JP2005298868A - 機械式矯正プレス - Google Patents

Abstract

【課題】矯正速度を落とすことなく、成形される矯正品の歪みとりを十分に行うことができる機械式矯正プレスを提供する。
【解決手段】キャビティーＡが形成されたダイ１３と、進退可能に支持された上パンチ１４と、上パンチプレート１５と、上パンチ１４と協働して焼結体Ｐを圧縮する下パンチ３７と、上パンチプレート１５を上下動させる機械式駆動源とを備え、キャビティーＡ内にて、上パンチと１４下パンチ３７とが焼結体Ｐを矯正して矯正品を成形する機械式矯正プレス１０において、上パンチ１４を上パンチプレート１５に対して近接又は離間させる摺動機構が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、本発明は、粉末冶金で用いられる機械式矯正プレスに関する。

一般に、焼結品を矯正して所定の寸法の矯正品を成形する装置としては、矯正プレスが知られている。
従来、この矯正プレスとしては、焼結体が配置されるキャビティーが形成されたダイと、ダイのキャビティーに向って進退可能に支持された上パンチと、上パンチを支持する上パンチプレートと、下パンチと、上パンチと下パンチとを駆動する機械式駆動源とを備えた機械式矯正プレスが知られている。
また、矯正プレスとしては、上パンチ及び下パンチを油圧シリンダにより駆動する油圧式矯正プレスも知られている（特許文献１参照）。
このような、従来の機械式矯正プレスにおいては、上パンチが焼結体を加圧する時間が短く、大径の焼結体を矯正する場合には、成形された矯正品から歪みが取れ難い。このため、従来の機械式矯正プレスにおいては、上パンチと下パンチとが焼結品を加圧した状態で、機械式駆動源を停止させることにより、成形される矯正品の歪み取りがなされている。
また、上記従来の油圧式矯正プレスにおいては、上パンチと下パンチとが焼結品を加圧した状態において、油圧シリンダが上パンチ及び下パンチを停止させることにより矯正品の歪み取りがなされている。
特開平６−１７２８１３号公報

ところで、上記従来の機械式矯正プレスにおいては、機械式駆動源を停止させるため、矯正速度が遅く、さらに、薄く大径の焼結体に矯正を施す場合には、十分に矯正品の歪み取りを行うことができないという問題があった。
また、油圧式矯正プレスにおいては、上パンチと下パンチとが油圧シリンダにより駆動されているため、機械式矯正プレスと比較して、上パンチ及び下パンチを駆動させる速度が遅く、矯正速度が遅いという問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、矯正速度を落とすことなく、成形される矯正品の歪み取りを十分に行うことができる機械式矯正プレスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、焼結体が配置されるキャビティーが形成されたダイと、該ダイの前記キャビティーに向かい進退可能に支持された上パンチと、該上パンチを支持する上パンチプレートと、前記上パンチと協働して前記焼結体を圧縮する下パンチと、前記上パンチプレートを上下動させる機械式駆動源とを備え、前記キャビティー内にて、前記上パンチと前記下パンチとが前記焼結体を矯正して矯正品を成形する機械式矯正プレスにおいて、前記上パンチを前記上パンチプレートに対して近接又は離間させる摺動機構が設けられていることを特徴とする。

この発明に係る機械式矯正プレスによれば、上パンチプレートが機械式駆動源により上下動させられる一方で、上パンチが上パンチプレートに対して相対移動することにより、上パンチが定位置に位置することとなり、上パンチと下パンチとが協働して、焼結体を加圧保持する。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された機械式矯正プレスにおいて、前記摺動機構は、前記上パンチプレートに対して相対的に上下方向に相対移動させる油圧シリンダと、前記油圧シリンダの内圧を所定内圧に維持する油圧回路とを備えてなることを特徴とする。

この発明に係る機械式矯正プレスによれば、上パンチが焼結体を矯正する過程において、油圧シリンダ内の内圧は油圧回路により所定内圧に維持されているため、所定内圧より大きな圧力が上パンチに係る場合には、上パンチが上パンチプレートに対して相対的に近接するように変位する。

請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された機械式矯正プレスにおいて、前記油圧シリンダのストロークを調整する調整機構が設けられていることを特徴とする。

この発明に係る機械式矯正プレスによれば、油圧シリンダのストロークを調整することにより、矯正される焼結体に応じて、上パンチと下パンチとの保持時間が調整される。

請求項４に記載された発明は、請求項１から３に記載された機械式矯正プレスを用いて焼結体を矯正する矯正方法において、前記摺動機構が前記上パンチを前記上パンチプレートに対して近接する方向に相対移動させて、前記上パンチと前記下パンチとが前記焼結体を加圧保持することを特徴とする。

この発明に係る機械式矯正プレスの矯正方法によれば、上パンチが矯正品に接し下パンチストッパーに当たると、焼結体は、上パンチと下パンチとにより、加圧保持され、矯正される矯正品から歪みを十分に除去することができる。

本発明によれば、矯正速度を落とすことなく、成形される矯正品の歪み取りを十分に行うことができ、且つ、最終加圧は、シリンダエンドで行うため、機械式プレスの特徴をそこなわず、高精度の矯正をすることができる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。図１は、この発明に係る機械式矯正プレスを示す図であって、この機械式矯正プレス１０は、上パンチ機構１１と、下パンチ機構１２と、ダイ１３とから構成されている。
上パンチ機構１１は、上第１パンチ（上パンチ）１４と、上第１パンチ１４の内側に配置された上第２パンチ１６と、この上第１パンチ１４及び上第２パンチ１６を支持する上第１パンチプレート１５と、油圧シリンダ１７と、油圧回路１８とから構成されている。
上第１パンチプレート１５の下面側には、上方に向けて凹まされて、シリンダ部１５ａが形成されており、このシリンダ部１５ａには、ロッド３０が上下動可能に支持されている。
油圧シリンダ１７は、上第１パンチプレート１５に形成され下方に向けて開口させられたシリンダ部１５ａと、このシリンダ部１５ａに設けられたロッド３０により構成されている。

ロッド３０の上端部側には、シリンダ部１５ａの内周面に沿う大径部３０ａが形成されており、この大径部３０ａの下方には、大径部３０ａより小径とされた小径部３０ｂが形成されている。この大径部３０ａと小径部３０ｂとの境界部分には、段差部３０ｃが形成されている。
このように構成された油圧シリンダ１７においては、ロッド３０の大径部３０ａにより密封されたシリンダ部１５ａ内に油を充填し、この油圧を調整することにより、ロッド３０が上下動可能なように構成されている。
上第１パンチ１４は、上パンチ押え１９によりロッド３０の下面側に固定されており、上第２パンチ１６は、上第１パンチ１４によりロッド３０の下面側に固定されている。
シリンダ部１５ａの開口縁部近傍には、ストッパー３１が設けられている。このストッパー３１のうち、上第１パンチ１４側の端部は、シリンダ部１５ａの開口縁部から突出するように配置されている。このため、ストッパー３１の端部は、ロッド３０に形成された段差部３０ｃと係合可能とされており、ストッパー３１の端部と段差部３０ｃとが係合することにより、ロッド３０の下死点が設定される。

油圧回路１８は、油を供給する油圧源３２と、油圧源３２から供給される油をシリンダ部１５ａに供給する油管３３と、シリンダ部１５ａ内の油圧を測定する油圧計３４と、シリンダ部１５ａの内圧を所定圧Ｐ１に維持する方向制御弁３５とから構成されている。
油圧シリンダ１７と、油圧回路１８とは、上第１パンチ１４及び上第２パンチ１６を上第１パンチプレート１５に対して相対的に近接又は離間させる摺動機構２０を構成する。

ダイ１３は、中央部に焼結体Ｐが配置されるキャビティーＡが形成されており、ダイプレート３６に固定されている。
下パンチ機構１２は、下第１パンチ（下パンチ）３７と、下第１パンチ３７の内周側に配置された下第２パンチ３８と、この下第２パンチ３８の内側に配置されたコアロッド３９と、下第１パンチ３７が固定された下第１パンチプレート５０と、下第２パンチ３８が固定された下第２パンチプレート５１と、コアロッド３９を支持するヨークプレート５２とから構成されている。
下第１パンチプレート５０の下方及び、下第２パンチプレート５１の下方には、下第１パンチプレート５０及び下第２パンチプレート５１の下死点を設定する図示されないストッパーが設けられている。ヨークプレート５２は、定位置に固定されている。

モータ等により構成され図示されない機械式駆動源には、所定時間で一回転する駆動軸５３が設けられている。
そして、上第１パンチプレート１５と、下第１パンチプレート５０と、下第２パンチプレート５１とは、この駆動軸５３に連設されており、この駆動軸５３を介して、機械式駆動源により上下動させられている。上第１パンチプレート１５は、図示されない上ラムを介して機械式駆動源により上下動させられている。

このように構成された機械式矯正プレス１０においては、焼結体Ｐに矯正を施す際、図２（ａ），図３に示されるように、下第１パンチ３７と、下第２パンチ３８と、コアロッド３９と、ダイ１３との上面は、それぞれ一致するように位置させられており、上第１パンチ１４と上第２パンチ１６とは、駆動軸５３の回転角度θに応じて下方にむけて変位する。
この際、ロッド３０は、シリンダ部１５ａ内の内圧により、下方にむけて押圧されており、ストッパー３１により係止されている。
そして、キャビティーＡの上面側に焼結体Ｐが配置される。この焼結体Ｐは、図１に示されるように、底部６０と、底部６０の外周縁に形成された周壁部６１とから構成されており、底部６０の中央部には、上面側から下面側に貫通する貫通孔６０ａが形成されている。

そして、駆動軸５３の回転角度θが略９０°となる際には、図２（ａ）に示されるように、上第１パンチ１４と、上第２パンチ１６とが焼結体Ｐの上面側に位置し、上第１パンチ１４と上第２パンチ１６と下第１パンチ３７と下第２パンチ３８とが焼結体Ｐに対して加圧を開始する。
駆動軸５３の回転角度θが９０°より大きくなると、上第１パンチ１４と上第２パンチ１６と下第１パンチ３７と下第２パンチ３８とは、駆動軸５３の回転角度θと同期して、下方に変位し、焼結体Ｐを加圧する。
この際、焼結体Ｐは、上第１パンチ１４と、上第２パンチ１６と、下第１パンチ３７と下第２パンチ３８とにより挟まれ、加圧された状態で、キャビティーＡ内に挿入され、矯正される。
コアロッド３９の位置は固定されているため、相対的にコアロッド３９が上方に変位することとなり、焼結体Ｐの貫通孔５０ａ内にコアロッド３９が嵌挿されることとなる。

図２（ｂ）、図３に示されるように、角度θが１５０°となる際には、下第１パンチプレート５０と、下第２パンチプレート５１とが、図示されないストッパーにより停止させられ、下第１パンチ３７と下第２パンチ３８とが下死点において停止する。
下第１パンチ３７と下第２パンチ３８とが下死点において停止する一方で、上第１パンチプレート１５は、機械式駆動源により下方に変位させられるため、油圧シリンダ１７のシリンダ部１５ａ内の内圧が所定内圧Ｐ１となり、油圧回路１８の方向制御弁３５がＯＮとなる。
このため、シリンダ部１５ａ内の油が抜き出され、ロッド３０が上第１パンチプレート１５に近接するように相対移動を開始して、ロッド３０の下面側に配置された下第１パンチ３７及び下第２パンチ３８が、下第１パンチプレート１５に対して近接する方向に相対移動する。

このように、油圧シリンダ１７のシリンダ部１５ａ内の内圧が所定内圧Ｐ１に維持されているため、下第１パンチ３７及び下第２パンチ３８が停止すると、上第１パンチ１４及び上第２パンチ１６とが上第１パンチプレート１５に対して相対的に近接することにより、定位置に位置することとなる。
すなわち、下第１パンチ３７及び下第２パンチ３８が下死点に位置する際には、上第１パンチ１４及び上第２パンチ１６も下死点に位置することとなり、下第１パンチ３７と、下第２パンチ３８と、上第１パンチ１４と、上第２パンチ１６とが焼結体Ｐを所定圧力Ｐにより加圧保持して、焼結体Ｐを矯正する。
図３において、駆動軸５３が１５０°から１８０°まで回転するまでの間においては、図２（ｃ）に示されるように、上第１パンチプレート１５は、機械式駆動源によりさらに、下方に変位させられる。

この際、油圧回路１８は、油圧シリンダ１７内の内圧を一定に維持するように、シリンダ部１５ａ内の油を抜き取る。このため、上第１パンチプレート１５が漸次下方に変位する一方で、上第１パンチ１４及び上第２パンチ１６は、上第１パンチプレート１５に対して近接するように相対移動して、下死点に位置することとなる。そして、上第１パンチ１４と、上第２パンチ１６と、下第１パンチ３７と、下第２パンチ３８とは、焼結体Ｐを加圧保持して、矯正される矯正品Ｋに歪みが生じないように、焼結体Ｐに歪み取りを施す。
そして、駆動軸５３の回転角度θが、１８０°となる際においては、ロッド３０の上端面がシリンダ部１５ａの内周面に当接して、上第１パンチプレート１５は、下死点に位置する。
駆動軸５３が１８０°よりさらに回転する際には、上第１パンチプレート１５は、上方に向けて変位し始める。
この際、焼結体Ｐに対する加圧保持が終了し、キャビティーＡ内において、矯正品Ｋが成形されることとなる。
駆動軸５３がさらに回転して、回転角度θが略２３０°となる際においては、下第１パンチ３７と下第２パンチ３８とが上方に向けて変位し、駆動軸５３の回転角度θが略３１０°となる際には、下第１パンチ３７と下第２パンチ３８とダイ１３との上面が同一位置に位置することとなり、キャビティーＡ内から矯正品Ｋが抜き出される。

この機械式矯正プレス１０によれば、駆動軸５３の回転角度θが１５０°から１８０°まで間においては、上第１パンチ１４と、上第２パンチ１６と、下第１パンチ３７と、下第２パンチ３８とが、焼結体Ｐを加圧保持するため、成形される矯正品Ｋに歪み取りを確実に施すことができ、仕様どおりの矯正品Ｋを成形することができる。
また、この機械式矯正プレス１０においては、機械式駆動源を停止させることなく、上第１パンチ１４と、上第２パンチ１６と、下第１パンチ３７と、下第２パンチ３８とが機械式駆動源により常時駆動されているため、矯正速度を確保することができ、生産性を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、ロッド３０の軸方向の長さは、固定されているが、油圧シリンダ１７のストロークを調整する調整機構が設けられた機械式矯正プレス１０であってもよい。
すなわち、本実施形態においては、上第１パンチ１４と、上第２パンチ１６と、下第１パンチ３７と、下第２パンチ３８とが、矯正品Ｋを加圧保持する時間は、駆動軸５３の回転速度、すなわち成形スピードにより固定されているが、ロッド３０の長さを可変なものとすることにより、焼結体Ｐの種類、寸法等の条件に合わせて、ロッド３０の軸方向のストロークを調整することにより、保持時間を調整することができる。
また、本実施形態においては、駆動軸５３の回転角度θに対する上第１パンチ１４と、上第２パンチ１６と、下第１パンチ３７と、下第２パンチ３８との位置関係は、一つの事例であって、矯正される焼結体Ｐ及び、成形される矯正品Ｋの寸法等により適宜調整することができる。

この発明に係る機械式矯正プレスによれば、矯正速度を落とすことなく、成形される矯正品の歪み取りを十分に行うことができる機械式矯正プレスを提供することができるため、産業上の利用可能性が認められる。

この発明に係る一実施形態に係る機械式矯正プレスの断面図を示す図である。 （ａ）図１に示された機械式矯正プレスにおいて、矯正品に対して加圧を開始する際における断面図である。（ｂ）焼結体を加圧保持した際における機械式矯正プレスの断面図である。（ｃ）加圧保持が終了した際における機械式矯正プレスの断面図である。 図１に示された機械式矯正プレスの作動線図である。

符号の説明

１０ 機械式矯正プレス
１３ ダイ
１４ 上第１パンチ（上パンチ）
１５ 上第１パンチプレート（上パンチプレート）
１６ 上第２パンチ
１７ 油圧シリンダ
１８ 油圧回路
２０ 摺動機構
３７ 下第１パンチ（下パンチ）
３８ 下第２パンチ

Claims (4)

1. 焼結体が配置されるキャビティーが形成されたダイと、該ダイの前記キャビティーに向かい進退可能に支持された上パンチと、該上パンチを支持する上パンチプレートと、前記上パンチと協働して前記焼結体を圧縮する下パンチと、前記上パンチプレートを上下動させる機械式駆動源とを備え、
   前記キャビティー内にて、前記上パンチと前記下パンチとが前記焼結体を矯正して矯正品を成形する機械式矯正プレスにおいて、
   前記上パンチを前記上パンチプレートに対して近接又は離間させる摺動機構が設けられていることを特徴とする機械式矯正プレス。
2. 請求項１に記載された機械式矯正プレスにおいて、
   前記摺動機構は、前記上パンチプレートに対して相対的に上下方向に相対移動させる油圧シリンダと、前記油圧シリンダの内圧を所定内圧に維持する油圧回路とを備えてなることを特徴とする機械式矯正プレス。
3. 請求項２に記載された機械式矯正プレスにおいて、
   前記油圧シリンダのストロークを調整する調整機構が設けられていることを特徴とする機械式矯正プレス。
4. 請求項１から３に記載された機械式矯正プレスを用いて焼結体を矯正する矯正方法において、
   前記摺動機構が前記上パンチを前記上パンチプレートに対して近接する方向に相対移動させて、前記上パンチと前記下パンチとが前記焼結体を加圧保持することを特徴とする矯正方法。
   
   
   
   

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