JPS6199604A - 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、圧粉成形時における加圧方向に対して非軸対称で
あって凸形状部を育する圧粉成形体を、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（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、以下自動車用あ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、一体力ムシ中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。

ｊ　　　　　　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
ってきている。

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する配慮
から、ｗ４′Ｉｌ！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　。

程が一級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接合型カムシャフト
」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、軸材に圧粉成形体を直接成形・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、従来の金型構成のままでは１
つの軸材に複数の圧粉成形体を成形・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５’　６−１１２４０４号）
が提案されている程度である。

また、発明者らは別の出願として分割成形ダイスを用い
ることによって、垂直に配置された軸材の任意の部位に
、複数の圧粉成形体を直接成形・固定することを可能と
した、軸材への圧粉成形体の直接成形・固定方法を提案
している（本出願前未公知）。

しかし、上記別提案及び特開昭５６−１１２４０４号に
おいては、いずれも、軸材の軸方向と圧粉成形時におけ
る加圧方向を同一方向としていることから、１つの軸材
に複数の圧粉成形体を直接成形・固定しようとすると、
使用する金型構成のダイハイド（シャットハイド）を高
（せざるを得ないのが現状であった。

〔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、通常の金型構成としながら軸材に
圧粉成形体を直接成形・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
、軸材に圧粉成形体を直接成形・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り、さらに、このような
軸材を垂直方向に配置するような金型構成を利用した軸
材への圧粉成形体の直接成形・固定方法においては、軸
材の軸方向と圧粉成形時における加圧方向を同一方向と
していることから、１つの軸材に複数の圧粉成形体を直
接成形・固定しようとすると、使用する金型構成のダイ
ハイト（シャットハイド）を高くせざるを得ないという
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
型構成を用いた軸部材への圧粉成形体の直接成形・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成形ダイスを縦分割構造の成形ダイ
スとして、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予備焼結された焼結体
と軸材との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材への圧粉成形体の直接成
形・固定を可能とするとともに、使用する金型構成のダ
イハイド（シャフトハイド）を低く抑え、通常市販され
ている汎用プレスを使用した軸材への圧粉成形体の直接
成形・固定を可能とし、加えて、金型を反転させた状態
で粉末冶金用金属粉末原料を充填した後、再度金型を反
転して圧粉成形することによって、圧粉成形時における
加圧方向に対して非軸対称であって凸形状部を有する圧
粉成形体を軸材に直接成形・固定することを可能とする
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、軸
材装着部材により軸材を水平状態をなして装着する工程
と、 縦分割されるとともに９Ｅ記軸材と軸直角をなして水平
移動可能とされ、スプリング等の弾性部材により浮動状
態とされた固定側成形ダイス及び可動側成形ダイスとに
より軸材を囲繞することによって、軸材と上記両成形ダ
イスとその上部に両成形ダイスにより郭定される筒状空
間に上パンチを僅かに嵌合した状態で配置する工程と、
上述のように軸材と上記両成形ダイスとその上部に配置
された上記上パンチからなる金型を反転させて、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、 上記キャビティ内に粉末冶金用金属粉末原料を充填する
工程と、 その後、下パンチを嵌合させてキャビティ内の粉末冶金
用金属粉末原料を拘束した状態で、再度金型を反転させ
る工程と、 上記キャビティの上部及び下部に僅かに嵌合した状態で
配置された上パンチ及び下パンチにより、キャビティ内
の粉末冶金用金属粉末原料を圧粉成形してキャビティ内
に配置された軸材に圧粉成形体を直接成形・固定する工
程と、 上述の粉末冶金用金属粉末原料の圧粉成形を終了後、上
パンチを上昇させるとともに可動側成形ダイスを軸材か
ら離遠せしめる方向に後退水平移動させて、圧粉成形体
の直接成形・固定された軸部材の抜脱を容易ならしめる
工程と、からな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、軸材装着部材により軸材を水平状態を
なして装着することとしているのは、軸材の装着を水平
状態とすることにより、上述の軸材を垂直に配置して軸
材の所定の部位に圧粉成形体を直接成形・固定する従来
法に比較して、軸材の軸直角方向から圧粉成形時におけ
る加圧することとすることにより、使用する金型構成の
ダイハイド（シャットハイド）を低く抑え、通常市販さ
れている汎用プレスの使用を可能とするためである。

また、本発明において、固定側成形ダイス及び可動側成
形ダイスをスプリング等の弾性部材により浮動状態とす
ることとしているのは、軸材への圧粉成形体の直接成形
・固定時において、上パンチ及び下パンチによる加圧力
を圧粉成形体内で均等とするためである。

なお、固定側成形ダイス及び可動側成形ダイスは、加圧
中に縦分割方向に開かないように外力により保持されて
いることはいうまでもない。

また、本発明において、縦分割されるとともに　　　　
゛上記軸材と軸直角をなして水平移動可能とされ、スプ
リング等の弾性部材により浮動状態とされた固定側成形
ダイス及び可動側成形ダイスとにより軸材を囲繞するこ
とによって、軸材と上記画成形ダイスとその上部に画成
形ダイスにより郭定される筒状空間に上パンチを僅かに
嵌合した状態に配置して金型を反転させることとしてい
るのは、圧粉成形時における加圧方向に対して非軸対称
であって凸形状部を有する圧粉成形体を圧粉成形するた
めの粉末冶金用金属粉末原料の充填を容易にするためで
ある。

また、本発明において、キャビティ内に粉末冶金用金属
粉末原料を充填した後、下パンチを嵌合させてキャビテ
ィ内の粉末冶金用金属粉末原料を拘束した状態で、再度
金型を反転させることとしているのは、圧粉成形時にお
ける加圧力を負荷する上パンチ側に凸形状部を配置して
、圧粉成形性を優れたものとするためである。

また、本発明において、充填された粉末冶金用金属粉末
原料を圧粉成形した圧粉成形体を軸材にｒ　　　　□。

０ｗｉえオ１ｔｓｏエヶイユやう才力。

造としているのは、縦分割構造の成形ダイスを用いるこ
とにより、圧粉成形後の軸材への圧粉成形体の直接成形
・固定された軸部材の抜脱を容易なものとするためであ
る。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第２図は、この実施例に用いる金型構成の１例の正面図
を示している。

この図において、中心線より右側は圧粉成形前の状態、
中心線より左側は圧粉成形状態を示している。

第２図において、！は軸部材、ｌａは圧粉成形体２を直
接成形・固定する軸材、２は圧粉成形体。

３は固定側成形ダイス、４は可動側成形ダイス。

５は下パンチ、６は固定側上パンチ、７は可動側上パン
チ、８は固定側成形ダイス３を保持する保持部材、９は
可動側成形ダイス４を保持する保持部材、１０は固定側
成形ダイス３及び可動側成形ダイス４を浮動させるため
のスプリング等の弾性部材、１１は上パンチ６．１を浮
動させるためのスプリング等の弾性部材、１２は粉末冶
金用金属粉末原料、１３は粉末供給装置である。

次に、第１図は、本発明法により軸材１ａに圧粉成形体
２を直接成形・固定された軸部材１を製造するための、
金型構成の作動状態を示す工程の説明図である。

この第１図の金型構成の作動状態を示す説明図に基づい
て、この実施例による圧粉成形体２を直接成形・固定さ
せた軸部材１の製造工程を説明する。

まず、第１図（ａ）の第１工程におｄ）ては、図示され
ない軸材装着部材に軸材１ａを水平状態として装着し、
縦分割されるとともに上記軸材１ａと軸直角をなして水
平移動可能とされ、弾性部材としてのスプリング１０．
１１により浮動状態とされた、固定側成形ダイス３及び
可動側成形ダイス４とにより軸材１ａを囲繞することに
よって、軸材１ａと上記画成形ダイス３．４とその上部
に上パンチ６及び７を画成形ダイス３，４により郭定さ
れる筒状空間に僅かに嵌合した状態で配置された金型を
反転させることによって郭定される粉末冶金用金属粉末
原料１２を充填するためのキャビティＣ内に粉末冶金用
金属粉末原料１２を充填する工程である。

なお、この工程において、粉末冶金用金属粉末原料１２
は予め秤量された適量の粉末冶金用金属粉末原料１２を
粉末供給装置１３により供給す°る。

−・−・（粉末冶金用金属粉末原料充填工程）次に、第
２図（ｂ）の第２工程においては、上述の第１工程で反
転された金型の下バンチ５を下降させて、画成形ダイス
３．４により郭定された筒状空間に嵌合させ、キャビテ
ィＣ内の粉末冶金用金属粉末原料１２を拘束状態とした
後、金型全体を再度反転する。・−・・−（金型反転工
程）次に、第２図（Ｃ）の第３工程においては、固定型
上バンチ６及び可動側上パンチ７を下降させることによ
り、粉末冶金用金属粉末原料１２を圧粉成形して軸材１
ａに圧粉成形体２を直接成形・固定する。

なお、この時、軸材」ａはスプリング１０のたわみによ
り、固定側成形ダイス３及び可動側成形ダイス４ととも
に浮動して、軸材１ａに対して下パンチ５例の粉末冶金
用金属粉末原料１２をも圧粉成形する。−・・・−・（
加圧圧粉成形工程）最後に、第２図（ｄ）の第４工程に
おいては、上述により圧粉成形された後、上パンチ６を
上昇させるとともに可動側成形ダイス４が軸材１ａから
離遠する方向に後退水平移動して、圧粉成形体２の抜き
出しを容易とするのである。・−・−・（圧粉成形体抜
脱工程） なお、軸材１ａの装着部位を移動させて上述の工程を繰
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２を直接成形・固定することができるのである
。

また、上記実施例においては、軸材１ａを中空円筒軸材
を用いた図に基づいて説明しているが、軸材１ａとして
は中空円筒軸材に限定されるものでな（、中実軸材、非
円形断面形状の軸材１ａであっても同様に圧粉成形体２
を直接成形・固定することができることはいうまでもな
い。

第３図は、上述の軸材への圧粉成形体の直接成形・固定
方法により製造された、軸材（中空軸材）ｌａに圧粉成
形体２を直接成形・固定した軸部材１の１例を示してい
る。

〔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
成を用いた軸部材への圧粉成形体の直接成形・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
を圧粉成形する成形ダイスを縦分割構造の成形ダイスと
して、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予備焼結された焼結体と軸
材との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材への圧粉成形体の直接成形・
固定を可能とするとともに、使用する金型構成のダイハ
イド（シャフトハイド）を低く抑え、通常市販されてい
る汎用プレスを使用した軸材への圧粉成形体の直接成形
・固定を可能とし、加えて、金型を反転させた状態で粉
末冶金用金属粉末原料を充填した後、再度金型を反転し
て圧粉成形することによって、圧粉成形時における加圧
方向に対して非軸対称であって凸形状部を有する圧粉成
形体を、軸材に直接成形・固定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、この実施例により軸材に圧粉成形体を直接成
形・固定された軸部材を製造する工程を示す説明図。 第２図は、この実施例により圧粉成形体を直接成形・固
定された軸部材を製造する金型構成の１例を示す図。 第３図は、本発明法により製造された圧粉成形体を直接
成形・固定した軸部材の１例を示す（ａ）は平面図、（
ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 １・−・−・−軸部材。 １ａ・・−一一一軸材。 ２−・−・圧粉成形体。 ２ａ−・−・粉末冶金用金属粉末原料。 ３−・−・固定側成形ダイス。 ４−−−−−一可動側成形ダイス。 ５−・−下パンチ。 ６−・・−固定側上パンチ。 ７−・−可動側上パンチ。 ８．９−一−・−保持部材。 １０、’１ｌ−−−−・・スプリング（弾性部材）。 １２−−−−一・粉末冶金用金属粉末原料。 １３−−−−−・粉末供給装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸材装着部材により軸材を水平状態をなして装着す
   る工程と、 縦分割されるとともに上記軸材と軸直角をなして水平移
   動可能とされ、スプリング等の弾性部材により浮動状態
   とされた固定側成形ダイス及び可動側成形ダイスとによ
   り軸材を囲繞することによつて、軸材と上記両成形ダイ
   スとその上部に両性形ダイスにより郭定される筒状空間
   に上パンチを僅かに嵌合した状態で配置する工程と、 上述のように軸材と上記両成形ダイスとその上部に配置
   された上記上パンチからなる金型を反転させて、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、 上記キャビティ内に粉末冶金用金属粉末原料を充填する
   工程と、 その後、下パンチを嵌合させてキャビティ内の粉末冶金
   用金属粉末原料を拘束した状態で、再度金型を反転させ
   る工程と、 上記キャビティの上部及び下部に僅かに嵌合した状態で
   配置された上パンチ及び下パンチにより、キャビティ内
   の粉末冶金用金属粉末原料を圧粉成形してキャビティ内
   に配置された軸材に圧粉成形体を直接成形・固定する工
   程と、 上述の粉末冶金用金属粉末原料の圧粉成形を終了後、上
   パンチを上昇させるとともに可動側成形ダイスを軸材か
   ら離遠せしめる方向に後退水平移動させて、圧粉成形体
   の直接成形・固定された軸部材の抜脱を容易ならしめる
   工程と、からな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。