(57)【要約】【課題】粉末成形時に側圧を受ける分割パンチがコアロッドなどの摺動相手金型要素に対してきつく押しつけられて摺動面に摩耗、焼きつきなどが生じることを防止できるようにすることを課題としている。【解決手段】粉末成形時にキャビティ内の成形体から側圧を受ける分割パンチを隣接分割パンチの溝に挿入している粉成形金型について、前記側圧を受ける分割パンチに周方向に突出する凸部を設け、その凸部を隣接分割パンチの前記溝に設けた拡幅部に入り込ませ、側圧を受ける分割パンチを隣接分割パンチに対して径方向相対移動不可に係合させた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイと上パンチと下パンチを備え、前記上パンチと下パンチの少なくとも片方が複数の分割パンチで構成され、その中にキャビティ内の成形体から側圧を受ける分割パンチが含まれ、その側圧を受ける分割パンチが隣接した分割パンチに設けられた溝に挿入されている粉末成形金型であって、
前記側圧を受ける分割パンチに周方向に突出する係止用凸部を設け、その係止用凸部を前記隣接した分割パンチの前記溝に設けた拡幅部に入り込ませ、前記側圧を受ける分割パンチを前記隣接した分割パンチに対して径方向相対移動不可に係合させた粉末成形金型。
【請求項２】
前記側圧を受ける分割パンチの成形部を前記隣接した分割パンチの先端から突出させ、上パンチについてはその突出部よりも上側、下パンチについてはその突出部よりも下側に前記係止用凸部を設けた請求項１に記載の粉末成形金型。
【請求項３】
前記側圧を受ける分割パンチの成形部を前記隣接した分割パンチの先端から突出させ、前記係止用凸部を前記溝に挿入された位置から前記突出部まで延伸させて設けた請求項１に記載の粉末成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、焼結部品の製造工程において原料粉末の加圧成形に利用される粉末成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結部品の製造において利用される粉末成形装置では、ダイと上パンチ及び下パンチを基本要素とし、必要に応じて部品の穴を成形するコアロッドなどを追加した粉末成形金型（以下、単に金型とも言う）が使用される。
【０００３】
上パンチと下パンチは、焼結部品の端面の形状によっては複数に分割したものが用いられる。例えば、下記特許文献１には、下パンチを分割した金型が記載されている。
【０００４】
上パンチを分割した金型の一例を図６、図７に示す。図示の金型は、ダイ１、上１パンチ２、上２パンチ３、上パンチに対向させた下パンチ４、及びコアロッド５を組み合わせたものになっている。
【０００５】
上２パンチ３は、上１パンチ２の内周側に設けた溝６に組み込まれている。この上２パンチ３は、原料粉末を加圧成形して得られる成形体１０の上面と内周面が交差した箇所に設けられる凹部１１を成形する。
【０００６】
例示の凹部１１には、パンチの軸芯に対して傾斜した底面が含まれており、その傾斜した底面は上２パンチ３に設けられた成形面３ｆによって成形される。
【０００７】
上２パンチ３は、成形する凹部の軸方向の深さが浅ければ凹部成形部を上１パンチ２に一体に形成することができるので分割する必要はないが、成形する凹部の深さがある程度深い場合には、局部的に成形密度が高まってしまうため、上２パンチ３を上１パンチ２から分割せざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−８２６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図６、図７に示したような金型は、粉末の成形時に、上２パンチ３に対して成形体１０からその上２パンチ３をコアロッド５に押し付ける方向の側圧が加わる。図示の金型のように、上２パンチ３が傾斜した成形面３ｆを有している場合にはその側圧が特に大きくなる。
【００１０】
その押し付けの力に対して、上２パンチ３が小さくて撓み防止の能力が低いと、上２パンチ３が強い力でコアロッド５に押し付けられる。そして、この状態で上２パンチ３とコアロッド５が軸方向に相対移動することから両者の摺動面の摩耗、焼きつきなどの不具合が生じる。
【００１１】
この問題に対して、前掲の特許文献１は、成形体から側圧を受けるパンチに対して側圧を打ち消す方向の分力を発生させる斜面を設けている。
【００１２】
しかしながら、側圧を受けるパンチが側圧打ち消し用の斜面を形成できないものである場合や、形成可能であってもそのパンチが小サイズのために前記斜面の面積を十分に確保できない場合には、特許文献１の手法は利用できない。
【００１３】
この発明は、粉末成形時に側圧を受ける分割パンチがコアロッドなどの摺動相手金型要素にきつく押しつけられて摺動面に摩耗、焼きつきなどが生じることを防止でき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】
【００１４】
上記の課題を解決するため、この発明においては、ダイと上パンチと下パンチを備え、前記上パンチと下パンチの少なくとも片方が複数の分割パンチで構成され、その中にキャビティ内の成形体（成形途中の粉末もキャビティ内の成形体と考える）から側圧を受ける分割パンチ（ここでは説明の便宜上これを分割パンチＢと言う）が含まれ、その側圧を受ける分割パンチＢが隣接した分割パンチ（これを分割パンチＡと言う）に対応させて設けられた溝に挿入されている粉末成形金型を改善の対象にしてその金型に以下の工夫を施した。
【００１５】
即ち、前記分割パンチＢに周方向に突出する係止用凸部を設け、その係止用凸部を分割パンチＡの前記溝に設けた拡幅部に入り込ませて分割パンチＢを分割パンチＡに対して径方向相対移動不可に係合させた。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の粉末成形金型は、分割パンチＢの径方向移動が分割パンチＡによって阻止されて金型要素の摺動面の摩耗、焼きつきなどがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の粉末成形金型の一例を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿った上パンチの断面図である。
【図３】図１の粉末成形金型での圧粉完了状態を示す断面図である。
【図４】この発明の粉末成形金型の他の例を示す断面図である。
【図５】図１の粉末成形金型で成形して得られる成形体の斜視図である。
【図６】従来の粉末成形金型の一例を示す断面図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿った上パンチの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の粉末成形金型の実施の形態を添付図面の図１〜図４について説明する。
【００１９】
図１の粉末成形金型は、図５に示した成形体１０を成形するものであって、ダイ１、上１パンチ２、上２パンチ３、上パンチに対向させた下パンチ４、及びコアロッド５を組み合わせたものになっている。
【００２０】
上２パンチ３は、成形に関与しない部分が上１パンチ２の内周側に設けた溝６に組み込まれている。また、成形に関与する部分は、上１パンチ２の下端（先端）から下方に所定量突出させている。この構造は、図６に示した従来の金型と変わるところがない。
【００２１】
その上２パンチ３は、原料粉末を加圧成形して得られる成形体１０の上面と内周面が交差した箇所に設けられる凹部１１を成形する。この点も図６に示した従来の金型と変わるところがない。
【００２２】
上２パンチ３の上１パンチ２の下端からの突出量は、成形体１０に設けられる凹部１１（図３参照）の深さｄに等しい。
【００２３】
凹部１１の深さｄが、製造する成形体の軸方向長さの例えば２０％を越えるような場合には、パンチの凹部を成形する部分（例示の金型の上２パンチ３がそれに相当する）を分割して成形体の局部的な密度上昇を防ぐ方法が採られる。
【００２４】
図１の粉末成形金型においては、上２パンチ３の成形に関与しない領域に周方向に膨出した係止用凸部７を設けている。
【００２５】
また、上１パンチ２の溝６に係止用凸部７に対応した拡幅部８（図２参照）を設けて溝６を上２パンチ３の軸直角断面形状と相似形でサイズの適合した溝にしており、その溝６に上１パンチ２を挿入している。この構成が従来品と異なる。
【００２６】
係止用凸部７を設けた上２パンチ３は、上１パンチ２の前記拡幅部８に径方向相対移動不可に係合して上１パンチ２により径方向に引き留められる。これにより、上２パンチ３の径方向内側への変位が起こらなくなり、上２パンチ３とコアロッド５がきつく押し付けられた状態、換言すれば両者の摺動面に強い摩擦力が生じた状態で相対移動することがなくなる。
【００２７】
上記係止用凸部７の周方向の突出量ｔ（図２参照）と幅ｗは、成形時に上２パンチ３に加わる側圧を考慮してその側圧に耐える強度が得られる寸法にする。
【００２８】
その係止用凸部７の形状が成形体１０に転写されても構わなければ、係止用凸部７を上２パンチ３の上１パンチ下端からの突出部の部分まで延伸させて設けることができる。
【００２９】
この場合、係止用凸部７が大きすぎると成形体１０の端面の面積を無駄に減少させることになるので、想定される側圧に耐えられる範囲で極力小さくするのがよい。
【００３０】
外径：１００ｍｍ、内径：３５ｍｍ、高さ：３０ｍｍ、凹部の周方向幅：４ｍｍの成形体を製造する金型の場合、係止用凸部７の突出量ｔが１ｍｍ程度、幅ｗが３〜４ｍｍ程度でも上１パンチ２による上２パンチ３の引き留めが問題なくなされた。
【００３１】
係止用凸部７の形状が成形体１０に転写されることを嫌う場合には、その係止用凸部７は上１パンチ２の下端より上側に配置される領域に設ける。
【００３２】
なお、上１パンチ２と上２パンチ３の軸方向相対移動は、側圧を強く受ける圧縮の最終段階では起こらない。
【００３３】
従って、上１パンチ２と上２パンチ３がきつく擦れあって摩耗したり焼きついたりすることはない。
【００３４】
図４の粉末成形金型は、上２パンチ３が上１パンチ２の外周側に設けた溝６に組み込まれている。この構造の金型は、上２パンチ３が成形体から側圧を受けてダイ１に押しつけられる。
【００３５】
そこで図４の粉末成形金型も上２パンチ３に係止用凸部７を設け、その係止用凸部７を溝６に設けた拡幅部８に入り込ませて側圧による上２パンチ３のダイ１に対する押しつけを防止するようにしている。
【００３６】
このように、成形体に設ける凹部が成形体の上面と外周面との交差部に設けられる場合には、上２パンチ３は、上１パンチ２の外周側に設けた溝に組み込まれることになる。
【００３７】
なお、以上の説明は、上パンチが分割されているものを例に挙げて行ったが、この発明は、下パンチが分割されているものや、上パンチと下パンチの双方が分割されているものにも適用できる。
【００３８】
分割パンチの中に成形体から側圧を受けるものが含まれている金型であれば、この発明の有効性が発揮される。
【符号の説明】
【００３９】
１          ダイ
２          上１パンチ
３          上２パンチ
３ｆ        成形面
４          下パンチ
５          コアロッド
６          溝
７          係止用凸部
８          拡幅部
１０        成形体
１１        凹部
【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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【図６】
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【図７】
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