JPS6024759B2 - 粉末成形プレスの圧力制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉末成形プレスにおいて粉末体成形を油圧等
の流体圧によって行なうに当り、その加圧、減圧動作に
おける高精度の圧力制御を可能として、優れた品質の成
形製品が得られるようにし、かつ目的、用途、粉末材料
によって最適の圧力調整が容易であり、操作性、安定性
、安全性においても優れた圧力制御手段の提供に関する
。

粉末成形プレスにおいては、一般に超高圧（１６００〜
２０００ｋ９／仇）で加圧される型式のものが多く、そ
の油圧等の流体圧による加圧装置自体は簡単化されるが
、圧力制御が困難であり精度も低く、急激な加圧、減圧
のワンパターン方式では、粉末体や成形工具等に悪影響
を与えるおそれも大であり、各部の安全性の面でも充分
な配慮や工夫が必要とされる等の問題点がある。

本発明はこのような問題点を解決し、従来のような超高
圧を必要とすることなく、比較的低圧力のもとに高精度
の圧力制御が容易に得られるようにし、所望の圧力パタ
ーンの設定、変更も容易であると共に安定性、安全性を
向上させ、プレス設備としても市販の制御弁類の使用が
容易に可能であるようにしたものであり、その特徴とす
る処は、粉末成形プレスにおける粉末体成形を流体圧に
よって行なうに当り、加圧シリンダの圧力回路中に同シ
リンダの圧力調整用リリーフ弁を設置するとともに該リ
リーフ弁のパイロット圧力制御用リリーフ弁を設け、該
パイロット圧力制御用リリーフ弁における圧力制御を予
じめ設定した加圧又は／及び減圧パターンに従うパルス
発振器よりのパルスを介して駆動されるパルスモータに
よって行なうごとにより、成形用圧力の加圧又は／及び
減圧を制御する点にある。

以下図示の実施例に基し、て本発明を詳述すると、第１
図は本発明実施例としてのプリセット方式による実施例
の全体図、第２図は同フィードバック方式による実施例
の全体図、第３図は本発明による加圧、減圧各パターン
の説明図を示している。

第１図において、１は粉末成形プレスにおける加圧シリ
ンダ、２は同シリンダ１内に供繋合される流体圧（実施
例では油圧）によって下降し、別に上昇シリンダ４０に
よって上昇可能とされるラム、３はパッキン、４はパツ
キン押えを示し、５は前記ラム２と一体のクロスヘッド
であり、同クロスヘッド５によって成形工具６を介し、
同工具６内に充填予圧された粉末体２２の成形加圧が行
なわれるのであり、成形工具６はシリンダケース６ａ、
上下の各アンビル６ｂ，６ｂ、ガスケツト６ｃ，６ｃか
ら成る分解組立自在の工具であり、この工具６は台車４
１等によってプレスベッド７上に出入自在に搬送され、
プレス機外の準備位置において、工具６の分解、粉末体
製品の取出し、内部清掃、粉末体の供給充填、予備加圧
等一連の準備工程をへてプレスベッド７のプレスセンタ
上に同心に装入されて、クロスヘッド５によるラム２を
介しての加圧シリンダ１による加圧成形を受けるのであ
る。

この加圧シリンダーに対する圧力供給のために、図示の
ような油圧回路３９が設けられる。

即ち油タンク８内の油圧はフィル夕９、モータ１１によ
り駆動される油圧ポンプ１０により、回路安全用リリー
フ弁１２、切換用電磁弁ＡＩ３をへて、回路３９より加
圧シリンダ１内に供給されるが、本発明ではこの油圧回
路３９において、切換電磁弁ＡＩ３よりシリンダ側に近
い位置にシリンダ１の圧力調整用のりリーフ弁１４を分
岐路を介して設置するのであり、このリリーフ弁１４の
パイロット圧力をリリーフ弁１５によって制御するよう
にし、リリーフ弁１５の圧力制御スプールをパルスモー
タ１６の回転により作動するように設け、リリーフ弁１
５の圧力を制御すると共に、リリーフ弁１４の圧力をプ
リセットされた圧力パターン（加圧並びに減圧）に従っ
て制御可能とするのであり、これによりシリンダ１内に
供給される粉末体２２への加圧力を最終的に制御するの
である。このため前記パルスモーター６はパルス発生器
１７におけるパルスによって駆動するようにし、同パル
ス発生器１７は加圧、減圧勾配設定器３６を電気的に連
結し、同設定器３６においてＱ，〜Ｑ２ は加圧勾配の
設定データを示し、また６，〜Ｂ２ は減圧勾配の設定
データを示し、この設定器３６は本発明における加圧パ
ターン、減圧パターンのプリセット部材の１つで、又油
圧回路３９の前記リリーフ弁１４よりシリンダ側に近い
位置にはパイロットチェック弁２１が設置され、同弁２
１には減圧時に用いる切換用電磁弁Ｂ２０が連結されて
、減圧時には切換用電磁弁ＡＩ３を励磁した後、この切
換用電磁弁８２０を励磁することによって、パイロット
チェック弁２１を開いて、シリンダ１内の圧油をリリー
フ弁１４で圧力制御しながらタンク８側に還流させるよ
うにするのである。更に回路３９のパイロットチヱック
弁２１よりもシリンダ側に近い位置に、圧力測定器１８
圧力計１９の順に設置し、加圧シリンダ１内に流入する
油圧を圧力測定器１８によって検出し、これをアンプ３
１を介して比較器３３側に、圧力設定器３２における設
定圧力値と共に入力し、その比較器３３よりの出力は、
時間設定器３４における各設定時情ｍ，〜Ｔ２値と共に
制御盤１５をへて、前記加圧、減圧勾配器３６側にフィ
ードバックさせるのであり、これによりパルス発生器１
７における発生パルスを常時補正し、制御精度の向上を
期するのであり、前記した加圧勾配Ｑ，〜Ｑ２、減圧勾
配８，〜３２の組込まれた加圧、減圧勾配器３６、設定
圧力値Ｐ，〜Ｐ３の組込まれた圧力設定器３２、設定時
間Ｔ，〜Ｌの組込まれた時間設定器３４が、圧力検出器
１８比較器３３と共に本発明における加圧パターン、減
圧パターンのプリセット装置として機能することになる
。このさし、パルス発生器１７に関数発生器の機能を持
たせることにより、加圧パターン、減圧パターンを曲線
状に変化させることも可能であり、又パルス発生器１７
をプログラム発生器、関数発生器（何れも公知）に層換
えすることも可能であり、又パイロットリリーフ弁１５
の駆動用パルスモ−夕１６をサーボリリーフ弁、電磁リ
リーフ弁に層換えすることも可能である。これらの弁は
何れも公知であり、電磁リリーフ弁は、そのリリーフ弁
の圧力制御弁棒を電磁力によって位置制御するもので、
その入力電圧を変更することにより圧力制御を行なう型
式のものであり、この第１図及び後述の第２図における
各パイロットリリーフ弁１５、パルスモーター６は電磁
リリーフ弁に代替でき、パルス発信器１７は電磁リリー
フ弁アンプで代替できる。サーボリリ−フ弁も同様機能
を有するもので、前記電磁リリーフ弁はサーボリリーフ
弁に、電磁リリーフ弁用アンプはサーボアンプに代替可
能である。第２図に示したものは、第１図のプリセット
方式に代り、フィードバック方式による実施例を示し、
この場合その油圧回路３９上における切換用電磁弁ＡＩ
３、圧力調整用リリーフ弁１４、パイロットリリーフ弁
１５、パルスモータ１６、パルス発信器１７、圧力検出
器１８、圧力計１９、パイロットチェック弁２１、切換
用電磁弁Ｂ２０、更に圧力検出器１８に続くランプ３１
、比較器３３の設置、使用は全く同一であるが、圧力パ
ターン（加圧並び減圧）設定器３７を用い、圧力検出器
１８によるシリンダ内油圧の検出確と設定器３７のパタ
ーンを比較器３３内で送り込み、調節計３８をへてパル
ス発生器１７側にフィードバックさせる点のみが相違す
る。

これは第１図示のプリセット方式より更に高精度の制御
が得られるもので、前記圧力パターン設定器３７に圧力
と時間との両者の関係をプリセットするのであり、例え
ば関数発生器が使用できる。本発明による加圧並び減圧
制御について説明すると、第１図実施例の場合、先ずそ
の圧力設定器３２に設定圧力Ｐ，〜Ｐ３、時間設定器３
４に設定時間Ｔ，〜Ｔ２、加圧、減圧勾配器３６に加圧
勾配Ｑ，〜Ｑ２、減圧勾配８，〜３２の各設定値をプリ
セットしておき、これによって粉末体２２の加圧成形の
ための圧力パターンが決定される。

加圧のスタートは制御盤３５における押釘スイッチ、あ
るいは加圧スタートリミットスイッチを用い、このスタ
ートと共に切襖用電磁弁Ａ１３が励磁され、ポンプ１０
より吐出された圧油はリリーフ弁１４によって制御され
る。即ち加圧開始と共に、第３図に示す圧力パターンイ
のように、加圧勾配Ｑ，に相当するパルスがパルス発信
器１７より発信され、これによりパルスモータ１６が回
転し、パイロットリリーフ弁１５の設定圧力が上昇し、
圧力検出器１８による設定圧力Ｐ，の検出と共に加圧勾
配Ｑ．による加圧は終了する。次でタイマーＴ．がカウ
ントし、カウント終了後、加圧勾配Ｑ２に相当するパル
スがパルス発信器１７より発信され、パルスモータ１６
の回転、リリーフ弁１５の圧力が上昇し、詩数定値Ｐ３
の検出によって加圧勾配Ｑ２ による加圧が同様に終了
し、以下タイマーＴ２のカウントアウトと共に、切襖用
電磁弁Ａ１３および切換用電磁弁Ｂ２０の励磁と共にパ
ィロツトチェック弁２１が開き減圧勾配８，に従うパル
ス発信によるリリーフ弁１５の圧力下降を介して８，の
減圧が行なわれ、圧力検出器１８による設定圧力値Ｐ２
の検出と共に、次は減圧勾配３２ に従うパルス発信に
よるＩＪリーフ弁１５の圧力下降による減圧が行なわれ
、このさし、６のパルスはＱのパルスとは逆パルスであ
る。このようにして予じめ設定した圧力パターンイによ
る加圧、減圧制御が全く自動的に進行して、粉末体２２
の加圧成形作業が終了するのであり、この実施例ではそ
の圧力勾配はシリンダ内圧力からの直接フィードバック
でないため、勾配内容の精度はパルス発振器１７の精度
に依存することになる。何れにもせよ本発明によれば、
第３図に示した圧力パターンイを始めとして、鎖線で示
した別の圧力パターン口に示すように、その加圧、減圧
勾配や同一圧力保持タイム下の内容を、目的、用途、粉
末体２２の内容によって、所望かつ最適に設定した圧力
パターンによる加圧、減圧がきわめて容易に得られ、か
つ容易に変更できることになる。第２図実施例のもので
は、加圧スタートと共に、パターン設定器３７からのセ
ットされた圧力信号と圧力検出器１８からアンプ３１を
通って増中これたシリング１内の圧力信号が比較器３３
内で直接比較され、シリンダー内の圧力が低い場合、調
節計３８からパルス発信器１７にパルス数増加の信号を
指令して、パルスモータ１６の回転数を増加させて、シ
リンダ内圧力の上昇を速かにする。

反対にシリンダ内の圧力が高い場合は、前述と反対にパ
ルスモータ１６の回転数をパルス数減少の信号によって
遅くし、シリンダ内の圧力上昇を遅くするのであり、パ
ターン設定器３７内の設定圧力とシリンダ内の圧力とが
同一となるように、調節計３８で発信パルス数を増減す
ることにより、パターン設定器３２に設定された通りの
圧力パターンイなり口なりのパターンが得られ、かつこ
れにより加圧成形が進行することになる。このフィード
バック方式の場合、圧力系統の油洩れ等による圧力低下
を補償することが可能であると共に、常にシリンダ内の
圧力と時々刻々比較するので、その圧力調節精度は著し
く向上するメリットがある。本発明は以上の通りであっ
て、その成形圧力の変化が製品品質やプレス機各部、各
機構に切実な影響を与える粉末成形プレスにおいて、圧
力パターンを最適のものに設定し、かつ設定パターン通
りの進行が得られることによって、優れた品質の成形製
品を製品割れ等のおそれなく、容易に生産可能であり、
しかもこれによれば従来のような超高圧を必要とせず、
３５０ｋ９／地（ｍａｘ）程度の使用圧力で足り、従っ
て管路、弁類の構成や資材は現行市販品をそのまま使用
でき、安定した機能を持つ装置を用いられ、例えば４０
０ｍｏｎ粉末成形プレスタイプのもので、圧力の安定性
は士１〜２％が得られたのであり、しかもその圧力制御
操作はきわめて容易であり、コンパクトなプレス設備と
メンテナンスの容易なものが得られ、粉末成形プレスに
よる問題点の解決、更には一歩を前進させる圧力コント
ロール手段として優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は何れも本発明方法実施例の各全体説明
図、第３図は同圧力パターン例の説明図である。 １……加圧シリング、２・・・・・・ラム、５・・・・
・・クロスヘッド、６・・・・・・成形工具、８・…・
・油タンク、１０・・・・・・油圧ポンプ、１１・…・
・モータ、１３，２０・・・・・・切操用電磁弁Ａ，Ｂ
、１４・…・・圧力調整用リリーフ弁、１５……パイロ
ットリリーフ弁、１６．．・．．・パルスモータ、１７
・・・・・・パルス発信器、１８……圧力検出器、２１
……パイロットチェック弁、２２・・・・・・粉体、３
２・・…・圧力設定器、３３・・・・・・比較器、３４
・・・・・・時間設定器、３６・・・・・・加圧、減圧
勾配設定器、３７・・・・・・圧力パターン設定器、３
８・・・・・・調節計。 第１図 第３図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉末成形プレスにおける粉末体成形を流体圧によつ
   て行なうに当り、加圧シリンダの圧力回路中に同シリン
   ダの圧力調整用リリーフ弁を設置するとともに該リリー
   フ弁のパイロツト圧力制御用リリーフ弁を設け、該パイ
   ロツト圧力制御用リリーフ弁における圧力制御を予じめ
   設定した加圧または／および減圧パターンに従うパルス
   発信器よりのパルスを介して駆動されるパルスモータに
   よつて行なうことにより、成形用圧力の加圧または／お
   よび減圧を制御することを特徴とする粉末成形プレスの
   圧力制御方法。