JP2008246567A - 粉末成形装置および粉末成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤの損傷が生じにくい圧粉成形体を製造することが可能な粉末成形装置および粉末成形方法を提供する。
【解決手段】粉末成形装置１では、枠型２の内周面２ｃが粉末成形体５０の外周面５０ｃを成形し、下型４の端面４ａが粉末成形体５０の第１の面５０ａを成形し、上型１４の端面１４ａが粉末成形体５０の第２の面５０ｂを成形する。更に、第１の中型６の傾斜した周面１０ａが粉末成形体５０の第１の面５０ａ側の開口縁を成形し、第２の中型１６の傾斜した周面２０ａが粉末成形体５０の第２の面５０ｂ側の開口縁を成形する。周面１０ａ，２０ａは、枠型２の貫通孔に向けて先細り状に傾斜している。よって、バレル研磨では面取りが困難な貫通孔５２の開口縁に、予めテーパ面５０ｅを形成しておくことが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、粉末成形装置および粉末成形方法に関するものである。

従来、粉末成形体を作製する粉末成形装置として、例えば特許文献１に記載されているように、円筒形状のダイ（枠型）と、ダイ内にダイと同軸に配置された円柱形状のコアロッドと、下方からダイに嵌合すると共にコアロッドに対して摺動可能な下パンチ（下型）と、上方からダイに嵌合すると共にコアロッドに対して摺動可能な上パンチ（上型）とを備えるものが知られている。下パンチ及び上パンチは円筒形状を呈しており、端面は平坦面となっている。この粉末成形装置では、下パンチをダイに嵌合させてキャビティを形成し、形成したキャビティに原料粉末を充填したのち、上パンチを嵌合させて原料粉末を加圧する。これにより、リング状の粉末成形体が作製される。作製された粉末成形体に対しては、ワイヤの巻回や、ワイヤの挿通が行われる。
特開２００６−２８１２７４号公報

特許文献１に記載の粉末成形装置で得られる圧粉成形体は、外周面と端面、および内周面と端面が直交している。そのため、稜線部（角部）にワイヤが引っかかり、断線や被覆剥がれが生じてしまうおそれがある。そこで、ワイヤの損傷を抑制する目的で、バレル研磨により稜線部を面取りすることが考えられる。

外周面と端面とからなる稜線部については、バレル研磨によって効率的に面取りできる。しかしながら、内周面と端面とからなる稜線部、すなわち開口縁については、バレル内のメディアと内周面と接触させることが困難であるために、面取りを十分に行うことができない。そのため、特許文献１に記載の粉末成形装置で得られる圧粉成形体では、バレル研磨を行った場合でも、開口縁においてワイヤの損傷が生じてしまうことがあった。

そこで、本発明は、ワイヤの損傷が生じにくい圧粉成形体を製造することが可能な粉末成形装置および粉末成形方法を提供することを課題とする。

本発明の粉末成形装置は、第１の面と、第１の面に対向する第２の面と、第１及び第２の面に連続した外周面と、第１の面に開口した第１の凹部と、第２の面に開口した第２の凹部とを備える粉末成形体を作製する粉末成形装置であって、貫通孔を有し、該貫通孔を形成する内周面によって粉末成形体の外周面を成形する枠型と、一端部が枠型の貫通孔の一方側から該貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部の端面によって粉末成形体の第１の面を成形する下型と、一端部が枠型の貫通孔の一方側から該貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部によって粉末成形体の第１の凹部を成形する第１の中型と、一端部が枠型の貫通孔の他方側から該貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部の端面によって粉末成形体の第２の面を成形する上型と、一端部が枠型の貫通孔の他方側から該貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部によって粉末成形体の第２の凹部を成形する第２の中型と、を備え、下型の一端部は筒状を呈し、該一端部の内側に第１の中型が摺動可能に嵌合され、上型の一端部は筒状を呈し、該一端部の内側に第２の中型が摺動可能に嵌合され、第１の中型の一端部の周面は、枠型の貫通孔の一方から他方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含んでおり、第２の中型の一端部の周面は、枠型の貫通孔の他方から一方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含んでおり、少なくとも第１の中型の傾斜面が、粉末成形体の第１の凹部の開口縁を成形し、少なくとも第２の中型の傾斜面が、粉末成形体の第２の凹部の開口縁を成形することを特徴とする。

本発明に係る粉末成形装置では、枠部の貫通孔に対して、一方側から下型及び第１の中型が嵌入され、他方側から上型及び第２の中型が嵌入される。枠部における貫通孔の内周面が粉末成形体の外周面を成形し、下型の端面が粉末成形体の第１の面を成形し、上型の端面が粉末成形体の第２の面を成形する。更に、第１の中型の一端部が粉末成形体の第１の凹部を成形し、第２の中型の一端部が粉末成形体の第２の凹部を成形する。特に、第１の凹部の開口縁は少なくとも第１の中型の傾斜面によって成形され、第２の凹部の開口縁は少なくとも第２の中型の傾斜面によって成形される。第１及び第２の中型の傾斜面は貫通孔に向けて先細り状となっているため、開口縁は、粉末成形体の内部に向かって先細り状に傾斜したテーパ状となる。その結果、第１の凹部および第２の凹部の開口縁付近でワイヤの損傷が生じる可能性を低減することができる。

また、本発明に係る粉末成形装置では、下型と第１の中型との境界（パーティーションライン）及び上型と第２の中型との境界により、粉末成形体にバリが発生する。例えば下型と第１の中型とが協働して第１の凹部を成形する場合、下型と第１の中型との境界が第１の凹部の内側に位置することとなるため、バリも第１の凹部の内側に発生してしまう。第１の凹部の内側に発生したバリは、除去が極めて難しい。これに対して本発明では、第１の凹部の開口縁は少なくとも第１の中型の傾斜面によって成形される。つまり本発明では、第１の凹部の開口縁のうち、第１の凹部の内側に位置する内縁については確実に第１の中型の傾斜面によって成形され、第１の凹部の外側に位置する外縁については第１の中型のその他の面、あるいは下型によって形成されることになる。よって下型と第１の中型との境界は、必然的に第１の凹部の外側に位置することになる。これにより、バリの発生位置も第１の凹部の外側となるため、バレル研磨等で容易に除去することができる。同様に、上型と第２の中型との境界も第２の凹部の外側に位置することになるため、この境界に発生したバリも除去が容易なものとなる。

本発明に係る粉末成形装置は、第１の面と、第１の面に対向する第２の面と、第１及び第２の面に連続した外周面と、第１および第２の面それぞれに開口した第１の貫通孔とを備える粉末成形体を作製する粉末成形装置であって、第２の貫通孔を有し、該第２の貫通孔を形成する内周面が粉末成形体の外周面を成形する枠型と、一端部が枠型の第２の貫通孔の一方側から該第２の貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部の端面が粉末成形体の第１の面を成形する下型と、一端部が枠型の第２の貫通孔の一方側から該第２の貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部が粉末成形体の第１の貫通孔のうち第１の面側の部分を成形する第１の中型と、一端部が枠型の第２の貫通孔の他方側から該第２の貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部の端面が粉末成形体の第２の面を成形する上型と、一端部が枠型の第２の貫通孔の他方側から該第２の貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部が粉末成形体の第１の貫通孔のうち第２の面側の部分を成形する第２の中型と、を備え、下型の一端部は筒状を呈し、該一端部の内側に第１の中型が摺動可能に嵌合され、上型の一端部は筒状を呈し、該一端部の内側に第２の中型が摺動可能に嵌合され、枠型の第２の貫通孔内において第１の中型の一端部の端面は第２の中型の一端部の端面と当接し、第１の中型の一端部の周面は、第２の貫通孔の一方から他方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含んでおり、第２の中型の一端部の周面は、第２の貫通孔の他方から一方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含んでおり、少なくとも第１の中型の傾斜面が、粉末成形体の第１の面側に位置する第１の貫通孔の開口縁を成形し、少なくとも第２の中型の傾斜面が、記粉末成形体の第２の面側に位置する第１の貫通孔の開口縁を成形することを特徴とする。

本発明に係る粉末成形装置では、枠部における第２の貫通孔の内周面が粉末成形体の外周面を成形し、下型の端面が粉末成形体の第１の面を成形し、上型の端面が粉末成形体の第２の面を成形する。更に、第１及び第２の中型の一端部は、端面同士が当接することによって、粉末成形体の第１の貫通孔を成形する。第１の面における第１の貫通孔の開口縁は、少なくとも第１の中型の傾斜面によって成形され、第２の面における第１の貫通孔の開口縁は、少なくとも第２の中型の傾斜面によって成形される。第１及び第２の中型の傾斜面は、貫通孔に向けて先細り状に傾斜している。このような傾斜面によって成形された第１の貫通孔の開口縁は、粉末成形体の内部に向かって先細り状に傾斜したテーパ状となる。その結果、第１の貫通孔の開口縁付近でワイヤの損傷が生じる可能性を低減することができる。

また、本発明に係る粉末成形装置では、第１の面側に位置する第１の貫通孔の開口縁は少なくとも第１及び第２の中型によって形成される。つまり本発明では、第１の面側に位置する開口縁のうち、内縁については確実に第１の中型の傾斜面によって成形され、外縁については第１の中型のその他の面、あるいは下型によって形成されることになる。よって下型と第１の中型との境界は、必然的に第１の貫通孔の外側に位置することになる。これにより、バリの発生位置も第１の貫通孔の外側となるため、バレル研磨等で容易に除去することができる。同様に、上型と第２の中型との境界も第１の貫通孔の外側に位置することになるため、この境界に発生したバリも除去が容易なものとなる。つまり、第１の貫通孔は第１及び第２の中型で塞がれることとなる。そのため下型と第１の中型との境界は、必然的に第１の貫通孔の外側に位置することになる。その結果、バリの発生位置も第１の貫通孔の外側となるため、バレル研磨等で容易に除去することができる。

本発明に係る粉末成形方法は、粉末成形体を作製する粉末成形方法であって、貫通孔を有する枠型と、一端部が枠型の貫通孔の一方側から該貫通孔内に嵌入可能であると共に、該一端部が筒状を呈した下型と、下型の一端部の内側に摺動自在に嵌合し、一端部が枠型の貫通孔の一方側から該貫通孔内に嵌入可能であると共に、該一端部の周面が貫通孔の一方から他方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含む第１の中型と、一端部が貫通孔の他方側から該貫通孔内に嵌入可能であると共に、該一端部が筒状を呈した上型と、上型の一端部の内側に摺動自在に嵌合し、一端部が貫通孔の他方側から該貫通孔内に嵌入可能であると共に、該一端部の周面が貫通孔の他方から一方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含む第２の中型と、を備える粉末成形装置を用意する用意工程と、下型の一端部及び第１の中型の一端部を枠型の貫通孔内に嵌入させることにより、キャビティを形成するキャビティ形成工程と、キャビティに原料粉末を充填する充填工程と、上型の一端部及び第２の中型の一端部を枠型の貫通孔内に嵌入させることにより、キャビティに充填された原料粉末を加圧成形する加圧成形工程と、を含み、加圧成形工程では、第１の中型の傾斜面を下型の一端部の端面から突出させると共に第２の中型の傾斜面を上型の一端部の端面から突出させた状態で加圧成形し、少なくとも第１の中型の傾斜面によって、粉末成形体の一方の面側に開口縁を成形し、少なくとも第２の中型の傾斜面によって、粉末成形体の他方の面側に開口縁を成形することを特徴とする。

本発明に係る粉末成形方法は、枠部の貫通孔に対して、一方側から下型及び第１の中型を嵌入し、他方側から上型及び第２の中型を嵌入して、原料粉末を加圧成形する。加圧成形時において、第１の中型の傾斜面は下型から突出しており、少なくともこの傾斜面によって粉末成形体の一方の面に開口縁を成形する。また、第２の中型の傾斜面は上型から突出しており、少なくともこの傾斜面によって粉末成形体の他方の面に開口縁を成形する。第１及び第２の中型の傾斜面は、先細り状に傾斜している。したがって、これらの傾斜面により成形される開口縁は、粉末成形体の内部に向かって先細り状に傾斜したテーパ状となる。その結果、開口縁付近でのワイヤの損傷が生じにくい粉末成形体を作製することができる。

また、本発明では、第１の面側に位置する開口縁は少なくとも第１及び第２の中型によって形成される。つまり本発明では、第１の面側に位置する開口縁のうち、内縁については確実に第１の中型の傾斜面によって成形され、外縁については第１の中型のその他の面、あるいは下型によって形成されることになる。よって下型と第１の中型との境界は、必然的に開口の外側に位置することになる。これにより、バリの発生位置も開口の外側となるため、バレル研磨等で容易に除去することができる。同様に、上型と第２の中型との境界も開口の外側に位置することになるため、この境界に発生したバリも除去が容易なものとなる。

本発明に係る粉末成形方法において、加圧成形工程では、第１の中型の一端部の端面と第２の中型の一端部の端面とを突き合わせた後、加圧成形することが好ましい。この場合、貫通孔を有する粉末成形体を得ることができる。

本発明によれば、ワイヤの損傷が生じにくい圧粉成形体を製造することが可能な粉末成形装置および粉末成形方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係る粉末成形装置を示す断面図である。図２〜図４は、本実施形態に係る粉末成形装置を用いた粉末成形体の製造工程を示す断面図である。図５は、本実施形態に係る粉末成形装置を用いて得られる粉末成形体の斜視図である。

粉末成形装置１は、図５に示すような略リング状の粉末成形体５０を作製するためのものである。粉末成形装置１は、枠型２と、下型４と、第１の中型６と、上型１４と、第２の中型１６と、フィーダボックス２２とを備えている。枠型２、下型４、第１の中型６、上型１４、第２の中型１６、及びフィーダボックス２２は、図示しない制御部によって駆動される。

枠型２、下型４、第１の中型６、上型１４、及び第２の中型１６は金型である。枠型２は、略中央部に貫通孔３（第２の貫通孔）を有している。本実施形態において、貫通孔３の断面は円形となっている。この貫通孔３の下方（一方）側から、より具体的には枠型２の第１の面２ａに形成された貫通孔３の開口から、下型４及び第１の中型６の一端部が貫通孔３内に嵌入される。

下型４及び第１の中型６の一端部は、矢印Ａ方向すなわち貫通孔３の軸方向に移動自在となっている。下型４は筒状を呈しており、下型４の外形は枠型２の内周面２ｃに沿うように形成されている。下型４の一端部側の端面４ａは、平坦面となっている。第１の中型６は、下型４の内側に摺動可能に嵌合されている。第１の中型６は、胴部８と先端部１０とを有している。胴部８は円柱状を呈しており、胴部８の外形は下型４の内周面に沿うように形成されている。先端部１０は、円錐台状を呈した円錐台部分と円柱状を呈した円柱部分とからなっており、円錐台部分の一端は胴部８の一端と一体化され、円柱部分の一端は円錐台部分の他端と一体化されている。円錐台部分の一端側の端面は、胴部８の一端側の端面と略同一の大きさを有している。円柱部分の一端側の端面は、円錐台部分の他端側の端面と略同一の大きさを有している。また、円錐台部分は、貫通孔３の下方から上方（他方）に向かう方向、より具体的には枠型２の第１の面２ａから第２の面２ｂに向かう方向に、先細り状に傾斜している。そのため第１の中型６は、傾斜したテーパ状の周面１０ａと、テーパ状の周面１０ａに連続した円柱状の周面１０ｂと、円柱状の周面１０ｂに連続した平坦な端面１０ｃとを一端部に有することとなる。

上型１４及び第２の中型１６の一端部は、貫通孔３の上方側から、より具体的には枠型２の第２の面２ｂに形成された貫通孔３の開口から、貫通孔３内に嵌入される。上型１４及び第２の中型１６の一端部は、矢印Ａ方向に移動可能となっている。上型１４は筒状を呈しており、上型１４の外形は枠型２の内周面２ｃに沿うように形成されている。上型１４の一端部側の端面１４ａは、平坦面となっている。上型１４と下型４とは略同一であり、そのため上型１４の端面１４ａは、下型４の端面４ａと同一の形状及び大きさとなっている。

第２の中型１６は、上型１４の内側に摺動可能に嵌合されている。第２の中型１６は、第１の中型６と同様に、胴部１８と先端部２０とを有している。胴部１８は円柱状を呈しており、胴部１８の外形は上型１４の内周面に沿うように形成されている。先端部２０は、円錐体を呈した円錐台部分と、円錐台部分の端面に設けられ円柱状を呈した円柱部分とからなっている。胴部１８と円錐台部分と円柱部分とは、一体化されている。円錐台部分は、貫通孔３の上方から下方に向かう方向、より具体的には枠型２の第２の面２ｂから第１の面２ａに向かう方向に、先細り状に傾斜している。そのため第２の中型１６は、傾斜したテーパ状の周面２０ａと、テーパ状の周面２０ａに連続した円柱状の周面２０ｂと、円柱状の周面２０ｂに連続した平坦な端面２０ｃとを一端部に有することとなる。第２の中型１６の周面２０ａ，２０ｂ及び端面２０ｃは、第１の中型６の周面１０ａ，１０ｂ及び端面１０ｃと同一の形状及び大きさとなっている。

枠型２の第２の面２ｂには、フィーダボックス２２が載置されている。このフィーダボックス２２の内部には、原料粉末２４が充填される。フィーダボックス２２は矢印Ｂ方向、すなわち貫通孔３に対して進退する方向に移動可能となっている。

上述した構成を有する粉末成形装置１を用いた粉末成形方法について、図１〜４を参照しつつ説明する。なお、以下の動作は図示しない制御部によって制御されている。

まず、図１に示すように、下型４及び第１の中型６の一端部を枠型２の貫通孔３内に嵌入させてキャビティＣ１を形成する（キャビティ形成工程）。より具体的には、下型４及び第１の中型６を貫通孔３に向かって移動させ、下型４及び第１の中型６の一端部を貫通孔３の下方から貫通孔３内に嵌入させる。嵌入後、第１の中型６のみを更に移動させて、第１の中型６の胴部８の一部及び先端部１０を下型４から突出させる。そして、第１の中型６の端面１０ｃが枠型２の第２の面２ｂと同一面上に位置するようにする。このようにすることで、枠型２の内周面２ｃ、下型４の端面４ａ、第１の中型６の胴部８の周面、及び第１の中型６の先端部１０の周面１０ａ，周面１０ｂ，端面１０ｃによりキャビティＣ１が画成される。

次に、キャビティＣ１に原料粉末２４を充填する（充填工程）。より具体的には、図２（ａ）に示すように、原料粉末２４が収容されたフィーダボックス２２をキャビティＣ１上に移動させ、原料粉末２４をキャビティＣ１に落下させる。原料粉末２４を落下させた後、フィーダボックス２２を図２（ｂ）に示すように元の位置に移動させる。このとき、キャビティＣ１から盛り上がった原料粉末２４および中型６の端面１０ｃ上に載った原料粉末２４は、移動するフィーダボックス２２の端面によって摺り切られる。

次に、上型１４及び第２の中型１６の一端部を枠型２の貫通孔３内に嵌入させ、キャビティＣ１に充填された原料粉末を加圧成形する（加圧成形工程）。より具体的には、図２（ｃ）に示すように、まず第２の中型１６のみを貫通孔３に向かって移動させ、第２の中型１６の胴部１８の一部及び先端部２０を下型４から突出させる。突出させた第２の中型１６の端面２０ｃを、第１の中型６の端面１０ｃと突き合わせて当接させる。そして、図３（ａ）に示すように、端面１０ｃと端面２０ｃとが当接した状態を維持しながら第１及び第２の中型６，１６を移動させ、第２の中型１６の胴部１８の一部及び先端部２０を、原料粉末２４が充填されたキャビティＣ１内に導入させる。第１の中型６の胴部８の一端、換言すると第１の中型６の先端部１０の付け根が下型４の端面４ａと同一平面上に到達したら、第１及び第２の中型６，１６の移動を停止させる。

第１及び第２の中型６，１６の移動を停止させた後、図３（ｂ）に示すように、上型１４を貫通孔３に向かって移動させ、上型１４の一端部を貫通孔３に嵌入させる。このとき、移動する上型１４がキャビティＣ１内の原料粉末２４を押圧することになる。上型１４の端面１４ａが第２の中型１６の胴部１８の一端、換言すると第２の中型１６の先端部２０の付け根と同一平面上に到達したら、上型１４の移動を停止させる。これにより、粉末成形体５０の加圧成形が完了する。

上型１４の移動を停止させた後、図３（ｃ）に示すように、上型１４及び第２の中型１６を貫通孔３から引き抜く。上型１４及び第２の中型１６を引き抜いた後、図４（ａ）に示すように、下型４及び第１の中型６を第２の面２ｂに向かって移動させ、下型４の端面４ａ及び第１の中型６の端面１０ｃを枠型２の第２の面２ｂと同一面上に位置させる。第１の中型６の端面１０ｃのこのような移動に伴って、粉末成形体５０はキャビティＣ１内から押し出される。

粉末成形体５０が枠型２の第２の面２ｂ側に押し出されたら、図４（ｂ）に示すように、新たに原料粉末２４が収容されたフィーダボックス２２を粉末成形体５０に向かって移動させる。粉末成形体５０はフィーダボックス２２に押されて移動し、枠型２の第２の面２ｂ上に載置される。粉末成形体５０が枠型２の第２の面２ｂ上に載置されたら、下型４を枠型２の第１の面２ａに向かって移動させる。すると、再びキャビティＣ１が形成され、フィーダボックス２２内の原料粉末２４がキャビティＣ１に落下する。以下、図２（ａ）〜図４（ｂ）に示す工程が繰り返される。

このような工程を経て得られた粉末成形体５０は、図５に示すように、第１の面５０ａと、第１の面５０ａに対向する第２の面５０ｂと、第１及び第２の面５０ａ，５０ｂに連続した外周面５０ｃと、第１及び第２の面５０ａ，５０ｂに連続した内周面５０ｄとを有する、略リング状を呈したものとなる。内周面５０ｄで囲まれた貫通孔５２（第１の貫通孔）は、第１の面５０ａ及び第２の面５０ｂで開口しており、開口縁のうち貫通孔５２の内側に位置する内縁はテーパ面５０ｅとなっている。

以上述べたように、本実施形態の粉末成形装置１では、枠型２の貫通孔３に対して、第１の面２ａ側から下型４及び第１の中型６が嵌入され、第２の面２ｂ側から上型１４及び第２の中型１６が嵌入される。枠型２の内周面２ｃが粉末成形体５０の外周面５０ｃを成形し、下型４の端面４ａが粉末成形体５０の第１の面５０ａを成形し、上型１４の端面１４ａが粉末成形体５０の第２の面５０ｂを成形する。更に、第１の中型６の先端部１０及び第２の中型１６の先端部２０は、端面１０ｃ，２０ｃが当接することによって、粉末成形体５０の貫通孔５２を成形する。ここで、貫通孔５２の第１の面５０ａ側の開口縁は第１の中型６の傾斜した周面１０ａによって成形され、第２の面５０ｂ側の開口縁は第２の中型１６の傾斜した周面２０ａによって成形される。第１及び第２の中型６，１６の周面１０ａ，２０ａは、貫通孔３に向けて先細り状に傾斜している。傾斜した周面１０ａ，２０ａによって成形された貫通孔５２の開口縁は、粉末成形体５０の内部に向かって先細り状に傾斜したものとなる。このように本実施形態では、バレル研磨では面取りが困難な貫通孔５２の開口縁に、予めテーパ面５０ｅを形成しておくことができる。その結果、粉末成形体５０にワイヤを巻き付ける際に、貫通孔５２の開口縁付近でワイヤの損傷が生じる可能性を低減することができる。

図３（ｂ）に示す工程において、下型４と第１の中型６との境界（パーティーションライン）及び上型１４と第２の中型１６との境界にバリが発生する。下型４と第１の中型６との境界、及び上型１４と第２の中型１６との境界が貫通孔３の内側に位置する場合には、バリも貫通孔３の内側に発生してしまう。貫通孔３の内側に発生したバリは、除去が非常に困難である。本実施形態では、貫通孔５２の開口縁のうち、貫通孔５２の内側に位置する内縁を第１及び第２の中型６，１６の傾斜した周面１０ａ，２０ａが成形し、貫通孔５２の外側に位置する外縁を下型４及び上型１４の端面４ａ，１４ａが成形する。よって、下型４と第１の中型６との境界は必然的に貫通孔５２の外側に位置されることとなる。その結果、バリの発生位置も貫通孔５２の外側になるため、バレル研磨等で容易に除去することができる。

なお、粉末成形装置１は、図５に示すような貫通孔を有する粉末成形体５０のほかに、図９に示すような、凹部を有する粉末成形体６０を作製することもできる。図６〜図８を参照しつつ、粉末成形体６０の製造工程について説明する。

図６（ａ）に示すように、まず、下型４及び第１の中型６を貫通孔３に向かって移動させ、下型４及び第１の中型６の一端部を貫通孔３の下方から貫通孔３内に嵌入させる。嵌入後、第１の中型６のみを更に枠型２の第２の面２ｂに向かって移動させ、第１の中型６の胴部８の一部及び先端部１０を下型４から突出させる。このとき、第１の中型６の端面１０ｃが枠型２の第２の面２ｂよりも下に位置するようにする。

次に、図６（ｂ）に示すように、原料粉末２４が収容されたフィーダボックス２２を貫通孔３の開口上に移動させる。そして、枠型２の内周面２ｃ、下型４の端面４ａ、第１の中型６の胴部８の周面、及び第１の中型６の先端部１０の周面１０ａ，周面１０ｂ，端面１０ｃで画成されたキャビティＣ２に原料粉末２４を落下させる。原料粉末２４の落下後、フィーダボックス２２は図６（ｃ）に示すように元の位置に移動する。キャビティＣ２に原料粉末２４を摺り切り充填させたら、第２の中型１６を貫通孔３に向かって移動させ、第２の中型１６の胴部１８の一部及び先端部２０を上型１４から突出させる。そして、図７（ａ）に示すように、第２の中型１６の胴部１８の一部及び先端部２０をキャビティＣ１内に導入させる。第２の中型１６の端面２０ｃが所定の位置に到達したら、第２の中型１６の移動を停止させる。このとき、第２の中型１６の端面２０ｃと第１の中型６の端面１０ｃとは当接していない。

第２の中型１６の移動が停止した後、上型１４を貫通孔３に向かって移動させ、上型１４の一端部を貫通孔３に嵌入させる。このとき、移動する上型１４がキャビティＣ２内の原料粉末２４を押圧することになる。図７（ｂ）に示すように、上型１４の端面１４ａが第２の中型１６の胴部１８の一端、換言すると第２の中型１６の先端部２０の付け根と同一平面上に到達したら、上型１４の移動を停止させる。一方、下型４については貫通孔３の第２の面２ｂに向かって移動させる。下型４の端面４ａが第１の中型６の胴部８の一端、換言すると第１の中型６の先端部１０の付け根と同一平面上に到達したら、下型４の移動を停止させる。上型１４及び下型４をこのように移動させることにより、キャビティＣ２内の原料粉末２４が加圧され、粉末成形体６０が成形される。

次に、図７（ｃ）に示すように、粉末成形体５０を間に挟んだ状態を維持しながら、上型１４、第２の中型１６、下型４、及び第１の中型６を第１の面２ａから第２の面２ｂに向かう方向に移動させる。図８（ａ）に示すように、下型４の端面４ａが枠型２の第２の面２ｂと同一面上に達したら、下型４及び第１の中型６の移動を停止させる。そして、第１の中型６を枠型２の第１の面２ａに向かって移動させることにより、粉末成形体６０から第１の中型６の先端部１０を引き抜く。上型１４及び第２の中型１６については、第１の面２ａから第２の面２ｂに向かう方向に更に移動させることによって、粉末成形体６０から離す。その後、図８（ｂ）に示すように、新たに原料粉末２４が収容されたフィーダボックス２２を粉末成形体６０に向かって移動させる。粉末成形体６０はフィーダボックス２２に押されて移動し、枠型２の第２の面２ｂ上に載置される。

粉末成形体６０が枠型２の第２の面２ｂ上に載置されたら、下型４及び第１の中型６を枠型２の第１の面２ａに向かって移動させる。すると再びキャビティＣ１が形成され、フィーダボックス２２内の原料粉末２４がキャビティＣ１に落下する。以下、図６（ｂ）〜図８（ｂ）に示す工程が繰り返される。

このような工程を経て得られた粉末成形体６０は、図９に示すように、第１の面６０ａと、第１の面６０ａに対向する第２の面６０ｂと、第１及び第２の面６０ａ，６０ｂに連続した外周面６０ｃと、第１の面６０ａに開口縁を有する第１の凹部６２と、第２の面６０ｂに開口縁を有する第２の凹部６３とを有するものとなる。第１の凹部６２の底と第２の凹部６３の底とはつながっておらず、第１及び第２の凹部６２，６３の開口縁において、第１及び第２の凹部６２，６３の内側に位置する内縁はテーパ面６０ｄとなっている。

以上述べたように、本実施形態の粉末成形装置１では、第１の中型６の先端部１０が粉末成形体５０の第１の凹部６２を成形し、第２の中型１６の先端部２０が粉末成形体５０の第２の凹部６３を成形する。第１の凹部６２の開口縁は第１の中型６の傾斜した周面１０ａによって成形され、第２の凹部６３の開口縁は第２の中型１６の傾斜した周面２０ａによって成形される。周面１０ａ，２０ａは、貫通孔３に向けて先細り状に傾斜している。そのため、第１及び第２の凹部６２，６３の開口縁は、粉末成形体５０の内部に向かって先細り状に傾斜したものとなる。このように本実施形態では、バレル研磨では面取りが困難な第１及び第２の凹部６２，６３の開口縁に、予めテーパ面６０ｄを形成しておくことができる。その結果、作製された粉末成形体６０にワイヤを巻き付ける際に、第１及び第２の凹部６２，６３の開口縁付近でワイヤの損傷が生じる可能性を低減することができる。

粉末成形体５０の製造時と同様に、粉末成形体６０の製造時も、下型４と第１の中型６との境界及び上型１４と第２の中型１６との境界にバリが発生する。ただし、第１の凹部６２の開口縁のうち、内縁は第１の中型６の周面１０ａで成形され、外縁は下型４の端面４ａで成形される。第２の凹部６３の開口縁のうち、内縁は第２の中型１６の周面２０ａで成形され、外縁は下型１４の端面１４ａで成形される。よって、下型４と第１の中型６との境界及び上型１４と第２の中型１６との境界は、第１及び第２の凹部６２，６３の外側に位置されることとなる。その結果、バリの発生位置も第１及び第２の凹部６２，６３の外側になるため、バレル研磨等で容易に除去することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。

例えば、本実施形態では、枠型２の貫通孔３は断面円形であるとしたが、貫通孔３の断面形状はこれに限られない。また、第１及び第２の中型６，１６の先端部１０，２０は円錐台部分と円柱部分とからなるとしたが、第１及び第２の中型６，１６の先端部１０，２０は円錐台部分のみからなるとしてもよい。

また、円錐台部分の一端側の端面は、胴部８，１８の一端側の端面と略同一の大きさを有しているとしたが、円錐台部分の一端側の端面は、胴部８，１８の一端側の端面よりも小さいとしてもよい。この場合、胴部８，１８の一端側の端面は一部露出した状態となる。露出した胴部８，１８の端面は、粉末成形体５０の加圧成形時に、下型４及び上型１４の端面４ａ，１４ａと協働して、第１及び第２の面５０ａ，５０ｂを形成することになる。よって、貫通孔５２の開口縁のうち、貫通孔５２の内側に位置する内縁を先端部１０，２０の周面１０ａ，２０ａが成形し、貫通孔５２の外側に位置する外縁を胴部８，１８の端面が成形することとなり、貫通孔５２の開口縁は第１及び第２の中型６，１６のみで形成されることになる。

また、第１の中型６の先端部１０の形状は本実施形態のものに限られない。ただし、先細り状に傾斜した傾斜面を周面に必ず含むようにする。また、第１及び第２の中型６，１６のテーパ状の周面１０ａ，２０ａは、粉末成形体５０，６０の面５０ｅ，６０ｄの一部あるいは全体がＲ形状となるように、湾曲しているとしてもよい。

本実施形態に係る粉末成形装置を示す断面図である。 本実施形態に係る粉末成形装置を用いた粉末成形体の製造工程を示す断面図である。 本実施形態に係る粉末成形装置を用いた粉末成形体の製造工程を示す断面図である。 本実施形態に係る粉末成形装置を用いた粉末成形体の製造工程を示す断面図である。 本実施形態に係る粉末成形装置を用いて得られる粉末成形体の斜視図である。 本実施形態に係る粉末成形装置を用いた他の粉末成形体の製造工程を示す断面図である。 本実施形態に係る粉末成形装置を用いた他の粉末成形体の製造工程を示す断面図である。 本実施形態に係る粉末成形装置を用いた他の粉末成形体の製造工程を示す断面図である。 本実施形態に係る粉末成形装置を用いて得られる他の粉末成形体の斜視図である。

符号の説明

１・・・粉末成形装置、１０，２０・・・第１主面、１２，２２・・・第２主面、１４・・・凹部、１４ａ，２４ａ，２４ｂ，４０ａ，４０ｂ・・・開口縁、１４ｃ，２４ｃ，４０ｃ・・・周壁面、１４ｂ・・・底、１６・・・亀裂、２４，４０・・・貫通孔、３２・・・電子部品、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３・・・フェライト焼結板、Ｓ１・・・第１保護層、Ｓ２・・・第２保護層。

Claims (4)

1. 第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面と、前記第１及び第２の面に連続した外周面と、前記第１の面に開口した第１の凹部と、前記第２の面に開口した第２の凹部とを備える粉末成形体を作製する粉末成形装置であって、
   貫通孔を有し、該貫通孔を形成する内周面によって前記粉末成形体の前記外周面を成形する枠型と、
   一端部が前記枠型の前記貫通孔の一方側から該貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部の端面によって前記粉末成形体の前記第１の面を成形する下型と、
   一端部が前記枠型の前記貫通孔の一方側から該貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部によって前記粉末成形体の前記第１の凹部を成形する第１の中型と、
   一端部が前記枠型の前記貫通孔の他方側から該貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部の端面によって前記粉末成形体の前記第２の面を成形する上型と、
   一端部が前記枠型の前記貫通孔の他方側から該貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部によって前記粉末成形体の前記第２の凹部を成形する第２の中型と、
   を備え、
   前記下型の前記一端部は筒状を呈し、該一端部の内側に前記第１の中型が摺動可能に嵌合され、
   前記上型の前記一端部は筒状を呈し、該一端部の内側に前記第２の中型が摺動可能に嵌合され、
   前記第１の中型の前記一端部の周面は、前記枠型の前記貫通孔の一方から他方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含んでおり、
   前記第２の中型の前記一端部の周面は、前記枠型の前記貫通孔の他方から一方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含んでおり、
   少なくとも前記第１の中型の前記傾斜面が、前記粉末成形体の前記第１の凹部の開口縁を成形し、少なくとも前記第２の中型の前記傾斜面が、前記粉末成形体の前記第２の凹部の開口縁を成形することを特徴とする粉末成形装置。
2. 第１の面と、前記第１の面に対向する第２の面と、前記第１及び第２の面に連続した外周面と、前記第１および第２の面それぞれに開口した第１の貫通孔とを備える粉末成形体を作製する粉末成形装置であって、
   第２の貫通孔を有し、該第２の貫通孔を形成する内周面によって前記粉末成形体の前記外周面を成形する枠型と、
   一端部が前記枠型の前記第２の貫通孔の一方側から該第２の貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部の端面によって前記粉末成形体の前記第１の面を成形する下型と、
   一端部が前記枠型の前記第２の貫通孔の一方側から該第２の貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部によって前記粉末成形体の前記第１の貫通孔のうち前記第１の面側の部分を成形する第１の中型と、
   一端部が前記枠型の前記第２の貫通孔の他方側から該第２の貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部の端面によって前記粉末成形体の前記第２の面を成形する上型と、
   一端部が前記枠型の前記第２の貫通孔の他方側から該第２の貫通孔内に嵌入可能であり、該一端部によって前記粉末成形体の前記第１の貫通孔のうち前記第２の面側の部分を成形する第２の中型と、
   を備え、
   前記下型の前記一端部は筒状を呈し、該一端部の内側に前記第１の中型が摺動可能に嵌合され、
   前記上型の前記一端部は筒状を呈し、該一端部の内側に前記第２の中型が摺動可能に嵌合され、
   前記枠型の前記第２の貫通孔内において前記第１の中型の前記一端部の端面は前記第２の中型の前記一端部の端面と当接し、
   前記第１の中型の前記一端部の周面は、前記第２の貫通孔の一方から他方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含んでおり、
   前記第２の中型の前記一端部の周面は、前記第２の貫通孔の他方から一方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含んでおり、
   少なくとも前記第１の中型の前記傾斜面が、前記粉末成形体の前記第１の面側に位置する前記第１の貫通孔の開口縁を成形し、少なくとも前記第２の中型の前記傾斜面が、記粉末成形体の前記第２の面側に位置する前記第１の貫通孔の開口縁を成形することを特徴とする粉末成形装置。
3. 粉末成形体を作製する粉末成形方法であって、
   貫通孔を有する枠型と、一端部が前記枠型の前記貫通孔の一方側から該貫通孔内に嵌入可能であると共に、該一端部が筒状を呈した下型と、前記下型の前記一端部の内側に摺動自在に嵌合し、一端部が前記枠型の前記貫通孔の一方側から該貫通孔内に嵌入可能であると共に、該一端部の周面が前記貫通孔の一方から他方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含む第１の中型と、一端部が前記貫通孔の他方側から該貫通孔内に嵌入可能であると共に、該一端部が筒状を呈した上型と、前記上型の前記一端部の内側に摺動自在に嵌合し、一端部が前記貫通孔の他方側から該貫通孔内に嵌入可能であると共に、該一端部の周面が前記貫通孔の他方から一方に向かう方向に先細り状に傾斜した傾斜面を含む第２の中型と、を備える粉末成形装置を用意する用意工程と、
   前記下型の前記一端部及び前記第１の中型の前記一端部を前記枠型の前記貫通孔内に嵌入させることにより、キャビティを形成するキャビティ形成工程と、
   前記キャビティに原料粉末を充填する充填工程と、
   前記上型の前記一端部及び前記第２の中型の前記一端部を前記枠型の前記貫通孔内に嵌入させることにより、前記キャビティに充填された原料粉末を加圧成形する加圧成形工程と、
   を含み、
   前記加圧成形工程では、前記第１の中型の前記傾斜面を前記下型の前記一端部の端面から突出させると共に前記第２の中型の前記傾斜面を前記上型の前記一端部の端面から突出させた状態で加圧成形し、少なくとも前記第１の中型の前記傾斜面によって、前記粉末成形体の一方の面側に開口縁を成形し、少なくとも前記第２の中型の前記傾斜面によって、前記粉末成形体の他方の面側に開口縁を成形することを特徴とする粉末成形方法。
4. 前記加圧成形工程では、前記第１の中型の前記一端部の端面と前記第２の中型の前記一端部の端面とを突き合わせた後、加圧成形することを特徴とする請求項３に記載の粉末成形方法。

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