JPH0345934Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、金属粉末やセラミツク粉末等の試
料を押圧焼結して焼結体を製造するホツトプレス
装置に関するものである。

「従来の技術」 従来この種のホツトプレス装置として、第６図
に示すものが知られている。このホツトプレス装
置Ｂは、真空に保持可能な炉体１内で、モールド
（型）２の内部に充填された試料３を圧縮すると
ともに加熱することにより、焼結体４を製造する
ようになつている。モールド２は、筒状のダイス
５と、その中空部の上部および下部にそれぞれ配
される上パンチ６、下パンチ７により構成されて
おり、ダイス５は下パンチ７に支持されるように
なつている。また、炉体１を貫通してそれぞれ杆
状の上ラム８、下ラム９が同軸的に配されてい
る。上ラム８は炉体１に対して固定されており、
下ラム９は図示しない駆動源により上下に移動可
能とされている。

このホツトプレス装置Ｂにより焼結体４を製造
する手順を説明すると、まず、炉体１外でモール
ド２内に試料３を充填して予備プレスを行い、そ
のモールド２を、図示しないローダーフオークを
用いて炉体１内に裝入して、第６図イに示すよう
に下ラム９の上端に載置する。そして、下ラム９
を上方に押し上げれば、第６図ロに示すように下
パンチ７およびダイス５は上方に持ち上げられ、
一方、上パンチ６は上ラム８によつて動くことが
なくダイス５に対して相対的に下降するから、下
パンチ７と上パンチ６とにより試料３が圧縮され
る。その後、炉体１内をヒーター１０により高温
に加熱して試料３を焼結させ、焼結体４を形成す
る。焼結が完了したらモールド２および焼結体４
を冷却し、その後、ローダーフオーク（図示せ
ず）によりモールド２を炉体１外に搬出し、型抜
きを行つて焼結体４をモールド２から取り出す。

なお、第６図中の符号１１はダイスの中空部に
嵌合されているスリーブ、１２は断熱材、１３は
真空排気口、１４はドア、１５はシールである。

「考案が解決しようとする問題点」 ところで、上記構成のホツトプレス装置Ｂで
は、下パンチ７がダイス５を支持するようになつ
ており、試料３を圧縮する際には、下ラム９が下
パンチ７とともにダイス５も同時に上方に移動さ
せるようになつていることから、下ラム９の押圧
力の一部はダイス５を上方に移動させることに費
やされてしまう。しかもダイス５は圧縮されつる
ある試料３から大きな側圧を受けながらその側面
を摺動していくので、下ラム９はダイス５と試料
３との摩擦力に打ち勝つてダイス５を持ち上げな
ればならない。このため、下パンチ７による上向
きの押圧力が、上パンチ６による下向きの押圧力
より小さくなつてしまい、したがつて、試料３の
下部の密度が上部の密度より粗くなつてしまうと
いう問題を生じていた。このことは、試料３の形
状が径寸法に比して高さ寸法が大きい場合に特に
顕著である。

また、上記従来のホツトプレス装置Ｂでは、焼
結完了後直ちに型抜きを行うことが困難であり、
上述したように型抜きを冷却後に行わざるを得な
いことから、ダイス５の材料の熱膨張率が焼結体
４の熱膨張率より大きいような場合、すなわち、
冷却に伴つてダイス５が焼結体４より大きく収縮
するような場合には、ダイス５の収縮が焼結体４
によつて拘束され、このためダイス５が割れてし
まうという問題を生じることもあつた。

この考案は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、押圧力を均等にすることができ、もつて焼結
体の密度を均一なものとすることができるととも
に、ダイスの割れを防止することの可能なホツト
プレス装置を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 この考案は、中心軸線が上下方向に沿うように
配された筒状のダイスと、そのダイスの中空部の
上部および下部にそれぞれ配置される上パンチお
よび下パンチとによつてモールドを構成し、この
モールドの上パンチと下パンチ相互間に充填した
試料を、上パンチと下パンチのいずれか一方を上
ラムまたは下ラムによつて押圧することによつて
圧縮するとともに、その試料を加熱して焼結させ
るように構成したホツトプレス装置において、上
記ダイスの内周部に、そのダイスに大して上下方
向に相対移動可能に嵌合されたスリーブを設ける
とともに、上記ダイスの下方に配されて上記モー
ルドを支持するモールド支持部材を設け、かつ、
そのモールド支持部材を支持するとともに昇降さ
せる第１の昇降機構と、上記ダイスを昇降させる
第２の昇降機構とを備えていることを特徴として
いる。

「作用」 この考案のホツトプレス装置では、モールドを
モールド支持部材によつて支持し、そのモールド
支持部材を第１の昇降機構によつて支持するとと
もに昇降させる。これにより、プレス時の押圧力
はダイスに伝達されることなく全てプレスに活用
される。また、第２の昇降機構はダイスのみを昇
降させることによつて型抜きを行う。

「実施例」 以下、この考案の実施例について図面を参照し
て説明する。

まず、第１図〜第３図を参照してこの実施例の
ホツトプレス装置Ａの構成を説明するが、このホ
ツトプレス装置Ａにおいおて、上述した従来のホ
ツトプレス装置Ｂと同様の構成要素については、
第１図〜第３図に第６図と同一符号を付して、そ
の詳細な説明は省略する。

このホツトプレス装置Ａは、上述のホツトプレ
ス装置Ｂと同様に、上ラム８は炉体１に対して固
定されており、下ラム９が上方に移動することに
よりモールド２０内に充填されている試料３をプ
レスするようになつている。モールド２０はダイ
ス２１，上パンチ２２、下パンチ２３により構成
されている。ダイス２１は筒状とされていて、そ
の中空部は下側がやや開いているテーパ状とされ
ている。このダイス２１の内周部にはスリーブ２
４がダイス２１の軸線方向（第１図において上下
方向）に移動自在に嵌合されている。このスリー
ブ２４は上記ダイス２１の中空部の形状に対応し
て下側がやや開いているテーパ状とされていると
ともに上下方向に二つ割りとされている。また、
上記の上パンチ２２、下パンチ２３はダイス２１
の中空部の上部および下部にそれぞれ上下方向に
移動自在に配設され、それらの間に試料３が充填
されるようになつている。

上記構成のモールド２０は、下パンチ２３の下
端と下ラム９の上端とをキー２５によつて固定す
ることにより、炉体１内に配置されるようになつ
ている。

また、このホツトプレス装置Ａは、上記モール
ド２０を支持するモールド支持部材２６を有して
いる。このモールド支持部材２６は、第３図に示
すように平面視において、略小判状とされ、その
中心部には上記下パンチ２３および下ラム９が移
動自在に挿通し得るとともに、下パンチ２３が抜
け落ちることがないように係合し得る孔２６ａが
形成されている。このモールド支持部材２６は、
炉体１の下部に取り付けられている二つの油圧シ
リンダ（第１の昇降機構）２７，２７のロツド２
７ａ，２７ａにより支持されてダイス２１の下方
に配設されるとともに、その油圧シリンダ２７，
２７によつて昇降できるようにされている。

また、炉体１の下部には、上記ダイス２１を昇
降させる二つの油圧シリンダ（第２の昇降機構）
２８，２８が取り付けられている。この油圧シリ
ンダ２８，２８のロツド２８ａ，２８ａは、上記
モールド支持部材２６の側方を通つてダイス２１
の下面に直接当接して、そのダイス２１のみを上
方に持ち上げることができるようにされている。

以上、このホツトプレス装置Ａの構成について
説明したが、次にその使用方法を説明する。第４
図イ〜ホはその作業手順を工程順に示すものであ
る。なお、第４図イ〜ホ２はそれぞれ第３図にお
けるＸ−Ｘ線視断面展開図である。

まず炉体１外においてモールド２０の内部に試
料３を充填するとともに、下パンチ２３の外側に
モールド支持部材２６を配置する。そして、これ
らをローダーフオーク（図示せず）により炉体１
内に裝入して、イに示すように下ラム９の上端に
載置しキー２５により固定する。この時、油圧シ
リンダ２７，２７のロツド２７ａ，２７ａを延ば
しておいてモールド支持部材２６が落下しないよ
うに支持する。

それから、下ラム９を僅かに上昇させて予備プ
レスを行う。この予備プレスによつて圧縮された
試料３の側圧がスリーブ２４にかかり、試料３と
スリーブ２４との摩擦抵抗がスリーブ２４および
ダイス２１の合計重量以上となれば、ダイス２１
はスリーブ２４とともに摩擦力によつて持ち上げ
られて、ロに示すようにモールド支持部材２６か
ら浮上することになる。

それから、その状態のままで下ラム９のより本
プレスを行つて試料３を所定の変位となるまで圧
縮する。プレスの終了後、ヒーター１０により試
料３を焼結させる。

そして、焼結が完了したら直ちにハに示すよう
に、油圧シリンダ２８，２８のロツド２８ａ，２
８ａを上昇させる。これにより、スリーブ２４は
焼結体４に固着しているのでダイス２１のみが押
し上げられ、これに伴つて、ダイス２１の中空部
およびスリーブ２４がテーパ状とされていること
からそれらの間に隙間が生じる。すなわち、型抜
き（熱間型抜き）がなされ、以後、ダイス２１は
何等拘束されることがない。

その状態のままで焼結体４、モールド２０を冷
却し、それらが充分に冷却された後に、ニに示す
ように油圧シリンダ２８，２８のロツド２８ａ，
２８ａを引き下げてダイス２１を元の位置に降下
させ、さらに、ホに示すように、モールド２０が
モールド支持部材２６上に位置するまで下ラム９
を引き下げる。それから、ローダーフオーク（図
示せず）を用いてモールド２０をモールド支持部
材２６とともに炉体１外に搬出し、モールド２０
内より焼結体４を取り出す。

以上の手順によれば、ダイス２１が浮上してい
る状態で本プレスを行うので、下ラム９はダイス
２１を直接押しあげることはなく、その押圧力が
ダイス２１の上昇に費やされることはない。した
がつて、下ラム９と上ラム８による上下からの押
圧力はほぼ均等となつていわゆる両押し状態が実
現でき、焼結体４の密度を上下で均一なものとす
ることができる。

また、上記の手順によれば、焼結完了後直ちに
油圧シリンダ２８、２８により型抜きを行い、ダ
イス２１を拘束しない状態で冷却するので、焼結
体４とダイス２１の熱膨張率が異なる場合であつ
ても冷却時にダイス２１が割れることはない。し
たがつて、この点で従来ホツトプレスを行うこと
ができなかつた材料に対してもホツトプレスが可
能となる。また、従来特に困難であつたダイス２
１の急速冷却も可能となるので、作業時間が短縮
され、生産性の向上を図ることができる。

さらに、上記の手順によれば、従来炉体１外で
行う必要のあつた予備プレスを省略することがで
き、そのための設備は不要となる。

以上、この考案の実施例について説明したが、
この考案は上記に限定されるものではなく、たと
えばモールド支持部材２６の形状等は適宜変更し
て良い。また上記実施例では、第１、第２の昇降
機構として油圧シリンダ２７，２８をそれぞれ二
つずつ設けたが、これは油圧シリンダに限らず他
の手段でも良いし、その設置個数も任意である。

また、上記実施例では上ラム８を固定してお
き、下ラム９によつて試料３をプレスするように
したが、逆に下ラム９を固定し、上ラム８によつ
てプレスするように構成しても良い。この場合の
使用方法について第５図イ〜ホを参照して説明す
ると、まずイに示すように、油圧シリンダ２７，
２７によりモールド支持部材２６を支持した状態
でモールド２０を下ラム９に固定する。そして、
ロに示すように、上ラム８を僅かに押し下げて予
備プレスを行い、試料３からの側圧によつてダイ
ス２１を支持できるようになつたら、ハに示すよ
うに油圧シリンダ２７，２７のロツド２７ａ，２
７ａを引き下げ、モールド支持部材２６を降下さ
せてダイス２１を浮上させる。そして、その状態
のままで上ラム８による本プレス、ヒーター１０
による焼結を行う。焼結完了後、ニに示すよう
に、油圧シリンダ２８，２８によりダイス２１を
押しあげて型抜きを行い、そのまま冷却する。冷
却終了後には、ホに示すように油圧シリンダ２
８，２８によりダイス２１を下げ、さらに油圧シ
リンダ２７，２７によつてモールド支持部材２６
を押し上げてその上面でモールド２０を支持す
る。その後、ローダーフオーク（図示せず）によ
りモールド２０をモールド支持部材２６とともに
炉体１外に搬出する。このようにすることによ
り、上ラム８によつてプレスする場合であつて
も、上述の下ラム９によつて押圧する場合と全く
同様に両押し状態が実現できるとともに、熱間型
抜きができるから、ダイス割れを防止することが
できる。

「考案の効果」 以上詳細に説明したように、この考案によれば
モールドを支持するモールド支持部材を設け、そ
のモールド支持部材を支持するとともに昇降させ
る第１の昇降機構を備えたから、上ラムまたは下
ラムの押圧力がダイスの移動に費やされてしまう
ことがなく、試料の上下における押圧力は均等と
なり、焼結体の密度を均一なものにすることがで
きるという効果を奏する。

また、ダイスの内周部に上下方向に相対移動可
能なスリーブを設けるとともに、ダイスを昇降さ
せる第２の昇降機構を備えたから、焼結後直ちに
型抜きを行うことができ、したがつて冷却に伴つ
てダイスが割れてしまうことを防止することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの考案の実施例を示す図で
ある。第１図〜第３図はこの実施例のホツトプレ
ス装置の概略構成を示す図であつて、第１図は正
断面図、第２図は第１図−線視側断面図、第
３図は第１図−線視平断面図である。第４図
および第５図はこのホツトプレス装置の使用方法
を説明するための図であつて、第４図イ〜ホは下
ラムによつて押圧する場合の作業手順を工程順に
示した図、第５図イ〜ホは上ラムによつて押圧す
る場合の作業手順を工程順に示した図である。第
６図は従来のホツトプレス装置を示す図であつ
て、このうちイはプレス開始前の状態、ロはプレ
ス終了時の状態をそれぞれ示す正断面図である。 Ａ……ホツトプレス装置、３……試料、４……
焼結体、８……上ラム、９……下ラム、２０……
モールド、２１……ダイス、２２……上パンチ、
２３……下パンチ、２４……スリーブ、２６……
モールド支持部材、２７……油圧シリンダ（第１
の昇降機構）、２８……油圧シリンダ（第２の昇
降機構）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中心軸線が上下方向に沿うように配された筒状
   のダイスと、そのダイスの中空部の上部および下
   部にそれぞれ配置される上パンチおよび下パンチ
   とによつてモールドを構成し、このモールドの上
   パンチと下パンチ相互間に充填した試料を、上パ
   ンチと下パンチのいずれか一方を上ラムまたは下
   ラムによつて押圧することによつて圧縮するとと
   もに、その試料を加熱して焼結させるように構成
   したホツトプレス装置において、上記ダイスの内
   周部に、そのダイスの軸線方向に移動可能に嵌合
   されたスリーブを設けるとともに、上記ダイスの
   下方に配されて上記モールドを支持するモールド
   支持部材を設け、かつ、そのモールド支持部材を
   支持するとともに昇降させる第１の昇降機構と、
   上記ダイスを昇降させる第２の昇降機構とを備え
   ていることを特徴とするホツトプレス装置。