(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末が充填されるキャビティが形成される複数のダイホールを有するダイ、
前記キャビティ内の前記粉末をプレスするための一端面と圧力媒体が作用する他端面とを有し、前記ダイホールに一方側から挿入される複数の第１パンチ、
前記キャビティ内の前記粉末をプレスするための端面を有し、前記ダイホールに他方側から挿入される複数の第２パンチ、および
前記各第１パンチ毎に設けられかつ前記第１パンチを案内する複数の第１パンチ案内部と、前記各第１パンチ毎に設けられかつ前記第１パンチに作用する前記圧力媒体を収納する複数の収納空間とを有する保持部を備え、
前記各収納空間は隣接する前記収納空間の少なくとも１つとは前記第１パンチのプレス方向に対して直交する方向に相互に重ならないように配置される、粉末プレス装置。
【請求項２】
前記第１パンチは前記一端面および前記他端面間に設けられる段部をさらに有し、
前記保持部は前記第１パンチのプレス方向の移動限度位置を規制するために前記段部に係合可能な規制部をさらに有し、
前記各収納空間内の前記圧力媒体の量を調節する調節手段をさらに備える、請求項１に記載の粉末プレス装置。
【請求項３】
前記キャビティに充填された前記粉末にプレス方向に対して平行に磁場を印加するための磁場印加手段をさらに備える、請求項１または２に記載の粉末プレス装置。
【請求項４】
前記第１パンチは下パンチ、前記第２パンチは上パンチである、請求項１から３のいずれかに記載の粉末プレス装置。
【請求項５】
ダイに形成される複数のキャビティ内の粉末をプレスするための複数の第１パンチに作用する圧力媒体を収納する収納空間を１つの保持部に前記各第１パンチ毎に設け、前記各収納空間を隣接する前記収納空間の少なくとも１つとは前記第１パンチのプレス方向に対して直交する方向に相互に重ならないように配置した状態で、前記キャビティ内の前記粉末をプレスする粉末プレス方法であって、
前記複数のキャビティ内に前記粉末を充填する工程、
前記各キャビティ内の前記粉末に対するプレス圧が等しくなるように、複数の第２パンチと前記圧力媒体が作用する前記複数の第１パンチとによって前記各キャビティ内の前記粉末をプレスする工程、および
前記粉末をプレスして得られた成形体を取り出す工程を備える、粉末プレス方法。
【請求項６】
前記粉末をプレスする工程以前に前記各収納空間内の前記圧力媒体の量を減らす工程、および
前記成形体を取り出す工程の後に前記各収納空間内の前記圧力媒体の量を元に戻すべく前記各収納空間に前記圧力媒体を補充する工程をさらに備える、請求項５に記載の粉末プレス方法。
【請求項７】
前記キャビティに充填された前記粉末にプレス方向に対して平行に磁場を印加する工程をさらに備える、請求項５または６に記載の粉末プレス方法。
【請求項８】
前記第１パンチは下パンチ、前記第２パンチは上パンチである、請求項５から７のいずれかに記載の粉末プレス方法。
【請求項９】
請求項５から８のいずれかに記載の粉末プレス方法によって得られた成形体を焼結して焼結体を得る、焼結体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は粉末プレス装置、粉末プレス方法およびそれを用いた焼結体製造方法に関し、より特定的には、ダイに形成される複数のキャビティに充填された粉末を同時に等密度成形する粉末プレス装置、粉末プレス方法およびそれを用いた焼結体製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術の一例として、本件出願人は特開２０００−２４７９９において、プレス成形の際に圧力媒体によって複数のキャビティに均一な圧力を加え、成形密度のばらつきの少ない複数の成形体を同時に作製する技術を提案している。
この技術によれば、各キャビティに充填された粉末には同一の圧力が作用するので、各キャビティに充填された粉末量が異なれば成形体の厚み（高さ）には違いが生じる。
得られた成形体を取り出すときには、特開２０００−２４７９９の図１０に示すように、ダイを下降させ上パンチを上方に退避させることによって、下パンチが規制部により規制される位置まで持ち上げられ、成形体が取り出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
下パンチの段部および圧力媒体が収納される収納空間の側部に要求される強度は、周知のフープ応力計算式によって設定される。この計算式によれば、収納空間を構成する側部が圧力媒体から受ける圧力に耐えうるように、該側部を構成する部材に要求される厚みが計算される。従来技術では、隣接する収納空間は並置されているので、収納空間２個分の強度を確保できるように２つの収納空間の間に設けられる部材の肉厚を大きくしなければならず、隣接する収納空間の相互の間隔を縮めることができない。したがって、下パンチひいてはキャビティの間隔も大きくなってしまい、多数個取りの数にも限界があった。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、より多くの成形体を同時に得ることができる、粉末プレス装置および粉末プレス方法を提供することである。
この発明の他の目的は、寸法ばらつきの少ない焼結体を得ることができる、焼結体製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の粉末プレス装置は、粉末が充填されるキャビティが形成される複数のダイホールを有するダイ、キャビティ内の粉末をプレスするための一端面と圧力媒体が作用する他端面とを有し、ダイホールに一方側から挿入される複数の第１パンチ、キャビティ内の粉末をプレスするための端面を有し、ダイホールに他方側から挿入される複数の第２パンチ、および各第１パンチ毎に設けられかつ第１パンチを案内する複数の第１パンチ案内部と、各第１パンチ毎に設けられかつ第１パンチに作用する圧力媒体を収納する複数の収納空間とを有する保持部を備え、各収納空間は隣接する収納空間の少なくとも１つとは第１パンチのプレス方向に対して直交する方向に相互に重ならないように配置されることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の粉末プレス装置は、請求項１に記載の粉末プレス装置において、第１パンチは一端面および他端面間に設けられる段部をさらに有し、保持部は第１パンチのプレス方向の移動限度位置を規制するために段部に係合可能な規制部をさらに有し、各収納空間内の圧力媒体の量を調節する調節手段をさらに備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の粉末プレス装置は、請求項１または２に記載の粉末プレス装置において、キャビティに充填された粉末にプレス方向に対して平行に磁場を印加するための磁場印加手段をさらに備えることを特徴とする。
請求項４に記載の粉末プレス装置は、請求項１から３のいずれかに記載の粉末プレス装置において、第１パンチは下パンチ、第２パンチは上パンチであることを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載の粉末プレス方法は、ダイに形成される複数のキャビティ内の粉末をプレスするための複数の第１パンチに作用する圧力媒体を収納する収納空間を１つの保持部に各第１パンチ毎に設け、各収納空間を隣接する収納空間の少なくとも１つとは第１パンチのプレス方向に対して直交する方向に相互に重ならないように配置した状態で、キャビティ内の粉末をプレスする粉末プレス方法であって、複数のキャビティ内に粉末を充填する工程、各キャビティ内の粉末に対するプレス圧が等しくなるように、複数の第２パンチと圧力媒体が作用する複数の第１パンチとによって各キャビティ内の粉末をプレスする工程、および粉末をプレスして得られた成形体を取り出す工程を備える。
【０００９】
請求項６に記載の粉末プレス方法は、請求項５に記載の粉末プレス方法において、粉末をプレスする工程以前に各収納空間内の圧力媒体の量を減らす工程、および成形体を取り出す工程の後に各収納空間内の圧力媒体の量を元に戻すべく各収納空間に圧力媒体を補充する工程をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項７に記載の粉末プレス方法は、請求項５または６に記載の粉末プレス方法において、キャビティに充填された粉末にプレス方向に対して平行に磁場を印加する工程をさらに備えることを特徴とする。
請求項８に記載の粉末プレス方法は、請求項５から７のいずれかに記載の粉末プレス方法において、第１パンチは下パンチ、第２パンチは上パンチであることを特徴とする。
請求項９に記載の焼結体製造方法は、請求項５から８のいずれかに記載の粉末プレス方法によって得られた成形体を焼結して焼結体を得ることを特徴とする。
【００１１】
第１パンチ毎に設けられる各収納空間には成形圧力に耐えうる強度が要求される。請求項１に記載の粉末プレス装置では、各収納空間は隣接する収納空間の少なくとも１つと第１パンチのプレス方向に対して直交する方向に相互に重ならないように配置される。このように配置すると、収納空間を構成する側部の肉厚としては、１つの収納空間に要求される強度分の厚みを確保できればよく、隣接する収納空間の距離を短くできる。その結果、第１パンチ間ひいてはキャビティ間の距離を短くできるので、少ないスペースでより多くの等密度の成形体を同時に形成できる。請求項５に記載の粉末プレス方法についても同様である。
【００１２】
請求項２に記載の粉末プレス装置では、キャビティに粉末を充填した後、第１パンチに作用する圧力媒体の量を減らしてキャビティ内の粉末を第１および第２パンチによってプレスし成形体を得る。圧力媒体の量はプレス成形中に減らされてもよい。その後、成形体をダイから取り出す。このとき、各第１パンチのプレス方向の移動は規制されず、プレス成形直後とダイからの成形体抜き出し時とにおいて、各第１パンチの相対的位置関係は変化せず、各成形体をほぼ等しい保持圧で保持しながらダイから抜き出すことができる。したがって、各成形体に対応する第２パンチを同時に成形体から分離でき、一部の成形体に圧力が集中するということはなく、成形体の割れを防止でき、歩留まりを向上できる。請求項６に記載の粉末プレス方法についても同様である。
【００１３】
請求項３に記載の粉末プレス装置では、成形密度をほぼ等しくできるので、プレス成形時にプレス方向と平行な磁場を印加して粉末を配向する場合であっても、各成形体の配向ばらつきをほぼ同一にすることができる。また、キャビティ間の距離を短くできるので、キャビティをダイの端部に形成しなくてもよく、磁場がより均一な箇所にキャビティを設けてプレス成形できる。したがって、各成形体を良好に配向できる。請求項７に記載の粉末プレス方法についても同様である。
【００１４】
この発明は、請求項４および８に記載するように、第１パンチが下パンチであり、第２パンチが上パンチである場合に好適となる。
請求項９に記載するように、上述のようにして形成された成形体を焼結することによって、寸法ばらつきの少ない焼結体が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。
図１を参照して、この発明の一実施形態の粉末プレス装置１０は、１回のプレスサイクルで複数個の等密度の成形体が得られる多数個取り用装置である。
粉末プレス装置１０は、たとえば超硬合金からなるダイ１２を含む。ダイ１２には複数のダイホール１４が上下方向に貫通するように形成される。ダイホール１４の横断面形状はたとえば弓形である（図３参照）。
各ダイホール１４には、たとえば超硬合金からなる下パンチ１６ａおよび１６ｂが下側から挿入される。下パンチ１６ａおよび１６ｂはそれぞれ、パンチ本体１８ａおよび１８ｂと段部２０ａおよび２０ｂとを有する。段部２０ａおよび２０ｂは、パンチ本体１８ａおよび１８ｂの下部に形成されかつパンチ本体１８ａおよび１８ｂより大きな断面積を有する。ダイホール１４の内周面と下パンチ１６ａおよび１６ｂの上端面２２ａおよび２２ｂとによって任意の容積のキャビティ２４が形成される。
【００１６】
下パンチ１６ａおよび１６ｂは保持部２６によって保持される。保持部２６は、下パンチ１６ａおよび１６ｂのパンチ本体１８ａおよび１８ｂを案内保持する下パンチ案内部２８ａおよび２８ｂと、規制部３０ａおよび３０ｂを介して下パンチ案内部２８ａおよび２８ｂに連なる収納空間３２ａおよび３２ｂとを含む。規制部３０ａおよび３０ｂはそれぞれ下パンチ１６ａおよび１６ｂの段部２０ａおよび２０ｂに係合可能とされ、規制部３０ａおよび３０ｂは下パンチ１６ａおよび１６ｂの上限位置を規制する役割を果たす。収納空間３２ａおよび３２ｂはそれぞれ、下パンチ１６ａおよび１６ｂの段部２０ａおよび２０ｂと圧力媒体Ｐとを収納保持し、下パンチ１６ａおよび１６ｂの下端面３４ａおよび３４ｂが圧力媒体Ｐによって下方から支持される。
【００１７】
圧力媒体Ｐとしては、各種の油類、油脂類等の有機化合物、水銀、水等、その他常温常圧で液体状の任意の物質を用いることができる。圧力媒体（圧力伝達媒体）Ｐは低粘度であることが望ましい。この場合、圧力を伝える導圧度が高く、キャビティ２４毎の下パンチ１６ａおよび１６ｂに伝わる圧力のばらつきが低減されるからである。
【００１８】
ここで、隣接する収納空間３２ａと３２ｂとは、下パンチ１６ａおよび１６ｂのプレス方向に垂直に、すなわち水平方向に重ならないように配置される。この実施形態では、隣接する収納空間３２ａおよび３２ｂにおいて、収納空間３２ａの下面が収納空間３２ｂの上面より上に位置する。したがって、収納空間３２ａの側部を構成する保持部２６の肉厚は収納空間３２ａ内に加わる圧力を、また収納空間３２ｂの側部を構成する保持部２６の肉厚は収納空間３２ｂ内に加わる圧力を、それぞれ考慮するだけで決定できる。このように、各収納空間３２ａおよび３２ｂの周囲の保持部２６の厚みは収納空間１個分の耐久性を考慮すればよいので、収納空間３２ａおよび３２ｂ間の距離を短くでき、下パンチ１６ａおよび１６ｂの間隔ひいてはキャビティ２４の間隔を狭くすることができる。
【００１９】
なお、段部２０ａおよび２０ｂがそれぞれ規制部３０ａおよび３０ｂに接触しているときに下パンチ１６ａおよび１６ｂの上端面２２ａおよび２２ｂの高さが等しくなるように、隣接するパンチ本体１８ａおよび１８ｂは異なる長さに設定される。これによって、キャビティ２４の充填深さを揃えることができる。
また、下パンチ１６ａ，１６ｂの段部２０ａ，２０ｂおよびシリンダ４２の外周にはそれぞれ、シール部材３６ａ，３６ｂおよび３６ｃが設けられ、これによって収納空間３２ａ，３２ｂおよび３８にある圧力媒体Ｐが流出することを防止する。また、パンチ本体１８ａ，１８ｂの外周にもそれぞれシール部材３６ｄ，３６ｅを設けることで粉末ｍが下パンチ摺動部に流入することを防止する。
【００２０】
保持部２６の内部において収納空間３２ａおよび３２ｂより下の位置にも収納空間３８が設けられる。収納空間３２ａ，３２ｂおよび３８は流路４０によって接続され、圧力媒体Ｐは各収納空間３２ａ，３２ｂおよび３８の間を移動できる。収納空間３８には圧力媒体Ｐのほかシリンダ４２が上下方向に摺動可能に収納される。収納空間３２ａ，３２ｂおよび３８内の圧力媒体Ｐの量はシリンダ４２によって調節される。シリンダ４２の位置は、収納空間３８の下部領域３８ａに対してポンプ４３によって送り込まれる圧力媒体Ｑの量によって制御される。
【００２１】
下部領域３８ａに対する圧力媒体Ｑの供給・排出は、ソレノイド（図示せず）によって動作する電磁弁４４を用いて切り替えられる。電磁弁４４は、圧力媒体Ｑを下部領域３８ａに供給するための導入路４４ａ、下部領域３８ａ内の圧力媒体Ｑを排出するための排出路４４ｂおよび圧力媒体Ｑの供給を停止するための停止栓４４ｃを含む。圧力媒体供給時には、導入路４４ａが下部領域３８ａおよびポンプ４３に接続され、タンク４５に収容された圧力媒体Ｑが下部領域３８ａへ供給される。一方、圧力媒体排出時には、排出路４４ｂが下部領域３８ａに接続されかつ停止栓４４ｃがポンプ４３に接続され、下部領域３８ａ内の圧力媒体Ｑがタンク４５へ排出される。なお、圧力媒体Ｑには圧力媒体Ｐと同様の物質が用いられる。
【００２２】
また、ダイ１２の上方には各ダイホール１４に挿入可能なたとえば超硬合金からなる複数の上パンチ４６が配置される。上パンチ４６は上パンチ固定座金４８に固定される。上パンチ４６は上下方向に移動可能であり、上パンチ４６をダイホール１４（キャビティ２４）内に上側から没入することによって、キャビティ２４内に充填された粉末ｍ（後述）が上パンチ４６の下端面５０と下パンチ１６ａおよび１６ｂの上端面２２ａおよび２２ｂとによって圧縮され、たとえば弓形の成形体が得られる。
キャビティ２４内の粉末ｍには、配向コイル５２ａおよび５２ｂを用いて、プレス方向に平行に配向磁場が印加される。
【００２３】
さらに、ダイ１４にはフィーダープレート５４が隣接配置される。フィーダープレート５４上には粉末ｍが収納される給粉装置５６が設けられる。給粉装置５６は、図示しないシリンダによってダイ１２上と待機位置とを往復移動する。給粉装置５６としては、たとえば特開２０００−２４８３０１の場合と同様、棒状部材５８を用いて粉末ｍをキャビティ２４に充填する方式のものが好ましい。このような給粉装置５６を用いれば、キャビティ２４内への粉末ｍの充填密度ばらつきが少なく、出来上がった焼結体Ｓにおいても弦幅方向だけではなく厚み方向（図５（ｂ）参照）のばらつきを少なくできる。
【００２４】
粉末ｍとしてはたとえば急冷法によって製造されたＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末などの希土類合金粉末が用いられる。
粉末ｍはたとえばつぎのようにして作製される。まず、急冷法による合金の作製法として米国特許第５，３８３，９７８号に示されるようなストリップキャスト法を用いて、鋳片が作製される。
【００２５】
具体的には、公知の方法によって製造された、Ｎｄ：３０ｗｔ％、Ｂ：１．０ｗｔ％、Ｄｙ：１．２ｗｔ％、Ａｌ：０．２ｗｔ％、Ｃｏ：０．９ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成の合金が高周波溶解により溶湯とされる。この溶湯が１，３５０゜Ｃに保持された後、ロール周速度を約１ｍ／秒、冷却速度１０2゜Ｃ／ｓｅｃ〜１０4゜Ｃ／ｓｅｃ、過冷度２００゜Ｃの条件で、単ロール上で急冷され、厚さ０．３ｍｍのフレーク状合金鋳塊が得られる。合金としては、上記組成のほか、米国特許第４，７７０，７２３号、第４，７９２，３６８号に示すものを使用できる。
【００２６】
つぎに、合金インゴットが、水素吸蔵法によって粗粉砕された後、ジェットミルを用いて窒素ガス雰囲気中で微粉砕され、たとえば平均粒径２μｍ〜１０μｍ（ＦＳＳＳ粒径）の合金粉末が得られる。
このような粉末ｍには配向性を向上させるとともに圧縮性を改善するため潤滑剤が添加されてもよい。この場合、たとえば、潤滑剤として脂肪酸エステルやステアリン酸亜鉛、溶剤として石油系溶剤が用いられ、粉末ｍに対して、脂肪酸エステルまたはステアリン酸亜鉛を石油系溶剤で希釈したものが０．３ｗｔ％（潤滑剤ベース）添加混合され、潤滑剤が粉末ｍの表面に被覆される。
【００２７】
図２を参照して、このような粉末プレス装置１０の動作を説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、上パンチ４６は上昇端に位置している。このとき、ポンプ４３によって大気圧以上の圧力を加えることでタンク４５内の圧力媒体Ｑが収納空間３８の下部領域３８ａに供給される。それによって、シリンダ４２は上昇し下パンチ１６ａおよび１６ｂは圧力媒体Ｐによって持ち上げられる。段部２０ａおよび２０ｂが規制部３０ａおよび３０ｂに接触し、下パンチ１６ａおよび１６ｂの上端面２２ａおよび２２ｂはダイ１２の上面より少し（たとえば略２ｍｍ）突出しかつ同一高さとなる。このように粉末充填前に下パンチ１６ａおよび１６ｂの上端面２２ａおよび２２ｂを同一高さにできるので、形成されるキャビティ２４の容積を均一にできるため、供給される粉末量のばらつきを小さくできる。
【００２８】
ついで、図２（ｂ）に示すように、ダイ１２を上昇させダイホール１４上部にキャビティ２４が形成される。各キャビティ２４は同一深さとなる。その状態で、給粉装置５６をダイ１２に向かってスライドさせダイホール１４上に位置したときに停止させ、給粉装置５６内の粉末ｍを重力落下によりキャビティ２４内に充填する。その後、図２（ｃ）に示すように、給粉装置５６をキャビティ２４上から退去させる。このとき、給粉装置５６の下端でキャビティ２４上の粉末ｍが摺り切られ粉末充填が完了する。
【００２９】
そして、図２（ｄ）に示すように、ソレノイドによって電磁弁４４をスライドさせることで電磁弁４４の導入路４４ａと収納空間３８およびポンプ４３との接続を遮断して、収納空間３８と排出路４４ｂとを接続させるとともにポンプ４３を停止栓４４ｃに接続させる。これによって、収納空間３８の下部領域３８ａ内の圧力媒体Ｑがタンク４５へ排出されていき、シリンダ４２も下方へ移動する。それに伴って、収納空間３２ａおよび３２ｂ内の圧力媒体Ｐの一部は流路４０を介して収納空間３８に移され、下パンチ１６ａおよび１６ｂに作用する圧力媒体Ｐの量が減じられる。それに応じて下パンチ１６ａおよび１６ｂが下降し、下パンチ１６ａおよび１６ｂの段部２０ａおよび２０ｂと保持部２６の規制部３０ａおよび３０ｂとの間に隙間が形成される。その状態で、上パンチ４６が下降してダイホール１４（キャビティ２４）に挿入され、キャビティ２４内の粉末ｍに配向コイル５２ａおよび５２ｂによって配向磁場が印加されながらまたは印加された後で、粉末ｍが上パンチ４６と下パンチ１６ａおよび１６ｂとによってプレス成形され、図２（ｅ）に示すように成形体Ｆ１およびＦ２が形成される。このとき、圧力媒体Ｐが収納された収納空間３２ａ，３２ｂおよび３８は流路４０によって連結されているので、圧力媒体Ｐの作用で下パンチ１６ａおよび１６ｂのそれぞれの下端面３４ａおよび３４ｂには等圧がかかる。それによって、粉末ｍの充填量がばらついていたとしても下パンチ１６ａおよび１６ｂが移動し、各キャビティ２４内の粉末ｍは等圧でプレスされるので、成形密度が均一になる。このように下パンチ１６ａおよび１６ｂが移動可能になるのは、シリンダ４２によって下パンチ１６ａおよび１６ｂを降下させているからである。したがって、粉末ｍの充填量の多少に応じて下パンチ１６ａおよび１６ｂそれぞれの移動量が決定され、場合によっては両パンチの移動方向（下降または上昇）も異なる。この実施形態では、右側のキャビティ２４の方に粉末ｍが多めに充填されており、圧力媒体Ｐの作用で左側の下パンチ１６ａは上昇するが右側の下パンチ１６ｂは下降し、右側のキャビティ２４に形成される成形体Ｆ２の方が厚みが大きくなる。なお、このように成形体Ｆ１およびＦ２が形成された時点においても、下パンチ１６ａおよび１６ｂの段部２０ａおよび２０ｂと保持部２６の規制部３０ａおよび３０ｂとの間には依然として隙間が存在する。
【００３０】
このようにプレスが終了すると、図２（ｆ）に示すように、上パンチ４６および下パンチ１６ａ，１６ｂの位置を変えず上パンチ４６および下パンチ１６ａ，１６ｂによって成形体Ｆ１およびＦ２に一定の保持圧を加えたままで、ダイ１２を下降させ成形体Ｆ１およびＦ２をダイホール１４から抜き出しダイ１２上に露出させる。ダイ下降完了時のダイ１２上面の位置は、厚みの大きい成形体Ｆ２の下面の位置とほぼ等しくなることが望ましい。
【００３１】
その後、図２（ｇ）に示すように、上パンチ４６を上昇させて、成形体Ｆ１およびＦ２がダイ１２上から取り除かれる。このときも、下パンチ１６ａおよび１６ｂの位置は変化せず、下パンチ１６ａおよび１６ｂの段部２０ａおよび２０ｂと保持部２６の規制部３０ａおよび３０ｂとの間には依然として隙間が存在し、各成形体Ｆ１およびＦ２の上面の位置も変化せず両者は同一高さを保ち続ける。したがって、上パンチ４６の上昇時には、各成形体Ｆ１およびＦ２から上パンチ４６が同時に分離される。その結果、一方の成形体にのみ圧力が集中することはない。
【００３２】
成形体Ｆ１およびＦ２を取り出した後、収納空間３８内に圧力媒体Ｑをポンプ４３によって補充する。このとき、先の工程で減量した分、収納空間３８内の圧力媒体Ｑが補充される。それに伴って、収納空間３８内の圧力媒体Ｐが流路４０を介して収納空間３２ａおよび３２ｂに移され、収納空間３２ａおよび３２ｂ内の圧力媒体Ｐも先の工程で減量した分、補充される。すなわち、下パンチ１６ａおよび１６ｂに作用する圧力媒体Ｐの量が元に戻される。すると、段部２０ａおよび２０ｂと保持部２６の規制部３０ａおよび３０ｂとが接触するまで下パンチ１６ａおよび１６ｂが上昇し、図２（ａ）に示すように、下パンチ１６ａおよび１６ｂの上端面２２ａおよび２２ｂがダイ１２の上面から少し突出しかつ同一高さになる。その後は、上述した動作が繰り返される。
【００３３】
このような粉末プレス装置１０によれば、プレス成形して得られた成形体をダイ１２から取り出すとき、下パンチ１６ａおよび１６ｂのプレス方向の移動は規制されず、プレス成形直後とダイ１２からの成形体抜き出し時とにおいて、下パンチ１６ａおよび１６ｂの相対的位置関係は変化せず、成形体Ｆ１およびＦ２をほぼ等しい保持圧で保持しながらダイ１２から抜き出すことができる。したがって、各キャビティ２４への粉末ｍの充填ばらつきによる成形体Ｆ１およびＦ２の厚みばらつきが発生しても、成形体Ｆ１およびＦ２に対応する各上パンチ４６が同時に分離される。その結果、一部の成形体に圧力が集中するということはなく、成形体の割れを防止でき、歩留まりを向上できる。また、成形密度をほぼ等しくできるので、たとえばプレス成形時にプレス方向と平行な磁場を印加して粉末ｍを配向する場合であっても、各成形体の配向ばらつきを同一にできる。
【００３４】
さらに、各収納空間３２ａおよび３２ｂの側部の肉厚としては、１つの収納空間に要求される強度分の厚みを確保できればよく、隣接する収納空間３２ａおよび３２ｂの距離を短くできる。その結果、下パンチ１６ａおよび１６ｂ間ひいてはキャビティ２４間の距離を短くできるので、少ないスペースでより多くの等密度の成形体を同時に形成できる。また、プレス方向と磁場印加方向とが平行であるときは成形圧力は高くなり、各収納空間３２ａおよび３２ｂを構成する部材の肉厚をより大きくする必要があるが、このような場合であってもダイ１２ひいては装置を小型化できる。
【００３５】
また、キャビティ２４間の距離を短くできるので、図３に示すように多数個（ここでは６個）取りする場合であっても、ダイ１２に形成される全キャビティ２４を、ダイ１２の端部に形成しなくてもよい。したがって、成形体について、キャビティ２４の位置ごとの単重ばらつきを抑制できる。また、ダイ１２のうち磁場がより均一な箇所を用いてプレス成形できるので、各キャビティ２４内の磁場強度分布をほぼ均一にでき、キャビティ２４に充填された粉末ｍが磁場強度分布の不均一によって偏ることも防止できる。したがって、成形体を良好に配向できかつ成形体の寸法ばらつきを抑制できる。
【００３６】
一般に、寸法ばらつきの許容範囲は焼結体の用途に応じて決定され、たとえばＶＣＭ（ボイスコイルモータ）用の磁石の場合、駆動機構の位置制御に用いるため、特に磁石主面の輪郭には高精度が要求される。したがって、従来では、図４（ａ）に示すように、予め削り代を加えた形状にて焼結体を作製していた。
しかし、粉末プレス装置１０によれば、プレス成形による歪みの少ない成形体が得られ、その成形体を焼結して焼結体を製造すると、磁場分布および輪郭のばらつきが小さくかつ等密度の焼結体が得られ、図４（ｂ）に示すように、所望の大きさおよび形状に近い焼結体を得ることができる。したがって、焼結体の姿加工が少なくて済み、生産効率が大幅に向上する。なお、図４（ａ）および（ｂ）において、実線は焼結によって得られた焼結体の輪郭を示し、一点鎖線は姿加工後の焼結体の輪郭を示す。
さらに、粉末ｍとして、急冷法によって作製され粒度分布が狭く流動性が悪い粉末を用い、充填ばらつきが発生しても、寸法ばらつきが小さい成形体および焼結体を製造できる。
【００３７】
ついで、この発明の一実験例について説明する。
ここでは、圧力媒体Ｐ，Ｑを用いずに油圧プレスによって粉末を圧縮する従来の粉末プレス装置と、圧力媒体Ｐ，Ｑを用いて油圧プレスによって粉末を圧縮する本件発明の粉末プレス装置１０とを用いた。
粉末には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末（平均粒径３μｍ〜５μｍ）に潤滑剤を添加したものが用いられた。成形体は、厚さ３．５ｍｍの弓形形状であり、狙い単重は３５．３０ｇであった。配向磁場の方向はプレス方向と平行であった。成形体は１プレス当たり６個成形され、成形密度は４．４ｇ／ｃｍ3、成形圧力は０．８ｔ／ｃｍ2、プレス成形面は成形体の両主面（図５（ｂ）に示す焼結体Ｓでは両主面ｓ１およびｓ２に相当）であった。成形体は１０５０℃で焼結され、焼結後時効処理が施された。焼結体Ｓの総作製個数は４８０個であった。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、弦幅のばらつき（ＭＡＸ−ＭＩＮ）は、従来技術では０．３７ｍｍであったのに対して、粉末プレス装置１０によれば０．１３ｍｍに大幅に低減でき、焼結体の寸法ばらつきが大幅に低減した。したがって、粉末プレス装置１０によれば、弓形形状の輪郭の寸法精度の良い焼結体を容易に製造できる。
なお、収納空間３２ａおよび３２ｂから圧力媒体Ｐを減量するのは、プレス成形前に限定されずプレス成形中でもよく、プレス成形工程において粉末の最終成形圧力になるまでの任意の時点でよいが、粉末充填後に行われることが好ましい。
【００３９】
また、成形体を多数個取りする場合、下パンチ毎に設けられる収納空間の数も多くなる。したがって、各収納空間は縦方向、横方向および斜め方向に他の収納空間と隣接する場合も生じる（方向については図３参照）。このとき、各収納空間は、縦方向または横方向に隣接する収納空間とプレス方向に対して直交する方向に相互に重ならなければよく、斜め方向に隣接する収納空間はプレス方向に対して直交する方向に相互に重なってもよい。
さらに、上述の実施形態では、上下方向にプレス成形する場合について説明したがこれに限定されず、この発明は、水平方向にプレス成形する場合にも適用できる。
また、上述の実施形態では、プレス方向と平行に配向磁場を印加する場合について説明したがこれに限定されず、この発明は、プレス方向と垂直に配向磁場を印加する場合にも適用できる。
【００４０】
【発明の効果】
この発明によれば、収納空間を構成する側部の肉厚としては、１つの収納空間に要求される強度分の厚みを確保できればよく、隣接する収納空間の距離を短くできる。その結果、第１パンチ間ひいてはキャビティ間の距離を短くできるので、少ないスペースでより多くの等密度の成形体を同時に形成できる。
また、寸法ばらつきの少ない焼結体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す図解図である。
【図２】図１の実施形態の動作の一例を示す図解図である。
【図３】成形体を６個取りする場合のダイを示す平面図である。
【図４】（ａ）は従来技術によって得られる焼結体を示し、（ｂ）は本件発明によって得られる焼結体を示す。
【図５】（ａ）は一実験例による焼結体寸法ばらつきの比較を示すテーブルであり、（ｂ）は焼結体の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０      粉末プレス装置
１２      ダイ
１４      ダイホール
１６ａ，１６ｂ      下パンチ
２０ａ，２０ｂ      段部
２２ａ，２２ｂ      下パンチの上端面
２４      キャビティ
２６      保持部
２８ａ，２８ｂ      下パンチ案内部
３０ａ，３０ｂ      規制部
３２ａ，３２ｂ，３８      収納空間
３４ａ，３４ｂ      下パンチの下端面
４３      ポンプ
４４      電磁弁
４５      タンク
４６      上パンチ
５０      上パンチの下端面
５２ａ，５２ｂ      配向コイル
５６      給粉装置
Ｐ，Ｑ      圧力媒体
ｍ      粉末
Ｆ１，Ｆ２      成形体
Ｓ      焼結体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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