JP2003071597A - 複層粉末成形装置および複層圧粉成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】複層圧粉成形体の製造方法および複層粉末成形
装置を提案する。 【解決手段】下パンチ２とダイ４およびコアロッド１の
上面を同一平面とする抜き出し状態にし、ダイを覆うよ
うに第１の粉末充填装置９１を前進させたのち、第１粉
末充填空間を形成しながら、第１の粉末を充填し、つい
で、ダイを覆うように第２の粉末充填装置９２を回転前
進させると同時に、負圧を生じないような速度で、第２
粉末充填空間を形成しながら、好ましくは第２の粉末充
填装置９２をシェーキングさせて、第２の粉末を充填し
たのち、上パンチと下パンチとにより圧粉体し、さらに
圧粉体を抜き出す。これにより、複層境界の波打ち現象
を防止できるという効果を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末を圧縮成形し
た圧粉成形体に係り、とくに２層以上の複層の圧紛成形
体の製造方法および粉体成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車部品や機械部品等の広範な用途に
用いられている焼結部品は、原料粉末を金型に装入し圧
縮成形して圧粉体とし、この圧粉体を焼結して焼結体と
したのち仕上げ加工されて製品とする粉末冶金法で製造
されている。最近では、省資源、コストダウン等の観点
から、過酷な条件に曝され特殊な特性が要求される部位
には特殊材料を、その他の部位には一般材料を使用する
複層からなる焼結部品、いわゆる複合材料が利用されて
いる。この複合化された焼結部品は、通常、粉末充填時
に複層化され成形された、複層圧粉体を焼結して製造さ
れている。

【０００３】例えば、２層を有する圧粉体の製造方法と
しては、互いに直角に、あるいは互いにある角度をもっ
て往復運動する、それぞれ異なる種類の粉末を充填する
２台の粉末充填装置を用い、まず、一つの粉末充填装置
で、粉末を所定の空間に充填したのち、その充填した粉
末の上に、他の粉末充填装置を用いて異種の粉末を充填
する方法がある。しかしながら、この方法では、直角方
向に２台の粉末充填装置を往復運動させなければなら
ず、装置の設置に必要な床面積が多大となり、製造装置
設置場所に制限を受けるという不利がある。

【０００４】このような問題に対し、例えば、特開昭62
-13605号公報には、複合粉末成形方法が提案されてい
る。特開昭62-13605号公報に記載された複合粉末成形方
法は、往復動する第１充填装置により粉末Ａを充填する
と同時に、ダイプレート上に抜出した圧粉体を第１充填
装置により押出し、第２充填装置ヘつきあてて移動させ
る工程と、第１充填装置をもどしつつ、これと当接する
第２充填装置を回転前進させ、第２充填装置の前進によ
り圧粉体をダイプレート上のガイドへ送出す工程と、第
２充填装置をさらに前進させ、粉末Ｂを充填させる工程
と、これら粉末を圧粉成形する工程と、圧粉体をダイプ
レート上に抜出す工程とからなる複合粉末成形方法であ
る。この技術によれば、設置床面積が小さく、圧粉体の
送りの方向、距離が確実に一定となるとともに、充填サ
イクルが短く生産性が向上するとしている。

【０００５】また、特開昭62-13606号公報には、往復動
する第１充填装置により粉末Ａを充填すると同時に、ダ
イプレート上に抜出した圧粉体を第１充填装置により押
出し、第２充填装置ヘつきあてて移動させる工程と、第
１充填装置をもどしつつ、これと当接する第２充填装置
を回転前進させ、第２充填装置の前進により圧粉体をダ
イプレート上の傾斜面へ送出す工程と、第２充填装置を
さらに前進させ、粉末Ｂを充填させる工程と、これら粉
末を圧粉成形する工程と、得られた圧粉体をダイプレー
ト上に抜出す工程とよりなる複合粉末成形方法が提案さ
れている。この技術によれば、設置床面積が小さく、圧
粉体の送りの方向、距離が確実に一定となるとともに、
充填サイクルが短く生産性が向上するとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
は、更なる生産性向上のため成形サイクルタイムの短縮
が要望されている。しかし、特開昭62-13605号公報、特
開昭62-13606号公報に記載された技術を用いて複層圧粉
体を製造する際に、各工程を短縮して成形サイクルタイ
ムの短縮を図ると、複層の境界が大きく波打つという問
題が発生する。複層のうちの特殊材料粉からなる層を所
定の厚さとするためには、複層境界が波打つと、波打つ
分だけ高価な特殊材料粉の充填量を増加させる必要があ
り、製造コストの高騰を招くことになる。

【０００７】また、最近では、地球環境の保全という観
点から、自動車部品の軽量化が要望され、たとえば、バ
ルブシートなどに至るまでの部品の軽量化、すなわち厚
みの低減が指向されている。また、さらに省資源という
観点から高価な材料の使用量を少なくすることが検討さ
れている。本発明は、上記した従来技術の問題を解決
し、少ない量の充填で所定厚さの粉末層（高価な特殊材
料粉末層）を形成でき、しかも円周方向の厚みばらつき
を少なくできるなど充填精度が高い、２層以上の複層の
圧粉体を容易にしかも安価に製造できる、複層圧粉成形
体の製造方法および複層粉末成形装置を提案することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した課
題を達成するために、まず複層境界の波打ち現象の原因
について鋭意考究した。その結果、本発明者は、第１粉
末充填空間を形成して第１の粉末を充填したのち、第２
粉末充填空間を形成して第２の粉末を充填する際に、第
２粉末充填空間の形成を急激に行うと、第１粉末層
（Ａ）と第２粉末層（Ｂ）との境界が波打つことを見い
だした。

【０００９】複層境界が波打つ現象について、本発明者
は次のように考えている。すなわち、図７に示すよう
に、例えばダイおよびコアロッドの上昇を急激に行い第
２粉末充填空間を形成すると、形成された第２粉末充填
空間への第２の粉末の充填が追いつかず、負圧となる。
このため、下パンチの内周および外周の隙間から大気が
吸い込まれ、この吸い込まれた大気により第１粉末層
（Ａ）と第２粉末層（Ｂ）との境界が波打つ。

【００１０】このような考えに基づき、本発明者は、複
層境界の波打ち防止対策を検討した。その結果、第２粉
末充填空間の形成をゆっくり行うこと、すなわち、下パ
ンチの下降、あるいはダイおよびコアロッドの上昇を負
圧が生じない速度で行うことが複層境界の波打ち防止に
有効であることに想到した。下パンチの下降、あるいは
ダイおよびコアロッドの上昇を負圧が生じない速度で行
うためには、下パンチ、あるいはダイおよびコアロッド
の昇降機構を主昇降機構とサブ昇降機構の２系統とし、
主昇降機構による昇降速度をサブ昇降機構により適正な
速度に減速調整することが良いことを思い付いた。

【００１１】本発明は、上記した知見に基づいて, さら
に検討を加えて完成されたものであある。すなわち、本
発明の要旨は下記のとおりである。 （１）上パンチと、下パンチと、ダイと、コアロッドと
で囲まれる空間に、２種以上の粉末を順次充填し圧紛成
形して、２層以上の圧粉体とする複層圧粉成形体の製造
方法において、前記下パンチ、前記ダイおよび前記コア
ロッドをそれぞれの上面が同一平面上となる抜き出し状
態に調整後、往復運動する第１の粉末充填装置を前進さ
せて前記ダイを覆ったのち、前記下パンチを下降させる
か、あるいは前記ダイおよび前記コアロッドを上昇させ
て、第１粉末充填空間を形成しながら、該第１粉末充填
空間に第１の粉末を充填する第１の粉末充填工程と、前
記往復運動する第１の粉末充填装置を後退させるととも
に、反複回転運動する第２の粉末充填装置を回転前進さ
せ、前記ダイを覆うと同時に、負圧を生じさせないよう
な速度で前記下パンチを下降させるか、あるいは前記ダ
イおよび前記コアロッドを上昇させ第２粉末充填空間を
形成しながら、該第２粉末充填空間に第２の粉末を充填
する第２の粉末充填工程と、を順次行い、粉末を充填し
たのち、前記反復回転運動する第２の粉末充填装置を回
転後退させるとともに、前記上パンチを下降させて、該
上パンチと前記下パンチとにより前記充填した粉末を圧
粉成形し２層以上の複層の圧粉体とする圧粉成形工程
と、前記下パンチを上昇させるか、あるいは前記ダイお
よび前記コアロッドを下降させ前記圧粉体をダイプレー
ト上に抜き出す圧粉体抜き出し工程と、を行うことを特
徴とする複層圧粉成形体の製造方法。 （２）（１）において、前記第２粉末充填空間に第２の
粉末を充填する際に、前記第２の粉末充填装置を少なく
とも１回以上シェーキングさせることを特徴とする複層
圧粉成形体の製造方法。 （３）（１）または（２）において、ダイプレート上に
抜き出された前記圧粉体が、次の複層圧粉体を製造する
前記第１の工程において前記往復運動する第１の粉末充
填装置の前進により押し出され、製品排出口へ排出され
ることを特徴とする複層圧粉成形体の製造方法。 （４）（１）ないし（３）のいずれかにおいて、前記下
パンチを下降させるか、あるいは前記ダイおよび前記コ
アロッドを上昇させるに際し、主昇降装置の作動に加え
てサブ昇降装置を作動させて前記下降あるいは上昇の速
度を減速し、負圧を生じさせないような速度とすること
を特徴とする複層圧粉成形体の製造方法。 （５）上パンチと、下パンチと、ダイと、コアロッド
と、および、該上パンチと下パンチとダイとコアロッド
とで囲まれる粉末充填空間に粉末を充填する粉末充填装
置と、を有する複層粉末成形装置において、前記粉末充
填装置が、前記ダイを収容するダイプレート上で往復運
動し所定の前記粉末充填空間に粉末を充填する第１の粉
末充填装置と、前記ダイプレート上で反復回転運動し所
定の前記粉末充填空間に粉末を充填する第２の粉末充填
装置とからなり、さらに、前記ダイを収容するダイプレ
ート上には、前記第１の粉末充填装置の前進限界面から
始まり製品排出口に向けて下り勾配を有する第１の傾斜
面と前記第２の粉末充填装置先端の軌跡に接する部分か
ら始まり前記第１の傾斜面に接する第２の傾斜面とを有
し、さらに、前記上パンチを配設したラムプレートに
は、前記反復回転運動する第２の粉末充填装置を、粉末
充填時に少なくとも１回以上シェーキングするとともに
回転後退を制御する粉末充填装置制御手段とが配設さ
れ、さらに、前記下パンチ、および／または、前記ダイ
および前記コアロッドには、主昇降機構に加えてさらに
サブ昇降機構が付設される、ことを特徴とする複層粉末
成形装置。 （６）（５）において、前記サブ昇降機構が油圧装置で
あることを特徴とする複層粉末成形装置。 （７）（５）または（６）において、前記第１の粉末充
填装置には、該第１の粉末充填装置の前進方向端部下側
に、製品排出口側に対向し前記第１の粉末充填装置が前
進する向きとのなす角が鈍角である面を有する突起を、
該突起の中心が前記第１の粉末充填装置の前進方向側端
面の中心軸から所定の距離だけ製品排出口の反対側に離
れた位置となるように、配設することを特徴とする複層
粉末成形装置。

【００１２】

【発明の実施の形態】まず、本発明方法の実施に好適な
複層粉末成形装置について説明する。複層粉末成形装置
の一例を模式的に図１に示す。（ａ）は側面断面図であ
り、（ｂ）はそのＡ−Ａ矢視図である。複層粉末成形装
置は、上パンチ５、下パンチ２、ダイ４、コアロッド
１、および、粉末を充填する第１の粉末充填装置91およ
び第２の粉末充填装置92を有する。

【００１３】ダイ４はダイプレート40に収容され、下パ
ンチ２と、コアロッド１とで粉末充填空間を形成可能に
配設される。また、上パンチ５は、ラムプレート51に配
設され、上昇・下降自在とされ、粉末充填空間に充填さ
れた粉末を下パンチ２との間で圧粉成形可能とされる。
また、ダイプレート40には、第１の傾斜面41と第２の傾
斜面42が設けられる。第１の傾斜面41は、第１の粉末充
填装置91の前進限界面から始まり製品排出口 (図示せ
ず）に向けて下り勾配を有する傾斜面であり、製品 (圧
粉体）の排出を容易にし、生産性を向上させるために設
けられる。また、第２の傾斜面42は、第２の粉末充填装
置92先端の軌跡に接する部分から始まり第１の傾斜面41
に接する傾斜面であり、第１の傾斜面41ととともに、製
品 (圧粉体）の排出を容易にする役割を有する。

【００１４】第１の粉末充填装置91は、ダイプレート40
上で往復運動し、ダイ４を覆い、下パンチ２とダイ４と
コアロッド１とで囲まれる粉末充填空間に粉末を充填す
る。なお、第１の粉末充填装置91には、往復運動の前進
方向端部下側に突起91a を配設することが好ましい（図
１（ｂ））。この突起91a は、製品排出口側に対向し第
１の粉末充填装置が前進する向きとのなす角αが鈍角で
ある面91b を有し、しかもこの突起の中心が、第１の粉
末充填装置91の前進方向側端面の中心軸Ｘから所定の距
離ｄだけ製品排出口の反対側に離れた位置となるよう
に、第１の粉末充填装置91に配設することが好ましい
（図１（ｃ））。この突起91a は、ダイプレート面に対
し垂直な中心軸を有する三角柱とすることが好ましい
が、これに限定されるものではなく、製品排出口に対向
し、第１の粉末充填装置91が前進する向きとのなす角α
が鈍角である面を有するものであれば特に限定されない
ことはいうまでもない。

【００１５】このような突起91a を第１の粉末充填装置
91の前進方向端面下側に付設することにより、第１の粉
末充填装置91による製品 (圧粉体）の押出し方向が一定
し、しかもダイプレート40に形成された傾斜面41,42 に
圧粉体を送り出しやすくなり、製品送りのトラブル発生
を防止できる。また、第２の粉末充填装置92は、ダイプ
レート40上で反復回転運動し、ダイ４を覆い、下パンチ
２とダイ４とコアロッド１とで囲まれる粉末充填空間に
粉末を充填する。図２（ａ）に示すように、第２の粉末
充填装置92は、軸81に回転支承される。第２の粉末充填
装置92は、この軸81に対し反対側に配設されたエアーシ
リンダー82の作動により回転前進・回転後退からなる反
復回転運動を行うことができる。

【００１６】また、本発明方法の実施に好適な複層粉末
成形装置では、図２に示すように、上パンチ５を配設し
たラムプレート51に、第２の粉末充填装置92を粉末充填
時に少なくとも１回以上シェーキングするとともに回転
後退を制御する粉末充填装置制御手段52が配設されるこ
とが好ましい。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−
Ａ矢視図であり、第２の粉末充填装置92が、粉末の充填
を終了し、粉末充填装置制御手段52の作用で回転後退を
開始した状態を示している。粉末充填装置制御手段52
は、カム等のならい具とすることが好ましく、第２の粉
末充填装置92の反復回転運動を制御する回転駆動装置82
に付設されたカムフォロワー53に、ラムプレートの下降
に伴い当接するように配設されることが好ましい。粉末
充填装置制御手段52がカムフォロワー53に当接すること
により、第２の粉末充填装置92にシェーキングと上パン
チ５との衝突を回避するための強制的回転後退運動を付
与することができる。

【００１７】本発明方法では、第２の粉末充填装置92を
粉末充填時に少なくとも１回以上シェーキングすること
をが好ましく、このために、粉末充填装置制御手段52に
は、例えば、図２ (ｃ) に示すようなＳ領域を設定し、
第２の粉末充填装置92に少なくとも１回以上のシェーキ
ングを付加することが好ましい。図２ (ｃ) には１回の
シェーキングを付加できる粉末充填装置制御手段52の例
が示されているが、本発明ではこれに限定されるもので
はない。また、シェーキングを付加しない場合には、図
２（ｃ）におけるようなＳ領域を有しない粉末充填装置
制御手段52とすることはいうまでもない。

【００１８】ラムプレートの下降に伴いカムフォロワー
53が粉末充填装置制御手段52のＳ領域を通過したのち
は、第２の粉末充填装置92は強制的に回転後退され、上
パンチ５との衝突を回避できるように制御される。な
お、本発明方法の実施に好適な複層粉末成形装置では、
下パンチ２、および／または、前記ダイ４および前記コ
アロッド１には、主昇降装置（図示せず）に加えてさら
にサブ昇降装置43が付設されることが好ましい。本発明
では、第２粉末充填空間の形成に当り、主昇降装置によ
る下パンチ２の下降、あるいはダイ４およびコアロッド
１の上昇を、その下降または上昇方向と反対方向にサブ
昇降装置43を作動させて所望の速度に減速する。サブ昇
降装置43の種類は、特に限定されないが、油圧装置とす
ることが好ましい。

【００１９】図６に、サブ昇降装置43の付設状況の一例
を模式的に示す。図６では、ダイ４およびコアロッド１
を上昇させる場合であり、ダイ４を支持し、主昇降装置
によりダイ４を昇降させるダイプレート40にサブ昇降装
置43が付設された状態を示す。なお、図示されない機構
でコアロッド１はダイ４とともに主昇降装置により連動
して昇降可能とされることが好ましい。図６に示された
サブ昇降装置43を使用して、第２粉末充填空間を形成す
る場合には、まず、サブ昇降装置43（ここでは油圧装
置）を作動させて、主昇降装置によるダイプレート40の
上昇（ダイ４およびコアロッド１の上昇）を阻止する。
その後、徐々にサブ昇降装置43（ここでは油圧装置）の
作動力を徐々に弱めながら（すなわち油圧を抜きなが
ら）、ダイプレート40を上昇（ダイ４およびコアロッド
１を上昇）させる。この主昇降装置とサブ昇降装置43と
を併用することにより、第２粉末充填空間を形成する際
に、効果的に負圧の発生を防止することができ、複層境
界に波打ち現象を防止できる。

【００２０】つぎに、好ましくは上記した複層粉末成形
装置を用いて行う、本発明方法について説明する。本発
明は、上パンチと、下パンチと、ダイと、コアロッドと
で囲まれる空間に、２種以上の粉末を順次充填し圧紛成
形して、２層以上の圧粉体とする複層圧粉成形体の製造
方法である。本発明方法は、第１の粉末充填工程と、第
２の粉末充填工程と、あるいはさらに、前記第１の粉末
充填工程とあるいはさらに第２の粉末充填工程とを所望
の層数だけ順次繰り返したのち、さらに圧粉成形工程
と、圧粉体抜き出し工程と、を順次行う、２層以上の圧
粉体とする複層圧粉体の製造方法である。

【００２１】本発明方法を、工程順に、図３（ａ）〜
（ｃ）、図４（ａ）〜（ｄ）に示す。なお、図上段は側
断面図、下段は平面図である。第１の粉末充填工程で
は、下パンチ２、ダイ４およびコアロッド１をそれぞれ
の上面が同一平面上となる抜き出し状態に調整後、往復
運動する第１の粉末充填装置91を前進させてダイ４を覆
った（図３（ａ））のち、下パンチ２を下降させるか、
あるいはダイ４およびコアロッド１を上昇させて、第１
粉末充填空間を形成しながら、第１粉末充填空間に第１
の粉末Ａを充填する（ (図３（ｂ））。

【００２２】第１の粉末充填工程に続く、第２の粉末充
填工程では、往復運動する第１の粉末充填装置91を後退
させるとともに、反複回転運動する第２の粉末充填装置
92を回転前進させる（図３（ｃ））。回転前進した第２
の粉末充填装置92がダイ４を覆うと同時に、負圧を生じ
させないような速度で下パンチ２を下降させながら、あ
るいはダイ４およびコアロッド１を上昇させながら第２
粉末充填空間を形成させて、第２粉末充填空間に第２の
粉末Ｂを充填する（図４（ａ））。なお、負圧を生じさ
せないような速度で下パンチ２を下降させ、あるいはダ
イ４およびコアロッド１を上昇させるには、上記したサ
ブ昇降装置を利用して、主昇降装置による下降速度また
は上昇速度を負圧の生じない所定の速度に減速すること
が好ましい。これにより、複層境界に波打ちがない複層
の粉末充填が可能となる。

【００２３】この第２の粉末充填工程に際し、第２の粉
末充填装置92を少なくとも１回以上シェーキングさせる
ことが好ましい。シェーキングに際しては、ラムプレー
ト51を下降させて、粉末充填装置制御手段52をカムフォ
ロワー53に当接させ、粉末充填装置92にシェーキングを
付与することが好ましい。これにより、円周方向の粉末
Ｂの充填厚さのばらつきが緩和され、粉末Ｂの充填精度
が向上する。

【００２４】２層以上の複層とする場合は、前記した第
１あるいはさらに第２の粉末充填工程とを所望の層数だ
け順次繰り返すことが好ましい。所望の２層以上の複層
粉末充填層を形成したのち、圧粉成形工程を施す。圧粉
成形工程では、反復回転運動する粉末充填装置92を回転
後退させる（または粉末充填装置91を後退させる）とと
もに、上パンチ５を下降させて、上パンチ５と下パンチ
２とにより充填した粉末を圧粉成形し２層以上の複層の
圧粉体とする（図４（ｂ））。

【００２５】圧粉成形工程に続いて、圧粉体抜き出し工
程を施す。圧粉体抜き出し工程では、下パンチ２を上昇
させるか、あるいはダイ４およびコアロッド１を下降さ
せるとともに、上パンチ５を上昇させ、圧粉体（Ｘ）を
ダイプレート40上に抜き出す（図４（ｃ））。ついで、
ダイプレート40上に抜き出された圧粉体（Ｘ）は、次の
複層圧粉体を製造する第１の工程において、往復運動す
る第１の粉末充填装置91の前進により、傾斜面41,42 に
押し出されて、製品排出口へ排出される（図４
（ｄ））。なお、本発明では、第１の粉末充填装置91
に、製品排出口側に対向し第１の粉末充填装置が前進す
る向きとのなす角αが鈍角である面91b を有する突起91
a を付設した粉末充填装置を使用することが好ましく、
前進に際し、この突起91a の面91bで抜き出された圧粉
体Ｘを押し出すことにより、押し出す方向が傾斜面の方
向となり、容易に安定して傾斜面41,42 の方向に押し出
すことができ、製品 (圧粉体) の取り出しが容易とな
る。

【００２６】

【実施例】粉末Ａとして、アトマイズ純鉄粉をベースと
して、純鉄粉と黒鉛粉と銅粉とフェロモリブデン粉の合
計量に対する質量％で、1.1 ％の黒鉛粉と4.0 ％の銅粉
と1.0 ％のフェロモリブデン粉と、さらに潤滑剤とを混
合した混合粉を使用した。また、高機能材となる粉末Ｂ
として、アトマイズ純鉄粉に、潤滑剤を除く全粉末合計
量に対する質量％で、1.1 ％の黒鉛粉と、6.3 ％のCo粉
と、2.0 ％のNi粉と、0.8 ％のフェロモリブデン粉と、
16.5％のCo,Cr,Ｗを含有する硬質粉と、さらに潤滑剤と
を混合した混合粉を使用した。

【００２７】粉末Ａと粉末Ｂを使用し、図１に示す複合
成形装置を利用して、本発明例として、第１の粉末充填
工程と、第２の粉末充填工程と、さらに圧粉成形工程
と、圧粉体抜き出し工程と、を順次行い、２層構造のバ
ルブシート用圧粉体（外径：31.1mm、内径24.0mm、厚さ
8.3mm）を作製し、本発明例とした。なお、第２の粉末
充填工程では、主昇降装置に加えて油圧装置からなるサ
ブ昇降装置43を作動させて、ダイ４およびコアロッド１
の上昇速度を減速し、予め定めた負圧が発生しない速度
に調整した。また、第２の粉末充填工程では、粉末充填
装置92に１回のシェーキングを付加する場合（本発明例
２）と付加しない場合（本発明例１）の両者を実施し
た。

【００２８】なお、油圧装置からなるサブ昇降装置を作
動させないで、またシェーキングを付加しないで、上記
した本発明例と同様の２層構造のバルブシート用圧粉体
を作製し、従来例とした。ついで得られた圧粉体に、同
一条件で脱脂処理と焼結処理を施し、焼結体とした。得
られた焼結体の外周を研磨、エッチングして、Ａ層およ
びＢ層の、２層の境界を全周に亘り現出した。図５
（ａ）に示すように、各焼結体の現出された境界位置に
ついて、厚さ方向でＡ層底面から最も離れた位置ｔ_max
とＡ層底面に最も近い位置ｔ_min をもとめ、次式 ばらつき指数（％）＝（ｔ_max ーｔ_min ）／ｔ×100
（％） （ここで、ｔは厚さ（mm）である。）を用いて、ばらつ
き指数（％）を算出した。得られたばらつき指数につい
て、従来例のばらつき指数を基準（100 ％）として、こ
の基準値に対する各焼結体のばらつき指数の比を算出し
て、境界のばらつき度合いを評価した。

【００２９】得られた結果を図５に示す。図５から、本
発明例はいずれも従来例に比べて、ばらつき指数が低下
している。とくに、粉末Ｂの充填時にシェーキングを付
加することにより（本発明例２）、顕著にばらつき指数
が低減している。本発明によれば、２層境界のばらつき
を減少することにより、機能材である粉末Ｂの充填厚さ
を結果的に薄くできることになる。これは高価な高機能
材を少なくできることができることを意味し、バルブシ
ートの製造原価の低減に大きく寄与できるうえ、さらに
圧粉体の全体厚さを薄くすることにもなり、バルブシー
トの仕上げ加工負荷を軽減できるという効果もある。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第１層
と第２層の境界の波打ちを抑制することができ、結果と
して少ない量の充填で所望厚さの粉末充填層を形成で
き、円周方向の充填厚さばらつきが少ない充填精度が高
い、２層以上の複層の圧粉体を容易にしかも安価に製造
でき、産業上格段の効果を奏する。また、複層圧粉体の
全体厚さを薄くすることができ、仕上げ加工負荷を軽減
できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に好適な複層粉末成形装置の一例
を示す側断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。

【図２】本発明の実施に好適な複層粉末成形装置の一例
を示す側面図である。

【図３】本発明方法の各工程における手順を説明する模
式図である。

【図４】本発明方法の各工程における手順を説明する模
式図である。

【図５】実施例におけるばらつき指数比を示すグラフで
ある。

【図６】本発明の複層粉末成形装置に好適なサブ昇降装
置の設置状況の一例を示す模式図である。

【図７】従来の方法における複層境界の波打ち現象を模
式的に説明する説明図である。

【符号の説明】

１ コアロッド ２ 下パンチ ４ ダイ 40 ダイプレート 41 第１傾斜面 42 第２傾斜面 43 サブ昇降装置 ５ 上パンチ 51 ラムプレート 52 粉末充填装置制御手段 53 カムフォロワー 91 第１粉末充填装置 92 第２粉末充填装置 91a 突起 91b 面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上パンチと、下パンチと、ダイと、コア
   ロッドとで囲まれる空間に、２種以上の粉末を順次充填
   し圧紛成形して、２層以上の圧粉体とする複層圧粉成形
   体の製造方法において、前記下パンチ、前記ダイおよび
   前記コアロッドをそれぞれの上面が同一平面上となる抜
   き出し状態に調整後、往復運動する第１の粉末充填装置
   を前進させて前記ダイを覆ったのち、前記下パンチを下
   降させるか、あるいは前記ダイおよび前記コアロッドを
   上昇させて、第１粉末充填空間を形成しながら、該第１
   粉末充填空間に第１の粉末を充填する第１の粉末充填工
   程と、前記往復運動する第１の粉末充填装置を後退させ
   るとともに、反複回転運動する第２の粉末充填装置を回
   転前進させ、前記ダイを覆うと同時に、負圧を生じさせ
   ないような速度で前記下パンチを下降させるか、あるい
   は前記ダイおよび前記コアロッドを上昇させ第２粉末充
   填空間を形成しながら、該第２粉末充填空間に第２の粉
   末を充填する第２の粉末充填工程と、を順次行い、粉末
   を充填したのち、前記反復回転運動する第２の粉末充填
   装置を回転後退させるとともに、前記上パンチを下降さ
   せて、該上パンチと前記下パンチとにより前記充填した
   粉末を圧粉成形し２層以上の複層の圧粉体とする圧粉成
   形工程と、前記下パンチを上昇させるか、あるいは前記
   ダイおよび前記コアロッドを下降させ前記圧粉体をダイ
   プレート上に抜き出す圧粉体抜き出し工程と、を行うこ
   とを特徴とする複層圧粉成形体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第２粉末充填空間に第２の粉末を充
   填する際に、前記第２の粉末充填装置を少なくとも１回
   以上シェーキングさせることを特徴とする請求項１に記
   載の複層圧粉成形体の製造方法。
3. 【請求項３】 ダイプレート上に抜き出された前記圧粉
   体が、次の複層圧粉体を製造する前記第１の工程におい
   て前記往復運動する第１の粉末充填装置の前進により押
   し出され、製品排出口へ排出されることを特徴とする請
   求項１または２に記載の複層圧粉成形体の製造方法。
4. 【請求項４】 前記下パンチを下降させるか、あるいは
   前記ダイおよび前記コアロッドを上昇させるに際し、主
   昇降装置の作動に加えてサブ昇降装置を作動させて前記
   下降あるいは上昇の速度を減速し、負圧を生じさせない
   ような速度とすることを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれかに記載の複層圧粉成形体の製造方法。
5. 【請求項５】 上パンチと、下パンチと、ダイと、コア
   ロッドと、および、該上パンチと下パンチとダイとコア
   ロッドとで囲まれる粉末充填空間に粉末を充填する粉末
   充填装置と、を有する複層粉末成形装置において、 前記粉末充填装置が、前記ダイを収容するダイプレート
   上で往復運動し所定の前記粉末充填空間に粉末を充填す
   る第１の粉末充填装置と、前記ダイプレート上で反復回
   転運動し所定の前記粉末充填空間に粉末を充填する第２
   の粉末充填装置とからなり、 さらに、前記ダイを収容するダイプレート上には、前記
   第１の粉末充填装置の前進限界面から始まり製品排出口
   に向けて下り勾配を有する第１の傾斜面と前記第２の粉
   末充填装置先端の軌跡に接する部分から始まり前記第１
   の傾斜面に接する第２の傾斜面とを有し、 さらに、前記上パンチを配設したラムプレートには、前
   記反復回転運動する第２の粉末充填装置を、粉末充填時
   に少なくとも１回以上シェーキングするとともに回転後
   退を制御する粉末充填装置制御手段とが配設され、 さらに、前記下パンチ、および／または、前記ダイおよ
   び前記コアロッドには、主昇降機構に加えてさらにサブ
   昇降機構が付設される、ことを特徴とする複層粉末成形
   装置。
6. 【請求項６】 前記サブ昇降機構が油圧装置であること
   を特徴とする請求項５に記載の複層粉末成形装置。
7. 【請求項７】 前記第１の粉末充填装置には、該第１の
   粉末充填装置の前進方向端部下側に、製品排出口側に対
   向し前記第１の粉末充填装置が前進する向きとのなす角
   が鈍角である面を有する突起を、該突起の中心が前記第
   １の粉末充填装置の前進方向側端面の中心軸から所定の
   距離だけ製品排出口の反対側に離れた位置となるよう
   に、配設することを特徴とする請求項５または６に記載
   の複層粉末成形装置。