(57)【要約】【課題】  成形部に溶液や分散液等潤滑液による潤滑層が残存したまま次の成形が行われることがないようにする。【解決手段】  ダイ２に形成した成形部２Ａに溶液８を付着させ、前記付着した溶液８の水分を蒸発させて成形部２Ａに潤滑層16を形成した後、上面３を摺動するシューボックス７によって原料粉末６を前記成形部２Ａに充填し、その後上パンチ５を前記成形部２Ａに嵌合して粉末成形体Ａを成形する。さらにこの後成形部２Ａより粉末成形体Ａを取り出す際、次の成形を始めるため溶液８を成形部２Ａに付着させる前に該成形部２Ａに残存する残存潤滑層16Ａを掃除手段17により除去する。また、シューボックス７が摺動する上面３に残る溶液８も掃除手段17により除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型本体に形成した成形部に潤滑液を付着させ、前記付着した潤滑液の液分を蒸発させて前記成形部に潤滑層を形成した後、原料粉末を前記成形部に充填し、その後パンチを前記成形部に嵌合して粉末成形体を成形し、さらにこの後前記成形部より粉末成形体を取り出す粉末成形体の成形方法において、前記潤滑液を前記成形部に付着させる前に該成形部に残存する前記取り出し後の潤滑層を除去することを特徴とする粉末成形体の成形方法。
【請求項２】
成形型本体に形成した成形部に潤滑液を付着させ、前記付着した潤滑液の液分を蒸発させて前記成形部に潤滑層を形成した後、成形型本体の上面を摺動する原料供給体により原料粉末を前記成形部に充填し、その後パンチを前記成形部に嵌合して粉末成形体を成形し、さらにこの後前記成形部より粉末成形体を取り出す粉末成形体の成形方法において、前記原料供給体を前記上面に摺動させる前に、前記上面に残存する前記潤滑液又は前記潤滑層を除去することを特徴とする粉末成形体の成形方法。
【請求項３】
前記潤滑液は、潤滑剤を溶媒に溶解した溶液又は潤滑剤を溶媒に分散した分散液であり、前記潤滑液を前記溶媒を介して除去することを特徴とする請求項１又は２記載の粉末成形体の成形方法。
【請求項４】
粉末成形体の側面を形成する貫通孔を上面に縦向きに有する成形型本体と、前記貫通孔に下方から嵌合する下パンチと、前記貫通孔に上方から嵌合する上パンチと、前記貫通孔に設けられ潤滑液を前記貫通孔に付着する付着手段と、前記貫通孔の掃除手段を備えたことを特徴とする粉末成形金型装置。
【請求項５】
粉末成形体の側面を形成する貫通孔を上面に縦向きに有する成形型本体と、前記貫通孔に下方から嵌合する下パンチと、前記貫通孔に上方から嵌合する上パンチと、前記貫通孔に設けられ潤滑液を前記貫通孔に付着する付着手段と、前記上面に摺動自在に設けられ原料粉末を供給する原料供給体と、前記上面に設けられる掃除手段を備えたことを特徴とする粉末成形金型装置。
【請求項６】
前記掃除手段は拭き取り具を設けたことを特徴とする請求項４又は５記載の粉末成形金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末成形体の成形方法及び粉末成形金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形金型の成形部からの粉末成形体の抜出圧力を低減すると共に、粉末成形体の密度を向上するため、加熱手段を備えた成形部に、潤滑剤を水に溶解した溶液又は潤滑剤を水に分散した分散液を前記成形部に向けて噴射して付着させ、前記溶液の水分又は分散液の水分を蒸発させて前記成形部に潤滑層を形成して、原料粉末を充填し、その後パンチを前記成形部に嵌合して粉末成形体を成形し、さらにこの後前記成形部より粉末成形体を抜き出す粉末成形体の成形方法が知られている（例えば特許文献１、２）。
【特許文献１】特開２００４−１６７５８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２９８８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来技術においては、前記溶液又は分散液を成形部に付着して水分を蒸発させて成形部に潤滑層を形成し、この後成形部に原料粉末を充填すると共に、パンチによって原料粉末を圧縮成形し、この粉末成形体をその後成形部より抜き出し、次に再び溶液又は分散液を成形部に付着して水分を蒸発させて成形部に潤滑層を形成し、そして粉末成形体を成形することを繰り返すものであるが、粉末成形体の抜き出し後において成形部の表面に潤滑層が残ってしまい、この結果、この残存した潤滑層の上に、再び次の成形を行うための溶液又は分散液が付着されることとなる。
【０００４】
このような成形部に残存した潤滑層の上に、さらに溶液又は分散液が付着してさらなる潤滑層が形成された場合には、潤滑層の厚みが大きくなり成形部からの粉末成形体の抜出圧力を低減したり、或いは粉末成形体の密度を向上することができなくなることが懸念される。
【０００５】
さらにこのような成形方法においては、成形型本体の上面を摺動する原料供給体により原料粉末を前記成形部に充填するものであるが、潤滑液により上面が汚れると原料供給体の摺動を良好に行えないというおそれもあった。
【０００６】
解決しようとする問題点は、成形部に溶液や分散液等潤滑液による潤滑層が残存したまま次の成形が行われることがないようにする点である。成形型本体の上面に溶液や分散液等潤滑液や潤滑層が残存したまま次の原料供給体の摺動が行われることがないようにする点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、成形型本体に形成した成形部に潤滑液を付着させ、前記付着した潤滑液の液分を蒸発させて前記成形部に潤滑層を形成した後、原料粉末を前記成形部に充填し、その後パンチを前記成形部に嵌合して粉末成形体を成形し、さらにこの後前記成形部より粉末成形体を取り出す粉末成形体の成形方法において、前記潤滑液を前記成形部に付着させる前に該成形部に残存する前記取り出し後の潤滑層を除去することを特徴とする粉末成形体の成形方法である。
【０００８】
請求項２の発明は、成形型本体に形成した成形部に潤滑液を付着させ、前記付着した潤滑液の液分を蒸発させて前記成形部に潤滑層を形成した後、成形型本体の上面を摺動する原料供給体により原料粉末を前記成形部に充填し、その後パンチを前記成形部に嵌合して粉末成形体を成形し、さらにこの後前記成形部より粉末成形体を取り出す粉末成形体の成形方法において、前記原料供給体を前記上面に摺動させる前に、前記上面に残存する前記潤滑液又は前記潤滑層を除去することを特徴とする粉末成形体の成形方法である。
【０００９】
請求項３の発明は、前記潤滑液は、潤滑剤を溶媒に溶解した溶液又は潤滑剤を溶媒に分散した分散液であり、前記潤滑液を前記溶媒を介して除去することを特徴とする請求項１又は２記載の粉末成形体の成形方法である。
【００１０】
請求項４の発明は、粉末成形体の側面を形成する貫通孔を上面に縦向きに有する成形型本体と、前記貫通孔に下方から嵌合する下パンチと、前記貫通孔に上方から嵌合する上パンチと、前記貫通孔に設けられ潤滑液を前記貫通孔に付着する付着手段と、前記貫通孔の掃除手段を備えたことを特徴とする粉末成形金型装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、粉末成形体の側面を形成する貫通孔を上面に縦向きに有する成形型本体と、前記貫通孔に下方から嵌合する下パンチと、前記貫通孔に上方から嵌合する上パンチと、前記貫通孔に設けられ潤滑液を前記貫通孔に付着する付着手段と、前記上面に摺動自在に設けられ原料粉末を供給する原料供給体と、前記上面に設けられる掃除手段を備えたことを特徴とする粉末成形金型装置である。
【００１２】
請求項６の発明は、前記掃除手段は拭き取り具を設けたことを特徴とする請求項４又は５記載の粉末成形金型装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、清掃手段によって残存潤滑層を除去し、次の成形にあっては成形部の表面に直接溶液が付着して新たな潤滑層を生成することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、清掃手段によって上面に付着した潤滑液や潤滑層を除去でき、原料供給体における上面の摺動性を確保することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、潤滑剤を溶かして掃除を効率良く行うことができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、清掃手段を設けたことによって残存潤滑層を除去して新たな潤滑層を生成することができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、清掃手段を設けたことによって上面の潤滑液等を除去して上面における原料供給体の摺動を確保することができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、拭き取り具の移動に伴う掻き落としにより掃除を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
【実施例１】
【００２０】
図１〜図７は実施例１を示しており、図１は第１工程を示しており、同図において、１は後述する圧粉末たる粉末成形体Ａの側面を成形する成形型本体たるダイ２の上面３に縦方向に貫通形成した成形部たる貫通孔であり、該貫通孔１の下方より下パンチ４が嵌合され、一方貫通孔１の上方より上パンチ５が嵌合されるようになっている。さらに、ダイ２の上面３に金属粉を主原料とする原料粉末６を供給する箱状のシューボックス７が摺動自在に設けられている。さらに、貫通孔１の上方に潤滑剤を溶媒たる水に溶解した潤滑液たる溶液８を貫通孔１に付着するための噴射手段たるノズル９が設けられている。尚、溶液８にかえて潤滑剤を溶媒たる水に分散した分散液を用いてもよく、さらにまた潤滑液としてはステアリン酸亜鉛をアセトン等有機溶剤で溶かしたようなものでもよい。また、貫通孔１と該貫通孔１に嵌合した下パンチ４とで画成される粉末成形体Ａの成形部２Ａの周囲に成形部加熱手段10が設けられ、そして、成形部加熱手段10は成形部加熱温度制御手段11に接続され、該成形部加熱温度制御手段11により貫通孔１の表面の温度を溶液８の水分の蒸発温度より高く、かつ潤滑剤の溶融温度よりも低く制御するようにしている。
【００２１】
また、前記噴射手段たるノズル９は、貫通孔１上方の左右に位置して該貫通孔１にノズル口12が対向するように設けられ、溶液８を収容したタンク状の収容部13が、図示しない供給ポンプを備えたパイプ状の供給路14を介してノズル９に接続されている。これら収容部13、供給路14及び成形部２Ａに臨むように設けられるノズル９によって溶液８の付着手段15が形成される。
【００２２】
さらに、上面３の一側には貫通孔１に挿入して後述する形成部２Ａの表面に残存した潤滑層16Ａを除去するためきれいにはらい除く掃除手段17がロボットアームなどの移動手段18を介して設けられている。この掃除手段17は、例えば回転軸19を上下方向に配置すると共に、その上部をモータ等の回転駆動装置20に連結し、さらに回転軸19にはスポンジ、布、ブラシのような拭き取り具21が回転軸20に沿って設けている。この拭き取り具21は、成形部１Ａの表面にこすりつけることができる程度の硬さを有するものであって、この拭き取り具21の上下方向長さは貫通孔１の上下方向長さより大きく形成され、その幅は貫通孔２の半径とほぼ同じかやや大きく形成されて拭き取り具21の横向きの先端が貫通孔２の内面に接触できるようになっている。
【００２３】
そして、第１工程においては、予め成形部加熱温度制御手段11により制御された成形部加熱手段10の熱により貫通孔１の表面は溶液８の水分の蒸発温度より高く、かつ潤滑剤の溶融温度よりも低く設定されている。ダイ２の貫通孔１に下パンチ４が嵌合して成形部２Ａが形成されている状態で、供給ポンプを作動させて収容部13の溶液８をノズル９のノズル口12より霧状として噴出する。この溶液８が成形部加熱手段10により加熱されたダイ２の成形部２Ａに吹き付けられて付着する。このため、貫通孔１に設けたダイ２の成形部２Ａの表面には溶液８が液状でほぼ均一に付着し、水分が蒸発することで、溶液８は乾燥し結晶が全面的に成長して前記潤滑剤の潤滑層16たる晶出層が均一に形成される。
【００２４】
次に図２の第２工程に示すように、シューボックス７が前進して原料粉末６を成形部２Ａに落下させて充填する。次に図３の第３工程にに示すように、ダイ２を下方に移動させると共に、貫通孔１の成形部２Ａに上方から上パンチ５を挿入し、上パンチ５と下パンチ４とで挟むようにして原料粉末６を圧縮する。この時、下パンチ４は、下端が固定されており動かないようになっている。そして、この第３工程において、原料粉末６は、潤滑剤により形成されている晶出層(潤滑層16)に潤滑状態で圧縮される。
【００２５】
このように加圧成形された粉末成形体Ａは、ダイ２がさらに下方に下がり、図４の第４工程で示すように下パンチ４の上面３がダイ２の上面３と略同じ高さになったとき抜いて取り出し可能となる。この取り出しの際においても、潤滑剤により形成されている晶出層(潤滑層16)に粉末成形体Ａは潤滑状態で接触し、潤滑層16の大部分は剥ぎ取られるようになる。この粉末成形体Ａの取り出し後において、成形部２Ａの一部に潤滑層16Ａが残存していることがあり、この残存潤滑層16Ａを残してさらに新たな潤滑層16を生成すると、その厚みが大きくなり次の成形の際には弊害が生ずる。
【００２６】
したがって、粉末成形体Ａが取り出された後、再び貫通孔１の上下が開口するようにダイ２が上昇し次の成形の備えを行う際、図５、６に示す第５工程として移動手段18によって貫通孔２に拭き取り具21を挿入させる。この際には回転軸19が貫通孔１の軸芯とほぼ一致するようにする。これにより拭き取り具21の横向きの先端が貫通孔２の内面に接触する。この際、拭き取り具21は溶液８の溶媒たる水、好ましくは６０〜９５℃程度の湯が予めしみ込んで含まれている。そして、回転駆動装置20を作動すると回転軸19が回転し、この結果拭き取り具21の先端が成形部２Ａの面に摺動し、該拭き取り具21に含まれる溶媒たる水によって残存潤滑層16Ａは溶かされて落下して除去される。特に６０〜９５℃程度の湯が拭き取り具21に含まれているときはいっそう確実に溶かすことができる。また残存潤滑層16Ａは回転する拭き取り具21の先端によって掻き落とされて除去される。
【００２７】
尚、この残存潤滑層16Ａを除去する第５工程は、成形１サイクルごとではなく、例えば成形２サイクルごとに行うなど繰り返される成形サイクルにおける途中に何回かおきに行えばよい。
【００２８】
このように残存潤滑層16Ａを除去された状態で、再び第１工程に戻って再び成形部２Ａに溶液８が噴霧されて晶出層が形成された後に、原料粉末６が成形部２Ａに充填されるものである。
【００２９】
尚、噴出手段15のノズル口12より噴出する溶液８は上面３にも広がって付着し汚れたり、さらには潤滑層が次第に厚く形成されるようになるが、このような汚れ対策として、図７に示すように移動手段18によって、拭き取り具21の下端を上面３に当接し回転駆動装置20によって回転軸19を回転させることにより、拭き取り具21の下端によって上面３にある汚れを掻き落としたり、或いは該拭き取り具21に含まれる溶媒たる水によって汚れを溶かして除去する。特に６０〜９５℃程度の湯が拭き取り具21に含まれているときはいっそう確実に溶かすことができる。そして、この上面掃除工程も成形１サイクルごとではなく、例えば成形２サイクルごとに行うなど繰り返される成形サイクルにおける途中に何回かおきに行えばよい。
【００３０】
以上のように、前記実施例においては、粉末成形体Ａの側面を形成する貫通孔１を上面３に縦向きに有するダイ２と、前記貫通孔１に下方から嵌合する下パンチ４と、前記貫通孔１に上方から嵌合する上パンチ５と、前記貫通孔１に設けられ潤滑剤を水に溶解した溶液８を前記貫通孔１に付着する付着手段15と、前記貫通孔１の掃除手段17を備え、ダイ２に形成した成形部２Ａに溶液８を付着させ、前記付着した溶液８の水分を蒸発させて前記成形部２Ａに潤滑層16を形成した後、原料粉末７を前記成形部２Ａに充填し、その後上パンチ５を前記成形部２Ａに嵌合して粉末成形体Ａを成形し、さらにこの後前記成形部２Ａより粉末成形体Ａを取り出す際、次の成形を始めるため溶液８を前記成形部２Ａに付着させる前に該成形部２Ａに残存する前記取り出し後の残存潤滑層16Ａを除去することにより、前記次の成形にあっては成形部２Ａの表面に直接溶液８が付着して新たな潤滑層16を生成でき、前記残存潤滑層16Ａの弊害をなくすことができる。
【００３１】
しかも、前記実施例では上面３に摺動自在に設けられるシューボックス７により原料粉末６を成形部２Ａに供給するものにおいて、前記上面３に掃除手段17を備えたことにより、上面３に付着した溶液８等の汚れを除去でき、シューボックス７における上面３の摺動性を確保することができる。
【００３２】
また、潤滑剤が水（溶媒)に溶解した溶液８の場合、又は潤滑剤を水（溶媒)に分散した分散液のような場合では、溶媒としての前記水、好ましくは温めた溶媒としての湯を残存潤滑層16Ａにつけて効率良く溶かして成形部２Ａの掃除を行うことができる。
【００３３】
さらに、前記掃除手段17には拭き取り具21を設け、これを成形部２Ａ内で移動させることで残存潤滑層16Ａを掻き落として成形部２Ａの掃除を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように本発明にかかる成形体は種々の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例１を示す第１工程を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例１を示す第２工程を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施例１を示す第３工程を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施例１を示す第４工程を示す縦断面図である。
【図５】本発明の実施例１を示す第５工程を示す縦断面図である。
【図６】本発明の実施例１を示す第５工程を示す横断面図である。
【図７】本発明の実施例１を示す上面の掃除を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  貫通孔
２  ダイ(成形型本体)
２Ａ  成形部
３  上面
４  下パンチ
５  上パンチ
６  原料粉末
７  シューボックス(原料供給体)
８  溶液(潤滑液)
16  潤滑層
16Ａ  残存潤滑層
17  掃除手段
21  拭き取り具
Ａ  粉末成形体
【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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