JP2001172703A - 焼結金属成形体のサイジング方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】焼結金属成形体の円孔部内径または断面円形の
軸部外径の真円度を向上するサイジング方法及び装置を
提供する。 【解決手段】加圧装置の上パンチと４下パンチ３とのの
間にサイジング用型５に収納した焼結金属成形体１５を
配置し、電動モータ１２により回転させたコアロッド７
を焼結金属成形体１５の円孔部に挿入して、金属成形体
１５を上パンチと４下パンチ３とにより加圧圧縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は焼結金属成形体のサイジ
ング方法及び装置に関し、特に軸受部材等の円孔部を有
する焼結金属成形体または円形断面の軸部を有する焼結
金属成形体サイジング方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄やステンレス等の粉末に潤滑材等の添
加物を混合して加圧成形した圧粉体を、脱脂処理や潤滑
材の除去処理後、焼結炉中で適切な雰囲気中で加熱し焼
結して得られる焼結成形体はよく知られている。かかる
焼結成形体は量産性に優れており、多孔性であることや
優れた複合性等の特性により自動車や電気製品の部品と
して多く使用されている。しかし、圧粉体を焼結したま
までは、金属粉の加圧成形時に発生するバリや、焼結炉
中での加熱による熱変形のため、寸法精度を設計通りに
維持することは困難であり、焼結後サイジング処理を行
って寸法精度を設計通りに維持している。

【０００３】特に軸受や回転軸として焼結成形体を用い
る場合は軸受となる円孔部内径または回転軸の外形の真
円度は部品としての性能上極めて重要である。従来、焼
結成形体のサイジング方法においては、焼結後の成形体
をサイジング用金型に収納し、加圧装置を用いて成形体
を加圧圧縮することにより金型に押圧してサイジングを
行っていた。例えば、外形が５ｍｍ、内径が３ｍｍの軸
受部材の場合、焼結後加圧装置に支持した金型に成形体
の一部が突出するように収納し円孔部にコアロッドを挿
入した後加圧装置により成形体の突出部を加圧圧縮す
る。このようにして得られた軸受の真円度の測定結果の
一例を示すと、５ｍｍの外形で０．０１５〜０．０２７
ｍｍであり、３ｍｍの内径で０．０１ｍｍであった。こ
れらの寸法精度はＪＩＳやＩＳＯに定められたサイジン
グ後の幅方向の寸法精度の規格値をかなり上回る精度で
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軸受や
回転軸として焼結成形体を用いる場合は、従来のサイジ
ング後の寸法精度以上の真円度、例えば、上記の例の軸
受の内径の場合は０．００９ｍｍ以下の真円度を、機械
加工等の手段によらず実現することが望まれている。本
発明は、軸受や回転軸として使用する焼結成形体の真円
度を、焼結成形体の優れた量産性を損なうことなく、よ
り向上することのできるサイジング方法およびサイジン
グ装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、焼結金属成形体のサイジング方法において、
加圧装置に支持するサイジング用型に円孔部を有する焼
結金属成形体を収納し、前記円孔部に回転するサイジン
グ用コアを挿入し、前記加圧装置により前記焼結金属成
形体を加圧圧縮することを特徴とする。かかる構成によ
れば、従来コアの真円度に依存せざるを得なかった焼結
成形体の円孔内径の真円度がコアを回転させながら焼結
成形体を加圧圧縮させることにより、コアの最大径に一
律に整形されて真円度が向上する。しかも、コアを回転
させること以外は全く従来のサイジング方法と変わらな
いので量産性を損なうことはなく、更に、コアの製作コ
ストの低減が計れる。

【０００６】更に本発明は、焼結金属成形体のサイジン
グ装置において、円孔部を有する焼結金属成形体を加圧
圧縮する手段と、前記焼結金属成形体の外周のサイジン
グを行う型手段と、前記焼結金属成形体の円孔部に挿入
されて円孔部内径のサイジングを行うコア手段と、前記
コア手段を回転させるコア駆動手段とを備えることを特
徴とする。かかる構成によれば、従来のサイジング装置
にコア手段を回転させる電動モータ等のコア駆動手段を
付設することで、焼結成形体の円孔部内径の真円度を向
上することができるサイジング装置が得られる。

【０００７】上記課題を解決するため本発明は、焼結金
属成形体のサイジング方法において、加圧装置に回転可
能に支持するサイジング用型に円形断面の軸部を有する
焼結金属成形体を収納し、前記サイジング用型を回転さ
せながら、前記加圧装置により前記焼結金属成形体を加
圧圧縮することを特徴とする。かかる構成によれば、焼
結成形体を収納したサイジング用型を回転させながら加
圧装置により焼結成形体を加圧圧縮するので、焼結成形
体の断面円形の軸部の外径の真円度はサイジング用型の
真円度に依存することなく、サイジング用型の最小径に
より整形されて真円度がより向上する。しかも、サイジ
ング型を回転させる以外は従来のサイジング方法と全く
変わらないので量産性を損なうことがなく、更に、サイ
ジング用型の製造コストの低減が計れる。

【０００８】更に本発明は、焼結金属成形体のサイジン
グ装置において、円形断面の軸部を有する焼結金属成形
体を加圧圧縮する手段と、前記焼結金属成形体の軸部外
径のサイジングを行う型手段と、前記型手段を回転させ
る駆動手段とを備えることを特徴とする。かかる構成に
よれば、従来の焼結成形体のサイジング装置の加圧装置
に焼結金属成形体の軸部外径のサイジングを行う型手段
を回転させる駆動手段を付設することで円形断面の軸部
の真円度を向上するサイジング装置とすることができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態につい
て図を参照して説明する。図１は本発明に係るサイジン
グ装置の第１形態の主要部断面図である。図１におい
て、サイジング装置は油圧プレス等の加圧装置に固定さ
れる基台１と、支持枠２と、下パンチ３、上パンチ４
と、支持枠２の下方の金型保持部６に着脱自在に取り付
けられるサイジング用金型５と、上パンチ４の中空部を
貫通して延出するコアロッド７から成る。下パンチ３は
図示しない油圧シリンダまたはクランク機構に当接して
上下動するパンチ支持部９に着脱自在に支持されてお
り、上パンチ４は加圧装置の加圧シリンダ８の下端部に
固定されたパンチ支持部１４に着脱自在に支持されてい
る。

【００１０】コアロッド７の上端部にはプーリまたはギ
ア９が備えられて、電動モータ１２の出力軸に備えられ
るプーリまたはギア１１との間に捲廻されるベルトまた
はチェーンにより２００〜２０００ｒｐｍに回動され
る。１３はベアリングであり、１５は焼結成形体であ
る。

【００１１】クランク機構等により、下パンチ３の上端
部が基台１の上面以下の位置に下降したときに、焼結炉
で焼結された成形体は１５は基台１上において下パンチ
３の上端に配置され、下パンチ３の上昇によりサイジン
グ用金型５に収納される。同時に、焼結成形体１５の円
孔部に回転するコアロッド７が挿入されて図１に示す状
態となる。コアロッド７は上下に移動可能とし焼結成形
体１５が金型５に収納された後にコアロッド７を降下し
て円孔部に挿入させるように構成してもよい。

【００１２】焼結成形体１５が金型５に収納されて円孔
部に回転するコアロッド７が挿入されると同時に加圧装
置の加圧シリンダ８が加圧されて上パンチ４が下降し焼
結成形体１５を加圧圧縮する。焼結成形体１５の高さ方
向のサイジングは、上パンチ４のストローク量を規制す
ることにより行われる。通常圧縮量は５〜６ ％であ
り、この圧縮量を前提として焼結前の圧粉体の成形寸法
が設計されている。焼結成形体１５が加圧圧縮されるこ
とにより、焼結成形体１５はサイジング用金型５及びコ
アロッド７に押圧されて幅方向のサイジングが行われ
る。

【００１３】本発明のサイジング方法においては、焼結
成形体１５の円孔部に挿入するコアロッド７を回転させ
ながら焼結成形体１５を加圧圧縮するので、円孔部内壁
はコアロッド７の最大径に一律に整形されて真円度が向
上する。

【００１４】サイジングが終了すると、クランク機構に
より下パンチ３が下降して、焼結成形体１５が基台１上
に押し出され、側方に回収されて他の焼結成形体１５が
下パンチ３上に配置される。加圧シリンダ８が元の位置
に上昇し、下パンチ３が上昇して焼結成形体１５が金型
５とコアロッド７間に収納され加圧シリンダ８とともに
上パンチ４が下降してサイジングが行われる。

【００１５】図２にその主要部の断面を示すサイジング
装置は、断面円形の焼結成形体の真円度を向上させるた
めのサイジング装置であって、基台１、支持枠２の構造
は図１と同一である。下パンチ３及び上パンチ４はコア
ロッドが不要であるため中空部がない構造となっている
が、作動は図１に示す装置のものと同一である。サイジ
ング用金型５は加圧装置に固定される支持枠２の下方の
金型保持部６にベアリング１６、１７を介して回転可能
に取り付けられている。金型保持部６より延出する金型
５の端部にギア９を固着し、電動モータ１２の出力軸に
固定するギアと噛合して金型５を回転させる構造となっ
ている。

【００１６】クランク機構等により駆動されて下パンチ
３の上端部が基台１の上面以下の位置に下降したとき
に、円柱形状の焼結成形体１５は基台１上面の側方より
下パンチ３の上端部に配置され、下パンチ３の上昇によ
りサイジング用金型５に収納される。金型５が電動モー
タ１２により回動すると同時に加圧装置の加圧シリンダ
８が加圧されて上パンチ４が下降し焼結成形体１５を加
圧圧縮する。焼結成形体１５の高さ方向のサイジング
は、上側パンチ４のストローク量を規制することにより
行われる。通常圧縮量は ％であり、この圧縮量を前
提として焼結前の圧粉体の成形寸法が設計されている。
焼結成形体１５が加圧圧縮されることにより、焼結成形
体１５はサイジング用金型５に押圧されて径方向のサイ
ジングが行われる。

【００１７】焼結成形体１５を収納した金型５を回転さ
せながら焼結成形体１５を加圧圧縮するので、焼結成形
体の円柱外径は金型５の最小内径に一律に整形されて真
円度が向上する。サイジングが終了すると、クランク機
構により下パンチ３が下降して、焼結成形体１５が基台
１上に押し出され、側方に回収されて他の焼結成形体１
５が下パンチ３上端部に配置される。加圧シリンダ８が
元の位置に上昇し、下パンチ３が上昇して焼結成形体１
５が金型５に収納され加圧シリンダ８とともに上パンチ
４が下降してサイジングが行われる。

【００１８】上記実施の形態では焼結成形体１５を金型
５に収納してから金型５を回転させる例を説明したが、
金型５を常に回転させておいて焼結成形体１５を収納
し、サイジング後に取り出すようにして量産性を向上さ
せることも容易に可能である。また、上述の実施形態で
は、円柱状の焼結成形体１５のサイジング方法について
説明したが、図２のサイジング装置に図１に示す回動可
能なコアロッドを付設して円孔部を有する円筒状の焼結
成形体の内径と外径のサイジングを同時に行うことも可
能である。

【００１９】図１に示すサイジング装置においては、コ
アロッド７の回転構造としてプーリやギアを使用せず、
電動モータ１２の出力軸を直接コアロッド７に取り付け
る構成とすることも可能である。更に、図２に示すサイ
ジング装置において、金型の一部を金型に対して回転可
能に支持するよう構成し、このように構成した金型を支
持枠２の金型保持部６に支持して、回転可能な金型部を
電動モータで回動することも可能である。かかる構成の
金型を用いれば、焼結成形体の一部が円形断面の回転軸
であるような焼結成形体の回転軸部のみの真円度を向上
させることのできるサイジング装置とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の第１の発明に係るサイジング装置の
主要部の断面図である。

【図２】は本発明の第２の発明に係るサイジング装置の
主要部の断面図である。

【符号の説明】

１…基台 ２…支持枠 ３…下パンチ ４…上パンチ ５…サイジング用型 ７…コアロッド ８…加圧シリンダ １２…電動モータ １５…焼結成形体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結金属成形体のサイジング方法におい
   て、 加圧装置に支持するサイジング用型に円孔部を有する焼
   結金属成形体を収納し、前記円孔部に回転するサイジン
   グ用コアを挿入し、 前記加圧装置により前記焼結金属成形体を加圧圧縮する
   ことを特徴とする焼結金属成形体のサイジング方法。
2. 【請求項２】 前記焼結金属成形体は、貫通する円孔部
   を有する軸受部材であることを特徴とする請求項１記載
   の焼結金属成形体のサイジング方法。
3. 【請求項３】 焼結金属成形体のサイジング装置におい
   て、 円孔部を有する焼結金属成形体を加圧圧縮する手段と、 前記焼結金属成形体の外周のサイジングを行う型手段
   と、 前記焼結金属成形体の円孔部に挿入されて円孔部内径の
   サイジングを行うコア手段と、 前記コア手段を回転させるコア駆動手段とを備えること
   を特徴とするサイジング装置。
4. 【請求項４】 焼結金属成形体のサイジング方法におい
   て、 加圧装置に回転可能に支持するサイジング用型に円形断
   面の軸部を有する焼結金属成形体を収納し、 前記サイジング用型を回転させながら、前記加圧装置に
   より前記焼結金属成形体を加圧圧縮することを特徴とす
   る焼結金属成形体のサイジング方法。
5. 【請求項５】 焼結金属成形体のサイジング装置におい
   て、 円形断面の軸部を有する焼結金属成形体を加圧圧縮する
   手段と、 前記焼結金属成形体の軸部外径のサイジングを行う型手
   段と、 前記型手段を回転させる駆動手段とを備えることを特徴
   とするサイジング装置。