JPH04202603A - 圧粉方法 - 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、回転対称形の圧粉体を成形する圧粉方法に関
するものである。

二従来の技術二 ダイに形成されｆこ成形孔内で、２つのパンチ間に固体
粉末材料を充填し、この固体粉末材料を両パンチで加圧
・圧縮して圧粉体を成形するようにした圧粉方法は従来
より知られている。

かかる圧粉方法において、圧粉体のパンチ加圧方向の厚
さが部分的に異なる場合、厚さの異なる各部の密度を均
一にするには、各部の圧縮率を一定にする必要がある。

例えば、第１２図に示すように、圧粉前における固体粉
末材料Ｓの加圧方向の厚さが、厚肉部でＡであり、中肉
部でＢであり、薄肉部でＣであり、一方圧粉後における
固体粉末材料Ｓ′の加圧方向の厚さが、厚肉部でａであ
り、中肉部でｂであり、薄肉部てＣである場合において
、圧粉後の圧粉体密度を均一にするには、 Ａ／ａ＝＝Ｂ／１）＝Ｃ／ｃ、＝＝＝＝−−式１とする
必要がある。

しかしながら、従来の一体式パンチ（単動式パンチ）を
用いて圧粉成形を行なうと、圧縮長さが一定となるので
、式Ｉを満たすことができず、加圧方向の厚さか薄い部
分はど強く圧縮され密度か高くなる。

そこで、従来は、加圧方向の厚さが異なる圧粉体を成形
する場合には、厚さの異なる部分毎に個別的に固体粉末
材料を加圧・圧縮することができる複動式パンチを用い
る必要があった。

例えば、第１２図に示すように、ダイ１０】に形成され
た成形孔１０１ａ内において、夫々個別的に昇降できる
第１〜第３下側パンチ１０２〜１０４と、第１〜第３上
側パンチ１０５〜１０７とを設け、内内部を第１下側パ
ンチ１０１と第１上側パンチ１０５とで圧粉し、薄肉部
を第２下側パンチ１０３と第２上側パンチ１０６とで圧
粉し、厚内部を第３下側パンチ１０４と第３上側パンチ
＋０７とで圧粉するようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第１２図に示すような複動式パンチを備
えた従来の圧粉装置では、 ■ダイ１０１、パンチ１０２〜１０７等の作動機構が複
雑化するので設備コストか高くなる、■グイ、パンチ等
の型具の交換に時間かかかり作業能率が悪くなる、 ■グイ、パンチ等の型具の剛性か低くなるので、折損等
の故障か多発する、 などといった問題がある。

本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたも
のであって、加圧方向の厚さが部分的に異なる圧粉体を
均一な密度て圧粉成形することができる簡素な圧粉方法
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達するため、固体粉末材料をパン
チで加圧・圧縮して、対称軸に対して回転対称形をなし
かつ対称軸の軸線方向の厚さが部分的に異なる圧粉体を
成型する圧粉方法であって、圧粉体の対称軸軸線方向の
厚さが薄い部分を形成するバッチ面に堰部を設け、圧粉
成形時において圧粉体の対称軸を回転軸として堰部を設
けたパンチを回転させ、堰部によって対称軸軸線方向の
厚さが薄い部分の固体粉末材料の一部を対称軸軸線方向
の厚さか厚い部分に移動させ、密度の均一な圧粉体を成
形するようにしたことを特徴とする圧粉方法を提供する
。

［発明の作用・効果］ 本発明によれば、固体粉末材料の圧粉時に、ノｚンチの
回転に伴ない、堰部によって対称軸軸線方向すなわち加
圧方向の厚さが薄い部分（以下、これを薄肉部という）
の固体粉末材料の一部が、周囲の加圧方向の厚さが厚い
部分（以下、これを厚内部という）に移動させられるの
で、薄肉部の密度が下げられる一方、厚肉部の密度が高
められる。

したがって、堰部の形状あるいはパンチの回転条件を好
ましく設定することにより、一体式パンチ（単動式パン
チ）を用いて、圧粉体の密度を均一化することができる
。

そして、パンチの複動機構を必要としないので、ダイ、
パンチ等の作動機構が簡素化され、設備コストが低減さ
れ、かつ型具の交換を迅速に行なうことができる。また
、パンチの剛性が高まるので、パンチの折損等の故障か
低減される。

二実絶倒： 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図に示すように、圧粉装置Ｐは下側組立体ｌと上側
組立体２とて構成されている。

下側組立体ｌのダイホルダ３にはダイ４が固定されてい
る。そして、ダイ４には、これを上下方向に貫通する円
柱形の成形孔４ａか形成され、この成形孔４ａに略円柱
形の下側パッチ５が嵌入されている。ここで、下側パン
チ５の上端面は、圧粉体の形状に対応するような形状に
形成されている。また、下側パンチ５は、下側ボルスタ
６の上面に取り付けられた下側パンチホルダ７に固定さ
れている。

下側パンチ５を上下方向に貫通して形成された円柱形の
中空部にはマンドレル８が嵌入され、このマンドレル８
を昇降させるために下側ラム９が設けられている。なお
、ダイホルダ３は、図示していないが、ばね（空気圧装
置あるいは液圧装置でもよい）を介して下側パンチホル
ダ７に連結され、常時上向きに付勢されている。

一方、上側組立体２には、ダイ４の成形孔４ａに挿入で
きるようになった略円柱形の上側パッチ１２が設けられ
、この上側パッチ１２は上側パンチ台１３に固定されて
いる。ここで、上側パンチ台１３は、上側パンチホルダ
１７に形成されＬ略円柱形の凹部１７ａにはめられてい
る。なお、上側パンチホルダ１７は上側ボルスタ１６に
取り付けられている。

そして、上側パンチ台１３は凹部１７ａ内でその軸線（
鉛直線）まわりに回転できるようになっている。また、
上側パンチ台１３の上端面は複数の鋼球１４を介して、
上側パンチホルダ１７に固定された受圧プレート１５と
当接している。このため、受圧プレート１５で、上側パ
ンチ台１３（上側パンチ１２）を回転させつつ下向きに
押圧できるようになっている。

また、上側パンチホルダ１７にはモータホルダ２０を介
してモータ１８が取り付けられ、このモータ１８の回転
軸１８ａにはドライブギヤ２１が取り付けられている。

このドライブギヤ２１はアイドルギヤ２２と噛み合い、
アイドルギヤ２２はさらに上側パンチ１２の上端部近傍
の外周部に設けられたドリブンギヤ２３と噛み合ってい
る。この１こめ、上側パンチ１２がドライブギヤ２１と
アイドルギヤ２２とドリブンギヤ２３とを介してモータ
１８によって回転駆動されるようになっている。

第２図に示すように、上側パンチ１２の先端部には（第
１図では下端部）、外周側（第２図では左側）から順に
、第１端面２４と第２端面２５と第３端面２６とが形成
されている。ここにおいて、第２端面２５は最も先端側
に突出した位置に形成され、第３端面２６は第２端面２
５よりやや後退した位置に形成され、第１端面２４は第
２端面２６よりさらに後退した位置に形成されている。

これらの端面２４〜２６の軸線方向の位置の差によって
、圧粉体３１に夫々厚肉部３１ａと薄肉部３１ｂと中肉
部３１ｃとが形成されるようになっている（第９図参照
）。

二こて、第２端面２５には、高さ１〜１．５開程度の複
数の環部２７が形成されている。この堰部２７は後で説
明するように、上側パンチ１２の回転に伴って、薄肉部
３１ｂ（第９図参照）の固体粉末の一部を厚肉部３１８
と中肉部３１ｃとに送り出すようになっている。

以下、基本的には第１図と第２図とを参照しつつ、第３
図に示すようなマニュアルトランスミッションに用いら
れるクラッチハブＧ用の圧粉体を圧粉装置りで成形する
場合の圧粉方法を説明するが、説明を分かりやすくする
ため、クラッチハブＧを第４図と第５図とに示すような
単純な形状のスリーブ部材Ｇ゛に置き換えて圧粉方法を
説明する。

■第６図に状態を示すように、ダイ４の成形孔４８の周
面とマンドレル８の外周面と下側パンチ５の上端面とに
よって形成されたキャビティに所定量の固体粉末材料３
１を投入する。このとき、固体粉末材料３１の上表面は
ダイ４の上端面と同じ高さに位置する。なお、詳しくは
図示していないが、この状態において、ダイ４（グイホ
ルダ３）はばねによって上向きに付勢されているか、上
方への移動はカムによって駆動されるロッドによ−って
係止されている。

■第７図に状態を示すように、ロット（図示せず）によ
るダイ４（グイホルダ３）の係止を解き、ばね（図示せ
ず）の付勢力によってダイ４（ダイホルダ３）を上方に
移動させる。これと同時に、下側ラム９でマンドレル８
も同し距離だけ上方に移動させる。このとき、下側パッ
チ５は静止しているので、相対的には下側パンチ５のみ
が下方に移動したのと同様の状態になり、ダイ４とマン
ドレル８と下側パンチ５とによって形成されるキャビテ
ィが上下方向に長（なる。このため、固体粉末材料３１
の上表面はダイ４の上端面より下方に下がり、固体粉末
材料３１のキャビティからの流出が防止される。

■第８図に状態を示すように、上側パンチ１２（上側ボ
ルスタ＋６）を下向きにストロークさせ（下降さ１））
、上側パンチ１２をダイ４の成形孔４ａに挿入する。こ
こにおいて、上側パンチ１２の先端部（下端部）が固体
粉末材料３１の上表面に当接するまでに、モータ１８を
回転駆動し、下側パンチ１８を回転させる。

■第９図に状態を示すように、上側パンチ１２を回転さ
せつつさらに下向きにストロークさせ、固体粉末材料３
１を加圧・圧縮する。このとき、基本的には、上側パン
チ１２の第１端面２４に対応する部分に厚内部３１ａが
形成され、第２端面２５に対応する部分に薄肉部３１ｂ
が形成され、第３端面２６に対応する部分に中肉部３１
ｃが形成される。そして、第２端面２５には複数の堰部
２７が設けられているので、上側パンチ１２の回転に伴
い、堰部２７によって薄肉部３１ｂの固体粉末の一部が
厚肉部３１ａまたは中肉部３１ｃに送り出される。ここ
で、もし堰部２７を設けていなければ、前記したとおり
密度が薄肉部３１ｂでは最も高くなり、中肉部３１ｃの
密度がこれに続き、厚肉部３１ａの密度が最も低くなる
。しかしながら、本案では堰部２７の作用によって薄肉
部３１ｂの固体粉末の一部が、所定の配分比で中肉部３
１ｃと厚肉部３１ａとに送り出されるので、各部３１ａ
、３　ｌｂ、３１ｃの密度がほぼ等しくなる。なお、各
堰部２７の長さ、上側パンチ１２の回転を始めるストロ
ーク位置あるいは回転を停止するストローク位置等の諸
条件は、固体粉末材料各部３１８゜３１ｂ、３１ｃの密
度が均一化されるように、予め好ましく設定されている
のはもちろんである。

［Ｆ］第１０図に状態を示すように、所定のストローク
位置て上側パンチ１２の回転を停止させた後、全体密度
を高めるために固体粉末材料３１をさらに加圧する。こ
のようにして、均一かつ高密度の圧粉体３１が成形され
る。

■第１１図（ａ）　、　（ｂ）に状態を示すように、圧
粉成形終了後に、図示していないロッドでダイ４（ダイ
ホルダ３）を下側パンチホルダ７に当接するまで下降さ
せるとともに、下側ラム９てマンドレル８を下降させる
。このとき、圧粉体３１がダイ４の上面より上側に露出
する。この後、フィンガ３２で圧粉体３１を取り出す。

なお、詳しくは図示していないか、フィノカ３２は、プ
レスと連動し１０２次元的なトランスファ運動により、
圧粉体３１を取り出すようになっている。

以上、本発明によれば、作動機構が簡素な一体式のパン
チを用いて、密度か均一な圧粉体を成形することができ
る。

なお、本実施例では、上側パンチ１２のみ、堰部２７を
設けて回転させるようにしているか、肉厚差が大きく、
上側パンチ１２の回転のみては、圧粉体の密度を十分に
均一化できないような場合には、上側パンチ１２と同様
に、下側パッチ５にも堰部を設けて回転させるようにす
ればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にがかる圧粉方法に用いられる圧粉装
置の立面断面説明図である。 第２図は、第１図に示す圧粉装置の上側パンチの一部断
面斜視説明図である。 第３図は、本発明にがかる圧粉方法で製造されるクラッ
チハブの斜視説明図である。 第４図は、第３図に示すクラッチハブを簡略化したスリ
ーブ部材の斜視説明図である。 第５図は、第４図に示すスリーブ部材の立面断面説明図
である。 第６図は、第１図に示す圧粉装置の立面断面模式図であ
って、キャピティに同体粉末材料が投入された状態を示
す。 第７図は、ダイとマンドレルとが上方に移動させられた
状態を示す第６図と同様の図である。 第８図は、上側パンチがダイの成形孔に挿入され始めｆ
二状態を示す第６図と同様の図である。 第９図は、固体粉末材料の加圧・圧縮時における第６図
と同様の図である。 第１Ｏ図は、固体粉末材料の加圧・圧縮終了時における
第６図と同様の図である。 第１１図（ａ）　、　（ｂ）は、夫々、圧粉体取り出し
時における、圧粉装置の平面模式図と立面断面模式図と
である。 第１２図は、複動式パンチを備えた従来の圧粉装置の要
部立面断面説明図である。 Ｐ・圧粉装置、Ｇ・・・クラッチハブ、ｌ・下側組立体
、２・・上側組立体、４　ダイ、４ａ　成形孔、５−下
側パンチ、１２　上側パンチ、１８・モータ、３１一固
体粉末材料（圧粉体）、３１ａ・−・厚肉部、３１ｂ　
　薄肉部、３１ｃ　　中肉部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固体粉末材料をパンチで加圧・圧縮して、対称軸
   に対して回転対称形をなしかつ対称軸の軸線方向の厚さ
   が部分的に異なる圧粉体を成型する圧粉方法であって、 圧粉体の対称軸軸線方向の厚さが薄い部分を形成するパ
   ンチ面に堰部を設け、圧粉成形時において圧粉体の対称
   軸を回転軸として堰部を設けたパンチを回転させ、堰部
   によって対称軸軸線方向の厚さが薄い部分の固体粉末材
   料の一部を対称軸軸線方向の厚さが厚い部分に移動させ
   、密度の均一な圧粉体を成形するようにしたことを特徴
   とする圧粉方法。