JP5471027B2

JP5471027B2 - 粉末成形用金型構造

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Publication number: JP5471027B2
Application number: JP2009118608A
Authority: JP
Inventors: 一嘉石塚; 忠則桧垣; 暁倉掛; 健水野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: JP2010264488A

Description

本発明は、例えば、セラミックスあるいは薬品などの粉末原料を加圧形成するためのパンチ部材を固定した粉末成形用金型構造に関する。

従来から下記特許文献１に記載されているような半導体装置製造用パンチ（パンチ部材）が提案されている。半導体装置用パンチ（パンチ部材）は、櫛歯状に形成されている先端部に、あらかじめ金属部材に超砥粒層を焼き付け成形した超硬チップをロウ付け法により固着したものである。そして、超砥粒層は、ダイヤモンド焼結体層又はＣＢＮ焼結体層であることが望まれている。

特開平９−２９３７４１号公報

ところで、上記した先行技術は、半導体装置製造用パンチ（パンチ部材）の先端部に超硬チップをロウ付けしなければならず、ロウ付けすることによる手間や工程が増加する問題がある。また、半導体装置製造用パンチ（パンチ部材）の先端部に超硬チップをロウ付けしたときに、超硬チップの先端部に対する位置ずれなどにより先端部の位置精度が低下するおそれがある。また、超硬チップを含めた先端部の位置精度が低下することにより、半導体装置製造用パンチ（パンチ部材）を固定した金型の位置精度も低下するおそれがある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、工程数を削減して容易に製造することができ、かつ位置精度を高めることができる粉末成形用金型構造を提供する。

本発明は、複数のパンチ部を連続して配置し全体として櫛型形状を成したパンチ部群と、前記パンチ部群に接続した基幹部と、を有するパンチ部材と、前記パンチ部材を位置決めするストリッパプレート、固定プレートおよびキー部材とを備えた粉末成形用金型構造であって、前記パンチ部が連続して配置される方向を第２の方向とし、前記パンチ部から前記基幹部から延びる方向を第３の方向とし、前記第２の方向および前記第３の方向に対して直交する方向を第１の方向とし、前記第１の方向のうちの一方の方向を第１の方向の正方向とし、前記第１の方向の正方向と反対の方向を第１の方向の負方向としたとき、前記ストリッパプレートは、前記基幹部が前記第３の方向に通過可能で、かつ、前記パンチ部群が前記第３の方向に挿入可能な貫通穴と、前記貫通穴に挿入された前記パンチ部群を前記第１の方向の正方向へ移動可能とし、かつ、前記パンチ部材を前記第１の方向の正方向および前記第２の方向へ位置決めするためのガイド穴と、を有し、前記固定プレートは、前記基幹部が前記第３の方向に挿入され、前記パンチ部材を前記第１の方向の正方向および前記第１の方向の負方向へ位置決めするための固定穴を有し、前記固定穴は、前記第３の方向からみたときに前記ガイド穴に対して重なる位置にあり、前記キー部材は、前記基幹部に接することにより、前記パンチ部材を前記第３の方向へ位置決めする。

本発明によれば、パンチ部材の基幹部を第１の方向及び第３の方向に対して位置決めすることができ、パンチ部群を第１の方向および第２の方向に対して位置決めすることができる。このように、パンチ部材を相互に直交する３つの方向に対して同時に位置決めすることにより、パンチ部材の位置精度を高めることができる。また、パンチ部材を各固定部材に対して相対的に移動させて組み付けることにより、粉末成形用金型構造を容易に製造することができる。さらに、位置精度の優れたパンチ部材を移動させて組み付けることにより、粉末成形用金型構造全体の位置精度も高めることができる。

この場合、前記パンチ部材を位置決めする案内プレートをさらに備え、前記案内プレートは、前記ガイド穴にガイドされた前記パンチ部が挿入される挿入穴を有し、前記パンチ部が前記挿入穴に挿入された前記パンチ部材を前記第１の方向の負方向へ位置決めすることが好ましい。

この構成によれば、挿入穴に挿入されたパンチ部が案内プレートにより第１の方向の負方向に対して位置決めされる。これにより、パンチ部材及び粉末成形用金型構造全体の位置精度を一層高めることができる。

また、この場合、前記ストリッパプレートの前記ガイド穴は、複数の前記パンチ部のうち１個の前記パンチ部のみを前記第２の方向に対して位置決めするように設定されていることが好ましい。

この構成によれば、ストリッパプレートのガイド穴は、複数のパンチ部のうち１個のパンチ部のみを第２の方向に対して位置決めするように設定されている。これにより、１個のパンチ部を位置決めするガイド穴のみの加工精度を高めるだけで、パンチ部材及び粉末成形用金型構造を高精度に位置決めすることができる。この結果、ストリッパプレートのガイド穴の加工工程を削減でき、ガイド穴の加工効率を高めることができる。

また、この場合、前記案内プレートの前記挿入穴は、複数の前記パンチ部のうち１個の前記パンチ部のみを前記第１の方向の負方向に対して位置決めするように設定されていることが好ましい。

この構成によれば、案内プレートの挿入穴は、複数のパンチ部のうち１個のパンチ部のみを第１の方向の負方向に対して位置決めするように設定されている。これにより、１個のパンチ部を位置決めする挿入穴の一部分のみの加工精度を高めるだけで、パンチ部材及び粉末成形用金型構造を高精度に位置決めすることができる。この結果、案内プレートの挿入穴の加工工程を削減でき、挿入穴の加工効率を高めることができる。

本発明によれば、工程数を削減して容易に製造することができ、かつ位置精度を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る粉末成形用金型構造を分解させて示した斜視図である。本発明の第１実施形態に係る粉末成形用金型構造のパンチ部材の正面図である。本発明の第１実施形態に係る粉末成形用金型構造の第１固定部材の平面図である。本発明の第１実施形態に係る粉末成形用金型構造の第２固定部材の平面図である。本発明の第２実施形態に係る粉末成形用金型構造を分解させて示した斜視図である。本発明の第２実施形態に係る粉末成形用金型構造の第４固定部材の平面図である。本発明の第３実施形態に係る粉末成形用金型構造の第２固定部材の平面図である。本発明の第３実施形態に係る粉末成形用金型構造の第４固定部材の平面図である。本発明の第１実施形態に係る粉末成形用金型構造のパンチ部材の第１変形例のパンチ部材となる正面図である。本発明の第１実施形態に係る粉末成形用金型構造のパンチ部材の第２変形例のパンチ部材となる正面図である。

先ず、本発明の第１実施形態に係る粉末成形用金型構造について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、粉末成形用金型構造１０は、主として、櫛型多連パンチ（パンチ部材）１２と、粉末成形用金型１４と、で構成されている。ここで、粉末成形用金型１４は、固定プレート（第１固定部材）１６と、ストリッパプレート（第２固定部材）１８と、キー（第３固定部材）２０と、を含んで構成されている。

櫛型多連パンチ１２は、複数のパンチ部、具体的には、第１パンチ部（パンチ部）２２、第２パンチ部（パンチ部）２４、第３パンチ部（パンチ部）２６が連続して配置し全体として櫛型形状を成したパンチ部群２８と、パンチ部群２８に接続した基幹部３０と、を有している。第１パンチ部２２、第２パンチ部２４及び第３パンチ部２６は、基幹部３０の一平面３０Ｅに、相互に所定の間隔をあけて設けられている。また、中央側の第２パンチ部２４の両側に位置する第１パンチ部２２及び第３パンチ部２６の外側には、基幹部３０の一平面３０Ｅの端部が突出した構成になっている。基幹部３０は、全体として平板状に形成されている。

ここで、基幹部３０は、第１外側面３０Ａ、第２外側面３０Ｂと、第３外側面３０Ｃと、第４外側面３０Ｄと、を有している。第１外側面３０Ａ及び第２外側面３０Ｂは相互に同一の表面積であり、第３外側面３０Ｃ及び第４外側面３０Ｄは相互に同一の表面積である。そして、第１外側面３０Ａ及び第２外側面３０Ｂの面積は、第３外側面３０Ｃ及び第４外側面３０Ｄの表面積よりも広くなるように設定されている。

また、第１パンチ部２２は、第１外側面２２Ａと、第２外側面２２Ｂと、第３外側面２２Ｃと、第４外側面２２Ｄと、を有している。第１外側面２２Ａ及び第２外側面２２Ｂは相互に同一の表面積であり、第３外側面２２Ｃ及び第４外側面２２Ｄは相互に同一の表面積である。そして、第１外側面２２Ａ及び第２外側面２２Ｂの面積は、第３外側面２２Ｃ及び第４外側面２２Ｄの表面積よりも広くなるように設定されている。

また、第２パンチ部２４は、第１外側面２４Ａと、第２外側面２４Ｂと、第３外側面２４Ｃと、第４外側面２４Ｄと、を有している。第１外側面２４Ａ及び第２外側面２４Ｂは相互に同一の表面積であり、第３外側面２４Ｃ及び第４外側面２４Ｄは相互に同一の表面積である。そして、第１外側面２４Ａ及び第２外側面２４Ｂの面積は、第３外側面２４Ｃ及び第４外側面２４Ｄの表面積よりも広くなるように設定されている。

また、第３パンチ部２６は、第１外側面２６Ａと、第２外側面２６Ｂと、第３外側面２６Ｃと、第４外側面２６Ｄと、を有している。第１外側面２６Ａ及び第２外側面２６Ｂは相互に同一の表面積であり、第３外側面２６Ｃ及び第４外側面２６Ｄは相互に同一の表面積である。そして、第１外側面２６Ａ及び第２外側面２６Ｂの面積は、第３外側面２６Ｃ及び第４外側面２６Ｄの表面積よりも広くなるように設定されている。

なお、各パンチ部２２、２４、２６の個数は、３個に限られるものではなく、使用状況に応じて４個以上の複数個に設定してもよく、また、１個あるいは２個に設定してもよい。

固定プレート１６は、平板状の固定プレート本体部３２を備えている。固定プレート本体部３２には、厚み方向に貫通した固定穴３４が形成されている。固定穴３４は、第１内側面３４Ａ、第２内側面３４Ｂと、第３内側面３４Ｃと、第４内側面３４Ｄと、で区画形成されている。第１内側面３４Ａ及び第２内側面３４Ｂは相互に同一の表面積であり、第３内側面３４Ｃ及び第４内側面３４Ｄは相互に同一の表面積である。そして、第１内側面３４Ａ及び第２内側面３４Ｂの表面積は、第３内側面３４Ｃ及び第４内側面３４Ｄの表面積よりも広くなるように設定されている。

固定穴３４の開口形状及び開口寸法は、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０の底面の形状及び寸法に合致するように設定されている。このため、固定穴３４には、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が挿入可能となっている。櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が固定穴３４に挿入された状態になると、基幹部３０の第１外側面３０Ａ及び第２外側面３０Ｂが固定穴３４の第１内側面３４Ａ及び第２内側面３４Ｂにそれぞれ接触して第１の水平方向（第１の方向、図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向））に対して位置決めされた状態になる。

このように、固定穴３４の内壁面（図３の斜線部分に示す）の加工精度は、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０を位置決めできるように、高精度に設計されている。

なお、固定プレート１６の固定プレート本体部３２には、ストリッパプレート１８に対して位置決めするための位置決めピン（図示省略）が設けられている。

ストリッパプレート（第２固定部材）１８は、平面視にて円柱状のストリッパプレート本体部３６を備えている。ストリッパプレート本体部３６には、厚み方向に貫通した貫通穴３８が形成されている。この貫通穴３８には、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が挿入し、さらに貫通可能となっている。また、貫通穴３８には、ガイド穴４０が連通して形成されている。ガイド穴４０は、第１パンチ部２２をガイドする第１ガイド穴４２と、第２パンチ部２４をガイドする第２ガイド穴４４と、第３パンチ部２６をガイドする第３ガイド穴４６と、で構成されている。

第１ガイド穴４２は、第１パンチ部２２の第１外側面２２Ａをガイドする第１内側面４２Ａと、第１パンチ部２２の第２外側面２２Ｂをガイドする第２内側面４２Ｂと、第１パンチ部２２の第４外側面２２Ｄをガイドする第３内側面４２Ｃと、で構成されている。

第２ガイド穴４４は、第２パンチ部２４の第１外側面２４Ａをガイドする第１内側面４４Ａと、第２パンチ部２４の第２外側面２４Ｂをガイドする第２内側面４４Ｂと、第２パンチ部２４の第４外側面２４Ｄをガイドする第３内側面４４Ｃと、で構成されている。

第３ガイド穴４６は、第３パンチ部２６の第１外側面２６Ａをガイドする第１内側面４６Ａと、第３パンチ部２６の第２外側面２６Ｂをガイドする第２内側面４６Ｂと、第３パンチ部２６の第４外側面２６Ｄをガイドする第３内側面４６Ｃと、で構成されている。

このように、各ガイド穴４２、４４、４６の各内側面（図４の斜線部分に示す）の加工精度は、各パンチ部２２、２４、２６の各外側面を位置決めできるように高精度に設計されている。

櫛型多連パンチ１２の第１パンチ部２２が第１ガイド穴４２にガイドされて第１ガイド穴４２の内部に移動し、第２パンチ部２４が第２ガイド穴４４にガイドされて第２ガイド穴４４の内部に移動し、かつ第３パンチ部２６が第３ガイド穴４６にガイドされて第３ガイド穴４６の内部に移動することにより、櫛型多連パンチ１２のパンチ部群２８が第１の水平方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向））とは直交する第２の水平方向（図１中矢印Ｙ方向（図１中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向））及び第１の水平方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向））の一方向側（図１中矢印Ｘ２方向）に対して位置決めされる。この状態では、櫛型多連パンチ１２の第１パンチ部２２の第１外側面２２Ａが第１ガイド穴４２の第１内側面４２Ａと接触し、第１パンチ部２２の第２外側面２２Ｂが第１ガイド穴４２の第２内側面４２Ｂと接触し、第１パンチ部２２の第４外側面２２Ｄが第１ガイド穴４２の第３内側面４２Ｃと接触する。また、櫛型多連パンチ１２の第２パンチ部２４の第１外側面３４Ａが第２ガイド穴４４の第１内側面４４Ａと接触し、第２パンチ部２４の第２外側面２４Ｂが第２ガイド穴４４の第２内側面４４Ｂと接触し、第２パンチ部２４の第４外側面２４Ｄが第２ガイド穴４４の第３内側面４４Ｃと接触する。さらに、櫛型多連パンチ１２の第３パンチ部２６の第１外側面２６Ａが第３ガイド穴４６の第１内側面４６Ａと接触し、第３パンチ部２６の第２外側面２６Ｂが第３ガイド穴４６の第２内側面４６Ｂと接触し、第３パンチ部２６の第４外側面２６Ｄが第３ガイド穴４６の第３内側面４６Ｃと接触する（図４参照）。

そして、櫛型多連パンチ１２の各パンチ部２２、２４、２６が各ガイド穴４２、４４、４６により第２の水平方向（図１中矢印Ｙ方向（図１中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向））及び第１の水平方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向））の一方向側（図１中矢印Ｘ２方向）に対して位置決めされた状態で（図４参照）、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が固定プレート１６の固定穴３４に挿入可能になって挿入される。これにより、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が固定プレート１６により第１の水平方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向））に対して位置決めされる（図３参照）。

以上のように、櫛型多連パンチ１２は、固定プレート１６により第１の水平方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向））に対して位置決めされ、かつストリッパプレート１８により第１の水平方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向））と直交する第２の水平方向（図１中矢印Ｙ方向（図１中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向））及び第１の水平方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向））の一方向側（図１中矢印Ｘ２方向）に対して位置決めされる。このように、櫛型多連パンチ１２は、相互に直交する２軸方向に対して同時に位置決めされる。

加えて、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が固定プレート１６の固定穴３４に挿入された状態で、基幹部３０の一平面３０Ｅの一部がキー２０の底面に接触してキー２０により支持された状態になる。このキー２０は、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が固定プレート１６の固定穴３４から抜け出ることを防止するものである。これにより、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０は、第１の水平方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向））及び第２の水平方向（図１中矢印Ｙ方向（図１中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向））のいずれにも直交する鉛直方向（第３の方向、図１中矢印Ｚ方向（図１中矢印Ｚ１方向及び矢印Ｚ２方向））の一方向側（第３の方向、図１中矢印Ｚ１方向）に対して位置決めされた状態になる。この結果、櫛型多連パンチ１２は、固定プレート１６、ストリッパプレート１８及びキー２０により、相互に直交する３軸方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向）、図１中矢印Ｙ方向（図１中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向）、図１中矢印Ｚ方向（図１中矢印Ｚ１方向））に対して同時に位置決めされる。なお、図２に示すように、必要に応じて、２つのキーを用い、基幹部３０の一平面３０Ｅの２つの部位を支持するようにしてもよい。

なお、ストリッパプレート１８のストリッパプレート本体部３６には、位置決めピン（図示省略）が挿入される位置決め溝（図示省略）が形成されている。これにより、ストリッパプレート１８の固定プレート１６に対する位置決めが確保されるため、櫛型多連パンチ１２の相対移動の際に、ストリッパプレート１８が固定プレート１６に対して位置ずれすることを防止できる。なお、ストリッパプレート１８のストリッパプレート本体部３６に位置決めピンが形成され、固定プレート１６の固定プレート本体部３２に位置決め溝が形成されるようにしてもよい。

次に、第１実施形態に係る粉末成形用金型構造の作用、すなわち、櫛型多連パンチ１２を粉末成形用金型１４に装着するときの動作について説明する。

前提として、ストリッパプレート１８が固定プレート１６に対して組み付けられた状態になっている。この状態では、固定プレート１６の固定穴３４の中心位置がストリッパプレート１８の貫通穴３８の中心位置からずれており（偏心しており）、かつストリッパプレート１８の各ガイド穴４２、４４、４６の真下に位置している。また、ストリッパプレート１８の底面は、固定プレート１６の上面から所定の距離だけ離れた状態になっている。

ストリッパプレート１８が固定プレート１６に対して組み付けられた状態で、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０がストリッパプレート１８の貫通穴３８に挿入され、基幹部３０の底面が固定プレート１６の上面に接触する。そして、櫛型多連パンチ１２が各ガイド穴４２、４４、４６側に移動する。このとき、ストリッパプレート１８が固定プレート１６から離間しているため、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が各ガイド穴４２、４４、４６に干渉することなく、櫛型多連パンチ１２の移動が可能になる。そして、櫛型多連パンチ１２が移動する際に、第１パンチ部２２が第１ガイド穴４２にガイドされ、第２パンチ部２４が第２ガイド穴４４にガイドされ、第３パンチ部２６が第３ガイド穴４６にガイドされる。これにより、第１パンチ部２２の第１外側面２２Ａが第１ガイド穴４２の第１内側面４２Ａと接触し、第１パンチ部２２の第２外側面２２Ｂが第１ガイド穴４２の第２内側面４２Ｂと接触し、第１パンチ部２２の第４外側面２２Ｄが第１ガイド穴４２の第３内側面４２Ｃと接触する。また、櫛型多連パンチ１２の第２パンチ部２４の第１外側面３４Ａが第２ガイド穴４４の第１内側面４４Ａと接触し、第２パンチ部２４の第２外側面２４Ｂが第２ガイド穴４４の第２内側面４４Ｂと接触し、第２パンチ部２４の第４外側面２４Ｄが第２ガイド穴４４の第３内側面４４Ｃと接触する。さらに、櫛型多連パンチ１２の第３パンチ部２６の第１外側面２６Ａが第３ガイド穴４６の第１内側面４６Ａと接触し、第３パンチ部２６の第２外側面２６Ｂが第３ガイド穴４６の第２内側面４６Ｂと接触し、第３パンチ部２６の第４外側面２６Ｄが第３ガイド穴４６の第３内側面４６Ｃと接触する。この結果、櫛型多連パンチ１２のパンチ部群２８がストリッパプレート１８により第２の水平方向（図１中矢印Ｙ方向（図１中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向））及び第１の水平方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向））の一方向側（図１中矢印Ｘ２方向）に対して位置決めされる（図４参照）。

櫛型多連パンチ１２のパンチ部群２８がストリッパプレート１８により第２の水平方向（図１中矢印Ｙ方向（図１中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向）に対して位置決めされた状態では、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が固定プレート１６の固定穴３４の真上に位置した状態となっている。

次に、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が固定プレート１６の固定穴３４に挿入される。これにより、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０の第１外側面３０Ａが固定穴３４の第１内側面３４Ａに接触し、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０の第２外側面３０Ｂが固定穴３４の第２内側面３４Ｂに接触する。この結果、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が固定プレート１６により第１の水平方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向））に対して位置決めされる（図３参照）。

次に、ストリッパプレート１８と固定プレート１６との隙間をキー２０が移動して、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０の一平面３０Ｅの一部上に位置して当該一平面の一部を支持する。これにより、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が固定プレート１６の固定穴３４から抜け出ることを防止できる。この結果、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０がキー２０により鉛直方向（図１中矢印Ｚ方向（図１中矢印Ｚ１方向及び矢印Ｚ２方向）の一方向側（図１中矢印Ｚ１方向）に対して位置決めされる。なお、２個のキー２０を用意して、基幹部３０の一平面３０Ｅ上の異なる２つの部位を支持することにより、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０を鉛直方向（図１中矢印Ｚ方向（図１中矢印Ｚ１方向及び矢印Ｚ２方向）の一方向側（図１中矢印Ｚ１方向）に対して確実に位置決めすることができる。

以上のように、櫛型多連パンチ１２が粉末成形用金型１４により第１の水平方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向）、第２の水平方向（図１中矢印Ｙ方向（図１中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向）及び鉛直方向（図１中矢印Ｚ方向（図１中矢印Ｚ１方向及び矢印Ｚ２方向）の一方向側（図１中矢印Ｚ１方向）の３軸方向に対して同時に位置決めされる。

このように、先ず、ストリッパプレート１８と固定プレート１６とを組み付けて粉末成形用金型１４を完成させ、ストリッパプレート１８及び固定プレート１６を固定した状態で、櫛型多連パンチ１２のみを上記したように移動させることにより、櫛型多連パンチ１２を粉末成形用金型１４に容易に装着することができる。これにより、粉末成形用金型構造の組立工数を大幅に削減でき、かつ組立効率を上げることができる。

また、櫛型多連パンチ１２は、高精度に設計されたガイド穴４０及び固定穴３４に位置決めされ、かつキー２０により支持されて、相互に直交する３軸方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向）、図１中矢印Ｙ方向（図１中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向）、図１中矢印Ｚ方向（図１中矢印Ｚ１方向））に対して同時に位置決めされている。このため、櫛型多連パンチ１２がストリッパプレート１８及び固定プレート１６に対して位置ずれすることがない。これにより、櫛型多連パンチ１２の位置精度を上げることができ、ひいては、粉末成形用金型構造全体の位置精度を高めることができる。

このようにして、粉末成形用金型１４に組み付けられた櫛型多連パンチ１２は、粉末成形用に使用される。

なお、櫛型多連パンチ１２を粉末成形用金型１４から取り外す場合には、上述した手順とは逆の順番で各工程を実行する。すなわち、先ず、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０を支持しているキー２０を取り除き、次に、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０を固定プレート１６の固定穴３４から抜き出す。そして、櫛型多連パンチ１２の各パンチ部２２、２４、２６が各ガイド穴４２、４４、４６の内部から引き出されて貫通穴３８側に移動させる。さらに、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０を貫通穴３８から抜き出すことにより、櫛型多連パンチ１２を粉末成形用金型１４から容易に取り外すことができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る粉末成形用金型構造について、図面を参照して説明する。なお、第２実施形態に係る粉末成形用金型構造は、第１実施形態に係る粉末成形用金型構造に後述の案内プレートを追加した構成であるため、本発明の第１実施形態に係る粉末成形用金型構造の構成と同じ構成には同符号を付し、適宜、説明を省略する。

図５及び図６に示すように、第２実施形態に係る粉末成形用金型構造５０は、主として、櫛型多連パンチ（パンチ部材）１２と、粉末成形用金型１４と、案内プレート（第４固定部材）５２と、で構成されている。ここで、粉末成形用金型１４は、固定プレート（第１固定部材）１６と、ストリッパプレート（第２固定部材）１８と、キー（第３固定部材）２０と、を含んで構成されている。

なお、櫛型多連パンチ１２及び粉末成形用金型１４は、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。

案内プレート５２は、平板状の案内プレート本体部５４を備えている。案内プレート本体部５４には、厚み方向に貫通した挿入穴５６が形成されている。挿入穴５６は、第１内側面５６Ａと、第２内側面５６Ｂと、第３内側面５６Ｃと、第４内側面５６Ｄと、で区画形成されている。第１内側面５６Ａ及び第２内側面５６Ｂは相互に同一の表面積であり、第３内側面５６Ｃ及び第４内側面５６Ｄは相互に同一の表面積である。そして、第１内側面５６Ａ及び第２内側面５６Ｂの表面積は、第３内側面５６Ｃ及び第４内側面５６Ｄの表面積よりも広くなるように設定されている。

挿入穴５６には、櫛型多連パンチ１２のパンチ部群２８（第１パンチ部２２、第２パンチ部２４及び第３パンチ部２６）が挿入可能となっている。櫛型多連パンチ１２のパンチ部群２８が挿入穴５６に挿入された状態になると、パンチ部群２８の各パンチ部２２、２４、２６の第３外側面２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃが挿入穴５６の第１内側面５６Ａに接触して第４の水平方向（図５中矢印Ｘ方向（図５中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向）の一方向側（図５中矢印Ｘ１方向）に対して位置決めされた状態になる（図６参照）。なお、第４の水平方向とは、固定プレート１６の固定穴３４で位置決め可能な第１の水平方向と同じ方向である。

このように、挿入穴５６は、櫛型多連パンチ１２のパンチ部群２８を位置決めできるように高精度に設計されている。具体的には、案内プレート５２の挿入穴５６の第１内側面５６Ａのうち、第１パンチ部２２の第３外側面２２Ｃ、第２パンチ部２４の第３外側面２４Ｃ及び第３パンチ部２６の第３外側面２６Ｃが接触する全ての範囲（図６の斜線部分に示す）の加工精度が高められている。

第２実施形態によれば、第１実施形態で説明したように、櫛型多連パンチ１２が固定プレート１６、ストリッパプレート１８と、キー２０と、により、相互に直交する３軸方向（図１中矢印Ｘ方向（図１中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向）、図１中矢印Ｙ方向（図１中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向）、図１中矢印Ｚ方向（図１中矢印Ｚ１方向））に対して同時に位置決めされた状態から、各ガイド穴４２、４４、４６から露出した各パンチ部２２、２４、２６に案内プレート５２の挿入穴５６が通される。これにより、各パンチ部２２、２４、２６の第３外側面２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃが挿入穴５６の第１内側面５６Ａにそれぞれ接触して第４の水平方向（図５及び図６中矢印Ｘ方向（図５及び図６中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向）の一方向側（図５及び図６中矢印Ｘ１方向）に対して位置決めされた状態になる。

このように、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が固定プレート１６により第１の水平方向（図５及び図６中矢印Ｘ方向（図５及び図６中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向）に対して位置決めされ、また、キー２０により鉛直方向（図５中矢印Ｚ方向（図５中矢印Ｚ１方向及び矢印Ｚ２方向）の一方向側（図５中矢印Ｚ１方向）に対して位置決めされる。また同時に、櫛型多連パンチ１２の各パンチ部２２、２４、２６がストリッパプレート１８により第２の水平方向（図５及び図６中矢印Ｙ方向（図５及び図６中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向）及び第１の水平方向（図５及び図６中矢印Ｘ方向（図５及び図６中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向）の一方向側（図５及び図６中矢印Ｘ２方向）に対して位置決めされ、かつ案内プレート１８により第４の水平方向（図５及び図６中矢印Ｘ方向（図５及び図６中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向）の一方向側（図５及び図６中矢印Ｘ１方向）に対して位置決めされる。この結果、櫛型多連パンチ１２が４つの方向に対して位置決めされた状態になる。

特に、各パンチ部２２、２４、２６の先端部を案内プレート５２により追加的に位置決めすることにより、櫛型多連パンチ１２の固定プレート１６及びストリッパプレート１８に対する位置ずれを防止できる。これにより、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が２つの方向に対して位置決めされ、かつ各パンチ部２２、２４、２６が２つの方向に対して位置決めされているため、櫛型多連パンチ１２の位置決め精度を一層高めることができる。

次に、本発明の第３実施形態に係る粉末成形用金型構造について、図面を参照して説明する。なお、第３実施形態に係る粉末成形用金型構造は、第２実施形態に係る粉末成形用金型構造の構成要素と同じであるため、本発明の第２実施形態に係る粉末成形用金型構造の構成と同じ構成には同符号を付し、適宜、説明を省略する。

図７に示すように、ストリッパプレート１８の３つの第１ガイド穴４２、第２ガイド穴４４及び第３ガイド穴４６のうち、少なくとも１つのガイド穴の加工精度を高めたものである。例えば、第１パンチ部２２をガイドする第１ガイド穴４２（図７の斜線部分に示す）のみの加工精度が高められている。なお、第２ガイド穴４４のみ、あるいは第３ガイド穴４６のみの加工精度を高めた構成でもよく、第１ガイド穴４２、第２ガイド穴４４、第３ガイド穴４６のいずれか２つのガイド穴の加工精度を高めた構成でもよい。本実施形態では、第１ガイド穴４２（図７の斜線部分に示す）のみの加工精度が高められた構成を一例として示している。

ここで、第１ガイド穴４２、第２ガイド穴４４及び第３ガイド穴４６の加工精度とは、櫛型多連パンチ１２の第１パンチ部２２、第２パンチ部２４、第３パンチ部２６を第２の水平方向（第２の方向、図７中矢印Ｙ方向（図７中矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向））及び第１の水平方向（第１の方向、図７中矢印Ｘ２方向）に対して正確に位置決めできるようにガイドするために要求される加工精度であることを意味している。

また、図８に示すように、案内プレート５２の挿入穴５６の第１内側面５６Ａのうち、第１パンチ部２２の第３外側面２２Ｃ、第２パンチ部２４の第３外側面２４Ｃ及び第３パンチ部２６の第３外側面２６Ｃが接触する全ての範囲の加工精度を高める構成に限られるものではなく、各パンチ部２２、２４、２６のうち、いずれかの第３外側面２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃが接触する部位のみの加工精度を高めた構成が適用される。例えば、本実施形態では、挿入穴５６の第１内側面５６Ａのうち、第１パンチ部２２の第３外側面２２Ａが接触する部位のみ（図８の斜線部分に示す）の加工精度が高められている。なお、挿入穴５６の第１内側面５６Ａのうち、第２パンチ部２４の第３外側面２４Ｃが接触する部位のみ、あるいは第３パンチ部２６の第３外側面２６Ｃが接触する部位のみの加工精度を高めた構成でもよい。また、挿入穴５６の第１内側面５６Ａのうち、第１パンチ部２２、第２パンチ部２４あるいは第３パンチ部２６の任意の２つのパンチ部の第３外側面が接触する部位のみの加工精度を高めた構成でもよい。

ここで、挿入穴５６の加工精度とは、櫛型多連パンチ１２の第１パンチ部２２、第２パンチ部２４、第３パンチ部２６を第４の水平方向（図８中矢印Ｘ方向（図８中矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向）の一方向側（図８中矢印Ｘ１方向）に対して正確に位置決めできるようにガイドするために要求される加工精度であることを意味している。

なお、上記加工精度については、ストリッパプレート１８及び固定プレート１６の両方の加工精度を高めた構成でもよいし、ストリッパプレート１８又は固定プレート１６のいずれか一方のみの加工精度を高めた構成でもよい。

第３実施形態によれば、ストリッパプレート１８あるいは固定プレート１６の最小限の部位の加工精度を高めるだけで、櫛型多連パンチ１２を３つの方向（第１実施形態と同様）あるいは４つの方向（第２実施形態と同様）から同時に位置決めすることができる。これにより、ストリッパプレート１８あるいは固定プレート１６の加工の手間を低減することができ、ひいては加工工数及びこれに伴うコストを削減することができる。

なお、第３実施形態は、第２実施形態に前提にして説明しているが、案内プレート５２が不要な第１実施形態を前提にしたものでもよい。この場合、ストリッパプレート１８の第１ガイド穴４２、第２ガイド穴４４及び第３ガイド穴４６の一部の加工精度のみを高めるだけで済むため、加工工数と加工に伴うコストを大幅に削減することができる。

次に、櫛型多連パンチ１２の変形例について説明する。

櫛型多連パンチ１２の第１変形例として、図９に示すように、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０にキー２０が挿入されるためのキー溝６０が形成されている。このキー溝６０は、キー２０の数に対応しており、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０の鉛直方向に対する位置決めを１個のキー２０で実現する場合には、１個のキー溝６０が形成され、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０の鉛直方向に対する位置決めを２個のキー２０で実現する場合には、２個のキー溝６０が形成される。キー溝６０にキー２０が挿入されて櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が支持されることにより、櫛型多連パンチ１２が固定プレート１６の固定穴３４から抜け出ることを防止できる。特に、基幹部３０の内部にキー２０が介在する構成になるため、第１パンチ部２２及び第３パンチ部２６の近傍にキー２０が位置しない。これにより、第１ガイド穴４２及び第３ガイド穴４６の設計自由度を高めることができる。

櫛型多連パンチ１２の第２変形例として、図１０に示すように、櫛型多連パンチ１２を鉛直方向に対して位置決めする手段にキー２０ではなく、断面円形又は断面角形のピン６２を用いた場合のパンチ部材の構成を例示する。すなわち、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０にピン６２が挿入されるためのピン穴６４が厚み方向に貫通して形成されている。このピン穴６４は、ピン６２の数に対応しており、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０の鉛直方向に対する位置決めを１個のピン６２で実現する場合には、１個のピン穴６４が形成され、櫛型多連パンチ１２の基幹部３０の鉛直方向に対する位置決めを２個のピンで実現する場合には、２個のピン穴６４が形成される。ピン穴６４にピン６２が挿入されて櫛型多連パンチ１２の基幹部３０が支持されることにより、櫛型多連パンチ１２が固定プレート１６の固定穴３４から抜け出ることを防止できる。特に、基幹部３０の内部にピン６２が介在する構成になるため、第１パンチ部２２及び第３パンチ部２６の近傍にピン６２が位置しない。これにより、第１ガイド穴４２及び第３ガイド穴４６の設計自由度を高めることができる。

１０粉末成形用金型構造
１２櫛型多連パンチ（パンチ部材）
１６固定プレート（第１固定部材）
１８ストリッパプレート（第２固定部材）
２０キー（第３固定部材）
２２第１パンチ部（パンチ部）
２４第２パンチ部（パンチ部）
２６第３パンチ部（パンチ部）
２８パンチ部群
３０基幹部
３４固定穴
３８貫通穴
４０ガイド穴
５２案内プレート（第４固定部材）
５６挿入穴

Claims

複数のパンチ部を連続して配置し全体として櫛型形状を成したパンチ部群と、前記パンチ部群に接続した基幹部と、を有するパンチ部材と、前記パンチ部材を位置決めするストリッパプレート、固定プレートおよびキー部材とを備えた粉末成形用金型構造であって、
前記パンチ部が連続して配置される方向を第２の方向とし、前記パンチ部から前記基幹部から延びる方向を第３の方向とし、前記第２の方向および前記第３の方向に対して直交する方向を第１の方向とし、前記第１の方向のうちの一方の方向を第１の方向の正方向とし、前記第１の方向の正方向と反対の方向を第１の方向の負方向としたとき、
前記ストリッパプレートは、前記基幹部が前記第３の方向に通過可能で、かつ、前記パンチ部群が前記第３の方向に挿入可能な貫通穴と、前記貫通穴に挿入された前記パンチ部群を前記第１の方向の正方向へ移動可能とし、かつ、前記パンチ部材を前記第１の方向の正方向および前記第２の方向へ位置決めするためのガイド穴と、を有し、
前記固定プレートは、前記基幹部が前記第３の方向に挿入され、前記パンチ部材を前記第１の方向の正方向および前記第１の方向の負方向へ位置決めするための固定穴を有し、前記固定穴は、前記第３の方向からみたときに前記ガイド穴に対して重なる位置にあり、
前記キー部材は、前記基幹部に接することにより、前記パンチ部材を前記第３の方向へ位置決めする、粉末成形用金型構造。
前記パンチ部材を位置決めする案内プレートをさらに備え、
前記案内プレートは、前記ガイド穴にガイドされた前記パンチ部群が挿入される挿入穴を有し、前記パンチ部群が前記挿入穴に挿入された前記パンチ部材を前記第１の方向の負方向へ位置決めする、請求項１に記載の粉末成形用金型構造。
前記ストリッパプレートの前記ガイド穴は、複数の前記パンチ部のうち１個の前記パンチ部のみを前記第２の方向に対して位置決めするように設定されている、請求項１又は２に記載の粉末成形用金型構造。
前記案内プレートの前記挿入穴は、複数の前記パンチ部のうち１個の前記パンチ部のみを前記第１の方向の負方向に対して位置決めするように設定されている、請求項２又は３に記載の粉末成形用金型構造。