(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ孔を上下方向に備えるダイスと、該ダイスのダイ孔にその下方から挿入される複数の下パンチと、各下パンチにそれぞれ対向して該ダイ孔にその上方から挿入され、前記複数の下パンチとの間に材料粉末が充填されるキャビティを形成する複数の上パンチとを備えた装置を用い、互いに対向する各組の下パンチと上パンチとの間で前記材料粉末を上下方向に加圧・圧縮することにより前記キャビティ内に粉末成形体を得る多段成形製造方法において、
前記各組の両パンチ間の前記材料粉末のうち、当該両パンチによる該材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるべき部位をニュートラル部位とし、該ニュートラル部位が全ての組の両パンチ間の材料粉末について同一水平面上に並ぶように各組の両パンチ間の材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、
前記各組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように各組の両パンチによる材料粉末の加圧・圧縮を行う多段成形製造方法であり、
前記粉末成形体は貫通横穴を有する粉末成形体であって、前記ダイスには、少なくとも前記各組の両パンチを前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置に移送したときに前記キャビティに先端部が臨む横穴形成ピンと該横穴形成ピンに対向して前記キャビティに先端部が臨む対向ピンとがそれぞれ前記ダイスに横方向に延在して形成されたピン挿入穴に移動可能に挿入されて搭載されており、
前記各組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位の位置を前記横穴形成ピンの中心軸上の位置に定められており、
前記複数の下パンチを挿入した前記ダイ孔内に、各下パンチの上方に存する材料粉末の深さがそれぞれあらかじめ定めた所定量となるように該材料粉末を充填する工程と、前記複数の上パンチを前記ダイ孔にその上方から挿入して該ダイ孔内の材料粉末に接触させ、該材料粉末が非加圧状態で密封された前記キャビティを該ダイ孔内に形成する工程と、該材料粉末の非加圧状態での前記各組の下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ該両パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各組の両パンチを前記初期位置に移送する工程と、前記各組の両パンチの前記初期位置への移送後、少なくとも前記加圧工程の終了前に、前記粉末成形体に前記貫通横穴を形成すべく前記横穴形成ピンを前記対向ピンに向かって前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させると共に該横穴形成ピンの前進に同期させて前記対向ピンを該キャビティ側から後退させることにより両ピン間の前記粉末材料を前記対向ピン側の前記ピン挿入穴内に前記キャビティから押し出す工程と、前記横穴形成ピンが前記キャビティを貫通した状態を前記加圧工程が終了するまで保持する工程とを備え、
前記加圧工程は、前記各組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として、各組の下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、前記各組の下パンチ及び上パンチの組番号をｋ（ｋは、下パンチ及び上パンチの総組数以下の自然数）、前記加圧工程における第ｋ組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量をＸｋ，Ｙｋとしたとき、前記各組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、該移動量Ｘｋ，Ｙｋは、それぞれ次式（１），（２）によりあらかじめ設定されていることを特徴とする粉末成形体の多段成形製造方法。
【数１】
0004605847.tif 000027
【数２】
0004605847.tif 000028
但し、式（１），（２）において、前記移動量Ｘｋ，Ｙｋは上向きを正方向とする。また、式（１），（２）において、Ｒｋ：第ｋ組の下パンチ及び上パンチによる加圧工程の終了時における該下パンチの上面から両パンチ間の材料粉末の前記ニュートラル部位までの間隔の、該加圧工程の終了時における両パンチ間の上下方向の間隔に対する割合を百分率で表したもの、Ｆｋ：第ｋ組の下パンチ及び上パンチによる加圧工程の開始時における両パンチ間の材料粉末の深さ、Ｈｋ：第ｋ組の下パンチ及び上パンチによる加圧工程の終了時における両パンチ間の間隔。
【請求項２】
前記加圧工程の開始時から終了時までの間に、前記各組の下パンチ及び上パンチの前記ダイスに対する移動を一時的に停止して両パンチ間の前記材料粉末の加圧・圧縮を中断する工程を備え、
前記対向ピンを後退させつつ前記横穴形成ピンを前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させる工程は、前記加圧・圧縮の中断中に行うことを特徴とする請求項１記載の粉末成形体の多段成形製造方法。
【請求項３】
前記対向ピンを後退させつつ前記横穴形成ピンを前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させた際に、前記対向ピン側の前記ピン挿入穴内に前記キャビティから押し出された前記材料粉末を、該対向ピン側のピン挿入穴を前記ダイスの外部に連通させて該ダイスに設けた粉末排出穴を介して該ダイスの外部に排出する工程を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の粉末成形体の多段成形製造方法。
【請求項４】
ダイ孔を上下方向に備えるダイスと、該ダイスのダイ孔にその下方から挿入される複数の下パンチと、該ダイ孔にその上方から挿入され、前記複数の下パンチとの間に材料粉末が充填されるキャビティを形成すると共に平坦な下端面を有する上パンチとを備えた装置を用い、前記各下パンチと上パンチとの間で前記材料粉末を上下方向に加圧・圧縮することにより前記キャビティ内に粉末成形体を得る多段成形製造方法において、
前記各下パンチの上方に存する材料粉末のうち、各下パンチと前記上パンチとによる該材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるべき部位をニュートラル部位とし、該ニュートラル部位が全ての下パンチの上方に存する材料粉末について同一水平面上に並ぶように各下パンチの上方に存する材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、
前記各下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように各下パンチと前記上パンチとによる材料粉末の加圧・圧縮を行う多段成形製造方法であり、
前記複数の下パンチを挿入した前記ダイ孔内に、各下パンチの上方に存する材料粉末の深さがそれぞれあらかじめ定めた所定量となるように該材料粉末を充填する工程と、前記上パンチを前記ダイ孔にその上方から挿入して該ダイ孔内の材料粉末に接触させ、該材料粉末が非加圧状態で密封された前記キャビティを該ダイ孔内に形成する工程と、該材料粉末の非加圧状態での前記各下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ各下パンチ及び上パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各下パンチ及び上パンチを前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置に移送する工程とを備え、
前記加圧工程は、前記各下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定とし且つ、各下パンチの上方に存する材料粉末の前記加圧工程における圧縮比を全ての下パンチについて同一として、各下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、前記各下パンチの番号をｋ（ｋは、下パンチの総数以下の自然数）、前記加圧工程における第ｋ番の下パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量をＸｋ、ｍを任意の一つの下パンチの番数、前記加圧工程における前記上パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量をＹとしたとき、前記各下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、該移動量Ｘｋ，Ｙは、それぞれ次式（３），（４）によりあらかじめ設定されていることを特徴とする粉末成形体の多段成形製造方法。
【数３】
0004605847.tif 000029
【数４】
0004605847.tif 000030
但し、式（３），（４）において、前記移動量Ｘｋ，Ｙは上向きを正方向とする。また、式（３），（４）において、Ｒｋ：第ｋ番の下パンチと上パンチとによる加圧工程の終了時における該下パンチの上面から該下パンチの上方の材料粉末の前記ニュートラル部位までの間隔の、該加圧工程の終了時における当該第ｋ番の下パンチと上パンチとの間隔に対する割合を百分率で表したもの、Ｆｋ：第ｋ番の下パンチと上パンチとによる加圧工程の開始時における該下パンチの上方の材料粉末の深さ、Ｈｋ：第ｋ番の下パンチと上パンチとによる加圧工程の終了時における当該両パンチ間の間隔。
【請求項５】
前記粉末成形体は貫通横穴を有する粉末成形体であって、
前記ダイスには、少なくとも前記各下パンチと前記上パンチとを前記ダイスに対する前記初期位置に移送したときに前記キャビティに先端部が臨む横穴形成ピンと該横穴形成ピンに対向して前記キャビティに先端部が臨む対向ピンとがそれぞれ前記ダイスに横方向に延在して形成されたピン挿入穴に移動可能に挿入されて搭載されており、
前記各下パンチ及び前記上パンチの前記初期位置への移送後、少なくとも前記加圧工程の終了前に、前記粉末成形体に前記貫通横穴を形成すべく前記横穴形成ピンを前記対向ピンに向かって前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させると共に該横穴形成ピンの前進に同期させて前記対向ピンを該キャビティ側から後退させることにより両ピン間の前記粉末材料を前記対向ピン側の前記ピン挿入穴内に前記キャビティから押し出す工程と、前記横穴形成ピンが前記キャビティを貫通した状態を前記加圧工程が終了するまで保持する工程とを備え、
前記各下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位の位置を前記横穴形成ピンの中心軸上の位置に定めたことを特徴とする請求項４記載の粉末成形体の多段成形製造方法。
【請求項６】
前記加圧工程の開始時から終了時までの間に、前記各下パンチ及び上パンチの前記ダイスに対する移動を一時的に停止して各下パンチ及び上パンチ間の前記材料粉末の加圧・圧縮を中断する工程を備え、
前記対向ピンを後退させつつ前記横穴形成ピンを前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させる工程は、前記加圧・圧縮の中断中に行うことを特徴とする請求項５記載の粉末成形体の多段成形製造方法。
【請求項７】
前記対向ピンを後退させつつ前記横穴形成ピンを前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させた際に、前記対向ピン側の前記ピン挿入穴内に前記キャビティから押し出された前記材料粉末を、該対向ピン側のピン挿入穴を前記ダイスの外部に連通させて該ダイスに設けた粉末排出穴を介して該ダイスの外部に排出する工程を備えたことを特徴とする請求項５又は６記載の粉末成形体の多段成形製造方法。
【請求項８】
ダイ孔を上下方向に備えるダイスと、該ダイスのダイ孔にその下方から挿入される複数の下パンチと、各下パンチにそれぞれ対向して該ダイ孔にその上方から挿入され、前記複数の下パンチとの間に材料粉末が充填されるキャビティを形成する複数の上パンチと、該キャビティに向かって横方向に進退可能に前記ダイスに搭載された横穴形成ピンとを備えた装置を用い、前記横穴形成ピンをその先端が前記キャビティ内に存するようにして該キャビティ内に挿入した状態で、互いに対向する各組の下パンチと上パンチとの間で前記材料粉末を上下方向に加圧・圧縮することにより前記キャビティ内にめくら穴状の横穴を有する粉末成形体を得る多段成形製造方法において、
前記下パンチ及び上パンチの各組のうち、両パンチが前記キャビティに挿入された横穴形成ピンの上下に該横穴形成ピンに対向して存する組を特定組とすると共に、前記各組の両パンチ間の前記材料粉末のうち、当該両パンチによる該材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるべき部位をニュートラル部位とし、該ニュートラル部位が、少なくとも全ての前記特定組の両パンチ間の材料粉末について前記横穴形成ピンの中心軸上に存するように各特定組の両パンチ間の材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、
前記各特定組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように各特定組の両パンチ間による材料粉末の加圧・圧縮を行う多段成形製造方法であり、
前記複数の下パンチを挿入した前記ダイ孔内に、各下パンチの上方に存する材料粉末の深さがそれぞれあらかじめ定めた所定量となるように該材料粉末を充填する工程と、前記複数の上パンチを前記ダイ孔にその上方から挿入して該ダイ孔内の材料粉末に接触させ、該材料粉末が非加圧状態で密封された前記キャビティを該ダイ孔内に形成する工程と、該材料粉末の非加圧状態での前記各組の下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ該両パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各組の両パンチを前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置に移送する工程と、少なくとも前記キャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程の開始前に前記横穴形成ピンを該キャビティに挿入し、その挿入状態を該加圧工程中に維持する工程とを備え、
前記加圧工程は、少なくとも前記各特定組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として、各組の下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、前記各特定組の下パンチ及び上パンチの組番号をｋ（ｋは、下パンチ及び上パンチの総組数以下の自然数）、前記加圧工程における第ｋ組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量をＸｋ，Ｙｋとしたとき、該各特定組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が該加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、該移動量Ｘｋ，Ｙｋは、それぞれ次式（５），（６）によりあらかじめ設定されていることを特徴とする粉末成形体の多段成形製造方法。
【数５】
0004605847.tif 000031
【数６】
0004605847.tif 000032
但し、式（５），（６）において、前記移動量Ｘｋ，Ｙｋは上向きを正方向とする。また、式（５），（６）において、Ｒｋ：第ｋ組の下パンチ及び上パンチによる加圧工程の終了時における該下パンチの上面から両パンチ間の材料粉末の前記ニュートラル部位までの間隔の、該加圧工程の終了時における両パンチ間の上下方向の間隔に対する割合を百分率で表したもの、Ｆｋ：第ｋ組の下パンチ及び上パンチによる加圧工程の開始時における両パンチ間の材料粉末の深さ、Ｈｋ：第ｋ組の下パンチ及び上パンチによる加圧工程の終了時における両パンチ間の間隔。
【請求項９】
前記特定組を含む全ての組の両パンチについて、前記加圧工程中における各組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として各組の両パンチによる前記材料粉末の加圧・圧縮を行うと共に、
前記特定組を含む全ての組の両パンチ間の材料粉末について前記ニュートラル部位が前記横穴形成ピンの中心軸上に存するように各組の両パンチ間の材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、
前記各組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように、各組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの該加圧工程における前記ダイスに対する相対的な移動量をあらかじめ設定したことを特徴とする請求項８記載の粉末成形体の多段成形製造方法。
【請求項１０】
ダイ孔を上下方向に備えるダイスと、該ダイスのダイ孔にその下方から挿入される複数の下パンチと、該ダイ孔にその上方から挿入され、前記複数の下パンチとの間に材料粉末が充填されるキャビティを形成すると共に平坦な下端面を有する上パンチと、該キャビティに向かって横方向に進退可能に前記ダイスに搭載された横穴形成ピンとを備えた装置を用い、前記横穴形成ピンをその先端が前記キャビティ内に存するようにして該キャビティ内に挿入した状態で、前記各下パンチと上パンチとの間で前記材料粉末を上下方向に加圧・圧縮することにより前記キャビティ内にめくら穴状の横穴を有する粉末成形体を得る多段成形製造方法において、
前記複数の下パンチのうち、前記キャビティに挿入された横穴形成ピンの下方に該横穴形成ピンに対向して存する下パンチを特定下パンチとすると共に、前記各下パンチの上方に存する前記材料粉末のうち、当該下パンチと前記上パンチとによる該材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるべき部位をニュートラル部位とし、該ニュートラル部位が、少なくとも全ての前記特定下パンチの上方に存する材料粉末について前記横穴形成ピンの中心軸上に存するように各特定下パンチの上方に存する材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、
前記各特定下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように各特定下パンチと前記上パンチとによる材料粉末の加圧・圧縮を行う多段成形製造方法であり、
前記複数の下パンチを挿入した前記ダイ孔内に、各下パンチの上方に存する材料粉末の深さがそれぞれあらかじめ定めた所定量となるように該材料粉末を充填する工程と、前記上パンチを前記ダイ孔にその上方から挿入して該ダイ孔内の材料粉末に接触させ、該材料粉末が非加圧状態で密封された前記キャビティを該ダイ孔内に形成する工程と、該材料粉末の非加圧状態での前記各下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ各下パンチ及び上パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各下パンチ及び上パンチを前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置に移送する工程と、少なくとも前記キャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程の開始前に前記横穴形成ピンを該キャビティに挿入し、その挿入状態を該加圧工程中に維持する工程とを備え、
前記加圧工程は、少なくとも前記各特定下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定とし且つ、各特定下パンチの上方に存する材料粉末の前記加圧工程における圧縮比を全ての特定下パンチについて同一として、各下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、前記各特定下パンチの番号をｋ（ｋは、下パンチの総数以下の自然数）、前記加圧工程における第ｋ番の特定下パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量をＸｋ、ｍを任意の一つの特定下パンチの番数、前記加圧工程における前記上パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量をＹとしたとき、前記各特定下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、該移動量Ｘｋ，Ｙは、それぞれ次式（７），（８）によりあらかじめ設定されていることを特徴とする粉末成形体の多段成形製造方法。
【数７】
0004605847.tif 000033
【数８】
0004605847.tif 000034
但し、式（７），（８）において、前記移動量Ｘｋ，Ｙは上向きを正方向とする。また、式（７），（８）において、Ｒｋ：第ｋ番の特定下パンチと上パンチとによる加圧工程の終了時における該下パンチの上面から該下パンチの上方の材料粉末の前記ニュートラル部位までの間隔の、該加圧工程の終了時における当該第ｋ番の特定下パンチと上パンチとの間隔に対する割合を百分率で表したもの、Ｆｋ：第ｋ番の特定下パンチと上パンチとによる加圧工程の開始時における該特定下パンチの上方の材料粉末の深さ、Ｈｋ：第ｋ番の特定下パンチと上パンチとによる加圧工程の終了時における当該両パンチ間の間隔。
【請求項１１】
前記特定下パンチを含む全ての下パンチについて、前記加圧工程中における各下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として各下パンチと上パンチとにによる前記材料粉末の加圧・圧縮を行うと共に、
前記特定下パンチを含む全ての下パンチの上方に存する材料粉末について前記ニュートラル部位が前記横穴形成ピンの中心軸上に存するように各下パンチの上方に存する材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、
前記各下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように、各下パンチ及び上パンチのそれぞれの該加圧工程における前記ダイスに対する相対的な移動量をあらかじめ設定したことを特徴とする請求項１０記載の粉末成形体の多段成形製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下パンチ及び上パンチ間で材料粉末を加圧・圧縮して粉末成形体を製造する方法、詳しくは、下パンチ及び上パンチの両者もしくは下パンチを複数備える装置を用いて材料粉末を製造する方法に関し、特に、横穴を有する粉末成形体の製造に適した多段成形製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
材料粉末を加圧して粉末成形体を製造する場合、粉末成形体の外周形状に沿って形成されたダイ孔を上下方向に備えるダイスと、該ダイスのダイ孔にその下方から挿入される下パンチと、該ダイ孔にその上方から挿入されて下パンチとの間にキャビティ（成形空間）を形成する上パンチとを備えた装置を用い、前記キャイビティに充填される材料粉末を上下の両パンチ間で加圧・圧縮することで、該キャビティ内に所望形状の粉末成形体を得る方法が従来から知られている。
【０００３】
この場合、例えば製造する粉末成形体の上面部及び下面部に階段状の段差を形成しようとするときには、通常、各段差面に対応して互いに対向する下パンチと上パンチとの組が複数組備えられた装置が用いられ、それらの各組の両パンチ間で、材料粉末を加圧・圧縮することで（所謂、多段成形を行う）、粉末成形体が製造される。また、例えば上面部が平坦で、下面部に段差面を有するような粉末成形体を製造する場合には、平坦な下端面（成形面）を有する単一の上パンチと、上記段差面を形成するための複数の下パンチを備えた装置が用いられ、その各下パンチと、上パンチとの間で材料粉末を加圧・圧縮して多段成形を行うことで、所望の粉末成形体が製造される。
【０００４】
なお、このような粉末成形体の製造手法において、キャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮は、前記多段成形であるか否かによらずに、下パンチ及び上パンチをそれぞれダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行われる。この場合、前記多段成形にあっては、キャビティ内の材料粉末を加圧・圧縮する際に、ダイスを固定し、各組の下パンチ及び上パンチの全てをそれぞれ移動させながら材料粉末の加圧・圧縮を行う場合の他、下パンチのいずれか一つを固定し、他のパンチとダイスとを移動させながら材料粉末の加圧・圧縮を行う場合もあり、さらには、ダイスと上下のパンチとの全てを移動させながら材料粉末の加圧・圧縮を行う場合もある。
【０００５】
ところで、例えば下パンチと上パンチとの組を複数備える装置を用いた多段成形によって粉末成形体を製造する場合にあっては、キャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程における各組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量や、相対的な移動速度等、下パンチと上パンチとの間の材料粉末の加圧条件が不適切であると、キャビティ内の材料粉末のうち、ある一組の両パンチ間で加圧・圧縮される部分と、これに隣接する他の一組の両パンチ間で加圧・圧縮される部分との境界箇所において、最終的に得られる粉末成形体の強度が部分的に弱くなるというような不都合を生じることがある。場合によっては、粉末成形体が、上記境界箇所において、衝撃等によって簡単に損壊してしまうという不都合を生じることもある。
【０００６】
このような不都合を生じる理由の一つとして次のような理由が考えられる。
【０００７】
すなわち、前記加圧条件が不適切であると、上記境界箇所において、加圧工程の開始時に互いに隣合っていた材料粉末同士が、加圧工程の終了時までに上下に位置ずれを生じることがある。このような部分では、粉末成形体の強度が不足し、クラック等の不都合を生じやすいと考えられる。
【０００８】
なお、上記のような不都合は、単一の上パンチと複数の下パンチとを備える装置による多段成形においても、各下パンチ及び上パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量や、相対的な移動速度等等の加圧条件が不適切であると同様に生じることがある。
【０００９】
また、貫通した横穴を有する粉末成形体を多段成形により製造する場合において、上記貫通横穴を粉末成形体に形成するための横穴形成ピンをキャビティ内に挿通して該キャビティを貫通させ、その挿通状態を維持したままキャビティ内の材料粉末を加圧・圧縮する場合にあっては、前記加圧条件が不適切であると、各組の両パンチから材料粉末を介して前記横穴形成ピンに偏荷重が作用し、その結果、該横穴形成ピンが折れる等の不都合を生じることもある。
【００１０】
同様に、貫通していない横穴、すなわち、めくら穴状の横穴を有する粉末成形体を多段成形により製造する場合において、上記めくら穴状の横穴を粉末成形体に形成するための横穴形成ピンをキャビティ内に挿入し、その挿入状態を維持したままキャビティ内の材料粉末を加圧・圧縮する場合にあっては、特に、該横穴形成ピンが複数組（全組とは限らない）の上下パンチ間にまたがって延在するようにキャビティに挿入されるような場合に、前記加圧条件が不適切であると、各組の両パンチから材料粉末を介して前記横穴形成ピンに偏荷重が作用し、その結果、該横穴形成ピンが折れる等の不都合を生じることもある。
【００１１】
しかるに、従来は、多段成形における材料粉末の適正な加圧条件を容易に設定する手法が確立されておらず、該加圧条件の設定は、試行錯誤や経験に負うところが大きいものとなっていた。このため、良質な粉末成形体を得ることができ、あるいは、粉末材料の加圧工程中にキャビティ内に挿入される横穴形成ピンの破損を回避することができるような加圧条件を設定するまでに、多大な労力を要するものとなっていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる背景に鑑み、材料粉末の適正な加圧条件を容易に設定することができると共に、その設定した加圧条件により良質な粉末成形体を得ることができる粉末成形体の多段成形製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、貫通した横穴や、めくら穴状の横穴を有する粉末成形体を製造する場合に、該横穴を形成するためにキャビティに挿入される横穴形成ピンに偏荷重を作用させたりすることなく、横穴を有する良質な粉末成形体を製造することができる粉末成形体の多段成形製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
まず、本発明を説明する前に、本発明の基本的な原理を図１（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
【００１５】
図１（ａ），（ｂ）において、１００はダイス、１１０はこのダイス１００のダイ孔１０１にその下方から挿入された下パンチ、１２０は下パンチ１１０を挿入したダイ孔１０１に材料粉末Ａを充填した後、該ダイ孔１０１にその上方から挿入された上パンチである。ダイ孔１０１内には、これに挿入された下パンチ１１０と上パンチ１１０との間に、粉末成形体Ｂを得るキャビティ１０２が形成されている。
【００１６】
これらの図１（ａ），（ｂ）のうち、図１（ａ）は、両パンチ１１０，１２０による材料粉末Ａの加圧・圧縮の開始時における状態（より正確には加圧開始直前の状態。以下、加圧開始初期状態という）を示しており、この加圧開始初期状態では、キャビティ１０２内の材料粉末Ａは両パンチ１１０，１２０間に非加圧状態で保持されている。そして、図１（ｂ）は、上記加圧開始初期状態から、下パンチ１１０及び上パンチ１２０をそれぞれダイス１００に対して上動、下動させて材料粉末Ａを加圧・圧縮し、最終的に粉末成形体Ｂをキャビティ１０２内に得た状態（以下、加圧終了状態という）を示している。
【００１７】
ここで、キャビティ１１２内の材料粉末Ａの加圧開始時から加圧終了時までの加圧工程中において、該材料粉末Ａの各部の上下関係は変化しないものとする。すなわち、前記加圧開始初期状態において、キャビティ１１２中の材料粉末Ａの、上下方向における任意の高さ位置に存する部位Ｃと、その上側あるいは下側に存する材料粉末Ａとに着目したとき、その上下関係は加圧工程中も維持され、加圧開始初期状態において、前記部位Ｃの材料粉末Ａよりも上側又は下側に存する粉末材料Ａは、それぞれ加圧工程中も部位Ｃの材料粉末Ａよりも上側、下側に存するものとする。
【００１８】
このような前提の基で、前記加圧開始初期状態において、キャビティ１１２中の任意の高さ位置にある材料粉末Ａの部位Ｃに着目し、この部位Ｃの位置を表現するために次のようなパラメータを導入する。
【００１９】
まず、図１（ａ）の加圧開始初期状態における材料粉末Ａの深さをＦ（これは加圧開始初期状態における両パンチ１１０，１２０間の間隔でもある。以下、充填深さＦという）、この加圧開始初期状態における上記部位Ｃの位置を、下パンチ１１０の上面から間隔Ｎcsを存する位置とする。そして、この間隔Ｎcsの前記充填深さＦに対する比率を百分率で表したものをＲs （＝１００・Ｎcs／Ｆ）とおく。
【００２０】
また、図１（ｂ）の加圧終了状態において両パンチ１１０，１２０間に得られる粉末成形体Ｂの厚さをＨ（これは加圧終了状態における両パンチ１１０，１２０間の間隔でもある。以下、成形体厚さＨという）とし、上記部位Ｃ（加圧開始初期状態において下パンチ１１０の上面から間隔Ｎcsを存する位置にあった部位）が、加圧終了状態においては下パンチ１１０の上面から間隔Ｎceを存する位置になるとする。そして、この間隔Ｎceの前記成形体厚さＨに対する比率を百分率で表したものをＲe （＝１００・Ｎce／Ｈ）とおく。
【００２１】
このとき、前述の如くキャビティ１１２内の材料粉末Ａの各部の上下関係が加圧工程中に変化しないことから、上記の如く定義した比率Ｒs ，Ｒe は、等しいと考えてよく、次式（９）が成立する。
【００２２】
【数９】
0004605847.tif 000002
【００２３】
そこで、上記比率Ｒs ，Ｒe を改めて参照符号Ｒで表し、これを以下、加圧比率Ｒ（＝Ｒs ＝Ｒe ）と称する。このように定義した加圧比率Ｒは、前記加圧開始初期状態及び加圧終了状態のいずれかの状態で、前記部位Ｃの高さ位置を特定したとき、その部位Ｃに対して一義的に定まり、該加圧比率Ｒの値は、加圧開始初期状態及び加圧終了状態のいずれの状態でも同一となる。
【００２４】
この加圧比率Ｒを用いると、前記間隔Ｎcs，Ｎceはそれぞれ次式（１０），（１１）により与えられる。
【００２５】
【数１０】
0004605847.tif 000003
【００２６】
【数１１】
0004605847.tif 000004
【００２７】
次に、材料粉末Ａの加圧工程中における下パンチ１１０及び上パンチ１２０のダイス１００に対する移動速度をそれぞれＶ１、Ｖ２とし、これらの比率Ｖ１：Ｖ２は加圧工程中の任意の時刻において一定であるとする（例えば移動速度Ｖ１、Ｖ２がそれぞれ一定であるとする）。
【００２８】
このとき、キャビティ１１２内の材料粉末Ａのうちには、上記加圧工程中に、ダイス１００に対する上下方向の位置が変化しない部位、すなわちダイス１００に対して上下方向に不動となる部位（以下、ニュートラル部位という）が存在する。
【００２９】
そこで、前記部位Ｃがこのニュートラル部位となるための条件を以下に求める。
【００３０】
すなわち、前記加圧開始初期状態における下パンチ１１０の上面の高さを「０」とする上下方向の座標軸Ｚをダイス１００上に固定的に設定し（上向きを正とする）、加圧工程における下パンチ１１０及び上パンチ１２０のダイス１００に対する相対的な移動量をそれぞれ図示の如くＸ，Ｙとおく。この場合、上向きを正の向きとしているため、ダイス１００に対して下向きに移動する上パンチ１２０の移動量Ｙは負の値である。
【００３１】
このとき、図１を参照して明らかなように次式（１２）が成立する。
【００３２】
【数１２】
0004605847.tif 000005
【００３３】
また、前記加圧開始初期状態における前記部位Ｃの座標位置は前記間隔Ｎcsに等しく、さらに前記加圧終了状態における前記部位Ｃの座標位置は下パンチ１１０の移動量Ｘに前記間隔Ｎceを加算したもの（＝Ｘ＋Ｎce）である。従って、部位Ｃがダイス１００に対して不動となる前記ニュートラル部位となるための条件は、前記式（１０），（１１）を用いて次式（１３）により与えられる。
【００３４】
【数１３】
0004605847.tif 000006
【００３５】
さらに、この式（１３）と前記式（１２）とから、上パンチ１２０の移動量Ｙに関し、次式（１４）が得られる。
【００３６】
【数１４】
0004605847.tif 000007
【００３７】
従って、キャビティ１０２内の材料粉末Ａのある部位Ｃを前記ニュートラル部位とするためには、その部位Ｃに係わる前記加圧比率Ｒと、前記充填深さＦ及び成形体厚さＨとから、上記式（１３），（１４）によりそれぞれ加圧工程における下パンチ１１０の移動量Ｘ、上パンチ１２０の移動量Ｙを定め、その定めた移動量Ｘ，Ｙに従って、両パンチ１１０，１２０をそれぞれダイス１００に対して上動、下動させて、キャビティ１０２内の材料粉末Ａを加圧・圧縮すればよい。
【００３８】
このように部位Ｃがニュートラル部位となるように両パンチ１１０，１２０の移動量Ｘ，Ｙを定めて材料粉末Ａの加圧・圧縮を行ったとき、該部位Ｃに存する材料粉末Ａは加圧工程中にダイス１００に対して上下方向に不動となる。
【００３９】
なお、前記加圧終了状態におけるダイス１００と上下の両パンチ１１０，１２０との相互の位置関係は、ダイス１００のダイ孔１０１内のどの箇所で粉末成形体Ｂを得るかをあらかじめ設計的に定めておけば、キャビティ１０２内に最終的に得るべき粉末成形体Ｂのサイズや形状から一義的に定まる。従って、加圧工程における前記両パンチ１１０，１２０のダイス１００に対する移動量Ｘ，Ｙを上記の如く設定すれば、その移動量Ｘ，Ｙと、加圧終了状態におけるダイス１００と両パンチ１１０，１２０との相互の位置関係とから、前記加圧開始初期状態における両パンチ１１０，１２０のダイス１００に対する位置関係も自ずと定まることとなる。
【００４０】
また、キャビティ１０２内の材料粉末Ａの前記ニュートラル部位に着目すると、該ニュートラル部位はダイス１００に対して上下方向に不動であることから、該ニュートラル部位の上側の材料粉末Ａは、加圧工程中に常にダイス１００に対して下向きに移動し、該ニュートラル部位の下側の材料粉末Ａは、加圧工程中に常にダイス１００に対して上向きに移動する。
【００４１】
以上説明したことは、複数組の下パンチ及び上パンチを用いる多段成形において、各組の両パンチによりそれらの両パンチ間の材料粉末を加圧・圧縮するに際して、各組の両パンチについて各々成立する事項である。
【００４２】
以上説明したことを基礎として、本発明を以下に説明する。
【００４３】
本発明の粉末成形体の多段成形製造方法の第１の態様は、特に上下端面に段差を有するような粉末成形体の製造に適した多段成形製造方法であり、ダイ孔を上下方向に備えるダイスと、該ダイスのダイ孔にその下方から挿入される複数の下パンチと、各下パンチにそれぞれ対向して該ダイ孔にその上方から挿入され、前記複数の下パンチとの間に材料粉末が充填されるキャビティを形成する複数の上パンチとを備えた装置を用い、互いに対向する各組の下パンチと上パンチとの間で前記材料粉末を上下方向に加圧・圧縮することにより前記キャビティ内に粉末成形体を得る多段成形製造方法において、前記各組の両パンチ間の前記材料粉末のうち、当該両パンチによる該材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるべき部位をニュートラル部位とし、該ニュートラル部位が全ての組の両パンチ間の材料粉末について同一水平面上に並ぶように各組の両パンチ間の材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、前記各組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように各組の両パンチによる材料粉末の加圧・圧縮を行う多段成形製造方法であり、
前記粉末成形体は貫通横穴を有する粉末成形体であって、前記ダイスには、少なくとも前記各組の両パンチを前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置に移送したときに前記キャビティに先端部が臨む横穴形成ピンと該横穴形成ピンに対向して前記キャビティに先端部が臨む対向ピンとがそれぞれ前記ダイスに横方向に延在して形成されたピン挿入穴に移動可能に挿入されて搭載されており、
前記各組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位の位置を前記横穴形成ピンの中心軸上の位置に定められており、
前記複数の下パンチを挿入した前記ダイ孔内に、各下パンチの上方に存する材料粉末の深さがそれぞれあらかじめ定めた所定量となるように該材料粉末を充填する工程と、前記複数の上パンチを前記ダイ孔にその上方から挿入して該ダイ孔内の材料粉末に接触させ、該材料粉末が非加圧状態で密封された前記キャビティを該ダイ孔内に形成する工程と、該材料粉末の非加圧状態での前記各組の下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ該両パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各組の両パンチを前記初期位置に移送する工程と、前記各組の両パンチの前記初期位置への移送後、少なくとも前記加圧工程の終了前に、前記粉末成形体に前記貫通横穴を形成すべく前記横穴形成ピンを前記対向ピンに向かって前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させると共に該横穴形成ピンの前進に同期させて前記対向ピンを該キャビティ側から後退させることにより両ピン間の前記粉末材料を前記対向ピン側の前記ピン挿入穴内に前記キャビティから押し出す工程と、前記横穴形成ピンが前記キャビティを貫通した状態を前記加圧工程が終了するまで保持する工程とを備え、
前記加圧工程は、前記各組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として、各組の下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、前記各組の下パンチ及び上パンチの組番号をｋ（ｋは、下パンチ及び上パンチの総組数以下の自然数）、前記加圧工程における第ｋ組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量をＸｋ，Ｙｋとしたとき、前記各組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、該移動量Ｘｋ，Ｙｋは、それぞれ後述する式（１５），（１６）によりあらかじめ設定されていることを特徴とするものである。
【００４４】
また、本発明の粉末成形体の多段成形製造方法の第２の態様は、特に上端面及び下端面の一方に段差を有し、他方が平坦面となっているような粉末成形体の製造に適した多段成形製造方法であり、ダイ孔を上下方向に備えるダイスと、該ダイスのダイ孔にその下方から挿入される複数の下パンチと、該ダイ孔にその上方から挿入され、前記複数の下パンチとの間に材料粉末が充填されるキャビティを形成すると共に平坦な下端面を有する上パンチとを備えた装置を用い、前記各下パンチと上パンチとの間で前記材料粉末を上下方向に加圧・圧縮することにより前記キャビティ内に粉末成形体を得る多段成形製造方法において、前記各下パンチの上方に存する材料粉末のうち、各下パンチと前記上パンチとによる該材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるべき部位をニュートラル部位とし、該ニュートラル部位が全ての下パンチの上方に存する材料粉末について同一水平面上に並ぶように各下パンチの上方に存する材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、前記各下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように各下パンチと前記上パンチとによる材料粉末の加圧・圧縮を行う多段成形製造方法であり、
前記複数の下パンチを挿入した前記ダイ孔内に、各下パンチの上方に存する材料粉末の深さがそれぞれあらかじめ定めた所定量となるように該材料粉末を充填する工程と、前記上パンチを前記ダイ孔にその上方から挿入して該ダイ孔内の材料粉末に接触させ、該材料粉末が非加圧状態で密封された前記キャビティを該ダイ孔内に形成する工程と、該材料粉末の非加圧状態での前記各下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ各下パンチ及び上パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各下パンチ及び上パンチを前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置に移送する工程とを備え、
前記加圧工程は、前記各下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定とし且つ、各下パンチの上方に存する材料粉末の前記加圧工程における圧縮比を全ての下パンチについて同一として、各下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、前記各下パンチの番号をｋ（ｋは、下パンチの総数以下の自然数）、前記加圧工程における第ｋ番の下パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量をＸｋ、ｍを任意の一つの下パンチの番数、前記加圧工程における前記上パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量をＹとしたとき、前記各下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、該移動量Ｘｋ，Ｙは、それぞれ後述する式（１５），（１７）によりあらかじめ設定されていることを特徴とするものである。
【００４５】
かかる本発明の第１及び第２の態様によれば、同一水平面上に並ぶように定めた各組の両パンチ間の材料粉末（第１の態様）、あるいは各下パンチの上方に存する材料粉末（第２の態様）における前記ニュートラル部位が、前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように、各下パンチとこれに対向する上パンチとの間で前記キャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮を行う。このため、前記加圧工程においては、前記キャビティ内の材料粉末のうちの上記水平面よりも上側の材料粉末は、全ての下パンチと上パンチとの間の材料粉末について、ダイスに対して下向きに移動する。また、上記水平面よりも下側の材料粉末は、全ての下パンチと上パンチとの間の材料粉末について、ダイスに対して上向きに移動する。つまり、キャビティ内の材料粉末の加圧工程中の移動方向は、前記ニュートラル部位が並ぶ水平面の上側と下側とで、それぞれ揃うこととなる。この結果、前記キャビティ内の材料粉末は、どの下パンチと上パンチとの間で加圧されるかによらずに、均質的に加圧・圧縮されることなる。
【００４６】
かかる本発明の第１及び第２の態様では、前記した如く、前記複数の下パンチを挿入した前記ダイ孔内に、各下パンチの上方に存する材料粉末の深さがそれぞれあらかじめ定めた所定量となるように該材料粉末を充填する工程と、前記複数の上パンチ（第１の態様）あるいは単一の上パンチ（第２の態様）を前記ダイ孔にその上方から挿入して該ダイ孔内の材料粉末に接触させ、該材料粉末が非加圧状態で密封された前記キャビティを該ダイ孔内に形成する工程とを備える。
【００４７】
さらに、第１の態様にあっては、該材料粉末の非加圧状態での前記各組の下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ該両パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各組の両パンチを前記初期位置（前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置）に移送する工程を備える。同様に、第２の態様にあっては、該材料粉末の非加圧状態での前記各下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ各下パンチ及び上パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各下パンチ及び上パンチを前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置に移送する工程を備える。
【００４８】
そして、第１の態様にあっては、前記加圧工程は、前記各組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として、各組の下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、該加圧工程における各組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量は、前記各組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、後述する式（１５），（１６）によりあらかじめ設定しておく。
【００４９】
また、第２の態様にあっては、前記加圧工程は、前記各下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定とすることに加えて、各下パンチの上方に存する材料粉末の前記加圧工程における圧縮比を全ての下パンチについて同一として、各下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、該加圧工程における各下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量は、前記各下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、後述する式（１５），（１７）によりあらかじめ設定しておく。
【００５０】
上記のような本発明の第１の態様及び第２の態様によれば、まず、前記複数の下パンチを挿入したダイ孔内にその上方から材料粉末を充填する。このとき、各下パンチの上方に存する材料粉末の深さはそれぞれあらかじめ定めた所定量とされる。このように各下パンチの上方に存する材料粉末の深さを所定量とするためには、例えば前記ダイス孔の上部開口端から各下パンチの上面までの間隔が上記所定量となるようにした状態で、該ダイス孔にその上部開口端まで材料粉末を充填すればよい。
【００５１】
次に、前記複数の上パンチ（第１の態様）あるいは単一の上パンチ（第２の態様）を前記ダイ孔にその上方から挿入して該ダイ孔内の材料粉末に接触させることで、該材料粉末が非加圧状態で密封された前記キャビティを該ダイ孔内に形成した後、この非加圧状態での各下パンチとこれに対向する上パンチとの間隔（これは前記所定量の材料粉末の深さに等しい）を維持したまま、各パンチをダイ孔内でダイスに対して相対的に上下方向に移動させることで、前記初期位置に移送する。この場合に各パンチをその初期位置に移送した状態は、各下パンチとこれに対向する上パンチとについて、前記図１（ａ）の加圧開始初期状態に相当するものである。
【００５２】
次に、各下パンチと上パンチとをそれぞれ前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることで前記キャビティ内の材料粉末を加圧・圧縮し、前記キャビティ内に前記粉末成形体を得る。
【００５３】
このとき、本発明の第１の態様にあっては、各組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として各組の両パンチによる前記材料粉末の加圧・圧縮が行われる。また、第２の態様にあっては、前記加圧工程は、前記各下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定とすることに加えて、各下パンチの上方に存する材料粉末の前記加圧工程における圧縮比を全ての下パンチについて同一として、前記材料粉末の加圧・圧縮が行われる。
【００５４】
このようにしたとき、同一水平面上に並ぶように定めた各組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位（第１の態様）、あるいは各下パンチの上方に存する材料粉末（第２の態様）における前記ニュートラル部位が、前記加圧工程中に実際にダイスに対して上下方向に不動となるように、加圧工程における各下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量を後述する式（１５），（１６）によって（第１の態様）、又は後述する式（１５），（１７）によって（第２の態様）、設定することができる。つまり、各下パンチ及び上パンチの移動量は、各下パンチとこれに対向する上パンチとの間の材料粉末における前記ニュートラル部位のあらかじめ定めた位置に対応して定まる前述の加圧比率と、加圧工程の開始時における材料粉末の深さ（これは前記所定量である）と、加圧工程の終了時における各下パンチとこれに対向する上パンチとの間隔（これは最終的にキャビティ内に得る粉末成形体の、当該両パンチ間で成形される部分のサイズによって定まる）とから、前述した式（１３），（１４）に基づいて求めることができる。
【００５５】
また、前記加圧工程の終了時の各パンチとダイスとの相互の位置関係は、前記キャビティ内に最終的に得る前記粉末成形体のサイズや形状によって定まるので、この位置関係と、上記の如く設定する各パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量とから、加圧工程の開始時における各パンチのダイスに対する位置、すなわち前記初期位置も定まることとなる。
【００５６】
そして、このように各パンチの移動量を設定し、また、上記の如く下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度や、各組の上下のパンチ、あるいは各下パンチに対応する前記ニュートラル部位の位置を定めて、前記加圧工程を行ったとき、各ニュートラル部位を、該加圧工程の開始時から終了時までダイスに対して上下方向に不動となるようにすることができると共に、そのニュートラル部位の全てを同一水平面上に並ばせることができる。
【００５７】
このため、前述のように、キャビティ内の材料粉末の加圧工程中の移動方向は、前記ニュートラル部位が並ぶ水平面の上側と下側とで、それぞれ揃うこととなり、キャビティ内の材料粉末を、どの下パンチと上パンチとの間で加圧されるかによらずに、均質的に加圧・圧縮することができる。
【００５８】
以上説明したことから、本発明の第１及び第２の態様によれば、複数組の上下パンチによる材料粉末の適正な加圧条件を容易に設定することができると共に、その設定した加圧条件により良質な粉末成形体を得ることができる。
【００６０】
かかる本発明の第１の態様及び第２の態様では、より具体的には、前記各パンチの移動量は次のように設定される。
【００６１】
すなわち、まず、本発明の第１の態様にあっては、前記各組の下パンチ及び上パンチの組番号をｋ（ｋは、下パンチ及び上パンチの総組数以下の自然数）、前記加圧工程における第ｋ組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量をＸｋ，Ｙｋとしたとき、該移動量Ｘｋ，Ｙｋはそれぞれ次式（１５），（１６）により設定される。
【００６２】
【数１５】
0004605847.tif 000008
【００６３】
【数１６】
0004605847.tif 000009
【００６４】
ここで、前記移動量Ｘｋ，Ｙｋは上向きを正方向としている。これらの式（１５），（１６）は、それぞれ、各組の両パンチ毎に、前記式（１３），（１４）を表したものである。そして、これらの式（１５），（１６）に用いるパラメータを改めて説明すると次の通りである。
【００６５】
すなわち、Ｒｋは、第ｋ組の下パンチ及び上パンチによる加圧工程の終了時における該下パンチの上面から両パンチ間の材料粉末の前記ニュートラル部位までの間隔の、該加圧工程の終了時における両パンチ間の上下方向の間隔に対する割合を百分率で表したものであり、これは、前述した加圧比率Ｒに相当するものである。なお、このＲｋは、第ｋ組の下パンチ及び上パンチによる加圧工程の開始時における該下パンチの上面から両パンチ間の材料粉末の前記ニュートラル部位までの間隔の、該加圧工程の開始時における両パンチ間の上下方向の間隔に対する割合を百分率で表したもの、というように定義しても同じである。
【００６６】
また、Ｆｋは、第ｋ組の下パンチ及び上パンチによる加圧工程の開始時における両パンチ間の材料粉末の深さ（前記充填深さＦに相当するもの）であり、これは、前記キャビティに材料粉末を充填する際における前記所定量の深さである。また、Ｈｋは、第ｋ組の下パンチ及び上パンチによる加圧工程の終了時における両パンチ間の間隔であり、これは粉末成形体のうちの各組の両パンチ間で成形される部分の厚さ（前記成形体厚さＨに相当するもの）である。
【００６７】
このように式（１５），（１６）により前記加圧工程における各組の両パンチの移動量Ｘｋ，Ｙｋを設定したとき、その移動量Ｘｋ，Ｙｋの設定を容易に行うことができる。つまり、前記各ニュートラル部位が加圧工程中にダイスに対して不動にするような加圧条件の設定を容易に行うことができる。
【００６８】
上記と同様にして、本発明の第２の態様にあっては、前記各下パンチの番号をｋ（ｋは、下パンチの総数以下の自然数）、前記加圧工程における第ｋ番の下パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量をＸｋ、ｍを任意の一つの下パンチの番数、前記加圧工程における前記上パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量をＹとしたとき、該移動量Ｘｋ，Ｙをそれぞれ前記式（１５）と、次式（１７）により設定する。
【００６９】
【数１７】
0004605847.tif 000010
【００７０】
この場合、式（１５），（１７）中のＲｋは第ｋ番の下パンチの上方に存する材料粉末のニュートラル部位に係わる加圧比率であり、Ｆｋは第ｋ番の下パンチの上方に存する材料粉末の充填深さ、Ｈｋは加圧工程の終了時における第ｋ番の下パンチと上パンチとの間隔（成形体厚さ）である。
【００７１】
なお、この場合、式（１７）中のｍとしていずれの番数のｋを用いても、式（１７）により求まる移動量Ｙが同一となることが前提となるが、このことは、いずれの下パンチの上方に存する材料粉末についても、加圧工程における圧縮比（これは、前記充填深さに対する成形体厚さの比である）が同一であることから後述の如く示される。
【００７２】
このようにして、本発明の第２の態様においても、前記各ニュートラル部位が加圧工程中にダイスに対して不動にするような加圧条件としての各パンチの移動量Ｘｋ，Ｙを容易に設定することができる。
【００７３】
以上のような本発明の第１及び第２の態様のうちの第１の態様は、前記粉末成形体が貫通横穴を有する粉末成形体であって、前記ダイスには、少なくとも前記各組の両パンチを前記ダイスに対する前記初期位置に移送したときに前記キャビティに先端部が臨む横穴形成ピンと該横穴形成ピンに対向して前記キャビティに先端部が臨む対向ピンとを、それぞれ前記ダイスに横方向に延在して形成されたピン挿入穴に移動可能に挿入して搭載しておく。また、第２の態様において、前記粉末成形体が貫通横穴を有する粉末成形体である場合には、前記ダイスには、少なくとも各下パンチと上パンチとを前記ダイスに対する前記初期位置に移送したときに前記キャビティに先端部が臨む横穴形成ピンと該横穴形成ピンに対向して前記キャビティに先端部が臨む対向ピンとを、それぞれ前記ダイスに横方向に延在して形成されたピン挿入穴に移動可能に挿入して搭載しておく。
そして、各パンチの前記初期位置への移送後、少なくとも前記加圧工程の終了前に、前記粉末成形体に前記貫通横穴を形成すべく前記横穴形成ピンを前記対向ピンに向かって前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させると共に該横穴形成ピンの前進に同期させて前記対向ピンを該キャビティ側から後退させることにより両ピン間の前記粉末材料を前記対向ピン側の前記ピン挿入穴内に前記キャビティから押し出す工程と、前記横穴形成ピンが前記キャビティを貫通した状態を前記加圧工程が終了するまで保持する工程とを備え、前記各組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位（第１の態様）、あるいは前記各下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位（第２の態様）の位置を前記横穴形成ピンの中心軸上の位置に定める。
【００７４】
これによれば、前記パンチの前記初期位置への移送後、少なくとも前記加圧工程の終了前に、前記対向ピンを後退させつつ前記横穴形成ピンを前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させ（このとき、両ピン間の材料粉末はキャビティから前記対向ピン側のピン挿入穴内に押し出される）、その横穴形成ピンの貫通状態を前記加圧工程が終了するまで保持するので、その貫通状態のままで、前記キャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮が行われる。これにより、最終的に加圧工程の終了時にキャビティ内に得られる前記粉末成形体に前記貫通横穴が形成されることとなる。このとき、前記各ニュートラル部位を前記横穴形成ピンの中心軸上の位置に定めているので、該ニュートラル部位は、加圧工程中に、前記横穴形成ピンに対しても不動となる。従って、前記加圧工程中に、前記横穴形成ピンに偏荷重が作用することがない。この結果、該横穴形成ピンが加圧工程中に折れたりすることもなく、貫通横穴を有する良質の粉末成形体を得ることができる。
【００７５】
上記のように貫通横穴を有する粉末成形体を製造する場合、前記対向ピンを後退させつつ前記横穴形成ピンを前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させる工程は、例えば、前記加圧工程の開始直前に行うようにしてもよいが、好ましくは、前記加圧工程の開始時から終了時までの間に、前記パンチの前記ダイスに対する移動を一時的に停止して前記キャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮を中断する工程を備え、前記対向ピンを後退させつつ前記横穴形成ピンを前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させる工程は、、前記加圧・圧縮の中断中に行うことが好ましい。
【００７６】
このようにすることで、前記横穴形成ピンの前進及び前記対向ピンの後退による前記対向ピン側のピン挿入穴内への材料粉末の押し出しは、前記キャビティ内の材料粉末がある程度圧縮された状態で行われるため、キャビティ内の材料粉末が余分に対向ピン側のピン挿入穴内に押し出されることがなく、その押し出される材料粉末を必要限に留めることができる。
【００７７】
また、上記のように貫通横穴を有する粉末成形体を製造する本発明の第１及び第２の態様では、前記対向ピンを後退させつつ前記横穴形成ピンを前記キャビティ内に前進させて該キャビティを貫通させた際に、前記対向ピン側の前記ピン挿入穴内に前記キャビティから押し出された前記材料粉末を、該対向ピン側のピン挿入穴を前記ダイスの外部に連通させて該ダイスに設けた粉末排出穴を介して該ダイスの外部に排出する工程を備えることが好ましい。
【００７８】
これによれば、前記対向ピン側のピン挿入穴に押し出された前記材料粉末を前記ダイスの外部で容易に回収することができ、その材料粉末を粉末成形体の製造のために再利用することが可能となる。
【００７９】
次に、本発明の粉末成形体の製造方法の第３の態様及び第４の態様は、めくら穴状の横穴を有する粉末成形体を製造するための方法である。そして、本発明の第３の態様は、特に上下端面に段差を有する粉末成形体の製造に適した多段成形製造方法であり、ダイ孔を上下方向に備えるダイスと、該ダイスのダイ孔にその下方から挿入される複数の下パンチと、各下パンチにそれぞれ対向して該ダイ孔にその上方から挿入され、前記複数の下パンチとの間に材料粉末が充填されるキャビティを形成する複数の上パンチと、該キャビティに向かって横方向に進退可能に前記ダイスに搭載された横穴形成ピンとを備えた装置を用い、前記横穴形成ピンをその先端が前記キャビティ内に存するようにして該キャビティ内に挿入した状態で、互いに対向する各組の下パンチと上パンチとの間で前記材料粉末を上下方向に加圧・圧縮することにより前記キャビティ内にめくら穴状の横穴を有する粉末成形体を得る多段成形製造方法において、前記下パンチ及び上パンチの各組のうち、両パンチが前記キャビティに挿入された横穴形成ピンの上下に該横穴形成ピンに対向して存する組を特定組とすると共に、前記各組の両パンチ間の前記材料粉末のうち、当該両パンチによる該材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるべき部位をニュートラル部位とし、該ニュートラル部位が、少なくとも全ての前記特定組の両パンチ間の材料粉末について前記横穴形成ピンの中心軸上に存するように各特定組の両パンチ間の材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、前記各特定組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように各特定組の両パンチ間による材料粉末の加圧・圧縮を行う多段成形製造方法であり、
前記複数の下パンチを挿入した前記ダイ孔内に、各下パンチの上方に存する材料粉末の深さがそれぞれあらかじめ定めた所定量となるように該材料粉末を充填する工程と、前記複数の上パンチを前記ダイ孔にその上方から挿入して該ダイ孔内の材料粉末に接触させ、該材料粉末が非加圧状態で密封された前記キャビティを該ダイ孔内に形成する工程と、該材料粉末の非加圧状態での前記各組の下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ該両パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各組の両パンチを前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置に移送する工程と、少なくとも前記キャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程の開始前に前記横穴形成ピンを該キャビティに挿入し、その挿入状態を該加圧工程中に維持する工程とを備え、
前記加圧工程は、少なくとも前記各特定組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として、各組の下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、前記各特定組の下パンチ及び上パンチの組番号をｋ（ｋは、下パンチ及び上パンチの総組数以下の自然数）、前記加圧工程における第ｋ組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量をＸｋ，Ｙｋとしたとき、該各特定組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が該加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、該移動量Ｘｋ，Ｙｋは、それぞれ前記式（１５），（１６）によりあらかじめ設定されていることを特徴とするものである。
【００８０】
また、本発明の第４の態様は、特に、特に上端面及び下端面の一方に段差を有し、他方が平坦面となっているような粉末成形体の製造に適した多段成形製造方法であり、ダイ孔を上下方向に備えるダイスと、該ダイスのダイ孔にその下方から挿入される複数の下パンチと、該ダイ孔にその上方から挿入され、前記複数の下パンチとの間に材料粉末が充填されるキャビティを形成すると共に平坦な下端面を有する上パンチと、該キャビティに向かって横方向に進退可能に前記ダイスに搭載された横穴形成ピンとを備えた装置を用い、前記横穴形成ピンをその先端が前記キャビティ内に存するようにして該キャビティ内に挿入した状態で、前記各下パンチと上パンチとの間で前記材料粉末を上下方向に加圧・圧縮することにより前記キャビティ内にめくら穴状の横穴を有する粉末成形体を得る多段成形製造方法において、前記複数の下パンチのうち、前記キャビティに挿入された横穴形成ピンの下方に該横穴形成ピンに対向して存する下パンチを特定下パンチとすると共に、前記各下パンチの上方に存する前記材料粉末のうち、当該下パンチと前記上パンチとによる該材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるべき部位をニュートラル部位とし、該ニュートラル部位が、少なくとも全ての前記特定下パンチの上方に存する材料粉末について前記横穴形成ピンの中心軸上に存するように各特定下パンチの上方に存する材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、前記各特定下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように各特定下パンチと前記上パンチとによる材料粉末の加圧・圧縮を行う多段成形製造方法であり、
前記複数の下パンチを挿入した前記ダイ孔内に、各下パンチの上方に存する材料粉末の深さがそれぞれあらかじめ定めた所定量となるように該材料粉末を充填する工程と、前記上パンチを前記ダイ孔にその上方から挿入して該ダイ孔内の材料粉末に接触させ、該材料粉末が非加圧状態で密封された前記キャビティを該ダイ孔内に形成する工程と、該材料粉末の非加圧状態での前記各下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ各下パンチ及び上パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各下パンチ及び上パンチを前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置に移送する工程と、少なくとも前記キャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程の開始前に前記横穴形成ピンを該キャビティに挿入し、その挿入状態を該加圧工程中に維持する工程とを備え、
前記加圧工程は、少なくとも前記各特定下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定とし且つ、各特定下パンチの上方に存する材料粉末の前記加圧工程における圧縮比を全ての特定下パンチについて同一として、各下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、前記各特定下パンチの番号をｋ（ｋは、下パンチの総数以下の自然数）、前記加圧工程における第ｋ番の特定下パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量をＸｋ、ｍを任意の一つの特定下パンチの番数、前記加圧工程における前記上パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量をＹとしたとき、前記各特定下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、該移動量Ｘｋ，Ｙは、それぞれ前記式（１５），（１７）によりあらかじめ設定されていることを特徴とするものである。
【００８１】
かかる本発明の第３の態様によれば、少なくとも、互いに対向する上下の両パンチが前記キャビティに挿入された横穴形成ピンの上下に該横穴形成ピンに対向して存するような前記特定組の両パンチについては、該特定組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が、前記キャビティに挿入された横穴形成ピンの中心軸上に存するように定められる。
【００８２】
同様に、第４の態様によれば、少なくとも、前記キャビティに挿入された横穴形成ピンの下方に該横穴形成ピンに対向して存するような前記特定下パンチについては、その上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が、前記キャビティに挿入された横穴形成ピンの中心軸上に存するように定められる。
【００８３】
そして、本発明の第３及び第４の態様では、そのニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにキャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮が行われる。このため、前記加圧工程中に、前記横穴形成ピンに偏荷重が作用することはなく、該横穴形成ピンが折れたりするのを回避することができる。
【００８４】
かかる本発明の第３及び第４の態様のより具体的な形態では、前記複数の下パンチを挿入した前記ダイ孔内に、各下パンチの上方に存する材料粉末の深さがそれぞれあらかじめ定めた所定量となるように該材料粉末を充填する工程と、前記複数の上パンチ（第３の態様）、あるいは単一の上パンチ（第４の態様）を前記ダイ孔にその上方から挿入して該ダイ孔内の材料粉末に接触させ、該材料粉末が非加圧状態で密封された前記キャビティを該ダイ孔内に形成する工程とを備える。
【００８５】
さらに、第３の態様にあっては、該材料粉末の非加圧状態での前記各組の下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ該両パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各組の両パンチを前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置に移送する工程を備える。同様に、第４の態様にあっては、該材料粉末の非加圧状態での前記各下パンチ及び上パンチの間隔を維持しつつ各下パンチ及び上パンチをダイ孔内で前記ダイスに対して相対的に上下方向に移動させ、各下パンチ及び上パンチを前記材料粉末の加圧・圧縮の開始時における前記ダイスに対する相対的な初期位置としてあらかじめ定めた位置に移送する工程を備える。
【００８６】
さらに、第３及び第４のいずれの態様にあっても、少なくとも前記キャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮を行う加圧工程の開始前に前記横穴形成ピンを該キャビティに挿入し、その挿入状態を該加圧工程中に維持する工程を備える。
【００８７】
そして、第３の態様にあっては、前記加圧工程は、少なくとも前記各特定組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として、各組の下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、少なくとも該加圧工程における各特定組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量は、該各特定組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が該加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、前記式（１５），（１６）によりあらかじめ設定しておく。
【００８８】
また、第４の態様にあっては、前記加圧工程は、少なくとも前記各特定下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定とし且つ、各特定下パンチの上方に存する材料粉末の前記加圧工程における圧縮比を全ての特定下パンチについて同一として、各下パンチ及び上パンチをそれぞれ前記初期位置から前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることにより行うと共に、少なくとも該加圧工程における各特定下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量は、前記各特定下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるようにするために、前記式（１５），（１７）によりあらかじめ設定しておく。
【００８９】
上記のような本発明の第３の態様及び第４の態様によれば、前記ダイ孔内への材料粉末の充填と前記キャビティの形成と前記各パンチの前記初期位置への移送とが前述した本発明の第１及び第２の態様の場合と全く同様に行われる。また、キャビティ内の材料粉末の加圧・圧縮を開始する前（例えば、該加圧・圧縮を開始する直前や、前記キャビティに材料粉末を充填する前等）に、前記横穴形成ピンを前記キャビティに挿入しておく。このとき、該横穴形成ピンは粉末成形体にめくら穴状の横穴を形成するためのものであるので、該横穴形成ピンの先端は、キャビティ内に存する。
【００９０】
このように横穴形成ピンをキャビティ内に挿入し、また、各パンチを前記初期位置に移送した状態で、次に、各下パンチと上パンチとをそれぞれ前記ダイスに対して相対的に上動、下動させることで前記キャビティ内の材料粉末を加圧・圧縮し、前記キャビティ内に前記粉末成形体を得る。
【００９１】
このとき、本発明の第３の態様にあっては、少なくとも前記各特定組の下パンチ及び上パンチについては、各特定組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として、各組の両パンチによる材料粉末の加圧・圧縮が行われる。また、第４の態様にあっては、少なくとも前記特定下パンチについては、各下パンチと上パンチとのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定とすることに加えて、各特定パンチの上方に存する材料粉末の前記加圧工程における圧縮比を全ての特定下パンチについて同一として、前記材料粉末の加圧・圧縮が行われる。
【００９２】
このようにしたとき、同一水平面上に並ぶように定めた各特定組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位（第３の態様）、あるいは各特定下パンチの上方に存する材料粉末（第４の態様）における前記ニュートラル部位が、前記加圧工程中に実際にダイスに対して上下方向に不動となるように、加圧工程における各特定組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量（第３の態様）、あるいは、各特定下パンチと上パンチとのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量（第４の態様）を前述した第１及び第２の態様の場合と同様に設定することができ、また、それらのパンチの前記初期位置も定めることができる。
【００９３】
そして、このように各特定組の上下のパンチ、あるいは各特定下パンチ及び上パンチの移動量を設定し、また、それらの各パンチの前記ダイスに対する相対移動速度や、それらに対応する前記ニュートラル部位の位置を定めて、前記加圧工程を行ったとき、前記横穴形成ピンに対向する各特定組の上下のパンチ、あるいは各特定下パンチに対応する各ニュートラル部位を、該加圧工程の開始時から終了時までダイスに対して上下方向に不動となるようにすることができると共に、そのニュートラル部位の全てを同一水平面上に並ばせることができる。
【００９４】
このため、前記キャビティに挿入された横穴形成ピンに偏荷重が作用することはなく、横穴形成ピンが加圧工程中に折れたりするのを防止することができる。
【００９５】
かかる本発明の第３の態様及び第４の態様では、より具体的には、前記各パンチの移動量は前記した如く設定される。
【００９６】
すなわち、本発明の第３の態様にあっては、前記各特定組の下パンチ及び上パンチの組番号をｋとしたとき、前記本発明の第１の態様に関して説明した前記式（１５），（１６）によって、前記加圧工程における第ｋ組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動量Ｘｋ，Ｙｋを設定する。
【００９７】
同様に、第４の態様にあっては、前記各特定下パンチの番号をｋとしたとき、前記式（１５）によって、前記加圧工程における第ｋ番の特定下パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量Ｘｋを設定することができ、また、前記式（１７）によって、前記加圧工程における上パンチの前記ダイスに対する相対的な移動量Ｙを設定する。
【００９８】
従って、前記横穴形成ピンの破損を回避できるような加圧条件の設定を容易に行うことができる。
【００９９】
上述のような本発明の第３の態様において、前記特定組以外の組の両パンチ、すなわち、前記キャビティに挿入された横穴形成ピンの上下に存しないような両パンチの組については、その移動速度や移動量を必ずしも特定組の両パンチと同様に設定する必要はないが、均質的な粉末成形体を得る上では、特定組の両パンチと同様に移動速度や移動量を設定することが好ましいと考えられる。同様に、第４の態様においても、均質的な粉末成形体を得る上では、特定下パンチ以外の下パンチについても、特定下パンチと同様に移動速度や移動量を設定することが好ましいと考えられる。
【０１００】
そこで、本発明の第３の態様では、前記特定組を含む全ての組の両パンチについて、前記加圧工程中における各組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として各組の両パンチによる前記材料粉末の加圧・圧縮を行うと共に、前記特定組を含む全ての組の両パンチ間の材料粉末について前記ニュートラル部位が前記横穴形成ピンの中心軸上に存するように各組の両パンチ間の材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、前記各組の両パンチ間の材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように、各組の下パンチ及び上パンチのそれぞれの該加圧工程における前記ダイスに対する相対的な移動量をあらかじめ設定する。
【０１０１】
同様に、本発明の第４の態様では、前記特定下パンチを含む全ての下パンチについて、前記加圧工程中における各下パンチ及び上パンチのそれぞれの前記ダイスに対する相対的な移動速度の比率を一定として各下パンチと上パンチとにによる前記材料粉末の加圧・圧縮を行うと共に、前記特定下パンチを含む全ての下パンチの上方に存する材料粉末について前記ニュートラル部位が前記横穴形成ピンの中心軸上に存するように各下パンチの上方に存する材料粉末における該ニュートラル部位の位置をあらかじめ定めておき、前記各下パンチの上方に存する材料粉末における前記ニュートラル部位が前記加圧工程中に前記ダイスに対して上下方向に不動となるように、各下パンチ及び上パンチのそれぞれの該加圧工程における前記ダイスに対する相対的な移動量をあらかじめ設定する。
【０１０２】
このようにすることで、全ての組の両パンチ間の材料粉末に対するニュートラル部位（第３の態様）、あるいは、全ての下パンチの上方の材料粉末に対するニュートラル部位（第４の態様）が、前記横穴形成ピンの中心軸を含む同一水平面上に並び、且つ、加圧工程中にダイスに対して上下に不動となるので、前述した本発明の第１及び第２の態様に関して説明した如く、前記キャビティ内の材料粉末は、どのパンチにより加圧されるかによらずに、均質的に加圧・圧縮され、良質の粉末成形体を得ることができる。
【０１０３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図２〜図９を参照して説明する。図２は本実施形態で製造する粉末成形体の一例を示す斜視図及び縦断面図、図３〜図８は図１の粉末成形体の製造方法を説明するための説明的断面図、図９は図１の粉末成形体を製造するために材料粉末を加圧・圧縮する際の加圧条件の設定の仕方を説明するための説明図である。
【０１０４】
図２において、同図（ａ）は本実施形態で製造する粉末成形体５０の斜視図、、同図（ｂ）は図２（ａ）のＩ−Ｉ線断面による粉末成形体５０の縦断面図である。これらの図に示すように、製造する粉末成形体５０は、例えば、縦方向の長さが異なる３つの垂直姿勢の方形状の板部５１，５２，５３を重合したような外形状をなし、それらの板部５１，５２，５３の上下端面により、粉末成形体５０の上下端部に段差が形成されている。そして、粉末成形体５０は、その板部５１，５２，５３をそれらの法線方向（水平方向）に貫く貫通横穴５４を有する。
【０１０５】
本実施形態において、この粉末成形体５０の製造に用いる装置は、材料粉末の多段成形を行う装置であり、図３に示すように、ダイ孔１を上下方向に有するダイス２と、このダイス２のダイ孔１にその下方から挿入される三個の下パンチ３ａ，４ａ，５ａと、これらの各パンチ３ａ，４ａ，５ａにそれぞれ対向してダイ孔１にその上方から挿入される三個の上パンチ３ｂ，４ｂ，５ｂとを具備する。
【０１０６】
ダイス２のダイ孔１は、図２に示した粉末成形体５０の外周形状（垂直面形状）に沿った形状に形成されている。また、ダイス２の内部の所定の箇所には、ダイ孔１に連通させて横方向に穿設された一対のピン挿入穴６，７が、ダイ孔１を間に介在させて同心に相対向するように備えられている。そして、これらのピン挿入穴６，７には、それぞれ、前記粉末成形体５０の貫通横穴５４の形状を有する横穴形成ピン８と該横穴形成ピン８に対向する対向ピン９とが、それらの先端面をダイ孔１に臨ませて対向するように挿入されている。これらの横穴形成ピン８及び対向ピン９は、それぞれ図示しないアクチュエータを介してピン挿入穴６，７に沿ってその軸方向（横方向）に移動可能とされている。さらに、ダイス２には、前記対向ピン９側のピン挿入穴７に連通してダイス２の下方に開放された粉末排出穴１０が備えられている。
【０１０７】
下パンチ３ａとこれに対向する上パンチ４ａとの組、下パンチ３ｂとこれに対向する上パンチ４ｂとの組、及び下パンチ３ｃとこれに対向する上パンチ４ｃとの組は、それぞれ、前記粉末成形体５０の板部５１の部分、板部５２の部分、板部５３の部分を成形するためのもので、各下パンチ３ａ〜５ａの上面（成形面）は、それぞれ、粉末成形体５０の各板部５１〜５３の下端面の形状に形成されている。同様に、各上パンチ３ｂ〜５ｂの下面（成形面）は、それぞれ、粉末成形体５０の各板部５１〜５３の上端面の形状に形成されている。
【０１０８】
なお、本実施形態では、前記ダイス２は装置に固定されており、各下パンチ３ａ〜５ａ及び各上パンチ３ｂ〜５ｂが図示しないアクチュエータを介して昇降可能とされている。また、各パンチ３ａ〜５ａ，３ｂ〜５ｂの昇降や、前記各ピン８，９の移動は、図示しないマイクロコンピュータ等を用いて制御される。
【０１０９】
以上のような装置を用いて、粉末成形体５０は次のように製造される。なお、以下の説明では、下パンチ３ａと上パンチ４ａとの組、下パンチ３ｂと上パンチ４ｂとの組、及び下パンチ３ｃと上パンチ４ｃとの組をそれぞれ、組パンチ３，４，５と称する。
【０１１０】
まず、図３に示すように、ダイ孔１に挿入した下パンチ３ａ〜５ａをそれぞれ、ダイ孔１の上端開口面から所定量Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の深さ位置に移動させた状態で、ダイ孔１に、その上方から材料粉末１２（例えば鉄系金属粉末やセラミックス粉末）を充填する。このとき、材料粉末１２は、ダイ孔１の上端開口面まで充填される。すなわち、各下パンチ３ａ〜５ａの上側にそれぞれ上記所定量Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の充填深さの材料粉末１２が存するように該材料粉末１２がダイ孔１内に充填される。
【０１１１】
この場合、各下パンチ３ａ〜５ａの上側の材料粉末１２の充填深さＦ１，Ｆ２，Ｆ３は、材料粉末１２をどの程度の圧縮比で圧縮して前記粉末成形体５０を製造するかによって設計的に定められるものである。
【０１１２】
次いで、各下パンチ３ａ〜５ａを一斉に、若干、下動させると共に、各上パンチ３ｂ〜５ｂの下端面を同一面上に揃えた状態でそれらの上パンチ３ｂ〜５ｂをダイ孔１に向かってその上方から一斉に下動させ、図４に示すように、各上パンチ３ｂ〜５ｂをダイ孔１内に挿入して材料粉末１２の上面に接触させる。これにより、ダイ孔１内には、下パンチ３ａ〜５ａ及び上パンチ３ｂ〜５ｂ間にキャビティ１１が形成され、このキャビティ１１内に材料粉末１２が密封される。このとき、各上パンチ３ｂ〜５ｂは材料粉末１２の上面に接触する位置、すなわち、各上パンチ３ｂ〜５ｂと対向する各下パンチ３ａ〜５ａの上面からそれぞれ前記所定量の充填深さＦ１〜Ｆ３の間隔を存する位置で停止され、キャビティ１１内の材料粉末１２は非加圧状態に維持される。
【０１１３】
なお、上記のような作動に際しては、下パンチ３ａ〜５ａを下動させる代わりに、ダイス２を上動させるようにしてもよい。
【０１１４】
次に、各組パンチ３，４，５のそれぞれの両パンチ間の間隔（これはそれぞれ前記充填深さＦ１〜Ｆ３である）を維持したまま、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮を開始する際の各組パンチ３，４，５の位置として図５に示すようにあらかじめ定めた初期位置に各組パンチ３，４，５をそれぞれ移送する。この場合、本実施形態では、図４の状態から各組パンチ３，４，５をそれぞれ各別の所定量づつ下動させることで、図５の初期位置に各組パンチ３，４，５が移送され、キャビティ１１の形状が前記粉末成形体５０に相似した形状になる。また、この移送によって、前記横穴形成ピン８及び対向ピン９は、各組パンチ３，４，５と所定の位置関係を有してキャビティ１１内の材料粉末１２に臨む。
【０１１５】
なお、このとき各組パンチ３，４，５の前記初期位置がどのように設定されているかについては後述する。
【０１１６】
次いで、各組パンチ３，４，５の下パンチ及び上パンチをそれぞれ一斉に上動、下動させてキャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮を開始し、その後、該キャビティ１１内の材料粉末１２が前記粉末成形体５０の形状まで圧縮される前の所定のタイミングで、材料粉末１２の加圧・圧縮を中断する（各組パンチ３，４，５の下パンチ及び上パンチの移動を停止する）ことで、図６に示すように該材料粉末１２を仮圧縮する。この仮圧縮は、キャビティ１１内の材料粉末１２がその形状を維持できる程度であればよく、例えば、キャビティ１１内の材料粉末１２を加圧開始時の状態（図６の状態）から各組パンチ３，４，５の両パンチ間で２０〜３０％圧縮するように行われる。また、この仮圧縮に際しては、各組パンチ３，４，５毎に、その各組パンチ３，４，５の下パンチの移動速度と上パンチの移動速度との比率が一定となるようにそれらの移動速度が設定されている。すなわち、組パンチ３の下パンチ３ａの移動速度（上昇速度）をＶａ、上パンチ３ｂの移動速度（下降速度）をＶｂとしたとき、Ｖａ：Ｖｂは仮圧縮の工程中に常に一定となるように（例えばＶａ、Ｖｂのそれぞれがあらかじめ定めた一定値となるように）それらの移動速度Ｖａ，Ｖｂが制御される。このことは、他の組パンチ４，５についても同様である。
【０１１７】
上記のように仮圧縮を行い、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮を中断しているときに、次に、前記横穴形成ピン８をキャビティ８内に向かって前進させると共に、これに同期させて、前記対向ピン９をキャビティ１１から離反させるように後退させる。この動作を、図７に示すように、横穴形成ピン８の先端部がキャビティ１１内を貫通して対向ピン９側のピン挿入穴７に進入し、その先端部が前記粉末排出穴１０に臨む位置に達するまで行う。
【０１１８】
このとき、前記図６の仮圧縮状態で、横穴形成ピン８と対向ピン９との間に存している材料粉末１２が横穴形成ピン８の前進及び対向ピン９の後退に伴い、対向ピン９側のピン挿入穴７内に押し出され、その押し出された部分が横穴形成ピン８により埋められる。そして、横穴形成ピン８の先端部が前記粉末排出穴１０に臨む位置に達すると、対向ピン９側のピン挿入穴７内に押し出された粉末材料１１は、粉末排出穴１０内に落下し、該粉末排出穴１０を介してダイス２の下方に排出される。
【０１１９】
このとき、キャビティ１１内の材料粉末１２は、前述の仮圧縮によって、ある程度固められているため、横穴形成ピン８の前進に伴い対向ピン９が後退された際に、両ピン８，９間に存する材料粉末１２だけでなく、その周囲の材料粉末１２までもが対向ピン９側のピン挿入穴７に内に入り込んでしまうような事態を回避することができる。すなわち、キャビティ１１内からピン挿入穴７内に押し出される材料粉末１２を必要限に留めることができる。
【０１２０】
なお、排出された材料粉末１２は、粉末排出穴１０の下方に設けられた図示しない粉末回収器に回収され、それが新たな粉末成形体５０や他の粉末成形体を製造するための材料粉末として再利用される。
【０１２１】
このようにして、材料粉末１２の加圧・圧縮の中断中に、横穴形成ピン８をキャビティ１１に貫通させた後、その貫通状態を維持したまま、各組パンチ３，４，５の下パンチ及び上パンチを再びそれぞれ一斉に上動、下動させてキャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮を再開し、この加圧・圧縮をキャビティ１１内の材料粉末１０が最終的に図８に示すように前記粉末成形体５０の形状になって、該キャビティ１１内に粉末成形体５０が得られるまで行う。
【０１２２】
このとき、各組パンチ３，４，５の下パンチ及び上パンチの移動速度は、前記仮圧縮の場合と同様に、各組パンチ３，４，５毎に、その各組パンチ３，４，５の下パンチの移動速度と上パンチの移動速度との比率が一定となるように制御される。
【０１２３】
また、前記仮圧縮の際を含めて、前記図５に示した材料粉末１２の加圧・圧縮の開始時の状態から、図８に示した加圧・圧縮の終了時の状態までの加圧工程における、各組パンチ３，４，５の下パンチ及び上パンチの移動量は、本実施形態では、各組パンチ３，４，５の両パンチ間に存する材料粉末１２のうち、ダイス２に対して上下に不動となる部位、すなわち前述したニュートラル部位が前記横穴形成ピン８の中心軸上に位置するように設定されているのであるが、これについては後述する。
【０１２４】
上記のようにして、キャビティ１１内に粉末成形体５０が得られた後には、前記横穴形成ピン８がピン挿入穴６内に戻されてキャビティ１１内の粉末成形体５０から抜脱され、さらに上パンチ３ｂ，４ｂ，５ｂを上動させてダイ孔１内から抜脱した後、下パンチ３ａ，４ｂ，５ｂを上動させることにより、粉末成形体５０がダイ孔１内から取り出される。なお、横穴形成ピン８をキャビティ１１内の粉末成形体５０から抜脱する際には、それに先だって、上パンチ３ｂ，４ｂ，５ｂを僅かに上動させると共に、下パンチ３ａ，４ｂ，５ｂを僅かに下動させると、キャビティ１１内の粉末成形体５０に生じている内部応力が解放され、横穴形成ピン８の抜脱を容易に行うことができる。
【０１２５】
次に、前記図５に示した材料粉末１２の加圧・圧縮の開始時の状態から、図８に示した加圧・圧縮の終了時の状態までの加圧工程（仮圧縮を含む）における、各組パンチ３，４，５の下パンチ及び上パンチの移動量と、加圧工程の開始時における各組パンチ３，４，５の下パンチ及び上パンチの初期位置とについて前記図２（ｂ）及び図９を参照して説明する。
【０１２６】
図９（ａ）は、図５と同じ加圧工程の開始時の状態、図９（ｂ）は、図８と同じ加圧工程の終了時の状態を示している。
【０１２７】
図９（ａ）を参照して本実施形態では、キャビティ１１内で組パンチ３の両パンチ３ａ，３ｂ間に存する材料粉末１２のうちの前記横穴形成ピン８の中心軸上の部位（詳しくは該中心軸を含む水平面上の部位。以下同様）Ｃ１と、組パンチ４の両パンチ４ａ，４ｂ間に存する材料粉末１２のうちの横穴形成ピン８の中心軸上の部位Ｃ２と、組パンチ５の両パンチ５ａ，５ｂ間に存する材料粉末１２のうちの横穴形成ピン８の中心軸上の部位Ｃ３とを（これらの部位Ｃ１〜Ｃ３が横穴形成ピン８の中心軸上に連続して並んでいる）、前記仮圧縮の場合を含めてキャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮を行う加圧工程中に、ダイス２に対して上下に不動となるべきニュートラル部位として定める。
【０１２８】
そして、それらのニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３がキャビティ１１内の材料粉末１２の加圧工程中に、実際にダイス２に対して不動となるように、すなわち、加圧工程中に常に、横穴形成ピン８の中心軸上に存するように、加圧工程の開始時から終了時までの（前記仮圧縮を含む）、各組パンチ３〜５の各パンチの加圧工程中の移動量を設定する。
【０１２９】
この移動量を設定するために、前述した充填深さＦ１〜Ｆ３以外に、次のようなパラメータを定義する。
【０１３０】
すなわち、前記図２（ｂ）に示すように、粉末成形体５０の各板部５１，５２，５３の垂直方向の厚さ（成形体厚さ）をそれぞれＨ１，Ｈ２，Ｈ３とし、また、各板部５１，５２，５３の下端面から前記貫通横穴５４の中心軸までの間隔をそれぞれｈ１，ｈ２，ｈ３とする。換言すれば、図９（ｂ）に示す如く、前記加圧工程の終了時における各組パンチ３〜４の両パンチ間の間隔をそれぞれＨ１，Ｈ２，Ｈ３とし、また、前記加圧工程の終了時における各下パンチ３ａ〜５ａの上面から前記横穴形成ピン８の中心軸までの間隔をそれぞれｈ１，ｈ２，ｈ３とする。これらのＨ１，Ｈ２，Ｈ３，ｈ１，ｈ２，ｈ３の値は、製造する粉末成形体５０の設計寸法によって定まるものである。
【０１３１】
また、前記加圧工程の開始時から終了時までの各パンチ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂの移動量をそれぞれＸ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２，Ｘ３，Ｙ３、前記加圧工程の開始時における各下パンチ３ａ，４ａ，５ａのダイス２の上面からの間隔をそれぞれＳ１，Ｓ２，Ｓ３、前記加圧工程の終了時における各下パンチ３ａ，４ａ，５ａのダイス２の上面からの間隔をそれぞれＥ１，Ｅ２，Ｅ３、ダイス２の上面から横穴形成ピン８の中心軸までの間隔をＮＬとおく。
【０１３２】
なお、上記移動量Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２，Ｘ３，Ｙ３に関しては、上向きを正の向きとする。従って、加圧工程中に上動する下パンチ３ａ〜５ａの移動量Ｘ１〜Ｘ３は正の値であり、加圧工程中に下動する上パンチ３ｂ〜５ｂの移動量Ｙ１〜Ｙ３は負の値である。
【０１３３】
ここで、まず、組パンチ３の両パンチ３ａ，３ｂ間の材料粉末１２の前記ニュートラル部位Ｃ１に関し、図９（ｂ）の加圧工程の開始時における下パンチ３ａの上面から該ニュートラル部位Ｃ１までの間隔の、前記充填深さＦ１（これは加圧工程の開始時における両パンチ３ａ，３ｂ間の間隔に等しい）に対する割合を百分率で表したものをＲ１とおくと、このＲ１は、前述の如く定義した加圧比率に相当するものである。そして、このニュートラル部位Ｃ１に係わる加圧比率Ｒ１は、該ニュートラル部位Ｃ１が加圧工程中に常に横穴形成ピン８の中心軸上にあるべき部位であるから、図９（ｂ）の加圧工程の終了時における下パンチ３ａの上面から横穴形成ピン８の中心軸までの間隔ｈ１の、該加圧工程の終了時における両パンチ３ａ，３ｂ間の間隔Ｈ１に対する割合を百分率で表したもの（＝１００・ｈ１／Ｈ１）に等しくなるべきものである。従って、前記ニュートラル部位Ｃ１に係わる加圧比率Ｒ１の値は、次式（１８）により与えられる。
【０１３４】
【数１８】
0004605847.tif 000011
【０１３５】
そこで、本実施形態では、組パンチ３の下パンチ３ａの前記移動量Ｘ１は前記式（１５）に従って、前記加圧比率Ｒ１と、加圧工程の開始時における両パンチ３ａ，３ｂ間の材料粉末１２の充填深さＦ１と、粉末成形体５０の板部５１の垂直方向の厚さＨ１とを用いて、次式（１９）により設定する。
【０１３６】
【数１９】
0004605847.tif 000012
【０１３７】
また、組パンチ３の上パンチ３ｂの前記移動量Ｙ１は前記式（１６）に従って、前記加圧比率Ｒ１、充填深さＦ１及び粉末成形体５０の板部５１の厚さＨ１を用いて次式（２０）により設定する。
【０１３８】
【数２０】
0004605847.tif 000013
【０１３９】
さらに、上記の組パンチ３の場合と同様の考え方によって、組パンチ４の両パンチ４ａ，４ｂ間の材料粉末１２の前記ニュートラル部位Ｃ２に係わる加圧比率をＲ２、組パンチ５の両パンチ５ａ，５ｂ間の材料粉末１２の前記ニュートラル部位Ｃ３に係わる加圧比率をＲ３とおくと、これらの値は、それぞれ次式（２１），（２２）により与えられる。
【０１４０】
【数２１】
0004605847.tif 000014
【０１４１】
【数２２】
0004605847.tif 000015
【０１４２】
そこで、本実施形態では、組パンチ４の下パンチ４ａの前記移動量Ｘ２と、上パンチ４ｂの前記移動量Ｙ２とは、それぞれ前記式（１５），（１６）に従って、前記加圧比率Ｒ２と、充填深さＦ２と、粉末成形体５０の板部５２の垂直方向の厚さＨ２とを用いて、次式（２３），（２４）によりそれぞれ設定する。
【０１４３】
【数２３】
0004605847.tif 000016
【０１４４】
【数２４】
0004605847.tif 000017
【０１４５】
同様に、組パンチ５の下パンチ５ａの前記移動量Ｘ３と、上パンチ５ｂの前記移動量Ｙ４とは、それぞれ前記加圧比率Ｒ３と、充填深さＦ３と、粉末成形体５０の板部５３の垂直方向の厚さＨ３とを用いて、次式（２５），（２６）によりそれぞれ設定する。
【０１４６】
【数２５】
0004605847.tif 000018
【０１４７】
【数２６】
0004605847.tif 000019
【０１４８】
次に、本実施形態では、加圧工程の開始時における各パンチ３ａ〜５ａ、３ｂ〜５ｂの初期位置は次のように設定する。
【０１４９】
まず、下パンチ３ａに関し、前記加圧工程の終了時における該下パンチ３ａの上面からダイス２の上面までの前記間隔Ｅ１は、図９（ｂ）を参照して明らかなように、下パンチ３ａの上面から横穴形成ピン８の中心軸までの前記間隔ｈ１と、該中心軸からダイス２の上面までの間隔ＮＬ（これはダイス２の設計上で定まる値である）との和（＝ｈ１＋ＮＬ）である。また、加圧工程の開始時における下パンチ３ａの上面からダイス２の上面までの前記間隔Ｓ１は、上記間隔Ｅ１に、前記式（１４）により設定される下パンチ３ａの加圧工程中の移動量Ｘ１を加えたものである。
【０１５０】
そこで、本実施形態では、加圧工程の開始時における下パンチ３ａの初期位置を規定する前記間隔Ｓ１を前記式（１９）により設定する移動量Ｘ１を用いて次式（２７）により設定する。
【０１５１】
【数２７】
0004605847.tif 000020
【０１５２】
これと同様の考え方によって、加圧工程の開始時における下パンチ４ａ，５ａの初期位置を規定する前記間隔Ｓ２，Ｓ３を、本実施形態では、それぞれ前記式（２３），（２５）により設定する移動量Ｘ２，Ｘ３を用いて次式（２８），（２９）により設定する。
【０１５３】
【数２８】
0004605847.tif 000021
【０１５４】
【数２９】
0004605847.tif 000022
【０１５５】
なお、加圧工程の開始時における前記各上パンチ３ａ，４ｂ，５ｂの初期位置（各上パンチ３ａ，４ｂ，５ｂの下面からダイス２の上面までの間隔）は、図９（ａ）を参照して明らかなように、それぞれ上記のように設定される間隔Ｓ１〜Ｓ３に前記各組パンチ３〜５の両パンチ間の充填深さＦ１〜Ｆ３を減算した値として設定される。
【０１５６】
以上説明したように各パンチ３ａ〜５ａ、３ｂ〜５ｂの加圧工程中の移動量Ｘ１〜Ｘ３，Ｙ１〜Ｙ３と、各パンチ３ａ〜５ａ、３ｂ〜５ｂの加圧工程の開始時の初期位置とを設定して、前述の如く、材料粉末１２の加圧・圧縮を行うことで、各組パンチ３〜５の両パンチ間の材料粉末１２の前記ニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３はそのいずれもが、加圧工程中に、前記横穴形成ピン８の中心軸上で不動になる。このため、特に前記横穴形成ピン８をキャビティ１１に貫通させた後の材料粉末１２の加圧・圧縮に際して、該横穴形成ピン８に偏荷重が作用することがなく、該横穴形成ピン８が破損したりするのを確実に防止することができる。
【０１５７】
また、各組パンチ３〜５の両パンチ間の材料粉末１２の前記ニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３はそのいずれもが、加圧工程中に、前記横穴形成ピン８の中心軸上で不動になることで、組パンチ３の両パンチ間の材料粉末１２とその隣の組パンチ４の両パンチ間の材料粉末１２との境界部分と、組パンチ４の両パンチ間の材料粉末１２とその隣の組パンチ５の両パンチ間の材料粉末１２との境界部分とにおいて、加圧工程の開始時に互いに隣合っていた材料粉末１２は、その隣接関係が加圧工程中も維持される。このため、上記の境界部分において粉末成形体５０の強度不足が生じるような事態を防止し、良品質の粉末成形体５０を得ることができる。
【０１５８】
次に、本発明の第２の実施形態を図１０〜図１５を参照して説明する。図１０は本実施形態で製造する粉末成形体の一例を示す縦断面図、図１１〜図１５は図１の粉末成形体の製造方法を説明するための説明的断面図である。なお、本実施形態の説明において、前述の第１の実施形態と同一構成部分については、第１の実施形態と同一の参照符号を用いる。
【０１５９】
図１０を参照して、本実施形態で製造する粉末成形体６０は、例えば前述した図２の粉末成形体５０と同一の外形状で、板部６１，６２，６３を重合したような外形状をなす。各板部６１〜６３の垂直方向の長さ（成形体厚さ）等のサイズは、それぞれ図２の粉末成形体５０の板部５１〜５３と同一である。そして、本実施形態では、粉末成形体６０の板部５１の表面（図の左側面）から板部５２にかけて横方向に延在する比較的小径なめくら穴状の横穴６４（以下、めくら横穴６という）を有している。このめくら横穴６４は、板部６３には延びていない。
【０１６０】
なお、本実施形態では、粉末成形体６０におけるめくら横穴６４の中心軸の位置は、前述の粉末成形体５０における貫通横穴５４の中心軸の位置と同一で、板部６１〜６３のそれぞれの下面から間隔ｈ１，ｈ２，ｈ３を存する位置である。
【０１６１】
本実施形態において、この粉末成形体６０の製造に用いる装置の基本構成は、前述の粉末成形体５０の製造に用いる装置と同一であり、ダイ孔１を上下方向に有するダイス２と、このダイス２のダイ孔１にその下方から挿入される三個の下パンチ３ａ，４ａ，５ａと、これらの各パンチ３ａ，４ａ，５ａにそれぞれ対向してダイ孔１にその上方から挿入される三つの上パンチ３ｂ，４ｂ，５ｂとを具備する。ダイス２のダイ孔１、各下パンチ３ａ〜５ａ、及び各上パンチ３ｂ〜５ｂの形状は、前述の第１の実施形態のものと同一で、下パンチ３ａ及び上パンチ３ｂからなる組パンチ３と、下パンチ４ａ及び上パンチ４ｂからなる組パンチ４と、下パンチ５ａ及び上パンチ５ｂからなる組パンチ５とはそれぞれ、粉末成形体６０の板部６１〜６３の部分を成形するためのものである。
【０１６２】
一方、本実施形態では、ダイス２の内部には、組パンチ３寄りの箇所でダイ孔１に連通させて横方向に穿設されたピン挿入穴１３が備えられ、この挿入穴１３に、前記粉末成形体６０のめくら横穴６４の形状を有する横穴形成ピン１４がその先端面をダイ孔１に臨ませて挿入されている。この横穴形成ピン１４は、図示しないアクチュエータを介してピン挿入穴１３に沿ってその軸方向（横方向）に移動可能とされている。
【０１６３】
なお、前記第１の実施形態の場合と同様、ダイス２は装置に固定されており、各下パンチ３ａ〜５ａ及び各上パンチ３ｂ〜５ｂが図示しないアクチュエータを介して昇降可能とされていると共に、各パンチ３ａ〜５ａ，３ｂ〜５ｂの昇降や、前記横穴形成ピン１４の移動は、図示しないマイクロコンピュータ等を用いて制御される。
【０１６４】
以上のような装置を用いて、粉末成形体６０は次のように製造される。
【０１６５】
まず、図１１に示すように、ダイ孔１内に挿入した各下パンチ３ａ〜５ａをそれぞれ、ダイ孔１の上端開口面から所定量Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の深さ位置に移動させた状態で、前記第１実施形態の場合と全く同様に（図３参照）、ダイ孔１内にその上方から材料粉末１２を充填する。このときの、材料粉末１２の充填深さＦ１，Ｆ２，Ｆ３は前記第１の実施形態と同一である。
【０１６６】
次いで、前記第１の実施形態の場合と全く同様に、各下パンチ３ａ〜５ａを一斉に、若干、下動させると共に、各上パンチ３ｂ〜５ｂをダイ孔１に向かってその上方から一斉に下動させ、図１２に示すように、各上パンチ３ｂ〜５ｂをダイ孔１内に挿入して材料粉末１２の上面に接触させる。これにより、ダイ孔１内に、材料粉末１２が下パンチ３ａ〜５ａと上パンチ３ｂ〜５ｂとの間で密封されたキャビティ１１を形成する。このとき、キャビティ１１内の材料粉末１２は非加圧状態に維持される。
【０１６７】
次に、前記第１の実施形態の場合と全く同様に、各組パンチ３，４，５のそれぞれの両パンチ間の間隔を維持したまま、図１３に示す如く各組パンチ３，４，５をキャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮を開始する際の所定の初期位置にそれぞれ移送する。この場合、各組パンチ３〜５の初期位置は、第１の実施形態と同一である。
【０１６８】
さらに、前記横穴形成ピン１４をキャビティ８内に向かって前進させ、図１４に示すごとく、該キャビティ８内の所定の位置（本実施形態では、組パンチ４の両パンチ間の材料粉末と組パンチ５の両パンチ間の材料粉末の境界部分）まで、横穴形成ピン１４を挿入する。このとき、組パンチ３，４の両パンチは、特定組の両パンチで、横穴形成ピン１４の上下に該横穴形成ピン１４に対向して存するものとなるが、組パンチ５の両パンチは、横穴形成ピン１４には対向しないものとなる（組パンチ５の両パンチ間には横穴形成ピン１４は存在しない）。
【０１６９】
そして、この横穴形成ピン１４の挿入状態を維持したまま、各組パンチ３，４，５の下パンチ及び上パンチをそれぞれ一斉に上動、下動させてキャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮を開始し、この加圧・圧縮を、図１５に示す如く、最終的にキャビティ１１内に前記粉末成形体６０が得られるまで行う。
【０１７０】
このとき、前記第１の実施形態における材料粉末の加圧・圧縮の場合と同様に、各組パンチ３，４，５毎に、その各組パンチ３，４，５の下パンチの移動速度と上パンチの移動速度との比率が一定となるようにそれらの移動速度が制御される。
【０１７１】
また、図１４を参照して、本実施形態では、前述の第１の実施形態と同様、キャビティ１１内で組パンチ３の両パンチ３ａ，３ｂ間に存する材料粉末１２のうちの前記横穴形成ピン１４の中心軸上の部位Ｃ１と、組パンチ４の両パンチ４ａ，４ｂ間に存する材料粉末１２のうちの横穴形成ピン１４の中心軸上の部位Ｃ２と、組パンチ５の両パンチ５ａ，５ｂ間に存する材料粉末１２のうちの横穴形成ピン１４の中心軸上の部位Ｃ３とを、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮の開始時（図１４の状態）から、加圧・圧縮の終了時（図１５の状態）までの加圧工程中に、ダイス２に対して上下に不動となるべきニュートラル部位として定めている。そして、それらのニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３がキャビティ１１内の材料粉末１２の加圧工程中に、実際にダイス２に対して不動となるように、加圧工程の開始時から終了時までの、各組パンチ３〜５の各パンチの加圧工程中の移動量を設定している。
【０１７２】
この場合、本実施形態では、粉末成形体６０のサイズや外形状は、前記第１の実施形態で製造した粉末成形体５０と同一で、上記各ニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３に係わる加圧比率は、第１の実施形態と同一である（前記式（１８）、（２１）、（２２）を参照）。従って、本実施形態では、各組パンチ３〜５の各パンチの加圧工程中の移動量は、前記第１の実施形態と同一に設定され（前記式（１９）、（２０）、（２３）〜（２６）を参照）、その設定された移動量に従って、加圧工程中の各組パンチ３，４，５の各パンチの移動が行われる。なお、加圧工程の開始時における各組パンチ３〜５の各パンチの初期位置は、上記のように設定した各パンチの移動量を用いて、前記第１の実施形態と同様に設定されたものである。
【０１７３】
上記のようにして、キャビティ１１内に粉末成形体６０が得られた後には、前記横穴形成ピン１４がピン挿入穴１３内に戻されてキャビティ１１内の粉末成形体６０から抜脱され、さらに上パンチ３ｂ，４ｂ，５ｂを上動させてダイ孔１内から抜脱した後、下パンチ３ａ，４ｂ，５ｂを上動させることにより、粉末成形体６０がダイ孔１内から取り出される。なお、横穴形成ピン１４をキャビティ１１内の粉末成形体６０から抜脱する際には、それに先だって、上パンチ３ｂ，４ｂ，５ｂを僅かに上動させると共に、下パンチ３ａ，４ｂ，５ｂを僅かに下動させることで、横穴形成ピン１４の抜脱を容易に行うことができる。
【０１７４】
以上説明した本実施形態においても、前記第１の実施形態と同様に、各組パンチ３〜５の両パンチ間の材料粉末１２の前記ニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３はそのいずれもが、加圧工程中に、前記横穴形成ピン１４の中心軸上で不動になるため、材料粉末１２の加圧・圧縮に際して、該横穴形成ピン１４に偏荷重が作用することがなく、該横穴形成ピン１４が破損したりするのを確実に防止することができる。
【０１７５】
また、各組パンチ３〜５の両パンチ間の材料粉末１２の前記ニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３はそのいずれもが、加圧工程中に、前記横穴形成ピン１４の中心軸上で不動になることで、組パンチ３の両パンチ間の材料粉末１２とその隣の組パンチ４の両パンチ間の材料粉末１２との境界部分と、組パンチ４の両パンチ間の材料粉末１２とその隣の組パンチ５の両パンチ間の材料粉末１２との境界部分とにおいて、加圧工程の開始時に互いに隣合っていた材料粉末１２は、その隣接関係が加圧工程中も維持される。このため、上記の境界部分において粉末成形体５０の強度不足が生じるような事態を防止し、良品質の粉末成形体５０を得ることができる。
【０１７６】
次に、本発明の第３の実施形態を図１６及び図１７を参照して説明する。図１６（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態で製造する粉末成形体の斜視図及び縦断面図、図１７は図１６の粉末成形体の製造方法を説明するための説明的断面図である。なお、本実施形態の説明において、前述の第１の実施形態と同一構成部分については、第１の実施形態と同一の参照符号を用い、詳細な説明を省略する。
【０１７７】
図１６に示すように、本実施形態で製造する粉末成形体７０は、前記第１の実施形態で製造した粉末成形体５０（図２参照）と同様に、３つの方形状の板部７１，７２，７３を垂直姿勢で重合したような外形状をなす。この場合、粉末成形体７０は、その上端部の形状のみが前記粉末成形体５０と異なるものである。すなわち、粉末成形体７０にあっては、その下端部には、板部７１〜７３により段差が形成されているが、板部７１〜７３の上端面は、同一面上に揃えられている。従って、粉末成形体７０の上端面は、段差の無い平坦面となっている。そして、この粉末成形体７０には、板部７１〜７３を貫く貫通横穴７４が、前記粉末成形体５０と同様に形成されている。
【０１７８】
なお、図１６（ｂ）では、説明の便宜上、前記図２（ｂ）と同一の参照符号を用いて、板部７１〜７３の厚さＨ１〜Ｈ３（垂直方向の長さ）や、各板部７１〜７３の下端面から貫通横穴７４の中心軸までの間隔ｈ１〜ｈ３を示している。
【０１７９】
この粉末成形体６０を製造するための装置は、図１７に示す如く、上パンチのみが、前述の第１の実施形態のもの（図３を参照）と相違するものであり、第１の実施形態と同一構成のダイス２、下パンチ３ａ〜５ａ、横穴形成ピン８及び対向ピン９を備える一方、粉末成形体６０の上端面が段差の無い平坦面であることから、上パンチは、平坦な下端面（横穴形成ピン８の中心軸と平行な水平面）を有する単一の上パンチ１５により構成されている。下パンチ３ａ〜５ａは、それぞれ、上パンチ１５と協働して、粉末成形体６０の板部６１〜６３の部分を成形するためのものである。
【０１８０】
この装置による粉末成形体６０の製造は、前述の第１の実施形態と全く同様の手順によって行われる。すなわち、ダイ孔１内への材料粉末１２の充填、キャビティ１１の形成、各下パンチ３ａ〜５ａ及び上パンチ１５の初期位置への移送、キャビティ１１内の材料粉末１２の仮圧縮、横穴形成ピン８のキャビティ１１への挿入・貫通（横穴形成ピン８によりキャビティ１１内から押し出される材料粉末１２の排出を含む）、横穴形成ピン８の挿入後の材料粉末１１の最終的な加圧・圧縮（粉末成形体６０の成形）が、第１の実施形態と全く同様のやり方で順次行われる。なお、図１７（ａ）は、各下パンチ３ａ〜５ａ及び上パンチ１５を初期位置に移送した状態（キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮の開始直前の状態）を示し、図１７（ｂ）は、キャビティ１１内に、最終的に粉末成形体６０を得た状態（材料粉末１２の加圧・圧縮の終了時の状態）を示している。
【０１８１】
この場合、本実施形態では、キャビティ１１内の材料粉末１２の仮圧縮の場合を含めて、該材料粉末１２の加圧・圧縮を行う加圧工程中における各下パンチ３ａ〜５ａ及び上パンチ１５の移動速度は次のように制御される。
【０１８２】
すなわち、各下パンチ３ａ〜５ａの移動速度をそれぞれＶ１〜Ｖ３、上パンチの移動速度をＶとおいたとき、Ｖ：Ｖ１、Ｖ：Ｖ２、Ｖ：Ｖ３がそれぞれ加圧工程中に一定に維持されるように各パンチ３ａ〜５ａ，１５の移動速度が制御される（例えば、各パンチの移動速度を一定速度に制御する）。
【０１８３】
また、本実施形態では、キャビティ１１内の材料粉末１２のうち、下パンチ３ａの上方に存する部分の加圧工程における圧縮比と、下パンチ４ａの上方に存する部分の加圧工程における圧縮比と、下パンチ５ａの上方に存する部分の加圧工程における圧縮比とが同一となるように、各下パンチ３ａ〜５ａの上方の材料粉末１２の充填深さが設定されている。すなわち、各下パンチ３ａ〜５ａの上方の材料粉末１２の所定量の充填深さを前記第１の実施形態の場合と同様に、それぞれＦ１〜Ｆ３とおいたとき（図１７（ａ）を参照）、各下パンチ３ａ〜５ａの上方の材料粉末１２の圧縮比は、それぞれ、前記粉末成形体６０の板部６１〜６３の成形体厚さＨ１〜Ｈ３（図１６及び図１７（ｂ）を参照）を用いてＨ１／Ｆ１、Ｈ２／Ｆ２、Ｈ３／Ｆ３であり、これらの値が同一となるように、材料粉末１２の充填深さＦ１〜Ｆ３が定められている。なお、以下の説明では、この圧縮比をα（＝Ｈ１／Ｆ１＝Ｈ２／Ｆ２＝Ｈ３／Ｆ３）とおく。
【０１８４】
そして、本実施形態では、各下パンチ３ａ〜５ａの上方の材料粉末１２のニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３は、前記第１の実施形態と同様に、横穴形成ピン８の中心軸上の位置に定められ、これらのニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３を加圧工程中にダイス２に対して不動とする（ニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３を加圧工程中に定常的に横穴形成ピン８の中心軸上に位置させる）ために、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮の開始時から終了時まで（仮圧縮を含む）の各下パンチ３ａ〜５ａの移動量Ｘ１〜Ｘ３と、上パンチ１５の移動量Ｙとは次のように設定されている。
【０１８５】
すなわち、各下パンチ３ａ〜５ａの移動量Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれ前記第１の実施形態と同様に、前記式（１９）、（２３）、（２５）により設定されている。
【０１８６】
また、上パンチ１５の移動量Ｙは、前記式（２０）、（２４）、（２６）のいずれか任意の一つの式の右辺の演算結果として設定されている。
【０１８７】
この場合、式（２０）、（２４）、（２６）の右辺のいずれの演算を行っても、同一の演算結果が得られることが前提となるが、このことは、次のように示される。
【０１８８】
すなわち、本実施形態における材料粉末１２の前記圧縮比αを用いると、式（２０）、（２４）、（２６）の右辺はそれぞれ、次式（３０）〜（３２）に書き換えられる。
【０１８９】
【数３０】
0004605847.tif 000023
【０１９０】
【数３１】
0004605847.tif 000024
【０１９１】
【数３２】
0004605847.tif 000025
【０１９２】
ここで、本実施形態では、上パンチ１５の下端面は、横穴形成ピン８の中心軸と平行な平坦面であるから、これらの式（３０）〜（３２）の右辺の（Ｈ１−ｈ１），（Ｈ２−ｈ２），（Ｈ３−ｈ３）は、図１７（ｂ）を参照して明らかなように同一の値（上パンチ１５と横穴形成ピン８の中心軸との間隔）である。従って、式（３０）〜（３２）の右辺の演算結果はいずれも同一となる。このことから、式（２０）、（２４）、（２６）の右辺のいずれの演算によっても、上パンチ１５の移動量Ｙを求めることができることが判る。
【０１９３】
なお、各下パンチ３ａ〜５ａの初期位置、すなわち、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮の開始時における、各下パンチ３ａ〜５ａの上面とダイス２の上面との間隔Ｓ１〜Ｓ３（図１７（ａ）を参照）は、第１の実施形態と同様に、それぞれ前記式（２７）〜（２９）により設定される。また、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮の開始時における上パンチ１５の上面とダイス２の上面との間隔（上パンチ１５の初期位置）は、上記間隔Ｓ１〜Ｓ３のいずれか一つから、それに対応する下パンチの上方の材料粉末１２の充填深さを減算してなる値として設定される。
【０１９４】
本実施形態では、上記のようにして、各下パンチ３ａ〜５ａ及び上パンチ１５の移動量Ｘ１〜Ｘ３，Ｙ等を設定して、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮を行うことで、横穴形成ピン８の中心軸上のニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３がダイス２に対して不動となり、また、該ニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３が同一平面上に揃うことから、前記第１の実施形態と同様に、加圧工程中における横穴形成ピン８の破損を回避することができると共に、良品質の粉末成形体６０を得ることができる。
【０１９５】
次に、本発明の第４の実施形態を図１８及び図１９を参照して説明する。図１８（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態で製造する粉末成形体の斜視図及び縦断面図、図１９は図１８の粉末成形体の製造方法を説明するための説明的断面図である。なお、本実施形態の説明において、前述の第２の実施形態と同一構成部分については、第２の実施形態と同一の参照符号を用い、詳細な説明を省略する。
【０１９６】
図１８に示すように、本実施形態で製造する粉末成形体８０は、前記第２の実施形態で製造した粉末成形体６０（図１０参照）と上端部の形状のみが相違するものである。すなわち、方形状の板部８１〜８３を重合したような外形状を有する本実施形態における粉末成形体８０は、その下端部には、板部８１〜８３により段差が形成されているが、板部８１〜８３の上端面は、前記第３の実施形態における粉末成形体７０と同様に同一面上に揃えられ、粉末成形体８０の上端面は、段差の無い平坦面となっている。そして、この粉末成形体８０には、板部８１の部分から板部８２の部分にかけて、前記第２の実施形態の粉末成形体６０と同様に、比較的小径なめくら横穴８４が形成されている。
【０１９７】
なお、本実施形態で製造する粉末成形体８０の各板部８１〜８３の成形体厚さＨ１〜Ｈ３や、各板部８１〜８３の下端面からめくら横穴８４の中心軸までの間隔ｈ１〜ｈ３は、前記第３実施形態のもの（図１６参照）と同一である。
【０１９８】
この粉末成形体８０を製造するための装置は、図１８に示す如く、上パンチのみが、前述の第２の実施形態のもの（図１１を参照）と相違するものであり、第１の実施形態と同一構成のダイス２、下パンチ３ａ〜５ａ、横穴形成ピン１４を備える一方、上パンチは、平坦な下端面（横穴形成ピン１４の中心軸と平行な水平面）を有する単一の上パンチ１６により構成されている。下パンチ３ａ〜５ａは、それぞれ、上パンチ１６と協働して、粉末成形体８０の板部８１〜８３の部分を成形するためのものである。
【０１９９】
この装置による粉末成形体８０の製造は、前述の第２の実施形態と全く同様の手順によって行われる。すなわち、ダイ孔１内への材料粉末１２の充填、キャビティ１１の形成、各下パンチ３ａ〜５ａ及び上パンチ１５の初期位置への移送、横穴形成ピン１４のキャビティ１１への挿入、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮（粉末成形体８０の成形）が、第２の実施形態と全く同様のやり方で順次行われる。なお、図１９（ａ）は、各下パンチ３ａ〜５ａ及び上パンチ１６を初期位置に移送した状態（キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮の開始直前の状態）を示し、図１９（ｂ）は、キャビティ１１内に、最終的に粉末成形体８０を得た状態（材料粉末１２の加圧・圧縮の終了時の状態）を示している。
【０２００】
この場合、本実施形態では、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮を行う加圧工程中における各下パンチ３ａ〜５ａ及び上パンチ１５の移動速度は、それをそれぞれＶ１〜Ｖ３、Ｖとおいたとき、前記第３の実施形態と全く同様に、Ｖ：Ｖ１、Ｖ：Ｖ２、Ｖ：Ｖ３がそれぞれ加圧工程中に一定に維持されるように制御される。
【０２０１】
また、本実施形態では、前記第３の実施形態と同様に、各下パンチ３ａ〜５ａの上方に存する材料粉末１２の圧縮比がいずれも同一となるように、各下パンチ３ａ〜５ａの上方の材料粉末１２の充填深さＦ１〜Ｆ３が設定されている。
【０２０２】
そして、本実施形態においても、各下パンチ３ａ〜５ａの上方の材料粉末１２のニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３は、前記第１〜第３の実施形態と同様に、横穴形成ピン１４の中心軸上の位置に定められ、これらのニュートラル部位Ｃ１〜Ｃ３を加圧工程中にダイス２に対して不動とするために、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮の開始時から終了時までの各下パンチ３ａ〜５ａの移動量Ｘ１〜Ｘ３と、上パンチ１６の移動量Ｙとは次のように設定されている。
【０２０３】
すなわち、各下パンチ３ａ〜５ａの移動量Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれ前記第１〜第３の実施形態と同様に、前記式（１９）、（２３）、（２５）により設定されている。
【０２０４】
また、上パンチ１６の移動量Ｙは、前記第３の実施形態と同様に、前記式（２０）、（２４）、（２６）のいずれか任意の一つの式の右辺の演算結果として設定されている。
【０２０５】
この場合、第３の実施形態と同様に、キャビティ１１内の材料粉末１２の圧縮比を定めているので、式（２０）、（２４）、（２６）の右辺のいずれの演算を行っても、上パンチ１５の移動量Ｙを求めることができる。
【０２０６】
なお、各下パンチ３ａ〜５ａの初期位置、すなわち、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮の開始時における、各下パンチ３ａ〜５ａの上面とダイス２の上面との間隔Ｓ１〜Ｓ３（図１９（ａ）を参照）は、第１の実施形態と同様に、それぞれ前記式（２７）〜（２９）により設定される。また、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮の開始時における上パンチ１６の上面とダイス２の上面との間隔（上パンチ１５の初期位置）は、上記間隔Ｓ１〜Ｓ３のいずれか一つから、それに対応する下パンチの上方の材料粉末１２の充填深さを減算してなる値として設定される。
【０２０７】
本実施形態では、上記のようにして、各下パンチ３ａ〜５ａ及び上パンチ１６の移動量Ｘ１〜Ｘ３，Ｙ等を設定して、キャビティ１１内の材料粉末１２の加圧・圧縮を行うことで、横穴形成ピン１４にその下方で対向する特定下パンチとなる下パンチ３ａ，４ａのそれぞれに対応するニュートラル部位Ｃ１，Ｃ２が、加圧工程中に横穴形成ピン１４の中心軸上で不動となることから、前記第２の実施形態と同様に、横穴形成ピン１４の破損を回避することができる。
【０２０８】
さらに、下パンチ５ａについても、それに対応するニュートラル部位Ｃ３、ニュートラル部位Ｃ１，Ｃ２と共に、横穴形成ピン１４の中心軸上で不動となることから、良質の粉末成形体８０を得ることができる。
【０２０９】
なお、前述した第２の実施形態及び第４の実施形態では、キャビティ１１内に挿入した横穴形成ピン１４に対向しない下パンチ５ａの上方の材料粉末１２のニュートラル部位Ｃ３についても、横穴形成ピン１４の中心軸上に存するように定めたが、下パンチ５ａ及び上パンチ５ｂ、あるいは下パンチ５ａ及び上パンチ１５による材料粉末１２の加圧力は、横穴形成ピン１４には作用しないので、該横穴形成ピン１４の破損等を防止する上では、上記ニュートラル部位Ｃ３は、必ずしも横穴形成ピン１４の中心軸上に定める必要はない。従って、第２の実施形態における組パンチ５、あるいは第４の実施形態における下パンチ５ａについては、その各パンチの移動量や移動速度等は、第２の実施形態や第４の実施形態と別の形態で設定するようにしてもよい。
【０２１０】
また、前記第２及び第４の実施形態では、横穴形成ピン１４を材料粉末１２の加圧・圧縮を開始する直前にキャビティ１１内に挿入するようにしたが、製造する粉末成形体の形状やサイズ等によっては、キャビティに材料粉末を充填する前等に横穴形成ピンをキャビティに挿入しておくようにすることも可能である。同様に、前記第１及び第３の実施形態では、加圧工程の途中で横穴形成ピン８をキャビティ１１に貫通させるようにしたが、加圧工程の開始直前や、キャビティへの材料粉末の充填前等に、横穴形成ピンをキャビティに貫通させておくようにすることも可能である。
【０２１１】
また、以上説明した第１〜第４の各実施形態では、ダイス２が固定されている場合を例にとって説明したが、下パンチ３ａ〜５ａのいずれか一つを固定し、その固定した下パンチに対して他の下パンチ及び上パンチ３ｂ〜５ｂ，１５，１６とダイス２とを移動させながら材料粉末１２を加圧・圧縮して粉末成形体５０，６０，７０，８０を製造する場合にも本発明を適用することができることはもちろんである。この場合、例えば下パンチ３ａを固定した場合には、加圧工程中の、下パンチ３ａに対するダイス２の移動量をＸｄとすると（但し、上向きを正とする）、該移動量Ｘｄは、次式（３３）のように前記式（１９）により与えられる値の符号を逆にした値として設定すればよい。
【０２１２】
【数３３】
0004605847.tif 000026
【０２１３】
そして、他の下パンチ４ａ，５ａの加圧工程中の下パンチ３ａに対する移動量は、それぞれ前記式（２３），（２５）により求まる値から、上記式（３３）により設定される移動量Ｘｄの値を減算した値に設定すればよい。同様に、第１及び第２の実施形態に係わる上パンチ３ａ〜５ｃの加圧工程中の下パンチ３ａに対する移動量は、それぞれ、前記式（２０），（２４），（２６）により求まる値から、上記式（３３）により設定される移動量Ｘｄの値を減算した値に設定すればよい。また、第３及び第４の実施形態に係わる上パンチ１５の加圧工程中の下パンチ３ａに対する移動量は、前記式（２０），（２４），（２６）のいずれか一つの右辺の演算により求まる値から、上記式（３３）により設定される移動量Ｘｄの値を減算した値に設定すればよい。
【０２１４】
上記のことは、他の下パンチ４ａ，５ａのいずれかを固定して材料粉末１２の加圧・圧縮を行う場合についても同様である。
【０２１５】
また、前述の第１及び第２の実施形態では、組パンチ３〜５を三組備えた場合を例にとって説明したが、上下パンチの組数は、製造しようとする粉末成形体の形状等によって二組、あるいは四組以上としてもよいことはもちろんであり、そのいずれの場合についても本発明を前述の実施形態と同様に適用することができる。同様に、前記第３及び第４の実施形態に関しては、下パンチの個数が２個、あるいは４個以上の場合でも本発明を適用することができることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の基本的原理を説明するための説明図。
【図２】本発明の第１の実施形態で製造する粉末成形体の斜視図及び縦断面図。
【図３】図２の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図４】図２の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図５】図２の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図６】図２の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図７】図２の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図８】図２の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図９】図２の粉末成形体を製造方法における各パンチの移動量と材料粉末の加圧開始時における各パンチの位置とを設定する手法を説明するための説明図。
【図１０】本発明の第２の実施形態で製造する粉末成形体の縦断面図。
【図１１】図１０の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図１２】図１０の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図１３】図１０の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図１４】図１０の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図１５】図１０の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図１６】本発明の第３の実施形態で製造する粉末成形体の斜視図及び縦断面図。
【図１７】図１６の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【図１８】本発明の第４の実施形態で製造する粉末成形体の縦断面図。
【図１９】図１８の粉末成形体を製造方法を説明するための説明的断面図。
【符号の説明】
１…ダイ孔、２…ダイス、３ａ〜５ａ…下パンチ、３ｂ〜５ｂ，１５，１６…上パンチ、６，７…ピン挿入穴、８，１４…横穴形成ピン、９…対向ピン、１０…粉末排出穴、１１…キャビティ、１２…材料粉末、５０，６０，７０，８０…粉末成形体，５４，６４，７４，８４…横穴。
【図１】
0004605847.tif 000035
【図２】
0004605847.tif 000036
【図３】
0004605847.tif 000037
【図４】
0004605847.tif 000038
【図５】
0004605847.tif 000039
【図６】
0004605847.tif 000040
【図７】
0004605847.tif 000041
【図８】
0004605847.tif 000042
【図９】
0004605847.tif 000043
【図１０】
0004605847.tif 000044
【図１１】
0004605847.tif 000045
【図１２】
0004605847.tif 000046
【図１３】
0004605847.tif 000047
【図１４】
0004605847.tif 000048
【図１５】
0004605847.tif 000049
【図１６】
0004605847.tif 000050
【図１７】
0004605847.tif 000051
【図１８】
0004605847.tif 000052
【図１９】
0004605847.tif 000053