JPH08155698A

JPH08155698A - 圧粉体成形装置

Info

Publication number: JPH08155698A
Application number: JP33000094A
Authority: JP
Inventors: Masato Sagawa; 眞人佐川; Hiroshi Nagata; 浩永田; Toshihiro Watanabe; 俊宏渡辺
Original assignee: Intermetallics Co Ltd
Current assignee: Intermetallics Co Ltd
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1996-06-18

Abstract

(57)【要約】【構成】ダイｄに装着された、粉末が充填される凹部を
有するゴムモールドｍを圧縮して圧粉体を成形する圧粉
体成形装置において、上記ゴムモールドの凹部にマンド
レルｐ２或いは型部材ｕ１、ｕ２を配設するとともに、
パンチｐ３による粉末が充填されたゴムモールドの圧縮
の際に、パンチに対する上記マンドレル或いは型部材の
相対的な移動を吸収するゴム製部材ｃ、ｇ１、ｍを有す
るものである。【効果】ダイに装着されたゴムモールドをパンチで圧縮
する際に、マンドレル或いは型部材が入り込むための挿
入孔がパンチに形成されていないので、粉末の噛み込み
や圧粉体の割れ、欠けの問題がなく、所望の正確な圧粉
体を歩留りよく成形することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイに装着された、粉
末或いは粒状物等（以下、単に、「粉末」という。）が
充填されたゴムモールドを、パンチにより圧縮して圧粉
体を成形する圧粉体成形装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、先の出願において、ダイに
装着された、粉末が高密度に充填されたゴムモールド
を、パンチにより圧縮して圧粉体を成形する種々の圧粉
体成形装置を提案した。

【０００３】先ず最初に、上述した本出願人に係る出願
において開示されている圧粉体成形装置の一例を、圧粉
体成形装置の垂直断面図である図１２及び圧粉体成形装
置の要部垂直断面図である図１３を用いて説明する。

【０００４】ｄは、筒状のダイ（以下、単に、「ダイ」
という。）であり、ダイｄには、ダイｄの上面ｄ１から
所定量その先端部が突出したマンドレルｐ２が突設され
た下パンチｐ１が挿着されている。ダイｄとダイｄに挿
着された下パンチｐ１により形成される凹部（以下、単
に、「ダイキャビティ」という。）１には、成形される
圧粉体の形状に応じた所定形状の凹部（以下、単に、
「ゴムキャビティ」という。）ｍ１を有するとともに、
底部に下パンチｐ１のマンドレルｐ２が貫通する孔ｍ２
が穿設されたゴムモールドｍが装着されており、ゴムモ
ールドｍの内面とマンドレルｐ２の外周面との間に形成
される空間部２には、粉末が高密度に充填される。

【０００５】ｃは、粉末が高密度に充填されたゴムモー
ルドｍを覆うゴムモールドｍと略同じゴム材で形成され
た蓋部材であり、蓋部材ｃの上面ｃ１は、ゴムモールド
ｍに蓋部材ｃを被せた際に、ダイｄの上面ｄ１と略面一
となるように構成されており、そして、蓋部材ｃにも、
マンドレルｐ２が貫通する透孔ｃ２が穿設されている。

【０００６】なお、後述するように、マンドレルｐ２を
下パンチｐ１とは別体に形成し、マンドレルｐ２の下端
部を、ゴムモールドｍの底部に穿設された孔ｍ２に嵌着
して、ゴムモールドｍのゴムキャビティｍ１にマンドレ
ルｐ２を配設するように構成することもできる。

【０００７】下パンチｐ１は、補助支持プレート３上に
載置され、ボルト４により補助支持プレート３に固定さ
れており、下パンチｐ１が固定された補助支持プレート
３は、インデックステーブル或いは機台５にボルト６、
６’により固定されている。また、下パンチｐ１の上面
ｐ１’には、ダイｄと下パンチｐ１との隙間にゴムモー
ルドｍが噛み込まれることを防止するために、マンドレ
ルｐ２が貫通する孔７ａが穿設された環状のバックアッ
プリング７が配設されている。下パンチｐ１が挿着され
るダイｄの底面ｄ２と補助支持プレート３間には、下パ
ンチｐ１を囲むように皿バネ８が配設されている。な
お、皿バネ８に代えて、コイルスプリング、硬質ウレタ
ンゴムを利用したゴムクッション、スプリング効果を有
する流体シリンダー等の種々のバネ部材を使用すること
もできる。

【０００８】上パンチｐ３は、ダイｄの上面ｄ１に載置
され、ダイキャビティ１を覆うように、ダイキャビティ
１の平面形状より大きく形成されており、また、上パン
チｐ３には、下パンチｐ１のマンドレルｐ２が挿入され
る孔ｐ４が穿設されている。９は、上パンチｐ３の下面
に設けられた環状凹部ｐ５に配設された環状のバックア
ップリングであり、バックアップリング９は、ダイｄの
上面ｄ１に上パンチｐ３が載置された際に、ダイｄとゴ
ムモールドｍに被せられた蓋部材ｃとの接触線１０を被
うように配置されている。同様に、１１は、孔ｐ４の周
囲に沿って設けられた段部ｐ６に配設された環状のバッ
クアップリングである。バックアップリング９、１１
は、上パンチｐ３の下面ｐ３’と面一になるように、そ
れぞれ環状凹部ｐ５及び段部ｐ６に配設されている。

【０００９】圧粉体を成形する際には、先ず最初に、蓋
部材ｃが外されたゴムモールドｍのゴムキャビティｍ１
に、ゴムモールドｍの上面ｍ３まで粉末を高密度に充填
し、次いで、図１２に示されているように、ゴムモール
ドｍに蓋部材ｃを被せる。次いで、上パンチｐ３に穿設
された孔ｐ４に、下パンチｐ１のマンドレルｐ２が挿入
されるように、上パンチｐ３と下パンチ１とを正確に位
置決めしながら上パンチｐ３を下降させて、図１３に示
されているように、上パンチｐ３をダイｄの上面ｄ１に
載置するとともに、更に、上パンチｐ３を下降させる
と、ダイｄと補助支持プレート３間に配設された皿バネ
８に抗して、ダイｄが上パンチｐ３とともに下降する。
このように上パンチｐ３及びダイｄは下降するが、補助
支持プレート３を介してインデックステーブル或いは機
台５に載置されている下パンチｐ１は下降しないので、
ダイｄ、下パンチｐ１及び上パンチｐ３により形成さ
れ、粉末が充填され蓋部材ｃが被せられたゴムモールド
ｍが装着されている空間部、即ち、ダイキャビティ１の
深さが浅くなり、従って、ダイキャビティ１に装着され
ているゴムモールドｍのゴムキャビティｍ１が内側に収
縮し、ゴムキャビティｍ１に高密度に充填された粉末が
圧縮されて圧粉体が成形されることになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した圧粉体成形装
置においては、ゴムモールドｍのゴムキャビティｍ１に
高密度に充填された粉末を圧縮する際に、上パンチｐ３
に穿設された孔ｐ４に下パンチｐ１のマンドレルｐ２が
挿入されるように、上パンチｐ３と下パンチ１とを正確
に位置決めしながら上パンチｐ３を下降させる必要があ
り、従って、圧粉体成形装置に高性能の位置決め手段を
配設しなければならず、圧粉体成形装置が複雑化し、高
価なものになるとともに、上パンチｐ３と下パンチ１と
の正確な位置決めに時間がかかるために、圧粉体成形装
置の生産性が悪いという問題がある。

【００１１】また、上パンチｐ３の孔ｐ４と下パンチｐ
１のマンドレルｐ２とのすり合わせ隙間に粉末が入り込
み、下パンチｐ１のマンドレルｐ２や上パンチｐ３の孔
ｐ４が摩耗するという問題があり、また、上パンチｐ３
の孔ｐ４の周囲に配設されたバックアップリング１１が
損傷するという問題がある。

【００１２】更に、上パンチｐ３の孔ｐ４と下パンチｐ
１のマンドレルｐ２との正確な位置決めが行われない
と、上パンチｐ３と下パンチｐ１とにより、粉末が充填
されたゴムモールドｍを圧縮する際に、マンドレルｐ２
に横からの外力が作用し、マンドレルｐ２が横方向に移
動し偏心することになる。従って、成形された円筒状圧
粉体の孔が偏心して成形されたり、肉厚が不均一となっ
たり或いは圧粉体の成形後に、上パンチｐ３の上昇によ
って上パンチｐ３の孔ｐ４からマンドレルｐ２が抜かれ
て、マンドレルｐ２への横からの外力が取り除かれた際
には、成形された圧粉体が壊れる等の問題がある。この
ような成形された圧粉体が壊れるトラブルは、特に、肉
厚の薄い圧粉体の場合に顕著となる。

【００１３】更にまた、圧粉体成形装置の要部垂直断面
図である図１４に示されているように、マンドレルｐ２
或いはゴムモールドｍの底部に穿設された孔ｍ２を貫通
し下パンチｐ１の上面ｐ１’に載置されている型部材ｕ
１が、円錐台のように周面が傾斜状に形成されている場
合には、上パンチｐ３の孔ｐ４’も、円錐台状に形成し
なければならない。従って、下パンチｐ１と上パンチｐ
３とによるゴムモールドｍに充填された粉末の圧縮成形
に先立って、上パンチｐ３をダイｄの上面ｄ１に載置し
た際に、上パンチｐ３の円錐台状の孔ｐ４’の下部と円
錐台状の型部材ｕ１の上面との間に隙間ｓ１が形成さ
れ、下パンチｐ１と上パンチｐ３とによりゴムモールド
ｍに充填された粉末を圧縮すると、この隙間ｓ１から粉
末が上パンチｐ３の円錐台状の孔ｐ４’に入り込んで、
所望の形状或いは密度を有する圧粉体が成形できないと
いう問題がある。

【００１４】本発明の目的は、上述した圧粉体成形装置
が有する課題を解決するとともに、生産性の向上した、
また、保守管理の容易な圧粉体成形装置を提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために、第１には、ダイに装着された凹部を
有するゴムモールドを圧縮して圧粉体を成形する圧粉体
成形装置において、上記凹部にマンドレル或いは型部材
が配設されるとともに粉末が充填されたゴムモールド
を、パンチにより圧縮する際に、パンチに対する上記マ
ンドレル或いは型部材の相対的な移動を吸収するゴム製
部材を有するものであり、第２には、上記の相対的な移
動を吸収するゴム製部材を、ゴムモールドを被う蓋部材
としたものであり、第３には、上記の相対的な移動を吸
収するゴム製部材を、ゴムモールドとしたものであり、
第４には、上記の相対的な移動を吸収するゴム製部材
を、パンチの下面に取着されたゴム部材としたものであ
り、第５には、上記の相対的な移動を吸収するゴム製部
材を、パンチの下面に取着されたゴム部材及びゴムモー
ルドとしたものである。

【００１６】以下に、図１３と同様の圧粉体成形装置の
要部垂直断面図である図１〜図９を用いて、本発明の圧
粉体成形装置の実施例について説明するが、本発明の趣
旨を越えない限り何ら、本実施例に限定されるものでは
ない。なお、上述した従来の圧粉体成形装置の部材と同
じ部材に対しては、同じ符号が付されている。

【００１７】本発明の圧粉体成形装置においては、図１
に示されているように、下パンチｐ１の上面ｐ１’から
突設されたマンドレルｐ２の上端面ｐ２’が、ダイｄの
上面ｄ１とゴムモールドｍの上面ｍ３との間に位置する
ように、マンドレルｐ２の高さを、適宜設定する。図１
２に示されているような従来の上パンチｐ３と異なり、
本発明の圧粉体成形装置における上パンチｐ３には、圧
縮中、下パンチｐ１と上パンチｐ３の接近分以上の深さ
を有する孔ｐ４が設けられておらず、上パンチｐ３の下
面ｐ３’は、平坦に形成されているか或いは孔が形成さ
れている場合でも、その深さは、圧縮中の下パンチｐ１
と上パンチｐ３の接近分以下である。

【００１８】ゴムモールドｍの上面ｍ３を被う蓋部材ｃ
には、マンドレルｐ２が貫通するような透孔は穿設され
ておらず、蓋部材ｃの下面ｃ３には、マンドレルｐ２の
上端部が嵌合する窪みｃ４が設けられている。勿論、必
要に応じて、このような窪みｃ４を設けずに、蓋部材ｃ
の下面ｃ３を平坦に形成することもできる。蓋部材ｃに
窪みｃ４を設けない場合には、マンドレルｐ２の上端面
ｐ２’が、ゴムモールドｍの上面ｍ３と同じか或いはゴ
ムモールドｍの上面ｍ３から若干突出するように構成す
ることが好ましい。

【００１９】上述したような構成を有する圧粉体成形装
置を使用して圧粉体を成形する際には、先ず最初に、蓋
部材ｃが被さってないゴムモールドｍのゴムキャビティ
ｍ１に、粉末を、ゴムモールドｍの上面ｍ３まで高密度
に充填する。次いで、ゴムモールドｍに、蓋部材ｃの窪
みｃ４がマンドレルｐ２の上端部に嵌合するように蓋部
材ｃを被せる。

【００２０】次いで、ゴムモールドｍのゴムキャビティ
ｍ１に高密度に充填された粉末を圧縮するために、図２
に示されているように、上パンチｐ３を下降させて、上
パンチｐ３の下面ｐ３’をダイｄの上面ｄ１に載置す
る。その後更に、上パンチｐ３を下降させると、上述し
たように、ダイｄと補助支持プレート３間に配設された
皿バネ８に抗して、ダイｄが上パンチｐ３とともに下降
するが、下パンチｐ１は下降しないので、ダイｄ、下パ
ンチｐ１及び上パンチｐ３により形成され、粉末が充填
され蓋部材ｃが被せられたゴムモールドｍが装着されて
いる空間部、即ち、ダイキャビティ１の深さが浅くな
り、従って、ダイキャビティ１に装着されているゴムモ
ールドｍのゴムキャビティｍ１が内側に収縮し、ゴムキ
ャビティｍ１に高密度に充填された粉末が圧縮され圧粉
体が成形されることになる。

【００２１】この際、上述したように、ダイｄと上パン
チｐ３は下降するが、下パンチｐ１は下降しないので、
上パンチｐ３及びダイｄの下降した分だけ、下パンチｐ
１のマンドレルｐ２の上端部が、ゴム製の蓋部材ｃを圧
縮変形させることになり、上パンチｐ３及びダイｄに対
するマンドレルｐ２の相対的な上方への移動が、蓋部材
ｃの圧縮変形により吸収される。このように、下パンチ
ｐ１と上パンチｐ３が接近した分を、ゴム製の蓋部材ｃ
を圧縮変形させることにより吸収するためには、ゴム製
の蓋部材ｃの厚さが十分厚いことが必要である。ゴム製
の蓋部材ｃがマンドレルｐ２の相対的な移動を吸収する
ためには、ゴム製の蓋部材ｃの厚さは、吸収しなくては
ならないマンドレルｐ２の相対的な移動距離より大きく
なければならず、好ましくは、ゴム製の蓋部材ｃの厚さ
は、この移動距離の１．５倍以上であり、ゴム製の蓋部
材ｃの高寿命のためには２倍以上必要である。

【００２２】下パンチｐ１と上パンチｐ３により、粉末
が充填されたゴムモールドｍを圧縮する際に、上述した
ように、下パンチｐ１のマンドレルｐ２が、上パンチｐ
３の孔ｐ４に挿入されるように正確に位置決めする必要
がないので、従って、高性能な位置決め機構を省略する
ことができ、圧粉体成形装置の構造を簡素化することが
できるとともに、下パンチｐ１と上パンチｐ３の厳密な
位置決めに要する時間が省略でき、圧粉体成形装置の生
産性が向上する。

【００２３】また、上パンチｐ３の下面ｐ３’は平坦に
形成されており、孔等が穿設されていないので、従来の
ように、上パンチｐ３の孔ｐ４と下パンチｐ１のマンド
レルｐ２或いは型部材ｕ１とのすり合わせ隙間に粉末が
入り込み、下パンチｐ１のマンドレルｐ２、型部材ｕ
１、上パンチｐ３の孔ｐ４或いはバックアップリング１
１が摩耗するというようなトラブルも発生しないので、
従って、圧粉体成形装置の保守管理が容易となる。

【００２４】更に、上パンチｐ３と下パンチｐ１とによ
り粉末が充填されたゴムモールドｍを圧縮する際に、上
パンチｐ３の孔ｐ４とマンドレルｐ２との正確な位置決
めが行われないために惹起される横からの外力により、
マンドレルｐ２或いは型部材ｕ１が横方向の偏心した位
置に移動し、円柱状圧粉体の孔が偏心して成形された
り、肉厚さが不均一となったりするようなことがなく、
正確な圧粉体を成形することができる。更にまた、圧粉
体の成形後、上パンチｐ３の孔ｐ４からマンドレルｐ２
或いは型部材ｕ１が抜かれて、マンドレルｐ２或いは型
部材ｕ１への横からの外力が取り除かれた際に、圧粉体
が壊れるというようなトラブルの発生を防止することが
できる。なお更に、従来、正確な成形が不可能であっ
た、円錐台状の中心孔を有する圧粉体等の中心孔の断面
積が変化する形状を有する圧粉体の成形が可能となる。

【００２５】図３及び図４に示されている実施例は、図
１及び図２に示されている実施例とは異なり、蓋部材ｃ
を使用しない場合であり、ダイｄの上面ｄ１とゴムモー
ルドｍの上面ｍ３とが面一に構成されている。一方、ゴ
ムモールドｍの底部には窪みｍ４が設けられており、窪
みｍ４には、柱状等の型部材ｕ２の上端面ｕ２’が、ダ
イｄの上面ｄ１及びゴムモールドｍの上面ｍ３と同じか
或いはゴムモールドｍの上面ｍ３から若干突出するよう
に、型部材ｕ２の下端部ｕ２”が嵌着されている。

【００２６】圧粉体を成形する際には、図３に示されて
いるように、ゴムモールドｍのゴムキャビティｍ１に、
ゴムモールドｍの上面ｍ３まで粉末を高密度に充填す
る。次いで、図４に示されているように、上パンチｐ３
を、上パンチｐ３の下面ｐ３’が、ダイｄの上面ｄ１に
載置されるまで下降させる。次いで、更に、上パンチｐ
３を下降させると、上述したように、ダイｄと上パンチ
ｐ３が下降し、下パンチｐ１が下降しないことにより、
ダイキャビティ１の深さが浅くなり、従って、ダイキャ
ビティ１に装着されているゴムモールドｍのゴムキャビ
ティｍ１が内側に収縮し、ゴムキャビティｍ１に高密度
に充填された粉末が圧縮され圧粉体が成形される。この
際、ダイｄと上パンチｐ３の下降に伴う型部材ｕ２の相
対的な移動は、型部材ｕ２の下端部ｕ２”と下パンチｐ
１の上面ｐ１’との間に介在するゴムモールドｍの底部
の圧縮変形によって吸収される。

【００２７】圧粉体が成形された後は、上パンチｐ３を
上昇させて、ゴムモールドｍから型部材ｕ２を抜き取
り、その後、圧粉体をゴムモールドｍから取り出す。勿
論、型部材ｕ２と共に圧粉体をゴムモールドｍから抜き
取り、その後、圧粉体から型部材ｕ２を抜き取ることも
できる。

【００２８】図５及び図６に示されている実施例におい
ては、下パンチｐ１のマンドレルｐ２の高さが、ダイｄ
の上面ｄ１及びダイｄの上面ｄ１と面一なゴムモールド
ｍの上面ｍ３と同じか或いは、若干、ダイｄの上面ｄ１
及びゴムモールドｍの上面ｍ３より突出するように構成
されている。一方、上パンチｐ３の下面に配設されたバ
ックアップリング９の内側に適当な深さを有する凹部ｐ
３”を設け、この凹部にゴム部材ｇ１を配設する。

【００２９】圧粉体を成形する際には、ゴムモールドｍ
のゴムキャビティｍ１に、ゴムモールドｍの上面ｍ３ま
で粉末を高密度に充填し、次いで、上パンチｐ３を、上
パンチｐ３の下面ｐ３’が、ダイｄの上面ｄ１に載置さ
れるまで下降させる。次いで、更に、上パンチｐ３を下
降させると、上述したように、ダイｄと上パンチｐ３が
下降し、下パンチｐ１が下降しないことにより、ダイキ
ャビティ１の深さが浅くなり、従って、ダイキャビティ
１に装着されているゴムモールドｍのゴムキャビティｍ
１が内側に収縮し、ゴムキャビティｍ１に高密度に充填
された粉末が圧縮され圧粉体が成形される。この際、ダ
イｄと上パンチｐ３の下降により、下パンチｐ１のマン
ドレルｐ２の上端部が、図６に示されているように、ゴ
ム部材ｇ１を圧縮変形させてゴム部材ｇ１に入り込むこ
とになり、ダイｄと上パンチｐ３の下降に伴うマンドレ
ルｐ２の相対的な上方への移動が、ゴム部材ｇ１の圧縮
変形により吸収される。

【００３０】図７に示されている実施例は、図３に示さ
れている実施例の上パンチｐ３に代えて、図５に示され
ているような、ゴム部材ｇ１が配設された上パンチｐ３
を適用したものであり、ダイｄと上パンチｐ３の下降に
伴う、相対的な型部材ｕ２の移動は、型部材ｕ２の下端
部ｕ２”と下パンチｐ１の上面ｐ１’との間に介在する
ゴムモールドｍの底部及び上パンチｐ３に配設されたゴ
ム部材ｇ１により吸収される。

【００３１】図８及び図９に示されている別の実施例
は、図５〜図７に示されている上パンチｐ３の下面に配
設されたバックアップリング９の内側に設けられた凹部
ｐ３”に配設されたゴム部材ｇ１に代えて、上パンチｐ
３の下面ｐ３’と面一に配設されたバックアッププレー
ト９ａの下面に、ゴムモールドｍの上部内面に設けられ
た段部ｍ５に嵌合されるゴムモールドｍのゴム材と同様
のゴム材で形成された蓋部材ｃ’を取着したものであ
り、この場合には、粉末は、ゴムモールドｍのゴムキャ
ビティｍ１の段部ｍ５まで充填される。また、ゴムモー
ルドｍの底部に穿設された透孔ｍ２を貫通し、下パンチ
ｐ１の上面ｐ１’に載置されている型部材ｕ２の上端部
ｕ２’は、図８に示されているように、ゴムモールドｍ
のゴムキャビティｍ１の段部ｍ５まで充填された粉末の
上面と同じか或いは粉末の上面より若干突出するように
配置される。

【００３２】ダイｄと上パンチｐ３の下降により、型部
材ｕ２の上端部ｕ２’が、図９に示されているように、
バックアッププレート９ａの下面に配設された蓋部材
ｃ’を圧縮変形させて蓋部材ｃ’に入り込むことにな
り、このようにダイｄと上パンチｐ３の下降に伴う相対
的な型部材ｕ２の移動は、バックアッププレート９ａの
下面に配設された蓋部材ｃ’の圧縮変形により吸収され
る。

【００３３】図１０に示されている別の実施例は、図１
に示されているマンドレルｐ２を、蓋部材ｃが取り外さ
れた状態のダイｄ、下パンチｐ１、ゴムモールドｍ等の
平面図である図１１に示されているように、円周方向に
沿って複数の凸条ｐ２”が設けられた形状に形成した場
合であり、このようにマンドレルｐ２の形状が複雑であ
ると、従来のように上パンチｐ３にマンドレルｐ２が挿
入される孔ｐ４を穿設するものにあっては、上パンチｐ
３の孔ｐ４の形状もマンドレルｐ２の形状に合わせて複
雑となる。一般に、金属等を加工するとき、複雑な孔を
穿設することは、円柱状空間部等の単純な孔をもつ物品
を形成するより、はるかに長時間を要し、高コストであ
る。従来法では、上パンチｐ３にマンドレルｐ２が入り
込む孔ｐ４を開けなくてはならないので、マンドレルｐ
２が複雑な形状の場合には、上パンチｐ３の孔ｐ４の加
工に時間がかかり、圧粉体成形装置が高価なものとな
り、ひいては、成形される圧粉体の生産コストが上昇す
ることになる。また、マンドレルｐ２の形状が複雑にな
ると、マンドレルｐ２と上パンチｐ３の孔ｐ４との、よ
り正確な位置決めが必要となる。本発明においては、上
パンチｐ３の下面ｐ３’に孔が設けられていないので、
上パンチｐ３の加工コストが低減でき、また、下パンチ
ｐ１と上パンチｐ３の正確な位置合わせが不要となる。

【００３４】上述したように、適当な形状のマンドレル
や型部材とともに、ゴムモールドｍに粉末を高密度に充
填するが、このように粉末を高密度に充填するのは、ゴ
ムモールドｍに充填した粉末が少なすぎて粉末の充填が
十分でないと、圧粉体に象の足変形と呼ばれる形状歪み
や、割れ、欠け等が発生しやすくなるからである。圧粉
体の形状歪みや、割れ、欠け等の発生を防止するために
は、上述した上パンチｐ３と下パンチｐ１による圧縮前
の粉末が充填された部分の体積と、上パンチｐ３と下パ
ンチｐ１による圧縮後のマンドレルや型部材の体積を除
いた圧粉体の体積の差をできるだけ小さくすることが必
要である。

【００３５】粉末をゴムモールドに高密度に充填する手
段としては、プッシャーで粉末を押圧する以外に、以下
のような手段がある。（１）粉末を球状化し、且つ、粒度分布を調整すること
により、自然落下させただけでも、粉末をゴムモールド
に高密度に充填することができる。このような場合で
も、充填中或いは充填後に、振動やタッピングを与える
ことにより、更に、粉末が高密度に充填され、且つ、充
填の均一化が起こり、圧粉体のより好適な成形が可能と
なる。（２）粉末を予め脱気圧縮しておくことにより、粉末中
に空気を一杯に含んだふんわりした状態よりも、はるか
に高密度の充填が可能となる。脱気圧縮は、粉末からポ
ンプで空気を抜きながら軽く圧縮することにより行われ
る。このようにして脱気圧縮した粉末（ある程度、粒状
になっている。）を利用すると、粉末の材質によっては
（例えば、Ｔｉ粉末）、自然落下のみによっても、粉末
をゴムモールドに高密度に充填することができる。

【００３６】上述した実施例においては、ダイキャビテ
ィ１に装着され、粉末が高密度に充填されたゴムモール
ドｍを、ダイｄに挿着された下パンチｐ１と上下動する
上パンチｐ３との間で圧縮成形するようにした例が示さ
れているが、上パンチｐ３をゴムモールドｍに載置した
後、下パンチｐ１を上方に移動させて、粉末が高密度に
充填されたゴムモールドｍを圧縮することもできる。ま
た、ダイｄを有底の筒体に形成して、下パンチｐ１を省
略することもできる。この場合には、粉末が高密度に充
填されたゴムモールドｍは、有底なダイｄと上パンチｐ
３との間で圧縮されることになる。

【００３７】以下に本発明のより具体的な実施例につい
て説明する。

【００３８】〔実施例１〕上述した図１に示されている
ような圧粉体成形装置を用いて円筒状のフェライト磁石
を製造する場合について説明する。

【００３９】圧粉体成形装置の具体的な構造は、以下の
通りである。（イ）円筒状のダイｄの外径：７０ｍｍ、ダイｄの内
径：５０ｍｍ、ダイｄの高さ：８０ｍｍ（ロ）ゴムモールドｍの外径：５０ｍｍ、ゴムモールド
ｍの内径：３０ｍｍ、ゴムモールドｍの高さ：４０ｍ
ｍ、ゴムモールドｍの底部の厚さ：１０ｍｍ、ゴムモー
ルドｍのゴムキャビティｍ１の深さ：３０ｍｍ（ハ）蓋部材ｃの外径：５０ｍｍ、蓋部材ｃの厚さ：１
５ｍｍ（ニ）マンドレルｐ２の外径：１０ｍｍ

【００４０】ゴムモールドｍのゴム材は、シリコーン系
のゴムであり、また、蓋部材ｃのゴム材は、付加型のシ
リコーン系のゴムであり、その硬度は、共に、１２（Ｊ
ＩＳＡ）である。バックアップリング７、９は、硬度９
０（ＪＩＳＡ）のウレタンゴムを使用した。また、ダ
イｄ、下パンチｐ１、マンドレルｐ２及び上パンチｐ３
の材質は、ＳＵＳ−３１６であり、皿バネ８の材質は、
ＳＵＳ−３０４である。

【００４１】使用した粉末は、ＳｒＯ・６Ｆｅ₂Ｏ₃の
組成比を持ち、平均粒径０．８μｍのハードフェライト
磁石用原料微粉末であり、粉末の配向を良くし、磁気特
性を向上させるためにステアリン酸亜鉛を０．５重量％
（ｗｔ％）添加した。

【００４２】ゴムモールドｍ、蓋部材ｃ、ダイｄ、下パ
ンチｐ１、マンドレルｐ２、上パンチｐ３、皿バネ８等
を、図１及び図１２に示されているように組み立て、下
記の手順で成形を行った。（１）蓋部材ｃを取り外し、図示されていない粉末充填
用のガイドをゴムモールドｍ及びダイｄの上に載置す
る。（２）上記ガイドを通じ、予め所定の量に秤量しておい
た上述の粉末をゴムモールドｍのゴムキャビティｍ１に
充填した。次に、粉末の充填密度が２．０ｇ／ｃｍ³と
なるように、プッシャーを用いて、粉末をゴムモールド
ｍのゴムキャビティｍ１に高密度に押し込んだ。（３）次に、図１に示されているように、ゴムモールド
ｍに蓋部材ｃを被せ、その後、上パンチｐ３を下降さ
せ、図２に示されているように、上パンチｐ３をダイｄ
の上面ｄ１に載置した後に、図示されていないパルスコ
イルにパルス磁界を印加し、粉末を配向させた。パルス
磁界は、ピーク磁界２０ｋＯｅの交流減衰磁界を印加
し、次にピーク３０ｋＯｅのパルス磁界を印加した。（４）磁界の印加後、直ちに、上パンチｐ３を更に下降
させて成形を行った。最大加圧力を０．５ｔ／ｃｍ²と
し、除荷の最後にはゆっくりと降圧させた。最大加圧力
で成形中にピーク磁界５ｋＯｅの交流減衰磁界を印加
し、圧粉体の脱磁を行った。（５）成形後、上パンチｐ３を上昇させ、蓋部材ｃを取
り外し、ゴムモールドｍから圧粉体を取出した。（６）上記（１）〜（５）の順序で成形を多数回繰り返
して行った。（７）次に、上記成形体を１２４０℃で２時間焼結し、
焼結体の磁気特性を評価した。

【００４３】その結果、平均寸法で、外径２４．０４ｍ
ｍ、内径１０．０２ｍｍ、高さ２５．３３ｍｍの円筒状
の圧粉体が成形できた。割れやか欠けは全く見られなか
った。また、圧粉体を焼結して得られた焼結体の平均磁
気特性は、４．９ＭＧＯｅと非常に高い磁気特性が得ら
れた。

【００４４】〔比較例１〕図１２に示されているよう
な、マンドレルｐ２が上パンチｐ３の孔ｐ４に挿入され
るタイプの圧粉体成形装置を用いて、上述した実施例１
の順序（１）〜（５）と同一順序により多数の圧粉体を
成形し比較例１とした。なお、マンドレルｐ２が上パン
チｐ３の孔ｐ４に挿入される点、ゴムモールドｍの底部
の厚さが５ｍｍである点及び蓋部材ｃの厚さが５ｍｍで
ある点以外は、上述した実施例１と同じである。

【００４５】本発明の実施例１では、圧粉体の割れや欠
けが全く見られなかったが、比較例１では、多数の成形
テスト中、時々、圧粉体の内周上部に割れや欠けが見ら
れた。比較例１においては、繰り返し成形テストによ
り、マンドレルｐ２と上パンチｐ３の孔ｐ４とのすり合
わせ部分に粉末のかみ込みが生じた。また、上パンチｐ
３の孔ｐ４及びバックアップリング１１のキズや劣下が
発生し、更に、マンドレルｐ２にキズの発生が見られ
た。

【００４６】〔実施例２〕次に、上述した図５に示され
ているような圧粉体成形装置を用いて円筒状のＮｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ磁石を製造する場合について説明する。

【００４７】圧粉体成形装置の具体的な構造は以下の通
りである。（イ）円筒状のダイｄの外径：４８ｍｍ、ダイｄの内
径：３０ｍｍ、ダイｄの高さ：４６．５ｍｍ（ロ）ゴムモールドｍの外径：３０ｍｍ、ゴムモールド
ｍの内径：１１ｍｍ、ゴムモールドｍの高さ：２０ｍ
ｍ、ゴムモールドｍの底部の厚さ：５ｍｍ、ゴムモール
ドｍのゴムキャビティｍ１の深さ：１５ｍｍ（ハ）マンドレルｐ２の外径：３ｍｍ

【００４８】Ｎｄ_13.5Ｆｅ₈₀Ｂ_6.5の組成比のインゴッ
トを作製し、このインゴットをジョークラシャー、ディ
スクミルで粗粉砕し、その後、ジェットミルで平均粒径
４．２μｍに微粉砕し粉末を製造した。粉末には、粉末
の配向を上げ、且つ、成形性を向上させるための添加剤
として、パラフィン及びステアリン酸マグネシウムを各
０．０２ｗｔ％加え、よく混合した。

【００４９】次に、上述した図５に示されているような
ダイｄ、下パンチｐ１、ゴムモールドｍ等からなるダイ
セットが６セット、回転するインデックステーブルに配
設された自動成形機を用いて圧粉体の自動成形を行っ
た。ダイｄ、下パンチｐ１、マンドレルｐ２、上パンチ
ｐ３の材質は、ＳＵＳ−３１６Ｎであり、皿バネ８の材
質は、ＳＵＳ−３０４Ｎ２である。ゴムモールドｍ及び
上パンチｐ３に配設されたゴム部材ｇ１のゴム材として
は、硬度８（ＪＩＳＡ）の２成分縮合型のシリコーン
系のゴムを使用し、バックアップリング７、９の材質と
しては、シリコーン系の硬度９０の付加型のゴムを使用
した。

【００５０】自動成形機の各ステージいおいて、以下の
通りの作業を行い圧粉体を成形した。（１）秤量・充填ステージ：上述した粉末を秤量し、粉
末を、ゴムモールドｍに３．０ｇ／ｃｍ³の高密度に充
填する。（２）配向ステージ：粉末にパルス交流減衰磁界（ピー
ク磁界４０ｋＯｅ）、パルス直流磁界（ピーク磁界３０
ｋＯｅ）を印加し、粉末を配向させる。（３）プレス・脱磁ステージ：粉末を１ｔ／ｃｍ²の加
圧力で成形し、その後、脱磁をする。（４）圧粉体の取出しステージ：圧粉体をゴムモールド
ｍから取り出す。（５）ゴムモールドの清掃ステージ：ゴムモールドｍに
残留した粉末や欠け落ちた圧粉体等を取り除く。（６）ダイ、下パンチ等の冷却を行うステージ：上記の
（２）、（３）のステージで、ダイｄ、下パンチｐ１等
に磁界を印加した時に発生した熱を冷却する。

【００５１】成形は多数回行い、圧粉体の平均寸法、割
れ、欠けを評価した。次に、各圧粉体を１０８０℃で３
時間焼結を行い焼結体とし、６００℃で１時間熱処理
後、磁気特性を評価した。

【００５２】その結果、平均寸法で、外径９．７３ｍ
ｍ、内径３．０１ｍｍ、高さ１３．０６ｍｍの割れや欠
けの全くない円筒状圧粉体が成形できた。また、成形テ
スト後のマンドレルｐ２の異状は見られなかった。ま
た、焼結体の平均磁気特性は、４６．２ＭＧＯｅと非常
に高い磁気特性が得られた。

【００５３】〔比較例２〕比較例２においては、図５に
示されている圧粉体成形装置の上パンチｐ３に配設され
たゴム部材ｇ１を貫通して上パンチｐ３に穿設された孔
ｐ４にマンドレルｐ２が入り込むタイプの圧粉体成形装
置を、上述した実施例２の圧粉体成形装置として使用し
た。それ以外の構造は、図５に示されている圧粉体成形
装置と同じであり、また、使用した粉末も同じである。

【００５４】その結果、圧粉体に、割れや欠けが多く見
られた。成形テスト後、マンドレルｐ２を取り外してマ
ンドレルｐ２を調査した結果、マンドレルｐ２の根元が
曲がっていたり、亀裂（クラック）が見られた。比較例
２の場合には、上パンチｐ３の孔ｐ４とマンドレルｐ２
の間の位置決め不良や、成形中の上パンチｐ３、マンド
レルｐ２の傾き等により生じる水平方向の外力により、
マンドレルｐ２が曲がったり折れたりすることが判明し
た。一方、実施例２の場合には、マンドレルｐ２の上端
部は、上パンチｐ３に配設されたゴム部材ｇ１に押し当
てられるだけなので、位置決め不良のためにマンドレル
ｐ２に、マンドレルｐ２を曲げたり或いは折ったりする
外力は働かない。

【００５５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５６】ダイに装着されたゴムモールドをパンチで
圧縮する際に、マンドレル或いは型部材が入り込むため
の挿入孔がパンチに形成されていないので、粉末の噛み
込みや圧粉体の割れ、欠けの問題がなく、所望の正確な
圧粉体を歩留りよく成形することができる。

【００５７】ダイに装着されたゴムモールドをパンチで
圧縮する際に、パンチの正確な位置決めの必要がないの
で、圧粉体成形装置を簡素化することができるととも
に、パンチに、マンドレル或いは型部材の挿入孔を穿設
する必要がないので、圧粉体成形装置の製造費用を低減
することができる。

【００５８】パンチに、マンドレル或いは型部材の挿入
孔が穿設されていないので、従来の圧粉体成形装置のよ
うな、パンチに穿設された孔とマンドレル或いは型部材
とのすり合わせ隙間に粉末が入り込み、パンチが摩耗す
る等のトラブルが解消できる。

【００５９】パンチに穿設された孔へのマンドレル或い
は型部材の挿入による位置決めの必要がないので、マン
ドレル或いは型部材に横から作用する外力が発生しない
ので、正確な圧粉体を成形することができるとともに、
圧粉体が壊れる等のトラブルを解消することができる。

【００６０】円錐台のように断面積が変化する形状の孔
を持つ圧粉体を成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の圧粉体成形装置の要部垂直断面
図である。

【図２】図２は図１と同様の圧粉体成形装置の要部垂直
断面図である。

【図３】図３は本発明の圧粉体成形装置の別の実施例の
要部垂直断面図である。

【図４】図４は図３と同様の圧粉体成形装置の要部垂直
断面図である。

【図５】図５は本発明の圧粉体成形装置の更に別の実施
例の要部垂直断面図である。

【図６】図６は図５と同様の圧粉体成形装置の要部垂直
断面図である。

【図７】図７は本発明の圧粉体成形装置の更にまた別の
実施例の要部垂直断面図である。

【図８】図８は本発明の圧粉体成形装置のなお更に別の
実施例の要部垂直断面図である。

【図９】図９は図８と同様の圧粉体成形装置の要部垂直
断面図である。

【図１０】図１０は本発明の圧粉体成形装置の更なる別
の実施例の要部垂直断面図である。

【図１１】図１１は図１０の蓋部材が取り外された状態
のダイ、下パンチ、ゴムモールド等の平面図である。

【図１２】図１２は従来の圧粉体成形装置の垂直断面図
である。

【図１３】図１３は従来の圧粉体成形装置の要部垂直断
面図である。

【図１４】図１４は従来の他の圧粉体成形装置の要部垂
直断面図である。

【符号の説明】

ｄ・・・・・・・・・ダイｐ１・・・・・・・・下パンチｐ２・・・・・・・・マンドレルｐ３・・・・・・・・上パンチｍ・・・・・・・・・ゴムモールドｃ、ｃ’・・・・・・蓋部材ｕ１、ｕ２・・・・・型部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺俊宏京都府京都市西京区松室追上町22番地の１エリーパート２ 401号インターメタリックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイに装着された凹部を有するゴムモール
ドを圧縮して圧粉体を成形する圧粉体成形装置におい
て、上記凹部にマンドレル或いは型部材が配設されると
ともに粉末が充填されたゴムモールドを、パンチにより
圧縮する際に、パンチに対する上記マンドレル或いは型
部材の相対的な移動を吸収するゴム製部材を有すること
を特徴とする圧粉体成形装置。
【請求項２】上記の相対的な移動を吸収するゴム製部材
が、ゴムモールドを被う蓋部材であることを特徴とする
請求項１に記載の圧粉体成形装置。
【請求項３】上記の相対的な移動を吸収するゴム製部材
が、ゴムモールドであることを特徴とする請求項１に記
載の圧粉体成形装置。
【請求項４】上記の相対的な移動を吸収するゴム製部材
が、パンチの下面に取着されたゴム部材であることを特
徴とする請求項１に記載の圧粉体成形装置。
【請求項５】上記の相対的な移動を吸収するゴム製部材
が、パンチの下面に取着されたゴム部材及びゴムモール
ドであることを特徴とする請求項１に記載の圧粉体成形
装置。