(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コンテナ（６）と、該第１コンテナ（６）の軸心部に嵌合する第１マンドレル（１０）とにより環状の素材（Ｗ）が嵌合する成型空間（ア）を形成し、前記第１マンドレル（１０）の外周に第１成型歯（１１）を円周方向に所定ピッチで設け、該第１成型歯（１１）は、素材（Ｗ）が供給される上流側を、対象とした内歯ギヤの歯に対してマイナス転位させた歯形の予備成型歯（１１ａ）とし、素材（Ｗ）が排出される下流側を、対象とした内歯ギヤの歯と略等しくなる歯形の仕上げ成型歯（１１ｂ）とし、前記第１マンドレル（１０）の上部側の径（Ｄ１）を前記予備成型歯（１１ａ）の歯底円の径（Ｄ２）よりも若干小さくするとともに、前記予備成型歯（１１ａ）の歯底上流側を前記第１マンドレル（１０）の上部側に緩やかな斜面で接続し、前記予備成型歯（１１ａ）の歯底下流側を前記仕上げ成型歯（１１ｂ）の歯底上流側に緩やかな斜面で接続し、前記予備成型歯（１１ａ）の歯先の上流側（１１ａ−１）を下流側に向けて所定の傾斜角度で立ち上がらせ、該立ち上がった部分を下流側に所定量延長させた後、その下流端を所定の傾斜角度で立ち上がらせて前記仕上げ成型歯（１１ｂ）の歯先（１１ｂ−２）に接続してなり、前記成型空間（ア）に嵌合した素材（Ｗ）を下方に移動させる第１パンチ（１３）を設けたことを特徴とする内歯ギヤの金型装置。
【請求項２】
第１成型歯（１１）はヘリカル成型歯とし、第１コンテナ（６）、第１マンドレル（１０）、及び第１パンチ（１３）は前記第１コンテナ（６）の軸心を中心として回転自在としたことを特徴とする請求項１記載の内歯ギヤの金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内歯ギヤを押出し成型する金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来における内歯ギヤを押出し成型する金型装置の成型歯は、図８に示すようになっていた。図８において、２は円柱状のマンドレル１の外周に形成されたヘリカル成型歯であり、マンドレル１の軸心線に対して所定角度で傾斜させて円周方向に所定ピッチで形成されている。上記ヘリカル成型歯２の軸方向中間部２ａの歯形（断面形状）は、対象としたヘリカル内歯ギヤの歯と等しくなる歯形に形成され、素材が供給される上流側２ｂは緩やかに立ち上がる斜面となっている。上記マンドレル１は円筒状のコンテナ（図示省略）の軸心部に嵌合され、両者間に環状の素材をパンチを介して通過させることにより、上記ヘリカル成型歯２で上記素材の内周にヘリカル歯を形成するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来における内歯ギヤの金型装置は、ヘリカル成型歯２の軸方向中間部２ａの全域が対象としたヘリカル内歯ギヤの歯と等しい歯形となっていたので、素材の内周部が一気に塑性変形されることになり、素材の塑性流動が円滑に行われ難く、歯先の一部に未充填部が発生したり、断面減少率が高くなってヘリカル成型歯２に大きな負荷が発生し、これが磨耗・損傷し易くなるものであった。本発明は、成型歯に加わる負荷を小さくしながら、未充填部が発生し難い内歯ギヤの金型装置を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、第１コンテナ（６）と、該第１コンテナ（６）の軸心部に嵌合する第１マンドレル（１０）とにより環状の素材（Ｗ）が嵌合する成型空間（ア）を形成し、前記第１マンドレル（１０）の外周に第１成型歯（１１）を円周方向に所定ピッチで設け、該第１成型歯（１１）は、素材（Ｗ）が供給される上流側を、対象とした内歯ギヤの歯に対してマイナス転位させた歯形の予備成型歯（１１ａ）とし、素材（Ｗ）が排出される下流側を、対象とした内歯ギヤの歯と略等しくなる歯形の仕上げ成型歯（１１ｂ）とし、前記第１マンドレル（１０）の上部側の径（Ｄ１）を前記予備成型歯（１１ａ）の歯底円の径（Ｄ２）よりも若干小さくするとともに、前記予備成型歯（１１ａ）の歯底上流側を前記第１マンドレル（１０）の上部側に緩やかな斜面で接続し、前記予備成型歯（１１ａ）の歯底下流側を前記仕上げ成型歯（１１ｂ）の歯底上流側に緩やかな斜面で接続し、前記予備成型歯（１１ａ）の歯先の上流側（１１ａ−１）を下流側に向けて所定の傾斜角度で立ち上がらせ、該立ち上がった部分を下流側に所定量延長させた後、その下流端を所定の傾斜角度で立ち上がらせて前記仕上げ成型歯（１１ｂ）の歯先（１１ｂ−２）に接続してなり、前記成型空間（ア）に嵌合した素材（Ｗ）を下方に移動させる第１パンチ（１３）を設ける構成にしたものである。
請求項２に係る発明は、前記第１成型歯はヘリカル成型歯とし、第１コンテナ、第１マンドレル、及び第１パンチは前記第１コンテナの軸心を中心として回転自在としたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図１〜図３は本発明の内歯ギヤの金型装置を示し、図１は金型装置の作動状態を示す説明用断面図、図２は第１成型歯部の部分拡大説明図、図３は第１成型歯部の部分拡大斜視図、図４は本発明により成型された内歯ギヤの部分拡大斜視図である。
【０００６】
図１において、５は内歯ギヤの金型装置、６はその第１コンテナ、１０は第１コンテナ１０の軸心部に配置した第１マンドレルである。上記第１コンテナ６は締金７により嵌合保持されて下部プレート８に回転可能に載置されるとともに、シリンダ（図示省略）によって上記下部プレート８に対して所定量上下動されるようになっている。上記第１コンテナ６はその軸心部にリング状の素材Ｗが通過する円形の挿通孔６ａを有し、該挿通孔６ａに上記第１マンドレル１０を同心に嵌合させて両者間に素材Ｗが嵌合する環状の成型空間（ア）を形成する。
【０００７】
上記第１マンドレル１０は下部プレート８に回転可能に載置され、その下部外周に第１成型歯１１が円周方向に所定ピッチで形成されている。上記第１成型歯１１は第１マンドレル１０の軸心線に対して所定角度で傾斜するヘリカル成型歯とし、図２、図３に示すように、素材Ｗが供給される上流側を予備成型歯１１ａとし、素材Ｗが排出される下流側を仕上げ成型歯１１ｂとする。上記予備成型歯１１ａは対象とした内歯ギヤの歯に対してマイナス転位させた歯形に形成する。即ち、歯底円の径Ｄ２、歯先円の径Ｄ４、及び歯厚を対象とした内歯ギヤのそれらよりも若干小さくし、上流側１１ａ−１の歯先部は傾斜角度αが約１５度となる緩い角度で立ち上がらせ、該立ち上がった部分１１ａ−２を下流側に向けて所定量延長させる。
【０００８】
上記仕上げ成型歯１１ｂは対象とした内歯ギヤの歯と略等しくなる歯形に形成する。即ち、歯底円の径Ｄ３、歯先円の径Ｄ５、及び歯厚を対象とした内歯ギヤのそれらと略等しくし、上流側１１ｂ−１の歯先部は予備成型歯１１ａの歯先部の下流端から傾斜角度βが約１５度となる緩い角度で立ち上がらせ、また上記上流側１１ｂ−１の歯底部は予備成型歯１１ａの歯底部の下流端から半径Ｒが約４５ｍｍとなる緩い円弧で立ち上がらせ、これら立ち上がった部分１１ｂ−２を下流側に向けて所定量延長させる。また、上記第１マンドレル１０の上部側の径Ｄ１は上記予備成型歯１１ａの歯底円の径Ｄ２よりも若干小さくする。なお、上記第１成型歯１１は第１マンドレル１０の軸心線と平行する平歯成型歯としてもよい。
【０００９】
上記第１コンテナ６、第１マンドレル１０の上方に円筒状の第１パンチ１３を配置する。該第１パンチ１３はラムによって上下動されてその下端部が前述した環状の成型空間（ア）に嵌脱可能となっており、下方に移動された際には上記成型空間（ア）内に嵌合させた素材Ｗを下方に押圧移動させるようになっている。上記成型空間（ア）内には例えば３個の素材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が順次重ねて嵌合され、上記第１パンチ１３が下方に１動作する毎に上記素材Ｗが１個づつ第１成型歯１１部を通過し、該素材Ｗの内周面にヘリカル歯が形成されるようになっている。
【００１０】
この場合、上記第１パンチ１３が下方に移動されると、図１の左半部で示すように、第１コンテナ６及び第１マンドレル１０が下方に移動して下部プレート８に当接し、最下部の素材Ｗ１が第１成型歯１１部を通過して該素材Ｗ１の内周面にヘリカル歯が形成され、図４に示すように、内周にヘリカル歯１４ａを有するヘリカル内歯ギヤ１４を得る。そして、上記第１パンチ１３が上方に移動されると、図１の右半部で示すように、第１コンテナ６がシリンダ（図示省略）によって所定量上方に移動され、これに伴って第１マンドレル１０が成型空間（ア）に介在する素材Ｗを介して所定量上方に移動される。これにより、下部プレート８の上部に取出空間（イ）が形成されて該下部プレート８上に落下した内歯ギヤ１４（ヘリカル歯が形成された素材Ｗ１）を取り出すことができる。上記第１パンチ１３はその後、図１の仮想線で示すようにさらに上方に移動して上記第１コンテナ６及び第１マンドレル１０から離間し、新たな素材Ｗが上方から成型空間（ア）内に嵌合できるようになっている。
【００１１】
図５，図６は本発明のクラウニングヘリカル内歯ギヤの金型装置を示し、図５は金型装置の作動状態を示す説明用断面図、図６は要部拡大断面図、図７は本発明により成型されたクラウニングヘリカル内歯ギヤの部分拡大斜視図である。図５において、２０はクラウニングヘリカル内歯ギヤの金型装置であり、前述したヘリカル内歯ギヤ１４のヘリカル歯１４ａをクラウニングヘリカル歯に形成するものである。
【００１２】
上記クラウニングヘリカル内歯ギヤの金型装置２０は以下の如くなっている。即ち、下部プレート２１の軸心部に円柱状の第２マンドレル２２を回転可能に載置し、該下部プレート２１の外周部に敷金２５、中間プレート２６を介して環状のコレット２７を回転可能に載置し、該コレット２７と上記第２マンドレル２２との間に前述したヘリカル内歯ギヤ１４が嵌合する環状の第２成型空間（符号省略）を形成する。上記第２マンドレル２２は上下に分割された上部マンドレル２２ａと下部マンドレル２２ｂとを芯金２３により同軸に連結して下部プレート２１に回転可能に載置され、上部マンドレル２２ａの下部外周にクラウニングヘリカル成型歯（クラウニング成型歯）２４を円周方向に所定ピッチで形成する。
【００１３】
上記クラウニングヘリカル成型歯２４は、前述したヘリカル内歯ギヤ１４のヘリカル歯１４ａをクラウニングヘリカル歯に成型するもので、第２マンドレル２２の軸心線に対して所定角度で傾斜するとともに、軸方向中心部の歯厚が軸方向両端部の歯厚よりも薄くなるクラウニングヘリカル成型歯とする。なお、上記クラウニングヘリカル成型歯２４は、内歯ギヤの歯が軸方向に平行する平歯の場合は、これと対応して軸方向に平行するとともに、軸方向中心部の歯厚が軸方向両端部の歯厚よりも薄くなる平歯のクラウニング成型歯とする。
【００１４】
上記コレット２７は、その外周面を下方が大径となる円錐面２７ａとし、該コレット２７の外周面に環状のコレット押え２８を摺動可能にテーパー嵌合させる。このコレット押え２８は上部プレート３０に嵌合固定した第２コンテナ２９に上下摺動可能に嵌合させる。３１は上記コレット押え２８の上方への過移動を規制する規制プレートである。上記中間プレート２６と下部マンドレル２２ｂとの間隙部に円筒状のカウンタパンチ３２を上下動可能に嵌合させ、その下端を下部プレート２１に載置する。該カウンタパンチ３２の上部は第２成型空間内の下部側に嵌合し、該第２成型空間内に嵌合したヘリカル内歯ギヤ１４の下面を支持支持して該ヘリカル内歯ギヤ１４がクラウニングヘリカル成型歯２４と対面する如く位置決めする。３３は上記カウンタパンチ３４を上方に移動させるノックアウトピンであり、クラウニングヘリカル成型歯２４により成型された成型品（クラウニングヘリカル内歯ギヤ４０）を上記第２成型空間から上方に押し出すためのものである。
【００１５】
上記コレット２７及び第２マンドレル２２の上方に円筒状の第２パンチ３５及び第３パンチ３６を配置する。これら第１、第２パンチ３５，３６は単独で上下動され、第２パンチ３５は下動時にその下端で上記コレット押え２８を所定量下方に移動させ、第３パンチ３６は下動時にその下端で第２成型空間内に嵌合したヘリカル内歯ギヤ１４の上面を押圧する。成型する際には、先ず第３パンチ３６が下動してその下端で第２成型空間内のヘリカル内歯ギヤ１４の上面を押圧し、次いで第２パンチ３５が下動してその下端で上記コレット押え２８を所定量下方に移動させる。さすれば、図５の左半部で示すように、上記コレット押え２８がそのテーパー面を介して前述したコレット２７を軸心方向に弾性変形させ、これに伴って第２成型空間内に嵌合したヘリカル内歯ギヤ１４を軸心方向に弾性変形させる。
【００１６】
これにより、上記ヘリカル内歯ギヤ１４のヘリカル歯１４ａがクラウニングヘリカル成型歯２４に押し付けられて塑性変形され、図７に示すように、軸方向中心部の歯厚が軸方向両端部の歯厚よりも厚くなるクラウニングヘリカル内歯４０ａを有するクラウニングヘリカル内歯ギヤ４０が形成されることになる。本例では軸方向中心部の片面の膨らみ量Ｓが約１０μｍとなるようにしている。また、上記第２パンチ３５が上方に移動されると、図６の仮想線で示すように、上記コレット２７及びクラウニングヘリカル内歯ギヤ４０が大径に弾性復帰し、該クラウニングヘリカル内歯ギヤ４０を金型装置２０から外部に容易に離脱させることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明による内歯ギヤの金型装置は、第１マンドレルの外周に形成する第１成型歯を、上流側を対象とした内歯ギヤの歯に対してマイナス転位した予備成型歯とし、下流側を対象とした内歯ギヤの歯と略等しくなる仕上げ成型歯としたので、内歯ギヤの歯は素材が二段階に絞られて形成されることになり、従来に比しより小さい断面減少率で内歯ギヤを形成することができるとともに、素材の流れが円滑になって歯先部の未充填の発生が少なくなる。また、断面減少率が小さくなるので第１成型歯に加わる負荷が小さくなってこれの寿命が延引することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による内歯ギヤの金型装置の作動状態を示す説明用断面図である。
【図２】  第１成型歯部を示す部分拡大説明図である。
【図３】  第１成型歯部を示す部分拡大斜視図である。
【図４】  本発明により成型された内歯ギヤの部分拡大斜視図である。
【図５】  本発明によるクラウニングヘリカル内歯ギヤの金型装置の作動状態を示す説明用断面図である。
【図６】  図５の要部拡大断面図である。
【図７】  本発明により成型されたクラウニングヘリカル内歯ギヤの部分拡大斜視図である。
【図８】  従来による内歯ギヤの金型装置の成型歯
【符号の説明】
５    内歯ギヤの金型装置
６    第１コンテナ
６ａ  挿通孔
７    締金
８    下部プレート
１０    第１マンドレル
１１    第１成型歯（ヘリカル成型歯）
１１ａ  予備成型歯
１１ａ−１    上流側
１１ａ−２    立上った部分
１１ｂ  仕上げ成型歯
１１ｂ−１    上流側
１１ｂ−２    立上った部分
１３    第１パンチ
１４    ヘリカル内歯ギヤ（内歯ギヤ）
１４ａ  ヘリカル歯（内歯）
２０    クラウニングヘリカル内歯ギヤの金型装置（クラウニング内歯ギヤの金型装置）
２１    下部プレート
２２    第２マンドレル
２２ａ  上部マンドレル
２２ｂ  下部マンドレル
２３    芯金
２４    クラウニングヘリカル成型歯（クラウニング成型歯）
２５    敷金
２６    中間プレート
２７    コレット
２７ａ  円錐面
２８    コレット押え
２９    第２コンテナ
３０    上部プレート
３１    規制プレート
３２    カウンタパンチ
３３    ノックアウトピン
３５    第２パンチ
３６    第３パンチ
４０    クラウニングヘリカル内歯ギヤ（クラウニング内歯ギヤ）
４０ａ  クラウニングヘリカル歯（クラウニング歯）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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