JP2002001594A - 誘電体ブロックのプレス成形方法 - Google Patents
誘電体ブロックのプレス成形方法Info
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Abstract
度を高め、ステップ部近傍にクラックが発生し難い誘電
体ブロックのプレス成形方法を提供する。 【解決方法】 上芯金72a,72bと下芯金71a,
71bを接触させた状態で、上芯金72a,72bと下
芯金71a,71bを下パンチ61側に摺動させ、上芯
金72a,72bと下芯金71a,71bの接触位置F
をキャビティ51内の所定の位置に移送する。このと
き、キャビティ51内の誘電粉末4には、圧力を加えな
いようにする。次に、上芯金72a,72bと下芯金7
1a,71bを接触させた状態で、上パンチ62と下パ
ンチ61にてキャビティ51内の誘電体粉末4を加圧圧
縮して誘電体ブロックを成形する。
Description
プレス成形方法に関する。
実開昭55−71697号公報に開示された方法が知ら
れている。図17において507はダイスであり、50
8は上パンチ、509は下パンチである。上パンチ50
8は下降したときダイス507内に入るものであり(図
18参照)、下パンチ509はダイス507内に位置し
ているものである。上パンチ508と下パンチ509に
は、それぞれ偏心した位置に芯金510,511が昇降
自在に嵌挿されており、ともにスプリング512,51
3により、近接する方向に加圧されるようになってい
る。
けた孔516がステップ部515を有している誘電体ブ
ロック520を成形するためのものである。図17に示
すように、この成形型において、下パンチ509の芯金
511を所定の高さまで上昇させ、上パンチ508を下
降させて、芯金510を芯金511に接触させた状態で
誘電体セラミック粉末514を圧縮すると(図18参
照)、図19に示すような誘電体ブロック520が得ら
れる。
ック520のプレス成形において、孔516のステップ
部515近傍にクラックを発生させることなくプレス成
形を行うためには、誘電体セラミック粉末514を加圧
圧縮する工程にて、上下パンチ508,509間で加圧
成形される部位A2のセラミック密度と、芯金510と
下パンチ509間で加圧成形される部位A3のセラミッ
ク密度と、芯金511と上パンチ508間で加圧成形さ
れる部位A1のセラミック密度とを一定にする必要があ
る。
は、対向する上下の芯金510,511の接触位置の制
御をスプリング512,513のばね力のバランスで行
っており、加圧途中における芯金510,511の接触
位置を精度良く制御することは難しかった。このため、
部位A2と部位A1間、並びに、部位A2と部位A3間
には、セラミック密度の差が生じ、ステップ部515近
傍にクラックが発生し易いという問題があった。
る上下の芯金の接触位置の精度を高め、ステップ部近傍
にクラックが発生し難い誘電体ブロックのプレス成形方
法を提供することにある。
するため、本発明に係る誘電体ブロックのプレス成形方
法は、(a)摺動可能な下芯金を有した下パンチをダイ
スのキャビティ内に嵌挿した下型の前記キャビティ内
に、前記下芯金を前記キャビティ内に突出させた状態
で、所定量の誘電体粉末を充填する充填工程と、(b)
摺動可能な上芯金を有した上パンチが前記キャビティ内
を摺動することができる上型と、前記上芯金の下端面が
前記下芯金の上端面と接触するように、前記下型を、接
触させるアプローチ工程と、(c)前記上芯金と前記下
芯金を接触させた状態で、前記上芯金と前記下芯金を前
記下パンチ側に摺動させ、前記上芯金と前記下芯金の接
触位置を前記キャビティ内の所定の位置に移送する移送
工程と、(d)前記上芯金と前記下芯金を接触させた状
態で、前記上パンチと前記下パンチにて前記キャビティ
内の前記誘電体粉末を加圧圧縮して誘電体ブロックを成
形する加圧工程と、を備えたことを特徴とする。
の円柱形状とし、上芯金の形状を半径r2の円柱形状と
したとき、下芯金の中心と上芯金の中心の距離Pは0≦
P≦r1+r2の関係を有する。
ャビティ内の誘電体粉末に殆ど圧力を加えない状態で、
予め、キャビティ内の誘電体粉末を、加圧圧縮後の誘電
体ブロックの形状を下型と上型の加圧方向に拡大した形
に成形しておく。この後、キャビティ内の誘電体粉末を
加圧圧縮することにより、キャビティ内の誘電体粉末の
密度が略均一になる。従って、誘電体フィルタや誘電体
デュプレクサ等の誘電体ブロックに成形された孔のステ
ップ部近傍にクラックが発生し難くなる。
サーボ制御することにより、加圧途中における上下の芯
金の接触位置を精度良く制御することができ、より確実
にキャビティ内の誘電体粉末の密度を均一化することが
できる。
ックのプレス成形方法の実施の形態について添付の図面
を参照して説明する。
1実施形態のプレス成形方法で得られる誘電体ブロック
の斜視図を示し、図2に、その正面図を示す。この誘電
体ブロック1は、誘電体フィルタ用として使用される。
図1に示すように、誘電体ブロック1の対向する面1
a,1bを貫通して二つの同軸共振器孔2a,2bが成
形されている。それぞれの同軸共振器孔2a,2bは、
横断面円形の大径孔部22a,22bと、その大径孔部
22a,22bに連通した横断面円形状の小径孔部23
a,23bとを有している。
大径孔部22a,22bの軸に対して偏心している。す
なわち、大径孔部22a,22bの半径をr1、小径孔
部23a,23bの半径をr2、大径孔部22a,22
bの軸と小径孔部23a,23bの軸相互のずれ距離を
P(図2参照)とすると、r1−r2≦P≦r1+r2
を満足する。従って、同軸共振器孔2a,2bは、屈曲
した形状、つまり小径孔部23a,23bが大径孔部2
2a,22bからはみ出している形状を有している。大
径孔部22aと小径孔部23aのステップ部24aの位
置と、大径孔部22bと小径孔部23bのステップ部2
4bの位置は、長さLの同軸共振器孔2a,2bの中央
(L/2)である。
径孔部23a,23bの軸相互のずれ距離Pは、関係式
0≦P≦r1+r2を満足していればよく、P=0の場
合、つまり、大径孔部22a,22bの軸と小径孔部2
3a,23bの軸が一致している場合でもよい。
成形するためのプレス成形装置の概要を説明する。図3
に示すように、該装置は下型6と上型7を有している。
下型6はダイス5と、下パンチ61と、下パンチ61に
対して摺動可能な下芯金71a,71bとを備えてい
る。ダイス5は横断面略矩形状のキャビティ51を有し
ており、そのキャビティ51の内部に下パンチ61を嵌
挿している。下芯金71a,71bの形状は半径r1の
円柱形状である。また、上型7は、上パンチ62と、上
パンチ62に対して摺動可能な上芯金72a,72bと
を備えている。上芯金72a,72bの形状は半径r2
の円柱形状である。
ーボ制御されている。下芯金71a,71b、ダイス
5、上パンチ62および上芯金72a,72bの駆動
(下降又は上昇)は、それぞれACサーボモータM1,
M2,M3,M4を利用している。そして、下パンチ6
1の上面を基準面とし、この基準面から上パンチ62の
下面の位置、上芯金72a,72bの下面の位置、下芯
金71a,71bの上面の位置およびダイス5の上面ま
での距離をリニアスケール(図示せず)で測定し、それ
ぞれの測定された位置情報に基づいてACサーボモータ
M1〜M4を数値制御する。つまり、上パンチ62、上
下芯金72a,72b,71a,71bおよびダイス5
の「実際(動作途中)の位置」と「指定している位置
(目標値入力信号)」との間に位置ずれが生じていない
かどうかを、スケールフィードバック制御を用いて常に
監視し、補正するように制御する。
プレス成形方法を説明する。図3に示すように、下芯金
71a,71bを、予め、面f1の位置まで上昇させ、
その後、Ba−Ti系セラミックやBa−Ti−Nd系
セラミックなどの誘電体粉末4を所定量充填する(充填
工程)。本第1実施形態では誘電体粉末4の上面が面f
1と略同一になるまでキャビティ51内に誘電体粉末4
を充填した。
に、上パンチ62および上芯金72a,72bのそれぞ
れの下端面が、下芯金71a,71bの上端面に接触す
る位置に上型7が達すると、上型7の下降を一旦停止す
る(アプローチ工程)。上芯金72a,72bと下芯金
71a,71bが接触した部分は、後工程で、同軸共振
器孔2a,2bのステップ部24a,24bを成形す
る。
内の誘電体粉末4に圧力を加えないようにして、上芯金
72a,72bの下端面と下芯金71a,71bの上端
面をそれぞれ接触させた状態で、上芯金72a,72b
と下芯金71a,71bを下パンチ61側へ摺動させ
る。そして、上芯金72a,72bと下芯金71a,7
1bの接触位置Fがキャビティ51内の所定の位置に達
すると、上下芯金72a,72b,71a,71bの下
降を一旦停止する(移送工程)。
体粉末4を、加圧完了後の誘電体ブロック1の形状に対
して加圧方向へ拡大した形状に成形しておく。そして、
上芯金72a,72bと下芯金71a,71bの接触位
置Fは、下パンチ61の上面と上パンチ62の下面の間
の距離をL1とすると、下パンチ61の上面から距離L
1/2の位置にある。なお、上パンチ62は、誘電体粉
末4に接している。
ンチ62と下芯金71a,71bと上芯金72a,72
bを下側方向に移動させ、誘電体粉末4を加圧圧縮して
誘電体ブロック1の形状に成形する(加圧工程)。この
とき、上芯金72a,72bの下端面と下芯金71a,
71bの上端面をそれぞれ接触させた状態で、上芯金7
2a,72bと下芯金71a,71bを下方向に摺動さ
せる。そして、加圧圧縮中は、上芯金72a,72bと
下芯金71a,71bの接触位置Fが、常に下パンチ6
1の上面の位置と上パンチ62の下面の位置の中間にな
るように、上パンチ62と下芯金71a,71bと上芯
金72a,72bをスケールフィードバック制御しなが
らサーボモータM1,M3,M4によって下降させる。
なお、下芯金71a,71bの下降に併せてダイス5
も、サーボモータM2によって下降させる。
に、ダイス5と下芯金71a,71bを下方向に移動さ
せ、上パンチ62と上芯金72a,72bを上方向に移
動させて、成形された誘電体ブロック1を取り出す(開
放工程)。
移送工程において、キャビティ51内の誘電体粉末4に
殆ど圧力を加えない状態で、予め、キャビティ51内の
誘電体粉末4を、加圧圧縮後の誘電体ブロック1の形状
を下型6と上型7の加圧方向に拡大した形状に成形し、
その後、キャビティ51内の誘電体粉末4を加圧圧縮す
るので、キャビティ51内の誘電体粉末4の密度を略均
一にすることができる。従って、同軸共振器孔2a,2
bのステップ部24a,24b近傍にクラックが発生し
難い誘電体ブロック1を得ることができる。
ぞれサーボ制御しているので、加圧途中における上下の
芯金71a,71b,72a,72bの接触位置Fを精
度良く制御することができ、より確実にキャビティ51
内の誘電体粉末4の密度を均一化することができる。
第2実施形態のプレス成形方法で得られる誘電体ブロッ
クの斜視図を示し、図9に、その正面図を示す。この誘
電体ブロック2は、第1実施形態で得られる誘電体ブロ
ック1と同様に誘電体フィルタ用として使用される。図
8に示すように、誘電体ブロック2の対向する面1a,
1bを貫通して二つの同軸共振器孔2a,2cが成形さ
れている。それぞれの同軸共振器孔2a,2cは、横断
面円形の大径孔部22a,22cと、その大径孔部22
a,22cに連通した横断面円形状の小径孔部23a,
23cとを有している。一方の小径孔部23aの軸は、
大径孔部22aの軸に対して偏心している。他方の小径
孔部23cの軸は、大径孔部22cの軸に対して略一致
している。
成形するためのプレス成形装置の概要を説明する。な
お、第1実施形態と同一の部品および同一の部分には同
じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
型7を有している。下型6はダイス5と下パンチ61
と、下パンチ61に対して摺動可能な下芯金71a,7
1cとを備えている。下芯金71cは、半径r1の円柱
部74aの上に、これと同じ中心軸を有し、半径r1よ
り小さい半径r2の円柱部74bを設けた形状をしてい
る。つまり、下芯金71cは、大径孔部22cを成形す
る部位と小径孔部23cを成形する部位を一体化したも
のである。円柱部74aと74bの段部73は、後工程
で、同軸共振器孔2cのステップ部24cを成形する。
また、上型7は、上パンチ62と、上パンチ62に対し
て摺動可能な上芯金72aとを備えている。上パンチ6
2には孔62aが設けられており、この孔62aは下芯
金71cの円柱部74bが嵌挿して摺動可能である。
孔2a,2cは、大径孔部22a,22cの半径をr
1、小径孔部23a,23cの半径をr2、大径孔部2
2a,22cの軸と小径孔部23a,23cの軸相互の
ずれ距離をP(図9参照)とすると、それぞれ関係式0
≦P≦r1+r2と0≦P≦r1−r2を満足する範囲
で、大径孔部22a,22cの軸を基準にして小径孔部
23a,23cの軸を偏心させることができる。言い換
えると、同軸共振器孔2aは小径孔部23aが大径孔部
22aからはみ出している形状を有し、同軸共振器孔2
cは小径孔部23cが大径孔部22c内に収まる形状を
有している。
ーボ制御されている。下芯金71a,71c、ダイス
5、上パンチ62および上芯金72aの駆動(下降また
は上昇)はそれぞれACサーボモータM1,M2,M
3,M4,M5を利用している。下パンチ61の上面を
基準面とし、この基準面から上パンチ62の下面の位
置、上芯金72aの下面の位置、下芯金71a,71c
の上面の位置およびダイス5の上面までの距離をリニア
スケール(図示せず)で測定し、それぞれの測定された
位置情報に基づいて、サーボモータM1〜M5を数値制
御する。
プレス成形方法を説明する。図10に示すように、下芯
金71a,71cを、予め、面f1の位置まで上昇さ
せ、その後、誘電体粉末4を所定量充填する(充填工
程)。本第2実施形態では誘電体粉末4の上面が面f1
と同一になるまでキャビティ51内に誘電体粉末4を充
填した。
うに、上パンチ62および上芯金72aのそれぞれの下
端面が、下芯金71aの上端面に接触する位置に上型7
が達すると、上型7の下降を一旦停止する(アプローチ
工程)。上芯金72aと下芯金71aが接触した部分
は、第1実施形態と同様に、後工程で、同軸共振器孔2
aのステップ部24aを成形する。
1内の誘電体粉末4に圧力を加えないようにして、上芯
金72aの下端面と下芯金71aの上端面を接触させた
状態で、上芯金72aと下芯金71aを下パンチ61側
へ摺動させる。そして、上芯金72aと下芯金71aの
接触位置Fがキャビティ51内の所定の位置に達する
と、上芯金72aと下芯金71aの下降を停止する(移
送工程)。なお、本第2実施形態では、下芯金71cの
段部73の位置をすでにキャビティ51内の所定の位置
に設定しているので、移送工程中に下芯金71cを上昇
または下降させる必要がない。
体粉末4を、加圧圧縮完了後の誘電体ブロック2の形状
に対して加圧方向へ拡大した形状に成形しておく。そし
て、上芯金72aと下芯金71aの接触位置Fと下芯金
71cの段部73は、下パンチ61の上面と上パンチ6
2の下面の間の距離をL1とすると、下パンチ61の上
面から距離L1/2の位置にある。
パンチ62と下芯金71a,71cと上芯金72aを下
側方向に移動させ、誘電体粉末4を加圧圧縮して誘電体
ブロック2の形状に成形する(加圧工程)。このとき、
上芯金72aの下端面と下芯金71aの上端面を接触さ
せた状態で、上芯金72aと下芯金71aを下方向に摺
動させる。そして、加圧圧縮中は、上芯金72aと下芯
金71aの接触位置Fと下芯金71cの段部73の位置
が、常に下パンチ61の上面の位置と上パンチ62の下
面の位置の中間になるように、上パンチ62と下芯金7
1a,71cと上芯金72aをスケールフィードバック
制御しながらサーボモータM1,M2,M4,M5によ
って下降させる。
芯金71a,71cを下方向に移動させ、上パンチ62
と上芯金72aを上方向に移動させ、成形された誘電体
ブロック2を取り出す(開放工程)。なお、下芯金71
a,71cの下降に併せてダイス5も、サーボモータM
3によって下降させる。
実施形態と同様の作用効果を奏する。
は、前記第1実施形態や第2実施形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨の範囲内で種々に変更すること
ができる。
は、アプローチ工程と移送工程の工程間に上型7を一旦
停止するとしたが、これに限定されるものではなく、連
続的にアプローチ工程から移送工程に移ってもよい。同
様に、移送工程と加圧工程の工程間に上下芯金72a,
72b,71a,71bの下降を一旦停止するとした
が、これに限定されるものではなく、連続的に移送工程
から加圧工程に移ってもよい。
下芯金71a,71bに誘電体粉末4を挟むことなく接
触していればよく、下芯金71a,71bの上面を誘電
体粉末4の上面より突出させた状態で、アプローチ工程
を行ってもよい。
下パンチ61を固定して、上パンチ62や上下芯金72
a,71aなどを下パンチ61側に下降させ、誘電体粉
末4を加圧圧縮しているが、必ずしもこれに限定される
ものではない。例えば、上下芯金72a,71aの接触
位置Fを固定して、下パンチ61を上昇させると共に、
上パンチ62を下降させ、接触位置Fを中心にして上下
方向から上パンチ62と下パンチ61にて誘電体粉末4
を加圧圧縮してもよい。
振器孔の数や形状などは任意である。例えば、図15お
よび図16に示した誘電体デュプレクサ用として使用さ
れる誘電体ブロック11に対しても本発明を適用するこ
とができる。図15は誘電体ブロック11の正面図、図
16は、図15のXVI−XVI断面図を示す。誘電体
ブロック11には、7個の同軸共振器孔9a〜9gが成
形されている。
大径孔部の軸と小径孔部の軸が互いにずれている。しか
も、同軸共振器孔9e,9gは、小径孔部が大径孔部か
らはみ出している。一方、同軸共振器孔9d,9fは、
大径孔部の軸と小径孔部の軸が互いに一致している。特
に、同軸共振器孔9dは大径孔部の径と小径孔部の径が
等しい。
振器孔9e,9gと同軸共振器孔9fのそれぞれのステ
ップ部は、同軸共振器孔の軸方向の任意の位置に設けら
れている。この場合、圧縮工程では、加圧圧縮中の下芯
金と上芯金の接触位置や下芯金の段部の位置は、上パン
チの下面の位置からの距離と下パンチの上面の位置から
の距離の比が常に一定になるように設定される。
して説明していたが、これに限定されるものではなく、
例えば、横断面が矩形や楕円形の柱状芯金であってもよ
い。矩形の上下芯金を使用すれば、横断面が矩形の孔が
得られる。また、円形状と矩形状が混在する芯金を有す
る型であってもよい。さらに、一つの同軸共振器孔を、
例えば、円形状の上芯金と矩形状の下芯金とを組み合わ
せて成形してもよい。
孔に対して大径孔部と小径孔部の二つの径を有する孔で
構成されているが、これらの径の関係はr1>r2の関
係に限定されるものではなく、r1<r2やr1=r2
の関係でもよい。
にはACサーボモータを用いたが、これに限定されるも
のではなく、所定の精度で位置決め制御できる他のモー
タやシリンダ等を用いてもよい。
15において左右横方向に限定されるものではなく縦方
向や斜め方向であってもよい。
程において、キャビティ内の誘電体粉末に殆ど圧力を加
えない状態で、予め、キャビティ内の誘電体粉末を、加
圧圧縮後の誘電体ブロックの形状を下型と上型の加圧方
向に拡大した形状に成形し、この後、キャビティ内の誘
電体粉末を加圧圧縮することにより、キャビティ内の誘
電体粉末の密度を略均一にすることができる。従って、
誘電体フィルタや誘電体デュプレクサ等の誘電体ブロッ
クに成形された孔のステップ部近傍にクラックが発生し
難くなる。
サーボ制御することにより、加圧途中における上下の芯
金の接触位置を精度良く制御することができ、より確実
にキャビティ内の誘電体粉末の密度を均一化することが
できる。
体ブロックの一例を示す斜視図。
を示す縦概略断面図。
体ブロックの他の例を示す斜視図。
法を示す縦概略断面図。
電体ブロックのさらに他の例を示す正面図。
ブロックの正面図、(2)はその断面図。
Claims (4)
- 【請求項1】 摺動可能な下芯金を有した下パンチをダ
イスのキャビティ内に嵌挿した下型の前記キャビティ内
に、前記下芯金を前記キャビティ内に突出させた状態
で、所定量の誘電体粉末を充填する充填工程と、 摺動可能な上芯金を有した上パンチが前記キャビティ内
を摺動することができる上型と、前記上芯金の下端面が
前記下芯金の上端面と接触するように、前記下型を、接
触させるアプローチ工程と、 前記上芯金と前記下芯金を接触させた状態で、前記上芯
金と前記下芯金を前記下パンチ側に摺動させ、前記上芯
金と前記下芯金の接触位置を前記キャビティ内の所定の
位置に移送する移送工程と、 前記上芯金と前記下芯金を接触させた状態で、前記上パ
ンチと前記下パンチにて前記キャビティ内の前記誘電体
粉末を加圧圧縮して誘電体ブロックを成形する加圧工程
と、 を備えたことを特徴とする誘電体ブロックのプレス成形
方法。 - 【請求項2】 前記下型の位置と前記上型の位置をそれ
ぞれサーボ制御することを特徴とする請求項1記載の誘
電体ブロックのプレス成形方法。 - 【請求項3】 前記下芯金の形状が半径r1の円柱形状
で、前記上芯金の形状が半径r2の円柱形状で、前記下
芯金の中心と前記上芯金の中心の距離Pが0≦P≦r1
+r2の関係を有することを特徴とする請求項1又は請
求項2記載の誘電体ブロックのプレス成形方法。 - 【請求項4】 前記誘電体ブロックが誘電体フィルタ及
び誘電体デュプレクサのいずれか一方の誘電体ブロック
であることを特徴とする請求項1ないし請求項3記載の
誘電体ブロックのプレス成形方法。
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