(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレート上にｎ（ｎ≧２）個のブリッジ接合面を形成し、かつプレートの一面から各ブリッジ接合面に貫通する鑞材供給孔を形成した第１成形体と、片面に軸方向に延び出すｎ個のブリッジを形成した第２成形体とを、第２成形体の各ブリッジの先端を第１成形体の各ブリッジ接合面に同軸上に位置決めして突き合わせ、その突き合わせ部を焼結と同時に鑞付けして得られる鑞付け接合焼結部品において、
第１成形体に径方向及び周方向の位置決め面を備えたブリッジ端嵌め込み用の凹部を設け、さらに、前記凹部の底に形成されるブリッジ接合面とその面に突き合わせるブリッジ先端面の外周又は内周部に、互いに嵌まり合うガイド用の小突起と小凹部を対向して設け、この小突起の高さと小凹部の深さを、ブリッジ端嵌め込み用凹部の深さよりも大としたことを特徴とする鑞付け接合焼結部品。
【請求項２】
第１成形体に設ける嵌め込み用凹部の深さを０．３ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下とした請求項１記載の鑞付け接合焼結部品。
【請求項３】
前記小突起と小凹部を、テーパ嵌合する形状にした請求項１又は２に記載の鑞付け接合焼結部品。
【請求項４】
ブリッジ端嵌め込み用凹部の内周面の一部と、当該凹部に嵌めるブリッジ端の外周面との間に隙間を設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の鑞付け接合焼結部品。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の鑞付け接合焼結部品の製造方法であって、第１成形体に設けた凹部へのブリッジ端嵌め込み時に１箇所のガイド用小突起と小凹部を先行して嵌合させ、その嵌合部を基準にしてブリッジとブリッジ接合面の位置決め、突き合わせを行い、しかる後、第１成形体のブリッジ端嵌め込み凹部を上向きにした第２成形体のブリッジ上に重ねた状態下で第１成形体の鑞材供給孔に入れた鑞材を溶かし、ブリッジとブリッジ接合面の突き合わせ部を鑞付けして第１、第２成形体を一体化することを特徴とする鑞付け接合焼結部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、第１成形体と、ブリッジを有する第２成形体とを焼結と同時に鑞付け接合して得られるプラネタリキャリアなどの鑞付け接合焼結部品と同部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの自動変速機に用いられるプラネタリキャリアは、サンギヤ及びリングギヤと噛み合う数個のプラネタリピニオンギヤを支持し、サンギヤ及びリングギヤと同軸上で回転するものである。
【０００３】
このプラネタリキャリアを安価に製造するために、２つの成形体を鑞付け接合して目的のプラネタリキャリアを得る方法が開発されている。その方法では、ブリッジを有する側の成形体（第２成形体）を下にしてその上に第１成形体を重ね、さらに、第１成形体に設けた鑞材供給孔に鑞材を入れ、この状態で第１、第２成形体を焼結炉内に入れて鑞材を溶かし、ブリッジ端の接合面を鑞付けしている。
【０００４】
この方法は、第１、第２成形体を重ねる際の位置合わせが難しく、また、重ねた成形体が焼結炉内への移動時などに位置ずれし易いことから、特公平６−３７６４４号は、焼結する前の粉末成形体に位置決めと位置ずれ防止のためのキーとキー溝（突条と凹条）を設け、その両者を嵌合させて２つの成形体の焼結と鑞付けを同時に行うことを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
自動変速機用のプラネタリキャリアには、内外周の芯ずれに関して高い精度が要求されるが、上述したキーとキー溝による嵌合ではその要求精度を満たすのが難しい。キーとキー溝による嵌合部を放射状に３箇所以上設けると求心効果が得られるが、ブリッジそのものを位置決めする訳ではないので、誤差が生じ易い。
【０００６】
また、キーとキー溝があっても、２つの部材を位置決めするのは決して容易でない。１箇所のキーとキー溝を嵌合させるのは簡単であるが、１箇所でキーとキー溝を嵌合させても２つの部材の芯が揃うことが保証されず、その芯がずれていると他のキーとキー溝が噛み合わない。見え難い位置にある他のキーとキー溝の位置を同時に合わせるのは簡単ではなく、位置合わせに時間がかかってしまう。
【０００７】
なお、類似の他の鑞付け接合焼結部品の製造でも上記と同様の問題が起こる。
【０００８】
そこで、この発明は、第１成形体と第２成形体を楽に位置決めして高精度に嵌合させることを可能ならしめる構造と方法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、プレート上にｎ（ｎ≧２）個のブリッジ接合面を形成し、かつプレートの一面から各ブリッジ接合面に貫通する鑞材供給孔を形成した第１成形体と、片面に軸方向に延び出すｎ個のブリッジを形成した第２成形体とを、第２成形体の各ブリッジの先端を第１成形体の各ブリッジ接合面に同軸上に位置決めして突き合わせ、その突き合わせ部を焼結と同時に鑞付けして得られる鑞付け接合焼結部品において、第１成形体に径方向及び周方向の位置決め面を備えたブリッジ端嵌め込み用の凹部を設け、前記凹部の底に形成されるブリッジ接合面とその面に突き合わせるブリッジ先端面の外周又は内周部に、互いに嵌まり合うガイド用の小突起と小凹部を対向して設けたのである。
【００１０】
かかる焼結部品において、第１成形体に設ける嵌め込み用凹部の深さは０．３ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下にするのがよい。また、前記小突起の高さと小凹部の深さを、ブリッジ端嵌め込み用凹部の深さよりも大としたり、小突起と小凹部を、テーパ嵌合する形状にしたり、ブリッジ端嵌め込み用凹部の内周面の一部と、当該凹部に嵌めるブリッジ端の外周面との間に隙間を設けたりするのも好ましい。
【００１１】
このようにすると、第１成形体に設けた凹部へのブリッジ端嵌め込み時に１箇所のガイド用小突起と小凹部を先行して嵌合させ、その嵌合部を基準にしてブリッジとブリッジ接合面の位置決め、突き合わせを行い、しかる後、第１成形体を上向きにした第２成形体のブリッジ上に重ねた状態下で第１成形体の鑞材供給孔に入れた鑞材を溶かし、ブリッジとブリッジ接合面の突き合わせ部を鑞付けして第１、第２成形体を一体化する方法で高精度の鑞付け接合焼結部品を効率良く製造することができる。
【００１２】
【作用】
この発明では第１成形体にブリッジが嵌まる凹部を設けてブリッジを直接位置決めするので高い芯出し精度が得られる。
【００１３】
また、ブリッジとプレート上の凹部の位置を直接確認して両者を嵌合させようとすると、位置合わせの手掛りにするものがないため、位置決めの難易は、放射状のキーとキー溝を用いる場合と何ら変わりのないものになる。
【００１４】
そこで、ブリッジ端の突き合わせ部にガイド用の小突起と小凹部を対向して設けた。１箇所の小突起と小凹部を嵌合させるのは簡単である。その小突起と小凹部を１箇所で嵌合させると、第１、第２成形体が１点で位置決めされた状態になる。このとき、嵌合点以外の箇所で位置がずれているとブリッジは凹部に嵌まらない。そこで、図６に示すように、嵌合点ａを支点にして両成形体１、２を右又は左に相対回転させる。このとき、嵌合点ａから軸心までの距離Ｌは、第１、第２成形体とも等しいので、相対回転の途中に第１、第２成形体１、２の軸心Ｏ１  、Ｏ２  が必ず重なる。こうして２箇所で位置が揃うと第１、第２成形体１、２は正しく位置決めされ、ブリッジとプレート上の凹部（共に図示せず）が嵌まり合う。
【００１５】
このように、小突起と小凹部を設けると、その両者の嵌合部を基準にして第１、第２成形体を楽に位置決めすることができ、作業能率が大巾に向上する。
【００１６】
また、ブリッジ端の凹部への嵌め込みで、接合部の回転方向の剪断強度も向上する。その効果は、ブリッジそのもので剪断力を受け止めるので非常に大きい。
【００１７】
なお、ブリッジ嵌め込み用凹部の深さについて０．３ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下が好ましいとしたのは、以下の理由による。凹部深さが０．３ｍｍ以下であると凹部による位置決め効果が薄れ、ブリッジ端の位置決め精度を高め難くなる。また、成形体を焼結炉に移動させる時、ブリッジ端が凹部から外れて位置ずれが起こり易くなる。一方、位置決め効果の面では凹部は深いほどよいが、その深さが２．０ｍｍを超えると成形体製造時に用いる粉末成形用金型では凹部成形部が凸になって金型凸部が摩耗し易くなり、金型の使用回数が増えるにつれて成形される凹部の寸法精度が悪くなる。また、凹部深さが２．０ｍｍ以上になると、金型による粉末の圧縮成形時に凹部形成部と周辺部に局部的な密度差が生じてその部分で成形体が割れ易くなる。さらに、圧縮後の成形体の金型からの抜き出しも難しくなり、金型に抜き勾配を付ける等の工夫が必要になる。凹部深さが２．０ｍｍ以下ならこれ等の不具合を回避でき、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度が、凹部によるブリッジの位置決め機能も確実に得られ焼結炉へ移動させる際の位置ずれがなく、凹部成形も容易で特に好ましかった。
【００１８】
また、ガイド用の小突起の高さと小凹部の深さを、ブリッジ嵌め込み用凹部の深さよりも大となすと、小突起と小凹部が先行して嵌合し、ブリッジ端の嵌合時にガイド効果（この効果は小突起と小凹部をテーパ嵌合させるとより大きくなる）が得られるので、位置合わせがより簡単になる。
【００１９】
このほか、ブリッジ端の外周と凹部との限定された範囲に適度の隙間を設けるとそこが鑞材溜りになり、余剰鑞材の外部への溢れ出しが防止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
この発明をプラネタリキャリアに適用した例を以下に記す。
図１のプラネタリキャリア２０は、第１成形体１と第２成形体２から成る。
【００２１】
第１成形体１は、キャリアの片側の端板となるプレート３に３個のブリッジ接合面４と、各ブリッジ接合面４を陥没させる凹部５と、ガイド用の小突起６と、プレート３の一面から各ブリッジ接合面４に貫通する鑞材供給孔７と、プレート３の表面側に突出するボス８を設けて成る。なお、図のボス８は内スプライン付きのボスになっているが、これは外スプライン付きのボスやスプライン付きフランジなどに代えることがある。
【００２２】
第２成形体２は、キャリアの他側の端板となるプレート９に、軸方向に延び出す３個のブリッジ１０とサンギヤ導入用の孔１１を設け、さらに、各ブリッジ１０の先端に小凹部１２を設けて成る。
【００２３】
凹部５とブリッジ１０は、共に周方向に定ピッチ（図は１２０°ピッチ）で配置し、ブリッジ１０の先端を凹部５に嵌めるようにしてある。凹部５には、その底に形成されたブリッジ接合面４から直立する面５ａ、５ｂを、ブリッジ１０の外周には面５ａに接する面１０ａと、面５ｂ、５ｂに接する面１０ｂ、１０ｂを各々設けてあり、第１、第２成形体１、２の径方向位置決めが面５ａ、１０ａによってなされ、周方向位置決めが面５ｂ、５ｂ、１０ｂ、１０ｂによってなされる。
【００２４】
小突起６と小凹部１２は、ブリッジ１０の先端とブリッジ接合面４に対向して設けてある。この小突起６と小凹部１２は、ブリッジ接合面の中央部に設けると鑞材の流れを悪化させる虞れがあるので、設置点をブリッジ１０の内周側、外周側のどちらかに限定するのがよい。中でも外から見易く、嵌合させるのも楽な外周側にあるのがよい。
【００２５】
また、図２に示すように、両者をテーパ嵌合する形状にし、さらに、小突起６の高さｈと小凹部１２の深さｈ１  （ｈ１  ≧ｈ）を、凹部５の深さｈＳ  よりも大きくしておくと、位置合わせがより楽になる。ここではｈＳ  を０．７ｍｍ、ｈとｈ１  はそれぞれ１．３ｍｍにした。
【００２６】
なお、小突起６と小凹部１２の位置関係は図とは逆になっていてもよい。
【００２７】
図３は、凹部５にブリッジ１０が嵌まった状態を示している。図のように、凹部５の内周面とブリッジ１０の外周面との間には部分的に隙間ｃを生じさせている。
【００２８】
このように構成した２つの成形体のうち、第２成形体２を図４のように下に置き、上向きになったブリッジ１０の先端に第１成形体１を重ねる。その作業は、小突起６と小凹部１２を１箇所で先ず嵌合させ、その嵌合点を基準にして第１、第２成形体１、２の芯ずれを修正する方法で行う。芯ずれがほぼ無くなると他の小突起と小凹部も嵌まり合い、それ等の嵌合部にガイドされて第１、第２成形体１、２が正確に位置決めされ、ブリッジ１０の先端が凹部５に嵌まる。
【００２９】
そこで、鑞材供給孔７に接合用の鑞材を入れ、その鑞材を焼結炉内で溶かして焼結と同時にブリッジ端の突き合わせ部を鑞付けする。この際、余剰鑞材は図３の隙間ｃに流れ、外部に溢れることがない。
【００３０】
図５は、上記の方法で製造したプラネタリキャリア２０に最終加工を施し、プラネタリピニオンギヤ２１を組込んだ状態を示している。この後プラネタリキャリア２０内にサンギヤ（図示せず）を組込み、外側にリングギヤ（これも図示せず）を配置してサンギヤとリングギヤにプラネタリピニオンギヤ２１を噛み合わせると、変速機用のプラネタリギヤができる。
【００３１】
なお、この発明は、同心円上に配列されたブリッジや連結棒（これも一種のブリッジ）を介して２つの部材を一体化して作られるプラネタリキャリヤに似た構造の他の機械部品にも適用できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明では、第２成形体のブリッジを径方向と周方向に位置決めして嵌める凹部を第１成形体に設け、さらに、凹部の底に形成されるブリッジ接合面とブリッジの先端に小突起と小凹部を対向して設け、その小突起と小凹部を嵌合させて位置合わせの基準となすことで第１、第２成形体の芯ずれを楽に確実に修正できるようにしたので、鑞付けの下準備（位置合わせ）に要する時間を短縮して生産性を高めることができる。
【００３３】
また、ブリッジを凹部に嵌めて直接位置決めするので、位置決め精度や接合部の剪断強度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）プラネタリキャリアを構成する第１成形体と第２成形体の具体例を示す斜視図
（ｂ）第１成形体の裏面を示す斜視図
【図２】ブリッジ端の突き合わせ部を示す側面図
【図３】ブリッジを凹部に嵌めた状態を上から見て示す図
【図４】第１成形体と第２成形体を位置合わせして重ねた状態の側面図
【図５】図１のプラネタリキャリアにプラネタリピニオンギヤを取付けた状態の斜視図
【図６】作用説明図の線図
【符号の説明】
１  第１成形体
２  第２成形体
３、９  プレート
４  ブリッジ接合面
５  凹部
５ａ、５ｂ  位置決め用の面
６  小突起
７  鑞材供給孔
８  ボス
１０  ブリッジ
１０ａ、１０ｂ  位置決め用の面
１１  孔
１２  小凹部
２０  プラネタリキャリア
２１  プラネタリピニオンギヤ
ｃ  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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