JP2009142833A

JP2009142833A - 粉末成形体製造装置

Info

Publication number: JP2009142833A
Application number: JP2007320513A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takashima; 隆鷹島
Original assignee: Kobayashi Industry Co Ltd
Current assignee: Kobayashi Industry Co Ltd
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2009-07-02

Abstract

【課題】所定の角度で傾斜する上下面を備えると共に、該上下面が互いに平行である成形体を粉末成形により容易に製造することができる装置を提供する。
【解決手段】ダイ孔６を有するダイス２と、ダイス２の下方からダイ孔６に挿入されて、ダイス２と共に、キャビティ１３を形成する下パンチ３と、ダイス２の上方からダイ孔６に挿入されて、下パンチ３と共に、キャビティ１３に充填された材料粉末１０を加圧成形する上パンチ４と、キャビティ１３に材料粉末１０を供給する材料粉末供給手段５とを備える。ダイス２は水平方向に対して所定の角度で傾斜している上面７を備え、下パンチ３はダイス２の上面７と平行な第１成形面８を備え、上パンチ４はダイス２の上面７と平行な第２成形面９を備え、材料粉末供給手段５は、ダイス２の上面に沿って摺動して、キャビティ１３に材料粉末１０を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属粉末等の材料粉末を加圧成形して粉末成形体を製造する装置に関するものである。

従来、金属粉末等の材料粉末を加圧成形して粉末成形体を製造する装置として、図４に示すように、ダイス２２と、ダイス２２を貫通するダイ孔２６と、ダイス２２の下方からダイ孔２６に挿入される下パンチ２３と、ダイス２２の上方からダイ孔２６に挿入される上パンチ２４とを備える粉末成形体の製造装置２１が知られている（例えば、特許文献1参照）。

図４に示す製造装置２１は、ダイス２２の上面２７が水平であり、また、ダイ孔２６と下パンチ２３とにより、キャビティ３３が形成される。

また、図４に示す製造装置２１において、キャビティ３３に材料粉末３０を供給する材料粉末供給手段２５として、材料粉末３０を収容する筐体３１と、筐体３１の下方に設けられた開口部３２とを備え、開口部３２からキャビティ３３に材料粉末３０を充填するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

図４に示す製造装置２１では、先ず、ダイ孔２６と下パンチ２３とによりキャビティ３３を形成する。次に、材料粉末供給手段２５が、ダイス２２の上面２７に沿って摺動し、開口部３２から材料粉末３０をその自重により落下させることにより、キャビティ３３に材料粉末３０を充填する。次に、キャビティ３３に充填された材料粉末３０を上下パンチ２３、２４によって加圧成形することにより、上下面が水平である粉末成形体を得ることができる。

ところで、図５に示すように、中心軸Ａに直交する面Ｂに対して、所定の角度θで傾斜し、互いに平行な上下面４２、４３を備える成形体４１を粉末成形により製造することが検討されている。このような成形体４１を粉末成形により製造するには、図４に示す上下パンチ２３、２４の成形面を、上下面４２、４３と同一の角度で傾斜したものとすると共に、材料粉末３０を、上下面４２、４３と同一の角度の傾斜を有するように、該キャビティ３３内に充填する必要がある。

ここで、図４に示すように、ダイス２２の上面２７が水平である場合、材料粉末３０を前記傾斜を有するように、前記キャビティ３３内に充填するために、図６に示すような装置が考えられる。

前記装置は、図６（ａ）に示すように、ダイス２２の下方からダイ孔２６に挿入される下パンチ５３が、前記所定の角度で傾斜した成形面５８を備えており、ダイ孔２６と下パンチ５３とによりキャビティ６３が形成される。尚、前記装置は、ダイス２２の上方からダイ孔２６に挿入される上パンチ（図示せず）を備えており、該上パンチもまた、前記所定の角度で傾斜した成形面を備えている。

前記装置では、図６（ｂ）に示すように、材料粉末供給手段２５をダイス２２の上面２７に沿って摺動させることにより、キャビティ６３に材料粉末３０を充填する。このとき、材料粉末供給手段２５が摺動する速度に対応した速度で、ダイス２２を上昇させる。このようにできれば、図６（ｃ）に示すように、キャビティ６３に充填された材料粉末３０は、下面が下パンチ５３の成形面５８に沿って傾斜面になると共に、上面には下パンチ５３の成形面５８に平行な傾斜面が形成されるものと考えられる。

しかしながら、前記装置では、材料粉末供給手段２５の摺動速度とダイス２２の上昇速度とを、キャビティ６３に充填された材料粉末３０の上面に前記傾斜面が形成されるように調整することが難しいという不都合がある。
特開２０００−３０３１０４号公報特開２００３−０２５０９８号公報

本発明は、かかる不都合を解決して、中心軸に直交する面に対して所定の角度で傾斜する上下面を備えると共に、該上下面が互いに平行である成形体を粉末成形により容易に製造することができる粉末成形体製造装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の粉末成形体製造装置は、ダイスと、該ダイスを貫通するダイ孔と、該ダイスの下方から該ダイ孔に挿入されて、該ダイスと共に、材料粉末が充填されるキャビティを形成する下パンチと、該ダイスの上方から該ダイ孔に挿入されて、該下パンチと共に、該キャビティに充填された該材料粉末を加圧成形する上パンチと、該キャビティに該材料粉末を供給する材料粉末供給手段とを備える粉末成形体製造装置において、該ダイスは、水平方向に対して所望の角度で傾斜している上面を備え、該下パンチは、該ダイスの上面と平行な第１成形面を備え、該上パンチは、該ダイスの上面と平行な第２成形面を備え、該材料粉末供給手段は、該ダイスの上面に沿って摺動して、該キャビティに該材料粉末を供給することを特徴とする。

本発明の粉末成形体製造装置では、先ず、前記ダイスの下方から前記ダイ孔に挿入されている前記下パンチと該ダイ孔とにより、キャビティが形成される。次に、前記材料粉末を収容した前記材料粉末供給手段が前記ダイスの上面に沿って摺動し、前記キャビティの上方を移動するとき、該材料粉末供給手段に収容されている前記材料粉末が、その自重により該キャビティ内全体に落下して充填される。

前記キャビティ内に充填された前記材料粉末は、該キャビティの形状に応じて上下面が形成される。前記キャビティの底面は、前記ダイ孔の中心軸に直交する面に対して所定の角度で傾斜している第１成形面であるため、前記充填された材料粉末の下面は、第１成形面に沿った傾斜面となる。また、前記材料粉末供給手段が前記ダイスの上面を摺動するのに伴い、前記充填された材料粉末の上面が整えられるため、該充填された材料粉末は、上面に該ダイスの上面と面一な傾斜面となる。従って、前記充填された材料粉末の上下面は、中心軸に直交する面に対して所定の角度で傾斜すると共に、互いに平行な傾斜面となる。

次に、前記上パンチを下降させ、前記下パンチとの間で前記キャビティに充填された材料粉末を加圧成形し、粉末成形体を形成する。

前記充填された材料粉末の上下面と、第１成形面とは、それぞれ平行な傾斜面であると共に、前記上パンチの第２成形面は、前記下パンチの第１成形面と平行である。従って、前記上パンチが下降し、前記下パンチと共に前記キャビティ内の材料粉末を加圧成形するだけで、前記傾斜面と同一の傾斜であると共に、互いに平行な上下面を有する前記粉末成形体を容易に製造することができる。

また、本発明の粉末成形体製造装置によると、前記材料粉末供給手段は、例えば、前記ダイスの上面に沿って傾斜の方向に対して平行な方向に摺動してもよく、傾斜の方向に対して直交する方向に摺動してもよい。

次に、図１〜図３を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の粉末成形体製造装置の説明的断面図である。図２は、本実施形態の粉末成形体製造装置の説明的斜視図である。図３は、図２における材料粉末供給手段の待機位置を変更した粉末成形体製造装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図１に示すように、本実施形態の粉末成形体製造装置１は、ダイス２と、下パンチ３と、上パンチ４と、材料粉末供給手段５とを備えている。

ダイス２は、ダイス２を垂直方向に貫通するダイ孔６と、ダイス２の垂直軸に直交する面に対して所定の角度で傾斜する上面７とを備える。下パンチ３は、ダイス２の下方からダイ孔６に挿入され、上パンチ４は、ダイス２の上方からダイ孔６に挿入される。下パンチ３は、ダイス２の上面７と平行な第１成形面８を備え、上パンチ４は、第１成形面８と平行な第２成形面９を備える。ダイス２、下パンチ３及び上パンチ４は、いずれも昇降自在であり、図示しない制御手段により制御される。前記制御手段は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えるマイクロコンピュータを用いることができる。

尚、下パンチ３及び上パンチ４は、それぞれ、複数のパンチから構成されていてもよい。

材料粉末供給手段５は、材料粉末１０を収容する筐体１１を備え、筐体１１は、下方に開口部１２を備える。材料粉末供給手段５は、ダイス２の上面７を摺動する。材料粉末供給手段５は、例えば、図示しない制御手段によりその摺動が制御される。材料粉末１０は、例えば、タングステン粉等の金属粉末を用いることができる。

次に、図１を参照しながら粉末成形体製造装置１の作動について説明する。

図１に示すように、先ず、下パンチ３がダイ孔６に挿入されることにより、ダイ孔６と下パンチ３とによりキャビティ１３が形成される。このとき、上パンチ４は、ダイ孔６の上方に待機している。

次に、材料粉末供給手段５は、ダイス２の上面７に沿って傾斜の方向に対して平行な方向に摺動する。即ち、材料粉末供給手段５は、図１に示すように、ダイス２の上面７の傾斜のダイ孔６より高い位置に待機しており、ダイ孔６上を通過して、ダイ孔６よりも低い位置に移動する。また、材料粉末供給手段５は、ダイ孔６より低い位置から、ダイ孔６上を通過して、ダイ孔６より高い待機位置に復帰する。材料粉末供給手段５がダイ孔６上を通過するとき、材料粉末１０は、その自重により開口部１２を通って落下し、キャビティ１３内全体に充填される。充填された材料粉末１０は、下面が下パンチ３の第１成形面に沿って傾斜面になると共に、上面には、材料粉末供給手段５が摺動移動を続けることにより、ダイス２の上面７と面一な傾斜面が形成される。該傾斜面は、下パンチ３の第１成形面３と平行である。

次に、上パンチ４を下降させ、下パンチ３との間でキャビティ１３に充填された材料粉末１０を加圧成形し、粉末成形体を形成する。加圧成形終了後、前記粉末成形体は、下パンチ３と上パンチ４とに挟まれた状態が維持されたまま、ダイス２を下降させることで脱型される。次に、上パンチ４を上昇させてダイ孔６の上方に移動させることにより、該粉末成形体が解放されて、取り出し可能になる。

また、図１に示す製造装置１において、材料粉末供給手段５は、ダイス２の上面７に沿って傾斜の方向に対して平行な方向に摺動するようにしているが、これに代えて傾斜の方向に対して直交する方向に摺動するようにしてもよい。即ち、材料粉末供給手段５は、図３に示すように、ダイス２の上面７の傾斜のダイ孔６と、同一高度で、ダイ孔５の右方の位置に待機しており、上面７に沿ってダイ孔６と同一高度でダイ孔６上を通過して、ダイ孔６の左方に移動する。また、材料粉末供給手段５は、ダイ孔６の左方から右方の待機位置に復帰する。材料粉末供給手段５がダイ孔６上を通過するとき、材料粉末１０は、その自重により開口部１２を通って落下し、キャビティ１３内全体に充填される。

本発明の粉末成形体製造装置の説明的断面図。図１に示す粉末成形体製造装置の説明的斜視図。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。従来の粉末成形体の製造装置の説明的断面図。成形体の説明的断面図。図５に示す成形体の製造方法の一例を示す説明的断面図。

符号の説明

１…粉末成形体製造装置、２…ダイス、３…下パンチ、４…上パンチ、５…材料粉末供給手段、６…ダイ孔、７…上面、８…第１成形面、９…第２成形面、１０…材料粉末、１３…キャビティ。

Claims

ダイスと、
該ダイスを貫通するダイ孔と、
該ダイスの下方から該ダイ孔に挿入されて、該ダイスと共に、材料粉末が充填されるキャビティを形成する下パンチと、
該ダイスの上方から該ダイ孔に挿入されて、該下パンチと共に、該キャビティに充填された該材料粉末を加圧成形する上パンチと、
該キャビティに該材料粉末を供給する材料粉末供給手段とを備える粉末成形体製造装置において、
該ダイスは、水平方向に対して所定の角度で傾斜している上面を備え、
該下パンチは、該ダイスの上面と平行な第１成形面を備え、
該上パンチは、該ダイスの上面と平行な第２成形面を備え、
該材料粉末供給手段は、該ダイスの上面に沿って摺動して、該キャビティに該材料粉末を供給することを特徴とする粉末成形体製造装置。
前記材料粉末供給手段は、前記ダイスの上面に沿って傾斜の方向に対して平行な方向に摺動することを特徴とする請求項１記載の粉末成形体製造装置。
前記材料粉末供給手段は、前記ダイスの上面に沿って傾斜の方向に対して直交する方向に摺動することを特徴とする請求項１記載の粉末成形体製造装置。