(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を加熱するヒータを備えるとともに、ガイドポストが上パンチプレートに固定された構造のウィズドロアル方式の金型装置において、ダイプレートの下面に断熱手段を介してダイプレート受け板を備え、該ダイプレート受け板にガイドロッドを固定し、かつガイドポストを前記ダイプレートと無縁の状態でダイプレート受け板の軸受に嵌合したことを特徴とする粉末成形用金型装置。
【請求項２】
金型を加熱するヒータを備えるとともに、ガイドポストがダイプレート受け板に固定され、かつ上パンチプレートの軸受に軸支されている構造のウィズドロアル方式の金型装置において、ダイプレートの下面に断熱手段を介してダイプレート受け板を備え、該ダイプレート受け板にガイドロッドを固定し、かつガイドポストを前記ダイプレートと無縁の状態でダイプレート受け板に固定したことを特徴とする粉末成形用金型装置。
【請求項３】
前記ダイプレート受け板が、ダイプレートの軸心寄りの下面に断熱手段を介して固定されており、かつ前記ガイドポストの近傍において、ダイプレート受け板とダイプレートとの間に空間部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の粉末成形用金型装置。
【請求項４】
上パンチと上パンチプレートとの間および下パンチとベースプレートとの間に断熱手段を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の粉末成形用金型装置。
【請求項５】
前記断熱手段が、低熱伝導率材料の板材、空間部、または流体冷却管からなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の粉末成形用金型装置。
【請求項６】
ダイの外周またはダイの外周および端面をフッ素樹脂、エポキシ系樹脂、ゴム、ジルコニア、ムライト、コージーライトのいずれかで被覆したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の粉末成形用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、温間粉末成形用の金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特殊な潤滑剤を含む金属粉末は、例えば、１５０℃程度の温度に加熱して圧縮すると、通常の方法で圧粉成形した場合よりも成形密度が高くなるものがあり、それらは機械要素用焼結部品の製造に利用されている。
この温間粉末成形に使用する装置の一つに、ウィズドロアル方式の金型装置がある。図５は、その基本的な構造を示す縦断面図である。
【０００３】
同図において、上パンチ１３とダイ２１に棒状のヒータ１６および２５を付設し、温度計（図示せず）によって温度を計測し、ヒータ１６および２５への電流を調整し、成形キャビティ周囲が適温になるように調節する。
また、加熱手段を備えたシャトルフィーダを用いて、通常の方法により金属粉末の充填を行い、上下のパンチで圧縮した後、ダイ２１から抜き出す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す従来の成形装置では、ガイドポスト１４と軸受２４との間、およびガイドロッド６０とベースプレート４０の軸受４１との間で、きしみ、かじり、あるいは異常摩耗を生じ、成形装置の精度低下を招き、かつ寿命が短くなるという問題点があり、それらの解決が望まれていた。また、超硬合金と鋼材の組合わせ、あるいは鋼材のみで製作されたダイ２１には温度のばらつきが生じ、そのために成形速度の向上を阻害していた。
図５に示す従来の成形装置のガイドポスト１４およびガイドロッド６０の軸受部が損傷し易いのは、下記のような理由によるものと考えられる。すなわち、加熱されたダイ２１によりダイプレート２３の温度が上昇して熱膨張することによって、ダイプレート２３の軸受２４の位置が変化し、同様にして熱膨張する上パンチプレート１０によってガイドポスト１４の取付け部の位置が変化し、ダイプレート２３の軸受２４とガイドポスト１４との軸心の間にずれを生じる。更に、下方のベースプレート４０の軸受４１の位置変化が相互に不均衡であるため、ベースプレート４０の軸受４１とガイドロッド６０との軸心の間にもずれが生じるものと推定される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
これらの問題点を解決するために、金型を加熱するヒータを備えたウィズドロアル方式のこの発明の成形装置においては、ダイプレートの下面に断熱手段を介してダイプレート受け板を備え、そのダイプレート受け板にガイドロッドを固定し、かつ、ガイドポストを前記ダイプレートと無縁の状態でダイプレート受け板の軸受に嵌合し、あるいはダイプレート受け板に固定してなることを特徴とする。
この場合、ダイプレート受け板がダイプレートの軸心寄りの下面に断熱材を介して固定されており、ガイドポストの近傍では、ダイプレート受け板とダイプレートとの間に空間部を設けることが望ましい。
【０００６】
さらには、前記の構成に加えて、上パンチと上パンチプレートとの間および下パンチとベースプレートとの間に断熱手段を備えていることが望ましい。
これらの断熱手段は、例えば特許第６０５５２５号の析出硬化型ステンレス鋼、ガラス繊維強化高剛性樹脂などの熱伝導率が低いと共に強度が高い板材、空間部、あるいは空気、水、油等の冷却媒体を圧送する流体冷却管で構成される。
また、ダイの外周または外周と端面をフッ素樹脂、エポキシ系樹脂、ゴム、ジルコニア、ムライト、コージーライト等の断熱材で被覆することもできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、図１から図４を参照して本発明を説明する。
図１は、ガイドポスト１４が上パンチプレート１０に固定された構造のウィズドロアル形式の金型装置の縦断面図である。図５に示す従来装置の場合と同様に、上パンチ１３にはヒータ１６が装着され、ダイ２１にはヒータ２５が装着されている。
この装置では、ダイプレート２３の下面に冷却管２８を設け、その下に樹脂その他適宜の材料からなる断熱材２７を介してダイプレート受け板２６を設け、ダイプレート２３とダイプレート受け板２６との間に隙間Ａを形成する。ガイドポスト１４はダイプレート２３とは無縁の状態となり、ダイプレート受け板２６の軸受２４に軸支されている。
上パンチプレート１０と上パンチ１３との間には、冷却管１８を内装した上パンチ受け板１１および断熱材１７が挟持されている。また、下パンチ受け板３３にも、断熱材３４を装着する。冷却管２８、１８には、水または空気等の冷却媒体を流すことができる。
【０００９】
図２は、ダイ２１の周りに冷却管２９を備え、ダイ２１の熱をダイプレート  ２３にできるだけ伝えないようにした実施例の部分縦断面図である。
図３は、ダイ２１の外周および上面を断熱材２０で被覆した実施例の部分縦断面図であり、断熱材２０としては、フッ素樹脂、エポキシ系樹脂、ゴム、ジルコニア、ムライト、コージーライト等を用いる。断熱材２０はダイ２１の熱を遮断するので、ダイプレート２３の昇温を抑制して熱膨張を少なくし、ダイ２１を保温してヒーター２５の電力を低減すると共にダイ２１の温度変化を少なくする。断熱材２０として、ダイ２１の外周には工作性のよいフッ素樹脂、エポキシ系樹脂、ゴムなどを用い、ダイ２１の端面にはシャトルフィーダとの耐摩耗性に優れるジルコニア、ムライトまたはコージーライトを用いることが望ましい。
【００１０】
図４は、ガイドポスト１４が、ダイプレート受け板２６に固定され、かつ上パンチプレート１０の軸受１９に軸支されている構造の金型装置の縦断面図である。図１に示す実施例と異なる点は、ダイプレート２３を小さくして、ガイドポスト１４の周囲の空間を拡大したことであり、また、下パンチ受け板３３の周囲には冷却管３５を備えた筒状体３６が設けられている。これらの細部の構造は、装置の大きさや装置部材の間隔等によって任意に選択することができるが、できるだけ簡単な構造のものに設計することが望ましい。
【００１１】
図１に示すように、ダイプレート２３の下面に断熱手段２７を挟んでダイプレート受け板２６を設け、このダイプレート受け板２６にガイドロッド６０を固定し、ガイドポスト１４をダイプレート２３と無縁の状態で、ダイプレート受け板２６の軸受２４に嵌合し、またはダイプレート受け板２６に固定されている場合には、ダイ２１の温度がダイプレート２３に伝わっても、ガイドポスト１４、ダイプレート受け板２６および軸受２４などは昇温し難いため、ガイドポスト１４と軸受２４の芯ずれが生じない。また、ガイドロッド６０も昇温しないダイプレート受け板２６に固定されているので、ベースプレート４０の軸受４１との芯ずれも生じることはない。
【００１２】
ダイプレート受け板２６がダイプレート２３の軸心寄りの下面に断熱材を介して固定されている場合には、ダイプレート２３の熱膨張によるダイプレート受け板２６の位置変化は少ない。また、ダイプレート受け板２６のガイドポスト１４近傍の部分とダイプレート２３との間に空間部を形成することにより、ダイプレート２３の熱はガイドポスト１４と軸受２４に伝わり難いくなる。
【００１３】
上パンチ１３と上パンチプレート１０の間および下パンチ３１とベースプレート４０との間に断熱手段を装着した場合には、上パンチ１３および下パンチ３１からの熱が上パンチプレート１０およびベースプレート４０へそれぞれ伝わり難いので、ガイドポスト１４およびガイドロッド６０の芯ずれが生じない。
【００１４】
更に、ダイ２１の外周またはダイ２１の外周および端面をジルコニアからなる材料で被覆すると、加熱されたダイ２１の熱がダイプレート２３に直接伝わり難くなるため、前記のような芯ずれが生じ難く、また、ダイ２１からの放熱も少なくなるのでヒータの電力消費が減少し、粉末成形サイクル中の温度のばらつきも小さくなる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の粉末成形用金型装置は、軸受要素の部分の芯ずれを防止する構造を有するので、装置の精度を長期間持続することができる。また、ダイ部からの伝熱を断熱手段により防止しているので、加熱用電力消費が少なく、ダイキャビティ付近の温度のばらつきも少ないので、温間成形を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粉末成形用金型装置の実施例の縦断面図である。
【図２】本発明の粉末成形用金型装置の他の実施例のダイ近傍の部分縦断面図である。
【図３】本発明の粉末成形用金型装置の他の実施例のダイ近傍の部分縦断面図である。
【図４】本発明の粉末成形用金型装置の更に他の実施例の縦断面図である。
【図５】従来の粉末成形用金型装置の例の縦断面図である。
【符号の説明】
１０  上パンチプレート
１１  上パンチ受け板
１２  上パンチ押え
１３  上パンチ
１４  ガイドポスト
１６、２５  ヒータ
１７、２０、２７、３４  断熱材
１８、２８、２９、３５  冷却管
１９、２４、４１  軸受
２１  ダイ
２２  ダイ押え
２３  ダイプレート
２６  ダイプレート受け板
３１  下パンチ
３２  下パンチ押え
３３  下パンチ受け板
４０  ベースプレート
５０  ヨークプレート
６０  ガイドロッド
Ａ  隙間
【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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