JP2872069B2 - 異種粉末用成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異種の粉末材料で各仮
圧粉体を成形した後、前記仮圧粉体を接合加圧して異種
粉末成形体を成形する異種粉末用成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、それぞれ異種の粉末材料で成
形された仮圧粉体を互いに接合加圧して成形体を得た
後、この成形体を焼結して複合焼結部品を得る方法が広
く行われている。例えば、自動車用エンジンのバルブ開
閉を行うためのロッカーアームは、本体部とチップ部が
異種の粉末材料（焼結材料）から成形された後、一体化
されている。このチップ部は、カムシャフト等の摺動面
になるために耐摩耗性等の特性を備えた粉末材料から形
成される一方、本体部は、軽量、強靭性等の特性を備え
た粉末材料から形成される必要があるからである。

【０００３】この場合、上記複合焼結部品を製造する方
法として、本出願人による特願平５−１５７３７４号
（特開平７−１１３０３号）公報に開示された技術が知
られている。この方法は、異種の粉末材料の加圧を、成
形された圧粉材の接合面が対面状態となって間隔を有し
て向き合う位置での仮加圧とし、この仮加圧で成形され
た圧粉材を対面方向に向かって他方の圧粉材に向け移動
させ、これによって圧粉材同士を接合加圧している。こ
れにより、接合面が安定した状態で接合され、接合強度
が向上するとともに仮加圧によって異種の粉末材料が混
合し難くなるという効果が得られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の製造
方法を実施する際には、複合焼結部品を効率的に製造す
るために、異種の粉末材料の仮加圧とこの仮加圧で成形
された圧粉材の接合加圧とを単一の装置で連続して行う
必要がある。

【０００５】しかしながら、この種の複合焼結部品とし
て、例えば、ロッカーアームの成形を行う装置について
考察すると、本体部が上下ポンチにより仮加圧される一
方、チップ部が横ポンチにより仮加圧された後、前記本
体部とチップ部の仮圧粉材を互いに接合させた状態でさ
らに上下ポンチで本加圧しなければならない。このた
め、メインダイにロッカーアーム形状に対応するキャビ
テイが形成されるとともに、横ポンチおよび該横ポンチ
と共働してチップ部を成形する移動ダイを前記キャビテ
イに臨ませる必要があり、前記メインダイには、該キャ
ビテイに連通する空間部が設けられることになる。

【０００６】従って、本体部とチップ部を互いに接合さ
せた状態で本加圧する際、横ポンチをキャビテイに臨ま
せるようにして配置させているが、ダイと前記横ポンチ
との隙間に粉末材料が入り込んで、複合焼結部品にばり
等が生じてしまうとともに、寸法精度が低下するという
おそれがある。

【０００７】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、ばりや変形等のない高品質な異種粉末成形体を効
率的に得ることが可能な異種粉末用成形装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、それぞれ異種の粉末材料で仮圧粉体を
成形した後、各仮圧粉体を接合加圧して異種粉末成形体
を成形する異種粉末用成形装置であって、前記異種粉末
成形体の形状に対応するキャビテイが形成されるととも
に、前記キャビテイの上部側に連通する空間部を有する
メインダイと、前記メインダイに配設されて前記キャビ
テイ側に進退自在な横ポンチと、前記横ポンチに交差す
る方向に進退自在に構成され、前記空間部に配置されて
前記横ポンチとの間に第１粉末材料が充填された状態
で、該横ポンチと共働して前記第１粉末材料により第１
仮圧粉体を成形する移動ダイと、前記メインダイに挿通
される下固定ポンチと、前記メインダイに昇降自在に挿
入され、前記下固定ポンチダイと共働して前記キャビテ
イに充填された第２粉末材料により第２仮圧粉体を成形
する第１上ポンチと、前記第１上ポンチに進退可能に設
けられ、前記第１および第２仮圧粉体が接合された状態
で該第１上ポンチおよび前記下固定ポンチと共働して前
記異種粉末成形体を成形する第２上ポンチと、前記第１
および第２上ポンチと前記下固定ポンチの共働作用下に
前記異種粉末成形体を成形する前、前記第１および第２
仮圧粉体を前記空間部側から前記キャビテイの下部側に
配置させるべく前記メインダイを前記横ポンチおよび前
記移動ダイと一体的に前記下固定ポンチに対し上昇させ
る昇降手段と、を備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に係る異種粉末用成形装置では、横ポン
チと移動ダイの共働作用下に第１粉末材料により第１仮
圧粉体が成形されるとともに、メインダイに挿通される
下固定ポンチと第１上ポンチの共働作用下に第２粉末材
料により第２仮圧粉体が成形される。そして、第１およ
び第２仮圧粉体が接合された状態でメインダイが下固定
ポンチに対し上昇することにより、前記第１および第２
仮圧粉体が空間部側からキャビテイの下部側に配置され
る。次いで、第１および第２上ポンチと下固定ポンチを
介して第１および第２仮圧粉体が一体的に加圧され、異
種粉末成形体が成形される。その際、第１および第２仮
圧粉体が空間部から離間してキャビテイの下部側、すな
わち、異種粉末成形体の全体形状に対応するキャビテイ
部分に配置されるため、ばりや変形等が惹起されること
がなく、高品質な異種粉末成形体を効率的に得ることが
できる。

【００１０】

【実施例】本発明に係る異種粉末用成形装置について実
施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

【００１１】図１において、参照数字１０は、異種粉末
成形体の一例であるロッカーアームを示し、このロッカ
ーアーム１０は、それぞれ異種の粉末材料から成形され
接合一体化された本体部１２とチップ部１４とを有す
る。

【００１２】このロッカーアーム１０を成形するための
本実施例に係る成形装置２０は、図２および図３に示す
ように、メインダイ２２とこのメインダイ２２に対し水
平一軸方向に進退自在な横ポンチ２４と、この横ポンチ
２４に交差する方向に進退自在に配置され、前記横ポン
チ２４と共働してチップ部１４相当部分を仮圧粉成形す
る移動ダイ２６と、前記メインダイ２２に挿通される下
固定ポンチ２８と、この下固定ポンチ２８と共働して本
体部１２相当部分を仮圧粉成形する第１上ポンチ３０
と、前記第１上ポンチ３０および前記下固定ポンチ２８
と共働してロッカーアーム１０を本圧粉成形する第２上
ポンチ３２と、前記メインダイ２２を前記横ポンチ２４
および前記移動ダイ２６と一体的に前記下固定ポンチ２
８に対し上昇させる昇降手段３４とを備える。

【００１３】図２に示すように、成形装置２０を構成す
る基台３６上に下枠３８が固定されており、この下枠３
８に下固定ポンチ２８が立設される。基台３６上には、
複数の支柱４０を介して上枠４２が保持されるととも
に、この基台３６内に昇降手段３４を構成する下シリン
ダ４４が支持される。

【００１４】下シリンダ４４から下方に延在するロッド
４６に連結板４８が固定され、この連結板４８に複数の
ガイドバー５０が固定される。ガイドバー５０は、基台
３６の上部および下枠３８を貫通して上方に延在してお
り、その上端部に昇降テーブル５２が固着される。昇降
テーブル５２には、下固定ポンチ２８を挿通させるため
の孔部５４が形成され、この昇降テーブル５２の上部に
メインダイ２２が載置される。

【００１５】図３および図４に示すように、メインダイ
２２には、ロッカーアーム１０の形状に対応するキャビ
テイ５６が鉛直方向に貫通形成されており、このキャビ
テイ５６の上部側に、２軸方向（矢印Ｘ方向および矢印
Ｙ方向）に切り欠いて空間部５８が連通する。

【００１６】図３に示すように、横ポンチ２４は、先端
部にチップ部１４に対応した凹曲面６０を有しており、
昇降テーブル５２に固定された横シリンダ６２から矢印
Ｘ方向に延びるロッド６４の先端部に固定される。移動
ダイ２６は、昇降テーブル５２に固着されたシリンダ６
６から前記矢印Ｘ方向に交差する矢印Ｙ方向に延在する
ロッド６８の先端部に固定される。

【００１７】移動ダイ２６の対向する位置に、粉末充填
手段７０が設けられる（図３参照）。粉末充填手段７０
は、シリンダ７２を介して矢印Ｙ方向に進退自在なスラ
イドベース７４を備え、このスライドベース７４に第１
および第２ホッパー７６、７８が設けられる。第１ホッ
パー７６は、空間部５８に移動ダイ２６が配置された状
態でこの移動ダイ２６と横ポンチ２４の間に形成される
充填部８０に第１粉末材料Ａを供給するためのものであ
り、第２ホッパー７８は、メインダイ２２のキャビテイ
５６に第２粉末材料Ｂを供給するためのものである。

【００１８】図２に示すように、上枠４２に上シリンダ
８２が装着され、この上シリンダ８２から下方に延在す
るロッド８４に上板８６が固着される。この上板８６
は、ガイドロッド８８の案内作用下に昇降するととも
に、その底面部に第１上ポンチ３０とシリンダ９０が固
定される。このシリンダ９０から水平方向に延在するロ
ッド９２に、第２ポンチ３２が支持される。第２ポンチ
３２は、第１ポンチ３０による仮圧粉時にこの第１ポン
チ３０から所定の位置まで離間しており、メインダイ２
２側にはこの離間位置の第２ポンチ３２を挿通するため
の図示しない開口部が形成されている。

【００１９】以上のように構成される成形装置２０の動
作について説明する。

【００２０】先ず、シリンダ６６の作用下に移動ダイ２
６が前進して空間部５８に配置された状態で（図３中、
二点鎖線参照）、粉末充填手段７０を構成するシリンダ
７２が駆動され、スライドベース７４が前進して第１お
よび第２ホッパー７６、７８が充填部８０およびキャビ
テイ５６に対応して配置される。そして、図５Ａおよび
図５Ｂに示すように、第１ホッパー７６から充填部８０
に第１粉末材料Ａが供給されるとともに、第２ホッパー
７８からキャビテイ５６に第２粉末材料Ｂが供給された
後、スライドベース７４がシリンダ７２を介して退動す
る。

【００２１】次いで、シリンダ９０を介して第２ポンチ
３２が第１ポンチ３０から離間された状態で、上シリン
ダ８２が駆動されてロッド８４および上板８６を介し前
記第１ポンチ３０が下降される。一方、横シリンダ６２
が駆動され、ロッド６４と一体的に横ポンチ２４が矢印
Ｘ方向に移動する。このため、図６Ａおよび図６Ｂに示
すように、移動ダイ２６と横ポンチ２４の共働作用下に
第１粉末材料Ａにより第１仮圧粉体Ａ１が成形されると
ともに、第１上ポンチ３０と下固定ポンチ２８の共働作
用下に第２粉末材料Ｂにより第２仮圧粉体Ｂ１が成形さ
れる。

【００２２】第１および第２仮圧粉体Ａ１、Ｂ１が成形
された後、上シリンダ８２を介して第１上ポンチ３０が
上昇される一方、横シリンダ６２の作用下に横ポンチ２
４が僅かに後退され、さらに、シリンダ６６を介して移
動ダイ２６が前記横ポンチ２４の進退軌道上から退避さ
れる。そこで、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、横シ
リンダ６２を介して横ポンチ２４が前進され、チップ部
１４に相当する第１仮圧粉体Ａ１を本体部１２に相当す
る第２仮圧粉体Ｂ１に接合させる。

【００２３】次に、シリンダ９０を介して第２上ポンチ
３２が第１上ポンチ３０に近接配置され、この第１およ
び第２上ポンチ３０、３２と下固定ポンチ２８により本
圧粉工程を開始する前、メインダイ２２が横ポンチ２４
および移動ダイ２６と一体的に上昇される。

【００２４】すなわち、昇降手段３４を構成する下シリ
ンダ４４が駆動されてロッド４６が上方に変位すると、
このロッド４６に固着された連結板４８およびガイドバ
ー５０を介して昇降テーブル５２が上昇する。このた
め、昇降テーブル５２上に載置されたメインダイ２２
は、横ポンチ２４および移動ダイ２６と一体的に下固定
ポンチ２８に対して上昇し、この下固定ポンチ２８上の
第１および第２仮圧粉体Ａ１、Ｂ１は、横ポンチ２４側
から離脱してキャビテイ５６の下部側に配置される（図
８Ａおよび図８Ｂ参照）。

【００２５】そして、互いに近接して一体化された第１
および第２上ポンチ３０、３２が、上シリンダ８２の作
用下に下降してメインダイ２２のキャビテイ５６に進入
し、前記第１および第２上ポンチ３０、３２と下固定ポ
ンチ２８の共働作用下に本圧粉が行われ、ロッカーアー
ム１０が成形される。この状態が、図９Ａおよび図９Ｂ
に示されている。

【００２６】この場合、本実施例では、第１および第２
上ポンチ３０、３２と下固定ポンチ２８による本圧粉工
程前に、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、メインダイ
２２が昇降手段３４を介して前記下固定ポンチ２８に対
し上昇し、第１および第２仮圧粉体Ａ１、Ｂ１がこのメ
インダイ２２のキャビテイ５６の下部側に配置されてい
る。従って、第１および第２仮圧粉体Ａ１、Ｂ１の回り
には、分断部分、すなわち、空間部５８に配置された横
ポンチ２４とメインダイ２２の境界部分が存在すること
はなく、該第１および第２仮圧粉体Ａ１、Ｂ１の全周が
前記メインダイ２２のみによって全て拘束されている。

【００２７】これにより、第１および第２上ポンチ３
０、３２と下固定ポンチ２８の共働作用下に本圧粉工程
が施されると、ばりや変形等の発生が確実に阻止され、
高品質なロッカーアーム１０を効率的に成形することが
可能になるという効果が得られる。しかも、それぞれ異
種材料（第１および第２粉末材料Ａ、Ｂ）からなるチッ
プ部１４と本体部１２とを備えたロッカーアーム１０
を、単一の成形装置２０によって極めて迅速かつ円滑に
成形し得るという利点がある。

【００２８】ところで、第１および第２上ポンチ３０、
３２と下固定ポンチ２８による本圧粉処理が施された
後、前記第１および第２上ポンチ３０、３２が上昇され
る一方、昇降手段３４を介してメインダイ２２が下降さ
れ（図１０参照）、ロッカーアーム１０が成形装置２０
から取り出される。このロッカーアーム１０には、焼結
処理が施されることになる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る異種粉末用
成形装置によれば、以下の効果乃至利点が得られる。

【００３０】横ポンチと移動ダイの共働作用下に第１仮
圧粉体が成形されるとともに、下固定ポンチと第１上ポ
ンチの共働作用下に第２仮圧粉体が成形された後、この
第１および第２仮圧粉体が接合された状態でメインダイ
が下固定ポンチに対し上昇し、前記第１および第２仮圧
粉体が空間部側から前記キャビテイの下部側に配置され
る。この状態で第１および第２上ポンチと下固定ポンチ
を介して第１および第２仮圧粉体が加圧されることによ
り、ばりや変形等が惹起されることがなく、高品質な異
種粉末成形体を確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】異種粉末成形体の一例であるロッカーアームの
説明図である。

【図２】本実施例に係る成形装置の正面概略説明図であ
る。

【図３】前記成形装置の一部平面説明図である。

【図４】前記成形装置を構成するメインダイの斜視図で
ある。

【図５】前記成形装置の動作説明図であり、図５Ａは、
第１および第２粉末材料が充填された状態の斜視図、図
５Ｂは、その正面図である。

【図６】前記成形装置の動作説明図であり、図６Ａは、
仮圧粉工程の斜視説明図、図６Ｂは、その正面図であ
る。

【図７】前記成形装置の動作説明図であり、図７Ａは、
第１および第２仮圧粉体を接合する際の斜視説明図、図
７Ｂは、その正面図である。

【図８】前記成形装置の動作説明図であり、図８Ａは、
メインダイが上昇する際の斜視説明図、図８Ｂは、その
正面図である。

【図９】前記成形装置の動作説明図であり、図９Ａは、
本圧粉工程の斜視説明図、図９Ｂは、その正面図であ
る。

【図１０】前記本圧粉後、メインダイを下降させる際の
正面説明図である。

【符号の説明】

１０…ロッカーアーム １２…本体
部 １４…チップ部 ２０…成形
装置 ２２…メインダイ ２４…横ポ
ンチ ２６…移動ダイ ２８…下固
定ポンチ ３０、３２…上ポンチ ３４…昇降
手段 ４４…シリンダ ５２…昇降
テーブル ５６…キャビテイ ５８…空間
部 ６６…シリンダ ７０…粉末
充填手段 ８２、９０…シリンダ Ａ、Ｂ…粉
末材料 Ａ１、Ｂ１…仮圧粉体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−214405（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−11303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−2817（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−97733（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22F 3/02 - 3/035 B30B 11/00 - 11/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ異種の粉末材料で仮圧粉体を成形
   した後、各仮圧粉体を接合加圧して異種粉末成形体を成
   形する異種粉末用成形装置であって、 前記異種粉末成形体の形状に対応するキャビテイが形成
   されるとともに、前記キャビテイの上部側に連通する空
   間部を有するメインダイと、 前記メインダイに配設されて前記キャビテイ側に進退自
   在な横ポンチと、 前記横ポンチに交差する方向に進退自在に構成され、前
   記空間部に配置されて前記横ポンチとの間に第１粉末材
   料が充填された状態で、該横ポンチと共働して前記第１
   粉末材料により第１仮圧粉体を成形する移動ダイと、 前記メインダイに挿通される下固定ポンチと、 前記メインダイに昇降自在に挿入され、前記下固定ポン
   チダイと共働して前記キャビテイに充填された第２粉末
   材料により第２仮圧粉体を成形する第１上ポンチと、 前記第１上ポンチに進退可能に設けられ、前記第１およ
   び第２仮圧粉体が接合された状態で該第１上ポンチおよ
   び前記下固定ポンチと共働して前記異種粉末成形体を成
   形する第２上ポンチと、 前記第１および第２上ポンチと前記下固定ポンチの共働
   作用下に前記異種粉末成形体を成形する前、前記第１お
   よび第２仮圧粉体を前記空間部側から前記キャビテイの
   下部側に配置させるべく前記メインダイを前記横ポンチ
   および前記移動ダイと一体的に前記下固定ポンチに対し
   上昇させる昇降手段と、 を備えることを特徴とする異種粉末用成形装置。