(57)【要約】【課題】第１部材と第２部材間に柱を有し、第１部材の内外径部について寸法矯正が要求される焼結部品のサイジングを、第２部材に対する上パンチの接触、衝突を防止して行えるようにすることを課題としている。【解決手段】端面視で焼結部品の第２部材２２を包含する形状の内周面２ａを有している上パンチ２と、下パンチ３と、第１部材２１の外径面を成形穴１ａで矯正するダイ１と、ガイド部材４を有するサイジング金型を使用し、第２部材２２を上にしてダイ１上に設置した焼結部品２０を、ガイド部材４を貫通穴２２ａに挿入して位置決めし、この状態でサイジングを行うようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に貫通穴（２１ａ）を、一端に円筒部（２１ｂ）をそれぞれ有する第１部材（２１）と、中央に貫通穴（２２ａ）を有する第２部材（２２）の間に複数の柱（２３）を配置した焼結部品（２０）のサイジング方法であって、
端面視で第２部材（２２）を包含する形状の内周面（２ａ）を有している上パンチ（２）と、第１部材（２１）を押圧する下パンチ（３）と、第１部材（２１）の外径面を成形穴（１ａ）で矯正するダイ（１）と、下パンチ内径部に配置されるガイド部材（４）を有するサイジング金型を使用し、前記ダイ（１）上に前記第２部材（２２）を上にして前記焼結部品（２０）を設置し、この焼結部品（２０）の第２部材（２２）の中央の貫通穴（２２ａ）に前記ガイド部材（４）を挿入して第２部材（２２）をダイの成形穴（１ａ）と同軸上に位置決めすることを特徴とする焼結部品のサイジング方法。
【請求項２】
焼結部品（２０）をサイジング金型に設置した後、前記ガイド部材（４）を上昇させて第２部材（２２）の中央の貫通穴（２２ａ）に挿入することを特徴とする請求項１に記載の焼結部品のサイジング方法。
【請求項３】
前記ガイド部材（４）の上昇を、前記ダイ（１）又は下パンチ（３）で前記第１部材（２１）をダイの成形穴（１ａ）と同軸上に位置決めして行う請求項２に記載の焼結部品のサイジング方法。
【請求項４】
前記ガイド部材（４）として、先端側が小径のテーパ部（４ａ）を先端に設けたものを使用する請求項１〜３のいずれかに記載の焼結部品のサイジング方法。
【請求項５】
前記下パンチ（３）を、前記第１部材の一端の円筒部（２１ｂ）の端面を押圧する筒状の下１パンチ（３−１）と、その下１パンチ（３−１）と前記ガイド部材（４）との間に配置する筒状の下２パンチ（３−２）の２者で構成し、下１パンチ（３−１）の先端で前記円筒部（２１ｂ）を受け支え、下２パンチ（３−２）の先端を前記円筒部（２１ｂ）の内側に挿入して第１部材（２１）をダイの成形穴（１ａ）と同軸上に位置決めし、この状態で前記ガイド部材（４）による第２部材（２２）の位置決めを行うことを特徴とする請求項１~４のいずれかに記載の焼結部品のサイジング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の変速機に採用されるプラネタリキャリアなどの柱を有する焼結部品のサイジング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、粉末冶金による機械部品の製造方法は、原料粉末を圧縮して成形体を得る圧縮工程と、得られた成形体を焼結炉に導入して焼結する焼結工程と、焼結後の部品（焼結部品）を再圧縮して寸法を矯正するサイジング工程からなる。
【０００３】
下記特許文献１に記載されているように、一般的なサイジング工程では、上パンチ、下パンチ、及びダイで構成されたサイジング金型を使用し、焼結体の上下の端面を上パンチと下パンチで圧縮することで製品の寸法を矯正する。
【０００４】
例えば、円筒部の内周面にフランジが形成された内鍔付き焼結部品の円筒部の寸法を矯正する場合は、ダイの成形穴に部品を上パンチで押し込み、円筒部の外径面をダイで拘束し、さらに、内周面をコアで拘束して焼結部品の上面の全域を上パンチで、円筒部の端面を下１パンチで、フランジの下面を下２パンチでそれぞれ圧縮する方法が採られる。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−５７６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の内鍔付き焼結部品については、円筒部の内、外径面をコアとダイで拘束するので、上面の全域を上パンチで加圧してサイジングを行うことができる。しかしながら、サイジングする焼結部品がフランジの上部に複数の柱を介して第２部材が配置されたものであると、上面の全域を上パンチで加圧する方法でのサイジングは、フランジとの間に配置された柱を損傷する問題があるために採用できない。
【０００７】
そのような焼結部品として、例えば、車両の変速機に採用されているプラネタリキャリアがある。その焼結部品の一例を簡略化して図６に示す。この焼結部品（プラネタリキャリア）２０は、第１部材２１と第２部材２２の間に複数の柱２３を配置したものになっている。第１部材２１は、中央に貫通穴２１ａを有し、さらに、一端に円筒部２１ｂを有する。第２部材２２も、中央に貫通穴２２ａを有しており、第１部材の円筒部２１ｂの外周と円筒部２１ｂの自由端側の内径（ここにスプラインなどが形成される場合にはその表面）がサイジングによって矯正される。第１部材２１は、外径が第２部材２２よりも大きく、円筒部２１ｂの端面となる部分が柱２３よりも径方向外側に張り出している。
【０００８】
この焼結部品２０のサイジングは、上面の全域を加圧することができないため、図７に示すように、焼結部品２０を、第２部材２２を上にして、かつ、円筒部２１ｂの自由端（下端）の内、外周をダイ１と下２パンチ３−２とで位置決めしてサイジング金型に設置し、端面視で第２部材２２を包含する形状（第２部材２２を圧縮せずに内径部に挿入可能な形状）の内周面２ａを有している上パンチ２で第１部材２１の上面の外周部を加圧してダイの成形穴１ａに押し込む方法で行っている。
【０００９】
ところが、この方法では、サイジング金型に設置する焼結部品２０が傾くことがあり、その焼結部品の高さが高いため、焼結部品がサイジング金型に傾いてセットされたときに上パンチが下降行程で上側にある第２部材に接触し、或いは、衝突して焼結部品を損傷させ、場合によっては、上パンチが破損するなどの弊害を生じる問題があった。
【００１０】
図６に示したプラネタリキャリアなどの焼結部品は、サイジング前には、粉末成形や焼結に起因した不可避の歪を有している。一方、サイジングは、この焼結部品をサイジング金型上に設置し、その後、ダイを上昇させて焼結部品を一旦ダイの上昇終点まで持ち上げ、その位置から上パンチによる加圧を行ってダイを下降させながらサイジングを進める方法が採られる。このダイの上昇過程において、歪の大きい焼結部品はバランスを崩して傾く。
【００１１】
この傾きに起因した上パンチの接触、衝突による損傷を減少させるために、サイジングに供する焼結部品について真円度選別作業を実施し、真円度が悪くてサイジング時に傾きやすい部品を事前に取り除く方法を採っていたが、真円度選別作業は生産性を低下させ、人件費も上昇させる。
【００１２】
この発明は、２つの部材間に柱を有するプラネタリキャリアなどの焼結部品のサイジングを、その部品や上パンチの損傷を防止して健全に行えるようにし、事前の真円度選別作業も不要となすことを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、この発明においては、中央に貫通穴を有し、一端に円筒部を有する第１部材と中央に貫通穴を有する第２部材の間に複数の柱を配置した焼結部品のサイジング方法として、以下の方法を提供する。
その方法は、端面視で第２部材を包含する形状の内周面を有している上パンチと、第１部材の円筒部を押圧する下パンチと、第１部材の外径面を成形穴で矯正するダイと、下パンチ内径部に配置されるガイド部材を有するサイジング金型を使用し、前記ダイ上に前記第２部材を上にして前記焼結部品を設置し、この焼結部品の第２部材の中央の貫通穴に前記ガイド部材を挿入して第２部材をダイの成形穴と同軸上に位置決めすることを特徴とする方法である。その位置決め状態でサイジングを行う。ここで云う第２部材を包含する形状とは、ガイド部材によって位置決めされたサイジング金型上の焼結部品の第２部材に衝突せずに第２部材の外周を包囲できる形状である。
【００１４】
この方法では焼結部品をサイジング金型に設置した後、前記ガイド部材を上昇させて第２部材の中央の貫通穴に挿入すると好ましい。そのガイド部材の上昇を、ダイや下パンチで第１部材をダイの成形穴と同軸上に位置決めして行うのも好ましく、さらに、ガイド部材として、先端側が小径のテーパ部を先端に設けたものを用いるのも好ましい。
【００１５】
また、下パンチを、前記第１部材の円筒部の端面を押圧する筒状の下１パンチと、その下１パンチと前記ガイド部材との間に配置する筒状の下２パンチの２者で構成し、下１パンチの先端で前記円筒部を受け支え、下２パンチの先端を前記円筒部の内側に挿入して第１部材をダイの成形穴と同軸上に位置決めし、この状態で前記ガイド部材による第２部材の位置決めを行うのも好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の方法では、下パンチ内径部にガイド部材を配置したサイジング金型を使用する。そのガイド部材を第２部材の中央の貫通穴に挿入することで第２部材を位置決めし、この状態で上パンチを下降させて第１部材を加圧するので、サイジング金型上に配置された焼結部品が許容値を超えて傾くことがなくなり、第２部材に対する上パンチの接触、衝突が回避される。これにより、焼結部品の傷付き、破損の問題が無くなる。
【００１７】
また、サイジング金型上に設置する焼結部品が許容値を超えて傾くことがなくなるため、
生産性向上の妨げとなっていた真円度選別作業も不要になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面の図１〜図５に基づいて、この発明のサイジング方法の実施の形態を説明する。図１に、図６の焼結部品の寸法矯正に利用するサイジング金型の具体例を示す。このサイジング金型は、成形穴１ａを有するダイ１、上パンチ２、下パンチ３及びガイド部材４によって構成されている。なお、下パンチ３は、下１パンチ３−１と下２パンチ３−２の２者を組み合わせたものが用いられている。
【００１９】
ダイ１は、成形穴１ａの入口部を焼結部品２０の円筒部２１ｂの外周との間に隙間を生じる内径にしている。成形穴１ａの入口部の内径を適切に設定することで、成形穴１ａの入口部に円筒部２１ｂを挿入して第１部材２１（円筒部２１ｂの自由端）を成形穴１ａの中心と同軸上に位置決めすることが可能であるが、例示のサイジング方法では、第１部材２１（円筒部２１ｂの自由端）の位置決めを下２パンチ３−２の先端で行う。その下２パンチ３−２の先端外径を円筒部２１ｂの自由端の内径よりも少し小さくし、初期位置に引き下げられたダイ１の上面よりも僅かに上方に突出させており、この部分が円筒部２１ｂの自由端の内側に挿入されて第１部材２１が成形穴１ａと同軸上に位置決めされる。
【００２０】
上パンチ２は、先端を開口させた中空パンチにしており、端面視で焼結部品２０の第２部材２２を包含する形状の内周面２ａを有している。ここで云う第２部材を包含する形状とは、先に定義した通りの形状である。
【００２１】
下１パンチ３−１は、筒状のパンチであり、ダイの成形穴１ａに挿入されて第１部材２１の円筒部２１ｂの自由端側の端面を押圧する。
【００２２】
下２パンチ３−２は筒状パンチであり、下１パンチ３−１とガイド部材４との間に配置される。この下２パンチ３−２は、先端の外径を成形部３−２ａの外径よりも小さくしており、その先端を円筒部２１ｂの内側に挿入することで第１部材２１を成形穴１ａと同心上に位置決めする。
【００２３】
ガイド部材４は、コアロッドで構成しており、このガイド部材４の先端部を貫通穴２２ａに挿入して第２部材２２の位置決めがなされる。このガイド部材４は、先端側が小径のテーパ部４ａを先端に設けたものが好ましく、テーパ部４ａによる求心効果を利用してガイド部材４を貫通穴２２ａに挿入するときに第２部材２２の位置ずれを修正することができる。
【００２４】
ダイ１はダイプレート５に支持され、上パンチ２は上パンチプレート６に支持される。また、下１パンチ３−１と下２パンチ３−２は、下パンチプレート７，８によって個別に支持され、ガイド部材（コアロッド）４はヨークプレート９によって支持される。１０は、ヨークプレート９との間に介在されるガイド部材４用の昇降機構（図のそれはシリンダアクチュエータ）、１１はガイド部材４を保持するホルダ、１２はガイド部材４の上昇位置を設定するストローク調整用ストッパリングである。ダイ１は昇降機構（図示せず）に駆動されてダイプレート５とともに昇降する。下２パンチ３−２も昇降機能を有し、下１パンチ３−１は、上パンチ２による部品圧縮時に撓むことができるばね（図示せず。必須ではない）で下から受け支えている。
【００２５】
このように構成したサイジング金型上に焼結部品２０を載置する。このとき、図２に示すように、ダイ１とガイド部材４は初期位置に下降させておき、焼結部品２０の円筒部２１ｂの自由端（図における下端）を下１パンチ３−１で受け支える。また、下２パンチ３−２の先端を貫通穴２１ａに挿入して第１部材２１を成形穴１ａと同軸上に位置決めする。
【００２６】
次に、ガイド部材４を図３に示すように上昇させ、このガイド部材４を第２部材２２の中心の貫通穴２２ａに挿入して第２部材２２を成形穴１ａと同軸上に位置決めする。その後に、ダイ１を所定位置（図１の鎖線位置）まで上昇させる。このとき、焼結部品２０もダイ１に支えられて同時に持ち上がる。従来は、この過程で焼結部品２０が傾くことがあったが、この発明の方法では、焼結部品２０がガイド部材４にガイドされながらほぼ真っ直ぐな姿勢を維持して定位置まで上昇する。ガイド部材４は、その外径を、貫通穴２２ａの内径と第２部材２２の外径の寸法公差も考慮して適切に設定している。具体的には、貫通穴２２ａの内周面に対する径方向逃げ量ｇ１（図３参照）が第２部材２２に対する上パンチの内周面２ａの径方向逃げ量ｇ２（図２参照）よりも小さくなるように設定しており、このガイド部材４による拘束によって焼結部品２０の傾きが規制される。
【００２７】
ガイド部材４が上昇した後、プレス機の上ラム（図示せず）が駆動されて上パンチ２が下降する。
【００２８】
下降した上パンチ２が第１部材２１の上面に接触すると、ガイド部材４が引き下げられる。そしてその後に上パンチ２による正式な加圧が実施され、その加圧で、第１部材２１の円筒部２１ｂがダイ１を押し下げながらダイの成形穴１ａと下２パンチ３−２との間に押し込まれてサイジングがなされる（図４参照）。
【００２９】
この後、図５に示すように下１パンチ３−１が初期位置まで押し上げられ、ダイ１は初期位置まで引き下げられてサイジングを終えた焼結部品２０がサイジング金型から取り出される。以上で１サイクルの作業が完了する。
【００３０】
この方法では、第２部材２２を上にした焼結部品２０が、上述したように、ガイド部材４によって上側で位置決めされ、そのために、焼結部品２０の傾きが、第２部材２２とガイド部材４との間の径方向逃げ量ｇ１によって制限される範囲（実質的に０に近い範囲）に抑えられる。
【００３１】
これにより、上パンチ２の第２部材２２に対する接触、衝突が回避されて焼結部品の損傷が防止され、また、焼結部品の傾きが抑制されることで従来サイジング前に必要とした真円度選別作業も不要となる。
【００３２】
また、焼結部品２０をサイジング金型上に設置した後にガイド部材４を上昇させるので、焼結部品をサイジング金型に設置するとき及びサイジング後の焼結部品をサイジング金型から取出すときにはガイド部材４が下降していて作業の妨げにならず、焼結部品が重量物であったり、作業スペースが規制されたりしても作業が難しくならない。
【００３３】
さらに、下１パンチ３−１の先端で円筒部２１ｂを受け支え、下２パンチ３−２の先端を円筒部２１ｂの内側に挿入して第１部材２１を成形穴と同軸上に位置決めしてガイド部材４を上昇させるので、サイジング金型による焼結部品の支持が安定して焼結部品の傾きがより効果的に抑制され、第２部材２２の貫通穴２２ａに対するガイド部材４の挿入もトラブルなくなされる。
【実施例】
【００３４】
図６で説明した焼結部品（プラネタリキャリア）のサイジングを、図１のサイジング金型を使用してこの発明の方法で行った。サイジングの総個数は１０万個とした。また、サイジングに供する焼結部品の事前の真円度選別作業は行わなかった。その結果、焼結部品に対する上パンチの衝突は起こらず、上パンチの接触、衝突に起因した焼結部品の傷つき、破損、上パンチの破損は皆無であった。
この評価試験によって、この発明の方法の有効性を確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の方法の実施に利用するサイジング金型の概要を示す断面図
【図２】サイジング金型に対する焼結部品の設置状態を示す断面図
【図３】ガイド部材による第２部材の位置決め状態を示す断面図
【図４】パンチによる焼結部品の加圧状態を示す断面図
【図５】サイジング後の焼結部品の金型からの取り出し状態を示す断面図
【図６】サイジング対象の焼結部品の一例の概要を示す断面図
【図７】従来のサイジング方法での焼結部品の位置決め状態を示す断面図
【符号の説明】
【００３６】
１          ダイ
１ａ        成形穴
２          上パンチ
２ａ        内周面
３          下パンチ
３−１        下１パンチ
３−２        下２パンチ
４          ガイド部材
４ａ        テーパ部
５          ダイプレート
６          上パンチプレート
７，８      下パンチプレート
９          ヨークプレート
１０        昇降機構
１１        ホルダ
１２        ストローク調整用ストッパリング
２０        焼結部品
２１        第１部材
２１ａ      貫通穴
２１ｂ      円筒部
２２        第２部材
２２ａ      貫通穴
２３        柱
ｇ１        第２部材の貫通穴に対するガイド部材の径方向逃げ量
ｇ２        第２部材に対する上パンチ内周面の径方向逃げ量
【図１】
2010059526.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010059526.tif 000006
【図５】
2010059526.tif 000007
【図６】
2010059526.tif 000008
【図７】
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