテナおよび前記マンドレルのうちの他の一方に、前記成形歯に前記被成形素材を押し当てるための押圧部を前記成形歯に対応する位置で前記案内面より突出して備え、
前記押圧部における前記被成形素材が案内される上流側に、目的とする歯より小さい歯を前記被成形素材に段階的に絞って形成するための予備形成部を備えたことを特徴とする押出し成形装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007061378thum.jpg
出願権利状態 登録
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