(57)【要約】      （修正有）【課題】歯車形状に成形することが容易で製造コストが低く且つ強度の高い歯車及びそのような歯車の製造方法を提供すること。【解決手段】歯車形状に成形された焼結体２と、焼結体２の外周部を被覆し、該外周部の形状に沿って成形された溶製材３と、を備え、焼結体２は、焼結することにより膨張する焼結用粉末によって成形された歯車１。また、溶製材３は、厚さが０．２〜１．０ｍｍであることが好ましい。また、溶製材３は、内側面に凹凸が形成されることが好ましい。【選択図】図１Ａ
2016056430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車形状に成形された焼結体と、
前記焼結体の外周部を被覆し、該外周部の形状に沿って成形された溶製材と、を備え、
前記焼結体は、焼結することにより膨張する焼結用粉末によって成形された歯車。
【請求項２】
前記溶製材は、厚さが０．２〜１．０ｍｍである請求項１記載の歯車。
【請求項３】
前記溶製材は、内側面に凹凸が形成される請求項１又は２記載の歯車。
【請求項４】
前記溶製材の内側面の十点表面粗さＲｚは、前記焼結用粉末を構成する粒子の平均粒径の１／４以上３／４以下である請求項３記載の歯車。
【請求項５】
前記焼結用粉末は、炭素と、銅と、を含む鉄からなる合金であり、
前記合金における、前記炭素の含有量は０．３〜０．８質量％であり、前記銅の含有量は１．０〜３．０質量％である請求項１から４のいずれか記載の歯車。
【請求項６】
前記焼結用粉末は、炭素と、マンガンと、を含む鉄からなる合金であり、
前記合金における、前記炭素の含有量は０．３〜０．８質量％であり、前記マンガンの含有量は０．５〜０．８質量％である請求項１から４のいずれか記載の歯車。
【請求項７】
前記溶製材と前記焼結体との間に配置されるろう材を更に有する請求項１から６のいずれか記載の歯車。
【請求項８】
薄肉状の溶製材を歯車の外周形状に成形する溶製材成形工程と、
歯車の外周形状に成形された前記溶製材の径方向内側に、焼結することによって膨張する焼結用粉末を充填して圧粉成形する圧粉成形工程と、
圧粉成形した前記焼結用粉末を焼結させる焼結工程と、を備える歯車の製造方法。
【請求項９】
溶製材成形工程において、溶製材の内側面に凹凸が形成される請求項８記載の歯車の製造方法。
【請求項１０】
前記溶製材成形工程において歯車の外周形状に成形された前記溶製材の内側にろう材を塗布するろう材塗布工程を更に備える請求項８又は９記載の歯車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車及び歯車の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯車は金属を鍛造することによって製造される（例えば、特許文献１参照）。鍛造によって製造された歯車は十分な強度を有する一方で、製造工程・時間が長く、更に大型の製造設備を必要とすることから製造コストが高くなってしまう傾向にある。
【０００３】
このような問題に対して、金属粉末を圧縮して歯車形状としたものを焼結させることによって固化する歯車の製造方法が提案されている。このような方法によって、歯車の製造工程を簡素化し、歯車の製造コストを低減することができる。しかし、金属粉末を焼結させて製造した歯車は、粉末間に気孔が若干残存することによって、強度が低くなってしまう場合がある。より詳しくは、金属粉末を焼結させて製造した歯車は、使用する際に歯車の外周部同士が接触すると、歯車の内部の気孔が原因で歯が損傷してしまう場合がある。
【０００４】
なお、溶製材と焼結体との複合構造である機械部品の製造方法として、溶製材と焼結体とを別々に成型した後にこれらの部材を接合する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この技術は特に歯車を対象にしたものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０６１８３５号公報
【特許文献２】特開２０００−０８７１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、歯車形状に成形することが容易で製造コストが十分に低い上に、使用する際に歯が損傷し難い歯車については見出されていないのが現状である。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、歯車形状に成形することが容易で製造コストが低く且つ強度の高い歯車及びそのような歯車の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）歯車形状に成形された焼結体（例えば、後述の焼結体２）と、前記焼結体の外周部を被覆し、該外周部の形状に沿って成形された溶製材（例えば、後述の溶製材３）と、を備え、前記焼結体は、焼結することにより膨張する焼結用粉末によって成形された歯車（例えば、後述の歯車１）。
【０００９】
焼結体を歯車形状に成形するのは鍛造によって歯車を成形するよりも容易である。従って、上記発明に係る歯車は製造コストが低い。その上、歯車形状に成形された焼結体の外周面を溶製材で被覆することで、歯の部分が損傷するのを防ぐことができるので、上記発明に係る歯車は強度が高い。このように、上記発明に係る歯車は、成形することが容易で製造コストが低く且つ強度が高い。
ところで、焼結することで膨張しない焼結用粉末を、歯車の外周形状に成形した溶製材の内部に充填して焼結させた場合、焼結用粉末を構成する粒子の間の空隙の体積が減少し、溶製材と焼結体との間に隙間が生じる。一方、上記発明では、焼結することにより膨張する焼結用粉末を用いることによって、溶製材と焼結体とが密着し、強力に接合されるので、歯車の強度が向上する。
【００１０】
（２）前記溶製材は、厚さが０．２〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００１１】
これにより、溶製材を歯車の外周形状に成形しやすい上に、歯車の強度をより向上させることができる。
【００１２】
（３）前記溶製材は、内側面に凹凸が形成されることが好ましい。
【００１３】
上記発明に係る歯車においては、溶製材の内側面に形成された凹凸の凹部に焼結用粉末を構成する粒子が嵌ることによって、溶製材と焼結体との接触面積が広くなる。これにより、溶製材と焼結体とがより密着し、より強力に接合されるので、歯車の強度が更に向上する。
【００１４】
（４）前記溶製材の内側面の十点表面粗さＲｚは、前記焼結用粉末を構成する粒子の平均粒径の１／４以上３／４以下であることが好ましい。
【００１５】
これにより、溶製材と焼結体との接触面積がより広くなる。従って、溶製材と焼結体とがより密着し、歯車の強度が更に向上する。
【００１６】
（５）前記焼結用粉末は、炭素と、銅及びマンガンの少なくとも一方と、を含む鉄からなる合金であり、前記合金における、前記炭素の含有量は０．３〜０．８質量％であり、前記銅及び前記マンガンの合計含有量は１．０〜３．０質量％であることが好ましい。
【００１７】
これにより、焼結体が焼結することによってより膨張する。従って、溶製材と焼結体とがより密着し、歯車の強度が更に向上する。
【００１８】
（６）前記焼結用粉末は、炭素と、マンガンと、を含む鉄からなる合金であり、
前記合金における、前記炭素の含有量は０．３〜０．８質量％であり、前記マンガンの含有量は０．５〜０．８質量％であることが好ましい。
【００１９】
これにより、焼結体が焼結することによってより膨張する。従って、溶製材と焼結体とがより密着し、歯車の強度が更に向上する。
【００２０】
（７）前記溶製材と前記焼結体との間に配置されるろう材を更に有することが好ましい。
【００２１】
これにより、溶製材と焼結体とがろう材を介することでより密着し、より強力に接合されるので、歯車の強度が更に向上する。
【００２２】
（８）薄肉状の溶製材を歯車の外周形状に成形する溶製材成形工程（例えば、後述の溶製材成形工程ＳＴ１）と、歯車の外周形状に成形された前記溶製材の径方向内側に、焼結することによって膨張する焼結用粉末を充填して圧粉成形する圧粉成形工程（例えば、後述の圧粉成形工程ＳＴ３）と、圧粉成形した前記焼結用粉末を焼結させる焼結工程（例えば、後述の焼結工程ＳＴ４）と、を備える歯車の製造方法。
【００２３】
これにより、上記発明（１）と同様の効果が奏される。つまり、製造コストが低く且つ強度の高い歯車を製造することができる。また、圧粉成形工程によって、溶製材と焼結体とがより密着し、強力に接合されるので、歯車の強度がより向上する。
【００２４】
（９）溶製材成形工程において、溶製材の内側面に凹凸が形成されることが好ましい。
【００２５】
これにより、溶製材と焼結体との接触面積が広くなる。従って、溶製材と焼結体とがより密着し、より強力に接合されるので、歯車の強度が更に向上する。
【００２６】
（１０）前記溶製材成形工程において歯車の外周形状に成形された前記溶製材の内側にろう材を塗布するろう材塗布工程（例えば、後述のろう材塗布工程ＳＴ２）を更に備えることが好ましい。
【００２７】
これにより、溶製材と焼結体とがろう材を介することでより密着し、より強力に接合されるので、歯車の強度が更に向上する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、歯車形状に成形することが容易で製造コストが低く且つ強度の高い歯車及びそのような歯車の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る歯車を示す斜視図である。
【図１Ｂ】上記実施形態に係る歯車の一部を拡大した斜視図である。
【図２Ａ】上記実施形態における溶製材の内側面を示した拡大斜視図である。
【図２Ｂ】上記実施形態における溶製材と焼結用粉末との接触部分について模式的に示した拡大断面図である。
【図３】上記実施形態に係る歯車の製造工程を示すフロー図である。
【図４Ａ】上記実施形態における、成形前の溶製材を示す斜視図である。
【図４Ｂ】上記実施形態における、歯車の外周形状に成形された溶製材について示す斜視図である。
【図５】本実施形態における溶製材を転造する方法について模式的に示す図である。
【図６Ａ】本実施形態における、溶製材の内側面に凹凸を形成する方法の一例について模式的に示す図である。
【図６Ｂ】本実施形態における、溶製材の内側面に凹凸を形成する方法の一例について模式的に示す図である。
【図７Ａ】本実施形態における、焼結用粉末を溶製材の内側に充填する圧粉成形機について示す模式図であり、焼結用粉末を圧粉成形する前の状態を示す図である。
【図７Ｂ】本実施形態における、焼結用粉末を溶製材の内側に充填する圧粉成形機について示す模式図であり、焼結用粉末を圧粉成形した後の状態を示す図である。
【図８】本実施形態における、焼結時間及び焼結温度と、溶製材及び焼結体の大きさとの関係を模式的に示す図である。
【図９Ａ】内側面に凹凸の形成されていない溶製材と焼結用粉末との接触部分の拡大断面図である。
【図９Ｂ】内側面に凹凸の形成されていない溶製材と焼結体との接触部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。先ず、本発明の実施形態に係る歯車１の構成を説明する。図１Ａは、歯車１を示す斜視図であり、図１Ｂは、図１Ａの領域Ｒを拡大した斜視図である。
歯車１は、焼結体２と、溶製材３と、中心材４を備える。
【００３１】
焼結体２は、歯車形状に成形される。焼結体２は、焼結することにより膨張する焼結用粉末によって成形される。焼結用粉末は、金属粉末である。
焼結することにより膨張する焼結用粉末としては、炭素と、銅及びマンガンの少なくとも一方を含む鉄からなる合金や、銅を含むステンレスからなる合金等を挙げることができる。これら鉄系の焼結用粉末を用いることによって、焼結体２（歯車１）の強度を向上させることができる。これらの中でも、焼結用粉末としては、炭素と、銅及びマンガンの少なくとも一方と、を含む鉄からなる合金を用いることが好ましい。
【００３２】
焼結用粉末として用いられる、炭素と、銅及びマンガンの少なくとも一方と、を含む鉄からなる合金において、炭素の含有量は０．３〜０．８質量％であることが好ましい。焼結用粉末が、炭素と、銅と、を含む鉄からなる合金である場合、合金における銅の含有量は１．０〜３．０質量％であることが好ましい。焼結用粉末が、炭素と、マンガンと、を含む鉄からなる合金である場合、合金におけるマンガンの含有量は０．５〜０．８質量％であることが好ましい。合金における炭素の含有量が、０．３質量％未満であると焼結体２が膨張し難くなる傾向にあり、０．８質量％を超えると焼結体２が脆くなる傾向にある。合金における銅及びマンガンの含有量が、上記の範囲に属さない場合、焼結体２が膨張し難くなる傾向にある。
【００３３】
焼結用粉末の平均粒径（直径）は、５０〜１５０μｍであることが好ましい。焼結用粉末の平均粒径が、５０μｍ未満であると焼結体２が脆くなる傾向にあり、１５０μｍを超えると焼結用粉末によって形成される隙間が多く、焼結体２が膨張し難くなる傾向にある。
【００３４】
溶製材３は、焼結体２の外周部を被覆し、該外周部の形状に沿って成形される。溶製材３は、例えば鋼材を圧延した薄肉状の環状部材である。溶製材３は、厚さＴが０．２〜１．０ｍｍである。溶製材３の厚さＴが、０．２ｍｍ未満であると歯車１の強度が低下する傾向にあり、１．０ｍｍを超えると溶製材３を成形し難くなる傾向にある上に歯車１の製造コストが上昇する。
【００３５】
図２Ａは、溶製材３の内側面（焼結体２側の面）を示した拡大斜視図である。図２Ａに示すように、溶製材３は、内側面に凹凸が形成される。また、図２Ｂは、溶製材３と、焼結されることで焼結体２を形成する焼結用粉末２１との接触部分について模式的に示した拡大断面図である。
【００３６】
溶製材３の内側面の、基準長さ２５００μｍにおける十点表面粗さＲｚは、焼結用粉末２１を構成する粒子２２の平均粒径の１／４以上３／４以下である。つまり、溶製材３の内側面に形成される凹凸の頂部と底部との、面と直交する方向における距離Ｄ１は、概ね焼結用粉末２１を構成する粒子２２の平均粒径の１／４以上３／４以下である。溶製材３の内側面の十点表面粗さＲｚと、焼結用粉末２１を構成する粒子２２の平均粒径との関係を上記のようにすることで、溶製材３と焼結用粉末２１との接触面積を広くすることができる。溶製材３と焼結用粉末２１との接触面積を広くすることで、溶製材３と焼結用粉末２１との接合強度が向上する。溶製材３の内側面の、基準長さ２５００μｍにおける十点表面粗さＲｚは、粒子２２の平均粒径の１／２であることがより好ましい。従って、上記の焼結用粉末の好ましい平均粒径を考慮すると、溶製材３の内側面の十点表面粗さＲｚは、具体的には２５〜７５μｍであることが好ましい。
【００３７】
また、溶製材３の内側面の凹凸における、隣接する頂部同士の面方向における距離Ｄ２は、５０〜１５０μｍである。距離Ｄ２が上記範囲に属することによって、溶製材３の内側面の凹凸における、隣接する頂部同士の隙間に粒子２２が入り込むことができ、溶製材３と焼結用粉末２１との接触面積を広くすることができる。
【００３８】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、歯車１は、溶製材３と焼結体２との間に配置されるろう材５を更に有する。ろう材としては、銀や銅を例示することができる。
【００３９】
中心材４は、焼結体２の内周部を被覆し、該内周部の形状に沿って成形される。中心材４は、溶製材３と同じ材料によって構成してもよいし、溶製材３とは異なる材料によって構成してもよい。
【００４０】
続いて、歯車１の製造方法について説明する。図３は、歯車１の製造工程を示すフロー図である。
図３に示すように、歯車１の製造方法は、溶製材成形工程ＳＴ１と、ろう材塗布工程ＳＴ２と、圧粉成形工程ＳＴ３と、焼結工程ＳＴ４と、を備える。
【００４１】
溶製材成形工程ＳＴ１では、薄肉状の溶製材３を歯車の外周形状に成形する。
図４Ａは、成形前の溶製材３ａを示す斜視図であり、図４Ｂは、歯車の外周形状に成形された溶製材３について示す斜視図である。成形前の溶製材３ａは、例えば、図４Ａに示すような一定の幅をもつ環状である。環状の溶製材３ａは、筒状の鋼材を一定の幅で切断することで製造することができる。
【００４２】
溶製材成形工程ＳＴ１における溶製材３の成型方法は、特に限定されないが、一定の幅をもつ環状の溶製材３ａを転造する方法が例示される。図５は、溶製材を転造する方法について模式的に示す図である。図５に示すように、成形前の一定の幅をもつ環状の溶製材３ａは、一対の歯車形状の転造ダイス６，６によって挟み込まれて転造され、歯車の外周形状に成形された溶製材３となる（図４Ｂ）。
【００４３】
また、溶製材成形工程ＳＴ１において、溶製材３の内側面に凹凸が形成される（図２Ａ）。これにより、溶製材３と焼結用粉末２１との接触面積を広くすることができるので、製造される歯車１において溶製材３と焼結用粉末２１との接合強度が向上する。
【００４４】
図６Ａ及び図６Ｂは、溶製材３の内側面に凹凸を形成する方法の一例について模式的に示す図である。図６Ａは、溶製材３の内側面に凹凸を形成する前の状態について示す図であり、図６Ｂは、溶製材３の内側面に凹凸を形成した後の状態について示す図である。
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、溶製材３の内側面に凹凸は転写ダイス７を用いて形成することが可能である。転写ダイス７は、溶製材３と当接する面に、溶製材３の内側面に形成される凹凸に対応する形状の凹凸を有する。転写ダイス７の凹凸の形成された面を溶製材３の内側面に当接させて押圧することによって、溶製材３の内側面に凹凸を形成することができる。
【００４５】
なお、溶製材成形工程ＳＴ１において溶製材３の内側面に凹凸を形成するタイミングについては特に限定されない。例えば、溶製材３を歯車の外周形状に成形する前に、溶製材３ａの内側面に凹凸を形成してもよいし、溶製材３を歯車の外周形状に成形した後に、溶製材３の内側面に凹凸を形成してもよい。また、溶製材３を歯車の外周形状に成形しながら、溶製材３の内側面に凹凸を形成してもよい。具体的には、転造ダイス６，６によって挟み込んで転造しながら溶製材３の内側面に凹凸を形成してもよい（図５）。
【００４６】
ろう材塗布工程ＳＴ２では、溶製材成形工程ＳＴ１において歯車の外周形状に成形された溶製材３の内側にろう材５を塗布する。ろう材塗布工程ＳＴ２においてろう材５を塗布する方法については特に限定されない。また、ろう材塗布工程ＳＴ２においては、フラックスを用いることもできる。ろう材塗布工程ＳＴ２においてフラックスを用いる場合、ろう材塗布工程ＳＴ２では、フラックスをろう材５に含有させて塗布してもよいし、溶製材３にフラックスを塗布してからろう材５を塗布してもよい。
【００４７】
圧粉成形工程ＳＴ３では、歯車の外周形状に成形された溶製材３の径方向内側に、焼結することによって膨張する焼結用粉末２１を充填して圧粉成形する。
図７Ａ及び図７Ｂは、焼結用粉末２１を溶製材３の内側に充填する圧粉成形機８について示す模式図（断面図）である。図７Ａは、焼結用粉末２１を圧粉成形する前の状態を示す図であり、図７Ｂは、焼結用粉末２１を圧粉成形した後の状態を示す図である。圧粉成形機８は、溶製材３の外周を覆うダイス８１と、溶製材３の下側と上側にそれぞれ配置される下パンチ８２及び上パンチ８３と、下パンチ８２を支持する台座８４と、上パンチ８３を上側から押圧する加圧機８５と、を備える。
【００４８】
圧粉成形工程ＳＴ３では、圧粉成形機８によって溶製材３の内側に焼結用粉末２１が充填される。図７Ａに示すように圧粉成形の前に、溶製材３の配置される下パンチ８２と上パンチ８３との間に、焼結用粉末２１が溶製材３の内部の体積よりも多い容量配置される。そして、図７Ｂに示すように加圧機８５によって上パンチ８３が上側から押圧されて焼結用粉末２１が圧粉されることで、溶製材３の内側に焼結用粉末２１が密に充填する。
【００４９】
焼結工程ＳＴ４では、圧粉成形した焼結用粉末２１を焼結させる。焼結工程ＳＴ４において、焼結用粉末２１は焼結することで膨張し、焼結体２が成形される。
図８は、焼結時間及び焼結温度と、溶製材及び焼結体の大きさとの関係を模式的に示す図である。図８の表の上段には、歯車の製造において焼結用粉末として、焼結することで収縮する焼結用粉末２１Ｃを用いた場合における、焼結時間及び焼結温度と、溶製材及び焼結体の大きさとの関係を示す。これに対して、図８の表の下段には、歯車の製造において焼結用粉末として、焼結することで膨張する焼結用粉末２１を用いた場合における、焼結時間及び焼結温度と、溶製材及び焼結体の大きさとの関係を示す。
【００５０】
焼結工程ＳＴ４では、焼結炉において焼結用粉末２１の焼結を行う。図８に示すように、焼結工程ＳＴ４においては、焼結炉の温度を徐々に上昇させて、一定の温度を所定の時間維持した後に、徐々に温度を低下させて焼結を完了する。
焼結工程ＳＴ４における焼結初めには、溶製材３及び焼結用粉末２１はともに溶接開始前（圧粉成形工程ＳＴ３後）に比べて膨張する。その後、一定の温度で所定の時間加熱されることで焼結用粉末２１は焼結し、歯車形状の焼結体２が成形される。焼結体２が成形された後においても、溶製材３及び焼結体２はともに膨張された状態に維持される。溶製材３は、焼結体２の成形後における温度の低下によって収縮し、焼結体２を外周から加圧する。溶製材３が焼結体２を外周から加圧することで、溶製材３と焼結体２とが密着して強力に接合される。
【００５１】
なお、歯車の製造において焼結用粉末として、焼結することで収縮する焼結用粉末２１Ｃを用いた場合には、焼結用粉末２１Ｃは焼結初めにおいては焼結用粉末２１と同様に膨張する。しかし、焼結用粉末２１Ｃが焼結することで焼結体２Ｃとなると、焼結用粉末２１Ｃを構成する粒子間の空間が狭くなることで焼結体Ｃは収縮する。この際、焼結体２Ｃが収縮する一方で溶製材３Ｃは収縮しないことから、溶製材３Ｃと焼結体２Ｃとの間に隙間が生じる。更に、溶製材３Ｃ及び焼結体２Ｃは温度の低下によって両方とも収縮するので、温度の低下後も溶製材３Ｃと焼結体２Ｃとの間の隙間は維持される。溶製材３Ｃと焼結体２Ｃとの間の隙間は、歯車１Ｃの強度低下の原因となる。
【００５２】
焼結工程ＳＴ４における焼結の時間及び温度は、用いられる焼結用粉末２１によって適宜設定される。例えば、焼結用粉末２１としては、炭素と、銅及びマンガンの少なくとも一方と、を含む鉄からなる合金を用いる場合には、焼結温度は１０００〜１１３０℃、焼結時間は２０〜４０分であることが好ましい。ここで焼結温度及び焼結時間とは、焼結の際に一定の温度を維持している状態における温度及び時間である。
焼結工程ＳＴ４の後に、歯車１は、探傷検査、各種加工、浸炭処理等に供することができる。
【００５３】
上記実施形態に係る歯車１及び歯車１の製造方法によれば、以下の効果が奏される。
【００５４】
（１）上記実施形態では、歯車１が、歯車形状に成形された焼結体２と、焼結体２の外周部を被覆し、該外周部の形状に沿って成形された溶製材３と、を備えるものとした。更に、焼結体２を、焼結することにより膨張する焼結用粉末２１によって成形した。
焼結体２を歯車形状に成形するのは鍛造によって歯車を成形するよりも容易である。従って、歯車１は製造コストが低い。その上、歯車形状に成形された焼結体２の外周面を溶製材３で被覆することで、歯の部分が損傷するのを防ぐことができるので、歯車１は強度が高い。このように、歯車１は、成形することが容易で製造コストが低く且つ強度の高い。
ところで、焼結することで膨張しない焼結用粉末を、歯車の外周形状に成形した溶製材の内部に充填して焼結させた場合、焼結用粉末を構成する粒子の間の空隙の体積が減少し、溶製材と焼結体との間に隙間が生じる。一方、上記実施形態では、焼結することにより膨張する焼結用粉末２１を用いることによって、溶製材３と焼結体２とが密着し、強力に接合されるので、歯車１の強度が向上する。
【００５５】
（２）上記実施形態では、溶製材３の厚さを０．２〜１．０ｍｍとした。
これにより、溶製材３を歯車の外周形状に成形しやすい上に、歯車１の強度をより向上させることができる。
【００５６】
（３）上記実施形態では、溶製材３の内側面に凹凸を形成した。
図９Ａは、内側面に凹凸の形成されていない溶製材３Ｐと焼結用粉末２１Ｐとの接触部分の拡大断面図である。図９Ｂは、内側面に凹凸の形成されていない溶製材３Ｐと焼結体２Ｐとの接触部分の拡大断面図である。図９Ａに示すように、内側面に凹凸の形成されていない溶製材３Ｐと焼結用粉末２１Ｐとの接触部分には、溶製材３Ｐと焼結用粉末を構成する粒子２２Ｐとの間に空隙２３Ｐが形成される。この空隙２３Ｐは、焼結用粉末２１Ｐが焼結して焼結体２Ｐが成形された後には、図９Ｂに示すように気孔２４Ｐとなる。気孔２４Ｐが多い場合、溶製材３Ｐと焼結体２Ｐとの接触面積が狭くなる傾向にある。
一方、上記実施形態では、溶製材３の内側面に形成された凹凸の凹部に焼結用粉末２１を構成する粒子２２が嵌ることによって、溶製材３と焼結体２との接触面積が広くなる（図２Ｂ）。これにより、溶製材３と焼結体２とがより密着し、より強力に接合されるので、歯車１の強度が更に向上する。
【００５７】
（４）上記実施形態では、溶製材３の内側面の十点表面粗さＲｚを、焼結用粉末２１を構成する粒子２２の平均粒径の１／４以上３／４以下とした。
これにより、溶製材３と焼結体２との接触面積がより広くなる。従って、溶製材３と焼結体２とがより密着し、歯車１の強度が更に向上する。
【００５８】
（５）上記実施形態では、焼結体２を、炭素と、銅と、を含む鉄からなる合金とした。また、この合金における、炭素の含有量を０．３〜０．８質量％とし、銅の含有量を１．０〜３．０質量％とした。
これにより、焼結体２が焼結することによってより膨張する。従って、溶製材３と焼結体２とがより密着し、歯車１の強度が更に向上する。
【００５９】
（６）上記実施形態では、焼結体２を、炭素と、マンガンと、を含む鉄からなる合金とした。また、この合金における、炭素の含有量を０．３〜０．８質量％とし、マンガンの含有量を０．５〜０．８質量％とした。
これにより、焼結体２が焼結することによってより膨張する。従って、溶製材３と焼結体２とがより密着し、歯車１の強度が更に向上する。
【００６０】
（７）上記実施形態では、歯車１が溶製材３と焼結体２との間に配置されるろう材５を更に有するものとした。
これにより、溶製材３と焼結体２とがろう材５を介することでより密着し、より強力に接合されるので、歯車１の強度が更に向上する。
【００６１】
（８）上記実施形態では、歯車１の製造方法が、溶製材成形工程ＳＴ１と、溶製材３の内側に、焼結することによって膨張する焼結用粉末２１を充填して圧粉成形する圧粉成形工程ＳＴ３と、圧粉成形した焼結用粉末２１を焼結させる焼結工程ＳＴ４と、を備えるものとした。
これにより、上記（１）と同様の効果が奏される。つまり、製造コストが低く且つ強度の高い歯車１を製造することができる。また、圧粉成形工程ＳＴ３によって、溶製材３と焼結体２とがより密着し、強力に接合されるので、歯車１の強度がより向上する。
【００６２】
（９）上記実施形態では、溶製材成形工程ＳＴ１において、溶製材３の内側面に凹凸を形成した。
これにより、溶製材３と焼結体２との接触面積が広くなる（図２Ｂ）。従って、溶製材３と焼結体２とがより密着し、より強力に接合されるので、歯車１の強度が更に向上する。
【００６３】
（１０）上記実施形態では、歯車１の製造方法が、溶製材成形工程ＳＴ１において歯車の外周形状に成形された溶製材３の内側にろう材５を塗布するろう材塗布工程を更に備えるものとした。
これにより、溶製材３と焼結体２とがろう材５を介することでより密着し、より強力に接合されるので、歯車１の強度が更に向上する。
【００６４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
本実施形態においては、成形前の溶製材３ａを環状部材としたが、本発明はこれに限定されず、溶製材成形工程ＳＴ１において板状部材を歯車の外周形状に成形してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…歯車
２…焼結体
２１…焼結用粉末
２２…粒子
３…溶製材
５…ろう材
ＳＴ１…溶製材成形工程
ＳＴ２…ろう材塗布工程
ＳＴ３…圧粉成形工程
ＳＴ４…焼結工程
【図１Ａ】
2016056430.tif 000003
【図１Ｂ】
2016056430.tif 000004
【図２Ａ】
2016056430.tif 000005
【図２Ｂ】
2016056430.tif 000006
【図３】
2016056430.tif 000007
【図４Ａ】
2016056430.tif 000008
【図４Ｂ】
2016056430.tif 000009
【図５】
2016056430.tif 000010
【図６Ａ】
2016056430.tif 000011
【図６Ｂ】
2016056430.tif 000012
【図７Ａ】
2016056430.tif 000013
【図７Ｂ】
2016056430.tif 000014
【図８】
2016056430.tif 000015
【図９Ａ】
2016056430.tif 000016
【図９Ｂ】
2016056430.tif 000017