JP3786864B2 - 焼結製品の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂インサートに適した焼結製品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インサート品を装填した金型内に樹脂を注入して、インサート品と溶融樹脂とを一体化した複合部品を製造するインサート工法が知られている。インサート工法では、樹脂と金属のように異なる性質を有する複数種の材質を一体に備える複合部品を作業性よく製造することができ、たとえばインサート品として焼結部品を樹脂部品と一体化することにより、無給油駆動が可能な複合部品を容易に得ることができる。
【０００３】
樹脂部品と焼結部品とからなる複合部品には一般に、ラジアル荷重、スラスト荷重あるいはその両方が加えられるため、樹脂インサートされる焼結部品には、樹脂部品に対する回転を防止する回転止め形状や、埋め込まれた樹脂部品からの軸方向脱落を防止する抜け止め形状を設ける必要がある。
【０００４】
焼結部品の樹脂部品に対する回転は、たとえば図３に示すような部品５０の外周面５１に、軸方向全長にわたる直線溝５２を設けて、この直線溝５２に樹脂を入り込ませることにより防止することができる。この直線溝５２は、部品５０を成形する金型の内周面に圧縮方向に延びる凸条を形成することにより、圧粉体を形成する圧縮成形時あるいは焼結後のサイジング（再圧縮）時に形成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
また、焼結部品の樹脂部品からの軸方向脱落は、上述した部品５０の外周面５１に、たとえば図４に示すように周溝５３を設けて、この周溝５３に樹脂を入り込ませることにより防止することができる。しかしながら、この周溝５３の形状はアンダーカット形状となるため、直線溝５２のように金型で形成することができず、機械加工により形成しなければならない。このため、抜け止め形状と回転止め形状の両方を有する焼結部品の製造には、樹脂インサート成形の他にさらに機械加工を行うための装置、加工時間を要しており、加工性が悪く、製造コストが嵩んでしまい、生産性が悪いという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、樹脂インサートに好適な、抜け止め形状および回転止め形状を有する焼結部品を、容易にかつ低コストで提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る焼結製品の製造方法は、材料粉末を圧縮成形して得られた圧粉体を焼結して円筒状の焼結体を形成した後に、この焼結体にサイジングを施して、樹脂インサート成形のインサート品として用いられる焼結製品を形成する焼結製品の製造方法であって、サイジング用の矯正金型のキャビティ内で前記焼結体にサイジングを施す際、前記キャビティの形成面に形成された凸条を、この焼結体の外周面に食い込ませることにより、その外周面において互いに軸方向に一致しない位置に、両端面からそれぞれその端面にかかり軸方向に沿ってその途中まで延びる有底溝を形成することを特徴としている。
【０００８】
この発明により形成された焼結製品によれば、製品外周面に軸方向に延びかつ軸方向途中に端面を有する有底溝が設けられているので、この製品をインサート品として樹脂インサート成形した場合には、この有底溝中に樹脂が入り込み硬化することにより、有底溝の側面が樹脂部分との相対回転を抑止できるとともに、有底溝の端面が樹脂部分の軸方向への相対移動すなわち抜けを抑止することができる。このような有底溝は、焼結体のサイジング（再圧縮用）の矯正金型により容易に形成することができるので、抜け止め形状および回転止め形状を有する焼結製品を、容易かつ低コストで提供することができる。
【０００９】
また、この発明により形成された焼結製品によれば、さらに有底溝が軸方向反対向きにも設けられていることにより、焼結製品は樹脂部分に対して軸方向いずれの方向に対しても移動しないので、焼結製品の樹脂部分からの抜けをより確実に防止することができる。
【００１０】
さらに、この発明により形成された焼結製品によれば、有底溝を軸方向に一致させないことにより、インサート品として樹脂インサート成形したときの樹脂の流れが良好となるので、樹脂部品に対して確実に固定され、安定して使用することができる。
また、有底溝を焼結製品の長さの１／２以上の長さで設けることができるので、より強い回転防止力を有する焼結製品を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
図１に、本発明の一実施形態による焼結製品１０を示す。この焼結製品１０は、材料粉末を圧縮成形して得られた圧粉体を焼結、サイジング（再圧縮）して形成されていて、外周面１１に有底溝１２Ａ、１２Ｂがそれぞれ１本以上（本実施形態では等間隔に４本ずつ）設けられている。
【００１２】
有底溝１２Ａは一方の端面１３にかかり軸方向に沿ってその途中まで延びていて、有底溝１２Ａに対し反対向きに設けられた有底溝１２Ｂは、他方の端面１４にかかり軸方向に沿ってその途中まで延びている。これらの有底溝１２Ａ、１２Ｂは、本実施形態では有底溝１２Ａと有底溝１２Ｂとが交互に４５°間隔で、互いに軸方向に一致しないように設けられている。
【００１３】
このような形状の焼結製品１０は、インサート品として樹脂部品中にインサートされると、有底溝１２Ａ、１２Ｂの側面が樹脂部分との相対回転を抑止するとともに、有底溝１２Ａ、１２Ｂの端面が樹脂部分の軸方向への相対移動すなわち抜けを抑止するので、ラジアル荷重あるいはスラスト荷重を受けても樹脂部品から脱落しにくく、安定して使用することができる。
【００１４】
上述した有底溝１２Ａ、１２Ｂは、材料粉末の圧縮成形時や、焼結後のサイジング（再圧縮）時に形成することができる。以下に、焼結後の再圧縮によって有底溝１２Ａ、１２Ｂを形成する場合について説明する。
【００１５】
図２に、材料粉末を圧縮成形して得られた圧粉体を焼結した円筒状の焼結体１５に、本実施形態の焼結製品１０の有底溝１２Ａ、１２Ｂを形成するための金型の概略を示す。この金型は、焼結体１５を再圧縮して形状精度を向上させるためのサイジング（再圧縮）用の矯正金型２０であって、軸方向に移動されるロアーパンチ２２、アッパーパンチ２７およびコアロッド２６を備え、ダイ２１に形成された貫通孔２１ａ内に配置されたロアーパンチ２２、アッパーパンチ２７およびコアロッド２６の間に、焼結製品１０を成形するための円筒状のキャビティＣが形成される。なお、図２は左半分が圧縮前、右半分が圧縮時を示しており、この矯正金型２０によって再圧縮される前の焼結体１５は、図２左側に示すように凹凸のない円筒状に形成されている。
【００１６】
ロアーパンチ２２は、ダイ２１の貫通孔２１ａに嵌挿された円筒状の第１ロアーパンチ２３と、この第１ロアーパンチ２３の内側に嵌挿された円筒状の第２ロアーパンチ２４とを備えている。第１ロアーパンチ２３の上端内周部分には、焼結製品１０の外周面下部を形成する円筒状のブロック２５が固定されている。
【００１７】
ブロック２５は、その内周面がキャビティＣの外周面下部の形成面であって、内周面下端から軸方向に沿って途中まで延びる、有底溝１２Ｂを形成するための凸条２５ａが形成されている。第１ロアーパンチ２３の内径はこの凸条２５ａの内径に一致し、第２ロアーパンチ２４の外周面に嵌合するように設定されている。第１ロアーパンチ２３およびブロック２５の内側に嵌合されて摺動可能な第２ロアーパンチ２４の内側にはコアロッド２６が嵌合していて、第２ロアーパンチ２４の内径およびコアロッド２６の外径は、焼結体１５（焼結製品１０）の内径に一致している。
【００１８】
アッパーパンチ２７は、円筒状の第１アッパーパンチ２８と、この第１アッパーパンチ２８の内側に嵌挿された円筒状の第２アッパーパンチ２９とを備えている。第１アッパーパンチ２８の下端内周部分には、焼結製品１０の外周面上部を形成する円筒状のブロック３０が固定されている。
【００１９】
ブロック３０は、その内周面がキャビティＣの外周面上部の形成面であって、内周面上端から軸方向に沿って途中まで延びる、有底溝１２Ａを形成するための凸条３０ａが形成されている。第１アッパーパンチ２８の内径はこの凸条３０ａの内径に一致し、第２アッパーパンチ２９の外周面に嵌合するように設定されている。第１アッパーパンチ２８およびブロック３０の内側に嵌合されて摺動可能な第２アッパーパンチ２９の内側にはコアロッド２６が嵌合可能であり、第２アッパーパンチ２９の内径およびコアロッド２６の外径は、焼結体１５（焼結製品１０）の内径に一致している。
【００２０】
つぎに、以上のように構成された矯正金型２０による有底溝１２Ａ、１２Ｂの形成について説明する。
まず、図２左側に示すように、アッパーパンチ２７を上昇させるとともに、ロアーパンチ２２の上面をダイ２１上面に一致させておき、第２ロアーパンチ２４上に焼結体１５を載置する。そして、第１アッパーパンチ２８および第２アッパーパンチ２９を下降させて、焼結体１５の端面１３、１４を第２アッパーパンチ２９下面および第２ロアーパンチ２４上面により拘束するとともに、ブロック３０およびブロック２５を焼結体１５の外側に嵌め、コアロッド２６を焼結体１５の内側に嵌め込む。
【００２１】
さらに、図２右側に示すように、ダイ２１内で第１アッパーパンチ２８（ブロック３０）下面と第１ロアーパンチ２３（ブロック２５）上面とが当接するまでアッパーパンチ２７とロアーパンチ２２とを下降させて互いに押圧することにより、焼結体１５がキャビティＣの形状に沿うように塑性変形される。すなわち、焼結体１５は、矯正金型２０により各部が精度の良好な形状に再圧縮成形されるとともに、外周面１１にブロック２５の凸条２５ａおよびブロック３０の凸条３０ａが食い込んで有底溝１２Ａ、１２Ｂが形成されることにより、焼結製品１０としての形状に矯正される。
【００２２】
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。前記実施形態では、両端面１３、１４にそれぞれ有底溝１２Ａ、１２Ｂを形成することにより両方向からのスラスト荷重に耐えうる焼結製品を示したが、軸受に加えられるスラスト荷重が一方向からのみの場合には、いずれか一方の端面のみから延びる有底溝を形成するだけでもよい。また、前記実施形態では、有底溝を矯正金型により形成したが、これを圧粉成形時に形成することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る焼結製品の製造方法より形成された焼結製品によれば、製品外周面に軸方向に延びかつ軸方向途中に端面を有する有底溝が設けられているので、この製品をインサート品として樹脂インサート成形した場合には、この有底溝中に樹脂が入り込み硬化することにより、有底溝の側面が樹脂部分との相対回転を抑止できるとともに、有底溝の端面が樹脂部分の軸方向への相対移動すなわち抜けを抑止することができる。
また、このような有底溝は、焼結体の矯正金型により容易に形成することができるので、抜け止め形状および回転止め形状を有する焼結製品を、機械加工を行うことなく、容易かつ低コストで提供することができる。
【００２４】
また、この発明により形成された焼結製品によれば、さらに有底溝が軸方向反対向きにも設けられていることにより、焼結製品は樹脂部分に対して軸方向いずれの方向に対しても移動しないので、焼結製品の樹脂部分からの抜けをより確実に防止することができる。
【００２５】
さらに、この発明により形成された焼結製品によれば、有底溝を軸方向に一致させないことにより、インサート品として樹脂インサート成形したときの樹脂の流れが良好となるので、樹脂部品に対して確実に固定され、安定して使用することができる。
また、有底溝長さを製品長さの１／２以上に設けることができるので、より強い回転防止力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による焼結製品を示す斜視図である。
【図２】 図１に示す焼結製品を形成する金型を示す断面図である。
【図３】 従来の回転止め形状を有する焼結製品を示す斜視図である。
【図４】 従来の回転止めおよび抜け止め形状を有する焼結製品を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 焼結製品
１１ 外周面
１２Ａ、１２Ｂ 有底溝
１３、１４ 端面

Claims (1)

1. 材料粉末を圧縮成形して得られた圧粉体を焼結して円筒状の焼結体を形成した後に、この焼結体にサイジングを施して、樹脂インサート成形のインサート品として用いられる焼結製品を形成する焼結製品の製造方法であって、
   サイジング用の矯正金型のキャビティ内で前記焼結体にサイジングを施す際、前記キャビティの形成面に形成された凸条を、この焼結体の外周面に食い込ませることにより、その外周面において互いに軸方向に一致しない位置に、両端面からそれぞれその端面にかかり軸方向に沿ってその途中まで延びる有底溝を形成することを特徴とする焼結製品の製造方法。

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