JP7327799B2 - 筒状焼結部材の製造方法 - Google Patents
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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。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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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