JP2002210597A - Powder molding press - Google Patents
Powder molding pressInfo
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- B30B1/10—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、原料粉末を圧縮し
て圧粉体を成形する粉末成形機に係り、特に、上方より
原料粉末を圧縮する上パンチが上パンチプレートを介し
て取り付けられる上ラムの往復運動を駆動する駆動機構
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a powder molding machine for compressing raw material powder to form a green compact, and more particularly to an upper punch for compressing a raw material powder from above, which is mounted via an upper punch plate. The present invention relates to a drive mechanism for driving a reciprocating motion of a ram.
【０００２】[0002]
【従来の技術】焼結部品の製造に用いる圧粉体は、Ｆｅ
系、Ｃｕ系といった原料粉末を金型内で加圧成形するこ
とにより形成される。このような成形機として、ダイと
下パンチで画成される金型内に原料粉末を充填し、上方
より上パンチを降下させて圧粉体を形成する粉末成形機
が知られている。図３は、粉末成形機によって圧粉体が
形成される様子を模式的に示したものである。図３
（a）は、圧粉体の側面を成形する側面成形型のダイ１
００に設けられた貫通孔１１０に下方より下パンチ２０
０が嵌合され、ダイ１００と下パンチ２００とで画成さ
れる成形用穴Ｈに原料粉末Ｍが充填されている状態を示
すものである。図３（ｂ）に示すように、ダイ１００を
下方に移動させるとともに、この成形用穴Ｈに上方から
上パンチ３００を挿入し、上パンチ３００と下パンチ２
００とで挟むようにして原料粉末Ｍを圧縮する。この
時、下パンチ２００は、下端が固定されており、動かな
い。このように加圧成形された圧粉体Ｐは、ダイがさら
に下方に下がり、図３（ｃ）に示す如く下パンチ２００
の上端面２００ａがダイ１００の上面１００ａと略同じ
高さになったとき取出し可能となる。ダイ１００の上面
１００ａ上には、原料粉末Ｍを供給するフィーダー４０
０が上面１００ａ上で摺動自在に設けられており、図中
紙面右側に移動しながら、フィーダー４００の先端の、
かつ上端面２００ａより高い位置に設けられた図示せぬ
先端部によって圧粉体Ｐが上面１００ａ上に押し出され
るようになっている。こうして上面１００ａ上に押し出
された圧粉体Ｐは、図３（ｄ）に示すように、フィーダ
ー４００が右方へ移動することにより貫通穴１１０の外
へ取り出される。一方、ダイ１００は再び上昇を開始
し、下パンチ２００は、ダイ１００に対して相対的に下
方に下がって成形用穴Ｈが画成され始める。この成形用
穴Ｈに、フィーダー４００下面から開放された原料粉末
Ｍが落下するようにして充填される。図３（ｅ）は、圧
粉体Ｐが完全にダイ１００上面１００ａ上に取出され、
フィーダー４００が貫通孔１１０の上方に位置し、原料
粉末Ｍを落とし込むように充填している様子を示してい
る。このようにして、成形用穴Ｈに図３（ａ）に示すよ
うな原料粉末Ｍが充填された状態となる。これらダイ１
００、上パンチ３００、フィーダー４００等は、図示さ
れぬ駆動主軸の回転運動がカム等を用いて伝達されて動
かされるのが常であり、例えばモータ等の駆動源によっ
て駆動される駆動主軸の一回転の動きがダイ１００、上
パンチ３００、フィーダー４００の一往復の動きに変換
されて、ちょうど原料粉末の充填、圧縮、取出しの一周
の工程に対応するようになっている。2. Description of the Related Art Green compacts used for manufacturing sintered parts are made of Fe.
It is formed by pressure-forming a raw material powder such as a Cu-based or Cu-based material in a mold. As such a molding machine, there is known a powder molding machine that fills a raw material powder into a mold defined by a die and a lower punch, and lowers an upper punch from above to form a green compact. FIG. 3 schematically shows how a green compact is formed by a powder molding machine. FIG.
(A) is a side molding die 1 for molding the side surface of the green compact.
00 through the through hole 110 provided in
0 shows a state in which the raw material powder M is filled in the molding hole H defined by the die 100 and the lower punch 200. As shown in FIG. 3B, the die 100 is moved downward, and the upper punch 300 is inserted into the forming hole H from above, so that the upper punch 300 and the lower punch 2 are moved.
00 and the raw material powder M is compressed. At this time, the lower punch 200 has a fixed lower end and does not move. In the green compact P thus formed, the die is further lowered, and as shown in FIG.
When the upper end surface 200a of the die 100 becomes substantially the same height as the upper surface 100a of the die 100, it can be taken out. A feeder 40 for supplying the raw material powder M is provided on the upper surface 100a of the die 100.
0 is slidably provided on the upper surface 100a.
The compact P is extruded onto the upper surface 100a by a not-shown tip provided at a position higher than the upper end surface 200a. The green compact P extruded on the upper surface 100a in this manner is taken out of the through-hole 110 by the rightward movement of the feeder 400 as shown in FIG. 3D. On the other hand, the die 100 starts to rise again, and the lower punch 200 starts to define the forming hole H by lowering relatively to the die 100. The raw material powder M released from the lower surface of the feeder 400 is filled into the molding hole H so as to fall. FIG. 3E shows that the green compact P is completely taken out on the upper surface 100a of the die 100,
The feeder 400 is located above the through-hole 110, and shows a state in which the raw material powder M is filled so as to be dropped. Thus, the raw material powder M as shown in FIG. 3A is filled in the molding hole H. These dies 1
The upper punch 300, the feeder 400, and the like are usually moved by transmitting the rotational motion of a drive spindle (not shown) using a cam or the like. For example, one of the drive spindles driven by a drive source such as a motor is used. The rotational movement is converted into one reciprocating movement of the die 100, the upper punch 300, and the feeder 400, and corresponds to just one round of the process of filling, compressing, and taking out the raw material powder.
【０００３】図４は、粉末成形機におけるダイ、上パン
チ、及びフィーダー等の各部の連動した動きを横軸を駆
動主軸の回転角として表したものである。なお、図にお
いて、上パンチを駆動するリンク機構の上死点を駆動主
軸の回転角０°に定めている。図中（イ）は、ダイの上
下運動を、（ロ）は、固定された下パンチの静止した状
態を、（ハ）は、原料粉末を給粉するフィーダーのダイ
上の水平運動をそれぞれ示している。図中（ニ）は、上
パンチがサインカーブを描いて上下する様子を示してい
る。上パンチが駆動主軸の回転とともにサインカーブを
描いて上下する場合、上パンチが上昇している時間が比
較的長く取れるため、原料粉末の給粉時間を長くするこ
とができる。給粉に充分長い時間が与えられると、原料
粉末の均質な充填等のためには都合がよい。しかしなが
ら、上パンチの最下降位置付近での滞在時間と圧粉体形
成のための加圧時間は短くなって、原料粉末の成形性の
観点からはあまり好ましいとは言えない。また、図５に
示すように、上パンチにサインカーブを描かせて原料粉
末を圧縮する粉末成形機Ｂ１は、上パンチ（図５中では
図示せず）を駆動する上ラム５００に近い場所に回転駆
動源Ｒを備えている必要がある。このような構成とする
結果、抜出装置や下圧装置を精度よく動作させるために
コストが上昇してしまうという問題が生じる。FIG. 4 shows the interlocking movements of various components such as a die, an upper punch, and a feeder in a powder molding machine, in which the horizontal axis represents the rotation angle of the drive main shaft. In the drawing, the top dead center of the link mechanism for driving the upper punch is set to the rotation angle 0 ° of the drive spindle. In the figure, (a) shows the vertical movement of the die, (b) shows the stationary state of the fixed lower punch, and (c) shows the horizontal movement of the feeder for feeding the raw material powder on the die. ing. (D) in the figure shows how the upper punch moves up and down in a sine curve. When the upper punch moves up and down in a sine curve with the rotation of the drive spindle, the time during which the upper punch is rising can be relatively long, so that the time for feeding the raw material powder can be lengthened. If a sufficiently long time is given to the powder supply, it is convenient for uniform filling of the raw material powder and the like. However, the residence time near the lowermost position of the upper punch and the pressurization time for forming the green compact become short, which is not very preferable from the viewpoint of the moldability of the raw material powder. As shown in FIG. 5, the powder molding machine B1 for compressing the raw material powder by drawing a sine curve on the upper punch is located near the upper ram 500 for driving the upper punch (not shown in FIG. 5). It is necessary to have a rotation drive source R. As a result of such a configuration, there arises a problem that the cost increases in order to operate the extraction device and the lower pressure device with high accuracy.
【０００４】この問題を解消するものとして、例えば、
図６に示されるような粉末成形機Ｂ２が用いられてい
る。粉末成形機Ｂ２は、駆動主軸によって回転する偏心
カム６００を備え、さらに、偏心カム６００の回転をロ
ッド７１０の上下方向の往復運動に変換する中間リンク
機構７００を備えている。ロッド７１０の先端には、駆
動レバー８００が回動自在に連結されている。駆動レバ
ー８００は、他端がシャフト８１０に回動自在に支持さ
れていてロッド７１０の往復運動にともないシャフト８
１０の回りに、かつ、シャフト８１０を通る水平面付近
で揺動するように構成されている。そして、駆動レバー
８００には、一端がシャフト８１０に枢支されて駆動レ
バー８００とともにシャフト８１０の回りに揺動するレ
バー９００が固定されており、このレバー９００の揺動
がピストン機構９１０を介して上ラム５１０を上下に駆
動するよう構成されている。To solve this problem, for example,
A powder molding machine B2 as shown in FIG. 6 is used. The powder molding machine B2 includes an eccentric cam 600 rotated by a driving main shaft, and further includes an intermediate link mechanism 700 that converts the rotation of the eccentric cam 600 into a reciprocating motion of a rod 710 in a vertical direction. A drive lever 800 is rotatably connected to the tip of the rod 710. The other end of the drive lever 800 is rotatably supported by the shaft 810, and the shaft
It is configured to swing about 10 and near a horizontal plane passing through the shaft 810. The drive lever 800 is fixed with a lever 900 which is pivotally supported at one end by a shaft 810 and swings around the shaft 810 together with the drive lever 800. The swing of the lever 900 is transmitted via a piston mechanism 910. The upper ram 510 is configured to be driven up and down.
【０００５】図７は、図６に示される上ラム５１０の駆
動機構をスケルトン表示したものであり、図７中の節と
連結点に付された符号は、図６中の符号にそれぞれ対応
して付されている。図７に示すように、上ラム５１０が
最下降位置Ｏ１にある時、偏心カム６００と中間リンク
機構７００との連結点６０２は、下死点Ｔ１に、上ラム
５１０が最上昇位置Ｏ２にある時、連結点６０２は、上
死点Ｔ２位置するものとされ、偏心カム６００の回転に
ともない上ラム５１０が最下降位置Ｏ１と最上昇位置Ｏ
２との間を上下に往復運動するものとされている。FIG. 7 is a skeleton representation of the drive mechanism of the upper ram 510 shown in FIG. 6, and the reference numerals assigned to the nodes and connection points in FIG. 7 correspond to the reference numerals in FIG. Is attached. As shown in FIG. 7, when the upper ram 510 is at the lowest position O1, the connection point 602 between the eccentric cam 600 and the intermediate link mechanism 700 is at the bottom dead center T1, and the upper ram 510 is at the highest position O2. At this time, the connection point 602 is located at the top dead center T2, and the upper ram 510 is moved to the lowest position O1 and the highest position O
2 is reciprocated up and down.
【０００６】このような構成としたことにより、図６及
び図７に示される粉末成形機Ｂ１において、最下降位置
Ｏ１付近にある上ラム５１０の動き、換言すれば上パン
チの動きは、最上昇位置Ｏ２付近の動きよりも緩慢なも
のとなり、駆動主軸の回転とともに図４中（ホ）で示さ
れるようなトグルカーブを描く。上パンチがトグルカー
ブを描いて上下に運動すると、上パンチが最下降位置付
近に滞在して原料粉末の加圧時間が長くなり、圧粉体の
成形性が向上する。また、駆動源が下部に位置するた
め、コストの上昇を招くことなく抜出装置や下圧装置を
精度よく動作させることができる。With this configuration, in the powder molding machine B1 shown in FIGS. 6 and 7, the movement of the upper ram 510 in the vicinity of the lowest position O1, that is, the movement of the upper punch is the highest. It becomes slower than the movement near the position O2, and draws a toggle curve as shown in FIG. When the upper punch moves up and down in a toggle curve, the upper punch stays near the lowermost position to increase the pressing time of the raw material powder and improve the compactability of the green compact. In addition, since the drive source is located at the lower portion, the extraction device and the lower pressure device can be operated with high accuracy without increasing the cost.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上パン
チがトグルカーブを描いて上下する粉末成形機において
は、上パンチが最下降位置付近に滞在する時間が長くな
る一方で、上パンチが最上昇位置付近にある時の滞在時
間が短くならざるを得ない。そこで、上パンチがトグル
カーブを描いて上下し、最下降位置付近で充分な加圧時
間を有して滞在する往復運動の長所は生かしつつ、さら
に給粉時間を長くとることのできる新たな機構の開発が
望まれていた。However, in a powder molding machine in which the upper punch moves up and down along a toggle curve, the time during which the upper punch stays near the lowest position becomes longer, while the upper punch moves near the highest position. I have to shorten the stay time when there is. Therefore, a new mechanism that can take longer flouring time while taking advantage of the reciprocating movement in which the upper punch moves up and down in a toggle curve and stays with a sufficient pressurizing time near the lowest position is utilized. Development was desired.
【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、原料粉末の加圧時間と給粉時間を充分長く
することのできる粉末成形機を提供することにある。[0008] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a powder molding machine capable of sufficiently lengthening the pressurizing time and the powder supplying time of a raw material powder.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、一端がレバー軸に回動自在に支持されたレバーと、
前記レバー軸の回りに前記レバーを揺動させるレバー駆
動機構と、成形金型内の原料粉末を上方より圧縮する上
パンチに前記レバーの揺動を伝達して前記上パンチを上
下方向に往復運動させるよう構成されたピストン機構と
を備えてなる粉末成形機であって、前記レバー駆動機構
は、回転駆動される偏心カムと、前記偏心カムの回転を
ロッドの上下方向の往復運動に変換する中間リンク機構
と、一端が前記ロッドの先端に回動自在に連結されてい
るとともに他端がシャフトに回動自在に支持されていて
前記ロッドの往復運動にともない前記シャフトの回り
に、かつ、前記シャフトを通る水平面より常に下方で揺
動する駆動レバーと、前記駆動レバーに固定されて前記
駆動レバーとともに揺動する揺動伝達部と、前記揺動伝
達部と前記レバーとの間に回動自在に架設されていて前
記揺動伝達部の揺動を前記レバーに伝達して前記レバー
を揺動させる揺動伝達ロッドとを備え、前記レバー駆動
機構の下死点で前記駆動レバーと前記上パンチとが最下
降位置に位置するよう構成されていることを特徴とす
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a lever having one end rotatably supported by a lever shaft,
A lever drive mechanism for swinging the lever around the lever axis, and transmitting the swing of the lever to an upper punch for compressing the raw material powder in the molding die from above, thereby causing the upper punch to reciprocate vertically. A powder mechanism comprising a piston mechanism configured to rotate the eccentric cam and a rod for converting rotation of the eccentric cam into reciprocating motion of a rod in a vertical direction. A link mechanism, one end of which is rotatably connected to the tip of the rod and the other end of which is rotatably supported by a shaft, around the shaft as the rod reciprocates, and A drive lever that always swings below a horizontal plane passing therethrough, a swing transmission unit fixed to the drive lever and swinging with the drive lever, the swing transmission unit and the lever, A swing transmission rod which is rotatably mounted between the levers and transmits the swing of the swing transmission unit to the lever to swing the lever, wherein the drive is performed at a bottom dead center of the lever drive mechanism. The lever and the upper punch are configured to be located at the lowest position.
【００１０】このような構成としたことにより、偏心カ
ムが回転すると、ロッドが上下方向に往復運動し、駆動
レバーがシャフトの回りに揺動する。駆動レバーが揺動
すると揺動伝達部もともに揺動し、揺動伝達部とレバー
の間に回動自在に架設された揺動伝達ロッドの水平方向
の往復運動によって、駆動レバーの揺動がレバーに伝達
され、レバーが揺動する。レバーの揺動は、ピストン機
構によって上パンチの上下方向の往復運動に変換され
る。ここで、レバー駆動機構の下死点では、駆動レバー
と、駆動レバーに連結されたロッドとは最下降位置にあ
り、上パンチも最下降位置にある。駆動レバーは、シャ
フトを通る水平面より下方で揺動するようにロッドに連
結されているので、駆動レバーの最下降位置では、駆動
レバーは、真下に近い方向を向いたような状態にある。
そして、ロッドが上方に移動すると駆動レバーはシャフ
ト回りに水平に近づくように回動する。駆動レバーの長
さをｒとし、シャフトから真下へ向う方向から測った駆
動レバーの回転角をθとして、ロッドの上方への移動に
伴い、駆動レバーの回転角がθ1からθ2まで増加したと
すると、ｒ×（ｃｏｓθ1−ｃｏｓθ2）は、ロッドの上
方への移動量ｈに略等しくなる。すなわち、ｃｏｓθの
関数の性質から、最下降位置付近の駆動レバーの回転角
の小さな所では、所定のロッドの移動量に対する駆動レ
バーの回転角の変化は著しく、また、最上昇位置付近の
回転角の大きな所では、所定のロッドの移動量に対する
駆動レバーの回転角の変化は小さいものとなる。したが
って、駆動レバーの最下降位置での駆動レバーの初期回
転角を小さくしてロッドに連結することによって、下死
点付近での駆動レバーの速度を増加させることができ
る。また、上死点付近では、駆動レバーが水平に近づい
てθが９０°近くになり、駆動レバーは、ロッドの速度
に略比例した角速度で回動する。初期の回転角が小さい
ことによって駆動レバーは専ら水平方向に移動し、上下
方向の移動量は小さいものとなるが、駆動レバーの揺動
は、揺動伝達部の揺動伝達ロッドとレバーとピストン機
構とによって、より速い上パンチの上下方向の運動に変
換される。こうして、駆動レバーの揺動を反映して、上
パンチの上下方向の往復運動は、最下降位置では、速度
が速くなり、従来のトグルカーブよりも最下降位置での
滞在時間が若干短くなる。このため、上パンチが上方に
位置して原料粉末を供給できる時間が長くなる。それで
も、最下降位置での滞在時間は、サインカーブを描いて
上パンチが往復運動する場合より長くなるので、結果的
に原料粉末の加圧時間と給粉時間との双方を充分長くす
ることができる。With this configuration, when the eccentric cam rotates, the rod reciprocates up and down, and the drive lever swings around the shaft. When the drive lever swings, the swing transmission portion also swings, and the swing of the drive lever is caused by the horizontal reciprocation of the swing transmission rod rotatably mounted between the swing transmission portion and the lever. The power is transmitted to the lever, and the lever swings. The swing of the lever is converted into a vertical reciprocating motion of the upper punch by the piston mechanism. Here, at the bottom dead center of the lever drive mechanism, the drive lever and the rod connected to the drive lever are at the lowest position, and the upper punch is also at the lowest position. Since the drive lever is connected to the rod so as to swing below a horizontal plane passing through the shaft, at the lowest position of the drive lever, the drive lever is in a state in which the drive lever faces a direction almost directly below.
When the rod moves upward, the drive lever rotates around the shaft so as to approach horizontal. Assuming that the length of the drive lever is r and the rotation angle of the drive lever measured from a direction directly below the shaft is θ, the rotation angle of the drive lever increases from θ 1 to θ 2 with the upward movement of the rod. Then, r × (cos θ 1 −cos θ 2 ) becomes substantially equal to the upward movement amount h of the rod. That is, from the nature of the function of cos θ, at a small rotation angle of the drive lever near the lowermost position, the change in the rotation angle of the drive lever with respect to the moving amount of the predetermined rod is remarkable. In a place where is large, the change in the rotation angle of the drive lever with respect to the predetermined rod movement amount is small. Therefore, the speed of the drive lever near the bottom dead center can be increased by reducing the initial rotation angle of the drive lever at the lowest position and connecting the drive lever to the rod. In the vicinity of the top dead center, the drive lever approaches horizontal and θ becomes close to 90 °, and the drive lever rotates at an angular velocity substantially proportional to the speed of the rod. Since the initial rotation angle is small, the drive lever moves exclusively in the horizontal direction, and the amount of movement in the vertical direction is small, but the drive lever swings by the swing transmission rod, lever, and piston of the swing transmission unit. By the mechanism, it is converted into a faster movement of the upper punch in the vertical direction. Thus, the reciprocating motion of the upper punch in the vertical direction reflects the swing of the drive lever, and the speed is higher at the lowermost position, and the staying time at the lowermost position is slightly shorter than in the conventional toggle curve. For this reason, the time during which the upper punch is positioned above and the raw material powder can be supplied becomes longer. Nevertheless, the staying time at the lowest position is longer than when the upper punch reciprocates in a sine curve, and as a result, both the pressurizing time and the powdering time of the raw material powder can be made sufficiently long. it can.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明による粉末成形機を
図面に基づき説明する。図１及び図２に、本発明に係る
粉末成形機の一実施形態を示す。図１は、本発明に係る
粉末成形機の一実施の形態を示した図であって、上パン
チを上下方向に駆動する上ラムの駆動機構を示す図であ
る。図２は、図１に示された駆動機構をスケルトン表示
により示す図である。図において、粉末成形機Ａは、成
形金型内の原料粉末を上方より圧縮する上パンチが上パ
ンチプレートを介して取り付けられる上ラム１を有して
いる。上ラム１は、スライダガイド２１に摺動自在に設
けられたスライダ２２の下端に取り付けられており、ス
ライダガイド２１に導かれたスライダ２２の上下方向の
運動に伴って上下に運動するように構成されている。ス
ライダ２２の上端には、連接棒２３の下端が回動自在に
枢支されており、さらに、連接棒２３の上端は、一端が
レバー軸３１に回動自在に枢支されたレバー３の他端に
回動自在に連結されている。そして、レバー３がレバー
軸３１の回りに揺動すると、上ラム１が上下方向に往復
運動し、上パンチが上下方向に往復運動するように構成
されている。こうして、スライダガイド２１と、スライ
ダ２２と、連接棒２３とが協働してレバー３の揺動を伝
達して上パンチを上下方向に往復運動させるピストン機
構２とされている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A powder molding machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show one embodiment of a powder molding machine according to the present invention. FIG. 1 is a view showing one embodiment of a powder molding machine according to the present invention, and is a view showing a drive mechanism of an upper ram for driving an upper punch in a vertical direction. FIG. 2 is a diagram showing the drive mechanism shown in FIG. 1 by skeleton display. In the figure, a powder molding machine A has an upper ram 1 to which an upper punch for compressing raw material powder in a molding die from above is mounted via an upper punch plate. The upper ram 1 is attached to a lower end of a slider 22 slidably provided on the slider guide 21, and is configured to move up and down with the vertical movement of the slider 22 guided by the slider guide 21. Have been. A lower end of a connecting rod 23 is rotatably supported on the upper end of the slider 22. Further, an upper end of the connecting rod 23 is connected to a lever shaft 31 whose one end is rotatably supported on a lever shaft 31. It is rotatably connected to the end. When the lever 3 swings around the lever shaft 31, the upper ram 1 reciprocates vertically, and the upper punch reciprocates vertically. In this way, the piston mechanism 2, the slider 22, and the connecting rod 23 cooperate to transmit the swing of the lever 3 to make the upper punch reciprocate up and down.
【００１２】粉末成形機Ａは、さらに、レバー３をレバ
ー軸３１の回りに揺動させるレバー駆動機構４を備えて
いる。レバー駆動機構４は、回転駆動される偏心カム４
１と、偏心カム４１の回転をロッド４２の上下方向の往
復運動に変換する中間リンク機構４３と、一端がロッド
４２の先端に回動自在に連結されているとともに他端が
シャフト４４に回動自在に支持されていてロッド４２の
往復運動にともないシャフト４４の回りに、かつ、シャ
フト４４を通る水平面Ｅより常に下方で揺動する駆動レ
バー４５と、駆動レバー４５に固定されて駆動レバー４
５とともに揺動する揺動伝達部４６と、揺動伝達部４６
とレバー３との間に回動自在に略水平に架設されていて
揺動伝達部４６の揺動をレバー３に伝達してレバー３を
揺動させる揺動伝達ロッド４７とを備えている。そし
て、レバー駆動機構４の下死点で駆動レバー４５と上ラ
ム１及び上パンチとが最下降位置に位置するよう構成さ
れている。すなわち、図２に示すように、上ラム１が最
下降位置Ｏ３にある時、偏心カム４１と中間リンク機構
４３との連結点４１２は、下死点Ｔ３に、上ラム１が最
上昇位置Ｏ４にある時、連結点４１２は、上死点Ｔ４位
置するものとされ、偏心カム４１の回転にともない上ラ
ム１が最下降位置Ｏ３と最上昇位置Ｏ４との間を上下に
往復運動するものとされている。The powder molding machine A further includes a lever driving mechanism 4 for swinging the lever 3 around the lever shaft 31. The lever drive mechanism 4 includes an eccentric cam 4 that is driven to rotate.
1, an intermediate link mechanism 43 for converting the rotation of the eccentric cam 41 into a reciprocating motion of the rod 42 in the vertical direction, and one end pivotally connected to the tip of the rod 42 and the other end pivotally connected to the shaft 44. A drive lever 45 which is freely supported and swings around the shaft 44 with the reciprocation of the rod 42 and always below the horizontal plane E passing through the shaft 44; and a drive lever 4 fixed to the drive lever 45
A swing transmission unit 46 that swings with the fifth unit 5;
And a swing transmission rod 47 that swings between the lever 3 and the lever 3 to transmit the swing of the swing transmission unit 46 to the lever 3 to swing the lever 3. The drive lever 45, the upper ram 1 and the upper punch are located at the lowest position at the bottom dead center of the lever drive mechanism 4. That is, as shown in FIG. 2, when the upper ram 1 is at the lowest position O3, the connection point 412 between the eccentric cam 41 and the intermediate link mechanism 43 is at the bottom dead center T3 and the upper ram 1 is at the highest position O4. , The connection point 412 is located at the top dead center T4, and the upper ram 1 reciprocates up and down between the lowest position O3 and the highest position O4 with the rotation of the eccentric cam 41. Have been.
【００１３】本実施の形態による粉末成形機Ａは、上述
の構成を備えており、次にその作用を説明する。駆動主
軸の回転に伴い、偏心カム４１が回転すると、ロッド４
２が上下方向に往復運動し、駆動レバー４５がシャフト
４４の回りに揺動する。駆動レバー４５が揺動すると揺
動伝達部４６もともに揺動し、揺動伝達部４６とレバー
３の間に回動自在に略水平に架設された揺動伝達ロッド
４７の水平方向の往復運動によって、駆動レバー４５の
揺動がレバー３に伝達され、レバー３が揺動する。レバ
ー３の揺動は、ピストン機構２によって上パンチの上下
方向の往復運動に変換される。ここで、レバー駆動機構
４の下死点Ｔ３では、駆動レバー４５と、駆動レバー４
５に連結されたロッド４７とは最下降位置にあり、これ
らの連結点４５２は、Ｕ３にある。そして、上ラム１が
最下降位置Ｏ３に位置するとともに上パンチも最下降位
置にある。レバー駆動機構４の上死点Ｔ４では、駆動レ
バー４５と、駆動レバー４５に連結されたロッド４７と
は最上昇位置にあり、これらの連結点４５２は、Ｕ４に
ある。そして、上ラム１が最上昇位置Ｏ４に位置すると
ともに上パンチも最上昇位置にある。The powder molding machine A according to the present embodiment has the above-described configuration, and its operation will now be described. When the eccentric cam 41 rotates with the rotation of the drive spindle, the rod 4
2 reciprocates in the vertical direction, and the drive lever 45 swings around the shaft 44. When the drive lever 45 swings, the swing transmission portion 46 also swings, and a horizontal reciprocating motion of a swing transmission rod 47 erected substantially horizontally so as to be rotatable between the swing transmission portion 46 and the lever 3. Thus, the swing of the drive lever 45 is transmitted to the lever 3, and the lever 3 swings. The swing of the lever 3 is converted by the piston mechanism 2 into a vertical reciprocating motion of the upper punch. Here, at the bottom dead center T3 of the lever drive mechanism 4, the drive lever 45 and the drive lever 4
The rod 47 connected to 5 is at the lowest position, and these connection points 452 are at U3. The upper ram 1 is located at the lowest position O3, and the upper punch is also at the lowest position. At the top dead center T4 of the lever drive mechanism 4, the drive lever 45 and the rod 47 connected to the drive lever 45 are at the highest position, and the connection point 452 is at U4. The upper ram 1 is located at the highest position O4, and the upper punch is also at the highest position.
【００１４】駆動レバー４５は、シャフト４４を通る水
平面Ｅより下方で揺動するようにロッド４２に連結され
ているので、駆動レバー４５の最下降位置Ｕ３では、駆
動レバー４５は、真下に近い方向を向いたような状態に
ある。そして、ロッド４２が上方に移動すると駆動レバ
ー４５はシャフト４４回りに水平に近づくように回動す
る。駆動レバー４５の長さをｒとし、シャフト４４から
真下へ向う方向から測った駆動レバー４５の回転角をθ
として、ロッド４２の上方への移動に伴い、駆動レバー
４５の回転角がθ1からθ2まで増加したとすると、ｒ×
（ｃｏｓθ1−ｃｏｓθ2）は、ロッド４２の上方への移
動量ｈに略等しくなる。すなわち、ｃｏｓθの関数の性
質から、最下降位置Ｕ３付近の駆動レバー４５の回転角
θの小さな所では、ロッド４２の所定の移動量に対する
駆動レバー４５の回転角θの変化は著しく、また、最上
昇位置Ｕ４付近の回転角θの大きな所では、ロッド４２
の所定の移動量に対する駆動レバー４５の回転角θの変
化は小さいものとなる。したがって、駆動レバー４５の
最下降位置Ｕ３での駆動レバー４５の初期回転角θ0を
小さくしてロッド４２に連結することによって、下死点
Ｔ３付近での駆動レバー４５の速度を増加させることが
できる。駆動レバーが水平面付近を揺動する従来のもの
に比べて、本実施形態においては、駆動レバー４５の角
速度が２倍程度増加する。一方、上死点Ｔ４付近では、
駆動レバー４５が水平に近づいてθが９０°に近くな
り、駆動レバー４５は、ロッド４２の速度に略比例した
角速度で回動する。初期の回転角θ0が小さいことによ
って駆動レバー４５は専ら水平方向に移動し、上下方向
の移動量は小さいものとなるが、駆動レバー４５の揺動
は、揺動伝達部４６と揺動伝達ロッド４７とレバー３と
ピストン機構２とによって、より速い上パンチの上下方
向の運動に変換される。こうして、駆動レバー４５の揺
動を反映して、上パンチの上下方向の往復運動は、最下
降位置では、速度が速くなり、従来のトグルカーブより
も最下降位置での滞在時間が若干短くなる。このため、
上パンチが上方に位置して原料粉末を供給できる時間が
長くなる。本実施形態における上パンチの駆動主軸の回
転に伴う上下方向の往復運動は、図４中（ヘ）の曲線に
示されている。図４において明らかなように、最下降位
置での滞在時間は、サインカーブを描いて上パンチが往
復運動する場合より長くなるので、結果的に原料粉末の
加圧時間と給粉時間との双方を充分長くすることができ
る。Since the drive lever 45 is connected to the rod 42 so as to swing below a horizontal plane E passing through the shaft 44, at the lowest position U3 of the drive lever 45, the drive lever 45 moves in a direction close to right below. It is in a state like facing. When the rod 42 moves upward, the drive lever 45 rotates around the shaft 44 so as to approach horizontal. The length of the drive lever 45 is defined as r, and the rotation angle of the drive lever 45 measured from the direction directly below the shaft 44 to θ
Assuming that the rotation angle of the drive lever 45 increases from θ 1 to θ 2 as the rod 42 moves upward, r ×
(Cos θ 1 −cos θ 2 ) is substantially equal to the upward movement amount h of the rod 42. That is, due to the nature of the function of cos θ, the change in the rotation angle θ of the drive lever 45 with respect to the predetermined amount of movement of the rod 42 is remarkable at a position where the rotation angle θ of the drive lever 45 is small near the lowest position U3. In a place where the rotation angle θ is large near the ascending position U4, the rod 42
The change of the rotation angle θ of the drive lever 45 with respect to the predetermined movement amount is small. Therefore, the speed of the drive lever 45 near the bottom dead center T3 can be increased by reducing the initial rotation angle θ 0 of the drive lever 45 at the lowest position U3 of the drive lever 45 and connecting it to the rod 42. it can. In the present embodiment, the angular velocity of the drive lever 45 increases about twice as compared with the conventional one in which the drive lever swings around the horizontal plane. On the other hand, near top dead center T4,
When the drive lever 45 approaches horizontal and θ approaches 90 °, the drive lever 45 rotates at an angular velocity substantially proportional to the speed of the rod 42. Since the initial rotation angle θ 0 is small, the drive lever 45 moves exclusively in the horizontal direction, and the amount of movement in the vertical direction is small. However, the swing of the drive lever 45 is By the rod 47, the lever 3, and the piston mechanism 2, the motion is converted into a faster vertical movement of the upper punch. Thus, the reciprocating motion of the upper punch in the vertical direction reflects the swing of the drive lever 45, and the speed is higher at the lowermost position, and the staying time at the lowermost position is slightly shorter than the conventional toggle curve. For this reason,
The time during which the raw material powder can be supplied becomes longer because the upper punch is positioned above. The reciprocating motion in the vertical direction in accordance with the rotation of the drive spindle of the upper punch in the present embodiment is shown by the curve (f) in FIG. As is apparent from FIG. 4, the staying time at the lowest position is longer than when the upper punch reciprocates in a sine curve, and as a result, both the pressurizing time and the feeding time of the raw material powder are obtained. Can be made sufficiently long.
【００１５】上述のように本実施の形態によれば、駆動
主軸の回転に伴い、下死点付近での速度を増加させたト
グルカーブを上パンチに描かせるように上パンチを上下
に駆動することによって、原料粉末の加圧時間と給粉時
間を充分長くすることができる。As described above, according to the present embodiment, the upper punch is driven up and down so that the upper punch draws a toggle curve having an increased speed near the bottom dead center with the rotation of the drive spindle. Thereby, the pressurization time and the powder supply time of the raw material powder can be made sufficiently long.
【００１６】[0016]
【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような効果
を奏する。請求項１に記載の発明によれば、一端が回動
自在に支持されたレバーを揺動させるレバー駆動機構
と、成形金型内の原料粉末を上方より圧縮する上パンチ
をレバーの揺動を伝達して上下方向に往復運動させるよ
う構成されたピストン機構とを備えてなる粉末成形機に
おいて、レバー駆動機構は、回転駆動される偏心カム
と、偏心カムの回転をロッドの上下方向の往復運動に変
換する中間リンク機構と、一端がロッドの先端に回動自
在に連結されているとともに他端がシャフトに回動自在
に支持されていてロッドの往復運動にともないシャフト
の回りに、かつ、シャフトを通る水平面より常に下方で
揺動する駆動レバーと、駆動レバーに固定されて駆動レ
バーとともに揺動する揺動伝達部と、揺動伝達部とレバ
ーとの間に回動自在に架設されていて揺動伝達部の揺動
をレバーに伝達してレバーを揺動させる揺動伝達ロッド
とを備え、レバー駆動機構の下死点で駆動レバーと上パ
ンチとが最下降位置に位置するよう構成したので、原料
粉末の加圧時間と給粉時間を充分長くすることができ
る。The present invention has the following effects. According to the first aspect of the present invention, a lever drive mechanism that swings a lever whose one end is rotatably supported and an upper punch that compresses the raw material powder in the molding die from above are used to swing the lever. In a powder molding machine comprising a piston mechanism configured to transmit and reciprocate in a vertical direction, a lever drive mechanism includes an eccentric cam that is rotationally driven and a rod that reciprocates the rotation of the eccentric cam in the vertical direction. An intermediate link mechanism for converting the shaft into a shaft, one end of which is rotatably connected to the tip of the rod and the other end of which is rotatably supported by the shaft, around the shaft as the rod reciprocates, and A drive lever that always swings below a horizontal plane passing therethrough, a swing transmission portion that is fixed to the drive lever and swings with the drive lever, and is rotatably mounted between the swing transmission portion and the lever. A swing transmission rod for transmitting the swing of the swing transmission unit to the lever to swing the lever, wherein the drive lever and the upper punch are located at the lowest position at the bottom dead center of the lever drive mechanism. Therefore, the pressurizing time and the powder supplying time of the raw material powder can be made sufficiently long.
【図１】本発明に係る粉末成形機の一実施の形態を示す
図であって、上パンチを上下方向に駆動する上ラムの駆
動機構を示す図である。FIG. 1 is a view showing one embodiment of a powder molding machine according to the present invention, and is a view showing a drive mechanism of an upper ram that drives an upper punch in a vertical direction.
【図２】図１に示された駆動機構をスケルトン表示によ
り示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the drive mechanism shown in FIG. 1 by skeleton display.
【図３】粉末成形機の動作を模式的に示す図である。FIG. 3 is a view schematically showing the operation of the powder molding machine.
【図４】粉末成形機の各主要部の動きを駆動主軸の回転
角によって示す図である。FIG. 4 is a view showing the movement of each main part of the powder molding machine by the rotation angle of a driving main shaft.
【図５】図４中（ニ）のカーブを描くように上パンチを
駆動する上ラムの駆動機構を備えた従来の粉末成形機を
示す図である。FIG. 5 is a view showing a conventional powder molding machine provided with an upper ram drive mechanism for driving an upper punch so as to draw a curve (d) in FIG. 4;
【図６】図４中（ホ）のカーブを描くように上パンチを
駆動する上ラムの駆動機構を備えた従来の粉末成形機を
示す図である。FIG. 6 is a view showing a conventional powder molding machine provided with an upper ram drive mechanism for driving an upper punch so as to draw a curve (e) in FIG. 4;
【図７】図６に示された駆動機構をスケルトン表示によ
り示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the drive mechanism shown in FIG. 6 by skeleton display.
Ａ・・・粉末成形機 Ｅ・・・水平面 Ｔ３・・・下死点 １・・・上ラム ２・・・ピストン機構 ３・・・レバー ４・・・レバー駆動機構 ３１・・・レバー軸 ４１・・・偏心カム ４２・・・ロッド ４３・・・中間リンク機構 ４４・・・シャフト ４５・・・駆動レバー ４６・・・揺動伝達部 ４７・・・揺動伝達ロッド A: powder molding machine E: horizontal plane T3: bottom dead center 1: upper ram 2: piston mechanism 3: lever 4: lever drive mechanism 31: lever shaft 41 ... Eccentric cam 42 ... Rod 43 ... Intermediate link mechanism 44 ... Shaft 45 ... Drive lever 46 ... Swing transmission part 47 ... Swing transmission rod
Claims (1)
レバーと、前記レバー軸の回りに前記レバーを揺動させ
るレバー駆動機構と、成形金型内の原料粉末を上方より
圧縮する上パンチに前記レバーの揺動を伝達して前記上
パンチを上下方向に往復運動させるよう構成されたピス
トン機構とを備えてなる粉末成形機であって、 前記レバー駆動機構は、回転駆動される偏心カムと、前
記偏心カムの回転をロッドの上下方向の往復運動に変換
する中間リンク機構と、一端が前記ロッドの先端に回動
自在に連結されているとともに他端がシャフトに回動自
在に支持されていて前記ロッドの往復運動にともない前
記シャフトの回りに、かつ、前記シャフトを通る水平面
より常に下方で揺動する駆動レバーと、前記駆動レバー
に固定されて前記駆動レバーとともに揺動する揺動伝達
部と、前記揺動伝達部と前記レバーとの間に回動自在に
架設されていて前記揺動伝達部の揺動を前記レバーに伝
達して前記レバーを揺動させる揺動伝達ロッドとを備
え、前記レバー駆動機構の下死点で前記駆動レバーと前
記上パンチとが最下降位置に位置するよう構成されてい
ることを特徴とする粉末成形機。1. A lever having one end rotatably supported on a lever shaft, a lever drive mechanism for swinging the lever around the lever shaft, and a lever for compressing raw material powder in a molding die from above. A piston mechanism configured to reciprocate the upper punch in a vertical direction by transmitting swinging of the lever to a punch, wherein the lever drive mechanism is a rotationally driven eccentric. A cam, an intermediate link mechanism for converting the rotation of the eccentric cam into a vertical reciprocating motion of a rod, and one end rotatably connected to the tip of the rod and the other end rotatably supported by the shaft. A drive lever that swings around the shaft with the reciprocating movement of the rod and always below a horizontal plane passing through the shaft; and a drive lever fixed to the drive lever. A swing transmission portion that swings together with the swing transmission portion and the lever, the swing transmission portion being rotatably provided between the swing transmission portion and the lever, and transmitting the swing of the swing transmission portion to the lever to swing the lever. And a swing transmission rod for causing the drive lever and the upper punch to be located at the lowest position at the bottom dead center of the lever drive mechanism.
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|---|---|---|---|
| JP2001010543A JP4812944B2 (en) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | Powder molding machine |
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