JP7327799B2 - 筒状焼結部材の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、筒状焼結部材の製造方法に関する。

特許文献１は、内接歯車ポンプ用ロータの製造方法を開示する。内接歯車ポンプ用ロータは、インナーロータとアウターロータとを組み合わせて構成される。インナーロータ及びアウターロータは、互いに円滑に噛み合うために、高い寸法精度が求められる。そのため、インナーロータ及びアウターロータは、所定の形状の焼結部材にサイジングが施されて構成される。

サイジングは、ダイと、上下のパンチと、コアロッドとを備える金型を用いて行われる。サイジングは、一般的に、ダイと下パンチとコアロッドとで構成される空間に筒状の焼結部材を収納し、上パンチで焼結部材を加圧することで、寸法精度を高める。上パンチによる加圧の場合、焼結部材における上パンチ側の領域と下パンチ側の領域とで付与される応力に差が生じ得る。この差によって、金型から抜き出した後の焼結部材のスプリングバック量にも差が生じ得る。よって、金型から抜き出した後の焼結部材には、下パンチ側の領域から上パンチ側の領域に向かって径方向外側に広がるような外周面が構成され得る。つまり、サイジング後の焼結部材は、特許文献１の図６に示すように、端面に対する側面の直角度が悪化し易い。

そこで、特許文献１は、同一の焼結部材に対して２回サイジングすることを開示する。１回目のサイジングと２回目のサイジングとで、ダイと下パンチとコアロッドとで構成される空間へ焼結部材を収納する向きを反転させている。

特開２００９－１６２１０５号公報

特許文献１に開示する技術は、焼結部材の端面に対する側面の直角度を向上できるが、サイジングの作業が煩雑であり、生産性に劣る。

そこで、本開示は、焼結部材の端面に対する側面の直角度に関し、効率的に高精度な直角度が得られる筒状焼結部材の製造方法を提供することを目的の一つとする。

本開示の筒状焼結部材の製造方法は、
筒状の焼結部材を準備する工程と、
前記焼結部材をサイジングする工程とを備え、
前記焼結部材は、内周面と、外周面と、前記内周面と前記外周面とをつなぐ第一端面及び第二端面とを備え、
前記準備する工程では、前記内周面及び前記外周面の少なくとも一方に、前記第一端面側から前記第二端面側に向かって漸次的に径方向内側となる傾斜面を有する前記焼結部材を準備し、
前記サイジングする工程では、ダイと下パンチとコアロッドとで構成される空間に前記第一端面が前記下パンチに向き合うように前記焼結部材を収納し、前記第二端面を上パンチで加圧する。

本開示の筒状焼結部材の製造方法は、焼結部材の端面に対する側面の直角度に関し、効率的に高精度な直角度が得られる。

図１は、実施形態１の筒状焼結部材の製造方法におけるサイジング工程を説明する説明図である。 図２は、実施形態１の筒状焼結部材の製造方法におけるサイジング工程によって得られる筒状焼結部材の直角度に関する説明図である。 図３は、実施形態１の筒状焼結部材の製造方法における成形工程を説明する説明図である。 図４は、実施形態１の筒状焼結部材の製造方法における焼結工程を説明する説明図である。 図５は、実施形態１の筒状焼結部材の製造方法における焼結工程の別の形態を説明する説明図である。 図６は、実施形態２の筒状焼結部材の製造方法における成形工程を説明する説明図である。 図７は、一般的な内接歯車ポンプ用ロータを示す概略平面図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

（１）本開示の一態様に係る筒状焼結部材の製造方法は、
筒状の焼結部材を準備する工程と、
前記焼結部材をサイジングする工程とを備え、
前記焼結部材は、内周面と、外周面と、前記内周面と前記外周面とをつなぐ第一端面及び第二端面とを備え、
前記準備する工程では、前記内周面及び前記外周面の少なくとも一方に、前記第一端面側から前記第二端面側に向かって漸次的に径方向内側となる傾斜面を有する前記焼結部材を準備し、
前記サイジングする工程では、ダイと下パンチとコアロッドとで構成される空間に前記第一端面が前記下パンチに向き合うように前記焼結部材を収納し、前記第二端面を上パンチで加圧する。

サイジングは、上述したように、ダイと下パンチとコアロッドとで構成される空間に焼結部材を収納し、上パンチで焼結部材を加圧する。本開示の筒状焼結部材の製造方法は、内周面及び外周面の少なくとも一方に傾斜面を有する焼結部材を準備し、この焼結部材を上記空間に特定の向きで収納して、サイジングを行う。具体的には、焼結部材における傾斜面の径方向外側に広がる側に位置する第一端面が下パンチに向き合うように焼結部材を上記空間に収納する。この向きで焼結部材を上記空間に収納すると、焼結部材における傾斜面の径方向内側に狭まる側に位置する第二端面が上パンチで加圧されることになる。

焼結部材における上パンチで加圧される第二端面側の領域は、下パンチに向き合う第一端面側の領域に比較して、サイジングによって付与される応力が大きく、金型から抜き出した後に径方向外側に広がるスプリングバック量が大きくなる。つまり、サイジング後の焼結部材は、端面に対する側面の直角度が悪化し易い。本開示の筒状焼結部材の製造方法では、第一端面側から第二端面側に向かって径方向内側に傾斜する傾斜面を有する焼結部材に対してサイジングしている。そのため、焼結部材における第二端面側の領域がスプリングバックによって径方向外側に広がったとしても、傾斜面の傾斜角度が緩和されることになり、サイジング後の上記直角度の悪化を抑制できる。本開示の筒状焼結部材の製造方法は、傾斜面を有する焼結部材を準備し、この焼結部材を上記空間に特定の向きで収納してサイジングするだけで、サイジング後の上記直角度の悪化を抑制できる。つまり、本開示の筒状焼結部材の製造方法は、１回のサイジングで効率的に高精度な上記直角度を有する筒状の焼結部材が得られる。

（２）本開示の筒状焼結部材の製造方法の一例として、
前記準備する工程は、
粉末を加圧成形して筒状の粉末成形体を作製する工程と、
前記粉末成形体を焼結して前記焼結部材を作製する工程とを備え、
前記粉末成形体を作製する工程では、前記粉末成形体の内周面及び外周面の少なくとも一方に、前記焼結部材における前記傾斜面となる面を構成する形態が挙げられる。

加圧成形は、焼結部材における傾斜面となる面を有する粉末成形体を容易に作製できる。この粉末成形体を焼結することで、上記傾斜面を有する焼結部材を容易に準備できる。

（３）本開示の筒状焼結部材の製造方法の一例として、
前記焼結部材を作製する工程では、複数の前記粉末成形体を積み重ねて焼結する形態が挙げられる。

上記形態は、複数の粉末成形体を同時に焼結できるため、生産性に優れる。焼結して得られる焼結部材は、焼結時の焼き締まりによって、粉末成形体に対して寸法が変化し得る。複数の粉末成形体を積み重ねて焼結すると、焼結部材の寸法変化にばらつきが生じ得る。例えば、三つの粉末成形体を積み重ねて焼結すると、上段に位置する焼結部材と、中段に位置する焼結部材と、下段に位置する焼結部材とで、焼き締まる領域や量が異なり、寸法変化にばらつきが生じ得る。本開示の筒状焼結部材の製造方法は、上述したように、粉末成形体に傾斜面を構成している。よって、焼結時に寸法変化にばらつきが生じたとしても、得られる焼結部材において、第二端面側の領域が径方向外方に広がることを抑制し易い。つまり、段積みした場合であっても、第一端面側から第二端面側に向かって径方向内側に傾斜する傾斜面を有する焼結部材を得ることができる。

（４）本開示の筒状焼結部材の製造方法の一例として、
前記焼結部材は、内接歯車ポンプ用ロータを構成するインナーロータ又はアウターロータである形態が挙げられる。

内接歯車ポンプ用ロータは、インナーロータとアウターロータとを組み合わせて構成される。インナーロータ及びアウターロータは、互いに円滑に噛み合うために、高い寸法精度が求められる。具体的には、端面に対する側面の直角度に関し、高精度な直角度が求められる。本開示の筒状焼結部材の製造方法は、サイジング後の上記直角度の悪化を抑制できるため、高精度な直角度が求められるインナーロータやアウターロータを得るのに好適である。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態の詳細を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。図面における各部の寸法比も実際と異なる場合がある。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜実施形態１＞
図１から図４を参照して、実施形態１の筒状焼結部材の製造方法を説明する。筒状焼結部材の製造方法は、準備工程とサイジング工程とを備える。準備工程では、筒状の焼結部材を準備する。サイジング工程では、準備した焼結部材をサイジングする。

≪準備工程≫
準備工程では、筒状の焼結部材を準備する。焼結部材は、内周面と、外周面と、内周面と外周面とをつなぐ第一端面及び第二端面とを備える。準備工程では、内周面及び外周面の少なくとも一方に、第一端面側から第二端面側に向かって漸次的に径方向内側となる傾斜面を有する焼結部材を準備する。本例では、外周面に傾斜面を有する焼結部材を準備する。準備工程は、成形工程と焼結工程とを備える。筒状の焼結部材は、成形工程と焼結工程とによって得られる。

〈成形工程〉
成形工程では、図３に示すように、成形金型７を用いて、原料粉末４を加圧成形して筒状の粉末成形体３（図４）を作製する。

〔成形金型〕
成形金型７は、ダイ７１と、下パンチ７２と、上パンチ７３と、コアロッド７４とを備える。下パンチ７２及び上パンチ７３は、ダイ７１に下側及び上側から嵌め込まれる。コアロッド７４は、ダイ７１の中心に挿入される。本例では、ダイ７１は円筒状で、コアロッド７４は円柱状である。ダイ７１、下パンチ７２、及びコアロッド７４が組み合わされることで、ダイ７１の内周面、下パンチ７２の上面、及びコアロッド７４の外周面によって、円筒状の空間７０が構成される。この空間７０には、原料粉末４が充填される。空間７０の形状及び寸法は、製造する粉末成形体３（図４）の形状及び寸法に合わせて適宜設定できる。

ダイ７１の内周面は、傾斜面７１０とストレート面７１１、７１２とで構成される。ストレート面７１１、７１２は、下パンチ７２及び上パンチ７３が嵌め込まれる領域に設けられている。ストレート面７１１は下パンチ７２の外周面と擦れ合う面であり、ストレート面７１２は上パンチ７３の外周面と擦れ合う面である。ダイ７１にストレート面７１１、７１２を備えることで、傾斜面７１０に下パンチ７２又は上パンチ７３が干渉することを抑制でき、下パンチ７２及び上パンチ７３による圧縮代を良好に確保できる。また、ダイ７１にストレート面７１１、７１２を備えることで、ダイ７１と下パンチ７２との間、及びダイ７１と上パンチ７３との間に原料粉末４が噛み込むことを防止できたり、得られる粉末成形体３（図４）にバリが形成されることを防止できたりする。下パンチ７２側に位置するストレート面７１１は、上パンチ７３側に位置するストレート面７１２よりも径方向内側に位置する。

傾斜面７１０は、ストレート面７１１、７１２をつなぐように設けられている。つまり、傾斜面７１０は、上パンチ７３側から下パンチ７２側に向かって漸次的に径方向内側となるように傾斜している。傾斜面７１０における軸方向の長さは、各ストレート面７１１、７１２における軸方向の長さの３倍以上、更に５倍以上であることが挙げられる。傾斜面７１０における傾斜角度については、後述するサイジング工程にて詳述する。

なお、ここで言う「傾斜」及び「ストレート」は、対象物、例えばダイ７１の軸方向に平行な平面で切断した断面で示される輪郭線であり、三次元的な面の形状を示すものではない。つまり、傾斜面は、円錐台状の周面のことであり、平坦な傾斜面ではない。また、ストレート面は、円筒状の面のことであり、平坦な垂直面ではない。円錐台状や円筒状は、その軸方向と直交する平面で切断した断面形状が真円形状以外に、楕円形状等も含む。また、円錐台状や円筒状は、周面に複数の歯部を有する形状も含む。

本例では、コアロッド７４の外周面は、軸方向の全長にわたってストレート面で構成されている。また、下パンチ７２の上面、及び上パンチ７３の下面は、全面にわたって平坦な面で構成されている。

〔加圧成形〕
上記空間７０に原料粉末４を充填し、原料粉末４を上パンチ７３と下パンチ７２とで上下方向から圧縮することで、粉末成形体３（図４）を成形する。成形圧力は、例えば４００ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下とすることが挙げられる。粉末成形体３の成形後、上パンチ７３を上昇させると共に、ダイ７１及びコアロッド７４を下パンチ７２に対して相対的に下降させることで、成形金型７から粉末成形体３を抜き出す。

成形金型７で加圧成形して得られた粉末成形体３（図４）は、円筒状の形状を有する。図４は、三つの粉末成形体３が積み重ねられた状態を示す。図４に示す各粉末成形体３は、図３に示す空間７０内の原料粉末４の成形体と上下が逆向きである。

粉末成形体３は、図４に示すように、内周面３３と、外周面３４と、内周面３３と外周面３４とをつなぐ第一端面３１及び第二端面３２とを備える。そして、外周面３４は、傾斜面３５とストレート面３６、３７とで構成される。ストレート面３６は第二端面３２側に位置し、ストレート面３７は第一端面３１側に位置する。第二端面３２側に位置するストレート面３６は、第一端面３１側に位置するストレート面３７よりも径方向内側に位置する。傾斜面３５は、ストレート面３６、３７をつなぐように設けられている。つまり、傾斜面３５は、第一端面３１側から第二端面３２側に向かって漸次的に径方向内側となるように傾斜している。粉末成形体３における傾斜面３５及びストレート面３６、３７はそれぞれ、成形金型７の傾斜面７１０及びストレート面７１１、７１２に対応している。

〈焼結工程〉
焼結工程では、図４に示すように、成形工程で得られた粉末成形体３を焼結して焼結部材２（図１）を作製する。

焼結は、粉末成形体３を載置台８上に載置して行う。載置台８は、耐火網や耐火板で構成される。焼結は、複数の粉末成形体３を積み重ねて行うことができる。複数の粉末成形体３を積み重ねることで、複数の粉末成形体３を同時に焼結できるため、生産性に優れる。本例では、三つの粉末成形体３を積み重ねている。

ｎを２以上の整数とし、ｎ個の粉末成形体３を積み重ねて焼結する場合、最上段となるｎ段目の粉末成形体３は、第二端面３２が上方となるように積み重ねることが好ましい。最下段の１段目から（ｎ－１）段目までの粉末成形体３は、上下方向の向きを問わない。本例では、全ての粉末成形体３の上下方向の向きが同じである。

焼結して得られる焼結部材２は、焼結時の焼き締まりによって、粉末成形体３に対して寸法が変化し得る。複数の粉末成形体３を積み重ねて焼結すると、焼結部材２の寸法変化にばらつきが生じ得る。例えば、最上段となるｎ段目の焼結部材２は、下方側の領域に比較して上方側の領域で寸法が小さくなり易い。最上段となるｎ段目の粉末成形体３では、下方側の領域は、その下の（ｎ－１）段目の粉末成形体３との接触抵抗によって寸法変化が生じ難く、上方側の領域は、自由であるため寸法変化が生じ易いからである。最下段の１段目から（ｎ－１）段目までの粉末成形体３は、上方側の領域及び下方側の領域ともに隣り合う粉末成形体３又は載置台８に接するため、最上段となるｎ段目の粉末成形体３とは異なる寸法変化をし得る。

各粉末成形体３は、上述したように、傾斜面３５を備える。よって、焼結時に寸法変化にばらつきが生じたとしても、得られる焼結部材２において、第二端面２２側の領域が径方向外方に広がることを抑制し易い。つまり、段積みした場合であっても、第一端面２１側から第二端面２２側に向かって径方向内側に傾斜する傾斜面２５を有する焼結部材２（図１）を得ることができる。

複数の粉末成形体３を積み重ねるにあたり、図５に示すように、上下に隣り合う各粉末成形体３の上下方向の向きを交互に変えてもよい。この場合、上下に隣り合う各粉末成形体３は、第一端面３１同士又は第二端面３２同士が当接することになる。

焼結して得られた焼結部材２（図１）は、円筒状の形状を有する。焼結部材２は、図１に示すように、内周面２３と、外周面２４と、内周面２３と外周面２４とをつなぐ第一端面２１及び第二端面２２とを備える。そして、外周面２４は、傾斜面２５とストレート面２６、２７とで構成される。ストレート面２６は第二端面２２側に位置し、ストレート面２７は第一端面２１側に位置する。第二端面２２側に位置するストレート面２６は、第一端面２１側に位置するストレート面２７よりも径方向内側に位置する。傾斜面２５は、ストレート面２６、２７をつなぐように設けられている。つまり、傾斜面２５は、第一端面２１側から第二端面２２側に向かって漸次的に径方向内側となるように傾斜している。焼結部材２における傾斜面２５及びストレート面２６、２７はそれぞれ、粉末成形体３（図４）の傾斜面３５及びストレート面３６、３７に対応している。

≪サイジング工程≫
サイジング工程では、図１に示すように、サイジング金型６を用いて、焼結工程で得られた焼結部材２をサイジングする。

〔サイジング金型〕
サイジング金型６は、ダイ６１と、下パンチ６２と、上パンチ６３と、コアロッド６４とを備える。下パンチ６２及び上パンチ６３は、ダイ６１に下側及び上側から嵌め込まれる。コアロッド６４は、ダイ６１の中心に挿入される。本例では、ダイ６１は円筒状で、コアロッド６４は円柱状である。ダイ６１、下パンチ６２、及びコアロッド６４が組み合わされることで、ダイ６１の内周面、下パンチ６２の上面、及びコアロッド６４の外周面によって、円筒状の空間６０が構成される。この空間６０には、焼結部材２が収納される。空間６０の形状及び寸法は、サイジングによって寸法矯正する焼結部材１（図２）の形状及び寸法に合わせて適宜設定できる。

本例では、ダイ６１の内周面、及びコアロッド６４の外周面は、軸方向の全長にわたってストレート面で構成されている。また、下パンチ６２の上面、及び上パンチ６３の下面は、全面にわたって平坦な面で構成されている。

サイジング金型６は、一般的に、下パンチ６２を固定した状態で、上パンチ６３で下方向に加圧することで、対象物、本例では焼結部材２の寸法矯正を行う。

〔サイジング〕
まず、焼結部材２を上記空間６０に収納する。このとき、焼結部材２の第一端面２１が下パンチ６２に向き合うように焼結部材２を上記空間６０に収納する。そうすると、焼結部材２の第二端面２２を上パンチ６３で加圧することになる。加圧する圧力は、例えば５００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下とすることが挙げられる。加圧後、上パンチ６３を上昇させると共に、ダイ６１及びコアロッド６４を下パンチ６２に対して相対的に下降させることで、サイジング金型６から焼結部材を抜き出す。

下パンチ６２を固定して上パンチ６３で焼結部材２を加圧すると、上パンチ６３で加圧される第二端面２２側の領域は、下パンチ６２に向き合う第一端面２１側の領域に比較して、サイジングによって付与される応力が大きくなる。よって、焼結部材２をサイジング金型６から抜き出すと、焼結部材２における第二端面２２側の領域において、径方向外側に広がるスプリングバック量が第一端面２１側の領域と比較して大きくなる。サイジングする焼結部材２は、傾斜面２５を備える。そのため、焼結部材２における第二端面２２側の領域がスプリングバックによって径方向外側に広がると、この広がりは、傾斜面２５の傾斜角度を緩和することになる。

サイジングして得られた焼結部材１（図２）は、円筒状の形状を有する。焼結部材１は、図２に示すように、内周面１３と、外周面１４と、内周面１３と外周面１４とをつなぐ第一端面１１及び第二端面１２とを備える。図２に示す焼結部材１は、説明の便宜上、第二端面１２の外径を第一端面１１の外径よりも大きく図示している。実際は、第一端面１１の外径と第二端面１２の外径との径差は、図２に示す径差よりも十分に小さい。また、実際は、第一端面１１と外周面１４とで構成される角部と、第二端面１２と外周面１４とで構成される角部との角度差は、図２に示す角度差よりも十分に小さい。

サイジングして得られた焼結部材１における外周面１４は、第一端面１１又は第二端面１２に対して小さい直角度を有する。直角度は、第一端面１１又は第二端面１２を基準として、焼結部材１の長手方向と直交する方向への変位量δで求められる。直角度は、１０μｍ以下、更に８μｍ以下、特に５μｍ以下、０μｍであることが挙げられる。

上述した粉末成形体３に付与する傾斜面３５の傾斜角度、すなわち成形金型７におけるダイ７１の傾斜面７１０の傾斜角度は、サイジング後のスプリングバック量を考慮して、サイジング後の直角度が１０μｍ以下、更に８μｍ以下、特に５μｍ以下、好ましくは０μｍとなるように設定すればよい。

≪効果≫
実施形態１の筒状焼結部材の製造方法は、図１に示すように、焼結部材２にサイジングを行うにあたり、外周面２４に傾斜面２５を備える焼結部材２を用いている。また、実施形態１の筒状焼結部材の製造方法は、図１に示すように、傾斜面２５の径方向内側に狭まる側に位置する第二端面２２を上パンチ６３で加圧する。第二端面２２を上パンチ６３で加圧すると、焼結部材２をサイジング金型６から抜き出した際、第二端面２２側の領域は、第一端面２１側の領域に比較して、径方向外側に広がるスプリングバック量が大きくなる。第二端面２２側の領域は、第一端面２１側の領域よりも径方向内側に位置するため、スプリングバックによって径方向外側に広がったとしても、傾斜面２５の傾斜角度が緩和されることになり、焼結部材１（図２）の直角度の悪化を抑制できる。

実施形態１の筒状焼結部材の製造方法は、傾斜面２５を有する焼結部材２を準備し、この焼結部材２をサイジング金型６の空間６０に特定の向きで収納してサイジングするだけで、上記直角度の悪化を抑制できる。つまり、実施形態１の筒状焼結部材の製造方法は、１回のサイジングで効率的に高精度な上記直角度を有する筒状の焼結部材２（図２）が得られる。

＜実施形態２＞
図６を参照して、実施形態２の筒状焼結部材の製造方法を説明する。実施形態２では、準備工程において、内周面及び外周面の双方に傾斜面を有する焼結部材を準備する。内周面及び外周面の双方に傾斜面を有する焼結部材は、図６に示す成形金型７を用いて粉末成形体を作製し、この粉末成形体を焼結することで得られる。以下の説明では、上述した実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

〔成形金型〕
成形金型７は、ダイ７１と、下パンチ７２と、上パンチ７３と、コアロッド７４、７５とを備える。ダイ７１、下パンチ７２、及び上パンチ７３の基本的な構成は、実施形態１と同様である。コアロッド７４は、ダイ７１に下方向から嵌め込まれ、ダイ７１とで凹部を構成する。コアロッド７５は、ダイ７１に上方向から嵌め込まれ、下端部が上記凹部に嵌め込まれる。コアロッド７５は、その一端部が先端側に向かって先細るテーパー状の円柱状体である。この成形金型７では、ダイ７１、下パンチ７２、及びコアロッド７４、７５が組み合わされることで、ダイ７１の内周面、下パンチ７２の上面、及びコアロッド７５の外周面によって、円筒状の空間が構成される。この空間には、原料粉末４が充填される。

ダイ７１の内周面は、実施形態１と同様に、傾斜面７１０とストレート面７１１、７１２とで構成される。

コアロッド７５の外周面は、傾斜面７５０とストレート面７５１、７５２とで構成される。ストレート面７５１、７５２は、下パンチ７２及び上パンチ７３が嵌め込まれる領域に設けられている。ストレート面７５１は下パンチ７２の外周面と擦れ合う面であり、ストレート面７５２は上パンチ７３の外周面と擦れ合う面である。下パンチ７２側に位置するストレート面７５１は、上パンチ７３側に位置するストレート面７５２よりも径方向内側に位置する。傾斜面７５０は、ストレート面７５１、７５２をつなぐように設けられている。つまり、傾斜面７５０は、上パンチ７３側から下パンチ７２側に向かって漸次的に径方向内側となるように傾斜している。本例では、コアロッド７５における傾斜面７５０の傾斜角度と、ダイ７１における傾斜面７１０の傾斜角度とは、同じである。コアロッド７５における傾斜面７５０の傾斜角度と、ダイ７１における傾斜面７１０の傾斜角度とは、異なっていてもよい。また、コアロッド７５における傾斜面７５０及びストレート面７５１、７５２における軸方向の長さは、ダイ７１における傾斜面７１０及びストレート面７１１、７１２における軸方向の長さと実質的に同じである。

下パンチ７２の上面、及び上パンチ７３の下面は、全面にわたって平坦な面で構成されている。

〔加圧成形〕
上記空間に原料粉末４を充填し、原料粉末４を上パンチ７３と下パンチ７２とで上下方向から圧縮することで、粉末成形体を成形する。成形金型７で加圧成形して得られた粉末成形体は、円筒状で構成され、内周面と、外周面と、内周面と外周面とをつなぐ第一端面及び第二端面とを備える。そして、内周面及び外周面のそれぞれは、傾斜面とストレート面とで構成される。粉末成形体における外周面の傾斜面及びストレート面はそれぞれ、成形金型７におけるダイ７１の傾斜面７１０及びストレート面７１１、７１２に対応している。また、粉末成形体における内周面の傾斜面及びストレート面はそれぞれ、成形金型７におけるコアロッド７５の傾斜面７５０及びストレート面７５１、７５２に対応している。

上記粉末成形体を焼結して得られた焼結部材は、粉末成形体と同様に、内周面及び外周面のそれぞれに傾斜面とストレート面とを備える。

実施形態２の筒状焼結部材の製造方法のように、内周面及び外周面の双方に傾斜面を有する焼結部材に対してサイジングする場合も、実施形態１と同様に、傾斜面の径方向内側に狭まる側に位置する第二端面を上パンチで加圧する。第二端面を上パンチで加圧することで、焼結部材をサイジング金型から抜き出した際のスプリングバックによって傾斜面の傾斜角度が緩和され、第一端面又は第二端面に対する外周面の直角度の悪化を抑制できる。

実施形態１及び実施形態２で説明した筒状焼結部材の製造方法は、内接歯車ポンプ用ロータ９（図７）を構成するインナーロータ９１又はアウターロータ９２を得るのに好適である。

内接歯車ポンプ用ロータ９は、図７に示すように、インナーロータ９１とアウターロータ９２とを備える。インナーロータ９１とアウターロータ９２とは、偏心して配置される。インナーロータ９１及びアウターロータ９２は、鉄系材料からなる焼結部材で構成される。インナーロータ９１は、外周に複数の外歯を備える。アウターロータ９２は、内周に複数の内歯を備える。内歯の歯数は、外歯の歯数よりも１つ多く設けられている。そのため、インナーロータ９１とアウターロータ９２とを組み合わせると、外歯と内歯の各歯先によって密閉された空間９０が作られる。

インナーロータ９１の中心には、シャフト孔９１ｈが設けられている。このシャフト孔９１ｈには軸（図示せず）が挿入され、この軸によってインナーロータ９１は回転駆動する。この回転駆動によって、アウターロータ９２は、内歯が回転する外歯に噛み合うことで回転力を受け、インナーロータ９１に従動して同じ方向に回転する。

インナーロータ９１及びアウターロータ９２は、互いに円滑に噛み合うために、高い寸法精度が求められる。具体的には、端面に対する側面の直角度に関し、高精度な直角度が求められる。よって、実施形態１及び実施形態２で説明した筒状焼結部材の製造方法によれば、高精度な直角度を有するインナーロータ９１又はアウターロータ９２を得ることができる。特に、インナーロータ９１は、外周面側でアウターロータ９２と噛み合うため、サイジング後のスプリングバックによる外周面側の直角度の悪化が問題となる。よって、実施形態１及び実施形態２で説明した筒状焼結部材の製造方法によって、高精度な直角度を有するインナーロータ９１を効率的に得ることができる。

１ 焼結部材
１１ 第一端面、１２ 第二端面、１３ 内周面、１４ 外周面
δ 変位量
２ 焼結部材
２１ 第一端面、２２ 第二端面、２３ 内周面、２４ 外周面
２５ 傾斜面、２６、２７ ストレート面
３ 粉末成形体
３１ 第一端面、３２ 第二端面、３３ 内周面、３４ 外周面
３５ 傾斜面、３６、３７ ストレート面
４ 原料粉末
６ サイジング金型
６０ 空間
６１ ダイ、 ６２ 下パンチ、６３ 上パンチ、６４ コアロッド
７ 成形金型
７０ 空間
７１ ダイ、７１０ 傾斜面、７１１、７１２ ストレート面
７２ 下パンチ、７３ 上パンチ
７４、７５ コアロッド、７５０ 傾斜面、７５１、７５２ ストレート面
８ 載置台
９ 内接歯車ポンプ用ロータ
９０ 空間
９１ インナーロータ、９１ｈ シャフト孔、９２ アウターロータ

Claims (3)

1. 筒状の焼結部材を準備する工程と、
   前記焼結部材をサイジングする工程とを備え、
   前記焼結部材は、内周面と、外周面と、前記内周面と前記外周面とをつなぐ第一端面及び第二端面とを備え、
   前記準備する工程は、
   粉末を加圧成形して筒状の粉末成形体を作製する工程と、
   前記粉末成形体を焼結して、前記内周面及び前記外周面の少なくとも一方に、前記第一端面側から前記第二端面側に向かって漸次的に径方向内側となる傾斜面を有する前記焼結部材を作製する工程とを備え、
   前記粉末成形体を作製する工程では、前記粉末成形体の内周面及び外周面の少なくとも一方に、前記焼結部材における前記傾斜面となる面を構成し、
   前記サイジングする工程では、ダイと下パンチとコアロッドとで構成される空間に前記第一端面が前記下パンチに向き合うように前記焼結部材を収納し、前記第二端面を上パンチで加圧する、
   筒状焼結部材の製造方法。
2. 前記焼結部材を作製する工程では、複数の前記粉末成形体を積み重ねて焼結する請求項１に記載の筒状焼結部材の製造方法。
3. 前記焼結部材は、内接歯車ポンプ用ロータを構成するインナーロータ又はアウターロータである請求項１又は請求項２に記載の筒状焼結部材の製造方法。

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