JP2613529B2

JP2613529B2 - アンダーカット部を有する粉末成形品の製造方法および装置

Info

Publication number: JP2613529B2
Application number: JP4219550A
Authority: JP
Inventors: 雄治岸; 桐武司片
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPH0639596A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アンダーカット部を有
する粉末成形品の製造方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のアンダーカット部を有す
る粉末成形品の製造は、たとえば図８(a) ，(b) に示す
ような複列の歯１０１，１０２の間にアンダーカット部
１０３を有するスプロケット１００を例にとって説明す
ると、図８(c) 〜(d) に示すようにして成形される。

【０００３】すなわち、上，下パンチ１０４，１０５で
ダイス１０６内の粉末１０７を加圧して幅広のスプロケ
ット成形体１０８を成形し、燒結した後機械加工によっ
てアンダーカット部１０３を切削していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の製造方法では、アンダーカット部１０３を削り出す機
械加工の工程が増大するために、コストアップの原因と
なる。したがって、粉末成形工程において、アンダーカ
ット部１０３を直接成形することが要請されている。

【０００５】ところが、従来の製造方法でアンダーカッ
ト部１０３を成形しようとすると、図８(f) に示すよう
に、ダイス１０６の一部が成形品のアンダーカット部１
０３に入り込むために、成形した製品１０９を抜き出す
ことが不可能であった。

【０００６】一方、特公昭54-41749号（特願昭46-73482
号）には、図９(a) ，(b) に示すように、ダイ１０６
Ａ，１０６Ｂを横方向に分割した装置が開示されている
が、この方式で成形しても、図９(a) に示すように、ス
プロケット１００の歯１０１，１０２が引っ掛かって取
り出すことができない。

【０００７】本発明は、上記した従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
アンダーカット部を粉末成形によって直接成形し得るア
ンダーカット部を有する粉末成形品の製造方法および製
造装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、アンダーカット部を有する粉末
成形品の製造方法であって、ダイスを複数に分割し、分
割面間にアンダーカット部の形状に対応するカムダイス
を設け、該カムダイスをダイ孔に対して進退可能に構成
し、前記ダイ孔に粉末を充填し、該ダイ孔の両端開口部
から圧入されるパンチによって粉末を加圧し、加圧終了
後、カムダイスをダイ孔から後退させて成形品を抜き出
すことを特徴とする。

【０００９】カムダイスが横方向に複数に分割されてい
ることを特徴とする。

【００１０】粉末の充填工程において充填深さを規定位
置より深くして充填量を多くするオーバーフィルを行う
ことを特徴とする。

【００１１】カムダイスを中心に上下方向より製品高さ
に比例した量だけパンチおよびダイスを相対移動させ、
加圧開始より加圧完了までの全加圧工程にて各部を圧縮
する加圧速度比が、最終的な成形品の各部の圧縮寸法の
比率とほぼ同一比率となるようにパンチおよびダイスの
相対的な移動速度を制御することを特徴とする。

【００１２】加圧終了後、パンチをカムダイスを中心に
相対的に適正量後退させてカムダイスにかかる力を減少
またはなくすることを特徴とする。

【００１３】カムダイスにセンサを取りつけて加圧時お
よび圧抜き時に上または下からの加圧力に差を生じた時
にエラー信号を出すことを特徴とする。

【００１４】抜き出し完了後、製品払い出し棒で製品を
押し出す時に、払い出し棒よりエアーを吹き出させ、ダ
イスおよびカムダイスについている粉末を吹き飛ばすこ
とを特徴とする。

【００１５】払出し棒よりバキュームにより粉末を吸い
取ることを特徴とする。

【００１６】アンダーカット部を有する粉末成形品の製
造装置であって、粉末が充填されるダイ孔を備えたダイ
を、アンダーカット部を隔てて複数に分割し、分割面間
にアンダーカット部の形状に対応するカムダイスを設
け、該カムダイスをダイ孔に対して進退可能に構成した
ことを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明にあっては、ダイスを複数に分割し、抜
き出し工程において、カムダイスをダイ孔から後退させ
ることにより、アンダーカット部を抜き出す。

【００１８】また、カムダイスを横方向に分割しておく
ことにより、製品の全周に渡るアンダーカット部を成形
することが可能となる。

【００１９】オーバーフィルを行うことにより、カムダ
イスがダイ孔に突出することによる充填量不足を防止す
ることができる。

【００２０】また、成形途中において、カムダイスの上
面および下面に作用する加圧力に差が出ないように加圧
しないと、カムダイスの寿命に影響を及ぼし、差が大き
くなると破損につながる。そこで、パンチの加圧速度
（ダイスが動く場合でもカムダイスを中心に考えて相対
的な速度）を、その製品の高さに応じた速度で成形し、
常にカムダイスに上下から同じ力が加わるように成形す
る。

【００２１】また、加圧終了後、抜き出し時に上側のパ
ンチを上昇して圧抜きを行うと、下側のパンチによる残
圧が残っているため、カムダイスに下から力が加わり、
加圧時と同様にカムダイスの寿命に影響があり、製品ク
ラッシュの原因ともなる。そこで、加圧終了後、抜き出
し工程においては、相対的にパンチを加圧方向と逆方向
に戻して残圧を取り除き、場合によっては少し逆方向の
圧力をかけて、カムダイスを後退させて抜き出しを行
う。

【００２２】この時に、カムダイスにストレーンゲージ
等のセンサを設け、上下からの力に差を生じたことを感
知してエラー信号を出し、加圧を中止するようにすれ
ば、ダイスの破損等の不具合を防止することができる。
なお、抜き出し時の残圧力の差が出た場合も同様に感知
し、ダイスの破損を防止できる。

【００２３】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。

【００２４】この実施例にあっても、アンダーカット部
を有する粉末成形品として、図８(a) ，(b) に示したと
同様の複列のカムスプロケット１００の製造方法を例に
とって説明するものとする。

【００２５】図４および図５は、本発明の製造装置の概
略構成を示している。

【００２６】この製造装置は、粉末が充填されるダイ孔
１Ａ，２Ａを備えた上下に分割された上，下ダイス１，
２と、この上，下ダイス１，２の分割面間に設けられた
カムダイス３と、上，下ダイ孔１Ａ，２Ａ内に挿入され
る上，下パンチ４，５と、から構成されている。

【００２７】上パンチ４は、最外周に位置する筒状の上
第１パンチ４１と、この上第１パンチ４１の内側に同心
的に組みつけられる筒状の上第２パンチ４２と、から構
成され、上第１パンチ４１の外側には、下端が上ダイス
１の上面に当接する筒状のダイ押えパンチ４３が設けら
れている。そして、これらダイ押えパンチ４３と、上第
１，第２パンチ４１，４２は、互いに同心的に摺動自在
に組み付けられている。

【００２８】下パンチ５は、最外周の下第１パンチ５１
と、その内側の下第２パンチ５２と、中心に位置するコ
ア５３と、から構成されて、これら下第１，第２パンチ
５１，５２とコア５３は互いに同心的に摺動自在に組み
付けられている。

【００２９】上，下ダイス１，２に設けられた上，下ダ
イ孔１Ａ，２Ａは同一径で同軸的に配置され、上，下ダ
イス１，２は上，下ダイ孔１Ａ，２Ａの中心軸方向に独
立して移動する。

【００３０】一方、カムダイス３は左右のカムダイスプ
レート３１，３２に分割されている。カムダイスプレー
ト３１，３２の分割面は上記した上，下ダイ孔１Ａ，２
Ａの中心軸線を含む面上に位置し、各カムダイスプレー
ト３１，３２の分割面に、それぞれ互いに対向するよう
に半円状の切欠き３１Ａ，３２Ａが形成されている。そ
して、分割面同士を接合することによって、円形のアン
ダーカット対応ダイ孔３Ａが画成される。このアンダー
カット対応ダイ孔３Ａは、上，下ダイス１，２の上，下
ダイ孔１Ａ，２Ａよりも小径に設定されており、複列カ
ムスプロケット１００の円形のアンダーカット部１０３
を成形する。

【００３１】この実施例ではカムダイスプレート３１，
３２は、下ダイス２の上面に沿って左右に移動可能に設
けられ、下ダイス２と共に上下動する。そして、左右の
カムダイスプレート３１，３２の切欠き３１Ａ，３２Ａ
の縁部が、上，下ダイス１，２の上，下ダイ孔１Ａ，２
Ａの内周面を結ぶ仮想円筒面の内外を出入りするように
移動する。

【００３２】また、このカムダイスプレート３１，３２
には、カムダイスプレート３１，３２の上下面に作用す
る加圧力の差を検出するセンサＳが設けられている。こ
のセンサＳとしては、たとえば歪みゲージを用い、加圧
力に応じた歪み量から力を検出する。もちろん、歪みゲ
ージの他、種々の力センサを用いることができる。

【００３３】図１，図２は、上記したカムスプロケット
の成形順序図である。

【００３４】この作動は、下第２パンチ５２が固定のウ
ィズドロアル方式である。もっとも、下ダイ２を固定し
て上，下パンチ４，５によって上下方向より加圧する両
押し方式としてもよく、また別のダイスまたはパンチの
一つを固定しても成形可能である。

【００３５】図１(a) は、フィーダ６より上，下ダイス
１，２およびカムダイス３のダイ孔１Ａ，２Ａ，３Ａ内
に粉末７を入れた状態を示す。単に充填しただけでは、
カムダイス３のアンダーカット対応ダイ孔３Ａの孔縁部
下方に粉末が入らない部分７Ａができるので、その分だ
け上ダイス１，カムダイス３，下ダイス２を規定位置よ
り上げて充填深さを深くし、粉末が入らない分だけ充填
量を多くしてオーバーフィル状態とする。

【００３６】また、下第１パンチ５１に振動を加えるこ
とも効果的である。

【００３７】そして、図示しないが、フィーダ６，上ダ
イス１，カムダイス３，下ダイス２を同時に下げて、粉
末７を均一に充填した状態にする。

【００３８】その後、フィーダ６が後退し、上第１，上
第２パンチ４１，４２およびダイ押えパンチ４３が下降
し、図１(b) の充填状態となる。

【００３９】図１(c) では、製品の高さに比例した充填
深さにするために、充填粉末のトランスファを行う。

【００４０】すなわち、下第１パンチ５１を固定した状
態で、上第１，上第２パンチ４１，４２，ダイ押えパン
チ４３，上ダイス１，カムダイス３，下ダイス２，下第
１パンチ５１を同時に規定量下降させ、図１(c) のよう
に製品高さに比例した充填量にする。

【００４１】この実施例のカムスプロケットでは、図２
に示すように、加圧される部分は、カムダイス３上面と
上第１パンチ４１間の第１加圧部Ａと、カムダイス３下
面と下第１パンチ５１間の第２加圧部Ｂと、上第２パン
チ４２とカムダイス３の仮想中立面Ｎ間の第３加圧部Ｃ
と、下第２パンチ５２とカムダイス３の仮想中立面Ｎ間
の第４加圧部Ｄと、に区分される。そして、それぞれの
加圧部の加圧終了後の製品高さはａ1 , ｂ1 , c1 ,ｄ1
とし、充填深さをａ0 , ｂ0 , ｃ0 , ｄ0 とすると、各
部の充填深さと製品高さの比率を同一に設定する。通
常、各部の充填深さは製品高さの約２倍程度に設定され
る。

【００４２】図１(d) においては、比例成形で加圧を行
う。

【００４３】ただし、その場合、カムダイスに上または
下からの加圧力に差を生じないようにカムダイス３を中
心にニュートラルゾーンができるように成形する必要が
ある。すなわち、加圧途中のいつの時点でも、第１，第
２，第３，第４加圧部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの寸法が、製品の
比率と同一の比率を保つように制御するものである。換
言すれば、カムダイス３を中心に上下方向より製品高さ
に比例した量だけパンチおよびダイスを相対移動させ、
加圧開始より加圧完了までの全加圧工程にて各部を圧縮
する加圧速度比が、最終的な成形品の各部の寸法ａ0 ，
ｂ0 ，ｃ0 ，ｄ0 の比率とほぼ同一比率となるように、
上，下ダイス１，２およびカムダイス３さらに上第１，
第２パンチ４１，４２並びに下第１パンチ５１間の相対
的な移動速度を制御する。

【００４４】この加圧途中において、センサＳによりカ
ムダイスプレート３１，３２の上下に作用する力の差を
検出し、力の差が過大になるとエラー信号を出し、加圧
を中止することによって、カムダイス３の破損を防止す
ることができる。

【００４５】また、上ダイス１は製品の厚みａ0 で高さ
が決まるために厚みが薄く、両側より油圧でカムダイス
３に密着する時には、大きな力が出せないために、ダイ
押えパンチ４３で上より上ダイス１を押しつけるとさら
によい。

【００４６】図１(d) は加圧完了で、図３(a) にかけ
て、加圧後、上，下パンチ４，５が後退、または相対的
に後退し（下第２パンチ５２固定の時には各パンチ，ダ
イスの上昇量を規定すれば同じことになる）、残圧をあ
る程度残してダイス押えパンチ４３，上ダイス１を上昇
させて図３(b) の状態になる（クラック防止のため）。

【００４７】図３(c) で下ダイス２及び下第１パンチ５
１およびコア５３を下降させ、図３(c) の抜き出し完了
となり、その直後、図３(d) のように製品払い出し棒８
が前進し、製品９を前に押し出すと共に製品払い出し棒
８の先端にある孔８Ａより空気を吹き出し、カムダイス
３，下ダイス２，下第１，第２パンチ５１，５２に付着
している粉末を吹き飛ばすとよい。また、場合によって
はバキュームで吸い上げてもよい。

【００４８】そして、製品払い出し棒８が戻り、カムダ
イス３が前進し，上ダイスが下降してカムダイス３に密
着した後、上ダイス１，カムダイス３，下ダイス２，下
第１パンチ５１およびコア５３が規定位置まで上昇し、
再びフィーダ６が前進して図１(a) の充填工程に戻る。

【００４９】図６は、上記した装置の全体の概念構成を
示している。すなわち、ダイ押えパンチ４３，上第１，
第２パンチ４１，４２は、それぞれダイ押えパンチ駆動
機構２０３，上第１，第２パンチ駆動機構２０１，２０
２によって上下に駆動され、さらに下第１，第２パンチ
５１，５２，コア５３は、第１，第２下パンチ駆動機構
２０３，２０４およびコア駆動機構２０５によって上下
に駆動される。

【００５０】また、上，下ダイス１，２は、上，下ダイ
ス駆動機構２０６，２０７によって上下に駆動され、カ
ムダイス３は、カムダイス駆動機構２０８によって左右
横方向に駆動される。

【００５１】さらに、これらダイ押え駆動機構２０３，
第１，第２上パンチ駆動機構２０１，２０２，第１，第
２下パンチ駆動機構２０４，２０５，コア駆動機構２０
６，上，下ダイス駆動機構２０７，２０８並びにカムダ
イス駆動機構２０９は、駆動制御手段２１０に接続さ
れ、各部の駆動手順が制御される。

【００５２】各駆動機構としては、油圧等の流体圧シリ
ンダ，ボールスクリュ等のねじ駆動機構，クランク機構
等種々の駆動機構を採用することができる。なお、上記
実施例では、アンダーカット部を有する粉末成形品とし
て複列のカムスプロケットを例にとって説明したが、こ
れに限定されるものではなく、たとえば図７に示すよう
なアンダーカット部１１を有する成形品１０についても
製造することができるし、その他種々の成形品を製造す
ることができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有する
もので、粉末成形の工程で、アンダーカット部を成形す
ることができるので、従来のように機械加工が不要とな
って加工による人手を減らすことができる。

【００５４】オーバーフィルを行うことにより、カムダ
イスがダイ孔に突出することによる充填量不足を防止す
ることができる。

【００５５】また、パンチの加圧速度（ダイスが動く場
合でもカムダイスを中心に考えて相対的な速度）を、そ
の製品の高さに応じた速度で成形し、常にカムダイスに
上下から同じ力が加わるように成形することにより、カ
ムダイスの長寿命化および破損防止を図ることができ
る。

【００５６】さらに、加圧終了後、抜き出し工程におい
ては、相対的にパンチを加圧方向と逆方向に戻して残圧
を取り除き、場合によっては少し逆方向の圧力をかけ
て、カムダイスを後退させて抜き出しを行うことによ
り、カムダイスの長寿命化を図ることができるばかり
か、製品のクラッシュも防止することができる。

【００５７】また、カムダイスの上下に作用する力に差
を生じたことを感知してエラー信号を出すようにすれ
ば、ダイスの破損を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(a) 〜(e) は本発明のアンダーカット部を
有する粉末成形品の製造方法の加圧工程までの工程図で
ある。

【図２】図２は図１の比例加圧工程を説明するためのダ
イスの模式図である。

【図３】図３(a) 〜(e) は本発明のアンダーカット部を
有する粉末成形品の製造方法の製品抜き出し工程までの
工程図である。

【図４】図４は本発明のアンダーカット部を有する粉末
成形品の製造装置の概略構成を示す断面図である。

【図５】図５は図４の装置の分解斜視図である。

【図６】図６は図４の装置全体構成の一例を模式的に示
すブロック図である。

【図７】図７(a) 〜(c) は本発明が適用される他のアン
ダーカット部を有する成形品の正面図，側面図および平
面図である。

【図８】図８(a) 〜(f) は従来のアンダーカット部を有
する粉末成形品の製造方法を説明するための説明図であ
る。

【図９】図９は他の従来のアンダーカット部を有する粉
末成形品の製造方法を説明するための装置を示すもの
で、同図(a) は平面図、同図(b) は断面図である。

【符号の説明】

１上ダイス１Ａ上ダイ孔２下ダイス２Ａ下ダイ孔３カムダイス３Ａアンダーカット対応ダイ孔３１，３２カムダイスプレート４上パンチ４１上第１パンチ４２上第２パンチ４３ダイ押えパンチ５下パンチ５１下第１パンチ５２下第２パンチ５３コア６フィーダ７粉末Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ第１，第２，第３，第４加圧部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アンダーカット部を有する粉末成形品の
製造方法であって、ダイスを複数に分割し、分割面間にアンダーカット部の
形状に対応するカムダイスを設け、該カムダイスをダイ
孔に対して進退可能に構成し、前記ダイ孔に粉末を充填し、該ダイ孔の両端開口部から圧入されるパンチによって粉
末を加圧し、加圧終了後、カムダイスをダイ孔から後退させて成形品
を抜き出すことを特徴とするアンダーカット部を有する
粉末成形品の製造方法。
【請求項２】カムダイスが横方向に複数に分割されて
いる請求項１に記載のアンダーカット部を有する粉末成
形品の製造方法。
【請求項３】粉末の充填工程において充填深さを規定
位置より深くして充填量を多くするオーバーフィルを行
う請求項１または２に記載のアンダーカット部を有する
粉末成形品の製造方法。
【請求項４】カムダイスを中心に上下方向より製品高
さに比例した量だけパンチおよびダイスを相対移動さ
せ、加圧開始より加圧完了までの全加圧工程にて各部を
圧縮する加圧速度比が、最終的な成形品の各部の圧縮寸
法の比率とほぼ同一比率となるようにパンチおよびダイ
スの相対的な移動速度を制御することを特徴とする請求
項１，２または３に記載のアンダーカット部を有する粉
末成形品の製造方法。
【請求項５】加圧終了後、パンチをカムダイスを中心
に相対的に適正量後退させてカムダイスにかかる力を減
少またはなくすることを特徴とする請求項１，２，３ま
たは４に記載のアンダーカット部を有する粉末成形品の
製造方法。
【請求項６】カムダイスにセンサを取りつけて加圧時
および圧抜き時に上または下からの加圧力に差を生じた
時にエラー信号を出すことを特徴とする請求項１，２，
３，４または５に記載のアンダーカット部を有する粉末
成形品の製造方法。
【請求項７】抜き出し完了後、製品払い出し棒で製品
を押し出す時に、払い出し棒よりエアーを吹き出させ、
ダイスおよびカムダイスについている粉末を吹き飛ばす
請求項１，２，３，４，５または６に記載のアンダーカ
ット部を有する粉末成形品の製造方法。
【請求項８】払出し棒よりバキュームにより粉末を吸
い取る請求項１，２，３，４，５，または６に記載のア
ンダーカット部を有する粉末成形品の製造方法。
【請求項９】アンダーカット部を有する粉末成形品の
製造装置であって、粉末が充填されるダイ孔を備えたダイを、アンダーカッ
ト部を隔てて複数に分割し、分割面間にアンダーカット
部の形状に対応するカムダイスを設け、該カムダイスを
ダイ孔に対して進退可能に構成したことを特徴とする粉
末成形品の製造装置。