(57)【要約】【課題】ダイを加熱するヒータとダイプレートを冷却する手段を備えた温間成形が可能な粉末成形用ダイセットにおいて、金型セットの手間を減少させるとともに、冷却効率の向上、金型費の削減なども図れるようにすることを課題としている。【解決手段】ダイ１を加熱するヒータ１１と、ダイプレート５を冷却する冷却手段１２を備える粉末成形用ダイセットにおいて、前記ヒータ１１と冷却手段１２をダイプレート５の内部に設けた。【選択図】図２
2008012575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ（１）と、そのダイ（１）を支持するダイプレート（５）と、対向した上下のパンチ（２、３）と、前記ダイ（１）を加熱するヒータ（１１）と、前記ダイプレート（５）を冷却する冷却手段（１２）を備える粉末成形用ダイセットにおいて、前記ヒータ（１１）と冷却手段（１２）をダイプレート（５）の内部に設けたことを特徴とする粉末成形用ダイセット。
【請求項２】
前記ダイプレート（５）は内部材（５ａ）と外部材（５ｂ）からなり、前記冷却手段（１２）が、前記内部材（５ａ）の外周にダイ（１）を取り巻く円筒状の冷却水通路（１８）を設けて構成され、その冷却水通路が、前記内部材（５ａ）の外周壁と外部材（５ｂ）の内周壁間に形成されている請求項１に記載の粉末成形用ダイセット。
【請求項３】
ダイプレート（５）の上面側に座ぐり部（１４）を設け、その座ぐり部（１４）にダイを内側に嵌めるダイケース（１５）を組み込み、そのダイケース（１５）とダイプレート（５）との間に断熱層（１７）を設け、前記ヒータ（１１）によるダイ（１）の加熱をダイケース（１５）経由で行うようにした請求項１又は２に記載の粉末成形用ダイセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、温間成形を可能にした粉末成形用ダイセット、より詳しくは、金型セット時の手間や金型費を減少させ、温間成形時の冷却効率を高めることも可能にした粉末成形用ダイセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結機械部品の製造における粉末成形は、通常、冷間成形法が採用されるが、温間成形法は粉末を圧縮成形して得られる圧粉体の密度を高めることが要求されるときに有利な方法であり、要求に応じてこの温間成形法も実施されている。
【０００３】
その温間成形を行うときに用いる粉末成形用のダイセットは、ダイを加熱するヒータとダイプレートを冷却する冷却手段を備えたものが必要である。その要求に応えた温間粉末成形用金型が、下記特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１が開示している粉末成形用金型は、ダイプレートに嵌合したダイケースの内孔に断熱材を介してダイを固定してユニットを形成し、前記ダイケースと断熱材との間及びダイプレートとダイケースとの間にそれぞれ冷却管を設けている。また、ダイを加熱するヒータは、ダイに組み込んでいる。
【０００５】
この特許文献１が開示している構造は、冷間成形用ダイセットのダイプレートを温間成形用として共用できる利点があるが、その一方で、ダイとダイプレート間に断熱材と冷却ユニット（ダイケースと冷却管からなるものを冷却ユニットと言う）を組み込んでいるために金型をセットするときの手間が多くなる欠点がある。また、冷却管による冷却面積の確保に限界があり、冷却効率が不満足なものになってダイセットの熱変形が大きくなる可能性が高い。
【０００６】
さらに、ヒータをダイに組み込んでいるので、ダイの構造が複雑化して金型費が高くなる。ダイは加工性の良くない材料で形成されているので、ダイに設けるヒータ組み込み用の孔などの加工は容易でなく、これによる金型費の増加も起こる。
【特許文献１】特許第３５０４８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、ダイを加熱するヒータとダイプレートを冷却する手段を備えた温間成形が可能な粉末成形用ダイセットにおいて、金型セットの手間を減少させるとともに、冷却効率の向上、金型費の削減なども図れるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、この発明においては、ヒータと冷却ユニットをダイプレートに一体化する。具体的にはダイと、そのダイを支持するダイプレートと、対向した上下のパンチと、ダイを加熱するヒータと、ダイプレートを冷却する冷却手段を備える粉末成形用ダイセットを改善の対象にして、前記ヒータと冷却手段をダイプレートの内部に設ける。ダイプレートによるダイの支持は、ダイをクランプ手段でクランプして行い、クランプ、アンクランプ操作でダイを着脱可能となしておく。
【０００９】
この粉末成形用ダイセットは、内部材と外部材からなるダイプレートを採用し、前記冷却手段を、ダイプレートの内部材の外周にダイを取り巻く円筒状の冷却水通路を設けて構成し、その冷却水通路が、前記内部材の外周壁と外部材の内周壁間に形成されているものや、冷却水通路を画する内部材の外周壁に襞を形成したものにすると好ましい。
【００１０】
また、ダイプレートの上面側に座ぐり部を設け、その座ぐり部にダイを内側に嵌めるダイケースを組み込み、そのダイケースとダイプレートとの間にロックウールやグラスウールなどの断熱材を用いた断熱層を設け、ヒータによるダイの加熱をダイケース経由で行うようにするのも好ましい。前記断熱層は、前記ダイケースとダイプレートの合わせ面の少なくとも一方に凹部を形成してその凹部に断熱材を設置することによって作り出すことができる。また、断熱材の代わりに空気を凹部に導入して空気断熱を行うものも相応の効果が期待できる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のダイセットは、ヒータと冷却手段をダイプレートの内部に設けたので、ダイとダイプレート間に冷却ユニットを組み込む必要がない。これに加え、ダイとダイプレートは焼嵌めなどにより固定されていないため、ヒータと冷却手段をセットしたダイプレートに後からダイをセットするだけでよく、金型セットの手間が増加しない。
【００１２】
また、冷却手段をダイプレートの内部に設けることで断面積の大きい冷媒通路を設けたり、熱交換面積を広げたりすることができるので、冷却効率を高めてダイセットの熱変形を小さくすることも可能になる。
【００１３】
さらに、ヒータをダイプレートに内蔵させることで、前掲の特許文献１がダイに設けているヒータ組み込み構造が不要になり、ダイの構造の単純化、ヒータ組み込み部の加工費の削減により金型費も低減される。
【００１４】
なお、冷媒は一般的な冷却水でよく、その冷却水を用いる場合には、ダイプレートの内部にダイを取り巻く円筒状の冷却水通路を設ける。その冷却水通路はダイプレートを内部材と外部材とで形成してその両者間に設けると、内部材の外周壁と外部材の内周壁に画されてそれらの壁に接触した冷却水通路を容易に形成することができる。その冷却水通路は、ダイの外周を取り巻く円筒状の通路にすると大きな通路面積を確保することができる。また、この通路を画する内部材の外周壁に襞を設けることで通路内に乱流を生じさせて通路内での冷却水のよどみを防止することができ、同時に内部材側の熱交換面積も増加させることができる。
【００１５】
このほか、ダイケースを設けてそのダイケース経由でダイを加熱するものは、ダイケースとダイプレートとの間に断熱層を設けることができる。ダイケースとダイプレートの合わせ面の少なくとも一方に凹部を形成してその凹部で断熱層を形成できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面の図１〜図３に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。例示の粉末成形用ダイセットは、ダイ１、上パンチ２、上パンチに対向させた下パンチ３、及びコアロッド４を備えている。ダイ１はダイプレート５に、上パンチ２はプレス機の上ラム（図示せず）で駆動する上パンチプレート６に、下パンチ３はベースプレート７にそれぞれ支持され、コアロッド４は、プレス機の下ラム（これも図示せず）に駆動されるヨークプレート８に連結されている。
【００１７】
ダイプレート５は、内部材５ａとそれを取り巻く外部材５ｂの２者を組み合わせたものにしている。このダイプレート５の外部材５ｂ上には、複数本のガイドロッド９が立設され、そのガイドロッド９を上パンチプレート６に対応して設けたガイド部１０にスライド自在に挿通してダイ１と上パンチ２を同軸上に位置決めするようにしている。
【００１８】
以上説明した部分は、ダイプレート５を内部材５ａとそれを取り巻く外部材５ｂの２者形成した点を除いて従来のダイセットと特に変わるとことがない。即ち、この発明の粉末成形用ダイセットは、ダイ１を加熱するヒータ１１と、ダイプレート５を冷却する冷却手段１２を備えており、そのヒータ１１と冷却手段１２をダイプレート５の内部に設けたところに特徴を有する。
【００１９】
ダイプレート５の内部材５ａの上面側に中心の孔１３と同心の座ぐり部１４を設けてその座ぐり部１４にダイケース１５を組み込み、そのダイケース１５の内側にダイ１を抜き取り可能に嵌め、クランプ手段２１（図のそれは押えリングと締付けボルトからなる）でダイ１をダイケース１５に固定している。ヒータ１１は先端側をダイケース１５に挿入してダイケース１５を加熱するようにしており、ダイ１はダイケース１５を介して加熱される。ダイケース１５には、ダイ１の加熱制御のための熱電対（図示せず）も設けている。その熱電対でダイケース１５の温度を測定して温度制御装置（これも図示せず）に測定データを送り込み、温度制御装置によるフィードバック制御を行ってダイ１の温度を所定範囲に維持する。なお、図のダイセットは、ダイプレート５の下部に固定したホルダ１６でヒータ１１を支持しているが、ヒータ１１の支持は他の方法で行ってもよい。
【００２０】
ダイケース１５に対するダイプレート５の内部材５ａ側の合わせ面に凹部２０を設けてその凹部２０の内部にロックウールを設置して断熱層１７を形成しており、ダイケース１５に加えられた熱はダイプレート５側へは流れ難い。断熱層１７を構成する凹部はダイケース１５側の合わせ面に設けることもできるが、その凹部をダイプレート５に設けると、凹部設置によるダイケース１５の体積減少、熱容量減少が起こらない。なお、断熱層に用いる断熱材は、グラスウールなどのロックウール以外の断熱材であってもよい。また、凹部２０に空気を導入してその空気による断熱を行っても構わない。
【００２１】
冷却手段１２は、ダイプレート５の断熱層１７を設けた部分よりも外側に設けられている。例示の冷却手段１２は、ダイプレートの内部材５ａの外周に円筒状の冷却水通路１８を設けてその冷却水通路１８で構成している。冷却水通路１８は、内部材５ａの外周に環状の溝を形成してその溝で構成して内部材５ａの溝底となる部分の外周壁とそれに対面した外部材５ｂの内周壁との間に配置している。
１８ａは冷却水通路の入口、１８ｂは出口である。出口１８ｂは、冷却水通路１８内での冷却水の循環をよくするために、入口１８ａから１８０°回転した位置に設けるとよい
。また、ダイプレート５内に連絡路１８ｃを設けて外部への開放口を冷却水通路１８の上部から入口１８ａと高さが揃う位置まで下げたが、スペース上の設置制約がなければ連絡路１８ｃを省いて冷却水通路１８の上部からストレートに外部に開放させてもよい。
【００２２】
冷却水通路１８に面した内部材５ａの外周壁には多数の襞１９を設けており、その襞１９の働きで冷却水通路１８内の冷却水の流れに乱流が生じ、冷却水のよどみが抑えられる。また、襞１９を設けたことによって内部材５ａの熱交換面積も増加し、これらの相乗効果によってダイの冷却効率が向上する。
【００２３】
以上のように構成した粉末成形用ダイセットは、従来の冷却ユニットに相当する冷却手段がダイプレートの内部にあり、それを組み込む作業がなくなるため、金型セットの手間が少なくて済む。また、ダイの固定をクランプ手段２１で行っているので、ダイ１を簡単に着脱することができる。
【００２４】
また、冷却手段１２をダイプレート５の内部に設けたことによって通路面積の大きな冷却水通路を設けることや熱交換部の面積を広げることが可能になるので、冷却効率を高めてダイセットの熱変形を小さくすることも可能になる。熱変形が小さいダイセットは円滑な作動が保証され、成形精度もよくなる。
【００２５】
このほか、ダイ１が冷間成形用と同様の単純な構造となるので、金型費が上昇することもない。
【００２６】
なお、この発明の粉末成形用ダイセットは、温間成形だけでなく、冷間成形にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の粉末成形用ダイセットの一例を示す断面図
【図２】図１の粉末成形用ダイセットを切断位置を変えて示す断面図
【図３】図１の要部を拡大して示す断面図
【符号の説明】
【００２８】
１          ダイ
２          上パンチ
３          下パンチ
４          コアロッド
５          ダイプレート
５ａ        内部材
５ｂ        外部材
６          上パンチプレート
７          ベースプレート
８          ヨークプレート
９          ガイドロッド
１０        ガイド部
１１        ヒータ
１２        冷却手段
１３        中心の孔
１４        座ぐり部
１５        ダイケース
１６        ホルダ
１７        断熱層
１８        冷却水通路
１８ａ      入口
１８ｂ      出口
１８ｃ      連絡路
１９        襞
２０        凹部
２１        クランプ手段
【図１】
2008012575.tif 000003
【図２】
2008012575.tif 000004
【図３】
2008012575.tif 000005