JPH02145707A - 嵌合物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、嵌合物品の製造方法に関し、詳しくは２個も
しくはそれ以上のセラミックスまたは金属部品が間隙を
もって係合している嵌合物品の製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、セラミックスまたは金属よりなる嵌合物品の製造
方法として、２個もしくはそれ以上のセラミックスまた
は金属部品を２個またはそれ以上に分割したいイっゆる
割り型構造による製造方法がある。

例えば、第４図はセラミックスまたは金属よりなる嵌合
物品の製造方法の一例を示す組立図である。第４図にお
いて、セラミックスまたは金属よりなる嵌合物品を製造
するには、シャフト１の小径部をカバー３１ａ及びカバ
ー３１ｂで挟みこみ、ボルト４１及びナツト４２でカバ
ー３１ａ及びカバー３１ｂとを結合させて構成される。

このときカバー３１の端部は、シャフト１の大径部と係
合するために外れない。

また、さらに、他の従来のセラミックスまたは金属より
なる嵌合物品の製造方法としては、上述し、た従来例に
おけるボルト、ナツトによるカバー３１ａ及びカバー３
１ｂの結合法に代わり溶接等による結合方法が用いられ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の嵌合物品の製造方法は、２個またはそれ
以上のセラミックスまたは金属部品が間隙を持って係合
しているセラミックスまたは金属部品（例えば、図では
３１ａ及び３１ｂ）が２個またはそれ以上に分割したい
わゆる割り型構造となっているので、この割り型構造を
組立てる為の工程を必要とするばかりでなく、組立て後
に一体となる様に２個またはそれ以上に分割した夫々の
部材を作製することは、高精度の加工技術を必要とする
欠点があった。また、特に係合部の外側に位置するセラ
ミックスまたは金属部品が、係合部の内側に位置するセ
ラミックス又は金属部品（例えば、図ではシャフト］の
小径部）を中心にして運動する回転体の場合には、重量
バランスが取りにくくの実務的には、研削やバランスウ
ェイトの添付等を行なわなければならないという欠点が
あった。

そこで、本発明の技術課題は、上述した欠点を解消し、
係合部の外側に位置するセラミックスまたは金属部品を
分割することなく作製し、寸法精度の高い嵌合物品の製
造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段］ 本発明によれば、小径部と大径部とを有する第１の部品
と、前記小径部と嵌合いとなっているリング部を有する
セラミックス又は金属からなる第２の部品とよりなる嵌
合物品を製造する方法において、材料粉末をバインダと
混合・混練して前記リング部の内径が前記大径部の外径
より大なるように第２の部品を成形し、前記成形した第
２の部品のリング部が前記第１の部品の前記小径部外側
に位置するように嵌合し、その後焼結して、前記大径部
の外径より、前記リング部の内径が小なるように前記成
形し、た第２の部品を収縮させることを特徴とする嵌合
物品の製造方法が得られる。

即ち、本発明の嵌合物品の製造方法は、セラミックスま
たは金属よりなる第１および第２の部品等が間隙をもっ
て係合している嵌合物品の係合部の外側に位置するセラ
ミックス又は金属よりなる第２の部品が、所望の組成を
もってセラミックスまたは金属よりなる原料粉末と、熱
可塑性樹脂を主成分とするバインダとを混合・混練した
後、射出成形法又は押出成形法等を用いて成形後、脱バ
インダー工程及び焼結工程を経て作製するものであり、
２個もしくはそれ以上のセラミックスまたは金属物品の
係合部の外側に位置する第２の部品と係合部の内側に位
置する第１の部品とが、脱バインダー工程及び焼結工程
のいずれかにおいて、係合部が係合される方法である。

つまり、近年注目されつつある粉末の射出成形もしくは
押出成形等の方法を用いてセラミックスまたは金属製品
を製造する方法である。

前述した粉末の財団成形もしくは押出成形は、当初いわ
ゆるエンジニアリングセラミックス等を中心にした窯業
製品の分野でおこなわれていたもので、原料粉末に１０
〜２０重量部の何機バインダを加え混合・混練した後、
射出成形法又は押出成形法等により複雑形状のグリーン
成形体を得、脱バインダ１程及び焼結工程を経て焼結製
品とする方法である。

また、アトマイズ法に代表される様に、金属粉末の製造
技術の発展には著しいものがあり、前述した射出成形法
または押出成形法を用いた製造方法を金属にも適用する
ことが可能となった。

射出成形法及び押出成形法は、従来プラスチック材料の
成形に適用されてきた方法であるが、複雑形状のものを
精度良く量産できる利点を有するため、前述したセラミ
ックスまたは金属の焼結体において、従来の技術では不
可能であった形状のものを低コストで市場に提供できる
可能性を有している。

本発明名らは、上述したセラミックス又は金属よりなる
物品の製造工程がグリーン成形体の成形工程、グリーン
成形体の脱バインダー程、及び焼結工程を含んでいるこ
とに着目ｌ１、本発明に至ったものである。

即ち、グリーン成形体は、脱バインダさらに焼結される
際に収縮することを見出し、収縮前工程におい′て、他
部品と係合させることにより焼結後にこれらの部品がい
わゆる割り型構造を持たずに係合した嵌合部品を得る方
法を発明するに至ったしのである。

［作　用］ 本発明においては、小径部と大径部とを有する第１の部
品と、前記大径部と嵌合いとなっているリング部を有す
るセラミックス又は金属からなる第２の部品とよりなる
嵌合物品を製造する際に、第２の部品を成形し、焼結す
る以前に、第１の部品の小径部に予め嵌合した後、焼結
して、この焼結の際に第２の部品のリング部の第１の部
品の外径より小なる様な収縮を利用して、第１の部品に
Ｚ・１して一体成形した第２の部品を嵌合した製品をｉ
がることかできる。

［実施例〕 次に本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に
説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明に第１の実施例を示す
断面図である。第１図（ａ）は２つの部品の初期の組合
せの状態を示す。第１図（ｂ）に示したシャフト１は、
直径φ１０ｍｍのメインシャフト〕１とメインシャフト
１１の両端に位置する直径φ１４ｍｍのサブシャフト１
２ａ及びサブシャフト１２ｂよりなっており、メインシ
ャフト１１とサブシャフト１２ａ及びサブシャフト１２
ｂは５ＵＳ３１６で継ぎ目のないいオ）ゆる一体物で構
成されている。また、リング２は、Ｆｅ３０ｗｔ％−Ｃ
ｏ５０ｗｔ％なる組成の合金をアルゴンガス雰囲気中で
高周波加熱により溶製し、水アトマイズ法により平均粒
径１０μＩｌｌに作製した粉末を第１表に示す組成によ
り混合、混練した後、射出成形法を用いて成形されたも
のであり、このリング２の内径はφ１５μｍである。

ここで、リング２は、サブシャフト１２ａもしくはサブ
シャフト１２ｂを通りメインシャフト１１の周囲に係合
する。

次に、第１図（ａ）に示したシャフト１と、１ノング２
との係合体をアルコ°ンガスを２１　／　ｍ　ｉ　ｎ流
した雰囲気中で室温から毎時１０℃のバー温速度で００
０℃まで昇温加熱し、６００℃で２０与間保持した後、
室温まで冷却することにより１ノンク゛２の脱バインダ
を行った。ついで、真空炉中１ご１父人し、室温より毎
時２００℃の昇温速度で１２００℃まで昇温加熱し、１
０時間保持しｔ二後、急冷することによりリング２を焼
結し、シャフト１？こ焼結されたリング２′が係合した
嵌合部品を得ｔコ。

第１図（ｂ）は第１の実施例で得られｔ二金属製品を示
す断面図である。第１図（ｂ）（こお０て、リング２゛
の内径は、リング２の内径φ１５ｍｍより１８％収縮し
、φ１２．３ｍｍとなり、サブシャフト１２ａ及びサブ
シャフト１２ｂの外形より小となった為に、シャフト１
とリング２″Ｊ、ｔ、士永久的な係合状態をシャフト１
またｆよリング２のいずれをも分割構造とすることなし
くこ行うことができた。

第１表 は下依日 次に本発明のもう一つの実施例について図面を寥照して
詳細に説明する。

第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施例を示す断
面図である。第２図（ａ）に示したシャフト１″はサブ
シャフト１２−の片端に直径φ１０ｍｍのメインシャフ
ト１ｍとさらにその先端にＣ☆、置する直径φｌ　４　
ｒｎ　ｍのヘッド１３からなっており、メインシャフト
１１′とサブシャフト１２′とヘッド１３は５ＵＳ３１
６で継目のないいわゆる一体物で構成されている。また
、リング３は内径φ”ｔ　５　ｍ　ｍのつば２２からな
っており、第１表に示す組成により、混合、混練した後
、射出成形法を用いて成形されたものである。

ここで、リング３のつば２２は、シャフト１′のヘッド
１３を通りメインシャツＩ−１１−の周囲に係合されて
いる。

次に、第２図（ａ）に示したシャフト１″とリング３の
係合体をアルゴンガスを２１　／　ｍ　ｉ　ｎ流した雰
囲気中で、室温から毎時１０℃の昇温速度で６００℃ま
で昇温加熱し、６００℃で２時間保持した後、室温まで
冷却することにより、リング３の脱パインを行った。

ついで、真空炉中に投入し室温より毎時２００℃の昇温
速度で１２００℃まで昇温加熱し、１０時間保持した後
急冷することによりリング３を焼結し、シャフト１′と
焼結されたリング３″が係合した金属製の嵌合物品を得
た。

第２図（ｂ）は、上述した第２の実施例で得られた金属
製の嵌合物品を示す断面図である。第２図（ｂ）におい
て、リング３′のっぽ２２′の内径は、つば２２′の内
径φ１５ｍｍより１８％収縮し、φ１２．３ｍｍとなり
、ヘッド１３の外径より小となった為にシャフト１″と
リング３゛は、反永久的係合状態をシャフト１″とリン
グ３−のいずれをも分割構造とすることなく行うことが
出来た。

次に本発明のさらにもう一つの実施例について図面を参
照して詳細に説明する。

第３図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施例を示す
断面図である。第３図（ａ）に示した六角穴つきボルト
４とリング５の係合体をアルゴンガスを２１　／　ｍ　
ｉ　ｎ流した雰囲気中で室温から毎時１０℃の昇温速度
で６００℃まで昇温加熱し、６００℃で２時間保持した
後、室温まで冷却することによりリング５の脱バインダ
を行った。ついで、真空炉中に投入し室温から毎時２０
０℃の昇温速度で１２００℃で昇温加熱し、１０時間保
持した後、急冷することによりリング５を焼結し、六角
穴つきボルト４と焼結されたリング５′が係合１．たセ
ラミックス及び金属よりなる嵌合物品を得た。第３図（
ｂ）において、リング５″の内径は、リング５の内径φ
１３ｍｍより１８％収縮し、φ１（’１．７ｍｍとなり
、ネジ部４ｃより小となった為に六角穴つきボルト４と
リング５′は永久的な係ａ・状態を六角穴つきボルト４
またはリング５のいづれをも分割構造とすることなく行
うことが出来た。

以、ト、本発明の実施例について説明したが、上述し、
　１＝第１．第２及び第３の実施例に限定されず、本発
明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能
である。

尚、実施例１及び２において、内側部品を完成品として
、外側に配置した成型部品を焼結することにより製品を
完成していたが、内側及び外側部品ともに、成形体を用
いることも可能であり、この場合焼結することにより、
内側成形体の径方向の収縮率は、外側成形体の収縮率よ
り小なるように構成する必要がある。

また、本実施例においては、合金組成としてＦｅ３０ｗ
ｔ％−Ｃｏ５０ｗｔ％なる合金を用いたが、組成の異な
るＦｅ−Ｃｏ合金は勿論、純鉄やステンレス、アルミナ
等の金属２合金、及びセラミックス等を用いても同等問
題はない。

更に、バインダも上述した組成に限らずポリスチレン、
アクリル樹脂等も適用可能であることは言うまでもない
。

［発明の効果］ 以上説明１−た様に、本発明の嵌合物品の製造方法にお
いて、２個もしくはそれ以上のセラミックスまたは金属
製品の係合部の外側に位置するセラミックスまたは金属
よりなる部品を所望の組成をＨする原料粉末と熱可塑性
樹脂を主成分とするバインダとを混合・混練した後、射
出成形法または押出成形法等を用いて成形後、脱パイン
ダニ程または焼−結工程のいずれかにおいて、係合部の
内側に位置する部品と嵌合した後に脱パインダニ程及び
焼結工程を紅るので、前記係合部の外側に位置する部品
が脱パインダニ程及び焼結工程において、収縮するため
に、前記係合部の間隙が狭まるので、セラミックスまた
は金属部品のいずれも分割することなく嵌ご部品を得る
ことが出来るという効果があり、工業上実に有益である
。

硯図である。

図中、］、１′はシャフト、２．２−．３．５゜５′は
リング、４は六角穴つきボルト、４ａは頭部、４ｂはス
リット、４Ｃはネジ部、〕、１．，１１′はメインシャ
フト、１２ａ、１２ｂ、１２−はサブシャフト、１３は
ヘッド、２１は外筒、２２゜２２′はっば、３１ａ、３
１ｂはカバー　４１はボルト、４２はナツトである。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施例に係る
嵌合部品を示す断面図、第２図（ａ）及び（ｂ）は本発
明の第２の実施例に係る嵌合部品を示す断面図、第３図
は（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施例に係る嵌合
部品を示す断面図、第４図は従来例に係る嵌合部品の組
立てを示す斜￥１図（α、） 第２区（■ 手続補正書（自発） 平成／　年７　月２り［」 特許庁長官　吉　１）文　毅　　殿 １、事件の表７」＜ 昭和６３年特許願第２９９４３８号 ２、発明の名称 嵌合物品の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 名　　称　　　株式会社　トーキン ・１１代理人　〒１０５ 住　所　　東京都港区西新橋Ｉ　Ｔ　［１４番１０号◆ ｑ）−〜−４２す、ト ５、補正の対象 Ａ、明細ｎの発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 Ａ、明細書の発明の詳細な説明の欄の記載の一部を次の
ように補正します。 １）明細書の第８頁第３行「本発明に」を「本発明の」
に訂正する。 ２）明細書の第８頁第５行「第１図（ｂ）」を「第１図
（ａ）」に訂正する。 ３〉明細書の第８頁第１８行「φ１５μｍ」を［φ１５
ｍｍＪ　ｌ＝ｉ丁正する。 ４）明細書の第８頁第１８行「φ１５μｍ」を［φ１５
ｍｍＪに訂正する。 ５）明細書の第１０頁第１表のＦｅ−Ｃｏ合金粉末の重
量比の欄ｒ９１．．６ｗｔ％」をｒ９１．０ｗｔ％」に
訂正する。 ６）明細書の第１２頁第２行「脱パイン」を「脱バイン
ダ」に訂正する。 ７）明細書の第１２頁第２０行「断面図である。」の後
に、次の文を挿入する。 「第３図（ａ）に示した六角穴つきボルト４は、ＪＩＳ
　　Ｂ　　１１．７Ｂに準じたジルコニア製のＭ１２×
５０であり、頭部４ａから１．６ｍｍの位置に幅２ｍｍ
、直径φ１０ｒｒｚｎのスリット４ｂが追加されている
。また、リング５は、第１表に示す組成により混合、混
練した後、押出成形法を用いて厚さ１．３ｍｍのシート
を作製し、さらに外径φ２０ｍｍ、内径φ１．−３　ｍ
　ｍに打ち抜いたものである。 ここで、リング５は、六角穴つきボルト４のネジ部４Ｃ
を通りスリット４ｂの周囲に係合されている。」 Ｂ、明細書の図面の簡単な説明の欄の記載の一部を次の
ように補正します。 ■）明細書の第１５頁第１７行「第３図は（ａ）」を「
第３図（ａ）」に訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、小径部と大径部とを有する第１の部品と、前記小径
   部と嵌合いとなっているリング部を有するセラミックス
   又は金属からなる第２の部品とよりなる嵌合物品を製造
   する方法において、材料粉末をバインダと混合・混練し
   て前記リング部の内径が前記大径部の外径より大なるよ
   うに第２の部品を成形し、前記成形した第２の部品のリ
   ング部が前記第１の部品の前記小径部外側に位置するよ
   うに嵌合し、その後焼結して前記大径部の外径より前記
   リング部の内径が小なるように前記成形した第２の部品
   を収縮させることを特徴とする嵌合物品の製造方法。