JP6503612B2 - 圧粉体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は圧粉体の製造方法に関する。さらに詳しくは、金型を用いて粉末材料から圧粉体を製造する方法に関する。

比較的複雑な形状を有する機械部品などを製造する技術として粉末冶金法がある。この方法では、鉄系材料を含む種々の組成の粉末材料を所望の形状に加圧成形し、得られた圧粉体を加熱して焼結させる。このような成形および焼結工程を経て焼結体が製造される。

前記圧粉体は、通常、ダイ、上下のパンチ及びコアなどの金型を備えたプレス成型機を用いて製造される。例えば、図８に示される形状の圧粉体Ｗは、図９〜１０に示されるようなダイ３０、第１下パンチ３１、第２下パンチ３２、第３下パンチ３３、第１上パンチ３４、第２上パンチ３５及びコアロッド３６を有する金型を備えたプレス成型機を用いて製造される。

圧粉体Ｗは、円板形状を呈しており、短円筒部４０と、フランジ部４１と、アーム部４２とで構成されている。短円筒部４０の軸方向一端の外周にフランジ部４１が形成されており、軸方向他端の内周にアーム部４２が突設されている。圧粉体Ｗの中央には丸孔４３が形成されており、フランジ部４１の外周には複数の歯４４が形成されている。

ダイ３０は、中央に開口部としての丸孔３７を有している。平面視したときに前記丸孔３７内に位置するように前記第１下パンチ３１、第２下パンチ３２、第３下パンチ３３、第１上パンチ３４、第２上パンチ３５及びコアロッド３６が配設されている。具体的に、ダイ３０の丸孔３７内において外側から順に第１下パンチ３１、第２下パンチ３２及び第３下パンチ３３が配設されている。また、第１下パンチ３１、第２下パンチ３２及び第３下パンチ３３の上方において、前記ダイ３０の丸孔３７内に外側から順に第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５が配設されている。そして、前記第３下パンチ３３の内側にコアロッド３６が配設されている。

各パンチは円筒形状を呈しており、各パンチ及びコアロッド３６は、油圧又はモータによって互いに独立して作動可能にされている。第１下パンチ３１は、その上端面３１ａが圧粉体Ｗのフランジ部４１の下面４１ａ（図８の（ｂ）における下面）と当接可能な位置に配設されており、第２下パンチ３２は、その上端面３２ａが圧粉体Ｗの短円筒部４０の下端面４０ａと当接可能な位置に配設されている。第３下パンチ３３は、その上端面３３ａが圧粉体Ｗのアーム部４２の下面４２ａと当接可能な位置に配設されている。

一方、第１上パンチ３４は、その下端面３４ａが圧粉体Ｗのフランジ部４１の上面４１ｂ（図８の（ｂ）における上面）と当接可能な位置に配設されており、第２上パンチ３５は、その下端面３５ａが圧粉体Ｗの短円筒部４０の上端面４０ｂ及びアーム部４２の上面４２ｂと当接可能な位置に配設されている。

ダイ３０の内周には、前記圧粉体Ｗの歯４４に対応する形状の凹部が周方向に沿って複数形成されている。また、ダイ３０の内周を摺動する第１下パンチ３１及び第１上パンチ３４の各外周には、前記凹部と対応する形状の歯、すなわち圧粉体Ｗの歯４４と同じ形状の歯が周方向に沿って複数形成されている。

圧粉体Ｗは、図９〜１０に示される工程を経て製造される。
まず、図９の（ａ）の左半分に示されるように、ダイ３０、第１下パンチ３１、第２下パンチ３２、第３下パンチ３３及びコアロッド３６により画定されるスペースに給粉器（図示せず）を用いて鉄系材料を含む種々の組成の粉末材料Ｐが充填される。ついで、図９の（ａ）の右半分に示されるように、ダイ３０及びコアロッド３６を上昇させて、前記スペースに充填した粉末材料Ｐの上面を前記ダイ３０及びコアロッド３６の上端面よりも下方に位置させる（アンダーフィル）。

ついで、図９の（ｂ）に示されるように、第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５の下降と連動して、ダイ３０、第１下パンチ３１及びコアロッド３６を下降させ、前記スペースを、圧縮成形により得られる圧粉体Ｗの断面形状の所定倍の上下寸法を有する断面形状のスペースに変形させる（トランスファー）。
ついで、図９の（ｃ）に示されるように、第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５を下降させて、スペース内に充填されている粉末材料Ｐを圧縮成形して圧粉体Ｗを作製する。その際、前記第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５の下降と連動して、ダイ３０、第３下パンチ３３及びコアロッド３６を所定距離だけ下降させる。

図９の（ａ）〜（ｃ）の工程により粉末材料Ｐの圧縮成形が完了する。圧縮成形により得られる圧粉体Ｗは、図９の（ｄ）及び図１０の（ｅ）〜（ｈ）示される工程により金型から取り出される。
まず、図９の（ｄ）に示されるように、ダイ３０が所定距離だけ下降する。ダイ３０は、その上面３０ａが圧粉体Ｗのフランジ部４１の下面４１ａよりのわずかに下方に位置するまで下降する。図１０の（ｅ）はダイ３０の下降が完了した状態を示している。圧粉体Ｗの圧縮成形が完了し、ダイ３０が下方に作動する間、前記圧粉体Ｗには第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５によって所定の大きさのホールドダウン圧が付与されている。このホールドダウン圧は、圧粉体Ｗの形状、サイズ等により異なるが、一般に５〜２０ｔ程度である。ホールドダウン圧は、後述する第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５の上昇工程まで圧粉体Ｗに付与される。

ついで、図１０の（ｆ）に示されるように、コアロッド３６を下降させる。
その後、図１０の（ｇ）に示されるように、第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５を上昇させる。その際、第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５を同時に上昇させると圧粉体Ｗが当該第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５に付着して一緒に上昇する可能性があるため、第１上パンチ３４の下端面３４ａが第２上パンチ３５の下端面３５ａの位置に上昇するまでは、第２上パンチ３５のアーム部４２の上面４２ｂへの押圧力を維持しつつ第１上パンチ３４だけを上昇させる。そして、第１上パンチ３４の下端面３４ａが第２上パンチ３５の下端面３５ａの位置に上昇した後は、第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５を所定高さまで上昇させる。

ついで、図１０の（ｈ）に示されるように、ダイ３０、第１下パンチ３、第２下パンチ３２及びコアロッド３６を上昇させて、圧粉体Ｗを金型から取り出す。その際、第２下パンチ３２は、その上端面３２ａが第１下パンチ３１の上端面３１ａよりもわずかに上方に位置するように上昇させる。

しかし、前述した従来の製造方法では、次のような問題があった。
すなわち、圧縮成形後に圧粉体Ｗを取り出す工程においてダイ３０を下降させているが、このときに、前述したホールドダウン圧及び圧粉体Ｗのスプリングバック圧によって第１上パンチ３４が外側に膨らむように変形し、ダイ３０の内周に強い力で接触する。そして、ダイ３０が下降するにつれて当該ダイ３０と第１上パンチ３４との接触面積が小さくなり、その結果、両者の接触面圧力は高くなっていく。このため、ダイ３０の内周の上端部分（入口部分）に異常摩耗が生じたり、第１上パンチ３４の外周の先端部分に焼き付きやムシレが発生したりするという問題がある。かかる異常摩耗などが生じると、成形が困難になるため、新たな部材と交換する必要がある。
このような問題は、図８に示される形状の圧粉体Ｗを製造する場合に限らず、圧粉体において多くの粉末が存在する部分（図８に示される例では、短円筒部４０が該当する）の外周と、ダイの内周との間に上パンチ又は下パンチが配置される場合に起こり得る。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、圧縮成形後の圧粉体を金型から取り出すに際し、当該金型を構成するダイ及びパンチの摩耗や損傷を抑制することができる圧粉体の製造方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様に係る圧粉体の製造方法は、短円筒部の外周にフランジ部が形成された圧粉体を金型を用いて製造する方法であって、
前記金型は、中央に丸孔を有するダイと、前記ダイの丸孔内に配設された下パンチと、前記下パンチの上方において前記ダイの丸孔内に配設された上パンチと、前記下パンチの内側に配設されたコアロッドとを備えており、
前記下パンチおよび上パンチの少なくとも一方が前記ダイの丸孔内において外側から順に配設された第１パンチおよび第２パンチで構成されており、
前記圧粉体の圧縮成形が完了した後に、前記コアロッドを抜き出すことにより当該圧粉体の短円筒部の内径側を開放させて前記圧粉体のスプリングバック圧を内径側に抜く。

本発明の他の態様に係る圧粉体の製造方法は、短円筒部の外周にフランジ部が形成され、当該短円筒部の内周にアーム部が形成された圧粉体を金型を用いて製造する方法であって、
前記金型は、中央に丸孔を有するダイと、前記ダイの丸孔内に外側から順に配設された第１下パンチ及び第２下パンチと、前記第１下パンチ及び第２下パンチの上方において前記ダイの丸孔内に外側から順に配設された第１上パンチ及び第２上パンチとを備えており、
前記圧粉体の圧縮成形が完了した後に、当該圧粉体の短円筒部の内径側を開放させて前記圧粉体のスプリングバック圧を内径側に抜く。

上記発明によれば、圧縮成形後の圧粉体を金型から取り出すに際し、当該金型を構成するダイ及びパンチの摩耗や損傷を抑制することができる。

（ａ）は圧粉体の一例の平面説明図であり、（ｂ）は同断面説明図である。 本発明の圧粉体の製造方法の一実施形態の工程説明図である。 本発明の圧粉体の製造方法の一実施形態の工程説明図である。 本発明の圧粉体の製造方法の他の実施形態の工程説明図である。 本発明の圧粉体の製造方法の他の実施形態の工程説明図である。 圧粉体の他の例の断面説明図である。 圧粉体の他の例の断面説明図である。 （ａ）は圧粉体のさらに他の例の平面説明図であり、（ｂ）は同断面説明図である。 圧粉体の従来の製造方法の工程説明図である。 圧粉体の従来の製造方法の工程説明図である。

〔本発明の実施形態の説明〕
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係る圧粉体の製造方法（以下、単に「製造方法」ともいう）は、
（１）短円筒部の外周にフランジ部が形成された圧粉体を金型を用いて製造する方法であって、
前記金型は、中央に丸孔を有するダイと、前記ダイの丸孔内に配設された下パンチと、前記下パンチの上方において前記ダイの丸孔内に配設された上パンチと、前記下パンチの内側に配設されたコアロッドとを備えており、
前記下パンチおよび上パンチの少なくとも一方が前記ダイの丸孔内において外側から順に配設された第１パンチおよび第２パンチで構成されており、
前記圧粉体の圧縮成形が完了した後に、前記コアロッドを抜き出すことにより当該圧粉体の短円筒部の内径側を開放させて前記圧粉体のスプリングバック圧を内径側に抜く。

本態様に係る製造方法では、従来方法とは異なり、圧縮成形完了後にダイを下降させずに、コアロッドを抜き出し圧粉体の内径側を開放させている。これにより、圧粉体のスプリングバック圧を内径側に開放させることができる。その結果、前記圧粉体の短円筒部の外周面と当接するパンチ（上パンチ若しくは下パンチ、又はその両方）の外周面とダイの内周面との接触面圧力を低減させることができ、当該ダイやパンチの摩耗や損傷を抑制することができる。これにより、ダイ及びパンチの寿命を長くすることができ、圧粉体製造のコストダウンを図ることができる。

（２）上記（１）の製造方法において、前記下パンチが、前記ダイの丸孔内において外側から順に配設された第１下パンチおよび第２下パンチで構成されており、
前記圧粉体の圧縮成形が完了した後に、前記短円筒部の内周面が露出する第１所定位置まで前記コアロッドを抜き出す第１押出工程、
第１押出工程後に、第１下パンチ、第２下パンチ、及び上パンチを同時に前記フランジ部の外周面が露出する第２所定位置まで上昇させる第２押出工程、及び
第２押出工程後に、前記短円筒部の下面を押圧する第２下パンチの上端面が前記フランジ部の下面を押圧する第１下パンチの上端面と面一になるまで、前記第上パンチで前記短円筒部の上面を押圧しつつ当該上パンチおよび前記第２下パンチを上昇させ、前記第２下パンチの上端面が前記第１下パンチの上端面と面一になった以降、前記上パンチを第３所定位置まで上昇させる第３押出工程
を含むものとすることができる。
この場合、圧縮成形完了後にダイを下降させずに、コアロッドを抜き出し圧粉体の短円筒部の内周面を露出させているので、当該短円筒部におけるスプリングバック圧を内径側へ開放させることができる。また、コアロッドを抜き出した後に、当該コアロッド及びダイ以外の、第１下パンチ、第２下パンチ及び上パンチを上昇させることで当該圧粉体をダイから抜き出している。その結果、ダイと第１下パンチとの接触面圧力を低減させることができ、当該ダイや第１下パンチの摩耗や損傷を抑制することができる。これにより、ダイ及び第１下パンチの寿命を長くすることができ、圧粉体製造のコストダウンを図ることができる。

本発明の他の態様に係る製造方法は、
（３）短円筒部の外周にフランジ部が形成され、当該短円筒部の内周にアーム部が形成された圧粉体を金型を用いて製造する方法であって、
前記金型は、中央に丸孔を有するダイと、前記ダイの丸孔内に外側から順に配設された第１下パンチ及び第２下パンチと、前記第１下パンチ及び第２下パンチの上方において前記ダイの丸孔内に外側から順に配設された第１上パンチ及び第２上パンチとを備えており、
前記圧粉体の圧縮成形が完了した後に、当該圧粉体の短円筒部の内径側を開放させて前記圧粉体のスプリングバック圧を内径側に抜く。

本発明の他の態様に係る製造方法においても、従来方法とは異なり、圧縮成形完了後にダイを下降させずに、前記圧粉体の短円筒部の内周面と当接する下パンチ又はコアロッドを抜き出し圧粉体の短円筒部の内径側を開放させている。これにより、圧粉体のスプリングバック圧を内径側に開放させることができる。その結果、前記圧粉体の短円筒部の外周面と当接するパンチ（上パンチ若しくは下パンチ、又はその両方）とダイの内周面との接触面圧力を低減させることができ、当該ダイやパンチの摩耗や損傷を抑制することができる。これにより、ダイ及びパンチの寿命を長くすることができ、圧粉体製造のコストダウンを図ることができる。

（４）上記（３）の製造方法において、前記フランジ部は前記短円筒部の軸方向一端に形成されており、
前記アーム部は前記短円筒部の軸方向他端に形成されており、
前記金型は、前記第２下パンチの内側にさらに第３下パンチを備えるとともに、当該第３下パンチの内側に配設されたコアロッドを備えており、
前記圧粉体の圧縮成形が完了した後に、前記アーム部の内周面が露出する第１所定位置まで前記コアロッドを下降させる第１押出工程、
第１押出工程後に、前記短円筒部の内周面が露出する第２所定位置まで前記ダイ、第１下パンチ、第２下パンチ、第１上パンチ、第２上パンチ及びコアロッドを同時に上昇させる第２押出工程、
第２押出工程後に、第１下パンチ、第２下パンチ、第１上パンチ及び第２上パンチを同時に第３所定位置まで上昇させる第３押出工程、及び
第３押出工程後に、前記フランジ部の上面を押圧する第１上パンチの下端面が前記アーム部の上面を押圧する第２上パンチの下端面と面一になるまで、前記第２上パンチで前記アーム部の上面を押圧しつつ前記第１上パンチを上昇させ、前記第１上パンチの下端面が前記アーム部の上面を押圧する第２上パンチの下端面と面一になった以降、前記第１上パンチ及び第２上パンチを同時に第４所定位置まで上昇させ、ついで前記短円筒部の下端面と当接する第２下パンチを所定距離だけ上昇させる第４押出工程
を含むものとすることができる。
この場合、圧縮成形完了後にダイを下降させずに、コアロッドを下降させて圧粉体のアーム部の内周面を露出させているので、アーム部におけるスプリングバック圧を内径側へ開放させることができる。また、コアロッドを下降させた後に、圧粉体の短円筒部の内周面と接触している第３下パンチ以外の、ダイ、第１下パンチ、第２下パンチ、第１上パンチ、第２上パンチ及びコアロッドを上昇させることで当該圧粉体を第３下パンチから抜き出し、短円筒部の内周面を露出させている。これにより、圧粉体全体のスプリングバック圧を内径側に開放させることができる。その結果、ダイと第１上パンチとの接触面圧力を低減させることができ、当該ダイや第１上パンチの摩耗や損傷を抑制することができる。これにより、ダイ及び第１上パンチの寿命を長くすることができ、圧粉体製造のコストダウンを図ることができる。

〔本発明の実施形態の詳細〕
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の製造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

<第１実施形態>
本実施形態に係る製造方法で製造される圧粉体Ｗ１は、図１に示されるように、円板形状を呈している。圧粉体Ｗ１は、短円筒部１と、この短円筒部１の軸方向の一端の外周に形成されたフランジ部２とで構成されている。圧粉体Ｗ１の中央には丸孔３が形成されている。

圧粉体Ｗ１は、図２〜３に示されるようなダイ１０、第１下パンチ１１、第２下パンチ１２、上パンチ１３及びコアロッド１４を有する金型を備えたプレス成型機を用いて製造される。

ダイ１０は、中央に開口部としての丸孔１５を有している。平面視したときに前記丸孔１５内に位置するように前記第１下パンチ１１、第２下パンチ１２、上パンチ１３及びコアロッド１４が配設されている。具体的に、ダイ１０の丸孔１５内において外側から順に第１下パンチ１１及び第２下パンチ１２が配設されている。また、第１下パンチ１１及び第２下パンチ１２の上方において、前記ダイ１０の丸孔１５内に上パンチ１３が配設されている。そして、前記第２下パンチ１２の内側にコアロッド１４が配設されている。

各パンチは円筒形状を呈しており、各パンチ及びコアロッド１５は、油圧又はモータによって互いに独立して作動可能にされている。第１下パンチ１１は、その上端面１１ａが圧粉体Ｗ１のフランジ部２の下面２ａ（図２の（ｂ）における下面）と当接可能な位置に配設されており、第２下パンチ１２は、その上端面１２ａが圧粉体Ｗ１の短円筒部１の下端面１ａと当接可能な位置に配設されている。

一方、上パンチ１３は、その下端面１３ａが圧粉体Ｗ１のフランジ部２の上面２ｂ（図２の（ｂ）における上面）及び短円筒部１の上端面１ｂと当接可能な位置に配設されている。

圧粉体Ｗ１は、図２〜３に示される工程を経て製造される。
まず、図２の（ａ）に示されるように、ダイ１０、第１下パンチ１１、第２下パンチ１２及びコアロッド１４により画定されるスペースに給粉器（図示せず）を用いて粉末材料Ｐが充填される。

ついで、図２の（ｂ）に示されるように、上パンチ１３を下降させて、スペース内に充填されている粉末材料Ｐを圧縮成形する。その際、前記上パンチ１３の下降と連動して、ダイ１０、第１下パンチ１１及びコアロッド１４をそれぞれ所定距離だけ下降させる。
図２の（ａ）〜（ｂ）の工程により粉末材料の圧縮成形が完了する。圧縮成形の完了により得られる圧粉体Ｗ１は、図３の（ｃ）〜（ｅ）示される工程により金型から取り出される。

まず、従来技術のようにダイ１０を下降させるのではなく、図３の（ｃ）に示されるように、コアロッド１４だけを圧粉体Ｗ１の短円筒部１の内周面１ｃが露出する位置（第１所定位置）まで抜き出す（第１押出工程）。圧粉体Ｗ１の短円筒部１の内周面１ｃを露出させることにより、当該短円筒部１におけるスプリングバック圧を内径側へ開放させることができる。その結果、ダイ１０と第１下パンチ１１との接触面圧力を低減させることができる。

ついで、図３の（ｄ）に示されるように、第１下パンチ１１の上端面１１ａがダイ１０の上面１０ａと略同じ高さになる位置（第２所定位置）まで、第１下パンチ１１、第２下パンチ１２及び上パンチ１３を同時に上昇させる（第２押出工程）。これにより、ダイ１０の内周面と第１下パンチ１１の外周面との接触面圧力を低減させた状態で当該ダイ１０から圧粉体Ｗ１を抜き出すことができる。

ついで、前記短円筒部１の下端面１ａを押圧する第２下パンチ１２の上端面１２ａが前記フランジ部２の下面２ａを押圧する第１下パンチ１１の上端面１１ａと面一になるまで、前記上パンチ１３で前記短円筒部１の上端面１ｂを押圧しつつ当該上パンチ１３及び前記第２下パンチ１２を上昇させる。そして、前記第２下パンチ１２の上端面１２ａが前記第１下パンチ１１の上端面１１ａと面一になった以降、前記上パンチ１３を第３所定位置（圧粉体Ｗ１をハンドリング機構（図示せず）で取り出すことができる位置）まで上昇させる（第３押出工程）。

以上の第１〜第３押出工程を経ることにより、圧粉体Ｗ１をプレス成型機から取り出すことができる。

<第２実施形態>
本実施形態に係る製造方法で製造される圧粉体Ｗの構成は、図８に示されるものと同じである。したがって、簡単のため、圧粉体Ｗについての説明は省略する。また、圧粉体を製造するプレス成型機における金型の構成も図９〜１０に示されるものと同じである。すなわち、本実施形態における金型も、図４〜５に示されるように、ダイ３０、第１下パンチ３１、第２下パンチ３２、第３下パンチ３３、第１上パンチ３４、第２上パンチ３５及びコアロッド３６を有している。したがって、簡単のため、共通する構成要素については同一の参照符号を付し、それらについての説明は省略する。

図４〜５は、本実施形態に係る製造方法の工程説明図である。本実施形態に係る製造方法において、給粉から圧縮成形が完了するまでの工程（図４の（ａ）〜（ｃ））は、図９の（ａ）〜（ｃ）に示される従来の製造方法と同じであるが、圧縮完了後に圧粉体Ｗを金型から取り出す工程（図５の（ｄ）〜（ｇ））が図９の（ｄ）及び図１０に示される従来の製造方法と異なっている。

まず、図４の（ａ）の左半部に示されるように、ダイ３０、第１下パンチ３１、第２下パンチ３２、第３下パンチ３３及びコアロッド３６により画定されるスペースに給粉器（図示せず）を用いて粉末材料Ｐが充填される。ついで、図４の（ａ）の右半部に示されるように、ダイ３０及びコアロッド３６が上昇して、前記スペースに充填した粉末材料Ｐの上面を前記ダイ３０及びコアロッド３６の上端面よりも下方に位置させる（アンダーフィル）。

ついで、図４の（ｂ）に示されるように、第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５の下降と連動して、ダイ３０、第１下パンチ３１及びコアロッド３６を下降させ、前記スペースを、圧縮成形後の圧粉体Ｗの断面形状の所定倍の上下寸法を有する断面形状のスペースに変形させる（トランスファー）。この「所定倍」は、圧粉体Ｗの材料や用途などにより異なるが、通常、２〜２．５倍程度である。

ついで、図４の（ｃ）に示されるように、第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５を下降させて、スペース内に充填されている粉末材料Ｐを圧縮成形する。その際、前記第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５の下降と連動して、ダイ３０、第３下パンチ３３及びコアロッド３６を所定距離だけ下降させる。
図４の（ａ）〜（ｃ）の工程により粉末材料の圧縮成形が完了する。圧縮成形の完了により得られる圧粉体Ｗは、図５の（ｄ）〜（ｇ）示される工程により金型から取り出される。

まず、従来技術のようにダイ３０を下降させるのではなく、図５の（ｄ）に示されるように、コアロッド３６だけを圧粉体Ｗのアーム部４２の内周面４２ｃが露出する位置（第１所定位置）まで下降させる（第１押出工程）。圧粉体Ｗのアーム部４２の内周面４２ｃを露出させることにより、当該アーム部４２におけるスプリングバック圧を内側へ開放させることができる。

ついで、図５の（ｅ）に示されるように、圧粉体Ｗの短円筒部４０の内周面４０ｃと接触している第３下パンチ３３以外の、ダイ３０、第１下パンチ３１、第２下パンチ３２、第１上パンチ３４、第２上パンチ３５及びコアロッド３６を前記短円筒部４０の内周面４０ｃが露出する位置（第２所定位置）まで上昇させる（第２押出工程）。これにより、圧粉体Ｗを第３下パンチ３３から抜き出し、当該圧粉体Ｗの短円筒部４０の内周面４０ｃを露出させる。圧粉体Ｗの内周面を露出させることで、当該圧粉体Ｗ全体のスプリングバック圧を内側に開放させることができる。その結果、ダイ３０と第１上パンチ３４との接触面圧力を低減させることができる。

ついで、図５の（ｆ）に示されるように、第１下パンチ３１及び第２下パンチ３２の各上端面３１ａ、３２ａがダイ３０の上面３０ａと略同じ高さになる位置（第３所定位置）まで、第１下パンチ３１、第２下パンチ３２、第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５を同時に上昇させる（第３押出工程）。これにより、ダイ３０と第１上パンチ３４との接触面圧力を低減させた状態で当該ダイ３０から圧粉体Ｗを抜き出すことができる。

ついで、前記フランジ部４１の上面４１ｂを押圧する第１上パンチ３４の下端面３４ａが前記アーム部４２の上面４２ｂを押圧する第２上パンチ３５の下端面３５ａと面一になるまで、前記第２上パンチ３５で前記アーム部４２の上面４２ｂを押圧しつつ前記第１上パンチ３４を上昇させる。そして、前記第１上パンチ３４の下端面３４ａが前記アーム部４２の上面４２ｂを押圧する第２上パンチ３５の下端面３５ａと面一になった後、前記第１上パンチ３４及び第２上パンチ３５を同時に所定の位置（圧粉体Ｗをハンドリング機構（図示せず）で取り出すことができる位置。第４所定位置）まで上昇させ、ついで、図５の（ｇ）に示されるように、前記短円筒部４０の下端面４０ａと当接する第２下パンチ３２を所定距離（０．１ｃｍ程度）だけ上昇させる（第４押出工程）。

以上の第１〜第４押出工程を経ることにより、圧粉体Ｗをプレス成型機から取り出すことができる。

本実施形態（第１実施形態及び第２実施形態）に係る製造方法によれば、ダイ及びパンチの摩耗や損傷を軽減させることができるとともに、圧粉体に発生するバリの高さを小さくすることができる。圧粉体の製造工程では粉末材料がダイとパンチとの隙間に押し出され、当該圧粉体の端部（例えば、図８においてｘで示される端部）にバリとして残るが、本実施形態に係る製造方法では、押出過程においてダイと圧粉体との接触面圧力が小さくなるので、前記バリの高さが従来方法で圧粉体を製造する場合よりも小さくすることができる。

〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、圧粉体Ｗの短円筒部の軸方向一端の外周にフランジ部が形成され、軸方向他端の内周にアーム部が形成されているが、当該フランジ部及びアーム部の軸方向における位置は、図６の（ａ）〜（ｂ）に示されるように、適宜変更することができる。例えば、図６の（ａ）に示される圧粉体では、短円筒部の軸方向の一端にフランジ部及びアーム部が形成されている。また、図６の（ｂ）に示される圧粉体では、短円筒部の軸方向の端部ではなく、当該端部から若干中央寄りの位置にフランジ部及びアーム部が形成されている。
圧粉体Ｗ１についても、同様に、フランジ部の軸方向における位置は、図７の（ａ）〜（ｂ）に示されるように、適宜変更することができる。

また、前述した実施形態では、圧粉体Ｗのフランジ部の外周に歯を形成しているが、かかる歯を形成しない圧粉体に対しても本発明を適用することができる。
また、前述した実施形態における圧粉体Ｗは、中央に丸孔が形成されているが、かかる丸孔を省略した形状とすることもできる。この場合、プレス成型機にコアロッドは不要であり、上パンチ及び下パンチによりアーム部を形成することができる。本明細書における「アーム部」は、図６の（ａ）〜（ｂ）に示されるように、短円筒部の外周面から所定距離だけ内方に突出して中央に丸孔を提供するものだけでなく、図６の（ｃ）に示されるように、中央に丸孔が形成されない蓋状のものも含まれる概念である。

また、前述した実施形態では、第４押出工程の最後の段階で圧粉体Ｗの短円筒部４０の下端面４０ａと当接する第２下パンチ３２を所定距離だけ上昇させているが、これは圧粉体Ｗを取り出しやすくするためであり、かかる上昇を省略しても圧粉体Ｗを取り出すことができることができる場合は、第４押出工程の最後の段階で第２下パンチ３２を所定距離だけ上昇させる工程を省略することができる。

１ ：短円筒部
１ａ：下端面
１ｂ：上端面
１ｃ：内周面
２ ：フランジ部
２ａ：下面
３ ：丸孔
１０ ：ダイ
１０ａ：上端面
１１ ：第１下パンチ
１１ａ：上端面
１２ ：第２下パンチ
１２ａ：上端面
１３ ：上パンチ
１３ａ：下端面
１４ ：コアロッド
１５ ：丸孔
３０ ：ダイ
３０ａ：上面
３１ ：第１下パンチ
３１ａ：上端面
３２ ：第２下パンチ
３２ａ：上端面
３３ ：第３下パンチ
３３ａ：上端面
３４ ：第１上パンチ
３４ａ：下端面
３５ ：第２上パンチ
３５ａ：下端面
３６ ：コアロッド
３７ ：丸孔
４０ ：短円筒部
４０ａ：下端面
４０ｂ：上端面
４０ｃ：内周面
４１ ：フランジ部
４１ａ：下面
４１ｂ：上面
４２ ：アーム部
４２ａ：下面
４２ｂ：上面
４２ｃ：内周面
４３ ：丸孔
４４ ：歯
Ｐ ：粉末材料
Ｗ ：圧粉体
Ｗ１：圧粉体

Claims (4)

1. 短円筒部の外周にフランジ部が形成された圧粉体を金型を用いて製造する方法であって、
   前記金型は、中央に丸孔を有するダイと、前記ダイの丸孔内に配設された下パンチと、前記下パンチの上方において前記ダイの丸孔内に配設された上パンチと、前記下パンチの内側に配設されたコアロッドとを備えており、
   前記下パンチおよび上パンチの少なくとも一方が前記ダイの丸孔内において外側から順に配設された第１パンチおよび第２パンチで構成されており、
   前記圧粉体の圧縮成形が完了した後に、前記コアロッドを抜き出すことにより当該圧粉体の短円筒部の内径側を開放させて前記圧粉体のスプリングバック圧を内径側に抜く
   、圧粉体の製造方法。
2. 前記下パンチが、前記ダイの丸孔内において外側から順に配設された第１下パンチおよび第２下パンチで構成されており、
   前記圧粉体の圧縮成形が完了した後に、前記短円筒部の内周面が露出する第１所定位置まで前記コアロッドを抜き出す第１押出工程、
   第１押出工程後に、第１下パンチ、第２下パンチ、及び上パンチを同時に前記フランジ部の外周面が露出する第２所定位置まで上昇させる第２押出工程、及び
   第２押出工程後に、前記短円筒部の下面を押圧する第２下パンチの上端面が前記フランジ部の下面を押圧する第１下パンチの上端面と面一になるまで、前記上パンチで前記短円筒部の上面を押圧しつつ当該上パンチおよび前記第２下パンチを上昇させ、前記第２下パンチの上端面が前記第１下パンチの上端面と面一になった以降、前記上パンチを第３所定位置まで上昇させる第３押出工程
   を含む、請求項１に記載の圧粉体の製造方法。
3. 短円筒部の外周にフランジ部が形成され、当該短円筒部の内周にアーム部が形成された圧粉体を金型を用いて製造する方法であって、
   前記金型は、中央に丸孔を有するダイと、前記ダイの丸孔内に外側から順に配設された第１下パンチ及び第２下パンチと、前記第１下パンチ及び第２下パンチの上方において前記ダイの丸孔内に外側から順に配設された第１上パンチ及び第２上パンチとを備えており、
   前記圧粉体の圧縮成形が完了した後に、当該圧粉体の短円筒部の内径側を開放させて前記圧粉体のスプリングバック圧を内径側に抜く、圧粉体の製造方法。
4. 前記フランジ部は前記短円筒部の軸方向一端に形成されており、
   前記アーム部は前記短円筒部の軸方向他端に形成されており、
   前記金型は、前記第２下パンチの内側にさらに第３下パンチを備えるとともに、当該第３下パンチの内側に配設されたコアロッドを備えており、
   前記圧粉体の圧縮成形が完了した後に、前記アーム部の内周面が露出する第１所定位置まで前記コアロッドを下降させる第１押出工程、
   第１押出工程後に、前記短円筒部の内周面が露出する第２所定位置まで前記ダイ、第１下パンチ、第２下パンチ、第１上パンチ、第２上パンチ及びコアロッドを同時に上昇させる第２押出工程、
   第２押出工程後に、第１下パンチ、第２下パンチ、第１上パンチ及び第２上パンチを同時に第３所定位置まで上昇させる第３押出工程、及び
   第３押出工程後に、前記フランジ部の上面を押圧する第１上パンチの下端面が前記アーム部の上面を押圧する第２上パンチの下端面と面一になるまで、前記第２上パンチで前記アーム部の上面を押圧しつつ前記第１上パンチを上昇させ、前記第１上パンチの下端面が前記アーム部の上面を押圧する第２上パンチの下端面と面一になった以降、前記第１上パンチ及び第２上パンチを同時に第４所定位置まで上昇させ、ついで前記短円筒部の下端面と当接する第２下パンチを所定距離だけ上昇させる第４押出工程
   を含む、請求項３に記載の圧粉体の製造方法。

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