JP3173157B2 - 粉末成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末を圧縮して所定形
状の圧粉体を得るための粉末成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉末成形においては、均一な密度の圧粉
体を得るため、通常は圧粉体と相似形となるように粉末
を上面すり切りで型内に充填するようにしている。しか
し、圧粉体が、例えば図３に示すように筒状部Ｗａ内の
中間部位にウエブＷｂを有するものＷである場合、上面
すり切りで粉末充填を行う制約から、この圧粉体Ｗと相
似形となるように粉末を充填することは不可能となる。
そこでこのような圧粉体Ｗを得る場合は、圧縮に先行し
て前記ウエブＷｂに対応する部分の粉末を型内で移送す
るようにしており、一般には、該ウエブＷｂを成形する
浮動下パンチをプレス上ラムにシリンダ装置を介して支
持されたロッドにより強制的に押し下げて粉末移送を行
わせ、粉末移送後、前記シリンダ装置の加圧力を解放し
て圧縮成形を行わせるようにしている（例えば特公昭53
−11701 号公報参照）。しかしながら、かゝる機構で
は、ロッドやシリンダ装置が型外に設置される態様とな
るため、装置全体が横方向に拡がり、設置スペースが拡
大するという問題があった。

【０００３】そこで、特公昭63−35360 号公報には、上
プレスラムに浮動上パンチを設けると共に、浮動下パン
チを支持するシリンダ装置に高圧流体と低圧流体との切
換回路を接続し、始め、該浮動下パンチを支持するシリ
ンダ装置に低圧流体を供給して、浮動上パンチを支持す
るシリンダ装置との圧力差を利用して粉末移送を行い、
その後、該浮動下パンチを支持するシリンダ装置を高圧
に切換えて粉末の保持力を発生させるようにした装置が
開示されている。かゝる装置によれば、各浮動パンチを
支持するシリンダ装置が型内に配置される態様となるた
め、横方向への拡がりが押さえられ、上記した設置スペ
ースの拡大を防止できるようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公昭63−35360 号公報に示された装置によれば、所望の
保持力を発生させるには、浮動下パンチを支持するシリ
ンダ装置としてかなり高圧を発生する大型のものが必要
で、装置の大型化が避けられないという問題があった。
また低圧、高圧の切換回路を必要とするため、構造が複
雑になるばかりかメンテナンスも面倒になり、コスト負
担の増大も避けられないという問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題を解決すること
を課題としてなされたもので、その目的とするところ
は、粉末移送機構の小型かつ簡略化を図り、もってメン
テナンス性の向上と設備コスト低減とに大きく寄与する
粉末成形装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、プレス下ラムに連係して昇降するダイホル
ダ内にダイを移動可能に配置すると共に、該ダイを付勢
手段により上方へ付勢し、位置固定のパンチプレート上
に固定下パンチと浮動下パンチとを嵌合配置し、前記固
定下パンチを前記パンチプレートに固定的に支持させる
と共に、前記浮動下パンチを前記パンチプレートに設け
たシリンダ装置のピストンロッドに支持させ、前記シリ
ンダ装置のボア内には前記プレス下ラムと連動する連結
ロッドの一端を導入し、プレス上ラムには前記固定下パ
ンチ、前記浮動下パンチにそれぞれ対向して固定上パン
チ、浮動上パンチを設け、前記浮動上パンチの下降に前
記浮動下パンチを追従させて前記ダイ内の粉末を部分的
に移送し、かつ該粉末の移送端付近で前記シリンダ装置
のピストンを前記連結ロッドに当接させるように構成し
たことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記のように構成した粉末成形装置において
は、シリンダ装置を低圧に設定しておくことにより粉末
移送は円滑となり、粉末移送後はシリンダ装置内のピス
トンが連結ロッドに当接し、プレス下ラムの大きな加圧
力が粉末に加わるので、所望の保持力を確保できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。

【０００９】図１は、本発明にかゝる粉末成形装置を示
したものである。同図において、１は昇降可能なプレス
下ラム、２はプレス下ラム１にクランプ部材３を用いて
固定されたベースプレート、４は位置固定のパンチプレ
ート、５はダイホルダであり、ダイホルダ５はベースプ
レート２からパンチプレート４を貫通して上方へ延ばし
たガイドバー６の上端に支持され、プレス下ラム１と一
体に昇降動するようになっている。

【００１０】ダイホルダ５はその内周に環状溝５ａを有
し、この環状溝５ａにはインナダイホルダ７が摺動自在
に嵌装されている。インナダイホルダ７上には、ダイプ
レート８とダイリテーナ９とを用いてダイ10が載置固定
されている。ダイ10は、ダイプレート８と前記パンチプ
レート４との間に介装した付勢手段（図示略）により常
時は上方に付勢され、したがって、インナダイホルダ７
は、常時は図１に示すようにダイホルダ５の環状溝５ａ
の上端壁に当接する上昇端に位置決めされるようになっ
ている。また、インナダイホルダ７の下面にはスペーサ
11が垂下保持されると共に、パンチプレート４上にはダ
イストッパ12が設けられており、インナダイホルダ７は
スペーサ11をダイストッパ12に当接させてその下降端が
規制されるようになっている。なお、本実施例で成形す
る圧粉体は、前出図３に示したものと同一であるが、こ
の圧粉体Ｗの上端内縁部には小さな外方フランジＷｃが
設けられており、ダイ10にはこの外方フランジＷｃを成
形するための段差部10ａが形成されている。

【００１１】13は固定下パンチ、14は浮動下パンチであ
り、両者はダイ10の内側に相互に摺動自在に嵌合配置さ
れている。固定下パンチ13は、圧粉体Ｗの円筒部Ｗａを
成形するためのもので、パンチプレート４上にスペーサ
15を介して固定されている。一方、浮動下パンチ14は、
圧粉体ＷのウエブＷｂを成形するためのもので、パンチ
プレート４内に設けたシリンダ装置16から延ばしたピス
トンロッド17の上端にパンチホルダ18を介して支持され
ている。シリンダ装置16のボア16ａ内には前記ピストン
ロッド17の下端を支持するピストン19が摺動自在に内装
されている。シリンダ装置16のボア16ａの下端開口はパ
ンチプレート４に固定したロッドガイド20により閉じら
れており、ボア16ａ内の、前記ロッドガイド20とピスト
ン19との間の部分には低圧のエアが供給されるようにな
っている。またボア６ａ内の上部側には筒状のストッパ
２１が配置されており、ピストン19は、前記エア圧によ
り常時は上方へ付勢されて、このストッパ２１に当接す
る上昇端に位置決めされている。この状態において、浮
動下パンチ14の上端は固定下パンチ13より大きく突出し
かつダイ10の上端より所定距離だけ下がった位置に位置
決めされ、これによりダイ10、固定下パンチ13および浮
動下パンチ14により所定の大きさの粉末充填空間（キャ
ビテイ）Ｃが形成されるようになる。

【００１２】上記ロッドガイド20には連結ロッド22が摺
動自在に嵌装されている。この連結ロッド22は、前記ベ
ースプレート２上に載置したスペーサ23にその下端を着
座させ、プレス下ラム１の動きに追従するようになって
いる。しかして、シリンダ装置16のボア16ａ内に導入さ
れた連結ロッド22の上端と上昇端に位置決めされたピス
トン19との間には、所定の隙δが形成されるようになっ
ている。この隙δは、後述する粉末Ｐの移送距離に相当
し、浮動下パンチ14が下降する粉末移送時には、ピスト
ン19が前記隙δを埋めるように下降し、粉末移送終了と
同時に連結ロッド22に当接する。したがって、粉末移送
終了後は、ピストン19すなわち浮動下パンチ14に連結ロ
ッド22を介してプレス下ラム１の加圧力が伝達され、浮
動下パンチ14は所定の保持力を発生するようになる。な
お、パンチホルダ18は、パンチプレート４の上面に設け
たパンチストッパ24に当接して、その下降端が規制され
るようになっており、この段階では浮動下パンチ14は位
置固定され、最終の圧縮成形に必要な大きな加圧力が発
生するようになる。

【００１３】一方、プレス上ラム30には、前記固定下パ
ンチ13、浮動下パンチ14にそれぞれ対向して固定上パン
チ31、浮動上パンチ32が配置されている。固定上パンチ
31は、プレス上ラム30に固設した上部シリンダ装置33の
シリンダ34の下端に固定され、一方、浮動上パンチ32は
上部シリンダ装置33のピストン35に直結されている。ピ
ストン35はシリンダ34内に導入したエア圧により常時は
下降端に位置決めされ、したがって浮動上パンチ32はピ
ストン35の移動ストロークａ分だけ固定上パンチ31に先
行するようになっている。なお、この上部シリンダ装置
33の発生圧力は前記浮動下パンチ14を支持するシリンダ
装置16の発生圧力に比し、かなり大きく設定されてい
る。

【００１４】以下、上記のように構成した粉末成形装置
の作用を図２も参照して説明する。

【００１５】圧縮成形に際しては、先ず図１に示すよう
にプレス上ラム30を上昇させると共に、シリンダ装置16
の作動で浮動下パンチ14を上昇させ、ダイ10、固定下パ
ンチ13および浮動下パンチ14により画成されたキャビテ
イＣ内に上面すり切りで粉末Ｐを充填する。次に、プレ
ス上ラム30を下降させる。すると、固定上パンチ31に対
して浮動上パンチ32が大きく先行しているので、浮動上
パンチ32がダイ10内に入る。この時、浮動下パンチ14を
支持するシリンダ装置16の発生圧力はかなり低圧となっ
ているで、圧粉体ＷのウエブＷｂに対応する部分の粉末
は両浮動パンチ32，14に挟まれた状態でダイ10内を下方
へ移動する。

【００１６】そして遂には、図２（ａ）に示すように、
シリンダ装置16内のピストン19が所定の隙δ（図１）を
埋めて連結ロッド22の上端に当接し、プレス下ラム１の
加圧力がピストンロッド17、パンチホルダ18を介して浮
動下パンチ14に伝達される。なお、この段階では固定上
パンチ31の下端がダイ10の段差部10ａに達し、またパン
チホルダ18とパンチストッパ24との間に所定の隙ｂが存
在して、浮動下パンチ14は前記隙ｂだけのストローク余
裕を残している。

【００１７】その後、さらにプレス上ラム30が下降する
と、ダイ10の段差部10ａ内の粉末を介して固定上パンチ
31の下降力がダイ10に伝達され、図２（ｂ）に示すよう
に固定上パンチ31とダイ10とは一体的に下降し、圧粉体
Ｗの円筒部Ｗａに対応する部分の粉末が次第に圧縮され
る。この時、浮動下パンチ14にはプレス下ラム１の加圧
力がかかっているので、浮動上パンチ32が相対的に上昇
し、遂には上部シリンダ装置33のピストン35がストロー
ク端に達して、浮動上パンチ32の相対移動が規制され、
同時にダイ10は所定距離ｃだけダイホルダ５内を下降す
る。そして、浮動上パンチ32の相対移動が規制される
と、圧粉体ＷのウエブＷｂに対応する部分の粉末にプレ
ス下ラム１の保持力がかかる。

【００１８】さらにプレス上ラム30が下降すると、その
下降力が浮動上パンチ32、粉末Ｐ、浮動下パンチ14、ピ
ストンロッド17、連結ロッド22等を介してプレス下ラム
１に伝達され、図２（ｃ）に示すように、プレス下ラム
１は前記パンチホルダ18とパンチストッパ24との間の隙
ｂ分だけ押し下げられる。この間、圧粉体ＷのウエブＷ
ｂに対応する部分の粉末にはプレス下ラム１の保持力が
かかっているので、この部分の粉末は予備圧縮される。
そして、図２（ｄ）に示すように、パンチホルダ18がパ
ンチストッパ24に、ダイスペーサ11がダイストッパ12に
それぞれ当接すると、粉末Ｐに大きな圧縮力が加わり、
その密度が上昇する最終成形が行われ、前出図３に示し
たものと同様の圧粉体Ｗが得られる。なお、その後は、
プレス下ラム１が大きく下降してダイ10がダイホルダ５
を介して押し下げられ、圧粉体Ｗがダイ10内から払い出
され、以降、各部材が図１に示す原位置に復帰して、一
連の粉末成形は終了する。

【００１９】しかして、上記構成の粉末成形装置によれ
ば、シリンダ装置16を低圧に設定しておくことにより、
最初の粉末移送の段階では、粉末Ｐはわずか圧縮される
だけなので、該粉末が凝縮してその後の成形が阻害され
るなどということはなくなる。また、粉末移送後はシリ
ンダ装置16内のピストン19が連結ロッド22が当接するの
で、プレス下ラム１の大きな加圧力が加わって、ウエブ
Ｗｂに対応する部分の粉末が予備圧縮され、圧縮過程で
円筒部Ｗａに対応する部分の粉末が内部側へ押出される
こともなくなり、円筒部ＷａとウエブＷｂとの接続部に
ワレが発生することもなくなる。本実施例においては、
特に連結ロッド22の下端をスペーサ23を介してベースプ
レート２に当接させるようにしたので、適宜の厚さのス
ペーサ23を選択することにより予備圧縮成形への移行タ
イミングを調整することができ、圧粉体の形状に対応し
てより安定した圧縮成形性を確立できる。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝる粉末成形装置によれば、プレス下ラムの上昇力を
利用して粉末の保持力を発生させるようにしたので、浮
動下パンチを支持するシリンダ装置としては、粉末移送
のみを考慮すれば良いので小型のもので足りるようにな
り、構造簡単で小型化の装置構成とすることができて、
メンテナンス性の向上はもとより設備コストの低減を達
成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝる圧縮成形装置の断面図である。

【図２】本圧縮成形装置の使用状態を順を追って示す断
面図である。

【図３】本圧縮成形装置で得られる圧粉体の形状の一例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ プレス下ラム ５ ダイホルダ 10 ダイ 13 固定下パンチ 14 浮動下パンチ 16 シリンダ装置 16a ボア 17 ピストンロッド 18 パンチホルダ 19 ピストン 22 連結ロッド 30 プレス上ラム 31 固定上パンチ 32 浮動上パンチ Ｐ 粉末 Ｗ 圧粉体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレス下ラムに連係して昇降するダイホ
   ルダ内にダイを移動可能に配置すると共に、該ダイを付
   勢手段により上方へ付勢し、位置固定のパンチプレート
   上に固定下パンチと浮動下パンチとを嵌合配置し、前記
   固定下パンチを前記パンチプレートに固定的に支持させ
   ると共に、前記浮動下パンチを前記パンチプレートに設
   けたシリンダ装置のピストンロッドに支持させ、前記シ
   リンダ装置のボア内には前記プレス下ラムと連動する連
   結ロッドの一端を導入し、プレス上ラムには前記固定下
   パンチ、前記浮動下パンチにそれぞれ対向して固定上パ
   ンチ、浮動上パンチを設け、前記浮動上パンチの下降に
   前記浮動下パンチを追従させて前記ダイ内の粉末を部分
   的に移送し、かつ該粉末の移送端付近で前記シリンダ装
   置のピストンを前記連結ロッドに当接させるようにした
   ことを特徴とする粉末成形装置。