JPH09194902A - 金属またはセラミック粉末射出成形による精密部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼結成形でありながら雄雌両部品が変形せず
且つ適正な抜止め強度が得られるようにした上で、選
別，二次加工等により精度保障する必要が無いように、
雌型部品と雄型部品の調芯、調角を可能に構造化し、安
定した高い精度を有して、成形加工条件が緩やかで成形
容易である精密部品を提供すること。 【解決手段】 雄型部品４と雌型部品１からなり、雌型
部品１は、焼結時に発生する所定の収縮率を考慮して、
挿入される雄型部品４との間に焼結後も隙間Ｓが保たれ
る態様の保持部２と、保持部２内への雄型部品４の挿入
を妨げることなく突出状の抜止め部３を、それぞれ形成
するように金属またはセラミック粉末射出成形によって
成形してあると共に、焼結して、保持部２内の雄型部品
４を可動可能に抱持し、且つ、この雄型部品４を抜止め
部３で抜止め保持してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンピューター部品、通
信機器部品、医療機器部品等に有用な金属またはセラミ
ック粉末射出成形による精密部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平4-259306号に提案されて
いる精密部品がある。この構成は、雌型部品の嵌挿孔内
に雄型部品を、焼結時の収縮による圧力で前記雄型部品
を雌型部品に圧入嵌合したのと同様に納めてあるもので
ある。

【０００３】ところで、雌型部品に雄型部品を嵌合状態
に抜止めする方法として、次の方法があるがそれぞれに
問題がある。 ａ．圧入による抜止め：雄型部品および雌型部品ともに
変形が発生する。 ｂ．接着による抜止め：溶剤、湿度等により抜止め強度
が低下する。 ｃ．圧入、接着による抜止め：雄型部品および雌型部品
ともに変形が発生すると共に、溶剤、湿度等により抜止
め強度が低下する。 ｄ．焼ばめによる抜止め：高い抜止め圧力を得にくい。

【０００４】そして、前記した精密部品は焼結による焼
ばめで抜止めしてあるため、前記の圧入、接着、圧入お
よび接着による抜止めと同様に、雄型部品を確実に抜止
めできない問題がある。すなわち、焼ばめによる抜止め
では、十分な抜止め強度を得ようとした場合に、雄型部
品、雌型部品の変形をもたらす危惧がある。雄型部品で
は変形が妨げとなって高精度部品には不向きであり、雌
型部品では亀裂や割れが発生して、却って強度低下にな
るばかりか、特に雄雌両部品の軸心精度を求められる精
密部品、例えば光ファイバーにおけるコネクタで、雄型
部品がスリーブ、雌型部品がレセプタクルである場合、
その光軸にズレが発生することになる。一方、前記した
ような雄型部品、雌型部品の変形が発生しない程度の焼
ばめ条件にした場合には、抜止め強度が不足したりする
等、収縮率を考慮した寸法条件が狭く量産向きでない。
このように、締結力による摩擦抵抗で固定しているの
で、雄雌両部品に変形が発生しないように適正な抜止め
強度を得るのが難しいという構造上の問題を抱えてい
る。

【０００５】このような諸問題を解決するものとして、
本発明者は特願平6-271161号で金属またはセラミック粉
末射出成形による精密部品を提案している。この精密部
品の構成は、焼結して、雌型部品の保持部内に雄型部品
を同雄型部品が変形しない程度の圧力で抱持し、この雄
型部品の被係止部に雌型部品の係止部を係止させて抜止
め保持することにより一体的に固定してあるもので、必
要十分な抜止め強度が得られ、且つ、雄型部品、雌型部
品の変形が無く、変形に基づく精度低下が無い。

【０００６】ところで、雌型部品と雄型部品の両部品の
組み合わせ精度、特に軸芯精度、さらに軸線角度精度に
ついて注目してみると、焼結による組み構造そして射出
成形加工であるが故に、機械加工に比べて安定した高い
精度を確保し難く、また、その成形加工条件が非常に厳
しく、量産する場合、選別，二次加工等により精度保障
する必要性が生じる場合がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、焼結成形でありながら、雄雌両部品が変形せず且つ
適正な抜止め強度を得られるようにした上で、選別，二
次加工等により精度保障する必要が無いように、雌型部
品と雄型部品の調芯（軸芯の調整）、調角（軸線角度の
調整）が可能であるように構造化することにより、安定
した高い精度を有して、しかも、成形加工が容易である
ところの金属またはセラミック粉末射出成形による精密
部品を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、雄型部品と雌型部品からなり、雌型部品は、焼結時
に発生する所定の収縮率を考慮して、挿入される雄型部
品との間に焼結後も隙間が保たれる態様の保持部と、こ
の保持部内への前記雄型部品の挿入を妨げることなく突
出状の抜止め部を、それぞれ形成するように金属または
セラミック粉末射出成形によって成形してあると共に、
焼結して、前記保持部内の前記雄型部品を可動可能に抱
持し、且つ、この雄型部品を前記抜止め部で抜止め保持
してあることを特徴とする。

【０００９】本発明における雄型部品の材質としては、
セラミック、その他の焼結・非収縮部材が挙げられる。
また雌型部品の材質としては、ステンレス、チタン、ジ
ルコニア等の焼結・収縮部材が挙げられる。

【００１０】

【実施例】図１には本発明の金属またはセラミック粉末
射出成形による精密部品の実施の一形態を例示してお
り、雌型部品１は、焼結時に発生する所定の収縮率を考
慮して、開口部分2aから挿入される円筒状雄型部品４と
の間に焼結後も径方向に所要の隙間Ｓが保たれる態様の
有底状保持部２と、この保持部２の開口部分2aに雄型部
品４の挿入を妨げることなく突出状の顎状抜止め部３
を、それぞれ形成するように、金属またはセラミック粉
末射出成形によって成形してある。（図１のＡ参照） 保持部２はその孔径を、焼結後も雄型部品４の外側面部
4aとの間に同部品が径方向に移動可能な隙間Ｓを形成し
得る径比に設定する。そして、孔長さを、雄型部品４の
前記径方向への移動を妨げない程度の長さ比に設定す
る。

【００１１】そして、雌型部品１は、保持部２にその開
口部分2aから挿入された雄型部品４を収容し、焼結（公
知のＭＩＭ法またはＣＩＭ法）されて、保持部２内の雄
型部品４を同部品が径方向に隙間Ｓ分について移動可能
に抱持すると共に、この雄型部品４の端面部4bに当接状
に係止している顎状抜止め部３で抜止めして、保持部２
内に雄型部品４を径方向に移動可能に保持してある。
（図１のＢ参照）

【００１２】これにより、雌型部品１の保持部２内に雄
型部品４をその外側面部4aとの間に隙間Ｓをおいて抱持
して、この隙間Ｓを雄型部品４が径方向に移動可能に形
成してあるため、焼結でありながら雌型部品１と雄型部
品４の軸芯を調整して調芯できて安定した高い精度を得
ることができ、しかも、金属またはセラミック粉末射出
成形による雌型部品１の加工条件が緩やかになり、成形
加工が容易で選別，二次加工等により精度保障する必要
がなく量産向きである。雄型部品４の端面部4bを顎状抜
止め部３が抜止めしているため、十分な抜止め強度を得
ることができる。保持部２内に雄型部品４を同部品の外
側面部4aとの間に隙間Ｓをおいて抱持するようにしてあ
るため、雄型部品４および雌型部品１ともに変形が発生
しない。したがって、雄雌両部品１，４の調芯機能を求
められる高精度の精密部品として最適である。

【００１３】図２には本発明の金属またはセラミック粉
末射出成形による精密部品の実施の他の形態を例示して
おり、雄型部品４は外側面4aを凸曲状に形成してある。
雌型部品１は、焼結時に発生する所定の収縮率を考慮し
て、上側または下側の開口部分2aから挿入される雄型部
品４の外側面4aとの間に焼結後も所要の隙間Ｓが保たれ
る態様の保持部２と、この保持部２における上下の開口
部分2aに雄型部品４の挿入を妨げることなく突出状の顎
状抜止め部３を、それぞれ形成するように、金属または
セラミック粉末射出成形によって成形してある。（図２
のＡ参照） 保持部２は孔面を、雄型部品４における凸曲状の外側面
4aと対応する凹曲状に形成すると共に、孔径を、焼結後
も雄型部品４の外側面部4aとの間に同部品がその軸線角
度を調整可能に傾動し得るにたる程度の隙間Ｓを形成し
得る径比に設定する。

【００１４】そして、雌型部品１は、保持部２にその開
口部分2aから挿入された雄型部品４を収容し、焼結（公
知のＭＩＭ法またはＣＩＭ法）されて、保持部２内の雄
型部品４を同部品が適宜の軸線角度に傾動可能に抱持す
ると共に、この雄型部品４の凸曲状外側面部4aに接して
いる上下の顎状抜止め部３で抜止めして、保持部２内に
雄型部品４を適宜の軸線角度に傾動可能に保持してあ
る。（図２のＢ参照）

【００１５】これにより、雌型部品１の保持部２内に雄
型部品４をその凸曲状外側面部4aとの間に隙間Ｓをおい
て抱持して、雄型部品４が適宜の傾き角度に傾動可能に
形成してあるため、焼結でありながら雌型部品１と雄型
部品４の軸線角度を調整して調角できて安定した高い精
度を得ることができ、しかも、金属またはセラミック粉
末射出成形による雌型部品１の加工条件が緩やかにな
り、成形加工が容易で選別，二次加工等により精度保障
する必要がなく量産向きである。雄型部品４を上下の顎
状抜止め部３が抜止めしているため、十分な抜止め強度
を得ることができる。保持部２内に雄型部品４を同部品
が傾動し得るにたる隙間Ｓをおいて抱持するようにして
あるため、雄型部品４および雌型部品１ともに変形が発
生しない。したがって、雄雌両部品１，４の調角機能を
求められる高精度の精密部品として最適である。

【００１６】図３には本発明の金属またはセラミック粉
末射出成形による精密部品の実施の他の形態を例示して
おり、雄型部品４は外側面4aを凸曲状に形成してある。
雌型部品１は、焼結時に発生する所定の収縮率を考慮し
て、上側または下側の開口部分2aから挿入される雄型部
品４の外側面4aとの間に焼結後も径方向に所要の隙間Ｓ
が保たれる態様の保持部２と、この保持部２の上下の開
口部分2aに雄型部品４の挿入を妨げることなく突出状の
顎状抜止め部３を、それぞれ形成するように、金属また
はセラミック粉末射出成形によって成形してある。（図
３のＡ参照） 保持部２は孔面を、雄型部品４における凸曲状の外側面
4aと対応する凹曲状に形成すると共に、孔径を、焼結後
も雄型部品４の外側面部4aとの間に同部品が径方向に移
動可能で且つ適宜傾き角度に傾動可能な隙間Ｓを形成し
得る径比に設定する。

【００１７】そして、雌型部品１は、保持部２にその開
口部分2aから挿入された雄型部品４を収容し、焼結（公
知のＭＩＭ法またはＣＩＭ法）されて、保持部２内の雄
型部品４を同部品が径方向に隙間Ｓ分について移動可能
且つ適宜の軸線角度に傾動可能に抱持すると共に、この
雄型部品４を上下の顎状抜止め部３で抜止めして、保持
部２内に雄型部品４を径方向に移動可能（図３のＢ参
照）および適宜の軸線角度に傾動可能（図３のＣ参照）
に保持してある。

【００１８】これにより、雌型部品１の保持部２内に雄
型部品４をその凸曲状外側面部4aとの間に隙間Ｓをおい
て抱持して、この隙間Ｓを雄型部品４が径方向に移動可
能且つ適宜の傾き角度に傾動可能に形成してあるため、
焼結でありながら雌型部品１と雄型部品４の軸芯および
軸線角度をともに調整して調芯、調角できて安定した高
い精度を得ることができ、しかも、金属またはセラミッ
ク粉末射出成形による雌型部品１の加工条件が緩やかに
なり、成形加工が容易で選別，二次加工等により精度保
障する必要がなく量産向きである。雄型部品４を顎状抜
止め部３が抜止めしているため、十分な抜止め強度を得
ることができる。保持部２内に雄型部品４を同部品の外
側面部4aとの間に隙間Ｓをおいて抱持するようにしてあ
るため、雄型部品４および雌型部品１ともに変形が発生
しない。したがって、雄雌両部品１，４の調芯機能並び
に調角機能を求められる高精度の精密部品として最適で
ある。

【００１９】図４には本発明の金属またはセラミック粉
末射出成形による精密部品がボールペンのチップである
場合の具体例を例示しており、チップ10は、焼結時に発
生する所定の収縮率を考慮して、開口部分11a から挿入
される金属製またはセラミック製のボール14の径よりも
大径の保持部11と、この保持部11の開口部分11a にボー
ル14の挿入を妨げることなく突出状の顎状抜止め部12
と、保持部11底のボール受け座13を、それぞれ形成する
ように金属またはセラミック粉末射出成形によって成形
してある。

【００２０】そして、チップ10は、保持部11に開口部分
11a から挿入されたボール14を収容し、焼結されて、保
持部11内のボール14との間に３〜50μ程度の隙間Ｓを保
って、ボールを回転可能に抱持すると共に、このボール
14を顎状抜止め部12で抜止めして、保持部11内にボール
14を回転可能に保持してある。

【００２１】これにより、ボール14を顎状抜止め部12で
抜止めしているため、十分な抜止め強度を得ることがで
きる。そして、保持部11内にボール14を隙間Ｓを保ちな
がら回転可能に抱持してあるため、チップ10に変形が発
生しない。したがって、焼結製品としてインキ保持性に
優れるボールペン用チップが得られる。

【００２２】図５および図６には本発明の金属またはセ
ラミック粉末射出成形による精密部品がベアリングであ
る場合の具体例を例示しており、帯び板状ホルダー20
は、焼結時に発生する所定の収縮率を考慮して、開口部
分21a から挿入される金属製またはセラミック製のコロ
23の径よりも大径の保持部21と、この保持部21の上下の
開口部分21a にコロ23の挿入を妨げることなく突出状の
顎状抜止め部22を、それぞれ形成するように金属または
セラミック粉末射出成形によって成形してある。

【００２３】そして、ホルダー20は、保持部21に開口部
分21a から挿入されたコロ23を収容し、焼結されて、保
持部21内のコロ23との間に２〜1000μ程度の隙間Ｓを保
って、コロを回転可能に抱持すると共に、このコロ23を
上下の顎状抜止め部22で抜止めして、保持部21内にコロ
23を回転可能に保持してある。

【００２４】これにより、コロ23を上下の顎状抜止め部
22で抜止めしているため、十分な抜止め強度を得ること
ができる。そして、保持部21内にコロ23を隙間Ｓを保ち
ながら回転可能に抱持してあるため、ホルダー20に変形
が発生しない。したがって、焼結製品として潤滑オイル
の保持性に優れるベアリングが得られる。

【００２５】図７には本発明の金属またはセラミック粉
末射出成形による精密部品がバルブである場合の具体例
を例示しており、バルブ本体30は、焼結時に発生する所
定の収縮率を考慮して、通路31から挿入されるボール33
との間に焼結後も液体または気体が通過可能な隙間Ｓが
保たれる態様の保持部32と、この保持部32の上下部分に
ボール33の挿入を妨げることなく突出状の顎状抜止め部
32a を、それぞれ形成するように金属またはセラミック
粉末射出成形によって成形してある。

【００２６】そして、バルブ本体30は、保持部32に通路
31から挿入されたボール33を収容し、焼結されて、保持
部32内のボール33との間に３〜500 μ程度の隙間Ｓを保
って、ボールを上下移動可能に抱持すると共に、このボ
ール33を上下の顎状抜止め部32a で抜止めし且つ密接可
能にして、保持部32内でボール33が通路31を流れる流動
体に従動可能に保持してある。

【００２７】これにより、通路31が直線的でない態様の
バルブを得ることができる。そして、保持部32内にボー
ル33を隙間Ｓを保ちながら開閉動作可能に抱持してある
ため、バルブ本体30に変形が発生しない。したがって、
通路が蛇行している等の特殊態様のバルブが得られる。

【００２８】前記した各形態における雌型部品１、チッ
プ10、ホルダー20、バルブ本体30の形状および寸法そし
て射出成形は、焼結による１〜30％の収縮率を考慮して
適正に設定し射出成形する。

【００２９】

【発明の効果】

Ａ．請求項１により、雌型部品の保持部内に雄型部品を
同部品との間に焼結後も隙間が保たれるように抱持し
て、保持部内で雄型部品を可動可能に保持してあるた
め、焼結でありながら雌型部品と雄型部品の調芯および
／または調角ができて安定した高い精度を得ることがで
きる。 Ｂ．同項により、雄型部品を、保持部で抱持して、抜止
め部で抜止めして、働きを分けると共に、雌型部品にお
ける保持部と雄型部品との間に同雄型部品が可動可能な
隙間を保つ構造にしてあるため、金属またはセラミック
粉末射出成形による雌型部品の加工条件が緩やかにな
り、選別，二次加工等により精度保障する必要がなく量
産に適した構造である。 Ｃ．同項により、雄型部品および雌型部品ともに変形が
ないので、雄型部品が高精度部品である場合に好適であ
り、また雄雌両部品の軸心精度および／または軸線角度
精度を求められる精密部品として最適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の金属またはセラミック粉末射出成形
による精密部品の実施の一形態としての基本的な構成例
を例示しており、（Ａ）は調芯前を、（Ｂ）は調芯後
を、それぞれ示す縦断面図。

【図２】 本発明の金属またはセラミック粉末射出成形
による精密部品の実施の一形態としての基本的な他の構
成例を例示しており、（Ａ）は調角前を、（Ｂ）は調角
後を、それぞれ示す縦断面図。

【図３】 本発明の金属またはセラミック粉末射出成形
による精密部品の実施の一形態としての基本的な他の構
成例を例示しており、（Ａ）は調芯および調角前を、
（Ｂ）は調芯後を、（Ｃ）は調角後を、それぞれ示す縦
断面図。

【図４】 本発明の金属またはセラミック粉末射出成形
による精密部品がボールペンのチップである構成例を例
示している縦断面図。

【図５】 本発明の金属またはセラミック粉末射出成形
による精密部品がベアリングである構成例を例示してい
る平面図。

【図６】 図５の（６）−（６）縦断面図。

【図７】 本発明の金属またはセラミック粉末射出成形
による精密部品がバルブである構成例を例示している縦
断面図。

【符号の説明】 １ 雌型部品 ２ 雌型部品の
保持部 2a 保持部の開口部分 ３ 雌型部品の
抜止め部 ４ 雄型部品 4a 雄型部品の
外側面部 4b 雄型部品の端面部 10 チップ（雌型部品） 11 チップの保
持部 11a 保持部の開口部分 12 チップの抜
止め部 13 ボール受け座 14 ボール（雄
型部品） 20 ホルダー 21 ホルダーの
保持部 21a 保持部の開口部分 22 ホルダーの
抜止め部 23 コロ 30 バルブ本体 31 バルブ本体
の通路 32 バルブ本体の保持部 32a バルブ本
体の抜止め部 33 ボール Ｓ 隙間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雄型部品と雌型部品からなり、雌型部品
   は、焼結時に発生する所定の収縮率を考慮して、挿入さ
   れる雄型部品との間に焼結後も隙間が保たれる態様の保
   持部と、この保持部内への前記雄型部品の挿入を妨げる
   ことなく突出状の抜止め部を、それぞれ形成するように
   金属またはセラミック粉末射出成形によって成形してあ
   ると共に、焼結して、前記保持部内の前記雄型部品を可
   動可能に抱持し、且つ、この雄型部品を前記抜止め部で
   抜止め保持してあることを特徴とする金属またはセラミ
   ック粉末射出成形による精密部品。