特許 6838258 温間サイジング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6838258

(24)【登録日】2021年2月16日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】温間サイジング装置

(51)【国際特許分類】

   B22F 3/24 20060101AFI20210222BHJP

   B22F 5/10 20060101ALI20210222BHJP

   B21J 5/06 20060101ALI20210222BHJP

   B21J 13/02 20060101ALI20210222BHJP

   C22C 38/00 20060101ALN20210222BHJP

【ＦＩ】

   B22F3/24 101Z

   B22F5/10

   B21J5/06 Z

   B21J13/02 M

   !C22C38/00 304

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-38773(P2017-38773)

(22)【出願日】2017年3月1日

(65)【公開番号】特開2018-145452(P2018-145452A)

(43)【公開日】2018年9月20日

【審査請求日】2019年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】593016411

【氏名又は名称】住友電工焼結合金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100147

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 宏

(72)【発明者】

【氏名】栄田 壮亮

【審査官】 藤長 千香子

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−１８０００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−００５７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２１９７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４１９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−０２５２３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０３−０９６３２２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｆ １／００−８／００

Ｃ２２Ｃ １／０４−１／０５

Ｃ２２Ｃ ３３／０２

Ｂ２１Ｊ １／００−１３／１４

Ｂ２１Ｊ １７／００−１９／０４

Ｂ２１Ｋ １／００−３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状の鉄系焼結体が装入され、前記焼結体を圧縮する金型と、前記金型を冷却する冷却機構とを備え、
前記金型は、前記焼結体の外周面に接するダイと、前記焼結体の内周面に接するコアロッドとを備え、
前記ダイ及び前記コアロッドはそれぞれ、冷却媒体が流通する冷媒流路を有し、
前記冷却機構は、前記冷媒流路に前記冷却媒体を流通させ、
前記コアロッドは、外筒部と、前記外筒部に嵌め込まれる内筒部とを有し、
前記コアロッドの前記冷媒流路は、前記内筒部の内部に形成される第１流路と、前記内筒部と前記外筒部との間に形成される第２流路とを含み、
前記第１流路及び前記第２流路はそれぞれ、前記コアロッドの軸方向に冷却媒体が流通するように形成され、
前記第１流路と前記第２流路とは、前記コアロッドの先端側でつながっており、
前記コアロッドの根元側は、前記第１流路に連通する供給口と、前記第２流路に連通する排出口とを有し、
前記内筒部の外周面には、前記第２流路となる溝が形成され、
前記内筒部の外周面と前記外筒部の内周面とは密着しており、
前記第２流路となる溝は、前記コアロッドの先端側から根元側に向かって螺旋状に形成された螺旋溝と、前記螺旋溝から前記コアロッドの根元側まで延びる直線状の直線溝とを有し、
前記螺旋溝は、前記コアロッドにおける前記ダイ内に配置される部分を含む先端側の領域に配置され、
前記直線溝は、前記先端側の領域を除く根元側の領域に配置され、
前記冷却機構は、前記第１流路を往路とし、前記第２流路を復路とする温間サイジング装置。

【請求項2】

前記外筒部が工具鋼で形成され、
前記内筒部がニッケルクロムモリブデン鋼で形成されている請求項１に記載の温間サイジング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、温間サイジング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

粉末冶金法により得られる鉄系焼結体は、複雑形状の部品を高い寸法精度で安価に製造できるなどの利点があるため、自動車部品など各種分野の機械部品に使用されている。

【0003】

より高い寸法精度を必要とする場合は、鉄系焼結体を金型で圧縮して寸法矯正を行うサイジング又はコイニング（以下、まとめて単に「サイジング」と呼ぶ）が施される。また、より高い硬度を必要とする場合は、鉄系焼結体に焼入れや焼戻しなどの熱処理が施される。

【0004】

高精度で、且つ高硬度の鉄系焼結体を得る方法の１つとして、焼結体をサイジングした後、熱処理することが知られている（例えば、特許文献３の段落［０００５］を参照）。しかし、この方法では、サイジングにより生じた残留応力が、その後の熱処理によって解放され、焼結体の寸法精度が低下することがある。そのため、高い寸法精度を達成するために、焼結体にサイジングと熱処理を施した後、必要に応じて焼結体を機械加工する必要がある。

【0005】

このような問題を解決する技術として、例えば特許文献１〜３には、温間サイジングが提案されている。温間サイジングとは、鉄系焼結体を加熱してオーステナイト化した後、オーステナイト化温度（Ａｅ１点）よりも低く、且つマルテンサイト変態開始温度（Ｍｓ点）よりも高い温度まで急冷して、その焼結体を金型で圧縮し、焼結体の寸法矯正（サイジング）と焼結体のマルテンサイト変態（焼入れ）とを金型内で同時に行う技術である。これにより、高精度で、且つ高硬度の鉄系焼結体を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−１３７５３９号公報

【特許文献2】特開２００６−２１９７０６号公報

【特許文献3】特開２０１６−１４１８４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１〜３には、温間サイジングの際に金型を冷却することが記載されている。例えば、特許文献２では、金型の内部に形成された溝（冷媒流路）に冷却媒体（冷却水など）を流通させて、金型（ダイ）を冷却することが開示されている（特に、特許文献２の段落［００３６］〜［００３８］及び図４、５などを参照）。

【0008】

しかしながら、従来技術では、金型のダイのみを冷却しており、鉄系焼結体がダイに接する外周面側からのみ冷却される。そのため、環状の鉄系焼結体の温間サイジングに際し、外周面側からのみ冷却すると、内周面側の冷却速度が不十分になるため、内周面側を十分に急冷できないことがある。この場合、冷却が不均一になるため、温間サイジング後の焼結体の寸法精度の低下や硬度の低下を招く虞がある。例えば、温間サイジングの際に金型内でマルテンサイト変態が完了せず、金型から抜き出した後にマルテンサイト変態することがある。マルテンサイト変態は体積膨張を伴うため、金型外でマルテンサイト変態が起こると、寸法バラツキが大きくなる。また、冷却速度が遅いと、部分的に残留オーステナイトが生じて残留オーステナイトの量が増えるため、硬度が低下する。そこで、焼結体を金型内に保持する時間を延ばしたり、金型（ダイ）の冷却能力を高めることが考えられるが、その場合は、生産性の低下や設備コストの増加を招く問題がある。

【0009】

そこで、環状の鉄系焼結体の冷却速度を向上させると共に均一化できる温間サイジング装置を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示に係る温間サイジング装置は、
環状の鉄系焼結体が装入され、前記焼結体を圧縮する金型と、前記金型を冷却する冷却機構とを備え、
前記金型は、前記焼結体の外周面に接するダイと、前記焼結体の内周面に接するコアロッドとを備え、
前記ダイ及び前記コアロッドにはそれぞれ、冷却媒体が流通する冷媒流路を有し、
前記冷却機構は、前記冷媒流路に前記冷却媒体を流通させる。

【発明の効果】

【0011】

上記温間サイジング装置は、環状の鉄系焼結体の冷却速度を向上させると共に均一化できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】温間サイジング装置に備える金型の一例を示す模式図である。

【図2】実施形態１に係る温間サイジング装置に備える金型の構成を示す概略縦断面図である。

【図3】コアロッドの概略縦断面図である。

【図4】コアロッドの概略部分断面斜視図である。

【図5】ダイの概略平面図である。

【図6】図５のＶＩ−ＶＩ線で切断したダイの概略縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列挙して説明する。

【0014】

（１）本発明の実施形態に係る温間サイジング装置は、
環状の鉄系焼結体が装入され、前記焼結体を圧縮する金型と、前記金型を冷却する冷却機構とを備え、
前記金型は、前記焼結体の外周面に接するダイと、前記焼結体の内周面に接するコアロッドとを備え、
前記ダイ及び前記コアロッドにはそれぞれ、冷却媒体が流通する冷媒流路を有し、
前記冷却機構は、前記冷媒流路に前記冷却媒体を流通させる。

【0015】

上記温間サイジング装置は、ダイとコアロッドとを備える金型を用いて環状の鉄系焼結体（以下、単に「焼結体」と呼ぶ場合がある）を温間サイジングするものであり、焼結体の寸法矯正（サイジング）と焼結体のマルテンサイト変態（焼入れ）とを金型内で同時に行う。上記温間サイジング装置では、ダイとコアロッドのそれぞれに冷却媒体が流通する冷媒流路が設けられ、冷却機構により各々の冷媒流路に冷却媒体を流通させることで、ダイとコアロッドのそれぞれを冷却する。これにより、環状の鉄系焼結体がダイに接する外周面側からだけでなく、コアロッドに接する内周面側からも冷却されることなる。そのため、環状の鉄系焼結体を温間サイジングする際に外周面側と内周面側の両側から冷却することができ、焼結体の冷却速度を向上させつつ、焼結体を均一に冷却することができる。

【0016】

したがって、上記温間サイジング装置は、環状の鉄系焼結体の冷却速度を向上させると共に均一化できる。この温間サイジング装置によれば、環状の鉄系焼結体全体を急冷できるため、金型内でマルテンサイト変態を短時間で完了させることができ、焼結体の寸法バラツキが小さくなり、生産性も向上する。また、残留オーステナイトの生成が抑制されるので、残留オーステナイトの量が減り、部分的な硬度低下が抑制されることから、温間サイジング後の焼結体の硬度を均一に保つことができる。よって、上記温間サイジング装置によれば、高精度で、且つ高硬度の環状の鉄系焼結体を得ることができる。

【0017】

（２）上記温間サイジング装置の一態様として、次のものが挙げられる。
前記コアロッドは、外筒部と、前記外筒部に嵌め込まれる内筒部とを有し、
前記冷媒流路は、前記内筒部の内部に形成される第１流路と、前記内筒部と前記外筒部との間に形成され、前記コアロッドの先端側で前記第１流路につながる第２流路とを含み、
前記冷却機構は、前記第１流路及び前記第２流路のうち、一方の流路を往路とし、他方の流路を復路として、前記冷媒流路に前記冷却媒体を流通させる。

【0018】

冷媒流路が、内筒部の内部に形成される第１流路と、内筒部と外筒部との間に形成される第２流路とを含んで構成されていることで、簡易な構成で冷媒流路を実現でき、コアロッドを冷却することができる。また、第１流路及び第２流路のうち、一方の流路を往路とし、他方の流路を復路とすることで、往路と復路とを含む冷媒流路を構成でき、冷却媒体を循環させることができる。

【0019】

（３）上記温間サイジング装置の一態様として、前記第２流路が螺旋状に形成されていることが挙げられる。

【0020】

第２流路が螺旋状に形成されていることで、コアロッドの外周面を効率的、且つ均等に冷却し易く、コアロッドを効果的に冷却できるため、十分な冷却効果を得易い。

【0021】

（４）上記温間サイジング装置の一態様として、前記第１流路を往路とし、前記第２流路を復路とすることが挙げられる。

【0022】

上記温間サイジング装置で環状の鉄系焼結体を温間サイジングする場合、加熱された環状の鉄系焼結体を金型に装入した際、環状の鉄系焼結体の内側にコアロッドの先端側が挿入された状態で配置される。第１流路を往路とし、第２流路を復路とした場合、温度の低い冷却媒体が第１流路を通ってコアロッドの先端側に送られ、冷却媒体が先端側から第２流路を通って根元側に戻されることになる。この場合、コアロッドを先端側から冷却することになるため、先端側の冷却効率を向上させることができる。温間サイジングの際、コアロッドの先端側が環状の鉄系焼結体の内周面に接するため、先端側の冷却効率を向上させることで、冷却効果を高め易い。

【0023】

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る温間サイジング装置の具体例を、図面を参照しつつ以下に説明する。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0024】

［実施形態１］
（温間サイジング装置の概要）
図１〜図６を参照して、実施形態１に係る温間サイジング装置Ａについて説明する。温間サイジング装置Ａ（図２を参照）は、ダイ１０とコアロッド２０とを備える金型１を用いて環状の鉄系焼結体Ｓ（図１を参照）を温間サイジングするものであり、焼結体の寸法矯正と焼結体のマルテンサイト変態とを金型１内で同時に行う。実施形態１の温間サイジング装置Ａの特徴の１つは、図２に示すように、金型１と冷却機構４とを備え、ダイ１０及びコアロッド２０がそれぞれ、冷却媒体が流通する冷媒流路１５、２５を有し、冷却機構４が冷媒流路１５、２５に冷却媒体を流通させる点にある。初めに、温間サイジング装置Ａの概要を説明し、次いで、主な特徴部分であるダイ１０及びコアロッド２０の構成例を説明する。以下の説明では、便宜上、図面における紙面の上側を「上」とし、紙面の下側を「下」として説明し、金型１（ダイ１０及びコアロッド２０）の縦断面とは、上下方向（縦方向）に沿って切断した断面のことである（図２、図３及び図６を参照）。

【0025】

（金型）
金型１は、図１に示すように、環状の鉄系焼結体Ｓが装入され、焼結体Ｓを圧縮する。金型１の構成としては、例えば、ダイ１０と、ダイ１０内に配置されるコアロッド２０と、ダイ１０とコアロッド２０との間に挿通される上下一対の上パンチ３０及び下パンチ３１とを備える構成が挙げられる。ダイ１０及びコアロッド２０の形状は、焼結体Ｓに対応した形状である。金型１に焼結体Ｓを装入したとき、焼結体Ｓの外側にダイ１０が配置され、焼結体Ｓの内側にコアロッド２０が挿入された状態で配置される。金型１で焼結体Ｓを圧縮するときは、上パンチ３０及び下パンチ３１で焼結体Ｓの上下面を押圧して、上下方向から圧縮する。このとき、焼結体Ｓの外周面にダイ１０が接し、焼結体Ｓの内周面にコアロッド２０が接して、焼結体Ｓの外周面がダイ１０に押し当てられると共に、焼結体Ｓの内周面がコアロッド２０に押し当てられることで、金型１によって焼結体Ｓの寸法矯正（サイジング）を行う。

【0026】

（環状の鉄系焼結体）
環状の鉄系焼結体Ｓは、鉄系粉末（鉄粉、鉄基合金を含む）を主成分とする焼結体であり、例えば、鉄粉に銅粉、黒鉛粉などを混合した鉄系原料粉を金型で所定の形状に加圧成形した後、その圧粉体を焼結することで得られたものである。焼結体Ｓの組成としては、例えば、３．５〜４．５質量％のＮｉと、１．２〜１．８質量％のＣｕと、０．３〜０．７質量％のＭｏと、０．５〜０．９％質量のＣとを含有し、残部がＦｅである組成が挙げられる。環状の鉄系焼結体Ｓとしては、例えば、自動車用オイルポンプの構成部品であるアウターロータやインナーロータなどの部品が挙げられる。後述する図２〜図６では、アウターロータ用の金型１（ダイ１０及びコアロッド２０）を例示している。図２に示す金型１では、上パンチ及び下パンチの図示を省略している。

【0027】

環状の鉄系焼結体Ｓは、例えば、７２０℃以上７８０℃以下の温度域にオーステナイト化温度（Ａｅ１点）を有し、Ａｅ１点よりも低い５０℃以上３５０℃以下（更には１５０〜２５０℃）の温度域にマルテンサイト変態開始温度（Ｍｓ点）を有することが挙げられる。焼結体ＳのＡｅ１点及びＭｓ点は組成によって決まるので、上記温度範囲に限定されるものではない。焼結体Ｓは、温間サイジングの前にＡｅ１点よりも高い温度に加熱してオーステナイト化された後、Ａｅ１点よりも低く、且つＭｓ点よりも高い温度まで急冷される。このときの冷却速度は、組織がパーライトにならない冷却速度（例えば５０℃／秒超）である。焼結体Ｓは、Ａｅ１点よりも低く、且つＭｓ点よりも高い温度域にある状態で温間サイジング装置Ａ（図２を参照）に送られる。

【0028】

（温間サイジング装置）
温間サイジング装置Ａ（図２を参照）では、Ａｅ１点よりも低く、且つＭｓ点よりも高い温度域にある環状の鉄系焼結体Ｓを金型１に装入し、金型１で圧縮することで、焼結体Ｓを温間サイジングする。温間サイジング装置Ａに供給されるときの焼結体Ｓの温度は、例えば、Ｍｓ点が１５０〜２５０℃である場合は、２７０〜３２０℃程度である。Ａｅ１点よりも低く、且つＭｓ点よりも高い温度域で焼結体Ｓの圧縮を開始した場合、焼結体Ｓがマルテンサイト変態開始前であり、マルテンサイトが生成されていないため、焼結体Ｓを塑性変形させ易く、焼結体Ｓの寸法矯正が容易になる。また、金型１で焼結体Ｓを圧縮するときの加圧力によってＭｓ点が一時的に上昇してマルテンサイト変態が誘起されると共に、焼結体Ｓが金型１に接触して急冷されるため、焼結体Ｓがマルテンサイト変態する。温間サイジングする際の金型１の温度は、例えば５℃以上５０℃未満に冷却することが挙げられる。

【0029】

温間サイジング装置Ａは、図２に示すように、金型１（ダイ１０及びコアロッド２０）を冷却する冷却機構４を備えており、温間サイジングする際にダイ１０及びコアロッド２０を冷却している。具体的には、ダイ１０及びコアロッド２０にはそれぞれ、冷却媒体が流通する冷媒流路１５、２５を有し、冷却機構４は各々の冷媒流路１５、２５に冷却媒体を流通させることで、ダイ１０とコアロッド２０のそれぞれを冷却する。

【0030】

図２〜図６を参照して、温間サイジング装置Ａに備える金型１のダイ１０及びコアロッド２０の構成の一例を説明する。以下、コアロッド２０について先に説明し、その後にダイ１０について説明する。

【0031】

（コアロッド）
コアロッド２０は、図２〜図４に示すように、外筒部２１と、この外筒部２１に嵌め込まれる内筒部２２とを有し、冷媒流路２５が設けられている。冷媒流路２５は、内筒部２２の内部に形成される第１流路２５１と、内筒部２２と外筒部２１との間に形成される第２流路２５２とを含む。第１流路２５１と第２流路２５２とは、コアロッド２０の先端側（上側）でつながっている（図４を参照）。第１流路２５１及び第２流路２５２はそれぞれ、コアロッド２０の軸方向に冷却媒体が流通するように形成されている。

【0032】

外筒部２１の内部には、図３に示すように、軸方向に沿って貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔に内筒部２２を嵌め込むことで、内筒部２２が収納されている。外筒部２１の先端側は、蓋２３が嵌め込まれ、密閉されている。内筒部２２の内部には、図３、４に示すように、先端側が開口し、先端側から根元側（下側）に向かって軸方向に延びる第１流路２５１が形成されている。また、内筒部２２の外周面には、図４に示すように、先端側から根元側に向かって螺旋状に溝２４が形成されている。外筒部２１に内筒部２２が嵌め込まれることで、内筒部２２の外周面と外筒部２１の内周面とが密着して、溝２４により内筒部２２と外筒部２１との間に形成された空間が第２流路２５２となる。螺旋状の溝２４を形成した場合、第２流路２５２が螺旋状に形成されることになる。外筒部２１と内筒部２２とは、例えば、外筒部２１と内筒部２２との間にクリアランスを設けて嵌め合わせ、そのクリアランスにＯリング（図示せず）を入れたり、焼嵌めなどにより接合することが挙げられる。

【0033】

この例では、内筒部２２の外周面に螺旋状の溝２４を形成しているが、外筒部２１の内周面に螺旋状の溝２４を形成して、内筒部２２と外筒部２１との間に螺旋状の第２流路２５２を形成することも可能である。また、この例では、螺旋状の溝２４を形成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、周方向に間隔をあけて軸方向に延びる複数の溝を形成してもよい。この場合、内筒部２２と外筒部２１との間に軸方向に延びる複数の第２流路２５２が形成されることになる。

【0034】

冷媒流路２５において、第１流路２５１及び第２流路２５２のうち、一方の流路が往路、他方の流路が復路となり、冷媒流路２５には、冷却媒体が供給される供給口２５ｉ及び冷却媒体が排出される排出口２５ｏが設けられる。この例では、第１流路２５１を往路とし、第２流路２５２を復路としており、図２、図３に示すように、コアロッド２０の根元側には第１流路２５１に連通する供給口２５ｉと、第２流路２５２に連通する排出口２５ｏとが設けられている。図２に示すように、供給口２５ｉには後述する冷却機構４の供給ホース４２ａが接続され、排出口２５ｏには排出ホース４２ｂが接続される。第１流路２５１を往路とし、第２流路２５２を復路とした場合、供給口２５ｉから供給された低温の冷却媒体が第１流路２５１を通ってコアロッド２０の先端側に送られる。そして、第１流路２５１の先端側の開口から冷却媒体が第２流路２５２を通って根元側に戻り、排出口２５ｏから排出される。

【0035】

外筒部２１及び内筒部２２は、例えば、炭素鋼、工具鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼などの鋼材や超硬合金で形成されている。外筒部２１と内筒部２２とは、同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。この例では、外筒部２１が工具鋼で形成され、内筒部２２がニッケルクロムモリブデン鋼で形成されている。

【0036】

（ダイ）
ダイ１０は、図２、図５及び図６に示すように、外環部１１と、この外環部１１に嵌め込まれる内環部１２とを有し、外環部１１と内環部１２との間に冷媒流路１５が形成されている。冷媒流路１５には、冷却媒体が供給される供給口１５ｉ及び冷却媒体が排出される排出口１５ｏが設けられる。この例では、図６に示すように、外環部１１の内周面に螺旋状に溝１４が形成されている。外環部１１に内環部１２が嵌め込まれることで、外環部１１の内周面と内環部１２の外周面とが密着して、溝１４により外環部１１と内環部１２との間に螺旋状の冷媒流路１５が形成されている。また、外環部１１には、冷媒流路１５の一端側に連通する供給口１５ｉと、冷媒流路１５の他端側に連通する排出口１５ｏとが設けられている。図２に示すように、供給口１５ｉには後述する冷却機構４の供給ホース４１ａが接続され、排出口１５ｏには排出ホース４１ｂが接続される。この場合、供給口１５ｉから供給された低温の冷却媒体が冷媒流路１５を通って排出口１５ｏから排出される。外環部１１と内環部１２とは、例えば焼嵌めなどにより接合することが挙げられる。

【0037】

外環部１１及び内環部１２は、コアロッド２０と同様に、例えば、炭素鋼、工具鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼などの鋼材や超硬合金で形成されている。外環部１１と内環部１２とは、同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。この例では、外環部１１がニッケルクロムモリブデン鋼で形成され、内環部１２が超硬合金で形成されている。

【0038】

（冷却機構）
冷却機構４は、ダイ１０及びコアロッド２０のそれぞれの冷媒流路１５、２５に冷却媒体を流通させる。冷却機構４は、図２に示すように、供給ホース４１ａ、４２ａと、排出ホース４１ｂ、４２ｂと、冷却媒体を貯留する冷却媒体タンク４３とを備える。供給ホース４１ａ、４２ａは、ダイ１０及びコアロッド２０の冷媒流路１５、２５の供給口１５ｉ、２５ｉにそれぞれ接続され、冷却媒体タンク４３から冷媒流路１５、２５に冷却媒体を供給する。排出ホース４１ｂ、４２ｂは、ダイ１０及びコアロッド２０の冷媒流路１５、２５の排出口１５ｏ、２５ｏにそれぞれ接続され、冷媒流路１５、２５から排出された冷却媒体を冷却媒体タンク４３に戻す。この冷媒循環路の途中には、冷却媒体タンク４３から冷却媒体を供給ホース４１ａ、４２ａに圧送するポンプ（図示せず）が設けられており、これにより、ダイ１０及びコアロッド２０の冷媒流路１５、２５に冷却媒体をそれぞれ循環させることができる。冷却媒体タンク４３には、冷却器（図示せず）が設けられており、冷却媒体を所定の温度に冷却する。冷却媒体の温度は、例えば５℃以上５０℃未満とすることが挙げられる。冷却媒体には、適宜なものを採用すればよく、例えば水、油、ガスなどが利用できる。

【0039】

｛作用効果｝
上述した実施形態１に係る温間サイジング装置Ａは、次の効果を奏する。

【0040】

（１）ダイ１０とコアロッド２０のそれぞれに冷媒流路１５、２５が設けられ、冷却機構４により各々の冷媒流路１５、２５に冷却媒体を流通させることで、ダイ１０及びコアロッド２０のそれぞれを冷却することができる。これにより、環状の鉄系焼結体Ｓを温間サイジングする際に、ダイ１０に接する外周面側からだけでなく、コアロッド２０に接する内周面側からも冷却することができ、焼結体Ｓの冷却速度を向上させつつ、焼結体Ｓを均一に冷却することができる。したがって、環状の鉄系焼結体Ｓの冷却速度を向上させると共に均一化できる。環状の鉄系焼結体Ｓを金型内で均一に急冷できるため、金型１内でマルテンサイト変態を短時間で完了させることができ、焼結体の寸法バラツキが小さくなる。また、残留オーステナイトの生成が抑制されるので、残留オーステナイトに起因する部分的な硬度低下が抑制され、温間サイジング後の焼結体Ｓの硬度を均一に保つことができる。よって、高精度で、且つ高硬度の環状の鉄系焼結体Ｓを得ることができる。更には、金型内保持時間を短縮して生産性を向上できる他、冷却媒体をより低温に冷却する必要がないなど、設備コストを低減することが可能である。

【0041】

（２）コアロッド２０の冷媒流路２５が第１流路２５１及び第２流路２５２を含んで構成されていることで、簡易に冷媒流路を構成できる。第２流路２５２が螺旋状に形成されていることで、コアロッド２０の外周面を効率的、且つ均等に冷却し易く、コアロッド２０を効果的に冷却できるため、十分な冷却効果が期待できる。

【0042】

（３）図２に示すように、コアロッド２０は、その先端側がダイ１０内に配置され、環状の鉄系焼結体Ｓを金型１に装入した際、焼結体Ｓの内側にコアロッド２０の先端側が挿入された状態となる。コアロッド２０の冷媒流路２５において、第１流路２５１を往路とし、第２流路２５２を復路とした場合、低温の冷却媒体が第１流路を通ってコアロッドの先端側に送られ、冷却媒体が先端側から第２流路を通って根元側に戻される。この場合、コアロッド２０を先端側から冷却することになるため、先端側の冷却効率を向上させることができる。温間サイジングの際、コアロッド２０の先端側が環状の鉄系焼結体Ｓの内周面に接するため、先端側の冷却効率を向上させることで、冷却効果を高め易い。

【0043】

｛用途｝
本発明の実施形態に係る温間サイジング装置は、環状の鉄系焼結体のサイジング及び熱処理（焼入れ）に好適に利用できる。

【符号の説明】

【0044】

Ａ 温間サイジング装置
Ｓ 環状の鉄系焼結体
１ 金型
１０ ダイ
１１ 外環部
１２ 内環部
１４ 溝
１５ 冷媒流路
１５ｉ 供給口
１５ｏ 排出口
２０ コアロッド
２１ 外筒部
２２ 内筒部
２３ 蓋
２４ 溝
２５ 冷媒流路
２５１ 第１流路
２５２ 第２流路
２５ｉ 供給口
２５ｏ 排出口
３０ 上パンチ
３１ 下パンチ
４ 冷却機構
４１ａ、４２ａ 供給ホース
４１ｂ、４２ｂ 排出ホース
４３ 冷却媒体タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】