JP2002018599A - 粉末成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】横ピンが挿入されるキャビティ内の材料粉末の
密度分布を均一に確保して該材料粉末の加圧・圧縮を行
なうことができ、ひいては横穴を有する良質の粉末成形
体を得ることができる粉末成形体の製造方法を提供す
る。 【解決手段】横穴５４を有する粉末成形体５０の製造に
要する粉末材料の一部の粉末材料１０ａをダイ孔１内に
投入した後、横ピン８，９をダイ孔１内に挿入し、さら
に横ピン８，９の下面部を粉末材料１０ａの上面部に接
触させる。その後、残余の粉末材料１０ｂをダイ孔１に
投入し、さらに、上パンチ３ｂ〜５ｂと下パンチ３ａ〜
５ａの間でキャビティを形成して加圧・圧縮し、粉末成
形体５０を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、材料粉末の加圧成
形により、横穴を有する粉末成形体を製造する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】粉末材料を加圧・圧縮して粉末成形体を
製造する場合、上下方向にダイ孔を有するダイスと、該
ダイスのダイ孔にその上方及び下方からそれぞれ挿入さ
れる上パンチ及び下パンチとによって該ダイ孔内に形成
されるキャビティに粉末材料を充填した後、この粉末材
料を上パンチと下パンチとの間で加圧・圧縮し、該キャ
ビティ内に粉末成形体を得ることが従来より行なわれて
いる。

【０００３】また、前記粉末成形体が、横穴を有するも
のである場合には、この横穴を形成するための横ピンを
ダイ孔内にその側方から抜脱可能に挿入した状態で前記
キャビティへの粉末材料の充填を行ない、その後に該キ
ャビティ内の材料粉末を上下パンチ間で加圧・圧縮する
ことにより横穴を有する粉末成形体を製造する技術が知
られている。

【０００４】この場合、キャビティへの粉末材料の充填
は、より具体的には、次のように行なわれる。すなわ
ち、ダイ孔に下パンチを挿入し、且つ、上パンチをダイ
孔から離脱させた状態で横ピンをダイ孔に挿入する。そ
して、この状態でダイ孔の上方から粉末成形体を製造す
るために必要な量の粉末材料をダイ孔に投入し、その後
に、上パンチをダイ孔に挿入して粉末材料の上面部に接
触させる。これにより、ダイ孔内に上下パンチの間で粉
末材料が密閉状態で充填されたキャビティが形成され
る。

【０００５】しかるに、上記のように横ピンをダイ孔内
に挿入した状態で、粉末成形体を製造するために必要な
量の粉末材料をダイ孔に投入するようにする技術では、
次のような不都合を生じるものとなっていた。すなわ
ち、ダイ孔内に横ピンを挿入した状態で粉末材料を上方
から投入すると、横ピンの直下には、材料粉末が溜まり
難いため、該横ピンの直下の箇所の材料粉末の密度が他
の箇所よりも小さくなりやすい。そして、このようにキ
ャイビティ内の材料粉末の密度が小さい箇所は、最終的
にキャビティ内に得られる粉末成形体においても、粉末
材料の密度が小さなものとなりやすく、ひいてはその部
分が脆弱なものとなりやすい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑みてなされたものであり、横ピンが挿入されるキャビ
ティ内の材料粉末の密度分布を均一に確保して該材料粉
末の加圧・圧縮を行なうことができ、ひいては横穴を有
する良質の粉末成形体を得ることができる粉末成形体の
製造方法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】本発明の粉末成形体の製
造方法は、かかる目的を達成するために、横穴を有する
粉末成形体を粉末材料の加圧成形により製造する方法で
あって、ダイスに上下方向に貫設されたダイ孔にその下
方から下パンチを挿入した状態で、前記粉末成形体の加
圧成形に要する粉末材料のうちの一部の所定量の材料粉
末を該ダイ孔に投入する第１工程と、前記横穴の形状を
有する横ピンを前記ダイ孔の側方から該ダイ孔内に挿入
し、該横ピンの下面部を前記ダイ孔内に粉末材料の上面
部に略接触させる第２工程と、前記ダイ孔に前記粉末成
形体の加圧成形に要する残余の粉末材料を該ダイ孔に投
入する第3工程と、前記ダイ孔にその上方から上パンチ
を挿入し、該上パンチと前記下パンチとの間で該ダイ孔
内に前記粉末材料が充填されたキャビティを形成する第
４工程と、前記上パンチ及び下パンチとの間で前記キャ
ビティ内の材料粉末を加圧・圧縮して、該キャビティ内
に前記粉末成形体を得る第５工程とを備えたことを特徴
とする。

【０００８】かかる本発明によれば、前記第1工程で、
前記粉末成形体の加圧成形に要する粉末材料のうちの一
部の所定量の材料粉末を該ダイ孔に投入するときには、
前記ダイ孔内に前記横ピンを挿入していないので、該ダ
イ孔内に均一的な密度分布で材料粉末を堆積させること
ができる。

【０００９】そして、該第1工程の後の第２工程におい
て、前記横ピンをダイ孔に挿入し、該横ピンの下面部を
ダイ孔内の粉末材料の上面部に接触させるので、該横ピ
ンの下側に存する粉末材料の密度分布を該横ピンの直下
の箇所であるか否かによらずに均一的な密度分布にする
ことができる。

【００１０】さらにこのように横ピンの下面部をダイ孔
内の粉末材料の上面部に接触させた状態で、前記第3工
程において、残余の粉末材料をダイ孔内に投入する。こ
のとき、横ピンの下側には、既に材料粉末が存在してい
るので、該残余の粉末材料は、横ピンの下側の材料粉末
上に堆積されることとなる。このため、該残余の粉末材
料も、横ピンの下側の材料粉末と同様に均一的な密度分
布でダイ孔内に堆積させることができる。この結果、ダ
イ孔内には、粉末成形体の製造に必要な全量の粉末材料
がその内部に横ピンを挿入した状態で均一的な密度分布
で充填されることとなる。従って、該第3工程の後の前
記第4工程において、前記上パンチをダイ孔内に挿入す
ることで形成されるキャビティ内の粉末材料は、均一的
な密度分布で該キャビティに充填され、しかもその内部
に前記横ピンが挿入されたものとなる。

【００１１】そして、本発明では、このようにキャビテ
ィ内に充填された粉末材料を、前記第4工程において、
上パンチ及び下パンチの間で、加圧・圧縮し、これによ
り該キャビティ内に前記粉末成形体を得る。このとき、
キャビティには、前述のように均一的な密度分布で粉末
材料が充填されているため、製造される粉末成形体の密
度分布も均一的なものとなる。これにより、良質の粉末
成形体を製造することができる。

【００１２】かかる本発明では、例えば前記粉末成形体
の横穴の部分部分によって径の大きさが相違する場合等
のように、該横穴が、少なくともその下面部に上下方向
の段差を有している場合には、前記第２工程は、前記ダ
イ孔内の材料粉末の上面部が前記横ピンの最下面以下の
高さ位置に存するように前記下パンチを前記ダイスに対
して移動させた状態で前記横ピンを前記ダイ孔内に挿入
する工程と、該挿入後に、前記下パンチをダイスに対し
て上動させて、前記横ピンの下面部全体を前記ダイ孔内
の粉末材料の上面部に接触させる工程とから成ることが
好ましい。

【００１３】すなわち、前記第１工程で投入されたダイ
孔内の材料粉末の上面部が前記横ピンの最下面以下の高
さ位置に存するように前記下パンチをダイスに対して移
動させた状態で前記横ピンを前記ダイ孔内に挿入するこ
とにより、ダイ孔内の粉末材料の表層部（上面部）の状
態を不必要に乱すことなく、横ピンをダイ孔内に挿入す
ることができる。そして、この状態で、前記下パンチを
ダイスに対して上動させて、前記横ピンの下面部全体を
前記ダイ孔内の粉末材料の上面部に接触させる。このと
き、横ピンの下面部のうち、最も上側の部分よりも下側
の部分は、ダイ孔内の粉末材料の上面から内部側に潜り
込むこととなるが、該粉末材料の表層部では、横ピンの
直下の粉末材料が該横ピンの周囲に容易に移動すること
ができるため、ダイ孔内の材料粉末の密度分布の均一性
を損なうことなく、横ピンの下面部の全体をダイ孔内の
粉末材料に接触させることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態を図１〜図
５を参照して説明する。図１は本実施形態で製造する粉
末成形体の一例を示す斜視図及び縦断面図、図２〜図５
は図１の粉末成形体の製造工程を説明するための断面図
である。

【００１５】図１において、同図（ａ）は本実施形態で
製造する粉末成形体５０の斜視図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＩ−Ｉ線断面による粉末成形体５０の縦断面図
である。これらの図に示すように、製造する粉末成形体
５０は、例えば縦方向の長さが異なる3つの垂直姿勢の
方形状の板部５１，５２，５３を重合したような外形状
をなし、それらの板部５１，５２，５３の下端面によ
り、粉末成形体５０の下端部に段差が形成されている。
そして、板部５１，５２，５３の上端面は面一にそろえ
られ、粉末成形体５０の上端面は、平滑な面に形成され
ている。

【００１６】また、粉末成形体５０は、その板部５１，
５２，５３をそれらの法線方向（水平方向）に貫通する
横穴５４を有する。

【００１７】この横穴５４は、その軸線方向の両端部
が、比較的、横断面積（軸線方向と直行する方向での断
面積）の大きい大径部５４ａ，５４ｂとなっており、こ
れらの大径部５４ｂ，５４ｂの間の中間部が該大径部５
４ａ，５４ｂよりも横断面積が小さい小径部５４ｃとな
っている。つまり、横穴５４は、その軸線方向の中間部
がくびれたような形状をなし、各大径部５４ａ，５４ｂ
と小径部５４ｃとの境界部分に段差を有している。

【００１８】尚、図では大径部５４ａ，５４ｂの径が同
一であるように記載しているが、その径は、互いに異な
る径であってもよい。また、横穴５４の横断面形状は、
円形状である必要はなく、方形状等、他の形状であって
もよい。

【００１９】本実施形態において、この粉末成形体５０
の製造に用いる装置は、所謂、多段成形装置であり、図
２（ａ）に示すように、上下方向に貫通したダイ孔１を
有するダイス２と、このダイス２のダイ孔１にその下方
から挿入される3個の下パンチ３ａ，４ａ，５ａと、こ
れらの各下パンチ３ａ，３ｂ，３ｃに対向してダイ孔１
にその上方から挿入される単一の上パンチ４とを具備す
る。

【００２０】ダイス２のダイ孔１は、前記粉末成形体５
０の外周形状（垂直面形状）に沿った形状に形成されて
いる。また、ダイス２の内部の所定の箇所には、ダイ孔
１にその側方から連通させて横方向（水平方向）に穿設
された一対のピン穴６，７が備えられ、これらのピン穴
６，７は、これらの間にダイ孔１を介在させて同心に相
対向するように設けられている。そして、これらのピン
穴６，７には、それぞれ、前記粉末成形体５０の横穴５
４の軸心方向の中央部（横穴５４の小径部５４ｃの中央
部）から大径部５４ａにかけての部分（図１で参照符号
Ａを付した部分。以下、横穴左半部Ａという）を形成す
るための横ピン８と、横穴５４の軸心方向の中央部から
大径部５４ｂにかけての部分（図１で参照符号Ｂを付し
た部分。以下、横穴右半部Ｂという）を形成するための
横ピン９とが摺動自在に挿入されている。

【００２１】この場合、横ピン８は、その本体部が前記
横穴５４の大径部５４ａと同一の横断面形状を有する大
径部８ａとなっており、この大径部８ａの先端面の略中
心部から、前記横穴５４の小径部５４ｂと同一の横断面
形状を有する小径部８ｂが突出されている。このため、
横ピン８は、その大径部８ａと小径部８ｂとの境界箇所
にその全周にわたって段差を有するものとなっている。

【００２２】同様に、横ピン９は、その本体部が前記横
穴５４の大径部５４ｂと同一の横断面形状を有する大径
部９ａとなっており、この大径部９ａの先端面の略中心
部から、前記横穴５４の小径部５４ｂと同一の横断面形
状を有する小径部９ｂが突出されている。このため、横
ピン９も、その大径部９ａと小径部９ｂとの境界箇所に
その全周にわたって段差を有するものとなっている。こ
れらの横ピン８，９は、それらの軸心方向で互いに接近
させて小径部８ｂ，９ｂの先端面同士を同心に当接させ
たとき、それらの横ピン８，９を合わせて、粉末成形体
５０の横穴５４の全体と同一の形状を呈する。

【００２３】尚、各横ピン８，９は、それぞれピン穴
６，７の先端部まで挿入され、各横ピン８，９の小径部
８ｂ，９ｂの先端面がダイ孔１の側壁面と同一面上に存
する状態でダイ孔１に臨んでいる。また、横ピン８，９
はそれぞれ図示しないアクチュエータを介してそれらの
軸心方向（横方向）に移動可能とされている。

【００２４】各下パンチ３ａ〜３ｃは、それぞれ、上パ
ンチ４との間で前記粉末成形体５０の板部５１の部分、
板部５２の部分、板部５３の部分を成形するためのもの
で、各下パンチ３ａ〜５ａの上面（成形面）は、それぞ
れ、粉末成形体５０の各板部５１〜５３の下端面の形状
に形成されている。また、上パンチ４の下面（成形面）
は、粉末成形体５０の上端面に対応して、平坦面に形成
されている。

【００２５】尚、本実施形態では、下パンチ３ａ〜５ａ
のうちの一つ、例えば下パンチ３ａは、装置に固定され
ており、他の下パンチ３ｂ，３ｃ、ダイス２、及び上パ
ンチ４がそれぞれ図示しないアクチュエータを介して上
下動可能とされている。また、各パンチ３ｂ，３ｃ，４
やダイス２の上下動や、前記各横ピン８，９の移動は、
図示しないコンピュータにより制御される。

【００２６】以上のような装置を用いて、粉末成形体５
０は次のように製造される。

【００２７】まず、図２（ａ）に示すように、ダイ孔１
に挿入した下パンチ３ａ〜３ｃをそれぞれ、ダイ孔１の
上端開口面から所定の深さ位置に移動させた状態で、粉
末成形体５０を製造するために必要な全量の粉末材料の
うちの一部の所定量の粉末材料１０を、ダイ孔１にその
上方から投入する。このとき、粉末材料１０は、ダイ孔
１の上端開口面まで充填される。この場合、ダイ孔１内
には、前記横ピン８，９が挿入されていないので、粉末
材料１０を均一的な密度でダイ孔１内に投入することが
できる。尚、粉末材料１０は例えば鉄系金属粉末やセラ
ミックス粉末である。また、以下の説明では、このとき
にダイ孔１内に投入された粉末材料１０を初期投入粉末
材料１０ａと称する。

【００２８】次いで、ダイス２を下パンチ３ａ〜３ｃに
対して所定の移動量、上動させる。このダイス２の上動
は、該上動を完了した時に、図２（ｂ）に示すようにピ
ン穴６，７内の横ピン８，９の大径部８ａ，９ａの下端
面が前記初期投入粉末材料１０ａの上面よりも若干上側
に存する状態になるように行なわれる。

【００２９】次いで、図３（ａ）に示すように、横ピン
８，９をそれぞれ所定量づつダイ孔１内に向かって前進
させ、それらの横ピン８，９の小径部８ｂ，９ｂの先端
面同士を互いに同心に当接させる。これによりダイ孔１
内には、横ピン８，９によって、粉末成形体５０の横穴
５４の全体を形成するための横ピンが構成される。

【００３０】このとき、ダイ孔１内の初期投入粉末材料
１０ａは、横ピン８，９よりも下側に存するため、横ピ
ン８，９には接触せず、均一的な密度分布状態が維持さ
れる。また、横ピン８，９の小径部８ｂ，９ｂの先端面
の間に粉末材料１０が挟まることもなくそれらの横ピン
８，９が実質的にそれらの軸心方向で連続する。

【００３１】尚、横ピン８，９を上記のようにダイ孔１
内に挿入する前に、初期投入粉末材料１０ａの上面と横
ピン８，９の大径部８ａ，９ａの下端面とがほぼ同じ高
さ位置になるようにダイス２と下パンチ３ａ〜３ｃの位
置関係を調整しておき、横ピン８，９をダイ孔１に挿入
したときに、同時に横ピン８，９の大径部８ａ，９ａの
下端面が初期投入粉末材料１０ａの上面に接触するよう
にしてもよい。

【００３２】次いで、ダイス２を下パンチ３ａ〜３ｃに
対して若干下動させ、図３（ｂ）に示すように、横ピン
８，９の小径部８ｂ，９ｂの下面部に初期投入粉末材料
１０ａの上面部を接触させる。このとき、横ピン８，９
の大径部８ａ，９ａの下面部は、小径部８ｂ，９ｂより
も下側の高さ位置に存するため、該大径部８ａ，９ａの
ダイ孔１内の部分も初期投入粉末材料１０ａに接触す
る。従って、横ピン８，９のダイ孔１内の部分の全体の
下面部が初期投入粉末材料１０ａの上面部に接触され、
該横ピン８，９の下側のダイ孔１内は、該横ピン８，９
のダイ孔１内の部分の全体に初期投入粉末材料１０ａが
接触した状態で該粉末材料１０ａにより満たされること
となる。

【００３３】この場合、横ピン８，９の大径部８ａ，９
ａの下面部は、初期投入粉末材料１０ａの上面から内部
側に埋め込まれるようにして該初期投入粉末材料１０ａ
に接触するが、この接触は初期投入粉末材料１０ａの表
層部において行なわれる。このため、横ピン８，９の大
径部８ａ，９ａと接触する初期投入粉末材料１０ａは、
該大径部８ａ，９ａの周囲に容易に移動でき、該大径部
８ａ，９ａとこれらの下方に存する下パンチ３ａ，５ａ
との間で圧縮されることは基本的にはない。従って、初
期投入粉末材料１０ａは、その密度分布状態が均一的に
保持される。

【００３４】次いで、図４（ａ）に示すように、ダイ孔
１の上方から、粉末成形体５０の製造に要する残余の粉
末材料１０（以下の説明では後投入粉末材料１０ｂとい
う）をダイ孔１内に投入する。該後投入粉末材料１０ｂ
は、ダイ孔１の上端開口面の位置までダイ孔１内に充填
される。尚、図４（ａ）では、理解の便宜上、前記初期
投入粉末材料１０ａと上記後投入粉末材料１０ｂとの境
界を示す破線を記載している。

【００３５】このとき、横ピン８，９の下側には、既に
初期投入粉末材料１０ａが横ピン８，９のダイ孔１内の
部分の全体の下面部に接触した状態で充満されているた
め、後投入粉末材料１０ｂは、横ピン８，９の上面側を
含めて初期投入粉末材料１０ｂ上に堆積するだけであ
る。このため、後投入粉末材料１０ｂは、初期投入粉末
材料１０ａが図２（ａ）のようにダイ孔１内に投入され
たときの状態とほぼ同一の状態で、ダイ孔１内に堆積し
て充填されることとなる。従って、後投入粉末材料１０
ｂも、初期投入粉末材料１０ａと同じように均一的な密
度分布でダイ孔１内に充填されることとなる。

【００３６】次いで、上パンチ４をダイ孔１に向かって
その上方から下動させ、図４（ｂ）に示すように、上パ
ンチ４をダイ孔１の上端開口面の位置で粉末材料１０
（後投入粉末材料１０ｂ）の上面に接触させる。

【００３７】これにより、ダイ孔１内には、下パンチ３
ａ〜３ｃ及び上パンチ４の間に横ピン８，９が挿入され
た状態のキャビティ１１が形成され、このキャビティ１
１内に粉末材料１０が密封される。このとき、上パンチ
３ｂ〜５ｂは粉末材料１０の上面に接触する位置（ダイ
孔１の上端開口面の位置）で停止され、キャビティ１１
内の粉末材料１０は均一的な密度状態のまま、非加圧状
態に維持される。また、このとき、キャビティ１１の形
状が前記粉末成形体５０に相似した形状になる。

【００３８】次いで、各下パンチ３ａ〜３ｃを一斉にダ
イス２に対して相対的に上動させると共に、上パンチ４
をダイ２に対して相対的に下動させて、キャビティ１１
内の粉末材料１０の加圧・圧縮を開始し、この加圧・圧
縮をキャビティ１１内の粉末材料１０が最終的に図５
（ａ）に示すように前記粉末成形体５０の形状になっ
て、該キャビティ１１内に粉末成形体５０が得られるま
で行う。このとき、キャビティ１１に挿入されている横
ピン８，９によりそれぞれ前記粉末成形体５０の横穴５
４の横穴左半部Ａ及び横穴右半部Ｂが形成される。そし
て、このとき、横ピン８，９は、その小径部８ｂ，９ｂ
の先端面同士がそれらの間に粉末材料１０等が介在する
ことなく当接しているため、左半部横穴Ａ及び右半部横
穴Ｂが連通し、これにより貫通した横穴５４が形成され
る。

【００３９】尚、上記のようにキャビティ１１内の粉末
材料１０を粉末成形体５０になるまで加圧・圧縮すると
きの各下パンチ３ａ〜３ｃ及び上パンチ４の移動速度
（ダイス２に対する相対的な移動速度）は、各下パンチ
３ａ〜３ｃの移動速度と上パンチ４の移動速度との比率
が一定となるように制御される。

【００４０】上記のようにして、キャビティ１１内に粉
末成形体５０が得られた後には、各横ピン８，９がそれ
ぞれキャビティ１１内から後退されて、それぞれピン穴
６，７内に戻される。そして、さらに上パンチ４を上動
させてダイ孔１内から抜脱した後、ダイス２を下パンチ
３ａ〜３ｃに対して下動させることにより、粉末成形体
５０がダイ孔１内から取り出される。

【００４１】以上のようにして、本実施形態によれば、
ダイ孔１内に充填される粉末材料１０の密度分布を均一
的なものとしながら、横ピン８，９を挿入した状態のキ
ャビティ１１を形成することができるため、該キャビテ
ィ１１内の粉末材料１０を加圧・圧縮してなる粉末成形
体５０の密度分布も均一的なものとすることができ、貫
通した横穴５４を有する良質の粉末成形体５０を製造す
ることができる。

【００４２】次に、本発明の第2実施形態を図６〜図１
０を参照して説明する。図６は本実施形態で製造する粉
末成形体を示す斜視図及び縦断面図、図７〜図１０は図
６の粉末成形体の製造工程を説明するための断面図であ
る。

【００４３】図６において、同図（ａ）は本実施形態で
製造する粉末成形体６０の斜視図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のII−II線断面による粉末成形体６０の縦断面図
である。これらの図に示すように、本実施形態で製造す
る粉末成形体６０は、前記第１実施形態における粉末成
形体６０と同様、3つの垂直姿勢の方形状の板部６１，
６２，６３を重合したような外形状をなし、それらの板
部６１，６２，６３の下端面により、粉末成形体６０の
下端部に段差が形成されている。

【００４４】一方、本実施形態における粉末成形体６０
では、板部６１，６２の上端面は面一にそろえられる一
方、板部６３の上端面は、板部６１，６２の上端面と段
差を有している。

【００４５】また、本実施形態の粉末成形体６０は、例
えば板部６１の表面（粉末成形体６０の側面）から板部
６２にかけてそれらの板部６１，６２の法線方向（水平
方向）に延在するめくら穴状の横穴６４を有する。この
横穴６４は、その開口端側の端部が、比較的、横断面積
の大きい大径部６４ａとなっており、この大径部６４ａ
よりも内奥側の部分は、該大径部６４ａよりも横断面積
が小さい小径部６４ｂとなっている。つまり、横穴６４
は、前記第1実施形態の粉末成形体５０の横穴左半部Ａ
と同様の形状をなし、大径部６４ａと小径部６４ｂとの
境界部分にその全周にわたって段差を有している。

【００４６】次に、この粉末成形体６０の製造に用いる
装置を図７（ａ）を参照して説明する。本実施形態で粉
末成形体６０の製造に用いる装置は、図７（ａ）に示す
ように、粉末成形体６０の外周形状（垂直面形状）に沿
った形状で上下方向に貫通したダイ孔１２を有するダイ
ス１３と、このダイス１３のダイ孔１２にその下方から
挿入される3個の下パンチ１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、
これらの各下パンチ１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対向して
ダイ孔１２にその上方から挿入される２個の上パンチ１
５ａ，１５ｂとを具備する。

【００４７】ダイス１３は、前記第１実施形態における
ダイス２（図２参照）からピン穴７及び横ピン９を除去
したような構造となっており、ダイ孔１２にその側方
（下パンチ１４ａ側の側方）から連通するピン穴１６が
水平方向（横方向）に穿設され、このピン穴１６に粉末
成形体６０の横穴６４を形成するための横ピン１７が摺
動自在に挿入されている。

【００４８】この場合、横ピン１７は、粉末成形体６０
の横穴６４の形状に対応して、その本体部が横穴６４の
大径部６４ａと同一の横断面形状の大径部１７ａとなっ
ていると共に、該大径部１７ａの先端面から、横穴６４
の小径部６４ｂと同一の横断面形状の小径部１７ｂが突
出され、大径部１７ａと小径部１７ｂとの間の境界分
は、その全周にわたって段差を有している。そして、横
ピン１７は、ピン穴１６の先端部まで挿入され、その小
径部１７ｂの先端面がダイ孔１２の側壁面と同一面上に
存する状態でダイ孔１２に臨んでいる。

【００４９】下パンチ１４ａ〜１４ｃのうち、下パンチ
１４ａ，１４ｂは、上パンチ１５ａとの間でそれぞれ前
記粉末成形体６０の板部６１の部分、板部６２の部分を
成形するためのものであり、下パンチ１４ｃは、上パン
チ１５ｂとの間で、粉末成形体６０の板部６３の部分を
成形するためのものである。そして、各下パンチ３ａ〜
５ａの上面（成形面）は、それぞれ、粉末成形体６０の
各板部６１〜６３の下端面の形状に形成されている。ま
た、上パンチ１５ａ，１５ｂのうち、上パンチ１５ａの
下面（成形面）は、粉末成形体６０の板部６１，６２の
部分の上端面に対応して、平坦面に形成され、上パンチ
１５ｂの下面（成形面）は、粉末成形体６０の板部６３
の上端面の形状に形成されている。

【００５０】尚、前記第1実施形態における装置と同
様、下パンチ１４ａ〜１４ｃのうちの一つ、例えば下パ
ンチ１４ａは、装置に固定されており、他の下パンチ１
４ｂ，１４ｃ、ダイス１３、及び各上パンチ１５ａ，１
５ｂがそれぞれ図示しないアクチュエータを介して上下
動可能とされている。また、横ピン１７も、図示しない
アクチュエータを介して横方向に移動可能とされてい
る。そして、各パンチ１４ｂ，１４ｃ，１５ａ，１５ｂ
やダイス１３の上下動や、前記横ピン１７の移動は、図
示しないコンピュータにより制御される。

【００５１】以上のような装置を用いて、粉末成形体６
０は次のように製造される。

【００５２】まず、図７（ａ）に示すように、下パンチ
１４ａ〜１４ｃをそれぞれ、ダイ孔１２の上端開口面か
ら所定の深さ位置に移動させた状態で、粉末成形体６０
を製造するために必要な全量の粉末材料のうちの一部の
所定量の粉末材料１０（初期投入粉末材料１０ａ）を、
ダイ孔１２にその上方から投入し、ダイ孔１２の上端開
口面まで充填する。

【００５３】このとき、ダイ孔１２内には、横ピン１７
が突出されていないので、初期投入粉末材料１０ａは、
均一的な密度分布でダイ孔１２内に充填される。

【００５４】次いで、前記第１実施形態の場合と同様に
して、ダイス１３を、下パンチ１４ａ〜１４ｃに対して
所定の移動量、上動させ、図７（ｂ）に示すように横ピ
ン１７の大径部１７ａの下端面を初期投入粉末材料１０
ａの上面よりも若干上側に位置させる。

【００５５】さらに、図８（ａ）に示すように、横ピン
１７を、ダイ孔１２内の所定の位置まで前進させ、ダイ
孔１２内に粉末成形体６０の横穴６４を形成するための
横ピンを構成する。このとき、ダイ孔１２内の初期投入
粉末材料１０ａは、横ピン１７には接触せず、均一的な
密度分布状態が維持される。

【００５６】尚、横ピン１７を上記のようにダイ孔１２
内に挿入する前に、初期投入粉末材料１０ａの上面と横
ピン１７の大径部１７ａの下端面とがほぼ同じ高さ位置
になるようにダイス１３と下パンチ１４ａ〜１４ｃの位
置関係を調整しておき、横ピン１７をダイ孔１２に挿入
したときに、同時に横ピン１７の大径部１７ａの下端面
が初期投入粉末材料１０ａの上面に接触するようにして
もよい。

【００５７】次いで、ダイス１３を下パンチ１４ａ〜１
４ｃに対して若干下動させ、図８（ｂ）に示すように、
横ピン１７の小径部１７ｂの下面部に初期投入粉末材料
１０ａの上面部を接触させる。このとき、横ピン１７の
大径部１７ａのダイ孔１２内の部分の下面部も初期投入
粉末材料１０ａに接触するので、横ピン１７のダイ孔１
２内の部分の全体の下面部が初期投入粉末材料１０ａの
上面部に接触する。

【００５８】尚、この場合、横ピン１７の大径部１７ａ
の下面部は、初期投入粉末材料１０ａの上面から内部側
に埋め込まれるようにして該初期投入粉末材料１０ａに
接触するが、この接触は初期投入粉末材料１０ａの表層
部において行なわれるため、前記第１実施形態の場合と
同様、横ピン１７の大径部１７ａとこれの下方に存する
下パンチ１４ａとの間で初期投入粉末材料１０ａが圧縮
されることは基本的にはない。従って、初期投入粉末材
料１０ａは、その密度分布状態が均一的に保持される。

【００５９】次いで、図９（ａ）に示すように、ダイ孔
１２の上方から、粉末成形体６０の製造に要する残余の
粉末材料１０（後投入粉末材料１０ｂ）をダイ孔１２内
に投入し、ダイ孔１２の上端開口面の位置まで充填す
る。

【００６０】このとき、前記第１実施形態の場合と同
様、横ピン１７の下側には、既に初期投入粉末材料１０
ａが横ピン１７の下面部の全体に接触した状態で充満さ
れているため、後投入粉末材料１０ｂは、初期投入粉末
材料１０ａがダイ孔１内に投入されたときの状態とほぼ
同一の状態で、横ピン１７及び初期投入粉末材料１０ａ
の上側に堆積して充填される。従って、後投入粉末材料
１０ｂも、初期投入粉末材料１０ａと同じように均一的
な密度分布でダイ孔１２内に充填される。

【００６１】次いで、ダイス１３を若干、下パンチ１４
ａ〜１４ｃに対して上動させると共に、各上パンチ１５
ａ，１５ｂをダイ孔１２に向かってその上方から一斉に
下動させ、図９（ｂ）に示すように、各上パンチ１５
ａ，１５ｂをダイ孔１の上端開口面の位置で、粉末材料
１０（後投入粉末材料１０ｂ）の上面に非加圧状態で接
触させる。これにより、ダイ孔１２内には、下パンチ１
４ａ〜１４ｃ及び上パンチ１５ａ，１５ｂの間に横ピン
１７が挿入された状態のキャビティ１８が形成されると
共に、このキャビティ１８内に粉末材料１０が均一的な
密度状態で密封される。

【００６２】次に、下パンチ１４ａ，１４ｂ、上パンチ
１５ａ及びダイス１３の位置関係を保持し、且つ、下パ
ンチ１４ｃとこれに対向する上パンチ１５ｂとの間隔を
維持したまま、下パンチ１４ｃ及び上パンチ１５ｂを、
キャビティ１８内の粉末材料１０の加圧・圧縮を開始す
る際の位置として図１０（ａ）に示すようにあらかじめ
定めた初期位置に移送する。このとき、下パンチ１４ｃ
と上パンチ１５ｂとの間の粉末材料１０は、横ピン１７
に対して移動することとなるものの、両パンチ１４ｃ，
１５ｂの間には、横ピン１７が存在しないので、上記の
移送に際してそれらの下パンチ１４ｃ及び上パンチ１５
ｂ間の粉末材料１０の密度分布が不均一になることはな
い。

【００６３】尚、下パンチ１４ａ，１４ｂ、上パンチ１
５ａ及びダイス１３の位置関係は、上述のように図９
（ａ）の位置関係に保持されるので、下パンチ１４ａ，
１４ｂと、上パンチ１５ａとの間の粉末材料１０の密度
分布も、均一な状態に維持される。

【００６４】その後、各下パンチ１４ａ〜１４ｃをダイ
ス１３に対して一斉に相対的に上動させると共に、各上
パンチ１５ａ，１５ｂを一斉にダイス１３に対して相対
的に下動させて、キャビティ１８内の粉末材料１０を粉
末成形体６０の形状になるまで加圧・圧縮し、図１０
（ｂ）に示すようにキャビティ１８内に粉末成形体６０
を得る。このとき、キャビティ１８に挿入されている横
ピン１７により粉末成形体６０のめくら穴状の横穴６４
が形成される。

【００６５】尚、キャビティ１８内の加圧・圧縮に際し
て、下パンチ１４ａ，１４ｂの移動速度（ダイス１３に
対する相対的な移動速度）と、これらの下パンチ１４
ａ，１４ｂに対向する上パンチ１５ａの移動速度（ダイ
ス１３に対する相対的移動速度）とは、それらの比率が
一定になるように制御される。同様に、下パンチ１４ｃ
のダイス１３に対する相対的移動速度と、上パンチ１５
ｂのダイス１３に対する相対的移動速度とは、それらの
比率が一定になるように制御される。

【００６６】また、上記のようにして、キャビティ１８
内に粉末成形体６０が得られた後には、横ピン１７がキ
ャビティ１８内から後退されて、ピン穴１６内に戻さ
れ、さらに上パンチ１５ａ，１５ｂを上動させてダイ孔
１２内から抜脱した後、ダイス２を下パンチ１４ａ〜１
４ｃに対して下動させることにより、粉末成形体６０が
ダイ孔１２内から取り出される。

【００６７】以上のようにして、本実施形態によれば、
ダイ孔１２内に充填される粉末材料１０の密度分布を均
一的なものとしながら、横ピン１７を挿入した状態のキ
ャビティ１８を形成することができるため、該キャビテ
ィ１８内の粉末材料１０を加圧・圧縮してなる粉末成形
体６０の密度分布も均一的なものとすることができ、め
くら穴状の横穴６４を有する良質の粉末成形体６０を製
造することができる。

【００６８】尚、以上説明した第１及び第２実施形態で
は、粉末成形体の横穴が段差を有するものを示したが、
横穴の側壁が横穴の軸心方向に直線的に延在するような
横穴（例えば単なる円柱状の横穴等、横穴の横断面が該
横穴の全長にわたって同一であるような横穴）であって
もよい。この場合には、該横穴を形成するための横ピン
をダイ孔内に挿入する前に、最初に投入する粉末材料
（初期投入粉末材料）の上面の高さ位が横ピンの下端面
の高さ位置と略同一の位置に存するようにしておき、横
ピンをダイ孔に挿入したときに、同時に該横ピンの下端
面が粉末材料の上面に接触するようにしてもよい。

【００６９】また、前記第1及び第2実施形態では、複数
下パンチを用いる多段成形を行なうものを例示したが、
製造しようとする粉末成形体の形状によっては、上パン
チや下パンチは、単一構造のものであってもよい。

【００７０】また、特に、前記第1実施形態では、粉末
成形体５０の横穴５４を形成するための一対の横ピン
８，９は、粉末成形体５０の横穴５４をその小径部５４
ｃの中央部で分割したような形状のものとしたが、例え
ば横穴５４の小径部５４ｃと、大径部５４ａ又は５４ｂ
の間の境界位置で横穴５４を分割したような形状とし、
横穴５４の小径部５４ｃを形成する部分を一方の横ピン
側にのみ設けるようにしてもよい。

【００７１】また、特に、前記第２実施形態では、めく
ら穴状の横穴６４を有する粉末成形体６０に関して、そ
の上端面に段差を有するものを例にとって説明したが、
めくら穴状の横穴を有する粉末成形体の上端面の全体が
第１実施形態の粉末成形体５０と同様に平坦面である場
合には、上パンチは、単一構造のものでよいと共に、前
記図１０（ａ）に示したように上パンチ及び下パンチを
ダイスに対して移送する工程が不要となり、前記第１実
施形態の場合と同様の手順でめくら穴状の横穴を有する
粉末成形体を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1実施形態を適用して製造する粉末
成形体の一例を示す斜視図及び縦断面図。

【図２】図1の粉末成形体の製造工程を説明するための
断面図。

【図３】図1の粉末成形体の製造工程を説明するための
断面図。

【図４】図1の粉末成形体の製造工程を説明するための
断面図。

【図５】図1の粉末成形体の製造工程を説明するための
断面図。

【図６】本発明の第２実施形態を適用して製造する粉末
成形体の一例を示す斜視図及び縦断面図。

【図７】図６の粉末成形体の製造工程を説明するための
断面図。

【図８】図６の粉末成形体の製造工程を説明するための
断面図。

【図９】図６の粉末成形体の製造工程を説明するための
断面図。

【図１０】図６の粉末成形体の製造工程を説明するため
の断面図。

【符号の説明】

１，１２…ダイ孔、２，１３…ダイス、３ａ〜３ｃ，１
４ａ〜１４ｃ…下パンチ、４，１５ａ，１５ｂ…上パン
チ、８，９，１７…横ピン、１０…粉末材料、１１，１
８…キャビティ、５０，６０…粉末成形体、５４，６４
…横穴。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】横穴を有する粉末成形体を粉末材料の加圧
   成形により製造する方法であって、 ダイスに上下方向に貫設されたダイ孔にその下方から下
   パンチを挿入した状態で、前記粉末成形体の加圧成形に
   要する粉末材料のうちの一部の所定量の材料粉末を該ダ
   イ孔に投入する第１工程と、 前記横穴の形状を有する横ピンを前記ダイ孔の側方から
   該ダイ孔内に挿入し、該横ピンの下面部を前記ダイ孔内
   に粉末材料の上面部に略接触させる第２工程と、 前記ダイ孔に前記粉末成形体の加圧成形に要する残余の
   粉末材料を該ダイ孔に投入する第3工程と、 前記ダイ孔にその上方から上パンチを挿入し、該上パン
   チと前記下パンチとの間で該ダイ孔内に前記粉末材料が
   充填されたキャビティを形成する第４工程と、 前記上パンチ及び下パンチとの間で前記キャビティ内の
   材料粉末を加圧・圧縮して、該キャビティ内に前記粉末
   成形体を得る第５工程とを備えたことを特徴とする粉末
   成形体の製造方法。
2. 【請求項２】前記横穴は、少なくともその下面部に上下
   方向の段差を有しており、 前記第２工程は、前記ダイ孔内の材料粉末の上面部が前
   記横ピンの最下面以下の高さ位置に存するように前記下
   パンチを前記ダイスに対して移動させた状態で前記横ピ
   ンを前記ダイ孔内に挿入する工程と、該挿入後に、前記
   下パンチをダイスに対して上動させて、前記横ピンの下
   面部全体を前記ダイ孔内の粉末材料の上面部に接触させ
   る工程とから成ることを特徴とする請求項1記載の粉末
   成形体の製造方法。