(57)【要約】      （修正有）【課題】一端面に隆起する傾斜面を介して頂部に至る凸部を有し、前記一端面に対向する端面に一側面から対向する側面に亘って略平行に延在する複数の溝部を有する成形体を成形するにあたり、溝部と凸部の頂部の寸法を高精度に成形できる方法を提供する。【解決手段】成形体の前記溝部に対応する略平行に延在する複数の溝部２１２が形成された型孔を有する固定ダイ２１０と、前記固定ダイに対向する側面に、前記成形体の前記凸部に対応する凹部２２２が形成され、前記固定ダイの型孔内に摺動自在に嵌合される可動ダイ２２０と、前記固定ダイと前記可動ダイとにより形成される空間に摺動自在に嵌合されるとともに、前記固定ダイの前記溝部側の上下第１パンチ３１０，４１０と前記固定ダイ側の上下第２パンチ３２０，４２０とからなる成形金型装置を用い、原料粉末を上下第１パンチにより圧縮成形した後、上下第２パンチにより圧縮成形する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端面に、隆起する傾斜面を介して頂部に至る凸部を有し、
前記一端面に対向する端面に、一側面から対向する側面に亘って略平行に延在する複数の溝部を有する成形体の成形方法であって、
型孔を有する固定ダイと
前記型孔内に摺動自在に嵌合される可動ダイと、
前記固定ダイと前記可動ダイとにより形成される空間に摺動自在に嵌合される上パンチおよび下パンチとからなり、
前記固定ダイの型孔の可動ダイに空間を隔てて対向する側面に、前記成形体の前記溝部に対応する一端面から他端面に亘って略平行に延在する複数の溝部が形成され、
前記可動ダイの前記固定ダイに対向する側面に、前記成形体の前記凸部に対応する凹部が形成され、
前記上パンチは、前記固定ダイの前記溝部と摺動自在に嵌合する上第１パンチと、前記上第１パンチおよび前記可動ダイと摺動自在に嵌合する上第２パンチとからなり、
前記下パンチは、前記固定ダイの前記溝部と摺動自在に嵌合する下第１パンチと、前記下第１パンチおよび前記可動ダイと摺動自在に嵌合する下第２パンチとからなる、成形金型装置を用いて、
前記固定ダイ、前記可動ダイおよび前記下パンチより形成される空間に原料粉末を充填した後、まず、前記上第１パンチおよび前記下第１パンチにより原料粉末を圧縮成形し、次いで前記上第２パンチおよび前記下第２パンチにより原料粉末を圧縮成形して成形を行い、得られた成形体を前記可動ダイと前記下パンチを前記固定ダイに対して相対的に上昇させて前記固定ダイより抜き出すことを特徴とする成形体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として金属粉末からなる成形体を焼結する粉末冶金法による焼結機械部品の製造方法において、前記成形体を造形するため、主として金属粉末からなる原料粉末をダイの型孔に充填し上下パンチで圧縮成形する、いわゆる押型法による成形体の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末冶金法、特に押型法による焼結機械部品の製造方法は、（１）ニアネットシェイプに造形することができ、かつ、（２）大量生産に向くこと、および（３）溶製材料では得られない特殊な材料を製造できること、等の特長から、自動車用機械部品や各種産業用の機械部品に適用が進んでいる。また、製品形状も単純な歯車形状だけでなく、端面に凸部や凹部を有する形状（特許文献１等）を始めとし、各種複雑形状の製品に適用が進んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１８７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スライドカムは、図８に示すように、１０１側端面（図では上端面）に端面１１１から隆起する傾斜面１１２ｂおよび傾斜面１１２ｃを介して頂部１１２ａに至る凸部１１２を有しており、１０１側端面に対向する１０２側端面（図では下端面）では、略平行な複数の溝部１２２が端面１２１上に形成された形状をしている。溝部１２２は１０３側側面の側面１３１に開口している。このような形状のスライドカムは、溝１２２にガイドされ、図示せぬレール上を進退動作するとともに、スライドカムの進退動作によって１０１側端面に当接して摺動する図示せぬロッドの当接位置が、端面１１１から傾斜面１１２ｂを経て頂部１１２ａまで変位させることによりロッドを上方に駆動し、頂部１１２ａから傾斜面１１２ｂを経て端面１１１まで変位させることによりロッドを下方に駆動して、ロッドを上下駆動するものである。すなわち、スライドカムにおいては凸部１１２がカムとして機能する。このため、ロッドの上下駆動を精度良く行うためには、スライドカムとしては溝１２２と凸部１１２の頂部１１２ａの寸法ａの精度を高くする必要がある。
【０００５】
このようなスライドカムを粉末冶金法により製造する場合、一般的には、図９のようにして成形を行う。この場合、側面をダイ２０の型孔壁面で、１０１側端面を上パンチ３０で、１０２側端面を下パンチ群４０で成形を行う。このとき、スライドカムの端面１１１は上パンチ３０の端面３１により形成されるとともに、スライドカムの傾斜面１１２ｂと頂部１１２ａからなる凸部１１２は、上パンチ３０の傾斜面３２ｂを介して頂部３２ａに至る凸部３２により形成される。また、１０２側端面においては、複数の端面１２１を形成する複数の下パンチ４１、複数の溝部１２２を形成する複数の下パンチ４２により形成される。
【０００６】
しかしながら、上パンチ３０は成形プレス装置の上ラムに取り付けられ、下パンチ群４０は成形プレス装置のプラテンに取り付けられ、各々別の駆動系により圧縮成形することから、成形時の上パンチ３０の先端位置と下パンチ４２の先端位置を完全に制御することが難しく、このため溝部１２２と凸部１１２の頂部１１２ａの寸法ａにバラツキが生じることとなる。また、この寸法ａのバラツキを機械加工により調整する場合、凸部１１２の頂部１１２ａを加工すると、カムのプロファイルが変わることとなるため、溝部１２２を機械加工してバラツキを調整する必要があり、複数の溝部１２２を精度良くかつ揃えて機械加工することは手間とコストがかかることとなる。
【０００７】
以上より、本発明は、一端面に、隆起する傾斜面を介して頂部に至る凸部を有し、前記一端面に対向する端面に、一側面から対向する側面に亘って略平行に延在する複数の溝部を有する成形体を成形するにあたり、溝部と凸部の頂部の寸法のバラツキを抑制し、精度良く成形できる、成形体の成形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】
【０００８】
本発明の成形体の成形方法は、一端面に、隆起する傾斜面を介して頂部に至る凸部を有し、前記一端面に対向する端面に、一側面から対向する側面に亘って略平行に延在する複数の溝部を有する成形体の成形方法であって、型孔を有する固定ダイと前記型孔内に摺動自在に嵌合される可動ダイと、前記固定ダイと前記可動ダイとにより形成される空間に摺動自在に嵌合される上パンチおよび下パンチとからなり、前記固定ダイの型孔の可動ダイに空間を隔てて対向する側面に、前記成形体の前記溝部に対応する一端面から他端面に亘って略平行に延在する複数の溝部が形成され、前記可動ダイの前記固定ダイに対向する側面に、前記成形体の前記凸部に対応する凹部が形成され、前記上パンチは、前記固定ダイの前記溝部と摺動自在に嵌合する上第１パンチと、前記上第１パンチおよび前記可動ダイと摺動自在に嵌合する上第２パンチとからなり、前記下パンチは、前記固定ダイの前記溝部と摺動自在に嵌合する下第１パンチと、前記下第１パンチおよび前記可動ダイと摺動自在に嵌合する下第２パンチとからなる、成形金型装置を用いて、前記固定ダイ、前記可動ダイおよび前記下パンチより形成される空間に原料粉末を充填した後、まず、前記上第１パンチおよび前記下第１パンチにより原料粉末を圧縮成形し、次いで前記上第２パンチおよび前記下第２パンチにより原料粉末を圧縮成形して成形を行い、得られた成形体を前記可動ダイと前記下パンチを前記固定ダイに対して相対的に上昇させて前記固定ダイより抜き出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一端面に、隆起する傾斜面を介して頂部に至る凸部を有し、前記一端面に対向する端面に、一側面から対向する側面に亘って略平行に延在する複数の溝部を有する成形体を成形するにあたり、溝部と凸部の頂部の寸法のバラツキを抑制し、精度良く成形できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の成形体の成形方法において用いる成形金型装置を示す概略図であり、（ａ）は固定ダイと可動ダイからなるダイの上面図、（ｂ）は成形金型装置の断面図、（ｃ）は固定ダイと可動ダイからなるダイの斜視図である。
【図２】本発明の成形体の成形方法における、原料粉末の充填状態を示す成形金型装置の断面図である。
【図３】本発明の成形体の成形方法における、上下第１パンチによる原料粉末の成形状態を示す成形金型装置の断面図である。
【図４】本発明の成形体の成形方法における、上下第２パンチによる原料粉末の成形状態を示す成形金型装置の断面図である。
【図５】本発明の成形体の成形方法における、原料粉末の成形が完了した状態を示す成形金型装置の断面図である。
【図６】本発明の成形体の成形方法における、成形体の抜き出し状態を示す成形金型装置の断面図である。
【図７】比較の成形体の成形方法における、成形体状態を示す成形金型装置の断面図である。
【図８】スライドカムの形状を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は上面図、（ｄ）は下面図、（ｅ）は斜視図である。
【図９】従来の成形方法を示す成形金型装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の成形体の成形方法における成形金型装置を図１に示す。
【００１２】
ダイは固定ダイ２１０と可動ダイ２２０とからなる。
【００１３】
固定ダイ２１０の型孔の一側面には、成形体の略平行に延在する複数の溝部１２２を成形する略平行に延在する複数の凸条２１１、および成形体の溝部１２２が形成される端面１２１を成形する凹条２１２が形成される。これら凸条２１１および凹条２１２は固定ダイ２１０の上端面から下端面に貫通して形成される。
【００１４】
可動ダイ２２０は、固定ダイ２１０の凸条２１１および凹条２１２が形成された型孔の側面に距離ａ２を隔てて対向するとともに、型孔の側面２１３および２１４と摺動自在に嵌合するよう配置され、図１（ｃ）に示すように可動ダイ２２０は固定ダイ２１０に対して相対的に上下方向に摺動可能とされている。また、可動ダイ２２０には、固定ダイ２１０の凸条２１１および凹条２１２が形成された型孔の側面に対向する側面２２１に、成形体の凸部１１２を成形する深さａ１の凹部２２２が形成されている。可動ダイ２２０の凹部２２２は、底部２２２ａ、傾斜面２２２ｂおよび傾斜面２２２ｃからなり、底部２２２ａは成形体凸部１１２の頂部１１２ａを、傾斜面２２２ｂは成形体凸部１１２の傾斜面１１２ｂを、傾斜面２２２ｃは成形体凸部１１２の傾斜面１１２ｃを、成形する。
【００１５】
上パンチ３００および下パンチ４００は、固定ダイ２１０および可動ダイ２２０により形成される空間、すなわち、固定ダイ２１０の複数の凸条２１１および凹条２１２、型孔側面２１４と、可動ダイの側面２２１と摺動自在に嵌合する。また、上パンチ３００および下パンチ４００は、固定ダイ２１０の複数の凸条２１１および凹条２１２と摺動自在に嵌合する第１上パンチ３１０および第２下パンチ４１０と、可動ダイ２２０および第１上パンチ３１０と摺動自在に嵌合する第２上パンチ３２０、および可動ダイ２２０および第１下パンチ４１０と摺動自在に嵌合する第２下パンチ４２０とから構成される。
【００１６】
上記の固定ダイ２１０、可動ダイ２２０、上パンチ３００（上第１パンチ３１０および上第２パンチ３２０）および下パンチ４００（下第１パンチ４１０および下第２パンチ４２０）からなる成形金型装置を用いる本発明の成形体の成形方法を以下に説明する。まず、図２に示すように、固定ダイ２１０、可動ダイ２２０および下パンチ４００により形成される空間に原料粉末を充填する。
【００１７】
次いで、図３に示すように、上第１パンチ３１０および下第１パンチ４１０を相対的に近づく方向に駆動し、原料粉末を加圧する。このとき上第１パンチ３１０および下第１パンチ４１０に挟まれた箇所の原料粉末は圧縮成形され緻密化する。また、一部の原料粉末は図中矢印のように、無加圧の上第２パンチ３２０および下第２パンチ４２０に挟まれた箇所に流動し、中央部分で原料粉末が緻密化する。
【００１８】
この後、図４に示すように、上第２パンチ３２０および下第２パンチ４２０を相対的に近づく方向に駆動し、原料粉末を加圧する。このとき、上第２パンチ３２０および下第２パンチ４２０に挟まれた箇所の原料粉末は、中央部で先に緻密化していることから、上第２パンチ３２０および下第２パンチ４２０の加圧により原料粉末は、図中矢印のように、可動ダイ２２０の凹部２２２に流動しつつ緻密化する。
【００１９】
このようにして、図５に示すように、上第２パンチ３２０および下第２パンチ４２０の端面が、上第１パンチ３１０および下第１パンチ４１０の端面と面一になるまで原料粉末を圧縮することにより、可動ダイ２２０の凹部２２２に充填された原料粉末にもパンチの加圧力が伝播され、充分な成形密度とすることができる。
【００２０】
本発明の成形体の成形方法においては、成形体（スライドカム）の凸部１１２は、可動ダイ２２０に形成された凹部２２２により成形されるため、その深さａ１は常に一定である。また、可動ダイ２２０は固定ダイ２１０の型孔により拘束されるため、可動ダイ２２０と固定ダイ２１０の距離ａ２も常に一定である。したがって、成形体（スライドカム）の凸部の頂部１１２ａと溝部１２２の寸法ａは極めて高精度に成形できる。
【００２１】
上記の成形により得られた成形体は、図６に示すように、可動ダイ２２０と下パンチ４００を同時に固定ダイ２１０に対して相対的に上昇させることにより、固定ダイ２１０より容易に抜き出される。
【００２２】
なお、上パンチ３００および下パンチ４００を従来のように分割しないパンチとして用いる場合、図７に示すように、原料粉末の加圧力が垂直に作用し、可動ダイ２２０の凹部２２２に充填されている原料粉末に対して加圧力が作用し難く、成形体凸部１１２の密度が低くなる、あるいは原料粉末が固まらないこととなる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の成形体の成形方法は、一端面に、隆起する傾斜面を介して頂部に至る凸部を有し、前記一端面に対向する端面に、一側面から対向する側面に亘って略平行に延在する複数の溝部を有する成形体を成形するにあたり、溝部と凸部の頂部の寸法のバラツキを抑制し、精度良く成形できることから、スライドカムの粉末冶金法による製造に利用できる。
【符号の説明】
【００２４】
１１２  スライドカム（成形体）の凸部
１２２  スライドカム（成形体）の溝部
２１０  固定ダイ
２１１  固定ダイの凸条
２１２  固定ダイの凹条
２２０  可動ダイ
２２２  可動ダイの凹部
３００  上パンチ
３１０  上第１パンチ
３２０  上第２パンチ
４００  下パンチ
４１０  下第１パンチ
４２０  下第２パンチ
【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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【図８】
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【図９】
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