(57)【要約】【課題】  粉末成形体における亀裂の発生が抑制された金型の駆動方法を提供する。【解決手段】  本発明に係る金型の駆動方法においては、上パンチ３４、下第一パンチ２４、下第二パンチ２６及び枠型２８の協働によって粉末成形体３８が作製される。そして、粉末成形体３８を作製した後は、枠型２８を下げて、枠型２８の貫通孔２９から粉末成形体３８の足部４２を抜き出す。次に、粉末成形体３８から上型を離す。最後に、枠型２８を上昇させることにより、この枠型２８の上面に載置された粉末成形体３８を上昇させて、粉末成形体３８を下第一パンチ２４及び下第二パンチ２６から離す。このような順番で金型（上パンチ３４、下第一パンチ２４、下第二パンチ２６及び枠型２８）を駆動すると、粉末成形体３８の足部４２の付け根部分４２ａに内部応力が集中しにくくなり、その部分に亀裂が発生する事態が有意に抑制される。【選択図】  図２
2006015397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に足部が設けられた粉末成形体を作製するプレス成形装置であって、
貫通孔を有し、該貫通孔の側面によって前記粉末成形体の側面を成形する枠型と、
前記貫通孔の一方側から該貫通孔内に挿通可能に設けられ、前記粉末成形体の前記主面のうちの前記足部に対応する第１の下型と、
前記貫通孔の前記一方側から該貫通孔内に挿通可能に設けられ、前記粉末成形体の前記主面のうちの前記足部の残余領域に対応する第２の下型と、
前記貫通孔の他方側から該貫通孔内に挿通可能に設けられ、前記粉末成形体の上面を成形する上型と
を備えるプレス成形装置において適用される金型の駆動方法であって、
基準位置にセットされた前記枠型の前記貫通孔内に前記第１及び第２の下型を配置して画成したキャビティ内に、原料粉末を充填するステップと、
前記キャビティ内に前記上型を挿入して、前記キャビティ内の前記原料粉末をプレスし、前記原料粉末から前記粉末成形体を得るステップと、
前記第１及び第２の下型の高さ位置を保持した状態で、前記枠型を、前記基準位置から、前記枠型の上面位置と前記第１の下型の上端位置とが同じになる位置まで下げて、前記粉末成形体の前記足部を前記貫通孔から抜き出すステップと、
前記枠型を下げた後、前記上型を上昇させて、前記粉末成形体から前記上型を離すステップと、
前記枠型を前記基準位置まで上昇させて、前記粉末成形体から前記第１及び第２の下型を離すステップと
を有する金型の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末冶金プレス装置に用いられる金型の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原料粉末をプレスして成形体を得る粉末冶金プレス装置としては、ウィズドロウアル法を利用したプレス装置が知られている（例えば、下記特許文献１）。このようなプレス装置は、下記非特許文献１の付図２２に詳細に示されている。
【０００３】
この文献に示された装置を用いて、粉末成形体を作製する手順を、図３〜７を参照しつつ説明する。図３（ａ）〜図７（ａ）は、粉末成形体を作製する際の従来装置の金型の駆動手順を示した図であり、図３（ｂ）〜図７（ｂ）は、その際の従来装置の要部拡大図である。なお、この手順によって作製される粉末成形体４６は、いわゆるポットタイプのフェライトコアであって、低背型（薄型）で足部４８が設けられている。
【０００４】
図３〜７に示すように、従来装置５０は、粉末成形体４６の足部４８に対応する第１の下型５２、足部４８の残余領域４９に対応する第２の下型５４、ダイプレート５６に固定された枠型５８及び上型６０を備えている。そして、粉末成形体４６を作製する際は、まず、枠型５８と第１及び第２の下型５２，５４とによってキャビティＣを形成し、そのキャビティＣ内に原料粉末６２を充填する（図３参照）。
【０００５】
次に、このキャビティＣ内に上型６０を挿入して原料粉末６２をプレスし、粉末成形体４６を成形する（図４参照）。その後、枠型５８と第２の下型５４とを同時に下降させて、粉末成形体４６を枠型５８から抜き出す。すなわち、枠型５８は、枠型５８の上面位置と第１の下型５２の上端位置とが同じになる位置まで下降される（図５参照）。第２の下型５４は、枠型５８が取り付けられたダイプレートと一体的に昇降するウェッジ部６４と、このウェッジ部６４の先端部斜面に当接されたローラ６６との協働によっておこなわれる。
【０００６】
最後に、上型６０を上昇させると共に（図６参照）、第１及び第２の下型５２，５４の高さ位置を保持したまま枠型５８を上昇させて（図７参照）、完成した粉末成形体４６の装置５０からの取り出しをおこなう。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２８７０９８号公報
【非特許文献１】粉末冶金プレス用語（ＪＰＭＡ Ｇ０１−１９９５），日本粉末冶金工業会，１９９５，Ｐ３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来の金型の駆動方法によって作製された粉末成形体４６では、その足部４８の付け根部分４８ａにおいて亀裂が生じやすいという問題があった。発明者らは、このような亀裂の発生は、粉末成形体４６の膨張（スプリングバック）に起因するとの知見を得た。すなわち、図５に示したように第２の下型５４が下降すると、粉末成形体４６は、上型６０及び第１の下型５２のみによってスプリングバックが規制される状態となる。このとき、粉末成形体４６は、第２の下型５４の下降によって生じた隙間のほうに膨張し、その結果、粉末成形体４６の足部４８の付け根部分４８ａに内部応力が集中して、その部分４８ａに亀裂が発生してしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、粉末成形体における亀裂の発生が抑制された金型の駆動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】
【００１０】
本発明に係る金型の駆動方法は、主面に足部が設けられた粉末成形体を作製するプレス成形装置であって、貫通孔を有し、該貫通孔の側面によって粉末成形体の側面を成形する枠型と、貫通孔の一方側から該貫通孔内に挿通可能に設けられ、粉末成形体の主面のうちの足部に対応する第１の下型と、貫通孔の一方側から該貫通孔内に挿通可能に設けられ、粉末成形体の主面のうちの足部の残余領域に対応する第２の下型と、貫通孔の他方側から該貫通孔内に挿通可能に設けられ、粉末成形体の上面を成形する上型とを備えるプレス成形装置において適用される金型の駆動方法であって、基準位置にセットされた枠型の貫通孔内に第１及び第２の下型を配置して画成したキャビティ内に、原料粉末を充填するステップと、キャビティ内に上型を挿入して、キャビティ内の原料粉末をプレスし、原料粉末から粉末成形体を得るステップと、第１及び第２の下型の高さ位置を保持した状態で、枠型を、基準位置から、枠型の上面位置と第１の下型の上端位置とが同じになる位置まで下げて、粉末成形体の足部を貫通孔から抜き出すステップと、枠型を下げた後、上型を上昇させて、粉末成形体から上型を離すステップと、枠型を基準位置まで上昇させて、粉末成形体から第１及び第２の下型を離すステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
この金型の駆動方法においては、上型と第１及び第２の下型との協働によって粉末成形体が作製される。すなわち、枠型と第１及び第２の下型とによって画成されたキャビティ内の原料粉末を上型でプレスして、粉末成形体が作製される。そして、粉末成形体を作製した後、枠型を下げて、枠型の貫通孔から粉末成形体の足部を抜き出す。このとき、粉末成形体の足部が膨張して、粉末成形体が枠型の上面に載置された状態となる。次に、粉末成形体から上型を離す。最後に、枠型を上昇させることにより、この枠型の上面に載置された粉末成形体を上昇させて、粉末成形体を第１及び第２の下型から離す。このような順番で金型（上型、第１及び第２の下型、枠型）を駆動すると、上型が粉末成形体から離れた際に、粉末成形体は上方に膨張し、成形体内部の内部応力が緩和される。そのため、その後に粉末成形体から第１の下型を離しても、粉末成形体は、第１の下型との間の隙間のほうにはほとんど膨張しない。従って、この金型の駆動方法によれば、粉末成形体の足部の付け根部分に内部応力が集中しにくく、その部分に亀裂が発生する事態が有意に抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、粉末成形体における亀裂の発生が抑制された金型の駆動方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明に係る金型の駆動方法を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。
【００１４】
まず、本実施形態に係る金型の駆動方法の説明に先立ち、この金型の駆動方法が適用されるプレス成形装置について説明する。図１は、本実施形態に係るプレス成形装置１０を示した概略断面図である。
【００１５】
図１に示すように、プレス成形装置１０はベースプレート１２を備えている。このベースプレート１２上には、パンチ押さえ台１４が設けられている。そして、このパンチ押さえ台１４の周りには複数のスライディングブロック１６が、ベースプレート１２の上面に対して摺動自在に搭載されている。このスライディングブロック１６には、ベースプレート１２の面方向に延在するローラ１８がそれぞれ設けられており、このローラ１８は図示しない制御部によって制御されている。また、スライディングブロック１６のパンチ押さえ台１４側の端部には、それぞれ、ブロック２０が搭載されている。
【００１６】
また、パンチ押さえ台１４の上方には、図示しないリフト機構（例えば、スプリング支持機構）によってパンチ押さえ台１４から浮いた状態で、ホルダ２２が支持されている。このホルダ２２は、ベースプレート１２から所定距離だけ離間した位置に浮動可能に支持されており、外力によってある程度の移動が可能となっている。なお、ホルダ２２が下方へ移動した際、ホルダ２２下面がスライディングブロック１６に搭載されたブロック２０に当接するため、ホルダ２２の下方への移動はブロック２０によって規制される。また、ホルダ２２上には、下型取り付け板２３が設けられている。
【００１７】
さらに、パンチ押さえ台１４上には、対面する一対の平板状下第一パンチ（第１の下型）２４が立設されており、上述したホルダ２２及び下型取り付け板２３は、この下第一パンチ２４によって貫挿されている。また、下型取り付け板２３には、一対の下第一パンチ２４に挟まれた下第二パンチ（第２の下型）２６が立設されている。
【００１８】
ベースプレート１２の上方には、このベースプレート１２と対面すると共に、枠型２８を挟持するダイプレート３０が、図示しない支持機構によって浮動状態で支持されている。そして、スライディングブロック１６に設けられたローラ１８の位置それぞれに対応するダイプレート３０部分には、ベースプレート１２方向に延びるウェッジ３２が設けられている。このウェッジ先端部３２ａのローラに接触する部分は、ウェッジ３２がローラ１８に接触した際に、スライディングブロック１６がパンチ押さえ台１４から離間する方向（図１の矢印Ａ方向）に移動するように、斜めに面取りされている。すなわち、スライディングブロック１６のローラ１８を所定方向に回転させることで、スライディングブロック１６はパンチ押さえ台１４から離間する方向にベースプレート１２上を摺動すると共に、ダイプレート３０及び枠型２８が下降する。
【００１９】
上述した枠型２８は、ダイプレート３０の厚さ方向に延在すると共に、下第一パンチ２４の上端面の形状と下第二パンチ２６の上端面の形状とを合わせた断面形状を有する貫通孔２９が形成されている。そして、下第一パンチ２４及び下第二パンチ２６は、この貫通孔２９の内部まで延びており、貫通孔２９の下側からこの貫通孔２９を塞いでいる。
【００２０】
また、ダイプレートの上方であって貫通孔２９に対応する位置には、ダイプレート３０と対面すると共に、貫通孔２９の断面形状と略同一の断面形状を有する上パンチ（上型）３４が配置されている。この上パンチ３４は、図示しない上パンチプレートに上パンチ受け板３６を介して支持されている。なお、この上パンチプレートは、ダイプレート３０と平行に延在しており、図示しない駆動機構によって、ダイプレート３０に対して進退する方向に駆動される。すなわち、上パンチプレートと一体的に移動する上パンチ３４についても、ダイプレート３０に対して進退する方向（矢印Ｂ方向）に移動可能となっている。
【００２１】
つまり、このプレス成形装置１０においては、上パンチ３４はベースプレート１２に対して進退する方向に移動することができる（図１の矢印Ｂ参照）。また、ホルダ２２と一体的に移動する下第二パンチ２６も、ベースプレート１２に対して進退する方向に浮動する（図１の矢印Ｃ参照）。一方、下第一パンチ２４は、ベースプレート１２に対して移動しない。さらに、枠型２８は、ローラ１８の回転によって、ベースプレート１２に対して進退する方向に移動することができる（図１の矢印Ｄ参照）。
【００２２】
そして、下第一パンチ２４及び下第二パンチ２６は、枠型２８の貫通孔２９の下側から該貫通孔２９内に挿通可能となっており、上パンチ３４は、枠型２８の貫通孔２９の上側から該貫通孔２９内に挿通可能になっている。
【００２３】
以上で説明したプレス成形装置１０を用いて、粉末成形体を作製する手順について、図２を参照しつつ説明する。図２は、本実施形態における粉末成形体を作製する手順を示した図である。
【００２４】
粉末成形体３８を作製する際は、まず、枠型２８の貫通孔２９内に下第一パンチ２４及び下第二パンチ２６を配置して、枠型２８、下第一パンチ２４及び下第二パンチ２６によってキャビティＣを画成すると共に、このキャビティＣ内に粉末成形体３８の原料粉末（フェライト粉末）４０を充填する（図２（ａ）参照）。このとき、枠型２８の上面位置Ｓ１は、基準位置（Ｐ１）である。
【００２５】
次に、上パンチプレートを上述の駆動機構によって駆動させて上パンチ３４を下降し、上パンチ３４を貫通孔２９内に挿入すると共に、原料粉末４０のプレス成形をおこなう（図２（ｂ）参照）。このプレス成形工程によって、胴部４１と足部４２とを有する粉末成形体３８が得られる。つまり、粉末成形体３８の側面が枠型２８の貫通孔２９の側面２９ａによって成形され、粉末成形体３８の胴部４１の主面４１ａから延びる足部４２が下第一パンチ２４によって成形され、胴部４１の主面４１ａのうちの足部４２の残余領域４４が下第二パンチ２６によって成形され、粉末成形体３８の上面が上パンチ３４によって成形される。このとき、枠型２８の上面位置Ｓ１は、枠型２８と上パンチ３４との摩擦によって、基準位置（Ｐ１）からプレス成形位置（Ｐ２）まで下降する。また、下第二パンチ２６は、プレス圧によって、スライディングブロック１６上のブロック２０によって規制された位置まで下降する。
【００２６】
粉末成形体３８が形成された後、スライディングブロックのローラを回転させて、ダイプレートに固定された枠型２８を引き下げる（図２（ｃ）参照）。このとき、枠型２８の上面位置Ｓ１は、プレス成形位置（Ｐ２）から下第一パンチ２４の上端位置Ｓ２と同じになる位置（Ｐ３）まで下降する。それにより、枠型２８の貫通孔２９から粉末成形体３８が抜き出される。粉末成形体３８を貫通孔２９から抜き出した際、粉末成形体３８の足部４２がわずかに膨張し、粉末成形体３８は枠型２８の上面に載置された状態となる。
【００２７】
その後、上パンチプレートを駆動機構によって駆動させて上パンチ３４を上昇させ、粉末成形体３８から上パンチ３４を離す（図２（ｄ）参照）。最後に、スライディングブロック１６のローラ１８を回転させて、枠型２８を押し上げる（図２（ｅ）参照）。それにより、ダイプレート３０と共に粉末成形体３８も上昇して、粉末成形体３８から下第一パンチ２４及び下第二パンチ２６が離れる。このとき、枠型２８の上面位置Ｓ１は、下第一パンチ２４の上端位置Ｓ２と同じになる位置（Ｐ３）から基準位置（Ｐ１）まで上昇する
【００２８】
以上で詳細に説明したように、本実施形態に係る金型（上パンチ３４、下第一パンチ２４、下第二パンチ２６、枠型２８）の駆動方法においては、粉末成形体３８を枠型２８から抜き出す際に、粉末成形体３８と下第二パンチ２６との間には隙間が生じていない（図２（ｃ）参照）。そして、下第二パンチ２６よりも先に上パンチ３４が粉末成形体３８から離れるため（図２（ｄ）参照）、上パンチ３４が上昇したときに粉末成形体３８は上方に膨張して、成形体内部の内部応力が緩和される。従って、その後に、粉末成形体３８から下第二パンチ２６を離しても、粉末成形体３８と下第二パンチ２６との隙間のほうには、粉末成形体３８はほとんど膨張しない。
【００２９】
そのため、粉末成形体３８から下第二パンチ２６を離した後に、粉末成形体３８の足部４２の付け根部分４２ａに内部応力が集中する事態が有意に抑制されている。従って、この足部４２の付け根部分４２ａにおける亀裂の発生が抑えられる。
【００３０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、粉末成形体は、ポットタイプのフェライトコアに限定されず、足部を有する各種形状の粉末成形体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る粉末冶金プレス装置を示した概略断面図である。
【図２】図１の粉末冶金プレス装置を用いて粉末成形体を作製する手順を示した図である。
【図３】（ａ）は、粉末成形体を作製する際の従来装置の金型の状態を示した概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
【図４】（ａ）は、粉末成形体を作製する際の従来装置の金型の状態を示した概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
【図５】（ａ）は、粉末成形体を作製する際の従来装置の金型の状態を示した概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
【図６】（ａ）は、粉末成形体を作製する際の従来装置の金型の状態を示した概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
【図７】（ａ）は、粉末成形体を作製する際の従来装置の金型の状態を示した概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…粉末冶金プレス装置、２４…下第一パンチ、２６…下第二パンチ、２８…枠型、３４…上パンチ、３８…粉末成形体、４１ａ…主面、４２…足部、４２ａ…付け根部分、４４…残余領域、４０…原料粉末、Ｃ…キャビティ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…位置、Ｓ１…枠型の上面位置、Ｓ２…下第一パンチの上面位置。
【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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