JP2938764B2 - 粉末成形プレスの粉末充填方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末成形プレスの粉末
充填方法に関し、特にダイ孔内に充填される粉末上面形
状を平坦面以外の特殊な形状に整える粉末充填方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、粉末成形プレスの粉末充填方法
は、内部中空のフィーダ本体の下端開口部からダイ上面
に開口するダイ孔内に粉末を供給し、ダイ孔内に供給さ
れた粉末をダイ上面上を摺動するフィーダ本体下端部に
よって擦り切って粉末の上面をダイ上面の高さに整える
ようになっている。したがって、充填される粉末の上面
形状は平坦面となるのが一般的である。

【０００３】しかし、成形品の上面形状が円弧状あるい
はテーパ形状等の特殊な形状の場合には、充填粉末上面
が平坦のままでは圧縮時に圧縮密度が不均一になるの
で、充填粉末上面形状を、成形品になるべく近い形状に
しておく必要がある。

【０００４】そこで、従来から、充填粉末上面形状を平
坦面以外の形状に整えるために、種々の工夫がなされて
きた。

【０００５】図５には、第１の従来例を示す（特開昭５
９ー１６６６０１号公報参照）。

【０００６】この第１の従来例は、図５(ｂ)に示すよう
な断面楕円形状の圧粉体Ｗ１を成形するもので、充填粉
末１０５の上面を凸状に盛り上げるために、フィーダ本
体１００の下端部に切欠き１０１を設け、ダイ１０２上
のダイ孔１０３の両側に切欠き１０１がスライド自在に
嵌合する案内棒１０４，１０４を設けたものである。そ
して、切欠き１０１形状に沿って粉末を擦り切って、粉
末上面形状を、ダイ１０２上面から盛り上がる凸形状に
整えていた。その後、図５(ｃ)〜(ｅ)に示すように、
上，下パンチ１０６，１０７によって粉末を圧縮して圧
粉体Ｗ１を成形していた。

【０００７】図６には、第２の従来例を示す（実開平３
ー１２０９９４号公報参照）。

【０００８】この第２の従来例は、フィーダ本体２００
の移動方向と平行に延びるように凹溝２０１を、フィー
ダ本体２００の移動方向と平行に且つフィーダ本体２０
０の移動範囲にわたってダイ２０２と下パンチ２０３上
面に形成し、フィーダ本体２００の下端部に前記凹溝２
０１に係合する係合部２０４を設けた例である。

【０００９】すなわち、図６(ｂ)に示すように、充填粉
末２０６の上面が平坦な場合には図６(ｄ)に示す圧粉体
Ｗ２の中央部２０５の密度が高くなり過ぎるため、図６
(ｃ)に示すように、粉末充填時に、粉末の上面に圧粉体
Ｗ２の形状に倣った凹溝２０７を形成したものである。

【００１０】図７には、第３の従来例を示す（実公昭５
９ー２９８３１号公報参照）。

【００１１】この第３の従来例は、上下パンチ３０１，
３０２及びダイ３０３を傾斜させて粉末３０４を充填す
るものである。

【００１２】すなわち、図７(ａ)〜(ｃ)は上下パンチ３
０１，３０２の先端面を傾斜させたもの、図７(ｄ)，
(ｅ)はダイ３０３の上面についても傾斜させた例であ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た第１の従来例の場合には、フィーダ本体１００及びダ
イ１０２は、図５に示すように、ダイ１０２の案内棒１
０４とフィーダ本体１００の切欠き１０１の合わせ加工
に擦り合わせが必要である。また、形状が変われば、ダ
イ１０２はもちろんのこと、フィーダ本体１００も作り
直す必要がある。

【００１４】第２の従来例の場合も同様に、ダイ２０２
の凹溝２０１とフィーダ本体２００の係合部２０４の形
状を合わせる必要があり、フィーダ本体２００とダイ２
０２の製作コストが上昇する。

【００１５】第３の従来例の場合には、まず、図７(ａ)
〜(ｃ)の上下パンチ３０１，３０２のみを傾斜させた場
合は、充填深さが異なるので、充填深さが深くなった図
中Ａ部の密度が上がり過ぎる。

【００１６】また、図７(ｄ)，(ｅ)のダイ３０３につい
ても傾斜させる場合は、ダイ３０３とフィーダ本体の製
作コストがかかる。

【００１７】本発明は上記した従来例の問題点を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、フ
ィーダ本体及びダイには何等加工することなく、簡単な
構成で粉末の上面形状を種々の形状に整えることが可能
な粉末成形プレスの粉末充填方法を提供することにあ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、粉末が貯えられた内部中空のフ
ィーダ本体の下端部をダイ上面上を滑らせてその下端開
口部をダイ上面に開口するダイ孔を通過させることによ
り、フィーダ本体内部の粉末をダイ孔内に落下させて供
給し、ダイ孔内に供給した粉末をフィーダ下端部によっ
て擦り切って粉末の高さをダイ上面の高さに揃える粉末
成形プレスの粉末充填方法において、前記粉末を擦り切
る動作中に、ダイ孔内に下方から挿入されている下パン
チとダイを相対移動させることにより、ダイ孔内の粉末
上面の形状をフィーダ本体の移動方向に変化させること
を特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明にあっては、粉末を擦り切る動作中に、
下パンチとダイを相対移動させることにより、フィーダ
本体の移動方向に充填粉末の高さを変化させることがで
きる。

【００２０】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。

【００２１】図１〜図３は本発明の粉末成形プレスの粉
末充填方法を説明するための図である。

【００２２】粉末成形プレスの構成は、図２に示すよう
に、対応する一対の上パンチ１，下パンチ２，ダイ３及
びフィーダ４とを備えた構成となっている。この例で
は、図２に示すように、下パンチ２が固定で、上パンチ
１及びダイ３が可動となっており、ダイ３の動きをダイ
位置検出手段５によって検出するようになっている。上
パンチ１は油，空圧等の流体圧シリンダ，ボールねじ等
のネジ送り機構，クランクやカム機構等の上パンチ駆動
装置６によって上下に作動される。ダイ３も油，空圧等
の流体圧シリンダ，ボールねじ等のネジ送り機構，クラ
ンクやカム機構等のダイ駆動装置７によって上下に作動
される。上パンチ駆動装置６，ダイ駆動装置７は、制御
装置１３によって駆動制御される。

【００２３】成形品Ｗは、図３に示すように、上下面が
テーパ形状となっており、特に、その上面は、直線状の
傾斜面ａと傾斜面ａの上端から連続する円弧状の凹部ｂ
と、から構成されており、下パンチ２の上端面２ａ及び
上パンチ１の下端面１ａは、それぞれ成形品の上下面形
状に合わせて、テーパ形状に整形されている。

【００２４】ダイ位置検出手段５は、ダイプレート３１
に固定ロッド８を介して連結された引き下げプレート９
の位置を検出するもので、ダイプレート９に取り付けら
れるリニアスケール５１と、リニアスケール５１に対向
してリニアスケール５１の目盛りを読み取る読取素子５
２と、から構成されている。

【００２５】また、フィーダ４は、下端が開口する内部
中空の箱体から構成されるフィーダ本体４１と、フィー
ダ本体４１に粉末を供給する供給パイプ４２と、フィー
ダ本体４１を往復駆動するフィーダ駆動装置４３と、か
ら構成されている。また、フィーダ本体のダイ孔１２に
対する位置を検出するフィーダ位置検出手段１０が設け
られている。

【００２６】フィーダ駆動装置４３は、油，空圧等の流
体圧シリンダ，ボールねじ等のネジ送り機構，クランク
やカム機構等各種駆動機構が適用可能である。場合によ
っては、直線的な動きでなく旋回運動でもよい。フィー
ダ本体４１の位置検出は、たとえば、流体圧シリンダを
用いる場合には、フィーダの位置検出はシリンダのロッ
ド位置を検出することによってフィーダ本体の位置検出
が可能である。また、カム機構等によって機械的に定ま
った順序で移動する場合には、粉末充填工程中のフィー
ダの位置は定まっているので、位置検出は特に不要であ
る。

【００２７】フィーダ４は、基本的には、内部中空のフ
ィーダ本体４１の下端開口部からダイ上面３ａに開口す
るダイ孔１２内に粉末１１を供給し、ダイ孔１２内に供
給された粉末１１をダイ上面３ａ上を摺動するフィーダ
本体４１下端部によって擦り切って粉末１１の高さをダ
イ上面３ａの高さに揃えるようになっている。

【００２８】この発明は、ダイ孔１２内に粉末１１を充
填した後、充填粉末１１を擦り切る擦り切り動作中に、
同時にダイ孔１２内に挿入される下パンチ２とダイ３を
相対移動させることにより、ダイ孔１２内の粉末１１上
面の形状をフィーダ本体４１の移動方向に変化させるも
のである。フィーダ本体４１下端の移動方向後端には、
粉末の擦り切りを正確に行うために先端をエッジ状した
擦り切り部４４が設けられ、ダイ上面３ａに沿って粉末
１１上面を擦り切るようになっている。

【００２９】擦り切る前段階の粉末１１の充填は、たと
えば、落とし込み充填方式、吸込充填方式等公知の種々
の方式をとることができる。たとえば、落とし込み充填
方式は、予め下パンチ２の上端面２ａをダイ上面３ａよ
りも下方に位置させてダイ孔１２を形成しておいて、こ
の状態でフィーダ本体４１をダイ孔１２まで移動させ、
ダイ孔１２内に粉末１１を落下させるようにするもので
ある。また、吸込充填方式は、予め、下パンチ２の上端
面２ａの最上端位置をダイ上面３ａと同一面に保ってダ
イ孔１２を閉じておき、この状態でフィーダ本体４１を
ダイ孔１２位置まで移動させ、その後、下パンチ２を移
動させて粉末１１をダイ孔１２内に充填する方式であ
る。

【００３０】粉末１１上面の擦り切り方法は、下パンチ
２を固定しダイ３を移動させる方法と、ダイ３を固定し
下パンチ２を移動させる方法と、下パンチ２とダイ３の
両方を移動させる方法があるが、図示例は、下パンチ２
を固定しダイ３を移動させる場合を例示している。

【００３１】フィーダ本体４１はダイ上面３ａに摺動自
在に支持されるもので、ダイ３が上下してもフィーダ本
体４１の下端部は常にダイ上面３ａに接触している。フ
ィーダ本体４１は内部中空の箱体で、図示しないホッパ
からパイプ４２を通じて内部に粉末が供給される。もっ
とも、供給方式は公知の種々の方式を採用し得る。

【００３２】そして、粉末上面１１ａは成形品Ｗの上面
形状に倣って整形されるが、傾斜面ａと凹部ｂの整形
は、フィーダ本体４１の擦り切り部４４板の切先がダイ
孔１２の一端に達した位置から所定速度でダイ３を上昇
させる。

【００３３】これにより、相対的に充填粉末１１の上面
１１ａが傾斜面に整形される。

【００３４】次いで、ダイ３を停止させ、下方に移動さ
せた後上動させて円弧状の凹部１１ｂを整形する。

【００３５】ダイ３を下方に移動させた時に、充填粉末
１１の傾斜面の上端はダイ上面３ａより上方に突出して
両側から若干量の粉末がこぼれるが、その量は少なく加
圧密度に影響しない程度である。

【００３６】この粉末のこぼれを防止するために、たと
えば、図４に示すように、フィーダ本体４１の擦り切り
部４４に、ダイ孔１２の両側縁間の幅で後方に延びる一
対のこぼれ防止壁４５を設けてもよい。このようにすれ
ば、充填粉末１１がダイ上面３ａから上方に突出して
も、こぼれ防止壁４５によって支えられる。また、こぼ
れ防止壁４５をダイ孔１２の両側縁に設けてもよい。た
だ、この場合にはフィーダ本体４１と干渉しないように
する必要がある。

【００３７】ダイ３が固定の場合には、フィーダ本体４
１と下パンチ２を関連付けて移動させればよい。下パン
チ２を移動させる場合には、上述したダイ３とは上下反
対に移動させればよい。

【００３８】このダイ３とフィーダ本体４１の制御は、
たとえば、フィーダ本体４１を一定速度で移動させ、こ
の送り速度に対応してダイ駆動装置７によってダイ３を
上下動させる。ダイ３の駆動のタイミングは、フィーダ
本体４１の擦り切り部４４がダイ孔１２の一端に到達し
た時点から駆動を開始し、リニアスケール等によってダ
イの位置を検出し、フィーダ本体４１の位置に対応して
所定位置に位置するようにダイの移動を制御する。

【００３９】このようにして、粉末上面が所定形状に整
えられ、通常の加圧手順で粉末が圧縮されて所定形状の
成形品を得る。図３に成形手順を示す。

【００４０】図示例の粉末の加圧工程は、周知のウイズ
ロアル方式によるもので、図に示すように、上記手順で
粉末を充填し（図３(ａ)参照）、次いでダイ３を固定し
た状態で上パンチ１を外動させて粉末１１の上加圧を行
い（図３(ｂ)，(ｃ)参照）、加圧が完了すると（図３
(ｄ)参照）、上パンチ１を上動させると共にダイ３を下
動させて圧粉体を抜き出す（図３(ｅ)参照）。

【００４１】このように、粉末の上面形状を成形品の形
状に倣って整形しているので、粉末を均一に圧縮するこ
とができ、均質な圧粉体を得ることができる。

【００４２】上記した例では、テーパ形状の成形品を成
形する場合を例示したが、従来例で示したような凸状
部、あるいは凹状部を有する場合でも、同様の方法で充
填粉末の上面を所定形状に整形することが可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プレスもダイも何も構造を変えないで、ダイとフィーダ
本体あるいは下パンチとフィーダ本体を関連付けて相対
移動させるだけで、充填粉末の上面形状を種々の形状に
整形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の粉末成形プレスの粉末充填方法
の一例を示す図である。

【図２】図２は図１の粉末成形プレスの構成例を示す図
である。

【図３】図３は成形工程の一例を示す図である。

【図４】図４はこぼれ防止壁を設けた例を示す図であ
る。

【図５】従来の粉末充填方法を示す図である。

【図６】従来の粉末充填方法を示す図である。

【図７】従来の粉末充填方法を示す図である。

【符号の説明】

１ 上パンチ １ａ 先端 ２ 下パンチ ２ａ 先端 ３ ダイ ３ａ 上面 ４ フィーダ ４１ フィーダ本体 ５ ダイ位置検出手段 ６ 上パンチ駆動装置 ７ ダイ駆動装置 １０ フィーダ位置検出手段 １１ 粉末 １２ ダイ孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B30B 11/00 B22F 3/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部中空のフィーダ本体の下端開口部から
   ダイ上面に開口するダイ孔内に粉末を供給し、 ダイ孔内に供給された粉末をダイ上面上を摺動するフィ
   ーダ本体下端部によって擦り切って粉末の高さをダイ上
   面の高さに揃える粉末成形プレスの粉末充填方法におい
   て、 前記粉末を擦り切る動作中に、ダイ孔内に下方から挿入
   されている下パンチとダイを相対移動させることによ
   り、ダイ孔内の粉末上面の形状をフィーダ本体の移動方
   向に変化させることを特徴とする粉末成形プレスの粉末
   充填方法。