JP2007152366A - Forming apparatus and forming method - Google Patents

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Sadaki Sato
貞樹 佐藤
Masashi Goto
真史 後藤
Masaru Kikuchi
賢 菊地
Takeshi Ito
武 伊藤
Takuo Katayasu
卓雄 潟保
Wataru Fujita
渉 藤田
Hideki Sato
英樹 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming apparatus and a forming method, by which apparatus and method, the time necessary for compacting powder can be shortened. <P>SOLUTION: The forming apparatus 1 comprises a control unit 2, a first punch 14, a die 21, and a second punch 34. Further, the forming apparatus 1 comprises a first pressure detecting device 15, a first linear scale 16, a second pressure detecting device 35, and a second linear scale 36. The first punch 14 is lowered by the positional control using the control unit 2 to the position where the first punch 14 and the second punch 34 are positioned so as to be in a required positional relation. The required positional relation shows the positional relation between the position of the first punch 14 brought into contact with the powder 4 of a required amount supplied into a powder receiving recessed portion 22 and the position of the second punch 34. After the first punch 14 and the second punch 34 have reached to the required positional relation, the first punch 14 is furthermore lowered by the pressure control using the control unit 2 until the first punch 14 and the second punch 34 show required pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、成形装置及び成形方法に関し、特に、パンチを位置制御または圧力制御により駆動する粉体成形装置及び成形方法に関する。   The present invention relates to a molding apparatus and a molding method, and more particularly to a powder molding apparatus and a molding method for driving a punch by position control or pressure control.

従来の成形装置は、第１のパンチと、ダイと、第２のパンチと、第１のパンチ及び第２のパンチに加わる圧力を検出する圧力検出装置と、圧力検出装置の検出結果に基づき第１のパンチ及び第２のパンチを駆動させる制御装置とを備えている。そして、制御装置は、第１のパンチと第２のパンチとを圧力制御により駆動させて粉末成形を行っている（例えば、特許文献１参照）。
特許２６５７９１１号公報 A conventional molding apparatus includes a first punch, a die, a second punch, a pressure detection device that detects pressure applied to the first punch and the second punch, and a detection result of the pressure detection device. And a control device for driving the first punch and the second punch. And the control apparatus drives the 1st punch and the 2nd punch by pressure control, and is performing powder molding (for example, refer to patent documents 1).
Japanese Patent No. 2657911

しかし、上記の成形装置では、粉末成形の開始から完了まで、圧力検出装置の検出結果に基づき第１のパンチ及び第２のパンチを駆動させての圧縮粉末成形を行うため、圧縮粉末成形に時間を要していた。   However, in the above molding apparatus, since the first powder and the second punch are driven based on the detection result of the pressure detection device from the start to the completion of the powder molding, the compression powder molding takes time. Needed.

そこで、本発明は、粉末圧縮成形に要する時間を短縮することができる成形装置及び成形方法を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the shaping | molding apparatus and shaping | molding method which can shorten the time which powder compression molding requires.

上記目的を達成するために本発明は、貫通孔が形成されたダイと、ダイの貫通孔の一方の開口側から貫通孔に嵌入可能に構成される第１のパンチと、第１のパンチと対向し、ダイの貫通孔の他方の開口側から貫通孔に整合可能に構成され、ダイとの協働により粉体充填凹部を画成する第２のパンチと、第１のパンチと、第２のパンチとを、第１のパンチと第２のパンチとの対向方向において相対的に駆動するサーボ駆動装置と、第１のパンチと第２のパンチとの位置関係又は第１のパンチとダイとの位置関係を検出する位置検出手段と、粉体充填凹部に粉体が充填されている場合に、第１のパンチと該第２のパンチとにより粉体を圧縮する過程において、第１のパンチ及び該第２のパンチに加わる圧力を検出する圧力検出手段と、サーボ駆動装置を制御する制御手段とを有する成形装置を提供している。   In order to achieve the above object, the present invention provides a die in which a through hole is formed, a first punch configured to be fitted into the through hole from one opening side of the through hole of the die, a first punch, A second punch, which is opposed to each other and can be aligned with the through-hole from the other opening side of the through-hole of the die and defines a powder-filled concave portion in cooperation with the die, a first punch, and a second punch A servo drive device that relatively drives the first punch and the second punch in the facing direction of the first punch and the second punch, the positional relationship between the first punch and the second punch, or the first punch and the die In the process of compressing the powder by the first punch and the second punch when the powder filling concave portion is filled with powder, the first punch is detected. And pressure detecting means for detecting the pressure applied to the second punch, and servo drive It provides a molding apparatus and a control means for controlling the location.

そして、粉体充填凹部に所定量の粉体が充填されている場合に、第１のパンチと第２のパンチとにより粉体を圧縮する過程において、制御手段は、第１のパンチと該第２のパンチ又は第１のパンチとダイが所定の位置関係となるまでは、位置検出手段の位置検出結果に基づいてサーボ駆動装置を駆動し、所定の位置関係となった後は、圧力検出手段の圧力検出結果に基づいてサーボ駆動装置を駆動する。   Then, in the process of compressing the powder by the first punch and the second punch when the powder filling recess is filled with a predetermined amount of powder, the control means includes the first punch and the first punch. The servo drive device is driven based on the position detection result of the position detecting means until the second punch or the first punch and the die are in a predetermined positional relation, and after the predetermined positional relation is reached, the pressure detecting means The servo drive device is driven based on the pressure detection result.

かかる構成によれば、第１のパンチと第２のパンチ又は第１のパンチとダイが所定の位置関係となるまでは、位置検出手段の位置検出結果に基づいてサーボ駆動装置を駆動し、所定の位置関係となった後は、圧力検出手段の圧力検出結果に基づいてサーボ駆動装置を駆動するので、第１のパンチ及び第２のパンチ又は第１のパンチとダイが所定の位置関係となるまでの時間を短縮することができ、ひいては粉末圧縮成形に要する時間を短縮することができる。   According to such a configuration, until the first punch and the second punch or the first punch and the die have a predetermined positional relationship, the servo drive device is driven based on the position detection result of the position detection unit, Since the servo drive device is driven based on the pressure detection result of the pressure detecting means after the positional relationship is reached, the first punch and the second punch or the first punch and the die have a predetermined positional relationship. Can be shortened, and as a result, the time required for powder compression molding can be shortened.

ここで、所定の位置関係は、粉体充填凹部に所定量の粉体が充填された場合の粉体に該該第１のパンチが接触する第１のパンチの位置と、第２のパンチの位置との位置関係であることが好ましい。   Here, the predetermined positional relationship is such that the position of the first punch where the first punch comes into contact with the powder when the powder filling recess is filled with a predetermined amount of powder, and the second punch The positional relationship with the position is preferable.

かかる構成によれば、第１のパンチ及び第２のパンチが所定の位置関係となるまでは、各パンチを位置制御により駆動するので、第１のパンチが粉末に触れるまでの時間を短縮することができ、ひいては粉末圧縮成形に要する時間を短縮することができる。また、所定の位置関係になった後は、各パンチを圧力制御により駆動するので、圧縮序盤から粉末に対する圧力プロファイルを把握することができる。よって、所望の圧力プロファイルとなるように第１のパンチを駆動させることができ、所望の密度の粉末成形体を得ることができる。また、圧縮序盤で粉末の粉体充填凹部への充填のばらつきを把握することができる。   According to such a configuration, each punch is driven by position control until the first punch and the second punch have a predetermined positional relationship, so that the time until the first punch touches the powder can be shortened. As a result, the time required for the powder compression molding can be shortened. In addition, after reaching the predetermined positional relationship, each punch is driven by pressure control, so that the pressure profile for the powder can be grasped from the early stage of compression. Therefore, the first punch can be driven so as to obtain a desired pressure profile, and a powder compact having a desired density can be obtained. Moreover, the dispersion | variation in the filling to the powder filling recessed part of a powder can be grasped | ascertained in the early stage of compression.

更に、所定の位置関係は、第１のパンチと第２のパンチとにより、粉体が圧縮されて、粉体が所定の寸法になったときの、第１のパンチと、第２のパンチとの位置関係であることが好ましい。   Further, the predetermined positional relationship is that when the powder is compressed by the first punch and the second punch, and the powder has a predetermined size, the first punch and the second punch It is preferable that the positional relationship is

かかる構成によれば、粉末の成形体が所望の寸法になる直前まで各パンチを位置制御し、その後、各パンチを圧力制御するので、粉末成形体の寸法及び密度を重視する場合に有効である。また、粉末の成形体が所望の寸法になる直前まで、各パンチを位置制御により駆動するので、更に粉末圧縮成形に要する時間を短縮することができる。   According to such a configuration, the position of each punch is controlled until immediately before the powder compact becomes a desired size, and then the pressure of each punch is controlled, which is effective when importance is attached to the size and density of the powder compact. . Further, since each punch is driven by position control until just before the powder compact becomes a desired size, the time required for powder compression molding can be further reduced.

また、ダイは、貫通孔の一部を規定する内方突出部を備え、内方突出部は、第２のパンチ側に位置するとともに、第１のパンチに対向する一端面を有し、所定の位置関係は、第１のパンチと第２のパンチとにより、粉体が圧縮されて、粉体が所定の寸法になったときの、第１のパンチと、一端面との位置関係であることが好ましい。   The die includes an inward protruding portion that defines a part of the through hole. The inward protruding portion is located on the second punch side and has an end surface facing the first punch, Is a positional relationship between the first punch and one end surface when the powder is compressed by the first punch and the second punch and the powder has a predetermined dimension. It is preferable.

かかる構成は、粉末成形体の第１のパンチと一端面との間に位置する部分の精度が要求される内方突出部を有するダイを備えた成形装置の粉末圧縮成形において有効である。また、粉末の成形体が所望の寸法になるまで、各パンチを位置制御により駆動するので、更に粉末圧縮成形に要する時間を短縮することができる。   Such a configuration is effective in powder compression molding of a molding apparatus including a die having an inward protruding portion that requires accuracy of a portion located between the first punch and one end surface of the powder molded body. Further, since each punch is driven by position control until the powder compact has a desired size, the time required for powder compression molding can be further reduced.

また、本発明は、貫通孔が形成されたダイと、ダイの貫通孔の一方の開口側から該貫通孔に嵌入可能に構成される第１のパンチと、第１のパンチと対向し、ダイの貫通孔の他方の開口側から貫通孔に整合可能に構成され、ダイとの協働により粉体充填凹部を画成する第２のパンチとを備える成形装置を用い、粉体充填凹部に粉体を充填する工程と、第１のパンチと第２のパンチとにより粉体を圧縮する工程とを有し、圧縮する工程において、第１のパンチと第２のパンチ又は第１のパンチとダイが所定の位置関係となるまでは、第１のパンチと第２のパンチとの少なくとも一方を位置制御により駆動し、所定の位置関係になった後は、第１のパンチ及び第２のパンチに加わる圧力に基づく圧力制御により第１のパンチと第２のパンチとの少なくとも一方を駆動する成形方法を提供している。   The present invention also relates to a die having a through hole, a first punch configured to be fitted into the through hole from one opening side of the through hole of the die, the first punch facing the first punch, The second filling hole is configured so that it can be aligned with the through hole from the other opening side and includes a second punch that cooperates with the die to define the powder filling depression. A step of filling the body and a step of compressing the powder by the first punch and the second punch, and in the step of compressing, the first punch and the second punch or the first punch and the die Until at least one of the first punch and the second punch is driven by position control until the predetermined positional relationship is reached, and after the predetermined positional relationship is reached, the first punch and the second punch are By controlling the pressure based on the applied pressure, there is little difference between the first punch and the second punch. It provides a molding method for driving one also.

かかる構成によれば、第１のパンチと第２のパンチ又は第１のパンチとダイが所定の位置関係となるまでは、位置検出手段の位置検出結果に基づいてサーボ駆動装置を駆動し、所定の位置関係となった後は、圧力検出手段の圧力検出結果に基づいてサーボ駆動装置を駆動するので、第１のパンチ及び第２のパンチ又は第１のパンチとダイが所定の位置関係となるまでの時間を短縮することができ、ひいては粉末圧縮成形に要する時間を短縮することができる。   According to such a configuration, until the first punch and the second punch or the first punch and the die have a predetermined positional relationship, the servo drive device is driven based on the position detection result of the position detection unit, Since the servo drive device is driven based on the pressure detection result of the pressure detecting means after the positional relationship is reached, the first punch and the second punch or the first punch and the die have a predetermined positional relationship. Can be shortened, and as a result, the time required for powder compression molding can be shortened.

本発明の成形装置及び成形方法によれば、粉末圧縮成形に要する時間を短縮することができる。   According to the molding apparatus and molding method of the present invention, the time required for powder compression molding can be shortened.

本発明の第１の実施の形態による成形装置及び成形方法について、図１から図４を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態における成形装置１の説明図を示している。図１に示すように、成形装置１は、制御装置２と、上パンチ部１０と、成形部２０と、下パンチ部３０とを備えている。成形部２０は上パンチ部の鉛直下方に位置し、下パンチ部３０は成形部２０の鉛直下方に位置する。   A molding apparatus and molding method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an explanatory view of a molding apparatus 1 in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the molding apparatus 1 includes a control device 2, an upper punch unit 10, a molding unit 20, and a lower punch unit 30. The molding part 20 is located vertically below the upper punch part, and the lower punch part 30 is located vertically below the molding part 20.

上パンチ部１０は、図示せぬフレームに固定された第１サーボ駆動装置１１を有している。第１サーボ駆動装置１１は、第１サーボモータ１２と、第１駆動機構１３とを有している。第１サーボモータ１２は、その駆動力を出力するための回転軸１２Ａを備え、回転軸１２Ａは、第１駆動機構１３に連結されている。第１駆動機構１３の下端には、第１のパンチ１４が連結されている。第１のパンチ１４は、回転軸１２Ａの回転による第１駆動機構１３の駆動により、鉛直方向に移動可能に構成されている。よって、第１のパンチ１４は、第１駆動機構１３を介して、第１サーボモータ１２により鉛直方向にサーボ駆動される。   The upper punch unit 10 has a first servo drive device 11 fixed to a frame (not shown). The first servo drive device 11 includes a first servo motor 12 and a first drive mechanism 13. The first servo motor 12 includes a rotating shaft 12 </ b> A for outputting the driving force, and the rotating shaft 12 </ b> A is connected to the first drive mechanism 13. A first punch 14 is connected to the lower end of the first drive mechanism 13. The first punch 14 is configured to be movable in the vertical direction by driving the first drive mechanism 13 by the rotation of the rotary shaft 12A. Therefore, the first punch 14 is servo-driven in the vertical direction by the first servo motor 12 via the first drive mechanism 13.

また、第１駆動機構１３と第１のパンチ１４との連結部には、第１のパンチ１４の下端面に加わる圧力を検出するための第１圧力検出装置１５が設けられている。更に、上パンチ部１０は、第１のパンチ１４の鉛直方向における位置を検出するための第１リニアスケール１６を有している。第１リニアスケール１６は、シリンダ状をなし、図示せぬフレームに固定された計測部１６Ａと、計測部１６Ａ内に設けられ、下端が第１のパンチ１４に接続されたシャフト部１６Ｂ（図２）とを有している。第１リニアスケール１６は、位置検知手段を構成し、第１のパンチ１４の鉛直方向に沿う移動によるシャフト部１６Ｂの移動を計測部１６Ａが計測することにより、第１のパンチ１４の位置を検出している。   A connecting portion between the first drive mechanism 13 and the first punch 14 is provided with a first pressure detection device 15 for detecting the pressure applied to the lower end surface of the first punch 14. Further, the upper punch unit 10 has a first linear scale 16 for detecting the position of the first punch 14 in the vertical direction. The first linear scale 16 has a cylindrical shape, a measurement unit 16A fixed to a frame (not shown), and a shaft unit 16B provided in the measurement unit 16A and having a lower end connected to the first punch 14 (FIG. 2). ). The first linear scale 16 constitutes position detection means, and the position of the first punch 14 is detected by the measurement unit 16A measuring the movement of the shaft portion 16B due to the movement of the first punch 14 along the vertical direction. is doing.

成形部２０は、第１のパンチ１４の下方において、図示せぬフレームに固定され、貫通孔２１ａが形成されたダイ２１を有している。第１のパンチ１４は、鉛直方向に沿う移動により、ダイ２１の上方から貫通孔２１ａに嵌入可能に構成されている。   The molding part 20 has a die 21 fixed to a frame (not shown) below the first punch 14 and having a through hole 21a. The first punch 14 is configured to be fitted into the through hole 21a from above the die 21 by movement along the vertical direction.

下パンチ部３０は、図示せぬフレームに固定された第２サーボ駆動装置３１を有している。第２サーボ駆動装置３１は、第２サーボモータ３２と、第２駆動機構３３とを有している。第２サーボモータ３２は、その駆動力を出力するための回転軸３２Ａを備え、回転軸３２Ａは、第２駆動機構３３に連結されている。第２駆動機構３３の上端には、第２のパンチ３４が連結されている。第２のパンチ３４は、回転軸３２Ａの回転による第２駆動機構３３の駆動により、鉛直方向に移動可能に構成されている。よって、第２のパンチ３４は、第２駆動機構３３を介して、第２サーボモータ３２により鉛直方向にサーボ駆動される。また、第２のパンチ３４は、鉛直方向に沿う移動により、ダイ２１の下方から貫通孔２１ａに嵌入可能に構成され、ダイ２１との協働により粉体充填凹部２２を画成する。   The lower punch unit 30 has a second servo drive device 31 fixed to a frame (not shown). The second servo drive device 31 includes a second servo motor 32 and a second drive mechanism 33. The second servomotor 32 includes a rotation shaft 32A for outputting the driving force, and the rotation shaft 32A is connected to the second drive mechanism 33. A second punch 34 is connected to the upper end of the second drive mechanism 33. The second punch 34 is configured to be movable in the vertical direction by driving the second drive mechanism 33 by the rotation of the rotary shaft 32A. Therefore, the second punch 34 is servo-driven in the vertical direction by the second servo motor 32 via the second drive mechanism 33. Further, the second punch 34 is configured to be fitted into the through hole 21 a from below the die 21 by movement along the vertical direction, and defines the powder filling concave portion 22 in cooperation with the die 21.

また、第２駆動機構３３と第２のパンチ３４との連結部には、第２のパンチ３４の上端面に加わる圧力を検出するための第２圧力検出装置３５が設けられている。更に、下パンチ部３０は、第２のパンチ３４の鉛直方向における位置を検出するための、第１リニアスケール１６と同様の第２リニアスケール３６を有している。よって、第２リニアスケール３６は、計測部１６Ａと同様の計測部３６Ａと、シャフト部１６Ｂと同様のシャフト部３６Ｂとを有している。尚、シャフト部３６Ｂは、その上端が第２のパンチ３４に接続されている。そして、第２リニアスケール３６は、第１リニアスケール１６と同様に、計測部３６Ａ及びシャフト部３６Ｂにより第２のパンチ３４の位置を検出している。   Further, a second pressure detection device 35 for detecting the pressure applied to the upper end surface of the second punch 34 is provided at the connecting portion between the second drive mechanism 33 and the second punch 34. Further, the lower punch unit 30 has a second linear scale 36 similar to the first linear scale 16 for detecting the position of the second punch 34 in the vertical direction. Therefore, the second linear scale 36 includes a measurement unit 36A similar to the measurement unit 16A and a shaft unit 36B similar to the shaft unit 16B. Note that the upper end of the shaft portion 36 </ b> B is connected to the second punch 34. The second linear scale 36 detects the position of the second punch 34 by the measurement unit 36 </ b> A and the shaft unit 36 </ b> B, similarly to the first linear scale 16.

制御装置２は、第１サーボモータ１２及び第２サーボモータ３２とそれぞれ配線３を介して接続されている。また、制御装置２は、第１圧力検出装置１５、第１リニアスケール１６、第２圧力検出装置３５及び第２リニアスケール３６とそれぞれ配線３介して接続されている。配線３を介して、制御装置２は、各圧力検出装置により検出される第１のパンチ１４及び第２のパンチ３４に加わる圧力、及び各リニアスケールにより計測される第１のパンチ１４及び第２のパンチ３４の位置を把握している。   The control device 2 is connected to the first servo motor 12 and the second servo motor 32 via wiring 3. Further, the control device 2 is connected to the first pressure detection device 15, the first linear scale 16, the second pressure detection device 35, and the second linear scale 36 via the wiring 3. Via the wiring 3, the control device 2 detects the pressure applied to the first punch 14 and the second punch 34 detected by each pressure detection device, and the first punch 14 and the second punch measured by each linear scale. The position of the punch 34 is grasped.

更に、制御装置２は、第１のパンチ１４及び第２のパンチ３４に加わる圧力、又は第１のパンチ１４及び第２のパンチ３４の位置に基づき 各モータ１２、３２を介して、第１のパンチ１４及び第２のパンチ３４を駆動可能に構成されている。即ち、制御装置２は、第１のパンチ１４及び第２のパンチ３４を、位置制御又は圧力制御により駆動する。また、制御装置２は、第１のパンチ１４及び第２のパンチ３４の位置に基づき、両者の位置関係を把握している。制御装置２には、後述の粉末圧縮成形動作において用いられる第１のパンチ１４と第２のパンチ３４との所定の位置関係が記憶されている。   Further, the control device 2 controls the first punch 14 and the second punch 34 through the motors 12 and 32 based on the pressure applied to the first punch 14 and the second punch 34 or the positions of the first punch 14 and the second punch 34. The punch 14 and the second punch 34 are configured to be driven. That is, the control device 2 drives the first punch 14 and the second punch 34 by position control or pressure control. Further, the control device 2 grasps the positional relationship between the first punch 14 and the second punch 34 based on the positions of the first punch 14 and the second punch 34. The control device 2 stores a predetermined positional relationship between the first punch 14 and the second punch 34 used in a powder compression molding operation described later.

次に、成形装置１によって誘電体フィルタを成形するための粉末圧縮成形方法について図１〜図３を参照して説明する。まず、図１に示すように、粉体充填凹部２２に誘電体材料からなる粉末材料４を所定量充填する。次に、制御装置２による位置制御により、第２のパンチ３４を静止させたまま第１のパンチ１４を、第１のパンチ１４と第２のパンチ３４とが所定の位置関係となるまで下降させる。ここで、所定の位置関係とは、図２に示すような粉体充填凹部２２に所定量の粉体が充填された場合の粉体４に第１のパンチ１４が接触する第１のパンチ１４の位置と、第２のパンチ３４の位置との位置関係である。   Next, a powder compression molding method for molding a dielectric filter by the molding apparatus 1 will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 1, the powder filling recess 22 is filled with a predetermined amount of the powder material 4 made of a dielectric material. Next, by the position control by the control device 2, the first punch 14 is lowered while the second punch 34 is stationary until the first punch 14 and the second punch 34 are in a predetermined positional relationship. . Here, the predetermined positional relationship means that the first punch 14 is in contact with the powder 4 when a predetermined amount of powder is filled in the powder filling recess 22 as shown in FIG. And the position of the second punch 34.

第１のパンチ１４と第２のパンチ３４とが所定の位置関係となった後は、制御装置２による圧力制御により、第１のパンチ１４及び第２のパンチ３４が所望の圧力となるまで、第１のパンチ１４を更に下降させる。これにより、図３に示すように、粉末材料４は、誘電体成形体５として成形される。その後、図４に示すように第１のパンチ１４及び第２のパンチ３４により誘電体成形体５に加えられていた圧力を解除して（適度の低圧力で誘電体成形体を保持）、制御装置２による圧力制御により第１のパンチ１４及び第２のパンチ３４を上昇させて、誘電体成形体５をダイ２１から押出す。   After the first punch 14 and the second punch 34 are in a predetermined positional relationship, until the first punch 14 and the second punch 34 have a desired pressure by the pressure control by the control device 2, The first punch 14 is further lowered. Thereby, as shown in FIG. 3, the powder material 4 is shape | molded as the dielectric molded object 5. As shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 4, the pressure applied to the dielectric molded body 5 by the first punch 14 and the second punch 34 is released (the dielectric molded body is held at a moderately low pressure) and controlled. The first punch 14 and the second punch 34 are raised by pressure control by the apparatus 2, and the dielectric molded body 5 is extruded from the die 21.

上述のように、第１のパンチ１４及び第２のパンチ３４が所定の位置関係となるまでは、各パンチ１４、３４を位置制御により駆動するので、第１のパンチ１４が粉末材料４に触れるまでの時間を短縮することができ、ひいては粉末圧縮成形に要する時間を短縮することができる。また、所定の位置関係になった後は、各パンチ１４、３４を圧力制御により駆動するので、圧縮序盤から粉末材料４に対する圧力プロファイルを把握することができる。よって、所望の圧力プロファイルとなるように第１のパンチ１４を駆動させることができ、所望の密度の誘電体成形体５を得ることができる。また、圧縮序盤で粉末材料４の粉体充填凹部２２への充填のばらつきを把握することができる。   As described above, until the first punch 14 and the second punch 34 are in a predetermined positional relationship, the punches 14 and 34 are driven by position control, so that the first punch 14 touches the powder material 4. Can be shortened, and as a result, the time required for powder compression molding can be shortened. In addition, since the punches 14 and 34 are driven by pressure control after the predetermined positional relationship is reached, the pressure profile for the powder material 4 can be grasped from the early stage of compression. Therefore, the first punch 14 can be driven so as to obtain a desired pressure profile, and the dielectric molded body 5 having a desired density can be obtained. Moreover, the dispersion | variation in filling to the powder filling recessed part 22 of the powder material 4 can be grasped | ascertained in the early stage of compression.

次に、本発明の第２の実施の形態における成形装置について、図５を参照して説明する。尚、第１の実施の形態と同一の部材については、同一の番号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。図５に示すように、第１の実施の形態のダイ２１に対応する段付きダイ１２１は、貫通孔１２１ａの一部を規定する内方突出部１２１Ｂを備えている。内方突出部１２１Ｂは、第２のパンチ３４側に位置し、第１のパンチ１４に対向する一端面１２１Ｃを有している。   Next, the shaping | molding apparatus in the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. In addition, about the same member as 1st Embodiment, the same number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and only a different part is demonstrated. As shown in FIG. 5, the stepped die 121 corresponding to the die 21 of the first embodiment includes an inward protruding portion 121B that defines a part of the through hole 121a. The inward projecting portion 121 </ b> B has an end surface 121 </ b> C that is located on the second punch 34 side and faces the first punch 14.

成形装置１０１による粉末圧縮成形動作においては、粉体充填凹部に誘電体材料からなる粉末材料４を所定量充填後、制御装置２による位置制御により、第２のパンチ３４を静止させたまま第１のパンチ１４を、第１のパンチ１４と段付きダイ１２１の一端面１２１Ｃとが所定の位置関係となるまで下降させる。ここで、所定の位置関係とは、粉末材料４の圧縮過程における第１のパンチ１４と一端面１２１Ｃとの距離が、粉末材料４が所定の寸法となったとき（誘電体成形体となったとき）の第１のパンチ１４と一端面１２１Ｃとの距離に対し、１１０％となるときの第１のパンチ１４と一端面１２１Ｃとの位置関係である。尚、本実施の形態において制御装置２には、段付きダイ１２１の位置が記憶され、更に第１のパンチ１４と段付きダイ１２１の一端面１２１Ｃとの所定の位置関係が記憶されている。   In the powder compression molding operation by the molding device 101, the powder filling recess is filled with a predetermined amount of the powder material 4 made of a dielectric material, and then the first punch 34 is kept stationary by the position control by the control device 2. The punch 14 is lowered until the first punch 14 and the one end surface 121C of the stepped die 121 have a predetermined positional relationship. Here, the predetermined positional relationship means that when the distance between the first punch 14 and the one end surface 121C in the compression process of the powder material 4 becomes a predetermined dimension (becomes a dielectric molded body). The positional relationship between the first punch 14 and the one end surface 121C is 110% of the distance between the first punch 14 and the one end surface 121C. In the present embodiment, the control device 2 stores the position of the stepped die 121, and further stores a predetermined positional relationship between the first punch 14 and one end surface 121 </ b> C of the stepped die 121.

このような所定の位置関係は、誘電体成形体の第１のパンチ１４と一端面１２１Ｃとの間に位置する部分の精度が要求される段付きのダイ１２１を備えた成形装置１０１の粉末圧縮成形において有効である。また、粉末材料４が所望の寸法となるまで、各パンチ１４、３４を位置制御により駆動するので、更に粉末圧縮成形に要する時間を短縮することができる。   Such a predetermined positional relationship is determined by the powder compression of the molding apparatus 101 including the stepped die 121 in which the accuracy of the portion located between the first punch 14 and the one end surface 121C of the dielectric molded body is required. Effective in molding. Moreover, since each punch 14 and 34 is driven by position control until the powder material 4 becomes a desired dimension, the time required for powder compression molding can be further shortened.

尚、本発明の成形装置１は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、上述の実施の形態において所定の位置関係は、図２に示すように粉末材料４に第１のパンチ１４が接触したときの第１のパンチ１４の位置と、第２のパンチ３４の位置との位置関係であったが、第１のパンチ１４と第２のパンチ３４とにより粉体材料４が圧縮されて、粉体材料４が所定の寸法になったときの、第１のパンチ１４と第２のパンチ３４との位置関係であっても良い。ここで、所定の寸法とは、粉体充填凹部２２に所定量の粉末材料４が充填されて、誘電体成形体５が所望の寸法及び所望の密度である場合に、圧縮過程において第１のパンチ１４と第２のパンチ３４との距離が、粉末材料４が所定の寸法となる時の第１のパンチ１４と第２のパンチ３４との距離に対して、１１０％となるときの粉末材料４の寸法である。尚、１１０％に限られず、充填ばらつきの大きい材料では、１２０％〜１３０％であっても良い。   In addition, the shaping | molding apparatus 1 of this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation and improvement are possible in the range described in the claim. For example, in the above-described embodiment, the predetermined positional relationship is that the position of the first punch 14 and the position of the second punch 34 when the first punch 14 contacts the powder material 4 as shown in FIG. The first punch 14 is obtained when the powder material 4 is compressed by the first punch 14 and the second punch 34 and the powder material 4 has a predetermined dimension. And the second punch 34 may be in a positional relationship. Here, the predetermined dimension refers to the first dimension in the compression process when the powder filling recess 22 is filled with a predetermined amount of the powder material 4 and the dielectric molded body 5 has a desired dimension and a desired density. Powder material when the distance between the punch 14 and the second punch 34 is 110% with respect to the distance between the first punch 14 and the second punch 34 when the powder material 4 has a predetermined dimension. 4 dimensions. In addition, it is not restricted to 110%, 120%-130% may be sufficient in the material with a large filling variation.

このような所定の位置関係であれば、粉末材料４が所望の寸法になる直前まで各パンチ１４、３４を位置制御し、その後、各パンチ１４、３４を圧力制御するので、誘電体成形体５の寸法及び密度を重視する場合に有効である。また、粉末材料４が所望の寸法（誘電体成形体５の寸法）になる直前まで、各パンチ１４、３４を位置制御により駆動するので、更に粉末圧縮成形に要する時間を短縮することができる。   With such a predetermined positional relationship, the positions of the punches 14 and 34 are controlled until immediately before the powder material 4 reaches a desired size, and then the pressures of the punches 14 and 34 are controlled. This is effective when importance is attached to the size and density. In addition, since the punches 14 and 34 are driven by position control until the powder material 4 reaches a desired dimension (dimension of the dielectric molded body 5), the time required for the powder compression molding can be further shortened.

また、第１、２駆動機構１３、３３は、ボールネジを利用した機構であっても良いし、クランク機構、エキセン機構、ナックル（トグルリンク）機構またはカム機構であっても良い。   The first and second drive mechanisms 13 and 33 may be a mechanism using a ball screw, a crank mechanism, an eccentric mechanism, a knuckle (toggle link) mechanism, or a cam mechanism.

本発明の第１の実施の形態による成形装置の概略図。1 is a schematic view of a molding apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施の形態による成形装置の粉末圧縮成形動作において、第１のパンチが下降して粉末材料に接触した状態を示す図。The figure which shows the state which the 1st punch fell and contacted the powder material in the powder compression molding operation | movement of the shaping | molding apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 図２の後に、第１のパンチを下降させて、上下同時圧縮により粉末材料を圧縮成形した状態を示す図。The figure which shows the state which lowered the 1st punch after FIG. 2, and compression-molded the powder material by the upper and lower simultaneous compression. 図３の後に、第１のパンチと第２のパンチとにより誘電体成形体をダイから押出した状態を示す図。The figure which shows the state which extruded the dielectric molding from the die | dye with the 1st punch and the 2nd punch after FIG. 本発明の第２の実施の形態による成形装置の概略図。The schematic of the shaping | molding apparatus by the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１、１０１ 成形装置
２ 制御装置
１０ 上パンチ部
１２ 第１サーボモータ
１４ 第１のパンチ
第１圧力検出装置１５
１６ 第１リニアスケール
２０ 成形部
２１、１２１ ダイ
２１ａ、１２１ａ 貫通孔
３０ 下パンチ部
３２ 第２サーボータ
３４ 第２のパンチ
３５ 第２圧力検出装置
３６ 第２リニアスケール
１２１Ｂ 突出部
１２１Ｃ 一端面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Molding apparatus 2 Control apparatus 10 Upper punch part 12 1st servomotor 14 1st punch 1st pressure detection apparatus 15
16 First linear scale 20 Molding part 21, 121 Die 21a, 121a Through hole 30 Lower punch part 32 Second servota 34 Second punch 35 Second pressure detector 36 Second linear scale 121B Protruding part 121C One end face

Claims (5)

貫通孔が形成されたダイと、
該ダイの該貫通孔の一方の開口側から該貫通孔に嵌入可能に構成される第１のパンチと、
該第１のパンチと対向し、該ダイの該貫通孔の他方の開口側から該貫通孔に整合可能に構成され、該ダイとの協働により粉体充填凹部を画成する第２のパンチと、
該第１のパンチと、該第２のパンチとを、該第１のパンチと該第２のパンチとの対向方向において相対的に駆動するサーボ駆動装置と、
該第１のパンチと該第２のパンチとの位置関係又は該第１のパンチと該ダイとの位置関係を検出する位置検出手段と、
該粉体充填凹部に粉体が充填されている場合に、該第１のパンチと該第２のパンチとにより該粉体を圧縮する過程において、該第１のパンチ及び該第２のパンチに加わる圧力を検出する圧力検出手段と、
該サーボ駆動装置を制御する制御手段と、を有し、該粉体充填凹部に所定量の粉体が充填されている場合に、該第１のパンチと該第２のパンチとにより該粉体を圧縮する過程において、該制御手段は、該第１のパンチと該第２のパンチ又は該第１のパンチと該ダイが所定の位置関係となるまでは、該位置検出手段の位置検出結果に基づいて該サーボ駆動装置を駆動し、該所定の位置関係となった後は、該圧力検出手段の圧力検出結果に基づいて該サーボ駆動装置を駆動することを特徴とする成形装置。 A die formed with a through hole;
A first punch configured to be fitted into the through hole from one opening side of the through hole of the die;
A second punch that is opposed to the first punch and that can be aligned with the through hole from the other opening side of the through hole of the die, and that defines a powder-filled recess by cooperation with the die When,
A servo drive device for relatively driving the first punch and the second punch in the opposing direction of the first punch and the second punch;
Position detecting means for detecting a positional relationship between the first punch and the second punch or a positional relationship between the first punch and the die;
In the process of compressing the powder by the first punch and the second punch when the powder filling recess is filled with powder, the first punch and the second punch Pressure detecting means for detecting the applied pressure;
Control means for controlling the servo drive device, and when the powder filling recess is filled with a predetermined amount of powder, the powder is formed by the first punch and the second punch. In the process of compressing, the control means outputs the position detection result of the position detection means until the first punch and the second punch or the first punch and the die have a predetermined positional relationship. The forming apparatus characterized in that the servo drive device is driven based on the pressure detection means, and the servo drive device is driven based on the pressure detection result of the pressure detecting means after the predetermined positional relationship is reached. 該所定の位置関係は、該粉体充填凹部に所定量の該粉体が充填された場合の該粉体に該第１のパンチが接触する該第１のパンチの位置と、該第２のパンチの位置との位置関係であることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。   The predetermined positional relationship is such that the position of the first punch where the first punch comes into contact with the powder when the powder filling recess is filled with a predetermined amount of the powder, and the second The molding apparatus according to claim 1, wherein the molding apparatus has a positional relationship with a punch position. 該所定の位置関係は、該第１のパンチと該第２のパンチとにより、該粉体が圧縮されて、該粉体が所定の寸法になったときの、該第１のパンチと、該第２のパンチとの位置関係であることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。   The predetermined positional relationship is that the powder is compressed by the first punch and the second punch, and the first punch when the powder has a predetermined size, The molding apparatus according to claim 1, wherein the molding apparatus is in a positional relationship with the second punch. 該ダイは、該貫通孔の一部を規定する内方突出部を備え、該内方突出部は、該第２のパンチ側に位置するとともに、該第１のパンチに対向する一端面を有し、
該所定の位置関係は、該第１のパンチと該第２のパンチとにより、該粉体が圧縮されて、該粉体が所定の寸法になったときの、該第１のパンチと、該一端面との位置関係であることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。 The die includes an inward projecting portion that defines a part of the through-hole, and the inward projecting portion is located on the second punch side and has one end surface facing the first punch. And
The predetermined positional relationship is that the powder is compressed by the first punch and the second punch, and the first punch when the powder has a predetermined size, The molding apparatus according to claim 1, wherein the molding apparatus has a positional relationship with the one end surface. 貫通孔が形成されたダイと、該ダイの該貫通孔の一方の開口側から該貫通孔に嵌入可能に構成される第１のパンチと、該第１のパンチと対向し、該ダイの該貫通孔の他方の開口側から該貫通孔に整合可能に構成され、該ダイとの協働により粉体充填凹部を画成する第２のパンチと、を備える成形装置を用い、
該粉体充填凹部に粉体を充填する工程と、
該第１のパンチと該第２のパンチとにより該粉体を圧縮する工程と、を有し、
該圧縮する工程において、該第１のパンチと該第２のパンチ又は該第１のパンチと該ダイが所定の位置関係となるまでは、該第１のパンチと該第２のパンチとの少なくとも一方を位置制御により駆動し、該所定の位置関係になった後は、該第１のパンチ及び該第２のパンチに加わる圧力に基づく圧力制御により該第１のパンチと該第２のパンチとの少なくとも一方を駆動することを特徴とする成形方法。 A die formed with a through-hole, a first punch configured to be fitted into the through-hole from one opening side of the through-hole of the die, and opposed to the first punch, A second punch that is configured to be able to be aligned with the through hole from the other opening side of the through hole and that defines a powder-filled concave portion in cooperation with the die,
Filling the powder filling recess with powder;
Compressing the powder with the first punch and the second punch, and
In the step of compressing, at least the first punch and the second punch until the first punch and the second punch or the first punch and the die have a predetermined positional relationship. After one side is driven by position control and the predetermined positional relationship is reached, the first punch and the second punch are controlled by pressure control based on pressure applied to the first punch and the second punch. A molding method characterized by driving at least one of the above.
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