JP3707386B2 - 粉末成形装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックス，あるいは食品，薬品等の粉末原料をダイスと上，下パンチとで形成された粉末成形空間内に充填して加圧成形するようにした粉末成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の粉末成形装置として、従来、ダイスが固定されたダイスプレートの上方，下方にダイスを挟んで対向するようパンチユニットを配設し、上側パンチユニットの上方に上直線移動機構を、下側パンチユニットの下方に下直線移動機構をそれぞれ配設し、各直線移動機構により上記上，下パンチユニットを駆動することにより加圧成形を行なうようにしたものが提案されている（例えば、特開平５−５７４９６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来装置では、ダイスプレートの上方，下方にそれぞれ直線移動機構を配置する構造を採用しており、このため上，下直線移動機構を支持する上部機枠と下部機枠との組み付け精度を高める必要があり、しかも両機枠を支持するフレーム等の剛性，精度についても高める必要があることから、コストが上昇するとともに、装置全体が大型化するという問題がある。
【０００４】
また各機枠に直線移動機構を組み付ける際やメンテナンスを行なう際に労力を要し、作業性が低いという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、コスト上昇及び装置全体の大型化を防止できるとともに、組み付け性，メンテナンス性を向上できる粉末成形装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ダイスと該ダイスを挟んで対向するよう配設された上，下パンチとで粉末成形空間を形成し、上記上，下パンチにそれぞれ駆動軸を接続し、該各駆動軸を介して上，下パンチを駆動源によりそれぞれ独立して駆動することにより加圧成形を行なうようにした粉末成形装置において、上記上パンチ用駆動軸及び上記下パンチ用駆動軸を１つの共通の基盤により支持し、該基盤に上記各駆動源を集中的に配置したことを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、上記基盤はダイスの下方に配置されており、該ダイスは上記基盤に一体に延長形成されたフレーム部に配置固定されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１において、上記基盤はダイスの下方に配置されており、該ダイスは上記基盤とは別に配設された搬送テーブルに配置固定され、該搬送テーブルは粉末供給ステージ，粉末加圧ステージ，成形体取り出しステージの間で移動するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れかにおいて、上記上パンチに取付けられた上金型支持板に上記一方の駆動軸の上端部が連結されており、上記下パンチに取付けられた下金型支持板に他方の駆動軸の上端部が連結されており、上記各駆動源により一方の駆動軸を介して上金型支持板を下降させるとともに、他方の駆動軸を介して下金型支持板を上昇させることにより加圧成形を行なうことを特徴としている。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れかにおいて、上記駆動軸は基盤に軸支されたボールねじであり、上記駆動源は上記ボールねじにタイミングベルトを介して連結されたサーボモータであることを特徴としている。
【００１１】
【発明の作用効果】
請求項１の発明にかかる粉末成形装置によれば、上，下パンチを駆動する各駆動軸を１つの基盤により支持するとともに、該基盤に各駆動源を集中させて配置したので、各駆動軸及び各駆動源を取付けるための基準面を基盤に設けるだけで済むことから駆動部の組み付け精度を確保し易くなり、組み付け作業及びメンテナンス作業を容易に行なうことができる。
【００１２】
また基盤に駆動源，駆動軸の重量物を集中させたので、基盤自体の剛性を高めることより装置全体としての剛性を緩和でき、小型化に貢献できるとともに、コストを低減できる。
【００１３】
請求項２の発明では、基盤をダイスの下方に配置し、該基盤にダイスが配置固定されるフレーム部を延長形成したので、剛性の高い基盤にダイスを支持固定することができ、加圧圧縮時の剛性を確保することができる。
【００１４】
請求項３の発明では、基盤をダイスの下方に配置し、該ダイスを搬送テーブルに配置固定し、該搬送テーブルを各ステージの間で移動させたので、成形体の高速な連続生産を可能に対応でき、生産性を向上できる。
【００１５】
請求項４の発明では、上パンチに取付けられた上金型支持板を駆動軸により下降させるとともに、下パンチに取付けられた下金型支持板を駆動軸により上昇させることにより加圧成形を行なうので、従来のダイスプレートの上方，下方に駆動部を配置する場合に比べて装置の高さ寸法を小さくすることができ、さらなる小型化に貢献できる。
【００１６】
請求項５の発明では、上，下パンチをボールねじに巻回されたタイミングベルトを介してサーボモータにより駆動するようにしたので、各パンチのストローク精度を高めることができるとともに、バックラッシュを回避でき、ひいては成形体の品質，寸法精度を向上できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、請求項１，２，４，５の発明の一実施形態（第１実施形態）による粉末成形装置を説明するための概略構成図である。
【００１９】
図において、１はセラミックス粉末原料を加圧成形することによりセラミック電子部品素子を形成する粉末成形装置を示している。この粉末成形装置１は、主としてセラミックス粉末が充填される金型２と、該金型２に充填たれたセラミックス粉末を圧縮する駆動部３と、上記金型２，駆動部３を支持する固定フレーム（基盤）４とを備えている。
【００２０】
上記金型２は、円筒状のダイス５と、該ダイス５を挟んで対向するように挿入配置された上パンチユニット６及び下パンチユニット７とからなり、該ダイス５と上，下パンチユニット６，７とで囲まれた部分が粉末成形空間２ａとなっている。
【００２１】
上記上パンチユニット６は円筒状の上第１パンチ６ａ内にピン状の上第２パンチ６ｂを相対移動可能に挿入してなるものであり、上記下パンチユニット７は上記同様に円筒状の下第１パンチ７ａ内にピン状の下第２パンチ７ｂを相対移動可能に挿入してなるものである。この各パンチユニット６，７をそれぞれ独立させて駆動することにより各種の成形体を形成でき、例えば円筒状，円柱状，断面Ｈ形状，あるいは断面十字形状の成形体の加工が可能となる。
【００２２】
上記上第１パンチ６ａの上端面には上第１金型支持板１０が取付け固定されており、上記上第２パンチ６ｂの上端面には上第２金型支持板１１が取付け固定されている。この上第１，第２金型支持板１０，１１は互いに干渉することのないように上下方向に離して配置されている。また上記下第１パンチ７ａの下端面には下第１金型支持板１２が取付け固定され、下第２パンチ７ｂの下端面には下第２金型支持板１３が取付け固定されており、この各金型支持板１２，１３は上記同様に互いに上下方向に離して配置されている。
【００２３】
上記上第１金型支持板１０の両端部には円筒状の上第１駆動軸１５，１５の上端面が接続固定されており、該各上第１駆動軸１５内には上第１ボールねじ１６が挿入されている。この上第１ボールねじ１６には上記上第１駆動軸１５の下端部に装着固定されたナット１７が螺装されており、該上第１ボールねじ１６を回転させることにより上第１駆動軸１５が上下動し、これに伴って上第１金型支持板１０を介して上第１パンチ６ａが上下動する。
【００２４】
また上記上第２金型支持板１１の両端部には円筒状の上第２駆動軸１８，１８の上端面が接続固定されており、該各上第２駆動軸１８内には上記同様にナット１９に螺装された上第２ボールねじ２０が挿入されている。この上第２ボールねじ２０を回転させることにより上第２駆動軸１８を介して上第２パンチ６ｂが上下動する。
【００２５】
上記下第１金型支持板１２の両端部には下第１駆動軸２１の上端面が接続固定されており、該各下第１駆動軸２１内には下第１ボールねじ２２が挿入されている。この下第１ボールねじ２２には上記下第１駆動軸２２の下端部に装着固定されたナット２３が螺装されており、該下第１ボールねじ２２を回転させることにより下第１駆動軸２１が上下動し、これに伴って下第１金型支持板１２を介して下第１パンチ７ａが上下動する。
【００２６】
また上記下第２金型支持板１３には下第２駆動軸２５の上端面が接続固定されており、該下第２駆動軸２５内には上記同様にナット２６に螺装された下第２ボールねじ２７が挿入されている。この下第２ボールねじ２７を回転させることにより下第２駆動軸２５を介して下第２パンチ７ｂが上下動する。上記各ボールねじ１６，２０，２２，２７は互いに平行に垂直に向けて配置されており、後述するサーボモータによりそれぞれ独立して回転駆動される。
【００２７】
上記各駆動軸１５，１８は各ボールねじ１６，２０とともに上記固定フレーム４により支持されており、残りの駆動軸２１，２５はボールねじ２２，２７を介して固定フレーム４により支持されている。この固定フレーム４は上記ダイス５の下方に位置する基盤部４ａと、該基盤部４ａの両側端から垂直上方に延びる側フレーム部４ｂ，４ｂと、該両側フレーム部４ｂ，４ｂの上端間に結合された上フレーム部４ｃとを一体形成してなる矩形箱状のものである。
【００２８】
上記上フレーム部４ｃにより上第１，第２駆動軸１５，１８が摺動自在に支持されており、また上フレーム部４ｃには上記ダイス５が配置固定されている。
【００２９】
上記各ボールねじ１６，２０，２２，２７は上記基盤部４ａに配置固定された各軸受３０により回転自在に支持固定されている。この各ボールねじ１６，２０，２２，２７は基盤部４ａを挿通して下方に延びており、各下端部には従動プーリ３１，３２，３３，３４が装着されている。
【００３０】
上記上第１ボールねじ１６，１６の各従動プーリ３１には上第１タイミングベルト３５が巻回されており、該上第１タイミングベルト３５は上第１サーボモータ３７に装着された駆動プーリ３６に巻回されている。この上第１サーボモータ３７が回転すると上記各上第１駆動軸１５，１５が同期して上下動する。
【００３１】
また上記上第２ボールねじ２０，２０の各従動プーリ３２には上第２タイミングベルト３８が巻回されており、該上第２タイミングベルト３８は上第２サーボモータ３９に装着された駆動プーリ４０に巻回されている。この上第２サーボモータ３９が回転すると上記各上第２駆動軸１８，１８が同期して上下動する。
【００３２】
上記下第１ボールねじ２２，２２の各従動プーリ３３には下第１タイミングベルト４１が巻回されており、該下第１タイミングベルト４１は下第１サーボモータ４２に装着された駆動プーリ４３に巻回されている。この下第１サーボモータ４２が回転すると上記各下第１駆動軸２１が同期して上下動する。
【００３３】
また上記下第２ボールねじ２７の従動プーリ３４には下第２タイミングベルト４４が巻回されており、該下第２タイミングベルト４４は下第２サーボモータ４５に装着された駆動プーリ４６に巻回されている。この下第２サーボモータ４５が回転すると下第２駆動軸２５が上下動する。
【００３４】
そして上記各サーボモータ３７，３９，４２，４５は基盤部４ａ周りに集中させて配置されており、不図示のブラケット等を介して基盤部４ａに支持固定されている。
【００３５】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【００３６】
本実施形態の粉末成形装置１によりセラミックス成形体を製造するには、上パンチユニット６をダイス５の上方に待機されるとともに、ダイス５の下面を下パンチユニット７で閉塞する。この状態で粉末成形空間２ａ内にセラミックス粉末原料を充填する。そして各サーボモータ３７，３９，４２，４５により上第１，第２パンチ６ａ，６ｂを下降させるとともに、下第１，第２パンチ７ａ，７ｂを上昇させ、これによりセラミック原料粉が加圧され、所定形状のセラミック成形体が形成される。しかる後、上第１，第２パンチ６ａ，６ｂを上記待機位置に上昇させ、下第１，第２パンチ７ａ，７ｂを上昇させてダイス５から成形体を取り出す。
【００３７】
本実施形態によれば、各ボールねじ１６，２０，２２，２７をフレーム４の基盤部４ａに集中させて配置するとともに軸受３０により支持固定したので、上記基盤部４ａに基準面を設け、該基準面に各軸受３０及び各ボールねじ１６，２０，２２，２７を組み付けることができ、従来の装置の上，下部にそれぞれ組み付ける場合に比べて組み付け精度を確保し易く、組み付け作業及びメンテナンス作業を容易に行なうことができる。
【００３８】
また上記基盤部４ａ周りに各サーボモータ３７，３９，４２，４５を集中させて配置したので、上記各ボールねじ１６，２０，２２，２７との組み付け精度を確保し易く、この点からも組み付け作業及びメンテナンス作業を容易に行なうことができる。
【００３９】
さらに上記基盤部４ａにボールねじ１６，２０，２２，２７及びサーボモータ３７，３９，４２，４５等の重量物を集中させたので、基盤部４ａ自体の剛性を高めることより装置全体としての剛性を緩和でき、小型化に貢献できるとともに、コストを低減できる。
【００４０】
また上記基盤部４ａに上方に延びる側フレーム部４ｂ，４ｂを形成するとともに、両側フレーム部４ｂの上端間に上フレーム部４ｃを結合して矩形箱型のフレーム４を形成し、上記上フレーム部４ｃにダイス５を配置固定したので、剛性の高いフレーム４によりダイス５を支持固定することができ、加圧成形時の剛性を確保することができる。
【００４１】
本実施形態では、上第１，第２パンチ６ａ，６ｂを上第１，第２金型支持板１０，１１を介してボールねじ１６，２０により下降させるとともに、下第１，第２パンチ７ａ，７ｂを下第１，第２金型支持板１２，１３を介してボールねじ２２，２７により上昇させて加圧成形を行なうようにしたので、装置全体の高さ寸法を従来のダイスプレートの上方，下方に駆動部を配置する場合に比べて小さくすることができ、さらなる小型化に貢献できる。
【００４２】
本実施形態では、上，下パンチユニット６，７をボールねじ１６，２０，２２，２７に巻回されたタイミングベルト３５，３８，４１，４４を介してサーボモータ３７，３９，４２，４５によりそれぞれ独立して駆動するようにしたので、成形体の密度を均一化でき、また駆動時の摩擦抵抗を小さくできるとともに、バックラッシュを抑制でき、ひいては成形体の品質，寸法精度を向上できる。
【００４３】
図２及び図３は、請求項３の発明の一実施形態（第２実施形態）による粉末成形装置を説明するための図である。図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示しており、重複する符号についての説明は省略する。
【００４４】
本実施形態の粉末成形装置５０は、ダイス５の下方に基盤５１を配置するとともに、該基盤５１に各ボールねじ１６，２０，２２，２７及び各サーボモータ３７，３９，４２，４５を集中させて配置してなり、基本的な構成は第１実施形態と略同様である。
【００４５】
そして上記基盤５１の上方にはこれとは独立して搬送テーブル５５が配設されており、該搬送テーブル５５にダイス５が配設されている。この搬送テーブル５５は円形状のものであり、該搬送テーブル５５の外周部に９０度間隔毎に上記各ダイス５が挿入固定されている。また上記搬送テーブル５５の下面の各ダイス５には下パンチユニット７及び下第１，第２金型支持板１２，１３が配設されている。
【００４６】
図３に示すように、上記搬送テーブル５５には外付けの回転駆動機構（不図示）が接続されており、該回転駆動機構により搬送テーブル５５は粉末供給ステージＡ，粉末加圧ステージＢ，機械加工ステージＣ，成形体取り出しステージＤの順に回転駆動される（図３の矢印ａ方向）。
【００４７】
上記各ステージＡ〜Ｄには、上記下第１，第２金型支持板１２，１３をクランプして該ステージの所定位置に位置決め固定し、搬送時にはクランプを解除するクランプ機構（不図示）が配設されている。また上記搬送テーブル５５には、搬送中は下第１，第２金型支持板１２，１３を保持して脱落を防止し、各ステージＡ〜Ｄの所定位置では保持を解除して下パンチユニット７の上下動を許容する保持機構（不図示）が配設されている。
【００４８】
上記粉末成形装置５０の動作について説明する。
【００４９】
粉末供給ステージＡに位置するダイス５内にセラミック粉末原料が供給されると、搬送テーブル５５が矢印ａ方向に９０度回転する。これによりセラミック粉末原料が充填されたダイス５及び下パンチユニット７は粉末加圧ステージＢに搬送され、ここで上，下パンチユニット６，７により加圧成形が行われる。このとき上記粉末供給ステージＡに搬送された次のダイス５内にセラミック粉末原料が供給される。
【００５０】
加圧成形が終了すると、搬送テーブル５５が９０度回転し、加圧成形された成形体は機械加工ステージＣに搬送され、ここで必要に応じた切削，孔あけ等の機械加工が行われる。このとき上記粉末加圧ステージＢでは次のセラミック粉末の加圧成形が行われ、上記粉末供給ステージＡではその次のダイス５にセラミック粉末が供給される。
【００５１】
そして機械加工ステージＣにて所定の加工が終了すると、搬送テーブル５５が９０度回転し、加工済み成形体を成形体取り出しステージＤに搬送し、ここで成形体を取り出す。このようにして搬送テーブル５５を順次回転させることにより成形体が連続生産される。
【００５２】
本実施形態によれば、各ボールねじ１６，２０，２２，２７を軸受３０を介して１つの基盤５１により支持し、該基盤５１に各サーボモータ３７，３９，４２，４５を集中させて配置したので、組み付け性を向上できるとともに、小型化でき、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，２，４，５の発明の第１実施形態による粉末成形装置を説明するための概略構成図である。
【図２】請求項３の発明の第２実施形態による粉末成形装置を説明するための概略構成図である。
【図３】上記粉末成形装置の搬送テーブルの動作を示す平面図である。
【符号の説明】
１，５０ 粉末成形装置
２ 金型
２ａ 粉末成形空間
４ａ，５１ 基盤
４ｃ 上フレーム部
５ ダイス
６ 上パンチユニット
７ 下パンチユニット
１０，１１ 上第１，第２金型支持板
１２，１３ 下第１，第２金型支持板
１６，２０，２２，２７ ボールねじ（駆動軸）
３５，３８，４１，４４ タイミングベルト
３７，３９，４２，４５ サーボモータ（駆動源）
５５ 搬送テーブル
Ａ 粉末供給ステージ
Ｂ 粉末加圧ステージ
Ｄ 成形体取り出しステージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックス，あるいは食品，薬品等の粉末原料をダイスと上，下パンチとで形成された粉末成形空間内に充填して加圧成形するようにした粉末成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の粉末成形装置として、従来、ダイスが固定されたダイスプレートの上方，下方にダイスを挟んで対向するようパンチユニットを配設し、上側パンチユニットの上方に上直線移動機構を、下側パンチユニットの下方に下直線移動機構をそれぞれ配設し、各直線移動機構により上記上，下パンチユニットを駆動することにより加圧成形を行なうようにしたものが提案されている（例えば、特開平５−５７４９６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来装置では、ダイスプレートの上方，下方にそれぞれ直線移動機構を配置する構造を採用しており、このため上，下直線移動機構を支持する上部機枠と下部機枠との組み付け精度を高める必要があり、しかも両機枠を支持するフレーム等の剛性，精度についても高める必要があることから、コストが上昇するとともに、装置全体が大型化するという問題がある。
【０００４】
また各機枠に直線移動機構を組み付ける際やメンテナンスを行なう際に労力を要し、作業性が低いという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、コスト上昇及び装置全体の大型化を防止できるとともに、組み付け性，メンテナンス性を向上できる粉末成形装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ダイスと該ダイスを挟んで対向するよう配設された上，下パンチとで粉末成形空間を形成し、上記上，下パンチにそれぞれ駆動軸を接続し、該各駆動軸を介して上，下パンチを駆動源によりそれぞれ独立して駆動することにより加圧成形を行なうようにした粉末成形装置において、上記上パンチ用駆動軸及び上記下パンチ用駆動軸を１つの共通の基盤により支持し、該基盤に上記各駆動源を集中的に配置したことを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、上記基盤はダイスの下方に配置されており、該ダイスは上記基盤に一体に延長形成されたフレーム部に配置固定されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１において、上記基盤はダイスの下方に配置されており、該ダイスは上記基盤とは別に配設された搬送テーブルに配置固定され、該搬送テーブルは粉末供給ステージ，粉末加圧ステージ，成形体取り出しステージの間で移動するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れかにおいて、上記上パンチに取付けられた上金型支持板に上記一方の駆動軸の上端部が連結されており、上記下パンチに取付けられた下金型支持板に他方の駆動軸の上端部が連結されており、上記各駆動源により一方の駆動軸を介して上金型支持板を下降させるとともに、他方の駆動軸を介して下金型支持板を上昇させることにより加圧成形を行なうことを特徴としている。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れかにおいて、上記駆動軸は基盤に軸支されたボールねじであり、上記駆動源は上記ボールねじにタイミングベルトを介して連結されたサーボモータであることを特徴としている。
【００１１】
【発明の作用効果】
請求項１の発明にかかる粉末成形装置によれば、上，下パンチを駆動する各駆動軸を１つの基盤により支持するとともに、該基盤に各駆動源を集中させて配置したので、各駆動軸及び各駆動源を取付けるための基準面を基盤に設けるだけで済むことから駆動部の組み付け精度を確保し易くなり、組み付け作業及びメンテナンス作業を容易に行なうことができる。
【００１２】
また基盤に駆動源，駆動軸の重量物を集中させたので、基盤自体の剛性を高めることより装置全体としての剛性を緩和でき、小型化に貢献できるとともに、コストを低減できる。
【００１３】
請求項２の発明では、基盤をダイスの下方に配置し、該基盤にダイスが配置固定されるフレーム部を延長形成したので、剛性の高い基盤にダイスを支持固定することができ、加圧圧縮時の剛性を確保することができる。
【００１４】
請求項３の発明では、基盤をダイスの下方に配置し、該ダイスを搬送テーブルに配置固定し、該搬送テーブルを各ステージの間で移動させたので、成形体の高速な連続生産を可能に対応でき、生産性を向上できる。
【００１５】
請求項４の発明では、上パンチに取付けられた上金型支持板を駆動軸により下降させるとともに、下パンチに取付けられた下金型支持板を駆動軸により上昇させることにより加圧成形を行なうので、従来のダイスプレートの上方，下方に駆動部を配置する場合に比べて装置の高さ寸法を小さくすることができ、さらなる小型化に貢献できる。
【００１６】
請求項５の発明では、上，下パンチをボールねじに巻回されたタイミングベルトを介してサーボモータにより駆動するようにしたので、各パンチのストローク精度を高めることができるとともに、バックラッシュを回避でき、ひいては成形体の品質，寸法精度を向上できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、請求項１，２，４，５の発明の一実施形態（第１実施形態）による粉末成形装置を説明するための概略構成図である。
【００１９】
図において、１はセラミックス粉末原料を加圧成形することによりセラミック電子部品素子を形成する粉末成形装置を示している。この粉末成形装置１は、主としてセラミックス粉末が充填される金型２と、該金型２に充填たれたセラミックス粉末を圧縮する駆動部３と、上記金型２，駆動部３を支持する固定フレーム（基盤）４とを備えている。
【００２０】
上記金型２は、円筒状のダイス５と、該ダイス５を挟んで対向するように挿入配置された上パンチユニット６及び下パンチユニット７とからなり、該ダイス５と上，下パンチユニット６，７とで囲まれた部分が粉末成形空間２ａとなっている。
【００２１】
上記上パンチユニット６は円筒状の上第１パンチ６ａ内にピン状の上第２パンチ６ｂを相対移動可能に挿入してなるものであり、上記下パンチユニット７は上記同様に円筒状の下第１パンチ７ａ内にピン状の下第２パンチ７ｂを相対移動可能に挿入してなるものである。この各パンチユニット６，７をそれぞれ独立させて駆動することにより各種の成形体を形成でき、例えば円筒状，円柱状，断面Ｈ形状，あるいは断面十字形状の成形体の加工が可能となる。
【００２２】
上記上第１パンチ６ａの上端面には上第１金型支持板１０が取付け固定されており、上記上第２パンチ６ｂの上端面には上第２金型支持板１１が取付け固定されている。この上第１，第２金型支持板１０，１１は互いに干渉することのないように上下方向に離して配置されている。また上記下第１パンチ７ａの下端面には下第１金型支持板１２が取付け固定され、下第２パンチ７ｂの下端面には下第２金型支持板１３が取付け固定されており、この各金型支持板１２，１３は上記同様に互いに上下方向に離して配置されている。
【００２３】
上記上第１金型支持板１０の両端部には円筒状の上第１駆動軸１５，１５の上端面が接続固定されており、該各上第１駆動軸１５内には上第１ボールねじ１６が挿入されている。この上第１ボールねじ１６には上記上第１駆動軸１５の下端部に装着固定されたナット１７が螺装されており、該上第１ボールねじ１６を回転させることにより上第１駆動軸１５が上下動し、これに伴って上第１金型支持板１０を介して上第１パンチ６ａが上下動する。
【００２４】
また上記上第２金型支持板１１の両端部には円筒状の上第２駆動軸１８，１８の上端面が接続固定されており、該各上第２駆動軸１８内には上記同様にナット１９に螺装された上第２ボールねじ２０が挿入されている。この上第２ボールねじ２０を回転させることにより上第２駆動軸１８を介して上第２パンチ６ｂが上下動する。
【００２５】
上記下第１金型支持板１２の両端部には下第１駆動軸２１の上端面が接続固定されており、該各下第１駆動軸２１内には下第１ボールねじ２２が挿入されている。この下第１ボールねじ２２には上記下第１駆動軸２２の下端部に装着固定されたナット２３が螺装されており、該下第１ボールねじ２２を回転させることにより下第１駆動軸２１が上下動し、これに伴って下第１金型支持板１２を介して下第１パンチ７ａが上下動する。
【００２６】
また上記下第２金型支持板１３には下第２駆動軸２５の上端面が接続固定されており、該下第２駆動軸２５内には上記同様にナット２６に螺装された下第２ボールねじ２７が挿入されている。この下第２ボールねじ２７を回転させることにより下第２駆動軸２５を介して下第２パンチ７ｂが上下動する。上記各ボールねじ１６，２０，２２，２７は互いに平行に垂直に向けて配置されており、後述するサーボモータによりそれぞれ独立して回転駆動される。
【００２７】
上記各駆動軸１５，１８は各ボールねじ１６，２０とともに上記固定フレーム４により支持されており、残りの駆動軸２１，２５はボールねじ２２，２７を介して固定フレーム４により支持されている。この固定フレーム４は上記ダイス５の下方に位置する基盤部４ａと、該基盤部４ａの両側端から垂直上方に延びる側フレーム部４ｂ，４ｂと、該両側フレーム部４ｂ，４ｂの上端間に結合された上フレーム部４ｃとを一体形成してなる矩形箱状のものである。
【００２８】
上記上フレーム部４ｃにより上第１，第２駆動軸１５，１８が摺動自在に支持されており、また上フレーム部４ｃには上記ダイス５が配置固定されている。
【００２９】
上記各ボールねじ１６，２０，２２，２７は上記基盤部４ａに配置固定された各軸受３０により回転自在に支持固定されている。この各ボールねじ１６，２０，２２，２７は基盤部４ａを挿通して下方に延びており、各下端部には従動プーリ３１，３２，３３，３４が装着されている。
【００３０】
上記上第１ボールねじ１６，１６の各従動プーリ３１には上第１タイミングベルト３５が巻回されており、該上第１タイミングベルト３５は上第１サーボモータ３７に装着された駆動プーリ３６に巻回されている。この上第１サーボモータ３７が回転すると上記各上第１駆動軸１５，１５が同期して上下動する。
【００３１】
また上記上第２ボールねじ２０，２０の各従動プーリ３２には上第２タイミングベルト３８が巻回されており、該上第２タイミングベルト３８は上第２サーボモータ３９に装着された駆動プーリ４０に巻回されている。この上第２サーボモータ３９が回転すると上記各上第２駆動軸１８，１８が同期して上下動する。
【００３２】
上記下第１ボールねじ２２，２２の各従動プーリ３３には下第１タイミングベルト４１が巻回されており、該下第１タイミングベルト４１は下第１サーボモータ４２に装着された駆動プーリ４３に巻回されている。この下第１サーボモータ４２が回転すると上記各下第１駆動軸２１が同期して上下動する。
【００３３】
また上記下第２ボールねじ２７の従動プーリ３４には下第２タイミングベルト４４が巻回されており、該下第２タイミングベルト４４は下第２サーボモータ４５に装着された駆動プーリ４６に巻回されている。この下第２サーボモータ４５が回転すると下第２駆動軸２５が上下動する。
【００３４】
そして上記各サーボモータ３７，３９，４２，４５は基盤部４ａ周りに集中させて配置されており、不図示のブラケット等を介して基盤部４ａに支持固定されている。
【００３５】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【００３６】
本実施形態の粉末成形装置１によりセラミックス成形体を製造するには、上パンチユニット６をダイス５の上方に待機されるとともに、ダイス５の下面を下パンチユニット７で閉塞する。この状態で粉末成形空間２ａ内にセラミックス粉末原料を充填する。そして各サーボモータ３７，３９，４２，４５により上第１，第２パンチ６ａ，６ｂを下降させるとともに、下第１，第２パンチ７ａ，７ｂを上昇させ、これによりセラミック原料粉が加圧され、所定形状のセラミック成形体が形成される。しかる後、上第１，第２パンチ６ａ，６ｂを上記待機位置に上昇させ、下第１，第２パンチ７ａ，７ｂを上昇させてダイス５から成形体を取り出す。
【００３７】
本実施形態によれば、各ボールねじ１６，２０，２２，２７をフレーム４の基盤部４ａに集中させて配置するとともに軸受３０により支持固定したので、上記基盤部４ａに基準面を設け、該基準面に各軸受３０及び各ボールねじ１６，２０，２２，２７を組み付けることができ、従来の装置の上，下部にそれぞれ組み付ける場合に比べて組み付け精度を確保し易く、組み付け作業及びメンテナンス作業を容易に行なうことができる。
【００３８】
また上記基盤部４ａ周りに各サーボモータ３７，３９，４２，４５を集中させて配置したので、上記各ボールねじ１６，２０，２２，２７との組み付け精度を確保し易く、この点からも組み付け作業及びメンテナンス作業を容易に行なうことができる。
【００３９】
さらに上記基盤部４ａにボールねじ１６，２０，２２，２７及びサーボモータ３７，３９，４２，４５等の重量物を集中させたので、基盤部４ａ自体の剛性を高めることより装置全体としての剛性を緩和でき、小型化に貢献できるとともに、コストを低減できる。
【００４０】
また上記基盤部４ａに上方に延びる側フレーム部４ｂ，４ｂを形成するとともに、両側フレーム部４ｂの上端間に上フレーム部４ｃを結合して矩形箱型のフレーム４を形成し、上記上フレーム部４ｃにダイス５を配置固定したので、剛性の高いフレーム４によりダイス５を支持固定することができ、加圧成形時の剛性を確保することができる。
【００４１】
本実施形態では、上第１，第２パンチ６ａ，６ｂを上第１，第２金型支持板１０，１１を介してボールねじ１６，２０により下降させるとともに、下第１，第２パンチ７ａ，７ｂを下第１，第２金型支持板１２，１３を介してボールねじ２２，２７により上昇させて加圧成形を行なうようにしたので、装置全体の高さ寸法を従来のダイスプレートの上方，下方に駆動部を配置する場合に比べて小さくすることができ、さらなる小型化に貢献できる。
【００４２】
本実施形態では、上，下パンチユニット６，７をボールねじ１６，２０，２２，２７に巻回されたタイミングベルト３５，３８，４１，４４を介してサーボモータ３７，３９，４２，４５によりそれぞれ独立して駆動するようにしたので、成形体の密度を均一化でき、また駆動時の摩擦抵抗を小さくできるとともに、バックラッシュを抑制でき、ひいては成形体の品質，寸法精度を向上できる。
【００４３】
図２及び図３は、請求項３の発明の一実施形態（第２実施形態）による粉末成形装置を説明するための図である。図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示しており、重複する符号についての説明は省略する。
【００４４】
本実施形態の粉末成形装置５０は、ダイス５の下方に基盤５１を配置するとともに、該基盤５１に各ボールねじ１６，２０，２２，２７及び各サーボモータ３７，３９，４２，４５を集中させて配置してなり、基本的な構成は第１実施形態と略同様である。
【００４５】
そして上記基盤５１の上方にはこれとは独立して搬送テーブル５５が配設されており、該搬送テーブル５５にダイス５が配設されている。この搬送テーブル５５は円形状のものであり、該搬送テーブル５５の外周部に９０度間隔毎に上記各ダイス５が挿入固定されている。また上記搬送テーブル５５の下面の各ダイス５には下パンチユニット７及び下第１，第２金型支持板１２，１３が配設されている。
【００４６】
図３に示すように、上記搬送テーブル５５には外付けの回転駆動機構（不図示）が接続されており、該回転駆動機構により搬送テーブル５５は粉末供給ステージＡ，粉末加圧ステージＢ，機械加工ステージＣ，成形体取り出しステージＤの順に回転駆動される（図３の矢印ａ方向）。
【００４７】
上記各ステージＡ〜Ｄには、上記下第１，第２金型支持板１２，１３をクランプして該ステージの所定位置に位置決め固定し、搬送時にはクランプを解除するクランプ機構（不図示）が配設されている。また上記搬送テーブル５５には、搬送中は下第１，第２金型支持板１２，１３を保持して脱落を防止し、各ステージＡ〜Ｄの所定位置では保持を解除して下パンチユニット７の上下動を許容する保持機構（不図示）が配設されている。
【００４８】
上記粉末成形装置５０の動作について説明する。
【００４９】
粉末供給ステージＡに位置するダイス５内にセラミック粉末原料が供給されると、搬送テーブル５５が矢印ａ方向に９０度回転する。これによりセラミック粉末原料が充填されたダイス５及び下パンチユニット７は粉末加圧ステージＢに搬送され、ここで上，下パンチユニット６，７により加圧成形が行われる。このとき上記粉末供給ステージＡに搬送された次のダイス５内にセラミック粉末原料が供給される。
【００５０】
加圧成形が終了すると、搬送テーブル５５が９０度回転し、加圧成形された成形体は機械加工ステージＣに搬送され、ここで必要に応じた切削，孔あけ等の機械加工が行われる。このとき上記粉末加圧ステージＢでは次のセラミック粉末の加圧成形が行われ、上記粉末供給ステージＡではその次のダイス５にセラミック粉末が供給される。
【００５１】
そして機械加工ステージＣにて所定の加工が終了すると、搬送テーブル５５が９０度回転し、加工済み成形体を成形体取り出しステージＤに搬送し、ここで成形体を取り出す。このようにして搬送テーブル５５を順次回転させることにより成形体が連続生産される。
【００５２】
本実施形態によれば、各ボールねじ１６，２０，２２，２７を軸受３０を介して１つの基盤５１により支持し、該基盤５１に各サーボモータ３７，３９，４２，４５を集中させて配置したので、組み付け性を向上できるとともに、小型化でき、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，２，４，５の発明の第１実施形態による粉末成形装置を説明するための概略構成図である。
【図２】請求項３の発明の第２実施形態による粉末成形装置を説明するための概略構成図である。
【図３】上記粉末成形装置の搬送テーブルの動作を示す平面図である。
【符号の説明】
１，５０ 粉末成形装置
２ 金型
２ａ 粉末成形空間
４ａ，５１ 基盤
４ｃ 上フレーム部
５ ダイス
６ 上パンチユニット
７ 下パンチユニット
１０，１１ 上第１，第２金型支持板
１２，１３ 下第１，第２金型支持板
１６，２０，２２，２７ ボールねじ（駆動軸）
３５，３８，４１，４４ タイミングベルト
３７，３９，４２，４５ サーボモータ（駆動源）
５５ 搬送テーブル
Ａ 粉末供給ステージ
Ｂ 粉末加圧ステージ
Ｄ 成形体取り出しステージ
Claims (5)
- ダイスと該ダイスを挟んで対向するよう配設された上，下パンチとで粉末成形空間を形成し、上記上，下パンチにそれぞれ駆動軸を接続し、該各駆動軸を介して上，下パンチを駆動源によりそれぞれ独立して駆動することにより加圧成形を行なうようにした粉末成形装置において、上記上パンチ用駆動軸及び上記下パンチ用駆動軸を１つの共通の基盤により支持し、該基盤に上記各駆動源を集中的に配置したことを特徴とする粉末成形装置。
- 請求項１において、上記基盤はダイスの下方に配置されており、該ダイスは上記基盤に一体に延長形成されたフレーム部に配置固定されていることを特徴とする粉末成形装置。
- 請求項１において、上記基盤はダイスの下方に配置されており、該ダイスは上記基盤とは別に配設された搬送テーブルに配置固定され、該搬送テーブルは粉末供給ステージ，粉末加圧ステージ，成形体取り出しステージの間で移動するように構成されていることを特徴とする粉末成形装置。
- 請求項１ないし３の何れかにおいて、上記上パンチに取付けられた上金型支持板に上記一方の駆動軸の上端部が連結されており、上記下パンチに取付けられた下金型支持板に他方の駆動軸の上端部が連結されており、上記各駆動源により一方の駆動軸を介して上金型支持板を下降させるとともに、他方の駆動軸を介して下金型支持板を上昇させることにより加圧成形を行なうことを特徴とする粉末成形装置。
- 請求項１ないし４の何れかにおいて、上記駆動軸は基盤に軸支されたボールねじであり、上記駆動源は上記ボールねじにタイミングベルトを介して連結されたサーボモータであることを特徴とする粉末成形装置。
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