JP2016131990A - 金型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】割面に付着した粉末を除去して、確実に所望の形状を備えるキャビティを形成することができる金型装置を提供する。【解決手段】相互に当接してキャビティ３を形成する複数の分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃと、分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃを進退させるスライダ６ａ、６ｂ、６ｃと、キャビティに上下から挿入される上下パンチ７ａ、７ｂとを備え、各分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃは、パンチ７ａ、７ｂの移動方向に沿って延在して隣接する該分割ダイに当接する割面１１ａ、１１ｂを備える金型装置１において、割面１１ａ、１１ｂから気体を噴出する気体噴出口１２ａ、１２ｂを備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、金属、セラミックス等の粉末成形に用いられる金型装置に関する。

従来、金属、セラミックス等の粉末成形に用いる金型装置として、キャビティを有するダイと、該キャビティに上下から挿入される上下パンチとからなる装置が用いられている。前記金型装置では、前記ダイのキャビティに金属、セラミックス等の粉末を充填し、該ダイの上下から該ダイのキャビティに挿入される前記パンチで該粉末を圧縮することにより粉末成形を行う。

このとき、形成される粉末成形体の形状によっては、ダイを２個以上に分割することがある。分割された各ダイは、前記パンチの移動方向に沿って延在する割面を備え、キャビティが形成される方向に進退自在とされる。

例えば、前記ダイを３個に分割した場合、各ダイは３方向から前記キャビティの方向に前進し、各ダイが相互に前記割面で隣接するダイに当接することにより型締めされ、キャビティが形成される（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の装置では、キャビティの上方に設けられた粉末供給装置からキャビティに充填された金属、セラミックス等の粉末を、上下パンチにより圧縮して粉末成形体を形成した後、各ダイを後退させて粉末成形体を脱型する。

特開平１０−９４８９９号公報

しかしながら、前記のような従来の金型装置では、粉末成形体の形成後にダイを後退させたときに粉末供給装置から粉末が落下したり、ダイが磨耗しているときには当接された割面の隙間から粉末が割面間に侵入したりして、割面に粉末が付着することがある。割面に粉末が付着していると、次回の粉末成形体の形成時にダイを前進させたときに、割面を当接することができず、所望の形状を備えるキャビティを形成することができないことがあるという不都合がある。

本発明は、かかる不都合を解消して、割面に付着した粉末を除去して、確実に所望の形状を備えるキャビティを形成することができる金型装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の金型装置は、相互に当接してキャビティを形成する複数の分割ダイと、該分割ダイを進退させるスライダと、該キャビティに上下から挿入される上下パンチとを備え、各分割ダイは、該パンチの移動方向に沿って延在して隣接する該分割ダイに当接する割面を備える金型装置において、該割面から気体を噴出する気体噴出口を備えることを特徴とする。

本発明の金型装置によれば、前記気体噴出口から気体を噴出するので、隣接する前記分割ダイが前記スライダにより前進され相互の間隔が狭くなると、該気体により前記割面に沿って流動する気流が形成される。前記気流は、隣接する前記分割ダイの間隔が狭くなるほど流速が増大し、隣接する各分割ダイの割面に付着している粉末を吹き飛ばして除去することができる。この結果、対向する割面同士を、相互の間に粉末を介在させることなく当接させることができ、確実に所望の形状を備えるキャビティを形成することができる。

本発明の金型装置において、前記気体噴出口は、隣接する前記分割ダイの割面の互いに異なる位置に開口していることが好ましい。本発明の金型装置は、前記気体噴出口が隣接する前記分割ダイの割面の互いに対向する位置に開口していてもよいが、互いに異なる位置に開口していることにより、隣接する各分割ダイの前記気体噴出口から噴出される気体が互いに衝突して干渉しあうことを防止することができる。この結果、本発明の金型装置では、各分割ダイの前記気体噴出口から噴出される気体がそれぞれ独立に気流を形成することができるので、前記粉末の除去を効率良く行うことができる。

また、本発明の金型装置は、前記気体噴出口から噴出される気体を前記割面の上下方向に案内する案内凹部を備えることが好ましい。本発明の金型装置は、前記案内凹部を備えていなくてもよいが、該案内凹部を備えることにより、前記割面の上下方向の広い範囲に前記気流を形成することができるので、前記粉末の除去をさらに効率良く行うことができる。

また、本発明の金型装置は、前記スライダに設けられた気体導入口と、該スライダ及び前記分割ダイの内部に設けられ該気体導入口と前記気体噴出口とを接続する気体通路と、該気体導入口に気体を供給する気体供給装置とを備えることが好ましい。本発明の金型装置は、このようにすることにより、前記気体供給装置から前記気体導入口に供給された前記気体を前記気体通路により前記気体噴出口に案内し、該気体噴出口から噴出させることができる。

本発明の金型装置の一構成例を模式的に示す斜視図。 本発明の金型装置の分割ダイ及びスライダの一構成例を模式的に示す斜視図。 本発明の金型装置において互いに隣接する分割ダイ及びスライダを前進させた状態を示す模式的断面図。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

図１に示すように、本実施形態の金型装置１は、中央部に貫通孔１７（図２、３参照）を備えるドーナツ状円盤からなるダイベース２と、相互に当接してキャビティ３を形成する３個の分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃとを備えている。ダイベース２は前記貫通孔から等間隔の放射状に設けられた案内溝部５ａ、５ｂ、５ｃを備えており、分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれの後部（キャビティ３と反対側）に連結されたスライダ６ａ、６ｂ、６ｃにより駆動され、案内溝部５ａ、５ｂ、５ｃに沿って進退自在となっている。

この結果、金型装置１では、スライダ６ａ、６ｂ、６ｃにより分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃを前進させ、各分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃを隣接するもの同士相互に当接させることにより、ダイベース２中央部の貫通孔１７に分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃによりキャビティ３が形成される。また、金型装置１は、キャビティ３に上方から挿入される上パンチ７ａ及び下方から挿入される下パンチ７ｂと、キャビティ３に金属、セラミックス等の粉末を供給する粉末供給装置（図示せず）とを備えている。

前述の構成を備える金型装置１では、まず、分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃがスライダ６ａ、６ｂ、６ｃにより駆動されてキャビティ３を形成し、キャビティ３に下パンチ７ｂが挿入される。次に、この状態で前記粉末供給装置から供給される粉末がキャビティ３に充填され、キャビティ３に充填された該粉末を上パンチ７ａ及び下パンチ７ｂにより圧縮することにより粉末成形体を得ることができる。得られた前記粉末成形体は、スライダ６ａ、６ｂ、６ｃにより分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃを後退させて型を開き、上パンチ７ａをキャビティ３から離脱させて、下パンチ７ｂでノックアウトすることにより、取り出すことができる。

ところで、前記のようにキャビティ３に充填された前記粉末を上パンチ７ａ及び下パンチ７ｂにより圧縮したときに、分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃの割面に磨耗による間隙があると、該粉末が該間隙に侵入して該割面に付着することがある。また、前記のように型開きしたときに、前記粉末供給装置から供給される粉末が落下して前記割面に付着することもある。

前記粉末が前記割面に付着していると、次の粉末成形体を形成するために、分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃによりキャビティ３を形成しようとしたときに、該割面を当接することができず、所望の形状を備えるキャビティを形成することができないことがある。

そこで、図２に分割ダイ４ａ及びスライダ６ａを例として示すように、本実施形態の金型装置１は、分割ダイ４ａの割面１１ａ、１１ｂから気体を噴出する気体噴出口１２ａ、１２ｂを備えている。

分割ダイ４ａは、隣接する分割ダイ４ｂ、４ｃに当接される割面１１ａ、１１ｂをその先端部に備えており、割面１１ａ、１１ｂは上パンチ７ａ及び下パンチ７ｂの移動方向、すなわち上下方向に延在している。また、分割ダイ４ａは、割面１１ａ、１１ｂの間にキャビティ３を形成する溝部１３を備えている。

ここで、気体噴出口１２ａは分割ダイ４ｂ側の割面１１ａの上部に開口しており、気体噴出口１２ｂは分割ダイ４ｃ側の割面１１ｂの下部に開口している。また、割面１１ａ、１１ｂには、気体噴出口１２ａ、１２ｂから噴出される気体を割面１１ａ、１１ｂの上下方向に案内する案内凹部１４ａ、１４ｂが形成されており、気体噴出口１２ａ、１２ｂはそれぞれ案内凹部１４ａ、１４ｂの底部に開口している。

一方、スライダ６ａの後部には気体導入口１５ａ、１５ｂが設けられており、気体導入口１５ａ、１５ｂは、スライダ６ａ及び分割ダイ４ａの内部に設けられた気体通路１６ａ、１６ｂを介して、それぞれ気体噴出口１２ａ、１２ｂに接続されている。また、気体導入口１５ａ、１５ｂは、図示しない導管等により図示しない気体供給装置に接続されており、該気体供給装置から供給される気体が気体噴出口１２ａ、１２ｂにより割面１１ａ、１１ｂから噴出される。

前記気体としては、二酸化炭素、窒素等の不活性気体又は、圧縮空気等を用いることができる。また、前記気体供給装置は、前記気体が不活性気体であるときには二酸化炭素ボンベ、窒素ボンベ等を用いることができ、圧縮空気であるときには圧縮空気ボンベ又はエアコンプレッサ等を用いることができる。

尚、図２では分割ダイ４ａ及びスライダ６ａを例として示しているが、金型装置１では分割ダイ４ｂ及びスライダ６ｂ、分割ダイ４ｃ及びスライダ６ｃもまた分割ダイ４ａ及びスライダ６ａと同一の構成を備えている。

次に、図３を参照して、金型装置１の作動について説明する。

金型装置１では、１つの粉末成形体の形成を完了して脱型した後、次の粉末成形体の形成を行うときには、まず、スライダ６ａ、６ｂ、６ｃにより分割ダイ４ａ、４ｂ、４ｃを前進させる。このようにすると、図３に、分割ダイ４ａ及びスライダ６ａと、分割ダイ４ｃ及びスライダ６ｃとの場合を例として示すように、分割ダイ４ａの割面１１ｂと、分割ダイ４ｃの割面１１ａとが次第に接近する。

このとき、分割ダイ４ａの割面１１ｂからは気体噴出口１２ｂを介して、分割ダイ４ｃの割面１１ａからは気体噴出口１２ａを介して、前記気体が噴出されている。前記気体噴出口１２ａ、１２ｂは、例えば０．２〜１．０ｍｍの範囲の直径を備えている。前記気体としては、例えば工場内設備で得られる０．５〜１．０ＭＰａの圧力の圧縮空気を絞り弁で流量調整したものが用いられる。

前記気体は、気体噴出口１２ａ、１２ｂから噴出された後、割面１１ａ、１１ｂに沿って気流を形成する。このとき、気体噴出口１２ａは割面１１ａの上部、気体噴出口１２ｂは割面１１ｂの下部に開口しており、互いに高さの異なる位置に開口しているので、気体噴出口１２ａ、１２ｂから噴出された前記気体は相互に衝突して干渉し合うことなく、それぞれ独立に気流を形成することができる。また、前記気体は案内凹部１４ａ、１４ｂに案内されることにより、割面１１ａ、１１ｂの上下方向の広い範囲に前記気流を形成することができる。

尚、場合によっては、気体噴出口１２ａ、１２ｂを割面１１ａ、１１ｂの同一の高さで互いに対向する位置に開口させ、気体噴出口１２ａ、１２ｂから噴出された前記気体を相互に干渉させるようにしてもよい。

そして、分割ダイ４ａの割面１１ｂと分割ダイ４ｃの割面１１ａとが接近するにしたがって割面１１ａ、１１ｂの間隔が狭まると、前記気流の流速が増大し、該気流により割面１１ａ、１１ｂに付着している前記粉末を吹き飛ばして除去することができる。また、割面１１ａ、１１ｂの間隔が狭まると、案内凹部１４ａ、１４ｂがさらに効果的に働き、前記粉末を容易に吹き飛ばして除去することができる。

この結果、分割ダイ４ａ、４ｃがさらに前進して割面１１ａ、１１ｂが当接されるときには、割面１１ａ、１１ｂは付着していた前記粉末が除去されて清浄になっているので、相互の間に粉末を介在させることなく当接させることができ、確実に所望の形状を備えるキャビティ３を形成することができる。

尚、図３では分割ダイ４ａ及びスライダ６ａと分割ダイ４ｃ及びスライダ６ｃとの場合を例として示しているが、金型装置１では、分割ダイ４ｂ及びスライダ６ｂと分割ダイ４ａ及びスライダ６ａとの場合、分割ダイ４ｃ及びスライダ６ｃと分割ダイ４ｂ及びスライダ６ｂとの場合にも、同一に作動する。

また、本実施形態では、分割ダイが３分割されている場合について説明しているが、分割ダイは２分割であってもよく、必要に応じて４分割又はそれ以上に分割されていてもよい。

１…金型装置、 ３…キャビティ、 ４ａ、４ｂ、４ｃ…分割ダイ、 ６ａ、６ｂ、６ｃ…スライダ、 ７ａ…上パンチ、 ７ｂ…下パンチ、 １１ａ、１１ｂ…割面、 １２ａ、１２ｂ…気体噴出口、 １４ａ、１４ｂ…案内凹部、 １５ａ、１５ｂ…気体導入口、 １６ａ、１６ｂ…気体通路。

Claims (4)

1. 相互に当接してキャビティを形成する複数の分割ダイと、該分割ダイを進退させるスライダと、該キャビティに上下から挿入される上下パンチとを備え、
   各分割ダイは、該パンチの移動方向に沿って延在して隣接する該分割ダイに当接する割面を備える金型装置において、
   該割面から気体を噴出する気体噴出口を備えることを特徴とする金型装置。
2. 請求項１記載の金型装置において、
   前記気体噴出口は、隣接する前記分割ダイの割面の互いに異なる位置に開口していることを特徴とする金型装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の金型装置において、
   前記気体噴出口から噴出される気体を前記割面の上下方向に案内する案内凹部を備えることを特徴とする金型装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の金型装置において、
   前記スライダに設けられた気体導入口と、該スライダ及び前記分割ダイの内部に設けられ該気体導入口と前記気体噴出口とを接続する気体通路と、該気体導入口に気体を供給する気体供給装置とを備えることを特徴とする金型装置。