JP6156912B2 - 焼結部品の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、一端側と他端側の投影形状が異なる焼結部品、基部の外周に２箇所の径方向突出部が軸方向に間隔をあけて設けられ、その２箇所の径方向突出部の周方向位相がずれている焼結部品を簡易な粉末成形装置を用いて製造することを可能にした焼結部品の製造方法とその方法で製造された焼結部品に関する。

一端側と他端側の投影形状が異なる機械部品の一例を図７に示す。例示の機械部品２０は、円筒部２１の一端側外周と他端側外周にそれぞれチェーンと噛み合う歯２２、２３が設けられ、一端側の歯２２と、他端側の歯２３の位相が異なる２連スプロケットホイールである。

この２連スプロケットホイールや２箇所の歯の位相が異なる２連歯車、２箇所の爪の位相が異なる２連爪車などを一般的なプレス機を用いて粉末冶金法で製造する（焼結部品となす）ことができたならば、量産性が飛躍的に向上し、コストの大幅低減が可能になる。

ところが、一般的なプレス機による粉末成形は、上下方向に作動するパンチと非分割のダイを備える金型を用いて原料粉末を押し固めるため、一端側と他端側の投影形状が異なる焼結部品、即ち、上述した位相違いの歯を有する２連スプロケットなどは粉末の成形ができない。

そのために、位相違いの歯を有する２連スプロケットなどを一般的なプレス機による粉末成形を行って製造する技術は開発されていない。

なお、ダイを上下に分割できるオリベッティ方式のプレス機が知られており（例えば、下記特許文献１参照）そのオリベッティ方式のプレス機であれば、一端側と他端側の投影形状が異なる焼結部品の粉末成形が可能である。

特開平０９−１９４９０３号公報

上記オリベッティ方式のプレス機は、構造が複雑で高価であり、製造する焼結部品のコストを大きく上昇させる。

そこで、この発明は、原料粉末の成形を、ダイが分割されていない安価なプレス機で行って一端側と他端側の投影形状が異なる２連スプロケットホイールなどの焼結部品を製造可能となすことを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、一端側と他端側の投影形状が異なる焼結部品の製造を以下の方法で行う。
即ち、原料粉末の成形工程において、基部（筒部や軸部）の外周の２箇所に周方向位相の異なる径方向突出部を軸方向に間隔をあけて設け、さらに、前記２箇所の径方向突出部間にそれぞれの径方向突出部よりも径方向突出量の大きな鍔を設けた粉末の成形体を作り、しかる後、前記鍔を除去し、なおかつ、前記２箇所の径方向突出部間に環状溝を設ける方法で所望の焼結部品を製造する。

この方法での一端側と他端側の投影形状が異なる機械部品の前記鍔の除去と２箇所の径方向突出部間における環状溝の設置は、切削や研削などの機械加工で行える。

この発明は、上記の方法で製造された焼結部品も併せて提供する。その焼結部品は、一端側外周の径方向突出部と他端側外周の径方向突出部との間に機械加工された環状溝を有する。

この発明の製造方法は、原料粉末の成形を、軸方向に間隔をあけて設ける２箇所の径方向突出部間にそれぞれの径方向突出部よりも突出量の大きな鍔が形成されるように行うので、ダイが分割されていない一般的な安価なプレス機を使用することができる。

また、前記鍔の除去と環状溝の設置は、コストのあまりかからない機械加工で行うことができ、これにより製品の価格上昇が回避される。

この発明の焼結部品の製造に利用する粉末成形装置の一例の断面図である。 図１の粉末成形装置の給粉工程を示す断面図である。 トランスファーによるキャビティ内粉末の移動工程を示す断面図である。 原料粉末の圧縮完了状態を示す断面図である。 図１の粉末成形装置によって得られる成形体の断面図である。 図５の成形体を機械加工して得られる最終製品の断面図である。 この発明の方法で製造する焼結部品の一例（２連スプロケットホイール）の斜視図である。

以下、この発明の焼結部品の製造方法の実施の形態を添付図面の図１〜図６に基づいて説明する。

この発明の焼結部品の粉末成形に利用する粉末成形装置の金型を図１に示す。図示の金型は、２連スプロケットホイールの成形を行うものであって、ダイ１と下１パンチ２、下２パンチ３、下１パンチ２に対向した上１パンチ４、下２パンチ３に対向した上２パンチ５及び下２パンチ３の中心に通したコアロッド６を組み合わせてなる。

ダイ１は、昇降可能に支持されたダイプレート７に支持されている。また、下１パンチ２は、昇降可能な下パンチプレート８に支持され、下２パンチ３は、位置固定のベースプレート９に支持されている。

さらに、上１パンチ４は、上２パンチ５から独立して昇降できる上１パンチプレート１０に支持され、上２パンチ５はプレス機の上ラム１１によって昇降させる上２パンチプレート１２に支持されている。

互いに対向した下１パンチ２と上１パンチ４は、各々の先端側内周に歯面成形部を有しており、その歯面成形部で２連スプロケットホイールの円筒部（基部）の一端側外周の歯と他端側外周の歯の歯面をそれぞれ成形する。併せて、各々の前面で成形体の一端側外周の歯と他端側外周の歯の間に設ける鍔の端面を成形する。

また、互いに対向した下２パンチ３と上２パンチ５は、下１パンチ２と上１パンチ４の
歯面成形部にそれぞれ噛み合わせる歯を有しており、前面で２連スプロケットホイールの端面（歯の端面と円筒部の端面）をそれぞれ成形する。

さらに、ダイ１は、成形体の一端側外周の歯と他端側外周の歯の間に設ける鍔の外周面を成形し、コアロッド６は成形体の中心の穴を成形する。

図１の１３は下パンチプレート８を昇降させる駆動源、１４は上１パンチプレート１０を昇降させる駆動源である。図示の駆動源１３，１４は、ともに流体圧作動のシリンダアクチュエータである。

図１の１５は、原料粉末を供給する給粉ボックスであり、この給粉ボックス１５がダイ１と下１パンチ２と下２パンチ３によって作り出されるキャビティ１６上に移動してキャビティ１６に原料粉末Ｐが投入される（図２参照）。

その粉末の投入が完了すると、トランスファーによるキャビティ内原料粉末の移動が実施され（図３参照）、その後、上１パンチ４と上２パンチ５の押し下げによる原料粉末の圧縮が行われる（この圧縮行程では、ダイ１が追従して降下する）。

その後、完成した成形体Ａの金型からの抜き出し（蹴出し）が行われる。以上の行程を経ることで図５に示す成形体Ａが得られる。その成形体Ａは、円筒部の一端側外周と他端側外周に位相の異なる歯２２，２３を有し、さらに、その歯２２，２３間にそれらの歯よりも径方向突出量の大きい鍔２４を有する。

その鍔２４を成形体Ａに設けることで、下１パンチ２と上１パンチ４が直接突き合わされる事態をなくして下１パンチ２と上１パンチ４を過大圧力から保護することができる。鍔２４の厚みが例えば５ｍｍ以上あると、鍔２４が緩衝層として働いて下１パンチ２と上１パンチ４に過大な圧力が加わることが防止される。

また、この鍔２４を設けることで、下１パンチ２によって成形される歯と上１パンチ４によって成形される歯の位相がずれていても原料粉末の歯になる領域にも必要な成形圧を加えることができる。

この発明の方法では、その鍔２４を成形後に除去する。また、鍔のあった位置を更に掘り下げて図６に示すような環状溝２５を生じさせ、最終製品（焼結部品）となす。

鍔２４の除去と環状溝２５の設置は、成形体Ａを焼結した後に切削したり研削したりして行なうと製品の破損防止の策が省けて好ましいが、焼結する前に行うことも可能である。

この発明の方法で製造する焼結部品は、筒部の一端側外周と他端側外周に位相のずれた歯を有する２連スプロケットや２連歯車、歯に代えて位相のずれた爪を設けた２連爪車、筒部の一端側外周と他端側外周に位相のずれたカム面や偏心した鍔など有する部品などが具体例として挙げられる。

ここに例示した部品はあくまでも一例に過ぎない。一端側外周と他端側外周に径方向突出部をそれぞれ有し、一端側と他端側の投影形状が異なるために最終形状での粉末成形ができない機械部品がこの発明の適用対象となる。

１ ダイ
２ 下１パンチ
３ 下２パンチ
４ 上１パンチ
５ 上２パンチ
６ コアロッド
７ ダイプレート
８ 下パンチプレート
９ ベースプレート
１０ 上１パンチプレート
１１ 上ラム
１２ 上２パンチプレート
１３，１４ 駆動源
１５ 給粉ボックス
１６ キャビティ
Ｐ 原料粉末
２０ 機械部品
２１ 基部（円筒部）
２２，２３ 歯
２４ 鍔
２５ 環状溝

Claims (2)

1. 筒部の一端側外周と他端側外周の２箇所に周方向位相の異なる径方向突出部を有し、その一端側外周と他端側外周の径方向突出部間に環状溝を有する焼結部品の製造方法であって、原料粉末の成形工程において、前記筒部の一端側外周の径方向突出部を上１パンチで、他端側外周の径方向突出部を下１パンチでそれぞれ成形して設け、前記筒部の両端面を対向配置の上２パンチと下２パンチで成形し、さらに、前記２箇所の径方向突出部間にそれぞれの径方向突出部よりも径方向突出量の大きな鍔をダイと前記上１パンチ及び下１パンチの端面とで成形して設けて粉末の成形体を作り、しかる後、この成形体を焼結し、その焼結を行う前又は焼結後に前記鍔を除去して前記２箇所の径方向突出部間に環状溝を設けて所望の焼結部品を得る焼結部品の製造方法。
2. 前記鍔の除去と２箇所の径方向突出部間における環状溝の設置を、切削又は研削によっ
   て行う請求項１に記載の焼結部品の製造方法。

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