JPH07314195A

JPH07314195A - 粉末成形プレスにおける金型位置確認・修正方法

Info

Publication number: JPH07314195A
Application number: JP13804994A
Authority: JP
Inventors: Masao Yamamoto; 本正生山; Takeshi Katagiri; 桐武司片; Shiro Shirasaki; 崎志朗白
Original assignee: Yoshizuka Seiki Co Ltd
Current assignee: Yoshizuka Seiki Co Ltd
Priority date: 1994-05-27
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1995-12-05
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JP2925929B2

Abstract

(57)【要約】【目的】金型の間違いやデータの入力ミスあるいは熱膨
張等があっても、加圧前の段階で各金型の相対位置関係
を確認することによって、成形品の加工精度の向上を図
ると共に、金型の破損等を未然に防止し得る粉末成形プ
レスの金型位置確認および修正方法を提供する。【構成】加圧に先立って複数の金型を構成するダイ３；
上第１，第２，第３パンチ４１，４２，４３；下第１，
第２，第３パンチ５１，５２，５３，コアロッド５４の
相対位置関係を確認し、設定値と誤差があれば修正する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末成形プレスにおい
て、ダイ，上下パンチ等の複数の金型の相対位置関係を
確認・修正する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、既に段付き成形品の成形方
法として、各段部を圧縮する複数のパンチの圧縮速度比
が、圧縮工程中、常に成形品の各段部の寸法比率となる
ように比例制御する成形方法を提案している（特開平４
ー９４９００号公報参照昭）。

【０００３】すなわち、圧縮途中における各段部に対応
する粉末部分間の粉末の移動を無くして高精度の成形品
を得るものである。

【０００４】従来は、各段部に対応する粉末部分の間の
粉末の移動があったために、出来上がった製品が最終製
品とかなり異なるので、各段部の圧縮比等の条件を少し
づつ変えて試し打ちを行うというように、再々の調整が
必要であったが、上記公報記載の比例制御方法によって
粉末の種類により圧縮比が一意的に定まり、成形すると
製品に限りなく近い製品ができるようになった。このよ
うに、比例制御方法によれば、試し打ちをしないでも製
品に限りなく近い成形品ができるので、試し打ち工程を
省略でき生産性が飛躍的に高まった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、試し打ち工程を省略できる反面、デ
ータの入力ミスや上下パンチ等の取付間違い等があると
直ちに不良品が大量に生産される危険性がある。また上
下パンチ同士が干渉し合うと金型の破損にもつながり、
特に各パンチの基準長さのチェックが必要となってき
た。

【０００６】すなわち、従来は各パンチの位置を確認す
る方式がないために、たとえば、パンチを交換する際に
長さの異なるパンチを間違えて取り付けると、パンチ先
端位置が正規の位置に無いために、そのまま加圧工程に
移行すると全く異なる寸法の成形品を成形することにな
るし、場合によっては上下パンチ同士が干渉して破損す
るおそれがある。

【０００７】また、正規の寸法のパンチが取り付けられ
ていたとしても、データの入力ミスによってパンチ間の
相対位置関係が狂うことも考えられる。

【０００８】さらに連続運転時のパンチの発熱による熱
膨張によりパンチの長さが変化する。すなわち、比例制
御による成形方法をとる場合には、各パンチ移動量を計
測しながら移動速度が常に一定比率となるように制御す
るものではあるが、加圧途中のパンチ孔内に入り込んで
いるパンチ先端の位置を計測することは困難であり、実
際には各パンチと一体に動くパンチプレートやパンチ駆
動部の移動部分を計測している。そのため、計測部から
実際に粉末を加圧するパンチ先端位置まではオープンル
ープの部分であり、パンチ先端の位置は厳密には分から
ない。

【０００９】このような問題は、段付き成形品に限られ
ず、段差の無い成形品を成形する場合にも生じる問題で
ある。

【００１０】本願発明は、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、金型の間違いやデータの入力ミスあるいは熱膨張等
があっても、加圧前の段階で各金型の相対位置関係を確
認することによって、成形品の加工精度の向上を図ると
共に、金型の破損等を未然に防止し得る粉末成形プレス
の金型位置確認および修正方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ダイ，上下パンチ等の複数の金型を互い
に相対移動させて粉末成形品を成形する粉末成形プレス
において、加圧に先立って金型の相対位置関係を確認す
る金型確認位置を設定し、金型確認位置で前記複数の金
型の相対位置関係を測定し、測定値が設定値と同じかど
うか確認すると共に、測定値が設定値と同じになるよう
に各金型間の相対位置関係を修正することを特徴とす
る。

【００１２】このような位置確認・修正方法は、粉末成
形品が段付き成形品であって、各段部に対応する粉末部
分を加圧途中において常に同一の圧縮度となるように加
圧するような場合に好適である。

【００１３】また、金型確認位置にて、複数の金型内の
いずれか一つを基準にとって、他の金型の位置を確認・
修正することを特徴とする。

【００１４】基準とする金型は、ダイ，下パンチ，上パ
ンチあるいはコア等を用いることができる。

【００１５】下パンチを基準にとる場合であって、下パ
ンチが複数設けられている場合には、複数の下パンチの
内の一つを基準とし、該基準の下パンチに対して他の下
パンチの位置をダイ，上パンチ等の他の金型と共に確認
・修正する。

【００１６】上パンチを基準にとる場合であって、上パ
ンチが複数設けられている場合には、複数の上パンチの
内の一つを基準とし、該基準の上パンチに対して他の上
パンチの位置をダイ，下パンチ等の他の金型と共に確認
・修正する。

【００１７】金型の相対位置関係を確認・修正した後、
規定の時間経過後、または規定の成形個数に達した時点
で、再度金型の相対位置関係を確認・修正することを特
徴とする。

【００１８】金型の相対位置関係の確認・修正は、人手
で確認し、人手で修正することを特徴とする。

【００１９】金型の相対位置関係の確認・修正は、自動
で確認し、自動で修正することを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明にあっては、金型確認位置において複数
の金型の相対位置関係を測定し、測定値が予め定められ
た設定値と同じかどうか確認する。そして、誤差があれ
ば測定値が設定値と同じになるように各金型間の相対位
置関係を修正する。

【００２１】複数の金型の位置確認は、金型以外のプレ
ス本体側を基準にして行ってもよいが、金型の内の一つ
を基準にして確認すれば、すべての金型間の相対位置を
確認できる。

【００２２】たとえば、下パンチを基準にし、下パンチ
より上パンチが規定の位置まで上昇した位置で確認する
場合には、ダイ面から上パンチの端面までの距離、また
下パンチの端面までの距離を測定して設定値と対比す
る。

【００２３】基準とする金型は、たとえば、ダイがプレ
ス本体に固定の場合にはダイを用い、ダイが可動の場合
には固定の下パンチを用いる。全ての金型が可動の場合
には、いずれか任意の金型を基準とし、上パンチを基準
とすることもできる。

【００２４】また、上または下パンチを基準にとる場合
であって、上または下パンチが複数設けられている場合
には、複数の上または下パンチの内の一つを基準とし、
基準の上または下パンチに対して他の上または下パンチ
の位置を他の金型と共に確認・修正する。

【００２５】一度、確認・修正したとしても、気温の変
化や成形時および抜き出し時の発熱、動力源が油圧の場
合にはその温度変化によって、延びたり縮んだりすると
相対位置関係が変化するので、規定の時間または規定の
成形個数に達した時に、同様のチェックが必要であり、
誤差がでた時は補正が必要である。

【００２６】金型の相対位置関係を確認・修正は、人手
で行っても良いし、自動的に行っても良い。

【００２７】

【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。

【００２８】図３は本発明の粉末成形プレスの金型位置
確認及び修正方法が適用される粉末成形プレスのツール
セット部の一例を示している。

【００２９】本実施例では、図２(ｆ)に示すような段付
き成形品Ｗを成形する場合を例にとって説明するものと
する。成形品Ｗは、外側の第１段部Ｗ1と、内側の第３
段部Ｗ3と、第１段部Ｗ1と第３段部Ｗ3を接続する第２
段部Ｗ2と、から構成され、それぞれの部分の肉厚の相
違に対応して上下端面が段付き形状となっている。

【００３０】図３に示すように、ツールセット１には、
複数の金型、すなわち粉末が充填されるダイ孔２を有す
るダイ３と、このダイ３の上下開口部に圧入される上パ
ンチユニット４と、下パンチユニット５が設けられてい
る。上パンチユニット４はクランパユニット７を介して
プレス本体の上ラム９に固定されるパンチ作動ユニット
６と接続されている。

【００３１】上パンチユニット４は、図４に詳細に示す
ように、互いに同心的に組み付けられた第１，第２及び
第３上パンチ４１，４２，４３を具備している。第３上
パンチ４３は最も内側に位置し、この第３上パンチ４３
の外周に第２上パンチ４２が嵌合し、さらに、第２上パ
ンチ４２の外周に第１上パンチ４１が互いに摺動自在に
嵌合している。これら第１，第２，第３上パンチ４１，
４２，４３は、それぞれ第１，第２，第３上パンチホル
ダ４４，４５，４６に固定されている。

【００３２】第３上パンチホルダ４６は上端部に第１フ
ランジ４６ａが張り出した中実のフランジ付き円柱状部
材で、この第３上パンチホルダ４６外周を取り囲むよう
に中空円筒状の第２上パンチホルダ４５が嵌合され、さ
らに第２上パンチホルダ４５外周に中空円筒状の第１上
パンチホルダ４４が嵌合している。第１，第２上パンチ
ホルダ４４，４５は上方に向かって２段階に拡径する段
付き円筒状部材で、その上端にそれぞれ第１，第２フラ
ンジ４４ａ，４４ａが張り出している。第１上パンチホ
ルダ４４の第３フランジ４４ａに上パンチユニット４全
体をガイドするガイド軸４７上端が固定されている。ま
た、第３上パンチ４３には金型を構成するコア５４が挿
通される貫通孔４３ｂが設けられている。

【００３３】また、第１，第２および第３上パンチホル
ダ４４，４５，４６間の回り止めを図るために、第１上
パンチホルダ４４と第２上パンチホルダ４５間、および
第２上パンチホルダ４５と第３上パンチホルダ４６間に
は回り止めピン４８ａ，４８ｂが挿通されており、この
回り止めピン４８ａ，４８ｂによって上下方向の移動を
ガイドしている。

【００３４】第１，第２および第３上パンチホルダ４
４，４５，４６の上端には、クランパユニット７に接続
するための第１，第２および第３差込み部８１，８２，
８３が設けられている。

【００３５】第３差込み部８３は第３上パンチホルダ４
６の上端から円形に突出する構成となっており、その上
端外周に円周方向に所定のピッチでもって半径方向外方
に向かって突出する第３係合歯８６が設けられている。

【００３６】第２差込み部８２は第２上パンチホルダ４
５の上端から上方に円環状に突出しており、この第２差
込み部８２の上端内周に円周方向に所定ピッチでもって
半径方向内方に向かって突出する第２係合歯８５が設け
られている。

【００３７】第１差込み部８１は第１上パンチホルダ４
４の上端から上方に円環状に突出しており、この第１差
込み部８１の上端内周に円周方向に所定ピッチでもって
半径方向内方に向かって突出する第１係合歯８４が設け
られている。

【００３８】また、第１上パンチホルダ４４と第２上パ
ンチホルダ４５の間、および第２上パンチホルダ４５と
第３上パンチホルダ４６の間にはそれぞれスプリング４
９ａ，４９ｂが装着されており、このスプリング４９
ａ，４９ｂのバネ力によって、第２上パンチホルダ４５
と第３上パンチホルダ４６を支持して、自由状態で第
２，第３差込み部８２，８３が下方に落ち込むのを防止
している。

【００３９】一方、パンチ作動ユニット６は、第１，第
２上パンチ４１，４２を作動する第１，第２上パンチ作
動手段１０，１１を互いに同心的に組み付けることによ
って構成されている。第３上パンチ４３を作動する第３
上パンチ作動手段はプレス本体の加圧機構によって構成
される。

【００４０】この場合、プレス本体は上パンチユニット
４全体を作動させるシリンダを上部に有する。位置検出
センサとの組み合わせのため、メカプレスよりも空気
圧，油圧，水圧等の流体圧シリンダが望ましい。また、
流体圧シリンダの他にねじ駆動機構によって駆動される
構成のものでもよい。

【００４１】第２上パンチ作動手段１１は中心に配置さ
れる中実の第２固定部材１２と、該第２固定部材１２の
外周に流体密に摺動自在に嵌合される円筒状の第２可動
部材１３と、から構成されている。第２固定部材１２の
外周中途部には圧油や空気圧等の作動流体が流入する環
状の第２作動室１４が設けられ、第２可動部材１３の内
周には前記第２作動室１４内に突出して第２作動室１４
内を２室に区分する第２環状ピストン部１５が設けられ
ている。そして、第２固定部材１２の下端部には中実の
第３アダプタ１８が固定され、さらに第２可動部材１３
下端の作動端部には環状の第２アダプタ１７が固定され
ている。

【００４２】第１上パンチ作動手段１０は、プレス本体
の上ラム９に固定される円筒状の第１固定部材１９と、
この第１固定部材１９の内周に流体密に摺動自在に嵌合
される円筒状の第１可動部材２０と、から構成される。
第１固定部材１９内周中途部には圧油や空気圧等の作動
流体が流入する第１作動室２２が設けられ、第１可動部
材２０のの外周には、第１作動室２２内に突出して第１
作動室２２内を２室に区分する第１環状ピストン部２１
が設けられている。そして、第１可動部材２０の下端に
は環状の第１アダプタ１６が固定されている。

【００４３】上記第１，第２上パンチ作動手段１０，１
１の第１固定部材１９と第２固定部材１２の上端は固定
プレート２３を介して連結されている。すなわち、第２
固定部材１２上端は固定プレート２３に直接固定され、
第１固定部材１９は固定ロッド２４を介して固定プレー
ト２３に固定されている。固定ロッド２４は第１，第２
可動部材２０，１３の移動方向に沿って延びており、ま
た第１，第２可動部材２０，１３の上端に連結された第
１，第２可動プレート２５，２６に摺動自在に挿通され
ている。

【００４４】クランパユニット７は、図５に示すよう
に、互いに同心的に組み付けられる第１，第２，第３ク
ランパ７１，７２，７３によって構成されている。第３
クランパ７３は中実の円柱状部材で、その外周に円筒状
の第２クランパ７２が軸方向に移動自在に嵌合してい
る。また、第２クランパ７２の外周には円筒状の第１ク
ランパ７１が軸方向に移動自在に嵌合している。

【００４５】第３クランパ７３の上端は、前記パンチ作
動ユニット６の第２固定部材１２下端の第３アダプタ８
に対して回転自在に接続されている。

【００４６】また、第２クランパ７２の上端は、パンチ
作動ユニット６の第２可動部材１３下端の第２アダプタ
１７に対して回転自在に接続されている。

【００４７】さらに、第１クランパ７１の上端は、パン
チ作動ユニット６の第１可動部材２０下端の第１アダプ
タ１６に回転自在に接続されている。

【００４８】一方、第３クランパ７３の下端には、前記
第３上パンチホルダ４６上端の第３差込み部８３が係合
する凹状の第３受け部９３が設けられている。この第３
受け部９３の下端部内周には、円周方向に所定のピッチ
でもって複数の第３受け歯９６が突出形成されている。

【００４９】又、第２クランパ７２の下端には、前記第
２上パンチホルダ４５上端の第２差込み部８２が係合す
る第２受け部９２が形成されている。この第２受け部９
２下端外周には、円周方向に所定ピッチでもって複数の
第２受け歯９５が形成されている。

【００５０】さらに、第１クランパ７１の下端には、前
記第１上パンチホルダ４４上端の第１差込み部８１が係
合する第１受け部９１が設けられ、この第１受け部９１
の下端外周に、円周方向所定ピッチでもって複数の第１
受け歯９４が形成されている。

【００５１】これら第１，第２，第３クランパ７１，７
２，７３は、第１クランパ７１と第２クランパ７２の間
および第２クランパ７２と第３クランパ７３との間に装
着されたキー９７，９８によって回り止めがなされ、回
転方向には固定で、軸方向には可動に回転自在としてい
る。このキー９７，９８等の回り止め部材によって、第
１，第２，第３クランパ７１，７２，７３の各第１，第
２，第３受け歯９４，９５，９６の位相を一定の関係に
保つようになっている。

【００５２】一方、このクランパユニット７を回転させ
る回動手段としての回転作動部３０が設けられている。

【００５３】回動作動部３０は、図５(ｂ)に示すよう
に、第１クランパ７１の外周に形成した従動歯３１と、
この従動歯３１に噛み合うラック３２と、このラック３
２のを進退駆動させる往復動シリンダ３３と、から構成
されており、パンチ作動ユニット６の第１固定部材１９
に取り付けられている。

【００５４】上記した上パンチユニット４は対応する下
パンチユニット５が取り付けられたツールセット１に組
み付けられている。

【００５５】ツールセット１は、粉末が充填されるダイ
３を備えたダイプレート３４と、このダイプレート３４
の下方に配置され第１下パンチ５１を保持する第１下パ
ンチプレート３５と、第１下パンチプレート３５の下方
に配置され第２下パンチ５２を支持する第２下パンチプ
レート３６と、プレス本体のフレーム３７に固定される
固定プレート３８と、この固定プレート３８の下方に配
置されてタイロッド６１を介してダイプレート３４に連
結される引き下げプレート３９と、を有する構成となっ
ている。第１下パンチプレート３５および第２下パンチ
プレート３６にはタイロッド６１が摺動自在に挿通され
ている。

【００５６】そして、第１下パンチプレート３５と第２
下パンチプレート３６の間に第１下パンチ５１を作動す
るための第１下パンチ駆動シリンダ６２が装着され、ま
た、第２下パンチプレート３６と固定プレート３８の間
には第２下パンチ５２を作動するための第２下パンチ駆
動シリンダ６３が装着されている。さらに、固定プレー
ト３８の下面側には、コアロッド５４を往復駆動するた
めのコアロッド駆動シリンダ６７が装着されている。ま
た、引き下げプレートも、図示しないが油圧，空気圧等
の流体圧シリンダによって駆動される。

【００５７】第１下パンチ駆動シリンダ６２および第２
下パンチ駆動シリンダ６３は、いずれも環状の第１，第
２ピストンロッド６４，６５を有しており、第２下パン
チ駆動シリンダ６３の第２ピストンロッド６５内周に前
記第３下パンチ５３の第３下パンチホルダ５７が挿通さ
れ、第１下パンチ駆動シリンダ６２の第１ピストンロッ
ド６４内周に第２下パンチホルダ５６が挿通されてい
る。また、コアロッド駆動シリンダ６７は、コアロッド
５４を支持するコアロッドホルダ５５が連結されるピス
トン６７ａを有している。

【００５８】上パンチユニット４はダイプレート３４に
挿通されたガイド軸４７の上端が固定されており、この
ガイド軸４７を介して、上パンチユニット４がダイプレ
ート３４に支持されている。

【００５９】また、このダイプレート３４には、前記上
パンチユニット４を昇降させてクランパユニット７に対
して進退させる進退手段としての昇降シリンダ６６が設
けられている。

【００６０】上記構成の粉末成形プレスの上パンチユニ
ットの接続は、プレス本体（図示せず）内にツールセッ
ト１を装着し、昇降シリンダ６６を作動させて上パンチ
ユニット４を上昇させて、上パンチユニット４の第１，
第２，第３上パンチ４１，４２，４３上端の第１，第
２，第３差込み部８１，８２，８３を、クランパユニッ
ト７の第１，第２，第３クランパ７１，７２，７３下端
の第１，第２，第３受け部９１，９２，９３に差込む。

【００６１】次いで、回転作動部３０のシリンダ３３に
より駆動ラック３２を所定量直進させる共に、この駆動
ラック３２に噛み合っている従動歯３１を介してクラン
パユニット７を回転させ、クランパユニット７の各第
１，第２，第３受け歯９４，９５，９６を上パンチユニ
ット４の第１，第２，第３係合歯８４，８５，８６と噛
み合わせる。図示例の場合には、第１，第２，第３係合
歯８４，８５，８６が９枚であるから、２０度回転させ
ると噛み合うことになる。

【００６２】次に、図２を参照して成形工程を簡単に説
明する。

【００６３】成形工程は、概略、各金型の相対位置関係
を確認・修正する金型位置確認行程と（図１参照）、金
型位置確認後にダイ孔２に粉末Ｐを充填する工程と（図
２(ａ)参照）、充填された粉末Ｐをトランスファする工
程と（図２(ｂ)参照）、比例加圧工程と（図２(ｃ)参
照）、圧抜き後に成形品１を抜き出す工程（図２(ｄ)参
照）と、からなっている。

【００６４】金型位置確認行程では、この実施例ではプ
レス本体に固定された下第３パンチ５３を基準にして、
他の金型の位置関係を確認・修正する。本実施例の場合
には、金型の確認位置として、下第３パンチ５３を基準
にして、他の金型であるダイ３，下第２，下第１パンチ
５２，５１、コアロッド５４、上第１，第２，第３パン
チ４１，４２，４３の位置が一定寸法関係となるように
設定されている。

【００６５】この金型確認位置では、下第１〜第３パン
チ５１，５２，５３，コア５４，ダイ３および上第１〜
第３パンチ４１，４２，４３が正規の位置関係にある場
合には、基準となる下第３パンチ５３の上端面に、下第
１，第２パンチ５１，５２，コアロッド４の端面および
ダイ３の上面が同一面となり、さらに上第１〜第３パン
チ４１〜４３の下端面が下第３パンチ５３の上端面から
所定の高さＨに位置するように設定されている。

【００６６】金型確認位置は、成形サイクル中のある位
置、たとえば成形品の抜き出し完了位置を選んで、その
時点での正規の位置関係にあるかどうかを確認するよう
にしてもよいが、成形ストローク中のある位置ではな
く、金型位置確認ポジションとして成形ストロークとは
別に設けることが好ましい。

【００６７】すなわち、成形ストロークは成形品の形
状，寸法によって異なるために、形状や寸法の異なる成
形品を打つ度に、金型確認位置の設定置を変える必要が
あり作業が面倒なものとなる。すなわち、図２(ｇ)に示
すように、抜き出し完了位置に対応する成形サイクル中
の上第１〜第３パンチ５１，５２，５３の上昇位置Ａ
は、Ａ＝Ａ１（ダイ３上面を摺動するフィーダＦｅの高
さ）＋Ａ２（ダイ３の上面から下第３パンチ５３端面ま
での充填深さ）＋α（所定寸法）で演算される。この充
填深さＡ２は、成形品の寸法によって変わってしまう。

【００６８】そこで、成形品の形状，寸法等が変わって
も共通の金型確認位置で確認できるようにするために、
一定の寸法関係にある位置を金型確認位置として設定し
ている。すなわち、異なる成形品を打つために、上下パ
ンチ等を交換する場合に、上下パンチ等の基準長さは変
えないので、成形ストロークとは別個に所定の金型確認
位置を設定することにより、同一のツールセットであれ
ば、成形品の形状，寸法に拘らず共通した金型確認位置
とすることができる。

【００６９】基準長さというのは交換される部品で、第
１下パンチ５１の基準長さＡは第１下パンチ５１と第１
下パンチホルダ５８全部、第２下パンチ５２の基準長さ
Ｂは第２下パンチ５２及び第２下パンチホルダ５６の中
途部まで、第３下パンチ５３の基準長さＣは第３下パン
チ５３と第３下パンチホルダ５７中途部まで、コアロッ
ド５４の基準長さＤはコアロッド５４のみである。

【００７０】この基準長さＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは成形品に関
係なく一定である。同じプレスの場合、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
の長さを同じにしておけば共通に使用できる。この基準
長さに合わせて各パンチを作るが、誤差が出ると金型確
認位置にて補正を行う。

【００７１】また、第１上パンチ４１の基準長さＥは第
１上パンチ４１と第１上パンチホルダ４４の中途部ま
で、第２上パンチ４２の基準長さＦは第２上パンチ４２
と第２上パンチホルダの中途部まで、第３上パンチ４３
の基準長さＧは第３上パンチ４３のみであり、下パンチ
と同様に、基準長さに合わせて各パンチが作られるが、
誤差があると金型確認位置にて補正を行う。

【００７２】図示例における各基準長さは、上下各パン
チとパンチホルダを加えた長さであるが、不経済ではあ
るが、パンチホルダを含めてすべて金型用の素材で構成
してもよい。

【００７３】この金型確認位置は、正規の状態では、第
１，第２，第３上パンチ４１，４２，４３の下端面が面
一状態にあり、また、第１，第２，第３下パンチ５１，
５２，５３及びコアロッド５４の上端面がダイ３の上面
と面一状態にある。そして、第３下パンチ５３の上端面
から第１〜第３上パンチ４１〜４３までの距離Ｈは、た
とえば１００［ｍｍ］に設定される。もちろん、距離Ｈ
は計測しやすい寸法を選択すればよく、任意の寸法を選
択することができる。

【００７４】また、第１〜第３上パンチ４１〜４３は面
一でなくてもよいし、第１〜第３下パンチ５１〜５３，
ダイ３およびコアロッド５４についても面一である必要
はない。

【００７５】また、確認すべき各第１〜第３下パンチ５
１〜５３，第１〜第３上パンチ４１〜４３の端面は、図
２(ｈ)で示すように、エッジ部にアール４２ｂ，５２ｂ
や突起５１ｂ，４１ｂ，４３ｂ，５３ｂが設けられてい
るので、エッジ部を避けて平坦面部分４１ａ〜４３ａ，
５１ａ〜５３ａにて確認作業を行う。

【００７６】この金型確認位置では、第１，第２上パン
チ作動手段１０，１１の各可動部材２０，１３は、位置
調整のために、上下に移動可能となるように余裕を持た
している。また、第１，第２下パンチ作動手段６２，６
３及びコア駆動シリンダ６７についても、それぞれ上下
に移動可能となるように余裕を持たしている。

【００７７】確認作業は、図１に示すように、ダイヤル
ゲージを利用した確認治具が用いられる。

【００７８】すなわち、確認治具２００は、上下端面２
０１，２０２が互いに平行となるように成形されたブロ
ック状の保持器２０３と、この保持器２０３の上下方向
中途部位に取り付けられるダイヤルゲージ２０４と、か
ら構成される。保持器２０３の高さＨは、金型確認位置
におけるダイ３上面３ａから上パンチユニット４の下端
面間の正規の高さ寸法に等しく設定されており、ダイヤ
ルゲージ２０４の測定子２０５の基準点は保持器２０３
の下端面２０２の延長面上、すなわちダイ３の上面３ａ
に位置するように調整している。

【００７９】ダイヤルゲージ２０４は周知の構造で、目
盛りが付されたゲージ本体２０６と、ゲージ本体２０６
から出没自在に設けられる測定子２０５と、から構成さ
れ、測定子２０５の微小変位を拡大してゲージ本体２０
６の指針が振れる構成である。図示例では、ゲージ本体
２０６をアーム２０７を介して保持器２０３に取り付け
ている。

【００８０】そして、プレスを金型確認位置モードにし
て、保持器２０３の下端面をダイ上面３ａに載置し、ダ
イヤルゲージ２０４の測定子２０５を下パンチユニット
５の第１，第２，第３下パンチ５１，５２，５３及びコ
アロッド５４の上端面に接触させて、各第１，第２，第
３下パンチ５１，５２，５３及びコアロッド５４の上端
面のダイ上面３ａからの位置を測定する。

【００８１】そして、設定値と誤差がある場合には、そ
の誤差分をコントローラから入力し、第１，第２下パン
チ５１，５２及びコアロッド５４を微小に上下させ、先
端位置を第３下パンチ５３の上端面と面一となるように
調整する。

【００８２】次いで、保持器２０３を上下逆にして上端
面２０２をダイ上面３ａに載置し、ダイヤルゲージ０２
４の測定子２０５を上に向け、第１，第２，第３上パン
チ４１，４２，４３の下端面位置を確認し、誤差がある
と、第１，第２上パンチ駆動シリンダ１０，１１によっ
て第１，第２上パンチ４１，４２を駆動して第１，第２
上パンチ４１，４２の下端面を、上ラム９と共に移動す
る第３上パンチ４３の下端面と面一となるように調整す
る。

【００８３】このような確認治具２００を用いれば、確
認治具２００を逆に向けて測定すれば、上，下各パンチ
４１〜４３，５１〜５３の端面をそのままの状態で測定
できるので有利である。この確認位置での各上パンチ４
１〜４３の高さは、測定しやすいように略１００［ｍ
ｍ］程度に設定することが好ましい。

【００８４】この確認作業をした後、本格的な加圧成形
を開始する。確認・修正作業によって、上，下パンチユ
ニット４，５の各パンチの端面位置が完全に同一とな
り、規定の充填深さ，加圧位置を入力すれば、支障無く
成形することができる。

【００８５】そして、各第１〜第３上下パンチ４１〜４
３，５１〜５３、コアロッド５４、ダイ３の作動を監視
している位置検出器４１１〜４３１、５１１，５２１，
５４１，３０１と、各パンチやコアロッドの先端位置及
びダイ上面３とは差があるために、位置検出器４１１〜
４３１から各上パンチ４１〜４３先端まで、位置検出器
５１１，５２１，５４１から各下パンチ５１，５２先端
及びコアロッド５４先端まで、さらに位置検出器３０１
からダイ上面３までのパンチやアダプタ等の構成部分が
オープンループになる。

【００８６】すなわち、第１上パンチ４１については、
第１パンチ作動シリンダの第１可動部材２０，第１アダ
プタ１６，第１クランパ７１，第１パンチホルダ４４及
び第１上パンチ４１がオープン部分となる。

【００８７】第２上パンチ４２については、第２パンチ
作動シリンダの第２可動部材１３，第２アダプタ１７，
第２クランパ７２，第１パンチホルダ４５及び第２上パ
ンチ４２がオープン部分となる。

【００８８】第３上パンチ４３については、第２上パン
チ作動シリンダの第２固定部材１２と、第３アダプタ１
８と、第３クランパ７３と、第３上パンチホルダ４６及
び第３上パンチ４３がオープン部分となる。

【００８９】第１下パンチ５１については、第１下パン
チ５１及び第１下パンチホルダ５８がオープン部分とな
る。

【００９０】第２下パンチ５２については、第２下パン
チ５２及び第２下パンチホルダ５７がオープン部分とな
る。

【００９１】コアロッド５４については、コアロッド５
４及びコアロッドホルダ５５がオープン部分となる。

【００９２】また、ダイ３については、タイロッド６１
がオープン部分となる。

【００９３】気温の変化や成形時及び抜き出し時の発
熱、動力源が油圧の場合の温度変化により延びたり縮ん
だりすれば、オープン部分の長さに変化が生ずるために
規定の時間または規定の成形個数に達した時に同様のチ
ェックが必要である。もし、誤差が出たときは補正が必
要である。

【００９４】上記金型確認・修正が終了した後に、本来
の成形行程に入る。

【００９５】まず、ダイ孔２内に所定量の粉末を充填
し、充填した粉末をトランスファする。充填深さは、最
終成形品Ｗの各第１，第２，第３段部Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３
の寸法比率と同一の比率に設定している。

【００９６】トランスファ工程では、図２(ａ)に示すよ
うに、充填された粉末Ｐの、第１段部Ｗ１，第２段部Ｗ
２対応する粉末部分Ｐ1，Ｐ2を、第１，第２上下パンチ
４１，５１；４２，５２によって挟んで充填深さを変化
させないで相対移動させる。第１，第２上下パンチ４
１，５１；４２，５２は動く量に応じたスピードで移動
し、同時スタート同時終了となるように制御され粉末の
加圧はしない。

【００９７】そして、加圧工程では、各第１〜第３上パ
ンチ位置検出器４１１〜４３１、第１〜第３下パンチ位
置検出器５１１〜５３１及びコアロッド位置検出器５４
１からの信号に基づいて、第１，第２上パンチ作動シリ
ンダ１０，１１及び第１，第２下パンチ作動シリンダ６
２，６３、さらにコアロッド作動シリンダ６７が制御さ
れ、第１上，下パンチ４１，５１；第２上，下パンチ４
２，５２；第３上，下パンチ４３，５３によって対応す
る粉末部分を軸方向に同時に圧縮する。この時に、各粉
末部分の密度が圧縮途中で常に同一となるように圧縮す
る（図１(ｄ)参照）。

【００９８】すなわち、上第１，第２，第３上パンチ４
１，４２，４３の速度をｖ01，ｖ02，ｖ03、下第１，第
２第３パンチ５１，５２，５３をｖ11，ｖ12，ｖ13とし
た場合に、（v01ーｖ11），（v02ーv12），（v03ーv13）
の比率が、成形中常に最終成形品Ｗの各第１，第２，第
３段部Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の寸法比率と同一となるように
制御している。

【００９９】上記位置検出器４１１〜４３１，５１１〜
５３１，５４１は、可動部に取り付けられたリニアスケ
ールと、プレス本体側の固定部に取り付けられたセンサ
との組み合わせによって構成されるもので、本実施例で
は、第１上パンチ位置検出器のリニアスケール４１１ａ
は固定プレート２３に、第２上パンチ位置検出器４２１
のリニアスケール４２１ａは第１可動プレート２５に、
第３上パンチ位置検出器４３１のリニアスケール４３１
ａは第２可動プレート２６に、それぞれ固定され、これ
らリニアスケール４１１ａ，４２１ａ，４３１ａに近接
してプレス本体側にリニアスケールの目盛りを読み取る
ためのセンサ４１１ｂ，４２１ｂ，４３１ｂが設けられ
ている。図３に示す配置関係は概念的なものであり、実
際はツールセットの周方向に配置して互いに干渉しない
ように設定されている。

【０１００】また、第１下パンチ位置検出器５１１のリ
ニアスケール５１１ａは第１パンチプレート５５に、第
２下パンチ位置検出器５２１のリニアスケール５２１ａ
は第２パンチプレート５６に、コアロッド位置検出器５
４１のリニアスケール５４１ａはコアロッドホルダ５５
の下端面に、ダイ位置検出器３０１のリニアスケール３
０１ａは下ラム３９ａに、それぞれ設けられた取付部５
４１ｃ，３０１ｃに取り付けられている。

【０１０１】本実施例では、第３下パンチ５３が固定
で、第３上パンチ４３がプレスの上ラム９によって駆動
されるので、第３下パンチ５３を基準にして、第１，第
２，第３上，下パンチ４１，５１；４２，５２および上
第３パンチ４３の移動速度を設定し、この設定速度とな
るように第１，第２上パンチ作動シリンダ１０，１１及
び上ラム９の作動シリンダ、さらに第１，第２下パンチ
作動シリンダ６２，６３が制御される。

【０１０２】加圧方式としては、片押し方式、両押しウ
イズドロアル方式等、種々の加圧方式を採用することが
できる。

【０１０３】加圧が終了すると、ダイ３および下第１，
第２パンチ５１，５２を下降させると共に上パンチユニ
ット４を上昇させて成形品を抜き出す（図２(ｄ)参
照）。

【０１０４】成形品Ｗの抜き出しが完了すると、成形品
Ｗをダイ上面３ａをすべらせて搬送する。この搬送は、
次の成形工程の粉末Ｐを充填するために前進するフィー
ダＦによって側方に押し出され、それと同時に次の成形
のための粉末Ｐがダイ孔２内に充填され、次の成形工程
に移行する。

【０１０５】また、これらの金型の作動方法は、全油圧
サーボ方式油圧比例制御方式、ネジサーボモータ方式あ
るいは通常のメカプレスをサーボモータで制御する方式
等の数値制御方式のプレスに広く適用することができ
る。メカプレスはクランク，カム，トグル等の倍力機構
を有するもので、精密に制御するために、動力伝達部に
は歯付きベルトやチェーンあるいはギヤ伝達機構等のす
べりの無い機構を用いることが効果的である。

【０１０６】上記実施例では、上パンチユニット４をク
ランパユニットを介してパンチ作動ユニット６に接続し
ているが、図６に示すように、クランパユニットを介さ
ないで、上パンチユニット４を直接上パンチ作動ユニッ
ト６に接続した構成でもよいことはもちろんである。図
中、上記実施例と同一の構成部分については、同一の符
号を付して説明を省略する。

【０１０７】図７には、本発明の第２実施例を示してい
る。

【０１０８】この例は、ダイが下がって製品の加圧、抜
き出しを行うウイズドロアル方式で、ダイ２１１が段付
きの場合を示している。この実施例では、成形品ＷAは
１段の段付き成形品である。下パンチ２１２は一つであ
り、下パンチ２１２と上パンチ２１３の間で第２段部Ｗ
A2が圧縮され、ダイ２１１の段部２１１ａと上パンチ２
１３との間で第１段部ＷA1が圧縮される。

【０１０９】そして、圧縮途中で常に第１，第２段部Ｗ
A1，ＷA2に対応する粉末部分が常に同一の圧縮度となる
ように上パンチ２１３，ダイ２１１及び下パンチ２１２
の速度が設定される。すなわち、成形品ＷAの第１，第
２段部ＷA1，ＷA2の寸法比が１：２の場合には、上パン
チ２１３の速度をＶA、ダイ２１１の速度をＶB、下パン
チ２１２の速度をＶcとすると、ＶA：ＶB：Ｖcが２：
１：０に設定することにより、第１，第２段部ＷA1，Ｗ
A2に対応する粉末部分を常に同一の圧縮度で加圧するこ
とができ、極めて精密な成形品ＷAを得ることができ
る。

【０１１０】精密な寸法を出すために、加圧前の下パン
チ２１２と上パンチ２１３の相対位置関係は重要であ
り、成形工程の適当な段階で上下パンチ２１２，２１３
及びダイ２１１間の相対位置関係を確認する必要があ
る。

【０１１１】この例でも、金型確認位置にで、同図(ｅ)
に示すように、下パンチ２１２の上端面をダイ２１１上
面と面一にしている。

【０１１２】また、上パンチ２１３の下端面を下パンチ
２１２の基準面、すなわち、ダイ２１１上面から規定の
距離だけ離れた位置に設定しており、第１実施例と同様
なダイヤルゲージ２０４を用いた確認治具２００と用い
て全く同様に確認作業を行うことができる。

【０１１３】図８には、本発明の第３実施例を示してい
る。

【０１１４】この例も図７と同様の一段の段付き成形品
を成形するもので、この例ではダイを固定した両圧方式
の場合で、一つの上パンチ３０１と、２段の下パンチ３
０２，３０３によって加圧成形する例である。

【０１１５】この場合には、各パンチ３０１，３０２，
３０３の速度は上パンチ３０１をＶA、第１下パンチ３
０２をＶB、第２下パンチ３０３をＶcとすると、ＶA：
ＶB：Ｖcを１：０：１に設定することによって、第１，
第２段部ＷA1，ＷA2に対応する粉末部分を常に同一の圧
縮度で加圧することができ、極めて精密な成形品を得る
ことができる。

【０１１６】精密な寸法を出すために、加圧前の上パン
チ３０１、第１，第２下パンチ３０２，３０３及びダイ
３０４の相対位置関係は重要であり、この例でも、金型
確認位置で、同図(ｅ)に示すように、第１，第２下パン
チ３０２，３０３の上端面をダイ３０４上面と面一にし
ている。

【０１１７】また、上パンチ３０１の下端面を下パンチ
３０２，３０３の基準面、すなわち、ダイ３０４上面か
ら規定の距離だけ離れた位置に設定しており、第１実施
例と同様なダイヤルゲージ２０４を用いた確認治具２０
０と用いて全く同様に確認作業を行うことができる。

【０１１８】図９には、本発明の第４実施例を示してい
る。

【０１１９】この実施例もダイが下がって製品の加圧、
抜き出しを行うウイズドロアル方式で、上パンチ４０１
が一つで、下パンチ４０２，４０３，４０４が３つの場
合で、上面が平坦で下面が３段の段付き成形品を成形す
るものである。そして、第１，第２，第３段部ＷB1，Ｗ
B2，ＷB3の厚み寸法の比率を１：２：３とすると、上パ
ンチ４０１の速度をＶA、第１，第２下パンチ４０２，
４０３の速度をＶB，Ｖcとすると、ＶA：ＶB：Ｖcを
３：２：１に設定すれば、第１，第２，第３段部ＷB1，
ＷB2，ＷB3に相当する粉末部分を加圧途中において常に
均一な圧縮度になるように加圧することができ、精密な
寸法の成形品ＷBを得ることができる。

【０１２０】精密な寸法を出すために、加圧前の上パン
チ４０１、第１，第２，第３下パンチ４０２，４０３，
４０４及びダイ４０５の相対位置関係は重要であり、こ
の例でも、金型確認位置で、同図(ｅ)に示すように、第
１，第２，第３下パンチ４０２，４０３，４０４の上端
面をダイ４０５上面と面一にしている。

【０１２１】また、上パンチの４０１下端面を下パンチ
４０２，４０３，４０４の基準面、すなわち、ダイ４０
５上面から規定の距離だけ離れた位置に設定しており、
第１実施例と同様なダイヤルゲージ２０４を用いた確認
治具と用いて全く同様に確認作業を行うことができる。

【０１２２】第２〜第４実施例では上面が平坦面となっ
ているが、下面を平坦面とし、上面を段付き形状として
もよいし、第１実施例のように上下両面を段付き面とし
てもよいことはもちろんである。

【０１２３】図１０は本発明の第５実施例を示してい
る。上記第１乃至第４実施例では段付き成形品を成形す
る場合の例であるが、図示例は、上下パンチが一つで、
しかも段付きでない成形品を成形する場合である。

【０１２４】精密な寸法を出すために、加圧前の下パン
チ５１２と上パンチ５１３の相対位置関係は重要であ
り、成形工程の適当な段階で上下パンチ５１２，５１３
及びダイ５１１間の相対位置関係を確認する必要があ
る。

【０１２５】この例でも、金型確認位置で、同図(ｄ)に
示すように、下パンチ５１２の上端面をダイ５１１上面
と面一にしている。

【０１２６】また、上パンチ５１３の下端面を下パンチ
５１２の基準面、すなわち、ダイ５１１上面から規定の
距離だけ離れた位置に設定しており、第１実施例と同様
なダイヤルゲージ２０４を用いた確認治具２００と用い
て全く同様に確認作業を行うことができる。

【０１２７】なお、上記各実施例では、金型面の位置確
認は、本実施例ではダイヤルゲージで行っているが、そ
の他、例えば作動トランス等の接触式変位センサ、渦電
流式やレーザ式等の非接触センサあるいはエアーマイク
ロ等、種々のセンサを用いることができる。また、複数
の金型の相対位置関係を同時に測定するために複数のセ
ンサーを組み込んだ測定治具を用いて、複数の金型を同
時に測定可能としてもよい。

【０１２８】また、自動確認の場合には、ロボットを利
用して金型の測定位置を定めて測定するようにすればよ
い。

【０１２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金型製作誤差やデータの入力ミス等があっても、加圧前
の段階で各金型の相対位置関係を確認することによっ
て、金型の破損等を未然に防止することができ、安全性
が向上すると共に安定した品質の成形品を供給すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の粉末成形プレスの金型位置確認
方法の一実施例を示す図である。

【図２】図２(ａ)〜(ｅ)は図１の粉末成形プレスの成形
工程を示す図、同図(ｆ)は成形品の一例を示す縦断面
図、同図(ｇ)，(ｈ)はパンチの端部形状を示す拡大断面
図、同図(ｉ)は上パンチユニット上昇位置を示す図であ
る。

【図３】図３は本発明が適用される粉末成形プレスのツ
ールセット部の一例を示す図である。

【図４】図４は図３の上パンチユニットを示すもので、
同図(ａ)は縦断面図、同図(ｂ)は上面図、同図(ｃ)は接
続端部の斜視図である。

【図５】図５は図３のクランパユニットを示すもので、
同図(ａ)は縦断面図、同図(ｂ)は接続端部の平面図であ
る。

【図６】図６は図３のツールセット部のクランパユニッ
トを用いない構成例を示す図である。

【図７】図７は本発明の第２実施例を示す図である。

【図８】図８は本発明の第３実施例を示す図である。

【図９】図９は本発明の第４実施例を示す図である。

【図１０】図１０は本発明の第５実施例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ツールセット２ダイ孔３ダイ３ａダイ上面４上パンチユニット４１，４２，４３第１，第２，第３上パンチ５下パンチユニット５１，５２，５３第１，第２，第３下パンチ５４コアロッド６パンチ作動ユニット７クランパユニット９上ラム１０，１１第１，第２上パンチ作動シリンダ３５，３６第１，第２下パンチプレート３８固定プレート３９引き下げプレート６２，６３第１，第２下パンチ作動シリンダ６４コアロッド作動シリンダ４１１，４２１，４３１第１，第２，第３上パンチ位
置センサ５１１，５２１第１，第２，第３下パンチ位置センサ５４１コアロッド位置センサ３０１ダイ位置センサ２００確認治具２０１上端面２０２下端面２０３保持器２０４ダイヤルゲージ２０５測定子２０６ゲージ本体２０７アームＷ成形品Ｗ１第１段部Ｗ２第２段部Ｗ３第３段部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイ，上下パンチ等の複数の金型を互いに
相対移動させて粉末成形品を成形する粉末成形プレスに
おいて、加圧に先立って金型の相対位置関係を確認する金型確認
位置を設定し、該金型確認位置で前記複数の金型の相対位置関係を測定
し、測定値が設定値と同じかどうか確認すると共に、測定値
が設定値と同じになるように各金型間の相対位置関係を
修正することを特徴とする粉末成形プレスにおける金型
位置確認・修正方法。
【請求項２】粉末成形品は段付き成形品であって、各段
部に対応する粉末部分を加圧途中において常に同一の圧
縮度となるように加圧するものである請求項１に記載の
粉末成形プレスにおける金型位置確認・修正方法。
【請求項３】金型確認位置にて、複数の金型内のいずれ
か一つを基準にとって、他の金型の位置を確認・修正す
ることを特徴とする請求項１または２に記載の粉末成形
プレスの金型位置確認・修正方法。
【請求項４】基準とする金型はダイである請求項３に記
載の粉末成形プレスの金型位置確認・修正方法。
【請求項５】基準とする金型は下パンチである請求項３
に記載の粉末成形プレスの金型位置確認・修正方法。
【請求項６】基準とする金型は上パンチである請求項３
に記載の粉末成形プレスの金型位置確認・修正方法。
【請求項７】下パンチを基準にとる場合であって、下パ
ンチが複数設けられている場合には、複数の下パンチの
内の一つを基準とし、該基準の下パンチに対して他の下
パンチの位置をダイ，上パンチ等の他の金型と共に確認
・修正することを特徴とする請求項５に記載の粉末成形
プレスの金型位置確認・修正方法。
【請求項８】上パンチを基準にとる場合であって、上パ
ンチが複数設けられている場合には、複数の上パンチの
内の一つを基準とし、該基準の上パンチに対して他の上
パンチの位置をダイ，下パンチ等の他の金型と共に確認
・修正することを特徴とする請求項５に記載の粉末成形
プレスの金型位置確認・修正方法。
【請求項９】金型の相対位置関係を確認・修正した後、
規定の時間経過後、または規定の成形個数に達した時点
で、再度金型の相対位置関係を確認・修正することを特
徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７または８に
記載の粉末成形プレスにおける金型位置確認・修正方
法。
【請求項１０】金型の相対位置関係の確認・修正は、人
手で確認し、人手で修正することを特徴とする請求項
１，２，３，４，５，６，７，８または９に記載の粉末
成形プレスの金型位置確認・修正方法。
【請求項１１】金型の相対位置関係の確認・修正は、自
動で確認し、自動で修正することを特徴とする請求項
１，２，３，４，５，６，７，８または９に記載の粉末
成形プレスの金型位置確認・修正方法。