JPH09164500A - 焼結用圧粉体の成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼結用圧粉体の成形金型を安価に製作可能と
する。 【解決手段】 下パンチ（１）に、先端面をパンチ
（１）の加圧面（３）に突出させてコア材（４）を脱着
可能に固定し、上パンチとの加圧衝合時にこのコア材
（４）で圧粉体に抜き穴を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼結部品の製造に
際し、金属粉を加圧成形して抜き穴を有する圧粉体を得
るための成形金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用のギヤ等では、金属粉を所定形
状に圧縮して圧粉体を形成し、これを加熱した焼結製品
を使用する場合がある。この種の焼結部品では、軽量化
或いは取り付け穴の確保等の目的で、図６に示すよう
に、フランジ部分に抜き穴（29）を設ける場合があり、
通常、この抜き穴（29）は、金属粉を金型で圧縮成形す
る際に同時に形成される。

【０００３】図５は、このような抜き穴を有する圧粉体
を成形するための成形金型の断面図である。図中の中心
線より左側は金属粉の充填直後の状態を示し、中心線よ
りも右側は成形完了後の状態を示す。

【０００４】この金型は、上パンチ（２）として、同軸
上に配置した上外パンチ（2a）及び上内パンチ（2b）の
２つのパンチを有し、下パンチ（１）として、同じく同
軸上に配置した下外パンチ（1a）、下内パンチ（1b）、
下中パンチ（1c）の３つのパンチを有する。下パンチの
うち、下外パンチ（1a）と下内パンチ（1b）はそれぞれ
第１浮動プレート（33）及び第２浮動プレート（34）に
固定されて上下動可能であり、下中パンチ（1c）はベー
スプレート（14）に固定されて静止位置にある。下内パ
ンチ（1b）には、抜き穴創成用の側ロッド（35）及びコ
アロッド（36）が貫通しており、これらのロッド（35）
（36）の下端部は第２浮動プレート（34）及びベースプ
レート（14）を貫通して、ダイプレート（17）と連動し
て上下動するロアプレート（37）に固定されている。

【０００５】この金型において、図示しない上ラムを押
し下げると、上内パンチ（2b）と上外パンチ（2a）が降
下し、キャビティ（21）内の金属粉（19）を加圧する。
これに伴い、金属粉（19）を介して押圧力を受けた下外
パンチ（1a）及び下内パンチ（1b）がストッパ（38）
（39）と係合するまで降下し、ストッパ（38）（39）と
の係合後は、キャビティ（21）が最終圧縮形状に維持さ
れて金属粉（19）が所定形状に圧縮成形される。同時
に、側ロッド（35）及びコアロッド（36）の上端部がキ
ャビティ（21）を突き抜けて上内パンチ（2b）に収納さ
れ、圧粉体（19）に抜き穴が形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の成形金型では、
側ロッド（35）及びコアロッド（36）は、ロアプレート
（37）上面からダイプレート（17）上面まで達してお
り、非常に長い。このようにロッドが長いと、撓んだロ
ッドが上パンチ等と突き当たって破損する事態が懸念さ
れるため、これを防止すべく金型部品の加工、組立精度
を向上させる必要があり、金型単価が高騰する。また、
ロッドの径が小さい場合も同様に要求精度が高くなって
金型単価の高騰を招き、さらにロッド径が小さく、長さ
／直径の値が過度に大きい場合には、金型そのものが製
作不可能になる。

【０００７】そこで、本発明では、抜き穴創成用ロッド
の長さを短くし、金型を安価に製作可能とすることを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明にかかる金型は、一対のパンチを加圧衝合するこ
とにより、抜き穴を有する焼結用圧粉体を得るためのも
のであって、何れか一方のパンチに、先端面を加圧面に
突出させて抜き穴創成用のコア材を脱着可能に固定した
ものである。

【０００９】かかる構成により、コア材を短くしてその
撓みを防止することができるので、金型単価を抑制する
ことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる焼結用圧粉
体の成形金型の構成を図１乃至図６に基づいて説明す
る。

【００１１】図１に示すように、本発明では、互いに衝
合する一対の上パンチ及び下パンチのうち、一方のパン
チ、例えば下パンチ（１）の加圧面（３）に抜き穴創成
用のコア材（４）を脱着可能に固定した。コア材（４）
は、その中心軸に沿って設けられた貫通穴（５）にボル
ト（例えば六角穴付きボルト）（６）を挿入し、ボルト
（６）の先端部を下パンチ（１）に設けたねじ穴（７）
に螺合して下パンチ（１）に脱着可能に取り付けられ
る。

【００１２】コア材（４）の下部は、加圧面（３）に形
成した装着穴（８）に埋め込まれている。コア材（４）
のうち、加圧面（３）よりも上方の、製品肉厚分に対応
する領域（ｔ）には、離型時の摺動抵抗による圧粉体の
割れを防止すべく、上方に向けて縮径する円錐面状のテ
ーパ部（９）が形成されている。

【００１３】この他、図示は省略するが、図１に示すコ
ア材（４）の下端面に上述のボルト（６）に相当するね
じ部を一体に突出形成すると共に、コア材（４）の上端
面にねじ締め用の穴（ドライバー目や六角穴等）を形成
し、ねじ部をねじ穴（７）にねじ込みながらコア材
（４）の下部を装着穴（８）に収納してもよく、この場
合は、コア材（４）を一部品とすることができるので、
さらなるコスト低減が期待できる。

【００１４】コア材（４）の断面形状は、抜き穴の形状
に応じて決定され、その形状は任意である。すなわち、
抜き穴が円形であればコア材（４）の断面形状も円形と
し、抜き穴が楕円形であれば当該断面形状も楕円形とす
る。その他、三角形や四角形に近似した形状としてもよ
い。

【００１５】図３及び図４は、本発明を実際の成形金型
に適用した構成例である。このうち、図３の中心線より
左側は第１工程を、同図の中心線より右側は第２工程
を、図４の中心線よりも左側は第３工程を、同図の中心
線よりも右側は第４工程を示している。

【００１６】図示のように、上パンチ（２）は、上外パ
ンチ（2a）及び上内パンチ（2b）で構成される。両パン
チ（2a）（2b）は、アッパープレート（11）にシリンダ
（12ａ）（12ｂ）を介して支持されており、アッパープ
レート（11）の昇降運動と連動して昇降すると共に、シ
リンダ（12ａ）（12ｂ）によってアッパープレート（1
1）と独立して昇降可能である。下パンチ（１）は、下
外パンチ（1a）、下中パンチ（1c）、下内パンチ（1b）
からなる。このうち、下中パンチ（1c）は、ベースプレ
ート（14）に固定され、下外パンチ（1a）及び下内パン
チ（1b）はベースプレート（14）に設けたシリンダ（15
ａ）（15ｂ）によって昇降可能に支持されている。下パ
ンチ（１）には、ダイプレート（17）及び各パンチ（1
a）〜（1c）を所定位置に待機させて金属粉（19）を収
容するキャビティ（21）が形成され、下内パンチ（1b）
の加圧面（3b）には、上述のコア材（４）が取り付けら
れている。なお、図面では、コア材（４）のテーパ部
（９）の図示を省略している。

【００１７】図２に示すように、第１工程（：粉末充
填工程）では、下パンチ（１）のキャビティ（21）に金
属粉（19）が充填される。この時、コア材（４）の上端
面は、ダイプレート（17）と同一平面上にあり、コア材
（４）はキャビティ（21）内に突出するように位置して
いる。なお、この状態では、上外パンチ（2a）は降下位
置にあり、上内パンチ（2b）は上昇位置にある。

【００１８】第２工程（：粉末移動工程）では、上ラ
ム（23）が降下し、アッパープレート（11）を介して上
外パンチ（2a）及び上内パンチ（2b）をその相対位置を
保持したまま降下させる。上ラム（23）がある程度降下
すると、上下の同期アーム（24）（25）が衝合し、以
後、上ラム（23）の降下運動に連動して下外パンチ（1
a）が下中パンチ（1c）と同じ高さに達するまでシリン
ダ（15ａ）を押し縮めながら降下する。これにより、キ
ャビティ（21）が変形して粉末移動が生じ、且つ、上外
パンチ（2a）がキャビティ（21）に侵入して金属粉（1
9）を最終圧縮前の形状にする。

【００１９】図３に示す第３工程（：加圧工程）で
は、上ラム（23）が下死点まで降下するまでの間に、先
ず上内パンチ（2b）が圧縮を開始し、これに遅れてアッ
パープレート（11）と接触した上外パンチ（2a）が圧縮
を開始して金属粉（19）を加圧する。これと同時に上内
パンチ（2b）から加圧力を受けた下内パンチ（1b）がシ
リンダ（15ｂ）を押し縮めながらストッパ（22）と接触
するまで降下する。これに伴い、コア材（４）の上端面
がキャビティ（21）を突き抜けて下中パンチ（1c）の加
圧面に設けた収容部（26）に収容される。この状態を保
持して上ラム（23）からさらなる加圧力を付与すること
により、金属粉（19）の全域が所定の圧縮率で圧縮され
る。

【００２０】第４工程（：離型工程）では、ダイプレ
ート（17）を降下させ、さらに下内パンチ（1b）を降下
させてコア材（４）を圧粉体（19）から抜き取る。次
に、上外パンチ（2a）、上内パンチ（2b）の順で上パン
チ（２）を上昇させ、圧粉体（19）を離型する。上外パ
ンチ（2a）と上内パンチ（2b）の上昇運動に時間差を設
けたのは、両パンチ（2a）（2b）の同時上昇によって圧
粉体（19）が横方向にスプリングバックし、上外パンチ
（2a）の内側面へ食い付いて欠けが発生するのを防止す
るためである。

【００２１】以上の構成及び手順により、図６（ａ）
（ｂ）に示すように、抜き穴（29）を有する圧粉体（1
9）が成形可能となる。この場合、従来品のロッド（側
ロッド、コアロッド）に比べてはるかに短いコア材
（４）を使用することから、金型単価の高騰を抑制する
ことができ、またコア材（４）の径を小さくすることに
よって小径の抜き穴（29）も簡単に形成可能となる。ま
た、コア材（４）をねじ嵌合により脱着可能に下内パン
チ（1b）に固定しているので、一の金型で大小様々な径
の抜き穴（29）を持つ圧粉体（19）が成形可能となる。

【００２２】以上の説明では、圧粉体（19）に抜き穴
（29）を形成する場合のみ説明したが、同様のコア材
（４）によって圧粉体の中心部に軸取り付け用の穴を形
成することも可能である。また、コア材（４）は下内パ
ンチ（1b）のみならず、他のパンチに取り付けてもよ
い。

【００２３】図２（ａ）（ｂ）に、上述したコア材
（４）の他の形状及び取り付け方法を例示する。

【００２４】（ａ）図は、下パンチ（１）に小径部（8
a）及び大径部（8b）からなる段付きの装着穴（８）を
小径部（8a）を上にして貫通形成すると共に、長尺円筒
状のコアホルダー（31）の上端部に、テーパ部（図示省
略）を有する棒状のコア材（４）を螺着し、このコアホ
ルダー（31）及びコア材（４）を装着穴（８）に挿入し
てコアホルダー（31）の下端部をねじ等で下パンチ
（１）の下面に固定したものである。この場合、コアホ
ルダー（31）は、下パンチ（１）内を摺動するものでは
なく、固定位置にあるので、従来品のロッドのように高
い精度が要求されることはない。従って、安価な金型と
することができる。コア材（４）の上端面にドライバー
目を形成しておけば、ドライバーを用いてコア材（４）
のみを簡単に交換することもできる。

【００２５】（ｂ）図は、コアホルダー（31）とコア材
（４）を一体化させたもので、（ａ）図と同様に装着穴
（８）に挿入し、下端部を下パンチ（１）の下面にねじ
止めすることにより、下パンチ（１）に対して脱着可能
とされている。この構成であれば、コア材（４）にねじ
部を形成する必要がないので、ねじ切りができない程度
の細いコア材（４）を用いることができ、ごく小さい抜
き穴を形成することが可能となる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、抜き穴創成用のコア材
の長さを、従来装置のロッドに比べて短くすることがで
きるので、金型単価の高騰を抑制することができ、コア
材の径を小さくすることによって小径の抜き穴も簡単に
形成可能となる。また、コア材を脱着可能に固定してい
るので、一の金型で大小様々な径の抜き穴を持つ圧粉体
が成形可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略を示す断面図である。

【図２】コア材の他の形状及び取り付け方法を示す断面
図である。

【図３】本発明を適用した実際の成形金型の断面図であ
る。

【図４】本発明を適用した実際の成形金型の断面図であ
る。

【図５】従来の成形金型の断面図である。

【図６】抜き穴を有する焼結用圧粉体の一例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 下パンチ ２ 上パンチ ３ 加圧面 ４ コア材 19 金属粉（圧粉体） 29 抜き穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のパンチを加圧衝合することによ
   り、抜き穴を有する焼結用圧粉体を得るためのものであ
   って、何れか一方のパンチに、先端面をパンチの加圧面
   に突出させて抜き穴創成用のコア材を脱着可能に固定し
   たことを特徴とする焼結用圧粉体の成形金型。