JP2010274288A - 粉末成形体の加圧成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉末成形体の寸法精度が高く、粉末成形体の生産性が良好な粉末成形体の加圧成形方法を提供する。
【解決手段】拡径可能に構成された筒状の拡径金型１０と、その外側周囲に配置された筒状の外枠金型２０との間に、成形用粉末４を充填して、筒状の粉末充填層４ｂを形成する充填工程と、拡径金型１０を拡径させて、拡径金型１０と外枠金型２０との間で粉末充填層４ｂをその径方向に圧縮して、筒状の粉末成形体４０を成形する加圧成形工程と、を備える粉末成形体の加圧成形方法。
【選択図】図５

Description

本発明は、粉末成形体の加圧成形方法に関する。

近年、粉末成形体の加圧成形方法として、様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平４−２７８３０６号公報 特開平１０−８０９１０号公報

特許文献１には、次のような成形方法が開示されている。まず、外枠金型と、その内部に配置されるゴム型との間に、原料粉末（成形用粉末）を充填して粉末充填層を形成する。次いで、この粉末充填層に対し、ゴム型の内側から外方向に向かう加圧力を作用させる。これにより、粉末充填層を圧縮成形して、粉末成形体を得る。

また、特許文献２には、次のような成形方法が開示されている。まず、中子の外側にゴム型を所要の空間を形成して配置し、中子とゴム型との間に、薄肉軟質で復元性が小さく且つゴム型に付着し難い材質のシート（ゴムシート等）を入れてゴム型の内面に沿わせる。次いで、シートの内面と中子との間に成形用粉末を充填し、しかる後、ＣＩＰ成形する。その後、シートを薄肉成形品（粉末成形体）から剥がすようにする。

ところで、特許文献１の手法では、ゴム型によって、直接、粉末充填層を加圧する。ゴム型の表面は、金型の表面に比べて変形し易い。このため、特許文献１の手法では、粉末成形体の寸法精度が低くなる傾向にあった。

また、特許文献２の手法は、ＣＩＰ成形を用いた成形法であり、しかも、成形の毎に、ゴムシートの挿入・剥離を行うため、成形に時間がかかり、粉末成形体の生産性が低くなる傾向にあった。さらに、ゴムシートによって、直接、成形用粉末を加圧するため、特許文献１の手法と同様に、粉末成形体の寸法精度が低くなる傾向にあった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、粉末成形体の寸法精度が高く、粉末成形体の生産性が良好な粉末成形体の加圧成形方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、粉末成形体の加圧成形方法において、拡径可能に構成された筒状の拡径金型と、その外側周囲に配置された筒状の外枠金型との間に、成形用粉末を充填して、筒状の粉末充填層を形成する充填工程と、上記拡径金型を拡径させて、上記拡径金型と上記外枠金型との間で上記粉末充填層をその径方向に圧縮して、筒状の粉末成形体を成形する加圧成形工程と、を備える粉末成形体の加圧成形方法である。

上述の粉末成形体の加圧成形方法では、外枠金型の内側に配置した拡径金型を拡径させて、拡径金型と外枠金型との間で粉末充填層をその径方向に圧縮して、筒状の粉末成形体を成形する。このように、拡径金型と外枠金型との間で粉末充填層を圧縮するので、ゴム型等で直接粉末充填層を加圧する手法に比べて、粉末成形体の寸法精度が高くなる。金型の表面は、ゴム型の表面に比べて変形し難いからである。

また、上述の粉末成形体の加圧成形方法では、拡径金型を拡径させるだけで、粉末成形体を成形することができる。このため、成形に要する時間が短く、粉末成形体の生産性が良好となる。
なお、成形用粉末としては、例えば、金属粉末（鉄粉など）やセラミック粉末等を用いることができる。

さらに、上記の粉末成形体の加圧成形方法であって、前記拡径金型は、円筒状をなし、その周方向にスライド可能なスライド合わせ面を有し、当該拡径金型の外周が拡がる周方向に上記スライド合わせ面をスライドさせると、当該拡径金型が拡径する構成を有し、前記加圧成形工程は、上記拡径金型の内周面を径方向外側に押して、上記拡径金型の外周が拡がる周方向に上記スライド合わせ面をスライドさせて、上記拡径金型を拡径させる粉末成形体の加圧成形方法とすると良い。

上述の加圧成形方法では、拡径金型として、円筒状をなし、その周方向にスライド可能なスライド合わせ面を有し、当該拡径金型の外周が拡がる周方向にスライド合わせ面をスライドさせると、当該拡径金型が拡径する構成を有する拡径金型を用いる。加圧成形工程において、この拡径金型の内周面を径方向外側に押することで、拡径金型の外周が拡がる周方向にスライド合わせ面をスライドさせて、適切に、拡径金型を拡径させることができる。

なお、拡径金型は、例えば、ばね鋼により形成するのが好ましい。拡径金型を弾性的に拡径させることができるので、加圧成形工程後、拡径金型の内周面を径方向外側に押す力を解放することで、拡径金型を弾性的に縮径させて、元の状態に戻すことができるからである。これにより、拡径金型を用いて、繰り返し何度も、粉末成形体を加圧成形することができる。

さらに、上記の粉末成形体の加圧成形方法であって、前記加圧成形工程の後、前記拡径金型の内周面を径方向外側に押す力を解放して、上記拡径金型の外周が縮小する周方向に前記スライド合わせ面をスライドさせて、上記拡径金型を縮径させて元の状態に戻す復帰工程、を備える粉末成形体の加圧成形方法とすると良い。

上述の加圧成形方法では、加圧成形工程の後、復帰工程において、拡径金型の内周面を径方向外側に押す力を解放することで、拡径金型の外周が縮小する周方向にスライド合わせ面をスライドさせて、拡径金型を縮径させて元の状態に戻す。これにより、その後、同じ拡径金型を用いて、同様の手順（充填工程、加圧成形工程）で、新たな粉末成形体を加圧成形することができる。このように、同じ拡径金型を用いて、繰り返し何度も、粉末成形体を加圧成形することができる。
なお、前述のように、拡径金型は、例えば、ばね鋼により形成するのが好ましい。

さらに、上記いずれかの粉末成形体の加圧成形方法であって、前記拡径金型の内周面は、上記拡径金型の軸線方向について一方端から他方端に向かうにしたがって縮径するテーパー状をなし、前記加圧成形工程は、上記拡径金型の内側に挿入可能な形状のマンドレルであって、上記拡径金型の上記内周面と等しいテーパー角で、その軸線方向について当該マンドレルの基端側から先端側に向かうにしたがって縮径するテーパー状の外周面を有するマンドレルを用い、上記拡径金型の上記一方端から上記他方端に向かう方向と、上記マンドレルの基端側から先端側に向かう方向とを一致させて、上記先端側から上記拡径金型の内側に挿入した上記マンドレルを、上記拡径金型の上記一方端から上記他方端に向かう方向に移動させて、上記マンドレルの上記外周面によって上記拡径金型の上記内周面を径方向外側に押して、上記拡径金型を拡径させる粉末成形体の加圧成形方法とすると良い。

上述の加圧成形方法では、拡径金型として、「その内周面が、拡径金型の軸線方向にかかる一方端から他方端に向かうにしたがって縮径するテーパー状をなす」円筒状の拡径金型を用いる。さらに、加圧成形工程において、拡径金型の一方端から他方端に向かう方向と、マンドレルの基端側から先端側に向かう方向とを一致させて、先端側から拡径金型の内側に挿入したマンドレルを、拡径金型の一方端から他方端に向かう方向に移動させる。これにより、マンドレルの外周面によって拡径金型の内周面を径方向外側に押して、拡径金型を拡径させる。これにより、拡径金型と外枠金型との間で粉末充填層をその径方向に圧縮して、筒状の粉末成形体を適切に成形することができる。

しかも、このマンドレルは、拡径金型の内周面と等しいテーパー角で、当該マンドレルの軸線方向について基端側から先端側に向かうにしたがって縮径するテーパー状の外周面を有している。このため、拡径金型の内側に挿入したマンドレルによって、拡径金型を径方向外側へ均等に拡張させることができるので、粉末充填層の全体にわたって均等な圧力を加えることができる。これにより、粉末成形体の寸法精度を高めることができる。

また、前記いずれかの粉末成形体の加圧成形方法であって、前記加圧成形工程は、前記拡径金型の内側に配置されたゴム型であって、上記拡径金型の軸線方向に延びる中実円柱状のゴム型を用い、上記ゴム型を上記軸線方向に圧縮して上記ゴム型を拡径させ、上記ゴム型の外周面によって上記拡径金型の内周面を径方向外側に押して、上記拡径金型を拡径させる粉末成形体の加圧成形方法とすると良い。

上述の加圧成形方法では、加圧成形工程において、拡径金型の内側に配置されたゴム型であって拡径金型の軸線方向に延びる中実円柱状のゴム型を、拡径金型の軸線方向に圧縮して、ゴム型を拡径させる。これにより、ゴム型の外周面によって拡径金型の内周面を径方向外側に押して、拡径金型を拡径させる。これにより、拡径金型と外枠金型との間で粉末充填層をその径方向に圧縮して、筒状の粉末成形体を適切に成形することができる。

あるいは、前記いずれかの粉末成形体の加圧成形方法であって、前記加圧成形工程は、前記拡径金型の内側に配置されたゴム型であって、上記拡径金型の軸線方向に延びる中空円筒状のゴム型を用い、上記ゴム型の内側に液体を注入して上記ゴム型を拡径させ、上記ゴム型の外周面によって上記拡径金型の内周面を径方向外側に押して、上記拡径金型を拡径させる粉末成形体の加圧成形方法とすると良い。

上述の加圧成形方法では、加圧成形工程において、拡径金型の内側に配置されたゴム型であって拡径金型の軸線方向に延びる中空円筒状のゴム型の内部に液体を注入して、ゴム型を拡径させる。これにより、ゴム型の外周面によって拡径金型の内周面を径方向外側に押して、拡径金型を拡径させる。これにより、拡径金型と外枠金型との間で粉末充填層をその径方向に圧縮して、筒状の粉末成形体を適切に成形することができる。

実施例１にかかる粉末成形体の加圧成形方法（充填工程）を説明する横断面図である。 実施例１にかかる粉末成形体の加圧成形方法（充填工程）を説明する縦断面図である。 実施例１にかかる拡径金型の横断面図である。 実施例１にかかる拡径金型の縦断面図である。 実施例１にかかる粉末成形体の加圧成形方法（加圧成形工程）を説明する縦断面図である。 実施例１にかかる粉末成形体の加圧成形方法（加圧成形工程）を説明する縦断面図である。 実施例１にかかる粉末成形体の加圧成形方法（復帰工程）を説明する縦断面図である。 実施例２にかかる粉末成形体の加圧成形方法（充填工程、加圧成形工程）を説明する縦断面図である。 実施例２，３にかかる拡径金型の横断面図である。 実施例２，３にかかる拡径金型の縦断面図である。 実施例２にかかる粉末成形体の加圧成形方法（復帰工程）を説明する縦断面図である。 実施例３にかかる粉末成形体の加圧成形方法（充填工程、加圧成形工程）を説明する縦断面図である。 実施例３にかかる粉末成形体の加圧成形方法（復帰工程）を説明する縦断面図である。

（実施例１）
次に、実施例１にかかる粉末成形体の加圧成形方法について、図１〜図７を参照して説明する。まず、図１及び図２に示すように、充填工程において、拡径可能に構成された円筒状の拡径金型１０と、その外側周囲に配置された円筒状の外枠金型２０との間（間隙Ｇ）に、成形用粉末４を充填して、筒状の粉末充填層４ｂを形成する。なお、拡径金型１０は、外枠金型２０と同軸に配置されている。すなわち、拡径金型１０の中心軸Ｃ１と外枠金型２０の中心軸とを一致させている。また、拡径金型１０及び外枠金型２０は、円環状の第１押さえ金型３０の上面に配置されている。また、外枠金型２０は、金属（例えば、ＳＫＤ１１）製で、半円筒状の第１外枠金型２１と半円筒状の第２外枠金型２２とを組み合わせてなり、第１外枠金型２１と第２外枠金型２２とに分割可能とされている。

また、本実施例１では、成形用粉末４として、鉄粉（例えば、平均粒径が１００μｍ）を用いている。また、粉末充填層４ｂの密度は、約３．５ｇ／ｃｍ² となる。また、粉末充填層４ｂの厚み（円筒形状をなす壁の肉厚、図２において左右方向の寸法）は、約６ｍｍとなる。すなわち、充填工程では、拡径金型１０と外枠金型２０との間隙Ｇを、約６ｍｍとしている。

なお、図１は、拡径金型１０と外枠金型２０との間に成形用粉末４を充填した状態で、これらを拡径金型１０の中心軸Ｃ１に直交する方向に切断した横断面図である。また、図２は、拡径金型１０と外枠金型２０との間に成形用粉末４を充填した状態で、これらを拡径金型１０の中心軸Ｃ１を含む位置で中心軸Ｃ１に沿って切断した縦断面図である。

拡径金型１０は、ばね鋼からなり、図３及び図４に示すように、円筒状をなしている。この拡径金型１０は、その周方向にスライド可能なスライド合わせ面１１，１２（切断面）を有している。詳細には、拡径金型１０は、その外周面１０ｃから内周面１０ｂにわたって壁部１３の一部が円弧状に切断されてなり、その切断面が、拡径金型１０の周方向にスライド可能なスライド合わせ面１１，１２を構成している。
なお、スライド合わせ面１１は、切断された壁部１３のうち径方向外側に位置する部位１３ｂの内周面（径方向内側を向く面）である。また、スライド合わせ面１２は、切断された壁部１３のうち径方向内側に位置する部位１３ｃの外周面（径方向外側を向く面）である。

この拡径金型１０では、内周面１０ｂを径方向外側に押すと、拡径金型１０の外周が拡がる周方向にスライド合わせ面１１，１２がスライドする。具体的には、内周面１０ｂを径方向外側に押すと、図３に矢印で示すように、スライド合わせ面１１が反時計回りの方向にスライドし、スライド合わせ面１２が時計回りの方向にスライドする。これにより、拡径金型１０が弾性的に拡径する（径方向外側に拡張して、外周が大きくなる）。

その後、拡径金型１０の内周面１０ｂを径方向外側に押す力を解放すると、拡径金型１０の外周が縮小する周方向にスライド合わせ面１１，１２がスライドする。具体的には、内周面１０ｂを径方向外側に押す力を解放すると、スライド合わせ面１１が時計回りの方向にスライドし、スライド合わせ面１２が反時計回りの方向にスライドする。これにより、拡径金型１０が弾性的に縮径して、元の状態（図３の状態）に復帰する。このように、拡径金型１０では、拡径と復帰を繰り返し行うことができる。

また、拡径金型１０の内周面１０ｂは、図４に示すように、拡径金型１０の軸線方向（中心軸Ｃ１が延びる方向、図４において上下方向）について一方端１５から他方端１６に向かう（図４において下方に向かう）にしたがって縮径する（内径が縮小する）テーパー状をなしている。

次に、加圧成形工程に進み、拡径金型１０を拡径させて、拡径金型１０と外枠金型２０との間で、粉末充填層４ｂをその径方向に圧縮する。具体的には、図５に示すように、円柱状のマンドレル６０を、その先端６６側から拡径金型１０の内側に挿入する。なお、拡径金型１０及び外枠金型２０の上面には、円環状の第２押さえ金型５０を配置している。これにより、加圧成形工程中、第１押さえ金型３０と第２押さえ金型５０とにより、拡径金型１０、外枠金型２０、及び粉末充填層４ｂが、外枠金型２０の軸線方向（図５において上下方向）に移動するのを防止する。また、図５は、マンドレル６０の外周面６０ｂが拡径金型１０の内周面１０ｂに接触したときの状態（拡径金型１０が拡径する直前の状態）を示している。

マンドレル６０は、金属（例えば、ＳＫＤ１１）製で、拡径金型１０の内側に挿入可能な円柱状をなしている。このマンドレル６０の外周面６０ｂは、拡径金型１０の内周面１０ｂと等しいテーパー角で、その軸線方向（マンドレル６０の中心軸Ｃ２が延びる方向、図５において上下方向）についてマンドレル６０の基端６５側から先端６６側に向かうにしたがって縮径するテーパー状をなしている。

このため、拡径金型１０の一方端１５から他方端１６に向かう方向（図５において鉛直方向下向きの方向）と、マンドレル６０の基端６５側から先端６６側に向かう方向とを一致させると共に、拡径金型１０の中心軸Ｃ１とマンドレル６０の中心軸Ｃ２とを一致させて、拡径金型１０の内側にマンドレル６０を先端６６側から挿入すると、マンドレル６０の外周面６０ｂが拡径金型１０の内周面１０ｂに隙間無く接触する（図５参照）。

この状態から、さらに、拡径金型１０の内側に挿入したマンドレル６０を、拡径金型１０の一方端１５から他方端１６に向かう方向（図５において下方）に移動させると、マンドレル６０の外周面６０ｂによって拡径金型１０の内周面１０ｂが径方向外側に押される。これにより、拡径金型１０の外周が拡がる周方向にスライド合わせ面１１，１２がスライドして、拡径金型１０が拡径する（図６参照）。これにより、図６に矢印で示すように、拡径金型１０の外周面１０ｃによって粉末充填層４ｂを径方向外側に押圧し、拡径金型１０の外周面１０ｃと外枠金型２０の内周面２０ｂとの間で粉末充填層４ｂをその径方向に圧縮して、円筒状の粉末成形体４０を成形することができる。

なお、本実施例１にかかる粉末成形体の加圧成形方法では、鉄粉からなる粉末成形体４０の密度を、約７ｇ／ｃｍ² とすることができる。このとき、粉末成形体４０の厚みＴ（円筒形状をなす壁の肉厚、図６において左右方向の寸法）は、約３ｍｍ（粉末充填層４ｂの半分の厚み）となる。

上述のように、本実施例１にかかる粉末成形体の加圧成形方法では、外枠金型２０の内側に配置した拡径金型１０を拡径させて、拡径金型１０と外枠金型２０との間で粉末充填層４ｂをその径方向に圧縮して、筒状の粉末成形体４０を成形する。このように、拡径金型１０と外枠金型２０との間で粉末充填層４ｂを圧縮するので、ゴム型等で直接粉末充填層を加圧する手法に比べて、粉末成形体の寸法精度が高くなる。金型の表面は、ゴム型の表面に比べて変形し難いからである。

また、本実施例１にかかる粉末成形体の加圧成形方法では、マンドレル６０を拡径金型１０の内側に挿入して拡径金型１０を拡径させるだけで、粉末成形体４０を成形することができる。このため、成形に要する時間が短く、粉末成形体の生産性が良好となる。

しかも、マンドレル６０の外周面６０ｂを、拡径金型１０の内周面１０ｂと等しいテーパー角で、マンドレル６０の軸線方向について基端６５側から先端６６側に向かうにしたがって縮径するテーパー状としている。このため、拡径金型１０の内側に挿入したマンドレル６０の外周面６０ｂを拡径金型１０の内周面１０ｂに隙間無く接触させて、マンドレル６０の外周面６０ｂによって拡径金型１０の内周面１０ｂを径方向外側に押すことができる。このため、拡径金型１０を径方向外側へ均等に拡張させることができるので、粉末充填層４ｂの全体にわたって均等な圧力を加えることができる。これにより、粉末成形体４０の寸法精度を高めることができる。

次に、復帰工程に進み、拡径金型１０の内側に挿入しているマンドレル６０を、拡径金型１０の他方端１６から一方端１５に向かう方向（図６，図７において上方）に移動させて、マンドレル６０を拡径金型１０の内側から取り外す（図７参照）。これにより、拡径金型１０の内周面１０ｂを径方向外側に押す力が解放されるので、拡径金型１０の外周が縮小する周方向にスライド合わせ面１１，１２がスライドする。これにより、拡径金型１０が弾性的に縮径して、元の状態（図３の状態）に復帰する。

その後、第２押さえ金型５０及び拡径金型１０を取り外し、外枠金型２０を第１外枠金型２１と第２外枠金型２２とに分割して取り外すことで、粉末成形体４０を取り出すことができる。本実施例１では、このようにして、粉末成形体４０を製造することができる。
その後、拡径金型１０、外枠金型２０、及び第１押さえ金型３０を、再び、図１及び図２に示す状態に組み合わせて、前述の充填工程、加圧成形工程、復帰工程を行うことで、新たな粉末成形体４０を製造することができる。

（実施例２）
次に、実施例２にかかる粉末成形体の加圧成形方法について説明する。本実施例２は、実施例１と比較して、拡径金型を拡径及び復帰させる手法が異なり、その他についてはほぼ同様である。従って、ここでは、実施例１と異なる点を中心に説明し、実施例１と同様な点については説明を省略または簡略化する。

まず、実施例１と同様に、充填工程において、拡径可能に構成された円筒状の拡径金型１１０と、その外側周囲に配置された外枠金型２０との間（間隙Ｇ）に、成形用粉末４を充填して、筒状の粉末充填層４ｂを形成する（図８参照）。なお、拡径金型１１０は、外枠金型２０と同軸に配置されている。すなわち、拡径金型１１０の中心軸Ｃ３と外枠金型２０の中心軸とを一致させている。また、拡径金型１１０及び外枠金型２０は、円環状の第１押さえ金型１３０の上面に配置されている。

なお、図８は、拡径金型１１０と外枠金型２０との間に成形用粉末４を充填し、拡径金型１１０の内側にゴム型１６０を配置した状態で、これらを拡径金型１１０の中心軸Ｃ３を含む位置で中心軸Ｃ３に沿って切断した縦断面図である。

本実施例２の拡径金型１１０は、ばね鋼からなり、図９及び図１０に示すように、円筒状をなしている。この拡径金型１１０は、実施例１の拡径金型１０と比較して、内周面１０ｂがテーパー状でない点のみが異なる。すなわち、図１０に示すように、拡径金型１１０の内周面１１０ｂは、一方端１１５から他方端１１６にわたって、中心軸Ｃ３に平行に延びており、内径が一定である。

この拡径金型１１０は、実施例１の拡径金型１０と同様に、その周方向にスライド可能なスライド合わせ面１１１，１１２（切断面）を有している。詳細には、拡径金型１１０は、その外周面１１０ｃから内周面１１０ｂにわたって壁部１１３の一部が円弧状に切断されてなり、その切断面が、拡径金型１１０の周方向にスライド可能なスライド合わせ面１１１，１１２を構成している。
なお、スライド合わせ面１１１は、切断された壁部１１３のうち径方向外側に位置する部位１１３ｂの内周面（径方向内側を向く面）である。また、スライド合わせ面１１２は、切断された壁部１１３のうち径方向内側に位置する部位１１３ｃの外周面（径方向外側を向く面）である。

この拡径金型１１０では、実施例１の拡径金型１０と同様に、内周面１１０ｂを径方向外側に押すと、拡径金型１１０の外周が拡がる周方向にスライド合わせ面１１１，１１２がスライドする。具体的には、内周面１１０ｂを径方向外側に押すと、図９に矢印で示すように、スライド合わせ面１１１が反時計回りの方向にスライドし、スライド合わせ面１１２が時計回りの方向にスライドする。これにより、拡径金型１１０が弾性的に拡径する（径方向外側に拡張して、外周が大きくなる）。

その後、拡径金型１１０の内周面１１０ｂを径方向外側に押す力を解放すると、拡径金型１１０の外周が縮小する周方向にスライド合わせ面１１１，１１２がスライドする。具体的には、内周面１１０ｂを径方向外側に押す力を解放すると、スライド合わせ面１１１が時計回りの方向にスライドし、スライド合わせ面１１２が反時計回りの方向にスライドする。これにより、拡径金型１１０が弾性的に縮径して、元の状態（図９の状態）に復帰する。このように、拡径金型１１０では、拡径と復帰を繰り返し行うことができる。

次に、加圧成形工程に進み、拡径金型１１０を拡径させて、拡径金型１１０と外枠金型２０との間で、粉末充填層４ｂをその径方向に圧縮する。具体的には、図８に示すように、まず、拡径金型１１０の内側に、中実円柱状のゴム型１６０を配置する。詳細には、ゴム型１６０を拡径金型１１０と同軸に配置する。すなわち、ゴム型１６０の中心軸Ｃ４を拡径金型１１０の中心軸Ｃ３と一致させる。ゴム型１６０は、例えば、ウレタンゴムからなる。

次いで、第１押圧治具１７０と第２押圧治具１８０とによって、ゴム型１６０を軸線方向（図８において上下方向）に圧縮して、ゴム型１６０を拡径させる。これにより、ゴム型１６０の外周面１６０ｂによって、拡径金型１１０の内周面１１０ｂを径方向外側に押すことができる。これにより、拡径金型１１０の外周が拡がる周方向にスライド合わせ面１１１，１１２がスライドして、拡径金型１１０が拡径する。これにより、図８に矢印で示すように、拡径金型１１０の外周面１１０ｃによって粉末充填層４ｂを径方向外側に押圧し、拡径金型１１０の外周面１１０ｃと外枠金型２０の内周面２０ｂとの間で粉末充填層４ｂをその径方向に圧縮して、円筒状の粉末成形体４０（図１１参照）を成形することができる。

なお、拡径金型１１０及び外枠金型２０の上面には、円環状の第２押さえ金型１５０を配置している。これにより、加圧成形工程中、第１押さえ金型１３０と第２押さえ金型１５０とにより、拡径金型１１０、外枠金型２０、及び粉末充填層４ｂが、軸線方向（図８において上下方向）に移動するのを防止する。

上述のように、本実施例２にかかる粉末成形体の加圧成形方法では、外枠金型２０の内側に配置した拡径金型１１０を拡径させて、拡径金型１１０と外枠金型２０との間で粉末充填層４ｂをその径方向に圧縮して、筒状の粉末成形体４０を成形する。このように、拡径金型１１０と外枠金型２０との間で粉末充填層４ｂを圧縮するので、ゴム型等で直接粉末充填層を加圧する手法に比べて、粉末成形体の寸法精度が高くなる。金型の表面は、ゴム型の表面に比べて変形し難いからである。

また、本実施例２にかかる粉末成形体の加圧成形方法では、拡径金型１１０の内側に配置したゴム型１６０を軸線方向に圧縮して拡径させるだけで、拡径金型１１０を拡径させて粉末成形体４０を成形することができる。このため、成形に要する時間が短く、粉末成形体の生産性が良好となる。

次に、復帰工程に進み、図１１に示すように、ゴム型１６０を軸線方向に押圧している第１押圧治具１７０及び第２押圧治具１８０を、ゴム型１６０から離間させる（第１押圧治具１７０を上方に移動させると共に、第２押圧治具１８０を下方に移動させる）。これにより、ゴム型１６０が元の状態に復帰するので、拡径金型１１０の内周面１１０ｂを径方向外側に押す力が解放される。これにより、拡径金型１１０の外周が縮小する周方向にスライド合わせ面１１１，１１２がスライドすると共に、拡径金型１１０が弾性的に縮径して、元の状態に復帰する。

その後、第２押さえ金型１５０、ゴム型１６０、及び拡径金型１１０を取り外し、外枠金型２０を第１外枠金型２１と第２外枠金型２２とに分割して取り外すことで、粉末成形体４０を取り出すことができる。本実施例２では、このようにして、粉末成形体４０を製造することができる。
その後、拡径金型１１０、外枠金型２０、及び第１押さえ金型１３０を、再び、図８に示す状態に組み合わせて、前述の充填工程、加圧成形工程、復帰工程を行うことで、新たな粉末成形体４０を製造することができる。

（実施例３）
次に、実施例３にかかる粉末成形体の加圧成形方法について説明する。本実施例３は、実施例２と比較して、拡径金型を拡径及び復帰させる手法が異なり、その他についてはほぼ同様である。従って、ここでは、実施例２と異なる点を中心に説明し、実施例２と同様な点については説明を省略または簡略化する。

まず、実施例２と同様に、充填工程において、拡径金型１１０と、その外側周囲に配置された外枠金型２０との間（間隙Ｇ）に、成形用粉末４を充填して、筒状の粉末充填層４ｂを形成する（図１２参照）。なお、拡径金型１１０及び外枠金型２０は、円環状の第１押さえ金型１３０の上面に配置されている。また、第１押さえ金型１３０の内側には、金属からなる円板形状の封止金型２８０が配置されている。封止金型２８０の中心部には、液体Ｌを注入可能とする貫通孔２８０ｂが形成されている。また、拡径金型１１０及び外枠金型２０の上面には、第２押さえ金型１５０を配置している。図１２は、拡径金型１１０と外枠金型２０との間に成形用粉末４を充填し、拡径金型１１０の内側にゴム型２６０を配置した状態で、これらを拡径金型１１０の中心軸Ｃ３を含む位置で中心軸Ｃ３に沿って切断した縦断面図である。

次に、加圧成形工程に進み、拡径金型１１０を拡径させて、拡径金型１１０と外枠金型２０との間で、粉末充填層４ｂをその径方向に圧縮する。具体的には、図１２に示すように、まず、拡径金型１１０の内側に、中空円筒状のゴム型２６０を配置する。詳細には、ゴム型２６０を拡径金型１１０と同軸に配置する。すなわち、ゴム型２６０の中心軸Ｃ５を拡径金型１１０の中心軸Ｃ３と一致させる。ゴム型２６０は、例えば、ウレタンゴムからなる。

拡径金型１１０の内側にゴム型２６０を配置することで、ゴム型２６０の下端面２６２が、封止金型２８０の上面２８０ｃに、隙間無く液密に接触する。従って、後述のように、ゴム型２６０の内側に液体Ｌを注入したとき、ゴム型２６０の下端面２６２と封止金型２８０の上面２８０ｃとの間を通じて、液体Ｌが外部に漏れることがない。

さらに、金属からなる円板形状の封止金型２７０を、第２押さえ金型１５０の内側に配置する。これにより、ゴム型２６０の上端面２６１が、封止金型２７０の下面２７０ｂに、隙間無く液密に接触する。従って、後述のように、ゴム型２６０の内側に液体Ｌを注入したとき、ゴム型２６０の上端面２６１と封止金型２７０の下面２７０ｂとの間を通じて、液体Ｌが外部に漏れることがない。

次いで、図１２に矢印で示すように、封止金型２８０の貫通孔２８０ｂを通じて、ゴム型２６０の内側に液体Ｌを注入する。これにより、封止金型２７０とゴム型２６０と封止金型２８０とで囲まれた液密な空間Ｓ内に、液体Ｌを注入することができる。ゴム型２６０の内側に液体Ｌを注入してゆくと、ゴム型２６０が拡径してゆく。これにより、ゴム型２６０の外周面２６０ｂによって、拡径金型１１０の内周面１１０ｂを径方向外側に押すことができる。これにより、拡径金型１１０の外周が拡がる周方向にスライド合わせ面１１１，１１２がスライドして、拡径金型１１０が拡径する。これにより、図１２に矢印で示すように、拡径金型１１０の外周面１１０ｃによって粉末充填層４ｂを径方向外側に押圧し、拡径金型１１０の外周面１１０ｃと外枠金型２０の内周面２０ｂとの間で粉末充填層４ｂをその径方向に圧縮して、円筒状の粉末成形体４０（図１３参照）を成形することができる。

上述のように、本実施例３にかかる粉末成形体の加圧成形方法では、外枠金型２０の内側に配置した拡径金型１１０を拡径させて、拡径金型１１０と外枠金型２０との間で粉末充填層４ｂをその径方向に圧縮して、筒状の粉末成形体４０を成形する。このように、拡径金型１１０と外枠金型２０との間で粉末充填層４ｂを圧縮するので、ゴム型等で直接粉末充填層を加圧する手法に比べて、粉末成形体の寸法精度が高くなる。金型の表面は、ゴム型の表面に比べて変形し難いからである。

また、本実施例３にかかる粉末成形体の加圧成形方法では、拡径金型１１０の内側に配置したゴム型２６０の内側に液体Ｌを注入してゴム型２６０を拡径させるだけで、拡径金型１１０を拡径させて粉末成形体４０を成形することができる。このため、成形に要する時間が短く、粉末成形体の生産性が良好となる。

次に、復帰工程に進み、図１３に示すように、ゴム型２６０の内側に注入した液体Ｌを、封止金型２８０の貫通孔２８０ｂを通じて、ゴム型２６０の外部に排出する。これにより、ゴム型２６０が元の状態に復帰するので、拡径金型１１０の内周面１１０ｂを径方向外側に押す力が解放される。これにより、拡径金型１１０の外周が縮小する周方向にスライド合わせ面１１１，１１２がスライドすると共に、拡径金型１１０が弾性的に縮径して、元の状態に復帰する。

その後、第２押さえ金型１５０、封止金型２７０、ゴム型２６０、及び拡径金型１１０を取り外し、外枠金型２０を第１外枠金型２１と第２外枠金型２２とに分割して取り外すことで、粉末成形体４０を取り出すことができる。本実施例３では、このようにして、粉末成形体４０を製造することができる。
その後、拡径金型１１０、外枠金型２０、封止金型２８０、及び第１押さえ金型１３０を、再び、図１２に示す状態に組み合わせて、前述の充填工程、加圧成形工程、復帰工程を行うことで、新たな粉末成形体４０を製造することができる。

以上において、本発明を実施例１〜３に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

４ 成形用粉末
４ｂ 粉末充填層
１０，１１０ 拡径金型
２０ 外枠金型
４０ 粉末成形体
１１，１２，１１１，１１２ スライド合わせ面
１０ｂ，１１０ｂ 拡径金型の内周面
１５，１１５ 拡径金型の一方端
１６，１１６ 拡径金型の他方端
６０ マンドレル
６５ マンドレルの基端
６６ マンドレルの先端
６０ｂ マンドレルの外周面
１６０，２６０ ゴム型
１６０ｂ，２６０ｂ ゴム型の外周面
Ｌ 液体

Claims (6)

1. 粉末成形体の加圧成形方法において、
   拡径可能に構成された筒状の拡径金型と、その外側周囲に配置された筒状の外枠金型との間に、成形用粉末を充填して、筒状の粉末充填層を形成する充填工程と、
   上記拡径金型を拡径させて、上記拡径金型と上記外枠金型との間で上記粉末充填層をその径方向に圧縮して、筒状の粉末成形体を成形する加圧成形工程と、を備える
   粉末成形体の加圧成形方法。
2. 請求項１に記載の粉末成形体の加圧成形方法であって、
   前記拡径金型は、円筒状をなし、その周方向にスライド可能なスライド合わせ面を有し、当該拡径金型の外周が拡がる周方向に上記スライド合わせ面をスライドさせると、当該拡径金型が拡径する構成を有し、
   前記加圧成形工程は、上記拡径金型の内周面を径方向外側に押して、上記拡径金型の外周が拡がる周方向に上記スライド合わせ面をスライドさせて、上記拡径金型を拡径させる
   粉末成形体の加圧成形方法。
3. 請求項２に記載の粉末成形体の加圧成形方法であって、
   前記加圧成形工程の後、前記拡径金型の内周面を径方向外側に押す力を解放して、上記拡径金型の外周が縮小する周方向に前記スライド合わせ面をスライドさせて、上記拡径金型を縮径させて元の状態に戻す復帰工程、を備える
   粉末成形体の加圧成形方法。
4. 請求項２または請求項３に記載の粉末成形体の加圧成形方法であって、
   前記拡径金型の内周面は、上記拡径金型の軸線方向について一方端から他方端に向かうにしたがって縮径するテーパー状をなし、
   前記加圧成形工程は、
   上記拡径金型の内側に挿入可能な形状のマンドレルであって、上記拡径金型の上記内周面と等しいテーパー角で、その軸線方向について当該マンドレルの基端側から先端側に向かうにしたがって縮径するテーパー状の外周面を有するマンドレルを用い、
   上記拡径金型の上記一方端から上記他方端に向かう方向と、上記マンドレルの基端側から先端側に向かう方向とを一致させて、上記先端側から上記拡径金型の内側に挿入した上記マンドレルを、上記拡径金型の上記一方端から上記他方端に向かう方向に移動させて、上記マンドレルの上記外周面によって上記拡径金型の上記内周面を径方向外側に押して、上記拡径金型を拡径させる
   粉末成形体の加圧成形方法。
5. 請求項２または請求項３に記載の粉末成形体の加圧成形方法であって、
   前記加圧成形工程は、
   前記拡径金型の内側に配置されたゴム型であって、上記拡径金型の軸線方向に延びる中実円柱状のゴム型を用い、
   上記ゴム型を上記軸線方向に圧縮して上記ゴム型を拡径させ、上記ゴム型の外周面によって上記拡径金型の内周面を径方向外側に押して、上記拡径金型を拡径させる
   粉末成形体の加圧成形方法。
6. 請求項２または請求項３に記載の粉末成形体の加圧成形方法であって、
   前記加圧成形工程は、
   前記拡径金型の内側に配置されたゴム型であって、上記拡径金型の軸線方向に延びる中空円筒状のゴム型を用い、
   上記ゴム型の内側に液体を注入して上記ゴム型を拡径させ、上記ゴム型の外周面によって上記拡径金型の内周面を径方向外側に押して、上記拡径金型を拡径させる
   粉末成形体の加圧成形方法。

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