JPH0857697A

JPH0857697A - 複合体成形方法

Info

Publication number: JPH0857697A
Application number: JP22095494A
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: 1994-08-23
Filing date: 1994-08-23
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【構成】ダイｄと該ダイに装着されたパンチｐ２とによ
り形成される凹部空間ｈに固形部材ｕ及びゴムモールド
ｍを配設するとともに該凹部空間に粉末を充填する工程
及び該凹部空間に充填された粉末を、上記のダイに挿着
されたパンチと該パンチに対向するパンチｐ１間で圧縮
する圧縮工程を有する複合体成形方法に関するものであ
る。【効果】ダイ、パンチ或いはゴムモールド等からなる構
造の簡単な装置により、粉末成形の段階で固形部材を取
り付けてしまい、その後に焼結やキュア処理を行うよう
にしたので、焼結やキュア処理後の加工、位置合わせ、
寸法調整、取り付け工程、微調整、接着やその他の固定
手段等が省略でき、工程の短縮化が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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
ールドをダイに装着し、パンチによる加圧とゴムモール
ドのゴムの弾性変形を利用して粉末を圧縮し、圧粉体を
含む複合体を成形する複合体成形方法に関するものであ
る。このような方法により成形された複合体は、焼結処
理、含浸処理或いはキュア処理等により種々の産業分野
で使用される各種部品或いは製品（以下、単に、「部
品」という。）となる。

【０００２】

【従来の技術】粉末成形工程を経て作られる製品は数が
多く、例えば、希土類磁石やフェライト磁石は、粉末成
形後、焼結やキュア処理（又は、含浸処理）により高性
能焼結磁石やボンド磁石に製造され、また、軟磁性フェ
ライトも、このような粉末成形、焼結法によって作られ
る。磁性材料だけではなく、超硬工具、ダイヤモンド等
を含む砥石、アルミナやジルコニア等の各種セラミック
ス製品、Ｆｅ系、Ａｌ系，Ｔｉ系等の金属の粉末冶金製
品等も、粉末成形後の焼結やキュア処理を経て製品化さ
れる。ところで、これら粉末成形を経て作られた製品
を、部品として各種装置、機械等に装備する場合には、
これらの部品に軸を取り付けて回転できるようにした
り、内面或いは外面に耐摩耗性の歯を取り付けて歯車と
したり、部品が磁石の場合には、外周に軟磁性リングや
軟磁性板を取り付けて磁気回路を形成したりする等、部
品に各種部材を取り付けることになるが、このために
は、部品に孔、凹部、ネジ溝等を形成する必要がある。
従来、これらの部材を取り付けるための孔、凹部、ネジ
溝等は、部品製作のとき、粉末成形段階で形成するか、
粉末成形、焼結の後に、工作機械等により形成されてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように粉末成
形、焼結工程等を経て作られた部品に、予め製作されて
いた部材を取り付ける従来法は、取り付け工程に時間が
かかるので製造コストが高くなるという問題があった。
また、磁石部品と軟磁性ヨーク部材を従来法により取り
付けると、両材料間に隙間ができて磁束の洩れが発生
し、磁気回路の効率が低下する等の問題があった。この
ように、粉末成形、焼結工程等を経て作られた部品と部
材の種々の組合せにおいて、粉末成形と部材取り付けを
別工程で実施すると、製造コストが高くなったり或いは
部品と部材間の結合不良により種々の問題が発生するこ
とになる。

【０００４】本発明の目的は、種々の産業分野で使用さ
れる各種部品或いは製品の予備成形体である固形部材と
圧粉体とからなる複合体を効率的に、しかも、高精度に
成形することができる複合体成形方法を提供することに
ある。

【０００５】

【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、圧粉体及び固形部材とか
らなる複合体を、ダイと該ダイに装着されたパンチとに
より形成される凹部空間に固形部材及びゴムモールドを
配設するとともに、該凹部空間に粉末を充填する工程及
び該凹部空間に充填された粉末を、上記のダイに装着さ
れたパンチと該パンチに対向するパンチ間で圧縮する圧
縮工程により成形したものであり、第２には、上記ダイ
とダイに装着されたパンチとにより形成される凹部空間
に固形部材及びゴムモールドを配設するとともに該凹部
空間に粉末を高密度に充填するようにしたものである。

【０００６】先ず最初に、本発明の複合体形成方法が適
用される一例としての複合体成形装置の垂直断面図であ
る図１及び図１に示されている複合体成形装置により成
形される複合体の斜視図である図２を用いて、本発明の
複合体形成方法の実施例について説明する。

【０００７】ｍは粉末が充填されているゴムモールド、
ｄはゴムモールドｍが装着されるダイ、ｐ１は上パン
チ、ｐ２は下パンチである。上パンチｐ１は、図示され
ていない上下動可能なプレスプランジャーに取着されて
いる。ｒは、ゴムモールドｍを覆う蓋であり、ゴムモー
ルドｍと同様のゴム材で形成されており、蓋ｒは、上パ
ンチｐ１の下端部に取着された、ゴムモールドｍの噛み
込みを防止するための硬質合成樹脂等で形成されたバッ
クアッププレートｂ１の下面に設けられた凹部に取着さ
れている。

【０００８】ダイｄは筒状に形成されており、筒状のダ
イｄの内部には、上端部にゴムモールドｍの噛み込みを
防止するための硬質合成樹脂等で形成されたバックアッ
ププレートｂ２が取着された下パンチｐ２が慴動可能に
装着されている。また、ダイｄの下部には水平状の鍔部
ｄ’が内側に向けて延設されており、該鍔部ｄ’の上面
とダイｄに装着されている下パンチｐ２の大径部ｐ２’
の下面が当接し、下パンチｐ２がダイｄから下方向に抜
け出ないように構成されている。また、ダイｄの鍔部
ｄ’と下パンチｐ２の下部フランジｐ２”との間には、
コイルスプリング或いは板バネ等のバネ部材ｓが配設さ
れている。インデックステーブルｔには、図示されてい
ない、例えば、粉末をゴムモールドｍに充填する粉末充
填部等の各処理ステージが配設されており、インデック
ステーブルｔの間欠移動により、各処理ステージで所定
の処理が行われるように構成されている。

【０００９】ｕ１は、上述したような構成を有する複合
体成形装置により成形される圧粉体ｃ１に嵌め込まれる
固形部材であり、本実施例においては、図２（ａ）に示
されているように、円筒状の圧粉体ｃ１の中心部に、円
柱状の固形部材ｕ１が、貫通して上下方向に延在するよ
うに嵌め込まれた複合体Ｃ１を成形するものであるの
で、円柱状の固形部材ｕ１の下端部は、ゴムモールドｍ
に穿設された透孔ｍ１を貫通して、下パンチｐ２に穿設
された凹部ｖ１に嵌着されている。また、円柱状の固形
部材ｕ１の上部は、ゴムモールドｍに充填された粉末ｎ
の表面から所定量突出している。

【００１０】ｅ１は、上パンチｐ１に穿設された孔部で
あり、後述するように、上パンチｐ１が下動した際に、
孔部ｅ１に、下パンチｐ２に穿設された凹部ｖ１に嵌着
され、ゴムモールドｍに充填された粉末ｎの表面から突
出している円柱状の固形部材ｕ１の上部が挿入できるよ
うに構成されている。

【００１１】上述した複合体成形装置においては、下パ
ンチｐ２を固定し、図示されていないプレスプランジャ
ーの下動により上パンチｐ１を下方に移動させて、ダイ
ｄに装着された粉末が充填されたゴムモールドｍを上パ
ンチｐ１と下パンチｐ２との間で圧縮するものである
が、逆に、上パンチｐ１を固定し、プレスプランジャー
に下パンチｐ２を取着し、プレスプランジャーの上下動
により下パンチｐ２を移動させて、ゴムモールドｍに充
填された粉末を圧縮することもできる。

【００１２】次に、上述した複合体成形装置の作動につ
いて説明する。先ず、下パンチｐ２に穿設された凹部ｖ
１に円柱状の固形部材ｕ１を嵌着し、次いで、ゴムモー
ルドｍに粉末ｎを充填する。その後、図１に示されてい
る上パンチｐ１の待機状態からプレスプランジャーを下
降させて、上パンチｐ１に穿設された孔部ｅ１に、下パ
ンチｐ２に穿設された凹部ｖ１に嵌着されている円柱状
の固形部材ｕ１の上部を挿入するとともに、ダイｄの上
面に上パンチｐ１の下面を載置させて上パンチｐ１の下
面に取着されている蓋ｒをゴムモールドｍに被せる。更
にプレスプランジャーが下降すると、上パンチｐ１がバ
ネ部材ｓの弾性に抗して下降することになり、上パンチ
ｐ１がダイｄを押し下げることになる。従って、ダイｄ
と下パンチｐ２とにより形成される凹部空間ｈが減少
し、凹部空間ｈ内に装着されているゴムモールドｍが圧
縮され、ゴムモールドｍに充填された粉末が圧縮される
ことになる。所定の時間、上パンチｐ１を下降させ、そ
の後、プレスプランジャーの下動を停止させて、粉末が
充填されたゴムモールドｍの上パンチｐ１と下パンチｐ
２間での圧縮工程を終了させる。次いで、プレスプラン
ジャーを上昇させて、上パンチｐ１を、図１に示されて
いる待機状態に戻す。このようにして成形された、図２
（ａ）に示されているような、圧粉体ｃ１の中心部に円
柱状の固形部材ｕ１が貫通して嵌め込まれた複合体Ｃ１
は、ゴムモールドｍから取り出され、次工程の焼結或い
はキュア処理工程等に搬送される。

【００１３】下パンチｐ２に穿設された凹部ｖ１に嵌着
され円柱状の固形部材ｕ１の上面を、ゴムモールドｍに
充填された粉末の表面と略同一平面とすることにより、
図２（ｂ）に示されているような、円柱状の固形部材ｕ
１が、圧粉体ｃ１の下面からのみ突出した形状の複合体
Ｃ２を成形することができる。また、円柱状の固形部材
ｕ１の上端部が、ゴムモールドｍに充填された粉末ｎ内
に位置するように配置することにより、図２（ｃ）に示
されているような、圧粉体ｃ１内に、円柱状の固形部材
ｕ１の上端部が埋設された複合体Ｃ３を成形することが
できる。

【００１４】次に、図１と同様の複合体成形装置の垂直
断面図である図３及び図３に示されている複合体成形装
置により成形される複合体の斜視図である図４を用い
て、本発明の複合体形成方法の他の実施例について説明
する。なお、図１に示されている複合体成形装置の構成
部材と同じ部材については、同一符号が用いられてい
る。

【００１５】図３に示されている実施例においては、ゴ
ムモールドｍの底部ｍ２に、ゴムモールドｍの底部ｍ２
を貫通しない程度の凹部ｍ３、ｍ４を設けて、このよう
な凹部ｍ３、ｍ４に固形部材ｕ２、ｕ３の下部を挿着す
るとともに、２本の固形部材ｕ２、ｕ３に対応して、２
本の固形部材ｕ２、ｕ３の上部が挿入される孔部ｅ２、
ｅ３を上パンチｐ１に穿設する。なお、図１に示されて
いるバックアッププレートｂ２に代えて、バックアップ
リングｂ３が、下パンチｐ２の上端部に取着されてい
る。他の構成及び複合体成形装置の作動については、上
述した図１に示されている複合体成形装置と同じである
ので、その説明は省略する。勿論、必要に応じて、固形
部材を３本以上配設することもできる。また、ゴムモー
ルドｍの底部ｍ２に設けられた凹部ｍ３、ｍ４に代え
て、図１に示されているように、下パンチｐ２に凹部を
穿設し、この凹部に、ゴムモールドｍに穿設された２個
の透孔を貫通して固形部材ｕ２、ｕ３を嵌着することも
できる。

【００１６】上述したような複合体成形装置により、図
４に示されているような、円柱状の圧粉体ｃ２に、２本
の円柱状の固形部材ｕ２、ｕ３が嵌め込まれた複合体Ｃ
４を成形することができる。また、ゴムモールドｍの底
部ｍ２に設けられた凹部ｍ３、ｍ４に嵌着され円柱状の
固形部材ｕ２、ｕ３の上面を、ゴムモールドｍに充填さ
れた粉末ｎの表面と略同一平面とすることにより、図２
（ｂ）に示されている複合体Ｃ３と同様に、円柱状の固
形部材ｕ２、ｕ３が、圧粉体２の下面からのみ突出した
形状の複合体を成形することができる。また、円柱状の
固形部材ｕ２、ｕ３の上端部が、ゴムモールドｍに充填
された粉末ｎ内に位置するように配置することにより、
図２（ｃ）に示されている複合体Ｃ３と同様に、圧粉体
ｃ２内に、円柱状の固形部材ｕ２、ｕ３の上端部が埋設
された複合体を成形することもできる。

【００１７】次に、複合体成形装置の垂直断面図である
図５及び図５に示されている複合体成形装置により成形
される円筒状の圧粉体ｃ３の内部に円筒状の固形部材ｕ
４が嵌め込まれた複合体Ｃ５の斜視図である図６を用い
て、本発明の複合体形成方法の他の実施例について説明
する。なお、図１に示されている複合体成形装置の構成
部材と同じ部材については、同一符号が用いられてい
る。

【００１８】図５（ａ）に示されている下パンチｐ２の
中央部には、図１に示されている固形部材ｕ１に代え
て、円柱体ｐ３が下パンチｐ２と一体に立設されてい
る。勿論、下パンチｐ２にネジ溝を穿設し、また、円柱
体ｐ３の下端部にネジ軸を設け、下パンチｐ２のネジ溝
と円柱体ｐ３のネジ軸との螺合により、下パンチｐ２に
円柱体ｐ３を取着することもできる。

【００１９】上述した下パンチｐ２の円柱体ｐ３に、円
筒状の固形部材ｕ４を挿着するとともに、固形部材ｕ４
の外径と同じ外径を有する内側ガイド部材ｇ１を円柱体
ｐ３の上部に載置する。この際、内側ガイド部材ｇ１の
下面に円柱体ｐ３の上端部が嵌合できる凹部ｇ１’を穿
設することが好ましい。次いで、ダイｄの上端部に、内
周面ｇ２’が、ゴムモールドｍの内周面ｍ５と面一に形
成された筒状の外側ガイド部材ｇ２を載置し、円筒状の
固形部材ｕ４と内側ガイド部材ｇ１の外周面及びゴムモ
ールドｍと外側ガイド部材ｇ２の内周面とにより形成さ
れる間隙に、図５（ａ）に示されているように、所定の
高さまで粉末ｎを充填する。次いで、この間隙に、図５
（ｂ）に示されているように、円筒状のプッシャーｗ１
を挿着して、円筒状の固形部材ｕ４と内側ガイド部材ｇ
１の外周面及びゴムモールドｍと外側ガイド部材ｇ２の
内周面とにより形成される間隙に充填された粉末を、ゴ
ムモールドｍ内に押し込むように充填する。その後、プ
ッシャーｗ１、内側ガイド部材ｇ１及び外側ガイド部材
ｇ２を取り去り、図１に示されているような、下パンチ
ｐ２の円柱体ｐ３が挿入可能な孔部ｅ１が穿設された上
パンチｐ１を有する圧粉体成形装置を用いて、上述した
ようにゴムモールドｍ内に充填された粉末を、上パンチ
ｐ１と下パンチｐ２との間で圧縮する。

【００２０】上述したように、下パンチｐ２の円柱体ｐ
３に、円筒状の固形部材ｕ４を挿着することにより、図
６に示されているような、円筒状の圧粉体ｃ３の内部に
円筒状の固形部材ｕ４が嵌め込まれた複合体Ｃ５を成形
することができる。また、固形部材ｕ４をゴムモールド
ｍの上面及び底面を越えて延設するとともに、ゴムモー
ルドｍの上面から突設した固形部材ｕ４に対応して、適
宜、上パンチｐ１に穿設された孔部ｅ１のような適当な
孔部を設けることにより、図７に示されているような、
円筒状の圧粉体ｃ３の内部に、圧粉体ｃ３の上下面を越
えて延びる円筒状の固形部材ｕ４’が嵌め込まれた複合
体Ｃ５’を形成することもできる。

【００２１】次に、図５と同様の複合体成形装置の垂直
断面図である図８及び図８に示されている複合体成形装
置により成形される円筒状の圧粉体ｃ４の外周に円筒状
の固形部材ｕ５が配設された複合体Ｃ６の斜視図である
図９を用いて、本発明の複合体形成方法の他の実施例に
ついて説明する。なお、図５に示されている複合体成形
装置の構成部材と同じ部材については、同一符号が用い
られている。

【００２２】この実施例においては、ダイｄと下パンチ
ｐ２により形成される凹部空間ｈ内に装着されるゴムモ
ールドｍを、円柱状本体部ｍ６と円柱状本体部ｍ６の下
端部に一体的に形成された水平フランジ部ｍ７とにより
構成する。このような形状のゴムモールドｍを、図８
（ａ）に示されているように、凹部空間ｈ内に装着する
とともに、ダイｄの内径と略同じ寸法の外径を有する円
筒状の固形部材ｕ５を、ダイｄに挿着する。次いで、ダ
イｄの上端部に、内周面ｇ３’が、固形部材ｕ５の内周
面ｕ５’と面一に形成された筒状の外側ガイド部材ｇ３
を載置し、また、ゴムモールドｍの円柱状本体部ｍ６の
上面には、円柱状本体部ｍ６と同径の外径を有する円柱
状の外側ガイド部材ｇ４を載置する。次いで、固形部材
ｕ５と外側ガイド部材ｇ３の内周面及び円柱状本体部ｍ
６と外側ガイド部材ｇ４の外周面との間に形成された間
隙に、図８（ａ）に示されているように、所定の高さま
で粉末ｎを充填する。次いで、この間隙に、図８（ｂ）
に示されているように、円筒状のプッシャーｗ２を挿着
して、固形部材ｕ５と外側ガイド部材ｇ３の内周面及び
円柱状本体部ｍ６と外側ガイド部材ｇ４の外周面との間
に形成された間隙に充填された粉末を、固形部材ｕ５及
びゴムモールドｍの円柱状本体部ｍ６の上面まで充填す
る。その後、プッシャーｗ２、外側ガイド部材ｇ３及び
内側ガイド部材ｇ４を取り去り、図１に示されている複
合体成形装置において、孔部ｅ１が穿設されていない上
パンチｐ１を有する複合体成形装置を用いて、ゴムモー
ルドｍに充填された粉末を、上パンチｐ１と下パンチｐ
２との間で圧縮する。

【００２３】上述したように、ダイｄの内径と略同じ寸
法の外径を有する円筒状の固形部材ｕ５を、ダイｄに挿
着するとともに、円柱状本体部ｍ６と水平フランジ部ｍ
７とからなるゴムモールドｍを使用することにより、図
９に示されているような、円筒状の圧粉体ｃ４の外部に
円筒状の固形部材ｕ５が配設された複合体Ｃ６を成形す
ることができる。

【００２４】図１０は、図２（ａ）に示されているよう
な、圧粉体ｃ１の中心部に、円柱状の固形部材ｕ１が貫
通して嵌め込まれた複合体Ｃ１を成形する図１と同様の
複合体成形装置の垂直断面図である。この実施例は、ゴ
ムモールドｍに粉末を充填する際に、ガイドを使用した
点で、図１に示されている実施例と異なるものであり、
その他の構成は同じである。

【００２５】先ず最初に、下パンチｐ２に穿設された凹
部ｖ１に円柱状の固形部材ｕ１を嵌着するとともに、固
形部材ｕ１の外径と同じ外径を有する内側ガイド部材ｇ
５を固形部材ｕ１の上面に載置する。この際、固形部材
ｕ１の上面と内側ガイド部材ｇ５の下面に、それぞれ、
一方に凹部、他方に該凹部に挿着される凸部を設けた
り、或いは、一方にネジ溝を設け、他方に、該ネジ溝に
螺合するネジ軸を設け、固形部材ｕ１と内側ガイド部材
ｇ５とを取り外し可能に接合することが好ましい。次い
で、ダイｄの上端部に、内周面ｇ６’が、ゴムモールド
ｍの内周面ｍ５と面一に形成された筒状の外側ガイド部
材ｇ６を載置し、円筒状の固形部材ｕ１と内側ガイド部
材ｇ５の外周面及びゴムモールドｍと外側ガイド部材ｇ
６の内周面とにより形成される間隙に、図１０（ａ）に
示されているように、所定の高さまで粉末ｎを充填す
る。次いで、この間隙に、図１０（ｂ）に示されている
ように、円筒状のプッシャーｗ３を挿着して、円筒状の
固形部材ｕ１と内側ガイド部材ｇ５の外周面及びゴムモ
ールドｍと外側ガイド部材ｇ６の内周面とにより形成さ
れる間隙に充填された粉末を、ゴムモールドｍ内に押し
込むように充填する。その後、プッシャーｗ３、内側ガ
イド部材ｇ５及び外側ガイド部材ｇ６を取り去り、図１
に示されているような、円筒状の固形部材ｕ１の上端部
が挿入可能な孔部ｅ１が穿設された上パンチｐ１を有す
る複合体成形装置を用いて、上述したようにゴムモール
ドｍ内に充填された粉末を、上パンチｐ１と下パンチｐ
２との間で圧縮する。

【００２６】次に、複合体成形装置の垂直断面図である
図１１及び図１１に示されている複合体成形装置により
成形される直方体状の圧粉体ｃ５の側壁に棒状の固形部
材ｕ６が嵌め込まれた複合体Ｃ７の斜視図である図１２
を用いて、本発明の複合体形成方法の他の実施例につい
て説明する。

【００２７】この実施例においては、成形される略直方
体状の圧粉体ｃ５に相当する凹部を有するゴムモールド
ｍを使用する。このゴムモールドｍの一方の側壁ｍ８に
は、棒状の固形部材ｕ６が装着されるような適当な深さ
と幅を有する縦溝ｍ９が設けられている。

【００２８】先ず最初に、上述したような棒状の固形部
材ｕ６が装着されるような適当な深さを有する縦溝ｍ９
が設けられたゴムモールドｍを、ダイｄと下パンチｐ２
により形成される凹部空間ｈ内に装着し、ゴムモールド
ｍに縦溝ｍ９の略高さまで粉末ｎを充填した後に、図１
１（ａ）に示されているように、棒状の固形部材ｕ６を
所定の長さゴムモールドｍ内に延在するように配置す
る。次いで、図１１（ｂ）に示されているように、棒状
の固形部材ｕ６が挿着された縦溝ｍ９に、ゴムモールド
ｍと同じゴム材からなるスペーサーｍ１０を嵌着し、ゴ
ムモールドｍの残りの空間に粉末ｎを充填する。その
後、上パンチｐ１と下パンチｐ２との間で、棒状の固形
部材ｕ６及び粉末が充填されたゴムモールドｍを圧縮し
て、図１２に示されているような、直方体状の圧粉体ｃ
５の側壁に棒状の固形部材ｕ６が嵌め込まれた複合体Ｃ
７を成形する。

【００２９】次に、複合体成形装置の垂直断面図である
図１３及び図１３に示されている複合体成形装置により
成形される三角錐状の圧粉体ｃ６の平面部ｃ６’に棒状
の固形部材ｕ７が嵌め込まれた複合体Ｃ８の斜視図であ
る図１４を用いて、本発明の複合体形成方法の他の実施
例について説明する。

【００３０】この実施例においては、三角錐状の凹部ｍ
１１を有するゴムモールドｍを使用する。このようなゴ
ムモールドｍを、ダイｄと下パンチｐ２により形成され
る凹部空間ｈ内に装着するとともに、ダイｄの上端部
に、内周面ｇ７’が、ゴムモールドｍの凹部ｍ１１の縁
部ｍ１１’に一致するような筒状の外側ガイド部材ｇ７
を載置する。また、先端に、適当な固着具により取り外
し自在に棒状の固形部材ｕ７を取着した、棒状の固形部
材ｕ７と同径の内側ガイド部材ｇ８を、図示されていな
い適当なチャック装置により、棒状の固形部材ｕ７の先
端部が、ゴムモールドｍの凹部ｍ１１内に位置するよう
に配置する。次いで、図１３（ａ）に示されているよう
に、ゴムモールドｍの凹部ｍ１１及び外側ガイド部材ｇ
７内に所定の高さまで粉末ｎを充填し、その後、図１３
（ｂ）に示されているように、外側ガイド部材ｇ７と棒
状の固形部材ｕ７が取着された内側ガイド部材ｇ８との
間の間隙に円筒状のプッシャーｗ４を挿入して、ゴムモ
ールドｍの縁部ｍ１１’まで、粉末を充填する。このよ
うにして、図１４に示されているような三角錐状の圧粉
体ｃ６の平面部ｃ６’に棒状の固形部材ｕ７が嵌め込ま
れた複合体Ｃ８を成形する。

【００３１】また、上述したような三角錐状の凹部ｍ１
１が設けられたゴムモールドｍに代えて、歯車状の凹部
を有するゴムモールドｍを使用することにより、図１５
（ａ）に示されているような、歯車状の圧粉体ｃ７に棒
状の固形部材ｕ８が嵌め込まれた複合体Ｃ９を成形する
ことができる。また、円柱状の凹部を有するゴムモール
ドｍを使用することにより、図１５（ｂ）に示されてい
るような、円柱状の圧粉体ｃ８に棒状の固形部材ｕ９が
嵌め込まれた複合体Ｃ１０を成形することもできる。

【００３２】次に、複合体成形装置の垂直断面図である
図１６及び図１６に示されている複合体成形装置により
成形される円筒状の圧粉体ｃ９の外側に円筒状の固形部
材ｕ１０が嵌め込まれた複合体Ｃ１１の斜視図である図
１７を用いて、本発明の複合体形成方法の他の実施例に
ついて説明する。

【００３３】この実施例においては、円柱状の凹部ｍ１
２を有するとともに、底部に透孔ｍ１３が穿設されたゴ
ムモールドｍを、ダイｄと円柱体ｐ３が突設された下パ
ンチｐ２により形成される凹部空間ｈに、透孔ｍ１３に
円柱体ｐ３を挿入することにより装着し、次いで、ゴム
モールドｍの垂直壁ｍ１４の肉厚と同じ肉厚を有する円
筒状の固形部材ｕ１０を、ゴムモールドｍの垂直壁ｍ１
４の上面に載置する。更に、円筒状の固形部材ｕ１０の
上面に、ゴムモールドｍの垂直壁ｍ１４の肉厚と同じ肉
厚を有し、ゴムモールドｍと同じゴム材で形成された円
筒状のゴム部材ｍ１５を載置する。なお、ダイｄと下パ
ンチｐ２により形成される凹部空間ｈの深さは、図１６
（ａ）に示されているように、ゴムモールドｍ、円筒状
の固形部材ｕ１０及び円筒状のゴム部材ｍ１５を装着し
た時に、円筒状のゴム部材ｍ１５の上面とダイｄの上面
ｄ１とが一致するような深さに形成する。次いで、ゴム
モールドｍ、円筒状の固形部材ｕ１０と円筒状のゴム部
材ｍ１５の内周面及び下パンチｐ２の円柱体ｐ３の外周
面との間隙に粉末ｎを充填し、その後、上パンチｐ１を
下降させて、上パンチｐ１に穿設された孔部ｅ１に下パ
ンチｐ２の円柱体ｐ３の上部を挿入するとともに、上パ
ンチｐ１と下パンチｐ２との間で、ゴムモールドｍ、円
筒状の固形部材ｕ１０と円筒状のゴム部材ｍ１５の内周
面及び下パンチｐ２の円柱体ｐ３の外周面との間隙に充
填された粉末を圧縮し、図１７に示されているような円
筒状の圧粉体ｃ９の外側に円筒状の固形部材ｕ１０が嵌
め込まれた複合体Ｃ１１を成形する。

【００３４】上述した複合体成形方法の種々の実施例に
おいて、ゴムモールドに固形部材を装着し、更に、粉末
を充填してダイ中で圧縮し複合成形体を成形するとき
に、ゴムモールドに充填した粉末が少なすぎると、複合
成形体の圧粉体部分に象の足変形と呼ばれる形状歪み
や、割れ、欠け等の問題が発生しやすくなる。この問題
を解決するためには、上述した上パンチと下パンチによ
る圧縮前の粉末が充填された部分の体積と、上記の圧縮
後の圧粉体部分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】上述した図２に示されているような複合成
形体を始め、各種の複合成形体の成形テストを下記の粉
末について行った。粒径０．８μｍのフェライト焼結磁石粉末粒径３．８μｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂの焼結磁石粉末粒径２０μｍのＴｉ粉末粒径１０μｍのＦｅ−Ｓｉ粉末粒径１５μｍのステンレス粉末パンチによる圧縮成形圧力は、０．２〜１．０ｔ／ｃｍ
²であった。この範囲の圧力により、圧粉体部分の見か
け密度は体積比で５０〜６０％であった。圧縮成形圧力
を上げすぎるとゴムモールドの寿命が低下するので、圧
縮成形圧力は１．５ｔ／ｃｍ²以下であることが望まし
い。１．５ｔ／ｃｍ²を越えた圧縮成形圧力でも圧粉体
の密度は６０％をあまり大きく越えない。

【００３６】上述した成形テストの結果、圧粉体部分の
形状歪みや、割れ、欠け等の問題が発生することなく複
合成形体を成形するためには、ゴムモールドに充填され
た粉末充填部分の粉末の見かけ密度は、少なくとも、体
積比で２０％必要であった。多数の複合成形体を連続生
産する等の工場生産として安定的に複合成形体を得るた
めには、粉末充填部分の粉末の見かけ密度は、体積比で
２５％以上が好ましく、３０％以上であることが更に好
ましいことが判明した。このように粉末を高密度にゴム
モールドに充填するために、粉末の充填中又は充填後に
振動やタッピングをゴムモールドに加えたり、上述した
ようにプッシャーにより強制的に押し込むことが効果的
である。上記のように高密度に粉末を充填するほど、歪
み（ゆがみ）のない、且つ、割れや欠けのない圧粉体部
分を有する複合成形体が、高い歩留りで生産できるよう
になる。

【００３７】上述したテストを、ＨＤＤＲ（Ｈｙｄｒｏ
ｇｅｎＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎＤｅｓｏｒｐｔ
ｉｏｎＲｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）法により作られ
た粒径８０μｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂのボンド磁石粉末及び
粒径４０μｍのステンレス粉末について実施したとこ
ろ、成形可能な範囲は、２５％以上、好ましい範囲は３
０％以上、更に好ましい範囲は３５％以上であった。こ
れら２種類の粉末は粒度分布が広く、上述した粉末によ
り得られた粉末充填密度より高い値において良い結果が
得られた。

【００３８】粉末をゴムモールドに高密度に充填する手
段としては、他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。

【００３９】上述したような種々の複合体において、圧
粉体と接触する固形部材の面に凹部や凸部を設けたり、
圧粉体と接触する固形部材の面をローレット加工等を施
すことにより粗面にすることにより、圧粉体から固形部
材が抜け出ないように強固に結合するように構成するこ
とが好ましい。

【００４０】また、ゴムモールドに充填される粉末とし
て磁性粉末を使用し、ダイに装着された磁性粉末が充填
されたゴムモールドを、上パンチと下パンチとの間で圧
縮する前後において、パルス磁界、交流磁界等の磁界を
印加することにより磁性粉末を配向させて、磁性粉末が
配向した圧粉体と固形部材との複合体を成形することが
できる。このような磁性粉末の配向は、上パンチの周囲
に配向磁界発生用のコイルを配設することにより行うこ
とができるが、より具体的には、本出願人に係る特願平
３−４０８６１号（特開平４−３６３０１０号公報）、
特願平４−３１７６９７号（特開平６−１４２４８７号
公報）或いは特願平５−８８８４１号等の出願に開示さ
れている種々の手段を用いることができる。

【００４１】例えば、図２（ａ）に示されている、円筒
状の圧粉体ｃ１の中心部に、円柱状の固形部材ｕ１が、
貫通して上下方向に延在するように嵌め込まれた複合体
Ｃ１の圧粉体ｃ１を配向された磁性粉末で形成し、焼結
することにより、ステッピングモーターやコアレスモー
ターに用いることができる。また、図９に示されてい
る、円筒状の圧粉体ｃ４の外周に円筒状の軟磁性固形部
材ｕ５が配設された複合体Ｃ６の圧粉体ｃ４を配向され
た磁性粉末で形成し、焼結することにより、スピンドル
モーターに用いることができる。

【００４２】上述したような実施例は、本発明方法が適
用できる種々の実施例のうちの幾つかの実施例にすぎ
ず、種々の形状に成形される圧粉体と種々の形状をした
固形部材の多くの組合せにより種々の複合体を成形する
ことができるものであり、また、必要に応じて、粉末と
して磁性粉末を使用し、磁界の印加により、磁性粉末を
配向させることもでき、また、粉末として砥粒粉末を使
用し、圧粉体を砥石に使用することもできる。

【００４３】粉末に、成形された複合体を熱処理するこ
とにより溶融する樹脂粉末を適当量混合しておき、この
ような混合粉末を用いて、上述したような複合体成形装
置により複合体を成形することができる。このような混
合粉末により成形された複合体を熱処理し樹脂粉末を溶
融キュアすることにより、混合粉末中の溶融しない粉末
を溶融された粉末を介して強固に結合することができる
とともに、固形部材と結合を強めることができる。

【００４４】また、複合体成形装置の周囲に加熱装置を
配設し、ダイに装着された固形部材が配置されるととも
に、粉末が充填されたゴムモールドを、上パンチと下パ
ンチとの間で圧縮する際に或いは圧縮中に加熱すること
により、粉末が更に高密度に充填された複合体を成形す
ることができる。勿論、加熱温度は、ゴムモールドのゴ
ム材が変質したり或いは圧縮工程に耐えられないように
軟化しないような温度である。

【００４５】

【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、以下に記載する効果を奏するものである。

【００４６】粉末成形工程を経由して部品に固形部材を
取り付ける方法として、従来、粉末成形して、焼結やキ
ュア処理工程の後に、固形部材を取り付けていたが、本
発明においては、ダイ、パンチ或いはゴムモールド等か
らなる構造の簡単な装置により、粉末成形の段階で固形
部材を取り付けてしまい、その後に焼結やキュア処理を
行うようにしたので、焼結やキュア処理後の加工、位置
合わせ、寸法調整、取り付け工程、微調整、接着やその
他の固定手段等が省略でき、工程の短縮化が実現でき
る。

【００４７】粉末成形工程を経て作られる部品と固形部
材との密着性が強く、従って、磁性体同士の結合の場合
には、磁気的結合が完全になり、また、回転部品に、固
形部材として軸を取り付ける場合には、結合の強い、し
かも、がたや緩みのない結合ができる等、部品と固形部
材との結合状態の優れた複合体を製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の複合体形成方法が適用される一
例としての複合体成形装置の垂直断面図である。

【図２】図２は図１に示されている複合体成形装置によ
り成形される複合体の斜視図である。

【図３】図３は本発明の複合体形成方法が適用される一
例としての複合体成形装置の垂直断面図である。

【図４】図４は図３に示されている複合体成形装置によ
り成形される複合体の斜視図である。

【図５】図５は本発明の複合体形成方法が適用される一
例としての複合体成形装置の垂直断面図である。

【図６】図６は図５に示されている複合体成形装置によ
り成形される複合体の斜視図である。

【図７】図７は図５に示されている複合体成形装置を一
部変更した複合体成形装置により成形される複合体の斜
視図である。

【図８】図８は本発明の複合体形成方法が適用される一
例としての複合体成形装置の垂直断面図である。

【図９】図９は図８に示されている複合体成形装置によ
り成形される複合体の斜視図である。

【図１０】図１０は本発明の複合体形成方法が適用され
る一例としての複合体成形装置の垂直断面図である。

【図１１】図１１は本発明の複合体形成方法が適用され
る一例としての複合体成形装置の垂直断面図である。

【図１２】図１２は図１１に示されている複合体成形装
置により成形される複合体の斜視図である。

【図１３】図１３は本発明の複合体形成方法が適用され
る一例としての複合体成形装置の垂直断面図である。

【図１４】図１４は図１３に示されている複合体成形装
置により成形される複合体の斜視図である。

【図１５】図１５は図１３に示されている複合体成形装
置のゴムモールドを変更することにより成形される複合
体の斜視図である。

【図１６】図１６は本発明の複合体形成方法が適用され
る一例としての複合体成形装置の垂直断面図である。

【図１７】図１７は図１６に示されている複合体成形装
置により成形される複合体の斜視図である。

【符号の説明】ｃ・・・・・・・・・圧粉体ｄ・・・・・・・・・ダイｇ・・・・・・・・・ガイド部材ｍ・・・・・・・・・ゴムモールドｎ・・・・・・・・・粉末ｐ１・・・・・・・・上パンチｐ２・・・・・・・・下パンチｐ３・・・・・・・・円柱体ｕ・・・・・・・・・固形部材ｗ・・・・・・・・・プッシャーＣ・・・・・・・・・複合体

───────────────────────────────────────────────────── 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】ダイと該ダイに装着されたパンチとにより
形成される凹部空間に固形部材及びゴムモールドを配設
するとともに該凹部空間に粉末を充填する工程及び該凹
部空間に充填された粉末を、上記ダイに装着されたパン
チと該パンチに対向するパンチ間で圧縮する圧縮工程と
を有することを特徴とする圧粉体及び固形部材とからな
る複合体成形方法。
【請求項２】上記ダイとダイに装着されたパンチとによ
り形成される凹部空間に固形部材及びゴムモールドを配
設するとともに該凹部空間に粉末を高密度に充填するこ
とを特徴とする請求項１に記載の複合体成形方法。