(57)【要約】【課題】圧粉される粉末成形品の密度の製品間ばらつきを小さくすることにより焼結された後の粉末焼結品の寸法の製品間ばらつきを小さくすることができる粉末成形品の製造方法および粉末成形装置を提供すること。【解決手段】材料粉末Ｐが充填される充填部Ａが形成されたダイ１１と、下パンチ２１と、前記ダイ１１に対して進退可能に支持された上パンチ３１とを備えた粉末成形装置１であって、前記上パンチ３１および前記下パンチ２１を前記ダイ１１のそれぞれの所定位置まで前進、加圧させる第１の加圧制御手段と、前記上パンチ３１および前記下パンチ２１がそれぞれの所定位置に到達した後、前記上パンチ３１と下パンチ２１の少なくとも一方を、該パンチが所定の加圧力に到達するまで前進させて成形する第２の加圧制御手段とを備えていることを特徴とする。【選択図】図１
2008266752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料粉末が充填される充填部が形成されたダイと、
前記ダイに対して相対移動可能に取り付けられ、前記ダイとともに充填部を画成する下パンチと、
前記ダイの上方に配置され、前記ダイに対して進退可能に支持された上パンチとを備えた粉末成形装置による粉末成形品の製造方法であって、
前記上パンチおよび前記下パンチを、前記ダイのそれぞれの所定位置まで相対的に接近させて圧粉し、
前記上パンチおよび前記下パンチがそれぞれの前記所定位置に到達した後、前記上パンチと下パンチの少なくとも一方を、該パンチの加圧力が所定値に到達するまで前進させて成形することを特徴とする粉末成形品の製造方法。
【請求項２】
材料粉末が充填される充填部が形成されたダイと、
前記ダイに対して相対移動可能に取り付けられ、前記ダイとともに充填部を画成する下パンチと、
前記ダイの上方に配置され、前記ダイに対して進退可能に支持された上パンチとを備えた粉末成形装置であって、
前記上パンチおよび前記下パンチを前記ダイのそれぞれの所定位置まで前進、加圧させる第１の加圧制御手段と、
前記上パンチおよび前記下パンチがそれぞれの所定位置に到達した後、前記上パンチと下パンチの少なくとも一方を、該パンチが所定の加圧力に到達するまで前進させて成形する第２の加圧制御手段とを備えていることを特徴とする粉末成形装置。
【請求項３】
請求項２に記載の粉末成形装置であって、
前記第１の加圧制御手段は、ＣＮＣ位置制御部を備えていることを特徴とする粉末成形装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の粉末成形装置であって、
前記第２の加圧制御手段は、水晶圧電式センサを備えていることを特徴とする粉末成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粉末成形品の製造方法および粉末成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車部品や電子部品、切削用工具等の分野において、金属粉末やアルミナをはじめとするセラミックス粉末を粉末成形品に成形し、その粉末成形品を焼結することによって粉末焼結品からなる製品を製造する粉末冶金焼結法が広く用いられている。
【０００３】
粉末冶金焼結法は、ダイと、ダイとともに充填部を画成する下パンチと、充填部に向かい進退可能に支持された上パンチとを備えた粉末成形装置において、ダイの形成された充填部に材料粉末が充填され、この材料粉末を上パンチと下パンチにより押圧することにより粉末成形品が成形される。そして、この粉末成形品を所定の条件により焼結して粉末焼結品が製造される。
【０００４】
上記粉末成形装置により圧粉された粉末成形品は、焼結する際に大幅に収縮し、その収縮の大きさは粉末成形品の密度に大きく影響されるため、圧粉される粉末成形品の密度のばらつきを抑制して、焼結時の収縮をすることが望ましい。
このように、ダイに対して下パンチを相対移動させて材料粉末を成形する場合に、ダイを固定して下パンチをダイに対して前進させることにより充填部内の材料粉末を下方から圧粉する、例えば特許文献１に示されるようなダイ固定方式と、下パンチを固定してダイが下降することにより充填部内の材料粉末を相対的に下方から圧粉する、例えば特許文献２に示されるようなウィズドローアル方式とが実用化されている。
【特許文献１】特開平１−１８１９９７号公報
【特許文献２】特開平５−９２２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような方法によって粉末成形品を圧粉した場合であっても、充填部に充填される材料粉末の重量がばらつくと同じ高さに成形された場合に粉末成形品の密度が異なることとなり、ひいては粉末成形品を焼結した後の粉末焼結品の寸法が製品ごとにばらつくという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、圧粉される粉末成形品の密度の製品間ばらつきを小さくすることにより焼結された後の粉末焼結品の寸法の製品間ばらつきを小さく抑えることが可能な粉末成形品の製造方法および粉末成形装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載された発明は、材料粉末が充填される充填部が形成されたダイと、前記ダイに対して相対移動可能に取り付けられ、前記ダイとともに充填部を画成する下パンチと、前記ダイの上方に配置され、前記ダイに対して進退可能に支持された上パンチとを備えた粉末成形装置による粉末成形品の製造方法であって、前記上パンチおよび前記下パンチを、前記ダイのそれぞれの所定位置まで相対的に接近させて圧粉し、前記上パンチおよび前記下パンチがそれぞれの前記所定位置に到達した後、前記上パンチと下パンチの少なくとも一方を、該パンチの加圧力が所定値に到達するまで前進させて成形することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、材料粉末が充填される充填部が形成されたダイと、前記ダイに対して相対移動可能に取り付けられ、前記ダイとともに充填部を画成する下パンチと、前記ダイの上方に配置され、前記ダイに対して進退可能に支持された上パンチとを備えた粉末成形装置であって、前記上パンチおよび前記下パンチを前記ダイのそれぞれの所定位置まで前進させる第１の加圧制御手段と、前記上パンチおよび前記下パンチがそれぞれの所定位置に到達した後、前記上パンチと下パンチの少なくとも一方を、該パンチが所定の加圧力に到達するまで前進させて成形する第２の加圧制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る粉末成形方法及び粉末成形装置によれば、上パンチおよび下パンチを、ダイのそれぞれの所定位置まで相対的に前進させて粉末成形品としての最終寸法近くまで圧粉し、その後、前記上パンチと下パンチの少なくとも一方を所定の加圧力に到達するまで前進させるので充填される材料粉末の重量に関係なくほぼ一定の密度を有する粉末成形品が生産される。その結果、粉末成形品の製品間における密度のばらつきを小さくすることができる。
したがって、粉末成形品を焼結して粉末焼結品とした場合の製品間の寸法ばらつきを小さく抑えることができる。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の粉末成形装置であって、ＣＮＣ位置制御部を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る粉末成形方法及び粉末成形装置によれば、上パンチと下パンチをＣＮＣ位置制御により前進させるので、上パンチおよび下パンチのそれぞれの位置及び速度を正確に制御することが可能とされ、また、ダイの所定位置にて正確に停止させることができる。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項２又は請求項３に記載の粉末成形装置であって、前記第２の加圧制御手段は、水晶圧電式センサを備えていることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る粉末成形方法及び粉末成形装置によれば、第２の加圧制御手段が水晶圧電式センサを備えているので加圧力が低い領域から高い領域までの幅広い加圧範囲において正確な加圧力制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る粉末成形方法および粉末成形装置によれば、充填部に充填される材料粉末の重量に関わらず、粉末成形品の密度をほぼ一定とすることができる。その結果、焼結した後の粉末焼結品の寸法の製品間のばらつきを小さく抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、この実施形態の粉末成形装置１を示す図であり、粉末成形装置１は、ダイが固定された状態で下ラムに接続された下パンチがダイに対して進退自在とされるダイ固定成形方式の場合の粉末成形装置である。
【００１６】
粉末成形装置１は、ダイセット（金型）１０と、粉末成形プレス５０とを備え、ダイセット１０は、金属粉末（材料粉末）Ｐが充填される充填部Ａが形成されたダイ１１と、ダイ１１に対して相対移動可能に取り付けられダイ１１とともに充填部Ａを画成する下パンチ２１と、ダイ１１の上方に配置されダイ１１に対して進退可能に支持された上パンチ３１とを有している。
【００１７】
また、粉末成形装置１は、上パンチ３１および下パンチ２１をダイ１１のそれぞれの所定位置まで前進、加圧させる第１の加圧制御手段と、上パンチ３１および下パンチ２１がそれぞれの所定位置に到達した後に、上パンチ３１と下パンチ２１の少なくとも一方を該パンチが所定の加圧力に到達するまで前進させて成形する第２の加圧制御手段とを備えている。
ダイ１１は、ダイプレート１２の中央部に配置されており、ダイプレート１２には、ガイド孔１８Ｈが形成されている。
【００１８】
下パンチ２１は、本体ベッド６８上に固定されたベースプレート１４と相対的に移動可能とされた下パンチプレート１３に立設されており、下パンチプレート１３は、押上ロッド４０を介して押上プレート４４と接続されるとともに、押上プレート４４がＴ型ジョイント４５と連結され、さらにＴ型ジョイント４５のＴ溝４５Ａと下ラム６１のＴ形状部とが接続されており、下ラム６１が上下方向に進退することにより押上プレート４４とともに下パンチ２１及び下パンチプレート１３が上下方向に移動するようになっている。
また、ダイプレート１２は、支持部材４１を介してベースプレート１４に固定されている。
【００１９】
また、押上プレート４４とＴ型ジョイント４５とは、図２に示すように、下側加圧力測定センサＳ１を介して連結されるとともに、ガイドロッド４６により下側加圧力測定センサＳ１に軸線方向以外の方向の力がかかるのを抑制するようになっている。
【００２０】
ガイドロッド４６は、雄ネジ部４６Ｃがネジ孔４５Ｃに螺着されることによりＴ型ジョイント４５に立設され、軸部先端側に形成された円筒形状のガイド部４６Ｂが押上プレート４４に形成されたガイド孔４４Ｄに摺動自在に挿入されている。図２において、ガイドロッド４６は１本のみを示しているが、この実施の形態においてガイドロッド４６は下側加圧力測定センサＳ１に対称の位置に２本設けられている。
【００２１】
下側加圧力測定センサＳ１は、図３に示すように、ネジ部材４２と、水晶圧電式ロードワッシャ（水晶圧電式センサ）４３とを備えており、ネジ部材４２は、Ｔ型ジョイント４５の中央部に形成されたネジ孔４５Ｂに雄ネジ部４２Ａを螺着して立設され、水晶圧電式ロードワッシャ４３の中央に形成された孔を介して押上プレート４４の中央部に形成された貫通孔４４Ｂに軸部４２Ｃを貫通させるとともに凹部４４Ｃ内においてネジ部材４２の先端側雄ネジ部にナット４２Ｂが螺着されることにより押上プレート４４とＴ型ジョイント４５とが連結されるようになっている。
【００２２】
水晶圧電式ロードワッシャ４３は、平板状の水晶をリング状に形成した水晶素子円板を複数枚積層させたロードワッシャ本体４３Ａと、ロードワッシャ本体４３Ａの周囲に取り巻くように配置された電極部４３Ｂとを備えており、ロードワッシャ本体４３Ａが積層方向の力を受けることによりその力に比例して発生する電荷を電極部４３Ｂによって集めるとともにその電荷を図示しないケーブルによって信号として外部に取り出すことができるようになっている。
【００２３】
また、水晶圧電式ロードワッシャ４３は、前述のネジ部材４２により押上プレート４４とＴ型ジョイント４５との間に所定の力を付加した状態、いわゆるプリロード状態にて取り付けられており、押上プレート４４とＴ型ジョイント４５とが接近する方向（押圧力）と、押上プレート４４とＴ型ジョイント４５とが離間する方向（引張力）の双方に作用する力が測定可能とされている。
【００２４】
この水晶圧電式ロードワッシャ４３としては、例えば、数Ｎ〜４００ｋＮの広範囲の測定範囲に対して、０．０１Ｎ未満の動的分解能に基づく測定値を得ることが可能であり、加圧力制御に好適である。
【００２５】
上パンチ３１は、上パンチプレート３４に固定されるとともに、上パンチプレート３４に下方（ダイ１１の方向）に向けて立設され、ダイ１１の充填部Ａに嵌挿可能とされている。
また、上パンチプレート３４は、その上部に設けられた上部連結部材３５及びＴジョイント３６を介して上ラム７１に接続されている。
【００２６】
上パンチプレート３４には、ガイドロッド１８が立設されるとともにダイプレート１２に形成されたガイド孔１８Ｈに摺動自在に挿入され、上パンチ３１が、ダイ１１に対して上下方向に移動する際にダイ１１とずれるのを抑制するようになっている。
【００２７】
上部連結部材３５とＴジョイント３６とは、図４に示すように、上側加圧力測定センサＳ２を介して接続されるとともに、Ｔ型ジョイント３６に形成されたネジ孔３６Ｃに立設されたガイドロッド３７の先端側に形成された円筒形状のガイド部３７Ｂが第１の上部連結部材３５Ａに形成されたガイド孔３５Ｄに摺動自在に挿入されることにより、上側加圧力測定センサＳ２に軸線方向以外の方向の力がかかるのを抑制するようになっている。図４において、ガイドロッド３７は１本のみ示しているが、この実施の形態においてガイドロッド３７は上側加圧力測定センサＳ２に対称の位置に２本設けられている。
【００２８】
上側加圧力測定センサＳ２は、ネジ部材３８と、水晶圧電式ロードワッシャ３９とを備えており、ネジ部材３８は、Ｔ型ジョイント３６の中央部に形成されたネジ孔３６Ｂに雄ネジ部３８Ａを螺着して立設され、水晶圧電式ロードワッシャ３９の中央に形成された孔を介して第１の上部連結部材３５Ａの中央部に形成された貫通孔にネジ部材３８の軸部を貫通させるとともに凹部３５Ｃ内においてネジ部材３８の先端側雄ネジ部にナット３８Ｂが螺着されることにより上部連結部材３５ＡとＴ型ジョイント３６とが連結されるようになっている。
【００２９】
また、第１の上部連結部材３５Ａの下方には、第２の上部連結部材３５Ｂが図示しない取付部材により取付けられている。なお、水晶圧電式ロードワッシャ３９の構成については、水晶圧電式ロードワッシャ４３と同様であるので説明を省略する。
【００３０】
粉末成形プレス５０は、図１に示すように、プレス下側本体部６０と、プレス上側本体部７０と、制御部８０とを備え、プレス下側本体部６０とプレス上側本体部７０とは、連結部材５２で連結されている。
【００３１】
プレス下側本体部６０は、下ラム６１と、下ラム駆動部６２と、本体支持部６３と、下ラム駆動部支持板６４と、下ラムベースプレート６５と、廻り止めロッド６６と、下ラムガイドプレート６７と、本体ベッド６８とを備えており、本体支持部６３と、下ラム駆動部支持板６４と、下ラムベースプレート６５と、下ラムガイドプレート６７と、本体ベッド６８とは、下方からこの順序で配置され、廻り止めロッド６６は、下ラムベースプレート６５と下ラムガイドプレート６７との間に立設されている。
【００３２】
下ラム駆動部６２は、下ラム駆動部支持板６４に設けられた下ラム駆動モータ６２Ｍと、下ラム駆動モータ６２Ｍの回転軸に設けられた駆動プーリ６２Ａと、伝達ベルト６２Ｂと、従動プーリ６２Ｃと、従動プーリ６２Ｃと同心とされた下ラム駆動軸６２Ｄとを備えており、伝達ベルト６２Ｂが駆動プーリ６２Ａと従動プーリ６２Ｃに巻回されて、下ラム駆動モータ６２Ｍの回転が従動プーリ６２Ｃに伝達されて下ラム駆動軸６２Ｄが回転されるようになっている。
【００３３】
また、下ラム駆動軸６２Ｄの先端側に形成された雄ネジ６２Ｅが下ラム６１の下側端面の中央から軸線に沿って延在する雌ネジ６１Ａと螺合して配置され、下ラム駆動軸６２Ｄが回転されることにより、下ラム６１が上昇下降するようになっている。
【００３４】
下ラム６１は、下ラム６１の下方側に、雄ネジ６２Ｅと係合可能な雌ねじ６１Ａが形成され、下ラム６１の外周は下ラムガイドプレート６７に設けられたガイド部材６７Ａに挿入されるとともに上下方向に摺動自在とされ、下ラム６１は基端部（下方側）が下ラムベースプレート６５に固定されるとともに下ラムベースプレート６５に立設されている。
【００３５】
下ラムベースプレート６５は、その中央部に貫通孔６５Ａが形成され、下ラム６１の雌ネジ６１Ａが貫通孔６５Ａと同心とされ、下ラム６１の雌ネジ６１Ａには下ラム駆動軸６２Ｄが挿入され、雄ネジ６２Ｅと雌ネジ６１Ａが係合されている。
【００３６】
また、下ラムベースプレート６５に形成された孔６５Ｂに廻り止めロッド６６が貫通されることにより、下ラム駆動モータ６２Ｍの下ラム駆動軸６２Ｄが回転した場合に、下ラム６１及び下ラムベースプレート６５が回転するのが防止されている。
その結果、下ラム駆動モータ６２Ｍの下ラム駆動軸６２Ｄが回転されると、下ラム駆動軸６２Ｄの雄ネジ６２Ｅと下ラム６１の雌ネジ６１Ａが係合して、下ラム駆動モータ６２Ｍの回転が上下方向の移動に変換され、下ラム６１が上下方向に進退するようになっている。
【００３７】
プレス上側本体部７０は、上ラム７１と、上ラム駆動部７３と、支持板７４と、上ラムベースプレート７５と、廻り止めロッド７６と、上ラムガイドプレート７７とを備えており、支持板７４と、上ラムベースプレート７５と、上ラムガイドプレート７７とは、上方からこの順序で配置され、廻り止めロッド７６は、上ラムベースプレート７５と上ラムガイドプレート７７との間に立設されている。
【００３８】
上ラム駆動部７３は、支持板７４に取り付けられた上ラム駆動モータ７３Ｍと、上ラム駆動モータ７３Ｍの回転軸に設けられた駆動プーリ７３Ａと、伝達ベルト７３Ｂと、従動プーリ７３Ｃと、従動プーリ７３Ｃと同心とされた上ラム駆動軸７３Ｄとを備えており、伝達ベルト７３Ｂが駆動プーリ７３Ａと従動プーリ７３Ｃに巻回されて、上ラム駆動モータ７３Ｍの回転が従動プーリ７３Ｃに伝達されて上ラム駆動軸７３Ｄが回転されるようになっている。
【００３９】
上ラム７１は、上ラム７１の上方端面の中央に雄ネジ７３Ｅと係合可能な雌ねじ７１Ａが形成され、上ラム７１の外周は上ラムガイドプレート７７に設けられたガイド部材７７Ａに挿入されるとともに上下方向に摺動自在とされ、上ラム７１は基端部（上方側）が上ラムベースプレート６５に固定されるとともに上ラムベースプレート７５に立設されている。
【００４０】
また、上ラムベースプレート７５に形成された孔７５Ｂに廻り止めロッド７６が貫通されることにより、上ラム駆動軸７３Ｄが回転した場合に、上ラム７１及び上ラムベースプレート７５が回転するのが防止されている。
【００４１】
また、上ラム駆動軸７３Ｄの先端側に形成された雄ネジ７３Ｅが上ラム７１の下側端面の中央から軸線に沿って形成された雌ネジ７１Ａと螺合して配置され、上ラム駆動軸７３Ｄが回転されることにより上ラム７１が上昇下降するようになっている。
【００４２】
制御部８０は、加圧力制御部８１と、ＣＮＣ制御部８２とを備え、加圧力制御部８１は、下側加圧力センサＳ１及び上側加圧力センサＳ２入力された信号に基づいて下パンチ２１及び上パンチ３１による金属粉末Ｐに対するそれぞれの加圧力を演算するとともに、それら加圧力が所定の数値を満足した場合に、ＣＮＣ制御部８２に信号を出力するようになっている。
【００４３】
ＣＮＣ制御部８２は、予め設定されたプログラムと、下ラム駆動モータ６２Ｍ及び上ラム駆動モータ７３Ｍのそれぞれに設けられたエンコーダ（図示せず）からの信号により、下ラム駆動モータ６２Ｍ及び上ラム駆動モータ７３Ｍのそれぞれに回転を指示する信号を出力して下ラム６１と上ラム７１の位置、速度、停止動作等を制御をするようになっており、第１の加圧制御手段を構成している。
【００４４】
また、ＣＮＣ制御部８２は、下側加圧力センサＳ１、上側加圧力センサＳ２、加圧力制御部８１とともに、下パンチ２１および上パンチ３１がそれぞれの所定位置に到達した後に、予め設定されたプログラムと、前記エンコーダからの信号に加えて、加圧力制御部８１からの下側加圧力センサＳ１及び上側加圧力センサＳ２の加圧力が所定値に到達した信号により下ラム駆動モータ６２Ｍ及び上ラム駆動モータ７３Ｍの回転を停止するまでの間、上パンチ３１と下パンチ２１の少なくとも一方を前進させて金属粉末を成形させる第２の加圧制御手段を構成している。
【００４５】
次に、粉末成形装置１により粉末成形品Ｗを製造する場合について、図５、図６に基づいて説明する。
図５、図６は、ダイセット１０の動作を示すものであり、図５は、固定されたダイ１１に対する下パンチ２１と上パンチ３１の模式的動作を、図６は横軸に時間をとったときの下パンチ２１及び上パンチ３１の相対的な位置関係を示したものであり、図６におけるＬ２１は下パンチ２１の動作線図を、Ｌ３１は上パンチ３１の動作線図を、Ｌ１１はダイ１１の上面の位置を示している。
【００４６】
まず、図５（Ａ）に示すように、上パンチ３１をダイ１１の上方の所定位置で停止させて、下パンチ２１をダイ１１の充填部Ａの所定位置に配置し、図示しないシューボックスを前進移動させて充填部Ａに金属粉末Ｐが充填される。（図６、第１行程Ｄ１）
【００４７】
次に、上ラム駆動モータ７３Ｍを回転させることにより上パンチ３１を充填部Ａに向けて下降させる。（図６、第２行程Ｄ２）
【００４８】
次いで、上パンチ３１がダイ１１の上面に到達したら、図５（Ｂ）に示すように、上パンチ３１を充填部Ａの内部に挿入するとともに、下パンチ駆動モータ６２Ｍを駆動して、上パンチ３１と同じ速度で下パンチ２１を上昇させて金属粉末Ｐを上下から圧粉する。（図６、第３行程Ｄ３）
【００４９】
次に、上パンチ３１及び下パンチ２１のそれぞれがダイ１１の  所定位置まで前進したら、上パンチ３１及び下パンチ２１を一旦停止し、次いで、図５（Ｃ）に示すように、上パンチ３１をさらに前進させて、下側加圧力センサＳ１、上側加圧力センサＳ２により測定される下パンチ２１及び上パンチ３１により金属粉末Ｐに印可される加圧力が所定値に到達したら、図５（Ｄ）に示すように上ラム駆動モータ７３Ｍの回転を停止して上パンチ３１の下降を停止する（図６、第４行程Ｄ４）。このとき、上パンチ３１と下パンチ２１により、金属粉末Ｐを加圧した状態にて短時間保持してもよい。
【００５０】
その後、図５（Ｅ）に示すように、下ラム駆動モータ６２Ｍと上ラム駆動モータ７３Ｍが駆動されて下ラム６１及び上ラム７１が同期して上昇し、上パンチ３１と下パンチ２１が粉末成形品Ｗを保持した状態で上昇する。（図６、第５行程Ｄ５）
【００５１】
図５（Ｆ）に示すように、粉末成形品Ｗの下面がダイ１１の表面まで上昇して粉末成形品Ｗがダイ１１から抜き出されると、下パンチ２１の上昇が停止され、上ラム駆動モータ７３Ｍが回転して上パンチ３１は、上パンチプレート３４ともに原位置まで上昇する。上パンチ３１が上昇すると、粉末成形品Ｗの保持が解除される。（図６、第５行程Ｄ６）
【００５２】
その後、図示しない取出し装置によって、粉末成形品Ｗがダイ１１から取り除かれると、図５（Ｇ）に示すように、下ラム駆動モータ６２Ｍの下ラム駆動軸６２Ｄが逆回転して下ラム６１が下降するとともに、下パンチ２１が下降して原点位置に戻る。（図６、第７行程Ｄ７）
【００５３】
上記実施形態に係る末成形方法及び粉末成形装置１によれば、上パンチ３１および下パンチ２１をダイ１１のそれぞれの所定位置まで相対的に前進させて粉末成形品Ｗとしての最終寸法近くまで圧粉し、その後、上パンチ３１を所定の加圧力に到達するまで前進させるので、粉末成形品Ｗの製品間の密度のばらつきを抑制することができる。
その結果、粉末成形品Ｗを焼結して粉末焼結品とした場合の収縮が略一定とされるので、それぞれの粉末焼結品の製品間の寸法ばらつきを抑制することができる。
なお、加圧方向に直交する方向における寸法は粉末成形品の段階で寸法が一定とされているので、製品間の寸法ばらつきを特に小さくすることが可能である。
【００５４】
また、パンチ３１と下パンチ２１をＣＮＣ位置制御により前進させるので、上パンチ３１と下パンチ２１を粉末成形品Ｗの最終寸法に近い所定位置にて正確に停止するように前進すられるので、粉末成形品Ｗの加圧方向の寸法ばらつきを抑制することができる。
【００５５】
また、第２の加圧制御手段が水晶圧電式ロードワッシャ４３を備えているので加圧力が低い領域から高い領域までの幅広い加圧範囲において正確な加圧力制御することが可能とされるので、金属粉末Ｐの充填重量に関わらず粉末成形品Ｗの密度をほぼ一定にすることができる。
また、第１の加圧手段による加圧し、その直後に引き続いて第２の加圧手段による加圧を行うのでサイクルタイムがほとんど延長されることがない。
【００５６】
なお、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、例えば、上記実施の形態においては、上パンチ及び下パンチの位置制御を、下ラム駆動軸６２Ｄ及び下ラム６１に設けられたネジ構造と、上ラム駆動軸７３Ｄ及び上ラム７１に設けられたネジ構造と、ＣＮＣ位置制御装置を用いて作動させる場合について説明したが、ＣＮＣ位置制御装置以外の制御装置や、かかるネジ構造以外の駆動装置を用いて上パンチ３１及び下パンチ２１を作動させてもよい。また、エンコーダに代えて、リニアスケール等、他の位置測定手段を用いることが可能である。
【００５７】
上記実施の形態においては、第２の加圧手段によって、上パンチ３１のみがダイ１１に対して前進して下側加圧力センサＳ１、上側加圧力センサＳ２の双方が所定値に到達することにより上パンチ３１の前進を停止する場合について説明したが、第２の加圧手段によって前進させるパンチを下パンチ２１、上パンチ３１の双方またはいずれかの一方とすることも可能であり、また、第２の加圧手段による各パンチの前進を下側加圧力センサＳ１、上側加圧力センサＳ２のいずれか一方の測定値とし、又は双方の測定値とするかに関しては自在に選択可能である。
【００５８】
また、上記実施の形態においては、第２の加圧上パンチ上パンチ３１又は下パンチ２１を所定の加圧力に到達するまで前進させる第２の加圧手段に関して水晶圧電式ロードワッシャを用いて加圧力を計測する場合について説明したが、水晶圧電式ロードワッシャに代えて、例えば、中実に形成された水晶圧電式センサや水晶圧電式センサ以外の加圧力測定手段を用いることも可能である。
【００５９】
上記実施の形態においては、下パンチ２１及び上パンチ３１がそれぞれ単一の場合について説明したが、下パンチ２１と上パンチ３１のいずれか一方又は双方が複数のパンチからなる構成としてもよく、また、下パンチ２１、上パンチ３１のいずれか又は双方がコアロッドを備えた構成とすることも可能である。
【００６０】
また、上記実施の形態においては、材料粉末として金属粉末Ｐを用いて粉末成形品Ｗを成形する場合について説明したが、金属粉末Ｐに代えて、超硬合金粉末、セラミックス粉末、サーメット粉末等を用いて、切削用のインサート、切削工具、その他種々の製品を生産に用いることも可能である。
【００６１】
上記実施の形態においては、ダイ１１が、粉末成形プレス５０に対して固定されて上パンチ３１と下パンチ２１がダイ１１に対して前進するダイ固定成形方式の場合について説明したが、下ラム６１を粉末成形プレス５０に対して固定してダイ１１を下ラム６１と連結させて、上パンチ３１の下降量に対して１／２だけダイ１１を下降させるいわゆるウィズドローある成形方式に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明に係る粉末成形装置の概略を示す図である。
【図２】この発明に係る下側加圧力センサの取付関係を示す図である。
【図３】この発明に係る加圧力センサを説明する図である。
【図４】この発明に係る下側加圧力センサの取付関係を示す図である。
【図５】この発明に係る金型の模式的動作を示す図であり、（Ａ）から（Ｇ）は、各行程における下パンチ、上パンチの位置関係を示したものである。
【図６】この発明に係る金型の動作を示す図であり、各行程におけるダイ、下パンチ、上パンチの位置関係を経過時間にしたがって示したものである。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ    充填部
Ｐ    金属粉末（材料粉末）
１    粉末成形装置
１０  ダイセット
１１  ダイ
２１  下パンチ
３１  上パンチ
３９、４３  水晶圧電式ロードワッシャ
８２  ＣＮＣ制御部
【図１】
2008266752.tif 000003
【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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