JPH10146695A - 横穴付粉末成形品の製造方法及び装置 - Google Patents

横穴付粉末成形品の製造方法及び装置

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JPH10146695A
JPH10146695A JP8302193A JP30219396A JPH10146695A JP H10146695 A JPH10146695 A JP H10146695A JP 8302193 A JP8302193 A JP 8302193A JP 30219396 A JP30219396 A JP 30219396A JP H10146695 A JPH10146695 A JP H10146695A
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cavity
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material powder
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Toru Narita
徹 成田
Susumu Maruoka
晋 丸岡
Hideo Sato
秀雄 佐藤
Masaru Kobayashi
勝 小林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧粉体における原料粉末の密度を容易かつ確
実に均一にでき、この圧粉体を焼結しても変形を小さく
して不良品の発生を防止することを目的とする。 【解決手段】 ダイ１と、上下パンチ２４、３０と、粉
末成形品の横穴を形成する雄側ピン９等とを用い、下パ
ンチ２４を、雄側ピン９等の長手方向と直交する方向に
分割して第１パンチ２５と第２パンチ２６とで構成し、
先ず、ダイ１のキャビティ２に雄側ピン９等を突出さ
せ、第２パンチ２６の先端が第１パンチ２５より突出し
た状態で下パンチ２４をキャビティ２に差し込み、下パ
ンチ２４を雄側ピン９から離しつつキャビティ２に原料
粉末を充填させ、キャビティ２に上パンチ３０を差し込
むとともに第２パンチ２６の先端を第１パンチ２５の先
端に一致させてから上下パンチ２４、３０で原料粉末を
加圧し、雄側ピン９等をキャビティ２から没入させた後
に圧粉体を抜き出すようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、横穴が設けられる
粉末成形品の製造方法及び装置に関し、特に、上下パン
チで加圧して得られる圧粉体において原料粉末の密度を
均一化させ、この圧粉体焼結後における最終製品の変形
を小さくできるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、エンドミルやフライスなどに使
用されるスローアウェイチップは、原料粉末を加圧した
後に焼結して作製される粉末成形品の一つであり、この
スローアウェイチップとしては、図１７に示すような縦
刃ブレーカ付のチップ１０１がある。このチップ１０１
は、側面１０２と上下両面１０３、１０４との各稜線に
切刃１０５、１０６を形成するとともに、側面１０２に
取付用の横穴１０７が設けられている。
【０００３】そして、このようなチップ１０１では、横
穴１０７の部分がアンダーカット部となるため、一般的
なダイを用いて上下のパンチによって加圧成形してもそ
の圧粉体をダイから抜き出すことが不可能となる。従っ
て、横穴１０７を形成するためのピンをダイのキャビテ
ィに対して出没自在に設け、このピンを突出させた状態
でキャビティへ原料粉末を充填し、かかる原料粉末を上
下パンチで加圧した後に、ピンをキャビティから没入さ
せて圧粉体をダイから抜き出すようにして対応してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧粉体
の形成に際して、ピンを突出させたキャビティへ原料粉
末を単に投入するだけでは、キャビティ内における原料
粉末の分布が均一とならない場合があり、この原料粉末
をそのまま上下パンチで加圧しても部分的に密度の異な
る圧粉体が形成されることになる。特に、キャビティ内
においてピンの直下部分では原料粉末が充填されにく
く、形成された圧粉体の横穴下方部分において原料粉末
の密度が低くなり、この圧粉体を焼結させてもその最終
製品が不良品になるといった問題点を有している。
【０００５】すなわち、圧粉体の密度が均一でない場合
には、この圧粉体を焼結させると、密度の高い部分では
膨らみが大きく、一方、密度の低い部分では膨らみが小
さいため、最終製品の表面に許容範囲を超えて不必要な
起伏や窪みを生じさせたり、また横穴の断面形状を円形
から楕円形に変形させてしまう、といった過度の変形を
生じさせることになる。そして、例えば図１７に示すチ
ップ１０１においてかかる変形が生じると、これをチッ
プ取付座に取り付ける場合にチップの座りが悪くなって
切刃の正確な位置出しが難しくなる他に、楕円形に変形
した横穴によって取付用ボルトが差し込み不能になるた
め、好ましくない。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、圧粉体における原料粉末の密度を容易かつ確
実に均一にできるようにして、この圧粉体を焼結しても
変形を小さくでき、不良品の発生を防止できるようにし
た横穴付粉末成形品の製造方法及び装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、か
かる目的を達成するために、本発明に係る横穴付粉末成
形品の製造方法は、横穴が設けられる粉末成形品の製造
方法であって、原料粉末が投入されるキャビティが形成
されたダイと、このキャビティの両側開口部から原料粉
末を加圧する上下パンチと、前記横穴を形成するために
キャビティに出没自在のピンとを用い、前記下パンチ
を、前記ピンの長手方向と直交する方向に複数に分割し
て少なくとも外側の第１パンチとこれに挟まれる内側の
第２パンチとで構成するとともにこれらが相対的に移動
するように設け、先ず、前記キャビティに前記ピンを突
出させるとともに、前記下パンチを、前記第２パンチの
先端が前記第１パンチより前記キャビティ内方に突出し
た状態でこのキャビティ内のピン付近まで差し込み、次
いで、この下パンチを前記ピンから離しつつ、当該キャ
ビティに原料粉末を充填させ、次いで、このキャビティ
に前記上パンチを差し込むとともに、前記第２パンチを
前記第１パンチに対して引き込んでその先端を当該第１
パンチの先端に一致させてから、これら上下パンチによ
って原料粉末を加圧し、前記ピンを当該キャビティから
没入させた後に、このキャビティから圧粉体を抜き出す
ようにしたことを特徴とする。
【０００８】なお、上記製造方法においては、前記上パ
ンチとして、前記下パンチの第１及び第２パンチとそれ
ぞれ対応するように外側の第３パンチとこれに挟まれる
内側の第４パンチとで構成するとともにこれらが相対的
に移動するものを用い、この上パンチを前記キャビティ
に差し込むときに、前記第２パンチを前記第１パンチに
対して引き込むことに同期させて、前記第４パンチの先
端を前記第３パンチより当該キャビティ内方に突出させ
るようにしてもよい。
【０００９】また、本発明に係る横穴付粉末成形品の製
造装置は、横穴が設けられる粉末成形品の製造装置であ
って、原料粉末が投入されるキャビティが形成されたダ
イと、このキャビティの両側開口部から原料粉末を加圧
する上下パンチと、前記横穴を形成するためにキャビテ
ィに出没自在のピンとを具備し、前記下パンチは、前記
ピンの長手方向と直交する方向に複数に分割されて少な
くとも外側の第１パンチとこれに挟まれる内側の第２パ
ンチとで構成されるとともにこれらが相対的に移動する
ように設けられ、前記第２パンチは、原料粉末への加圧
前に、その先端が前記第１パンチより前記キャビティ内
方に突出した状態から、この第１パンチに対して引き込
んでその先端が当該第１パンチの先端に一致した状態ま
で駆動することを特徴とする。
【００１０】なお、上記製造装置においては、前記上パ
ンチとして、前記下パンチの第１及び第２パンチとそれ
ぞれ対応するように外側の第３パンチとこれに挟まれる
内側の第４パンチとで構成するとともにこれらが相対的
に移動するものを用い、前記第４パンチが、原料粉末へ
の加圧前に、前記第２パンチを前記第１パンチに対して
引き込むことに同期させて、前記第４パンチの先端を前
記第３パンチより当該キャビティ内方に突出させるよう
に駆動するものであってもよい。
【００１１】このように、本発明に係る横穴付粉末成形
品の製造方法は、下パンチを、ピンの長手方向と直交す
る方向に複数に分割して少なくとも外側の第１パンチと
これに挟まれる内側の第２パンチとで構成しているた
め、第２パンチがピンの直下部分に対応するとともに第
１パンチがそれ以外の部分に対応することになる。従っ
て、下パンチがダイに対して下方に移動する吸い込み充
填後、第２パンチが第１パンチに対して引き込むことに
より、ピンの直下部分に確実に原料粉末を充填させるこ
とが可能となる。
【００１２】そして、ピン直下部分に確実に原料粉末を
充填させることによってキャビティ内の原料粉末の分布
を均一にできるため、この原料粉末を加圧して形成され
た圧粉体において、原料粉末の密度を容易かつ確実に均
一化することができ、かかる圧粉体を焼結しても最終製
品の表面に生じる起伏や、横穴の変形が小さくなるの
で、最終製品に不良品が発生するのを防止できるように
している。なお、第２パンチは、原料粉末の加圧時に、
その先端が第１パンチの先端と一致するため、圧粉体の
下面に段差が生じるようなことはない。
【００１３】また、上記製造方法において、上パンチ
を、下パンチの第１及び第２パンチとそれぞれ対応する
ように第３パンチ及び第４パンチで構成したものでは、
上パンチをキャビティに差し込む際、第２パンチを第１
パンチに対して引き込むことに同期させて、第４パンチ
の先端を第３パンチよりキャビティ内方に突出させるこ
とにより、キャビティ内における原料粉末の充填比を調
整させることができる。これにより、キャビティ内の原
料粉末の分布をより一層均一にできるため、圧粉体にお
ける原料粉末の密度を一層容易かつ確実に均一化するこ
とができ、最終製品に不良品が発生するのを防止するこ
とが可能となる。
【００１４】続いて、本発明に係る横穴付粉末成形品の
製造装置は、下パンチを、ピンの長手方向と直交する方
向に複数に分割して少なくとも外側の第１パンチとこれ
に挟まれる内側の第２パンチとで構成しているため、第
２パンチがピンの直下部分に対応するとともに第１パン
チがそれ以外の部分に対応することになる。従って、下
パンチがダイに対して下方に移動する吸い込み充填後、
第２パンチが第１パンチに対して引き込むことにより、
ピンの下方部分に確実に原料粉末を充填させることが可
能となる。
【００１５】そして、ピン直下部分に確実に原料粉末を
充填させることによってキャビティ内の原料粉末の分布
を均一にできるため、この原料粉末を加圧して形成され
た圧粉体において、原料粉末の密度を容易かつ確実に均
一化することができ、かかる圧粉体を焼結しても最終製
品の表面に生じる起伏や、横穴の変形を小さくなるの
で、最終製品に不良品が発生するのを防止できるように
している。なお、第２パンチは、原料粉末の加圧時に、
その先端が第１パンチの先端と一致するため、圧粉体の
下面に段差が生じるようなことはない。
【００１６】また、上記製造装置において、上パンチ
を、下パンチの第１及び第２パンチとそれぞれ対応する
ように第３パンチ及び第４パンチで構成したものでは、
上パンチをキャビティに差し込む際、第２パンチを第１
パンチに対して引き込むことに同期させて、第４パンチ
の先端を第３パンチよりキャビティ内方に突出させるこ
とにより、キャビティ内における原料粉末の充填比を調
整させることができる。これにより、キャビティ内の原
料粉末の分布をより一層均一にできるため、圧粉体にお
ける原料粉末の密度を一層容易かつ確実に均一化するこ
とができ、最終製品に不良品が発生するのを防止するこ
とが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図１６を参照して説明する。図１及び図２に示すよう
に、この実施の形態は、図１７に示す縦刃ブレーカ付の
チップ１０１を成形するものである。ただし、粉末成形
品に横穴を設けるものであれば、このようなチップ１０
１の成形用として用いることに限定されず、他の粉末成
形品の製造装置としても使用することができる。
【００１８】そして、キャビティ２が形成されるダイ１
には、キャビティ２を挟んで対向する水平状態の２つの
水平孔３、４が設けられている（図２参照）。また、ダ
イ１は、固定具６に挟持された状態でダイプレート５に
固定されるとともに、このダイプレート５から垂下する
脚部７が、油圧等で駆動するロッド等に連結されてい
る。従って、ダイ１は、ロッド等を移動させることによ
り、脚部７及びダイプレート５を介して基台８に対し上
下に移動する。
【００１９】また、図２及び図３に示すように、ダイ１
の水平孔３には円柱状の雄側ピン９が、また水平孔４に
は同じく円柱状の雌側ピン１０がそれぞれ摺動自在に設
置されている。この雄側ピン９は、先端側（図２の右
側）部分に小径部９ａを設けるとともに、この小径部９
ａの基端部分を順次拡径してテーパ部９ｂが設けられて
いる。また、小径部９ａの断面形状は、図示のような円
形状に形成されることに限定するものではなく、例えば
上下方向の径が横方向の径より長くなった略楕円形状に
形成されるものであってもよい。
【００２０】一方、雌側ピン１０は、先端側（図２の左
側）部分に、雄側ピン９の小径部９ａを嵌め入れ可能な
開口部１０ａを設けるとともに、その先端部分を順次拡
径してテーパ部１０ｂが設けられている。なお、テーパ
部９ｂ及びテーパ部１０ｂのテーパ角度は、約３０゜〜
４５゜の範囲に設定されるが、その角度は任意に設定す
ることができる。ただし、これらテーパ部９ｂ、１０ｂ
は、直線状に拡径することに限定するものではなく、曲
線状に拡径させるようにしてもよい。
【００２１】また、小径部９ａを開口部１０ａに嵌め入
れるものに限定されず、例えば小径部９ａの先端と、雌
側ピン１０の先端部分を単に突き合わせるようにしたも
のであってもよく、しかも、その突き合わせ位置は任意
に設定することができる。なお、雄側ピン９と雌側ピン
１０との突き合わせ位置をキャビティ２の略中央に設定
したものでは、これらピンを圧粉体から抜くときに、圧
粉体に対する負荷をバランス良く負担することが可能と
なる。
【００２２】また、図３に示すように、雄側ピン９の小
径部９ａを雌側ピン１０の開口部１０ａに嵌め込むよう
にしたものでは、雄側ピン９と雌側ピン１０とを突き合
わせたときに、これらピンをキャビティ２内で確実に連
続させることができ、後述する上下パンチによってキャ
ビティ２の原料粉末を加圧したときでも両者のずれを防
止し、圧粉体の横穴を精度良く形成させることが可能と
なる。
【００２３】続いて、雄側ピン９は、図２に示すよう
に、継手１１を介して駆動手段１２に接続されている。
この駆動手段１２は、シリンダ１３とピストンロッド１
４とで構成され、前後シリンダ室のそれぞれに供給され
るエアの圧力によってピストンロッド１４を駆動し、こ
のピストンロッド１４とともに継手１１を介して雄側ピ
ン９を移動させるようにしている。
【００２４】一方、雌側ピン１０は、継手１５を介して
駆動手段１６に接続されている。この駆動手段１６は、
駆動手段１２と同様、シリンダ１７とピストンロッド１
８とで構成され、前後シリンダ室のそれぞれに供給され
るエアの圧力によってピストンロッド１８を駆動し、こ
のピストンロッド１８とともに継手１５介して雌側ピン
１０を移動させるようにしている。ただし、これら駆動
手段１２、１６は、雄側ピン９又は雌側ピン１０を移動
させるものであれば上記のような構成のものに限定され
ず、例えば、油圧シリンダの他、モータなどの駆動源を
用いるようにしてもよい。
【００２５】なお、駆動手段１２による雄側ピン９の移
動は、小径部９ａをキャビティ２から没入させた状態
と、小径部９ａ及びテーパ部９ｂをキャビティ２に突出
させた状態との範囲で行われる。一方、駆動手段１６に
よる雌側ピン１０の移動は、テーパ部１０ｂをキャビテ
ィ２から没入させた状態と、テーパ部１０ｂをキャビテ
ィ２に突出させた状態との範囲で行われる。
【００２６】そして、駆動手段１２、１６によって雄側
ピン９及び雌側ピン１０をそれぞれキャビティ２に向け
て移動させることにより、雄側ピン９の小径部９ａが雌
側ピン１０の開口部１０ａに嵌まり込み、かつそれぞれ
のテーパ部９ｂ、１０ｂがキャビティ２に露出した状態
となる。なお、ダイ１と駆動手段１２、１６との間は、
下端部分がダイプレート５に固着されたカバー１９によ
って覆われており、雄側ピン９や雌側ピン１０、継手１
１、１５、ピストンロッド１４、１８を保護するように
している。
【００２７】また、雄側ピン９及び雌側ピン１０のそれ
ぞれには、筒状のストッパ２０、２１が取り付けられ、
ナット２２、２３によってそれぞれ後方への移動が係止
された状態となっている。そして、上記のように雄側ピ
ン９及び雌側ピン１０をそれぞれキャビティ２に向けて
移動させた場合、ストッパ２０、２１のそれぞれがダイ
１の外壁に当接することによって、雄側ピン９及び雌側
ピン１０のそれぞれは、その位置から前方への移動が係
止されることになる。
【００２８】このストッパ２０、２１は、雄側ピン９及
び雌側ピン１０が必要以上にキャビティ２方向へ移動し
てしまうのを防止するものであり、これにより、雄側ピ
ン９及び雌側ピン１０のテーパ部９ｂ、１０ｂをキャビ
ティ２内壁に沿って適切に露出させることが可能とな
る。ただし、ストッパ２０、２１として図示のものに限
定されるものではなく、所定位置にある雄側ピン９等の
前進を規制できるものであれば、その構成は任意であ
る。さらに、駆動手段１２、１６によってピストンロッ
ド１４、１８の移動量を正確に制御できるものであれ
ば、ストッパ２０、２１を設けるか否かは任意である。
【００２９】なお、雄側ピン９等を前進させた位置で、
これら雄側ピン９等が後退しないように、ダイ１に各種
保持部材を設けるようにしてもよい。ただし、駆動手段
１２、１６によって雄側ピン９等を強く保持できるもの
であれば、このような保持部材を用いる必要がない。
【００３０】また、ダイ１は、脚部７が移動することに
よりダイプレート５を介して基台８に対し上下に移動す
るが、このとき、駆動手段１２、１６もダイ１の移動と
ともに上下に移動することになる。
【００３１】次に、下パンチ２４は、キャビティ２の下
側開口部分から差し込まれた状態に設定され、図１に示
すように、小径部９ａ（雄側ピン９）の長手方向と直交
する方向に複数に分割され、外側の第１パンチ２５とこ
の第１パンチ２５に挟まれる内側の第２パンチ２６とで
構成されている。従って、第２パンチ２６は小径部９ａ
の直下に位置するとともに、第１パンチ２５は小径部９
ａの直下以外に位置することになる。
【００３２】そして、第１パンチ２５は、シリンダ２７
及びカバー２８を介して基台８に固定されており、一
方、第２パンチ２６は、シリンダ２７内にセットされる
ピストン２９に取り付けられている。従って、第２パン
チ２６は、シリンダ２７内の上部室２７ａもしくは下部
室２７ｂにそれぞれ油圧サーボからの油圧が導入される
ことによって、ピストン２９の駆動を介して第１パンチ
２５に対し相対的に上下に移動する。ただし、第２パン
チ２６の駆動手段としては、図示のような油圧シリンダ
の他、エアシリンダやモータなどの駆動源を用いるよう
にしてもよい。
【００３３】また、この第２パンチ２６の移動は、その
先端が第１パンチ２５の先端と一致した状態から、この
第１パンチ２５より突出して小径部９ａに当接しない状
態までの範囲で行われる。なお、このような第２パンチ
２６の移動範囲の設定は、ピストン２９の駆動範囲で設
定する他、図示しない各種ストッパによっても適宜設定
可能である。
【００３４】ただし、この下パンチ２４としては、図示
のように三分割することに限定されず、第１パンチ２５
及び第２パンチ２６をそれぞれさらに複数に分割してこ
れらが独立して駆動するようなものであってもよい。こ
の場合であっても、第２パンチ２６は小径部９ａの直下
部分に位置し、かつ少なくとも外側の第１パンチ２５に
挟まれるとともに第１パンチ２５に対して相対的に移動
することは勿論である。
【００３５】また、下パンチ２４と基台８との間には、
振動機構を設けるようにしてもよい。この振動機構は、
下パンチ２４に対して縦振動を与えるものであり、その
駆動を調整手段によって制御するようしている。すなわ
ち、下パンチ２４を振動させる振動幅や振動時間がこの
調整手段によって適宜設定され、振動機構の駆動を介し
て下パンチ２４を適宜振動させるようにしている。な
お、振動機構の振動として縦振動に限定されず、縦振動
に横振動を加えたものや横振動のみであってもよい。
【００３６】また、振動機構は、下パンチ２４のみを対
象として設けられることに限定するものではなく、例え
ばダイ１とダイプレート５との間のみ、もしくはここと
下パンチ２４の双方に設けるようにしてもよい。なお、
振動機構をダイ１とダイプレート５との間に設けた場合
は、ダイ１全体、すなわちキャビティ２自体を振動させ
ることになる。このとき、縦振動とするか否か、調整手
段で振動幅や振動時間を調整するか否かは上述と同様任
意である。
【００３７】次に、上パンチ３０は、カバー３１、シリ
ンダ３２、接続部材３３を介して、油圧等で駆動するロ
ッド３４と連結されており、このロッド３４を移動させ
ることにより上下に移動する。なお、この上パンチ３０
は、キャビティ２の上側開口部分から差し込むことがで
きるような位置関係で設定されている。
【００３８】また、上パンチ３０は、図１に示すよう
に、第１パンチ２５及び第２パンチ２６とそれぞれ対応
するように複数に分割され、外側の第３パンチ３５とこ
の第３パンチ３５に挟まれる内側の第４パンチ３６とで
構成されている。従って、第４パンチ３６は小径部９ａ
の直上に位置するとともに、第３パンチ３５は小径部９
ａの直上以外に位置することになる。
【００３９】そして、第３パンチ３５は、カバー３１及
びシリンダ３２を介して接続部材３３に固定されてお
り、一方、第４パンチ３６は、シリンダ３２内にセット
されるピストン３７に取り付けられている。従って、第
３パンチ３５は、ロッド３４の移動に伴って上下に移動
し、一方、第４パンチ３６は、シリンダ３２内の下部室
３２ａもしくは上部室３２ｂにそれぞれ油圧サーボから
の油圧が導入されることにより、ピストン３７の駆動を
介して第３パンチ３５に対し相対的に上下に移動する。
ただし、第４パンチ３６の駆動手段としては、図示のよ
うな油圧シリンダの他、エアシリンダやモータなどの駆
動源を用いるようにしてもよい。
【００４０】また、この第４パンチ３６の移動は、その
先端が第３パンチ３５の先端と一致した状態から、この
第３パンチ３５より突出して小径部９ａに当接しない状
態までの範囲で行われる。なお、このような第４パンチ
３６の移動範囲の設定は、ピストン３７の駆動範囲で設
定する他、図示しない各種ストッパによっても適宜設定
可能である。
【００４１】ただし、この上パンチ３０としては、図示
のように三分割することに限定されず、下パンチ２４を
分割した個数に応じて第３パンチ３５及び第４パンチ３
６をそれぞれ複数に分割してこれらが独立して駆動する
ようなものであってもよい。この場合であっても、これ
ら第４パンチ３６は小径部９ａの直上部分に位置し、か
つ少なくとも外側の第３パンチ３５に挟まれるとともに
第３パンチ３５に対して相対的に移動することは勿論で
ある。なお、これら第１〜４パンチ２５、２６、３５、
３６からなる下パンチ２４及び上パンチ３０は、キャビ
ティ２に充填された原料粉末を加圧するものとして用い
られる。
【００４２】なお、以上の製造装置では、下パンチ２４
の第１パンチ２５を固定して（上下に移動しないように
して）、ダイ１を上下に移動させるタイプのものである
が、これに限定されるものではなく、例えば、ダイ１を
固定するとともに、第１パンチ２５を上下に移動させる
ようにしてもよい。すなわち、ダイ１と第１パンチ２５
とが相対的に移動するように構成したものであれば、そ
の態様は任意に設定可能である。ただし、第１パンチ２
５が移動するタイプのものであっても、第２パンチ２６
を、この第１パンチ２５に対して相対的に移動させる点
は同様である。
【００４３】続いて、図１７に示すチップ１０１などの
横穴付粉末成形品の製造方法について説明すると、図４
に示すように、第１充填工程（Ａ）、第２充填工程
（Ｂ）、充填比調整工程（Ｃ）、加圧工程（Ｄ）、圧抜
き・雄側ピン及び雌側ピン抜き工程（Ｅ）、抜出工程
（Ｆ）、雄側ピン及び雌側ピン挿入工程（Ｇ）といった
一サイクルの成形手順によって行われる。
【００４４】第１充填工程（Ａ）については、図５及び
図６に示すように行われる。先ず、原料粉末の充填に先
だって、図６に示すように駆動手段１２、１６をそれぞ
れ駆動し、雄側ピン９及び雌側ピン１０の双方をキャビ
ティ２に向けて前進させる。このとき、雄側ピン９の小
径部９ａは雌側ピン１０の開口部１０ａに嵌まり込み、
かつ各テーパ部９ｂ，１０ｂがキャビティ２に露出した
状態となっている。さらに、下パンチ２４を、第２パン
チ２６が第１パンチ２５より突出した状態にして、この
第２パンチ２６の上端がテーパ部９ｂ付近に位置するよ
うにダイ１の移動位置を調整する。
【００４５】また、図６に示すように、雄側ピン９及び
雌側ピン１０の双方をキャビティ２に向けて前進させた
ときには、ストッパ２０、２１によって、雄側ピン９等
がそれ以上前進しないように規制される。これにより、
雄側ピン９及び雌側ピン１０のテーパ部９ｂ、１０ｂの
それぞれは、キャビティ２内壁に沿った適切な位置に露
出した状態となっている。
【００４６】そして、図５及び図６に示すように、フィ
ーダ３８をキャビティ２上方に移動させるとともに原料
粉末をフィーダ３８からキャビティ２に供給する（第１
充填）。なお、このような原料粉末の供給方法としてフ
ィーダ３８による供給方法に限定するものではなく、例
えば、ロボットハンドによる秤量済原料粉末を空中より
給粉するようにしてもよい。
【００４７】次に、第２充填工程（Ｂ）については、図
７及び図８に示すように行われる。先ず、ダイ１上にお
いてフィーダ３８を図７（図８）右方に移動させ、フィ
ーダ３８をキャビティ２の上方から離す。このフィーダ
３８が移動する際、キャビティ２に充填された原料粉末
をフィーダ３８ですり切ることにより、かかるキャビテ
ィ２に一定量の原料粉末を充填できるようにしている。
【００４８】そして、図７及び図８に示すように、ダイ
１を持ち上げる。このとき、下パンチ２４は移動しない
ため、第１パンチ２５及び第２パンチ２６の上端が相対
的にキャビティ２の下方に移動することによりキャビテ
ィ２の原料粉末を引き込み、小径部９ａ直下に原料粉末
を回り込ませるようにしている（第２充填）。その結
果、小径部９ａ直下において効率よく原料粉末を充填で
きるものとなる。このとき、第１パンチ２５と第２パン
チ２６とは相対的な移動が行われていない。
【００４９】なお、ダイ１を持ち上げて下パンチ２４の
上端を下方に移動させていることに代えて、ダイ１を固
定させるとともに下パンチ２４を下方に移動させるよう
にしてもよいことは勿論である。
【００５０】また、下パンチ２４に振動機構が設けられ
ている場合には、キャビティ２への原料粉末の充填時も
しくは充填後の少なくとも一方で振動機構を駆動して下
パンチ２４を振動させ、キャビティ２内の原料粉末を小
径部９ａ直下により一層効率よく充填させるようにして
いる。なお、この振動機構は、下パンチ２４の他、ダイ
１に設けて、ダイ１を振動させることによってキャビテ
ィ２内の原料粉末の充填効率を高めるようにしてもよ
い。
【００５１】さらに、振動機構における振動幅や振動時
間に関しては、調整手段によって適宜設定され、キャビ
ティ２内において小径部９ａより上方と下方の原料粉末
の比率をコントロールするように振動機構の動作態様を
調整している。これにより、上下パンチ２４、３０で原
料粉末を加圧したときに、その圧粉体の略中央に小径部
９ａを位置させつつ、全体の密度の均一性を向上させる
ようにしている。ただし、このような振動機構及び調整
手段を設けるか否かは任意である。
【００５２】次に、充填比調整工程（Ｃ）については、
図９に示すように行われる。キャビティ２の上側開口部
分から上パンチ３０を差し込むとともに、第４パンチ３
６を駆動してその先端を第３パンチ３５の下端から突出
させ、これと同時に第２パンチ２６を第１パンチ２５に
対して引っ込めるように移動させる。これにより、小径
部９ａ直上部分の原料粉末が第４パンチ３６に押される
一方、第２パンチ２６を引き込むことにより小径部９ａ
直下部分に原料粉末を吸い込ませており、小径部９ａ直
下部分において原料粉末の密度が低くなるのを規制する
ようにしてキャビティ２内における原料粉末の充填比を
調整するようにしている。
【００５３】なお、この充填比調整工程において、第２
パンチ２６は、その先端が第１パンチ２５の先端に一致
するまで引っ込められ、一方、第４パンチ３６は、第２
パンチ２６が引っ込んだ量に対応するように第３パンチ
３５から突出する。また、第２パンチ２６や第４パンチ
３６が複数個に分割されて構成されている場合には、第
２パンチ２６のそれぞれが引き込むことに同期させて、
第４パンチ３６のそれぞれを突出させるようにする。
【００５４】ただし、上パンチ３０を、第３パンチ３５
及び第４パンチ３６とで構成させることに限定するもの
ではなく、単一部材からなるものであってもよい。この
場合、充填比調整工程（Ｃ）は、下パンチ２４におい
て、第２パンチ２６が第１パンチ２５に対して引き込ま
れるだけで行われる。
【００５５】次に、加圧工程（Ｄ）については、図１０
及び図１１に示すように行われる。下パンチ２４は、第
１及び第２パンチ２５、２６の先端を一致させ、一方、
上パンチ３０は、第４パンチ３６を第３パンチ３５に対
して引き込んでその先端を一致させた状態で、上パンチ
３０と下パンチ２４との間でキャビティ２内の原料粉末
を加圧し、圧粉体３９を形成する。
【００５６】このとき、ダイ１を多少下方に移動させる
ようにして、小径部９ａが圧粉体３９の略中央に位置す
るように調整する。なお、ダイ１や上パンチ３０の移動
は油圧シリンダ等の駆動源によって行われ、それぞれの
移動量は、各種センサに基づく出力などによって設定さ
れる。ただし、このようなダイ１の移動による調整方法
に代えて、ダイ１を固定するとともに下パンチ２４を多
少移動させるようにして調整してもよい。
【００５７】また、上下パンチ２４、３０で原料粉末を
加圧した場合、加圧された原料粉末が雄側ピン９及び雌
側ピン１０のテーパ部９ｂ、１０ｂを外側に向けて押圧
するため、雄側ピン９及び雌側ピン１０には外側に向け
て移動させる力が働くが、駆動手段１２、１６で雄側ピ
ン９及び雌側ピン１０をそれぞれ前進方向に付勢してい
るため、不用意に後退することはない。ただし、これら
雄側ピン９等の後退を規制するための保持部材等をダイ
１に設けるか否かは任意である。
【００５８】次に、圧抜き・雄側ピン及び雌側ピン抜き
工程（Ｅ）については、図１２に示すように行われる。
先ず、圧粉体３９に対する上下パンチ２４、３０の加圧
を減少もしくは除去する。ただし、上パンチ３０を圧粉
体３９から引き離すのではなく、上下パンチ２４、３０
で圧粉体３９を挟み込んだままの状態としている。そし
て、駆動手段１２、１６（図２参照）をそれぞれ駆動し
て雄側ピン９及び雌側ピン１０の双方をキャビティ２か
ら引っ込める。
【００５９】その結果、圧粉体３９には、小径部９ａの
あった部分に横孔４０が形成された状態となっている。
さらに、雄側ピン９及び雌側ピン１０のテーパ部９ｂ、
１０ｂによって圧粉体３９の横孔４０には面取りがなさ
れた状態となっている。なお、上下パンチ２４、３０
は、圧粉体３９への加圧を減少もしくは除去しているた
め、小径部９ａを抜く際の負荷をかけないようにしてお
り、しかも、横孔４０が形成された圧粉体３９を押しつ
ぶすことはない。
【００６０】次に、抜出工程（Ｆ）については、図１３
及び図１４に示すように行われる。圧粉体３９を上下パ
ンチ２４、３０で挟んだまま、下パンチ２４の上端がダ
イ１の上面と一致するまでダイ１を下方に移動させる。
これにより、圧粉体３９はダイ１（キャビティ２）から
抜き出され、その後、上パンチ３０を圧粉体３９から引
き離すことにより、圧粉体３９は下パンチ２４上（ダイ
１上）から払い出され、圧粉体３９が取り出される。こ
のように、下パンチ２４の上端をダイ１の上面に合致さ
せているため、圧粉体３９の払い出しを容易にしてい
る。なお、この抜出工程（Ｆ）では、上下パンチ２４、
３０は、第１及び第２パンチ２５、２６の先端同士、並
びに第３及び第４パンチ３５、３６の先端同士をそれぞ
れ一致させた状態のまま保持されている。
【００６１】また、ダイ１が下方に移動することによっ
て、圧粉体３９の側面とキャビティ２の壁面との間が擦
れ合うことになる。そして、圧粉体３９には横孔４０が
形成されているため、キャビティ２の壁面と擦れ合って
横孔４０の上側部分にクラック等が生じやすくなってい
る。しかし、圧粉体３９には、雄側ピン９及び雌側ピン
１０それぞれのテーパ部９ａ、１０ａによって横孔４０
に面取りが施されているため、上述のようなクラック等
が生じるようなことはない。
【００６２】次に、雄側ピン及び雌側ピン挿入工程
（Ｇ）については、図１５及び図１６に示すように行わ
れる。図１３及び図１４の状態まで下げられていたダイ
１を上方に移動させるとともに、第２パンチ２６を移動
させてその先端を第１パンチ２５から突出させ、この第
２パンチ２６の先端がダイ１の水平孔３、４より下側と
なるようにセットする。さらに、駆動手段１２、１６を
駆動させて雄側ピン９及び雌側ピン１０の双方をキャビ
ティ２に向けて移動させ、キャビティ２内において小径
部９ａを開口部１０ａに差し込んだ状態にする。
【００６３】これにより、原料粉末を充填可能なキャビ
ティ２がダイ１に形成され、第１充填工程（Ａ）が可能
な状態になる。そして、この雄側ピン及び雌側ピン挿入
工程（Ｇ）の状態から図５及び図６に示すフィーダ３８
をダイ１上にセットすることにより、第１充填工程
（Ａ）が行われることになる。
【００６４】以上のような一サイクルの手順を繰り返す
ことにより、横穴４０を持つ圧粉体３９を連続して成形
することが可能になっている。なお、ダイ１から取り出
された圧粉体３９は、その後焼結されるとともに、寸法
精度を高めるために適宜研磨されて図１７に示すような
チップ１０１の完成品が得られる。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る横穴
付粉末成形品の製造方法は、下パンチを、ピンの長手方
向と直交する方向に複数に分割して少なくとも外側の第
１パンチとこれに挟まれる内側の第２パンチとで構成し
ているため、第２パンチがピンの直下部分に対応すると
ともに第１パンチがそれ以外の部分に対応することにな
る。従って、下パンチがダイに対して下方に移動する吸
い込み充填後、第２パンチが第１パンチに対して引き込
むことにより、ピンの直下部分に確実に原料粉末を充填
させることができる。
【００６６】そして、ピン直下部分に確実に原料粉末を
充填させることによってキャビティ内の原料粉末の分布
を均一にできるため、この原料粉末を加圧して形成され
た圧粉体において、原料粉末の密度を容易かつ確実に均
一化することができ、かかる圧粉体を焼結しても最終製
品の表面に生じる起伏や、横穴の変形が小さくなるの
で、最終製品に不良品が発生するのを防止することがで
きる。
【００６７】また、上記製造方法において、上パンチ
を、下パンチの第１及び第２パンチとそれぞれ対応する
ように第３パンチ及び第４パンチで構成したものでは、
上パンチをキャビティに差し込む際、第２パンチを第１
パンチに対して引き込むことに同期させて、第４パンチ
の先端を第３パンチよりキャビティ内方に突出させるこ
とにより、キャビティ内における原料粉末の充填比を調
整させることができる。これにより、キャビティ内の原
料粉末の分布をより一層均一にできるため、圧粉体にお
ける原料粉末の密度を一層容易かつ確実に均一化するこ
とができ、最終製品に不良品が発生するのを防止するこ
とができる。
【００６８】続いて、本発明に係る横穴付粉末成形品の
製造装置は、下パンチを、ピンの長手方向と直交する方
向に複数に分割して少なくとも外側の第１パンチとこれ
に挟まれる内側の第２パンチとで構成しているため、第
２パンチがピンの直下部分に対応するとともに第１パン
チがそれ以外の部分に対応することになる。従って、下
パンチがダイに対して下方に移動する吸い込み充填後、
第２パンチが第１パンチに対して引き込むことにより、
ピンの下方部分に確実に原料粉末を充填させることがで
きる。
【００６９】そして、ピン直下部分に確実に原料粉末を
充填させることによってキャビティ内の原料粉末の分布
を均一にできるため、この原料粉末を加圧して形成され
た圧粉体において、原料粉末の密度を容易かつ確実に均
一化することができ、かかる圧粉体を焼結しても最終製
品の表面に生じる起伏や、横穴の変形を小さくなるの
で、最終製品に不良品が発生するのを防止することがで
きる。
【００７０】また、上記製造装置において、上パンチ
を、下パンチの第１及び第２パンチとそれぞれ対応する
ように第３パンチ及び第４パンチで構成したものでは、
上パンチをキャビティに差し込む際、第２パンチを第１
パンチに対して引き込むことに同期させて、第４パンチ
の先端を第３パンチよりキャビティ内方に突出させるこ
とにより、キャビティ内における原料粉末の充填比を調
整させることができる。これにより、キャビティ内の原
料粉末の分布をより一層均一にできるため、圧粉体にお
ける原料粉末の密度を一層容易かつ確実に均一化するこ
とができ、最終製品に不良品が発生するのを防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る横穴付粉末成形品の製造装置
の、実施の形態を示す側面断面図である。
【図２】 図１に示す製造装置の正面断面図である。
【図３】 図１に示す製造装置の、キャビティ部分を拡
大した断面図である。
【図４】 本発明に係る横穴付粉末成形品の製造方法に
おける手順の説明図である。
【図５】 原料粉末の第１充填工程を示す側面模式図で
ある。
【図６】 原料粉末の第１充填工程を示す正面模式図で
ある。
【図７】 原料粉末の第２充填工程を示す側面模式図で
ある。
【図８】 原料粉末の第２充填工程を示す正面模式図で
ある。
【図９】 原料粉末の充填比調整工程を示す側面模式図
である。
【図１０】 原料粉末の加圧工程を示す側面模式図であ
る。
【図１１】 原料粉末の加圧工程を示す正面模式図であ
る。
【図１２】 圧粉体に対する圧抜き・雄側ピン及び雌側
ピン抜き工程を示す正面模式図である。
【図１３】 圧粉体の抜出工程を示す側面模式図であ
る。
【図１４】 圧粉体の抜出工程を示す正面模式図であ
る。
【図１５】 雄側ピン及び雌側ピン挿入工程を示す側面
模式図である。
【図１６】 雄側ピン及び雌側ピン挿入工程を示す正面
模式図である。
【図１７】 横穴を持つ縦刃ブレーカ付のチップ（粉末
成形品）を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ ダイ ２ キャビティ ９ 雄側ピン １０ 雌側ピン ２４ 下パンチ ２５ 第１パンチ ２６ 第２パンチ ３０ 上パンチ ３５ 第３パンチ ３６ 第４パンチ ３９ 圧粉体 ４０ 横穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ３０Ｂ 11/02 Ｂ２２Ｆ 5/00 Ａ (72)発明者 丸岡 晋 茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地 三菱マテリアル株式会社筑波製作所内 (72)発明者 佐藤 秀雄 新潟県長岡市城岡２−４−１ 玉川マシナ リー株式会社長岡工場内 (72)発明者 小林 勝 新潟県長岡市城岡２−４−１ 玉川マシナ リー株式会社長岡工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 横穴が設けられる粉末成形品の製造方法
    であって、 原料粉末が投入されるキャビティが形成されたダイと、
    このキャビティの両側開口部から原料粉末を加圧する上
    下パンチと、前記横穴を形成するためにキャビティに出
    没自在のピンとを用い、 前記下パンチを、前記ピンの長手方向と直交する方向に
    複数に分割して少なくとも外側の第１パンチとこれに挟
    まれる内側の第２パンチとで構成するとともにこれらが
    相対的に移動するように設け、 先ず、前記キャビティに前記ピンを突出させるととも
    に、前記下パンチを、前記第２パンチの先端が前記第１
    パンチより前記キャビティ内方に突出した状態でこのキ
    ャビティ内のピン付近まで差し込み、 次いで、この下パンチを前記ピンから離しつつ、当該キ
    ャビティに原料粉末を充填させ、 次いで、このキャビティに前記上パンチを差し込むとと
    もに、前記第２パンチを前記第１パンチに対して引き込
    んでその先端を当該第１パンチの先端に一致させてか
    ら、これら上下パンチによって原料粉末を加圧し、 前記ピンを当該キャビティから没入させた後に、このキ
    ャビティから圧粉体を抜き出すようにしたことを特徴と
    する横穴付粉末成形品の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記上パンチとして、前記下パンチの第
    １及び第２パンチとそれぞれ対応するように外側の第３
    パンチとこれに挟まれる内側の第４パンチとで構成する
    とともにこれらが相対的に移動するものを用い、 この上パンチを前記キャビティに差し込むときに、前記
    第２パンチを前記第１パンチに対して引き込むことに同
    期させて、前記第４パンチの先端を前記第３パンチより
    当該キャビティ内方に突出させるようにしたことを特徴
    とする請求項１記載の横穴付粉末成形品の製造方法。
  3. 【請求項３】 横穴が設けられる粉末成形品の製造装置
    であって、 原料粉末が投入されるキャビティが形成されたダイと、
    このキャビティの両側開口部から原料粉末を加圧する上
    下パンチと、前記横穴を形成するためにキャビティに出
    没自在のピンとを具備し、 前記下パンチは、前記ピンの長手方向と直交する方向に
    複数に分割されて少なくとも外側の第１パンチとこれに
    挟まれる内側の第２パンチとで構成されるとともにこれ
    らが相対的に移動するように設けられ、 前記第２パンチは、原料粉末への加圧前に、その先端が
    前記第１パンチより前記キャビティ内方に突出した状態
    から、この第１パンチに対して引き込んでその先端が当
    該第１パンチの先端に一致した状態まで駆動することを
    特徴とする横穴付粉末成形品の製造装置。
  4. 【請求項４】 前記上パンチとして、前記下パンチの第
    １及び第２パンチとそれぞれ対応するように外側の第３
    パンチとこれに挟まれる内側の第４パンチとで構成する
    とともにこれらが相対的に移動するものを用い、 前記第４パンチは、原料粉末への加圧前に、前記第２パ
    ンチを前記第１パンチに対して引き込むことに同期させ
    て、前記第４パンチの先端を前記第３パンチより当該キ
    ャビティ内方に突出させるように駆動することを特徴と
    する請求項３記載の横穴付粉末成形品の製造装置。
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