(57)【要約】【課題】２つの部品間の窓幅に高い精度が要求されるが、両部品間のスペースに他の部品が介在する構造の焼結製品を得る。【解決手段】柱が底板に立設された第１の部品と、該第１の部品の柱にロウ付けされた第２の部品と、前記第１の部品の柱にロウ付けされ、かつ前記第２の部品を間に挟んで前記底板に対向する第３の部品とを有していることを特徴とする焼結製品。先端側の断面積が狭くなる段が設けられた柱が複数本、底板に立設された第１の部品と、前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の各柱に貫通され、かつ各柱に設けられた段の面にロウ付けされた第２の部品と、前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の各柱の先端面にロウ付けされた第３の部品とを有していることを特徴とする焼結製品。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱が底板に立設された第１の部品と、
該第１の部品の柱にロウ付けされた第２の部品と、
前記第１の部品の柱にロウ付けされ、かつ前記第２の部品を間に挟んで前記底板に対向する第３の部品とを有していることを特徴とする焼結製品。
【請求項２】
先端側の断面積が狭くなる段が設けられた柱が複数本、底板に立設された第１の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の各柱に貫通され、かつ各柱に設けられた段の面にロウ付けされた第２の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の各柱の先端面にロウ付けされた第３の部品とを有していることを特徴とする焼結製品。
【請求項３】
前記第１の部品の柱は、Ｎ（ここに２≦Ｎ）本であり、かつ前記底板の外縁側に立設され、さらに前記段は外側に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焼結製品。
【請求項４】
先端側の断面積が狭くなる段が設けられた柱が複数本、底板に立設された第１の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の各柱に設けられた段の面にロウ付けされた第２の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の各柱の先端面にロウ付けされた第３の部品とを有していることを特徴とする焼結製品。
【請求項５】
前記第１の部品の柱は、Ｎ（ここに２≦Ｎ）本であり、かつ前記底板の外縁側に立設され、さらに前記段は内側に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項４に記載の焼結製品。
【請求項６】
高低２種類の柱が各複数本、底板に立設された第１の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の低い方の各柱の先端面にロウ付けされた第２の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の高い方の各柱の先端面にロウ付けされた第３の部品とを有していることを特徴とする焼結製品。
【請求項７】
前記第１の部品の高低２種類の柱は、各Ｎ（ここに２≦Ｎ）本であり、かつ前記底板の外縁側に各々立設されていることを特徴とする請求項１または請求項６に記載の焼結製品。
【請求項８】
前記第１の部品の底板と前記第３の部品との窓幅に要求される精度は、前記第２の部品と第３の部品との窓幅に要求される精度よりも高いことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の焼結製品。
【請求項９】
前記焼結製品はプラネタリキャリアであり、前記第１の部品の底板は第１プレートであり、前記第２の部品はそのギヤであり、前記第３の部品は第２プレートであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の焼結製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焼結製品に関し、特にロウ付けを使用して３個以上の部品を有する構造の焼結製品を製造する際に、１個以上の部品を挟んで位置する２個の部品間の位置精度を確保する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の伝達機構、特にオートマティック車や４ＷＤ車の自動変速機の遊星歯車機構（プラネタリキャリヤ）等の極めて複雑かつ精密な機械製品は、金属粉末をプレスして成形された成形体からなる各部品（最終的には１個の製品の「部分」となるが、製造時においては各独立した物であり、また本発明は製造時に特徴が発揮されるため、「部品」を使用する）を、焼結、ロウ付けすることにより製造されている。即ち、複雑な形状の各部品は焼結用粉体をプレスによる型押し成形で所定の形状とした成形体として成形され、さらに焼結、ロウ付けがなされ、一体的な製品となされている（特許文献１、特許文献２）。
【特許文献１】特開平７−２０８５８５号
【特許文献２】特開２０００−８７１１８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、各部品は、各種の成分が混合された焼結用の粉体をプレスで型押しして所定の形状、寸法とされたものである。さらに、製品は、各部品を位置合せして組立てた後加熱してロウ付けしたものである。そして、各部品のロウ付け即ち結合は、ロウ付けする場所やその近辺に置かれていたロウ材が焼結時の加熱で溶融して部品の接触面間に浸み込み、さらにその後の冷却で固化してなされる。
これらのため、ロウ付けする部品の個数が少なく、形状が簡単であっても、加熱によるロウ付けにより精密な製品を製造するには、高度の技術や熟練を必要とする。
【０００４】
ましてや、いくつもの成形体からなる部品を１度の加熱で焼結し併せて各部品をロウ付けする製品の場合には、なおさら高度の技術と熟練を必要とする。
特に、２個の部品の位置関係、例えば平行度（含む、主要な部分の平行度）を維持しつつ間隔あるいは距離（このような間隔あるいは距離を「窓幅」と言う）に高い精度が必要な場合であって、当該２個の部品間に他の部品が介在するため、その介在する部品の表裏両面に前記２個の平行な部品が各々ロウ付けされる構造の製品の場合には、即ち窓幅に高度の精度が必要な製品が、それらの窓幅（距離）方向にロウ付けが複数層なされる、あるいはロウ付けが複数段なされることにより結合される場合には、極めて高度な技術が必要とされる。
何故ならば、ロウ付けは、２個の部品の接触面間に融けたロウ材が浸み込み固化することによりなされるが、ロウ材の浸み込み量の制御は、即ち２個の部品の接触面間にあることとなるロウ材層の厚さの制御は極めて困難であることによる。
【０００５】
具体的には、例えば前記自動車のプラネタリキャリヤでは、通常はキャリヤプレートに立設されたブリッジにギヤがロウ付けで結合されているが、ブリッジの途中にギヤ等がある製品では、ギヤを介してブリッジを有するプレートともう１つのプレートを結合し、窓幅の精度を確保する必要がある。
以上は、３個の部分が全て成形体からなる場合で説明したが、焼結体からなる場合や鋼板等の非焼結材が構成部分に含まれる場合でも、窓幅方向に複数のロウ付け層がある限り、同様に高度の技術が必要とされる。
【０００６】
また、介在する部品の表裏両面の相対する場所に前記窓幅に高い精度が要求される２個の部品の接合部分あるいはブリッジの先端が位置するには、製品の形状によっては、ロウ材の設置場所も問題となる。
これらのため、間に他の部品を介在させたため窓幅方向に複数のロウ付け層があることとなる２つの部品を有する構造の製品において、当該２つの部品間の窓幅を容易にしかも高い精度を確保することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としてなされたものであり、高い相対位置精度が必要な２個の部品間に他の部品が介在する場合に、一方の部品に柱を立設し、この柱を利用してもう一方の部品を直にロウ付けするようにして、一方の部品ともう一方の部品間のロウ付け層を１段としたものである。
以下、各請求項の発明を説明する。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、
柱が底板に立設された第１の部品と、
該第１の部品の柱にロウ付けされた第２の部品と、
前記第１の部品の柱にロウ付けされ、かつ前記第２の部品を間に挟んで前記底板に対向する第３の部品とを有していることを特徴とする焼結製品である。
【０００９】
本請求項の発明においては、第１の部品と第３の部品の間には、ロウ付け層が１つしか存在しないため、両部品間に高い位置精度を確保することが出来る。具体的には、誤差は±０．１ｍｍ以内と、第２の部品の上下（裏表）に各第１の部品と第３の部品をロウ付けする従来の構造の半分の誤差とすることが可能である。
なおここで、底板から見て第３の部品は第２の部品の背面にあるため、柱は第２の部品を貫通したり、避けたりしていることとなる。
なおまた、柱の本数、底板の形状は問わない。
さらに、第1の部品と第3の部品間に、第2の部品の相当する部品が複数、あるいは多段に存在していても本発明に含まれる。
【００１０】
また、「焼結製品」とは、一部が鋼板等非焼結品である場合をも含む。具体的には、例えば、第３の部品は鋼板製である、あるいは鋼板と既に焼結済の材料とが結合された部品であるような場合である。
【００１１】
また、「柱」とは、必ずしも棒状に限定されず、平板状、さらにはその外周や側面部に多少の曲面、凹凸、孔等を有する形状物をも含み、「立設」とは必ずしも９０度の直立でなく多少傾斜があるときをも含む。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、
先端側の断面積が狭くなる段が設けられた柱が複数本、底板に立設された第１の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の各柱に貫通され、かつ各柱に設けられた段の面にロウ付けされた第２の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の各柱の先端面にロウ付けされた第３の部品とを有していることを特徴とする焼結製品である。
【００１３】
本請求項の発明においては、第１の部品の柱は第２の部品を貫通しており、その先端面に第３の部品がロウ付けされ、これにより第１の部品の底板と第３の部品の高い相対位置精度が得られる。
ここに、２個の部品が「平行」とは、必ずしも部品全体でなくても、その主要な部分が相互に平行を保てばよく、反対側の部分では屈曲している等平行でない他の部分を有している場合をも含む。
また、「柱に設けられた段の面にロウ付け」とは、第２の部品の第１の部品側の面が第１の部品の段の面とロウ付けされていればよいことを意味し、このように構成されている限り、さらに第２の部品の貫通孔の内壁面と第１の部品の段より先端側の柱の側壁面とがロウ付けされている場合を等も含まれる。
なお、「先端面」、「段の面」とは、位置決め等の便宜のため段や凹凸が形成されていてもよい（本発明に含まれる）。
なお、第２の部品と第３の部品は第１の部品の底板に平行にするため、各柱の段の面の高さは同じにし、また各柱の高さも同じにすることが好ましい。これにより、焼結とロウ付けのために位置合せして固定する作業が容易になる。
また、「柱に設けられた段の面」は、底板に平行な面を指す。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記の焼結製品であって、
前記第１の部品の柱は、Ｎ（ここに２≦Ｎ）本であり、かつ前記底板の外縁側に立設され、さらに前記段は外側に設けられていることを特徴とする焼結製品である。
【００１５】
本請求項の発明においては、第１の部品には、Ｎ本の柱が底板部に立設されており、各柱の途中には先端側の断面積が狭くなる段がつけられ、その段にて第２の部品がロウ付けされ、各柱の先端にて第３の部品がロウ付けされている。
なお、回転体として使用する場合には、底板の形状はウェイトバランスとの関係で外形が円形または多角形であり、柱は等角度で立設されているのが好ましい。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、
先端側の断面積が狭くなる段が設けられた柱が複数本、底板に立設された第１の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の各柱に設けられた段の面にロウ付けされた第２の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の各柱の先端面にロウ付けされた第３の部品とを有していることを特徴とする焼結製品である。
【００１７】
本請求項の発明においては、第１の部品と第３の部品間にある第２の部品が柱に貫通されなくてもよい構造であるため、柱の段の面は底板の中心方向側に形成されており、この段の面に第２の部品の外縁側あるいは外縁に形成された凹みの近くかつ第１の部品に面する側の面（下面）がロウ付けされることとなる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記の焼結製品であって、
前記第１の部品の柱は、Ｎ（ここに２≦Ｎ）本であり、かつ前記底板の外縁側に立設され、さらに前記段は内側に設けられていることを特徴とする焼結製品である。
【００１９】
本請求項の発明においては、Ｎ本の柱の段は全て外周側に形成されているため、柱の段より先端側は第２の部品を貫通する必要がないこととなる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、
高低２種類の柱が各複数本、底板に立設された第１の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の低い方の各柱の先端面にロウ付けされた第２の部品と、
前記第１の部品の底板と平行であり、さらに前記第１の部品の高い方の各柱の先端面にロウ付けされた第３の部品とを有していることを特徴とする焼結製品である。
【００２１】
本請求項の発明においては、底板に高低２種の柱が立設され、低い柱の先端面は第２の部品とロウ付けされ、高い柱の先端面は第３の部品とロウ付けされる。なお、高低２種の柱は、本数が相違していてもよい。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、前記の焼結製品であって、
前記第１の部品の高低２種類の柱は、各Ｎ（ここに２≦Ｎ）本であり、かつ前記底板の外縁側に各々立設されていることを特徴とする焼結製品である。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、前記の焼結製品であって、
前記第１の部品の底板と前記第３の部品との窓幅に要求される精度は、前記第２の部品と第３の部品との窓幅に要求される精度よりも高いことを特徴とする焼結製品である。
【００２４】
本請求項の発明が対象とする焼結製品は、第２の部品と第３の部品とは第１の部品を介して結合されるため、両部品間には窓幅方向に２層のロウ付けがなされることとなり、このため窓幅の精度に生じるばらつきが多少大きくなっても、当該製品の性能を発揮するのに大きな不都合は生じない焼結製品である。
また、ロウ付けに使用するロウ材の量は０．１〜０．５ｇ／ｃｍ２の範囲にあるのが好ましい。
なお、第２の部品と他の部品との窓幅の精度が事実上不必要な焼結製品をも含む。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、前記の焼結製品であって、
前記焼結製品はプラネタリキャリアであり、前記第１の部品の底板は第１プレートであり、前記第２の部品はそのギヤであり、前記第３の部品は第２プレートであることを特徴とする焼結製品である。
【００２６】
本請求項に記載してある製品、さらにはその部品が、前記の発明の趣旨が最も発揮できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明においては、各部品の形状、配置を工夫して、窓幅に高い精度が必要とされる２つの部品が直接ロウ付けされる構造としているため、即ち窓幅に高い精度が必要とされる２つの部品が介在物の表裏両面でロウ付けされることにより間接的に結合される構造ではないため、窓幅に高い精度を確保することが可能になる。
【００２８】
また、組立時のロウ材の配置も楽になる。
それらの結果、各種の複雑な構造の焼結製品、例えば自動車用のキャリヤ装置等の性能が向上し、また製造コストの低下にもつながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００３０】
（第１の実施の形態）
図１に、第１の実施の形態の焼結製品の構造を概念的に示す。図１の上側の図は、この焼結製品の中心部を上下方向に切断したときの断面、構造を示し、下側の図はそのＡ−Ａ断面を示す。
先ず、図１を参照しつつ各部品の配置について説明する。
図１において、１０は下プレート（請求項における第１の部品）であり、２０は中プレート（請求項における第２の部品）であり、３０は上プレート（請求項における第３の部品）である。
【００３１】
図１に示すように、これら３個のプレート１０、２０、３０は、下からこの順にかつ相互に平行そして水平に設置されている。
なお、各プレート１０、２０、３０は、その外周、内周にギヤが形成される等するが、本発明の趣旨に直接の関係はないので、それらは図示していない。
また、各プレート１０、２０、３０は、全てＦｅ―２Ｃｕ―０．８Ｃ系の焼結用粉末をプレスで型押しして製作され、密度は６．８ｇ／ｃｍ３である。
【００３２】
下プレート１０は、その基部をなす底板１９の外形は円形であり、その中心部には完成時に軸を通すための円形の開口が形成されており、さらにその外縁部に３本の柱１１が中心から等角度をあけて立設されている。各柱１１は、底板１９と一体的に製作され、さらにその途中に、底板１９の外周方向側に段１２が形成されている。このため、柱１１の先端側（上側）１３は細く、そして断面積が少なくなっている。
中プレート２０は、水平面（プレート面）の外形は３個の板が中心部から等角度で外方向に凸出した形状、即ちおおよそＹ形であり、その中心部にはやはり軸を通すための円形の開口が形成されている。さらに、３個の凸出した各板には貫通孔２５が１つ形成されている。この貫通孔２５は、内周面が前記下プレート１０の柱の先端側１３の外周面に対応した位置、形状、寸法となっている。そして、焼結に先立ってその貫通孔２５内に前記柱の先端側１３が貫通して嵌め込まれる。
上プレート３０は、外形は円形であり、その中心部には軸を通すための円形の開口が形成されている。そして、前記下プレート１０の３本の柱１１の先端側１３の上部端面に載せられている。
【００３３】
次に、同じく図１を参照しつつロウ材の配置について説明する。
中プレート２０には、各柱１１の段１２の直上部の中心に小さな貫通孔２８が形成されており、さらに貫通孔２８の内部にはロウ材４０が挿入されている。
また、上プレート３０には、各柱１１の先端側１３の上部端面の直上部の中心には、小さな貫通孔３８が形成されており、さらに貫通孔３８の内部にはロウ材４１が挿入されている。
なお、ロウ材は、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｍｎ−Ｆｅ系の材料である。
【００３４】
この状態で、１１３０℃で１５分加熱することにより、成形体を焼結し、併せてロウ付けにより３個のプレート１０、２０、３０を接合した。
本実施の形態の構造を採用することにより、上プレート３０と下プレート１０の間の介在物は実質的にはなくなり、その結果両プレート１０、３０は直接ロウ付けされることとなる。このため、上下両プレート１０、２０の窓幅の精度は、誤差が±０．１ｍｍ以内と非常に良好であった。さらに、窓幅方向に直交する水平方向の精度も、３個のプレートを上下方向に順に積み重ねるだけであるため、位置合せして固定することが容易なこともあり、極めて良好であった。
なお、本実施例は成形体をロウ付けとあわせて焼結しているが、予め焼結された焼結体のロウ付けとしても実施できる。
【００３５】
なお、ロウ付けについては、中プレート２０と上プレート３０の各貫通孔２８、３８の内部に置いたロウ材が加熱時に融けて接合面に広がり、さらにロウ付けする面内に浸み込み、加熱終了後の冷却により固化してなされる。なお、ロウ材の配置は、各ロウ付け箇所の中心にある貫通孔２８、３８の内部にロウ材を置いておくだけで済むため、容易であった。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図２に、第２の実施の形態の焼結製品の構造を概念的に示す。図２の上側の図は、この焼結製品の中心部を上下方向に切断したときの断面、構造を示し、下側の図はそのＡ−Ａ断面を示す。
図２を参照しつつ各部品の配置について説明する。図２において、第１の実施の形態と同じあるいは基本的には同じ物、構成物等については同じ符号を付してある。またこのため、それらについての説明は、原則として省略し、本実施の形態の特徴点を中心に説明する。
【００３７】
下プレート１０は、各柱１１の途中に段１２が形成され、段１２より先端側では柱１１が細くなり、断面積が減少するのは第１の実施の形態と同じである。ただし、柱１１の段１２は、底板１９の中心方向側に形成されている点が第１の実施の形態と相違する。またこのため、柱１１の先端側は中プレート２０を貫通せず、その外縁側に位置することとなる。またこのため、中プレート２０には、柱１１の先端側が貫通する孔は形成されていない。
中プレート２０は、その外縁部が３個の下プレート１０の柱１１の段１２にて支持されている。また、中プレート２０の下方の面は、その中心側２４が下方に多少突出しており、この突出部２４の外側壁面が前記各柱１１の段１２の直下の内側壁面とインロー（嵌合）をなしている。そしてこれにより、中プレート２０の水平面（方向）での位置合せがなされる。
【００３８】
上プレート３０は、下プレート１０の３本の柱１１の先端側１３の上部端面に載せられている。さらに、３本の柱１１の段１２は中心方向側に形成されているため、上プレート３０の外側面と３本の柱１１の先端側１３の外側面は、面一になっている。
ロウ付けについては、中プレート２０と上プレート３０のロウ付けされる場所の中心に細い貫通孔２８、３８が形成され、その内部にロウ材４０、４１を挿入するのは、第１の実施の形態と同じである。
本実施の形態においても、下プレート１０と上プレート３０の窓幅の精度が良好なだけでなく各部品の位置合せが容易であり、ロウ付けも良好であった。
【００３９】
（第３の実施の形態）
図３に、第３の実施の形態の焼結製品の構造を概念的に示す。図３の上側の図は、この焼結製品の中心部を上下方向に切断したときの断面、構造を示し、下側の図はそのＡ−Ａ断面を示す。
図３を参照しつつ各部品の配置について説明する。図３において、先の２つの実施の形態と同じあるいは基本的には同じ物、構成物等については同じ符号を付してある。またこのため、それらについての説明は、原則として省略し、本実施の形態の特徴点を中心に説明する。
【００４０】
図３に示すように、下プレート１０には、中プレート２０を支持する低い柱１６と上プレート３０を支持する高い柱１７が、各３本ずつ合計６本が中心から等角度をあけて立設されている。
中プレート２０は、外形はほぼ円形であるが、前記下プレート１０の３本の高い柱１７が立っている部分には切欠きが形成されている。また、先の２つの実施の形態と同じく、中心には開口が形成されている。
【００４１】
ロウ付けについては、中プレート２０と上プレート３０のロウ付けされる場所の中心に細い貫通孔２８、３８が形成され、その内部にロウ材４０、４１を挿入するのは、先の実施の形態と同じである。
本実施の形態においても、下プレート１０と上プレート３０の窓幅の精度が良好なだけでなく各部品の位置合せが容易であり、ロウ付けも良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施の形態における焼結製品の全体構造と、各部品とロウ材の配置を概念的に示す図である。
【図２】本発明の第２の実施における形態の焼結製品の全体構造と、各部品とロウ材の配置を概念的に示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態における焼結製品の全体構造と、各部品とロウ材の配置を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０          下プレート
１１          下プレートの柱
１２          柱の段
１３          柱の先端側
１６          低い方の柱
１７          高い方の柱
１９          底板
２０          中プレート
２４          中プレート下面の突出部
２５          柱の先端側用の貫通孔
２８          ロウ材用の貫通孔
３０          上プレート
３８          ロウ材用の貫通孔
４０、４１    ロウ材
【図１】
2006307878.tif 000003
【図２】
2006307878.tif 000004
【図３】
2006307878.tif 000005