JP3552145B2

JP3552145B2 - 圧粉体の成形方法

Info

Publication number: JP3552145B2
Application number: JP36827297A
Authority: JP
Inventors: 毅大場
Original assignee: Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: JPH11192597A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプ材やナット等の孔を有する部材、あるいは特有の孔、凹部、溝等を有する部材を、圧粉体から焼結体として得るにあたり、それら孔、凹部、溝等の空所が、圧粉体の成形時に圧縮方向と交差する方向とされる場合の圧粉体の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、円筒状のパイプを、圧粉体から焼結体として得る場合、従来では、パイプの孔を形成し得る円柱状のコアロッド（中子）が上下方向に沿って挿入された成形型内のキャビティに粉末を充填し、この粉末を、上下のパンチによりパイプの軸方向に圧縮成形して圧粉体を得た後、この圧粉体を焼結していた。すなわち、上下のパンチによる圧縮方向はパイプの孔と平行であった。ところが、このような圧粉体の成形方法にあっては、成形型内への粉末の充填密度が不安定になったり、粉末の充填深さを深くとれず、部材の長さに制限が生じたりするなど、粉末の充填性に問題があった。また、粉末の圧縮密度がもっとも低くなる部分（上下のパンチ間の中央部分、いわゆるニュートラルゾーン）が明確に生じ、品質の低下を招くおそれがあった。さらに、圧粉体を成形型から抜き出し難く、かつ抜き出した圧粉体を取り扱い難いといった欠点を有していた。これら諸問題は、圧縮方向の長さが長ければ長いほど顕著であった。
【０００３】
そこで、これら諸問題を解決するために、上記のようなパイプを成形する場合であれば、粉末の圧縮方向を、パイプの径方向とする、すなわちパイプの孔に直交する方向とする方法が種々提案されている。例えば、本出願人は、特開平４−３２７３９８号公報に、成形型に形成した横孔にコアロッドを挿入してキャビティ内に貫通させ、キャビティ内に充填した粉末を上下のパンチで圧縮して圧粉体を得る方法を提案している。このような方法によれば、粉末の充填深さが浅いことから、粉末の充填性が向上するとともに、ニュートラルゾーンの発生部分が極力小さくなり、さらに、圧粉体を成形型から抜き出しやすく、かつ取り扱いやすくなる。また、孔の内面にねじやギヤを形成する場合、その部分の圧縮密度が十分に確保されるといった利点もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報の圧粉体の成形方法によれば、粉末の圧縮時に、コアロッドはキャビティを横断してその両端部が成形型の横孔に挿入された状態となる。このため、コアロッドには撓みを生じさせる負荷がかかり、この負荷が大きくなることにより、コアロッドが変形したり、場合によっては折損したりする不具合が想定された。同公報には、このような不具合を回避するために、コアロッドを粉末のニュートラルゾーンの位置に配する旨の記載はあるものの、実際にはその制御が困難であり、よって実用化が困難であった。さらに言えば、上記パイプや上記公報に例示されるナットを成形する場合には、孔を形成するコアロッドを圧縮方向に直交させてニュートラルゾーンに配することができるが、孔が圧縮方向に対して斜めに交差したり、孔の位置が圧縮方向の中央部分から外れていてコアロッドをニュートラルゾーンに配することができない場合には、中子に負荷がかかるため実現不可能である。
【０００５】
また、一般的に、成形型のキャビティ内の粉末は、振動充填等の手段によって充填密度の均一化が図られるものの、それでも均一性が不十分な場合があり、そのまま圧縮して得られた圧粉体は密度が不均一になって満足する品質を得ることができない。特に、肉厚の薄い部材の場合には粉末の充填密度を均一にすることが難しく、品質向上のための改善が望まれていた。
【０００６】
したがって本発明は、上記コアロッドのような中子に圧縮の負荷がかからず、そのための制御を容易もしくは不要として圧粉体を容易に成形することができ、しかも、密度の均一性が十分となって品質の向上が図られる圧粉体の成形方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧粉体の成形方法は、圧縮方向と交差する方向に延びる空所を有する圧粉体を成形する方法において、次の、「工程１」から「工程４」を具備することを特徴としている。
「工程１」組み合わせることにより成形すべき前記圧粉体の形状に相似する複数の予圧粉体を、ハンドリングが可能な密度に成形する。なお、ここでいう予圧粉体とは、粉末をハンドリングが可能な密度に圧縮したもの、もしくはこれよりも密度を低く設定し、最終的な圧粉体の焼結温度の約３０〜６５％程度の温度で仮焼結することによりハンドリングを可能としたものである。
「工程２」工程１で得た複数の前記予圧粉体を、前記圧粉体を成形し得る成形型のキャビティ内に、圧縮方向に移動可能に収容されて前記空所を形成する中子とともに、前記圧粉体の形状に相似するように組み合わせてセットする。
「工程３」前記キャビティ内にセットした複数の前記予圧粉体を、押し型で圧縮して相互に接合し、前記圧粉体を成形する。
「工程４」前記圧粉体を前記中子とともに前記成形型から抜き出し、この後、中子を圧粉体から抜き出す。
【０００８】
この方法によれば、従来のように、はじめから圧粉体を成形する成形型のキャビティ内に粉末を充填せず、まず、「工程１」において、所定の成形型により、組み合わせることにより成形すべき圧粉体の形状に相似する、すなわち成形すべき圧粉体が分割された形状の複数の予圧粉体を、ハンドリングが可能な密度に成形する。ここで言うハンドリングが可能な密度とは、手に持って取り扱うことができ、その際に損壊しない状態を可能とする密度を指す。そして、これら予圧粉体を、「工程２」において、圧粉体を成形し得る成形型のキャビティ内に、空所を形成する中子とともに圧粉体の形状に相似するように組み合わせてセットする。この後、予圧粉体を本圧縮する「工程３」により、予圧粉体の成形とともに隣接する予圧粉体どうしの接合を行わしめて圧粉体を成形し、「工程４」で圧粉体を中子とともに成形型から抜き出し、さらに中子を圧粉体から抜き出す。
【０００９】
ここで、予め成形しておく予圧粉体の密度は、上記のようにハンドリングが可能であることが前提であるが、これに加えて、「工程３」の圧縮時に、隣接する予圧粉体どうしが接合され得るような密度が求められる。予圧粉体どうしの接合は、密度が低ければ低いほど十分になされるものであるが、密度が低いと、今度はハンドリングが不可能となる。接合が可能な条件としては、密度比（同一組成の金属の真密度に対する成形体で得られた密度の比）が７６％未満の場合と知られており、７６％超の場合には、接合界面にクラックが生じる確率が高くなり好ましくない。したがって、予圧粉体の密度としては、密度比が７６％未満で、なおかつハンドリングが可能な範囲内で選択され、その範囲としては、６０〜７５％の密度比が実現される密度が好適である。例えば、粉末がＦｅ系の場合は４．７〜５．９ｇ／ｃｍ^３、Ａｌの場合は１．６〜２ｇ／ｃｍ^３、Ｃｕ系の場合は５．３〜６．６ｇ／ｃｍ^３が好適とされる。
【００１０】
また、予圧粉体の密度を低く設定しておき、その予圧粉体を圧縮成形した最終的な圧粉体を焼結する温度の約３０〜６５％程度の温度で脱ろうおよび仮焼結すると、予圧粉体の強度が高くなり、例えば予圧粉体を移送機械を用いて成形型に供給する際に好都合となる。仮焼結の温度が高い場合には強度が高まる反面、成形型で圧縮したときの接合が不十分となりやすい。例えば、鉄粉を主とする予圧粉体では、７５０℃程度を仮焼結の最高温度とするのが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、複数の予圧粉体を圧縮して接合させ最終的な圧粉体を成形するので、たとえ予圧粉体の状態で密度が不均一であっても、本圧縮の際にそれが是正されて密度の均一性が十分となり、品質の向上が図られる。予め予圧粉体を多量に作ってストックしておき、必要に応じて本圧縮して圧粉体を得るようにすれば、圧粉体を成形するたびに粉末の調整や充填を行う手間が省け、生産性の向上が図られる。
【００１２】
また、「工程２」において、成形型のキャビティ内に圧粉体の空所を形成するための中子をセットするが、そのセットの仕方は、キャビティ内に対し圧縮方向に移動可能に収容される状態とする。すなわち、この中子は、成形型とは係合せず縁が切れており、予圧粉体の圧縮時には成形型と関係なく圧縮方向に移動可能である。したがって、予圧粉体の圧縮時に、成形型が関わることによって変形を生じさせる負荷は中子にかからない。このため、圧縮時に中子が変形したり折損するといった不具合は起こらず、しかも、ニュートラルゾーンに中子を位置させることにそれほど厳密さを要求されず、よって成形を容易に行うことができる。
【００１３】
また、本発明は、好ましい態様として、上記「工程２」を行うにあたり、キャビティに対する中子のセット位置を一定に保持するジグを用いることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
（１）第１の実施形態
図１は、本実施形態の成形方法で成形する圧粉体１を示している。この圧粉体１は、外径に比して軸方向が比較的長く、軸芯に全長にわたる孔（空所）１ａを有する円筒状のパイプである。圧粉体１は、焼結工程を経て焼結体とされる。図２は、圧粉体１の元となる予圧粉体２を示し、図３（ａ）〜（ｄ）は、成形装置により２つの予圧粉体２を圧縮して圧粉体１を成形する工程を示している。
【００１５】
まず、成形装置を、この成形装置の正断面を示す図３および側断面を示す図４を参照して説明する。これら図で符合１０はダイ（成形型）であり、このダイ１０は、外部ダイ１１と、外部ダイ１１に上下からそれぞれ摺動自在に、かつ互いに当接可能に挿入される上下の内部ダイ１２，１３とを備えている。上下の内部ダイ１２，１３は上下対称の同形状とされ、互いの対向面には、幅方向（図３で左右方向）両端部に当接面を残して長手方向（図３で紙面表裏方向）に延びる断面半円弧状の溝１４がそれぞれ形成されている。また、上下の内部ダイ１２，１３の幅方向中央には、溝１４に通じて上下方向に延びる挿入孔１５が貫通形成されている。上下の内部ダイ１２，１３が互いに当接して双方の溝１４，１４が合体することにより、圧粉体１を成形するためのキャビティ１６が形成される。各挿入孔１５，１５には、上パンチ（押し型）１７と下パンチ（押し型）１８とがそれぞれ摺動自在に挿入される。符合１９は、圧粉体１の孔１ａを形成するためにキャビティ１６内にセットされるコアロッド（中子）である。このコアロッド１９は、孔１ａを形成すべくその外径がその孔１ａの径に対応しており、その軸方向長さは、図４に示すように、コアロッド１９自身の軸方向がキャビティ１６の長手方向と平行な状態でそのキャビティ１６内に収容可能なように、キャビティ１６の長さより僅かに短く設定されている。
次に、この成形装置により、圧粉体１を成形する工程を順を追って説明する。
【００１６】
「工程１−予圧粉体の成形」
図示せぬ所定の成形型により、図２に示す予圧粉体２を２つ１組として成形する。この予圧粉体２は、圧粉体１を軸方向に縦に半割りした形状であって圧粉体１の孔１ａを構成する断面半円弧状の溝２ａを有している。２つの予圧粉体２の割面を互いに合わせると、圧粉体１の形状に相似する。予圧粉体２は、その密度比が６０〜７５％の範囲内になるように粉末が圧縮されて成形されてなり、ハンドリングが可能で、かつ後の本圧縮で互いに接合され得る密度を有している。なお、この場合の予圧粉体２の外周面には、余肉部２ｂが軸方向に延びる凸条として形成されている。この余肉部２ｂは周方向の中央に形成されており、前記挿入孔１５に嵌合するようになっている。
【００１７】
「工程２−成形装置への予圧粉体のセット」
工程１で得た２つの予圧粉体２を、成形装置にセットする。セットの仕方は、まず、図３（ａ）に示すように、外部ダイ１１に下内部ダイ１３を挿入してセット位置まで上昇させ、さらに、下パンチ１８を、その上端が下内部ダイ１３のキャビティ１６（溝１４）よりやや下に位置するまで上昇させる。そして、キャビティ１６内に、一方の予圧粉体２を、その余肉部２ｂを挿入孔１５に嵌合させることによりセットする。次いで、セットした予圧粉体２の溝２ａにコアロッド１９を嵌合し、もう一方の予圧粉体２の溝２ａをコアロッド１９に嵌合させることにより、２つの予圧粉体２，２をコアロッド１９とともに組み合わせ、成形すべき圧粉体１に相似させる。予圧粉体２はハンドリングが可能であるから、上記のような成形装置へのセットを、手で持ちながら容易に行うことができる。
【００１８】
「工程３−本圧縮」
図３（ｂ）および図４（ａ）に示すように、下内部ダイ１３および下パンチ１８を圧縮位置まで下降させ、次いで、上内部ダイ１２を下降させて下内部ダイ１３に当接させる。これにより、上側の予圧粉体２は、その余肉部２ｂが上内部ダイ１２の挿入孔１５に嵌合して上内部ダイ１２のキャビティ１６（溝１４）に嵌合する。次いで、図３（ｂ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、上パンチ１７を上内部ダイ１２の挿入孔１５に挿入し、上下のパンチ１７，１８により予圧粉体２，２を圧縮する。上下のパンチ１７，１８による圧縮方向は、コアロッド１９に直交する。
予圧粉体２，２が圧縮されると、まず、各余肉部２ｂが筒状の本体側に流動し、それに追従して予圧粉体２，２どうしの境界面が相互に強く圧縮され、両者が接合されて圧粉体１が成形される。
【００１９】
「工程４−取り出し」
図３（ｄ）に示すように、上内部ダイ１２および上パンチ１７を上昇させて外部ダイ１１から離し、次いで下内部ダイ１３と下パンチ１８を上昇させ、さらに下パンチ１８を上昇させることにより、圧粉体１をコアロッド１９とともに下内部ダイ１３から抜き出す。この後、コアロッド１９を圧粉体１から抜き出して圧粉体１を得る。圧粉体１においては、下内部ダイ１３から抜き出された時点で圧縮による応力が解放されることによりスプリングバックが生じ、このため、コアロッド１９を抜き出すことができる。
【００２０】
上記第１の実施形態によれば、まずはじめに２つ１組の予圧粉体２，２を成形してから、これら予圧粉体２，２を成形装置のキャビティ１６内にコアロッド１９とともに組み合わせてセットし、本圧縮して最終的な圧粉体１を得る。ここで、たとえ予圧粉体２，２の状態で密度が不均一であっても、本圧縮の際にそれが是正されて密度の均一性が十分となり、品質の向上が図られる。また、予め予圧粉体２を多量に作ってストックしておき、必要に応じて本圧縮して圧粉体１を得るようにすれば、圧粉体１を成形するたびに粉末の調整や充填を行う手間が省け、生産性の向上が図られる。
【００２１】
また、圧粉体１の孔１ａを形成するコアロッド１９は、ダイ１０とは係合せず縁が切れており、予圧粉体２，２の圧縮時にはダイ１０と関係なく圧縮方向に移動可能な状態でキャビティ１６内にセットされる。したがって、予圧粉体２，２の圧縮時に、ダイ１０が関わることによって変形を生じさせる負荷がコアロッド１９にかからない。このため、予圧粉体２，２の圧縮時にコアロッド１９が変形したり折損したりするといった不具合が起こらない。また、圧粉体１に相似して組み合わせられる予圧粉体２，２にコアロッド１９を組み込むので、コアロッド１９を自動的にニュートラルゾーンに配することが可能であり、したがって、コアロッド１９を厳密にニュートラルゾーンに配する制御を必要としない。これらにより、成形を容易に行うことができる。
【００２２】
なお、上記方法においては、上記成形装置に、図５に示す一対のジグ２０とジグ支持ダイ２１を組み込むことにより、コアロッド１９をキャビティ１６内に安定して保持することができる。ジグ２０は矩形状の板材で、その片面の中心部に形成された穴にコアロッド１９の端部が着脱可能に嵌合させられるようになっている。一方、ジグ支持ダイ２１は外部ダイ１１の内側に設けられ、その下方に配された図示せぬエアシリンダやスプリング等の緩衝支持装置により下方に向かって弾力的に移動可能に支持されている。ジグ２０には上パンチ１７が摺動自在に挿入され、ジグ支持ダイ２１には下パンチ１８が摺動自在に挿入されるようになっている。キャビティ１６の長手方向（図５で左右方向）端面は、各ジグ２０，２０により形成される。
【００２３】
この場合、まずジグ支持ダイ２１を外部ダイ１１と同じレベルに上昇させた状態で、上記「工程１」と同様に下側の予圧粉体２をセットしてから、コアロッド１９の端部が嵌合された各ジグ２０をジグ支持ダイ２１の長手方向両端部に載置することによりコアロッド１９をセットする。なお、予圧粉体２の長さは、コアロッド１９がジグ２０，２０に嵌合する長さ分だけ上記実施形態よりも短く設定される。次に、上側の予圧粉体２をコアロッド１９上にセットしてから、図５（ａ）に示すように、ジグ支持ダイ２１とジグ２０，２０をともに下降させ、さらに、図５（ｂ）に示すように上パンチ１７を下降させて予圧粉体２，２を圧縮し、圧粉体１を成形する。この後、上パンチ１７およびジグ支持ダイ２１を上昇させることにより圧粉体１をコアロッド１３および各ジグ２０，２０とともに下内部ダイ１３から抜き出し、各ジグ２０，２０をコアロッド１９から外し、さらにコアロッド１９を圧粉体１から抜き出して圧粉体１を得る。
【００２４】
このような手段を用いることにより、キャビティ１６に対するコアロッド１９のセット位置が、ジグ支持ダイ２１に支持されるジグ２０，２０により一定に保持される。本圧縮時において圧縮力がコアロッド１９、ジグ２０，２０を経てジグ支持ダイ２１に伝わる場合があるが、そのときにはジグ支持ダイ２１は前記緩衝支持装置により下方に向かって若干移動する。したがって、圧縮力の負荷がコアロッド１９にかからず、コアロッド１９が変形したり破損したりする不具合は起こらない。
【００２５】
（２）第２の実施形態
次に、上記圧粉体１を成形する本発明の第２の実施形態を説明する。
図６（ａ）は、本実施形態の予圧粉体３０を示している。この予圧粉体３０は、上記第１の実施形態の予圧粉体２のように圧粉体１を軸方向に沿って縦に半割りした形態であることは同様であるが、その横断面形状が、外周部の周方向両端から中央に向かうにしたがってしだいに肉厚となり、図６（ｂ）に示すように、断面半円弧状の溝３０ａを対向させて圧粉体１に相似するよう組み合わせると、楕円状となる。図６（ｂ）で二点鎖線は成形後の圧粉体１の外周面を示し、この外周面と予圧粉体３０自身の外周面との間の三日月状の肉部が、余肉部３０ｂとして形成されている。この予圧粉体３０は、もちろん上記第１の実施形態の予圧粉体２と同様に、ハンドリングが可能で、かつ圧縮時に隣接するものどうしが接合され得る密度を有している。
【００２６】
この予圧粉体３０を圧縮する成形装置は、図７に示すように、ダイ（成形型）４０と、上下のパンチ（押し型）４１，４２と、上記コアロッド１９とを備えている。ダイ４０には、上下のパンチ４１，４２が摺動自在に挿入される挿入孔４３がそれぞれ形成されている。上下のパンチ４１，４２の互いに対向する加圧面は、圧粉体１の外周面を形成すべく断面半円状の溝４４をなし、これら溝４４，４４およびダイ４０により、キャビティ４５が形成される。なお、厳密には、図８に示すように、上下のパンチ４１，４２の各溝４４の両側（図８で左右側）には、予圧粉体３０の圧縮時に互いに衝突しないように、あるいは互いに衝突しても破損しにくいように、ある一定幅の逃げ面４１ａ，４２ａがそれぞれ形成されている。
【００２７】
次に、上記成形装置により予圧粉体３０を圧縮して圧粉体１を成形する工程を、順を追って説明する。
「工程１−予圧粉体の成形」
図示せぬ所定の成形型により、２つ１組とされる上記予圧粉体３０を、ハンドリングが可能で、かつ互いに接合が可能な密度を有するように成形する。
【００２８】
「工程２−成形装置への予圧粉体のセット」
工程１で得た２つの予圧粉体３０，３０を、図７（ａ）に示すように成形装置にセットする。セットの仕方は、まず、ダイ４０に下パンチ４２を挿入してセット位置まで上昇させ、ダイ４０と下パンチ４２とにより形成されるキャビティ４５内に、一方の予圧粉体３０を、溝３０ａを上に向けた状態にしてセットする。次いで、セットした予圧粉体３０の溝３０ａにコアロッド１９を入れ、他方の予圧粉体３０の溝３０ａをコアロッド１９に合わせることにより、双方の予圧粉体３０，３０をコアロッド１９とともに組み合わせ、成形すべき圧粉体１の形状に相似させる。
【００２９】
「工程３−本圧縮」
図７（ｂ）に示すように、下パンチ４２を圧縮位置まで下降させ、次いで、上パンチ４１を下降させて挿入孔４３に挿入し、上下のパンチ４１，４２により予圧粉体３０，３０を圧縮する。上下のパンチ４１，４２による圧縮方向は、コアロッド１９に直交する。予圧粉体３０，３０が圧縮されると、まず、各余肉部３０ｂが筒状の本体側に流動し、それに追従して予圧粉体３０，３０どうしの境界面が相互に強く圧縮され、図７（ｃ）に示すように両者が接合されて圧粉体１が成形される。
【００３０】
「工程４−取り出し」
図７（ｄ）に示すように、上パンチ４１を上昇させ、次いで下パンチ４２を上昇させることにより圧粉体１をコアロッド１９とともにダイ４０から抜き出す。この後、コアロッド１９を圧粉体１から抜き出して圧粉体１を得る。
【００３１】
得られた圧粉体１は、図８に示すように、上下のパンチ４１，４２に逃げ面４１ａ，４２ａが形成されていることにより、これら逃げ面４１ａ，４２ａに挟まれる部分に予圧粉体３０，３０の一部が流出して圧縮され、その部分が軸方向に延びる凸条１ｃとして形成される。これら凸条１ｃ，１ｃは、圧粉体１を焼結し、その焼結体にサイジング等の仕上げ加工を施すことにより消滅させられる。
【００３２】
上記第２の実施形態によれば、予圧粉体３０，３０を圧縮することおよび圧縮時においてコアロッド１９を変形させる負荷がかからないことに基づく効果を、第１の実施形態と同様に得ることができる。これに加え、余肉部３０ｂを圧粉体１の外周部に楕円状（予圧粉体単体では三日月状）に形成した形態をとっているので、その余肉部３０ｂが圧粉体１としての肉部に流動しやすく、したがって、密度の均一化が促進され、特に肉厚の薄い場合にきわめて有効である。
【００３３】
（３）予圧粉体の形状について
上記各実施形態における予圧粉体２，３０は、いずれも成形すべき円筒状の圧粉体１を軸方向に沿って縦に半割りした形状であるが、例えば、図９に示す予圧粉体５０を用いることもできる。この予圧粉体５０は、圧粉体１を径方向に沿って輪切りにし、軸芯に孔５０ａを、また、外周面の等分２カ所に余肉部５０ｂを有する形状である。この予圧粉体５０は、軸方向に複数並べて圧縮されることにより、隣接するものどうしが接合されて圧粉体１に成形される。
なお、本発明における予圧粉体の形状は、成形する圧粉体の形状に基づき任意に設定される。
また、上記各実施形態は図１に示した圧粉体１を成形するものであったが、本発明はもちろんこれに限定されず、圧縮方向に交差する方向に延びる孔、凹部あるいは溝等の空所を有する部材であれば、いかなるものにも適用できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の予圧粉体を圧縮して接合させ最終的な圧粉体を成形するので、たとえ予圧粉体の状態で密度が不均一であっても、本圧縮の際にそれが是正されて密度の均一性が十分となり、品質の向上が図られる。また、予め予圧粉体を多量に作ってストックしておき、必要に応じて本圧縮して圧粉体を得るようにすれば、圧粉体を成形するたびに粉末の調整や充填を行う手間が省け、生産性の向上が図られる。さらに、粉末の圧縮時に中子は成形型と関係なく圧縮方向に移動可能であり、変形を生じさせる負荷が中子にかからないので、中子の変形もしくは折損といった不具合は起こらず、また、ニュートラルゾーンに中子を位置させることにそれほど厳密さを要求されず、よって成形を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１および第２の実施形態により成形される圧粉体の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る予圧粉体の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る成形装置により圧粉体を成形する工程を順に示す正断面図である。
【図４】（ａ）は図３（ｂ）の側断面図、（ｂ）は図３（ｃ）の側断面図ある。
【図５】本発明の第１の実施形態の別形態を示す側断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る予圧粉体の（ａ）斜視図、（ｂ）正面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る成形装置により圧粉体を成形する工程を順に示す正断面図である。
【図８】図７（ｃ）をより詳細に示す図である。
【図９】予圧粉体の別形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…圧粉体、１ａ…孔（空所）、２，３０，５０…予圧粉体、
１０，４０…ダイ（成形型）、１６，４５…キャビティ、
１７，４１…上パンチ（押し型）、１８，４２…下パンチ（押し型）、
１９…コアロッド（中子）、２０…ジグ。

Claims

圧縮方向と交差する方向に延びる空所を有する圧粉体を成形する方法であって、
次の、「工程１」から「工程４」を具備することを特徴とする圧粉体の成形方法。
「工程１」中子に嵌合する溝を有し、かつ、外周に余肉部を有するとともに、組み合わせて成形することにより余肉部が流動して前記圧粉体の形状に相似する形状となる複数の予圧粉体を、ハンドリングが可能な密度に成形する。
「工程２」工程１で得た複数の前記予圧粉体を、前記圧粉体を成形し得る成形型のキャビティ内に、圧縮方向に移動可能に収容されるとともに、長さがキャビティ長さよりも短く設定された前記空所を形成する中子とともに、前記圧粉体の形状に相似するように組み合わせてセットする。
「工程３」前記キャビティ内にセットした複数の前記予圧粉体を、押し型で圧縮して前記余肉部を流動させつつ相互に接合し、前記圧粉体を成形する。
「工程４」前記圧粉体を前記中子とともに前記成形型から抜き出し、この後、中子を圧粉体から抜き出す。
上パンチおよび下パンチと、
圧粉体の空所を形成するための中子と、
外部ダイと、
この外部ダイの内側に設けられ、その下方に配された緩衝支持装置により下方に向かって弾力的に移動可能に支持されるとともに、前記下パンチが摺動自在に挿入されるジグ支持ダイと、
前記中子の端部が着脱自在に嵌合する状態で該中子を支持し、その状態で、前記ジグ支持ダイ上に載置されるとともに、前記上パンチが摺動自在に挿入される一対のジグと
を備えた成形装置を用い、
圧縮方向と交差する方向に延びる空所を有する圧粉体を成形する方法であって、次の「工程１」から「工程４」を具備することを特徴とする圧粉体の成形方法。
「工程１」前記中子に嵌合する溝を有し、かつ、外周に余肉部を有するとともに、組み合わせて成形することにより余肉部が流動して前記圧粉体の形状に相似する形状となる複数の予圧粉体を、ハンドリングが可能な密度に成形する。
「工程２」前記ジグ支持ダイを、前記外部ダイと同じレベルになるまで上昇させた状態で、形成されたキャビティ内に、前記「工程１」で得た下側に配置され得る予圧粉体を、前記溝を上方に向けた状態にセットしてから、前記中子が嵌合された一対のジグを、ジグ支持ダイ上にそれぞれ載置して中子をセットした後、「工程１」で得た上側に配置され得る予圧粉体を、溝を中子に対応させて該中子上にセットする。
「工程３」前記ジグ支持ダイと前記一対のジグをともに下降させ、さらに、前記上パンチを下降させて、前記キャビティ内にセットした複数の前記予圧粉体を上下のパンチで挟んで圧縮することにより、前記余肉部を流動させつつ相互に接合し、前記圧粉体を成形する。
「工程４」前記上パンチおよび前記ジグ支持ダイを上昇させることにより、前記圧粉体を前記中子および前記一対のジグとともに前記ダイから抜き出し、この後、前記一対のジグを中子から外し、さらに中子を圧粉体から抜き出す。
前記余肉部は、軸方向に延びる凸状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧粉体の成形方法。
前記余肉部は、横断面形状として外周部の周方向両端から中央に向かうにしたがって肉厚となる三日月状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧粉体の成形方法。