(57)【要約】キャビティが形成された金型と、前記金型を保持するダイプレートと、前記キャビティの上部入口形状と同一形状の下部出口を有し、ダイプレート上に設置された給粉ボックスと、前記給粉ボックスに接続され上下方向に振動する加振機と、前記給粉ボックスの前記下部出口に設置されたシャッターとを備えた粉末成形機を提供する。
2017038236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティが形成された金型と、
前記金型を保持するダイプレートと、
前記キャビティの上部入口形状と同一形状の下部出口を有し、ダイプレート上に設置された給粉ボックスと、
前記給粉ボックスに接続され上下方向に振動する加振機と、
前記給粉ボックスの前記下部出口に設置されたシャッターとを備えた粉末成形機。
【請求項２】
前記給粉ボックスの側壁が、給粉ボックス内でタップ密度にされる粉末のスプリングバック量を上回る値の逆テーパを有する請求項１に記載の粉末成形機。
【請求項３】
前記給粉ボックスを移動させる駆動機構が前記ダイプレート上に設置された請求項１または請求項２に記載の粉末成形機。
【請求項４】
前記駆動機構は前記給粉ボックスに連結した駆動レバーを有し、前記駆動レバーと前記給粉ボックスの連結は上下方向の相対移動は許容され、押し引き方向の相対移動は阻止される請求項３に記載の粉末成形機。
【請求項５】
前記駆動機構は前記給粉ボックスに設置された上下方向に延びるスロットを有する連結具と前記連結具と連結する駆動レバーを備えた請求項３〜請求項４のいずれか１つに粉末成形機。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の粉末成形機を用いて金型のキャビティに粉末を投入する粉末充填方法であって、
前記給粉ボックスを前記加振機で上下方向に振動させて給粉ボックス内の粉末をタップ密度にする振動工程と、
前記給粉ボックスの下部のシャッターを開いてタップ密度の粉末を金型のキャビティに投入する投入工程とを含む粉末充填方法。
【請求項７】
前記投入工程の後、前記シャッターによりキャビティの上面の粉末を擦り切る擦り切り工程を含む請求項6に記載の粉末充填方法。
【請求項８】
上下に切り抜ける内周面を有するダイと、
前記ダイに挿入されるコアロッドと、
前記ダイを保持するダイプレートと、
前記ダイの内周面形状と相似形の下部出口と前記コアロッドの外周面形状と相似形の筒を有し、ダイプレート上に設置された給粉ボックスと、
前記給粉ボックスに接続され上下方向に振動する加振機と、
前記給粉ボックスの前記下部出口に設置されたシャッターと、
前記給粉ボックスに設置された上下方向に延びるスロットを有する連結具と、
前記スロットに挿入される駆動レバーとを備えた粉末成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末成形機と粉末充填方法に関する。
本出願は、２０１５年９月２日出願の日本出願第２０１５−１７２９１５号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１、２は、給粉ボックスに加振機（振動発生機）を附随させて粉末投入時に給粉ボックスを振動させることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平２−２５５３７号公報
【特許文献２】特許第３０６３４９９号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示にかかる粉末成形機は、キャビティが形成された金型と、前記金型を保持するダイプレートと、前記キャビティの上部入口形状と同一形状の下部出口を有し、ダイプレート上に設置された給粉ボックスと、前記給粉ボックスに接続され、上下方向に振動する加振機と、前記給粉ボックスの前記下部出口に設置されたシャッターとを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、実施形態にかかる粉末成形機の要部を示す断面図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる給粉ボックスの図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】図３は、キャビティの上に給粉ボックスが配置された状態の断面図である。
【図４】図４は、図３の給粉ボックスの平面図である。
【図５】図５は、実施形態にかかる給粉ボックスと駆動機構の駆動レバーの係合部の部分破断拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
粉末成形機は、待機位置から粉末投入位置に移動して金型のキャビティに原料粉末（以下単に粉末と言う）を投入する給粉ボックスを備えている。
【０００７】
その給粉ボックスからのキャビティへの粉末の投入は、自然落下によるのが一般的であるが、この方法は粉末同士がアーチ構造を形成する現象いわゆるブリッジに起因した充填密度のばらつきが懸念される。
【０００８】
そこで、前記特許文献１、２は、給粉ボックスに加振機（振動発生機）を附随させて粉末投入時に給粉ボックスを振動させることを提案している。
【０００９】
前記特許文献１が記載している粉末成形機（粉末プレス装置）は、給粉ボックスの底部に篩を設け、キャビティに投入する粉末を篩にかけることでブリッジを起こり難くして不均一投入を抑制するものである。
【００１０】
また、前記特許文献２が記載している粉末成形機は、給粉ボックスの下部内側を縦横の仕切り板によって複数の部屋に区画し、キャビティに対する粉末投入時に給粉ボックスを振動させることでキャビティに投入された粉末に仕切り板経由で振動を伝播させて投入粉末に生じるブリッジを崩すものである。
【００１１】
焼結部品の製造では、金型のキャビティに対する粉末の充填密度を均一化することは勿論、充填された粉末中に閉じ込められる空気の量（いわゆる内包量）を減少させることも重要視される。
【００１２】
なぜなら、粉末の高密度成形や高精度成形では特に、キャビティに充填される粉末の内部に空気が閉じ込められると内包された空気が成形圧によって圧縮され、成形体を金型から抜き出したときにその空気が膨張して成形体が破損することがあるからである。
【００１３】
内包された空気の膨張は成形体を熱処理するときにも起こり、その熱処理時に成形体が破損したり、変形（膨張）したりすることもある。
【００１４】
その不具合を解消するために高密度部品、高精度部品の製造では成形体に内包される空気の量を減少させることが要求されるが、従来の粉末成形機や前掲の特許文献１、２に記載された粉末成形機では、期待する効果が得られていない。
【００１５】
特許文献１の粉末成形機は、投入する粉末を篩いにかけて自然落下させるだけであるので、粉末を再配列する効果が得られず、空気の内包量が多くなる。
【００１６】
また、特許文献２の粉末成形機は、キャビティに投入された粉末に給粉ボックスからの振動が伝わるが、給粉ボックスの構造上の理由からその振動は横向き振動となる。そのため、キャビティに投入された粉末の再配列が効果的に進行せず、この特許文献２の成形機でも空気内包量を十分に減少させるのは難しい。
【００１７】
例えば、モータやリアクトルなどに採用される圧粉磁心（圧粉コア）は、より良い磁気特性を得るために、高い成形圧を加えて成形密度を可及的に高めることが望まれている。
その要望に応えるには、上述した内包空気による破損、変形の問題を解決する必要がある。
【００１８】
そこで、本発明の実施形態は、投入粉末の空気内包量が減少してキャビティに対する粉末の高密度充填が実現される粉末成形機と粉末充填方法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］
【００１９】
本開示にかかる粉末成形機は、キャビティが形成された金型と、前記金型を保持するダイプレートと、前記キャビティの上部入口形状と同一形状の下部出口を有し、ダイプレート上に設置された給粉ボックスと、前記給粉ボックスに接続され上下方向に振動する加振機と、前記給粉ボックスの前記下部出口に設置されたシャッターとを備える。
【００２０】
また、この発明の一態様にかかる粉末充填方法は、上述したこの発明の一態様にかかる粉末成形機の給粉ボックスを前記加振機で上下方向に振動させて給粉ボックス内の粉末をタップ密度にする振動工程と、前記給粉ボックスの下部のシャッターを開いてタップ密度の粉末を金型のキャビティに投入する投入工程を含む。
［発明の効果］
【００２１】
本発明の一態様にかかる粉末成形機及び粉末充填方法によれば、金型のキャビティに対して粉末の高密度充填がなされる。
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様にかかる粉末成形機を以下に挙げる。その粉末成形機は、金型と、金型を保持するダイプレートと、ダイプレート上を移動する給粉ボックスを含む。前記金型はダイと、パンチと、必要に応じて追設されるコアロッドを含む。前記給粉ボックスは、待機位置から粉末投入位置に向けてダイプレート上を移動し、粉末投入位置においてダイのキャビティに粉末を投入する。前記給粉ボックスは、前記キャビティの上部入口形状と同一形状の下部出口を有し、その給粉ボックスを上下方向に振動させる加振機（振動付与装置）と、給粉ボックスの前記下部出口を開閉するシャッターを備える。ここにおいて、上下方向に振動させるとは、前記キャビティの軸と平行な方向に振動させることである。
【００２２】
ここで前記キャビティの上部入口形状と同一形状の下部出口を有する前記給粉ボックスとは、前記キャビティの上部入口の平面視輪郭形状と同じ平面視輪郭形状または相似形の下部出口を有する給粉ボックスを言う。例えば、キャビティの平面視上部入口形状がリング状であれば給粉ボックスの下部出口もリング状となった給粉ボックスである。
【００２３】
前記給粉ボックスの前記下部出口のサイズは、前記キャビティの入口のサイズと等しくすることも考えられるが、それよりは、タップ密度の粉末が給粉ボックスから抜け出すときのスプリングバック量を考慮して前記キャビティの前記上部入口のサイズよりも小さくしたものがよい。
ここにおいてタップ密度とは、粉末を容器にいれた後に容器を振動させ、粉末の体積がそれ以上減少しなくなった状態の密度である。測定方法は、ＩＳＯ  ３９５３：２０１１による。
【００２４】
前記給粉ボックスは、前記シャッターが閉じた状態で前記加振機によって振動する。
【００２５】
前記給粉ボックスに対する粉末の供給と前記加振機による前記給粉ボックスを振動させることは、待機位置に移動した前記給粉ボックスに対してなされるようにしてもよいし、前記給粉ボックスが移動領域の任意の位置にあるときになされるようにしてもよい。
【００２６】
前記給粉ボックスを振動させることは、前記キャビティへの粉末投入が開始される前であればいつ行われてもよい。前記給粉ボックスを振動させることにより、前記給粉ボックスに投入された粉末に上下方向の振動が加わり、その振動により前記給粉ボックス内の粉末の再配列が強制的にそして効果的になされる。
【００２７】
前記給粉ボックス内の粉末が前記下部出口を閉じている前記シャッターに支持されているので、前記給粉ボックスに供給された粉末の全域がムラ無く振動する。
【００２８】
その振動による粉末の再配列によって前記給粉ボックス内の粉末はタップ密度となり、その後キャビティに投入される。前記給粉ボックスの前記下部出口が前記キャビティの前記上部入口と同一形状になっているために、タップ密度である粉末が切り崩されること無く投入される。
【００２９】
そのために、前記キャビティ内に充填された粉末に内包される空気の量が減少し、得られる成形体は高密度であっても内包空気に起因した破損や変形（熱処理時の膨れ）が防止される。
【００３０】
また、タップ密度となった粉末が投入されることで前記キャビティの容積に対する粉末の充填密度が従来の粉末成形機よりも高まる。充填される粉末の容積が縮小することにより前記ダイの全長を短くできる。それに伴い、上下パンチの全長を短くして成形時のパンチの歪みを小さくできるため、成形精度の向上にもつながる。
【００３１】
このほか、前記キャビティの容積に対する粉末の充填密度が高まることで、充填された粉末に不可避的に内包される空気量のばらつきが小さくなり、成形体の重量のばらつきも抑制される。
【００３２】
前記給粉ボックスの側壁が上側の間隔が狭くなるテーパ角度（これを逆テーパ角度と言う）を有すると好ましい。さらに好ましくは、タップ密度になった粉末のスプリングバック量を上回る値の逆テーパ角度を付けて粉末がキャビティに投入される際の摩擦抵抗を生じ難くしたものが好ましい。好ましい逆テーパ角度は０．０５°〜１°である。
【００３３】
前記逆テーパ角度が０．０５°以下では前記キャビティに対する粉末投入時の摩擦抵抗低減の効果が薄く、また、１°程度でその効果が飽和する。
【００３４】
また、前記給粉ボックスの前記下部出口のサイズは、前記キャビティの前記上部入口のサイズよりも若干（好ましくは粉末とキャビティ間に摺動隙間が確保される程度）小さくしておくのがよい。これ等の処置を施したものは、前記給粉ボックスから前記キャビティへの粉末の投入が円滑になされる。前記下部出口のサイズと前記上部入口とのサイズの差は半径方向に０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍであると好ましい。
【００３５】
この発明の一態様にかかる粉末成形機では、前記給粉ボックスを移動させる駆動機構が前記ダイプレート上に設置されていると好ましい。さらに好ましくは、前記駆動機構は前記給粉ボックスに連結した駆動レバーを有し、前記駆動レバーと前記給粉ボックスの連結は上下方向の相対移動は許容され、押し引き方向の相対移動は制限されている。さらに好ましくは、前記駆動機構は前記給粉ボックスに設置された上下方向に延びるスロットを有する連結具と前記スロットに挿入される駆動レバーを備えている。  
【００３６】
前記給粉ボックスは上下方向に拘束されていないので前記給粉ボックスは前記駆動機構及び前記駆動レバーの荷重を受けずに上下に振動することができる。
【００３７】
この発明の一態様にかかる粉末充填方法では、前記加振機と前記下部出口を開閉する前記シャッターを備えた前記給粉ボックスを前記加振機で上下方向に振動させて前記給粉ボックス内の粉末をタップ密度にする工程と、その後、前記給粉ボックスの下部の前記シャッターを開いてタップ密度の粉末を前記金型の前記キャビティに投入する工程を経て前記キャビティに対する粉末の充填を行う。
【００３８】
この方法での前記給粉ボックスからの前記キャビティに対する粉末の投入は、落とし込み給粉、吸い込み給粉のどちらの方式で行ってもよい。前記落とし込み給粉は、定められた容積が形成された前記キャビティへ前記給粉ボックスから粉末を投入する方法である。
【００３９】
前記吸い込み給粉は以下の給粉方法である。まず、前記ダイの上面と前記下パンチの上端の位置が揃うところまで前記ダイを下降させた状態とする。次に前記ダイを上昇させながら容積が拡大させると同時に前記給粉ボックスから前記キャビティに粉末を投入する。前記吸い込み給粉によれば、前述の作用により高密度充填の効果が発揮される。
【００４０】
この発明の一態様にかかる粉末充填方法では、前記キャビティに投入された粉末の擦り切りは、ダイと粉末投入後に待機位置に戻る前記給粉ボックスで行うこともできる。好ましくは、前記キャビティへの粉末投入後にダイの上面に接した前記シャッターで前記下部出口を閉じて前記シャッターで擦り切りを行う。
【００４１】
前記シャッターにより粉末の擦り切りを行うと、前記給粉ボックス内に残った粉末が前記キャビティに落ちることによる前記キャビティ内の粉末の重量の変動が起こらない。そのために、充填された粉末の前記給粉ボックス進退方向前後の密度差がより小さく抑えられ、得られる成形体を焼結して得られる製品の精度（同軸度など）および性能が向上する。
【００４２】
本発明の一態様にかかる粉末成形機は、上下に切り抜ける内周面を有するダイと、前記ダイに挿入されるコアロッドと、前記ダイを保持するダイプレートと、前記ダイの内周面形状と相似形の下部出口と前記コアロッドの外周面形状と相似形の筒を有し、ダイプレート上に設置された給粉ボックスと、前記給粉ボックスに接続され上下方向に振動する加振機と、前記給粉ボックスの前記下部出口に設置されたシャッターと、前記給粉ボックスに設置された上下方向に延びるスロットを有する連結具と、前記スロットに挿入される駆動レバーとを備える。
【００４３】
このような構成により、金型のキャビティに対して粉末の高密度充填がなされる。
【００４４】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の一態様にかかる粉末成形機の具体例と粉末充填方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれ等の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【実施例】
【００４５】
図１に示した粉末成形機１は、金型を構成するダイ２、上パンチ３、下パンチ４、コアロッド５、給粉ボックス６及び加振機７を組み合わせて構成されている。【００４６】
前記ダイ２は、ダイプレート８に支持される。前記上パンチ３はプレス機の上ラム（図示せず）に駆動される上パンチプレート９に、前記下パンチ４はベースプレート１０にそれぞれ支持されている。【００４７】
また、前記ダイプレート８は、プレス機の下ラム（これも図示せず）に駆動されるヨークプレート１１に連結ロッド１２を介して繋がれている。【００４８】
前記ダイプレート８に支持された前記ダイ２の上面は、前記ヨークプレート１１を駆動して前記下パンチ４の上端との位置が揃うとろまで下降させることができる。【００４９】
キャビティ１３は、前記ダイ２の内周面２４と前記下パンチ４の上端と前記コアロッド５の外周面２５とにより形成される。【００５０】
図４に示すように、前記給粉ボックス６は、前記下部出口２３の平面視形状を、前記キャビティ１３の上部入口２２の形状と相似形状（図示の粉末成形機のそれは、内側の輪郭と外側の輪郭が同心の円形）にしたものが設けられている。前記下部出口２３のサイズは前記内周面２４よりも半径方向に０．５ｍｍ小さく設定されている。【００５１】
前記給粉ボックス６の側壁６ａには、図２に示すように、上側の間隔が狭くなる逆テーパ角度θが付されている。前記逆テーパ角度θは、０．０５°〜１°程度に設定されている。前記逆テーパ角度θが０．０５°以下では前記キャビティ１３に対する粉末投入時の摩擦抵抗低減の効果が薄く、また、１°程度でその効果が飽和する。【００５２】
さらに、前記給粉ボックス６の下部には、粉末の前記下部出口２３を開閉する厚みの薄い平板で形成されたシャッター１４が設けられている。【００５３】
前記シャッター１４を駆動するアクチュエータ１５は、前記給粉ボックス６に取り付けられており、前記給粉ボックス６と一緒に前記ダイプレート８上を移動する。【００５４】
粉末成形機１では、図１に示すように、前記ダイプレート８上に設置された駆動機構１６の駆動レバー１６ａが給粉ボックス６の側壁６ａの後方に連結されている。前記ダイプレート８上の待機位置から前記キャビティ１３上の粉末投入位置への移動及び粉末投入位置から前記待機位置への復帰が、前記駆動レバー１６ａを進退させることによってなされる。【００５５】
前記給粉ボックス６は、図２に示すように、上端を開口させたボックスであって、前記駆動レバー１６ａに押されて前記ダイプレート８上をスライドし、前記待機位置から前記粉末投入位置に向けて移動する。ここで、前記給粉ボックス６は上下方向に延びる筒６ｃを有する。前記筒６ｃは、前記コアロッド５に対応する位置に支持ピン６ｂなどを介して前記給粉ボックス６の前記側壁６ａに支持される。【００５６】
図３に示すように前記筒６ｃは上面、側面２６を有する。前記筒は下面を有してもよい。【００５７】
図４に示すように前記側面２６の下端の外周形状は前記コアロッド５の上端の前記外周面２５の形状と相似形である。前記側面２６下端のサイズは前記外周面２５よりも半径方向に０．５ｍｍ大きく設定されている。【００５８】
粉末成形機１は、ＮＣサーボプレス機を用いた成形機であり、前記給粉ボックス６が前記待機位置にあるときに、上部にあるホッパ１７から前記給粉ボックス６へ定量の粉末が供給される。【００５９】
また、粉末成形機１は、前記給粉ボックス６の前記側壁６ａの外面に前記加振機７を取り付け、前記加振機７で前記給粉ボックス６を上下に振動させる。【００６０】
前記加振機７は、市販の直線振動型エアーバイブレータなどでよい。前記加振機７による振動の妨げとならないように、前記駆動レバー１６ａは前記給粉ボックス６に対して当該レバーの荷重が加わらないように接続されている。【００６１】
粉末成形機１においては、図４、図５に詳しく示すように、前記給粉ボックス６の後部に連結具１８を取り付ける。その連結具に設けた上下方向に延びる断面視Ｔ字状のスロット１９に、前記駆動レバー１６ａに設けられた平面視Ｔ字状のヘッド部２０を給粉ボックス６に対する上下方向の相対移動は許容され、押し引き方向の相対移動は制限されるように連結している。そのために、前記給粉ボックス６は前記駆動レバー１６ａの荷重を受けずに上下に振動することができる。【００６２】
前記連結具１８には、前記ヘッド部２０の表面に接して前記給粉ボックス６の上下移動の摺動抵抗を低減してガイドするボールプランジャ２１を設けると好ましい。【００６３】
このように構成された粉末成形機１では、前記給粉ボックス６が前記待機位置にあるときに前記給粉ボックス６に対して定量の粉末が供給される。このとき、シャッター１４は閉じられている。【００６４】
その供給が完了したら前記シャッター１４を閉じた状態で前記給粉ボックス６を前記加振機７で上下方向に振動させる。前記給粉ボックス６が前記待機位置にあるときに振動させてもよいし、前記給粉ボックス６が前記粉末投入位置に向けて移動している間に振動させてもよい。前記粉末投入位置に移動した後に振動させることもできるが、前記粉末投入位置に到達するまでに振動させることが完了すれば、成形工程の工程所要時間が減少する。【００６５】
この振動により、前記給粉ボックス６内で前記シャッター１４に受け支えられている粉末が振動する。粉末が持ち上げられて落とされる動作が繰り返されることにより粉末の再配列がなされてタップ密度になる。【００６６】
所定時間（その時間は、給粉ボックスの大きさや振動の印加条件などによっては数秒でよい）の振動によって前記給粉ボックス６内の粉末がタップ密度になったら、前記シャッター１４を開いてその粉末を前記キャビティ１３に投入する。【００６７】
この投入は、落とし込み給粉、吸い込み給粉のどちらかで行われる。前記給粉ボックス６は、前記側壁６ａに前記逆テーパ角度θが付されているので、どちらの給粉方法でも前記キャビティ１３への粉末の投入が円滑になされる。【００６８】
前記キャビティ１３に粉末が投入されたら、前記キャビティ１３内の粉末の充填量を一定にするために、投入された粉末の上面を擦り切る。【００６９】
粉末成形機１では、前記シャッター１４によって粉末を擦り切る。詳しくは、前記ダイ２の上面に接した前記シャッター１４を閉じることで粉末を擦り切る。これにより、前記キャビティ１３からはみ出ている粉末が前記キャビティ１３内の粉末から切り離される。【００７０】
前記給粉ボックス６が待機位置に移動するときに前記給粉ボックス６の前側の前記側壁６ａで粉末を擦り切ることもできる。しかし、前記シャッター１４で粉末の擦り切りを行う方が、前記給粉ボックス６内の残留した粉末が前記シャッター１４に受けられて残留した粉末が前記キャビティ１３内に落ちることがないので、成形体の密度の均一化に関してより好ましい。【００７１】
前記給粉ボックス６は、前記下部出口２３が前記キャビティ１３の前記上部入口２２と同一形状になっているため、タップ密度である粉末が崩れずに前記キャビティ１３に投入され、投入粉末に空気が新たに混入する事態が回避される。【００７２】
なお、前記給粉ボックス６に対する粉末の供給は、前記給粉ボックス６と粉末の供給源である前記ホッパ（図示せず）とをホースを介して接続して行うこともできる。しかし、この方法よりも前記待機位置で前記給粉ボックス６に粉末を供給する方法の方が、前記給粉ボックス６内で粉末の偏りが起こり難くて好ましい。【００７３】
前記キャビティ１３への粉末投入後に前記給粉ボックス６は、前記ダイプレート８上をスライドして前記待機位置に戻る。その後、前記上パンチ３が降下して前記キャビティ１３内の粉末が加圧成形される。【００７４】
−実施例１−
本発明の粉末成形機と粉末充填方法の評価試験の結果を以下に示す。評価試験は、表１に示す三種の粉末を使用して行った。各密度と親密度に対する各密度の割合を表1に示す。【００７５】
【表１】
2017038236.tif 000003
【００７６】
この試験では、用意した粉末を内径＝φ５０ｍｍのダイと、外径＝φ３０ｍｍのコアロッドと、内，外径がダイ及びコアロッドとの間に摺動クリアランスが確保される値に設定された上パンチ及び下パンチを備える金型を用いて、外径＝φ５０ｍｍ、内径＝φ３０ｍｍ、厚み＝１５ｍｍの表２の組み合わせ条件のNo.１〜No.２３のリング状成形体を各３０個成形した。【００７７】
粉末成形機は、表２に示す通り、キャビティの入口形状よりも大きな平面視四角形の出口を有する給粉ボックスを有するものと、平面視でキャビティの上部入口の形状と同一形状（これを製品形状と言う）の出口を有するものを使用した。【００７８】
また、給粉ボックスが製品形状の下部出口を有するものについては、給粉ボックスの振動なし、左右方向振動、上下方向振動の３パターンでの給粉を行って振動の有無、振動方向の違いによる効果を調べた。【００７９】
さらに、給粉ボックスの側壁の逆テーパとキャビティに投入された粉末のシャッターによる擦り切りの有無による効果も併せて調べた。【００８０】
粉末Ａは無潤滑、粉末Ｂ，Ｃはステアリン酸亜鉛をアルコールで溶いた溶液（潤滑剤）を金型にスプレーで塗布してからの成形とした。また、キャビティに対する粉末の投入は、ダイの上面と下パンチの上端との位置が揃うところまで下降させたダイを上昇させながら行う吸い込み給粉とした。【００８１】
さらに、給粉ボックスを振動させる加振機は、直線振動型エアーバイブレータ｛ユーラステクノ社製ピストン式エアーバイブレータ  ３／４”ＡＣＭ（振動周波数６０Ｈｚ）｝を使用した。【００８２】
その加振機による給粉ボックスの振動は、上下方向への振動の場合、２〜３秒で給粉ボックス内の粉末をタップ密度にすることができた。この程度の時間であれば、量産品の成形時間への影響も少ない。【００８３】
この試験の結果を表２に示す。【００８４】
【表２】
2017038236.tif 000004
【００８５】
表２の試験結果から、本発明によれば、成形体の充填密度が高まり、内包空気量が減少することがわかる。内包空気量が減少することで、高圧、高密度成形体の内包空気量に起因した金型からの抜き出し時の破損、熱処理時の破損、膨れが起こり難くなる。【００８６】
また、キャビティに対する粉末の充填深さが、振動無しや左右方向振動に比べて浅くなるため金型（ダイ）のサイズを縮小することができ、金型の歪みの低減も期待できることがわかる。【００８７】
さらに、給粉ボックスの上下方向振動、ボックスの側壁に対する逆テーパの付与、シャッターによる投入粉末の擦り切りを併用すると成形体の外周面と内周面の同軸度（振れ）も著しく高まることがわかる。【００８８】
−実施例２−
実施例１のNo.９〜２３の成形体を膨れが発生しているものも含めて２５０℃に加熱して加熱後の変形や破損の発生状況を調べた。その結果をＸ、Ｙ、Ｚで表２に示す。ここでＸは、膨れ発生が３０個中１つも無いもの、Ｙは、膨れが発生して成形体が欠けたものが３０個中１０個未満であったもの、Ｚは膨れが発生して成形体が欠けたものが３０個中１０個以上であったものを示す。【００８９】
給粉ボックスの上下方向振動、ボックスの側壁に対する逆テーパの付与、シャッターによる投入粉末の擦り切りを併用すると成形体の欠けが発生しないことがわかる。
【符号の説明】
【００９０】
１          粉末成形機
２          ダイ
３          上パンチ
４          下パンチ
５          コアロッド
６          給粉ボックス
６ａ        側壁
６ｂ        支持ピン
６ｃ        筒
７          加振機
８          ダイプレート
９          上パンチプレート
１０        ベースプレート
１１        ヨークプレート
１２        連結ロッド
１３        キャビティ
１４        シャッター
１５        アクチュエータ
１６        駆動機構
１６ａ      駆動レバー
１７        ホッパ
１８        連結具
１９        スロット
２０        ヘッド部
２１        ボールプランジャ
２２        上部入口
２３        下部出口
２４        内周面
２５        外周面
２６        側面
θ          逆テーパ角度
【図１】
2017038236.tif 000005
【図２】
2017038236.tif 000006
【図３】
2017038236.tif 000007
【図４】
2017038236.tif 000008
【図５】
2017038236.tif 000009
【国際調査報告】
2017038236.tif 000010
2017038236.tif 000011
2017038236.tif 000012
2017038236.tif 000013