(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基金属粉末に融点が９０〜１９０℃の潤滑剤粉末を混合粉末全量の０．０８〜０．２３ｗｔ％だけ混合した混合粉末をコンテナキャビティ内に充填し、
該コンテナキャビティ内の混合粉末を当該コンテナに対応位置決めされた第１の金型のキャビティ内に移行させ、
該第１の金型のキャビティ内の混合粉末に第１の加圧力を加え、かつ、該第１の加圧力を加えた状態で潤滑剤が固形状を維持する温度で混合粉末中間圧縮体を成形し、
成形後の該第１の金型および該混合粉末中間圧縮体を加熱昇温して該混合粉末中間圧縮体に含まれる潤滑剤紛体を液化し、
該昇温後の混合粉末中間圧縮体を該第１の金型ごと第２の金型に対応位置決めし、
該第１の金型のキャビティ内の混合粉末中間圧縮体を当該第１の金型に対応位置決めされた該第２の金型のキャビティ内に移行させ、
該第２の金型のキャビティ内の混合粉末中間圧縮体に第２の加圧力を加えて高密度の混合粉末完成圧縮体を成形する、ことを特徴とする混合粉末の高密度成形方法。
【請求項２】
前記第２の金型が混合粉末中間圧縮体の受入れ以前に暖機される、請求項１記載の混合粉末の高密度成形方法。
【請求項３】
前記第１の金型が混合粉末中間圧縮体の成形完了後に暖機される、請求項１または請求項２に記載された混合粉末の高密度成形方法。
【請求項４】
前記第２の加圧力が前記第１の加圧力と等しい値に選択されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された混合粉末の高密度成形方法。
【請求項５】
基金属粉末に融点が９０〜１９０℃の潤滑剤粉末を混合粉末全量の０．０８〜０．２３ｗｔ％だけ混合した混合粉末を混合粉末充填位置に位置決めされたコンテナキャビティ内に充填可能な混合粉末供給機と、
該コンテナキャビティ内の混合粉末をコンテナに対応位置決めされた第１の金型のキャビティ内に移行させる混合粉末移行装置と、
該第１の金型のキャビティ内の混合粉末に第１のパンチから第１の加圧力を加え、かつ、該第１の加圧力を加えた状態で潤滑剤が固形状を維持する温度で混合粉末中間圧縮体を成形する第１の加圧成形機と、
加熱昇温位置に位置決めされた該第１の金型および該混合粉末中間圧縮体を加熱昇温して混合粉末中間圧縮体に含まれる潤滑剤粉末を液化する加熱昇温機と、
該第１の金型のキャビティ内の該混合粉末中間圧縮体を引渡中継位置に位置決めされた第２の金型に引渡し移行させる中間圧粉体移行装置と、
完成圧縮体成形位置に位置決めされた該第２の金型のキャビティ内の混合粉末中間圧縮体に第２のパンチから第２の加圧力を加えて高密度の混合粉末完成圧縮体を成形する第２の加圧成形機と、
該第２の金型のキャビティ内の混合粉末完成圧縮体を製品排出位置において排出可能に形成された製品排出装置と、を具備する混合粉末の高密度成形装置。
【請求項６】
前記第１の金型を移送させて混合粉末充填位置に位置決めされたコンテナに対応位置決め可能に形成された第１の金型移送装置と、
前記第１の金型を中間圧粉体成形位置から移送させて加熱昇温位置に対応位置決め可能に形成された加熱前圧粉体移送装置と、
混合粉末中間圧縮体を収容した前記第１の金型を加熱昇温位置から移送させて引渡中継位置に対応位置決め可能に形成された加熱後圧粉体移送装置と、
混合粉末中間圧縮体を収容した前記第２の金型を引渡中継位置から移送させて完成圧粉体成形位置に対応位置決め可能に形成された第２の金型移送装置と、
混合粉末完成圧縮体を収容した前記第２の金型を完成圧粉体成形位置から移送させて製品排出位置に対応位置決め可能に形成された完成圧粉体移送装置と、
混合粉末完成圧縮体を収容した前記第２の金型を製品排出位置から移送させて引受中継位置に対応位置決め可能に形成された第２の金型戻し移送装置と、を設けた、請求項５記載の混合粉末の高密度成形装置。
【請求項７】
前記混合粉末充填位置、加熱昇温位置および引渡中継位置を第１の軸線を中心とする第１の円軌跡上に離隔配置しかつ前記引渡中継位置、完成圧粉体成形位置および製品排出位置を第２の軸線を中心とする第２の円軌跡上に離隔配置し、
前記第１の金型移送装置、加熱前圧粉体移送装置および加熱後圧粉体移送装置が第１の軸線を中心として回動可能な第１の回転テーブルを利用して構築され、
前記第２の金型移送装置、完成圧粉体移送装置および第２の金型戻し移送装置が第２の軸線を中心として回動可能な第２の回転テーブルを利用して構築されている、請求項６記載の高密度成形装置。
【請求項８】
前記第１の金型を暖機する第１の暖機装置をさらに有する、請求項５または請求項６記載の高密度成形装置。
【請求項９】
前記第２の金型を暖機する第２の暖機装置をさらに有する、請求項５または請求項６記載の高密度成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
混合粉末を２回加圧により高密度（例えば、７．７５ｇ／ｃｍ３）の圧粉体を成形することができる高密度成形方法および高密度成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、粉末冶金技術は、金属粉末を加圧（圧縮）して所定形状の圧粉体に成形処理し、次いで圧粉体を当該金属粉末の融点近傍温度に加熱して粒子間結合（固化）を促す焼結処理を行う一連の技術である。これにより、形状複雑で寸法高精度の機械部品を低コストで製造することができる。【０００３】
機械部品の一段の小型軽量化要請に伴い、圧粉体の機械的強度の向上が求められる。他方、圧粉体を高温雰囲気に晒すと磁気特性が劣悪化すると言われている。かくして、例えば、磁心用圧粉体の実際製造に際しては、その後の高温処理（焼結処理）を省略する場合がある。換言すれば、高温処理（焼結処理）をしなくても、機械的強度を高める方法が模索されている。【０００４】
ここに、機械的強度は、圧粉体の密度を高めるにしたがって大幅（双曲線的）に高まるとされている。代表的な高密度化方法としては、金属粉末に潤滑剤を混合させることで摩擦抵抗力の低減を図りつつ加圧成形する方法が提案（例えば、特開平１−２１９１０１号公報（特許文献１））されている。一般的には、基金属粉末に約１重量％（１ｗｔ％）の潤滑剤を混合した混合粉末を加圧成形する。さらなる高密度化を目指した幾多の提案がされている。これら提案は、潤滑剤自体の改善と、加圧成形・焼結処理に係るプロセスの改善に大別される。【０００５】
前者に属するものとしては、潤滑剤をボール状炭素分子と板状炭素分子を組み合わせた炭素分子複合体とする提案（特開２００９−２８０９０８号公報（特許文献２））、２５℃における針入度が０．３〜１０ｍｍである潤滑剤とする提案（特開２０１０−３７６３２号公報（特許文献３））を挙げることができる。いずれも金属粉末同士、並びに金属粉末と金型との摩擦抵抗力を低減する考え方である。【０００６】
後者に属するものとしては、温間成形・焼結粉末冶金方法（特開平２−１５６００２号公報（特許文献４））、ハンドリング容易化前置温間成形粉末冶金方法（特開２０００−８７１０４号公報（特許文献５））、２回プレス−２回焼結粉末冶金方法（特開平４−２３１４０４号公報（特許文献６））および１回成形−焼結粉末冶金方法（特開２００１−１８１７０１号公報（特許文献７））が知られている。【０００７】
最初の温間成形・焼結粉末冶金方法は、固体潤滑剤および液体潤滑剤を混合した金属粉末を予熱することで潤滑剤の一部（または、全部）を溶融させかつ粒子間に潤滑剤を分散させる。これにより、粒子間および粒子・金型間の摩擦抵抗力を下げることで、成形性を向上しようとするものである。ハンドリング容易化前置温間成形粉末冶金方法は、温間成形工程に先立ち混合粉末を加圧してハンドリング可能な低密度（例えば、密度比が７６％未満）の一次成形体を成形する一次成形工程を設け、この一次成形体を青熱脆性が生じる温度よりも低温の状態でかつ一次成形体を一旦崩壊しつつ二次成形工程を実施して二次成形体（圧粉体）を得るものである。２回プレス−２回焼結粉末冶金方法は、合金化成分を含む鉄粉末混合物をダイ内で加圧しつつ生の圧縮体を生成し、この圧縮体（圧粉体）を８７０℃で５分間だけ予備焼結して予備焼結体を生成し、この予備焼結体を加圧することで２回プレス済の予備焼結体を生成し、しかる後に２回プレス済の予備焼結体を１０００℃で５分間焼結することにより焼結部品を生成する方法である。最後の１回成形−焼結粉末冶金方法は、金型を予め予熱しかつ内面に潤滑剤を帯電付着しておく、次いでこの金型内に加熱された鉄基粉末混合物（鉄基粉末＋潤滑剤粉末）を充填し、所定温度で加圧成形して鉄基粉末成形体となし、次いで鉄基粉末成形体に焼結処理を施し、さらに光輝焼入れを行い、その後に焼き戻し処理を施して鉄基焼結体を製造する方法である。【０００８】
このように、潤滑剤や加圧成形・焼結処理プロセスに関するいずれの改善策でも、圧粉体の密度は最高でも７．４ｇ／ｃｍ３（真密度の９４％）程度である。機械的強度が不十分である。さらに、焼結処理（高温雰囲気）を施す場合には、温度・時間に応じて酸化が進むので粉末粒子コーティング状態の潤滑剤が燃焼しかつ残渣が発生する結果、加圧成形後の圧粉体品質の劣化を招くから、製造上の密度は７．３ｇ／ｃｍ３以下となるであろう。しかも、いずれの改善策も、複雑でコスト高となる虞が強い。取扱も面倒で実用性に難点がある。【０００９】
特に、電磁機器（モータやトランス等）用の磁心（磁芯）を圧粉体から作製することを考えると、この程度の密度（７．３ｇ／ｃｍ３以下）では、極めて不満足との指摘が強い。損失（鉄損、ヒステリス損）量を減少し、磁束密度を高くするには圧粉体の一層の高密度化が必要である。例えば、平成２１年度粉体粉末冶金協会秋季大会での発表資料（株式会社豊田中央研究所殿提供）からしても、明白である。磁心の密度は、例えば７．５ｇ／ｃｍ３でも、実用的には、磁気的特性のみならず機械的強度も不満足であるとの指摘がある。【００１０】
この磁心用圧粉体の製造に関しては、２回成形−１回焼結（１回焼鈍）粉末冶金方法（特開２００２−３４３６５７号公報（特許文献８））が提案されている。この提案粉末冶金方法は、磁性金属粉末の表面にシリコーン樹脂と顔料とを含む被膜を形成しておけば、その後に高温処理が施されても絶縁性が低下しないという技術事項を根拠とするものである。すなわち、圧粉磁心の製造方法は、表面がシリコーン樹脂と顔料とを含む被膜で被覆された磁性粉末を予備成形して予備成形体を成形し、この予備成形体に５００℃以上の温度で熱処理を施して熱処理体とし、次いでこの熱処理体に圧縮成形を施すことを特徴とする。熱処理用の温度は、５００℃以下ではその後の圧縮成形時に破断が生じやすく、１０００℃以上では絶縁被膜が分解して絶縁性が焼失するので、５００〜１０００℃の範囲内とする。この高温処理は、予備成形体の酸化を防止する観点から、真空中、不活性ガス雰囲気または還元性ガス雰囲気中で行われる。かくして、真密度９８％（７．７ｇ／ｃｍ３）の圧粉磁心を製造できると記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、２回成形−１回焼結粉末冶金方法（特許文献８）は、他の提案方法に比較して、ますます複雑化、個別化されるとともに具現化と実施化が難しく、製造コストの大幅高を招く。また、予備成形体を５００℃以上で熱処理することを要件としている。圧粉磁心の品質が劣悪化を防止する意味で格別の雰囲気中で行わなければならないので、大量生産には不向きである。特に、ガラス質被膜被覆磁性金属粉末の場合には、ガラス質が変質・溶解してしまうので、適応できない。【００１２】
また、上記したいずれの提案方法・装置（特許文献１〜８）においても、比較的に高温雰囲気内の焼結処理についての実施可能な記述はあるが、加圧成形工程に関する詳細は定かでない。加圧成形機の仕様・機能、加圧力と密度の関係やその限界に関する分析も新たな改善についての記載は認められない。【００１３】
かくして、小型軽量化に伴う一段の機械的強度が求められる点からも、高密度圧粉体（特に、磁心用高密度圧粉体）を確実・安定かつ低コストで製造できる方法・装置の開発が急務とされている。【００１４】
本発明の目的は、混合粉末に加温を挟んだ２回の加圧形成を施すことにより高密度圧粉体を製造できかつ製造コストを大幅に低減することができる混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
圧粉体は焼結冶金技術より製造される慣行ゆえに、加圧成形された圧粉体を高温雰囲気（例えば、８００℃以上）での焼結処理を施すことが必須とされてきた。しかし、焼結用高温処理は、エネルギー消費が大量でコスト負担が膨大であるばかりか地球的環境保全上も弊害が大きいので、見直す必要がある。【００１６】
また、従来、加圧成形処理は混合粉末を具体的形態として確立するものであり、高温焼結処理の前段階（予備）的な機械的処理として考えられ、そのように取り扱われてきた。しかるに、電磁機器（モータ、トランス等）に供される磁心用圧粉体を製造する場合に限り、例外的に、焼結用高温処理を省略しているのが実状である。高温処理した場合の弊害（磁気特性の劣悪化）を回避するためである。つまり、機械的強度に対する不満足を忍従することを余儀なくされていた。機械的強度の不足は、密度の問題であるから、当然として磁気特性も不十分であった。【００１７】
ここに、高温焼結処理をすることなくかつ加圧成形処理のみで圧粉体の高密度成形ができるならば、圧粉体の産業上の利用と普及を飛躍的に向上できる筈である。本発明は、加圧時の潤滑剤の有効性、潤滑剤粉末を含む圧縮限界性、潤滑剤粉末の混合粉末内での空間的占有性、基金属粉末と潤滑剤粉末の空間的配置状態やそれらの挙動性および潤滑剤の最終処分態様についての研究並びに一般的な加圧成形機の特性、圧縮限界性および圧粉体の密度が強度や磁性に及ぼす影響度についての分析に基づき、かつ実際の製造に適応した混合粉末の充填作業の高効率化および第１・第２の金型等の小型軽量化に応えられるものとして、創出したものである。【００１８】
すなわち、本発明は、コンテナキャビティ内に充填した混合粉末を第１の金型に移行させ、第１の金型で潤滑剤の粉末状態を維持しつつ第１の加圧工程により混合粉末中間圧縮体を成形し、次いで潤滑剤を加熱して液化させることにより混合粉末中間圧縮体内の潤滑様相の改変をなし、しかる後に加熱昇温後の混合粉末中間圧縮体を第２の金型に移行させかつ第２の加圧工程を施して真密度に近い高密度の完成圧粉体を成形するものである。換言すれば、高温焼結処理を必須とする従来焼結冶金技術から脱した新たな粉末冶金技術（潤滑剤の液化工程を挟んだ２回の加圧成形）の創成に係り、高密度圧粉体を確実に安定してかつ低コストで製造することのできる画期的で実用的な方法と装置を提供するものである。【００１９】
（１）詳しくは、本発明の第１の態様に係る混合粉末の高密度成形方法は、基金属粉末に融点が９０〜１９０℃の潤滑剤粉末を混合粉末全量の０．０８〜０．２３ｗｔ％だけ混合した混合粉末をコンテナキャビティ内に充填し、該コンテナキャビティ内の混合粉末を
当該コンテナに対応位置決めされた第１の金型のキャビティ内に移行させ、該第１の金型のキャビティ内の混合粉末に第１の加圧力を加え、かつ、該第１の加圧力を加えた状態で潤滑剤が固形状を維持する温度で混合粉末中間圧縮体を成形し、成形後の該第１の金型および該混合粉末中間圧縮体を加熱昇温して該混合粉末中間圧縮体に含まれる潤滑剤紛体を液化し、該昇温後の混合粉末中間圧縮体を該第１の金型ごと第２の金型に対応位置決めし、該第１の金型のキャビティ内の混合粉末中間圧縮体を当該第１の金型に対応位置決めされた該第２の金型のキャビティ内に移行させ、該第２の金型のキャビティ内の混合粉末中間圧縮体に第２の加圧力を加えて高密度の混合粉末完成圧縮体を成形する、ことを特徴とする。
【００２１】
また、（２）上記（１）の発明において、第２の金型を、混合粉末中間圧縮体の受入れ以前に融点相当温度に暖機することができる。
【００２２】
また、（３）上記（１）または上記（２）の発明において、第１の金型を、混合粉末中間圧縮体の成形完了後に暖機することができる。
【００２３】
また、（４）上記（１）から上記（３）のいずれかの発明において、第２の加圧力を、第１の加圧力と等しくすることができる。
【００２４】
さらに、（５）本発明の第２の態様に係る混合粉末の高密度成形装置は、基金属粉末に融点が９０〜１９０℃の潤滑剤粉末を混合粉末全量の０．０８〜０．２３ｗｔ％だけ混合した混合粉末を混合粉末充填位置に位置決めされたコンテナキャビティ内に充填可能な混合粉末供給機と、該コンテナキャビティ内の混合粉末をコンテナに対応位置決めされた第１の金型のキャビティ内に移行させる混合粉末移行装置と、該第１の金型のキャビティ内の混合粉末に第１のパンチから第１の加圧力を加え、かつ、該第１の加圧力を加えた状態で潤滑剤が固形状を維持する温度で混合粉末中間圧縮体を成形する第１の加圧成形機と、
加熱昇温位置に位置決めされた該第１の金型および該混合粉末中間圧縮体を加熱昇温して混合粉末中間圧縮体に含まれる潤滑剤粉末を液化する加熱昇温機と、該第１の金型のキャビティ内の該混合粉末中間圧縮体を引渡中継位置に位置決めされた第２の金型に引渡し移行させる中間圧粉体移行装置と、完成圧縮体成形位置に位置決めされた該第２の金型のキャビティ内の混合粉末中間圧縮体に第２のパンチから第２の加圧力を加えて高密度の混合粉末完成圧縮体を成形する第２の加圧成形機と、該第２の金型のキャビティ内の混合粉末完成圧縮体を製品排出位置において排出可能に形成された製品排出装置と、を具備してなる。
【００２５】
さらに、（６）上記（５）の発明において、前記第１の金型を移送させて混合粉末充填位置に位置決めされたコンテナに対応位置決め可能に形成された第１の金型移送装置と、前記第１の金型を中間圧粉体成形位置から移送させて加熱昇温位置に対応位置決め可能に形成された加熱前圧粉体移送装置と、混合粉末中間圧縮体を収容した前記第１の金型を加熱昇温位置から移送させて引渡中継位置に対応位置決め可能に形成された加熱後圧粉体移送装置と、混合粉末中間圧縮体を収容した前記第２の金型を引渡中継位置から移送させて完成圧粉体成形位置に対応位置決め可能に形成された第２の金型移送装置と、混合粉末完成圧縮体を収容した前記第２の金型を完成圧粉体成形位置から移送させて製品排出位置に対応位置決め可能に形成された完成圧粉体移送装置と、混合粉末完成圧縮体を収容した前記第２の金型を製品排出位置から移送させて引受中継位置に対応位置決め可能に形成された第２の金型戻し移送装置と、を設けることができる。
【００２６】
さらに、（７）上記（５）の発明において、混合粉末充填位置、加熱昇温位置および引渡中継位置を第１の軸線を中心とする第１の円軌跡上に離隔配置しかつ引渡中継位置、完成圧粉体成形位置および製品排出位置を第２の軸線を中心とする第２の円軌跡上に離隔配置するとともに第１の金型移送装置、加熱前圧粉体移送装置および加熱後圧粉体移送装置が第１の軸線を中心として回動可能な第１の回転テーブルを利用して構築されかつ第２の金型移送装置、完成圧粉体移送装置および第２の金型戻し移送装置が第２の軸線を中心として回動可能な第２の回転テーブルを利用して構築されている。
【００２７】
（８）上記（５）または（６）の発明において、前記第１の金型を暖機する第１の暖機装置をさらに有することができる。
【００２８】
（９）上記（５）または（６）の発明において、前記第２の金型を暖機する第２の暖機装置をさらに有することができる。
【発明の効果】
【００２９】
上記（１）の発明によれば、高密度圧粉体を確実・安定して製造できかつ製造コストを大幅に低減することができるとともに、実際の製造に適応した混合粉末の充填作業の高効率化および第１・第２の金型等の小型軽量化に応えられる。また、上記（１）の発明によれば、第１の加圧工程中における潤滑剤の十分な潤滑作用を担保できる。しかも、潤滑剤の種類に関する選択性が広い。
【００３１】
上記（２）の発明によれば、第２の加圧成形中における溶解済み潤滑剤の全方向への流動性を一段と高められるから、基金属粒子間のみならず粒子と第２の金型との間の摩擦抵抗力を大幅に軽減維持できる。
【００３２】
上記（３）の発明によれば、混合粉末中間圧縮体の昇温時間を含む製造サイクルタイムの短縮化を促進できる。
【００３３】
上記（４）の発明によれば、加圧成形工程の実施およびその取扱いが容易で、間接的に圧粉体の製造コストの一層の低減にも寄与できる。
【００３４】
さらに、上記（５）の発明によれば、上記（１）〜（４）に係る混合粉末の高密度成形方法を確実に実施することができるとともに低コストでの具現化が容易で、取扱いが簡単である。
【００３５】
さらに、上記（６）の発明によれば、上記（５）の発明の場合に比較して、装置簡素化を図れかつ圧粉体の迅速かつ円滑な移送ができる。
【００３６】
さらにまた、上記（７）の発明によれば、上記（６）の発明の場合に比較して、一段の装置簡素化を図れる。製造ラインの一層の単純化を促進でき、取扱も一段と容易になる。
【００３７】
上記（８）の発明によれば、混合粉末中間圧縮体の昇温時間を含む製造サイクルタイムの短縮化を促進できる。
【００３８】
上記（９）の発明によれば、第２の加圧成形中における溶解済み潤滑剤の全方向への流動性を一段と高められるから、基金属粒子間のみならず粒子と第２の金型との間の摩擦抵抗力を大幅に軽減維持できる。
【００３９】
なお、上記以外の本発明の構成および効果については、以下の説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明に係る高密度成形方法を説明するための図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る高密度成形装置を説明するための平面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態における混合粉末充填動作から中間圧粉体を引渡中継位置に対応位置決めするまでの動作を説明するための縦断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態における中間圧粉体の引受け動作から製品排出位置において完成圧粉体（製品）を排出するまでの動作を説明するための縦断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態における加圧力と当該加圧力で得られる密度との関係を説明するためのグラフであり、点線で示す特性Ａは第１の金型での成形状態を、実線で示す特性Ｂは第２の金型での成形状態を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第１の実施形態における完成圧粉体（中間圧粉体）を説明するための外観斜視図であって、リング形状を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の第１の実施形態における完成圧粉体（中間圧粉体）を説明するための外観斜視図であって、円柱形状を示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の第１の実施形態における完成圧粉体（中間圧粉体）を説明するための外観斜視図であって、細長丸軸形状を示す。
【図６Ｄ】図６Ｄは、本発明の第１の実施形態における完成圧粉体（中間圧粉体）を説明するための外観斜視図であって、円板形状を示す。
【図６Ｅ】図６Ｅは、本発明の第１の実施形態における完成圧粉体（中間圧粉体）を説明するための外観斜視図であって、複雑形状を示す。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態に係る高密度成形装置の混合粉末充填動作から中間圧粉体を引渡中継位置に対応位置決めするまでの動作を説明するための縦断面図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態における中間圧粉体の引受け動作から製品排出位置において完成圧粉体（製品）を排出するまでの動作を説明するための縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
（第１の実施の形態）
本混合粉末の高密度成形装置１は、図１〜図６Ｅに示す如く、混合粉末供給機１０とコンテナ２３と混合粉末移行装置（下パンチ３７）と第１の加圧成形機３０と加熱昇温機４０と中間圧粉体移行装置（押出ロッド５０）と第２の加圧成形機６０と製品排出装置７０を具備し、図１（Ａ）に示す混合粉末１００をコンテナ２３に充填する混合粉末充填工程（ＰＲ１）、混合粉末１００を第１の金型３１に移行する混合粉末移行工程（ＰＲ２）、第１の金型３１内で混合粉末１００に第１の加圧力Ｐ１を加えて混合粉末中間圧縮体（中間圧粉体１１０という場合もある。）を成形する中間圧粉体成形工程（ＰＲ３）、成形された中間圧粉体１１０を加熱してその温度を当該潤滑剤粉末の融点相当温度に積極的に昇温する加熱昇温工程（ＰＲ４）、加熱された中間圧粉体１１０を第２の金型６１に移行する中間圧粉体移行工程（ＰＲ５）、第２の金型６１内で中間圧粉体１１０に第２の加圧力Ｐ２を加えて高密度の混合粉末完成圧縮体（完成圧粉体１２０という場合もある。）を成形する完成圧粉体成形工程（ＰＲ６）および製品排出工程（ＰＲ７）からなる本混合粉末の高密度成形方法を、安定・確実に実施することができるように形成されている。
【００４３】
また、この実施の形態では、混合粉末充填位置（中間圧粉体成形位置）Ｚ１１、加熱昇温位置Ｚ１２および引渡中継位置Ｚ１３に第１の金型３１を移送するための第１の金型移送装置（第１の金型戻し移送装置）８１と加熱前圧粉体移送装置８２と加熱後圧粉体移送装置８３を設け、引渡中継位置Ｚ１３（引受中継位置Ｚ２１）、完成圧粉体成形位置Ｚ２２および製品排出位置Ｚ２３に第２の金型６１を移送するための第２の金型移送装置９１、完成圧粉体移送装置９２および第２の金型戻し移送装置９３を設けて、金型の迅速かつ円滑な移送を担保する。
【００４４】
さらに、第１の金型移送装置８１、加熱前圧粉体移送装置８２および加熱後圧粉体移送装置８３を図２の第１の回転テーブル８０を利用した一体的構造としかつ第２の金型移送装置９１、完成圧粉体移送装置９２および第２の金型戻し移送装置９３を図２の第２の回転テーブル９０を利用して一体的構造とし、究極的構成の簡略化を達成する。
【００４５】
本願明細書中でいう混合粉末１００とは、基金属粉末と低融点の潤滑剤粉末との混合物を意味する。また、基金属粉末としては、１種の主金属粉末だけからなる場合と、１種の主金属粉末およびこれに１または複数の合金化成分粉末を混合してなる場合とがあるが、いずれの場合も適応できる。低融点とは、基金属粉末の融点（温度）に比較して温度（融点）が著しく低い温度（融点）でかつ基金属粉末の酸化を大幅に抑制できる温度（融点）であることを意味する。
【００４６】
高密度成形装置１を示す図３において、高密度成形ラインの上流側の混合粉末充填位置Ｚ１１に配置された混合粉末供給機１０は、混合粉末１００をコンテナ２３に充填する装置である。図１（Ａ）の混合粉末充填工程（ＰＲ１）を実行する際に用いられる。一定量の混合粉末１００を保留する機能および定量供給機能を有し、全体として初期位置（図２、図３で左方向の図示しない位置）とコンテナ装置２０との間を選択的に往復移送可能である。
【００４７】
コンテナ装置２０は、上部にストッパー２２を有する中空円筒形状の本体２１と、下部にストッパー２５を有しかつ中心に中空円筒形状のコンテナキャビティ２４を有するコンテナ２３と、コンテナ２３を上方に向けて付勢するバネ２６とからなり、混合粉末充填位置Ｚ１１に位置決めされている。コンテナキャビティ２４には、第１の加圧成形機３０（第１の金型３１）の一部を構成する下パンチ３７が摺動自在に嵌装され、コンテナ２３との上下方向の相対位置により充填される混合粉末１００の充填量が決まる。コンテナ２３は、バネ２６の付勢力によりストッパー２５がストッパー２２に制止された状態で図３（Ａ）に示す上下方向の初期位置に保持される。
【００４８】
第１の加圧成形機３０の第１の金型３１を構成するダイス３２のキャビティ３３に混合粉末１００を直接充填するよりも、一旦コンテナ２３（コンテナキャビティ２４）に充填してから、キャビティ３３内に混合粉末１００を移行させる方が、予圧により少々圧縮した状態として大量の混合粉末１００を充填することができる。また、混合粉末中間圧縮体１１０とともに第１の金型３１（ダイス３２）を引渡中継位置（加熱昇温位置Ｚ１２）へ移送することが容易となる。ワーク（圧粉体）のみを第１の金型３１から取り出して第２の金型に移送する従来例に比較すれば、構造の大幅な簡素化ができる。予圧は、詳細後記の混合粉末移行装置（下パンチ３７）の働きにより与えられる。
【００４９】
コンテナ２３から第１の金型３１（ダイス３２）内の何処にも混合粉末１００を均一かつ十分に充填させることが重要であるから、混合粉末１００はサラサラ状態でなければならない。つまり、第１の金型３１（ダイス３２）の内部空間（キャビティ３３）の形態は、製品形態に応じた形態とする。製品形態が複雑であるいは狭小部分を有する形態であっても、中間圧粉体１１０の寸法精度保証上、不均一充填や不十分充填は好ましくない。
【００５０】
完成圧粉体１２０（中間圧粉体１１０）の形態（寸法、形状）は、特に限定されないが、例として図６Ａ〜図６Ｅに示す。図６Ａはリング形状、図６Ｂは円柱形状、図６Ｃは細長丸軸形状、図６Ｄは円板形状で、図６Ｅは複雑形状を示す。この実施の形態における中間圧粉体１１０（完成圧粉体１２０）は、図３、図６Ｂに示す円柱形状であり、第１の金型３１の内部空間（キャビティ３３）の形態はこれに対応する形態に仕上げられている。
【００５１】
ここに、基金属粉末の大部分を占める基金属粒子間の摩擦抵抗力および基金属粉末と金型内面との摩擦抵抗力を軽減するための潤滑剤は、常温においてサラサラ状態の固形状（非常に小さな粒状）であるものを選択する。例えば液状の潤滑剤を採用すると、混合粉末１００の粘度が高くかつ流動性が低くなるので、均一充填や十分充填ができない。
【００５２】
次いで、常温下の第１の金型３１（キャビティ３３）内でかつ第１の加圧力Ｐ１を加えつつ実行される中間圧粉体成形中に、潤滑剤は固形状で所定の潤滑作用を安定維持できなければならない。第１の加圧力Ｐ１の加圧により多少の温度上昇が生じる場合があったとしても、同様に安定維持されるべきである。
【００５３】
一方において、中間圧粉体成形後に選択的に実行される図１の加熱昇温工程（ＰＲ４）との関係および基金属粉末の酸化抑制の観点から、潤滑剤粉末の融点は当該基金属粉末の融点に比較して非常に低い融点（低融点）とする必要がある。
【００５４】
潤滑剤粉末の融点は、例えば、９０〜１９０℃の温度範囲内に属する低融点として選択されている。下側温度（９０℃）は、中間圧粉体成形中にある程度の温度上昇が発生したとしても、この温度には到達しないであろう値（例えば、７０〜８０℃）の上限温度（８０℃）に対して余裕をもたせた値（例えば、９０℃）とし、さらに他の金属石鹸の融点（例えば、１１０℃）に着目して選択してある。つまり、中間圧粉体１１０の加圧成形中に潤滑油粉末が溶解（液化）して流れ出てしまう心配を一掃する。
【００５５】
上側温度（１９０℃）は、潤滑剤粉末の種類に関する選択性の拡大の観点からは最小値で、特に加熱昇温工程に際する基金属粉末の酸化抑制の観点からは最大値として選択してある。つまり、この温度範囲（例えば、９０〜１９０℃）の下側温度と上側温度は、限界値ではなく境界値として理解されたい。
【００５６】
かくして、金属石鹸に属する多くの物質（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等）を潤滑剤粉末として選択的に採用することができる。なお、潤滑剤は粉末状態でなければならないので、粘性のある液体のオクチル酸亜鉛等は採用できない。
【００５７】
この実施の形態では、融点１２０℃のステアリン酸亜鉛粉末を潤滑剤粉末として実施した。なお、本発明においては、特許文献７の発明のように加圧成形時の金型温度よりも低い温度（融点）の潤滑剤を用いかつ最初から潤滑剤を溶解（液化）させつつ加圧成形を実行する考え方は否定する。中間圧粉体１１０の成形終了以前に溶解した潤滑剤が流出してしまったのでは、途中で潤滑不足の部位が発生し易くなりことから、十分な加圧成形を確実かつ安定して行えないからである。
【００５８】
潤滑剤粉末の量は、試験研究並びに実際生産を通じた経験則から選択した値とする。この実施の形態に係る中間圧粉体成形工程（ＰＲ３）との関係では、潤滑剤粉末の量は、混合粉末全量の０．２３〜０．０８ｗｔ％とする。０．０８ｗｔ％は中間圧粉体１１０の成形終了まで潤滑作用を担保できる下限的な値であり、０．２３ｗｔ％は混合粉末１００から中間圧粉体１１０とする際に期待する圧縮比を得るために必要な上限的な値である。
【００５９】
次に、生産実務的な潤滑剤粉末の量は、第１の金型３１内で第１の加圧力Ｐ１を加えて成形される中間圧粉体１１０の真密度比の値並びに第２の金型内での発汗現象を担保できるものとして決定すべきである。この際、作業環境の劣悪化を招く金型から外部への液化潤滑剤の液垂れ（液垂れ現象）の発生を防止する観点を見逃してはならない。
【００６０】
この実施形態では、中間圧粉体１１０の真密度比（真密度１００％に対する比）の値を８０〜９０％としたので、潤滑剤粉末の量は０．２〜０．１ｗｔ％としている。上限側値（０．２ｗｔ％）は液垂れ現象の発生防止可能とする観点から決め、下限側値（０．１ｗｔ％）は過不足のない必要十分な発汗現象の発現可能とする観点から決める。上記従来提案例（１ｗｔ％）の場合に比較して極めて少々であり、産業上の利用性を大幅に向上できる。
【００６１】
液垂れ現象の発生防止は、実際生産に対しては極めて重要である。机上発案や研究段階では、加圧時の摩擦抵抗の低減化の観点から潤滑剤が不足することを心配するあまりに過分な潤滑剤を混合する傾向にある。例えば７．３ｇ／ｃｍ３を超える高密度化ができるか否かの試行錯誤の段階にあることから、過分な潤滑剤が液状化して金型から流出する事象には全く無関心である。液垂れ現象の認識さえない。つまり、液化潤滑剤の液垂れは、潤滑剤使用料の増大によるコストアップ、作業環境の悪化による生産性の低下や作業者の負担増大を招くので、これを解決しなければ実用性に欠けかつ普及拡大に繋がらない。
【００６２】
０．２ｗｔ％の混合粉末１００を真密度比８０％まで圧縮した中間圧粉体１１０の場合は、加熱昇温工程（ＰＲ３）で当該潤滑剤粉末の融点相当温度に積極的に昇温すると、中間圧粉体１１０内に点在する粉末潤滑剤が溶融して金属粉末粒間の空孔を満たし、次いで金属粉末粒間を通過して中間圧粉体１１０の表面に一様に液状潤滑剤が染み出る（噴出する）。つまり、発汗現象が誘発される。この中間圧粉体１１を第２の金型内で第２の加圧力Ｐ２を加えて圧縮する際に、基金属粉末とキャビティ内面壁との摩擦抵抗は大幅に低減される。
【００６３】
０．１ｗｔ％の混合粉末１００を真密度比９０％まで圧縮した中間圧粉体１１０の場合も、０．１ｗｔ％を超えかつ０．２ｗｔ％未満の範囲内の値の混合粉末１００を真密度比９０％未満かつ８０％を超える範囲内の値まで圧縮した中間圧粉体１１０である場合も、同様な発汗現象を発現できる。液垂れ現象の発生防止もできる。
【００６４】
かくして、高密度成形ができ、磁気的特性のみならず機械的強度も満たす圧粉体（例えば、磁心）を製造できる、金型破損の虞も一掃できる。しかも、潤滑剤の消費量を大幅に削減でき、金型からの液状潤滑剤の垂れ流しがなくなり作業環境が良好となる。全体として生産性向上および圧粉体製造コスト低減ができるから産業上の利用性を格段に向上できる。
【００６５】
因みに、上記したいずれの従来方法・装置（特許文献１〜８）でも、潤滑剤の含有率と混合粉末１００の圧縮率との関係、潤滑剤の多少による液垂れ現象、発汗現象の認識がない。特に、温間粉末冶金方法（特許文献５）でさえ、その目的がハンドリング容易化のためか密度比が７６％未満の一次成形体を成形する点は理解できる。しかし、高密度成形に関する技術的根拠並びに実施可能な事項は何も開示されていない。いわんや、その後に一旦、一次成形体（中間圧粉体１２０）を崩壊してから二次成形体（完成圧粉体）を成形する点からすれば、一次成形、二次成形の積み上げにより高密度化を図る技術思想を否定することに他ならない。
【００６６】
第１の加圧成形機３０は、混合粉末供給機１０を用いて第１の金型３１（キャビティ３３）に供給された混合粉末１００に第１の加圧力Ｐ１を加えて混合粉末中間圧縮体１１０を成形する装置であり、この実施の形態ではプレス機械構造である。
【００６７】
図３（Ａ）、（Ｂ）において、第１の金型３１はボルスタ側の下型（ダイス３２、下パンチ３７）とスライド（図示省略）側の上型（上パンチ３６）とからなる。ダイス３２のキャビティ３３は、上記したように図５（Ｂ）に示す中間圧粉体１１０の形態（円柱形状）に対応する形状（中空円筒形状）とされている。コンテナキャビティ２４の形状に対応する。上パンチ３６は、上方のスライド（図示省略）により昇降運動される。上パンチ３６の下面は、平面形状でキャビティ３３の上方部分を閉塞可能である。つまり、ダイス３２の上面の大部分に当接する。
【００６８】
なお、第１の加圧成形機３０のダイス３２のキャビティ３３は、中間圧粉体１１０の形態（形状）に対応する形状とされるので、中間圧粉体１１０の形態が図６Ａ、図６Ｃ〜図６Ｅ示すものである場合も、それぞれに対応した形状となる。図６Ａに示すリング形状の場合は、円環筒形状となる。図６Ｃに示す細長丸軸形状の場合は図６Ｂの円柱形状と同様な形状とするが上下方向に長い。図６Ｄに示す円板形状の場合も同様な形状となるが上下方向に短い（薄い）。図６Ｅに示す複雑形状の場合は、対応する複雑形状となる。なお、第２の加圧成形機６０（第２の金型６１）のダイス６２のキャビティ６３についても同様である。
【００６９】
混合粉末移行装置は、コンテナキャビティ内の混合粉末１００をコンテナ２３に対応位置決めされた第１の金型３１のキャビティ３３内に移行させる装置で、下パンチ３７から構成され、上パンチ３６とダイス３２との協働により移行動作する。
【００７０】
すなわち、図３（Ａ）において、上パンチ３６が下降して第１の回転テーブル８０（金型保持部８５）に保持されたダイス３２の上面に当接する。当該ダイス３２を押下げる。ダイス３２の下面がコンテナ２３の上面に当接しているので、当該コンテナ２３を押下げる。下パンチ３７の上下方向の位置変化はない。したがって、コンテナキャビティ２４内の混合粉末１００は、下パンチ３７により押上げられて、第１の金型３１のダイス３２（キャビティ３３）内に移行される。この際、コンテナキャビティ２４の上下方向寸法の方が、キャビティ３３の上下方向寸法よりも大きいから、コンテナキャビティ２４内の混合粉末１００は予圧効果により予圧縮されながらキャビティ３３内に移行される。すなわち、混合粉末移行装置（上パンチ３６、下パンチ３７）は、コンテナキャビティ２４内の混合粉末１００をコンテナ２３に対応位置決めされた第１の金型３１のキャビティ３３内に移行させることができる。
【００７１】
図３（Ｂ）に示す如く、上パンチ３６が下方位置（最下限位置）に下降した状態で、下パンチ３７との協働により混合粉末１００を圧縮した中間圧粉体１１０を成形することができる。つまり、第１の加圧成形機３０として、第１の金型３１のキャビティ３３内の混合粉末１００に第１のパンチ（上パンチ３６）から第１の加圧力Ｐ１を加えて混合粉末中間圧縮体（中間圧粉体１１０）を成形する。混合粉末移行装置（下パンチ３７）が設けられているので、キャビティ３３内に直接充填する場合に比較して、大量の混合粉末１００を供給できかつ圧縮移行できるから、中間圧粉体１１０を高密度化し易い。中間圧粉体１１０の寸法精度も高い。スライドが上昇すると上パンチ３６が図３（Ｃ）に示す上方位置に上昇する。この際、第１の回転テーブル８０は、上限位置に上昇する。コンテナ２３はバネ２６により、図３（Ａ）に示す元の位置に戻される。
【００７２】
第１の加圧成形機３０における加圧力Ｐ（第１の加圧力Ｐ１）とこれに対応して得られる中間圧粉体１１０の真密度比（密度ρ）との関係を、図５を参照して説明する。横軸は加圧力Ｐを指数で示してある。この実施形態における最大能力（加圧力Ｐ）は１０Ｔｏｎ／ｃｍ２であり、これを横軸指数１００とする。Ｐｂは金型破損圧力で、横軸指数１４０（１４Ｔｏｎ／ｃｍ２）である。縦軸は真密度比（密度ρ）を指数で示している。縦軸指数１００は真密度比（密度ρ）が９７％（７．６ｇ／ｃｍ３）に当たる。
【００７３】
この実施の形態では、基金属粉末が磁心用ガラス質絶縁被膜被覆鉄粉末とされ、潤滑剤粉末が０．２〜０．１ｗｔ％の範囲内のステアリン酸亜鉛粉末でありかつ第１の加圧力Ｐ１が混合粉末中間圧縮体（中間圧粉体１１０）を縦軸指数８２〜９２［密度ρ（６．２４〜７．０２ｇ／ｃｍ３）相当］に当たる真密度比８０〜９０％に圧縮できるものと選択されている。
【００７４】
因みに、縦軸指数１０２は密度ρ（７．７５ｇ／ｃｍ３）に当たり、真密度比（密度ρ）は９９％に相当する。
【００７５】
なお、基金属粉末としては、磁心用鉄系アモルファス粉末（磁心用Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末）、磁心用鉄系アモルファス粉末、磁心用Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末、機械部品用純鉄粉末等でもよい。
【００７６】
第１の加圧力Ｐ１を上げて行くと、第１の加圧成形機３０で得られる密度ρは、点線で示す特性Ａ（曲線）に従って高くなる。第１の加圧力Ｐ１（横軸指数１００）で、密度ρが７．６ｇ／ｃｍ３となる。真密度比は９７％である。第１の加圧力Ｐ１をこれ以上の値に上昇させても、密度ρの向上は極微である。金型破損の虞が強い。
【００７７】
従来は、加圧成形機（プレス機械）の最大能力で加圧して得られた密度ρに満足できない場合には、一段と大型のプレス機械を装備しなければならなかった。しかし、最大能力を例えば１．５倍に大型化しても、密度ρの向上は軽微である。かくして、現在プレス機械で得られるが低い密度ρ（例えば、７．５ｇ／ｃｍ３）で妥協していたのが実状であった。
【００７８】
ここに、特に、現在プレス機械をそのまま利用して、縦軸指数１００（７．６ｇ／ｃｍ３）から１０２（７．７５ｇ／ｃｍ３）まで向上できることになれば、画期的と理解できる。つまり、密度ρを２％向上できるなら、磁気特性を大幅（双曲線的）に向上できかつ機械的強度をも飛躍的に向上できるからである。しかも、高温雰囲気での焼結処理を一掃化できるので、圧粉体の酸化を大幅に抑える（磁心性能の低下を防止できる）。なお、プレス機能をもつ別個な機械を構築しあるいは流用しても実施することができる。
【００７９】
以上を実現化するために、第１の加圧成形機３０で成形した中間圧粉体１１０を加熱することで潤滑剤の溶解（液化）を促し、しかる後に第２の加圧成形機６０で２回目の加圧成形処理を施すように形成されている。第２の加圧成形機６０おいて中間圧粉体１１０を加圧すると、図５に実線で示した特性Ｂ（直線）にしたがって高密度化し、縦軸指数１０２に相当する高密度（７．７５ｇ／ｃｍ３）を達成できる。詳細は、第２の加圧成形機６０の説明において、追記する。
【００８０】
加熱昇温機４０は、図３（Ｄ）、（Ｅ）を参照し、加熱昇温位置Ｚ１２に位置決めされた第１の金型３１および混合粉末中間圧縮体（中間圧粉体１１０）を加熱して中間圧粉体１１０の温度を融点相当温度に積極的に昇温する装置である。この加熱昇温機４０は、上部にストッパー４２を有する中空円筒形状の本体４１と、下部にストッパー４５を有しかつ上部にヒーター４７を収容させるための収容部４４を有する昇降ロッド４３と、昇降ロッド４３を上方に向けて付勢するバネ４８とからなる。昇降ロッド４３は、バネ４８の付勢力によりストッパー４５がストッパー４２に制止された状態で、図３（Ｄ）に示す初期上方位置に保持される。
【００８１】
この状態で、収容部４４に第１の金型３１（ダイス３２）が載置（対応位置決め）されると、第１の回転テーブル８０が下限位置に下降して図３（Ｅ）の状態となる。すると、ヒーター４７がＯＮとされ中間圧粉体１１０を加熱昇温する。ヒーター４７をＯＮするタイミングは設定変更可能である。例えば、図３（Ｄ）に示すように中間圧粉体１１０が載置されたタイミングでもよい。電力事情や生産サイクル等から許される限りにおいて常時ＯＮ状態とすることも可能である。
【００８２】
第１の加圧成形機３０における低温加熱処理の技術的意義を、第１の加圧成形処理との関係において説明する。第１の金型３１（ダイス３２）内に充填された混合粉末１００を観察してみると、基金属粉末との関係において潤滑剤粉末の存在が比較的に疎である部分（疎部分）と密である部分（密部分）とが認められる。密部分は、基金属粉末の粒子間の摩擦抵抗力および基金属粉末と金型内面との摩擦抵抗力を小さくできる。疎部分は、これら摩擦抵抗力が大きくなる筈である。
【００８３】
第１の加圧成形機３０での加圧中、密部分は低摩擦なので圧縮性が勝り、圧縮化進行し易い。疎部分は高摩擦なので圧縮性が劣り、圧縮化が遅れる。いずれにしても、予め設定された第１の加圧力Ｐ１の値に応じた圧縮進行困難化現象が発生する。つまり、圧縮限界が生じる。この状態下でダイス３２から取出した中間圧粉体１１０の破断面を拡大観察すると、上記密部分であった部分は基金属粉末が一体的様相で圧接されている。しかし、潤滑剤粉末も紛れ込んでいる。疎部分であった部分は、圧接された基金属粉末間に僅かな隙間（空間）が残っている。潤滑剤粉末は殆ど見当たらない。
【００８４】
かくして、密部分であった部分から潤滑剤粉末を除去すれば、圧縮可能な隙間が生まれる。疎部分であった部分の隙間に潤滑剤を補給することができれば、その部分の圧縮性を高められる。
【００８５】
すなわち、第１の加圧成形終了後の中間圧粉体１１０を加熱して潤滑剤粉末の融点相当温度（例えば、１２０℃）に昇温することで、潤滑剤粉末を溶解（液化）させその流動性を高める。密部分であった部分から溶け出した潤滑剤はその周辺に浸み込みかつ疎部分であった部分に補給される。したがって、基金属粉末の粒子間の摩擦抵抗力を小さくでき、潤滑剤粉末が占めていた空間も圧縮できることになるわけである。基金属粉末の粒子と金型内面との摩擦抵抗力も小さくできる。つまり、潤滑剤の液化を促進しつつ第２の加圧成形処理を施す。
【００８６】
中間圧粉体移行装置（押出ロッド５０）は、第１の金型３１（ダイス３２）のキャビティ３３内の中間圧粉体１１０を引渡中継位置Ｚ１３に位置決めされた第２の金型６１（ダイス６２）のキャビティ６３内に引渡し移行させる装置である。
【００８７】
図３（Ｆ）、図４（Ｇ）において、中間圧粉体移行装置は、引渡中継位置Ｚ１３に位置決めされた押出ロッド５０と引渡中継台５５から形成され、押出ロッド５０は、図３（Ｆ）に示す上限位置と図４（Ｇ）に示す下限位置との間を往復上下動可能である。ロッド径は、図４（Ｈ）に示す上パンチ６６の径と同等またはそれよりも多少小さめとすればよい。
【００８８】
図３（Ｆ）は、第２の金型６１が引渡中継台５５の上面に対応位置決めされた後に、第１の金型３１が上限位置から下限位置に下降して、第２の金型６１の上面に載置された場合を示す。この状態下において、押出ロッド５０を下降させれば、第１の金型３１のキャビティ３３内の混合粉末中間圧縮体１１０を第２の金型６１のキャビティ６３内に移行させることができる。
【００８９】
つまり、図４（Ｇ）に示す引渡中継位置Ｚ１３において、中間圧粉体１１０を第１の金型３１から第２の金型６１に引き渡すことができる。第２の金型６１からみれば、引受中継位置Ｚ２１において、中間圧粉体１１０を第１の金型３１から引き受けることになる。つまり、引渡中継位置Ｚ１３と引受中継位置Ｚ２１とは、同じ位置である。
【００９０】
図４（Ｈ）に示す第２の加圧成形機６０は、第２の金型６１にセットされた中間圧粉体１１０に第２の加圧力Ｐ２を加える第２の加圧成形処理を施して高密度の混合粉末完成圧縮体（完成圧粉体１２０）を成形するための装置である。
【００９１】
第２の金型６１はボルスタ側の下型（ダイス６２、下パンチ相当台６７）とスライド（図示省略）側の上型（上パンチ６６）とからなり、完成圧粉体成形位置Ｚ２２に位置決めされている。ダイス６２のキャビティ６３の形状は、第１の金型３１（ダイス３２）のキャビティ３３の形状に対応する。つまり、図５（Ｂ）に示す完成圧粉体１２０の形態（円柱形状）に対応する形状（中空円筒形状）とされている。ダイス６２の上部側は、中間圧粉体１１０を受入れ容易化のためにダイス３２の場合に比較して僅かに大きい。
【００９２】
図４（Ｈ）において、上パンチ６６は、上方位置と下方位置との間を昇降運動可能なスライド（図示省略）によりキャビティ内に押し込まれ、中間圧粉体１１０に第２の加圧力Ｐ２を加えて高密度の完成圧粉体１２０を成形する。この第２の加圧力Ｐ２を受ける下パンチ相当台６７は、引渡中継台５５と同様な構造としたが、図３（Ｂ）に示す下パンチ３７を含む同様な構造としてもよい。
【００９３】
なお、この実施形態における第２の加圧成形機６０の最大能力（加圧力Ｐ）は、第１の加圧成形機３０の場合と同じ１０Ｔｏｎ／ｃｍ２である。かくして、第１の加圧成形機３０と第２の加圧成形機６０とは１台のプレス機械として構成され、共通のスライドで各金型３１、６１を同期昇降されるように構築することもできる。この点からも、装置経済が有利で、完成圧粉体１２０の製造コストを低減できる。
【００９４】
第２の加圧成形機６０における加圧力（第２の加圧力Ｐ２）とこれに対応して得られる完成圧粉体１２０の密度ρとの関係を、図５を用いて説明する。
【００９５】
第２の加圧成形機６０で得られる密度ρは、実線で示す特性Ｂに従う。すなわち、第１の加圧成形機３０の場合［点線で示す特性Ａに従う。］とは異なり、第２の加圧力Ｐ２を上げて行くに従って次第に密度ρが高まるわけでない。つまり、第１の加圧成形工程（ＰＲ３）における最終の第１の加圧力Ｐ１（例えば、横軸指数５０、７５あるいは８５）を越えるまでは密度ρは高くならない。第２の加圧力Ｐ２が最終の第１の加圧力Ｐ１を超えると、一気に密度ρが高まる。第２の加圧成形は、あたかも第１の加圧成形を連続的に引き継いで行われるものと理解される。
【００９６】
かくして、第１の加圧成形工程において、第１の加圧力Ｐ１を何時でも最大能力に対応する値（横軸指数１００）まで上昇させた運転をしなくてもよいことになる。つまり、圧縮限界以降に第１の加圧成形を続行した場合の無駄な時間、消費エネルギーを排斥できる。製造コスト低減に繋がる。また、横軸指数１００を越える過負荷運転を回避し易くなるので、金型破損の心配がない。全体として、運転取扱いが容易で安全かつ安定運用ができる。
【００９７】
製品排出装置７０は、第２の金型６１のキャビティ６３内の完成圧粉体１２０を製品排出位置Ｚ２３において外部に排出する装置である。図４（Ｉ）において、製品排出装置７０は、製品排出位置Ｚ２３に対応位置決めされた排出ロッド７１と排出台７７に組み込まれたシュータ７３を含み、排出ロッド７１をキャビティ６３内に押し込むことで完成圧粉体１２０を排出することができる。
【００９８】
すなわち、排出ロッド７１は、図示省略した上限位置と図４（Ｉ）に示す下限位置との間を往復上下動可能である。ロッド径は、図４（Ｈ）に示す上パンチ６６の径と同等またはそれよりも多少小さい。第２の金型６１が排出台７７の上面に対応位置決めされた後に、排出ロッド７１を下限位置に下降させれば、第２の金型６１を構成するダイス６２のキャビティ６３内の完成圧粉体１２０をシュータ７３に排出することができる。
【００９９】
圧粉体の移送（搬送）方法は、生産サイクルの遅速を決定付けるので、どの方法に決めるかは重要である。また、具体的な構成・構造を如何にするかは、装置経済、取扱・メンテナンス、製造コストに直結するから、これまた重要である。因みに、従来例は、ワークを直線方向に移送（搬送）する場合が多い。
【０１００】
この発明においては、２つの回転テーブル８０、９０を利用した回転移送方式とした。図２において、混合粉末充填位置Ｚ１１、加熱昇温位置Ｚ１２および引渡中継位置Ｚ１３は、第１の軸線Ｚ１を中心とする第１の円軌跡Ｒ１上に離隔配置される。また、引受中継位置Ｚ２１、完成圧粉体成形位置Ｚ２２および製品排出位置Ｚ２３を、第２の軸線Ｚ２を中心とする第２の円軌跡Ｒ２上に離隔配置する。この実施の形態では、それぞれに３分割等角（１２０度）配置してある。そして、第１の軸線Ｚ１を中心として回動可能な第１の回転テーブル８０と第２の軸線Ｚ２を中心として回動可能な第２の回転テーブル９０を利用した移送装置として構築してある。
【０１０１】
第１の軸線Ｚ１と第２の軸線Ｚ２の間隔は、引渡中継位置（縦軸線）Ｚ１３と引受中継位置（縦軸線）Ｚ２１とが同じ位置となるように決定される。第１の回転テーブル８０は、第１の軸線Ｚ１を中心にＤＲＬ（左回り）方向に間欠回転可能で、金型保持部８５を混合粉末充填位置Ｚ１１、加熱昇温位置Ｚ１２および引渡中継位置Ｚ１３のいずれにも対応位置決めできかつその位置で停止保持することができる。
【０１０２】
第１の回転テーブル８０は、上限位置と下限位置との間を昇降可能でかつ上限位置および下限位置のいずれの位置にも停止保持可能である。上限位置とは、図３（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｆ）に示した状態となる位置であり、下限位置とは、図３（Ｂ）、（Ｅ）、（Ｆ）および図４（Ｇ）に示した状態となる位置である。また、第１の回転テーブル８０は、図３（Ｄ）、（Ｅ）に示すバネ４８の付勢力に抗して昇降ロッド４３を下限位置に下降させる押下力を発生する。
【０１０３】
図２において、第１の回転テーブル８０は移送駆動軸８７（回転駆動軸８８、昇降軸８９）で支持されている。回転駆動軸８８はサーボモータで回転角度制御され、第１の回転テーブル８０を設定角度に停止保持可能であるから、金型保持部８５を各位置Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３に正確に対応位置決めすることができる。この回転駆動軸８８にスプライン連結された昇降軸８９は、シリンダ装置により選択的に上限位置および下限位置のいずれかに第１の回転テーブル８０を昇降させて対応位置決めすることができる。金型保持部８５には第１の金型３１（ダイス３２）が取り付けられる。
【０１０４】
第２の回転テーブル９０は、第２の軸線Ｚ２を中心にＤＲＲ（右回り）方向に間欠回転可能で、金型保持部９５を引受中継位置Ｚ２１、完成圧粉体成形位置Ｚ２２および製品排出位置Ｚ２３のいずれの位置にも対応位置決めする。また、各位置において停止保持することができる。移送回転軸９７は回転駆動専用で、この実施の形態では、昇降機能を持たない。すなわち、第２の回転テーブル９０は、図３（Ｆ）および図４（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）に示した状態つまり所定の高さに維持されている。金型保持部９５には第２の金型６１（ダイス６２）が取り付けられる。
【０１０５】
この実施の形態では、第１の回転テーブル８０には、複数（３つ）の金型保持部８５が３分割等角（１２０度）配置され、各金型保持部８５に第１の金型３１を取り付けられている。同様に、第２の回転テーブル９０には、複数（３つ）の金型保持部９５が３分割等角（１２０度）配置され、各金型保持部９５に第２の金型６１が取り付けられている。
【０１０６】
なお、いずれの回転テーブル８０、９０も大径円板を用いて形成されているが、複数の腕木状部材を３分割等角（１２０度）配置してかつ各腕木状部材を第１、第２の軸線Ｚ１、Ｚ２を中心に同期回転可能に装着した構造としてもよい。
【０１０７】
ここに、第１の金型移送装置８１、加熱前圧粉体移送装置８２および加熱後圧粉体移送装置８３は、第１の回転テーブル８０（第１の金型移送装置８１、加熱前圧粉体移送装置８２、加熱後圧粉体移送装置８３）を利用して一体的に構築されているものと理解される。各移送装置８１、８２、８３は、第１の回転テーブル８０の第１の軸線Ｚ１を中心とするＤＲＬ方向の間欠回転を利用して、金型保持部８５を第１の円軌跡Ｒ１に沿って移送させつつ第１の金型３１を移送する。途中に第１の回転テーブル８０の昇降が組み合わされる。
【０１０８】
第１の金型移送装置８１は、図３（Ｆ）に示す引渡中継位置Ｚ１３に在る第１の金型３１を図３（Ａ）に示す混合粉末充填位置Ｚ１１に移送し、混合粉末充填位置Ｚ１１に在るコンテナ２３に当該第１の金型３１を対応位置決めする。途中に、第１の金型３１を下限位置から上限位置まで上昇させる。この第１の金型移送装置８１は、第１の金型３１を引渡中継位置Ｚ１３から混合粉末充填位置Ｚ１１に戻す機能からすれば、第１の金型戻し移送装置と言ってもよい。
【０１０９】
加熱前圧粉体移送装置８２は、図３（Ｂ）に示す中間圧粉体成形位置（混合粉末充填位置Ｚ１１）に位置する第１の金型３１を中間圧粉体成形位置（混合粉末充填位置Ｚ１１）から図３（Ｅ）に示す加熱昇温位置Ｚ１２に移送しかつ当該第１の金型３１を加熱昇温位置Ｚ１２に対応位置決めする。途中に、第１の金型３１は、図３（Ｂ）に示す下限位置から図３（Ｃ）に示す上限位置まで上昇される。次いで、第１の回転テーブル８０の回転により、第１の金型３１は図３（Ｄ）に示す加熱昇温位置Ｚ１２に移送される。そして、第１の金型３１は、上限位置にある収容部４４に搭載（対応位置決め）され、その後に、昇降ロッド４３の下降動作により下限位置に下降される。
【０１１０】
加熱後圧粉体移送装置８３は、混合粉末中間圧縮体１１０を収容した第１の金型３１を図３（Ｅ）に示す加熱昇温位置Ｚ１２から図３（Ｆ）に示す引渡中継位置Ｚ１３に移送する。第１の回転テーブル８０の昇降動作により、途中に、第１の金型３１は上限位置まで上昇され、引渡中継位置Ｚ１３に対応位置決めされた後に下限位置まで下降させる。
【０１１１】
また、第２の金型移送装置９１、完成圧粉体移送装置９２および第２の金型戻し移送装置９３は、第２の回転テーブル９０（第２の金型移送装置９１、完成圧粉体移送装置９２、第２の金型戻し移送装置９３）を利用して一体的に構築されているものと理解される。各移送装置９１、９２、９３は、第２の回転テーブル９０の第２の軸線Ｚ２を中心とするＤＲＲ方向の間欠回転を利用して、金型保持部９５を第２の円軌跡Ｒ２に沿って移送させつつ第２の金型６１を移送する。
【０１１２】
第２の金型移送装置９１は、図４（Ｇ）に示す引受中継位置Ｚ２１に在りかつ中間圧粉体１１０を収容した第２の金型６１を図４（Ｈ）に示す完成圧粉体成形位置Ｚ２２に移送し、完成圧粉体成形位置Ｚ２２に在る下パンチ相当台６７に対応位置決めする。第２の回転テーブル９０は、１２０°だけ回転による。
【０１１３】
完成圧粉体移送装置９２は、完成圧粉体１２０を収容した第２の金型６１を図４（Ｈ）に示す完成圧粉体成形位置Ｚ２２から移送させかつ図４（Ｉ）に示す製品排出位置Ｚ２３に当該第２の金型６１を対応位置決めする。第２の回転テーブル９０は、ＤＲＲ方向に１２０°だけ回転による。
【０１１４】
第２の金型戻し移送装置９３は、完成圧粉体１２０を排出後の第２の金型６１を製品排出位置Ｚ２３から図３（Ｆ）に示す引受中継位置（製品排出位置Ｚ２３）まで移送させて、第２の金型６１を当該引受中継位置（製品排出位置Ｚ２３）に対応位置決めする。つまり、第２の金型６１を次のサイクルに先立ち戻しておく。
【０１１５】
圧粉体移送装置が、回転テーブル構造でかつ円軌跡に沿って移送する構成とされている。また、圧粉体の引き渡し方式が、図３（Ｆ）、図４（Ｇ）に示すように第１の金型３１から第２の金型６１へ直接押出して引き渡す方式とされている。このような回転移送・押出引渡方式とすれば、従来搬送方式（ロボットやトランスファー装置を用いて直線一方向にワーク搬送する。）に比較して、ワーク脱落の心配がなく、ワークとスライドや金型との衝突回避問題も解消し易く、迅速で正確な移送ができる。図３（Ａ）、（Ｂ）に示す混合粉末１００の引渡しも、同様である。
【０１１６】
かかる実施の形態に係る混合粉末の高密度成形装置１では、次のような工程により高密度成形方法を実施する。図１（Ａ）に示す処理工程と、これに対応させて記載された同（Ｂ）の移送動作を参照しながら説明する。なお、各工程を示すブロック内にカッコ書きされた符号（例えば、Ｚ２２）は、当該工程が実行されている位置（完成圧粉体成形位置）を示す。
【０１１７】
（混合粉末の調達）
基金属粉末（磁心用ガラス質絶縁被膜被覆鉄粉末）と０．２ｗｔ％の潤滑剤粉末（ステアリン酸亜鉛粉末）を混合してサラサラ状態の混合粉末１００を調達する。所定量だけ混合粉末供給機１０に補給する（図１の工程ＰＲ０）。
【０１１８】
（混合粉末の充填）
所定タイミングにおいて、混合粉末供給機１０が所定位置（図示しない）から図３（Ａ）に示す補給位置（点線）に移送される。次いで、混合粉末供給機１０の供給口が開放され、コンテナ装置２０［空のコンテナキャビティ２４］内に定量の混合粉末１００が充填される（図１の工程ＰＲ１）。例えば２秒間で充填できる。充填後に供給口が閉鎖され、混合粉末供給機１０は所定位置に戻る。この際に、第１の金型移送装置８１が働き、第１の金型３１（ダイス３２）は、図３（Ｆ）の状態から図３（Ａ）の状態に戻される。
【０１１９】
（混合粉末の移行）
図３（Ａ）に示す状態において上パンチ３６を下降させると、第１の金型３１が第１の回転テーブル８０ごと下降される。上パンチ３６は、バネ２６の付勢力に打ち勝って第１の金型３１およびコンテナ２３を押下げる。下パンチ３７は所定位置に位置決め固定されているので、コンテナ２３内の混合粉末１００は予備圧縮されつつ第１の金型３１（ダイス３２）のキャビティ３３内に移行される。つまり、混合粉末移行装置（下パンチ３７）が働く。
【０１２０】
（中間圧粉体の成形）
さらに、上パンチ３６が下降してダイス３２（キャビティ３３）内の混合粉末１００を第１の加圧力Ｐ１で加圧する。図３（Ｂ）で、第１の加圧成形処理（図１の工程ＰＲ３）が実行される。粉体（固形状）の潤滑剤は十分な潤滑作用を営む。圧縮された中間圧粉体１１０の密度ρは、図５の特性Ａ（点線）にしたがって高くなる。第１の加圧力Ｐ１が横軸指数（例えば、３０）相当の圧力（３．０Ｔｏｎ／ｃｍ２）になると、真密度比が８５％つまり密度ρが６．６３ｇ／ｃｍ３（縦軸指数８７相当）に高まる。例えば８秒間の加圧成形が終了する。成形された中間圧粉体１１０は、第１の金型３１のキャビティ３３に留まる。
【０１２１】
（中間圧粉体の移送）
図３（Ｃ）において、加熱前圧粉体移送装置８２が働く。上パンチ３６が上方位置に上昇された後に、第１の金型３１は中間圧粉体１１０を収容したまま上限位置（上パンチ３６の上方位置よりも下の位置）まで上昇される。次いで、第１の金型３１および中間圧粉体１１０を中間圧粉体成形位置（混合粉末充填位置Ｚ１１）から図３（Ｄ）に示す加熱昇温位置Ｚ１２に移送する。第１の回転テーブル８０は、図２のＤＲＬ方向に１２０°だけ回転する。コンテナ２３が次のサイクルに備えて、下限位置から図３（Ａ）に示す初期位置（上限位置）に戻される。バネ２６の付勢力による。第１の金型３１は、図３（Ｄ）に示すように、加熱昇温位置Ｚ１２でかつ上限位置（第１の金型３１の上限位置よりも低い。）に在る加熱昇温機４０（収容部４４）に対応位置決めされる。引き続き、昇降ロッド４３が下降して、第１の金型３１を図３（Ｅ）に示す下限位置（加熱位置）に対応位置決めする。
【０１２２】
（加熱昇温）
図３（Ｅ）において、収容部４４が下限位置（第１の金型３１の下限位置よりも低い。）に下降すると、加熱昇温機４０（ヒーター４７）が起動する。ダイス３２内の中間圧粉体１１０は、潤滑剤粉末の融点相当温度（例えば、１２０℃）に昇温される（図１の工程ＰＲ４）。つまり、潤滑剤が溶解され、その流動により中間圧粉体１１０内の潤滑剤分布を均一的に改変する。加熱昇温時間は、例えば８〜１０秒である。ヒーター４７の起動タイミングはこれに限定されない。例えば、図３（Ｄ）の状態から、起動開始させてもよい。
【０１２３】
（昇温済中間圧粉体の引渡・引受け）
加熱昇温が完了すると加熱後圧粉体移送装置８３が働く。図３（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、昇温された中間圧粉体１１０は、第１の金型３１に収容された状態で、加熱昇温位置Ｚ１２から引渡中継位置Ｚ１３に移送される。つまり、第１の回転テーブル８０は、図２のＤＲＬ方向に１２０°だけ回転する。大気露出状態で移送されることがないので、中間圧粉体１１０の温度低下は殆ど認められない。そして、第１の金型３１（ダイス３２）は、引渡中継台５５に待機（対応位置決め）された第２の金型６１に載置される。すると、中間圧粉体移行装置（押出ロッド５０）が働く。つまり、図４（Ｇ）に示す如く、押出ロッド５０が図３（Ｆ）の上方位置から下降して、第１の金型３１に収容されている昇温済みの中間圧粉体１１０を第２の金型６１内に移行させる（図１の工程ＰＲ５）。移行終了後に、押出ロッド５０は上方位置に戻る。
【０１２４】
（第１の金型の戻し移送）
中間圧粉体１１０が第１の金型３１から第２の金型６１に移行終了されると、第１の金型移送装置８１が、図４（Ｇ）に示す第１の金型３１を図３（Ｆ）の上限位置に上昇させ、引き続き引渡中継位置Ｚ１３から図３（Ａ）に示す混合粉末充填位置Ｚ１１に戻す。コンテナ２３に対応位置決めするわけである。この際も、第１の回転テーブル８０は、ＤＲＬ方向に１２０°だけ回転する。
【０１２５】
（中間圧粉体の移送）
一方、第２の金型移送装置９１も働く。図３（Ｆ）の引受中継位置Ｚ２１（引渡中継位置Ｚ１３）において引き受けた中間圧粉体１１０を、図４（Ｇ）の引受中継位置Ｚ２１から図４（Ｈ）の完成圧粉体成形位置Ｚ２２に移送する。中間圧粉体１１０は、第２の金型６１に収容されたままの状態で移送される。第２の回転テーブル９０は、図２に示すＤＲＲ方向に１２０°だけ回転する。
【０１２６】
（完成圧粉体の成形）
図４（Ｈ）において、スライド（図示省略）とともに上パンチ６６が上方位置から下降する。下パンチ相当台６７は静止状態で第２の加圧力Ｐ２を受ける。つまり、ダイス６２（キャビティ６３）内の昇温済み中間圧粉体１１０を、第２の加圧力Ｐ２で加圧し始める。液状の潤滑剤が十分な潤滑作用を営む。特に、加圧成形の進行に伴い潤滑剤が全方向に流出する発汗現象が発生する。基金属粒子間のみならず粒子と金型との摩擦抵抗力を効率よく軽減できる。圧縮された中間圧粉体１１０の密度ρは、図５の特性Ｂ（実線）にしたがって高くなる。つまり、第２の加圧力Ｐ２が横軸指数（例えば、３０…加圧力３．０Ｔｏｎ／ｃｍ２）を超えると、密度ρが６．６３ｇ／ｃｍ３から急激に縦軸指数１０２相当の密度ρ（７．７５ｇ／ｃｍ３）に高まる。第２の加圧力Ｐ２を横軸指数１００（１０Ｔｏｎ／ｃｍ２）まで上げると、密度ρ（７．７５ｇ／ｃｍ３）は全体的に均一となる。ここで、例えば８秒間の第２の加圧成形処理が終了すると、金型（４１）内に完成圧粉体１２０が成形されている（図１の工程ＰＲ６）。その後、スライドにより上パンチ６６は上方位置まで上昇される。縦軸指数１０２に当たる密度ρ（７．７５ｇ／ｃｍ３）の完成圧粉体１２０は、潤滑剤粉末が低融点であるからガラス質が変質・溶解することが無い。よって、渦電流損失が小さく、磁束密度を高められる高品質の磁心用圧粉体を能率よく製造することができると理解される。
【０１２７】
（完成圧粉体の移送）
すると、完成圧粉体移送装置９２が働き、完成圧粉体１２０を第２の金型６１に収容したままの状態で、図４（Ｈ）の完成圧粉体成形位置Ｚ２２から図４（Ｉ）の製品排出位置Ｚ２３まで移送する。製品排出位置Ｚ２３つまり排出台７７に対応位置決めされる。この期間中、排出ロッド７１は上方位置に待機している。第２の回転テーブル９０は、ＤＲＲ方向に１２０°だけ回転する。
【０１２８】
（製品排出）
製品排出装置７０が働く。図４（Ｉ）において、排出ロッド７１が上方位置から下降して第２の金型６１内の完成圧粉体１２０を下方のシュータ７３に押し出す。製品排出が終了する（図１の工程ＰＲ７）。終了後に、排出ロッド７１は上方位置に上昇し待機状態となる。
【０１２９】
（第２の金型の戻し移送）
第２の金型戻し移送装置９３は、第２の金型６１を図４（Ｉ）の製品排出位置Ｚ２３から図３（Ｆ）の引受中継位置Ｚ２１（引渡中継位置Ｚ１３）に戻し移送する。第２の回転テーブル９０は、ＤＲＲ方向に１２０°だけ回転する。途中に昇降動作しないので、迅速な戻し移送ができる。
【０１３０】
（製造サイクル）
以上の各工程による高密度成形方法によれば、順番に供給充填される金属粉末（混合粉末１００）についての第１の加圧成形処理、加熱昇温処理および第２の加圧成形処理を同期実行可能に構築すれば、最長の加熱昇温処理時間（１０秒）に圧粉体移送時間（例えば、２〜４秒）を加えた１２〜１４秒のサイクル時間で高密度圧粉体（完成圧粉体１２０）を製造することができ得る。つまり、従来例における３０分以上の高温焼結処理時間だけとの比較においても、製造・生産時間を飛躍的に向上できると理解される。例えば、小型軽量複雑形状で機械的強度の高い自動車用部品や、磁気特性および機械的強度が優れた電磁機器用部品の供給を安定化できそれらの生産コストの低減にも大きく貢献できる。
【０１３１】
しかして、この実施の形態によれば、混合粉末１００をコンテナ２３に充填し、その後に第１の金型３１内に移行しかつ第１の加圧力Ｐ１を加えて中間圧粉体１１０を成形し、加熱して潤滑剤粉末の融点相当温度（例えば、１２０℃）に積極的に昇温され中間圧粉体１１０を第２の金型６１にセットしかつ第２の加圧力Ｐ２を加えて完成圧粉体１２０を成形する高密度成形方法であるから、高密度圧粉体を確実・安定して製造できかつ製造コストを大幅に低減することができるとともに、実際の生産に適応した混合粉末１００の充填作業の高効率化および第１の金型３１等の小型軽量化に応えられる。
【０１３２】
また、高温で長時間の焼結処理を一掃することができるので、圧粉体１１０、１２０の酸化を大幅抑制できるばかりか、エネルギー消費の極限化および製造コストの大幅削減化を達成できる。地球的環境保全上も歓迎される。
【０１３３】
また、潤滑剤粉末の融点が９０〜１９０℃の温度範囲内の低融点であるから、第１の加圧工程中における潤滑剤の十分な潤滑作用を担保できる。しかも、酸化抑制を助長しつつ潤滑剤の選択性を拡大できる。
【０１３４】
第２の金型６１が中間圧粉体１１０の受入れ以前に融点相当温度に暖機可能であるから、第２の加圧成形中における溶解済み潤滑剤の全方向への流動性を一段と高められる。すなわち、基金属粒子間のみならず粒子と第２の金型６１との間の摩擦抵抗力を大幅に軽減維持できる。
【０１３５】
第１の金型３１が中間圧粉体１１０の成形完了後に暖機可能であるから、中間圧粉体１１０の昇温時間を含む製造サイクルタイムの短縮化を促進できる。
【０１３６】
また、第２の加圧力Ｐ２を第１の加圧力Ｐ１と等しい値とすることができるから、加圧成形中における溶解済み潤滑剤の全方向への流動性を一段と高められる。基金属粒子間のみならず粒子と第２の金型６１との間の摩擦抵抗力を大幅に軽減維持できる。しかも、加圧成形工程の実施およびその取扱いが容易で、間接的に圧粉体の製造コストの一層の低減にも寄与できるとともに、装置具現化に際しては例えば１台のプレス機械をベースとして簡単に構築することができる。
【０１３７】
また、基金属粉末を磁心用ガラス質絶縁被膜被覆鉄粉末から磁心用鉄系アモルファス粉末、磁心用Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末のいずれに変更しても、他の条件を同一としても、基金属粉末の種類に対応する磁気特性を有する磁心部品を能率よくかつ安定して製造できる。
【０１３８】
顧みて、従来装置（例えば、プレス機械）の能力（図５の横軸指数１００）では縦軸指数１００に相当する密度以上に高めることが不可能であったのに対して、本発明によれば同一装置で縦軸指数１０２に相当する密度まで高めることができる。この事実は、当該技術分野において画期的なことと賞賛される。
【０１３９】
さらに、高密度化装置１が、混合粉末供給機１０と混合粉末移行装置（下パンチ３７）と第１の加圧成形機３０と加熱昇温機４０と中間圧粉体移行装置（押出ロッド５０）と第２の加圧成形機６０と製品排出装置７０から構成されているので、上記の高密度化方法を確実かつ安定して実施することができ、低コストで具現化できる。取扱いが簡単である。
【０１４０】
第１の金型３１を移送させる第１の金型移送装置８１と加熱前圧粉体移送装置８２と加熱後圧粉体移送装置８３とを設けかつ第２の金型６１を移送させる第２の金型移送装置９１、完成圧粉体移送装置９２および第２の金型戻し移送装置９３を設けてあるので、装置簡素化を図ることができかつ圧粉体の迅速かつ円滑な移送ができる。
【０１４１】
さらにまた、混合粉末充填位置Ｚ１１、加熱昇温位置Ｚ１２および引渡中継位置Ｚ１３を第１の軸線Ｚ１を中心とする第１の円軌跡Ｒ１上に離隔配置しかつ引受中継位置Ｚ２１、完成圧粉体成形位置Ｚ２２および製品排出位置Ｚ２３を第２の軸線Ｚ２を中心とする第２の円軌跡Ｒ２上に離隔配置するとともに各移送装置８１、８２、８３が第１の軸線Ｚ１を中心として回動可能な第１の回転テーブル８０を利用して構築されかつ各移送装置９１、９２、９３が第２の軸線Ｚ２を中心として回動可能な第２の回転テーブル９０を利用して構築されているので、一段の装置簡素化を図れる。製造ラインの一層の単純化も促進でき、取扱も一段と容易になる。従来の直線搬送方向に比較すれば、全体として迅速移送化および小型軽量化を達成できる。
【０１４２】
（第２の実施の形態）
この実施の形態は、図７、図８に示されている。基本的構成・機能は第１の実施形態の場合（図１〜図６Ｅ）と同じとされているが、第２の加圧成形機６０を構成する第２の金型６１（ダイス６２）に第２の暖機装置６４を設けてある。さらに、第１の加圧成形機３０を構成する第１の金型３１（ダイス３２）に第１の暖機装置３４を設けている。
【０１４３】
すなわち、第２の金型６１を暖機しつつ加熱昇温済み中間圧粉体１１０の温度低下を防止可能に形成されている。加えて、第１の金型３１を暖機しつつ中間圧粉体１１０の予備加熱を実行可能である。この実施の形態では、第１の暖機装置３４および第２の暖機装置６４の双方を設けたが、作業温度環境等によってはいずれか一方を設けるようにしてもよい。
【０１４４】
なお、図７（図８）は、第１の実施の形態に係る図３（図４）に対応するものである。他（図１、図２、図５、図６Ａ〜図６Ｅ）は第１の実施形態の場合と同じである。
【０１４５】
実施に際し、昇温済の中間圧粉体１１０の温度が、第２の金型６１内において第２の加圧力Ｐ２を加えて成形開始する時点までに一定の温度範囲を外れた低温にまで低下していなければ、第２の金型６１を暖機しなくても本発明の高密度成形を実施できる。さらに、昇温加熱工程前に第１の金型３１を暖機して中間圧粉体１１０を予備昇温する必要がない場合がある。その場合には、第２の金型６１および第１の金型３１を暖機するための暖機機能を設けない場合もある。
【０１４６】
しかし、中間圧粉体１１０の熱容量が小さい場合、第２の金型６１までの移送時間や移送経路が長い場合、混合粉末１００の組成や中間圧粉体１１０の形態などによっては、昇温済の中間圧粉体１１０が完成圧粉体１２０の成形開始時点までに温度低下する虞がある。かかる場合には、第２の金型６１を暖機した方が好ましい成形効果を得ることができる。
【０１４７】
図８において、第２の金型６１（ダイス６２）には、設定温度変更可能な第２の暖機装置（ヒーター）６４が設けられている。この第２の暖機装置６４は、中間圧粉体１１０を受入れる（セットされる）までに、潤滑剤粉末（ステアリン酸亜鉛）の融点相当温度（例えば、１２０℃）に第２の金型６１を暖める（暖機する）。昇温済の中間圧粉体１１０を冷やすこと無く受入れることができる。これにより、先に溶解（液化）した潤滑剤の再固形化を防止しつつ潤滑作用を担保することができる。
【０１４８】
この暖機工程は、第１の実施形態における完成圧粉体成形工程（ＰＲ６）の以前に実行される。この暖機は、完成圧粉体１２０が加圧成形完了となるまで、加熱可能に形成してある。かくすれば、加圧成形中における溶解済み潤滑剤の全方向への流動性を一段と高められるから、基金属粒子間のみならず粒子と第２の金型６１（ダイス６２）との間の摩擦抵抗力を大幅に軽減維持できる。
【０１４９】
また、混合粉末１００の組成や中間圧粉体１１０の形態が特異的である場合、混合粉末中間圧縮体１１０の熱容量が大きい場合、大きな加熱昇温機を設けられない場合、あるいは作業環境温度が低い場合は、中間圧粉体１１０の加熱昇温に長時間を費やす虞がある。かかる場合には、第１の金型３１を暖機した方が好ましい。そのため、この実施の形態では、第１の金型３１を暖機している。
【０１５０】
そこで、第１の金型３１（ダイス３２）内に設定温度変更可能な第１の暖機装置（ヒーター）３４を内蔵させ、図７（Ａ）［図３（Ａ）に対応する。］に示す状態においてヒーターＯＮにより第１の金型３１を暖機可能としている。つまり、加熱昇温機４０の一部を構成するものとして利用することができる。この先行暖機により加熱昇温機４０での加熱時間を削減でき、生産サイクルの短縮化にも有効である。すなわち、図７（Ｄ）、（Ｅ）に示すように両ヒーター４７、３４により外周面および下面から加熱できるから、中間圧粉体１１０を全体として平均温度でかつ迅速に昇温することができる。
【０１５１】
この暖機工程は、第１の実施形態における中間圧粉体成形工程（ＰＲ３）の終了後に実行される。この実施の形態では、加熱昇温機４０に引き渡されるまで、加熱暖機可能に形成してある。
【０１５２】
なお、第１の暖機装置３４および第２の暖機装置６４は、この実施の形態では電熱加熱方式（電気ヒーター）としたが、温油や温水を循環して暖機する循環方式の加熱装置などでも実施することができる。
【０１５３】
しかして、この実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様な作用効果を奏することができることに加え、さらに第２の金型６１を予め暖機可能に形成されているので、第２の加圧力Ｐ２による加圧成形中に溶解潤滑剤の全方向流動性を一段と高められるから、基金属粒子間のみならず粒子と第２の金型６１との間の摩擦抵抗力を大幅に軽減維持できる。
【０１５４】
また、第１の金型３１を暖機可能であるから、暖機実行を選択しておけば、加熱昇温機４０の負荷を低減できかつ中間圧粉体１１０を迅速に昇温できる。生産サイクルの短縮化が実現できる。
【符号の説明】
【０１５５】
１    高密度成形装置
１０  混合粉末供給機
２０  コンテナ装置
２３  コンテナ
３０  第１の加圧成形機
３１  第１の金型
３４  第１の暖機装置
３７  下パンチ（混合粉末移行装置）
４０  加熱昇温機
５０  押出ロッド（中間圧粉体移行装置）
６０  第２の加圧成形機
６１  第２の金型
６４  第２の暖機装置
７０  ワーク排出装置
８０  第１の回転テーブル（第１の金型移送装置、加熱前圧粉体移送装置、加熱後圧粉体移送装置）
９０  第２の回転テーブル（第２の金型移送装置、完成圧粉体移送装置、第２の金型戻し移送装置）
１００  混合粉末
１１０  中間圧粉体（混合粉末中間圧縮体）
１２０  完成圧粉体（混合粉末完成圧縮体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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