複雑形状焼結機械部品の成形金型

【課題】プラネタリキャリアを粉末冶金法で製造するにあたって、圧粉体を複数のパーツに分割して成形するのではなく全体を一体に型出し成形可能とする金型を提供する。
【解決手段】プラネタリキャリア１のフランジ部３を形成する下パンチ３０が挿入される下ダイス孔１１を有する下ダイス１０と、プラネタリキャリア１のギヤ部４およびボス部５を形成する上パンチ６０が挿入される上ダイス孔５５を有する上ダイス５０との間に、柱部７および柱部７間の窓部８を形成する中ダイス４０を、径方向に分割可能に組み込み、一体成形可能とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の自動変速機に組み込まれるプラネタリギア機構のキャリア（以下、プラネタリキャリアと称する）等の複雑な形状を呈する焼結機械部品を粉末冶金法によって製造する技術に係り、原料の粉末を圧縮成形して該機械部品に近似する形状の圧粉体を成形するための金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記プラネタリキャリアは、変速機の機種に応じた設計上の違いはあるものの、概ね図１７および図１８に示すような形態を有している。これら図に示すプラネタリキャリア１は、円筒状の胴部２の一端（図で下端）に円板状のフランジ部３が形成されており、胴部２の他端には、ギヤ部４とボス部５とが、同じく同心状に形成されており、中心に、フランジ部３からギヤ部４にわたって貫通する軸孔６が形成されている。胴部２は、互いに平行で周方向に等間隔を空けて配列された複数（この場合、３つ）の柱部７から構成されており、柱部７間には、図示せぬ遊星歯車（プラネタリギア）が回転自在に装着される窓部８が形成されている。これら窓部８に装着された遊星歯車は、胴部２の内側においては軸孔６に挿入される図示せぬシャフトの太陽歯車と噛み合い、胴部２の外側においては図示せぬリングギヤと噛み合うように組み合わせられる。
【０００３】
軸孔６は各柱部７に囲繞されており、柱部７の断面形状は扇状であって軸孔６を中心として放射状に形成されている。フランジ部３、ギヤ部４およびボス部５は、胴部２に対して同心状である。ギヤ部４の外周面には、回転力を伝達するためのギヤ歯４ａが形成されている。ボス部５は、ギヤ部４の端面から突出して環状に形成されており、その外周面には、図示せぬクラッチ機構と係合するためのスプライン歯５ａが形成されている。ボス部５の内径は軸孔６よりも大きく、ボス部５の内側には、ギヤ部４の内側端面４ｂが露出する凹所９が形成されており、ボス部５の周囲に、ギヤ歯４ａを含むギヤ部４の外側端面４ｃが形成されている。
【０００４】
このようにプラネタリキャリアは極めて複雑な形状であるため、切削などの機械加工で量産するには多大の加工工数を要し、経済性や形状・寸法精度などに問題がある。そこで均一な製品の量産に好適な粉末冶金法によって製造されることが多いが、胴部２に設けられている窓部８などがいわゆるアンダーカットに該当し、この形状のままでは一体に型出し成形することが困難であるという課題がある。
【０００５】
この課題を克服する技術としてまず考えられたのは、得るべき形状のものを、型出し成形可能な幾つかのパーツに分割して個々に圧粉体を成形して焼結した後、これらをろう接等の接合手段で接合して所要の形状に仕上げる方法である。ところがろう接では、接合部位で生成する液相のために、同軸にならない心ずれや周方向にずれる位相ずれが起こり、寸法精度が低下する場合があった。また、接合部位の強度不足により、必要レベルの強度を得にくいという問題もあった。そこで、これら問題を克服する方法として、型出し成形可能な幾つかのパーツに分割して個々に圧粉体を成形した後、それら圧粉体を組み合わせて得るべき部品形状に組み立て、この組み立てた圧粉体を焼結して一体に接合するといった方法が提案された（特許文献１〜３等参照）。
【０００６】
【特許文献１】特公平４−７１９６１号公報
【特許文献２】特許第３４９５２６４号公報
【特許文献３】特許第３８３３５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術においては、組み合わせる圧粉体パーツの一方に形成した孔に他方を嵌め込んで部品形状に組み立てており、このようにして接合部位の接触面積をなるべく大きくすることで、拡散接合しやすくしている。しかしながらこれら従来技術では、接合される２つの圧粉体パーツの焼結時における熱膨張量の違いによって生じる問題を解決するために、嵌め合い寸法差を精巧に設定したり、粉末中の添加成分に工夫を凝らしたりといったように、製造する上で厳密な管理が必要となっているのは、各文献に記載の通りである。また、パーツを組み合わせるには手間がかかり、生産性の面では不利である。さらに、寸法精度に関しては、焼結体パーツどうしをろう接等で接合した場合と比べれば向上するであろうが、パーツを組み合わせるといった手法ゆえに限度があり、全体を一体に型出し成形した場合と比べれば劣るものである。
【０００８】
よって本発明は、上記プラネタリキャリア等の複雑形状焼結機械部品を粉末冶金法で製造するにあたって、圧粉体を複数のパーツに分割して成形するのではなく全体を一体に型出し成形可能とし、結果として寸法精度および強度を大幅に向上させることができる成形金型を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、断面扇状の複数の柱部が、互いに平行に、かつ、間に窓部を空けて周方向に配列されてなる円筒状の胴部と、この胴部の一端に、該胴部と同心状に形成された円板状のフランジ部と、胴部の他端に、該胴部と同心状に形成され、外周面にギヤ歯が形成された円板状のギヤ部と、このギヤ部の端面に、胴部と同心状に形成され、外周面にスプライン歯が形成された環状のボス部とを有し、中心に、フランジ部からギヤ部にわたって貫通し、かつ、柱部に囲繞される軸孔が形成され、ボス部の内径はその軸孔よりも大径とされた複雑形状焼結機械部品を得るにあたり、粉末を圧縮成形して該機械部品に近似する形状の圧粉体を成形するための金型であって、フランジ部の外径に対応する内径の断面円形状の下ダイス孔を有する下ダイスと、この下ダイスの下ダイス孔に同心状に挿入され、軸孔を形成する円柱状のコアロッドと、下ダイスの上面に、下ダイス孔の中心に対して該下ダイス孔の略径方向に進退自在に支持され、進出時に先端がコアロッドに当接して、柱部間の窓部および柱部の側面を形成する複数の窓部形成ダイスと、下ダイスの上面の窓部形成ダイスの間に配されるとともに、下ダイス孔の中心に対して該下ダイス孔の略径方向に進退自在に支持され、進出時に各窓部形成ダイスと合体状態となって柱部の外周面を形成し、かつ、柱部に対応する柱部キャビティを、コアロッドおよび窓部形成ダイスとともに形成する複数の柱部外周面形成ダイスと、下ダイスの下ダイス孔に挿入され、柱部キャビティに連通するフランジ部に対応するフランジ部キャビティを形成する下パンチと、窓部形成ダイスおよび柱部外周面形成ダイスの上面に設けられ、ギヤ部のギヤ歯の形状に対応する内周面を有する断面円形状の上ダイス孔を有する上ダイスと、この上ダイスの上ダイス孔に挿入され、ギヤ部およびボス部を形成する上パンチとを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る上記形状の焼結機械部品は、窓部が、軸方向に型抜きする際のアンダーカットになっており、従来ではこの窓部を軸方向に開放して型抜き可能とするために、柱部とフランジ部とを一体としたパーツと、ギヤ部およびボス部とからなるパーツに分割して圧粉体を成形していた。しかしながら本発明では、窓部を形成する窓部形成ダイスと柱部の外周面を形成する柱部外周面形成ダイスを、いずれも径方向に脱型可能に組み込むことにより、窓部および柱部を、柱部の一端側のフランジ部と、他端側のギヤ部およびボス部と一体に型出し成形可能となった。このようにして得られた圧粉体を焼結して得られる機械部品は、一体成形されたことにより寸法精度および強度が大幅に向上したものとなる。
【００１１】
本発明では、上記下パンチが、少なくとも、柱部に対応して配され、該柱部、およびフランジ部の該柱部に対応する部分を圧縮する複数の第１の下パンチと、フランジ部の柱部以外の部分に対応して配され、フランジ部の該柱部以外の部分を圧縮する第２の下パンチとを有する形態を好ましいものとしている。この形態では、第１の下パンチを第２の下パンチよりも下げ、柱部に対応する部分のフランジ部のキャビティの軸方向長さを大きくとることにより、軸方向がフランジ部よりも長い柱部の圧粉密度を、フランジ部と同等に調整することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上記プラネタリキャリア等の複雑形状焼結機械部品を粉末冶金法で製造するにあたって、圧粉体を複数のパーツに分割して成形する必要がなく、全体を一体に型出し成形することが可能となる。その結果、得られる製品の寸法精度および強度を大幅に向上させることができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態は、図１７および図１８に示したプラネタリキャリア１を粉末冶金法で製造するにあたって、原料の粉末を圧縮成形してプラネタリキャリア１に近似する形状の圧粉体を成形するための金型である。図１〜図１３はその金型によって該圧粉体を成形する過程を示しており、図１４〜図１６は金型の一部の構成を示している。まず、これら図を参照して金型の構成を説明する。
【００１４】
［１］金型の構成
図１（ａ）は圧粉体成形の待機状態を示しており、符号１０は下ダイスである。この下ダイス１０は水平な上面を有し、中心には、内周面が円筒状すなわち断面円形状の下ダイス孔１１が形成されている。この下ダイス孔１１は鉛直方向を軸心としており、その内径は、プラネタリキャリア１のフランジ部３の外径に対応する寸法に設定されている。この下ダイス孔１１の中心には、下方から円柱状のコアロッド２０が同心状に挿入されるようになっている。このコアロッド２０はプラネタリキャリア１の軸孔６を形成するものであって、その直径は軸孔６の内径に対応する寸法に設定されている。圧粉体を成形する時、コアロッド２０は下ダイス１０の上面からプラネタリキャリア１の高さに相当する高さが突出するようにセットされる。
【００１５】
下ダイス孔１１には、コアロッド２０を囲繞してフランジ部キャビティ７１を形成する下パンチ３０が下方から挿入される。下パンチ３０は、プラネタリキャリア１の柱部７に対応する位置に位置付けられる棒状の複数（この場合、柱部７の数である３つ）の柱部対応下パンチ（第１の下パンチ）３１と、フランジ部３の柱部７以外の部分に対応する形状のフランジ部対応下パンチ３２（第２の下パンチ）との組み合わせで構成されている。
【００１６】
図１（ｂ）および図１４に示すように、フランジ部対応下パンチ３２は、外径がフランジ部３の内径に対応した円筒状で、コアロッド２０が摺動自在に挿通するコアロッド挿通孔３２ａが中心に形成されている。また、フランジ部対応下パンチ３２の内周部には、柱部７の断面に対応し、コアロッド挿通孔３２ａに連通する断面扇状の溝３２ｂが形成されている。フランジ部対応下パンチ３２は下ダイス孔１１に摺動自在に挿入され、フランジ部対応下パンチ３２の溝３２ｂに、柱部対応下パンチ３１が摺動自在に挿入される。柱部対応下パンチ３１の内周面はコアロッド２０の外周面に沿って弧状に形成され、この内周面はコアロッド２０の外周面に摺動するようになっている。
【００１７】
下ダイス１０の水平な上面には、中ダイス４０がセットされる。この中ダイス４０は、図３（ｂ）および図１５に示すように、プラネタリキャリア１の窓部８を形成する複数の窓部形成ダイス４１と、これら窓部形成ダイス４１の間に配され、柱部７の外周面を形成する複数の柱部外周面形成ダイス４２との組み合わせで構成されている。中ダイス４０を構成するこれら窓部形成ダイス４１および柱部外周面形成ダイス４２は、いずれも３つ備えられている。
【００１８】
窓部形成ダイス４１は、窓部８の高さ（柱部７の高さとも言える）と同等の高さを有する断面矩形状の横に伸びる細長いブロック状のもので、下ダイス１０の上面に、下ダイス孔１１を中心として、周方向に等間隔をおいた放射状に配列されている。窓部形成ダイス４１は、自身の長手方向に延びるストレート側面４１ａを有しており、その長手方向に沿って、すなわち下ダイス孔１１の中心に対して該下ダイス孔１１の径方向に沿って進退するよう摺動自在に支持されている。
【００１９】
これら窓部形成ダイス４１は、下ダイス孔１１の中心に向かって進出すると先端部が互いに近接し、その近接する先端部は、左右対称の台形状に形成されている。この先端部の両側の側面は互いに近付き合うテーパ状に形成され、このテーパ側面４１ｂが、プラネタリキャリア１の柱部７の側面７ｂ（図１７および図１８参照）を形成する面となっている。そして先端部の幅が狭くなった先端面には、コアロッド２０の外周面に沿った円弧面４１ｃが形成されている。窓部形成ダイス４１は、コアロッド２０が下ダイス孔１１の上面から突出したセット状態でコアロッド２０方向に進出すると、先端の円弧面４１ｃがコアロッド２０の外周面に密接するようになっている。
【００２０】
中ダイス４０の柱部外周面形成ダイス４２は、窓部形成ダイス４１の先端の円弧面４１ｃがコアロッド２０に当接した状態でこれら窓部形成ダイス４１間のスペースを埋める三角形状を呈するものであり、高さは窓部形成ダイス４１と同じである。柱部外周面形成ダイス４２も窓部形成ダイス４１と同様に、下ダイス１０の上面に、下ダイス孔１１の中心に対して該下ダイス孔１１の径方向に沿って進退するよう摺動自在に支持されている。これら柱部外周面形成ダイス４２が下ダイス孔１１の中心に向かって進出すると、両側の側面４２ａが窓部形成ダイス４１のストレート側面４１ａに密接する。そして、柱部外周面形成ダイス４２の互いに近接する先端面は、柱部７の外周面に対応した円弧面４２ｂに形成されており、その円弧面４２ｂと、両側の窓部形成ダイス４１のテーパ側面４１ｂとコアロッド２０とにより、各柱部（すなわち胴部２）７を形成する柱部キャビティ７２が形成されるようになっている。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、複数の柱部外周面形成ダイス４２のうちの１つには、下方に開口する内部空間である粉末フィーダ部４３が形成されている。この粉末フィーダ部４３内には、図示せぬホッパから原料の粉末が充填されるようになっている。他の２つの柱部外周面形成ダイス４２が後退して下ダイス孔１１から退避した状態で、粉末フィーダ部４３が形成された柱部外周面形成ダイス４２が下ダイス孔１１方向に進出すると、粉末フィーダ部４３が下ダイス孔１１を覆い、粉末フィーダ部４３から、下ダイス孔１１内に下ダイス１０とコアロッド２０とで形成されるフランジ部キャビティ７１に粉末が落下して充填されるようになっている。粉末充填後、該柱部外周面形成ダイス４２を後退させると、フランジ部キャビティ７１に充填された粉末の上面が下ダイス１０の上面と同一平面になるようにすり切りがなされる。
【００２２】
上記中ダイス４０の窓部形成ダイス４１および柱部外周面形成ダイス４２の上面は水平面であり、この上面に、上ダイス５０が設けられる。上ダイス５０は、内周面にプラネタリキャリア１のギヤ部４のギヤ歯４ａに対応する内歯５１ａ（図５（ｂ）参照）が形成された環状の昇降ダイス５１と、中ダイス４０の上面に設けられ、昇降ダイス５１が間に嵌合する固定プレート５２および可動プレート５３から構成されている。これら昇降ダイス５１、固定プレート５２および可動プレート５３の高さは同一となっている。昇降ダイス５１は下ダイス孔１１と同心状に配されており、円筒状の昇降ピストン５４の下端部に固定されている。この昇降ダイス５１の内側が、ギヤ部４のギヤ歯４ａの形状に対応する内周面を有する断面円形状の上ダイス孔５５とされている。
【００２３】
可動プレート５３は、中ダイス４０の上面に、該上面を摺動して固定プレート５２に対し進退自在に設けられており、離間した状態で、両プレート５２，５３の間に柱部キャビティ７２が上方に開くようになっている。可動プレート５３には、下方に開口し、図示せぬホッパから原料の粉末が充填される粉末フィーダ部５６が形成されている。昇降ダイス５１が上昇して退避した状態で可動プレート５３が固定プレート５２に近接するように進出可能とされ、その時、粉末フィーダ部５６から柱部キャビティ７２に粉末が落下して充填されるようになっている。粉末充填後、可動プレート５３を後退させると、柱部キャビティ７２に充填された粉末の上面が中ダイス４０の上面と同一平面になるようにすり切りがなされる。
【００２４】
可動プレート５３上には、下降した昇降ダイス５１内に形成されるギヤ部キャビティとボス部キャビティの併合キャビティ（以下、ギヤ部／ボス部キャビティ）７３に原料の粉末を充填するための粉末フィーダ５９が、進退自在に配置されている。この粉末フィーダ５９内には、図示せぬホッパから原料の粉末が充填されるようになっており、粉末フィーダ５９が、下降した昇降ダイス５１内に形成されるギヤ部／ボス部キャビティ７３の上方を覆うまで可動プレート５３上を摺動して進出した時、粉末フィーダ５９内からギヤ部／ボス部キャビティ７３に粉末が落下して充填されるようになっている。粉末充填後、該粉末フィーダ５９を後退させると、ギヤ部／ボス部キャビティ７３に充填された粉末の上面が各プレート５２，５３の上面と同一平面になるようにすり切りがなされる。
【００２５】
昇降ダイス５１を昇降させる昇降ピストン５４の内部には、３つの筒状パンチ６１，６２，６３が同心状に組み込まれてなる上パンチ６０が、昇降自在に収容されている。上パンチ６０を構成する３つの筒状パンチは、プラネタリキャリア１のボス部５の周囲の、ギヤ歯４ａを含むギヤ部４の外側端面４ｃを形成するギヤ部形成上パンチ６１と、このギヤ部形成上パンチ６１の内側に摺動自在に収容され、プラネタリキャリア１のスプライン歯５ａを含むボス部５の端面を形成するボス部形成上パンチ６２と、このボス部形成上パンチ６２の内側に摺動自在に収容され、ボス部５で囲繞されたギヤ部４の内側端面４ｂおよび凹所９を形成する凹所形成上パンチ６３とから構成されている。これら上パンチ６１，６２，６３は、それぞれが単独で昇降するようになっている。
【００２６】
ギヤ部形成上パンチ６１の外周面には、昇降ダイス５１の内面の内歯５１ａに噛み合う外歯が形成されており、また内周面には、ボス部５のスプライン歯５ａに対応する内歯が形成されている。凹所形成上パンチ６３の内部には、コアロッド２０が摺動して挿入されることが可能となっている。
【００２７】
［２］圧粉体の成形
以上の構成からなる金型を用いて、プラネタリキャリア１の形状に近似する形状の圧粉体を成形する手順を説明する。
【００２８】
（１）フランジ部キャビティへの粉末の充填
図１は、金型の待機状態を示している。この待機状態での下パンチ３０（柱部対応下パンチ３１とフランジ部対応下パンチ３２）およびコアロッド２０は、いずれも上端面が下ダイス１０の上面と同一平面になる位置に、高さ位置が調整される。また、中ダイス４０の各窓部形成ダイス４１および各柱部外周面形成ダイス４２は、下ダイス孔１１の周囲に退避している。また、上ダイス５０の可動プレート５３も中ダイス４０と同様に下ダイス孔１１の周囲に退避している。さらに、上ダイス５０の昇降ダイス５１と、上パンチ（ギヤ部形成上パンチ６１、ボス部形成上パンチ６２、凹所形成上パンチ６３）６０は、上方に退避している。
【００２９】
この待機状態から、図２に示すように、下パンチ３０のフランジ部対応下パンチ３２を所定量下降させ、さらに柱部対応下パンチ３１をフランジ部対応下パンチ３２よりもさらに下方に下降させ、下ダイス孔１１内に、下パンチ３０およびコアロッド２０によりフランジ部キャビティ７１を形成する。そして、図２〜図３に示すように、フィーダ部４３を有する柱部外周面形成ダイス４２を下ダイス孔１１方向に進出、後退させて、粉末フィーダ部からフランジ部キャビティ７１に粉末を落下させて充填し、すり切りを行う。
【００３０】
（２）柱部キャビティへの粉末の充填
次に、図３に示すようにコアロッド２０を上端面が中ダイス４０の上面と同一平面になる位置まで上昇させる。この後、中ダイス４０の窓部形成ダイス４１を進出させて先端の円弧面４１ｃをコアロッド２０の外周面に密接させるとともに、各柱部外周面形成ダイス４２を進出させて、これら柱部外周面形成ダイス４２の側面４２ａを、隣の窓部形成ダイス４１のストレート側面４１ａに密接させ、各ダイス４１，４２を合体させる（図１５（ａ）に示すの状態）。これにより、図３に示すように、中ダイス４０とコアロッド２０との間に３つの柱部キャビティ７２を形成する。これら３つの柱部キャビティ７２を形成したら、図４に示すように、上ダイス５０の可動プレート５３を固定プレート５２方向に進出させ、粉末フィーダ部５６から柱部キャビティ７２に粉末を落下させ充填する。
【００３１】
（３）ギヤ部／ボス部キャビティへの粉末の充填
次に、図５に示すように、柱部キャビティ７２に粉末を充填した可動プレート５３を後退させてすり切りを完了し、続いて、上ダイス５０の昇降ダイス５１を、中ダイス４０の上面に当接するまで下降させてギヤ部／ボス部キャビティ７３を形成する。そして図６〜図７に示すように、粉末フィーダ５９をギヤ部／ボス部キャビティ７３上に進出、後退させ、ギヤ部／ボス部キャビティ７３に粉末を落下させて充填する。
【００３２】
（４）圧縮成形
以上で粉末の充填は完了し、続いて、図７に示すように、上パンチ６０の全てを下降させて下端面を粉末の上面に当接させてから、図８に示すように、上パンチ６０のうちのギヤ部形成上パンチ６１と凹所形成上パンチ６３を下降させながら、これら上パンチ６１，６３の間のボス部形成上パンチ６２を所定量上昇させる。ここで凹所形成パンチ６３の内部には、コアロッド２０の上端部が摺動して挿入する。この動作により、ギヤ部／ボス部キャビティ７３内の粉末は、ギヤ部形成上パンチ６１と凹所形成上パンチ６３により圧縮され、また、塑性流動してこれら上パンチ６１，６３の間の空間をボス部形成上パンチ６２に向かって上昇する。
【００３３】
次いで、図９に示すように、下パンチ６０の各下パンチ３１，３２を、上端面が下ダイス１０の上面のやや下方位置に揃う位置まで上昇させるとともに、上パンチ６０の各上パンチ６１，６２，６３を所定量下降させて粉末全体を軸方向に圧縮し、プラネタリキャリア１の圧粉体１Ａに成形する。
【００３４】
（５）脱型
以上で粉末の圧縮成形は完了し、次いで金型を分解して圧粉体１Ａを抜き出す脱型を行う。それには、まず図１０に示すように、上ダイス５０の昇降ダイス５１を上昇させて固定プレート５２および可動プレート５３から抜き出す。次に、図１１および図１６に示すように、中ダイス４０の各窓部形成ダイス４１と各柱部外周面形成ダイス４２を外側に移動させて圧粉体１Ａから離間させる。中ダイス４０の退避により、柱部７ならびに柱部７間の窓部８が現れる。
【００３５】
次に、図１２に示すように、上パンチ６０全体と下パンチ３０全体とを、下パンチ３０の上端面が下ダイス１０の上面と同一平面になる位置まで同期させて上昇させ、続いて図１３に示すようにコアロッド２０を下ダイス孔１１内に入るまで下降させ、また、上パンチ６０全体を上昇させて圧粉体１Ａから離間させる。これにより圧粉体１Ａは下パンチ３０の上に載っただけの状態となり、引き続き下パンチ３０を上昇させればその圧粉体１Ａを取り出すことができる。
【００３６】
［３］本実施形態の作用効果
上記本実施形態によれば、窓部８を形成する窓部形成ダイス４１と柱部７の外周面を形成する柱部外周面形成ダイス４２とを、いずれも径方向に脱型可能に組み込むことにより、従来では困難であったプラネタリキャリアの圧粉体の一体成形ができるようになった。このようにして得られた圧粉体を焼結して得られるプラネタリキャリアは、一体成形されたことにより寸法精度および強度が大幅に向上したものとなる。
【００３７】
また、本実施形態では、図２で示したフランジ部キャビティ７１の形成工程で、下パンチ３０の柱部対応下パンチ３１をフランジ部対応下パンチ３２よりも下降させて、柱部７に対応する箇所の粉末充填高さ、すなわち軸方向長さを大きくとることにより、軸方向がフランジ部３よりも長い柱部７の圧粉密度をフランジ部３と同等に調整することができる。このため、柱部７の強度を他の部分と同等とすることができ、強度面での欠陥の発生を防ぐことができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、上ダイス５０の可動プレート５３にフィーダ部５６を設けているが、このフィーダ部５６を省略し、図６に示したギヤ部／ボス部キャビティ７３への粉末の充填工程の時に、粉末フィーダ５９から柱部キャビティ７２にも粉末を充填することができる。このような簡素な構成にすることにより、粉末充填の工程数を減らすことができ、生産性が向上するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る成形金型の断面図であって成形待機状態を示しており、（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図２】圧粉体成形のはじめの工程であるフランジ部キャビティへの粉末充填工程を示す断面図である。
【図３】中ダイスをセットした状態の（ａ）断面図、（ｂ）図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】柱部キャビティへの粉末充填工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）はギヤ部／ボス部キャビティの形成工程を示す断面図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】ギヤ部／ボス部キャビティへの粉末充填工程を示す断面図である。
【図７】全てのキャビティに粉末が充填され、圧縮成形を行う直前の段階を示す断面図である。
【図８】圧縮成形の第１段階を示す断面図である。
【図９】圧縮成形を完了した状態を示す断面図である。
【図１０】圧縮成形完了後の脱型初期段階であって上ダイスの昇降ダイスを上昇させた状態を示す断面図である。
【図１１】脱型の第２段階であって中ダイスを開放させた状態を示す断面図である。
【図１２】脱型の第３段階であって圧粉体を下ダイスから抜いた状態を示す断面図である。
【図１３】脱型の最終段階であって上パンチを圧粉体から離間させた状態を示す断面図である。
【図１４】一実施形態の成形金型を構成するフランジ部対応下パンチおよびコアロッドを示す斜視図である。
【図１５】一実施形態の成形金型を構成する中ダイスの斜視図であって、（ａ）合体状態、（ｂ）分割状態である。
【図１６】中ダイスがコアロッドから離間して分割した状態を示す斜視図である。
【図１７】一実施形態の成形金型で成形するプラネタリキャリアの斜視図である。
【図１８】同プラネタリキャリアの（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）図１８（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…プラネタリキャリア（複雑形状焼結機械部品）、１Ａ…圧粉体、２…胴部、３…フランジ部、４…ギヤ部、４ａ…ギヤ歯、５…ボス部、５ａ…スプライン歯、６…軸孔、７…柱部、７ｂ…柱部の側面、８…窓部、１０…下ダイス、１１…下ダイス孔、２０…コアロッド、３０…下パンチ、３１…柱部対応下パンチ（第１の下パンチ）、３２…フランジ部対応下パンチ（第２の下パンチ）、４１…窓部形成ダイス、４２…柱部外周面形成ダイス、５０…上ダイス、５５…上ダイス孔、６０…上パンチ、７１…フランジ部キャビティ、７２…柱部キャビティ、７３…ギヤ部／ボス部キャビティ。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面扇状の複数の柱部が、互いに平行に、かつ、間に窓部を空けて周方向に配列されてなる円筒状の胴部と、
この胴部の一端に、該胴部と同心状に形成された円板状のフランジ部と、
前記胴部の他端に、該胴部と同心状に形成され、外周面にギヤ歯が形成された円板状のギヤ部と、
このギヤ部の端面に、前記胴部と同心状に形成され、外周面にスプライン歯が形成された環状のボス部とを有し、
中心に、前記フランジ部から前記ギヤ部にわたって貫通し、かつ、前記柱部に囲繞される軸孔が形成され、前記ボス部の内径はその軸孔よりも大径とされた複雑形状焼結機械部品を得るにあたり、粉末を圧縮成形して該機械部品に近似する形状の圧粉体を成形するための金型であって、
前記フランジ部の外径に対応する内径の断面円形状の下ダイス孔を有する下ダイスと、
この下ダイスの前記下ダイス孔に同心状に挿入され、前記軸孔を形成する円柱状のコアロッドと、
前記下ダイスの上面に、下ダイス孔の中心に対して該下ダイス孔の略径方向に進退自在に支持され、進出時に先端がコアロッドに当接して、前記柱部間の窓部および前記柱部の側面を形成する複数の窓部形成ダイスと、
前記下ダイスの上面の前記窓部形成ダイスの間に配されるとともに、前記下ダイス孔の中心に対して該下ダイス孔の略径方向に進退自在に支持され、進出時に各窓部形成ダイスと合体状態となって前記柱部の外周面を形成し、かつ、前記柱部に対応する柱部キャビティを、コアロッドおよび窓部形成ダイスとともに形成する複数の柱部外周面形成ダイスと、
前記下ダイスの前記下ダイス孔に挿入され、前記柱部キャビティに連通する前記フランジ部に対応するフランジ部キャビティを形成する下パンチと、
前記窓部形成ダイスおよび前記柱部外周面形成ダイスの上面に設けられ、前記ギヤ部のギヤ歯の形状に対応する内周面を有する断面円形状の上ダイス孔を有する上ダイスと、
この上ダイスの前記上ダイス孔に挿入され、前記ギヤ部および前記ボス部を形成する上パンチと
を具備することを特徴とする複雑形状焼結機械部品の成形金型。
【請求項２】
前記下パンチは、少なくとも、前記柱部に対応して配され、該柱部、および前記フランジ部の該柱部に対応する部分を圧縮する複数の第１の下パンチと、
前記フランジ部の前記柱部以外の部分に対応して配され、フランジ部の該柱部以外の部分を圧縮する第２の下パンチとを有することを特徴とする請求項１に記載の複雑形状焼結機械部品の成形金型。

【図１】