JPH0970695A - 粉末成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上パンチ23における圧粉体を成形する下面31
に凹部32を有するものにおいて、凹部32内の空気48の圧
縮による上パンチ23の破損を防ぐ。 【解決手段】 上パンチ本体33に、凹部32へ開口した貫
通孔35を形成し、この貫通孔35に空気抜き用ロッド34を
埋め込んで固定する。これら貫通孔35および空気抜き用
ロッド34の側面間の隙間により空気抜き通路41を形成
し、凹部32内の空気48を上パンチ23外へ抜く。凹部32内
の空気48を確実に抜くとともに、圧粉体にバリが生じる
のを防ぐためには、前記隙間は５〜35μm とするのがよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末冶金などで用いら
れる粉末成形用金型装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示す圧粉体１を成形することを考
えてみる。この圧粉体１は、一端面（図示上面）２の中
央部に凸部３を有している。この凸部３は、前記上面２
の周縁部から離れて位置している。また、本圧粉体１
は、孔のない中実なものである。

【０００３】図６は、前記圧粉体１を成形する粉末成形
用金型装置の一例を示している。６はダイ、７は下パン
チ、８は上パンチである。ダイ６は、圧粉体１の側面を
成形するものである。また、下パンチ７は、圧粉体１の
下面を成形するもので、ダイ６内に下方から上下摺動自
在に嵌合されている。さらに、上パンチ８は、圧粉体１
の上面を成形するもので、ダイ６内に上方から上下摺動
自在にかつ挿脱自在に嵌合されるものである。そして、
上パンチ８は、その圧粉体１を成形する下面９に、圧粉
体１の凸部３を成形する凹部10を有している。この凹部
10は、上パンチ８の下面９におけるダイ６に沿う周縁部
から離れて位置している。

【０００４】そして、粉末成形時には、図６（ａ）に示
すように、上パンチ８がダイ６から上へ抜けた状態で、
ダイ６上を摺動するフィーダーにより原料粉末11がダイ
６内に充填される。ダイ６内に充填された原料粉末11の
上面は、フィーダーにより均されてダイ６の上面と同一
面になる。ついで、下降する上パンチ８がダイ６内に嵌
合し、このダイ６内で両パンチ７，８により原料粉末11
が加圧されて圧縮される。これにより、圧粉体１が成形
される。その後、上パンチ８が上昇してダイ６から抜け
るとともに、ダイ６に対し下パンチ７が相対的に上昇し
て、圧粉体１がダイ６から抜き出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６（ｂ）
に示すように、ダイ６に上パンチ８が嵌合し始めたと
き、この上パンチ８の凹部10内には空気12が取り残され
る。この凹部10内の空気12は、既に上パンチ８の周辺部
が全周に渡ってダイ６内に嵌合しているために、外気と
は遮断された状態になり、外へは逃げられない。そのま
まパンチ７，８の加圧が続けられると、凹部10内の空気
12が圧縮されてその圧力が高まり、この圧力により上パ
ンチ８に割れなどの破損が生じる問題がある。なお、も
し圧粉体１に凸部３を貫く貫通孔があれば、この孔を形
成するコアロッドとパンチとの間の隙間を介して凹部10
から空気を抜くことができるが、実際には圧粉体１には
貫通孔がないので、凹部10から空気が抜けない。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、パンチにおける圧粉体を成形する面に凹
部を有する粉末成形用金型装置において、凹部内の空気
の圧縮によるパンチの破損を防止することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前記
目的を達成するために、ダイと、このダイ内に挿脱自在
に嵌合されるパンチとを備え、このパンチは、圧粉体を
成形する面に、この面におけるダイに沿う周縁部から離
れて位置した凹部を有する粉末成形用金型装置におい
て、前記パンチに、前記凹部からパンチ外へ通じる空気
抜き通路を形成したものである。

【０００８】そして、この構成により、粉末成形時、ダ
イ内に原料粉末を充填した後、ダイ内にパンチを嵌合し
て、ダイ内の原料粉末を加圧、圧縮して成形する。ダイ
内にパンチが嵌合し始めたとき、パンチの凹部内には空
気が取り残されるが、この凹部内の空気は、圧縮に伴
い、パンチに形成された空気抜き通路を通って、凹部か
らパンチ外へ抜ける。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明の粉末
成形用金型装置において、前記パンチは、前記凹部に分
割面が臨む複数のパンチ部材により構成し、これらパン
チ部材の分割面間の隙間により前記空気抜き通路を形成
したものである。

【００１０】そして、この構成により、パンチの凹部内
の空気は、圧縮に伴い、複数のパンチ部材の分割面間の
隙間からなる空気抜き通路を通って、凹部からパンチ外
へ抜ける。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２の発明の粉末
成形用金型装置において、前記複数のパンチ部材は、パ
ンチ本体と、このパンチ本体に形成された貫通孔に組み
込まれてパンチ本体に固定された空気抜き用ロッドとか
らなるものである。

【００１２】そして、この構成により、パンチの凹部内
の空気は、圧縮に伴い、パンチ本体の貫通孔の側面およ
び空気抜き用ロッドの側面間の隙間からなる空気抜き通
路を通って、凹部からパンチ外へ抜ける。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１から３のいず
れか１項の発明の粉末成形用金型装置において、前記凹
部に臨む位置で、前記空気抜き通路の幅は、５〜35μm
としたものである。

【００１４】空気抜き通路の幅が５μm より小さいと、
凹部内の空気が円滑に抜けない。一方、空気抜き通路の
幅が35μm より大きいと、圧縮に伴い、空気抜き通路内
に原料粉末が入り込み、圧粉体にバリができてしまう。

【００１５】

【発明の実施形態】以下、本発明の粉末成形用金型装置
の一実施例について、図１から図４を参照しながら説明
する。成形される圧粉体１は、先に説明した図５に示す
ものである。図１から図４において、21はダイ、22は下
パンチ、23は上パンチ、24はフィーダーである。ダイ21
は、圧粉体１の側面を成形するものである。また、下パ
ンチ22は、圧粉体１の下面を成形するもので、ダイ21内
に下方から上下摺動自在に嵌合されている。一方、上パ
ンチ23は、圧粉体１の上面を成形するもので、ダイ21内
に上方から上下摺動自在にかつ挿脱自在に嵌合されるも
のである。さらに、フィーダー24は、図３に矢印で示す
ようにダイ21上を水平に摺動し、このダイ21内に原料粉
末25を充填するものである。この原料粉末25の径は、0.
1 〜２μm 程度である。なお、26は、ダイ21を図示して
いないダイプレートに固定するダイホルダーである。

【００１６】つぎに、前記上パンチ23の構成を詳しく説
明する。この上パンチ23は、その圧粉体１を成形する下
面31に、圧粉体１の凸部３を成形する凹部32を有してい
る。この凹部32は、上パンチ23の下面31におけるダイ21
に沿う周縁部から離れて位置している。そして、上パン
チ23は、前記凹部32に分割面が臨む複数のパンチ部材に
より構成されている。これらパンチ部材は、１つの上パ
ンチ本体33および２本の空気抜き用ロッド34である。上
パンチ本体33には、下端が凹部32へ開口した２つの貫通
孔35が上下方向に貫通させて形成されており、これら貫
通孔35に空気抜き用ロッド34がそれぞれ貫通させて組み
込まれている。この空気抜き用ロッド34を上パンチ本体
33に固定するために、貫通孔35の上端部に形成された座
ぐり部36に空気抜き用ロッド34の上端部のフランジ部37
が嵌合されているとともに、上パンチ本体33上にボルト
38により固定された押さえ板39が前記フランジ部37を押
さえている。なお、空気抜き用ロッド34の下端面は、上
パンチ本体33の凹部32の上面と同一面に位置している。
また、上パンチ本体33には、それぞれ前記各貫通孔35の
中間部から上パンチ本体33の外側面へ抜ける水平な横孔
40が形成されている。そして、上パンチ本体33および各
空気抜き用ロッド34間の分割面間の隙間、すなわち、貫
通孔35の側面および空気抜き用ロッド34の側面間の隙間
と横孔40とにより、前記凹部32から上パンチ23外へ通じ
る空気抜き通路41が形成されている。また、前記凹部32
に臨む貫通孔35の下部は、それより上側よりも径の小さ
い径小部42になっているが、この径小部42において、空
気抜き通路41の幅、すなわち、径小部42の側面および空
気抜き用ロッド34の側面間の隙間ｃは、５〜35μm 、よ
り好ましくは10〜20μm である。

【００１７】なお、46は上パンチ押さえ、47は上パンチ
受け板で、これらは、上パンチ23を図示していない上パ
ンチプレートに固定するものである。

【００１８】粉末成形に際しては、図３に示すように、
上パンチ23がダイ21から上へ抜けた状態で、このダイ21
ないしダイプレート上を摺動するフィーダー24により原
料粉末25がダイ21内に充填される。ついで、図１に示す
ように、下降する上パンチ23がダイ21内に嵌合し、この
ダイ21内で両パンチ22，23により原料粉末25が加圧され
て圧縮される。これにより、圧粉体１が成形される。図
２は、加圧が完了した時点を示している。その後、上パ
ンチ23が上昇してダイ21から抜けるとともに、ダイ21に
対し下パンチ22が相対的に上昇して、圧粉体１がダイ21
から抜き出される。こうして成形された圧粉体１は、そ
の後加熱されて焼結される。

【００１９】ところで、図１に示すように、ダイ21に上
パンチ23が嵌合し始めたとき、この上パンチ23の周辺部
が全周に渡ってダイ21内に嵌合するために、上パンチ23
の凹部32内には空気48が取り残される。この凹部32内の
空気48は、パンチ22，23による圧縮に伴い、矢印で示す
ように、上パンチ23に形成された空気抜き通路41、すな
わち、上パンチ本体33の貫通孔35の側面および空気抜き
用ロッド34の側面間の隙間と横孔40とを通って、凹部32
から上パンチ23外へ抜ける。これにより、凹部32内の空
気48の圧縮による上パンチ23の破損を防止できる。

【００２０】なお、空気抜き通路41における空気の流通
抵抗を低くし、凹部32内から空気48が確実に抜けるよう
にするためには、空気抜き通路41の最小幅を５μm 以
上、より好ましくは10μm 以上にすべきである。逆に、
空気抜き通路41の最小幅が５μm より小さいと、凹部32
内の空気48が円滑に抜けない。また、凹部32に臨む貫通
孔35の径小部42の側面および空気抜き用ロッド34の側面
間の隙間が大きすぎると、圧縮に伴い、この隙間に原料
粉末25が入り込み、圧粉体１にバリができてしまうおそ
れがある。このバリの発生を防ぐには、前記隙間を35μ
m 以下、より好ましくは20μm 以下にすべきである。

【００２１】さらに、前記実施例のように、上パンチ本
体33に形成した貫通孔35に空気抜きロッド34を埋め込
み、これら貫通孔35および空気抜きロッド34の側面間の
隙間により空気抜き通路41を形成することにより、金型
製作上、この空気抜き通路41を任意の位置に容易に形成
できる。そして、原料粉末を加圧する上パンチ23の下面
31の大部分は一体の上パンチ本体33が形成しているか
ら、金型強度においても問題を生じない。

【００２２】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
成形される圧粉体の形状は、前記実施例のような丸い形
状のものには限らず、四角いものなどであってもよい。
一面にその周縁部から離れて位置した凸部を有し、か
つ、この凸部を含めて全体を貫く孔のない圧粉体であれ
ば、本発明が有効である。また、前記実施例では、空気
抜き用ロッド34を２本としたが、空気抜き用ロッドの数
は、それに限るものではなく、圧粉体、その凹部の形状
などに応じて適宜設定すればよい。さらに、空気抜き通
路を形成するための手段も、前記実施例のように、パン
チ本体33に空気抜き用ロッド34を貫通させて設けるもの
に限らない。例えば、パンチを左右に２分割し、その分
割面間に空気抜き通路を形成するなどしてもよい。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、パンチにおけ
る圧粉体を成形する面に、この面におけるダイに沿う周
縁部から離れて位置した凹部を有する粉末成形用金型装
置において、前記パンチに、前記凹部からパンチ外へ通
じる空気抜き通路を形成したので、凹部内の空気の圧縮
によるパンチの破損を防止できる。

【００２４】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、前記パンチは、前記凹部に分割面が臨
む複数のパンチ部材により構成し、これらパンチ部材の
分割面間の隙間により空気抜き通路を形成したので、金
型製作上、この空気抜き通路を任意の位置に容易に形成
できる。

【００２５】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
の効果に加えて、前記複数のパンチ部材は、パンチ本体
と、このパンチ本体に形成された貫通孔に組み込まれた
空気抜き用ロッドとからなるので、空気抜き通路をいっ
そう容易に形成できるとともに、金型強度においても問
題を生じない。

【００２６】請求項４の発明によれば、請求項１ないし
３の発明の効果に加えて、凹部に臨む位置で、空気抜き
通路の幅は、５〜35μm としたので、凹部内の空気を確
実に抜くことができるとともに、圧粉体にバリが生じる
ことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉末成形用金型装置の一実施例を示す
断面図で、上パンチがダイに嵌合し始めた時点を示して
いる。

【図２】同上断面図で、加圧完了時を示している。

【図３】同上断面図で、原料粉末充填後の時点を示して
いる。

【図４】同上上パンチの底面図である。

【図５】成形される圧粉体を示す斜視図である。

【図６】従来の粉末成形用金型装置の一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 圧粉体 21 ダイ 23 上パンチ（パンチ） 32 凹部 33 上パンチ本体（パンチ本体、パンチ部材） 34 空気抜き用ロッド（パンチ部材） 35 貫通孔 41 空気抜き通路 ｃ 分割面間の隙間（空気抜き通路の幅）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイと、このダイ内に挿脱自在に嵌合さ
   れるパンチとを備え、このパンチは、圧粉体を成形する
   面に、この面におけるダイに沿う周縁部から離れて位置
   した凹部を有する粉末成形用金型装置において、前記パ
   ンチに、前記凹部からパンチ外へ通じる空気抜き通路を
   形成したことを特徴とする粉末成形用金型装置。
2. 【請求項２】 前記パンチは、前記凹部に分割面が臨む
   複数のパンチ部材により構成し、これらパンチ部材の分
   割面間の隙間により前記空気抜き通路を形成したことを
   特徴とする請求項１記載の粉末成形用金型装置。
3. 【請求項３】 前記複数のパンチ部材は、パンチ本体
   と、このパンチ本体に形成された貫通孔に組み込まれて
   パンチ本体に固定された空気抜き用ロッドとからなるこ
   とを特徴とする請求項２記載の粉末成形用金型装置。
4. 【請求項４】 前記凹部に臨む位置で、前記空気抜き通
   路の幅は、５〜35μm としたことを特徴とする請求項１
   から３のいずれか１項に記載の粉末成形用金型装置。