(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ及び下パンチによって画定される成形室に対し上パンチにより加圧力を付与して粉末成形を行い、成形体をダイから抜出す粉末成形方法であって、
前記上パンチの昇降方向に移動可能な剥離部材を用意し、
前記下パンチの上面が、前記ダイの上面と面一にもしくは上方に位置し、且つ、前記上パンチの下面が前記成形体と接触している状態で、前記剥離部材を、その剥ぎ取り部が、前記成形体の高さよりも高くなるように配置し、
その後、前記上パンチと前記下パンチとが相対的に離れる動作を開始し、前記上パンチに付着していた付着物を前記剥ぎ取り部と当接させて前記上パンチから離脱させる、
粉末成形方法。
【請求項２】
加圧が完了後に、成形体を前記上パンチ及び前記下パンチによって抑えた状態で成形体の抜出しを行う、
請求項１に記載の粉末成形方法。
【請求項３】
前記剥離部材に、前記剥ぎ取り部と、前記ダイに向けて延びる支持脚部とを設けておき、
前記支持脚部を前記ダイの上面と当接させることにより、前記剥離部材を、その剥ぎ取り部が、前記成形体の高さよりも高くなるように支持する、
請求項１又は２に記載の粉末成形方法。
【請求項４】
前記成形室内への加圧の前に、前記剥離部材の支持脚部を、前記ダイの上面と当接させている、
請求項３に記載の粉末成形方法。
【請求項５】
成形体の抜出しは、前記剥離部材の支持脚部を、前記ダイの上面と当接させたまま、一体となった前記剥離部材及び前記ダイと、一体となった前記上パンチ及び前記下パンチとの間の相対的移動によって行われる、
請求項３又は４に記載の粉末成形方法。
【請求項６】
前記剥ぎ取り部の対面間隔は、前記ダイの対応する間隔よりも小さい、
請求項１乃至５の何れか一項に記載の粉末成形方法。
【請求項７】
前記付着物は、粉末原料が加圧されてでき、前記上パンチの側面下部に付着したばりである、
請求項１乃至６の何れか一項に記載の粉末成形方法。
【請求項８】
前記付着物は、前記ばりと、該ばりを介して付着した成形体とである、
請求項７に記載の粉末成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉末成形は、金属粉末を配合した粉末原料を成形金型に充填し、プレスで圧縮成形して成形体を得るものである。かかる粉末成形を実施するための従来の粉末成形装置の一例として、特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
この粉末成形装置では、成形体の主に側面の成形を担うダイと、成形体の主に底面の成形を担う下パンチとによって、上方が開放された成形室を持った金型が構成されている。粉末成形装置には、さらに、ダイと下パンチとによって画定される成形室に、上方から加圧力を付与するための上パンチも設けられている。そして、上パンチ及びダイが下降しながら、成形室内の粉末原料を加圧して成形体を得る。また、この粉末成形装置においては、加圧が完了した成形体を上パンチによって抑えた状態でダイを下降させ、成形体の抜出しを行うホールドダウンという手法が採られている。
【０００４】
しかしながら、本発明者の研究によると、このようなホールドダウンを行う粉末成形装置においては、粉末原料が加圧されてできたばりや成形体そのものが、上パンチの側面下部や下面に付着する事態が生じることが分った。
【特許文献１】特開２００５−２２４８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、上パンチの側面下部や下面に付着物が付着し続けることを解消することができる、粉末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】
【０００６】
上述した課題を解決するための本発明は、ダイ及び下パンチによって画定される成形室に対し上パンチにより加圧力を付与して粉末成形を行い、成形体をダイから抜出す粉末成形方法であって、上パンチの昇降方向に移動する剥離部材を用意し、前記下パンチの上面が、前記ダイの上面と面一にもしくは上方に位置し、且つ、前記上パンチの下面が成形体と接触している状態で、前記剥離部材を、その剥ぎ取り部が、成形体の対応する当接部高さよりも高くなるように配置し、その後、前記上パンチと前記下パンチとが相対的に離れる動作を開始し、前記上パンチに付着していた付着物を前記剥ぎ取り部と当接させて前記上パンチから離脱させる粉末成形方法である。
【０００７】
前記付着物の離脱後に、前記剥離部材と前記上パンチとが一体となって、前記上パンチと前記下パンチとが相対的に離れる動作を行うようにしてもよい。
【０００８】
加圧が完了後に、成形体を前記上パンチ及び前記下パンチによって抑えた状態で成形体の抜出しを行うようにしてもよい。
【０００９】
好適には、前記離脱部材に、前記剥ぎ取り部と、前記ダイに向けて延びる支持脚部とを設けておき、前記支持脚部を前記ダイの上面と当接させることにより、前記剥離部材を、その剥ぎ取り部が、成形体の対応する当接部高さよりも高くなるように支持する。
【００１０】
その場合、前記成形室内への加圧の前に、前記剥離部材の支持脚部を、前記ダイの上面と当接させていると好適である。
【００１１】
さらに、成形体の抜出しは、前記剥離部材の支持脚部を、前記ダイの上面と当接させたまま、一体となった前記剥離部材及び前記ダイと、一体となった前記上パンチ及び前記下パンチとの間の相対的移動によって行われるようにすると好適である。
【００１２】
また、前記剥ぎ取り部の対面間隔は、前記ダイの対応する間隔よりも小さくしてもよい。
【００１３】
前記付着物は、粉末原料が加圧されてでき、前記上パンチの側面下部に付着したばりが対象となり得る。
【００１４】
さらに、前記付着物は、前記ばりと、該ばりを介して付着した成形体であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
上述した本発明によれば、上パンチの側面下部や下面に付着物が付着し続けることを解消することができる。
【００１６】
なお、本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る粉末成形方法の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係る粉末成形方法を実施する粉末成形装置の正面図である。粉末成形装置１は、ダイ３、下パンチ５、上パンチ７、剥離部材９を少なくとも備えている。ダイ３は、ダイプレート１１に設けられており、ダイプレート１１は、ヨークプレート１３上に立設されたガイドロッド１５の上部に設けられている。下パンチ５は、下パンチホルダ１７に設けられており、下パンチホルダ１７は、ベースプレート１９に設けられている。
【００１９】
ダイプレート１１上には、ガイドポスト２１が立設されており、それらの上部には、ガイドポスト２１を接続するように上パンチプレート２３が設けられている。上パンチプレート２３の下方には、上パンチ７及び剥離部材９が垂設されている。具体的には、上パンチ７は、上パンチ受け板２５を介して支持されており、剥離部材９は、シャフト２７を介して支持されている。上パンチ７及び剥離部材９は、相互に独立して昇降できるように支持されている。また、剥離部材９には、押し棒２９の下端が当接しており、押し棒２９の上端にはスプリング３１が接続されている。これによって、剥離部材９には、押し棒２９を介してスプリング３１の弾性力が下向きの付勢力として付与されている。
【００２０】
剥離部材９は、剥ぎ取り部５３と、支持脚部５５とを有する。剥ぎ取り部５３は、本実施の形態では、図２に例示した相似タイプを採用しており、成形体が円柱形状であるとして、成形体の平面輪郭と相似形態をなす円環部分である。他の改変例として、挟み込みタイプを採用することもでき、すなわち、剥ぎ取り部５３は、連続的な相似形態ではなく、成形体の外周を両側から挟み込むように配置された、縁部となる。
【００２１】
剥ぎ取り部５３の対面間隔Ａ、すなわち、相似タイプでは内直径、挟み込みタイプでは離隔距離は、上パンチ７が挿入されるべきダイ３の対応する間隔Ｄ、すなわち、成形体が円柱形状である場合にはダイ３の内径よりも小さくなるように設定されている。
【００２２】
支持脚部５５は、剥離部材９においてダイ３に向けて延び（突出し）ている。支持脚部５５は、剥ぎ取り部５３が上述した相似タイプであれば、環状をなすように構成され、剥ぎ取り部５３が挟み込みタイプであれば、柱状をなすように構成される。
【００２３】
次に、上述した粉末成形装置により実施される、本実施の形態に係る粉末成形方法について説明する。図３に、一例として、いわゆるウィズドロアル法による粉末成形の工程を模式的に示す。まず、図３の（ａ）に示されるように、ダイ３が下パンチ５に対して十分に上昇していることで、ダイ３及び下パンチ５によって成形室５７が画定される。ダイ３は成形室５７の側面をなし、下パンチ５は成形室５７の底面をなしている。この状態において、成形室５７内には、図示省略する周知の態様でよいフィーダによって、例えば金属粉末あるいはセラミック粉末等を含む粉末原料５９が充填される。
【００２４】
次に、図３の（ｂ）に示されるように、上パンチ７及び剥離部材９が一体となって下降される。上パンチ７及び剥離部材９は、剥離部材９の支持脚部５５が下パンチ５の上面に当接するまで下降される。
【００２５】
次に、図３の（ｃ）に示されるように、上パンチ７が下パンチ５に近づくように下降されると共に、相互に当接する剥離部材９及びダイ３は一体となり、上パンチ７とは独立して下降される。これにより、成形室５７内の粉末原料を加圧して成形体６１を作る。
【００２６】
続いて、図３の（ｄ）に示されるように、ホールドダウンによる成形体６１の抜出しを行う。すなわち、成形体６１の抜出しは、成形体６１を上パンチ７及び下パンチ５によって抑えた状態で、剥離部材５３の支持脚部５５がダイ３の上面と当接したまま、一体となった剥離部材５３及びダイ３を、上パンチ７及び下パンチ５に対して下降させる。かかる下降動作は、下パンチ５の上面がダイ３の上面と面一に位置するかあるいは僅かに上方に位置するまで行われる。
【００２７】
その後、図３の（ｅ）に示されるように、上パンチ７及び剥離部材９が一体となって、ダイ３から離れるように上昇する。それにより、下パンチ５に載置された成形体６１が露出され、粉末成形装置１から成形体６１を取り出すことができる。なお、成形体６１の具体例としては、コイル装置のコアなどを挙げることができる。
【００２８】
ここで、比較形態として、本実施の形態のような剥離部材９を持たない粉末成形装置の粉末成形の工程を説明する。図４に当該工程を模式的に示す。図４の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、粉末原料の充填、加圧については、上述した本実施の形態の場合と同様である。しかしながら、本発明者の研究によると、比較形態では成形体の抜出し以降、次のような問題が生じる。まず、図４の（ｃ）に示されるように、成形体６１の抜出しは、成形体６１を上パンチ７及び下パンチ５によって抑えた状態で、ダイ３のみが下降する。このとき、上パンチ７の側面下部とダイ３との間に粉末原料が介在することがあり、その場合、ダイ３の下降動作による摺動摩擦力によって、上記のような介在した粉末原料は、成形室内の成形体６１側に引き摺られながら圧縮固化され、ばり７１（図４の（ｄ）参照）となって成形体６１と上パンチ７とを接続してしまう。これにより、図４の（ｄ）に示されるように、上パンチ７がその後、上昇する際に、上パンチ７の下部にばり７１を介して成形体６１が付着してしまったり、成形体６１は付着しなかったものの、ばり７１は依然として上パンチ７の側面下部に付着したままであったりする問題が生じる。
【００２９】
一方、本発明では、剥離部材９を備えることによりこのような問題が防止されている。図３の（ｅ）に示されるように、剥離部材９においては、支持脚部５５の当接面から剥ぎ取り部５３までの高さＰが、成形体６１の高さＨよりも大きく設定されている。よって、図３の（ｄ）に示されるように、下パンチ５の上面が、ダイ３の上面と面一にもしくは上方に位置し、且つ、上パンチ７の下面が成形体６１と接触している状態で、剥離部材９の剥ぎ取り部５３は、成形体６１の高さよりも高くなる位置にある。そして、その後、上パンチ７が上昇する際には、まず、上パンチ７のみが剥離部材９とは独立して上昇し、剥離部材９は支持脚部５５においてダイ３と当接している状態に維持される。これにより、上パンチ７の側面下部に付着しているばり７１は、剥離部材９の剥ぎ取り部５３に引っ掛かって剥ぎ取られる。そして、上パンチ７の下面が剥離部材９の剥ぎ取り部５３と同じ高さに位置するかあるいは若干上方に位置し、上パンチ７への付着物が離脱された後に、上パンチ７と剥離部材９とは一体となって、下パンチ５から離れるように上昇する。このようにして、ばり７１を介して付着している成形体６１や、ばり７１そのものを、上パンチ７から剥離させることが可能となっている。特に、成形体６１そのものの上パンチ７への付着を許容すると、付着した成形体６１が次の成形工程へ持ち込まれ、いわゆる二重成形を引き起こしてしまうため、成形体６１の付着を解消できることで二重成形の確実な防止を図ることができる。
【００３０】
さらに、本実施の形態では、加圧の前に剥離部材９の支持脚部５５をダイ３に当接させその後、上パンチ７を下降させることにより次のような効果が得られている。図３の（ｂ）に示される状態から、上パンチ７が下降し、加圧される際には、粉末原料５９が僅かに成形室５７から溢れ出る可能性が皆無ではない。よって、上パンチ７を下降して加圧した後に剥離部材９を下降させて支持脚部５５をダイ３に当接させる態様では、上記のように溢れ出た粉末原料５９が支持脚部５５とダイ３との間に介在してしまい、その分、剥離部材９の剥ぎ取り部５３の位置が本来所望の高さまで下がりきらないおそれがあり、すなわち、上パンチ７がその後上昇しても、ばり７１が剥ぎ取り部５３に十分に接触しない可能性が皆無ではない。しかしながら、本実施の形態では、加圧の前に剥離部材９の支持脚部５５がダイ３に当接されるため、そもそも溢れ出た粉末原料５９が支持脚部５５とダイ３との間に介在するおそれがない。したがって、剥離部材９が上パンチ７の付着物を剥ぎ取る前に上パンチ７と一体となって上昇してしまうことを確実に回避することができる。
【００３１】
また、本発明では、成形体６１の抜出し時における剥ぎ取り部５３の成形体６１に対する高さが重要な要素の一つであるところ、本実施の形態では、支持脚部５５がダイ３に物理的に当接することで、剥ぎ取り部５３が所望の位置に支持されている。よって、剥離部材がダイに対して浮いた状態で保持される態様に比べ、剥ぎ取り部５３の位置がより確実に規定される。したがって、抜出し時の剥離部材９及びダイ３の下降時に剥ぎ取り部５３の位置が下がり過ぎて、成形体６１と衝突して破損させたり、逆に、剥ぎ取り部５３の位置が上がり過ぎていて、剥離部材９が上パンチ７の付着物を剥ぎ取る前に上パンチ７と一体となって上昇してしまったりすることをより確実に回避することが可能となっている。
【００３２】
また、上述したように剥ぎ取り部５３の対面間隔はダイ３の対応する間隔よりも小さく設定されているため、加圧時に成形室５７からのエア抜きを確実にしエアがコンパクティングされることを防止しながらも、抜出し後の上パンチ７の上昇時には、付着物を確実に剥ぎ取ることができるようになっている。
【００３３】
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【００３４】
例えば、上述した実施の形態では、剥離部材が上パンチの外側に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。図５に基づいて、剥離部材が上パンチの内側に設けられている改変した実施の態様を説明する。この実施の形態では、まず、円環状の成形体が対象となっており、それに応じて、下パンチ１０５及び上パンチ１０７が中央に穴を有する円筒状に構成されている。下パンチ１０５の周囲には、ダイ３が設けられている一方、下パンチ１０５の中央の穴には、コアロッド１８１がスライド可能に挿入されている。上パンチ１０７の外側には、第１の剥離部材９が設けられている一方、上パンチ１０７の中央の穴には、第２の剥離部材１０９がスライド可能に挿入されている。第２の剥離部材１０９の下部先端１０９ａには、ブラシが設けられていてもよい。
【００３５】
このような改変された実施の形態においても、図５の（ａ）から（ｂ）に示されるように、粉末原料が加圧されて成形体が形成される。さらに、図５の（ｃ）から（ｄ）に示されるように、ホールドダウンによる成形体の抜出しが行われる。そして、図５の（ｅ）に示されるように、上パンチ１０７及び剥離部材９、１０９が上昇されて、成形体６１を取り出すことができるようになる。
【００３６】
また、本発明者の研究によると、本実施の形態においては、上パンチ１０７の外側面下部への付着物が問題になることに加え、内側面下部への付着物も問題になるところ、外側面への付着物は、第１の剥離部材９の剥ぎ取り部５３によって剥ぎ取られ、内側面への付着物は、第２の剥離部材１０９の下部先端１０９ａによって剥ぎ取られる。このようにして、上パンチ１０７の内外側面下部に関し、付着物が付着したまま上パンチ１０７が上昇することを防止することが可能となっている。
【００３７】
また、本発明の成形体の形状は、図２に示されるような円柱形状、円環形状に限定されるものではない。したがって、成形体は、図２に示されるような角形状すなわち一部に角柱を含む形状や、図示省略するが角柱形状や角環形状など、様々な形態を採り得る。また、成形体の外側から干渉する剥離部材も、各形態それぞれにつき、挟み込みタイプや相似タイプを採用することができる。
【００３８】
また、本発明は、ウィズドロアル法に限定されるものではない。成形体の付着を念頭におくならば、例えばフローティングダイ法などホールドダウンによる抜出しを伴う成形法に適用することができ、ばり、異物、滓、汚れなどの付着物まで念頭におくならば、ホールドダウンによる抜出しを伴わない成形法にまで広く適用することが可能である。
【００３９】
また、上述した説明における動作方向や動作対象は具体例であり、本発明の説明は、あくまでも相対的な動作関係で同視できる態様を開示しているものとする。よって、一例を示すと、下パンチが固定されダイが下降する態様は、ダイを固定し下パンチを上昇させる態様も含む相対的な動作を開示しているものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る粉末成形方法を実施する粉末成形装置の正面図である。
【図２】成形体形状と、剥離部材の形状及び配置態様とを示す図である。
【図３】本実施の形態のウィズドロアル法による粉末成形の工程を模式的に示す図である。
【図４】比較例の粉末成形の工程を模式的に示す図である。
【図５】本発明の改変した実施の形態に関する図３と同態様の図である。
【符号の説明】
【００４１】
１                      粉末成形装置
３                      ダイ
５                      下パンチ
７                      上パンチ
９、１０９              剥離部材
５３                    剥ぎ取り部
５５                    支持脚部
５７                    成形室
５９                    粉末原料
６１                    成形体（付着物）
７１                    ばり（付着物）
【図１】
0004678394.tif 000002
【図２】
0004678394.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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