(57)【要約】【課題】分割ダイの分割片の突き合せ部に粉末の侵入を抑制することができる粉末成形型を提供する。【解決手段】本発明の一形態に係る紛体成形型１は、粉末５を圧縮して所定の形状に成形する粉末成形型において、複数個に分割された分割ダイ２と、分割ダイ２を閉じた状態あるいは拡開が可能な状態に保持するダイホルダ３と、分割ダイ２が閉じた状態で形成されるキャビティ２ｃに収容される粉末５を圧縮するパンチ４と、を備え、分割ダイ２の突き合せ部に隙間７が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末を圧縮して所定の形状に成形する粉末成形型において、
複数個に分割された分割ダイと、
前記分割ダイを閉じた状態あるいは拡開が可能な状態に保持するダイホルダと、
前記分割ダイが閉じた状態で形成されるキャビティに収容される粉末を圧縮するパンチと、を備え、
前記分割ダイの突き合せ部に隙間が形成されている粉末成形型。
【請求項２】
前記隙間は、前記分割ダイの突き合せ部の少なくとも一方の面に形成された凹み部によって形成され、
前記凹み部は曲面に形成されている請求項１に記載の粉末成形型。
【請求項３】
前記凹み部は、前記分割ダイの厚さ方向の略中央部に形成されている請求項２に記載の粉末成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末成形型に関し、特に粉末を圧縮して所定の形状に成形する粉末成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、一般的な粉末成形型を概略的に示す水平断面図である。図５は、図４のＢ部分を示す拡大図である。
【０００３】
図４に示すように、一般的な粉末成形型１００は、円周方向に複数個に分割された分割ダイ１０１と、分割ダイを閉じた状態あるいは拡開が可能な状態に保持するダイホルダ１０２と、分割ダイが閉じた状態で形成されるキャビティ１０１ｃに収容された粉末を圧縮する、図示を省略したアッパーパンチ及びロアーパンチと、を備えている。
【０００４】
分割ダイ１０１は、二つの分割片１０１ａと１０１ｂとを備えており、二つの分割片１０１ａと１０１ｂとを突き合わせることで内部にキャビティ１０１ｃが形成される。そして、二つの分割片１０１ａと１０１ｂとを突き合せた状態で、外周面が下方から上方（図４では、例えば紙面と直交する一方向）に向かって縮径するテーパー形状となる。
【０００５】
ダイホルダ１０２は、内部に分割ダイ１０１を収容する貫通部１０２ａが形成されている。貫通部１０２ａは、分割ダイ１０１の外周面に対応するように、下方から上方に向かって縮径するテーパー形状に形成されている。つまり、ダイホルダ１０２の貫通部１０２ａに分割ダイ１０１の外周面が面接触する。
【０００６】
アッパーパンチは、上方から下方に向かって、分割ダイ１０１のキャビティ１０１ｃに挿入される。アッパーパンチの外形は、分割ダイ１０１のキャビティ１０１ｃの外形と略等しい。
【０００７】
ロアーパンチは、下方から上方に向かって、分割ダイ１０１のキャビティ１０１ｃに挿入される。ロアーパンチの外形は、分割ダイ１０１のキャビティ１０１ｃの外形と略等しい。
【０００８】
このような粉末成形型を用いて、以下のように粉末を成形する。先ず、分割ダイ１０１を上下方向に固定した状態で、ダイホルダ１０２を下方に移動させる。これにより、分割ダイ１０１の二つの分割片１０１ａと１０１ｂとは突き合わされた状態で拘束される。
【０００９】
次に、分割ダイ１０１のキャビティ１０１ｃにロアーパンチを所定の位置まで挿入する。そして、分割ダイ１０１のキャビティ１０１ｃに粉末を収容する。
【００１０】
次に、分割ダイ１０１のキャビティ１０１ｃにアッパーパンチを挿入して、粉末を圧縮して成形体を成形する。
【００１１】
その後、分割ダイ１０１のキャビティ１０１ｃからアッパーパンチを引き抜き、ダイホルダ１０２を上方に移動させて、分割ダイ１０１の二つの分割片１０１ａと１０１ｂとを開いた状態として、成形体を取り出す。
【００１２】
ここで、一般的な粉末成形型は、図５に示すように、分割片１０１ａと１０１ｂとの突き合せ面の全域が密着する構成とされており、粉末を圧縮する際に、分割ダイ１０１のキャビティ１０１ｃのＲ部（角部）に隙間が生じて、分割片１０１ａと１０１ｂとの突き合せ部に粉末が侵入する問題を有していた。
【００１３】
そこで、特許文献１の粉末成形型は、分割ダイの分割片の突き合せ部に侵入した粉末を当該分割ダイを開いた状態とした際に、排出することができる構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−１３５５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１の粉末成形型は、分割ダイの分割片の突き合せ部に粉末の侵入を抑制することができる構成ではない。また、特許文献１の粉末成形型は、分割ダイの分割片の突き合せ部に粉末が侵入するため、分割ダイの摩耗が進み易くなる。
【００１６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、分割ダイの分割片の突き合せ部に粉末の侵入を抑制することができ、分割ダイの摩耗を低減することができる粉末成形型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一形態に係る粉末成形型は、粉末を圧縮して所定の形状に成形する粉末成形型において、複数個に分割された分割ダイと、前記分割ダイを閉じた状態あるいは拡開が可能な状態に保持するダイホルダと、前記分割ダイが閉じた状態で形成されるキャビティに収容される粉末を圧縮するパンチと、を備え、前記分割ダイの突き合せ部に隙間が形成されている。
【００１８】
上記粉末成形型において、前記隙間は、前記分割ダイの突き合せ部の少なくとも一方の面に形成された凹み部によって形成され、前記凹み部は曲面に形成されていることが好ましい。
【００１９】
上記粉末成形型において、前記凹み部は、前記分割ダイの厚さ方向の略中央部に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上、説明したように、本発明によると、分割ダイの分割片の突き合せ部に粉末の侵入を抑制することができ、分割ダイの摩耗を低減することができる粉末成形型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る粉末成形型を概略的に示す高さ方向の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る粉末成形型を概略的に示す水平断面図である。
【図３】図２のＡ部分を示す拡大図である。
【図４】一般的な粉末成形型を概略的に示す水平断面図である。
【図５】図４のＢ部分を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２３】
先ず、本実施の形態の粉末成形型の基本構成を説明する。図１は、本実施の形態の粉末成形型を概略的に示す高さ方向の断面図である。図２は、本実施の形態の粉末成形型を概略的に示す水平断面図である。
【００２４】
図１及び図２に示すように、本実施の形態の粉末成形型１は、分割ダイ２と、ダイホルダ３と、パンチ４と、を備えている。分割ダイ２は、複数の分割片を備えている。本実施の形態の分割ダイ２は、第１の分割片２ａと、第２の分割片２ｂと、を備えている。但し、分割片の個数は複数個であれば特に限定されない。
【００２５】
第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとが閉じた状態、即ち第１の分割片２ａの側面２ａ１と第２の分割片２ｂの側面２ｂ１とが突き合わされた状態で、高さ方向（図１では紙面に対して上下方向であり、図２では紙面に対して直交する方向である。）から見ると、分割ダイ２の外形は、図２に示すように略円形となる。但し、本実施の形態の分割ダイ２の外形は略円形であるが、三角形や四角形等の多角形等でもよい。
【００２６】
第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとが閉じた状態で、高さ方向から見ると、分割ダイ２の略中央部にキャビティ２ｃが形成されている。つまり、キャビティ２ｃの形成面の一部を含むように分割ダイ２の分割位置が設定されている。
【００２７】
キャビティ２ｃは、成形体の外形に対応した形状とされ、成形される粉末５を収容する。キャビティ２ｃは、分割ダイ２の高さ方向に貫通する。
【００２８】
第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとが閉じた状態で、分割ダイ２の高さ方向と直交する方向から見て、図１に示すように、高さ方向における一方向（図１では、紙面に対して上方向）に向かって、分割ダイ２は連続的に縮径するように形成されている。つまり、高さ方向と直交する方向から見ると、分割ダイ２の外形はテーパー形状に形成されている。
【００２９】
ダイホルダ３は、分割ダイ２を閉じた状態あるいは拡開が可能な状態に保持する。本実施の形態のダイホルダ３は、アウターリング３ａと、ホルダー３ｂと、を備えている。
【００３０】
アウターリング３ａは、高さ方向から見ると、図２に示すように、リング状に形成されている。そして、アウターリング３ａは、分割ダイ２と略等しい高さを有する。このアウターリング３ａは、分割ダイ２とホルダー３ｂとの間に配置されており、分割ダイ２の外周面を覆う。
【００３１】
アウターリング３ａの内周面は、分割ダイ２の外周面に対応するように、高さ方向における一方向に向かって連続的に縮径する。つまり、高さ方向と直交する方向から見て、アウターリング３ａの内周面は、図１に示すように、分割ダイ２の外周面のテーパー角と略等しいテーパー角を有するテーパー形状に形成されており、分割ダイ２の外周面に面接触している。但し、アウターリング３ａの内周面は、分割ダイ２の外周面の一部に面接触する形状でもよく、分割ダイ２の外周面の全域に面接触する形状でもよい。
【００３２】
アウターリング３ａの外周面は、図１に示すように、アウターリング３ａの内周面のテーパー角と略等しいテーパー角を有するテーパー形状に形成されている。つまり、アウターリング３ａの内周面と外周面とは、高さ方向の同一断面位置において、略平行に配置されている。但し、後述するようにホルダー３ｂを高さ方向に移動させた際に、アウターリング３ａを良好に高さ方向に移動させることができれば、アウターリング３ａの外周面の形状は特に限定されない。
【００３３】
ホルダー３ｂは、高さ方向から見ると、図２に示すように、リング状に形成されている。そして、ホルダー３ｂは、アウターリング３ａと略等しい高さを有する。このホルダー３ｂは、アウターリング３ａの外方に配置されており、アウターリング３ａの外周面を覆う。
【００３４】
ホルダー３ｂの内周面は、図１に示すように、アウターリング３ａの外周面のテーパー角と略等しいテーパー角を有するテーパー形状に形成されており、アウターリング３ａの外周面に面接触している。つまり、アウターリング３ａの外周面とホルダー３ｂの内周面とは、高さ方向の同一断面位置において、略平行に配置されている。但し、ホルダー３ｂの内周面は、アウターリング３ａの外周面の一部に面接触する形状でもよく、アウターリング３ａの外周面の全域に面接触する形状でもよい。
【００３５】
ホルダー３ｂは、図２に示すように、外周縁に沿ってヒータ６が挿入される挿入部３ｂ１を備えている。ちなみに、本実施の形態のダイホルダ３は、アウターリング３ａとホルダー３ｂとで構成しているが、一体的に構成してもよい。また、アウターリング３ａやホルダー３ｂの形状は、上述するように分割ダイ２を閉じた状態あるいは拡開が可能な状態に保持できるように適宜設定すればよい。
【００３６】
パンチ４は、分割ダイ２が閉じた状態で形成されるキャビティ２ｃに収容された粉末５を圧縮する。本実施の形態のパンチ４は、第１のパンチ４ａと、第２のパンチ４ｂと、を備えている。第１のパンチ４ａは、キャビティ２ｃの外形と略等しい外形を有する挿入部４ａ１を備えている。挿入部４ａ１は、キャビティ２ｃの一方の開口部から挿入され、キャビティ２ｃの他方の開口部側に向かって押し込まれる。
【００３７】
第２のパンチ４ｂも、キャビティ２ｃの外形と略等しい外形を有する挿入部４ｂ１を備えている。挿入部４ｂ１は、キャビティ２ｃの他方の開口部から挿入され、キャビティ２ｃの一方の開口部側に向かって押し込まれる。
【００３８】
次に、本実施の形態の粉末成形型１における第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとの突き合せ部について説明する。図３は、図２のＡ部分を示す拡大図である。図３に示すように、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとの突き合せ部に隙間７が形成されている。詳細には、隙間７は、分割ダイ２のキャビティ２ｃに連続しておらず、第１の分割片２ａの側面２ａ１における分割ダイ２の厚さ方向の両端部（即ち、厚さ方向の内方側の端部と外方側の端部）と、第２の分割片２ｂの側面２ｂ１における分割ダイ２の厚さ方向の両端部（即ち、厚さ方向の内方側の端部と外方側の端部）と、が少なくとも面接触するように形成されている。
【００３９】
本実施の形態では、第１の分割片２ａの側面（突き合せ面）２ａ１に凹み部２ａ２が形成されている。この凹み部２ａ２は、分割ダイ２の高さ方向の全域に形成されている。また、第２の分割片２ｂの側面（突き合せ面）２ｂ１にも、第１の分割片２ａの凹み部２ａ２と対応するように凹み部２ｂ２が形成されている。つまり、凹み部２ａ２と凹み部２ｂ２とは、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとの突き合せ部を中心として略線対称に形成されている。この凹み部２ｂ２も、分割ダイ２の高さ方向の全域に形成されている。ここで、凹み部２ａ２及び凹み部２ｂ２は、分割ダイ２が縮径するに伴って、幅寸法Ｔが狭くなるように形成してもよい。ちなみに、隙間７の個数は一つでも複数個でもよい。
【００４０】
次に、本実施の形態の粉末成形型１を用いた成形方法を説明する。先ず、図示を省略した固定冶具によって、分割ダイ２を高さ方向に固定する。そして、分割ダイ２に対してホルダー３ｂを拡径する方向（図１では矢印Ａ方向）に移動させる。このとき、ホルダー３ｂは、分割ダイ２に対してアウターリング３ａを当該ホルダー３ｂが拡径する方向に移動させる。これにより、アウターリング３ａは、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとを開いた状態から閉じた状態に拘束する。その結果、第１の分割片２ａの側面２ａ１と第２の分割片２ｂの側面２ｂ１とは突き合わされる。
【００４１】
次に、第２のパンチ４ｂを分割ダイ２のキャビティ２ｃにおける他方の開口部から挿入し、所定の位置まで押し込む。
【００４２】
次に、分割ダイ２のキャビティ２ｃに粉末５を挿入する。そして、第１のパンチ４ａの挿入部４ａ１を分割ダイ２のキャビティ２ｃにおける一方の開口部から挿入し、ヒータ６によって分割ダイ２及びダイホルダ３を介して粉末５を加熱しつつ、第１のパンチ４ａと第２のパンチ４ｂとで粉末５を圧縮して成形する。
【００４３】
このとき、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとの突き合せ部に隙間７が形成されている。つまり、第１の分割片２ａの側面２ａ１に形成された凹み部２ａ２と、第２の分割片２ｂの側面２ｂ１に形成された凹み部２ｂ２と、で第１の分割片２ａの側面２ａ１と第２の分割片２ｂの側面２ｂ１との接触面積が狭くなっている。そのため、上述した一般的な粉末成形型における第１の分割片の側面と第２の分割片の側面との密着強度に比べて、本実施の形態の粉末成形型１における第１の分割片２ａの側面２ａ１と第２の分割片２ｂの側面２ｂ１との密着強度は高い。よって、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとの突き合せ部におけるキャビティ２ｃのＲ部近傍に隙間が生じ難く、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとの突き合せ部におけるキャビティ２ｃのＲ部近傍への粉末の侵入を抑制することができる。
【００４４】
その後、第１のパンチ４ａの挿入部４ａ１を分割ダイ２のキャビティ２ｃから引き抜き、分割ダイ２に対してホルダー３ｂを縮径する方向（図１では矢印Ｂ方向）に移動させる。このとき、ホルダー３ｂは、分割ダイ２に対してアウターリング３ａを当該ホルダー３ｂが縮径する方向に移動させる。これにより、アウターリング３ａは、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとの拘束を開放する。その結果、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとは拡開可能となる。最後に、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとを拡開して、成形体を取り出す。
【００４５】
このように本実施の形態の粉末成形型１は、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとの突き合せ部への粉末の侵入を抑制することができるので、第１の分割片２ａや第２の分割片２ｂの摩耗を低減することができ、第１の分割片２ａや第２の分割片２ｂの寿命を向上させることができる。しかも粉末を除去するための構成を省略することができるので、粉末成形型１の構成を簡略化することができる。
【００４６】
ここで、第１の分割片２ａの側面２ａ１に形成された凹み部２ａ２及び第２の分割片２ｂの側面２ｂ１に形成された凹み部２ｂ２は、図３に示すように、曲面であることが好ましい。これにより、凹み部２ａ２や凹み部２ｂ２の一部分に応力集中が生じることがなく、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとの突き合せ部への粉末の侵入をより抑制することができる。
【００４７】
また、第１の分割片２ａの側面２ａ１に形成された凹み部２ａ２及び第２の分割片２ｂの側面２ｂ１に形成された凹み部２ｂ２は、図３に示すように、分割ダイ２の厚さ方向における略中央部に形成されていることが好ましい。これにより、隙間７を挟んで両側に配置される、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとの突き合せ部の密着強度を略等しくすることができ、第１の分割片２ａと第２の分割片２ｂとの突き合せ部への粉末の侵入をより抑制することができる。
【００４８】
以上、本発明に係る粉末成形型の実施の形態を説明したが、上記に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
例えば、第１の分割片２ａの側面２ａ１及び第２の分割片２ｂの側面２ｂ１にそれぞれ凹み部を形成したが、少なくとも一方の側面に形成すればよい。
例えば、凹み部は分割ダイ２の高さ方向の全域に形成したが、分割ダイ２の高さ方向に部分的に形成してもよい。
例えば、第１のパンチ４ａと第２のパンチ４ｂとを移動させて粉末５を圧縮したが、第２のパンチ４ｂを固定させてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  粉末成形型
２  分割ダイ
２ａ  第１の分割片、２ａ１  側面、２ａ２  凹み部
２ｂ  第２の分割片、２ｂ１  側面、２ｂ２  凹み部
２ｃ  キャビティ
３  ダイホルダ
３ａ  アウターリング
３ｂ  ホルダー、３ｂ１  挿入部
４（４ａ、４ｂ）  パンチ
４ａ１、４ｂ１  挿入部
５  粉末
６  ヒータ
７  隙間
１００  粉末成形型
１０１  分割ダイ
１０１ａ、１０１ｂ  分割片
１０１ｃ  キャビティ
１０２  ダイホルダ、１０２ａ  貫通部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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