JPH09324201A

JPH09324201A - 圧粉体成形方法

Info

Publication number: JPH09324201A
Application number: JP16818596A
Authority: JP
Inventors: Masato Sagawa; 眞人佐川; Hiroshi Nagata; 浩永田; Toshihiro Watanabe; 俊宏渡辺
Original assignee: Intermetallics Co Ltd
Current assignee: Intermetallics Co Ltd
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【解決手段】ダイキャビティーＤに収容されたゴムモー
ルド４と粉末ｐを、パンチ１１により圧縮し、その後、
該圧縮を解除した後に、前記ダイキャビティー内に生じ
た間隙に粉末を充填し、再度、前記パンチによる圧縮を
行うことにより圧粉体を成形するようにした圧粉体成形
方法に関する。【効果】ネット・シェイプ或いはニア・ネット・シェイ
プの圧粉体を成形することができ、従って、焼結処理や
熱処理等の後の機械加工が省略可能な、或いは、仕上げ
加工のみにより、最終製品を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末或いは粒状物
等（以下、単に、「粉末」という。）を、圧縮成形して
圧粉体を成形する圧粉体成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴムモールドのキャビティに充填
された粉末或いはコア部材とゴムモールドとの間に形成
された空間に充填された粉末を、パンチにより圧縮し
て、圧粉体を成形する圧粉体成形方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の圧粉体
成形方法においては、ゴムモールドのキャビティ等に充
填された粉末をパンチにより圧縮した際に、粉末の圧縮
率が大きい場合や充填された粉末の充填密度のばらつき
等により、ゴムモールドが不均一に変形して、圧縮成形
された圧粉体が、所望の大きさや形状からかけ離れたも
のになるという問題があった。そのために、焼結処理や
熱処理等の後に、研削加工等の機械加工を経て最終製品
を製造していた。従って、最終製品の製造効率が悪く、
製造コストが高くなるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、従来の圧粉体成形方法が
有する課題を解決し、ネット・シェイプ（ｎｅｔｓｈ
ａｐｅ）或いはニア・ネット・シェイプ（ｎｅａｒｎ
ｅｔｓｈａｐｅ）の圧粉体を成形することにより、焼結
処理や熱処理等の後の機械加工が省略可能な、或いは、
仕上げ加工のみにより、最終製品を製造することができ
る圧粉体成形方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために、ダイキャビティーに収容されたゴム
モールドと粉末を、パンチにより圧縮し、その後、該圧
縮を解除した後に、前記ダイキャビティー内に生じた間
隙に粉末を充填し、再度、前記パンチによる圧縮を行う
ことにより圧粉体を成形するようにしたものである。

【０００６】

【実施例】以下に、図１に示されているような、円錐台
状で、且つ、均一な肉厚を有する中空の圧粉体Ｃ１（以
下、単に、「ラッパ状圧粉体」という。）を成形する例
を用いて、本発明の実施例について説明するが、本発明
の趣旨を越えない限り、何ら、本実施例に限定されるも
のではない。

【０００７】１は、筒状のダイであり、２は、ダイ１に
装着された略円柱状の下パンチであり、下パンチ２の上
面には、成形されるラッパ状圧粉体Ｃ１の中空部ｃ１を
形成する円錐台状のコア３が取着されている。コア３
は、下パンチ２と一体に形成することも、また、ネジや
ボルト等の適当な固着具により、或いは、接着剤によ
り、下パンチ２に取着することもできる。下パンチ２の
上方の大径部２ａと下方の小径部２ｂとの境界に形成さ
れた段部２ｃに、ダイ１の下端部に形成された、内方に
延在する鍔部１ａが係合することにより、ダイ１が、下
パンチ２に対して、上方に抜け出ないように構成されて
いる。

【０００８】４は、ダイ１の内周面、下パンチ２の上面
及びコア３の外周面とにより形成される空間（以下、単
に、「ダイキャビティーＤ」ともいう。）に装着される
ゴムモールドであり、ゴムモールド４の外径は、ダイ１
の内径と同じに形成されており、ゴムモールド４には、
成形されるラッパ状圧粉体Ｃ１の外周ｃ２より若干大き
な内周を有する円錐台状の透孔４ａが穿設されている。
５は、下パンチ２の上部角部に形成された段部２ｄに嵌
着された、硬質合成樹脂製のバックアップリングであ
り、ダイ１と下パンチ２との間隙へのゴムモールド４の
噛み込みを防止するためのものである。

【０００９】６は、支持台であり、支持台６に穿設され
た孔６ａにボルト７を挿通し、該ボルト７を、下パンチ
２の底部に穿設されたボルト孔２ｅに螺合させることに
より、支持台６上に下パンチ２が取着されている。８
は、下パンチ２の小径部２ｂに挿入された、適当枚数の
皿バネであり、ダイ１の下面と支持台６の上面との間に
配設されている。

【００１０】下パンチ２の上面、コア３の外周面及びゴ
ムモールド４の内周面とにより形成されるキャビティー
９に、粉末ｐが充填される。１０は、ゴム材により形成
された蓋であり、蓋１０の上面１０ａとダイ１の上面１
ｂとは、略面一になるように構成されている。

【００１１】１１は、上パンチであり、上パンチ１１
は、その下面１１ａが、円筒状のダイ１の中空部を覆う
とともに、ダイ１の上面１ｂに載置されるように構成さ
れている。１２は、上パンチ１１の下面１１ａに形成さ
れた環状溝１１ｂに嵌着された、硬質合成樹脂製のバッ
クアップリングであり、ダイ１と蓋１０の境目１３を覆
うように構成されている。

【００１２】ラッパ状圧粉体Ｃ１を成形する際には、先
ず最初に、下パンチ２の上面、コア３の外周面及びゴム
モールド４の内周面とにより形成されるキャビティー９
に、粉末ｐを充填した後、図２に示されているように、
蓋１０を被せる。次いで、上パンチ１１を下降させて、
図３に示されているように、ダイ１の上面１ｂに載置
し、その後、更に上パンチ１１を下降させると、ダイ１
と支持台６間に配設された皿バネ８に抗して、ダイ１が
上パンチ１１とともに下降する。このように上パンチ１
１及びダイ１は下降するが、支持台６に載置されている
下パンチ２は下降しないので、ダイ１の内周面、下パン
チ２の上面及びコア３の外周面とにより形成される空
間、即ち、ダイキャビティーＤの深さが浅くなり、従っ
て、ゴムモールド４が内側に収縮し、キャビティー９に
充填された粉末ｐを圧縮する。この圧縮により成形され
たラッパ状圧粉体を、「一次圧粉体Ｃ１’」と称する。

【００１３】その後、上パンチ１１を上昇させて、ゴム
モールド４への加圧を解除すると、ゴムモールド４の内
周面が収縮された状態から、外側に拡大した元の状態に
戻るので、図４に示されているように、一次圧粉体Ｃ
１’の外周面とゴムモールド４の内周面との間及び一次
圧粉体Ｃ１’の上面Ｃ１”とゴムモールド４の上面４ｂ
との間に間隙ｓが生ずる。この間隙ｓの幅は、当然のこ
とながら、最初に下パンチ２の上面、コア３の外周面及
びゴムモールド４の内周面とにより形成されるキャビテ
ィー９に充填される粉末ｐの充填密度が小さければ小さ
いほど大きくなる。

【００１４】次いで、図５に示されているように、上述
した間隙ｓに、粉末ｐ’を充填した後、蓋１０を被せる
とともに、再度、上パンチ１１を下降させて、図６に示
されているように、ダイ１の上面１ｂに載置し、その
後、更に上パンチ１１を下降させて、粉末ｐ’及び一次
圧粉体Ｃ１’を圧縮する。

【００１５】上述したような圧縮工程を、複数回、繰り
返して行うことにより、下パンチ２の上面、コア３の外
周面及びゴムモールド４の内周面とにより形成されるキ
ャビティー９に非常に近い大きさ及び形状の圧粉体、即
ち、焼結処理や熱処理等の後処理により製造される最終
製品と同じ大きさ及び形状の圧粉体を成形することがで
きる。

【００１６】所定回数の圧縮工程が終了した後、上パン
チ１１を上昇させてダイ１の上方の待機位置に戻し、次
いで、蓋１０を取り外す。その後、ゴムモールド４を上
方から引き抜き、更に、圧粉体をコア３から引き抜くこ
とにより、ラッパ状圧粉体を取り出すことができる。

【００１７】図２に示されているコア３を、円柱状に形
成するとともに、ゴムモールド４を円筒状に形成するこ
とにより、図７（ａ）に示されているような円筒状圧粉
体Ｃ２を成形することができる。また、コア３を設けず
に、且つ、ゴムモールド４を、有底の円筒状に形成する
ことにより、図７（ｂ）に示されているような円柱状圧
粉体Ｃ３を成形することができる。

【００１８】従来のように、１回の粉末充填作業後にパ
ンチ間で粉末を圧縮成形する方法では、例えば、高密度
充填がし難い粉末の場合には、圧粉体に象の足変形が起
こったり、高さの高い圧粉体では、直径が、高さ方向の
位置により変動して波うったりする等の種々の形状の歪
みが発生していた。しかしながら、本発明の適用によ
り、ゴムモールドへの粉末の高密度充填がし難い粉末の
場合にも、上記のような圧縮成形された圧粉体の形状の
歪みの発生がなくなった。

【００１９】図８及び図９には、図１０に示されている
ような、円筒部ｃ３の外周面に、軸線方向に沿って複数
本の凸条ｃ４が形成されている圧粉体Ｃ４を圧縮成形す
る圧粉体成形装置が示されている。この実施例では、蓋
１０が取り外された状態のダイ１、下パンチ２、ゴムモ
ールド４等の平面図である図９に示されているように、
圧粉体Ｃ４の円筒部ｃ３の内孔ｃ３’を形成するための
柱状のコア３を使用するとともに、ゴムモールド４の内
周には、圧粉体Ｃ４の凸条ｃ４を形成するための凹部４
ｃが、複数設けられている。また、ゴムモールド４の底
部４ｄには、コア３が嵌入可能な透孔４ｅが穿設されて
いる。このようなゴムモールド４及びコア３を使用し
て、上述したように、所定回数の圧縮工程を行い、図１
０に示されているような圧粉体Ｃ４を成形する。このよ
うに、外周面に、軸線方向に沿って複数本の凸条ｃ４が
設けられた圧粉体Ｃ４を、焼結処理や熱処理等の後処理
を施した後に、所望の大きさや形状を有する最終製品に
するには、複雑な機械加工が必要とされるが、本発明の
ように、圧縮工程を、複数回、繰り返して行うことによ
り、ネット・シェイプ或いはニア・ネット・シェイプの
圧粉体を成形することができる。なお、５は、下パンチ
２の上面に配置された、上述したと同様のバックアップ
リングである。

【００２０】従来のように、１回の粉末充填作業後にパ
ンチ間で粉末を圧縮成形する方法では、図１０のような
形状の圧粉体Ｃ４を圧縮成形する場合、圧粉体Ｃ４の凸
条ｃ４が折れやすくて成形が極めて困難であった。しか
しながら、本発明の適用により、このような凸条ｃ４や
突起のある圧粉体でも、割れ等の損傷のない圧粉体を成
形することができるようになった。

【００２１】従来の１回の粉末充填作業後にパンチ間で
粉末を圧縮成形する方法では、粉末の種類や粒度或いは
ゴムモールドのキャビティーの形状により、粉末の充填
状態の不均一さを反映して、圧粉体に大きい歪みが発生
したり、或いは、ゴムモールドの不均一な収縮のために
象の足と呼ばれる歪みが発生したり、更には、ネット・
シェイプ或いはニア・ネット・シェイプの圧粉体を成形
することが困難であった。しかしながら、本発明の適用
により、このような問題の大幅な改善が実現できた。

【００２２】なお、上述した実施例においては、ダイ１
とダイ１に装着された下パンチ２により形成されるダイ
キャビティーＤに、ゴムモールド４や粉末ｐ等を収容す
るとともに、下パンチ２と上パンチ１１とにより、ゴム
モールド４と粉末ｐ等を一緒に圧縮して、圧粉体を成形
する例を説明したが、ダイ１を有底とし、このようなダ
イ１に、ゴムモールド４や粉末ｐ等を収容し、次いで、
上パンチ１１を、ダイ１内に挿入することにより、ゴム
モールド４と粉末ｐ等を一緒に圧縮して、圧粉体を成形
することもできる。

【００２３】また、上述した実施例においては、粉末ｐ
の周囲にゴムモールド４が配置された例が示されている
が、ダイキャビティーＤの中心部にゴムモールド４を配
置し、ダイ１の内周面とゴムモールド４との間に粉末ｐ
を充填することもできるし、更には、ダイキャビティー
Ｄの左右の何方か一方の領域にゴムモールド４を配置
し、もう一方の領域に粉末ｐを充填することもできる。
いずれにせよ、ダイキャビティーＤに、ゴムモールド４
や粉末ｐが収容され、一緒に圧縮されるものであればよ
い。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載する効果を奏することができ
る。

【００２５】ネット・シェイプ或いはニア・ネット・シ
ェイプの圧粉体を成形することができ、従って、焼結処
理や熱処理等の後の機械加工が省略可能な、或いは、仕
上げ加工のみにより、最終製品を製造することができ
る。

【００２６】また、圧粉体が割れやすい複雑な形状の場
合、本発明の適用により、ネット・シェイプ或いはニア
・ネット・シェイプで、且つ、割れのない圧粉体を成形
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の圧粉体成形方法により成形され
る一例としての圧粉体の斜視図である。

【図２】図２は本発明の圧粉体成形方法が適用される一
例としての圧粉体成形装置の垂直断面図である。

【図３】図３は図２と同様の圧粉体成形装置の垂直断面
図である。

【図４】図４は図２と同様の圧粉体成形装置の要部垂直
断面図である。

【図５】図５は図２と同様の圧粉体成形装置の要部垂直
断面図である。

【図６】図６は図２と同様の圧粉体成形装置の垂直断面
図である。

【図７】図７は本発明の圧粉体成形方法により成形され
る別の例の圧粉体の斜視図である。

【図８】図８は本発明の圧粉体成形方法が適用される別
の圧粉体成形装置の要部垂直断面図である。

【図９】図９は図８に示されている圧粉体成形装置の蓋
が取り外された状態の平面図である。

【図１０】図１０は図８及び図９に示された圧粉体成形
装置により成形される圧粉体の斜視図である。

【符号の説明】

Ｃ１〜Ｃ４・・・・・・圧粉体ｐ・・・・・・・・・・粉末１・・・・・・・・・・ダイ２・・・・・・・・・・下パンチ３・・・・・・・・・・コア４・・・・・・・・・・ゴムモールド１０・・・・・・・・・蓋１１・・・・・・・・・上パンチ

フロントページの続き (72)発明者渡辺俊宏京都府京都市西京区松室追上町22番地の１エリーパート２ 401号インターメタリックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイキャビティーに収容されたゴムモール
ドと粉末を、パンチにより圧縮し、その後、該圧縮を解
除した後に、前記ダイキャビティー内に生じた間隙に粉
末を充填し、再度、前記パンチによる圧縮を行うことに
より圧粉体を成形することを特徴とする圧粉体成形方
法。