(57)【要約】      （修正有）【課題】互いに接して軸方向に相対移動する２つの金型のうち、どちらか一方の金型のコーナ部にＲ面又は斜面が設けられ、そのＲ面又は斜面によって他方の金型との間に粉末が入り込む下すぼみの空間が作り出される粉末成形金型において起こる金型間への粉末の噛み込みを防止する。【解決手段】第１金型（ダイ１）が、キャビティ６内の粉末を軸方向に加圧する成形面と第２金型（下パンチ２）との摺動面とが交差する角部にその角部を面取りするＲ面又は斜面５ｃを有し、前記第１金型と第２金型を含む金型によって前記キャビティ６が作り出されるようにした粉末成形金型を改善の対象にして、第１金型に、Ｒ面又は斜面５ｃの下端から第２金型側に向けてせり出すフラットランド９を形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧粉体を成形する過程で互いに接して軸方向に相対移動する第１金型と第２金型を有し、前記第１金型が、キャビティ（６）内の粉末を軸方向に加圧する成形面（５ａ）と第２金型との摺動面（５ｂ）とが交差する角部にＲ面又は斜面（５ｃ）を有し、前記第１金型と第２金型を含む金型によって前記キャビティ（６）が作り出されるようにした粉末成形金型において、
前記第１金型に、前記Ｒ面又は斜面（５ｃ）から第２金型側に向けてせり出すフラットランド（９）を形成したことを特徴とする粉末成形金型。
【請求項２】
前記フラットランド（９）の幅Ｗを、０．０３〜０．５ｍｍの範囲に設定した請求項１に記載の粉末成形金型。
【請求項３】
前記フラットランド（９）が、第２金型との摺動面（５ｂ）に対して直角に交わる面として形成されている請求項１又は２に記載の粉末成形金型。
【請求項４】
前記第１金型が段付き成形穴（５）を有するダイ（１）であり、前記第２金型が下パンチ（２）である請求項１〜３のいずれかに記載の粉末成形金型。
【請求項５】
前記第１金型が、複数に分割された下パンチ（２）の第１分割体であり、前記第２金型が前記下パンチ（２）の第２分割体である請求項１〜３のいずれかに記載の粉末成形金型。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の粉末成形金型で成形された圧粉体を焼結して製造され
る焼結部品であって、軸方向に段落ちした端面（１１）と軸心と平行な側面（１２）とが交わってできるコーナ部に前記第１金型のＲ面又は斜面によって成形されたＲ面又は斜面（１４）が形成され、そのＲ面又は斜面（１４）と前記側面（１２）との境界部に第１金型の前記フラットランド（９）によって成形されたフラット面（１５）を備えている焼結部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粉末成形金型と、その金型で成形した圧粉体を焼結して製造される表面性状に優れた焼結部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結部品は、粉末成形装置で粉末を圧縮成形し、得られた圧粉体を焼結して製造される。粉末成形装置による圧粉体の成形は、ダイ、上パンチ及び下パンチを最小限の要素として備える金型装置（ダイセット）を用いて行なわれる。
【０００３】
その金型装置に採用される粉末成形金型の発明の課題説明用のモデルを図８に示す。図示の粉末成形金型は、基本要素のダイ１、下パンチ２及び上パンチ３からなる。ダイ１は段付き成形穴５を有している。
【０００４】
この金型を使用して成形された圧粉体を焼結して製造される焼結部品を図９に示す。図示の焼結部品１０は、側面１２の片端に側方に張り出す凸部１３を有しており、その凸部１３の根元側のコーナ部に側面１２につながったＲ面１４が形成されている。この焼結部品１０は、凸部１３の端面１１の加圧がダイ１に設けられた成形面５ａによってなされ、Ｒ面１４がダイ１に設けられたＲ面５ｃによって成形される。ダイ１のＲ面５ｃは、成形面５ａと下パンチ２との摺動面（小径穴部の内周面）５ｂが交差した角部に形成されている。
【０００５】
図８の金型による粉末成形の工程図を図１０に示す。粉末成形は、以下のようにして
なされる。即ち、図１０（ａ）の初期状態から所定位置までダイ１を上昇させ｛図１０（ｂ）｝、そのダイ１と下パンチ２との間に作り出されたキャビティ６に給粉ボックス７から粉末Ｐを供給する｛図１０（ｃ）｝。次に、キャビティ６に対する粉末Ｐの充填を完了したら給粉ボックス７を退避させ｛図１０（ｄ）｝、上パンチ３を降下させてキャビティ内粉末の圧縮成形を行う｛図１０（ｅ）｝。その後、除圧して上パンチ３を戻し、ダイ１を引き下げて完成した圧粉体１０Ａを金型から抜き出す｛図１０（ｆ）｝。
【０００６】
なお、上記Ｒ面５ｃは、平面の斜面の面取り面（チャンファ面）に置き換えることがある。
【０００７】
粉末成形金型や粉末成形方法は、例えば、下記特許文献１，２などに開示されている。これらの文献が開示している金型も、製品のコーナ部を成形する箇所にＲ面や面取り用の斜面を設けることが考えられるが、特許文献１，２は、そのＲ面や斜面を設けたときに発生する問題については何も述べていない。他の同分野の技術文献も同様である。
【特許文献１】実開平５−４６９２２号公報
【特許文献２】特開平８−４７８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図８の金型を使用して粉末の成形を行うと、ダイと下パンチ間に粉末が噛み込まれて両金型の表面が傷つき（その傷はむしれと称されている）、傷付いた金型の表面によって圧粉体が擦られて圧粉体の表面性状が悪化することがある。また、極端な場合は、ダイと下パンチが焼きついて成形装置が作動しなくなることもある。
【０００９】
粉末の噛み込みは、ダイ１が降下している状態下で、ダイのＲ面５ｃと下パンチ２との
間に下すぼみの空間８（図８参照）が形成され、その空間８に入り込んだ粉末がダイ１と下パンチ２が軸方向に相対移動するときに両者の摺動面間に引きずり込まれて起こる。キャビティ６に対する粉末の供給をダイ１と下パンチ２を相対移動させながら行う場合には特に、その粉末の噛み込みが起きやすい。また、ダイの成形穴の入口周りに残留した粉末が振動などで上記空間８に落ち込み、その状態でダイと下パンチが相対移動することによって粉末の噛み込みが起こることもある。その粉末の噛み込みは、圧粉体（ひいては焼結部品）の表面性状の悪化や金型焼きつきの発生原因となる。
【００１０】
そこで、この発明は、互いに接した状態で軸方向に相対移動する２つの金型のどちらか一方に上記のＲ面又は斜面が設けられた粉末成形金型を改善の対象にして２つの金型間（摺動隙間）への粉末の噛み込みを防止できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明においては、圧粉体を成形する過程で互いに接して軸方向に相対移動する第１金型と第２金型を有し、前記第１金型が、キャビティ内の粉末を軸方向に加圧する成形面と第２金型との摺動面とが交差する角部にＲ面又は斜面を有し、前記第１金型と第２金型を含む金型によって前記キャビティが作り出されるようにした粉末成形金型において、前記第１金型に、前記Ｒ面又は斜面から第２金型側に向けてせり出すフラットランドを形成した。
【００１２】
前記フラットランドは、その幅Ｗを０．０３〜０．５ｍｍ、より好ましくは、０．０５〜０．２ｍｍの範囲に設定したものがよく、また、第２金型との摺動面に対して直角に交
わる面として形成されているものがよい。
【００１３】
なお、第１金型が段付き成形穴を有するダイであるときには下パンチが第２金型になる。また、下パンチを複数に分割して第１分割体を第１金型として使用するときには、下パンチの第２分割体が第２金型になる。
【００１４】
この発明の金型で成形された圧粉体は、軸方向に段落ちした端面と軸心と平行な側面とが交わってできるコーナ部に前記第１金型のＲ面又は斜面によって成形されたＲ面又は斜面を有し、そのＲ面又は斜面と前記側面との境界部に前記第１金型のフラットランドによって成形されたフラット面を備えたものになる。この発明においては、その圧粉体を焼結して製造される焼結部品も併せて提供する。
【００１５】
その焼結部品は、例えば、エンジンのクランクシャフトを保持するベアリングキャップやエンジンの駆動系に組み込むボス付きのギヤが具体例として考えられる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の粉末成形金型は、第１金型に設けたフラットランドによって第１金型と第２金型間に生じる空間（図８で述べた下すぼみの空間８）にフラットな底面が作り出され、その底面により粉末が受け止められて第１金型と第２金型が軸方向に相対移動するときの摺動隙間への粉末の噛み込みが防止される。このために、第１金型と第２金型の摺動面の傷つき、焼きつきが抑制され、その傷つき、焼きつきに起因した焼結部品の表面性状の悪化や粉末成形装置の稼動率低下が起こり難くなる。
【００１７】
上記フラットランドは、その幅Ｗが０．０３ｍｍ以上で設置の効果が得られる。また、
その幅が大きすぎるとフラットランド形成部の近傍の空間に充填された粉末が固まり難くなるので、上限は０．５ｍｍ程度にするのがよい。その幅Ｗが０．０５ｍｍ以上であると粉末の噛み込み防止効果が十分に発揮され、さらに、その幅Ｗが０．２ｍｍ以下であれば粉末の圧縮性に悪影響が出ることがない。
【００１８】
また、このフラットランドは、第２金型との摺動面に対して鈍角に交わる面よりも直角に交わる面の方が粉末の噛み込み防止効果が高くて好ましい。第２金型との摺動面に対して鋭角に交わる面は前記摺動面との間に強度的に弱い先鋭なエッジを発生させるので好ましくない。
【００１９】
この発明の粉末成形金型を使用して製造される焼結部品は、粉末の噛み込み防止効果によって第１金型と第２金型の摺動面が保護されるので、金型の傷による表面（被成形面）の傷つきが減少し、表面性状に優れたものになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の粉末成形金型の実施の形態を、添付図面の図１〜図７に基づいて説明する。図１の粉末成形金型は、図８で説明したモデルにこの発明の特徴部を付加したものであって、基本要素のダイ１と下パンチ２と上パンチ３とからなる。ここでは、ダイ１がこの発明で云う第１金型、下パンチ２が第２金型となる。
【００２１】
ダイ１の段付き成形穴５には、キャビティ６内の粉末を軸方向に加圧する成形面５ａと、その成形面５ａと下パンチとの摺動面(小径穴部の内周面)５ｂとが交差した角部を丸めるＲ面５ｃが設けられ、さらに、Ｒ面５ｃの下端（Ｒ面５ｃと摺動面５ｂとの境界部）に下パンチ２側にせり出すフラットランド９が設けられている。このフラットランド９は、軸直角な面（摺動面５ｂに対して直角に交わる面）にしてあり、その幅Ｗ（図２）は、好ましいとした０．０３〜０．５ｍｍに設定されている。
【００２２】
この図１の粉末成形金型を使用すると、ダイ１に設けたフラットランド９により、ダイのＲ面５ｃと下パンチ２との間に形成される下すぼみの空間８に図２に示すフラットな底面が作り出され、空間８に入り込んだ粉末がその底面に受け止められる。これにより、ダイ１と下パンチ２間の摺動隙間への粉末の引きずり込みが阻止され、粉末の噛み込み、それによる金型成形面の傷つきが防止されるようになる。
【００２３】
図１の粉末成形金型で成形される圧粉体１０Ａは、図３に示すように、側面１２と凸部１３の端面１１とが交わってできるコーナ部にダイの成形穴のＲ面５ｃによって成形されたＲ面１４を有し、さらに、そのＲ面１４と側面１２との境界部に成形穴のフラットランド９によって成形されたフラット面１５を有するものになる。この圧粉体１０Ａを焼結してこの発明の焼結部品を得る。その焼結部品は、金型成形面の傷に起因した表面の荒れが少なく、表面性状に優れる。
【００２４】
図４〜図６に、この発明の粉末成形金型の他の実施の形態を示す。この粉末成形金型は、図７に示すボス付きギヤ（エンジンの駆動系に組み込まれるギヤ）３０の成形に利用されるものであって、ダイ１と、下パンチ２と、上パンチ３と、コアロッド４とで構成されている。ダイ１に設けられたストレートな成形穴５Ａの内面にはギヤ部を成形する歯と歯溝が設けられている。
【００２５】
下パンチ２は、下１パンチ２−１と下２パンチ２−２の２つに分割されている。上パンチ３、下１、下２の各パンチ２−１,２−２はどちらも円筒状をなす。また、外側の下１パンチ２−１の外周と上パンチ３の外周には、ダイ１の成形穴の内面の歯と歯溝に適合して噛み合わせる溝歯と歯が設けられている。
【００２６】
この図４〜図６の粉末成形金型は、下パンチの第１分割体（図のそれは下１パンチ２−
１）がこの発明で言う第１金型となり、下パンチの第２分割体（下２パンチ２−２）がこの発明で言う第２金型となる。
【００２７】
図７のボス付きギヤ３０は、本体部３１の一端側に軸穴を有するボス部３２を有する。
【００２８】
下１パンチ２−１はボス部の根元周りを取り巻く本体部３１の端面３３を成形し、また、下２パンチ２−２は、ボス部３２の先端を成形する。
【００２９】
下１パンチ２−１は、本体部３１の端面３３を成形する上面２ａ（上記の成形面５ａに相当する）と内周面（下２パンチとの摺動面）２ｂとの交差部に、直角をなす２面を緩やかにつなぐＲ面５ｃを有しており、そのＲ面５ｃの下端、即ち、内周面２ｂとの境界部に、幅Ｗ（図６）が０．０３〜０．５ｍｍの範囲に設定されたフラットランド９がそれぞれ設けられている。この図４〜図６の金型を使用すると、図５の状態で下１パンチ２−１と下２パンチ２−２との間に下すぼみの空間８が形成され、その空間８に粉末が落ち込んだときにその粉末がフラットランド９に受け止められる。従って、この成形金型においても摺動隙間への粉末の噛み込みが防止される。
【００３０】
このように、下パンチの分割体のひとつに摺動隙間への粉末噛み込みの原因になるＲ面や斜面が形成されている金型もあり、その金型については、上記のＲ面や斜面を有する分割体を第１金型にしてその第１金型にこの発明を特徴づけるフラットランドを備えさせる。
【００３１】
なお、図４〜図６の金型で成形して製造される図７のボス付きギヤ３０には、端面３３とボス部３２の外周面との境界部にフラットランド９によって成形されたフラット面１５が形成される。
【００３２】
また、この発明は、各実施形態のＲ面５ｃが斜面の面取り面に置き換えられた金型に適用してもその有効性が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の粉末成形金型の第１の実施の形態を示す断面図
【図２】図１の粉末成形金型の要部を拡大して示す断面図
【図３】図１の粉末成形金型で成形して製造される焼結部品の斜視図
【図４】第２の実施の形態を圧縮完了状態にして示す断面図
【図５】図４の粉末成形金型の圧粉体押し出し状態を示す断面図
【図６】図４の粉末成形金型の要部を拡大して示す断面図
【図７】図４の粉末成形金型で成形して製造されるボス付きギヤの断面図
【図８】粉末成形金型の課題説明用のモデルを示す断面図
【図９】図８の粉末成形金型で成形して製造される焼結部品の斜視図
【図１０】図８の粉末成形金型による粉末成形の工程図
【符号の説明】
【００３４】
１          ダイ
２          下パンチ
２ａ        上面
２ｂ        内周面
２−１       下１パンチ
２−２       下２パンチ
３          上パンチ
４          コアロッド
５          段付き成形穴
５Ａ        成形穴
５ａ        成形面
５ｂ        摺動面
５ｃ        Ｒ面又は斜面
６          キャビティ
７          給粉ボックス
８          空間
９          フラットランド
１０        焼結部品
１０Ａ      圧粉体
１１        端面
１２        側面
１３        凸部
１４        Ｒ面
１５        フラット面
３０        ボス付きギヤ
３１        本体部
３２        ボス部
３３        端面
Ｐ          粉末
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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