(57)【要約】【課題】粉末成形品の取り出し時の割れを防止することが可能な、粉末成形装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る粉末成形装置１は、上型１０および下型２０から構成される空間に供給された粉体の加圧成形を行う粉末成形装置であって、上型１０は、空間を構成する上内型１１および上外型１２と、上内型１１を保持する上内型保持部１４と、上内型１１を支持する上内型支持弾性体１６と、を備え、下型２０は、空間を構成する下内型２１、下外型２２およびダイス２８と、下内型２１を保持する下内型保持部２４と、下内型２１を支持する下内型支持弾性体２６と、を備え、粉末成形品Ｐに対しダイス２８の下降に伴う回転方向の負荷がかかり、当該負荷が下内型支持弾性体２６の有する反力および静止摩擦力より大きい場合、下内型２１が回転可能であり、かつ、下内型２１の回転に伴い上内型１１が回転可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型および下型から構成される空間に供給された粉体の加圧成形を行う粉末成形装置であって、
前記上型は、前記空間を構成する上内型および上外型と、前記上内型を保持する上内型保持部と、前記上内型を支持する上内型支持弾性体と、を備え、
前記下型は、前記空間を構成する下内型、下外型およびダイスと、前記下内型を保持する下内型保持部と、前記下内型を支持する下内型支持弾性体と、を備え、
前記上型と前記下型とが離間している間は、
前記上内型と前記上内型保持部とは互いに接触せずに前記上内型支持弾性体を介して固定されており、前記下内型と前記下内型保持部とは互いに接触せずに前記下内型支持弾性体を介して固定されている一方、
加圧成形後の粉末成形品から前記ダイスを取り外すために回転させつつ下降させる間は、
前記粉末成形品に対し前記ダイスの下降に伴う回転方向の負荷がかかり、前記負荷が前記下内型支持弾性体の有する反力および静止摩擦力より大きい場合、前記下内型が回転可能であり、かつ、前記下内型の回転に伴い前記上内型が回転可能である、
粉末成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉末成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外径がはすば状であるはすば歯車の粉末成形には、上下型を有する粉末成形装置を用いることが知られている。特許文献１には、上下型が回転しつつ、はすば歯車を取り出す、歯車の鍛造成形装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０８５８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背景技術で述べたように、外径がはすば状であるはすば歯車の粉末成形では、成形後の粉末成形品であるはすば歯車を金型から抜き出す際に、型を回転させる。しかしながら、粉末成形品であるはすば歯車に対して回転方向の負荷がかかると、はすばの根元部分に成形割れが生じることがある。
【０００５】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、粉末成形品の取り出し時の割れを防止することが可能な粉末成形装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる粉末成形装置は、上型および下型から構成される空間に供給された粉体の加圧成形を行う粉末成形装置であって、前記上型は、前記空間を構成する上内型および上外型と、前記上内型を保持する上内型保持部と、前記上内型を支持する上内型支持弾性体と、を備え、前記下型は、前記空間を構成する下内型、下外型およびダイスと、前記下内型を保持する下内型保持部と、前記下内型を支持する下内型支持弾性体と、を備え、前記上型と前記下型とが離間している間は、前記上内型と前記上内型保持部とは互いに接触せずに前記上内型支持弾性体を介して固定されており、前記下内型と前記下内型保持部とは互いに接触せずに前記下内型支持弾性体を介して固定されている一方、加圧成形後の粉末成形品から前記ダイスを取り外すために回転させつつ下降させる間は、前記粉末成形品に対し前記ダイスの下降に伴う回転方向の負荷がかかり、前記負荷が前記下内型支持弾性体の有する反力および静止摩擦力より大きい場合、前記下内型が回転可能であり、かつ、前記下内型の回転に伴い前記上内型が回転可能である。
【０００７】
本発明にかかる粉末成形装置では、上型と下型とが離間している間は、上内型と前記上内型保持部とは互いに接触せずに上内型支持弾性体を介して固定されており、下内型と下内型保持部とは互いに接触せずに下内型支持弾性体を介して固定されている。一方、加圧成形後の粉末成形品からダイスを取り外すために回転させつつ下降させる間は、粉末成形品に対しダイスの下降に伴う回転方向の負荷がかかり、当該負荷が下内型支持弾性体の有する反力および静止摩擦力より大きい場合、下内型が回転可能であり、かつ、下内型の回転に伴い上内型が回転可能である。よって、粉末成形品の取り出し時の割れを防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、粉末成形品の取り出し時の割れを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかる粉末成形装置の正面断面図である。
【図２】実施の形態にかかる粉末成形装置の上型の拡大断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】実施の形態にかかる粉末成形装置の下型の拡大断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】実施の形態にかかる粉末成形装置を用いて用いて粉末成形を行う直前の、待機状態の粉末成形装置を示す正面断面図である。
【図７】実施の形態にかかる粉末成形装置に、粉末成形品の原料となる粉体を供給する様子を示す正面断面図である。
【図８】実施の形態にかかる粉末成形装置に、粉末成形品の原料となる粉体を供給した状態を示す正面断面図である。
【図９】実施の形態にかかる粉末成形装置の上型が下降し、加圧成形を行っている様子を示す正面断面図である。
【図１０】実施の形態にかかる粉末成形装置の下型のダイスが下降した状態を示す正面断面図である。
【図１１】実施の形態にかかる粉末成形装置の上型が上昇した状態を示す正面断面図である。
【図１２】実施の形態にかかる粉末成形装置を用いて粉末成形品が完成した状態を示す正面断面図である。
【図１３】図８及び図９の上型の拡大正面断面図である。
【図１４】図８及び図９の下型の拡大正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
なお、当然のことながら、図１〜図１４に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
【００１１】
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態にかかる粉末成形装置１の正面断面図である。図１に示すように、粉末成形装置１は、上型１０及び下型２０を備える。各型は、例えば、金型である。
【００１２】
上型１０は、上内型１１、上外型１２、上内型支持ボルト１３、上内型保持部１４、上外型保持部１５及び上内型支持弾性体１６を備える。
【００１３】
下型２０は、下内型２１、下外型２２、下内型支持ボルト２３、下内型保持部２４、下外型保持部２５、下内型支持弾性体２６、下外型保持部材２７、ダイス２８及びキャップｃａを備える。
【００１４】
粉末成形装置１は、粉末の加圧成形に用いられる。図１は、粉末成形を行う前の、待機状態の粉末成形装置１を示している。
【００１５】
図１に示すように、上内型１１、上外型１２、下内型２１および下外型２２は、粉末成形品の加圧成形に用いる型である。上内型１１の外周側に上外型１２が配設されている。同様に、下内型２１の外周側に、下外型２２が配設されている。
【００１６】
図１に示すように、上内型支持ボルト１３は、上内型１１を支持するボルトである。換言すると、上内型保持部１４が、上内型支持ボルト１３を介して上内型１１を保持する。つまり、上内型１１は、上内型保持部１４に上内型支持ボルト１３が固定されることで支持されている。本実施の形態における上内型保持部１４は固定され、回転が制限された部材である。また、上内型支持ボルト１３は、固定された上内型保持部１４に固定されているため、回転が制限されている。
【００１７】
本実施の形態における上内型１１は、上内型支持ボルト１３を中心軸としてｚ軸回りに回転可能である。換言すると、上内型支持ボルト１３は、上内型１１を、上内型支持ボルト１３を中心軸としてｚ軸回りに回転可能な状態で支持するものであり、上内型１１が動かないように固定するものではない。なお、上内型支持ボルト１３の上内型１１と接する面の表面形状は、例えば静止摩擦力が小さい滑らかな円柱形状であるが、ねじ状の形状などであってもよい。
【００１８】
図１に示すように、下内型支持ボルト２３は、下内型２１を支持するボルトである。換言すると、下内型保持部２４が、下内型支持ボルト２３を介して下内型２１を保持する。つまり、下内型２１は、下内型保持部２４に下内型支持ボルト２３が固定されることで支持されている。本実施の形態における下内型保持部２４は固定され、回転が制限された部材である。下内型支持ボルト２３は、固定された下内型保持部２４に固定されているため、回転が制限されている。
【００１９】
本実施の形態における下内型２１は、下内型支持ボルト２３を中心軸としてｚ軸回りに回転可能である。換言すると、下内型支持ボルト２３は、下内型２１を、上内型支持ボルト１３の軸を中心にｚ軸回りに回転可能な状態で支持するものであり、下内型２１が動かないように固定するものではない。なお、下内型支持ボルト２３の下内型と接する面の表面形状は、例えば静止摩擦力が小さい滑らかな円柱形状であるが、ねじ状の形状などであってもよい。
【００２０】
図１に示すように、上外型保持部１５は上外型１２を、保持する部材である。上外型保持部１５及び上外型１２は一体構造である。上外型保持部１５及び上外型１２は鉛直方向の軸を中心としてｚ軸回りに回転可能な部材である。上外型保持部１５及び上外型１２は、加圧成形を行う際に、回転しながら下降する。また、上外型保持部１５及び上外型１２は、加圧成形後に上昇させる際も、回転しながら上昇する。
【００２１】
また、図１に示すように、下外型保持部２５は下外型２２を保持する部材である。下外型保持部２５及び下外型２２は一体構造である。下外型２２は上下方向に可動であるが、鉛直方向の軸を中心としたｚ軸回りの回転は固定され、制限されている。
【００２２】
図１に示すように、上内型支持弾性体１６は、上内型１１を支持する弾性体である。同様に、下内型支持弾性体２６は、下内型２１を支持する弾性体である。上内型支持弾性体１６及び下内型支持弾性体２６の詳細については、図２及び図４を用いて後述する。
【００２３】
図１に示すように、下外型保持部材２７は、加圧成形の際に下外型２２を上昇させる部材である。ダイス２８は、下外型２２の外側に配設されており、鉛直方向の軸を中心にｚ軸回りに回転可能な金型である。キャップｃａは、下内型支持ボルト２３の上面に配設された円柱状の部材であり、加圧成形の際に下内型２１と下内型支持ボルト２３の間に粉体が入り込むことを防止する蓋である。
【００２４】
図１に示す下型２０のダイス２８が上昇すると、下内型２１、下外型２２及びダイス２８が、空間を形成する。当該空間に粉体が供給され、上型１０が下降すると、上型１０の凹部（底部）と、下型２０の凸部（上部）とが接触する。上型１０と下型２０とに囲まれた粉体は加圧成形され、粉末成形品が形成される。本実施の形態における粉末成形品は、外径に、はすば歯型を有し、内径にも歯型などの形状を有するものである。また、粉末成形品の離型は、ダイス２８を回転させて行うものである。なお、粉末成形の一連の流れは図６〜図１２を用いて後述する。
【００２５】
図２は、実施の形態にかかる粉末成形装置１の上型１０の拡大断面図である。図２は、上型１０と下型２０とが離間している状態の上型１０を示している。図２に示すように、上内型支持ボルト１３を上内型保持部１４に固定した状態では、上内型１１の上面と上内型保持部１４の下面との間は、間隙ｈ１を有している。つまり、上型１０と下型２０とが離間しており、上外型１２に対して加圧成形時に付加される圧力などの外力が加えられていない状態では、上内型１１の上面と上内型保持部１４の下面とは互いに接触していない。
【００２６】
ここで、上内型支持ボルト１３の詳細について説明する。図２に示すように、上内型支持ボルト１３は、円筒部１３ｃ及びねじ部１３ｓを備える。上内型支持ボルト１３は、ねじ部１３ｓによって、上内型保持部１４に固定されている。
【００２７】
このとき、上内型支持ボルト１３の円筒部１３ｃと上内型１１とが接する部分の上内型１１の長さ１１Ｌを、円筒部１３ｃの長さより短くなるように形成することによって、図２に示す間隙ｈ１を形成する（１３ｃ＞１１Ｌ）。
【００２８】
本実施の形態では、例えば、上内型１１の長さ１１Ｌを、円筒部１３ｃの長さよりも０．２〜０．５ｍｍ程度短く形成することが好ましく、０．３ｍｍ短く形成することが最も好ましい。換言すると、間隙ｈ１は０．２〜０．５ｍｍ程度が好ましく、０．３ｍｍが最も好ましい。
【００２９】
上記のように上内型１１の長さ１１Ｌを設定することによって、上内型１１と上内型保持部１４との間に間隙ｈ１が形成される。すなわち、上型１０と下型２０とが離間し、上外型１２に対して加圧成形時に付加される圧力などの外力が付加されていない状態において、上内型１１と上内型保持部１４とは互いに接触していない状態であるため、上内型１１は、上内型保持部１４に固定された上内型支持ボルト１３を中心軸として、ｚ軸周りに自由回転できる。
【００３０】
ただし、本実施の形態では、上内型１１の上面に設けた凹部に、上内型支持弾性体１６が配設されている。当該上内型支持弾性体１６を備えることによって、上内型１１の自由回転が抑制される。
【００３１】
本実施の形態における上内型支持弾性体１６は、例えば、圧縮コイルばねである。なお、上外型１２に対して外力がかけられていない状態において、上内型１１の自由回転を抑制する程度の反力、強度および弾性を有するものであれば、ゴム製のものなどであってもよい。
【００３２】
図２は、上内型支持弾性体１６が圧縮コイルばねである場合を示している。上内型支持弾性体１６として圧縮コイルばねを用いる場合、上内型支持弾性体１６の全長１６Ｌが、上内型１１の上面に設けた凹部の深さ１１ｄより長いものを使用することが必要である。図２では、上内型支持弾性体１６の圧縮コイルばねの有する反力と静止摩擦力によって、互いに直接接触しておらず固定されていない上内型１１と上内型保持部１４とを、間接的に固定している。
【００３３】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図３に示すように、上内型支持ボルト１３の外周側に上内型１１が配設されている。また、本実施の形態における上内型１１には、凹みが４個形成されており、当該凹みに上内型支持弾性体１６が配設されている。上内型１１の外周側に、上外型１２が配設されている。
【００３４】
なお、上内型支持弾性体１６の個数は、本実施の形態では４個としたが、上外型１２に対して外力がかけられていない状態において、上内型１１を、上内型支持弾性体１６を介して上内型保持部１４に固定し、上内型１１のｚ軸回りの自由回転を抑制することができる程度の反力を有するものであればよい。例えば、上内型支持弾性体１６として、ばねの反力が弱いものを５〜６個用いてもよいし、ばねの反力が強いものを２〜３個用いてもよく、適宜変更可能である。
【００３５】
図４は、実施の形態にかかる粉末成形装置の下型２０の拡大断面図である。図４は、上型１０と下型２０とが離間している状態の、下型２０を示している。図４に示すように、下内型支持ボルト２３を下内型保持部２４に固定した状態では、下内型２１の下面と、下内型保持部２４の上面との間は、間隙ｈ２を有している。つまり、上型１０と下型２０とが離間しており、下外型２２に対して加圧成形時に付加される圧力などの外力が付加されていない状態では、下内型２１の下面と下内型保持部２４の上面とは互いに接触していない。
【００３６】
下内型２１は、下内型支持ボルト２３と接する内径部２１ｄの直径が、下内型保持部２４の上面に設けられた凹みに入るように形成されている。一方、下内型２１の軸方向の長さ２１Ｌと、下内型保持部２４の軸方向の長さ２４Ｌとを足し合わせた長さが、下内型支持ボルト２３の長さ２３Ｌよりも短くなるように形成することによって、図４に示す間隙ｈ２を形成する（２３Ｌ＞２１Ｌ＋２４Ｌ）。
【００３７】
本実施の形態では、例えば、下内型２１の軸方向の長さ２１Ｌと、下内型保持部２４の軸方向の長さ２４Ｌとを足し合わせた長さが、下内型支持ボルト２３の長さ２３Ｌよりも０．２〜０．５ｍｍ程度短く形成することが好ましく、０．３ｍｍ短く形成することが最も好ましい。換言すると、間隙ｈ２は０．２〜０．５ｍｍ程度が好ましく、０．３ｍｍが最も好ましい。
【００３８】
上記のように下内型２１の軸方向の長さ２１Ｌと、下内型保持部２４の軸方向の長さ２４Ｌとを足し合わせた長さを設定することによって、下内型２１と下内型保持部２４との間に間隙ｈ２が形成される。すなわち、上型１０と下型２０とが離間し、下外型２２に対して加圧成形時に付加される圧力などの外力が付加されていない状態において、下内型２１の下面と下内型保持部２４の上面とは互いに接触していないため、下内型２１は、下内型保持部２４に固定された下内型支持ボルト２３を中心軸として、ｚ軸回りに自由回転できる。
【００３９】
ただし、本実施の形態では、下内型保持部２４の上面に設けた凹部に、下内型支持弾性体２６が配設されている。当該下内型支持弾性体２６を備えることによって、下内型２１の自由回転が抑制される。
【００４０】
本実施の形態における下内型支持弾性体２６は、上内型支持弾性体１６と同様、例えば、圧縮コイルばねである。なお、下外型２２に対して外力がかけられていない状態において、下内型２１の自由回転を抑制する程度の反力、強度および弾性を有するものであれば、ゴム製のものなどであってもよい。
【００４１】
図４は、下内型支持弾性体２６が圧縮コイルばねである場合を示している。下内型支持弾性体２６として圧縮コイルばねを用いる場合、下内型支持弾性体２６の全長２６Ｌが、下内型保持部２４の上面に設けた凹部の深さ２４ｄよりも長いものを使用する必要がある。図４では、下内型支持弾性体２６の圧縮コイルばねの有する反力と静止摩擦力によって、互いに直接接触しておらず固定されていない下内型２１と下内型保持部２４とを、間接的に固定している。
【００４２】
図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図５に示すように、下内型支持ボルト２３の外周側に下内型保持部２４が配設されている。また、本実施の形態における下内型保持部２４には、下内型支持ボルト２３を中心とした外周側に凹みが１つ形成されており、当該凹みに下内型支持弾性体２６が配設されている。換言すると、下内型支持ボルト２３を囲むように、下内型支持弾性体２６が配設されている。下内型保持部２４の外周側に、下外型２２が配設されている。
【００４３】
なお、下内型支持弾性体２６の個数は、本実施の形態では１個としたが、下外型２２に対して加圧成形時に付加される圧力などの外力が付加されていない状態において、下内型２１を、下内型支持弾性体２６を介して下内型保持部２４に固定し、下内型２１のｚ軸回りの自由回転を抑制することができる程度の反力を有するものであればよい。例えば、ばねの反力が弱いものを２〜３個用いてもよく、適宜変更可能である。
【００４４】
以下、図６〜図１２を用いて、粉末成形装置１を用いた粉末成形の一連の流れを説明する。
【００４５】
図６は、実施の形態にかかる粉末成形装置１を用いて粉末成形を行う直前の、待機状態の粉末成形装置１を示す正面断面図である。図６に示すように、粉末成形を行う直前の待機状態では、下内型２１及び下内型支持ボルト２３の上面と、ダイス２８の上面とが、同一平面になるようにダイス２８が上昇する。また、下外型保持部材２７が下外型２２を上昇させた状態である。容器ｃに入った粉末成形品の原料となる粉体ｓが、ダイス２８の上面に載置されている。
【００４６】
図７は、実施の形態にかかる粉末成形装置１に、粉末成形品の原料となる粉体ｓを供給する様子を示す正面断面図である。粉末成形品の原料となる粉体ｓが入った容器ｃが、下型２０の中央へ移動する（黒矢印の方向）。容器ｃの底面は開口しており、又は開口部を有する底面であり、容器ｃの底部から粉体ｓが下型２０へと供給される。具体的には、下型２０の下内型２１、下外型２２及びダイス２８が形成する空間へ、容器ｃの底部から粉体ｓが供給される。
【００４７】
図８は、実施の形態にかかる粉末成形装置１に、粉末成形品の原料となる粉体ｓを供給した状態を示す正面断面図である。粉体ｓが、ダイス２８の上面と同一平面まで供給されると、容器ｃは粉体ｓをすり切るように平行移動し（黒矢印）、ダイス２８の上面の待機位置まで戻る。
【００４８】
図９は、実施の形態にかかる粉末成形装置１の上型１０が下降し（黒矢印）、加圧成形を行っている様子を示す正面断面図である。粉体ｓがダイス２８の上面と同一平面まで供給された下型２０へ向かって、上型１０が下降する。一体構造である上外型１２及び上外型保持部１５が回転しつつ下降し、上型１０と下型２０とが接触する。上型１０と下型２０とが接触すると、粉体ｓは、上内型１１、上外型１２、下内型２１、下外型２２及びダイス２８に囲まれた状態となり、加圧成形が行われる。なお、加圧成形の際に、下内型２１と下内型支持ボルト２３の間に粉体ｓが入り込むことを防止するために、下内型支持ボルト２３の上面にキャップｃａを被せている。
【００４９】
上内型１１と下内型２１とは、粉体ｓを介してそれぞれ上下に付勢される。具体的には、粉体ｓの加圧成形のための加圧が始まると、粉体ｓを介して上内型１１は押し上げられて上昇し、下内型２１は押し下げられて下降する。
【００５０】
上下内型がそれぞれ上下に付勢されることによって、上内型支持弾性体１６および下内型支持弾性体２６が圧縮される。上内型支持弾性体１６および下内型支持弾性体２６の圧縮により、上内型支持弾性体１６を介して固定されていた上内型１１及び上内型保持部１４と、下内型支持弾性体２６を介して固定されていた下内型２１及び下内型保持部２４とが、各内型支持弾性体を介さずに、直接接触し固定される。詳細は、図１３及び図１４を用いて後述する。
【００５１】
図１０は、実施の形態にかかる粉末成形装置１の下型２０のダイス２８が下降した状態を示す正面断面図である。
【００５２】
加圧成形後、粉末成形品Ｐの外径側の型であるダイス２８を取り外すために、ダイス２８を回転しつつ下降させると、粉末成形品Ｐの外径面に対して回転方向の力が付加される場合がある。粉末成形品Ｐの外径面に対して付加された回転方向の力は、粉末成形品Ｐの内部を介して下内型２１へと伝わる。ここで、本実施の形態の下内型２１は、下内型支持弾性体２６を介して支持されており、下内型支持ボルト２３を中心軸としてｚ軸回りに回転可能である。
【００５３】
例えば、下内型支持弾性体２６が圧縮コイルばねの場合、圧縮コイルばねの反力および静止摩擦力よりも大きな負荷が下内型２１に対して加えられた際に、下内型２１は回転することができる。換言すると、下内型２１が回転することによって、粉末成形品Ｐの外径面に対して付加された回転方向の力を逃がすことができる。したがって、粉末成形品Ｐであるはすば歯型の、ダイス２８からの離型時の割れを防止することができる。
【００５４】
また、図１０において、下内型２１と上内型１１は接触した状態である。上内型１１も、下内型２１と同様、上内型支持ボルト１３を中心軸としてｚ軸回りに回転可能であるため、下内型２１が回転した場合に、上内型１１も回転することができる。
【００５５】
図１１は、実施の形態にかかる粉末成形装置１の上型１０が上昇した状態を示す正面断面図である。一体構造である上外型１２及び上外型保持部１５が回転しつつ上昇し、上下型は離間する。なお、上型１０の上昇の際に、上内型１１に対して回転方向の負荷がかかった場合も、上内型１１は上内型支持ボルト１３を中心軸としてｚ軸回りに回転可能である。
【００５６】
図１２は、実施の形態にかかる粉末成形装置１を用いて粉末成形品Ｐが完成した状態を示す正面断面図である。ダイス２８が、待機状態の位置まで戻り、粉末成形品Ｐが離型可能となる。
以上が、本実施の形態にかかる粉末成形装置１を用いた粉末成形の一連の流れである。
【００５７】
図１３は、図８及び図９の上型の拡大正面断面図である。左図は図８の上型１０と下型２０とが離間している状態であり、右図は図９の上型１０と下型２０とが加圧により接触した状態である（下型２０は不図示）。
【００５８】
図１３の左図に示すように、回転前の上内型１１は、上内型支持弾性体１６を介して上内型保持部１４に固定されており、ｚ軸回りの自由回転を抑制されている状態である。また、上内型１１の上面と上内型保持部１４の下面とは直接接触しておらず、上内型１１の上面と上内型保持部１４の下面との間には、間隙ｈ１を有している。
【００５９】
一方、図１３の右図に示すように、上型１０が加圧成形により加圧されると、上内型支持弾性体１６である圧縮コイルばねが圧縮される。上内型支持弾性体１６である圧縮コイルばねが圧縮されることによって、上内型１１の上面と上内型保持部１４の下面とは直接接触する。すなわち、上内型１１の上面と上内型保持部１４の下面との間には静止摩擦力が生じ、両者は直接固定される。
【００６０】
なお、上内型１１と上内型保持部１４とが直接接触したことに伴い、上内型１１と上内型保持部１４との間の間隙ｈ１は消失し、これに変わって上内型支持ボルト１３の第２面１３ａと、上内型１１の第３面１１ａとの間に、間隙ｈ１が形成される。
【００６１】
図１４は、図８及び図９の下型の拡大正面断面図である。左図は図８の上型１０と下型２０とが離間している状態であり、右図は図９の上型１０と下型２０とが加圧により接触した状態である。
【００６２】
図１４の左図に示すように、回転前の下内型２１は、下内型支持弾性体２６を介して下内型保持部２４に固定されており、ｚ軸回りの自由回転を抑制されている状態である。また、下内型保持部２４の上面と下内型２１の下面とは直接接触しておらず、下内型保持部２４の上面と下内型２１の下面との間には、間隙ｈ２を有している。
【００６３】
一方、図１４の右図に示すように、下型２０が加圧成形により加圧されると、下内型支持弾性体２６である圧縮コイルばねが圧縮される。コイルばねの圧縮によって、下内型保持部２４の上面と下内型２１の下面とは直接接触する。すなわち、下内型保持部２４の上面と下内型２１の下面との間には静止摩擦力が生じ、両者は直接固定される。
【００６４】
なお、下内型２１と下内型保持部２４とが直接接触したことに伴い、下内型２１と下内型保持部２４との間の間隙ｈ２は消失し、これに変わって下内型支持ボルト２３の第２面２３ａと、下内型２１の第２面２１ａとの間に、間隙ｈ２が形成される。
【００６５】
従来は、成形後の粉末成形品であるはすば歯車を金型から抜き出す際に、型を回転させると粉末成形品に対して回転方向の負荷がかかり、はすばの根元部分に成形割れが生じることがあった。つまり、粉末成形品の外周面に配設された外型が回転して取り出される一方で、内周面に配設された内型が固定された状態の場合は、粉末成形品であるはすば歯車の根元に対して回転方向の負荷がかかり、成形割れの原因となっていた。
【００６６】
本実施の形態にかかる粉末成形装置では、上型と下型とが離間している間は、上内型と上内型保持部とは互いに接触せずに上内型支持弾性体を介して固定されており、下内型と下内型保持部とは互いに接触せずに下内型支持弾性体を介して固定されている。このようにして、上下内型を、上下内型支持弾性体を介して上下内型保持部に固定し、上下内型のｚ軸回りの自由回転を抑制することによって、圧縮成形にて上下型を合わせる際の位相ずれを防止することができる。
【００６７】
一方、加圧成形後の粉末成形品からダイスを取り外すために回転させつつ下降させる間は、粉末成形品に対し前記ダイスの下降に伴う回転方向の負荷がかかり、当該負荷が下内型支持弾性体の有する反力および静止摩擦力より大きい場合、下内型が回転可能である。さらに、下内型の回転に伴い上内型が回転可能である。下内型が回転することによって、粉末成形品の外径面に対して付加された回転方向の力を逃がすことができる。したがって、粉末成形品であるはすば歯型の、ダイスからの離型時の割れを防止することができる。
【００６８】
したがって、上下外型に対して回転方向の負荷が加えられた場合であっても、粉末成形品の取り出し時における粉末成形品の成形割れを防止することができる。さらに、各内型支持弾性体は、回転方向の負荷の緩衝材としても機能し、粉末成形品にかかる負荷を軽減することができる。
【００６９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  粉末成形装置
１０  上型
１１  上内型
１２  上外型
１３  上内型支持ボルト
１４  上内型保持部
１５  上外型保持部
１６  上内型支持弾性体
２０  下型
２１  下内型
２２  下外型
２３  下内型支持ボルト
２４  下内型保持部
２５  下外型保持部
２６  下内型支持弾性体
２７  下外型保持部材
２８  ダイス
ｃ  容器
ｈ１、ｈ２  間隙
ｓ  粉体
Ｐ  粉末成形品
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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