JP3151798B2

JP3151798B2 - 粉末成形用金型

Info

Publication number: JP3151798B2
Application number: JP22006193A
Authority: JP
Inventors: 清勝津野
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1993-09-03
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: JPH0770612A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘリカルギヤ部の一端
により径の大きいフランジ部を有するとともに、このフ
ランジ部に非回転体形状部を有する圧粉体を成形する粉
末成形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉末冶金により製造される焼結部品の一
つに、図５に示すようなものがある。この焼結部品は、
ヘリカリギヤ部１の図示上端に、より径の大きい円板状
のフランジ部２を有しているとともに、これらヘリカリ
ギヤ部１およびフランジ部２を貫く中心孔３を有してい
る。また、フランジ部２の上端面には、非回転体形状部
である４つの突起４が形成されている。これら突起４
は、部品全体の中心軸に対して放射状に位置している。
したがって、フランジ部２の外周面がヘリカリギヤ部１
と同軸の円柱面をなしているのに対して、フランジ部２
の上端面は、対称軸が４本しかない形状になっている。

【０００３】一般に、焼結部品は、原料粉末を粉末成形
プレスにより圧縮して圧粉体を成形した後、この圧粉体
を焼結炉により加熱して焼結することにより得られる。
ここで、前記図５に示す圧粉体を成形するための粉末成
形用金型の一例について、図３および図４を参照しなが
ら説明する。11はベースプレートで、このベースプレー
ト11は、プレス本体のボルスター12上にクランプ13によ
り固定されるものである。また、14はヨークプレート
で、このヨークプレート14は、ベースプレート11の下方
に位置しており、プレス本体の上下方向に駆動される下
ラム15が連結されるものである。また、ヨークプレート
14に下端が固定されたガイドロッド16がベースプレート
11を上下方向に摺動可能に貫通しており、これらガイド
ロッド16の上端にダイベース21が固定されている。そし
て、このダイベース21には、ダイホルダー22がベアリン
グ23，24を介して回転可能に支持されている。このダイ
ホルダー22の回転軸は鉛直である。なお、ダイホルダー
22の外周には受けプレート24が水平に固定されており、
この受けプレート24の外周部には受け溝25が形成されて
いる。さらに、26は上パンチプレートで、この上パンチ
プレート26は、プレス本体の上下方向に駆動される上ラ
ムが連結されるものである。なお、前記ダイベース21に
下端が固定されたストッパーピン27が受けプレート24の
受け溝25を通り、上パンチプレート26に固定されたブッ
シュ28を上下方向へ摺動自在に貫通している。

【０００４】そして、前記ダイホルダー22内には筒状の
段付きダイ31が鉛直に固定されている。すなわち、この
ダイ31は、段差部32を有し、ヘリカルギヤ部１およびフ
ランジ部２を含めた圧粉体Ｇ全体の外周面を形成するも
のである。そして、段差部32よりも下側の内周面にヘリ
カルギヤ部１に対応する斜歯33を有している。また、前
記ベースプレート11上には、筒状の下パンチ34が鉛直に
固定されている。この下パンチ34は、前記ダイ31内に下
方から上下摺動自在に螺合されており、圧粉体Ｇのヘリ
カルギヤ部１の下端面を形成するものである。そして、
下パンチ34の外周面には、ダイ31の斜歯33に噛み合う斜
歯35が形成されている。さらに、36は鉛直なコアロッド
で、このコアロッド36は、前記ヨークプレート14と一体
に上下動するものであり、前記下パンチ34内に下方から
上下摺動自在に嵌合されていて、圧粉体Ｇの内周面を形
成するものである。一方、前記上パンチプレート26に
は、筒状の第１上パンチ37が鉛直に支持されている。こ
の第１上パンチ37は、前記ダイ31内に上方から挿脱自在
に嵌合されるものであり、圧粉体Ｇのフランジ部２の上
端面のうち突起４の先端面を除く部分を形成するもので
ある。また、第１上パンチ37の内部はほぼ断面十字形状
になっているが、この第１上パンチ37内に第２上パンチ
38が同軸的に嵌合されている。この第２上パンチ38は、
前記コアロッド36が内部に挿脱自在に嵌合されるもので
あり、圧粉体Ｇのフランジ部２の上端面のうち突起４の
先端面を形成するものである。なお、上パンチ37，38
は、上パンチプレート26にエアシリンダー41を介して上
下動可能に支持されている。ここで、第１上パンチ37
は、上パンチプレート26と一体の第１下ストッパー42に
より下降限が規定され、第２上パンチ38は、第１上パン
チ37と一体の第２下ストッパー43により下降限が規定さ
れている。さらに、両上パンチ37，38は、上パンチプレ
ート26と一体の上ストッパー44により上昇限が規定され
ている。そして、上パンチ37，38は、軸方向へ上下動の
みができ、回転は不可能になっている。

【０００５】つぎに、圧粉体Ｇの成形について説明す
る。この成形は、基本的にウィズドロアル法で行われ
る。まず図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、ダ
イ31が上昇し、上パンチ37，38が上昇した状態で、図示
していないフィーダーによりダイ31内に原料粉末Ｐが供
給される。ついで、上パンチ37，38が下降してダイ31内
に嵌合し、このダイ31内の原料粉末Ｐを上から加圧す
る。さらに、上パンチ38とともにダイ31が下降し、下パ
ンチ34が原料粉末Ｐを下から加圧する。こうして、原料
粉末Ｐが圧縮され、圧粉体Ｇが成形される。このとき、
図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、上パンチ3
7，38は、上ストッパー44に突き当たり、上パンチプレ
ート26に対し上昇限に位置している。最終加圧完了後、
上パンチプレート26は上昇に転じるが、上パンチ37，38
は、エアシリンダー41により下へ押されることにより、
下パンチ34に対する高さをしばらく一定に保つ。そし
て、まず第１上パンチ37が第１下ストッパー42に突き当
たり、上パンチプレート26とともに上昇し始める。これ
により、まず第１上パンチ37が圧粉体Ｇの突起４から抜
ける。ついで、第２上パンチ38が第２下ストッパー43に
突き当たり、第２上パンチ38も上パンチプレート26とと
もに上昇し始める。これにより、引き続き第２上パンチ
38が圧粉体Ｇから離れる。また、ダイ31は、いったん停
止した後、上パンチ37，38が上昇し始める前に、再び下
降し始める。それに伴い、下パンチ34がダイ31に対して
圧粉体Ｇを押し上げ、最終的にダイ31から抜き出す。こ
のようにダイ31が下パンチ34に対して下降するとき、斜
歯33，35の噛み合いにより、ダイ31が回転する。一方、
圧粉体Ｇは回転せず、この圧粉体Ｇに対してダイ31が回
転することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の粉
末成形用金型では、図５に示すように、成形された圧粉
体Ｇの突起４に亀裂５が生じやすい問題があった。これ
は、次のような事情による。加圧時、パンチ34，37，38
の加圧に伴い、ダイ31と下パンチ34との斜歯33，35の噛
み合いにより、ダイ31およびヘリカリギヤ部１のある圧
粉体Ｇには上から見て反時計回り方向の力が加わってい
る。ところが、最終加圧完了後、上パンチプレート26が
上昇に転じると、加圧が解除されることにより、ダイ31
および圧粉体Ｇは、逆に時計回り方向へ回転しようとす
る。本来は、ダイ31のみが回転すればよいのであるが、
ヘリカリギヤ部１と斜歯33との噛み合いにより、圧粉体
Ｇも回転しようとする。ところが、圧粉体Ｇの突起４が
全く回転し得ない上パンチ37，38に嵌合しており、この
上パンチ37，38は、圧粉体Ｇの回転を妨げようとするの
で、突起４に横向きの力が加わり、亀裂５が生じるので
ある。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、ヘリカルギヤ部の一端により径の大きい
フランジ部を有するとともに、このフランジ部における
ヘリカルギヤ部と反対側の端面に非回転体形状部を有す
る圧粉体を成形する粉末成形用金型において、非回転体
形状部を有するフランジ部に亀裂などの破損が生じない
ようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、ヘリカルギヤ部の一端により径の大きい
フランジ部を有するとともに、このフランジ部における
ヘリカルギヤ部と反対側の端面に非回転体形状部を有す
る圧粉体を成形する粉末成形用金型において、前記ヘリ
カルギヤ部に対応する斜歯を有し前記圧粉体の外周面を
形成するダイと、このダイの斜歯に噛み合う斜歯を有す
るとともにダイと前記圧粉体の中心軸の回りで相対的に
回転可能に組み合っており前記ヘリカルギヤ部の端面を
形成する一側パンチと、前記フランジ部の端面を形成す
る他側パンチとを備え、この他側パンチは、前記圧粉体
の中心軸の回りで回転可能とし、この他側パンチをその
回転方向において一定位置へ戻す復帰機構を設けたもの
である。

【０００９】

【作用】本発明の粉末成形用金型では、成形時、ダイ内
に原料粉末を充填した後、このダイ内の原料粉末を一側
パンチと他側パンチとにより加圧して、圧粉体を成形す
る。このとき、ダイが圧粉体の外周面を形成し、一側パ
ンチがヘリカルギヤ部の端面を形成し、他側パンチがフ
ランジ部の端面を形成する。ついで、他側パンチがダイ
から抜けるとともに、一側パンチが圧粉体をダイから抜
き出す。ところで、一側パンチに対してダイが移動する
とき、両者の斜歯の噛み合いにより、これら両者は互い
に回転する。これに対して、他側パンチは、特に加圧時
には、復帰機構が回転方向において一定位置に戻してお
り、回転しない。これにより、圧粉体の所定位置に突起
が形成されることになる。ところが、その後加圧が解除
されると、圧粉体は、そのヘリカリギヤ部とダイの斜歯
との噛み合いにより、加圧時に力を受けていた方向と反
対方向へ回転しようとするが、このとき、実際に他側パ
ンチとともに回転する。これにより、他側パンチにより
圧粉体の非回転体形状部に無理な力がかからない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の粉末成形用金型の一実施例に
ついて、図１および図２を参照しながら説明する。成形
される圧粉体Ｇは、先に説明した図５に示すものと同じ
ものである。また、粉末成形用金型の構成も、上パンチ
側を除いて、先に説明した図３および図４に示す金型と
同様の構成になっているので、上パンチ側以外は、対応
する部分に同一符号を付して、その説明を省略する。も
ちろん、一側パンチである下パンチ34が固定で、この下
パンチ34に対して、ダイ31が上下動するとともに、圧粉
体Ｇの中心軸の回りで回転するものである。

【００１１】他側パンチである上パンチとして、図３お
よび図４に示す金型と同様に、圧粉体Ｇのフランジ部２
の上端面のうち突起４の先端面を除く部分を形成する第
１上パンチ51と、突起４の先端面を形成する第２上パン
チ52とがあり、この第２上パンチ52は、第１上パンチ51
内に上下動のみ可能に嵌合している。また、図示してい
ないが、プレス本体の上下方向に駆動される上ラムが連
結される上パンチプレートがあり、この上パンチプレー
トの下側に、第１上パンチベース53がエアシリンダー54
を介して上下動可能に支持されているとともに、第２上
パンチベース55がエアシリンダー56を介して上下動可能
に支持されている。ここで、エアシリンダー54，55は、
それぞれ、上パンチベース53，55を下方へ付勢するもの
である。そして、第１上パンチベース53の下側には、第
１上パンチ回転板57がベアリング58を介して水平に回転
自在に支持されており、第２上パンチベース55の下側に
は、第２上パンチ回転板59がベアリング60を介して水平
に回転自在に支持されている。これら上パンチ回転板5
7，59の回転軸は、金型全体の中心軸すなわち成形され
る圧粉体Ｇの中心軸に一致する。そして、第１上パンチ
回転板57の下側に、第１上パンチホルダー61により前記
第１上パンチ51が同軸的に固定されており、第２上パン
チ回転板59の下側に、第２上パンチホルダー62により前
記第２上パンチ52が同軸的に固定されている。

【００１２】また、前記第１上パンチ回転板57に対して
は、上パンチ51，52をその回転方向において一定位置へ
戻す復帰機構66が設けられている。この復帰機構66は、
第１上パンチ回転板57の外周面に一体的に設けられた受
け突起67と、上第１パンチベース53の下面に一体的に設
けられたストッパーピン68とを有している。そして、受
け突起67がストッパーピン68に反時計回り方向Ａから突
き当たるものである。また、受け突起67上に一体的に設
けられたばね受け69とストッパーピン68との間にばね70
が装着してある。このばね70が、第１上パンチベース53
に対して第１上パンチ回転板57を反時計回り方向Ａへ付
勢している。

【００１３】つぎに、前記の構成について、その作用を
説明する。図１に示すように、ダイ31内に充填された原
料粉末が、下パンチ34と上パンチ35とにより加圧される
ことにより、圧粉体Ｇが成形される。最終加圧完了後、
上パンチプレートが上昇に転じるが、上パンチ51，52
は、エアシリンダー54，55により下へ押されることによ
り、下パンチ34に対する高さをしばらく一定に保つ。そ
して、エアシリンダー54，55が順次ストローク限に達
し、両上パンチ51，52が順次上昇し始める。こうして、
まず第１上パンチ51が圧粉体Ｇの突起４から抜けた後、
第２上パンチ52が圧粉体Ｇから離れる。また、ダイ31の
下降により、下パンチ34がダイ31に対して圧粉体Ｇを押
し上げ、ダイ31から抜き出す。

【００１４】ところで、上第１パンチ回転板57は、最終
加圧完了時点までは、ばね70の付勢により、受け突起67
が上第１パンチベース53のストッパーピン68に突き当た
った状態に保持される。これにより、上パンチ51，52は
回転方向において所定位置に保持され、圧粉体Ｇの所定
位置に突起４が形成されることになる。また、最終加圧
完了時点までは、パンチ34，51，52の加圧に伴い、ダイ
31と下パンチ34との斜歯33，35の噛み合いにより、ダイ
31およびヘリカリギヤ部１のある圧粉体Ｇには上から見
て反時計回り方向Ａの力が加わっている。ところが、最
終加圧完了後、上パンチプレートが上昇に転じると、加
圧が解除されることにより、ダイ31および圧粉体Ｇは、
逆に時計回り方向Ｂへ回転しようとする。このとき、ば
ね70に抗して、圧粉体Ｇは、実際に両上パンチ51，52と
ともに時計回り方向Ｂへ若干回転する。これにより、圧
粉体Ｇの突起４に無理な力が加わることが防止され、こ
れら突起４部分に亀裂などの破損が生じることがない。
なお、少なくとも上パンチ51，52が圧粉体Ｇから離れた
後、あるいは、この圧粉体Ｇがダイ31から抜き出された
後には、ばね70の付勢により、受け突起67が上第１パン
チベース53のストッパーピン68に突き当たるまで、上パ
ンチ51，52が反時計回り方向Ａへ回転する。なお、本発
明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変
形実施が可能である。例えば、成形される圧粉体は、図
５に示すものに限らず、フランジ部の端面の非回転体形
状部が円柱形状の突起であってもよいし、あるいは、凹
部などであってもよい。また、前記実施例では、上パン
チが２つに分かれていたが、上パンチが１つのものであ
ってもよい。さらに、上パンチに対するエアシリンダー
は必ずしも必要ない。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、ヘリカルギヤ部の一端
により径の大きいフランジ部を有するとともに、このフ
ランジ部におけるヘリカルギヤ部と反対側の端面に非回
転体形状部を有する圧粉体を成形する粉末成形用金型に
おいて、圧粉体の非回転体形状部がある端面を形成する
他側パンチを回転可能とするとともに、この他側パンチ
をその回転方向において一定位置へ戻す復帰機構を設け
たので、確実に圧粉体の所定位置に非回転体形状部を形
成しつつ、加圧解除時には、他側パンチとともに圧粉体
が回ることにより、圧粉体の非回転体形状部に無理な力
がかからず、このフランジ部に亀裂などの破損が生じる
ことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉末成形用金型の一実施例を示す断面
図である。

【図２】同上平面図である。

【図３】従来の粉末成形用金型の一例を示す断面図であ
る。

【図４】同上図３の一部の拡大図である。

【図５】同上成形された圧粉体の斜視図である。

【符号の説明】

Ｇ圧粉体１ヘリカルギヤ部２フランジ部４突起（非回転体形状部） 31 ダイ 34 下パンチ（一側パンチ） 51 第１上パンチ（他側パンチ） 52 第２上パンチ（他側パンチ） 66 復帰機構

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ヘリカルギヤ部の一端により径の大きい
フランジ部を有するとともに、このフランジ部における
ヘリカルギヤ部と反対側の端面に非回転体形状部を有す
る圧粉体を成形する粉末成形用金型において、前記ヘリ
カルギヤ部に対応する斜歯を有し前記圧粉体の外周面を
形成するダイと、このダイの斜歯に噛み合う斜歯を有す
るとともにダイと前記圧粉体の中心軸の回りで相対的に
回転可能に組み合っており前記ヘリカルギヤ部の端面を
形成する一側パンチと、前記フランジ部の端面を形成す
る他側パンチとを備え、この他側パンチは、前記圧粉体
の中心軸の回りで回転可能とし、この他側パンチをその
回転方向において一定位置へ戻す復帰機構を設けたこと
を特徴とする粉末成形用金型。