JPH07148597A - 横孔を有する粉末成形体の成形方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 互いに交差する横孔を粉末成形時に形成す
る。 【構成】 材料粉末が充填される型空間Ｓを形成する金
型２に、粉末成形品１に形成する一方の横孔１ａの内径
と等しい外径であり、金型を貫通して型空間へ水平に出
没する第１の水平ロッド５を設ける。また、横孔１ａに
交差する他方の横孔１ｂの内径に等しい外径であり金型
を貫通して型空間Ｓへ水平に出没すると共に第１の水平
ロッド５に当接する一対の第２の水平ロッド７ａ，７ｂ
を設ける。第１の水平ロッド５と第２の水平ロッド７
ａ，７ｂとを型空間Ｓへ挿入した状態でこれらの水平ロ
ッドを中心に材料粉末を上下から均等な圧縮比で加圧
し、この加圧完了後に第１の水平ロッドと第２の水平ロ
ッドとを引き抜く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末成形される成形品
の成形方法と成形装置に関し、特に互いに交差する横孔
を有する粉末成形品に用いて好ましい成形方法と成形装
置とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の成形方法における横孔成形
方法としては、圧縮成形後に焼結された成形品に対しド
リルやボール盤などの穴明け加工機械を用いて横孔を形
成する方法が一般的であったが、粉末成形法にて製造さ
れる粉末成形品に横孔を機械加工すると、機械加工に要
する工程増加等の諸問題がある。そのため、粉末成形時
に横孔を成形することが提案されている。

【０００３】この種の横孔成形方法としては、例えば実
公平２−１６，８７９号公報に開示された成形方法が知
られている。この技術は、ダイスを貫通して型空間を水
平に横切る態様で出没自在に装着された横孔加工用の打
ち抜きパンチを設け、上下の各パンチで鉛直方向に圧縮
成形されている環状の成形品に対して打ち抜きパンチで
横孔を形成し、その打ち抜き屑は成形品の下パンチの軸
心を貫通する中空のコアロッドを介して外部へ排出する
ようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の横孔成形方法では、型空間内で圧縮成形された
焼結前の成形品は脆いので、打ち抜きパンチで横孔を形
成した場合に割れや欠けなどの欠損が発生し易く、形成
された横孔分の圧縮粉末を屑として排出するので、その
分だけ粉末材料の歩留まりが低下するという問題があっ
た。また、この屑を中空のコアロッドへ排出するために
成形品は中空な環状部品以外には適用できないという問
題もあった。しかも、横孔加工用の打ち抜きパンチは大
きな加圧力で駆動する必要があるので油圧シリンダなど
による駆動装置が大型化するという問題も有していた。
特に、成形品に互いに交差する横孔を形成する手法につ
いては何ら言及されておらず、かかる場合には一方の横
孔を機械加工などの手段で形成せざるを得なかった。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、互いに交差する横孔を粉末
成形時に形成することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、互いに交差する横孔を有する粉末成形体の
成形方法であって、材料粉末が充填される金型の型空間
に、前記粉末成形品に形成される一方の横孔の内径に対
応する外径であり前記金型を貫通して前記型空間へ水平
に出没する第１の水平ロッドを突き出すと共に、前記一
方の横孔に交差する他方の横孔の内径に対応する外径で
あり前記金型を貫通して前記型空間へ水平に出没する一
対の第２の水平ロッドを突き出して、それぞれ前記第１
の水平ロッドに当接させ、この第１の水平ロッドと前記
第２の水平ロッドとを前記型空間へ挿入し当接させた状
態で、この型空間内に前記材料粉末を充填して上下から
均等な圧縮比で加圧し、この加圧完了後に前記第１の水
平ロッドと前記第２の水平ロッドとを引き抜くことを特
徴とする粉末成形品の横孔成形方法である。

【０００７】このとき、第１の水平ロッドを引き抜く際
に前記第２の水平ロッドを僅かに進退移動させることが
好ましい。

【０００８】また、互いに交差する横孔を有する粉末成
形体の成形装置において、材料粉末が充填される型空間
を形成する金型と、前記粉末成形品に形成される一方の
横孔の内径に対応する外径であり前記金型を貫通して前
記型空間へ水平に出没する第１の水平ロッドと、前記一
方の横孔に交差する他方の横孔の内径に対応する外径で
あり、それぞれ前記金型を貫通して前記型空間へ水平に
出没すると共に前記第１の水平ロッドに当接する一対の
第２の水平ロッドとを有することを特徴とする横孔を有
する粉末成形体の成形装置によっても上記目的を達成す
ることができる。

【０００９】

【作用】本発明の横孔を有する粉末成形体の成形方法お
よびその装置では、互いに交差する横孔を有する粉末成
形品を成形するにあたり、材料粉末が充填される型空間
を形成する金型に、一方の横孔の内径に対応する外径で
あり金型を貫通して型空間へ水平に出没する第１の水平
ロッドを設け、一方の横孔に交差する他方の横孔の内径
に対応する外径であり金型を貫通して型空間へ水平に出
没すると共に第１の水平ロッドに当接しうる一対の第２
の水平ロッドを設ける。

【００１０】そして、第１の水平ロッドと第２の水平ロ
ッドとを型空間へ挿入した状態で、この型空間に充填さ
れる材料粉末を上下から均等な圧縮比で加圧し、この加
圧完了後に第１の水平ロッドと第２の水平ロッドとを引
き抜くことで互いに交差する横孔を有する成形品を得
る。

【００１１】第２の水平ロッドは、第１の水平ロッドに
当接される構成であるため、互いに交差する横孔の内径
が等しいかあるいは近似する場合、または横孔を隣接し
て設けたる場合であっても粉末成形時に横孔を成形する
ことが可能となる。

【００１２】また、第１の水平ロッドを引き抜く際に第
２の水平ロッドを僅かに進退移動させると、成形品の横
孔内部に生ずるバリを除去することが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１〜図５は本実施例の粉末成形方法を示す工
程図であって、図１（Ａ）（Ｂ）は粉末供給工程を示す
平面図および断面図、図２（Ａ）（Ｂ）は成形工程を示
す平面図および断面図、図３（Ａ）（Ｂ）は第１パンチ
抜き出し工程を示す平面図および断面図、図４（Ａ）
（Ｂ）は第２パンチ抜き出し（バリ取り）工程を示す平
面図および断面図、図５（Ａ）（Ｂ）は部品抜き出し工
程を示す平面図および断面図である。

【００１４】本実施例における粉末成形品１は、図６に
示すように円柱体に互いに直交して交差する２つの横孔
１ａ，１ｂを形成したものである。

【００１５】本実施例に使用される金型は、図示しない
ダイプレートに固定されたダイス２と、図示しない加圧
駆動装置（油圧シリンダ等）によって昇降されてダイス
２の軸心孔２ａ内へ下方から嵌入される円柱状の下パン
チ３と、図示しない加圧駆動装置（クランク機構等）に
よって昇降されてダイス２の軸心孔２ａ内へ上方から嵌
入される円柱状の上パンチ４（図２参照）とで構成さ
れ、ダイスの軸心孔２ａと下パンチ３の上端面によって
材料粉末が充填される型空間Ｓが形成される。

【００１６】また、横孔形成装置は、ダイス２の左右の
一方を貫通して型空間Ｓの上下方向中心部を水平に横切
る態様で出没自在に装着された横孔加工用の第１の水平
ロッド５と、この第１の水平ロッド５を水平駆動させる
流体シリンダ６（油圧または空圧）、およびダイス２の
左右のそれぞれを貫通して型空間Ｓの上下方向中心部を
水平に横切る態様でそれぞれ出没自在に装着された横孔
加工用の第２の水平ロッド７ａ，７ｂと、この第２の水
平ロッド７ａ，７ｂをそれぞれ水平駆動させる流体シリ
ンダ８ａ，８ｂ（油圧または空圧）から構成されてい
る。これら第１の水平ロッド５および第２の水平ロッド
７ａ，７ｂは、粉末成形品１に形成される横孔１ａ，１
ｂの内径と等しい外径に形成されており、特に図示する
実施例では第１および第２の水平ロッド５，７ａ，７ｂ
が互いに等しい外径に形成されている。

【００１７】上述したように、本実施例の第２の水平ロ
ッド７ａ，７ｂは、第１の水平ロッド５に対してそれぞ
れ当接するように出没移動を行い、図１（Ｂ）に拡大し
て示すように、第２の水平ロッド７ａ，７ｂの先端は第
１の水平ロッド５の外面に応じた形状となっている。こ
れにより、第２の水平ロッド７ａ，７ｂを第１の水平ロ
ッド５に突き当てると、２本の水平棒が互いに交差する
ことになる。

【００１８】なお、図１に示すように第１の水平ロッド
５の先端はダイス２の左右の他方側へ埋没するように装
着されている。また、上述した加圧駆動装置や水平駆動
装置は例えば油圧サーボ回路によって制御することが望
ましい。

【００１９】次に横孔成形方法について説明する。 ［粉末供給工程］まず、図１（Ａ）（Ｂ）に示すよう
に、下パンチ３がダイスの軸心孔２ａの所定位置へ嵌入
されて型空間Ｓが形成されると、この型空間Ｓへ第１の
水平ロッド５を貫通させると共に、第２の水平ロッド７
ａ，７ｂを第１の水平ロッド５に突き当てるように貫通
させる。そして、上パンチ４を型空間Ｓから上方へ離れ
た位置に移動させた状態で、当該型空間Ｓへフィーダ９
によって粉末材料を充填する。

【００２０】［加圧成形工程］次に、図２（Ａ）（Ｂ）
に示すように、上パンチ４を下降させて型空間Ｓへ嵌入
させると同時に、下パンチ３を上昇させて型空間Ｓへさ
らに深く嵌入させ、粉末材料を上パンチ４と下パンチ３
とで上下双方から矢示方向に加圧して所定の密度まで圧
縮成形する。これにより、第１の水平ロッド５と第２の
水平ロッド７ａ，７ｂとによって交差する横孔１ａ，１
ｂに相当する空隙が確保された状態の圧縮成形品が得ら
れる。

【００２１】この加圧に際しては、第１および第２の水
平ロッド５，７ａ，７ｂに偏荷重が加わって変形しない
ようにするために、上下双方から均等な圧縮比で加圧す
る必要がある。そのための手段として、上パンチ４が粉
末材料の上面に対して加圧を完了するまでの移動距離
と、下パンチ３が粉末材料の下面に対して加圧を完了す
るまでの移動距離との比率に比例するように、当該上パ
ンチ４の下降スピードに対する下パンチ３の上昇スピー
ドを設定しておく。例えば、上パンチ４と下パンチ３の
移動距離が等しい場合は、当該上パンチ４の下降スピー
ドと下パンチ３の上昇スピードを等しく設定し、また下
パンチ３の移動距離に対して上パンチ４の移動距離が２
倍の場合は上パンチ４の下降スピードを下パンチ３の上
昇スピードの２倍に設定する。

【００２２】［第１の水平ロッドの引き抜き工程］この
ようにして加圧を完了すると、次に第１の水平ロッド５
および第２の水平ロッド７ａ，７ｂの引き抜きを行う
が、加圧状態でそのまま引き抜くと大きな引き抜き力が
必要であり、水平駆動装置６，８ａ，８ｂが大型化した
り金型の寿命が低下したりする。そのため、図３（Ｂ）
に示すように、本実施例では圧縮成形品の高さ寸法の例
えば５％以内の僅かな距離だけ上下のパンチ３，４を、
矢印で示す方向に、それぞれ等しく後退させ、第１およ
び第２の水平ロッド５，７ａ，７ｂに加わる力を軽減さ
せるようにしている。

【００２３】［第２の水平ロッドの引き抜き工程（バリ
取り工程）］この後、水平駆動装置６，８ａ，８ｂを操
作して、まず図３（Ａ）（Ｂ）に示すように圧縮成形品
の横孔から第１の水平ロッド５を引き抜くが、このとき
第１の水平ロッド５と第２の水平ロッド７ａ，７ｂとの
突き合わせに起因して生ずる圧縮成形品の横孔内部のバ
リ取りを実施する。具体的には、図３（Ａ）に示すよう
に第１の水平ロッド５を引き抜く際に、図４（Ａ）に示
すように第２の水平ロッド７ａ，７ｂを、図４（Ａ）
（Ｂ）に示す矢印の僅かに進退移動させることにより行
われる。なお、この第２の水平ロッド７ａ，７ｂの進退
移動によって除去された屑は成形品の横孔１ａ，１ｂ内
部に残留してしまうが、これは成形品を取り出す際、あ
るいはその後の工程にてエアーブロー等の手段で除去す
ることができる。

【００２４】［成形品の抜き出し工程］第２の水平ロッ
ド７ａ，７ｂの引き抜きを完了すると、最後に下パンチ
３を上昇させて成形品を型空間Ｓから取り出す。

【００２５】このように本実施例の横孔成形方法では、
互いに内径が近似している横孔であっても粉末成形時に
形成することができるので、その後に機械加工等の別工
程を設ける必要がなくなる。

【００２６】なお、本発明は、以上説明した実施例に限
定されるものではない。したがって、上記実施例に開示
された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設
計変更や均等物をも含む趣旨である。例えば、上述した
実施例では直交する横孔１ａ，１ｂとして本発明を説明
したが、互いに交差する横孔の角度や数は上記実施例に
何ら限定されることはない。特に、横孔が隣接して設け
られる場合などには本発明は効果的といえる。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、第１
の水平ロッドに対して第２の水平ロッドは当接される構
成であるため、横孔が等しいかあるいは近似した内径で
あったり、または横孔を隣接して設けたい場合であって
も粉末成形時に成形することが可能となる。また、金型
との干渉による損傷を防止することができるので金型寿
命を向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）は本発明の成形方法における粉末供給
工程を示す平面図、（Ｂ）は同じく断面図である。

【図２】 （Ａ）は本発明の成形方法における圧縮成形
工程を示す平面図、（Ｂ）は同じく断面図である。

【図３】 （Ａ）は本発明の成形方法における第１パン
チ抜き出し工程を示す平面図、（Ｂ）は同じく断面図で
ある。

【図４】 （Ａ）は本発明の成形方法における第２パン
チ抜き出し（バリ取り）工程を示す平面図、（Ｂ）は同
じく断面図である。

【図５】 （Ａ）は本発明の成形方法における部品抜き
出し工程を示す平面図、（Ｂ）は同じく断面図である。

【図６】 互いに交差する横孔を有する成形品を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１…成形品、 １ａ，１ｂ…横孔、
２…ダイス、２ａ…軸心孔、 ３…下パン
チ、 ４…上パンチ、５…第１の水平パン
チ、 ６…水平駆動装置、７ａ，７ｂ…第２の水平パン
チ、８ａ，８ｂ…水平駆動装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに交差する横孔を有する粉末成形体
   の成形方法であって、 材料粉末が充填される金型の型空間に、前記粉末成形品
   に形成される一方の横孔の内径に対応する外径であり前
   記金型を貫通して前記型空間へ水平に出没する第１の水
   平ロッドを突き出すと共に、前記一方の横孔に交差する
   他方の横孔の内径に対応する外径であり前記金型を貫通
   して前記型空間へ水平に出没する一対の第２の水平ロッ
   ドを突き出して、それぞれ前記第１の水平ロッドに当接
   させ、この第１の水平ロッドと前記第２の水平ロッドと
   を前記型空間へ挿入し当接させた状態で、この型空間内
   に前記材料粉末を充填して上下から均等な圧縮比で加圧
   し、この加圧完了後に前記第１の水平ロッドと前記第２
   の水平ロッドとを引き抜くことを特徴とする横孔を有す
   る粉末成形体の成形方法。
2. 【請求項２】 前記第１の水平ロッドを引き抜く際に前
   記第２の水平ロッドを僅かに進退移動させることを特徴
   とする請求項１に記載の横孔を有する粉末成形体の成形
   方法。
3. 【請求項３】 互いに交差する横孔を有する粉末成形体
   の成形装置において、 材料粉末が充填される型空間を形成する金型と、前記粉
   末成形品に形成される一方の横孔の内径に対応する外径
   であり前記金型を貫通して前記型空間へ水平に出没する
   第１の水平ロッドと、前記一方の横孔に交差する他方の
   横孔の内径に対応する外径であり、それぞれ前記金型を
   貫通して前記型空間へ水平に出没すると共に前記第１の
   水平ロッドに当接する一対の第２の水平ロッドとを有す
   ることを特徴とする横孔を有する粉末成形体の成形装
   置。