(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイジング対象の焼結部品（Ａ）を上パンチ（５）で加圧することによりダイ（２）の成形穴（２ａ）に押し込んで寸法矯正を行う焼結部品のサイジング用金型であって、
下パンチホルダ（９）と、
その下パンチホルダ（９）上に設置して前記上パンチ（５）に対向させる下パンチ（３）と、
前記下パンチ（３）の側面に嵌合し、軸方向には下パンチ（３）との間にその下パンチ（３）の軸方向相対移動を許容する隙間（ｇ）がある下パンチ押さえ（１３）を有し、
さらに、前記下パンチ（３）を上向きに付勢する弾性部材（１０）を備えた焼結部品のサイジング用金型。
【請求項２】
前記弾性部材（１０）がばねである請求項１に記載の焼結部品のサイジング用金型。
【請求項３】
前記弾性部材（１０）を前記下パンチ（３）と下パンチホルダ（９）との間に配置した請求項１又は２に記載の焼結部品のサイジング用金型。
【請求項４】
前記下パンチ（３）が、上に向って凸又は凹形状をなす成形面（３ａ）を備えている請求項１乃至３のいずれかに記載の焼結部品のサイジング用金型。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のサイジング用金型（１）と、
サイジング対象の焼結部品（Ａ）をプレス部に搬入、搬出するターンテーブル（２０）を有し、
前記ターンテーブル（２０）に、前記サイジング用金型のダイ（２）の上方に配置されるワーク挿入穴（２３）と、その穴に入り込ませた焼結部品（Ａ）を横から押圧して保持する押圧方向に出没可能な圧子（２４）が設けられた焼結部品のサイジング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、焼結部品のサイジングにおいて、サイジング完了後の部品を、下パンチから強制的に離脱させて同部品の抜き出しが確実になされるようにしたサイジング用金型と、その金型を採用したサイジング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結部品の製造では、原料粉末をプレス機で成形する圧粉工程、圧粉成形して得られた成形体を焼結する焼結工程を経る。また、製品に対して高い寸法精度が要求されるときには、寸法矯正のためのサイジング処理がプレス機を使用して行われる。このときに用いるサイジング金型は、ダイと上下のパンチを組み合わせ、必要に応じてコアなどを組み合わせたものになっている。
【０００３】
その金型でのサイジング処理は、生産効率を高めるために、焼結部品の搬入、搬出を行うターンテーブルを備えた設備を使用して連続作業で行われることがある。前記ターンテーブルは、ダイの上方に配置されるワーク挿入穴と、その穴の内側に突出する圧子を備えており、サイジング前後の焼結部品を前記ワーク挿入穴に入り込ませ、前記圧子で横から押さえつけて保持する。ワーク挿入穴は、上下に貫通した穴であり、ターンテーブルの回転中心と同心の円上に定ピッチで複数設けられている。
【０００４】
上記ターンテーブルは、テーブル回転によりワーク挿入穴が、ワーク投入部、プレス部、ワーク排出部の順に移動し、ワーク投入部において受け取った焼結部品がプレス部（サイジング金型のダイの上方）に搬送される。又、焼結部品はサイジング後に再度ワーク挿入穴に取り込まれ、テーブル回転によってワーク排出部に搬送される。
【０００５】
このターンテーブルを使用したサイジング方法は、例えば、下記特許文献１に開示されている。その特許文献１では、上述したターンテーブル（回転テーブル）を使用することでテーブル回転による連続作業でのサイジングを効率よく行えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２１１２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のターンテーブルを使用したサイジングでは、サイジング後の型抜き過程において、サイジング金型から抜き出される焼結部品をダイの上方に待機させているワーク挿入穴に導入して圧子で押圧保持し、その後、サイジング金型の下パンチを引き下げて焼結部品を下パンチから離脱させるが、下パンチの成形面（上面）の形状によっては、サイジングを行った焼結部品が下パンチに密着してその下パンチから容易に離脱せず、ターンテーブルによる搬出ができなくなって連続作業が妨げられることがある。
【０００８】
特許文献１の技術を用いたサイジング装置も、下パンチと焼結部品の密着力が前記圧子による部品保持力よりも大きければ圧子による焼結部品の保持がなされず、製品がプレス部に残ってしまって後続の部品のサイジングができなくなる。
【０００９】
この発明は、上記の問題を解決して、ターンテーブルを使用したサイジングの連続作業が円滑に実施されるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明においては、焼結部品を上パンチで加圧することによりダイの成形穴に押し込んで寸法矯正を行うサイジング用金型を以下のように構成した。
即ち、下パンチホルダと、その下パンチホルダ上に設置して前記上パンチに対向させる下パンチと、前記下パンチの側面に嵌合し、軸方向には下パンチとの間にその下パンチの軸方向相対移動を許容する隙間がある下パンチ押さえを有し、
さらに、前記下パンチを上向きに付勢する弾性部材を備えたものにした。
【００１１】
前記弾性部材は、ばねが好ましい。また、その弾性部材は、下パンチと下パンチ押さえとの間に配置することもできるが、下パンチと下パンチホルダとの間に配置すると好ましい。
【００１２】
また、この発明は、下パンチが上に向って凸又は凹形状をなす成形面を備えているサイジング金型に適用すると好ましい。
【００１３】
この発明は、上述したこの発明のサイジング用金型と、サイジング対象の焼結部品をプレス部に搬入、搬出するターンテーブルを有し、
前記ターンテーブルに、前記サイジング用金型のダイの上方に配置されるワーク挿入穴と、その穴に入り込ませたサイジング後の焼結部品を横から押圧して保持する押圧方向に出没可能な圧子が設けられた焼結部品のサイジング装置も併せて提供する。
【００１４】
前記圧子は、既知のボールプランジャなどでよく、この圧子は、前記ワーク挿入穴の穴縁に沿って設ける。
【発明の効果】
【００１５】
従来のサイジング装置では、下パンチと焼結部品の密着力が大きいとき、下パンチから焼結部品が離れない。圧子を設けたターンテーブルを用いたサイジングでも、前記密着力が圧子によるサイジング済み品の保持力よりも大きい場合、下パンチから焼結部品が離れず、ターンテーブルによる作業が行えない。
【００１６】
これに対し、この発明のサイジング装置は、下パンチに設置された弾性部材がサイジング過程で圧縮され、焼結部品の金型からの抜き出し工程で、焼結部品とダイとの摩擦力が低下したときに弾性部材が弾性復元する。弾性部材により押し上げられた下パンチは、下パンチ押えに当たって上昇が止められる。その際の衝撃力により、下パンチに密着していた焼結部品が下パンチから離れる。下パンチから離脱した焼結部品は慣性力によって上方に投げ出され、突出してきた圧子によって受け支えることによりターンテーブルに保持することができる。これにより、ターンテーブルを使用したサイジングを円滑に行うことができる。
【００１７】
サイジングに供する焼結部品のワーク投入部からプレス部への搬送は、ワーク投入部においてターンテーブルのワーク挿入穴に焼結部品を挿入し、その焼結部品を横からの圧子押し付けによって保持し、この状態で、ターンテーブルを回転させる方法で行う。
【００１８】
なお、前記弾性部材は、ばねを用いると製作しやすくて反発力の制御もできる。また、その弾性部材を、下パンチと下パンチホルダとの間に配置することで、下パンチホルダの内部に弾性部材を組み込んで金型の簡素化と小型化を図ることができる。
【００１９】
下パンチが、上に向って凸又は凹形状になる成形面を備えているサイジング金型は、サイジング時に焼結部品を圧縮矯正することで下パンチと焼結部品が凹凸嵌合して両者の密着力が下パンチの成形面が平坦な金型に比べて大きくなる。この発明はそのような下パンチが用いられている金型に適用すると特に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明のサイジング金型とサイジング装置の一例を示す断面図
【図２】図１のサイジング装置の型抜き出し状態を示す断面図
【図３】図２の要部を拡大した図
【図４】図１のサイジング装置に設けられたターンテーブルの一部を示す平面図
【図５】ターンテーブルに設けたワーク保持ユニットの図４のＸ−Ｘに沿った断面図
【図６】ターンテーブルに設けたワーク保持ユニットの図４のＹ−Ｙに沿った断面図
【図７】下パンチを付勢する弾性部材を下パンチと下パンチ押さえとの間に設置した例を示す図
【図８】サイジング対象の焼結部品の一例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面の図１〜図７に基づいてこの発明のサイジング装置の実施の形態を説明する。図１〜図３に示すサイジング装置は、図８に示した焼結部品Ａの寸法Ｗの矯正を行うものであって、サイジング金型１とターンテーブル２０を備えている。
【００２２】
例示の焼結部品Ａは、エンジンブロックに固定されてクランクシャフトの軸受を保持する周知のベアリングキャップであり、サイジング金型１の下パンチ３で矯正する下側の面が半円の凹面になっている。
【００２３】
図示のサイジング装置に採用したサイジング金型１は、ダイ２と、そのダイ２の成形穴２ａに挿入される下パンチ３と、その下パンチ３を貫通する２本のコアロッド４と、下パンチ３に対向させた上パンチ５とで構成されている。
【００２４】
ダイ２は、ダイプレート６に支持され、ダイプレート６は、連結ロッド７で固定プレート８に連結されている。また、下パンチ３は下パンチホルダ９上に設置され、下パンチホルダ９と下パンチ３との間には下パンチ３を上向きに付勢する弾性部材１０が配置されている。
【００２５】
弾性部材１０は、既述の理由から、コイルスプリングや皿ばねなどのばねで構成されたものが好ましい。
図１の１４は、コアロッド４の昇降用アクチュエータ（図のそれは流体圧で作動するシリンダ）である。
【００２６】
下パンチホルダ９は、可動プレート１２で支持している。この可動プレート１２を、連結ロッド１１を介して連結された昇降用アクチュエータ（図示せず）で駆動して下パンチホルダ９と共に昇降させることで、下パンチ３を図１のサイジング完了位置から図２の位置まで上昇させてサイジング済みの焼結部品Ａをダイの成形穴２ａから抜き出すように構成されている。
【００２７】
下パンチホルダ９に対する下パンチ３の取り付けは、下パンチ３の側面に嵌合させる下パンチ押さえ１３を用いて行われている。下パンチ押さえ１３は、ボルトで下パンチホルダ９に締結される。その下パンチ押さえ１３と下パンチ３との間には、両者の軸方向相対移動を許容する隙間ｇが設けられている。
【００２８】
ターンテーブル２０は、図４〜図６に示すように、円盤のテーブル本体２１と、そのテーブル本体２１に組み付ける複数のワーク保持ユニット２２と、テーブル本体２１を間欠的に回転させる駆動機構（図示せず）とで構成されている。
【００２９】
このターンテーブル２０のテーブル本体２１には、回転中心と同心の円上に定ピッチで本体の厚み方向に貫通する組み付け穴２１ａが設けられており、各組み付け穴２１ａにワーク保持ユニット２２がそれぞれキーなどによる回り止めを施して組み付けられている。
【００３０】
そのワーク保持ユニット２２は、テーブル回転により、ワーク投入部、プレス部、ワーク排出部の順に移動し、ワーク投入部において焼結部品を受け取ってプレス部に搬送し、プレス部においてサイジング金型に供給する。そして、サイジング後の焼結部品を再度受け取り、その後のテーブル回転によってワーク排出部に搬送する。また、搬送後は、ワーク投入部に戻って上記の動作を繰り返す。
【００３１】
ワーク保持ユニット２２は、上下に貫通したワーク挿入穴２３を中央に有している。また、ワーク挿入穴２３の内側に突出する圧子２４を備えている。図示の圧子２４は、ボール２４ａをばね２４ｂの力で保持対象の焼結部品Ａに押し付ける周知のボールプランジャである。
【００３２】
その圧子（ボールプランジャ）２４は、ワーク挿入穴２３の両側（焼結部品Ａの側面の半円の下縁に沿う位置）に複数個を対向させて設けており、各圧子のボール２４ａは、ワーク挿入穴２３の対向位置の穴面から出没可能となっている。また、図示の圧子２４は、ばね２４ｂの一端を受けた調整ねじ２４ｃのねじ込み量を変えて、焼結部品Ａに対するボール２４ａの押し付け圧（保持力）を変化させることができる。
【００３３】
なお、ワーク保持ユニット２２は、圧子２４の組み付けを容易にするが、ワーク挿入穴２３はテーブル本体２１に直接形成することができるのでこのワーク保持ユニット２２は必須の要素にはならない。
【００３４】
例示のサイジング装置は、サイジング対象の焼結部品Ａがワーク投入部においてターンテーブル２０のワーク挿入穴２３にセットされる。このときのターンテーブル２０による焼結部品の保持は、ワーク挿入穴２３に挿入された焼結部品Ａに、圧子２４のボール２４ａを横から押し当てる方法でなされる。
【００３５】
その焼結部品Ａは、ターンテーブル２０の回転によってプレス部に搬送され、ダイ２の上方に配置される。この後、プレス機の上ラム１５が駆動されてその上ラム１５に連結された上パンチ５が降下し、ワーク挿入穴２３内の焼結部品Ａを押し下げてダイ２の成形穴２ａに移す。引き続いて、その焼結部品Ａを上パンチ５で加圧して成形穴２ａに押し込むことでサイジングがなされ、上パンチ５が下死点まで降下した位置でその作業が完了する。
【００３６】
その後、コアロッド４が降下して焼結部品Ａから引き抜かれ、さらに、下パンチ３が上昇して成形穴２ａからの焼結部品Ａの抜き出しがなされる。成形穴２ａから抜き出された焼結部品Ａは、ダイ２の上方に待機しているワーク挿入穴２３に戻される。この発明のサイジング装置は、このときの動作が特徴あるものになる。
【００３７】
例示のサイジング金型１の下パンチ３は、先端の成形面３ａが焼結部品（ベアリングキャップ）Ａの半円の凹面に対応した凸円弧の面として構成されており、そのために、サイジングを実施すると焼結部品Ａが下パンチ３に凹凸嵌合し、サイジング時の圧縮矯正で焼結部品Ａが下パンチ３に抱きつくような状況が起って両者の間に大きな密着力が生じることがある。
【００３８】
この発明のサイジング装置では、サイジング後の焼結部品Ａのターンテーブル２０による保持が、前記密着力に確実に打ち勝つものになる。
【００３９】
下パンチ３は、サイジング時に弾性部材１０が上パンチ５に加圧されて圧縮されることから、下パンチ押さえ１３との間の隙間ｇが０になる位置まで動いている。下パンチホルダ９が上昇して焼結部品Ａがダイの成形穴２ａから抜け出るときに、焼結部品Ａとダイの成形穴２ａの間の摩擦力よりも弾性部材の弾性力が大きくなり、弾性部材１０が弾性復元する。そのため、下パンチ３は弾性部材１０の力を受けて前記隙間ｇが生じる位置まで軸方向に突き上げられる。そのようにして突き上げられた下パンチ３は下パンチ押さえ１３に衝突し、その移動が制限される。その際の衝撃によって焼結部品Ａが下パンチ３から離れる。
【００４０】
下パンチ３から離れた焼結部品Ａは、ワーク挿入穴２３を通り抜け、その後落下する。そして、その間にワーク挿入穴２３内で突出してきた圧子（ボール２４ａ）上に載る。このように、焼結部品Ａの下パンチ３からの離脱が安定して行われ、下パンチ３が焼結部品Ａを引きずることなく初期位置に復帰する。このために、サイジングの連続作業が中断されることがなくなる。
また、圧子による保持力を調整することにより、下パンチ３から離れた焼結部品Ａを通り抜けさせることなくターンテーブルに保持することもできる。
【００４１】
ターンテーブル２０に戻したサイジング済み焼結部品Ａは、ターンテーブル２０の回転によってワーク排出部に移動させ、その位置で下から押し上げることでワーク挿入穴２３から上に抜き出して外部に取り出す。
【００４２】
なお、図１のように、弾性部材１０を、下パンチ３と下パンチホルダ９の間に配置すると、下パンチホルダ９の上面にコアロッド４に対応させた凹部９ａを形成してその凹部９ａに弾性部材１０を収納することができ、サイジング装置の簡素化や小型化が図りやすい。また、弾性部材１０の位置保持もコアロッド４を利用して行うことができて好ましいが、図７に示すように、下パンチ３と下パンチ押さえ１３との間に弾性部材１０を配置することもできる。図７では、下パンチ３の外周にばね受け１６を設け、そのばね受け１６と下パンチ押さえ１３との間に弾性部材１０を配置しており、この構造でも発明の目的が達成される。
【００４３】
また、例示の焼結部品Ａは、凸面に形成された上面を下にしてその上面を下パンチの凹面の成形面で矯正することもできる。この場合も、下パンチと焼結部品が凹凸嵌合して両者の密着力が大きくなりやすいので、この発明が有効になる。
【００４４】
このほか、焼結部品Ａに形成される圧子係止可能部位は、部品の下縁でなくてもよい。例えば、部品の側面に段差部がある場合には、その段差部の縁に圧子を係止させることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明のサイジング金型と、それを用いたサイジング装置は、ベアリングキャップ以外の焼結部品の寸法矯正にも利用することができる。ベアリングキャップでなくても下パンチによって矯正される面が凹面或は凸面になっている焼結部品のサイジングではサイジング後の焼結部品を金型から抜き取るときに下パンチの離脱不良が起こる可能性があるが、この発明を適用することでその不具合を解消してサイジングの連続作業を可能にすることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１          サイジング金型
２          ダイ
２ａ        成形穴
３          下パンチ
３ａ        成形面
４          コアロッド
５          上パンチ
６          ダイプレート
７，１１    連結ロッド
８          固定プレート
９          下パンチホルダ
９ａ        凹部
１０        弾性部材
１２        可動プレート
１３        下パンチ押さえ
１４        昇降用アクチュエータ
１５        上ラム
１６        ばね受け
２０        ターンテーブル
２１        テーブル本体
２１ａ      組み付け穴
２２        ワーク保持ユニット
２３        ワーク挿入穴
２４        圧子
２４ａ      ボール
２４ｂ      ばね
２４ｃ      調整ねじ
ｇ          隙間
Ａ          焼結部品
【図１】
0005433914.tif 000002
【図２】
0005433914.tif 000003
【図３】
0005433914.tif 000004
【図４】
0005433914.tif 000005
【図５】
0005433914.tif 000006
【図６】
0005433914.tif 000007
【図７】
0005433914.tif 000008
【図８】
0005433914.tif 000009