JPH0249839B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、粉末材料用電動プレス装置に関する
ものであり、特に粉末材料を圧縮するため、一定
の押圧力を設定し、この押圧力と材料の変形縮小
による圧力変化を検知してサーボモータを駆動・
停止を繰り返して製品を得ると共に、サーボモー
タの始動時における衝撃緩和の手段を設け、この
衝撃緩和の手段におけるスプリングが粉末材料の
押圧力の検知に役立つものとして機能することを
特徴とするものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、プラスチツク、セラミツクス等の粉
末状の材料を所定の形状に圧縮成形する装置に関
する技術であり、特にサーボモータを用いた電動
プレス装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、粉末圧縮成形機において、所定の成形品
を得る場合、金型内の材料に対して所定の圧力に
達するまで連続的に圧力を加えている。

このように連続的な圧力を粉末に加える場合、
圧縮端部に設けた油圧装置に生じる瞬間的な押圧
反力により、油圧装置内の油をレリーフバルブを
介して逃がしてやり、その押圧力の測定を行な
い、所定の圧力に達すると、押圧力を解除する。
このため油圧装置には次の圧縮成形の場合、所定
量の油を補給する等の煩雑さがある等の欠点を有
する。

連続して押圧した成形品は時間の経過と共に熱
的要因や成形品内部での結合状態の変化により収
縮変形を起し、必ずしも各部が均一な圧力のもと
に圧縮されたものとはいえない。

〔本発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、前記のような欠点のない成形品を得
るための粉末材料用電動プレス装置を提供するも
のであり、粉末を断続的に圧縮して成形品を得る
と共に、断続的な圧縮力を主シリンダーの上部に
配置した副シリンダー内のピストンを押圧するス
プリングにより緩衝し、装置に加わる衝撃を緩和
し、しかもスプリングの圧縮力は粉末材料に対す
る一定の押圧力に対応するものとして役立つもの
であり、装置の長期使用と共に高品質の成形品を
得ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の粉末材料用電動プレス装置は、金型内
の粉末材料に一定の押圧力を加えるため、押圧力
の反力を検知し、サーボモータの回転を制御して
なる電動プレス装置において、サーボモータの回
転により金型内の粉末材料に押圧力を加える軸部
を設け、金型と反端側の軸部の端部に主ピストン
を設け、主ピストンを主シリンダー内に位置せし
め、主シリンダーには、主ピストンと対応する側
に小孔を設け、該小孔を介して主シリンダーと主
シリンダーよりも小径の副シリンダーとを連通せ
しめ、副シリンダーにはスプリングにより押圧さ
れる副ピストンを配置し、主シリンダーの一部に
設けた圧力センサーによりサーボモータの駆動・
停止の繰り返しによつて製品を得るものである。

〔作用〕

本発明の粉末材料用電動プレス装置において、
金型内の粉末材料に一定の押圧力を検知するた
め、金型と反対側の軸端に生じる反力を主シリン
ダー内の主ピストンに与え、主シリンダーより小
径の副シリンダーの副ピストンを一定の圧縮力を
有するスプリングにより付勢したことにより、サ
ーボモータの始動時に生ずる衝撃を前記の構成に
より緩和することができ、よつて粉末材料、押圧
用軸部であるボールスクリユウ軸、ボールナツト
等の損傷を防ぐことができ、且つ主シリンダーと
副シリンダーとの間での油圧の変化を検知し、及
び、時間経過による粉末材料の縮小変形による押
圧力を検知して、サーボモータの駆動・停止の繰
り返しにより製品を得るものである。

〔実施例〕

図面は、本発明の粉末圧縮成形機における電動
プレス装置の実施例を示す。

圧縮機本体１はコ字状の形状をなし、圧縮機本
体１の基板１ａ上には、金型２が配置され、この
金型２の周囲にはヒーター３が設けられている。

金型２の中に入れられた粉末状の材料を圧縮す
る手段として、圧縮機本体１の枠体１ｂの内部に
おいて、サーボモータ４の駆動により回転する歯
車５は、ボールスクリユウ軸６に固定された歯車
７と係合し、ボールスクリユウ軸６にはプレスの
ラム８の後端に固定されたボールナツト９を嵌合
しており、プレスのラム８は圧縮機本体１の枠体
１ｂの開口部に設けられたフランジ１０に案内さ
れ、フランジ１０に設けられたキー１１がプレス
のラム８に形成したキー溝１２と係合して、プレ
スのラム８に回転をさせることなく、上昇・下降
運動を行わせしめる。

プレスのラム８の下端には、ポンチ１３が固定
され、金型２との間で粉末状の材料を圧縮する。

ボールスクリユウ軸６の端部６ａには軸受１４
により軸支されると共に、端部６ａ、軸受１４を
主ピストン１５内に配置している。

主ピストン１５は圧縮機本体１の上部に配置し
た主シリンダー１６内に設けられ、ラム先端のポ
ンチ１３に押圧力が生じていない状態では、主ピ
ストン１５の肩部１５ａは圧縮機本体１の上端壁
１ｃに係合している。

主シリンダー１６の上壁１６ａには、開口部１
６ｂを形成し、この主シリンダー１６の上壁１６
ａ上に配置した小径の副シリンダー１７と連通し
ている。主シリンダー１６の側部開口１６ｃには
圧力センサー１９が設けられ、圧力センサー１９
からの信号は、圧力設定値と比較演算される制御
装置２０に与えられ、制御装置２０は増巾器を介
してサーボモータ４を制御するように接続されて
いる。

小径の副シリンダー１７内には、小径の副ピス
トン１８が設けられ、副シリンダー１７内面に形
成した段部１７ａに副ピストン１８の段部１８ａ
が係合するように、副ピストン１８の端部１８ｂ
には、スプリング２１が押圧力として作用してい
る。このスプリング２１の押圧力を調整するた
め、スプリング２１の端部は、副シリンダー１７
の上壁１７ｂに挿通された調整用螺子２５の端板
２５ａに取り付けられている。

主シリンダー１６の主ピストン１５と小径の副
シリンダー１７の副ピストン１８との間には、圧
縮率が殆んどない油２２で満たされており、２３
は油注入口である。

２４は制御装置２０に設けられた圧力値設定器
である。

以上の構成により、制御装置２０に金型２に入
れられる粉末状の材料Ｍに対して必要な押圧力Ｗ
を設定器２４により設定し、粉末圧縮成形機のサ
ーボモータ４を作動させる。サーボモータ４の回
転は、歯車５，７を介してボールスクリユウ軸６
を回転し、これによりボールナツト９を介して、
ラム８、ポンチ１３により金型２内の材料Ｍを圧
縮する。

この際、ポンチ１３の押圧力の反力がボールス
クリユウ軸６の端部６ａに生じ、この反力は主ピ
ストン１５と主シリンダー１６で受け、且つこの
反力に基づき材料Ｍ、ボールスクリユウ軸６、ボ
ールナツト９その他に衝撃が発生するが、この衝
撃は主シリンダー１６から小径の副シリンダー１
７への油の移動を副ピストン１８の背後のスプリ
ング２１により吸収して緩和する。

この場合、主シリンダー１６の主ピストン１５
の面積が大であり、これに比して副シリンダー１
７の副ピストン１８の面積は小さく構成されてい
るため、押圧力Ｗの反力は主ピストン１５に強大
な押圧力が生じても、油圧ダンパーとして機能す
る副ピストン１８に加わる力は小さく、したがつ
て、スプリング２１の圧縮力は押圧力Ｗに比して
小さく、スプリング２１は小さいもので充分であ
る。しかも調整用螺子２５の回動によりスプリン
グ２１の圧縮力を設定することにより、正確な押
圧力Ｗの検知が可能となる。

前記のように衝撃を緩和したスプリング２１
は、スプリング２１の圧縮力により副ピストン１
８を圧縮する状態に復帰し、この状態で主シリン
ダー１６内の油圧を圧力センサー１９の検知によ
り測定し、規定の押圧力Ｗ以下であれば、サーボ
モータ４は回転を続け、規定の押圧力Ｗに達した
場合、制御装置２０からの信号で、サーボモータ
４の回転を停止する。時間の経過と共に材料Ｍの
変形縮小を生じると、主シリンダー１６内の油圧
が変化し、圧力センサー１９が規定の押圧力Ｗ以
下であることを検知し、再びサーボモータ４は駆
動し、前述した同様の油圧ダンパーとして副シリ
ンダー１７内のスプリング２１の作用で各部に加
わる衝撃を緩和し、且つスプリング２１の復帰に
より、主シリンダー１６内の油圧を圧力センサー
１９の検知により、規定の押圧力Ｗに達したこと
で、制御装置２０からの信号はサーボモータ４の
回転を停止する。

このようなサーボモータ４の回転による押圧・
停止・押圧・停止の動作を材料の成形に必要な時
間の間に数回繰り返して製品を得ることができ、
この間、この押圧、停止の繰り返しによる押圧の
際の衝撃を主シリンダー１６の上方に設けた小径
の副シリンダー１７と副ピストン１８の背後に設
けたスプリング２１により緩和して装置の各部を
保護する特徴を有する。

〔効果〕

本発明の粉末材料用電動プレス装置により、サ
ーボモータを用いて金型内の粉末材料に押圧力を
加える始動時において、押圧部材である軸部に関
連する各部に生ずる衝撃は、軸部端に配置した主
ピストン、主シリンダー、小径の副シリンダー及
び副シリンダーの副ピストンに設けたスプリング
により吸収される。

また、本発明において、粉末材料の成形に必要
な押圧力を一定値に設定し、この押圧力を主シリ
ンダーに設けた圧力センサーにより検知するた
め、前記スプリングの圧縮力を基準の押圧力に対
応させしめるものであるが、副ピストンの径を主
ピストンの径より小さくしたことにより、スプリ
ングとして小型のものが採用でき、しかもスプリ
ングの圧縮力は副シリンダーの端部に設けた調整
用設定部材により正確に合わせることができる。

更に、本発明の構成では、主ピストンと副ピス
トンとの間の主シリンダー内の油圧は圧力センサ
ーにより検知されるが、主シリンダー内の油圧が
成形に必要な一定の押圧力を示すと、サーボモー
タは停止し、ある時間経過すると、材料の変形縮
小による主ピストンによる反力が減少し、主シリ
ンダー内の油圧が一定の押圧力以下を示し、サー
ボモータは駆動を行なうように、成形される粉末
材料に対して押圧・停止・押圧・停止の動作を所
定時間内に繰り返して、製品を完成することによ
り、品質の均一な、且つ良質の製品を得る効果を
有している。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の粉末材料用電動プレス装置を示
す。 ４…サーボモータ、６，８，１３…軸部、１５
…主ピストン、１６…主シリンダー、１６ｂ…小
孔、１７…副シリンダー、１８…副ピストン、２
１…スプリング、１９…圧力センサー、２５…調
整用設定部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金型内の粉末材料に一定の押圧力を加えるた
   め、押圧力の反力を検知し、サーボモータの回転
   を制御してなる電動プレス装置において、 サーボモータの回転により金型内の粉末材料に
   押圧力を加える軸部を設け、金型と反端側の軸部
   の端部に主ピストンを設け、主ピストンを主シリ
   ンダー内に位置せしめ、主シリンダーには、主ピ
   ストンと対応する側に小孔を設け、該小孔を介し
   て主シリンダーと主シリンダーよりも小径の副シ
   リンダーとを連通せしめ、副シリンダーにはスプ
   リングにより押圧される副ピストンを配置し、主
   シリンダーの一部に設けた圧力センサーによりサ
   ーボモータの駆動・停止の繰り返しによつて製品
   を得ることを特徴とする粉末材料用電動プレス装
   置。 ２ 副シリンダー室で副ピストンを押圧するスプ
   リングの圧縮力を押圧力に対応するよう調整用設
   定部材を副シリンダー室の外部に設けたことを特
   徴とする第１項記載の粉末材料用電動プレス装
   置。