JPS635899A - 粉末成形方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は粉末成形プレス装置、殊に機械式の粉末成形装
置及びその装置を用いた粉末成形方法に関する。

〈従来の技術〉 機械式粉末成形装置として、例えばウィズトロアル式粉
末成形プ、レス装置がある。この装置は第５図に示すよ
うになっている。図において、上パンチ５１は案内ロッ
ド５２に掛は渡された上パンチプレート５３の下端面に
装着され、ダイ５４はダイプレート５５内に嵌め込まれ
ており、下パンチ５６は固定プレート５７上面に装着さ
れている。

そしてこの装置は、モータによってフライホイルを回転
させて原動軸を慣性回転し、この回転を歯車列からなる
減速歯車で減速してクランク軸に伝達し、該クランク軸
の回転をコネクチングロッドを介して上パンチ５１に伝
達し、上パンチ５１の下動でプレスを行うものである。

上記プレスはダイ５４を下降させてダイ５４内の粉末の
密度バランスを調整しながら行う。

また、下パンチ５６は当初その先端を幾分ダイ５４内に
進入させてダイ５４の下部を閉塞する状態で固定プレー
ト５７に上下移動を拘束されて装着されろ。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながらこのような機械式粉末成形プレスにおいて
は、深物成形をする場合法のような問題点がある。

即ち、深物成形をする場合はそれだけ粉末の充填量を多
くしなければならないが、充填量が多くなるとパンチ、
及びダイの動きもそれに比例して太き（しなければなら
ず、そうすることによりプレスが大型化しコストが嵩ん
で生産設備として受は入れられない。せいぜい機械式粉
末成形プレスの最高充填深きは１６０ｍｍ程度である。

この充填深さを越えるものについては従来液圧プレスで
成形されているが、このものは設備費としては満足でき
るが寸法精度の管理がむずかしいことと、生産性が低い
等の問題点がある。

いずれにしろ機械式プレス及び液圧プレスにおいては深
物成形について満足のいくものは得られなかった。

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、深
物成形において機械駆動特有の寸法精度のよい成形品を
高い生産性を維持して得られる粉末成形装置及びその装
置を用いた粉末成形方法を提供することを目的としてい
る。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は上記目的を達成するため、粉末成形装置及びそ
の装置を用いた粉末成形方法は次のような手段からなる
ことを特徴としている。

即ち、装置の特徴は上パンチと下パンチとによってダイ
内の粉末を加圧成形する粉末成形プレスにおいて、前記
プレス内に適宜固定きれたシリンダー内を流体圧で上下
動するとともに前記下パンチと連接して下パンチを上動
させて予備加圧を行うビス！・ンと、前記プレス内の固
定プレートに横方向摺動可能に設けられ、前記予備加圧
を完了した下パンチと固定プレートとの間に介在して下
パンチの位置決めを行う加圧ストッパーとを具備した点
にある。

また、成形方法の特徴は、下部が下パンチで閉塞されて
粉末が充填されたダイ内に上パンチが進入していく過程
で、上パンチが前記ダイ内に進入した直後に下パンチが
流体圧で押し上げられて前記ダイ内へ進入し上、下パン
チにより前記粉末を予備加圧し、その後下パンチの移動
を固定し、かつ前記ダイを下動させてダイ内の粉末の密
度バランスを調整しながら上パンチをさらに前記ダイ内
に進入させて前記粉末を本加圧した点にある。

く作　用〉 下パンチは加圧力の小さい予備加圧工程においては流体
圧で上動するピストンに押し上げられてダイ内に進入し
、加圧力の大きい本加圧工程においては加圧ストッパー
によって位置決め固定される。

〈実施例〉 以下、本発明を図示した実施例に基づいて具体的に説明
する。

第１図及び第２図は本発明の粉末成形プレス装置の駆動
機構部分を除いた縦断面図であり、第１図は粉末充填時
、第２図は加圧完了時の状態をそれぞれ示す。

粉末成形プレス装置１は上パンチ２と下パンチ３とによ
ってダイ４内の粉末５を加圧成形するようになっている
。

上パンチ２は従来の粉末成形プレスと同様に上パンチプ
レート６に上パンチクランプリング７にて固定されてお
り、上パンチプレート６は図示しない駆動機構と継手８
を介して連結されている。

この駆動機構は従来の粉末成形プレスに用いられている
ものと同様なモータ、フライホイル、減速歯車、及びク
ランク軸やコネクチングロッド等ノ伝達軸からなる機械
式のものである。

上パンチ２は上記駆動機構によって上下動するようにな
っているが、この上下動は上パンチプレート６の下面に
固着しダイプレート１０を貫通するロッド９，９に案内
されるようになっている。

下パンチ３はその下部が下パンチクランプリング１４に
よって下パンチホルダ１５に固定されており、この下パ
ンチホルダ１５の下面にピストン１３の上端面が連接し
ている。ピストン１３は下部にフランジ部１３ａを形成
した断面略逆丁字形に形成されており、このフランジ部
１３ａを固定プレート１１に穿設した孔１２の孔壁に摺
接させ、かつ上部を前記孔１２の上部開口を閉塞するシ
リンダーロッドカバー１６を貫通して上下動自在に設け
られている。上記孔１２は下部開口もシリンダーへラド
カバ−１７で閉塞されて密閉空間を形成しており、この
密閉空間はピストン１３のフランジ部１３ａで上部空間
と下部空間とに分離されている。そして、固定プレート
１１には前記上部空間に開口する流体路１８が形成され
ており、シリンダーへラドカバー１７には前記下部空間
に開校する流体路１９が形成されている。しかしてピス
トン１３は流体路１８からの流体圧を受けて下動し、流
体路１９からの流体圧を受けて上動するようになってい
るとともに、このピストン１３の上下動によって下パン
チ１３が上下動する。

２０は金属製直方体の加圧ストッパーであり、固定プレ
ート１１の上面に座板２１を介して横方向ｉｅ自在に設
けられている。この加圧ストッパー２０はその後方に設
けられたシリンダー２２によって駆動されるようになっ
ている。そしてこの加圧ストッパー２０はピストン１３
により上動して予備加圧を完了した下パンチ３と固定プ
レート１１との間に介在して（第２図参照）下パンチ３
をその予備加圧完了位置から下降するのを阻止して位置
決めを行う。この加圧ストッパー２０の前記した介在状
態は上パンチ２の下動による本加圧の間維持される。そ
れ以外の加圧ストッパー２０ζよ後方に待機して下パン
チ３の上下動に関与しないようになっている。

尚、本実施例においてはピストン１３が上下動するシリ
ンダーを固定プレート１１に穿設された貫通孔１２にし
たが、本発明はこれに限定されるものではなく固定プレ
ート１１とは別体のシリンダーをプレス内の適所に固定
したものでもよい。

このような下パンチ３及び加圧ストッパー２０のタイミ
ング作動は例えば第３図の回路図に示す駆動系統によっ
て行われる。第３図において３１は減圧弁、３２は流量
調整付電磁弁、３３はアキュームレータ、３４は逆止弁
、３５はリリーフ弁。

３６は温度調節器、３７は流体移送ポンプ、３８は流体
貯留槽、３９は電磁弁、４０．４１は流量調整弁である
。

本回路図は油圧ポンプで圧力を発生させているが、プレ
ス本体と関連性をよくするためプレス本体にカムを付け
、このカムの動きでプランジャーを動かし、その圧力を
下パンチ駆動シリンダーへ接続してもよい。

ダイ４は従来の粉末成形プレスと同様にダイプレート１
０に嵌入されており、ダイプレート１０はタイロッド２
３で押出プレート２４に連結されている。そして押出プ
レート２４は継手２５を介して前述した上パンチ２の駆
動機構と同様の機械式駆動機構に連結されている。従っ
て、ダイ４は上記駆動機構によって上下動するようなっ
ている。

以上のように構成された粉末成形装置１は機鍼式粉末成
形プレスに面単な流体圧による予備加圧機構を組み込ん
だだけのものであるから、装置の大型化及びコスト高を
引き起こすことなく深物成形に充分に対応できる。特に
本実施例のように固定プレートに穿設した貫通孔をシリ
ンダーとして使用するものにおいてはそれだけ装置がコ
ンパクトになる。

次にこの装置１を用いた粉末成形方法を第４図に基づい
て説明する。

第４図は装置１の作動線図であり、Ａは上パンチ２の作
動を、Ｂはダイ４の作動を、Ｃは下パンチ３の作動をそ
れぞれ示す。

まず、下部が下パンチ３で閉塞されたダイ４内に給粉装
置（図示せず）で原料粉末５を充填する。

このとき上パンチ２は最上位付近の町に、ダイ４は最上
位す、に、下パンチ３は最下位０１にそれぞれ位置して
おり、粉末充填深さはＨ０＋αである。この充填深さＨ
ｏば従来のプレスのものであり、ａは増加した充填深さ
を示す。このときの装置１は第１図に示す通りである。

次に上パンチ２が下動し、その先端がダイ４内に幾分通
入した位置８２に達したとき、下パンチ３は流体圧で上
動するピストン１３で押し上げられて上動を開始する。

しかして上パンチ２が位置ａユから位置ａ３まで下動す
る間に下パンチ３は位置ｃ１と同一レベルの位置ｃ２か
ら位置ｃ５まで上動し、原料粉末５は上パンチ２と下パ
ンチ３とで予備加圧される。このときダイ４は当初の位
置ｂ１のレベルに保持されている。この予備加圧の工程
はまだ加圧力が最高加圧時の５０％以下と小さいなめ下
パンチ３は流体圧で上動するピストン１３で充分押、し
上げることができる。

下パンチ３が定位置ｃ３に上昇して予備加圧が完了した
後、下バンチ３をその下動を阻止して定位置ｃ、のレベ
ルに保持するため下パンチ３を保持する下パンチホルダ
１５と固定プレート１１との間に加圧ストッパー２０を
介在させる。しかして下パンチ３はピストン１３を押し
上げる流体圧が同等関与しない状態で予備加圧完了位置
に８！械的に位置決めされる。この状態で上パンチ２は
更に下動して原料粉末を本加圧する。この本加圧工程は
上パンチ２が位置ａ３から位置ａ＋まで下動じて完了す
るが、その間ダイ４も位置す、と同一レベルの位置ｂ２
から位Ｗｂ３まで下動してダイ４内の密度バランスを調
整する。本加圧完了時点の装置１は第２図に示す通りで
ある。

本加圧完了後は上パンチ２は位置科から上動して当初の
位置ａ１に戻り、続いてダイ４は押出工程へ入る。この
押出工程はダイ４が位置ｂ３と同一レベルの位置ｂ４か
ら位置ｂ５まで下動して成形品２６をダイ４の外方へ押
出して完了する。

その後成形品２６は適宜次工程へ移動させられるととも
にダイ４は位置ｂｉと同一レベルの位Ｎｂｂから上動し
て当初の位置ｂ１に戻る。続いて下パンチ３も又定位置
Ｃ３と同一レベルの位置部から下動して当初の位置ｃ１
に戻る。この下パンチ３の下動（よ加圧ストッパー２０
をシリンダー２２で後退させた後、流体圧で下動するピ
ストン１３によって行われる。

しかして、上パンチ２．下パンチ３．ダイ４はいずれも
当初の原料粉末の充填可能な位置に戻り、粉末成形の全
工程が完了する。また新たに成形品を得るにはダイ４内
に原料粉末を充填して上記した工程を繰り返せばよい。

以上述べたように本発明の粉末成形方法は当初充填され
た原料粉末の充填深さＨ０＋αのうち増加した充填量α
は流体圧で上動する下パンチ３で予備加圧し、充填量Ｈ
０は上パンチ２の機械駆動にょる下動で本加圧するもの
であるから機械駆動特有の寸法精度のよい成形品が得ら
れる。しかも本成形方法は流体圧による加圧は増加した
充填量ａだけを行うものであるから流体圧による予備加
圧によろ生産性の低下もない。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明の粉末成形装置は、機械式プレ
スに充填量の増加した分を予備加圧する簡単な流体圧機
構を組み合わせたので、機械式プレスのみのように装置
の大型化及びコスト高をもたらすことなく深物成形に対
応できる。

また、本発明の粉末成形方法は本加圧工程において急激
に圧縮力が増すので、粉末冶金用粉末の圧縮特性のよう
に全圧縮量の終了近くで急激に圧縮力を特徴とする特性
を得ることができる。

さらに、本発明の粉末成形装置及びその装置を用いた粉
末成形方法は、深物成形において機械駆動特有の寸法精
度のよい成形品を高い生産性を維持して得られろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粉末成形装置の原料粉末充填時点の要
部断面図、第２図は同上装置の加圧完了時点の要部断面
図、第３図は同上装置のピストン及び加圧ストッパーの
流体圧回路図、第４図は同上装置の上パンチ、下パンチ
、及びダイの作８ｎ図、第５図は従来の粉末成形装置の
原料粉末充填時点の要部断面図である。 １・・粉末成形装置、２・・上パンチ、３１１．下パン
チ、４・・・ダイ、５・・原料粉末、１１・・・固定プ
レート、１２・・・貫通孔、１３・・ピストン、１８．
１９・・・流体路、２６・・・成形品。 特許出願人　　玉川機械株式会社 代理人　弁理士　　佐　藤　英　昭 茅　７１凶 手続補正書 昭１６２ツ　４り２７８ 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１４８０６！５号 ２、発明の名称 粉末成形装置及びその装置を用いた 粉末成形方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 名　称　玉川機械株式会社 ４、代理人 自発 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」 〔補正の内容〕 （１）明細書第８頁第３行乃至第４行「開校」とあるの
を「開口」と補正する。 （２）同書同頁第８行「下バンチ１３」とあるのを「下
パンチ３」と補正する。 以　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）上パンチと下パンチとによってダイ内の原料粉末
   を加圧成形する粉末成形プレスにおいて、前記プレス内
   に適宜固定されたシリンダー内を流体圧で上下動すると
   ともに前記下パンチと連接して下パンチを上動させて予
   備加圧を行うピストンと、 前記プレス内の固定プレートに横方向摺動可能に設けら
   れ、前記予備加圧を完了した下パンチと固定プレートと
   の間に介在して下パンチの位置決めを行う加圧ストッパ
   ーと、 を具備したことを特徴とする粉末成形装置。
2. （２）下部が下パンチで閉塞されて原料粉末が充填され
   たダイ内に上パンチが進入していく過程で、上パンチが
   前記ダイ内に進入した直後に下パンチが流体圧で押し上
   げられて前記ダイ内に進入し、上、下パンチにより前記
   粉末を予備加圧し、その後下パンチの移動を固定し、か
   つ前記ダイを下降させてダイ内の粉末の密度バランスを
   調整しながら上パンチをさらに前記ダイ内に進入させて
   前記粉末を本加圧することを特徴とする粉末成形方法。
3. （３）前記シリンダーが前記プレス内の固定プレートに
   穿設された貫通孔である特許請求の範囲第（１）項記載
   の粉末成形装置。