(57)【要約】【課題】製造時間の短い圧粉成形体の製造方法の提供。【解決手段】充填領域形成工程（Ｓ１）と、充填工程（Ｓ２）と、貫通孔（１ａ）に上パンチ（４）を嵌入し、金属粉末（Ｐ）を圧縮して、圧粉成形体（Ｂ）を形成する圧縮工程（Ｓ３）と、取出工程（Ｓ４）と、を含む圧粉成形体の製造方法である。外型（１）は、上下方向に移動可能な上外型（２）及び下外型（３）を含む。下パンチ（５）は、上下方向に移動可能に配置されている。充填領域形成工程（Ｓ１）において、上外型（２）と下外型（３）との接触面（２３）が、充填領域（Ｚ）の中央と同じ高さに位置する。圧縮工程（Ｓ３）において、上パンチ（４）及び下パンチ（５）は、実質的に同じ速さで近接移動する。取出工程（Ｓ４）において、上外型（２）及び下外型（３）は、離間移動する。【選択図】図４
2016043374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に貫通する貫通孔を有する外型と、上パンチと、下パンチと、を備える金型を用いて、
前記貫通孔に前記下パンチを嵌入し、充填領域を形成する充填領域形成工程と、
金属粉末を前記充填領域に充填する充填工程と、
前記貫通孔に前記上パンチを嵌入し、前記金属粉末を圧縮して、圧粉成形体を形成する圧縮工程と、
前記圧粉成形体を前記金型から取り出す取出工程と、を含む圧粉成形体の製造方法であって、
前記外型は、上下方向に移動可能な上外型及び下外型を含み、
前記下パンチは、上下方向に移動可能に配置されており、
前記充填領域形成工程において、前記上外型と前記下外型との接触面が、前記充填領域の中央と同じ高さに位置し、
前記圧縮工程において、前記上パンチ及び前記下パンチは、実質的に同じ速さで近接移動し、
前記取出工程において、前記上外型及び前記下外型は、離間移動する
圧粉成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧粉成形体の製造方法に関し、特に、金型を用いた圧粉成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上下方向に貫通孔を有するダイと、その貫通孔に嵌入されて、摺動可能な上パンチ及び下パンチと、を備える金型がある。特許文献１に開示されているように、このような金型を用いると、金属粉末をその貫通孔の内部において上パンチ及び下パンチにより圧縮加工して、金属粉末成型品を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２９５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、製造時間の短縮化が要求されている。上記した特許文献１に開示される製造方法では、例えば、圧粉成形体を取り出すためのダイの動作ストロークが長く、製造時間の短縮の余地があった。
【０００５】
そこで、上記の事情を背景としてなされたものであり、製造時間の短い圧粉成形体の製造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】
本発明にかかる圧粉成形体の製造方法は、
上下方向に貫通する貫通孔を有する外型（例えば、ダイ）と、上パンチと、下パンチと、を備える金型を用いて、
前記貫通孔に前記下パンチを嵌入し、充填領域を形成する充填領域形成工程と、
金属粉末を前記充填領域に充填する充填工程と、
前記貫通孔に前記上パンチを嵌入し、前記金属粉末を圧縮して、圧粉成形体を形成する圧縮工程と、
前記圧粉成形体を前記金型から取り出す取出工程と、を含む圧粉成形体の製造方法であって、
前記外型は、上下方向に移動可能な上外型（例えば、上ダイ）及び下外型（例えば、下ダイ）を含み、
前記下パンチは、上下方向に移動可能に配置されており、
前記充填領域形成工程において、前記上外型と前記下外型との接触面が、前記充填領域の中央と同じ高さに位置し、
前記圧縮工程において、前記上パンチ及び前記下パンチは、実質的に同じ速さで近接移動し、
前記取出工程において、前記上外型及び前記下外型は、離間移動する。
【０００７】
このような構成によれば、圧縮工程において、上パンチと下パンチとが実質的に同じ速さで近接移動することにより、充填工程から取出工程まで上外型と下外型との境界面が充填領域の中央と同じ高さとなるように維持される。従って、圧粉成形体を金型から取り出すためのダイの動作ストロークが短縮化し、短時間で圧粉成形体を製造することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、製造時間の短い圧粉成形体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかる製造方法の一工程の模式図である。
【図２】実施の形態１にかかる製造方法の一工程の模式図である。
【図３】実施の形態１にかかる製造方法の一工程の模式図である。
【図４】実施の形態１にかかる製造方法の一工程の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
図１〜４を参照して実施の形態１にかかる製造方法について説明する。図１〜図４は、実施の形態１にかかる製造方法の一工程の模式図である。
【００１１】
図１に示すように、実施の形態１にかかる製造方法では、金型１０を用いる。金型１０は、ダイ１（外型とも称してもよい。）と、上パンチ４と、下パンチ５とを含む。ダイ１と、上パンチ４と、下パンチ５とは、いずれも、図示しない制御装置、及び、図示しない駆動装置により、上下方向に移動するように制御される。
【００１２】
ダイ１は、上ダイ２（上外型とも称してもよい。）と、下ダイ３（下外型とも称してもよい。）とを含む。ダイ１は、上下方向に貫通する貫通孔１ａを有し、上パンチ４と下パンチ５とは、貫通孔１ａに摺動可能に嵌入される。貫通孔１ａは、上ダイ２及び下ダイ３を上下方向にそれぞれ貫通する貫通孔１２ａ、１３ａが連なることで、形成される。上パンチ４及び下パンチ５は、例えば、その一端にフランジを有する略円柱状体である。上パンチ４はその上端にフランジを有する一方、下パンチ５はその下端にフランジを有する。
【００１３】
本製造方法を開始するに先立って、上ダイ２、下ダイ３、上パンチ４及び下パンチ５がそれぞれ原位置に位置するように移動させておくとよい。具体的には、上ダイ２及び下ダイ３は、上から下に向かって、この順に、所定の距離を空けて配置されている。また、上ダイ２及び下ダイ３は、上方又は下方から視た場合に、貫通孔１２ａと貫通孔１３ａとが重ね合わさるように、配置されている。上パンチ４は、上ダイ２の上方に配置されており、貫通孔１ａの軸に沿う。下パンチ５は、下パンチ５の上端面５１が下ダイ３の上端面３１と同じ高さになるように、貫通孔１３ａに嵌入される。上ダイ２及び下ダイ３は、貫通孔１ａの軸と同じ軸に沿って配置される。
【００１４】
まず、図２に示すように、上ダイ２と下ダイ３と下パンチ５とを原位置からそれぞれ充填時位置に移動させて、キャビティを形成させる（充填領域形成工程Ｓ１）。具体的には、上ダイ２と下ダイ３とを近接移動させることにより、接触させつつ、下パンチを下方に移動させることで、上ダイ２と下ダイ３との接触面２３を充填領域Ｚの中央と同じ高さに位置させる。充填領域Ｚは、後述する後工程の充填工程Ｓ２において、金属粉末Ｐを充填される領域である。より具体的には、充填領域Ｚの深さを必要充填深さＤｚとすると、接触面２３の位置は、例えば、下パンチの上端面５１から０．４０×Ｄｚ〜０．６０×Ｄｚの高さにあると好ましく、さらに好ましくは０．４５×Ｄｚ〜０．５５Ｄｚの高さである。上ダイ２と下ダイ３と下パンチ５との充填時位置への移動が完了すると、ダイ１の貫通孔１ａの内壁面と下パンチ５の上端面５１とが所定の空間を囲むことにより、キャビティが形成される。
ここで、上ダイ２が原位置から充填時位置までに移動する際の動作ストロークをＬ２１とし、下ダイ３が原位置から充填時位置までに移動する際の動作ストロークＬ３１とする。上ダイ２の動作ストロークＬ２１と、下ダイ３の動作ストロークＬ３１と、必要充填深さＤｚとは、下記の数式１の関係を満たす。
Ｄｚ≦Ｌ２１＋Ｌ３１  …（数式１）
ここで、上ダイ２と下ダイ３とは、実質的に同時に移動を開始するため、充填領域形成工程Ｓ１での動作ストロークは実質的に短縮する。上ダイ２の動作ストロークＬ２１と、下ダイ３の動作ストロークＬ３１とが等しいと好ましく、動作ストロークＬ２１、Ｌ３１が等しい場合、充填領域形成工程Ｓ１での動作ストロークの実質的な短縮幅が大きい。
【００１５】
次いで、金属粉末Ｐをキャビティに充填する（充填工程Ｓ２）。具体的には、金属粉末Ｐは、焼結用圧粉体Ｂを形成するための焼結用材料からなる粉末である。また、キャビティ内における金属粉末Ｐの深さが必要充填深さＤｚ以上になるまで、金属粉末Ｐをキャビティに充填する。必要充填深さＤｚがキャビティの深さと同じである場合、必要に応じて、金属粉末Ｐを摺り切り、金属粉末Ｐの上端面Ｐ１を上ダイ２の上端面２１に揃える。
【００１６】
次いで、図３に示すように、上パンチ４と下パンチ５とを近接移動させて、金属粉末Ｐを圧縮する（圧縮工程Ｓ３）。具体的には、上パンチ４を金属粉末Ｐの上端面Ｐ１に接触するまで、下方に移動させる。続いて、上パンチ４と下パンチ５とを、実質的に同時に、且つ、実質的に同じ速さで、金属粉末Ｐを圧縮する圧縮方向に移動させる。ここで、上パンチ４と下パンチ５とは、同じ動作ストロークで移動させると好ましい。上パンチ４の速度は、下パンチ５の速度の８０％〜１２０％であると好ましく、さらに、好ましくは９５％〜１０５％である。焼結用圧粉体Ｂが形成される。上ダイ２と下ダイ３との接触面２３は、焼結用圧粉体Ｂの中央と同じ高さに位置したままである。なお、必要充填深さＤｚと焼結用圧粉体Ｂの高さＤｂとの比は、金属粉末Ｐ（焼結用圧粉体Ｂ）の圧縮比である。
ここで、上パンチ４が金属粉末Ｐの上端面Ｐ１に接触してから、金属粉末Ｐを圧縮するまでに移動する際の、その動作ストロークをＬ４２とする。また、下パンチ５が金属粉末Ｐを圧縮するまでに移動する際の、その動作ストロークをＬ５２とする。上パンチ４の動作ストロークＬ４２と、下パンチ５の動作ストロークＬ５２と、必要充填深さＤｚと、焼結用圧粉体Ｂの高さＤｂとは、下記の数式２の関係を満たす。焼結用圧粉体Ｂの高さＤｂと必要充填深さＤｚとの差分（Ｄｂ−Ｄｚ）は、上パンチ４と下パンチ５による動作ストロ−クの和（Ｌ４２＋Ｌ５２）である。
Ｄｂ−Ｄｚ＝Ｌ４２＋Ｌ５２  …（数式２）
ここで、上パンチ４と下パンチ５とは、実質的に同時に移動を開始し、実質的に同じ速さで移動するため、圧縮工程Ｓ３で実質的に必要な動作ストロークは短縮する。上パンチ４の動作ストロークＬ４２と、下パンチ５の動作ストロークＬ５２とが等しいと好ましく、動作ストロークＬ４２、Ｌ５２が等しい場合、圧縮工程Ｓ３での動作ストロークの実質的な短縮幅は大きい。
【００１７】
最後に、図４に示すように、上パンチ４と上ダイ２と下ダイ３とをそれぞれ移動させて、焼結用圧粉体Ｂを金型１０から取り出す（取出工程Ｓ４）。具体的には、上パンチ４を上方向に移動させる。また、上ダイ２と下ダイ３とを離間移動させる。より具体的には、上ダイ２を、その下端面が圧粉成形体Ｂと同じ又はより高くなるように、上方向に移動させる。また、下ダイ３を、その上端面３１が下パンチ５の上端面５１以下の高さになるまで、下方向に移動させる。上ダイ２と下ダイ３とを、実質的に同時に移動を開始し、実質的に同じ速さで移動する。焼結用圧粉体Ｂを、上ダイ２と下ダイ３との間を通過させることにより、金型１０から取り出す。
ここで、上ダイ２の動作ストロークＬ２３と、下ダイ３の動作ストロークＬ３３と、焼結用圧粉体Ｂの高さＤｂとは、下記の数式３の関係を満たす。
Ｄｂ≦Ｌ２３＋Ｌ３３  …（数式３）
ここで、上ダイ２と下ダイ３とは、実質的に同時に移動を開始するため、取出工程Ｓ４で必要な動作ストロークは実質的に短縮する。上ダイ２の動作ストロークＬ２３と、下ダイ３の動作ストロークＬ３３とが等しいと好ましく、動作ストロークＬ２３、Ｌ３３が等しい場合、取出工程Ｓ４での動作ストロークの実質的な短縮幅が大きい。
【００１８】
焼結用圧粉体Ｂを焼結することにより、多種多様な焼結品を得ることができる。焼結品の一つの例としては、車両に搭載されるインバータ用部品が挙げられる。
【００１９】
以上、実施の形態１にかかる製造方法によれば、圧縮工程Ｓ３において、上パンチと下パンチとが実質的に同じ速さで近接移動し、充填工程Ｓ２から取出工程Ｓ４まで、上ダイと下ダイとの境界面の位置が充填領域の中央と同じ高さに維持される。従って、取出工程Ｓ４において、上ダイと下ダイとのそれぞれの動作ストロークが短くなり、焼結用圧粉体Ｂの製造時間が短くなる。
【００２０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  金型
１  ダイ                                １ａ  貫通孔
２  上ダイ                              ２３  接触面
３  下ダイ                              
４  上パンチ                            ５  下パンチ
Ｂ  焼結用圧粉体                        Ｐ  金属粉末
Ｚ  充填領域
Ｓ１  充填領域形成工程                  Ｓ２  充填工程
Ｓ３  圧縮工程                          Ｓ４  取出工程
【図１】
2016043374.tif 000003
【図２】
2016043374.tif 000004
【図３】
2016043374.tif 000005
【図４】
2016043374.tif 000006