JP2002045998A - プレス成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形体の外周面にアンダーカットや貫通孔を
有する形状の成形を可能にしつつ、生産効率を向上させ
ることができるプレス成形機を提供することにある。 【解決手段】 プレス成形機１１は、金型を構成するダ
イス１２と、上下一対の縦パンチ１３，１４と、コアロ
ッド１５と、左右一対の横パンチ１６とを備えている。
即ち、前記ダイス１２の略中央部には第１貫通孔１２ａ
が上下方向へ貫通形成され、同ダイス１２の左右側面の
略中央部にはそれぞれ一対の第２貫通孔１２ｂが左右方
向へ、前記第１貫通孔１２ａと連通形成されている。そ
して、前記第１貫通孔１２ａの中心軸線Ｏ上にそれぞれ
の軸線を一致させて前記各縦パンチ１３，１４及びコア
ロッド１５が上下方向へ移動可能に設けられている。前
記第２貫通孔１２ｂ内を前記各横パンチ１６が左右方向
へ移動可能に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属粉末プレス成
形法により成形体をプレス成形するプレス成形機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属粉末プレス成形に使用される
プレス成形機５１は、例えば、図７に示すように、金型
を構成するダイス５２と、上下一対のパンチ５３，５４
と、コアロッド５５とを備えている。即ち、前記ダイス
５２の略中央部には貫通孔５２ａが上下方向へ貫通形成
されている。そして、この貫通孔５２ａの中心軸線Ｐ上
にそれぞれの軸線を一致させて前記各パンチ５３，５４
及びコアロッド５５が上下方向へ移動可能に設けられて
いる。

【０００３】前記各パンチ５３，５４は、それぞれ円筒
状をなす第１パンチ５６，５７と第２パンチ５８，５９
とから構成されている。前記各第１パンチ５６，５７
は、それぞれの外径が前記貫通孔５２ａの内径と略同一
に形成され、それぞれの内径は各第２パンチ５８，５９
の外径と略同一に形成されている。そして、各第１パン
チ５６，５７及び各第２パンチ５８，５９はそれぞれ前
記中心軸線Ｐ方向に沿って互いに独立して上下移動する
ようになっている。

【０００４】また、前記中心軸線Ｐ上に位置して上下両
第２パンチ５８，５９の内側には、前記中心軸線Ｐ方向
に延びる丸棒状のコアロッド５５が設けられ、同コアロ
ッド５５の外径は前記第２パンチ５８，５９の内径と略
同一に形成されている。なお、コアロッド５５は、前記
各第１パンチ５６，５７及び各第２パンチ５８，５９と
は独立して上下移動するようになっている。

【０００５】そして、上記のように構成されたプレス成
形機５１を用いて、金属粉末プレス成形する場合には、
例えば、図７〜図１０に示すような行程で行われる。即
ち、まず、図７に示すように、ダイス５２の貫通孔５２
ａ内に下パンチ５４の第１，第２パンチ５７，５９及び
コアロッド５５が下方から挿入され、前記貫通孔５２ａ
内に上方が開放された型空間が形成される。そして、同
型空間内に圧粉体（鉄粉）６０が貫通孔５２ａの上部開
口まで十分に充填される。次に、図８に示すように、上
パンチ５３が上方から圧粉体６０を圧縮しながら、前記
貫通孔５２ａ内に挿入される。そして、上下両パンチ５
３，５４の各第１，第２パンチ５６〜５９がそれぞれ独
立して上下移動され、前記型空間内に充填された圧粉体
６０が上下両パンチ５３，５４に上下から挟まれた状態
で貫通孔５２ａ内のプレス開始位置まで移動される。

【０００６】そして、その移動後の位置において、図９
に示すように、上下両パンチ５３，５４の各第１，第２
パンチ５６〜５９を互いに接近させるように貫通孔５２
ａ内で移動させると、前記圧粉体６０が加圧されて一定
の形状に冷間成形された成形体６１が得られる。その
後、図１０に示すように、上パンチ５３を上方へ移動さ
せると共に、下パンチ５４を前記貫通孔５２ａの上部開
口まで移動させることにより、前記成形体６１はダイス
５２から取り出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
プレス成形機５１においては、ダイス５２の貫通孔５２
ａ内面形状と同貫通孔５２ａに対する上下両パンチ５
３，５４の挿入量によってプレス成形される成形体６１
の形状を調整していた。また、前記貫通孔５２ａ内に充
填された圧粉体６０に対する圧縮方向は、上下両パンチ
５３，５４の移動方向だけ、つまり、１軸方向（上下方
向）のみしかなかった。従って、成形体６１の外周面に
アンダーカット（圧縮方向に対して垂直方向に形成され
る凹部）を有する形状などの成形は不可能であった。そ
の一方、成形体６１の外周面にアンダーカットを有する
ようにしたい場合には、プレス成形後の別作業としてア
ンダーカットの切削加工を施さなければならないので、
生産効率が悪いという問題があった。

【０００８】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、成形体の外周面にアンダー
カットや貫通孔を有する形状の成形を可能にしつつ、生
産効率を向上させることができるプレス成形機を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、圧粉体を充填するため
の貫通孔が所定方向へ貫通形成された金型と、前記貫通
孔と同軸配置されて貫通孔内に上下両方向から互いに挿
入される上下一対の縦パンチと、この両縦パンチの両端
面と前記貫通孔の内周面とにより形成される型空間内に
側方から挿入される横パンチとを備えたことを要旨とす
る。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のプレス成形機において、前記横パンチは、前記型空間
内へ前記貫通孔の中心軸線を挟んで１８０度反対方向か
ら互いに挿入され、端面同士が当接した状態において前
記中心軸線を囲む円形状の孔を形成可能な左右一対の横
パンチにより構成されていることを要旨とする。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載のプレス成形機において、前記横パンチ
は、前記縦パンチとは独立して型空間内へ移動可能に設
けられていることを要旨とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を金属粉末プレス成
形のプレス成形機に具体化した一実施形態を図１〜図６
に基づき説明する。

【００１３】図１及び図２（ｂ）に示すように、プレス
成形機１１は、金型を構成するダイス１２と、上下一対
の縦パンチ１３，１４と、コアロッド１５と、左右一対
の横パンチ１６とを備えている。即ち、前記ダイス１２
の平面視略中央部には第１貫通孔１２ａが上下方向へ貫
通形成され、同ダイス１２の側面視の略中央部にはそれ
ぞれ一対の第２貫通孔１２ｂが左右方向へ、前記第１貫
通孔１２ａと連通形成されている。

【００１４】そして、前記第１貫通孔１２ａの中心軸線
Ｏ上にそれぞれの軸線を一致させて前記各縦パンチ１
３，１４及びコアロッド１５が上下方向へ移動可能に設
けられている。また、前記第２貫通孔１２ｂ内を前記各
横パンチ１６が左右方向へ移動可能に設けられている。

【００１５】図１に示すように、前記各縦パンチ１３，
１４は、それぞれ円筒状をなす第１パンチ１７，１８と
第２パンチ１９，２０とから構成されている。前記各第
１パンチ１７，１８は、それぞれの外径が前記第１貫通
孔１２ａの内径と略同一に形成され、それぞれの内径は
各第２パンチ１９，２０の外径と略同一に形成されてい
る。そして、各第１パンチ１７，１８及び各第２パンチ
１９，２０はそれぞれ前記中心軸線Ｏ方向に沿って互い
に独立して上下移動するようになっている。

【００１６】また、前記中心軸線Ｏ上に位置して上下両
第２パンチ１９，２０の内側には、前記中心軸線Ｏ方向
に延びる丸棒状のコアロッド１５が設けられ、同コアロ
ッド１５の外径は、前記第２パンチ１９，２０の内径と
略同一に形成されている。なお、コアロッド１５は、前
記各第１パンチ１７，１８及び各第２パンチ１９，２０
とは独立して上下移動するようになっている。

【００１７】図２（ｂ）に示すように、前記横パンチ１
６は板状部材であり、長手方向と直交する方向の断面形
状が前記第２貫通孔１２ｂの開口形状と略同一に形成さ
れている。また、両横パンチ１６の各先端部には平面視
半円形状の切り欠き部１６ａが形成され、各横パンチ１
６は、端面同士が当接した状態において前記中心軸線Ｏ
を囲む円形状の孔１６ｂを形成するようになっている。
なお、前記各第１パンチ１７，１８及び各第２パンチ１
９，２０及びコアロッド１５は各々互いに独立して移動
するようになっている。

【００１８】次に、以上のように構成された本実施形態
におけるプレス成形機１１の作用を説明する。さて、前
記プレス成形機１１を用いて金属粉末プレス成形する場
合には、例えば、図２〜図６に示すような行程で行われ
る。

【００１９】即ち、まず、図２（ａ）に示すように、ダ
イス１２の第１貫通孔１２ａ内に下縦パンチ１４の第
１，第２パンチ１８，２０及びコアロッド１５が下方か
ら挿入される。これにより、両縦パンチ１３，１４の両
端面と前記第１貫通孔１２ａの内周面とにより上方が開
口した型空間が形成される。そして、同型空間内へ前記
第１貫通孔１２ａの中心軸線Ｏを挟んで１８０度反対方
向から左右両横パンチ１６が第２貫通孔１２ｂ内を移動
して互いに挿入される。

【００２０】その際、図２（ｂ）に示すように、前記両
横パンチ１６は、前記型空間内で端面同士が当接した状
態において、両切り欠き部１６ａにより中心軸線Ｏを囲
む円形状の孔１６ｂを形成する。そして、同型空間内に
圧粉体（鉄粉）２１が第１貫通孔１２ａの上部開口まで
十分に充填される。

【００２１】次に、図３に示すように、上縦パンチ１３
が上方から圧粉体２１を圧縮しながら、前記第１貫通孔
１２ａ内に挿入される。そして、上下両縦パンチ１３，
１４の各第１，第２パンチ１７〜２０がそれぞれ独立し
て上下移動され、前記型空間内に充填された圧粉体２１
が上下両縦パンチ１３，１４に上下から挟まれた状態で
第１貫通孔１２ａ内のプレス開始位置まで移動される。

【００２２】そして、その移動後の位置において、図４
に示すように、上下両縦パンチ１３，１４の各第１，第
２パンチ１７〜２０を互いに接近させるように第１貫通
孔１２ａ内で移動させると、前記圧粉体２１が加圧され
て一定の形状に冷間成形された成形体２２が得られる。
その後、図５に示すように、成形体２２にアンダーカッ
ト（圧縮方向に対して垂直方向に形成される凹部）を形
成した両横パンチ１６を前記第１貫通孔１２ａ内から第
２貫通孔１２ｂ内まで後退移動させる。また、コアロッ
ド１５を下方へ移動させる。

【００２３】次に、図６に示すように、上縦パンチ１３
を上方へ移動させると共に、下縦パンチ１４を前記第１
貫通孔１２ａの上部開口まで移動させることにより、前
記成形体２２はダイス１２から取り出される。

【００２４】従って、この実施形態によれば以下のよう
な効果を得ることができる。 （１） プレス成形機１１は左右一対の横パンチ１６を
備えているので、金属粉末プレス成形する場合、成形体
２２の外周面にアンダーカットを有する形状を成形で
き、生産効率を向上させることができる。

【００２５】（２） 左右一対の横パンチ１６の各先端
部には切り欠き部１６ａが形成され、両横パンチ１６の
端面同士が当接した状態において両切り欠き部１６ａに
より円形状の孔１６ｂが形成されるので、成形体２２の
アンダーカットが正確に成形できる。

【００２６】（３） 横パンチ１６は各第１パンチ１
７，１８及び各第２パンチ１９，２０及びコアロッド１
５とは独立して左右移動するので、プレス成形の行程が
円滑にできる。

【００２７】（４） プレス成形の行程において、型空
間への各横パンチ１６の左右移動によって成形体２２に
アンダーカットを有する形状を成形できるので、容易に
アンダーカットを有する形状を成形できる。

【００２８】（５） 上下一対の縦パンチ１３，１４は
横パンチ１６とは独立して上下移動するので、プレス成
形の行程において、型空間内に横パンチ１６が配置され
た状態で圧粉体２１の移動が容易にできる。

【００２９】なお、前記実施形態は、以下のように変更
して具体化してもよい。 ・ 前記実施形態では、横パンチ１６に平面視半円形状
の切り欠き部１６ａが設けられていたが、三角形状や四
角形状の切り欠き部を設けてもよい。また、他の形状の
切り欠き部を設けてもよい。

【００３０】・ 前記実施形態では、横パンチ１６に切
り欠き部１６ａが設けられていたが、省略してもよい。 ・ 前記実施形態では、プレス成形機１１はダイス１２
を１つ備えていたが、ダイス１２を上下一対の２つの部
材に形成し、両ダイスの端面同士が当接した状態におい
て貫通孔を形成するように形成してもよい。

【００３１】・ 前記実施形態では、第１パンチ１７，
１８及び第２パンチ１９，２０は共に円筒状に形成され
ていたが、三角形状や四角形状に形成し、第１貫通孔１
２ａも同形状に形成してもよい。また、他の形状に形成
してもよい。

【００３２】・ 前記実施形態では、プレス成形機１１
は左右一対の横パンチ１６を備えていたが、左右どちら
か一方を省略してもよい。また、左右一対の横パンチ１
６に加えて、例えば、前後一対の横パンチを設けてもよ
いし、複数の横パンチを設けてもよい。

【００３３】・ 前記実施形態では、各横パンチ１６は
板状部材としたが、棒状部材にしてもよい。また、横パ
ンチの先端に行くほど先細の形状にしてもよい。 ・ 前記実施形態では、切り欠き部１６ａは平面視半円
形状に形成されていたが、切り欠き部１６ａの側壁に凹
凸を設けてもよい。

【００３４】・ 前記実施形態では、上縦パンチ１３は
第１，第２パンチ１７，１９からなり、下縦パンチ１４
は第１，第２パンチ１８，２０から構成されていたが、
上縦パンチ１３を一つの部材、下縦パンチ１４を一つの
部材としてもよい。

【００３５】次に、前記実施形態から把握できる請求項
に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効
果と共に以下に記載する。 （イ） 前記金型には横パンチが移動可能な貫通孔が設
けられている請求項１に記載のプレス成形機。この構成
によれば、横パンチの移動を安定化することができる。

【００３６】（ロ） 前記横パンチの先端部には切り欠
き部が設けられている請求項１〜３のうち何れか一項に
記載のプレス成形機。この構成によれば、成形体の外周
面にアンダーカットを有する形状の成形を確実にでき
る。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
成形体の外周面にアンダーカットや貫通孔を有する形状
の成形を可能にしつつ、生産効率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態におけるプレス成形機の概略を示
す縦断面図。

【図２】 （ａ）は、本実施形態における成形体の製造
方法において、圧粉体が充填された状態を示す縦断面
図、（ｂ）は、（ａ）の状態のプレス成形機のＡ―Ａ線
における断面図。

【図３】 本実施形態における成形体の製造方法におい
て、上下縦パンチによる充填圧粉体の移動状態を示す縦
断面図。

【図４】 同じく、圧粉体の加圧された状態を示す縦断
面図。

【図５】 同じく、ダイスの第１貫通孔から横パンチが
引き抜かれた状態を示す縦断面図。

【図６】 同じく、ダイスの第１貫通孔から成形体が取
り出された状態を示す縦断面図。

【図７】 従来のプレス成形機における成形体の製造方
法において、圧粉体が充填された状態を示す縦断面図。

【図８】 同じく、ダイスの圧粉体が充填されている貫
通孔内に、上パンチが挿入された状態を示す縦断面図。

【図９】 同じく、圧粉体の加圧された状態を示す縦断
面図。

【図１０】 同じく、ダイスの貫通孔から成形体が取り
出された状態を示す縦断面図。

【符号の説明】

Ｏ…中心軸線、１１…プレス成形機、１２…金型を構成
するダイス、１２ａ…第１貫通孔、１３，１４…縦パン
チ、１６…横パンチ、１６ｂ…孔。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧粉体を充填するための貫通孔が所定方
   向へ貫通形成された金型と、前記貫通孔と同軸配置され
   て貫通孔内に上下両方向から互いに挿入される上下一対
   の縦パンチと、この両縦パンチの両端面と前記貫通孔の
   内周面とにより形成される型空間内に側方から挿入され
   る横パンチとを備えたプレス成形機。
2. 【請求項２】 前記横パンチは、前記型空間内へ前記貫
   通孔の中心軸線を挟んで１８０度反対方向から互いに挿
   入され、端面同士が当接した状態において前記中心軸線
   を囲む円形状の孔を形成可能な左右一対の横パンチによ
   り構成されている請求項１に記載のプレス成形機。
3. 【請求項３】 前記横パンチは、前記縦パンチとは独立
   して型空間内へ移動可能に設けられている請求項１又は
   請求項２に記載のプレス成形機。