JPS6196006A - 軸材への圧粉成形体の直接成形・固定方法 - 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、軸材への圧粉成形体の直接成形・固定方法に
関し、詳しくは、１つの軸材の外周部における任意の部
位に複数の圧粉成形体を直接成形・固定することのでき
る軸材への圧粉成形体の直接成形・固定方法にかかる。

〔従来の技術〕

従来、自動車部品、産業用機械部品、事務機械部品等に
おいては、軸材の外周部に種々の別部材を配設させた軸
部材が多く使用されている。

そして、自動車用部品においては、カムシャフトがその
代表的な例である。

そこで、以下自動車用カムシャフトに例をとって詳しく
説明する。

従来、自動車用カムシャフトは、鋳造法２ｍ造法等の材
料成形方法により、一体力ムシャフトとして製造される
のが通常であった。

しかし、最近、カムシャフトにおけるカム摺動面の耐久
性を改善させる１手段として、軸部を鋼製中空軸材等の
鋼材とし、別途、耐摩耗性の優れた材料（例えば、焼結
合金等）によって“カム部材。

ジャーナル部材等の嵌合部材を製造し、それらを軸部の
所定の部位に嵌合・配置して接合した、いわゆる、接合
型カムシャフトが実用化されるようになった。

そして、上記軸部材料としては、軽量化、潤滑剤（オイ
ル）の供給流路等として中空部を利用するために、鋼製
中空軸材等を採用することが多い。

ところで、従来の接合型カムシャフトの製造方法におい
ては、カム材料となる粉末冶金用合金粉末原料を用いて
圧粉成形及び予備焼結されたカム部材を、中空軸材等の
軸材に嵌合・組付して仮固定した後、カム部材の加熱焼
結、及び、カム部材と軸材とを接合するために、本焼結
するという工程が一般的に採用されている。

このため、接合型カムシャフトの製造工程は、「圧粉成
形−予備焼結→組付一本焼結−完成接合型カムシャフト
」とするという複雑な工程となり、生産性が悪いばかり
でなく製造コストが高騰するという問題点があった。

そこで、圧粉成形体を軸材に直接成形・固定することに
よって予備焼結及び組付の各工程を省略し、本焼結のみ
を後工程とする接合型カムシャフトの製造方法が検針さ
れている。

なお、このような圧粉成形体を軸材に直接成形・固定す
る方法としては、いわゆる、通常の金型構成を用いたプ
レス成形による方法が試みられているものの、製品形状
、金型構造等の制約から、従来の金型構成のままでは１
つの軸材に複数の圧粉成形体を直接成形・固定すること
が困難であり、軸材に１つの圧粉成形体を直接成形・固
定する方法（例えば、特開昭５６−１１２４０４号）が
提案されているのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のような従来の技術の現状に鑑み、本発明が解決し
ようとする問題点は、従来の圧粉成形及び予備焼結され
たカム部材、ジャーナル部材等の嵌合別部材を軸材に嵌
合・組付して仮固定した後、カム部材、ジャーナル部材
等の嵌合別部材を、本焼結により加熱焼結するとともに
軸材と接合する外周部に別部材を配設した軸部材の製造
方法においては、製造工程゛が複雑となるばかりでなく
製造コストが高騰し、一方、最近試みられている通常の
金型構成のままで圧粉成形体を軸材に直接成形・固定し
た後、加熱焼結して外周部に別部材を配設した軸部材を
製造する方法においては、圧粉成形体を軸材に直接成形
・固定することによって、予備焼結及び組付の各工程を
省略できる利点はあるものの、製品形状、金型構造等の
制約から１つの軸材に複数の圧粉成形体を、軸材の外周
部の任意の部位に直接成形・固定することが困難でった
ということである。

従って、本発明の技術的課題とするところは、通常の金
型構成を用いた軸部材への圧粉成形体の直接成形・固定
する方法でありながら、充填された粉末冶金用金属粉末
原料を圧粉成形する成形ダイスを分割成形ダイスとして
、１つの軸材の任意の部位に複数の圧粉成形体の直接成
形・固定を可能とすることによって、別部材としての圧
粉成形体の予備焼結及び組付の各工程を省略することが
でき、従って、安価かつ生産性に優れた軸材への圧粉成
形体の直接成形・固定を可能とすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような従来の技術における問題点に鑑み、本発明に
おける従来の技術の問題点を解決するための手段は、中
心部に垂直をなした軸材挿入孔が設けられ、その軸材挿
入孔の下方に上下移動可能とされるとともに軸材の装着
保持を兼ねた軸材載置台を有する金型構成の軸材挿入孔
に、遊挿状態をなして軸材を挿入する工程と、 上記軸材における圧粉成形体を直接成形・固定すべき部
位に適合させて、型合わせ状態においては軸材を把持す
る部位の確保と軸材との間に粉末冶金用金属粉末原料を
充填するための底付き筒形状キャビティを郭定するとと
もに、縦分割状態においては圧粉成形体の直接成形・固
定された軸材を上下移動可能とするように、縦方向に分
割可能とされた分割成形ダイスを配置・固定する工程と
、上記底付き筒形状キャビティに粉末冶金用金属粉末原
料を充填する工程と、 充填された粉末冶金用金属粉末原料を、上記分割成形ダ
イスの底付き筒形状キャビティの底面と成形パンチとに
より圧粉成形して、圧粉成形体を軸材に直接成形・固定
する工程と、 上述のようにして圧粉成形体を軸材に直接成形・固定し
た後、分割成形ダイスを縦分割してシリンダ等の軸材載
置台の上下移動手段により軸材を次の圧粉成形体の直接
成形・固定部位まで移動させる工程と、 上述の一連の軸材への圧粉成形体の直接成形・固定工程
を繰り返すことによって、軸材の任意の部位に任意の個
数の圧粉成形体を、直接成形・固定することを特徴とす
る軸材への圧粉成形体の直接成形・固定方法からなって
いる。

〔作用〕

以下、本発明の作用について説明する。

本発明において、中心部に垂直をなした軸材挿入孔が設
けられ、その軸材挿入孔の下方に上下移動可能とされる
とともに軸材の装着保持を兼ねた軸材載置台を有する金
型構成の軸材挿入孔に、遊挿状態をなして軸材を挿入す
ることとしているのは、圧粉成形体の直接成形・固定さ
れた軸材を製造するための軸材を挿入するとともに、軸
材における圧粉成形体を直接成形・固定する部位を任意
に設定可能とするためである。

また、本発明において、軸材における圧粉成形体を直接
成形・固定すべき部位に適合させて、型合わせ状態にお
いては軸材を把持する部位の確保と軸材との間に粉末冶
金用金属粉末原料の充填するための底付き筒形状キャビ
ティを郭定するとともに、縦分割状態においては圧粉成
形体の直接成形・固定された軸材を上下移動可能とする
ように、縦方向に分割可能とされた分割成形ダイスを配
置・固定することとしているのは、成形ダイスを分割成
形ダイスとすることによって、既に成形・固定された圧
粉成形体を有する軸部材の上下方向への移動を容易なも
のとし、複数の圧粉成形体を有する軸部材の製造性を優
れたものとするためである。

また、本発明において、充填された粉末冶金用金属粉末
原料を上記分割成形ダイスの底付き筒形状キャビティの
底面と成形パンチとにより圧粉成形して、圧粉成形体を
軸材に直接成形・固定することとしているのは、分割成
形ダイスを用いることにより、圧粉成形後の軸材に圧粉
成形体が直接成形・固定された軸部材の抜き出しを容易
なものとするためである。

また、本発明において、圧粉成形体を軸材に直接成形・
固定した後分割成形ダイスを分割して、シリンダ等の軸
材載置台の移動手段により軸材を次の圧粉成形体の成形
・固定部位まで移動させることとしているのは、圧粉成
形体を軸材における任意の部位に直接成形・固定するこ
とを可能とするためである。

また、本発明において、上述の一連の圧粉成形体の直接
成形・固定工程を１つの軸材に繰り返すこととしている
のは、軸材の任意の部位に任意の個数の圧粉成形体を直
接成形・固定させるためである。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。

（第１実施例） 第１図は、本発明法により圧粉成形体が直接成形・固定
された軸材を製造するための、第１実施　　゛例におけ
る金型構造の１例を示している。

第１図において、圧力板１，２は上方において図示され
ない上部ボルスタ等に固定されるとともに、下方には内
部形状寸法を軸材８ａの外周部形状寸法に適せさせた成
形パンチ３が固定されている。

また、圧力板５は下方において図示されない下部ボルス
タ等に固定されるとともに、上方には分割成形ダイス４
が縦分割可能に載置・固定されている。

そして、圧力板１．２及び圧力板５の中心部には、軸材
８ａを遊挿状態で挿入可能とする軸材挿入孔１０を有す
るとともに、圧力板５の下方には軸材８ａの装着・固定
を兼ねた軸材載置保持部６ａを有し、油圧シリンダ等の
駆動手段により上下移動可能とされた軸材載置台６が配
設されている。

そして、圧力板５上に載置・固定された分割成形ダイス
４は型合わせ状態では、分割成形ダイス４の下部により
軸材８ａを把持するとともに、分割成形ダイス４の上部
と軸材挿入孔１０に挿入された軸材８ａとによって、粉
末冶金用金属粉末原料９を充填すべき底付き筒形状キャ
ビティ４ａに充填された粉末冶金用金属粉末原料９が、
成形パンチ３と分割成形ダイス４の底付き筒形状キャビ
ティ４ａの底面とによって圧粉成形され、圧粉成形体７
が軸材８ａに直接成形・固定されるのである。

次に、第２図の金型の作動状態を示す説明図に基づいて
、この実施例による圧粉成形体７を直接成形・固定させ
た軸部材８の製造工程を説明する。

第２図（ａ）の工程においては、軸材８ａにおける圧粉
成形体９の直接成形・固定部位に対応させて圧力板５上
に載置された分割成形ダイス４を型合わせして固定し、
分割成形ダイス４の下部により軸材８ａを把持するとと
もに、分割成形ダイス４の上部と軸材８ａとによって郭
定される底付き筒形状キャビティ４ａに粉末冶金用金属
粉末原料９を充填する。

ついで、第２図（ｂ）の工程においては、成形パンチ３
が下降して圧力板５上に載置・固定された分４ａに充填
された粉末冶金用金属粉末原料９を底付き筒形状キャビ
ティ４ａの底面との間で圧粉成。

形して、圧粉成形体７を軸材８ａに直接成形固定するの
である。

さらに、第２図（Ｃ）の工程においては、軸材８ａに圧
粉成形体７を直接成形・固定した後、成形パンチ３を上
昇させるとともに、圧力板５上に載置された分割成形ダ
イス４を分割して軸部材８の下方への移動を可能とする
。

最後に、軸部材８の装着・固定された軸材載置台６を下
降させることによって、軸材８ａにおける次の圧粉成形
体７の直接成形・固定部位にまで移動させるのである。

上述の工程を繰り返すことによって、軸材８ａの任意の
部位に、複数の圧粉成形体７を直接成形・固定した軸部
材８とすることができるのである。

（第２実施例） 第３図は、第１実施例の分割成形ダイス４をいずれも縦
分割可能とされ、圧粉成形体７の外周部成形ダイス４ｂ
と下パンチに相当する圧粉成形パンチ４Ｃとに分割し、
さらに、外周部成形ダイス４ｂを圧力板５上に配設した
スプリング１１等の弾性体により、浮動可能とした例で
ある。

この実施例においても第１実施例と同様に、第４図（ａ
ｌの粉末冶金用金属粉末原料９の充填工程。

第２図（ｂ）の圧粉成形工程、第３図（Ｃ）の外周部成
形ダイス４ｂ及び圧粉成形パンチ４Ｃの分割（圧粉成形
体７の直接成形・固定された軸部材８の抜脱）工程から
なる工程により軸材８ａに圧粉成形体７を直接成形・固
定する点において同様であるが、。

外周部成形ダイス４ｂが浮動状態にあることから、第１
実施例のような粉末冶金用金属粉末原料９の圧粉成形時
における加圧を、片面加圧から両面加圧とすることがで
き、従って、軸材８ａに直接成形・固定された圧粉成形
体７における密度の均一化を図ることができるのである
。

なお、上記実施例においては、軸材８ａを中空円筒軸材
を用いて説明しているが、軸材８ａとしては中空円筒軸
材に限定されるものでなく、中実軸材、非円形断面形状
の軸材であってもその効果においては同一であることは
いうまでもない。

〔発明の効果〕 以上により明らかなように、本発明にかかる軸材への圧
粉成形体の直接成形・固定方法によれば、通常の金型構
成を用いた軸部材への圧粉成形体の直接成形・固定する
方法でありながら、充填された粉末冶金用金属粉末原料
を圧粉成形する成形ダイスを分割成形ダイスとして、１
つの軸材の任意の部位に複数の圧粉成形体の直接成形・
固定を可能とすることによって、別部材としての圧粉成
形体の予備焼結及び組付の各工程を省略することができ
、従って、安価かつ生産性に優れた軸部材への圧粉成形
体の直接成形・固定を可能とすることができる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１実施例により圧粉成形体を直接成形・固
定された軸材を製造する１金型構造を示す図。 第２図は、第１実施例による圧粉成形体を直接成形・固
定された軸材の製造工程を示す図。 成形・固定された軸材の製造工程を示す図。 第３図は、第２実施例により圧粉成形体を直接成形・固
定された軸材を製造する１金型構造を示す図。 第４図は、第２実施例にょる圧粉成形体を直接成形・固
定された軸材の製造工程を示す図である。 １．２．５−一一一・−圧力板。 ３−−−−−一成形パンチ。 ４・−一−−−分割成形ダイス。 ４ａ−−−−−一底付き筒形状キャビティ。 ４ｂ・−一−−・外周部成形ダイス。 ４　ｃ　−−−−−一圧粉成形パンチ。 ６−−−−−一軸材載置台。 ６ａ−−−−−一軸材載置保持部。 ７−・・・−圧粉成形体。 ８−−−−−一軸部材。 ８ａ・−−−−一軸材。 ９−・−粉末冶金用金属粉末原料。 １０−・−−−一軸材挿入孔。 １１−−−−−−スプリング。 第１図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第２図 （ａ） 第３図 （ｊ））　　　　　　　　　（Ｃ） 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中心部に垂直をなした軸材挿入孔が設けられ、その
   軸材挿入孔の下方に上下移動可能とされるとともに軸材
   の装着保持を兼ねた軸材載置台を有する金型構成の軸材
   挿入孔に、遊挿状態をなして軸材を挿入する工程と、 上記軸材における圧粉成形体を直接成形・固定すべき部
   位に適合させて、型合わせ状態においては軸材を把持す
   る部位の確保と軸材との間に粉末冶金用金属粉末原料を
   充填するための底付き筒形状キャビティを郭定するとと
   もに、縦分割状態においては圧粉成形体の直接成形・固
   定された軸材を上下移動可能とするように、縦方向に分
   割可能とされた分割成形ダイスを配置・固定する工程と
   、上記底付き筒形状キャビティに粉末冶金用金属粉末原
   料を充填する工程と、 充填された粉末冶金用金属粉末原料を、上記分割成形ダ
   イスの底付き筒形状キャビティの底面と成形パンチとに
   より圧粉成形して、圧粉成形体を軸材に直接成形・固定
   する工程と、 上述のようにして圧粉成形体を軸材に直接成形・固定し
   た後、分割成形ダイスを縦分割してシリンダ等の軸材載
   置台の上下移動手段により軸材を次の圧粉成形体の直接
   成形・固定部位まで移動させる工程と、 上述の一連の軸材への圧粉成形体の直接成形・固定工程
   を繰り返すことによって、軸材の任意の部位に任意の個
   数の圧粉成形体を、直接成形・固定することを特徴とす
   る軸材への圧粉成形体の直接成形・固定方法。