JPH09241703A - リング状粉末成形品の成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】ダイス型とコア型とそれらによって形成さ
れるリング状成形空間内に挿入される下パンチ及び上パ
ンチとを設け、それら下パンチと上パンチとで成形空間
内に充填した原料粉末を加圧してリング状粉末磁石成形
品を成形する装置において、コア型の偏心による製品の
偏肉の発生の問題を解消ないし抑制する。 【解決手段】コア軸２０の下端と伝達軸２２の上端とを
ボールジョイント６０を介して結合するとともに、ボー
ルジョイント６０による結合部分の直下において伝達軸
２２を軸直角方向に位置決めした状態でその軸心方向に
運動案内する直線運動軸受６２の可動部６６を伝達軸２
２に取り付け、更に直線運動軸受６２における運動案内
部としての本体部６４を、ダイス型保持プレート１６に
対して一体移動状態で締結した位置決めプレートとして
の昇降プレート４６に対して固定的に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はリング状粉末成形
品の成形装置に関し、詳しくはダイス型の中心部にコア
型を位置させ、それらダイス型とコア型とで形成された
リング状の成形空間内に原料粉末を充填してこれを下パ
ンチと上パンチとで加圧し、リング状粉末成形品を成形
する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リング状の粉末成形品、例えばリング状
の粉末磁石成形品（以下リング状の粉末磁石成形品を例
として説明する）を成形する装置として、ダイス型とコ
ア型と下パンチ及び上パンチとを用い、そのコア型をダ
イス型の中心に位置させてそれらダイス型とコア型との
間にリング状の成形空間を形成し、そこに原料粉末を充
填してこれを下パンチと上パンチとで上下に加圧し、以
てリング状の粉末磁石成形品を成形するようにした装置
が従来用いられている。

【０００３】図６はこのリング状の粉末磁石成形品を成
形する装置として従来用いられているものを具体的に示
している。同図において２００はダイス型で、ダイス型
保持プレート２０２により保持されている。２０４はコ
ア型で、このコア型２０４からはコア軸２０６が下向き
に一体に延び出している。このコア軸２０６は、複数の
ロッドを継ぎ合わせて成る伝達軸２０８を介して図示を
省略する駆動シリンダに連結され、かかる駆動シリンダ
によりコア型２０４が昇降駆動されるようになってい
る。

【０００４】２１０は上パンチで、上パンチ保持プレー
ト２１２により下向きに保持されており、かかる上パン
チ保持プレート２１２とともに昇降運動させられるよう
になっている。

【０００５】２１４は上パンチ２１０と対向状態で配置
された下パンチで、取付ブロック２１６を介して下パン
チ保持プレート２１８に取り付けられている。この下パ
ンチ保持プレート２１８は、締結ボルト２２０によって
装置フレーム側に固定されており、位置固定の状態とさ
れている。

【０００６】２２２は伝達軸２０８を軸直角方向にある
程度位置決めしつつダイス型保持プレート２０２を昇降
させる昇降プレートで、タイロッド２２４及び締結ボル
ト２２６によってダイス型保持プレート２０２に一体的
に締結固定されている。

【０００７】この昇降プレート２２２には昇降駆動部材
２２８が結合されており、この昇降プレート２２２に対
し、昇降駆動部材２２８を介して図示を省略する駆動装
置からの駆動力が加えられる。

【０００８】上記下パンチ保持プレート２１８には上下
方向の貫通穴が形成されていてそこにガイドブッシュ２
３０が装着され、そのガイドブッシュ２３０の内部にコ
ア軸２０６ないし伝達軸２０８が摺動可能に嵌合されて
いる。

【０００９】そしてこのガイドブッシュ２３０によって
コア軸２０６、つまりコア型２０４の軸心位置が位置決
めされ、かかる位置決め状態の下でコア型２０４がダイ
ス型２００の中心穴部に挿入セットされ且つ昇降案内さ
れるようになっている。

【００１０】而してこの装置では、図示の状態からダイ
ス型２００及びコア型２０４を上昇させた上で、ダイス
型２００とコア型２０４との間に形成されるリング状成
形空間に原料粉末を充填し、次いで上パンチ２１０を下
降させることによって原料粉末を下パンチ２１４と上パ
ンチ２１０とで上下に加圧し、リング状の粉末磁石成形
品を成形する。その後上パンチ２１０を上向きに後退さ
せた後に、まずダイス型２００を、次いでコア型２０４
を下降運動させ、成形品を型から取り出す。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この成形装置の場合、
ダイス型２００に対するコア型２０４の心の位置の精度
が、リング状粉末磁石成形品の形状・寸法精度を左右す
ることとなる。そのため、従来の装置においてはコア型
２０４の心の位置をダイス型２００の心位置に合致させ
るべく、ガイドブッシュ２３０にてコア軸２０６ないし
伝達軸２０８の軸心を位置決めし、その状態でそれらを
移動案内するようにしていた。

【００１２】しかしながらリング状の粉末磁石成形品の
場合極めて高い寸法精度が要求され、例えばコア型２０
４の心位置がダイス型２００の心位置に対して４０μｍ
程度偏心しても良好な製品を成形できなくなってしまう
場合が生じる。

【００１３】図に示す装置にあっては、コア型２０４が
多数のロッドを継ぎ合わせて構成した長い伝達軸２０８
を介して駆動シリンダに連結され、従ってコア軸２０
６、つまりコア型２０４を高い精度で正確に心出しする
ことが難しいのであり、特にガイドブッシュ２３０が摩
耗してガタを生じたりすると、実際上求める精度でコア
型２０４を心出しすることが極めて困難となる。

【００１４】図７はこの様子を具体的に表したもので、
長いコア軸２０６及び伝達軸２０８を介して支持された
状態のコア型２０４は、図に示しているように傾きを生
じてダイス型２００の内部で偏心を生じ易く、特にガイ
ドブッシュ２３０が摩耗したときにはその傾向が顕著と
なって製品に大きな偏肉を生ぜしめてしまう。これによ
り製品として使用できない不良品を多く発生させてしま
う。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願の発明の成形装置は
このような課題を解決するために案出されたものであ
る。而して本願の発明のリング状粉末成形品の成形装置
は、（イ）ダイス型と、（ロ）該ダイス型を保持するダ
イス型保持プレートと、（ハ）該ダイス型の中空穴部に
挿入され、該ダイス型との間にリング状の成形空間を形
成するコア型と、（ニ）該成形空間内に下側から上向き
に挿入される下パンチ及び該成形空間内に上側から下向
きに挿入される上パンチとを設け、該成形空間内に充填
した原料粉末をそれら下パンチと上パンチとで加圧して
リング状の粉末成形品を成形するとともに、該コア型に
は下向きに延び出すコア軸を一体に設けて、該コア軸を
伝達軸を介してシリンダ等の駆動装置に連結し、該駆動
装置にて該コア型を昇降させるようにしたリング状粉末
成形品の成形装置において、前記コア軸の下端と前記伝
達軸の上端とをボールジョイントを介して結合するとと
もに、該ボールジョイントによる結合部分の直下におい
て、該伝達軸を軸直角方向に位置決めした状態でその軸
心方向に運動案内する直線運動軸受の可動部を該伝達軸
に取り付け、更に該直線運動軸受における運動案内部と
しての本体部を、前記ダイス型保持プレートに対して一
体移動状態で締結した位置決めプレートに対して固定的
に取り付けたことを特徴とする（請求項１）。

【００１６】本願の別の発明のリング状粉末成形品の成
形装置は、請求項１において、前記リング状粉末成形品
が粉末磁石成形品であることを特徴とする（請求項
２）。

【００１７】本願の更に別の発明のリング状粉末成形品
の成形装置は、請求項１又は２において、前記位置決め
プレートには昇降駆動部材が連結されていて該位置決め
プレートが、該昇降駆動部材を介して加えられた駆動力
により前記ダイス型保持プレート及びこれに保持された
ダイス型を、該位置決めプレートに固設された前記直線
運動軸受とともに昇降運動させるものとされていること
を特徴とする（請求項３）。

【００１８】

【作用及び発明の効果】上記のように請求項１の発明
は、まずコア型から一体に延び出したコア軸に対して駆
動力を伝達するための伝達軸を、コア軸に対する連結部
分の直下において直線運動軸受により軸心方向に移動可
能且つ軸直角方向に移動不能に拘束して位置決めをなし
た上、コア軸の下端と伝達軸の上端とをボールジョイン
トにて結合するようになしたものである。

【００１９】本発明に従って装置を構成した場合、ダイ
ス型に対してコア型を精度高く心出しできることを確認
した。現段階においてその理由につき明確には判明して
いないが、推察として次のようなことが考えられる。

【００２０】即ち、従来はコア型の軸心をダイス型の軸
心に正確に合わせるべく伝達軸を厳密に位置決めするこ
とを考え、実践してきたが、例えば上記リング状の粉末
磁石成形品の場合許容される偏心が例えば４０μｍ以下
と極めて高い精度での位置決めが必要とされ、そのよう
な高い精度で予め伝達軸を位置出し，位置決めし、また
プレス作業を通じてその位置決め状態を維持することは
実際上実現することが難しい。そしてこのことが偏肉に
よる不良品を多く発生させる理由となっていた。また同
時に、金型の据付けに際してコア型の心出しのために多
大な労力を要する理由となっていた。

【００２１】ここにおいて本発明は発想を１８０度転換
し、コア軸と伝達軸とをボールジョイントで結合してコ
ア型をこのボールジョイントによる結合部位で自由に傾
動できるようにし、一方で伝達軸をそのボールジョイン
トによる結合部位の直下で軸直角方向に厳密に位置決め
し、拘束するようにしたのである。

【００２２】このようにした結果コア型の偏心が良好に
抑制されることとなったのであるが、これは粉末のプレ
ス成形を繰り返す中でコア型と下パンチとの間の微小な
隙間内に粉末その他が入り込んで同隙間を埋める現象が
生じ、その際にコア型に対して侵入粉末等による調心作
用が働いて、即ちその隙間が全周に亘って均一となるよ
うにコア型を調心する作用が働いて、結果的にコア型が
良好に心出しされることとなったものと考えられる。

【００２３】そしてこのとき、コア型をボールジョイン
トによる結合によって自由に傾動可能な状態としたこと
でその調心作用が円滑に働き、コア型を厳格に拘束状態
とした場合よりもむしろ位置決め精度が高くなったもの
と考えられる。

【００２４】即ち、従来はプレス成形に先立って予めコ
ア型を強制的に拘束して位置決め，位置出しをするよう
にしていたのを、本発明ではプレス作業の過程でコア型
の位置出しをするようになしたものであって、従来の考
え方とは全く発想の異なるものである。そしてこのよう
にした結果、製品の不良率を大幅に低減することができ
たのである。

【００２５】但し伝達軸そのものが位置不定であるとコ
ア型の良好な心出しを確保することができない。そこで
本発明では、ダイス型保持プレートと一体状態の位置決
めプレート、つまりダイス型に対して位置の定まった位
置決めプレートに対して直線運動軸受を固設し、これに
より伝達軸を保持させてその軸直角方向の位置を定め、
拘束するようにした。

【００２６】上記リング状粉末成形品の中にあって磁石
成形品は特に高い寸法精度が要求される。従って本発明
はかかるリング状の粉末磁石成形品の成形に適用して特
に効果が大きい（請求項２）。

【００２７】次に請求項３の発明は、上記位置決めプレ
ートに昇降駆動部材を連結して、その位置決めプレート
によりダイス型保持プレート及びこれに保持されたダイ
ス型を、その位置決めプレートに固設した直線運動軸受
とともに昇降運動させるようにしたもので、本発明によ
れば、ダイス型を昇降させることによってリング状粉末
成形品を良好にプレス成形し、且つ成形品の脱型を行う
ことができる。

【００２８】その際、上記伝達軸を拘束して位置決めす
る直線運動軸受が位置決めプレート、つまりダイス型と
一体に移動する位置決めプレートに固設されているた
め、その移動に際してコア型を支持する伝達軸の上端の
位置が（軸直角方向に）変化せず、伝達軸上端がコア型
に対する支持位置をダイス型に対して予め定めた相対関
係位置に維持しつつダイス型とともに移動するため、そ
の移動に際してコア型の心がぶれを生じてしまうといっ
たことを回避できる。

【００２９】

【実施例】次に、本発明を薄肉のリング状粉末磁石成形
品の成形装置に適用した場合の例を図面に基づいて詳し
く説明する。図１において１０はダイス型で、取付部材
１２，１４によってダイス型保持プレート１６に取付保
持されている。１８はダイス型１０とともに薄い円形リ
ング状の成形空間を形成するコア型で、このコア型１８
からはコア軸２０が下向きに一体に延び出しており、そ
のコア軸２０が、長い伝達軸２２を介して図２に示す駆
動シリンダ２４に連結されている。ここで伝達軸２２
は、ロッド２５，２６を含む複数の軸部材を軸方向に継
ぎ合わせて構成した長いものである。

【００３０】２８はダイス型１０とコア型１８との間に
形成されるリング状の成形空間内部に下側から上向きに
挿入される円筒形状の下パンチで、取付ブロック３０を
介して下パンチ保持プレート３２に取付保持されてい
る。下パンチ保持プレート３２は、装置フレーム３４側
に締結ボルト３６によって締結固定され、位置固定状態
とされている。

【００３１】３８は上記下パンチ２８に対向状態で配置
された上パンチで、上パンチ保持プレート４０に対して
下向きに取り付けられ、かかる上パンチ保持プレート４
０と一体的に、ガイドロッド４２及びガイドブッシュ４
４の案内の下に昇降させられるようになっている。

【００３２】下パンチ保持プレート３２の下側には、伝
達軸２２を位置決めする位置決めプレートとしての昇降
プレート４６が配置されている。この昇降プレート４６
は、タイロッド４８及び締結ボルト５０によって上記ダ
イス型保持プレート１６に締結固定され、以てダイス型
保持プレート１６と一体化されており、またこの昇降プ
レート４６には昇降駆動部材５２が連結されていて、図
示を省略する駆動装置からの駆動力がかかる昇降駆動部
材５２を通じて昇降プレート４６に加えられるようにな
っている。

【００３３】そしてこの昇降プレート４６の昇降運動に
伴って、上記ダイス型保持プレート１６、つまりダイス
型１０が所定ストローク昇降運動させられるようになっ
ている。

【００３４】尚、下パンチ保持プレート３２には上下方
向に貫通する貫通穴が設けられていてそこにガイドブッ
シュ５４が装着され、このガイドブッシュ５４に対して
上記タイロッド４８が摺動可能に嵌合されている。即ち
タイロッド４８は、ダイス型保持プレート１６及び昇降
プレート４６の昇降案内をなすガイドロッドを兼ねてい
る。

【００３５】上記コア軸２０の下端と伝達軸２２の上端
とは、図３に示しているようにボール５６と凹球面を備
えたソケット部５８とを有するボールジョイント６０に
て相対回動可能に結合されている。一方、上記昇降プレ
ート４６の上面には直線運動軸受６２が固設されてお
り、この直線運動軸受６２によって伝達軸２２がその軸
心方向に移動可能且つ軸直角方向に移動不能な状態で拘
束され、位置決めされている。

【００３６】この直線運動軸受６２は、運動案内部とし
ての本体部６４と、可動部６６とから成っており、その
可動部６６が上記伝達軸２２に取り付けられ、また本体
部６４が昇降プレート４６の上面に取付固定されてい
る。

【００３７】本体部６４には、ガイドレール６８が上下
方向に設けられており、また一方上記可動部６６には嵌
合部７０が形成されていて、この嵌合部７０がガイドレ
ール６８に対し、上下方向に摺動可能且つ水平方向に移
動不能に嵌合されている。

【００３８】可動部６６は、また、２つ割形態のクラン
プ部７２，７４を有しており、それらクランプ部７２，
７４が伝達軸２２、具体的にはロッド２５を外周面にお
いて挾み込む状態で締結ボルト７６により互いに締結さ
れている。尚、図１，図３において７８は伝達軸２２、
ひいてはコア型１８の下降端を規定するストッパ部で、
伝達軸２２に固定的に設けられている。

【００３９】次に本例の装置によってリング状粉末磁石
成形品を成形する手順を装置の作用とともに説明する。
まず上パンチ３８を上方に後退させた状態において、ダ
イス型１０及びコア型１８を所定ストローク上昇移動さ
せる。次いでダイス型１０とコア型１８との間に形成さ
れたリング状の成形空間８０内に原料粉末８２を充填し
（図５（Ｉ））、その後上パンチ３８を下降させて原料
粉末８２を下パンチ２８と上パンチ３８とで上下方向に
加圧する（同図（II））。

【００４０】この加圧動作が済んだら次に上パンチ３８
を上向きに後退させ、次いでまずダイス型１０を下向き
に下降させる（同図（III），（IV））。更に引き続い
てコア型１８を下降させてリング状粉末磁石成形品８４
を脱型し、これを型の外部に取り出す（同図（Ｖ））。

【００４１】上記のように本例の装置は、コア型１８か
ら一体に延び出したコア軸２０に対して駆動力を伝達す
るための伝達軸２２を、コア軸２０に対する連結部分の
直下において直線運動軸受６２により軸心方向に移動可
能且つ軸直角方向に移動不能に拘束して位置決めをなし
た上、コア軸２０の下端と伝達軸２２の上端とをボール
ジョイント６０にて結合したものである。

【００４２】本例の装置においては、ダイス型１０に対
し直線運動軸受６２を介して予め定めた相対関係位置に
厳密に位置出しされた伝達軸２２に対し、コア型１８が
ボールジョイント６０による結合部位を中心として自由
に傾動することができる。

【００４３】この結果、本例の装置によればリング状粉
末磁石成形品８４を成形するに際してコア型１８の偏心
及びこれに基づく製品の偏肉を良好に抑制でき、不良品
の発生を極く少なく抑えることができる。

【００４４】また本例の装置よれば、プレス成形に先立
ってコア型１８の厳密な位置出し作業を行わなくても良
く、リング状粉末磁石成形品８４の成形作業が楽にな
り、またプレス作業中においてコア型１８の位置ずれを
調整するための調整作業の問題を解消でき或いはその際
の負担を軽減することができる。

【００４５】因みに表１は外径３０ｍｍ，内径２０ｍ
ｍ，高さ１８ｍｍの大きさのリング状粉末磁石成形品８
４を図１〜４に示す本例の装置及び図６に示す従来の装
置を用いて成形実験した結果を表している。尚、表中Ｎ
ｏ．１，Ｎｏ．２は実験番号を表している。また同心度
は成形品の外径と内径の同心度（心位置の差）を表して
いる。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１の結果に見られるように、本例の装置
を用いて成形を行った場合、不良品の発生を大幅に低減
ないし無くすことができ、またプレス作業中の調整作業
に要する時間を大幅に低減しないしは無くすことが可能
となる。

【００４８】上記のように本例の装置を用いることによ
って成形を良好に行うことができるが、その理由につい
ては前述したように必ずしも明確にされているわけでは
ない。但し推察として次のようなことが考えられる。

【００４９】図５に基づいてこれを説明すると、コア型
１８と下パンチ２８との間には微小な隙間が生じてお
り、粉末のプレス成形を繰り返すうちにその微小な隙間
内に粉末その他が入り込んで同隙間を埋める現象が生じ
る。

【００５０】その際にコア型１８に対して侵入粉末等に
よる自動調心作用が働いて、即ちその隙間が全周に亘っ
て均一となるようにコア型１８を調心する作用が働い
て、結果的にコア型１８が良好に心出しされることによ
るものと考えられる。

【００５１】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である成形装置の要部断面図
である。

【図２】同実施例の成形装置の概略全体図である。

【図３】図１における直線運動軸受とその周辺部分を拡
大して示す図である。

【図４】図１におけるダイス型，コア型等の金型とその
周辺部分を拡大して示す図である。

【図５】図１ないし図４の装置によるリング状粉末磁石
成形品の成形手順の説明図である。

【図６】従来の成形装置の要部断面図である。

【図７】図６の成形装置の不具合の説明図である。

【符号の説明】

１０ ダイス型 １６ ダイス型保持プレート １８ コア型 ２０ コア軸 ２２ 伝達軸 ２４ 駆動シリンダ ２８ 下パンチ ３８ 上パンチ ４６ 昇降プレート（位置決めプレート） ４８ タイロッド ５２ 昇降駆動部材 ６０ ボールジョイント ６２ 直線運動軸受 ６４ 本体部 ６６ 可動部 ８４ リング状粉末磁石成形品

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）ダイス型と、（ロ）該ダイス型を
   保持するダイス型保持プレートと、（ハ）該ダイス型の
   中空穴部に挿入され、該ダイス型との間にリング状の成
   形空間を形成するコア型と、（ニ）該成形空間内に下側
   から上向きに挿入される下パンチ及び該成形空間内に上
   側から下向きに挿入される上パンチとを設け、該成形空
   間内に充填した原料粉末をそれら下パンチと上パンチと
   で加圧してリング状の粉末成形品を成形するとともに、
   該コア型には下向きに延び出すコア軸を一体に設けて、
   該コア軸を伝達軸を介してシリンダ等の駆動装置に連結
   し、該駆動装置にて該コア型を昇降させるようにしたリ
   ング状粉末成形品の成形装置において前記コア軸の下端
   と前記伝達軸の上端とをボールジョイントを介して結合
   するとともに、該ボールジョイントによる結合部分の直
   下において、該伝達軸を軸直角方向に位置決めした状態
   でその軸心方向に運動案内する直線運動軸受の可動部を
   該伝達軸に取り付け、更に該直線運動軸受における運動
   案内部としての本体部を、前記ダイス型保持プレートに
   対して一体移動状態で締結した位置決めプレートに対し
   て固定的に取り付けたことを特徴とするリング状粉末成
   形品の成形装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記リング状粉末成
   形品が粉末磁石成形品であることを特徴とするリング状
   粉末成形品の成形装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記位置決め
   プレートには昇降駆動部材が連結されていて該位置決め
   プレートが、該昇降駆動部材を介して加えられた駆動力
   により前記ダイス型保持プレート及びこれに保持された
   ダイス型を、該位置決めプレートに固設された前記直線
   運動軸受とともに昇降運動させるものとされていること
   を特徴とするリング状粉末成形品の成形装置。