JP2000015493A

JP2000015493A - 粉末成形機

Info

Publication number: JP2000015493A
Application number: JP10183801A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Fukuhara; 俊之福原
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】成形負荷に影響されずに正確にパンチの縮み
量を推定し、成形精度の高い多段粉末成形機を提供する
こと。【解決手段】ダイス２１と、粉末８０を加圧する複数
の上パンチ１１１，１１２と、複数の下パンチ２２１〜
２２３と、上パンチを昇降させる複数の油圧式の上部昇
降手段１０と、下パンチを昇降させる複数の油圧式の昇
降手段を有する下部昇降手段２０とを有しており、下部
昇降手段は、シリンダと、駆動ブロック２５１〜２５３
と、パンチプレート２４１〜２４３とを有し、駆動ブロ
ック及びパンチプレートには、それぞれ上下方向の位置
を検知する位置センサを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、段付き形状の成形
品を加圧成形する粉末成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉末をプレスして所定の段付き形
状に成形する粉末成形機には、特願平９―０６２１３０
に記載のものがある。これは、装置の外形形状を特定の
方向に大型化することなくバランスよく構成することが
できると共に成形精度を高めることができる多段粉末成
形機を提供するものである。即ち、横方向に延設された
パンチプレートにより、シリンダを横方向に配置するこ
とができるため、装置が縦長とならず縦横の長さをバラ
ンスよく設定することができる。また、パンチプレート
の左右にシリンダを直接取り付けた場合には、シリンダ
の特性や作動流体の圧力の差により、パンチプレートが
傾斜することがあるため、駆動ブロックにシリンダを取
付け、パンチプレートとの間にダンパ部材を介設させて
パンチプレートを駆動することにより、パンチプレート
を水平に精度良く昇降させることができ、成形精度を高
めることができる。また、シリンダを制御するコントロ
ーラは、パンチプレートの左右両端に設けられた上下方
向の位置を検知する位置センサの信号によりシリンダの
移動量又は位置を検出し、この検出された実際値が目標
値となるように制御するが、このとき目標値と実際値と
の偏差だけに基づいて直接的に指令値を発することはせ
ず、そのときのシリンダの負荷状態や作動油の温度等に
より補正を加え、パンチの動作速度を一定に保持しなが
ら成形可能とすることにより、成形精度を高めることが
できるものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の粉末成
形機により粉末を成形していく過程においては、パンチ
には上下方向に成形負荷がかかり、弾性変形により縮み
が生じる。よって、このパンチの縮みを考慮に入れずに
成形を行うと、成形品の上下（高さ方向）の寸法は、予
定の値より、この縮み量だけ大きくなってしまうことに
なる。

【０００４】また、この縮み量だけパンチの送り量を補
正して成形品の上下の寸法を予定値に近づけようとして
も、粉末の投入量のばらつきや粉末の種類の変更等によ
り成形負荷が変化し、パンチの縮み量も毎回変化するた
め、パンチの縮み量を特定することができず、結局、成
形品の上下の寸法には、ばらつきが発生するという問題
があった。

【０００５】本発明は、上記不具合を解決し、成形負荷
に影響されず正確にパンチの縮み量を推定し、成形精度
の高い多段粉末成形機を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、粉末を段差のある形状に
圧縮成形する粉末成形機であって、成形する粉末を収容
するダイスと、前記ダイスの粉末収容部に向かって下降
し加圧する複数の上パンチと、前記ダイスの粉末収容部
において上昇し加圧する複数の下パンチと、前記上パン
チを昇降させる複数の油圧式の上部昇降手段と、前記下
パンチを昇降させる複数の油圧式の下部昇降手段とを有
しており、前記下部昇降手段は、上下方向に進退するロ
ッドを有するシリンダと、前記シリンダロッドに対して
直角の方向に延設され前記下パンチを上部に取り付ける
と共に前記シリンダに駆動されて昇降するパンチプレー
トとを有しており、１個の下パンチを駆動するためのシ
リンダのセットは、前記ダイスの中心軸に設けられた単
数のシリンダからなるセットまたは前記ダイスの中心軸
の周りに対称形に配置された複数のシリンダからなるセ
ットであり、前記単一の下パンチを駆動するためのシリ
ンダセットが前記ダイスの中心軸の周りに対称形に複数
配置されている下部昇降手段においては、前記シリンダ
に固定された駆動ブロックと、前記パンチプレートと前
記駆動ブロックとの間に介設されたダンパー部材とを有
しており、前記ダンパー部材は、前記ダイスの中心軸と
同一の軸心を有するコアロッドと、前記コアロッドの周
りにリング状に形成されたダンパシリンダとを備えてお
り、このダンパシリンダは、前記駆動ブロックにおいて
前記コアロッドの周囲に凹設され作動流体を充填してな
る圧力室と、この圧力室から突設され前記パンチプレー
トに頭部を固定してなるリング状のロッドと、このロッ
ドの脚部に延設され前記圧力室に上下の圧力が平衡した
状態で収容されたピストンとを有しており、前記パンチ
プレート及び、前記駆動ブロックには、それぞれ上下方
向の位置を検知する位置センサが設けられていることを
特徴とする粉末成形機とした。

【０００７】本発明は、特願平９―０６２１３０におけ
る発明において、位置センサを、パンチプレートのみな
らず、駆動ブロックにも設けた点が相違する。即ち、特
願平９―０６２１３０における発明における効果を併せ
持ちつつ、位置センサを増設したことにより、成形精度
をさらに向上させようとするものである。

【０００８】特願平９―０６２１３０における発明の効
果は、以下のようである。まず第１点は、下パンチを取
り付けるパンチプレートがシリンダロッドと直角方向に
延設されていることである。そのため、パンチを駆動す
るシリンダは上記パンチプレートに横方向（パンチプレ
ートの延設方向）に並べて取り付けることができる。そ
して、その横方向の取付位置は、パンチプレートの横幅
だけの自由度がある。

【０００９】よって、装置が縦長とならず縦横の長さを
バランスよく設定することができるものである。

【００１０】第２点は、パンチプレートの左右にシリン
ダを直接取り付けず、駆動ブロックにシリンダを取付
け、パンチプレートとの間にダンパー部材を介設させて
パンチプレートを駆動することにより、パンチプレート
を水平に精度良く昇降させることができ、成形精度を高
めることができる点である。ダンパ部材中の圧力室の流
体の圧力は、パスカルの原理によりどの壁面に対しても
一定の圧力で作用するから、パンチプレートを押し上げ
るリング状のロッドは、一定の均一な力でパンチプレー
トを押し上げることにより、駆動ブロックに取り付けら
れた左右のシリンダの推力の不均等があった場合でもこ
のアンバランスは解消される。また、ロッドのリング形
状は、中心軸のまわりに円形に形作られているから、パ
ンチプレートを水平に押し上げることができるものであ
る。

【００１１】本発明は、上記効果を併せ持つものである
が、さらに、成形過程において生じる上下方向の成形負
荷による下パンチの弾性変形による縮み量を正確に推定
するため、位置センサをパンチプレートの左右両端部の
みならず駆動プレートの左右両端部にも増設したもので
ある。下パンチの弾性変形による縮み量の推定方法は以
下の通りである。

【００１２】粉末を成形していく過程においては、下パ
ンチに成形負荷がかかり、この成形負荷は、パンチプレ
ート、ダンパ部材を介して駆動ブロックの中心部に働く
が、駆動ブロックには、中心部から左右に一定距離離れ
た位置に駆動シリンダが取り付けてあるため、駆動ブロ
ックは、下に凸（相対的に中心部が下がり左右両端部が
上がる）に撓むことになる。また、パンチプレートは、
中心部において、下パンチからの下向きの力とダンパ部
材からの上向きの力とがつりあいの状態となっており、
上下方向に力を受けることはなく、成形負荷がかかって
いる状態でも撓むことはない。よって、成形負荷がかか
っている状態では、パンチプレートと駆動ブロックとの
左右両端部の上下方向の相対的距離は、成形負荷がかか
っていない状態に比して、駆動ブロックの左右両端部の
撓み分だけ短くなる。また、駆動ブロックの撓み量すな
わち上記相対的距離の変化と、下パンチの上下方向の縮
み量とは、共に弾性体の特性より、成形負荷に比例す
る。この原理を利用して、パンチプレートと駆動ブロッ
クの左右両端部に設けられた位置センサの出力信号を読
み取り上記相対的距離の変化を測定できれば、成形負荷
ひいては下パンチの上下方向の縮み量を推定することが
できることになるものである。

【００１３】なお、パンチの縮み量の推定方法として
は、以下のような方法も考えられるが、不適である。ま
ず第１は、シリンダ内の圧力を測定し、シリンダの推力
すなわち成形負荷を求め、下パンチの縮み量を推定する
方法である。この方法では、シリンダ内の圧力を測定す
るのに圧力センサを利用するが、圧力センサは電気的に
アナログ出力のものが多く、電気系ノイズに弱いので、
分解能を向上させてデジタル値に変換しても、ノイズ誤
差等により正確な圧力が得られない。よって、下パンチ
の縮み量の推定値も不正確となる。第２は、駆動ブロッ
クに歪みセンサを取付け、駆動ブロックの撓み量を求め
て下パンチの縮み量を推定する方法である。この方法
は、微少変化量の検出方式であることと、上記圧力セン
サと同様、アナログ出力の場合は正確な出力が得られな
いことより、やはり不適である。

【００１４】本発明によるパンチの縮み量の推定方法で
は、デジタル出力にて分解能も細かいリニアスケール方
式の位置センサを使用して、パンチプレートと駆動ブロ
ックとの左右両端部の相対的位置の変化を測定すること
が可能なため、ノイズ誤差等の影響もなく、高精度にパ
ンチの縮み量を推定することができるものである。

【００１５】そして、同様に、上部昇降手段は、請求項
２に記載のように、上下方向に進退するロッドを有する
上部シリンダと、前記上部シリンダのロッドに対して直
角の方向に延設され前記上パンチを下部に取り付けると
共に前記上部シリンダに駆動されて昇降する上部パンチ
プレートとを有しており、１個の上パンチを駆動するた
めの前記上部シリンダのセットは、前記ダイスの中心軸
に設けられた単数のシリンダからなるセットまたは前記
ダイスの中心軸の周りに対称形に配置された複数のシリ
ンダからなるセットであり、前記単一の上パンチを駆動
するための上部シリンダセットが前記ダイスの中心軸の
周りに対称形に複数配置されている上部昇降手段におい
ては、前記上部シリンダに固定された上部駆動ブロック
と、前記上部パンチプレートと前記上部駆動ブロックと
の間に介設された上部ダンパー部材とを有しており、前
記上部ダンパー部材は、前記ダイスの中心軸と同一の軸
心を有する上部コアロッドと、前記上部コアロッドの周
りにリング状に形成されたダンパシリンダとを備えてお
り、このダンパシリンダは、前記上部駆動ブロックにお
いて前記上部コアロッドの周囲に凹設され作動流体を充
填してなる圧力室と、この圧力室から突設され前記上部
パンチプレートに頭部を固定してなるリング状のロッド
と、このロッドの脚部に延設され前記圧力室に上下の圧
力が平衡した状態で収容されたピストンとを有してお
り、前記上部パンチプレート及び、前記上部駆動ブロッ
クには、それぞれ上下方向の位置を検知する位置センサ
を設けることとした。

【００１６】このように、上部昇降手段も下部昇降手段
と同様な構成とすることにより、装置の縦方向の長さが
大きくなるのを抑制することができ、また、上パンチを
水平に精度よく昇降させ成形精度を良好にすることがで
き、さらに、上パンチの成形負荷による上下方向の縮み
も正確に推定することができ、成形品の上下方向の寸法
のばらつきを抑えることができるものである。

【００１７】また、請求項３に記載のように、制御手段
より以下に述べるように油圧シリンダを制御することに
より、より高精度に成形することが可能となる。

【００１８】即ち、上下の昇降手段の油圧シリンダを制
御する制御手段を有し、前記制御手段は、前記油圧シリ
ンダを駆動する電気操作式の油圧サーボ弁と、前記油圧
サーボ弁を操作するサーボアンプと、前記サーボアンプ
に制御指令を発するコントローラと、前記サーボ弁の入
力油圧及び出力油圧の圧力を検知する圧力センサとを有
しており、前記コントローラは、前記パンチプレート及
び前記駆動ブロックの上下方向の位置を検知する位置セ
ンサ、及び、前記圧力センサの出力信号に基づいて、前
記油圧シリンダの負荷状態及び前記サーボ弁の入出力間
の弁差圧の値に対応して前記サーボアンプに対する指令
値を補正するようにする。

【００１９】即ち、コントローラは、パンチプレートの
左右両端部に設けられた位置センサの信号により、シリ
ンダの移動量または位置（実際値）を検出し、また、駆
動ブロックの左右両端部に設けられた位置センサの信号
によりパンチの上下方向の縮みを推定し、その縮み分だ
け目標値を補正することにより、この実際値が目標値と
なるように制御するが、このとき目標値と実際値との偏
差ΔＬだけに基づいて直接的に上記サーボアンプに対す
る指令値を発することはしない。

【００２０】例えば、コントローラからサーボアンプに
対する指令値は、サーボ弁の出力側の油圧から油圧シリ
ンダの負荷状態を知り、シリンダの応答特性の変化分を
補正した指令を発する。また、サーボ弁の入出力側の弁
差圧を知って、この弁差圧を補正するように上記指令値
の値を補正する。

【００２１】その結果、パンチの動作速度を一定に保持
するように制御することができるため、成形精度を向上
させることができる。

【００２２】更に、請求請４に記載のように、制御手段
は、作動油の油温を検知する温度センサを備えており、
前記コントローラは、作動油の油温に基づいて前記サー
ボアンプに対する指令値を補正することが望ましい。

【００２３】油温の変化により粘度等の作動油の特性が
変わり、これによってサーボ弁及び油圧シリンダの特性
が変化することから、この特性を織り込んだ指令値をサ
ーボアンプに発することにより、成形精度を更に向上さ
せることができるからである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。

【００２５】本例は、図１、図４、図５に示すように、
粉末８０を段差のある形状に圧縮成形する粉末成形機で
あって、成形する粉末８０を収容するダイス２１（固定
ダイス２１１，段取りダイス２１２，図４，図５）と、
ダイス２１の粉末収容部に向かって下降し加圧する上パ
ンチ１１（第一上パンチ１１１、第２上パンチ１１２，
図４）と、ダイス２１の粉末収容部において上昇し加圧
する複数の下パンチ２２１〜２２３と、上パンチ１１を
昇降させる油圧式の上部昇降手段１０と、下パンチ２２
１〜２２３をそれぞれ昇降させる複数の油圧式のシリン
ダ２３１〜２３６を備えた下部昇降手段２０とを有して
いる。

【００２６】下部昇降手段２０は、上下方向に進退する
ロッドを有するシリンダ２３１〜２３６と、上記シリン
ダ２３１〜２３６のロッドに対して直角の方向に延設さ
れ下パンチ２２１〜２２３を上部に取り付けると共にシ
リンダ２３１〜２３６に駆動されて昇降するパンチプレ
ート２４１〜２４３とを有している。

【００２７】１個の下パンチ２２１〜２２３を駆動する
ためのシリンダ２３１〜２３６のセットＳ１〜Ｓ３は、
ダイス２１１，２１２の中心軸の周りに対称形に配置さ
れた複数のシリンダからなるセットＳ１（２３１と２３
２），Ｓ２（２３３と２３４），Ｓ３（２３５と２３
６）である。

【００２８】そして、下部昇降手段２０は、図５に示す
ように、シリンダ２３１〜２３６に固定された駆動ブロ
ック２５１〜２５３と、パンチプレート２４１〜２４３
と上記駆動ブロック２５１〜２５３との間に介設された
ダンパー部材２６１〜２６３とを有している。

【００２９】上記ダンパー部材２６１〜２６３は、図６
に示すように、ダイス２１の中心軸と同一の軸心を有す
るコアロッド２２４と、コアロッド２２４及び下パンチ
２２１〜２２３の周りにリング状に形成されたダンパシ
リンダ２６４〜２６６とを備えている。

【００３０】このダンパシリンダ２６４〜２６６は、図
６に示すように、駆動ブロック２６１〜２６３において
コアロッド２２４及び下パンチ２２１〜２２３の周囲に
凹設され作動流体を充填してなる圧力室２６７〜２６９
と、この圧力室２６７〜２６９から突設されパンチプレ
ート２４１〜２４３に頭部を固定してなるリング状のロ
ッド２７１〜２７３と、このロッド２７１〜２７３の脚
部に延設され圧力室２６７〜２６９に上下の圧力が平衡
した状態で収容されたピストン２７４〜２７６とを有し
ている。

【００３１】一方、上部昇降手段１０は、図４に示すよ
うに、上パンチ１１は、２個（第一上パンチ１１１，第
２上パンチ１１２）設けられており、上下方向に進退す
るロッドを有する上部シリンダ１３１〜１３３と、上部
シリンダ１３１〜１３３のロッドに対して直角の方向に
延設され上パンチ１１１又は１１２を下部に取り付ける
と共に上部シリンダ１３１〜１３３に駆動されて昇降す
る上部パンチプレート１４１，１４２とを有している。

【００３２】また、上パンチ１１を駆動するための上部
シリンダのセットＳ４，Ｓ５は、ダイス２１の中心軸に
単数設けられた単一のシリンダ１３３からなる第２上パ
ンチ１１２を駆動するセット（１個のシリンダからなる
ものをセットの概念に含む）Ｓ５と、ダイス２１の中心
軸の周りに対称形に２個配置されたシリンダ１３１，１
３２からなる第１パンチ１１１を駆動するセットＳ４と
からなる。

【００３３】そして、図７に示すように、第１上パンチ
１１１を駆動するための上部シリンダセットＳ４は、上
部シリンダ１３１，１３２に固定された上部駆動ブロッ
ク１５と、上部パンチプレート１４１と上部駆動ブロッ
ク１５との間に介設された上部ダンパー部材１６とを有
している。

【００３４】上記ダンパー部材１６は、前記ダイス２１
１，２１２の中心軸と同一の軸心を有する上部コアロッ
ドとしての第２パンチ１１２と、第２パンチ１１２の周
りにリング状に形成されたダンパシリンダ１６１とから
なる。

【００３５】このダンパシリンダ１６１は、図８に示す
ように、上部駆動ブロック１５において上記第２パンチ
１１２の周囲に凹設され作動流体を充填してなる圧力室
１６２と、圧力室１６２から下方に突設され上部パンチ
プレート１４１に頭部を固定してなるリング状のロッド
１６３と、このロッド１６３の脚部に延設され圧力室１
６２に上下の圧力が平衡した状態で収容されたピストン
１６４とを有している。

【００３６】また、上部のダンパシリンダ１６１は、油
圧を操作することによりピストン１６４及びロッド１６
３の昇降が可能である。

【００３７】そして、上下の昇降手段１０，２０のシリ
ンダ１３１〜１３３，２３１〜２３６は、油圧シリンダ
であると共に、上記油圧シリンダを制御する制御手段３
０（図９）が設けられている。

【００３８】制御手段３０は、上記油圧シリンダを駆動
する電気操作式の油圧サーボ弁３１と、油圧サーボ弁３
１を操作するサーボアンプ３２と、サーボアンプ３２に
制御指令を発するコントローラ（マイクロプロセッサ）
３３と、パンチプレート１４１，１４２，２４１〜２４
３及び下駆動ブロック２５４の左右両端部に設けられ、
各油圧シリンダの操作量を検知する位置センサ（リニア
センサ）３４１〜３４９と、駆動ブロック２５１〜２５
３とパンチプレート２４１〜２４３との左右両端部に設
けられ、両者の左右両端部の上下方向の相対的距離の変
化を検知する位置センサ（リニアセンサ）４０１〜４０
６と、サーボ弁３１の入力油圧及び出力油圧の圧力を検
知する圧力センサ３５１，３５２とを有している。

【００３９】また、コントローラ３３は、位置センサ４
０１〜４０６の出力信号に基づいて、下パンチ２２１〜
２２３の上下方向の縮みを推定し、その縮み分だけ、入
力された指令値を補正し、位置センサ３４１〜３４９及
び圧力センサ３５１，３５２の出力信号ｐ１，ｐ２に基
づいて、油圧シリンダの負荷状態及びサーボ弁３１の入
出力間の弁差圧Δｐを算出し、油圧シリンダの負荷状態
及びサーボ弁３１の入出力間の弁差圧Δｐに対応してサ
ーボアンプ３２に対する指令値を補正して油圧シリンダ
を制御する。

【００４０】また、制御手段３０は、作動油の油温を検
知する温度センサ３６１を備えており、コントローラ３
３は、作動油の油温に基づいてサーボアンプ３２に対す
る指令値を補正する。

【００４１】以下、それぞれについて説明を補足する。

【００４２】図１，図４に示すように、支柱４２に固定
された上固定ブロック４１には、その中心部に形成され
た孔内に第２上シリンダ１３３が固定されている。ま
た、上固定ブロック４１において第２上シリンダ１３３
を中心にした対称な位置には、一対の第１上シリンダ１
３１，１３２のピストンロッド１３４，１３５の一端が
固定されている。

【００４３】また、上固定ブロック４１の下方には、中
間ブロック４６に下端を固定したガイドロッド４６１，
４６２が立設されており、ガイドロッド４６１，４６２
に摺動可能に支承された第２上パンチプレート１４２が
配設されている。そして、第２上パンチプレート１４２
の上面中心部には、第２上シリンダ１３３に液密的に摺
動可能に嵌挿されたピストン１３９に一端を固定された
ロッド１３６の他端が固定されている。また、第２上パ
ンチプレート１４２の下面中心部には、コアロッド２２
４及び第３下パンチ２２３に対向して下方に延びる第２
上パンチ１１２が固定されている。

【００４４】また、第２上プレート１４２と中間ブロッ
ク４６との間には、ガイドロッド４６１，４６２に摺動
可能に支承された第一上プレート１４１が配置されてお
り、第一上プレート１４１の中心部には、第２上パンチ
１１２が軸方向に移動自在に挿入される軸孔が設けられ
ている。そして、第１上プレート１４１の下面には、円
筒形状の第１上パンチ１１１が第１，第２下パンチ２２
１，２２２に対向して突設されており、第１上パンチ１
１１には上記第２上パンチ１１２を摺動可能に嵌挿する
内孔が設けられている。

【００４５】また、第１，第２上プレート１４１，１４
２の間には、上駆動ブロック１５が配設されており、上
駆動ブロック１５の上面には第１，第２上シリンダ１３
１，１３２が固定されており、第１，第２上シリンダ１
３１，１３２には、液密的にピストン１３７，１３８
（図７）が移動可能なように収容されている。そして、
ピストン１３７，１３８を端部に取り付けるロッド１３
４，１３５の他端部は上固定ブロック４１に固定されて
いる。

【００４６】また、図４に示すように、第２上プレート
１４２と上駆動ブロック１５の間には、油圧操作信号に
より両部材１４２，１５を互いに固定させ、又は開放す
るベアロック６０が介設されている。

【００４７】上記ベアロック６０は、第２上プレート１
４２に固定されて下方に延び上駆動ブロック１５を貫通
するロッド６１と、上駆動ブロック１５にロッド６１の
外周を包囲するように固定されるスリーブ６２とからな
る。

【００４８】図１０に模式的に示すように、スリーブ６
２の内周には、油圧源に接続された油道６２１が形成さ
れており、圧油が供給されない場合には、同図（ａ）に
示すようにスリーブ６２の内周はロッド６１の外周に圧
接し、いわゆる締まりばめ状態となり、ロッド６１をロ
ック状態とし、第２上プレート１４２と上駆動ブロック
１５を一体的に移動させる。そして、スリーブ６２の油
道６２１に油圧が印加されると、スリーブ６２は、同図
（ｂ）に示すように半径方向に拡大され、スリーブ６２
とロッド６１との係合状態を解除し、第２プレート１４
２と上駆動ブロック１５とが相対移動可能となる。

【００４９】また、上駆動ブロック１５の中心部には、
図７，図８に示すように、上第２パンチ１１２が軸方向
に移動可能に嵌挿される内孔を有する上ダンパシリンダ
１６１が配設されている。ダンパシリンダ１６１の圧力
室１６２には、ピストン１６４が液密的に摺動可能に嵌
挿されており、ピストン１６４と一体のロッド１６３の
下端部は第１プレート１４１に固定されている。

【００５０】そして、上固定ブロック４１の下面には、
図７に示すように、第１，第２上シリンダ１３１，１３
２のロッド１３４，１３５を結ぶ直線上の対称な位置に
あって、上シリンダ１３１，１３２よりも外径方向に延
びるストッパシリンダ５５１，５５２が固定されてい
る。ストッパシリンダ５５１，５５２は、液密的に摺動
自在に嵌挿されたピストン５５５，５５６と、内径方向
に延びるロッド５５３，５５４とを有しており、ロッド
５５３，５５４の先端には、第１，第２上シリンダ１３
１，１３２と係脱可能なストッパ５５７，５５８が固定
されている。

【００５１】上部昇降手段１０は、初期状態では、図４
に示す状態にあり、ベアロック６０は、図１０（ａ）に
示す締まりばめの状態である（油圧供給なし）。また、
第１，第２上シリンダ１３１，１３２のピストン１３
７，１３８の上方の油圧室に油圧が供給され、ベアロッ
ク６０の締まりばめ状態を介して、第１，第２上プレー
ト１４１，１４２及び上駆動ブロック１５を保持する。
なお、上ダンパシリンダ１６１の上下の油圧室には、そ
の受圧面積の差によってピストン１６４（ロッド１６
３）に軸方向の偏荷重が生じないよう、バランスする油
圧が供給されている。

【００５２】この状態から、第３上シリンダ１３３の上
部油圧室に油圧が供給されると、図７に示すように、第
１，第２上プレート１４１，１４２及び上駆動ブロック
１５が一体的に下降する。このとき、第１，第２上シリ
ンダ１３１，１３２の上油圧室の作動油は、図示しない
リリーフ弁を開弁することにより排出される。

【００５３】そして、第１，第２上プレート１４１，１
４２及び上駆動ブロック１５が所定の位置まで下降した
ことを、リニアセンサ３４１，３４２（図４）により検
知すると、ストッパシリンダ５５１，５５２に油圧が供
給され、ストッパ５５７，５５８が径方向の中心側に伸
張し、第１，第２シリンダ１３１，１３２の上部に圧接
して、静止する。

【００５４】そして、ベアロック６０のスリーブ６２の
油道６２１に圧油が供給され、ロッド６１とスリーブ６
２のロック状態が解除される。次いで、第３上シリンダ
１３３及びダンパシリンダ１６１に圧油を供給し、第２
上パンチ１１２及び第１上パンチ１１１を別個に下降さ
せ、これによって粉末８０を圧接する。

【００５５】なお、このとき、第３シリンダ１３３の上
部油圧室に対する圧油の供給による反力が図示上向きに
働き、固定ブロック４１を反り返らせるように作用する
が、ストッパ５５７，５５８が第１，第２シリンダ１３
１，１３２に係合しているため、上駆動ブロック１５の
上方への移動が阻止される。

【００５６】一方、下部昇降手段２０と関連の部材にお
いては、図５に示すように、中間ブロック４６の中心部
の外側に固定ダイス２１１を、その内側に段取りダイス
２１２を置き、ダイスの内側に成形用の粉末８０を収容
する。そして、下パンチは、第１〜第３下パンチ２２１
〜２２３からなり、一番外側の第１下パンチ２２１は、
下固定ブロック４９に固定された第１，第２下シリンダ
２３１，２３２により駆動される。すなわち、第１，第
２下シリンダ２３１，２３２により駆動される第１駆動
ブロック２５１から第１ダンパシリンダ２６４を介して
第１パンチプレート２４１に変位が伝えられ、第１パン
チプレート２４１に固定された第１下パンチ２２１が駆
動される。

【００５７】同様に、第２下パンチ２２２は、第３，第
４シリンダ２３３，２３４と、第３，第４シリンダ２３
３，２３４により駆動される第２駆動ブロック２５２
と、第２ダンパシリンダ２６５と、第２パンチプレート
２４２とを介して昇降駆動される。また、第３下パンチ
２２３は、第５，第６シリンダ２３５，２３６と、第
５，第６シリンダ２３５，２３６により駆動される第３
駆動ブロック２５３と、第３ダンパシリンダ２６６と、
第３パンチプレート２４３とを介して昇降駆動される。

【００５８】そして、図６に示すダンパシリンダ２６４
〜２６６の上下の圧力室には、その受圧面積の差により
ピストン２７４〜２７６（ロッド２７１〜２７３）に軸
方向の偏荷重が生じないよう、受圧面の力をパランスさ
せる油圧が供給されている。

【００５９】また、コアロッド２２４は、図５に示すよ
うに、下固定ブロック４９に取り付けられたセンターシ
リンダ２３７により駆動される。即ち、コアロッド２２
４は、下駆動ブロック２５４に固定されており、下駆動
ブロック２５４はセンターシリンダ２３７により駆動さ
れて昇降する。

【００６０】なお、同図において、符号４２３，４２４
は、駆動ブロック２５１〜２５４及び下パンチプレート
２４１〜２４３を摺動可能に支承する下ガイドブロック
である。

【００６１】なお、図示していないが、駆動ブロック２
５１〜２５３の自重を支えるために、各駆動ブロック２
５１〜２５３には前記ベアロック（図１０）のスリーブ
が設けられており、ベアロックのロッドは、第１，第２
駆動ブロック２５１，２５２については中間ブロック４
６に、第３ブロック２５３は下固定ブロック４９に固定
されている。

【００６２】そして、コントローラ３３は、以下に述べ
るように装置を制御する。

【００６３】図９に示すように、シリンダ（パンチプレ
ート）の移動量を前記位置センサ３４１〜３４９により
検知し、その出力信号ｓは、コントローラ３３に送られ
る。また、駆動ブロックの左右両端部の上下方向の撓み
量（下パンチの縮み量）が前記位置センサ４０１〜４０
６により検知され、その信号がコントローラ３３に送ら
れ、これに基づいて縮み補正信号ｓ１が縮み補正演算装
置３３５から発せられる。そして、コントローラ３３内
において指令値ｓｏに縮み補正信号ｓ１が加算され、補
正指令値ｓ２が算出される。出力信号ｓはコントローラ
３３内において、補正指令値ｓ２と比較され、差値Δｓ
（＝ｓ２―ｓ）に対応した第１指令値ｃ１が第１演算装
置３３１から発せられ、後述する第１，第２補正指令値
ｃ２，ｃ３と共にサーボアンプ３２に送られる。

【００６４】また、圧力センサ３５２によりシリンダの
入力油圧（サーボ弁３１の出力）ｐ２、即ちシリンダの
負荷の大きさが検知され、これに基づいて第１補正指令
値ｃ２が第１演算装置３３２から発せられる。

【００６５】そして、サーボ弁３１の入出力部の圧力差
Δｐ（＝ｐ１―ｐ２）に基づく圧力誤差の補正指令値ｃ
４が第２補正演算装置３３３から、圧力制御アンプ３１
１に対して送られ、圧力制御弁３１２を介してサーボ弁
３１を操作する。符号３１３は、圧力制御弁３１２の油
圧源である。

【００６６】また、サーボ弁３１の作動油の温度は、温
度センサ３６１により測定され、温度によって変化する
作動油の特性の変化を補正する。即ち、温度センサ３６
１の出力温度Ｔ１を基準温度Ｔ０と比較し、第３補正演
算装置３３４から第２補正指令値ｃ３が発せられる。

【００６７】そして、同図が示すように、サーボアンプ
３２には上記補正指令値ｃ２，ｃ３を含んだ指令ｃ０が
指令される。

【００６８】その結果、本例の装置１においては、シリ
ンダの負荷変動による誤差、作動油の温度変化による誤
差、サーボ弁３１の誤差を補償することができ、さら
に、成形負荷による下パンチの縮みによる誤差をも補償
することが可能となり、精度の高い成形が可能となる。
また、上パンチの縮みをも考慮するなら、上部駆動ブロ
ック１５に位置センサを追加し、上部駆動ブロック１５
の撓み量を検出できるようにすればよい。

【００６９】また、本例では、図１に示すように、複数
のシリンダ２３１〜２３７を横方向に一線に配置するこ
とができるから、装置１を縦方向及び横方向にバランス
よく構成することができる。尚、本発明を上記実施の態
様に即して説明したが、本発明は上記態様に限定される
ものではなく、本発明の原理に準ずる各種態様を含むも
のである。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装置の外形形状を特定の方向に大型化することなくバラ
ンスよく構成することができると共に、成形負荷に影響
されず正確にパンチの縮み量を推定できる成形精度の高
い多段粉末成形機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における粉末成形機の正面
断面図である。

【図２】本発明の一実施形態における粉末成形機の平面
図である。

【図３】本発明の一実施形態における粉末成形機の上部
昇降手段近傍の正面図である。

【図４】本発明の一実施形態における粉末成形機の上部
昇降手段近傍の正面断面図である。

【図５】本発明の一実施形態における粉末成形機の下部
昇降手段近傍の正面断面図である。

【図６】図５の第１ダンパシリンダ近傍の拡大断面図で
ある。

【図７】図４の要部拡大図である。

【図８】図７の上部ダンパシリンダ近傍の拡大図であ
る。

【図９】本発明の一実施形態における制御手段のブロッ
ク図である。

【図１０】本発明の一実施形態におけるベアロックの模
式断面図（（ａ）は通常の油圧非作動時、（ｂ）は油圧
作動時）である。

【符号の説明】

１０上部昇降手段１１上パンチ２０下部昇降手段２１ダイス８０粉末２２１〜２２３下パンチ２３１〜２３６シリンダ２４１〜２４３パンチプレート３４１〜３４９位置センサ４０１〜４０６位置センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉末を段差のある形状に圧縮成形する粉
末成形機であって、成形する粉末を収容するダイスと、
前記ダイスの粉末収容部に向かって下降し加圧する複数
の上パンチと、前記ダイスの粉末収容部において上昇し
加圧する複数の下パンチと、前記上パンチを昇降させる
複数の油圧式の上部昇降手段と、前記下パンチを昇降さ
せる複数の油圧式の下部昇降手段とを有しており、前記下部昇降手段は、上下方向に進退するロッドを有す
るシリンダと、前記シリンダロッドに対して直角の方向
に延設され前記下パンチを上部に取り付けると共に前記
シリンダに駆動されて昇降するパンチプレートとを有し
ており、１個の下パンチを駆動するためのシリンダのセットは、
前記ダイスの中心軸に設けられた単数のシリンダからな
るセットまたは前記ダイスの中心軸の周りに対称形に配
置された複数のシリンダからなるセットであり、前記単一の下パンチを駆動するためのシリンダセットが
前記ダイスの中心軸の周りに対称形に複数配置されてい
る下部昇降手段においては、前記シリンダに固定された
駆動ブロックと、前記パンチプレートと前記駆動ブロッ
クとの間に介設されたダンパー部材とを有しており、前記ダンパー部材は、前記ダイスの中心軸と同一の軸心
を有するコアロッドと、前記コアロッドの周りにリング
状に形成されたダンパシリンダとを備えており、このダンパシリンダは、前記駆動ブロックにおいて前記
コアロッドの周囲に凹設され作動流体を充填してなる圧
力室と、この圧力室から突設され前記パンチプレートに
頭部を固定してなるリング状のロッドと、このロッドの
脚部に延設され前記圧力室に上下の圧力が平衡した状態
で収容されたピストンとを有しており、前記パンチプレート及び、前記駆動ブロックには、それ
ぞれ上下方向の位置を検知する位置センサが設けられて
いることを特徴とする粉末成形機。
【請求項２】請求項1において、前記上部昇降手段
は、上下方向に進退するロッドを有する上部シリンダ
と、前記上部シリンダのロッドに対して直角の方向に延
設され前記上パンチを下部に取り付けると共に前記上部
シリンダに駆動されて昇降する上部パンチプレートとを
有しており、１個の上パンチを駆動するための前記上部シリンダのセ
ットは、前記ダイスの中心軸に設けられた単数のシリン
ダからなるセットまたは前記ダイスの中心軸の周りに対
称形に配置された複数のシリンダからなるセットであ
り、前記単一の上パンチを駆動するための上部シリンダセッ
トが前記ダイスの中心軸の周りに対称形に複数配置され
ている上部昇降手段においては、前記上部シリンダに固
定された上部駆動ブロックと、前記上部パンチプレート
と前記上部駆動ブロックとの間に介設された上部ダンパ
ー部材とを有しており、前記上部ダンパー部材は、前記ダイスの中心軸と同一の
軸心を有する上部コアロッドと、前記上部コアロッドの
周りにリング状に形成されたダンパシリンダとを備えて
おり、このダンパシリンダは、前記上部駆動ブロックにおいて
前記上部コアロッドの周囲に凹設され作動流体を充填し
てなる圧力室と、この圧力室から突設され前記上部パン
チプレートに頭部を固定してなるリング状のロッドと、
このロッドの脚部に延設され前記圧力室に上下の圧力が
平衡した状態で収容されたピストンとを有しており、前記上部パンチプレート及び、前記上部駆動ブロックに
は、それぞれ上下方向の位置を検知する位置センサが設
けられていることを特徴とする粉末成形機。
【請求項３】請求項１又は請求項２のいずれか１項に
おいて、前記上下の昇降手段の油圧シリンダを制御する
制御手段を有し、前記制御手段は、前記油圧シリンダを駆動する電気操作
式の油圧サーボ弁と、前記油圧サーボ弁を操作するサー
ボアンプと、前記サーボアンプに制御指令を発するコン
トローラと、前記サーボ弁の入力油圧及び出力油圧の圧
力を検知する圧力センサとを有しており、前記コントローラは、前記パンチプレート及び前記駆動
ブロックの上下方向の位置を検知する位置センサ、及
び、前記圧力センサの出力信号に基づいて、前記油圧シ
リンダの負荷状態及び前記サーボ弁の入出力間の弁差圧
の値に対応して前記サーボアンプに対する指令値を補正
することを特徴とする粉末成形機。
【請求項４】請求項３において、前記制御手段は、作
動油の油温を検知する温度センサを備えており、前記コ
ントローラは、作動油の油温に基づいて前記サーボアン
プに対する指令値を補正することを特徴とする粉末成形
機。