JP3649368B2 - 圧粉体の成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプ材やナット等の孔を有する部材、あるいは特有の孔、凹部、溝等を有する部材を、圧粉体から焼結体として得るにあたり、それら孔、凹部、溝等の空所が、圧粉体の成形時に圧縮方向と交差する方向とされる場合の圧粉体の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、円筒状のパイプを、圧粉体から焼結体として得る場合、従来では、パイプの孔を形成し得る円柱状のコアロッド（中子）が上下方向に沿って挿入された成形型内のキャビティに粉末を充填し、この粉末を、上下のパンチによりパイプの軸方向に圧縮成形して圧粉体を得た後、この圧粉体を焼結していた。すなわち、上下のパンチによる圧縮方向はパイプの孔と平行であった。ところが、このような圧粉体の成形方法にあっては、成形型内への粉末の充填密度が不安定になったり、粉末の充填深さを深くとれず、部材の長さに制限が生じたりするなど、粉末の充填性に問題があった。また、粉末の圧縮密度がもっとも低くなる部分（上下のパンチ間の中央部分、いわゆるニュートラルゾーン）が明確に生じ、品質の低下を招くおそれがあった。さらに、圧粉体を成形型から抜き出し難く、かつ抜き出した圧粉体を取り扱い難いといった欠点を有していた。これら諸問題は、圧縮方向の長さが長ければ長いほど顕著であった。
【０００３】
そこで、これら諸問題を解決するために、上記のようなパイプを成形する場合であれば、粉末の圧縮方向を、パイプの径方向とする、すなわちパイプの孔に直交する方向とする方法が種々提案されている。例えば、本出願人は、特開平４−３２７３９８号公報に、成形型に形成した横孔にコアロッドを挿入してキャビティ内に貫通させ、キャビティ内に充填した粉末を上下のパンチで圧縮して圧粉体を得る方法を提案している。このような方法によれば、粉末の充填深さが浅いことから、粉末の充填性が向上し、圧縮密度が上下にわたりほぼ一定になってニュートラルゾーンの発生部分が極力小さくなり、さらに、圧粉体を成形型から抜き出しやすく、かつ取り扱いやすくなる。また、孔の内面にねじやギヤを形成する場合、その部分の圧縮密度が十分に確保されるといった利点もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報の圧粉体の成形方法によれば、粉末の圧縮時に、コアロッドはキャビティを横断してその両端部が成形型の横孔に挿入された状態となる。このため、コアロッドには撓みを生じさせる負荷がかかり、この負荷が大きくなることにより、コアロッドが変形したり、場合によっては折損したりする不具合が想定された。同公報には、このような不具合を回避するために、コアロッドを粉末のニュートラルゾーンの位置に配する旨の記載はあるものの、実際にはその制御が困難であり、よって実用化が困難であった。さらに言えば、上記パイプや上記公報に例示されるナットを成形する場合には、孔を形成するコアロッドを圧縮方向に直交させてニュートラルゾーンに配することができるが、孔が圧縮方向に対して斜めに交差したり、孔の位置が圧縮方向の中央部分から外れていてコアロッドをニュートラルゾーンに配することができない場合には、中子に負荷がかかるため実現不可能である。
【０００５】
したがって本発明は、例えば上記のようにコアロッドを中子として用いて孔を形成するにあたり、そのコアロッドに圧縮の負荷がかからず、そのための制御も容易もしくは不要として圧粉体を容易に成形することができるような方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外部ダイと、この外部ダイに上下方向に摺動自在に挿入されるとともに、緩衝支持装置により、下方に向かって弾力的に移動可能に支持されたジグ支持ダイとを備えたダイと、ジグ支持ダイの挿入孔に摺動自在に挿入されてキャビティを形成する上下のパンチと、圧粉体の空所を形成するための中子と、この中子の一部が着脱自在に嵌合する状態で該中子を支持し、その状態で、ジグ支持ダイ上に載置されるジグとを備えた成形装置を用い、圧縮方向と交差する方向に延びる空所を有する圧粉体を成形する方法であって、次の、「工程１」から「工程５」を具備することを特徴としている。
「工程１」ジグ支持ダイを、その上面が外部ダイのそれと面一になるまで上昇させるとともに、ジグ支持ダイの挿入孔に下から挿入した下パンチを初期の粉末充填位置まで上昇させ、ダイと下パンチとにより形成されたキャビティ内に、用いる粉末の一部を充填する。
「工程２」中子を支持したジグを、ジグ支持ダイ上に載置し、このジグ支持ダイを下降させることにより、中子を、工程１で充填した粉末上のセットする。
「工程３」下パンチおよびジグ支持ダイを、最終的な粉末充填位置まで下降させるに伴い、ジグ支持ダイに載置されているジグおよびこのジグによって支持されている中子を下降させてから、残りの粉末を、新たに形成されたキャビティ内に充填して中子を粉末で覆う。
「工程４」上パンチを、ジグの内面に摺動させながらキャビティ内に挿入し、上パンチおよび下パンチにより粉末を圧縮して圧粉体を成形する。
「工程５」上パンチを上昇させ、次いでジグ支持ダイを上昇させることにより、圧粉体を中子およびジグとともにダイから抜き出し、この後、ジグを中子から外し、さらに中子を圧粉体から抜き出す。
【０００７】
また、上記方法に代えて、次の「工程１」から「工程４」を採用することもできる。
「工程１」中子を支持したジグをジグ支持ダイに載置するとともに、ジグ支持ダイを下降させるに伴い、ジグおよび該ジグに支持された中子をキャビティ内にセットする。
「工程２」用いる粉末の全てをキャビティ内に充填し、中子を粉末で覆う。
「工程３」上パンチをキャビティ内に挿入し、上下のパンチにより粉末を圧縮して圧粉体を成形する。
「工程４」上パンチを上昇させ、次いでジグ支持ダイを上昇させることにより圧粉体を中子およびジグとともにダイから抜き出し、この後、ジグを中子から外し、さらに中子を圧粉体から抜き出す。
【０００８】
本発明によれば、キャビティに対する中子のセット位置がジグ支持ダイに支持されるジグにより一定に保持されるので、中子をニュートラルゾーンに配置しやすくなる。また、成形時の圧縮力が中子、ジグを経てジグ支持ダイに伝わる場合があるが、そのときにはジグ支持ダイは緩衝支持装置により下方に向かって移動するので、圧縮力の負荷が中子にかからず、このため、中子が変形したり破損したりする不具合は起こらない。
【０００９】
本発明では、上記外部ダイを、上下の外部ダイと上下の内部ダイより構成した成形装置を用い、キャビティを上下の内部ダイ、ジグ支持ダイおよび上下のパンチにより構成することを形態を含む。
【００１０】
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
（１）第１の成形方法
図１（ａ）〜（ｅ）は、第１の成形方法に係る成形装置により、図２に示す圧粉体１を成形する工程を示している。この場合の圧粉体１は、外径に比して軸方向が比較的長く、軸芯に全長にわたる孔（空所）１ａを有する円筒状のパイプである。成形装置は、図１に示すように、圧粉体１の外形に応じたダイ（成形型）１０、上パンチ（第２のパンチ）１１および下パンチ（第１のパンチ）１２と、孔１ａを形成するための円柱状のコアロッド（中子）１３とを備えている。ダイ１０には、上下のパンチ１１，１２が摺動自在に挿入される挿入孔１０ａが形成されており、ダイ１０と上下のパンチ１１，１２とにより粉末Ｐが充填されるキャビティ１４が形成されるようになっている。キャビティ１４を構成する挿入孔１０ａは、成形すべき圧粉体１の直径および軸方向長さにそれぞれ対応する幅および長さを有している。なお、成形した圧粉体１は、焼結工程を経て焼結体とされ、この焼結体は、最終的な製品（パイプ）とするためにサイジング等の仕上げ加工が施される。したがって、圧粉体１の寸法は製造後の製品よりも若干大きく設定されている。
【００１２】
上下のパンチ１１，１２の互いに対向する加圧面は、圧粉体１の外周面を形成すべく断面凹状の溝をなしている。なお、厳密には、図３に示すように、上下のパンチ１１，１２の両端縁は、粉末Ｐの圧縮時に互いに衝突しないように、あるいは互いに衝突しても破損しにくいように、ある一定幅の逃げ面１１ａ，１２ａがそれぞれ形成されている。
コアロッド１３は、圧粉体１の孔１ａを形成すべくその外径がその孔１ａの径に対応しており、その軸方向（図１で紙面表裏方向）長さは、コアロッド１３自身の軸方向をキャビティ１４（挿入孔１０ａ）の長手方向に沿う状態でそのキャビティ１４内に収容可能なように、キャビティ１４の長さより僅かに短く設定されている。
【００１３】
次に、上記成形装置により圧粉体１を成形する工程を順を追って説明する。なお、この工程は、自動制御装置等により連続的に繰り返し行われる。
「工程１」 図１（ａ）に示すように、ダイ１０の挿入孔１０ａに下から挿入した下パンチ１２を、初期の粉末充填位置まで上昇させ、ダイ１０と下パンチ１２とにより形成されたキャビティ１４内に、用いる粉末Ｐの一部を充填する。
「工程２」 図１（ｂ）に示すように、コアロッド１３を、コアロッド１３自身の軸方向をキャビティ１４の長手方向（図１で紙面表裏方向）に沿う水平状態として、充填した粉末Ｐ上の中央にセットする。その際、コアロッド１３の下部が、粉末Ｐに埋まってキャビティ１４内に収容されるようにする。なお、粉末Ｐへのコアロッド１３の埋め込み深さならびに工程１における粉末Ｐの充填量は、圧縮成形時にコアロッド１３がニュートラルゾーンに位置するよう調整する。
なお、粉末Ｐ上におけるコアロッド１３のセット状態を確実に位置決めして安定させる手段として、次のような手段を採ると好ましい。図４（ａ）に示すように、コアロッド１３に嵌合する押し込みパンチ１５でコアロッド１３の下部を粉末Ｐに押し込む。あるいは、図４（ｂ）に示すように、コアロッド１３に嵌合し、なおかつ粉末Ｐを圧縮し得る押し込みパンチ１６でコアロッド１３の下部を粉末Ｐに押し込み、かつ粉末Ｐをある程度圧縮する。あるいは、図４（ｃ）に示すように、押し込みパンチ１７で粉末Ｐをある程度圧縮してその表面に溝を形成し、この溝にコアロッド１３を納める。
【００１４】
「工程３」 図１（ｃ）に示すように、下パンチ１２を最終的な粉末充填位置まで下降させ、残りの粉末Ｐをキャビティ１４内に充填してコアロッド１３を粉末Ｐで覆う。
「工程４」 図１（ｄ）に示すように、上パンチ１１をキャビティ１４内に挿入し、上下のパンチ１１，１２により粉末Ｐを圧縮して圧粉体１を成形する。上下のパンチ１１，１２による圧縮方向は、コアロッド１３に直交する。
「工程５」 図１（ｅ）に示すように、上パンチ１１を上昇させ、次いで下パンチ１２を上昇させることにより圧粉体１をコアロッド１３とともにダイ１０から抜き出し、この後、コアロッド１３を圧粉体１から抜き出す。圧粉体１においては、ダイ１０から抜き出された時点で圧縮による応力が解放されることによりスプリングバックが生じ、このため、コアロッド１３を抜き出すことができる。
【００１５】
以上により圧粉体１を得るが、この圧粉体１は、図３に示すように、上下のパンチ１１，１２に逃げ面１１ａ，１２ａが形成されていることにより、これら逃げ面１１ａ，１２ａに挟まれる粉末Ｐが圧縮され、その部分が軸方向に延びる凸条１ｂとして形成される。この凸条１ｂは、圧粉体１を焼結し、その焼結体にサイジング等の仕上げ加工を施すことにより消滅させられる。
【００１６】
上記第１の成形方法によれば、圧粉体１の孔１ａを形成すべくキャビティ１４内にセットされるコアロッド１３は、ダイ１０とは係合せず縁が切れており、粉末Ｐの圧縮時にはダイ１０と関係なく圧縮方向に移動可能な状態でキャビティ１４内にセットされる。したがって、粉末Ｐの圧縮時に、ダイ１０が関わることによって変形を生じさせる負荷がコアロッド１３にかからない。このため、粉末Ｐの圧縮時にコアロッド１３が変形したり折損したりするといった不具合が起こらない。また、コアロッド１３が粉末Ｐの圧縮時にダイ１０と関係なく圧縮方向に移動可能であるということは、コアロッド１３を厳密にニュートラルゾーンに配する制御を必要としない。これらにより、成形を容易に行うことができる。
【００１７】
（２）第２の成形方法
次に、本発明に基づいて上記圧粉体１を成形する第２の成形方法を説明する。
図５（ａ）〜（ｆ）は、第２の成形方法に係る成形装置により圧粉体１を成形する工程を示している。成形装置は、図５に示すように、上下の外部ダイ２１，２２および上下の内部ダイ２３，２４からなるダイ（成形型）２０と、上パンチ（第２のパンチ）２５および下パンチ（第１のパンチ）２６と、コアロッド１３とを備えている。下外部ダイ２２には、上下の内部ダイ２３，２４が摺動自在に、かつ互いに当接可能に挿入されるようになっている。また、上外部ダイ２１および上内部ダイ２３に形成された挿入孔２１ａ，２３ａには上パンチ２５が、また、下内部ダイ２４に形成された挿入孔２４ａには下パンチ２６がそれぞれ摺動自在に挿入され、上下のパンチ２５，２６と上下の内部ダイ２３，２４とにより、圧粉体１を形成するキャビティ２７が形成されるようになっている。キャビティ２７およびコアロッド１３の寸法は、上記第１の成形方法と同様に成形すべき圧粉体１に対応しており、さらに、少なくとも上内部ダイ２３の挿入孔２３ａの幅（図５で左右方向の長さ）は、コアロッド１３が通過可能な寸法に設定されている。
【００１８】
次に、上記成形装置により圧粉体１を成形する工程を順を追って説明する。
「工程１」 図５（ａ）に示すように、下外部ダイ２２に下内部ダイ２４を挿入し、その上面が下外部ダイ２２のそれとほぼ面一になるまで上昇させ、さらに、下パンチ２６を、その上端が下内部ダイ２４のキャビティ２７よりやや下に位置する初期の粉末充填位置まで上昇させる。そして、下内部ダイ２４と下パンチ２６とにより形成されたキャビティ２７内に、用いる粉末Ｐの一部を充填する。
「工程２」 図５（ｂ）に示すように、コアロッド１３を、コアロッド１３自身の軸方向をキャビティ２７の長手方向（図５で紙面表裏方向）に沿う水平状態として、充填した粉末Ｐ上の中央にセットする。その際、コアロッド１３の下部が、粉末Ｐに埋まってキャビティ２７内に収容されるようにする。なお、粉末Ｐへのコアロッド１３の埋め込み深さならびに工程１における粉末Ｐの充填量は、圧縮成形時にコアロッド１３がニュートラルゾーンに位置するよう調整する。このように粉末Ｐ上にコアロッド１３をセットする際、図４（ａ）〜（ｃ）に示したような手段のいずれかを用いることができる。次いで、図５（ｃ）に示すように、下内部ダイ２４および下パンチ２６を、最終的な粉末充填位置まで下降させるとともに、上内部ダイ２３を下降させて下内部ダイ２４に当接させる。
【００１９】
「工程３」 図５（ｄ）に示すように、残りの粉末Ｐをキャビティ２７内に充填してコアロッド１３を粉末Ｐで覆う。
「工程４」 図５（ｅ）に示すように、上外部ダイ２１を下降させて上内部ダイ２３に当接させるとともに上パンチ２５をキャビティ２７内に挿入し、この状態から、上下のパンチ２５，２６により粉末Ｐを圧縮して圧粉体１を成形する。上下のパンチ２５，２６による圧縮方向は、コアロッド１３に直交する。
「工程５」 図５（ｆ）に示すように、上外部ダイ２１（図示略）、上内部ダイ２３および上パンチ２５（図示略）を上昇させ、次いで下パンチ２６を上昇させることにより圧粉体１をコアロッド１３とともに下内部ダイ２４から抜き出し、この後、コアロッド１３を圧粉体１から抜き出す。
【００２０】
上記第２の成形方法によれば、圧縮時においてコアロッド１３を変形させる負荷がかからないことに基づく効果を、第１の成形方法と同様に得ることができる。これに加え、上下の内部ダイ２３，２４の組み合わせにより、キャビティ２７の外周面を、得るべき圧粉体１に即した形状通りに設定でき、第１の成形方法のように上下のパンチ２５，２６の衝突を回避すべくこれらパンチ２５，２６に逃げ面を形成しておく必要がない。したがって、圧粉体１の外周面には第１の成形方法の圧粉体１のように凸条は形成されず、焼結後の仕上げ加工を簡便とすることができる。
【００２１】
（３）第１の実施形態
次に、本発明に基づいて上記圧粉体１を成形する第１の実施形態を説明する。
図６（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施形態に係る成形装置により圧粉体１を成形する工程を示している。成形装置は、図６に示すように、外部ダイ３１にジグ支持ダイ３２が摺動自在に挿入されるダイ（成形型）３０と、第１の成形方法の上下のパンチ１１，１２と同様のもので、ジグ支持ダイ３２の挿入孔３２ａに摺動自在に挿入されてキャビティ３３を形成する上パンチ（第２のパンチ）３４および下パンチ（第１のパンチ）３５と、圧粉体１の孔１ａを形成するためのコアロッド１３と、コアロッド１３を保持するための一対のジグ３６とを備えている。ジグ３６は、図７および図８に示すように、正方形状の板材で片面の中心部に凹部３６ａが形成されており、この凹部３６ａに、コアロッド１３の端部が着脱可能に嵌合させられるようになっている。なお、ジグ３６の凹部３６ａは、図９（ａ）に示すように、コアロッド１３の端部が着脱可能に嵌合される孔３６ｂであってもよい。ジグ支持ダイ３２は、その下方に配された図示せぬエアシリンダやスプリング等の緩衝支持装置により、下方に向かって弾力的に移動可能に支持されている。
【００２２】
次に、上記成形装置により圧粉体１を成形する工程を順を追って説明する。
「工程１」 図６（ａ）に示すように、ジグ支持ダイ３２を、その上面が外部ダイ３１のそれと面一になるまで上昇させるとともに、ジグ支持ダイ３２の挿入孔３２ａに下から挿入した下パンチ３５を初期の粉末充填位置まで上昇させ、ジグ支持ダイ３２と下パンチ３５とにより形成されたキャビティ３３内に、用いる粉末Ｐの一部を充填する。
「工程２」 コアロッド１３の端部が嵌合された各ジグ３６をジグ支持ダイ３２の長手方向（図６で左右方向）両端部に載置し、ジグ支持ダイ３２を少し下降させることにより、図６（ｂ）に示すようにコアロッド１３を粉末Ｐ上の中央にセットする。
【００２３】
「工程３」 図６（ｃ）に示すように、下パンチ３５、ジグ支持ダイ３２を最終的な粉末充填位置まで下降させるに伴いコアロッド１３および各ジグ３６を下降させ、残りの粉末Ｐをキャビティ３３内に充填してコアロッド１３を粉末Ｐで覆う。
「工程４」 図６（ｄ）に示すように、上パンチ３４をジグ３６の内面に摺動させながらキャビティ３３内に挿入し、上下のパンチ３４，３５により粉末Ｐを圧縮して圧粉体１を成形する。上下のパンチ３４，３５による圧縮方向は、コアロッド１３に直交する。
「工程５」 図６（ｅ）に示すように、上パンチ３４（図示略）を上昇させ、次いでジグ支持ダイ３２を上昇させることにより圧粉体１をコアロッド１３および各ジグ３６とともにダイ３０から抜き出し、この後、図７に示すように、各ジグ３６をコアロッド１３から外し、さらにコアロッド１３を圧粉体１から抜き出す。
【００２４】
上記第１の実施形態によれば、キャビティ３３に対するコアロッド１３のセット位置がジグ支持ダイ３２に支持されるジグ３６により一定に保持されるので、コアロッド１３をニュートラルゾーンに配置しやすくなり、かつコアロッド１３を軸芯にセットしやすいといった利点を有している。また、「工程４」の圧縮時において圧縮力がコアロッド１３、ジグ３６を経てジグ支持ダイ３２に伝わる場合があるが、そのときにはジグ支持ダイ３２は前記緩衝支持装置により下方に向かって若干移動する。したがって、圧縮力の負荷がコアロッド１３にかからず、コアロッド１３が変形したり破損したりする不具合は起こらない。
【００２５】
なお、上記成形方法は、まず、用いる粉末Ｐの一部をキャビティ３３内に充填し、次いでコアロッド１３をジグ３６を用いてセットし、この後、残りの粉末Ｐを充填するといったように、粉末Ｐを２回に分けて充填しているが、次のようにして粉末Ｐを１回で充填し、工程の簡略化を図ることができる。
【００２６】
「工程１」
はじめに、図６（ｂ）に示すように、コアロッド１３を装着した一対のジグ３６をジグ支持ダイ３２に載置する。このとき、下パンチ３５はすでに最終的な粉末充填位置にあってかまわない。次いで、図６（ｃ）に示すように、ジグ支持ダイ３２を下降させるに伴い各ジグ３６に支持されたコアロッド１３をキャビティ３３内にセットする。
「工程２」 図６（ｃ）に示すように、用いる粉末Ｐの全てをキャビティ３３内に充填し、コアロッド１３を粉末Ｐで覆う。
「工程３」 図６（ｄ）に示すように、上パンチ３４をキャビティ３３内に挿入し、上下のパンチ３４，３５により粉末Ｐを圧縮して圧粉体１を成形する。
「工程４」 図６（ｅ）に示すように、上パンチ３４（図示略）を上昇させ、次いでジグ支持ダイ３２を上昇させることにより圧粉体１をコアロッド１３および各ジグ３６とともにダイ３０から抜き出し、この後、図７に示すように、各ジグ３６をコアロッド１３から外し、さらにコアロッド１３を圧粉体１から抜き出す。
【００２７】
（４）第２の実施形態
次に、上記第２の成形方法の成形装置と上記第１の実施形態の成形装置を組み合わせた成形装置により圧粉体１を成形する第２の実施形態を説明する。その成形装置は、図１０に示すように、第２の成形方法の上下の外部ダイ２１，２２および上下の内部ダイ２３，２４に第１の実施形態のジグ支持ダイ３２を付加してなり、キャビティ２７を形成するダイ（成形型）４０と、第２の成形方法の上下のパンチ２５，２６と、第１の実施形態のジグ３６とからなるものである。ジグ支持ダイ３２は、下外部ダイ２２の内側に摺動自在に設けられており、その上に、コアロッド１３が装着されたジグ３６が載置される。またジグ支持ダイ３２は、第１の実施形態と同様に、図示せぬエアシリンダやスプリング等の緩衝支持装置により、下方に向かって弾力的に移動可能に支持されている。
【００２８】
次に、上記成形装置により圧粉体１を成形する工程を順を追って説明する。
「工程１」 図１０（ａ）に示すように、下内部ダイ２４とジグ支持ダイ３２を、その上面が外部ダイ２２のそれとほぼ面一になるまでそれぞれ上昇させ、さらに、下パンチ２６を、その上端が下内部ダイ２４のキャビティ２７よりやや下に位置する初期の粉末充填位置まで上昇させる。そして、下内部ダイ２４と下パンチ２６およびジグ支持ダイ３２とにより形成されたキャビティ２７内に、用いる粉末Ｐの一部を充填する。
「工程２」 コアロッド１３の端部が嵌合された各ジグ３６をジグ支持ダイ３２の長手方向（図１０で紙面表裏方向）両端部に載置し、ジグ支持ダイ３２を少し下降させることにより、図１０（ｂ）に示すようにコアロッド１３を粉末Ｐ上の中央にセットする。次いで、図１０（ｃ）に示すように、下内部ダイ２４、下パンチ２６およびジグ支持ダイ３２を、最終的な粉末充填位置まで下降させるとともに、上内部２３ダイを下降させて下内部ダイ２４に当接させる。
【００２９】
「工程３」 図１０（ｄ）に示すように、残りの粉末Ｐをキャビティ２７内に充填してコアロッド１３を粉末Ｐで覆う。
「工程４」 図１０（ｅ）に示すように、上外部ダイ２１を下降させて上内部ダイ２３に当接させるとともに上パンチ２５をキャビティ２７内に挿入し、この状態から、上下のパンチ２５，２６により粉末Ｐを圧縮して圧粉体１を成形する。上下のパンチ２５，２６による圧縮方向は、コアロッド１３に直交する。
「工程５」 図１０（ｆ）に示すように、上外部ダイ２１、上内部ダイ２３、上パンチ２５（いずれも図示略）およびジグ支持ダイ３２を上昇させることにより圧粉体１をコアロッド１３およびジグ３６とともにダイ４０から抜き出し、この後、ジグ３６をコアロッド１３から外し、さらにコアロッド１３を圧粉体１から抜き出す。
【００３０】
上記第２の実施形態によれば、第２の成形方法のように、圧粉体１の外周面に凸条は形成されず焼結後の仕上げ加工が簡便となり、また、第１の実施形態のように、キャビティ２７に対するコアロッド１３のセット位置をジグ支持ダイ３２によって一定に保持することができる。
【００３１】
なお、上記第２の実施形態においても、第１の実施形態で述べたように、粉末Ｐを１回で充填することにより工程の簡略化を図ることができる。その工程は、次の通りである。
「工程１」はじめに、図１０（ｂ）に示すように、コアロッド１３を装着した一対のジグ３６をジグ支持ダイ３２に載置する。次いで、図１０（ｃ）に示すように、ジグ支持ダイ３２を下降させるに伴い各ジグ３６に支持されたコアロッド１３をキャビティ２７内にセットする。
「工程２」図１０（ｄ）に示すように、用いる粉末Ｐの全てをキャビティ２７内に充填し、コアロッド１３を粉末Ｐで覆う。
「工程３」図１０（ｅ）に示すように、上外部ダイ２１を下降させて上内部ダイ２３に当接させるとともに上パンチ２５をキャビティ２７内に挿入し、この状態から、上下のパンチ２５，２６により粉末Ｐを圧縮して圧粉体１を成形する。
「工程４」図１０（ｆ）に示すように、上外部ダイ２１、上内部ダイ２３、上パンチ２５（いずれも図示略）およびジグ支持ダイ３２を上昇させることにより圧粉体１をコアロッド１３およびジグ３６とともにダイ４０から抜き出し、この後、ジグ３６をコアロッド１３から外し、さらにコアロッド１３を圧粉体１から抜き出す。
【００３２】
なお、上記第１〜第２の実施形態は、いずれも図２に示した圧粉体１を成形するものであったが、本発明はもちろんこれに限定されず、圧縮方向に交差する方向に延びる孔、凹部あるいは溝等の空所を有する部材であれば、いかなるものにも適用できる。図１１は、そのような部材を例示している。
図１１（ａ）は、軸方向に対して斜めに延びる孔５０を有する円柱体である。この円柱体を成形する場合、図９（ｂ）に示すような、孔５０を形成するコアロッド６０を斜めに保持するジグ６１を用いることができる。
図１１（ｂ）は、互いに直交する方向に延びる２つの孔５０を有する直方体状の部材（この場合、一方の孔５０を上記コアロッド１３のようなコアロッドで形成する）である。
図１１（ｃ）は、並列する複数の孔５０を有する薄板状部材である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、粉末の圧縮時に中子は成形型と関係なく圧縮方向に移動可能であり、変形を生じさせる負荷が中子にかからないので、中子の変形もしくは折損といった不具合は起こらず、また、ニュートラルゾーンに中子を位置させることにそれほど厳密さを要求されず、よって成形を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の成形方法に係る成形装置により圧粉体を成形する工程を順に示す正断面図である。
【図２】 本発明の各実施形態により形成される圧粉体の斜視図である。
【図３】 図１の（ｄ）をより詳細に示す図である。
【図４】 第１の成形方法に係る成形工程２を行うための好適手段を示す正断面図である。
【図５】 第２の成形方法に係る成形装置により圧粉体を成形する工程を順に示す正断面図である。
【図６】 本発明の第１の実施形態に係る成形装置により圧粉体を成形する工程を順に示す正断面図である。
【図７】 本発明の第１の実施形態に係る成形装置を構成するジグを説明するための側断面図である。
【図８】 同ジグの斜視図である。
【図９】 ジグの別形態を示す側断面図である。
【図１０】 本発明の第２の実施形態に係る成形装置により圧粉体を成形する工程を順に示す正断面図である。
【図１１】 本発明を適用して成形することのできる部材の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…圧粉体、１ａ…孔（空所）、１０，２０，３０，４０…ダイ（成形型）、１１，２５，３４…上パンチ（第２のパンチ）、１２，２６，３５…下パンチ（第１のパンチ）、１３…コアロッド（中子）、３２…ジグ支持ダイ、３６…ジグ、１４，２７，３３…キャビティ、Ｐ…粉末。

Claims (3)

1. 外部ダイと、この外部ダイに上下方向に摺動自在に挿入されるとともに、緩衝支持装置により、下方に向かって弾力的に移動可能に支持されたジグ支持ダイとを備えたダイと、
   前記ジグ支持ダイの挿入孔に摺動自在に挿入されてキャビティを形成する上下のパンチと、
   圧粉体の空所を形成するための中子と、
   この中子の一部が着脱自在に嵌合する状態で該中子を支持し、その状態で、前記ジグ支持ダイ上に載置されるジグと
   を備えた成形装置を用い、
   圧縮方向と交差する方向に延びる空所を有する圧粉体を成形する方法であって、次の、「工程１」から「工程５」を具備することを特徴とする圧粉体の成形方法。
   「工程１」前記ジグ支持ダイを、その上面が前記外部ダイのそれと面一になるまで上昇させるとともに、前記ジグ支持ダイの前記挿入孔に下から挿入した前記下パンチを初期の粉末充填位置まで上昇させ、ダイと下パンチとにより形成されたキャビティ内に、用いる粉末の一部を充填する。
   「工程２」前記中子を支持した前記ジグを、前記ジグ支持ダイ上に載置し、このジグ支持ダイを下降させることにより、前記中子を、工程１で充填した粉末上のセットする。
   「工程３」前記下パンチおよび前記ジグ支持ダイを、最終的な粉末充填位置まで下降させるに伴い、ジグ支持ダイに載置されているジグおよびこのジグによって支持されている前記中子を下降させてから、残りの粉末を、新たに形成されたキャビティ内に充填して中子を粉末で覆う。
   「工程４」前記上パンチを、前記ジグの内面に摺動させながらキャビティ内に挿入し、前記上パンチおよび前記下パンチにより粉末を圧縮して圧粉体を成形する。
   「工程５」前記上パンチを上昇させ、次いで前記ジグ支持ダイを上昇させることにより、圧粉体を前記中子および前記ジグとともに前記ダイから抜き出し、この後、ジグを中子から外し、さらに中子を圧粉体から抜き出す。
2. 外部ダイと、この外部ダイに上下方向に摺動自在に挿入されるとともに、緩衝支持装置により、下方に向かって弾力的に移動可能に支持されたジグ支持ダイとを備えたダイと、
   前記ジグ支持ダイの挿入孔に摺動自在に挿入されてキャビティを形成する上下のパンチと、
   圧粉体の空所を形成するための中子と、
   この中子の一部が着脱自在に嵌合する状態で該中子を支持し、その状態で、前記ジグ支持ダイ上に載置されるジグと
   を備えた成形装置を用い、
   圧縮方向と交差する方向に延びる空所を有する圧粉体を成形する方法であって、次の、「工程１」から「工程４」を具備することを特徴とする圧粉体の成形方法。
   「工程１」前記中子を支持した前記ジグを前記ジグ支持ダイに載置するとともに、前記ジグ支持ダイを下降させるに伴い、ジグおよび該ジグに支持された中子を前記キャビティ内にセットする。
   「工程２」用いる粉末の全てを前記キャビティ内に充填し、前記中子を粉末で覆う。
   「工程３」前記上パンチを前記キャビティ内に挿入し、前記上下のパンチにより粉末を圧縮して圧粉体を成形する。
   「工程４」前記上パンチを上昇させ、次いで前記ジグ支持ダイを上昇させることにより圧粉体を前記中子および前記ジグとともに前記ダイから抜き出し、この後、ジグを前記中子から外し、さらに中子を圧粉体から抜き出す。
3. 前記外部ダイを、上下の外部ダイと上下の内部ダイより構成した成形装置を用い、前記キャビティを上下の内部ダイ、前記ジグ支持ダイおよび前記上下のパンチにより構成することを特徴とする請求項１または２に記載の圧粉体の成形方法。

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