(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイスプレートのダイキャビティ内にロアインナーが配置された金型と、材料粉を保持する保持体とを用い、貫通孔を挟んで厚さが同一となる部位を有する圧粉体を成形する際に、前記保持体の底面を開放した状態で、前記ダイスプレートの上面を摺接させ、前記ダイキャビティの上方を前進及び後退させることで、前記材料粉を、前記保持体から落下させ前記ダイキャビティ内に充填する方法であって、
前記ダイキャビティ内に充填された前記材料粉の、前記貫通孔を挟んで圧粉体の厚さが同一となる部位毎の充填密度と、前記保持体の前進速度との関係を予め把握する準備ステップと、
該準備ステップで把握された関係に基づき、前記保持体の前進速度を、
前記保持体の後退時に発生することが想定される前記材料粉の充填密度の前後差を相殺するべく、前記材料粉の充填密度の前後差を前進時に意図的に発生させることで、充填密度が均一となる速度に調整する調整ステップと、
を含むことを特徴とする材料粉の充填方法。
【請求項２】
前記準備ステップにおいて、前記圧粉体の厚さが同一となる部位の、成形後の厚さの差値と、前記保持体の前進速度との関係を予め把握し、
前記調整ステップにおいて、前記準備ステップで把握された関係に基づき、前記保持体の前進速度を、前記厚さの差値の実測値が零になる速度に調整することを特徴とする請求項１記載の材料粉の充填方法。
【請求項３】
前記調整ステップにおいて、前記金型により直前に成形した前記圧粉体の、厚さが同一となる部位の厚さの差値の実測値を、前記準備ステップで把握された、成形後の厚さの差値と、前記保持体の前進速度との関係に当てはめて、前記厚さの差値が零になる前記保持体の前進速度を割出し、前記保持体の前進速度を調整することを特徴とする請求項２記載の材料粉の充填方法。
【請求項４】
前記ダイスプレートの上面と前記ロアインナーの上面との高さの差値と、前記圧粉体の厚さが同一となる部位の、成形後の厚さの差値との関係を予め把握する第２準備ステップを含み、
前記調整ステップにおいて、実測された前記ダイスプレートの上面と前記ロアインナーの上面との高さの差値を、前記第２準備ステップで把握された、前記ダイスプレートの上面と前記ロアインナーの上面との高さの差値と、前記圧粉体の厚さが同一となる部位の、成形後の厚さの差値との関係に当てはめて、成形後の厚さの推定差値を割出し、該推定差値を、前記準備ステップで把握された、成形後の厚さの差値と、前記保持体の前進速度との関係に当てはめて、前記厚さの差値が零になる前記保持体の前進速度を割出し、前記保持体の前進速度を調整することを特徴とする請求項２記載の材料粉の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧粉体を成形するための金型のダイキャビティに、圧粉体の材料粉を充填する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属粉等の材料粉を金型で圧縮成形し、所望の形状を有する圧粉体を成形する技術において、従来から、金型のダイキャビティへ材料粉を充填する方法を創意工夫することで、成形される圧粉体の密度の均一化を図ることが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。ここで、材料粉は、その製造過程や管理状況等によって、充填密度にバラツキが発生し、特に、材料粉の製造ロットが変わった場合は、充填密度が大きく変化することがある。従って、所望の強度や充填密度を備える圧粉体を得るためには、材料粉の充填密度に応じて、金型における材料粉の充填量（充填深さ）を調整する必要がある。例えば、図４には、ダイスプレート３４とロアインナー３８との相対的な高さが調整可能な、金型のダイキャビティ３６内へ、材料粉Ｍが充填された様子が示されている。図４の例では、ダイスプレート３４の上面３４ａの位置が、ロアインナー３８の上面３８ａの位置よりも高くなるように、ダイスプレート３４の位置が調整されている。その結果、ダイスプレート３４とロアインナー３８との間には、符号Ｈで示す高さの差値（もぐり量）が発生している。又、図４の例では、金型のダイキャビティ３６へ材料粉Ｍを充填する際、材料粉Ｍを保持する保持体１２を、その底面を開放した状態で、ダイスプレート３４の上面３４ａに摺接させ、ダイキャビティ３６の上方を前進及び後退させることが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９２３９１号公報
【特許文献２】特開平４−２１０８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述した充填方法では、前進時にダイキャビティ３６内へ材料粉Ｍを供給しながら移動する保持体１２が、後退時には、ダイキャビティ３６内に満たされた材料粉Ｍの上側を通過することとなるため、材料粉Ｍの一部が後方へ引きずられる。これにより、ダイキャビティ３６内に供給された材料粉Ｍは、保持体１２の前進方向を基準として、前方側（図中右側）の充填密度よりも後方側（図中左側）の充填密度が高くなってしまう。このため、成形後の圧粉体は、前方側と後方側とに、設計上は厚さが同一となる部位を有していたとしても、それらの部位間に厚さの前後差が生じてしまう。この事象は、上述したもぐり量Ｈが設定されている場合に、特に顕著に表れることが、本発明者らによって確認されている。このような厚さの前後差が発生した場合は、材料不良や加工不良として計上すると共に、生産を一時停止し、設備の調整等を行う必要がある。更に、材料粉Ｍの充填密度や保持体１２により引きずられる材料粉Ｍの量等に、直接影響する材料粉の流動性は、粒径、形状、組成、潤滑材量、湿度、帯電といった、材料粉製造時から受けるあらゆる影響によって変化するため、制御することは困難である。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、材料粉の充填密度を均一にすることで、成形後の圧粉体の寸法精度を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。そのため、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００７】
（１）ダイスプレートのダイキャビティ内にロアインナーが配置された金型と、材料粉を保持する保持体とを用い、貫通孔を挟んで厚さが同一となる部位を有する圧粉体を成形する際に、前記保持体の底面を開放した状態で、前記ダイスプレートの上面を摺接させ、前記ダイキャビティの上方を前進及び後退させることで、前記材料粉を、前記保持体から落下させ前記ダイキャビティ内に充填する方法であって、前記ダイキャビティ内に充填された前記材料粉の、前記貫通孔を挟んで圧粉体の厚さが同一となる部位毎の充填密度と、前記保持体の前進速度との関係を予め把握する準備ステップと、該準備ステップで把握された関係に基づき、前記保持体の前進速度を、前記保持体の後退時に発生することが想定される前記材料粉の充填密度の前後差を相殺するべく、前記材料粉の充填密度の前後差を前進時に意図的に発生させることで、充填密度が均一となる速度に調整する調整ステップと、を含む材料粉の充填方法（請求項１）。
【０００８】
（２）上記（１）項における、前記準備ステップにおいて、前記圧粉体の厚さが同一となる部位の、成形後の厚さの差値と、前記保持体の前進速度との関係を予め把握し、前記調整ステップにおいて、前記準備ステップで把握された関係に基づき、前記保持体の前進速度を、前記厚さの差値の実測値が零になる速度に調整する材料粉の充填方法（請求項２）。
【０００９】
（３）上記（２）項における、前記調整ステップにおいて、前記金型により直前に成形した前記圧粉体の、厚さが同一となる部位の厚さの差値の実測値を、前記準備ステップで把握された、成形後の厚さの差値と、前記保持体の前進速度との関係に当てはめて、前記厚さの差値が零になる前記保持体の前進速度を割出し、前記保持体の前進速度を調整する材料粉の充填方法（請求項３）。
【００１０】
（４）上記（２）項において、前記ダイスプレートの上面と前記ロアインナーの上面との高さの差値と、前記圧粉体の厚さが同一となる部位の、成形後の厚さの差値との関係を予め把握する第２準備ステップを含み、前記調整ステップにおいて、実測された前記ダイスプレートの上面と前記ロアインナーの上面との高さの差値を、前記第２準備ステップで把握された、前記ダイスプレートの上面と前記ロアインナーの上面との高さの差値と、前記圧粉体の厚さが同一となる部位の、成形後の厚さの差値との関係に当てはめて、成形後の厚さの推定差値を割出し、該推定差値を、前記準備ステップで把握された、成形後の厚さの差値と、前記保持体の前進速度との関係に当てはめて、前記厚さの差値が零になる前記保持体の前進速度を割出し、前記保持体の前進速度を調整する材料粉の充填方法（請求項４）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明はこのように構成したので、材料粉の充填密度を均一にすることができ、成形後の圧粉体の寸法精度を向上することが可能となる。
又、準備ステップにおいて、圧粉体の厚さの差値と保持体の前進速度との関係を、比較的容易に把握することができる。
又、材料粉の充填密度の更なる均一化を図ることが可能となる。
又、成形後の圧粉体の実測を行わない場合であっても、材料粉の充填密度の更なる均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る材料粉の充填方法に利用される、材料粉の充填装置の構成と、この充填装置により材料粉を充填する金型の構成とを、模式的に示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る材料粉の充填方法を説明するための概略図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法を説明するための概略図である。
【図４】金型のキャビティに材料粉が充填された状態を拡大して示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。ここで、図面の全体にわたって、同一部分又は対応する部分は、同一符号で示している。
図１は、本発明の実施の形態に係る材料粉の充填方法に用いる材料粉の充填装置１０と、この材料粉の充填装置１０により材料粉Ｍを充填する金型３０との構成を概略的に示している。金型３０は、金属粉等の材料粉Ｍを圧縮して、貫通孔Ｐａを有する圧粉体Ｐ（図２（ａ）参照）を成形するものであり、図１には、材料粉Ｍが充填される前の非圧縮時の状態が示されている。金型３０は、下型３２に含まれるダイスプレート３４、ロアインナー３８及びロアアウター４０と、上型に含まれるアッパーパンチ４２とで大略構成されている。
【００１４】
ダイスプレート３４及びロアアウター４０は、夫々環状を成し、ロアインナー３８及びアッパーパンチ４２は、夫々円柱状を成している。下型３２には、ダイスプレート３４の内周面と、ロアインナー３８の外周面と、ロアアウター４０の上面とで、ダイキャビティ３６が形成される。そして、金型３０は、圧縮時に、下型３２に対してアッパーパンチ４２が下降されることで、ダイキャビティ３６の上部が閉じられ、材料粉Ｍを圧縮するための閉鎖空間が形成される。又、金型３０は、ダイスプレート３４とロアインナー３８との相対的な高さが調整可能なものであり、これらの高さの調整や、非圧縮時と圧縮時との切り替えに伴う各構成要素の移動が、制御機構等を介して行われる。
【００１５】
一方、材料粉の充填装置１０は、保持体１２と制御部１４とを含んでおり、更に、肉厚差測定手段１６ともぐり量取得手段１８との少なくとも一方を含んでいる。保持体１２は、少なくとも底面が開放可能な箱状のものであり、その内部に、金型３０に対して充填するための材料粉Ｍが保持されている。又、保持体１２は、制御部１４からの制御を受けて、金型３０の、非圧縮時には上部に開口するダイキャビティ３６の上方を通るように、少なくとも図中左右方向に移動可能にダイスプレート３４上に設置されている。制御部１４は、保持体１２の動作を制御するものであり、保持体１２を、ダイスプレート３４の上面３４ａに摺接させながら、ダイキャビティ３６の開口部に対して前進及び後退（図１の右方向及び左方向へ移動）させる。又、制御部１４には、詳しくは後述するが、保持体１２の前進速度の調整に用いるために、圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位の、成形後の厚さの差値と、保持体１２の前進速度との関係を示すデータが、予め設定されている。制御部１４は、例えば、保持体１２を移動させるためのロボット機構や、このロボット機構を制御するモーションコントローラ等を含んでいる。
【００１６】
又、詳しくは後述するが、肉厚差測定手段１６は、成形後の圧粉体Ｐの前後肉厚差（厚さの差値）を測定するものであり、もぐり量取得手段１８は、金型３０に設定されているもぐり量Ｈ（図４参照）を取得するためのものである。肉厚差測定手段１６は、例えばレーザ変位計等で構成され、測定した結果を制御部１４へ送信する。又、もぐり量取得手段１８は、金型３０の制御機構等からもぐり量Ｈを取得し、取得したもぐり量Ｈを制御部１４へ送信するものであり、制御部１４と金型３０の制御機構等との接続が確立されていれば、制御部１４に組み込まれていてもよい。
なお、図１に破線で示しているラインは、制御部１４と、保持体１２、肉厚差測定手段１６及びもぐり量取得手段１８との夫々の間に、データや制御信号を送受信するための接続が確立されていることを示すものである。
【００１７】
次に、図１に示した材料粉の充填装置１０を利用して実行する、本発明の第１の実施の形態に係る材料粉の充填方法について、図２を参照しながら説明する。なお、図２では、材料粉の充填装置１０に含まれる制御部１４や肉厚差測定手段１６の図示を省略している。
まず、本発明の実施の形態（第１の実施の形態及び後述する第２の実施の形態を含む）に係る材料粉の充填方法の要点を説明する。本発明の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、図２（ｂ）に示すように、ダイキャビティ３６の開口部に対して、保持体１２を前進及び後退させることで、保持体１２からダイキャビティ３６へ材料粉Ｍを落下させて充填する。保持体１２からダイキャビティ３６への材料粉Ｍの供給は、主に保持体１２の前進時に行われる。この際、保持体１２の前進速度が比較的速いと前方側（図中右側）の材料粉Ｍの充填密度が高くなり、保持体１２の前進速度が比較的遅いと後方側（図中左側）の材料粉Ｍの充填密度が高くなる特性がある。これは、保持体１２と共に移動する、保持体１２内の材料粉Ｍの慣性力によるものである。
【００１８】
一方、所望の充填密度の圧粉体Ｐを得るために、金型３０において材料粉Ｍの充填量（充填深さ）を調整すると、図４に示すように、ダイスプレート３４とロアインナー３８との間に、もぐり量Ｈが発生する。特にこのもぐり量Ｈが発生している状態で、保持体１２を前進及び後退させると、保持体１２の前進時にダイキャビティ３６内へ供給された材料粉Ｍの、図中上方側の一部が、後退時の保持体１２によって後方へ引きずられる。このため、保持体１２を後退させた後の、ダイキャビティ３６内の材料粉Ｍの充填密度は、保持体１２を後退させる前と比較して、前方側（図中右側）が低くなり後方側（図中左側）が高くなる傾向にある。
【００１９】
そこで、本発明の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、上述した材料粉Ｍの慣性力による特性を利用して、保持体１２の前進速度を調整することで、保持体１２が前進した後の、ダイキャビティ３６内の材料粉Ｍの充填密度に前後差を生じさせる。すなわち、保持体１２の後退によって材料粉Ｍが後方へ引きずられることで、前方側の充填密度が低くなり後方側の充填密度が高くなる傾向にある場合には、それを考慮して、前方側の材料粉Ｍの充填密度が予め高くなるように、保持体１２の前進速度を調整する。
なお、図４に符号４４で示しているものは、材料粉Ｍを充填する充填深さの変化に対応するために、ロアインナー３８の上部に設置される充填調整用スペーサである。この充填調整用スペーサ４４が設置される場合は、充填調整用スペーサ４４の上面をロアインナー３８の上面３８として、もぐり量Ｈが発生するものとする。
【００２０】
具体的に、本発明の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、上述した保持体１２の前進速度の調整を行うために、準備ステップにおいて、圧粉体Ｐの成形後の前後肉厚差と、保持体１２の前進速度との関係を取得し、取得した関係を示すデータを、材料粉の充填装置１０の制御部１４に設定する。圧粉体Ｐの前後肉厚差とは、貫通孔Ｐａが形成される圧粉体Ｐの、貫通孔Ｐａを挟んだ位置にある厚さが同一となる部位間の、成形後の厚さの差値を示している。具体的には、図２（ａ）に示す貫通孔Ｐａを有する環状の圧粉体Ｐにおいて、貫通孔Ｐａを挟んだ対称位置にある、符号ＴＦ１とＴＲ１とで示す２箇所の部位間の厚さの差値や、符号ＴＦ２とＴＲ２とで示す２箇所の部位間の厚さの差値が、圧粉体Ｐの前後肉厚差となる。
【００２１】
すなわち、部位ＴＦ１と部位ＴＲ１とは、貫通孔Ｐａを挟んだ位置にあり、かつ、圧粉体Ｐの設計寸法上、厚さが同一となるべき部位である。部位ＴＦ２と部位ＴＲ２との関係も同様である。このような部位間の前後肉厚差を、保持体１２の前進速度を複数の速度に変えながら、各速度のときに成形された圧粉体Ｐから測定することで、圧粉体Ｐの前後肉厚差と保持体１２の前進速度との関係を取得する。この際、前進速度が何れの速度の場合でも、後退速度は所定の同一速度とする。準備ステップでは、このように取得した関係を示すデータを、制御部１４に予め設定しておくものである。
【００２２】
さて、本発明の第１の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、上記の準備ステップの後に、前後肉厚差測定ステップ、調整ステップ及び充填ステップを実行する。前後肉厚差測定ステップでは、図２（ａ）に示すように、肉厚差測定手段１６（図１参照）を利用して、金型３０において直前に成形された圧粉体Ｐの前後肉厚差（直前実測前後肉厚差）を測定する。この際、直前実測前後肉厚差の測定対象とする２箇所の部位は、図２（ａ）に示す圧粉体Ｐの場合、薄肉の部位ＴＦ１と部位ＴＲ１とであってもよく、厚肉の部位ＴＦ２と部位ＴＲ２とであってもよい。何れの組み合わせの場合も、圧粉体Ｐの貫通孔Ｐａを挟んで位置する、厚さが同一となる２箇所の部位である。以降では、薄肉の部位ＴＦ１と部位ＴＲ１との間の前後肉厚差を、圧粉体Ｐの直前実測前後肉厚差として測定した場合を例に説明する。測定した圧粉体Ｐの直前実測前後肉厚差は、肉厚差測定手段１６から制御手段１４へ送信する。なお、肉厚差測定手段１６を用いて実行する圧粉体Ｐの前後肉厚差測定ステップは、圧粉体Ｐから得られる製品を製造するための製造ラインで行う工程の一部として組み込めばよい。
【００２３】
次に、調整ステップにおいて、制御手段１４により、肉厚差測定手段１６から送信された圧粉体Ｐの直前実測前後肉厚差と、準備ステップで制御手段１４に対して予め設定した、圧粉体Ｐの前後肉厚差と保持体１２の前進速度との関係を示すデータとに基づいて、保持体１２の前進速度を算出する。すなわち、圧粉体Ｐの直前実測前後肉厚差を、圧粉体Ｐの前後肉厚差と保持体１２の前進速度との関係に適用し、圧粉体Ｐの直前実測前後肉厚差を零にするために必要な、保持体１２の前進速度の調整値を算出する。そして、例えば、圧粉体Ｐの直前実測前後肉厚差として、前方の部位ＴＦ１よりも後方の部位ＴＲ１の方が、厚さｘ大きいことが測定された場合、その厚さｘを零にするために必要な調整値を、現在設定されている保持体１２の前進速度に加える。すなわち、保持体１２の前進速度を、直前に成形した圧粉体Ｐのために材料粉Ｍを供給したときの前進速度と比較して、より速い速度へと設定変更する。
【００２４】
又、圧粉体Ｐの直前実測前後肉厚差として、前方の部位ＴＦ１よりも後方の部位ＴＲ１の方が、厚さｙ小さいことが測定された場合、その厚さｙを零にするために必要な調整値を、現在設定されている保持体１２の前進速度から減算する。すなわち、保持体１２の前進速度を、直前に成形した圧粉体Ｐのために材料粉Ｍを供給したときの前進速度と比較して、より遅い速度へと設定変更する。なお、直前に成形された圧粉体Ｐの、前方の部位ＴＦ１と後方の部位ＴＲ１との間で、直前実測前後肉厚差が略零であった場合は、現在設定されている保持体１２の前進速度をそのまま維持する。
【００２５】
続いて、充填ステップにおいて、図２（ｂ）に示すように、制御部１４によって保持体１２の動作を制御し、底面を開放した状態の保持体１２を、ダイスプレート３４の上面３４ａに摺接させながら、ダイキャビティ３６の開口部に対して前進及び後退させる。この際、保持体１２を前進及び後退させる方向は、ダイキャビティ３６の、圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位に対応する箇所が、ロアインナー３８を挟んで、保持体１２の前進方向の前方側と後方側とに配置されるような方向である。更に、保持体１２の前進速度は、上述したように、圧粉体Ｐの直前実測前後肉厚差と、圧粉体Ｐの前後肉厚差と保持体１２の前進速度との関係を示すデータとに基づいて算出した速度とする。又、保持体１２の後退速度は、所定の一定速度とする。これにより、金型３０のダイキャビティ３６内に、保持体１２に保持されていた材料粉Ｍが充填される。なお、図２（ｂ）に示す状態では、図４に示す状態と同様に、所望の充填密度の圧粉体Ｐを得るために、金型３０において材料粉Ｍの充填深さを調整した結果、ダイスプレート３４とロアインナー３８との間に、もぐり量Ｈが発生している。
【００２６】
その後、図２（ｃ）に示すように、金型３０によって材料粉Ｍを圧縮し、圧粉体Ｐを成形する。そして、圧粉体Ｐを金型３０から取り出し、圧粉体Ｐの重量測定やバリ取り等を行った後、次に材料粉Ｍをダイキャビティ３６へ充填する際の、前進速度の調整に利用するために、図２（ａ）に示すように、成形した圧粉体Ｐの前後肉厚差を測定する。以降は、本発明の第１の実施の形態に係る材料粉の充填方法に含まれる、前後肉厚差測定ステップ、調整ステップ及び充填ステップと、金型３０による圧粉体Ｐの圧縮とを繰り返し実行する。すなわち、本発明の第１の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、直前に成形した圧粉体Ｐの前後肉厚差をフィードバックすることで、次に成形する圧粉体Ｐの前後肉厚差が零になるように、材料粉Ｍ供給時の保持体１２の前進速度を調整していくものである。
なお、設備の稼働開始時等の、直前に成形した圧粉体Ｐから前後肉厚差を測定できない場合は、初めに、例えば初期設定の前進速度を暫定的に用いて保持体１２を前進させ、次回以降に、圧粉体Ｐの直前実測前後肉厚差を利用すればよい。
【００２７】
次に、図２を参照して説明した実施形態とは別の、本発明の第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法について、図３を参照しながら説明する。なお、図３では、材料粉の充填装置１０に含まれる制御部１４やもぐり量取得手段１８の図示を省略している。
本発明の第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、本発明の第１の実施の形態に係る材料粉の充填方法と比較すると、更に第２準備ステップを含んでおり、又、前後肉厚差測定ステップに代えて、もぐり量取得ステップを含んでいる。すなわち、本発明の第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法では、準備ステップ、第２準備ステップ、もぐり量取得ステップ、調整ステップ及び充填ステップを実行する。
【００２８】
第２準備ステップでは、もぐり量Ｈと圧粉体Ｐの前後肉厚差との関係を取得し、取得した関係を示すデータを、材料粉の充填装置１０の制御部１４に設定する。すなわち、もぐり量Ｈを複数の所定量に設定して、材料粉Ｍの充填及び圧粉体Ｐの成形を行い、もぐり量Ｈが各所定量の場合の、圧粉体Ｐの前後肉厚差を測定することで、もぐり量Ｈと圧粉体Ｐの前後肉厚差との関係を取得する。この際、保持体１２の前進速度と後退速度とは、夫々所定の一定速度とする。第２準備ステップでは、このように取得した関係を示すデータを、制御部１４に予め設定しておくものである。
【００２９】
そして、本発明の第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、準備ステップ及び第２準備ステップの後に、もぐり量取得ステップを実行する。もぐり量取得ステップでは、図３（ａ）に示すように、所望の充填密度の圧粉体Ｐを得るための、材料粉Ｍの充填量を満たす充填深さを反映した位置まで、金型３０を移動する。これにより、金型３０には、ダイスプレート３４の上面３４ａとロアインナー３８の上面３８ａとの間に、図４に示すようなもぐり量Ｈが発生する。このため、このもぐり量Ｈを、実測もぐり量Ｈとして、もぐり量取得手段１８（図１参照）により取得する。実測もぐり量Ｈは、ダイスプレート３４とロアインナー３８との高さの差であるため、それら双方の位置制御を行う金型３０の制御機構等から取得できる。そして、取得した実測もぐり量Ｈを、もぐり量取得手段１８から制御部１４へ送信する。
【００３０】
次に、調整ステップにおいて、制御部１４により、もぐり量取得手段１８から送信された実測もぐり量Ｈと、予め制御手段１４に設定されている、もぐり量Ｈと圧粉体Ｐの前後肉厚差との関係を示すデータとに基づいて、圧粉体Ｐの前後肉厚差の推定値（推定前後肉厚差）を算出する。すなわち、実測もぐり量Ｈを、もぐり量Ｈと圧粉体Ｐの前後肉厚差との関係に適用し、金型３０に現在設定されているもぐり量Ｈで、材料粉Ｍの充填及び圧粉体Ｐの成形を行った場合に発生すると推定される、圧粉体Ｐの推定前後肉厚差を算出する。更に、算出した推定前後肉厚差と、予め制御手段１４に設定されている、圧粉体Ｐの前後肉厚差と保持体１２の前進速度との関係を示すデータとに基づいて、保持体１２の前進速度を算出する。すなわち、実測もぐり量Ｈから推定される推定前後肉厚差を、圧粉体Ｐの前後肉厚差と保持体１２の前進速度との関係に適用し、圧粉体Ｐの推定前後肉厚差を零にするために必要な、保持体１２の前進速度を算出する。
【００３１】
例えば、圧粉体Ｐの推定前後肉厚差として、前方の部位ＴＦ１よりも後方の部位ＴＲ１の方が、厚さｘ大きいことが推定された場合、その厚さｘを零にするために必要な比較的速い前進速度を、圧粉体Ｐの前後肉厚差と保持体１２の前進速度との関係を利用して算出する。又、圧粉体Ｐの推定前後肉厚差として、前方の部位ＴＦ１よりも後方の部位ＴＲ１の方が、厚さｙ小さいことが推定された場合、その厚さｙを零にするために必要な比較的遅い前進速度を、圧粉体Ｐの前後肉厚差と保持体１２の前進速度との関係を利用して算出する。なお、圧粉体Ｐの推定前後肉厚差が略零であった場合は、例えば、第２準備ステップにおいて、もぐり量Ｈと圧粉体Ｐの前後肉厚差との関係を取得した際に設定していた、保持体１２の一定の前進速度を算出する。
【００３２】
続いて、充填ステップにおいて、図３（ｂ）に示すように、制御部１４によって保持体１２の動作を制御し、底面を開放した状態の保持体１２を、ダイスプレート３４の上面３４ａに摺接させながら、ダイキャビティ３６の開口部に対して前進及び後退させる。この際、保持体１２を前進及び後退させる方向は、ダイキャビティ３６の、圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位に対応する箇所が、ロアインナー３８を挟んで、保持体１２の前進方向の前方側と後方側とに配置されるような方向である。更に、保持体１２の前進速度は、上述したように、現状のもぐり量Ｈから推定される圧粉体Ｐの推定前後肉厚差と、圧粉体Ｐの前後肉厚差と保持体１２の前進速度との関係を示すデータとに基づいて算出した速度とする。又、保持体１２の後退速度は、所定の一定速度とする。これにより、金型３０のダイキャビティ３６内に、保持体１２に保持されていた材料粉Ｍが充填される。
その後、金型３０によって材料粉Ｍを圧縮し、図２（ａ）に示したような圧粉体Ｐを成形する。
【００３３】
すなわち、本発明の第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、金型３０に設定されているもぐり量Ｈから、その状態で成形を行った場合の圧粉体Ｐの推定前後肉厚差を推定し、その推定前後肉厚差が零になるように、材料粉Ｍ供給時の保持体１２の前進速度を調整するものである。
なお、上述した本発明の第１及び第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法では、制御部１４により算出した一定の速度で、保持体１２を前進させているが、状況に応じて、保持体１２の前進中に速度を変化させてもよい。この場合は、準備ステップで把握する、圧粉体Ｐの前後肉厚差と保持体１２の前進速度との関係示すデータとして、保持体１２の前進中に速度を変化させた場合を含むような、より詳細なデータを取得しておけばよい。
【００３４】
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の第１及び第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、図１に示したような材料粉の充填装置１０を用いて、圧粉体Ｐを成形するための金型３０の、ダイスプレート３４のダイキャビティ３６内に、圧粉体Ｐの材料となる材料粉Ｍを充填するものである。充填対象の金型３０のダイキャビティ３６には、ロアインナー３８が配置されている。この金型３０によって成形される圧粉体Ｐは、図２（ａ）に示すように、ロアインナー３８に対応した貫通孔Ｐａが形成されると共に、この貫通孔Ｐａを挟んで、厚さが同一となる部位ＴＦ１及びＴＲ１（ＴＦ２及びＴＲ２）を有している。このため、金型３０のダイキャビティ３６には、圧粉体Ｐの、貫通孔Ｐａを挟んで厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１に対応する箇所が、ロアインナー３８を挟んだ位置に存在する。
【００３５】
又、ダイキャビティ３６内への材料粉Ｍの充填は、材料粉Ｍを保持する保持体１２を、その底面を開放した状態で、ダイスプレート３４の上面３４ａを摺接させ、ダイキャビティ３６の上方を前進及び後退させることにより、保持体１２からダイキャビティ３６内へ材料粉Ｍを落下させて行う。この際、保持体１２を前進及び後退させる方向は、ダイキャビティ３６の、圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１に対応する箇所が、ロアインナー３８を挟んで、保持体１２の前進方向の前方側と後方側とに配置されるような方向とする。
【００３６】
又、本発明の第１及び第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、準備ステップと調整ステップとを含んでいる。準備ステップでは、ダイキャビティ３６内に充填された材料粉Ｍの、貫通孔Ｐａを挟んで圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１毎の充填密度と、保持体１２の前進速度との関係を予め把握する。上述したように、圧粉体Ｐを成形するための金型３０のダイキャビティ３６には、圧粉体Ｐの、貫通孔Ｐａを挟んで厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１に対応する箇所が存在する。そこで、準備ステップでは、ダイキャビティ３６内の、貫通孔Ｐａを挟んで圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１に対応する箇所に充填された、材料粉Ｍの充填密度と、保持体１２の前進速度との関係を把握する。
【００３７】
又、調整ステップでは、準備ステップで把握された関係に基づき、ダイキャビティ３６へ材料粉Ｍを充填する際の保持体１２の前進速度を、充填密度が均一となる速度に調整する。ここで、材料粉Ｍは、主に前進中の保持体１２から落下してダイキャビティ３６内に充填されるため、保持体１２と共に前進移動することによる慣性力の影響により、保持体１２の前進速度に応じて、ダイキャビティ３６内の前方側と後方側とに充填密度の差が生じる。具体的には、図４を参照して説明すると、保持体１２を比較的速い速度で前進（図中右方向へ移動）させると、ダイキャビティ３６内の前方側（図中右側）に充填された材料粉Ｍの充填密度が高くなる特性がある。又、保持体１２を比較的遅い速度で前進させると、ダイキャビティ３６内の後方側（図中左側）に充填された材料粉Ｍの充填密度が高くなる特性がある。
【００３８】
一方、材料粉Ｍは、その製造ロット等が異なると、ダイキャビティ３６へ充填する前の時点の密度も異なる場合がある。従って、所定の充填密度の圧粉体Ｐを成形するために、材料粉Ｍの密度に応じて、ダイスプレート３４の高さを調整することで、ダイキャビティ３６への材料粉Ｍの充填深さを調整することが行われる。この結果、ダイスプレート３４の上面３４ａとロアインナー３８の上面３８ａとの間に、高さの差値（もぐり量）Ｈが発生する。特にこの高さの差値Ｈが発生した状態で、材料粉Ｍの充填を行うと、保持体１２の前進時にダイキャビティ３６内に充填された材料粉Ｍは、保持体１２が後退する際に、保持体１２によって一部が後方に引きずられる。これにより、保持体１２の前進直後と比較すると、保持体１２が後退した後のダイキャビティ３６内の材料粉Ｍは、前方側の充填密度が低くなり、後方側の充填密度が高くなる傾向にある。このような充填密度の前後差は、ダイキャビティ３６内に充填される材料粉Ｍの、貫通孔Ｐａを挟んで圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１に対応した箇所間にも生じる。
【００３９】
そこで、調整ステップでは、準備ステップで把握された関係に基づいて、保持体１２の前進速度を調整することで、保持体１２の後退時に発生することが想定される、材料粉Ｍの充填密度の前後差を相殺するような、充填密度の前後差を、保持体１２の前進時に生じさせる。すなわち、保持体１２が後退した後の材料粉Ｍの充填密度が、ダイキャビティ３６の前方側よりも後方側の方で高くなることが想定される場合は、保持体１２を比較的速い速度で前進させることで、充填密度が予め後方側よりも前方側の方で高くなるように材料粉Ｍを充填する。これとは逆に、保持体１２が後退した後の材料粉Ｍの充填密度が、ダイキャビティ３６の後方側よりも前方側の方で高くなることが想定される場合は、保持体１２を比較的遅い速度で前進させることで、充填密度が予め前方側よりも後方側の方で高くなるように材料粉Ｍを充填する。
【００４０】
これにより、材料粉Ｍの密度のバラツキに対応して、金型３０において充填深さを調整した場合であっても、保持体１２の前進時に意図的に生じさせた充填密度の前後差と、保持体１２の後退時に発生することが想定される充填密度の前後差とを、相殺することができる。このため、ダイキャビティ３６内の、貫通孔Ｐａを挟んで圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１に対応した箇所に充填される、材料粉Ｍの充填密度を均一にすることが可能となる。更に、このように均一の充填密度で充填された材料粉Ｍを成形することにより、成形後の圧粉体Ｐの寸法精度を向上することができる。又、圧粉体Ｐの寸法精度の向上により、材料不良や加工不良の低減、設備の停止を伴う調整工数の低減、設備稼働率の向上を図ることができる。
【００４１】
又、本発明の第１及び第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、準備ステップにおいて、圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１の、成形後の厚さの差値（前後肉厚差）と、保持体１２の前進速度との関係を予め把握する。すなわち、ダイキャビティ３６内に充填された材料粉Ｍの、貫通孔Ｐａを挟んで圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１毎の充填密度として、それらの充填密度の差から生じる、成形後の圧粉体Ｐの、厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１間の厚さの差値を利用するものである。成形後の圧粉体Ｐの、厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１間の厚さの差値は、ダイキャビティ３６内に充填された材料粉Ｍの充填密度と比較して、測定が容易であるため、保持体１２の前進速度との関係を容易に把握することができる。
【００４２】
又、本発明の第１及び第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、調整ステップにおいて、準備ステップで把握された関係に基づき、保持体１２の前進速度を、厚さの差値の実測値（実測前後肉厚差）が零になる速度に調整するものである。ここで、圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１の、成形後の厚さの差値の実測値を零にするためには、ダイキャビティ３６において、保持体１２の前進方向の前方側と後方側とに配置されている、圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１に対応する箇所に、均一の充填密度で材料粉Ｍを充填する必要がある。このため、成形後の圧粉体Ｐの、厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１間の厚さの差値が零になるように、保持体１２の前進速度を調整することで、ダイキャビティ３６内の、保持体１２の前進方向の前方側と後方側とに、均一の充填密度で材料粉Ｍを充填することができる。従って、ダイキャビティ３６内に材料粉Ｍを均一の充填密度で充填することが可能となり、均一の充填密度で充填された材料粉Ｍを成形することにより、成形後の圧粉体Ｐの寸法精度を向上することができる。
【００４３】
又、本発明の第１の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、図２に示すように、材料粉Ｍの充填に先立ち、金型３０によって直前に成形した圧粉体Ｐを測定することで、その直前に成形した圧粉体Ｐの、厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１の厚さの差値の実測値（直前実測前後肉厚差）を取得する。そして、調整ステップにおいて、直前に成形した圧粉体Ｐの、厚さの差値の実測値を、準備ステップで把握された、成形後の圧粉体Ｐの厚さの差値と、保持体１２の前進速度との関係に当てはめることで、厚さの差値が零になる保持体１２の前進速度を割出すものである。すなわち、直前に成形した圧粉体Ｐの厚さの差値の実測値を、準備ステップで把握した関係に適用する厚さの差値として、フィードバックして利用することで、厚さの差値が零になる保持体１２の前進速度を割出し、保持体１２の前進速度を調整する。これにより、直前に成形した圧粉体Ｐの厚さの差値を加味して、次に材料粉Ｍを充填する際の保持体１２の前進速度を調整することができるため、ダイキャビティ３６内に充填する材料粉Ｍの、充填密度の更なる均一化を図ることが可能となる。
【００４４】
一方、本発明の第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、ダイスプレート３４の上面３４ａとロアインナー３８の上面３８ａとの高さの差値（もぐり量）Ｈと、圧粉体Ｐの厚さが同一となる部位ＴＦ１、ＴＲ１の、成形後の厚さの差値との関係を予め把握する第２準備ステップを含んでいる。上術したように、所定の充填密度の圧粉体Ｐを成形するために、材料粉Ｍの密度に応じて、ダイスプレート３４の高さを調整すると、図４に示すように、ダイスプレート３４の上面３４ａとロアインナー３８の上面３８ａとの間に、高さの差値Ｈが発生する。又、例えば、保持体１２の前進速度及び後退速度の夫々を、所定速度に固定した場合、上述した高さの差値Ｈが大きくなると、その状態で充填及び成形された圧粉体Ｐの厚さの差値も、大きくなる傾向にある。第２準備ステップでは、ダイスプレート３４とロアインナー３８との高さの差値Ｈと、圧粉体Ｐの成形後の厚さの差値との、そのような関係を予め把握するものである。
【００４５】
又、本発明の第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法は、図３に示すように、材料粉Ｍの充填に先立ち、ダイスプレート３４の上面３４ａとロアインナー３８の上面３８ａとの高さの差値（実測もぐり量）Ｈを実測する。ダイスプレート３４の高さとロアインナー３８の高さとは、所定の充填密度の圧粉体Ｐを成形するために、金型３０において設定されるものであることから、両者の高さの差値Ｈは、金型３０の制御機構等から容易に取得できる。そして、調整ステップにおいて、実測した高さの差値Ｈを、第２準備ステップで把握した、ダイスプレート３４とロアインナー３８との高さの差値と、圧粉体Ｐの成形後の厚さの差値との関係に当てはめることで、成形後の厚さの推定差値（推定前後肉厚差）を割出す。すなわち、金型３０において現在設定されている、ダイスプレート３４の上面３４ａとロアインナー３８の上面３８ａとの高さの差値Ｈを、第２準備ステップで把握した関係に適用する。これによって、現在設定されている高さの差値Ｈで、材料粉Ｍの充填及び圧粉体Ｐの成形を行った場合の、圧粉体Ｐの厚さの推定差値を算出する。
【００４６】
更に、算出した圧粉体Ｐの厚さの推定差値を、準備ステップで把握された、圧粉体Ｐの成形後の厚さの差値と、保持体１２の前進速度との関係に当てはめることで、厚さの差値が零になる保持体１２の前進速度を割出すものである。すなわち、現在設定されているダイスプレート３４とロアインナー３８との高さの差値Ｈから推定される、圧粉体Ｐの厚さの推定差値を、準備ステップで把握した関係に適用する厚さの差値として利用することで、厚さの差値が零になる保持体１２の前進速度を割出し、保持体１２の前進速度を調整する。これにより、圧粉体Ｐの厚さの差値の実測値を用いることなく、厚さの差値が零になるように、保持体１２の前進速度を調整することができる。このため、成形後の圧粉体Ｐの実測を行わない場合であっても、ダイキャビティ３６内に充填する材料粉Ｍの、充填密度の更なる均一化を図ることが可能となる。
【００４７】
なお、本願発明を、その主旨を踏襲しながら、例えば図１に示したような材料粉の充填装置として表現すると、以下の各項のようになる。
（５）ダイスプレートのダイキャビティ内にロアインナーが配置された金型と、材料粉を保持する保持体とを用い、貫通孔を挟んで厚さが同一となる部位を有する圧粉体を成形する際に、前記保持体の底面を開放した状態で、前記ダイスプレートの上面を摺接させ、前記ダイキャビティの上方を前進及び後退させることで、前記材料粉を、前記保持体から落下させ前記ダイキャビティ内に充填する装置であって、前記保持体と、該保持体の動作を制御する制御部とを含み、該制御部は、予め設定された、前記ダイキャビティ内に充填された前記材料粉の、前記貫通孔を挟んで圧粉体の厚さが同一となる部位毎の充填密度と、前記保持体の前進速度との関係に基づき、前記保持体の前進速度を、充填密度が均一となる速度に調整する材料粉の充填装置。
【００４８】
（６）上記（５）項において、前記制御部は、前記ダイキャビティ内に充填された前記材料粉の、前記貫通孔を挟んで圧粉体の厚さが同一となる部位毎の充填密度と、前記保持体の前進速度との関係として、予め設定された、前記圧粉体の厚さが同一となる部位の、成形後の厚さの差値と、前記保持体の前進速度との関係に基づき、前記保持体の前進速度を、前記厚さの差値の実測値が零になる速度に調整する材料粉の充填装置。
（７）上記（６）項において、前記金型により成形された前記圧粉体の、厚さが同一となる部位の厚さの差値を測定する肉厚差測定手段を含み、前記制御部は、前記肉厚差測定手段から取得する、前記金型により直前に成形した前記圧粉体の、厚さが同一となる部位の厚さの差値の実測値を、成形後の厚さの差値と、前記保持体の前進速度との関係に当てはめて、前記厚さの差値が零になる前記保持体の前進速度を割出し、前記保持体の前進速度を調整する材料粉の充填装置。
【００４９】
（８）上記（６）項において、前記ダイスプレートの上面と前記ロアインナーの上面との高さの差値を前記金型から取得するもぐり量取得手段を含み、前記制御部は、前記もぐり量取得手段から取得する、前記ダイスプレートの上面と前記ロアインナーの上面との高さの差値を、予め設定された、前記ダイスプレートの上面と前記ロアインナーの上面との高さの差値と、前記圧粉体の厚さが同一となる部位の、成形後の厚さの差値との関係に当てはめて、成形後の厚さの推定差値を割出し、該推定差値を、成形後の厚さの差値と、前記保持体の前進速度との関係に当てはめて、前記厚さの差値が零になる前記保持体の前進速度を割出し、前記保持体の前進速度を調整する材料粉の充填装置。
これら（５）〜（８）項に記載の材料粉の充填装置であっても、上述した本発明の第１及び第２の実施の形態に係る材料粉の充填方法と同等の作用効果を奏することは、理解されるであろう。
【符号の説明】
【００５０】
１２：保持体、３０：金型、３４：ダイスプレート、３４ａ：ダイスプレートの上面、３６：ダイキャビティ、３８：ロアインナー、３８ａ：ロアインナーの上面、Ｍ：材料粉、Ｐ：圧粉体、Ｐａ：貫通孔、Ｈ：ダイスプレートの上面とロアインナーの上面との高さの差値（もぐり量）、ＴＦ１、ＴＲ１（ＴＦ２、ＴＲ２）：圧粉体の厚さが同一となる部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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