(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末を用いて得た成形体を、前記成形体の形状に沿っていて前記成形体を支えることができる形状を備える治具へセットとした状態で焼結して焼結体を得る、焼結体の製造方法であって、
前記成形体は、連続して繋がる３つの平面である第１主面、第２主面および第３主面を有し、第１主面と第２主面との第１境界部に第４面を有する羽部を有し、第２主面と第３主面との第２境界部にサポート部を有し、
前記治具は、連続して繋がる２つの平面である第５主面および第６主面を有し、第５主面と第６主面との第３境界部に受け部を有し、
サポート部と受け部とが係合するようにセットすると、第６主面に第３主面の裏面が密着して支えられ、第５主面に第２主面の裏面および羽部の第４面が密着して支えられることで、焼結したときに密着状態を保ったまま前記成形体が第２境界部を収縮中心として収縮する、焼結体の製造方法。
【請求項２】
金属粉末を用いて得た成形体を支えることができる形状を備える治具へセットとした状態で焼結して焼結体を得る、焼結体の製造方法であって、
前記成形体は、連続して繋がる３つの平面である第７主面、第８主面および第９主面を有し、第９主面を含む第１部位の収縮中心が、前記治具へセットしたときの前記治具側にあり、
前記治具は、収縮中心を通過する２つの第１０表面を有し、その２つの第１０表面によって、下方から前記第１部位を支え、
２つの第１０表面に前記第１部位が密着して支えられることで、焼結したときに密着状態を保ったまま前記成形体が収縮中心へ向かって収縮する、焼結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焼結体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部品の製造方法の一つである金属粉末射出成形法（ＭＩＭ法：Ｍｅｔａｌ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）は、複雑な形状の金属部品を製造し得る方法として知られている。
ＭＩＭ法では焼成プロセス中に約１５％程度収縮して最終寸法となるが、寸法精度が厳しい部材（例えば、圧縮機の可変静翼（Variable Stator Vane：ＶＳＶ）の駆動機構においてアクチュエータと同期リングとを繋ぐリンク部品等）にＭＩＭ法を適用する場合、意図する最終寸法とならない場合があった。
これに関連した従来法として、例えば特許文献１または２に記載の方法が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５２８４３号公報
【特許文献２】特開平４−２９８８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明の目的は、精度よく焼結体を製造することができる焼結体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は上記の課題を解決するために鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）〜（２）である。
（１）金属粉末を用いて得た成形体を、前記成形体の形状に沿っていて前記成形体を支えることができる形状を備える治具へセットとした状態で焼結して焼結体を得る、焼結体の製造方法であって、
前記成形体は、連続して繋がる３つの平面である第１主面、第２主面および第３主面を有し、第１主面と第２主面との第１境界部に第４面を有する羽部を有し、第２主面と第３主面との第２境界部にサポート部を有し、
前記治具は、連続して繋がる２つの平面である第５主面および第６主面を有し、第５主面と第６主面との第３境界部に受け部を有し、
サポート部と受け部とが係合するようにセットすると、第６主面に第３主面の裏面が密着して支えられ、第５主面に第２主面の裏面および羽部の第４面が密着して支えられることで、焼結したときに密着状態を保ったまま前記成形体が第２境界部を収縮中心として収縮する、焼結体の製造方法。
（２）金属粉末を用いて得た成形体を支えることができる形状を備える治具へセットとした状態で焼結して焼結体を得る、焼結体の製造方法であって、
前記成形体は、連続して繋がる３つの平面である第７主面、第８主面および第９主面を有し、第９主面を含む第１部位の収縮中心が、前記治具へセットしたときの前記治具側にあり、
前記治具は、収縮中心を通過する２つの第１０表面を有し、その２つの第１０表面によって、下方から前記第１部位を支え、
２つの第１０表面に前記第１部位が密着して支えられることで、焼結したときに密着状態を保ったまま前記成形体が収縮中心へ向かって収縮する、焼結体の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、精度よく焼結体を製造することができる焼結体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の態様の成形体を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の態様の治具を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第１の態様の成形体を治具にセットした状態を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の第２の態様の成形体を治具にセットした状態を示す概略側面図および断面図である。
【図５】本発明の第２の態様の成形体を別の態様の治具にセットした状態を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明について説明する。
本発明は２つの態様を含む
【０００９】
初めに、本発明の第１の態様について、図１〜３を用いて説明する。
本発明の第１の態様は、金属粉末を用いて得た成形体１０を、成形体１０の形状に沿っていて成形体１０を支えることができる形状を備える治具２０へセットとした状態で焼結して焼結体を得る、焼結体の製造方法である。
【００１０】
第１の態様において成形体１０は、図１に示すように、連続して繋がる３つの平面である第１主面Ａ１、第２主面Ｂ１および第３主面Ｃ１を有し、第１主面Ａ１と第３主面Ｃ１とは平行であり、第１主面Ａ１と第２主面Ｂ１との第１境界部αに第２主面Ｂ１と平行な第４面Ｄを有する羽部１２を有し、第２主面Ｂ１と第３主面Ｃ１との第２境界部βにサポート部１４を有する。
【００１１】
図１に示す態様における成形体を焼結すると、具体的には、圧縮機の可変静翼（Variable Stator Vane：ＶＳＶ）駆動機構においてアクチュエータと同期リングとを繋ぐリンク部品として用いることができるものが得られる。
後述する第２の態様の場合も同様である。
【００１２】
成形体１０は３つの板状の部位を含んでおり、各々の部位は連続して繋がっている。それらの主面が第１主面Ａ１、第２主面Ｂ１および第３主面Ｃ１である。
【００１３】
また、第１主面Ａ１および第３主面Ｃ１を含む部位は各々平板状であり、第１主面Ａ１と第３主面Ｃ１とは平行である。ここで平行とは略平行を意味する。略平行とは、圧縮機の可変静翼（Variable Stator Vane：ＶＳＶ）駆動機構においてアクチュエータと同期リングとを繋ぐリンク部品として用いることができる程度に平行であることを意味する。
後述する第２の態様の場合も同様である。
【００１４】
このような成形体１０の製造方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法で製造することができる。具体的には、例えば、初めに金属粉末とバインダとを混合する。ここで必要に応じて混練機を用いて混合する。次に、これを必要に応じて造粒してペレットにした後、射出成型機に装入し、加熱して流動性を持たせた状態で射出成形して、成形体を得ることができる。
ここで用いるバインダも特に限定されず、例えば従来公知のプラスチック（ポリプロピレンなど）を用いることができる。
また、このような成形体１０を得るために用いる金属粉末は特に限定されず、例えば従来公知のものを用いることができる。材質としては、例えば鉄鋼、ステンレス鋼、チタン合金、ニッケル合金などが挙げられる。
金属粉末の粒径等も従来公知のものと同様であってよく、例えば平均粒子径が１０μｍのものを用いることができる。
なお、後述する第２の態様における成形体も、同様の方法で製造することができる。
【００１５】
第１の態様において治具２０は、図２に示すように、連続して繋がる２つの平面である第５主面Ｘおよび第６主面Ｙを有し、第５主面Ｘと第６主面Ｙとの第３境界部γに受け部２２を有する。
【００１６】
第５主面Ｘと第６主面Ｙとがなす角度は、前記成形体における第２主面Ｂ１と第３主面Ｃ１とがなす角度と同じである。
【００１７】
治具２０は、原料としてセラミック（アルミナ、イットリア、ジルコニア等）を使用し、削り出しで加工する方法、ＳＩＭ（セラミックの射出・焼結）等の方法、セラミックのブロックを接着剤で固定する方法等によって製造することができる。
後述する第２の態様における治具も、同様の方法で製造することができる。
【００１８】
そして、図３に示すように、成形体１０のサポート部１４と、治具２０の受け部２２とが係合するようにセットすると、治具２０の第６主面Ｙに成形体１０の第３主面Ｃ１が密着して支えられ、治具２０の第５主面Ｘに成形体１０の第２主面Ｂ１および羽部１２の第４面Ｄが密着して支えられることで、焼結したときに密着状態を保ったまま成形体１０が第２境界部βを収縮中心として収縮する。
その結果、成形体１０は変形せずに、相似形に収縮しつつ焼結される。よって、精度の良い焼結体を製造することができる。
【００１９】
次に、本発明の第２の態様について、図４を用いて説明する。
本発明の第２の態様は、金属粉末を用いて得た成形体３０を支えることができる形状を備える治具４０へセットとした状態で焼結して焼結体を得る、焼結体の製造方法である。
図４（ａ）は、成形体３０を治具４０にセットした状態を示す側面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００２０】
第２の態様において成形体３０は、図４に示すように、連続して繋がる３つの平面である第７主面Ａ２、第８主面Ｂ２および第９主面Ｃ２を有し、第７主面Ａ２と第９主面Ｃ２とは平行であり、第９主面Ｃ２を含む第１部位ａの収縮中心ωが、前記治具へセットしたときの前記治具側にある。
【００２１】
また、第７主面Ａ２および第９主面Ｃ２を含む部位は各々平板状であり、第７主面Ａ２と第９主面Ｃ２とは平行である。ここで平行とは、第１の態様の場合と同様に、略平行を意味する。
【００２２】
また、第２の態様において治具４０は、収縮中心ωを通過する２つの第１０表面Ｅを有し、その２つの第１０表面Ｅによって、下方から第９主面Ｃ２を含む第１部位ａを支えることができる。
【００２３】
そして、図４に示すように、成形体３０の第１部位ａを下方から治具４０が支えるようにセットすると、２つの第１０表面Ｅに第９主面Ｃ２を含む第１部位ａが密着して支えられることで、焼結したときに密着状態を保ったまま、成形体３０が収縮中心ωへ向かって収縮する。
その結果、成形体３０は変形せずに、相似形に収縮しつつ焼結される。よって、精度の良い焼結体を製造することができる。
【実施例】
【００２４】
＜実験１＞
図１に示した態様の成形体１０を、図２に示した態様の治具２０にセットした。そして、図３に示した状態で焼成炉内へ配置し、成形体１０を焼成した。
その結果、変形等がなく、形状精度が高い焼結体を得ることができた。
【００２５】
これに対して、成形体１０と類似する形状であるが、羽部１２およびサポート１４を有さない形状の成形体を用意し、これを治具２０と類似する形状であるが、受け部２２を有さず、成形体の第１主面Ａ１、第２主面Ｂ１および第３主面Ｃ１との全てと密着して支える面を有する治具を用意し、同様に、成形体を治具にセットして同条件で焼成した。
その結果、変形等が生じ、焼結体の形状精度は低かった。
【００２６】
＜実験２＞
図４に示した態様の成形体３０を治具４０にセットした。そして、図４に示した状態で焼成炉内へ配置し、成形体３０を焼成した。その後、変形量（Ｆ１）を測定した。
【００２７】
次に比較のため、図５に示すように、成形体３０を異なる態様の治具５０へセットした。治具５０は、治具４０のような第１０表面Ｅを有しておらず、２つの表面５１、５２によって、成形体３０の第７主面Ａ２および第９主面Ｃ２を支えている。ただし、治具４０の高さＨは、成形体３０が焼成して収縮した後の高さとしてあるため、焼成前、すなわち、成形体３０をセットすると、図５に示すように面５１および面５２の全てによって第７主面Ａ２および第９主面Ｃ２を支えることができず、点（図５においては点だが、実際は線）で支えることになる。
そして、図５に示した状態で焼成炉内へ配置し、成形体３０を焼成した。その後、変形量（Ｆ２）を測定した。
【００２８】
治具４０を用いた場合の変形量（Ｆ１）と、治具５０を用いた場合との変形量（Ｆ２）を比較したところ、Ｆ１はＦ２に対して小さく、その比（Ｆ１／Ｆ２×１００）は約１７％であった。
【符号の説明】
【００２９】
１０、３０  成形体
１２  羽部
１４  サポート部
２０、４０、５０  治具
２２  受け部
５１、５２  表面
【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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