JPH07112638B2

JPH07112638B2 - 粉末成形プレスの加圧制御方法

Info

Publication number: JPH07112638B2
Application number: JP3130657A
Authority: JP
Inventors: 本正生山; 桐武司片; 嶋司田; 崎志朗白
Original assignee: 株式会社ヨシツカ精機
Priority date: 1991-05-02
Filing date: 1991-05-02
Publication date: 1995-12-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: US5288440A; DE4203401A1; JPH05146896A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉末成形プレスの制御方
法に関し、特に段付形状の成形品を成形するための粉末
成形プレスの加圧制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の粉末成形プレスの制御方法とし
て、本出願人はすでに平成２年特許願第２１３５０７号
において、成形品の各段部を均一に加圧するために、上
パンチ，下パンチおよび金型の相対的な移動速度の比率
が、成形品の各段部の最終的な圧縮寸法の比率と同一比
率となるように制御する方法を提案した。そして、この
出願では、上ラムが下降して上パンチ下面が金型面に達
した時点または少し入り金型内に込んだ時点、すなわち
加圧が開始した時点から、上ラムの下降速度に比例した
速度で金型および下パンチを下降させて成形品の各段部
を加圧するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上パンチ下面
が金型面に達して加圧が開始した時点から金型及び下パ
ンチの下降を開始するだけでは、上パンチのスピードに
比例した動きになるまでに時間がかかり、タイミングに
遅れがでるために完全に比例した動きにならず近似的な
ものになり、粉末の移動が生ずるという問題があった。

【０００４】したがって、各パンチに対応する粉末の充
填深さが計算上の充填深さと異なり、粉末の充填を微調
整する必要があり、時間がかかるという問題があった。

【０００５】本発明は、上記した従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
成形品を成形する上で、とくに加圧開始時点から理想的
な動きを実現し、上パンチおよび下パンチ及び金型を同
調させ得る加圧制御方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、粉末が充填されるダイ孔を備え
た金型と、前記ダイ孔内の粉末を上方から加圧するため
の一つの上パンチと、前記ダイ孔内の粉末を下方から加
圧する複数の下分割パンチに分割された下パンチと、を
備え、前記ダイ孔内に充填された粉末のうち、上パンチ
と複数の下分割パンチによって軸方向に挟まれる互いに
隣接する複数の粉末部分を、前記一つの上パンチと複数
の下分割パンチによって軸方向に圧縮して複数の段部を
備えた段付き成形品を成形する粉末プレスの加圧制御方
法であって、前記ダイ孔に粉末を充填する際に、上パン
チを金型上方に位置させてダイ孔上端を開口させると共
にダイ孔下端を複数の下分割パンチによって閉じてダイ
孔上端からダイ孔内に粉末を充填し、前記金型上面から
各下分割パンチまでの粉末の充填深さの比率を、段付き
成形品の各段部の高さ寸法の比率と略同一比率に設定
し、前記ダイ孔内の粉末を上パンチおよび各下分割パン
チによって圧縮する際に、前記上パンチを金型に対して
下降させ、上パンチ先端がほぼダイ孔上端に達した位置
で上パンチを一時停止させ、その後、上パンチおよび下
分割パンチの加圧動作を同時に開始し、加圧開始時点か
ら加圧完了時点までの全加圧行程中、各粉末部分の圧縮
量の時間に対する変化の割合である圧縮速度の比率が、
最終的な成形品の各段部の高さ寸法の比率と略同一比率
となるように、上パンチと各下分割パンチの移動速度を
制御して、上パンチと各下分割パンチ間に挟まれた複数
の粉末部分を同一の圧縮度に維持することを特徴とす
る。上方に開口する大径孔部と、下方に開口する小径孔
部と、大径孔部と小径孔部との境界の段差部と、を有す
るダイ孔を備えた金型と、大径孔部に挿入される一つの
上パンチと、小径孔部に挿入される一つの下パンチと、
を備え、前記ダイ孔内に充填された粉末の内、上パンチ
とダイ孔内周の段差部によって軸方向に挟まれる粉末部
分を上パンチと段差部によって圧縮し、上パンチと下パ
ンチによって軸方向に挟まれる粉末部分を上パンチと下
パンチによって圧縮して２段の段部を備えた段付き成形
品を成形する粉末プレスの加圧制御方法であって、前記
ダイ孔に粉末を充填する際に、上パンチを金型上方に位
置させてダイ孔上端を開口させると共にダイ孔下端を下
パンチによって閉じてダイ孔上端からダイ孔内に粉末を
充填し、金型上面からダイ孔の段差部までの充填深さ
と、金型上面から下パンチまでの充填深さの比率を、成
形品の各段部の高さ寸法の比率と同一比率に設定し、前
記ダイ孔内の粉末を圧縮する際に、前記上パンチを金型
に対して下降させ、上パンチ先端がほぼダイ孔上端に達
した位置で上パンチを一時停止させ、その後上パンチ及
び下パンチの加圧動作を同時に開始し、加圧開始時点か
ら加圧完了時点までの全加圧行程中、上パンチとダイ孔
の段差部で挟まれる粉末部分の圧縮量の時間に対する変
化の割合である圧縮速度と、上パンチと下パンチで挟ま
れる粉末部分の圧縮量の時間に対する変化の割合である
圧縮速度との比率が、最終的な成形品の各段部の高さ寸
法間の比率と同一比率となるように、上パンチおよび下
パンチの移動速度を制御して、上パンチとダイ孔の段差
部間に挟まれた粉末部分と、上パンチと下パンチ間に挟
まれた粉末部分を同一の圧縮度に維持することを特徴と
する。

【０００７】

【作用】而して、粉末を充填した後、金型に対して上パ
ンチを下降して上パンチの先端がほぼダイ孔上端に達し
た位置で、上パンチを一時停止させ、その後、上パンチ
と下パンチの加圧動作を同時に開始することにより、加
圧開始時点直後においても、ほぼ同一比率によって段付
き成形品の各段部に対応する粉末部分を加圧することが
できる。加圧動作は、一定速度で移動を開始させる場合
もあるし、速度変化を伴う場合には、加速度についても
段部間の比率と同一比率で移動させる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。まず、図１に示すような２段階に絞った成形品Ｗ
を成形する場合を例にとって説明する。成形品Ｗは大，
中，小の円板を同軸的に積み重ねたような円柱状の製品
で、大径側から小径側に向かって第１，第２，第３段部
Ｗ1,Ｗ2,Ｗ3 を有している。

【０００９】成形にあたっては、上パンチ４と、下パン
チ１０とによって金型としてのダイ１内に充填された粉
末３を圧縮することにより行われるが、この実施例では
上パンチ４の下動と共にダイ１も下動させるウィズドロ
アル方式により行われる。

【００１０】下パンチ１０は同心的に組み付けられ、複
数の下分割パンチとしての第１，第２，第３下パンチ１
１，１２，１３に分割構成されている。この内、第１下
パンチ１１は最も外側に位置し、上パンチ４との間で挟
まれる粉末部分を軸方向に圧縮して成形品Ｗの第１段部
Ｗ１を成形する。第２下パンチ１２は中間に位置し、上
パンチ４との間で挟まれる粉末部分を軸方向に圧縮して
成形品Ｗの第２段部Ｗ２を成形する。第３下パンチ１３
は中心に位置し、上パンチ４との間で挟まれる粉末部分
を軸方向に圧縮して第３段部Ｗ３を成形する。

【００１１】そして、一般的に圧縮量は上下寸法にして
１／２程度に設定するので、この実施例でも充填した粉
末を１／２に圧縮することにして以下説明する。説明を
簡略化するために、成形品Ｗの寸法関係を、第１段部Ｗ
１から第３段部Ｗ３の各々の高さの差をｈ、すなわち第
１段部Ｗ１の高さ寸法をｈ、第２段部Ｗ２の高さ寸法を
２ｈ、第３段部Ｗ３の高さ寸法を３ｈとする。ダイ孔２
に粉末を充填する際には、上パンチ４をダイ１上方に位
置させてダイ孔２上端を開口させると共にダイ孔２下端
を第１，第２，第３下パンチ１１，１２，１３によって
閉じ、図示しないフィーダによってダイ孔２上端から粉
末が充填される。この粉末の上面はダイ上面１Ａとほぼ
一致しており、ダイ上面１Ａから各第１，第２，第３下
パンチ１１，１２，１３までの粉末の充填深さの比率
は、成形品Ｗの第１，第２，第３段部Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３
の高さ寸法の比率（１：２：３）と略同一比率に設定さ
れる。すなわち、図１（ａ）に示すように、第３パンチ
１３を基準にして、第３パンチ１３からダイ上面１Ａま
での寸法を６ｈ、第３パンチ１３から第１パンチ１１ま
での寸法を４ｈ、第３パンチ１３から第２下パンチ１２
までの寸法２ｈにそれぞれ設定している。第１段部Ｗ１
に対応する粉末部分の充填深さは第１下パンチ１１上端
からダイ上面１Ａまでの寸法なので、（６ｈ−４ｈ）で
２ｈ、第２段部Ｗ２に対応する粉末部分の充填深さは第
２パンチ１２上端からダイ上面１Ａまでの寸法なので、
（６ｈ−２ｈ）で４ｈ、第３段部Ｗ３に対応する粉末部
分の充填深さは第３パンチ１３上端からダイ上面１Ａま
での寸法なので６ｈであり、各粉末部分の充填深さの比
率は（２ｈ：４ｈ：６ｈ）で、成形品Ｗの第１，第２，
第３段部Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の比率と同一比率（１：２：
３）となっている。

【００１２】そして図１（ｂ）および図２に示すよう
に、上パンチ４を下降させ上パンチ４先端がほぼダイ孔
２上端に達した位置、たとえばダイ上面１Ａに達した時
点またはダイ孔２内に少し入り込んでダイ孔２の開口部
が塞がった時点で上パンチ４を一時停止させ、その後、
上パンチ４および下第１，第２，第３パンチ１１，１
２，１３の加圧動作を同時に開始する。この実施例で
は、第３パンチ１３を固定した状態で上パンチ４を３ｈ
だけ下降させ、第１下パンチ１１を２ｈだけ下降させ、
第２下パンチ１２を１ｈだけ下降させる。ダイ１につい
ても上記加圧開始時点から上パンチ４と共に下降させる
ようになっている。

【００１３】

【００１４】上パンチの一時停止後、加圧開始時点から
加圧完了時点までの全加圧行程中、上パンチ４と下第１
パンチ１１間の粉末部分、上パンチ４と下第２パンチ１
２間の粉末部分、さらに上パンチ４と下第３パンチ１３
間の粉末部分、それぞれの圧縮量の時間に対する変化の
割合である圧縮速度の比率が、最終的な成形品Ｗの各第
１，第２，第３段部Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の高さ寸法の比率
（１：２：３）と略同一比率となるように、上パンチ４
と各第１，第２，第３下パンチ１１，１２，１３の移動
速度が制御される。この実施例では、第３下パンチ１３
を固定とし、上パンチ４の速度をＶＡ，第１下パンチ１
１の速度をＶＢ、第２下パンチ１２の速度をＶｃとする
と、ＶＡ：ＶＢ：Ｖｃ＝３：２：１となるように設定した。

【００１５】もっとも、この速度比は、完全に同一にす
る場合だけでなく、最適な加圧状態となるように所定量
調整することが可能である。

【００１６】ここで、Ｖｃを基準にしてその大きさをｖ
とすると、ＶＡ＝３ｖ、ＶＢ＝２ｖ、Ｖｃ＝ｖとなり、
ｔ［ｓ］後の各段部の圧縮量は、第１段部Ｗ１は（ＶＡ
−ＶＢ）×ｔ＝ｖｔ、第２段部Ｗ２は（ＶＡ−Ｖｃ）×
ｔ＝２ｖｔ、第３段部Ｗ３はＶＡ＝３ｖｔとなる。ここ
で、各段部に対応する粉末部分の圧縮量の変化の割合で
ある圧縮速度は、第１段部Ｗ１はｖ、第２段部Ｗ２は２
ｖ、第３段部Ｗ３は３ｖとなり、その比率は各段部の高
さ寸法の比率と同一の比率（１：２：３）である。ただ
し、圧縮速度は一定とは限らず変化するものなので、速
度が変化した場合の変化率である加速度についても、上
記各段部と高さ寸法の比率と同一の比率に設定する。

【００１７】そして、このときの圧縮度をみると、第１
段部Ｗ1 はｖｔ／（６ｈー４ｈ）＝ｖｔ／２ｈ、第２段
部Ｗ2,はｖｔ／（６ｈ−２ｈ）＝２ｖｔ／４ｈ＝ｖｔ／
２ｈ、第３段部Ｗ3 は３ｖｔ／６ｈ＝ｖｔ／２ｈとな
り、圧縮度はがすべて同一にとなる。したがって、、加
圧開始時点から加圧終了時点に至るまでの全加圧工程に
おいて第１，第２，第３段部Ｗ1,Ｗ2,Ｗ3 のすべてが均
一な密度に加圧されることになり、従来のように各段部
Ｗ1,Ｗ2,Ｗ3 の加圧状態の違いによる粉末の移動がな
く、均一な組織の圧粉体を成形することができる。ま
た、このように均一に加圧できるので、各段部Ｗ1,Ｗ2,
Ｗ3 の充填深さも基本的には計算値でよく、設定が簡単
になる。加速度についても上記速度比と同一比率に設定
される。

【００１８】図２には、上記成形工程の実際のストロー
ク線図を示している。

【００１９】すなわち、上パンチ４については、上死点
位置より、規定の加速度，速度，下降距離（上パンチ４
の先端がダイ面１Ａに達した時またはダイ孔２内に少し
入り込んでダイ孔２の開口部を塞いだ時点、すなわち加
圧が開始される時点）が指定され、加圧開始時点に達し
た時にできるだけ短時間停止させる（図中（イ）参
照）。

【００２０】その後、上パンチ４，ダイ１、第１下パン
チ１１，第２下パンチ１２をそれぞれの上記した上パン
チ４の加速度，速度，下降距離に比例した規定の量で同
時に下降を開始させ（図中(ロ) 参照）、加圧工程を行う
（図中(ハ) 参照）。図示するように上パンチ４、ダイ１
および第１，第２，第３下パンチ１１，１２，１３の速
度は実際には変化させ、加速度についても一定比率とな
るように設定している。

【００２１】そして、同様の方法で加速度，速度，下降
距離を指定し、上パンチ４は上昇、ダイ１および第１，
第２，第３下パンチは下降し（図中(ヘ) (ト) (チ) 参
照）、抜き出しが完了すると（図中(リ) 参照) 、図示し
ないフィーダーにより成形品を払い出すと同時に粉末を
金型内に入れる（図中(ヌ) 参照）。

【００２２】図３(a) 〜(e) は本発明の他の実施例の加
圧方法を示すもので、この例はダイ１を固定した両圧方
式の場合である。成形品Ｗ´としては、上記実施例と異
なり第２段部Ｗ1 ´と第２段部Ｗ2 ´のみの二段の円柱
状成形品で、第１，第２下パンチ１１´，１２´と上パ
ンチ４によって圧縮成形される。

【００２３】この場合には、各パンチの速度を、上パン
チ４をＶA ´、第１下パンチ１１´をＶB ´、第２下パ
ンチ１２´をＶC ´とすると、ＶA ´：ＶB ´：ＶC ´＝１：０：１の割合に設定し、やはり上パンチ４がダイ２のダイ上面
１Ａに達した時点または少し入り込んでダイ孔２の開口
部を塞いだ時点、すなわち加圧が開始された時点から加
圧が完了する全加圧工程中において上記速度比および加
速度比で制御すればよい。

【００２４】この実施例も１／２だけ圧縮するものと
し、第１段部Ｗ１′の成形品の高さをｈ、第２段部Ｗ
２′の高さを２ｈとすると、充填深さは第１段部Ｗ１′
が２ｈ、第２段部Ｗ２′が４ｈであり、速度をＶＡ′＝
ＶＣ′＝ｖとすると、加圧開始点からｔ［ｓ］後の圧縮
度は第１段部Ｗ１′がｖｔ／２ｈ、第２段部Ｗ２′が２
ｖｔ／４ｈ＝ｖｔ／２ｈと、常に一定の圧縮度で加圧さ
れることになる。

【００２５】図４は図３の成形工程のストローク線図を
示している。すなわち、上パンチ４が下降し、ダイ上面
１Ａに達して時点で一定時間停止し（図４中(イ) 参
照）、その後上パンチ４を所定の速度，加速度，下降距
離でもって下降させると共に、第２下パンチ１２´を上
パンチ４の速度，加速度，下降距離に対して所定の比率
でもって上昇させ（図中(ロ) 参照）、加圧工程を行う
（図中(ハ) 参照）。

【００２６】そして同様の方法で、加速度，速度，下降
距離を指定し、上パンチ４が上昇すると共に第１，第２
下パンチ１１′，１２′も上昇し（図中（ヘ）参照）、
抜き出しが完了すると（図中（リ）参照）、そこで図示
しないフィーダーにより成形品を払い出すと同時に粉末
を金型内に入れる（図中（ヌ）参照）。図５（ａ）乃至
（ｃ）は本発明のさらに他の実施例の加圧方法を示すも
ので、ウィズドロアル方式でダイ１が段付の場合を示し
ている。この実施例においても、第２実施例と同様に成
形品Ｗ″として一段の段付タイプについて説明する。下
パンチ１０″は一つであり、下パンチ１０″と上パンチ
４の間で第２段部Ｗ２″が圧縮される。そして、ダイ１
の段部１Ｂと上パンチ４との間で第１段部Ｗ１″が圧縮
されることになる。

【００２７】この場合には、上パンチ４の速度をＶA
″、ダイ１の速度をＶB ″、下パンチ１０″の速度を
ＶC ″とすると、Ａ″：Ｂ″：Ｃ″＝２：１：０（固定）の割合に設定すればよい。

【００２８】この実施例においても１／２だけ圧縮す
るものとし、第１段部Ｗ１″の成形品の高さをｈ、第２
段部Ｗ２″の高さを２ｈとすると、充填深さは第１段部
Ｗ１″が２ｈ、第２段部Ｗ２″が４ｈであり、速度をＶ
Ａ″＝２ｖ、ＶＢ″＝ｖとすると、加圧開始点からｔ
［ｓ］後の圧縮度は、第１段部Ｗ１″が（ＶＡ″−Ｖ
Ｂ″）ｔ／２ｈ＝ｖｔ／２ｈ、第２段部Ｗ２″が（Ｖ
Ａ″−ＶＣ″）ｔ／４ｈ＝２ｖｔ／４ｈ＝ｖｔ／２ｈと
なり、常に一定の圧縮度で均等に加圧することができ
る。

【００２９】図６は図５の加圧制御工程のストローク線
図を示している。すなわち、上パンチ４が下降してダイ
上面１Ａに達して時点、またはダイ孔２内に少し入り込
んでダイ孔２の開口部が塞がれた時点、すなわち加圧開
始時点で一定時間停止し（図６中(イ) 参照）、その後上
パンチ４を所定の速度，加速度，下降距離でもって下降
させると共に、ダイ１を上パンチ４の速度，加速度，下
降距離に対して所定の比率でもって下降させ（図中(ロ)
参照）、加圧工程を行う（図中(ハ) 参照）。

【００３０】そして同様の方法で、加速度，速度，下降
距離を指定し、上パンチ４が上昇、ダイ１が下降し（図
中(ヘ) 参照）、抜き出しが完了すると（図中(リ) 参照)
、そこで図示しないフィーダーにより成形品を払い出
すと同時に粉末を金型内に入れる（図中(ヌ) 参照）。

【００３１】このように、上パンチ４と、下パンチと、
金型としてのダイと、を相対移動させることにより、ダ
イ孔内の粉末を圧縮して段付の成形品を成形するもので
あり、「相対移動」とは、第１実施例のように上パン
チ、下パンチ、ダイのすべてを移動させる場合と、第２
実施例のようにダイを固定し、上パンチおよび下パンチ
を移動させる場合と、第３実施例のように、下パンチを
固定し、ダイと上パンチを移動させる場合のすべての駆
動方式を包含するものである。

【００３２】また、上パンチや下パンチが分割構成の場
合についても、いづれかの部材が固定されているとして
も、他の構成部材が移動する以上相対的に移動すること
になり、本発明でいう「相対移動」に含まれることはも
ちろんである。

【００３３】また、上記各実施例では成形品の上面は平
坦面となっているが、上面も段付形状として、上パンチ
を図１に示すような下パンチと同様に分割構成として加
圧制御するようにしてもよい。さらに、図５に示すよう
な段付のダイ１を用いて図１及び図３の加圧制御をおこ
なってもよいし、種々の加圧制御を行うことができる。

【００３４】次に、図７乃至図１６には本発明の粉末成
形プレスの加圧制御方法、とくに図１に示した制御方法
を実施するに当たり好適な装置構成を示している。

【００３５】Ｔはツールセットを示すもので、概略ダイ
孔２を有するダイ１と、このダイ孔２内に充填される原
料粉末３を加圧するための上パンチ４および下パンチ１
０を備えている。上パンチ４は上部ラム５に取付けら
れ、上部ラム５の上下動によって上パンチ４をダイ孔２
内に挿入して粉末３を加圧する。

【００３６】下パンチ１０はコアロッド６を中心として
同心的に嵌合される第１下パンチ１１と、第２下パンチ
１２と、第３下パンチ１３とから構成されており、第１
下パンチ１１は第１パンチアダプタ２１を介して可動の
第１パンチプレート３１に固定されている。一方、第２
下パンチ１２は第２パンチアダプタ２２を介して可動の
第２パンチプレート３２に固定されている。さらに、第
３下パンチ１３は第３パンチアダプタ２３を介してプレ
ス本体７に固定される固定プレート３３に固定されてい
る。

【００３７】そしてダイプレート３０および引き下げヨ
ーク３４を連結するロッド８が第１，第２パンチプレー
ト３１，３２および固定プレート３３にブッシュ９を介
して挿し通され、各プレート３１，３２，３３が互いに
平行状態で相対的に往復移動するようになっている。第
１，第２下パンチ１１，１２は第１，第２油圧シリンダ
４０，５０により作動されるもので、第１，第２油圧シ
リンダ４０，５０はそれぞれ直列に配置され、第１，第
２パンチプレート３１，３２に第１，第２下パンチ１
１，１２と同軸的に作動連結されている。

【００３８】第１油圧シリンダ４０は、第１パンチプレ
ート３１と第２パンチプレート３２の間に配置され、第
２油圧シリンダ５０は固定プレート３３と第２パンチプ
レート３２の間に配置され、これら第１，第２油圧シリ
ンダ４０，５０は柱６０，６０を介して連結されてい
る。

【００３９】第１，第２油圧シリンダ４０，５０は中心
軸線に沿って貫通孔４４，５４を有するドーナツ形状
で、ダイ１に近い前段の第１油圧シリンダ４０の貫通孔
４４を通じて後段の第２パンチプレート３２に第２パン
チ１２が固定されている。この実施例では第２パンチア
ダプタ２２が貫通孔４４に液密状態にて往復動自在に挿
入されている。

【００４０】第１油圧シリンダ４０は、シリンダチュー
ブ４１と、シリンダチューブ４１内に挿入されるピスト
ン４２とを有し、ピストンロッド４３が第１パンチプレ
ート３１に連結されている。第２油圧シリンダ５０も、
シリンダチューブ５１と、ピストン５２とから成り、ピ
ストンロッド５３の一端が第２パンチプレート３２に連
結されている。

【００４１】一方、第３パンチ１３は第３パンチアダプ
タ２３を介して固定プレート３３に固定されるが、第３
パンチアダプタ２３は第２油圧シリンダ５０の貫通孔５
４に液密状態にて往復動自在に挿入されると共に、第２
パンチアダプタ２２の貫通孔２２１内にも摺動自在に挿
入されている。さらに、第３パンチアダプタ２３内部に
も貫通孔２３１が設けられ、この貫通孔２３１にコアロ
ッド６およびコアロッドホルダ６Ａが挿入されている。

【００４２】図１４乃至図１６は図１のプレスにおける
各成形工程を示すもので、図１４は充填工程を示してお
り、上部ラム５が上昇して上パンチ４はダイ孔２の上方
にあり、ダイプレート３０は引き下げヨーク３４、下部
ラム３５により充填位置にある。さらに、第１下パンチ
１１、第２下パンチ１２は第１，第２油圧シリンダ４
０，５０により充填位置にある。

【００４３】図１５は加圧が完了した状態を示してお
り、上パンチ４が下降して粉末を加圧し、第１，第２下
パンチ１１，１２も規定位置にある。

【００４４】そして、上パンチ４は上部ラム５により駆
動され、また、ダイ１を備えたダイプレート３０は引き
下げヨーク３４を駆動する下部ラム３５によって駆動さ
れ、上部ラム５および下部ラム３５はそれぞれプレス本
体側の上下フレーム部に取り付けられた第３，第４油圧
シリンダ５Ａ，３０Ａにて駆動制御される。

【００４５】図１６は成形品の抜き出し完了状態を示し
ており、上パンチ４が上昇すると共にダイプレート３０
および第１，第２下パンチ１１，１２が下降している。
これら第１，第２，第３，第４油圧シリンダ４０，５
０，５Ａ，３５Ａは、サーボ制御されるもので、その制
御構成は、例えば図１７に示すように、油圧シリンダ４
０，５０による制御量を検出するリニアセンサ等の位置
検出手段７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄと、コンピュ
ータ７２と、サーボコントローラ７３Ａ，７３Ｂ，７３
Ｃ，７３Ｄと、油圧サーボ弁７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，
７４Ｄと、油圧源回路７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，７５Ｄ
とから構成されている。

【００４６】コンピュータ７１には各工程におけるダイ
１，上パンチ４、第１，第２パンチプレート３１, ３２
の目標位置が入力されており、実際の位置を位置検出手
段７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄにより検出してフィ
ードバックし、制御目標値と検出値とを比較して、サー
ボコントローラ７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄを介し
て油圧サーボ弁７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄを操作
し、第１，第２，第３，第４油圧シリンダ４０，５０，
５Ａ，３０Ａを駆動制御する。油圧サーボ弁７４Ａ，７
４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄは各種油圧源回路７５Ａ，７５
Ｂ，７５Ｃ，７５Ｄから油圧が供給される。

【００４７】コンピュータ７１内のメモリに記憶される
第１，第２，第３，第４油圧シリンダ４０，４０´，５
Ａ，３０Ａの速度は定速に限るものではなく、上パンチ
４すなわち上部ラム５の速度に対して一定の比率となる
ように決められるもので、速度変化の伴う場合、すなわ
ち加速度を有する場合についても所定の比率となるよう
に決められる。

【００４８】このように、上パンチ４，ダイ１、第１，
第２下パンチ１１，１２を油圧駆動として、各第１，第
２，第３，第４油圧シリンダ４０，５０，５Ａ，３５Ａ
の速度を上パンチ４の速度に対して一定の比率となるよ
うに比例制御することにより、極めて簡単な構成で本発
明の加圧制御を実現することができる。

【００４９】また、柱６０や第１，第２，第３，第４油
圧シリンダ４５，５０等のたわみを考慮して、位置検出
手段７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄにより各パンチプ
レート３１，３２，ダイ１，上パンチ４の位置を検出し
てフィードバックするクローズドループ方式で制御する
ことにより、これら各部材のたわみによる影響を解消す
ることができる。

【００５０】なお、上記実施例では段部はすべて凸状に
形成した例を示しているが、図１８に示すように凹状の
段部を有する成形品Ｗ1 についても同様に成形すること
ができる。

【００５１】また、上記実施例では油圧によって上パン
チ，ダイ，下パンチを駆動する場合を例にとって説明し
たが、油圧機構に限るものではなく、ボールねじ等のね
じ機構によって駆動するようにしてもよい。ねじ機構を
用いる場合には、やはり位置検出手段によって上パン
チ，ダイ，下パンチの移動量を位置検出手段によって検
出しながらサーボモータ等を用いてねじの送り量を制御
して目標とする加速度および速度に制御することができ
る。さらに油圧機構とねじ機構を組み合わせた構成とす
ることもでき、加速度および速度を制御できる機構であ
れば、種々の駆動制御機構を採用することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
段付きの成形品の各段部を圧縮する速度を最終的な段部
の高さ寸法比と同一比率となるように制御し、しかも、
粉末充填後上パンチを下降してほぼダイ孔上端位置に達
した時点で一時停止させ、その後、上パンチ及び下パン
チの加圧動作を同時に開始させるようにしたので、加圧
行程のどの時点においても、特に加圧開始直後において
も各段部に対応する粉末部分の圧縮度を均等にすること
ができ、従来のように各段部の圧縮度の差による粉末の
移動を防止することができ、クラック発生を防止するこ
とができる。

【００５３】また、各段部を均一に圧縮できるので、粉
末の移動を考慮することなく、粉末の充填深さを容易に
設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係る粉末成形プレス
の加圧制御方法をウィズドロアル方式に適用した場合の
加圧工程を示すもので、同図(a) は充填時の要部断面
図、同図(b) は加圧開始点の要部断面図、同図(c) は加
圧完了時の要部断面図、同図(d) は抜き出し状態の要部
断面図、同図(e) は成形品の一例を示す縦断面図であ
る。

【図２】図２は図１の加圧制御工程のストローク線図で
ある。

【図３】図３(a) 乃至(e) は本発明を両押しタイプに適
用した加圧工程を示す要部縦断面図である。

【図４】図４は図３の加圧制御工程のストローク線図で
ある。

【図５】図５は本発明をウィズドロアル方式に適用した
ものでダイが段付の場合の加圧工程を示す要部段面図で
ある。

【図６】図６は図５の加圧制御工程のストローク線図で
ある。

【図７】図７は図１の加圧制御がなされる粉末成形プレ
スのツールセットを示す縦断面図である。

【図８】図８は図７のＩＩーＩＩ線断面図である。

【図９】図９は図７のＩＩＩーＩＩＩ線断面図である。

【図１０】図１０は図７のＩＶーＩＶ線断面図である。

【図１１】図１１は図７のＶーＶ線断面図である。

【図１２】図１２は図７のＶＩーＶＩ線断面図である。

【図１３】図１３は図７のＶＩＩーＶＩＩ線断面図であ
る。

【図１４】図１４はダイセットへの充填工程の縦断面図
である。

【図１５】図１５は加圧完了工程の縦断面図である。

【図１６】図１６は抜き取り工程の縦断面図である。

【図１７】図１７は図７の各パンチの制御ブロック図で
ある。

【図１８】図１８は凹状の段付成形品の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ダイ２ダイ孔３粉末４上パンチ５上部ラム６コアロッド１０下パンチ１１第１下パンチ１２第２下パンチ１３第３下パンチ３０ダイプレート３１，３２第１第２パンチプレート３３固定プレート３５下部ラム４０，５０，４０Ａ，５０Ａ第１，第２，第３，第
４油圧シリンダ７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ位置検出手段７２コンピュータ７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄサーボコントローラ７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ油圧サーボ弁７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，７５Ｄ油圧源回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉末が充填されるダイ孔を備えた金型と、前記ダイ孔内の粉末を上方から加圧するための一つの上
パンチと、前記ダイ孔内の粉末を下方から加圧する複数の下分割パ
ンチに分割された下パンチと、を備え、前記ダイ孔内に充填された粉末のうち、上パンチと複数
の下分割パンチによって軸方向に挟まれる互いに隣接す
る複数の粉末部分を、前記一つの上パンチと複数の下分
割パンチによって軸方向に圧縮して複数の段部を備えた
段付き成形品を成形する粉末プレスの加圧制御方法であ
って、前記ダイ孔に粉末を充填する際に、上パンチを金型上方
に位置させてダイ孔上端を開口させると共にダイ孔下端
を複数の下分割パンチによって閉じてダイ孔上端からダ
イ孔内に粉末を充填し、前記金型上面から各下分割パン
チまでの粉末の充填深さの比率を、段付き成形品の各段
部の高さ寸法の比率と略同一比率に設定し、前記ダイ孔内の粉末を上パンチおよび各下分割パンチに
よって圧縮する際に、前記上パンチを金型に対して下降させ、上パンチ先端が
ほぼダイ孔上端に達した位置で上パンチを一時停止さ
せ、その後、上パンチおよび下分割パンチの加圧動作を同時
に開始し、加圧開始時点から加圧完了時点までの全加圧
行程中、各粉末部分の圧縮量の時間に対する変化の割合
である圧縮速度の比率が、最終的な成形品の各段部の高
さ寸法の比率と略同一比率となるように、上パンチと各
下分割パンチの移動速度を制御して、上パンチと各下分
割パンチ間に挟まれた複数の粉末部分を同一の圧縮度に
維持することを特徴とする粉末成形プレスの加圧制御方
法。
【請求項２】上方に開口する大径孔部と、下方に開口す
る小径孔部と、大径孔部と小径孔部との境界の段差部
と、を有するダイ孔を備えた金型と、大径孔部に挿入される一つの上パンチと、小径孔部に挿入される一つの下パンチと、を備え、前記ダイ孔内に充填された粉末の内、上パンチとダイ孔
内周の段差部によって軸方向に挟まれる粉末部分を上パ
ンチと段差部によって圧縮し、上パンチと下パンチによ
って軸方向に挟まれる粉末部分を上パンチと下パンチに
よって圧縮して２段の段部を備えた段付き成形品を成形
する粉末プレスの加圧制御方法であって、前記ダイ孔に粉末を充填する際に、上パンチを金型上方
に位置させてダイ孔上端を開口させると共にダイ孔下端
を下パンチによって閉じてダイ孔上端からダイ孔内に粉
末を充填し、金型上面からダイ孔の段差部までの充填深
さと、金型上面から下パンチまでの充填深さの比率を、
成形品の各段部の高さ寸法の比率と同一比率に設定し、前記ダイ孔内の粉末を圧縮する際に、前記上パンチを金型に対して下降させ、上パンチ先端が
ほぼダイ孔上端に達した位置で上パンチを一時停止さ
せ、その後上パンチ及び下パンチの加圧動作を同時に開始
し、加圧開始時点から加圧完了時点までの全加圧行程
中、上パンチとダイ孔の段差部で挟まれる粉末部分の圧
縮量の時間に対する変化の割合である圧縮速度と、上パ
ンチと下パンチで挟まれる粉末部分の圧縮量の時間に対
する変化の割合である圧縮速度との比率が、最終的な成
形品の各段部の高さ寸法間の比率と同一比率となるよう
に、上パンチおよび下パンチの移動速度を制御して、上
パンチとダイ孔の段差部間に挟まれた粉末部分と、上パ
ンチと下パンチ間に挟まれた粉末部分を同一の圧縮度に
維持することを特徴とする粉末成形プレスの加圧制御方
法。