JPS6063301A - 段付部を有する粉末成形体の成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、段イリ部を有する粉末成形体を均一１５　
な成形密度で成形するのに適用される段（＝Ｊ部を有す
る粉末成形体の成形装置に関するものである。

（従来技術） 従来、段付部を有する粉末成形体、例えは第１２０　図
に示すように、図示しないクランクとの嵌合部である径
大部１ａとＩ形断面部１ｂとを有するコンロッド１では
、径大部１ａと工形断面部１ｂとが接近したところに大
きな段４９１部１Ｃを有しているため、このコンロッド
１の粉末成形時において、粉末充填から最終加圧に至る
までの圧縮比が上記した段付部１Ｃのためにコンロッド
１の全体で一定となりがたく、均一な成形密度を得るこ
とが困難である場合が多い。

そのため、従来の場合には、」下パンチおよび下パンチ
を共に段伺部毎に分割し、これら分割したパンチに各々
空気圧や油圧等を加えることによって圧縮比が同じにな
るようにし、これによって均一な密度を有する成形体を
得るようにすることかあった。

しかしながら、上述した従来の場合には、上パンチおよ
び下パンチを各段付部に合わせて分割しているため、型
およびスペーサ等の型構成部品点数がかなり多くなって
タイセラ）・の構造か著しく複雑なものとなり、また各
分割パンチ毎に空気圧や油圧等の加圧手段を設ける必要
があるためこれらの構成も複雑なものとなり、成形装置
の全体が高価になるという問題点かあった。

そこで、上記した場合の型構成部品点数を少なくすると
共に空気圧や油圧等の加圧手段の構成を簡単なものとす
るために、下パンチだけを分割し、上パンチは一体型と
して粉末の流れを利用することにより均一な密度の成形
体をｖノようとする考え方もある（実公昭５８−６６３
７号公報）。

第２図（ａ）〜（Ｃ）はこのような考え方を採り入れた
粉末成形装置の一構造例を示すもので、５は」下パンチ
、６はタイ、７は浮動下パンチ、８は固定下パンチ、２
は粉末である。そして、第２図（ａ）に示すように、ダ
イ６と浮動下パンチ７と固定下パンチ８とにより形成さ
れた粉末成形空間１０内に粉末２を供給したのち、第２
図（ｂ）に示すように上パンチ５を降下させ、この上パ
ンチ５の降下と共に粉末２を介して浮動下パンチ７を降
下させることにより、各パンチ５，７．８およびタイ６
の間で粉末２を加圧する。この場合、上パンチ５の降下
とともに浮動下パンチ７を降下させて粉末２を加圧成形
するため、上パンチ５の段付部分に存在していた粉末２
が第２図（ｂ）に示すように下方へ逃げることとなり、
この粉末２の逃げた部分の密度が十分に高まらないので
、この方法によっても粉末成形体の密度は十分均一なも
のとならず、そのため粉末成形体を焼結した後の寸法変
化が不均一となり、寸法精度が低下しやすいと共に、強
度むらを生ずるという問題を残していた。

（発明の目的） この発明は、上記した従来の問題点に着目してなされた
もので、従来のように上下パンチを分割して当該分割し
たパンチ毎に空気圧あるいは油圧等の駆動手段を取イづ
けることなく、極めて構成が簡単な装置であって、しか
も段付部を有する粉末成形体を均一な密度で成形するこ
とが可能である粉末成形装置を提供することを目的とし
ている。

（発明の構成） この発明は、適宜形状のパンチ面を有する下パンチと、
段伺形状のパンチ面を有する上パンチとの間で、粉末を
加圧して段付部を有する粉末成形体を成形する装置にお
いて、前記段（ｌ形状のパンチ面を有する上パンチの段
付部分に粉末を送り込む粉末フィーダを設けたことを特
徴としている。

この発明が適用される粉末としては、セラミック粉末、
金属粉末、サーメット粉末などがある。

また、下パンチのパンチ面の形状は、下パンチの上部に
粉末を充填するため適宜の形状を有するものであっても
よく、平坦面あるいは段４９面のいずれでも粉末の充填
は良好になされる。これに対し、」下パンチのパンチ面
に段イづ部があると、この段伺部への粉末の充填が良好
になされないことがあるので、この発明による粉末成形
装置では、前記段伺形状のパンチ面を有する上パンチの
段伺部分に粉末を送り込む粉末フィーダを別に設けるよ
うにしたものである。

（実施例） 第３図ないし第５図はこの発明の一実施例による粉末成
形装置の各々要部縦断面図、ダイの斜視図およ°び粉末
フィーダの斜視図である。

図に示す粉末成形装置１１は、第１図に示すコンロッド
１の形状に対応した形状を有する未焼成の粉末成形体を
成形するのに使用されるものであって、上パンチ１２と
、ダイ１３と、浮動下パンチ１４と、固定下パンチ１５
とを備え、タイ１３の上面に粉末フィーダ１６を設けた
ものであり、以下さらに詳しく説明する。

まず、上パンチ１２は、その下面側に、第１図に示すコ
ンロッド１の段伺部１Ｃに対応した段伺部１２ａを備え
た■形断面部形成用パンチ面を有する粉末加圧部１２１
と、下端にテーパ部１２２を有する下向突出ロッド１２
３とを備えたものである。

また、タイ１３は、第４図に示すように、コンロッド１
の径大部１ａの上半部、工形断面部１ｂおよびピストン
軸着部１ｄの形状に対応した粉末成形空間１３１を有し
ていると共に、径大部１ａの形成部分に凹部１３２を有
しており、この四部１３２には、前記下向突出ロッド１
２３を受け入ねるロンド受孔１３３と、固定して設置さ
れ且つＪ一端にテーパ部１３４を有する上向突出ロット
１３５の案内孔１３６を有している。

そして、前記凹部１３２内には、第５図に示すように、
粉末フィーダ１６が摺動自在に配設しである。このとき
、粉末ツイータ１６の上面とダイ１３の上面とが一致す
るようにしてあり、また凹部１３２の両側面に逆り字形
の段伺部１３７゜１３７を形成すると共に、粉末フィー
ダ１６の両側面にもＬ字形の段付部１６１，１６１を形
成し、各段伺部１３７，１６１を係合させて粉末ツイー
タ１６の浮き上がりを防止するようになっている。才だ
、粉末フィーダ１６には、その後退した第３図の状態で
前記下向突出ロッド１２３および上向突出ロッド１３５
と対応する位置に、各・・矩形穴１６２　、１６３が設
けてあり、一方の矩］１．穴１６２には、前記下向突出
ロンド１２３のテーパ部１２２と接触したときに粉末フ
ィーダ１６を第３図右方向に前進させる回転自在ローラ
１６斗を軸着していると共に、他方の矩形穴１６３には
、前記上向突出ロット１３５のテーパ部１３斗と接触し
たときに粉末フィーダ１６を第３図左方向に後退させる
回転自在ローラ１６５を軸着している。

さらにまた、浮動下パンチ１４は、図示しない弾性体に
よって支持されており、前記粉末成形空間１３１内に充
填した粉末２を介して」下パンチ１２から圧力を受けた
ときに、この浮動下パンチ１４は前記上パンチ１２との
間で粉末２を加圧しつつ若干降下するようになっている
。

また、固定下パンチ１５は、前記タイ１３と浮動下パン
チ１４との間にあって、コンロッド１の径大部１ａの底
面側を形成する。

次に上記構成の粉末成形装置の動作について第６図をも
とに説明する。

まず、第６図（ａ）は粉末成形空間１３１内に粉末２を
充填した直後の状態を示しており、この状態では上パン
チ１２が上昇し、粉末ツイータ１６が後退した位置にあ
る。

次に粉末りの加圧成形に際しては、第６図（ｂ）に示す
ように、上パンチ１２を矢印Ａ方向に降下させて粉末２
を浮動下パンチ１４との間で加圧する。このとき、浮動
下パンチ１４は図示しない弾性体を介して支持されてい
るため、上パンチ１２の降下と共に矢印Ｂ方向に降下す
る。ここで、従来の場合には、浮動下パンチ１４の降下
と共に上パンチ１２の段（−１部１２ａの近傍に存在し
ていた粉末２が下方向に逃げ、この粉末２の逃げた部分
の庄度が他の部分よりも低くなるという不具合があった
か、この発明による装置の場合には、前記上パンチ１２
の降下と共に下向突出ロッド１２３、すＸ′降下してそ
の下端テーパ部１２２が回転自在ローラ１６４と接し、
粉末フィーダ１６を矢印Ｃ方向に移動させるので、この
粉末フィーダ１６の移動によってダイ１３の凹部１３２
上の粉末２が第６図（ｂ）の右方向に送られ、上パンチ
１２の段伺部１２ａの近傍に存在していた粉末りの逃げ
による粉末不足を補うこととなり、当該段伺部１２ａの
近傍での音度低下を十分に防止する。

このようにして上パンチ１２は第６図（Ｃ）の位置まで
降下し、浮動下パンチ１４および固定下パンチ１５との
間で粉末２に対する最終加圧を行う。この状態では、粉
末ツイータ１６の先端は下向突出ロッド１２３の作用に
よってグイ１３の垂直面と同位置にある。

次に、粉末２に対する最終加圧後の上パンチ１２を第６
図（ｄ）の矢印り方向に上昇させる。このとき、下向突
出ロッド１２３は回転自在ローラ１６４から離れるが、
粉末フィーダ１６の位置はそのままである。

続いて、粉末成形体２０の取り出しに移り、グイ１３を
粉末フィーダ１６と共に第６図（ｅ）の矢印Ｅ方向に降
下させる。このタイ１３の降下と共に、固定設置の上向
突出ロッド１３４が相対的にタイ１３の上面に突出し、
この間、上向突出ロッｌ’　１３４の上端テーパ部１３
４か回転自在ローラ１６５と接触し、粉末フィーダ１６
を第６図（ｅ）の矢印Ｆ方向に後退させる。

そして、ダイ１３の上面が固定下パンチ１５の上面と一
致する第６図（ｆ）に示す位置まで降下したところで、
粉末成形体２０の取り出しを行う。

この状態では、粉末フィーダ１６は、上向突出ロッド１
３５の作用によって、第６図（ａ）に示したもとの位置
に戻っている。

その後、ダイ１３が上昇して第６図（ａ）に示す元の状
態に戻ったあと、再び粉末成形空間１３１内に粉末２を
充填することによって、次の粉末成形が前記したと同様
の順序により繰返し行われる。

このように、段付形状のパンチ面を有する上パンチ１２
を従来のように段付部で分子Ｉすることなく一体型とし
たときでも浮動下パンチ１４の降下−によって上パンチ
１２の段伺部分に存在していた粉末２が下方へ逃げたと
きの粉末不足を粉末フィーダ１６による粉末の供給によ
って補うことかできるため、当該部分での粉末成形体２
０の密度低下を防ぐことができ、均一な密度の粉末成形
体２０を得ることができる。

なお、上述した実施例ではコンロッドの成形装置を例に
とって説明したが、この発明による成形装置はこのコン
ロッドの成形にのみ限定されるものではないことはいう
までもない。

（実験例） 粉末２として、Ｆｅ−２，０重量％Ｃｕ−１，０重量％
Ｃ粉末を使用し、第２図に示す従来の粉末成形装置およ
び第３図〜第５図に示すこの発明の一実施例による粉末
成形装置を各々使用して加圧することにより第１図に示
すコンロッド１の形状の粉末成形体２０を製作し、第１
図に示すコンロッド１の■径大部分、■段付部分、■■
形断面部分の密度を調べた。この密度の平均値を次表に
示す。

成形体密度 表に示すように、従来の場合には段伺部分の密度が他の
部分よりもかなり低くなっているのに対して、本発明の
場合には段伺部分の密度も高く全体的に均一でかつ高い
密度の粉末成形体２０であることが確認された。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明による段伺部を有す
る粉末成形体の成形装置では、適宜形状のパンチ面を有
する下パンチと、段付形状のパンチ面を有する上パンチ
との間で、粉末を加圧して段付部を有する粉末成形体を
成形する装置において、前記段伺形状のパンチ面を有す
る上パンチの段付部分に粉末を送り込む粉末フィーダを
設けたから、従来のように段付形状のパンチ面を有する
上パンチを当該段付形状に対応して分割しなくとも、全
体的に均一でかつ高い密度の粉末成形体を成形すること
が可能であり、一体型の上パンチでよいため従来のよう
に上パンチの構成が複雑になったり、分割した上パンチ
毎に空気圧や油圧等の駆動手段を備える必要がなく、著
しく簡単な装置で品質のすぐれた粉末成形体を得ること
かでき、粉末成形体を焼結した後の製品の強度のばらつ
きが小さく、寸法精度の高いものが得られるという非常
にすぐれた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は粉末成形体の一例を示すコンロッドの斜視図、
第２図（ａ）〜（Ｃ）は従来の粉末成形装置による粉末
成形工程を順次示す要部断面説明図、第３図はこの発明
の一実施例による粉末成形装置の要部縦断面説明図、第
４図および第５図は第３図に示す粉末成形装置の各々タ
イおよび粉末フィーダを示す斜視説明図、第６図（ａ）
〜（ｆ）は第３図に示す粉末成形装置による粉末成形工
程を順次示す要部断面説明図である。 １…コンロツド、 １ａ・・・径大部、 １ｂ・・・工形断面部、 １Ｃ・・・段付部、 ２・・・粉末、 １１・・・粉末成形工程置、 １２・・・」下パンチ、 １２ａ・・・段伺部、 １３・・・タイ、 １４・・・浮動下パンチ。 １５・・・固定下パンチ。 １６・・・粉末フィーダ、 ２０・・・粉末成形体。 特許出願人　日産自動車株式会社 代理人弁理士　小　Ｕ≧　間 第１図　、 第２図 （ａ） ８ノ 第２図 （Ｃ） 第３図 ｆ 第４図 Ｍ５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ５（１）適宜形状のパンチ面を有する下パンチと、段付
   形状のパンチ面を有する上パンチとの間で、粉末を加圧
   し−て段伺部を有する粉末成形体を成形する装置におい
   て、前記段付形状のパンチ面を有する上パンチの段付部
   分に粉末を送り込む粉末ｌＯツイータを設けたことを特
   徴とする段付部を有する粉末成形体の成形装置。