JP2003193113A - 焼結製品、焼結製品の成形方法および成形用金型 - Google Patents
焼結製品、焼結製品の成形方法および成形用金型Info
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Abstract
び回転止め形状を有する焼結製品を、容易にかつ低コス
トで提供する。 【解決手段】 材料粉末を圧縮成形して得られた圧粉体
を焼結して形成された焼結製品１０に、軸方向に延びる
凹凸形状部１２と、周方向に延びる拡径部１３とを設け
る。
Description
適した焼結製品に関する。
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。
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。
えば図５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。
部品からの軸方向脱落は、上述した部品５０の外周面５
１に、たとえば図６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、製造コストがかさんでしまい、
生産性が悪いという問題があった。
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。
に、請求項１の発明に係る焼結製品は、材料粉末を圧縮
成形して得られた圧粉体を焼結して形成され、軸方向に
延びる凹凸形状部と、周方向に延びる拡径部とを有する
ことを特徴としている。この発明によれば、焼結製品に
軸方向に延びる凹凸形状部と周方向に延びる拡径部とが
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、凹凸形状部と樹脂とが
噛み合うように一体化されることにより焼結製品と樹脂
部分との相対回転を抑止できるとともに、拡径部が樹脂
部分に食い込むように一体化されることにより軸方向へ
の相対移動すなわち抜けを抑止することができる。この
ような凹凸形状部および拡径部は、材料粉末の圧縮成形
金型あるい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。
は、材料粉末を圧縮成形して圧粉体を形成する圧縮工程
と、この圧粉体を焼結した焼結体をサイジングするサイ
ジング工程とを有する、焼結製品の成形方法であって、
圧縮工程において軸方向に延びる凹凸形状部を成形し、
サイジング工程において、周方向に延びる拡径部を形成
することを特徴としている。この発明によれば、圧縮工
程で軸方向に延びる凹凸形状部を有する圧粉体を形成し
た後、この圧粉体を焼結して得られた焼結体をサイジン
グするサイジング工程で、焼結体に周方向に延びる拡径
部を形成するので、抜け止め用の溝を形成するための機
械加工等の、焼結製品の製造に必ずしも必要ではない工
程を行うことなく、抜け止めおよび回転止め形状を有す
る焼結製品を容易に成形することができる。
粉末の圧縮成形あるいは焼結体のサイジングに用いられ
る成形用金型であって成形体の内周面を成形するコアロ
ッドと、外周面を成形する上第１パンチおよび下第１パ
ンチと、コアロッドと上第１パンチとの間に位置して成
形体の上端面を成形する上第２パンチと、コアロッドと
下第１パンチとの間に位置して成形体の下端面を成形す
る下第２パンチとを備え、互いに当接される上第１パン
チおよび下第１パンチ先端部の内周面に、先端側が開放
された凹部が設けられていることを特徴としている。こ
の発明によれば、上第１パンチおよび下第１パンチの先
端部の内周面にそれぞれ凹部が形成されていることによ
り、これら上第１パンチおよび下第１パンチが当接され
ると各凹部が一体となった帯状の凹溝を有するキャビテ
ィが形成されるので、この凹溝の内周側に被成形体を配
置して、上下から上第２パンチおよび下第２パンチによ
り被成形体の上下端面を圧縮することにより、キャビテ
ィ形状に従い拡径部を有する成形体を容易に形成するこ
とが可能となる。
粉末の圧縮成形あるいは焼結体のサイジングに用いられ
る成形用金型であって、成形体の内周面を成形するコア
ロッドと、外周面を成形する上第１パンチおよび下第１
パンチと、コアロッドと上第１パンチとの間に位置して
成形体の上端面を成形する上第２パンチと、コアロッド
と下第１パンチとの間に位置して成形体の下端面を成形
する下第２パンチとを備え、上第２パンチと下第２パン
チとによる成形体上下端面の軸方向圧縮時に、上第１パ
ンチと下第１パンチとが互いに当接しないように設けら
れていることを特徴としている。この発明によれば、上
第１パンチと下第１パンチとが当接しないことにより、
成形用金型には、被成形体外周面の軸方向中央部近傍を
径方向に拘束しない部分が帯状に設けられることとな
る。したがって、上下から圧縮された被成形体がこの部
分に押し出されるように変形することにより、拡径部を
有する成形体を容易に形成することができる。
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成形体（焼結製品）１０を示す。
この成形体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に溝部（凹凸形状部）１２が１本以上
（本実施形態では等間隔に４本）、拡径部１３が１本設
けられている。溝部１２は、成形体１０の一方の端面１
４から軸方向に沿って他方の端面１４まで延びている。
拡径部１３は、周方向に延び、溝部１２によって分断さ
れた凸条に形成されている。
ト品として樹脂部品中にインサートされると、溝部１２
内に樹脂が入り込んで硬化することにより、樹脂部分と
の相対回転が抑止されるとともに、拡径部１３が樹脂に
食い込むようにインサートされることにより、樹脂部分
の軸方向への相対移動すなわち抜けが抑止される。した
がって、この溝部１２および拡径部１３を有する成形体
１０は、樹脂部品内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。なお、図では拡径部１３を成形体１
０の外周面１１から大きく突出させているが、図に示す
よりも小さな突出量であっても、十分な抜け止め効果を
得ることができる。
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、サイジング時に拡
径部１３を形成する場合について説明する。
て得られた圧粉体を焼結した円筒状の焼結体１５に、本
実施形態の成形体１０の拡径部１３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下パンチ２
２、上パンチ２７およびコアロッド２６を備えている。
下パンチ２２、上パンチ２７およびコアロッド２６は、
図３に示すように、ダイ２１に形成された貫通孔２１ａ
内に配置されて、成形体１０を成形するための円筒状の
キャビティＣを形成する。なお、図２は圧縮前、図３は
圧縮時の金型を示しており、この矯正金型２０によって
再圧縮される前の焼結体１５には、円筒外面に溝部１２
が形成されている。
に嵌挿された円筒状の下第１パンチ２３と、この下第１
パンチ２３の内側に嵌挿された円筒状の下第２パンチ２
４とを備えている。下第１パンチ２３の上端内周部分に
は、成形体１０の外周面の下半分を形成する円筒状のブ
ロック２５が固定されている。一方上パンチ２７は、ダ
イ２１の貫通孔２１ａに嵌挿される円筒状の上第１パン
チ２８と、この上第１パンチ２８の内側に嵌挿された円
筒状の上第２パンチ２９とを備えている。上第１パンチ
２８の下端内周部分には、成形体１０の外周面の上半分
を形成する円筒状のブロック３０が固定されている。
等しい内径の内周面２５ａを有し、キャビティＣの外周
面下半分の形成面を形成している。この内周面２５ａの
上端部（先端部）には、先端側が開放された凹部２５ｂ
が設けられている。さらに内周面２５ａには、焼結体１
５の溝部１２に嵌る凸条部（図示せず）が、軸方向に延
設されている。一方ブロック３０は、焼結体１５の外径
にほぼ等しい内径の内周面３０ａを有し、キャビティＣ
の外周面上半分の形成面を形成している。この内周面３
０ａの下端部（先端部）には、先端側が開放された凹部
３０ｂが設けられている。さらに内周面３０ａには、焼
結体１５の溝部１２に嵌る凸条部（図示せず）が、軸方
向に延設されている。
２０による拡径部１３の形成について、図２および図３
を参照して説明する。まず、図２に示すように、上パン
チ２７（上第１パンチ２８および上第２パンチ２９）を
上昇させ、下パンチ２２の上面をダイ２１上面に一致さ
せておき、下第２パンチ２４上に焼結体１５を載置す
る。そして、上パンチ２７を下降させて、焼結体１５の
両端面１４を上第２パンチ２９下面と下第２パンチ２４
上面と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。
上第１パンチ２８（ブロック３０）下面と下第１パンチ
２３（ブロック２５）上面とが当接するまで上パンチ２
７と下パンチ２２とを下降させて、凹部２５ｂと凹部３
０ｂとが一体となった帯状の凹溝Ｂを有するキャビティ
Ｃを形成する。このように上第１パンチ２８と下第１パ
ンチ２３とを当接させた状態で、下第２パンチ２４と上
第２パンチ２９とを互いに軸方向に押圧して焼結体１５
を圧縮することにより、焼結体１５はキャビティ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が凹溝Ｂに入り込む
ように変形して、拡径部１３が形成される。
図４を参照して説明する。図４に示す成形用金型は、上
記第１の実施形態と同様に、被成形体（焼結体）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）用であって、軸方向に移動可能な下パンチ４１、上
パンチ４４およびコアロッド４７を、ダイ４８に形成さ
れた貫通孔４８ａ内に配置して被成形体を圧縮成形し、
軸方向中央部近傍に周方向に延設された拡径部４９ａを
有する成形体４９を形成する矯正金型４０である。
に嵌挿された円筒状の下第１パンチ４２と、この下第１
パンチ４２の内側に嵌挿された円筒状の下第２パンチ４
３とを備えている。一方上パンチ４４は、ダイ４８の貫
通孔４８ａに嵌挿される円筒状の上第１パンチ４５と、
この上第１パンチ４５の内側に嵌挿された円筒状の上第
２パンチ４６とを備えている。これら下第１パンチ４
２、下第２パンチ４３、上第１パンチ４５および上第２
パンチ４６の軸方向端面は、全て平坦に形成されてい
る。
に、圧縮成形時の下第１パンチ４２と上第１パンチ４５
とが、互いに当接しないように設けられている。したが
って、被成形体は、内周面４９ｂをコアロッド４７によ
って拘束され、間隔をおいて配置された下第１パンチ４
２および上第１パンチ４５によって上下端寄りの外周面
４９ｃ、４９ｄをそれぞれ拘束された状態で、下第２パ
ンチ４３と上第２パンチ４６とによって軸方向に圧縮さ
れることにより、拘束されていない下第１パンチ４２と
上第１パンチ４５との間に押し出されるように変形し
て、拡径部４９ａが形成されることになる。
部材の諸形状や組合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、拡径部をサイジング
用の矯正金型により形成したが、図２および図３に示す
ような閉鎖したキャビティを形成する金型を用いて、圧
粉成形の段階で溝部および拡径部を有する形状に形成す
ることも可能である。この場合、下第２パンチ２４、ブ
ロック２５およびコアロッド２６の間に形成される空間
に成形体の形成に必要な量の材料粉末を充填できるよう
に、下第２パンチ２４を大きく下降させて、この空間に
材料粉末を充填して、図３に示すように下パンチ２２お
よび上パンチ２７をダイ２１内に下降させて圧縮成形す
ればよい。
係る焼結製品によれば、焼結製品に軸方向に延びる凹凸
形状部と周方向に延びる拡径部と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、凹凸形状部と樹脂とが噛み合うように一
体化されることにより焼結製品と樹脂部分との相対回転
を抑止できるとともに、拡径部が樹脂部分に食い込むよ
うに一体化されることにより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。このような凹凸形状部
および拡径部は、材料粉末の圧縮成形金型あるいは焼結
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。
によれば、圧縮工程で軸方向に延びる凹凸形状部を有す
る圧粉体を形成した後、この圧粉体を焼結して得られた
焼結体をサイジングするサイジング工程で、焼結体に周
方向に延びる拡径部を形成するので、抜け止め用の溝を
形成するための機械加工等の、焼結製品の製造に必ずし
も必要ではない工程を行うことなく、抜け止めおよび回
転止め形状を有する焼結製品を容易に成形することがで
きる。
ば、上第１パンチおよび下第１パンチが、先端部の内周
面に凹部を有していることにより、これら上第１パンチ
および下第１パンチが当接されて各凹部が一体となった
帯状の凹溝を有するキャビティが形成されるので、この
凹溝の内周側に被成形体を配置して、上下から上第２パ
ンチおよび下第２パンチにより被成形体を軸方向に圧縮
することにより、キャビティ形状に従い拡径部を有する
成形体を容易に形成することが可能となる。
ば、上第１パンチと下第１パンチとが当接しないことに
より、成形用金型には、被成形体外周面の軸方向中央部
近傍を拘束しない凹溝が帯状に設けられるので、この凹
溝の内側で被成形体が軸方向に圧縮されると、被成形体
は凹溝に押し出されるように変形する。したがって、特
殊な金型構造や、特殊な形状の金型を用いなくても、拡
径部を有する成形体を容易に形成することができる。
視図である。
前の状態を示す断面図である。
断面図である。
す断面図である。
斜視図である。
焼結製品を示す斜視図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 材料粉末を圧縮成形して得られた圧粉体
を焼結して形成され、軸方向に延びる凹凸形状部と、周
方向に延びる拡径部とを有することを特徴とする焼結製
品。 - 【請求項２】 材料粉末を圧縮成形して圧粉体を形成す
る圧縮工程と、該圧粉体を焼結した焼結体をサイジング
するサイジング工程とを有する、焼結製品の成形方法で
あって、 前記圧縮工程において、軸方向に延びる凹凸形状部を成
形し、 前記サイジング工程において、周方向に延びる拡径部を
形成することを特徴とする焼結製品の成形方法。 - 【請求項３】 材料粉末の圧縮成形あるいは焼結体のサ
イジングに用いられる成形用金型であって、 成形体の内周面を成形するコアロッドと、外周面を成形
する上第１パンチおよび下第１パンチと、前記コアロッ
ドと前記上第１パンチとの間に位置して成形体の上端面
を成形する上第２パンチと、前記コアロッドと前記下第
１パンチとの間に位置して成形体の下端面を成形する下
第２パンチとを備え、 互いに当接される前記上第１パンチおよび下第１パンチ
先端部の内周面に、先端側が開放された凹部が設けられ
ていることを特徴とする成形用金型。 - 【請求項４】 材料粉末の圧縮成形あるいは焼結体のサ
イジングに用いられる成形用金型であって、 成形体の内周面を成形するコアロッドと、外周面を成形
する上第１パンチおよび下第１パンチと、前記コアロッ
ドと前記上第１パンチとの間に位置して成形体の上端面
を成形する上第２パンチと、前記コアロッドと前記下第
１パンチとの間に位置して成形体の下端面を成形する下
第２パンチとを備え、 前記上第２パンチと下第２パンチとによる成形体上下端
面の軸方向圧縮時に、前記上第１パンチと下第１パンチ
とが互いに当接しないように設けられていることを特徴
とする成形用金型。
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|---|---|---|---|
| JP2001390332A JP3980348B2 (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 焼結製品、焼結製品の成形方法および成形用金型 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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- 2001-12-21 JP JP2001390332A patent/JP3980348B2/ja not_active Expired - Fee Related
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