JPS61104005A - 軸材への圧粉成形体の直接成形・固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、軸材への圧粉成形体の直接成形・固定方法に
関し、詳しくは、１つの軸材の外周部における任意の部
位に複数の圧粉成形体を直接成形固定することのできる
、軸材への圧粉成形体の直接成形・固定方法にかかる。

〔従来の技術〕

従来、自動車部品、産業用機械部品、事務機械部品等に
おいては、軸材の外周部に種々の別部材を配設させた軸
部材が多く使用されている。

そして、自動車用部品においては、カムシャフトがその
代表的な例である。

そこで、以下自動車用カムシャフトに例をとって詳しく
説明する。

従来、自動車用カムシャフトは、鋳造法、鍛造法等の材
料成形方法により、一体力ムシャフトとして製造される
のが通常であった。

しかし、最近、カムシャフトにおけるカム摺動面の耐久
性を改善させる１手段として、軸部を鋼製中空軸材等の
鋼材とし、別途、耐摩耗性の優れた材料（例えば、焼結
合金等）によってカム部材。

ジャーナル部材等の嵌合部材を製造し、それらを軸部の
所定の部位に嵌合・配置して接合した、いわゆる、接合
型カムシャフトが実用化されるようになった。

そして、上記軸部材料としては、軽量化、潤滑剤（オイ
ル）の供給流路等として中空部を利用しようという配慮
から、鋼製中空軸材等を採用することが多い。

ところで、従来の接合型カムシャフトの製造方法におい
ては、カム材料となる粉末冶金用合金粉末原料を用いて
圧粉成形及び予備焼結されたカム部材を、中空軸材等の
軸材に嵌合・組付して仮固定した後、カム部材の加熱焼
結、及び、カム部材と軸材とを接合するために、本焼結
するという工程が一般的に採用されている。

このため、接合型カムシャフトの製造工程は、「圧粉成
形−子備焼結一組付一本焼結一完成」とするという複雑
な工程となり、生産性が悪いばかりでなく製造コストが
高騰するという問題点があった。

そこで、圧粉成形体を軸材に直接成形・固定することに
よって予備焼結及び組付の各工程を省略し、本焼結のみ
を後工程とする接合型カムシャフトの製造方法が検討さ
れている。

なお、このような圧粉成形体を軸材に直接成形固定する
方法としては、いわゆる、通常の金型構成を用いたプレ
ス成形による方法が試みられているものの、製品形状、
金型構造等の制約から、通常の金型構成を用いて１つの
軸材に複数の圧粉成形体を直接成形・固定することが困
難であり、軸材に１つの圧粉成形体を直接成形・固定す
る方法（例えば、特開昭５６−１１２４０４号）が提案
されているのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のような従来の技術の現状に鑑み、本発明が解決し
ようとする問題点は、従来の圧粉成形及び予備焼結され
たカム部材、ジャーナル部材等の嵌合別部材を軸材に嵌
合・組付して仮固定した後、カム部材、ジャーナル部材
等の嵌合別部材を、本焼結により加熱焼結するとともに
軸材と接合する外周部に別部材を配設した軸部材の製造
方法においては、製造工程が複雑となるばかりでな（製
造コストが高騰し、一方、最近試みられている通常の金
型構成のままで圧粉成形体を軸材に直接成形固定した後
、加熱焼結して外周部に別部材を配設した軸部材を製造
する方法においては、圧粉成形体を軸材に直接成形・固
定することによって、予備焼結及び組付の各工程を省略
できる利点はある゛ものの、製品形状、金型構造等の制
約から、１つの軸材に複数の圧粉成形体を軸材の外周部
の任意の部位に直接成形・固定することが困難であった
ということである。

従って、本発明の技術的課題とするところは、通常の金
型構成を用いて軸部材への圧粉成形体を直接成形・固定
する方法でありながら、充填された粉末冶金用金属粉末
原料を圧粉成形する上パンチもしくは下パンチを縦分割
構造とするとともに、縦分割構造とされたパンチを固定
するブロックの中心部に軸材に直接成形・固定された圧
粉成形体を遊挿可能とする軸部材挿入空間を穿設して、
既に軸材に直接成形・固定された圧粉成形体を損傷する
ことなく、１つの軸材の任意の部位に複数の圧粉成形体
の直接成形・固定を可能とすることによって、別部材と
しての圧粉成形体の予備焼結及び組付の各工程を省略す
ることができ、従って、安価かつ生産性に優れた軸部材
への圧粉成形体の直接成形・固定を可能とすることにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

このような従来の技術における問題点に鑑み、本発明に
おける従来の技術の問題点を解決するための手段は、中
心部に垂直をなした軸材挿入孔を設け、その軸材挿入孔
内の上部及び下部に上下移動自在とされた軸材装着部材
を有し、上パンチもしくは下パンチの一方を一体形成と
し他方を縦分割構造とするとともに、縦分割構造とされ
たパンチを固定するブロックの中心部には、軸材に直接
成形・固定された圧粉成形体を遊挿可能とする軸部材挿
入空間を有する金型を用いる軸材への圧粉成形体の直接
成形・固定方法であって、前記軸材挿入孔内における、
上部及び下部の軸材装着部材に軸材を装着する工程と、 圧粉成形体を直接成形・固定すべき部位に適合させて配
置された軸材に、圧粉成形体の外周部の形状に適合させ
た成形ダイスと、前記一体形成もしくは縦分割構造とさ
れた下パンチと、軸材とにより粉末冶金用金属粉末原料
を充填するためのキャビティを郭定する工程と、 上述により郭定されるキャビティに粉末冶金用金属粉末
原料を充填する工程と、 上方に配置された縦分割構造もしくは一体形成とされた
上パンチを下降させて、前記一体形成もしくは縦分割構
造とされた下パンチとの間でキャビティ内の粉末冶金用
金属粉末原料を圧粉成形する工程と、 前記上パンチを上昇させた後、縦分割構造とさ　　　　
　　、。

れた上パンチもしくは下パンチを瞳分割して軸材から離
遠させる工程と、 前記軸材挿入孔内の上部及び下部に配置された軸材装着
部材を、縦分割構造とされたパンチの側に上昇もしくは
下降させることにより、軸材を次の圧粉成形体の直接成
形・固定部位まで移動させる工程と、 上述の一連の軸材への圧粉成形体の直接成形・固定工程
を繰り返すことによって、軸材の任意の部位に任意の個
数の圧粉成形体を直接成形・固定することを特徴とする
軸材への圧粉成形体の直接成形・固定方法からなってい
る。

〔作用〕 以下、本発明の作用について説明する。

本発明において、中心部に垂直をなした軸材挿入孔を設
け、その軸材挿入孔内の上部及び下部に上下移動自在と
された軸材を装着保持する軸材装着部材を有することと
しているのは、軸材を圧粉成形体の直接成形・固定すべ
き部位に移動配置するためと、軸材に圧粉成形体を直接
成形・固定した後、軸材を次の圧粉成形体の直接成形・
固定する部位に移動させるためである。

また、本発明において、上パンチもしくは下パンチの一
方を一体形成とし他方を縦分割構造とするとともに、縦
分割構造とされたパンチを固定するブロックの中心部に
は、軸材に直接成形・固定された圧粉成形体を遊挿可能
とする軸部材挿入空間を有することとしているのは、軸
材の所定の部位に圧粉成形体を直接成形・固定した後、
軸部材を移動させて次の圧粉成形体の直接成形・固定部
位への移動を容易とするとともに、既に軸材に直接成形
・固定された圧粉成形体を損傷させることなく、次の圧
粉成形体の直接成形・固定を可能とするためである。

また、本発明において、圧粉成形体を軸材に直接成形・
固定した後、縦分割構造とされたパンチを分割して軸材
挿入孔内の上部及び下部に配置された軸材装着部材によ
り軸材を上下移動自在としているのは、圧粉成形体を軸
材における任意の部位に直接成形・固定することを可能
とするためである。

また、本発明において、上述の一連の圧粉成形体の直接
成形・固定工程を１つの軸材に繰り返すこととしている
のは、軸材に任意の個数の圧粉成形体を直接成形・固定
させるためである。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づいて、本発明の１実施例を説明す
る。

第１図は、本発明法により軸材１ａに圧粉成形体８を直
接成形・固定させた軸部材ｌを製造するための金型構成
の１例における粉末冶金用金属粉末原料７の充填工程を
示している。

なお、この実施例においては下パンチ４を一体形成とし
、上パンチ５を縦分割構造とした金型構造の例に基づい
て説明する。

第１図において、ブロック１ｏは上方において図示され
ない上部ボルスタ等に固定されるとともに、下方にはブ
ロック１ｏの下面を摺動移動自在とされ型合わせして固
定されると、内部形状寸法が圧粉成形体８の外周部形状
寸法に適合される、縦分割構造とされた上パンチ５が固
定されている。

また、ブロック９は下方において図示されない下部ボル
スタ等に固定されるとともに、上方には成形ダイス６に
僅かに嵌合した状態で配置された下パンチ４が固定され
ている。

そして、ブロック１０の中心部には、圧粉成形体８を遊
挿可能とされた軸部材挿入空間１２ををするとともに上
部軸材装着部材３を有し、ブロック９に穿設された軸材
挿入孔ｌｌ内には下部軸材装着部材２を有し、両軸付装
着部材２．３により軸材１ａを装着保持して、油圧シリ
ンダ等の駆動手段により軸部材１を上下移動自在とされ
ている。

次に、第１図及び金型の作動状態を示す説明図である第
２図に基づいて、この実施例による軸材１ａに圧粉成形
体８を直接成形・固定させた軸部材ｌの製造工程を説明
する。

まず、第１図に示す第１工程においては、圧粉成形体８
が直接成形・固定される軸材ｌａは、上部軸材装着部材
３と下部軸材装着部材２に装着保持されており、上下移
動自在とされるとともに所ｌ。

定の部位で固定されている。

そして、軸材１ａは予め一体形成された下パンチ４に嵌
挿されており、また、下パンチ４は成形ダイス６に僅か
に嵌挿されている。

また、上パンチ５は縦分割構造とされており、軸部材挿
入空間１２を有するブロック１０の下面に摺動移動可能
に固定されている。

そして、軸材１ａには既に圧粉成形された圧粉成形体８
が直接成形・固定されており、次の圧粉成形体を直接成
形・固定するために成形ダイス６゜下パンチ４．軸材１
ａにより郭定されるキャビティＣに粉末冶金用金属粉末
原料７を充填するのである。−−−−・−（粉末充填工
程） ついで、第２図（８）に示す第２工程においては、上パ
ンチ５は分割されたまま、既に軸材１ａに直接成形・固
定された圧粉成形体８を飛び越すように縦分割された状
態でブロック１０とともに下降する。

そして、圧粉成形体８を飛び越した後において、上パン
チ５は縦分割された状態から型合わせされて一体状態と
なる。

さらに、第２図（ｂ）に示す第３工程においては、上パ
ンチ５が型合わせされた一体状態でさらに下降して、粉
末冶金用金属粉末原料７を軸材１ａに直接成形・固定す
る。−・・−（圧粉成形工程）次に、第２図（Ｃ）に示
す第４工程においては、軸材１ａへの圧粉成形体の直接
成形・固定を終了した後、成形ダイス６が下降されて圧
粉成形体８を成形ダイス６から抜き出されるのである。

−・・−・（圧粉成形体液膜工程） 最後に、第２図（ｄｌに示す第５工程においては、圧粉
成形体８の直接成形・固定された軸部材１を成形ダイス
６から抜き出した後、上パンチ５が分割されて一体状態
から縦分割の状態とされるのである。

そして、上部軸材装着部材３と下部軸材装着部材２とに
より装着保持された軸材１ａが次の圧粉成形体８の直接
成形・固定部位まで上昇し、軸材１ａにおける次の圧粉
成形体８の直接成形・固定部位まで移動されるのである
。・・・−（軸材移動工程） 上述の工程を繰り返すことによって、軸材１ａの任意の
部位に複数の圧粉成形体８を直接成形・固定することが
できるのである。

なお、上述の実施例においては、下バンチ４を一体形成
とし、上パンチ５を縦分割構造とするとともにこの上パ
ンチ５を固定するブロック１０の中心部に軸部材挿入空
間１゛２を設けた例について説明しているが、逆に、上
バンチ５を一体形成とし下パンチ４を縦分割構造とする
とともに下バンチ４を固定するブロック９の中心部に軸
部材挿入空間１２を設けた場合においても、上述の実施
例と同様な効果を奏することはいうまでもない。

また、本発明において、軸材１ａは外周部がストレート
形状をした軸材であればよく、中実軸材。

中空円筒軸材、非円形断面形状の軸材等であっても、そ
の効果においては同一であることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上により明らかなように、本発明にかかる軸材への圧
粉成形体の直接成形・固定方法によれば、通常の金型構
成を用いて軸部材への圧粉成形体を直接成形・固定する
方法でありながら、充填された粉末冶金用金属粉末原料
を圧粉成形する上パンチもしくは下パンチを縦分割構造
とするとともに、縦分割構造とされたパンチを固定する
ブロックの中心部に軸材に直接成形・固定された圧粉成
形体を遊挿可能とする軸部材挿入空間を穿設して、既に
軸材に直接成形・固定された圧粉成形体をＦＭ傷するこ
となく、１つの軸材の任意の部位に複数の圧粉成形体の
直接成形・固定を可能とすることによって、別部材とし
ての圧粉成形体の予備焼結及び組付の各工程を省略する
ことができ、従って、安価かつ生産性に優れた軸部材へ
の圧粉成形体の直接成形・固定を可能とすることができ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法により軸材に圧粉成形体を直接成形
・固定させた軸部材ｌを製造するための金型構成の１例
における粉末冶金用金属粉末原料の充填工程を示す図。 第２図は、本発明法により軸材に圧粉成形体を直接成形
・固定させた軸部材１を製造するための金型の作動状態
を示す説明図である。 １−・−軸部材。 １ａ−一一一一一軸材。 ２−−−−−一下部軸材装着部材。 ３−・−一一一上部軸材装着部材。 ４・−・−下パンチ。 ５・−一一一一上パンチ。 ６・−・−成形ダイス。 ７・−−一−−粉末冶金用金属粉末原料。 ８−・−・・−圧粉成形体。 ９．１０−・・・・・ブロック。 １１−・・・−軸材挿入孔。 １２−・−軸部材挿入空間。 ｃ　−゛−゛キャビティ。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 第１図 第２ （ｄ） 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中心部に垂直をなした軸材挿入孔を設け、その軸材
   挿入孔内の上部及び下部に上下移動自在とされた軸材装
   着部材を有し、上パンチもしくは下パンチの一方を一体
   形成とし他方を縦分割構造とするとともに、縦分割構造
   とされたパンチを固定するブロックの中心部には、軸材
   に直接成形・固定された圧粉成形体を遊挿可能とする軸
   部材挿入空間を有する金型を用いる軸材への圧粉成形体
   の直接成形・固定方法であって、 前記軸材挿入孔内における、上部及び下部の軸材装着部
   材に軸材を装着する工程と、 圧粉成形体を直接成形・固定すべき部位に適合させて配
   置された軸材に、圧粉成形体の外周部の形状に適合させ
   た成形ダイスと、前記一体形成もしくは縦分割構造とさ
   れた下パンチと、軸材とにより粉末冶金用金属粉末原料
   を充填するためのキャビティを郭定する工程と、 上述により郭定されるキャビティに粉末冶金用金属粉末
   原料を充填する工程と、 上方に配置された縦分割構造もしくは一体形成とされた
   上パンチを下降させて、前記一体形成もしくは縦分割構
   造とされた下パンチとの間でキャビティ内の粉末冶金用
   金属粉末原料を圧粉成形する工程と、 前記上パンチを上昇させた後、縦分割構造とされた上パ
   ンチもしくは下パンチを縦分割して軸材から離遠させる
   工程と、 前記軸材挿入孔内の上部及び下部に配置された軸材装着
   部材を、縦分割構造とされたパンチの側に上昇もしくは
   下降させることにより、軸材を次の圧粉成形体の直接成
   形・固定部位まで移動させる工程と、 上述の一連の軸材への圧粉成形体の直接成形・固定工程
   を繰り返すことによって、軸材の任意の部位に任意の個
   数の圧粉成形体を直接成形・固定することを特徴とする
   軸材への圧粉成形体の直接成形・固定方法。