JP4501906B2 - Molding equipment - Google Patents
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Description
本発明は、粉末を所定の形状に圧縮成形する成形装置に関するものである。 The present invention relates to a molding apparatus for compressing and molding powder into a predetermined shape.
粉末を圧縮成形する成形装置としては、例えば特許文献1に記載されているものが知られている。この文献に記載の成形装置は、ダイプレートに固定された筒状のダイと、このダイ内に上下摺動自在に嵌合された下パンチと、ダイ内に上から挿脱自在にかつ上下摺動自在に嵌合される上パンチと、ダイ及びダイプレート上を前後方向へ摺動し、ダイ内に原料粉末を供給するフィーダとを備えている。このような成形装置では、下パンチの上端がダイの上面より突出した状態で成形後の圧粉体(成形体)の払出しを行うべく、フィーダと連動して圧粉体をダイ及びダイプレートから払出すための圧粉体払出し装置が搭載されている。
しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題が存在する。即ち、フィーダに圧粉体払出し装置が付属されているため、フィーダの構造が複雑になるだけでなく、フィーダの重量が増大する。このため、フィーダを高速で動作させることが困難になる。また、フィーダは単に前進・後退動作を繰り返すだけであるため、フィーダが成形体に接触する時に成形体に衝撃を与え、成形体を損傷させる可能性がある。さらに、例えば成形サイクルが高速になると、慣性の大きい下パンチの動作がフィーダの動作に追従できなくなるため、フィーダが下パンチに接触して下パンチが損傷する可能性もある。 However, the above-described prior art has the following problems. That is, since the feeder is attached to the feeder, the structure of the feeder is not only complicated, but the weight of the feeder is increased. For this reason, it becomes difficult to operate the feeder at high speed. Further, since the feeder simply repeats the forward / backward movement, when the feeder contacts the molded body, there is a possibility that the molded body is impacted and damaged. Further, for example, when the molding cycle becomes high speed, the operation of the lower punch having a large inertia cannot follow the operation of the feeder, so that the feeder may come into contact with the lower punch and the lower punch may be damaged.
本発明の目的は、フィーダの簡素化及び軽量化を図りつつ、成形体の払い出し時における成形体及び下パンチの損傷を確実に防止することができる成形装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a molding apparatus that can reliably prevent damage to the molded body and the lower punch when the molded body is discharged while simplifying and reducing the weight of the feeder.
本発明は、粉末を所定の形状に圧縮成形する成形装置であって、粉末が充填されるキャビティを有するダイと、ダイの下側からキャビティに挿入される下パンチと、ダイの上側からキャビティに挿入され、キャビティに充填された粉末を下パンチと協働して圧縮する上パンチと、キャビティに粉末を供給するフィーダと、ダイを下パンチに対して相対的に上下動させる第1カムを有する第1カム駆動系と、上パンチを上下動させる第2カムを有する第2カム駆動系と、フィーダをキャビティから離れた初期位置とキャビティを覆う位置との間でに対して前進・後退させる第3カムを有する第3カム駆動系と、第1カム、第2カム及び第3カムを同期して回転させる駆動同期手段とを備え、第1カムは、所定の角度範囲において、ダイを下パンチに対して相対的に停止させている状態から、下パンチの上端がキャビティ内に入り込むようにダイを下パンチに対して相対的に上昇させ、その後ダイを下パンチに対して相対的に停止させるような形状を有し、第3カムは、所定の角度範囲において、フィーダを初期位置からキャビティに向けて前進させ、キャビティの手前でフィーダを一旦停止させた後、ダイが下パンチに対して相対的に上昇してから、キャビティを覆う位置に向けてフィーダの前進を再開させるような形状を有していることを特徴とするものである。 The present invention is a molding apparatus for compressing and molding powder into a predetermined shape, a die having a cavity filled with powder, a lower punch inserted into the cavity from the lower side of the die, and a cavity from the upper side of the die. An upper punch that compresses the powder inserted and filled in the cavity in cooperation with the lower punch, a feeder that supplies the powder to the cavity, and a first cam that moves the die up and down relative to the lower punch. A first cam drive system, a second cam drive system having a second cam for moving the upper punch up and down, and a first for moving the feeder forward and backward between an initial position away from the cavity and a position covering the cavity . A third cam drive system having three cams, and a drive synchronization means for rotating the first cam, the second cam, and the third cam in synchronism with each other. From a state where a relatively stopped by and against relatively raised with respect to the lower punch die as upper end of the lower punch enters the cavity, thereby subsequently relatively stopped die against the lower punch The third cam moves the feeder forward from the initial position toward the cavity in a predetermined angle range, stops the feeder just before the cavity, and then the die is relative to the lower punch. It is characterized by having a shape that resumes the advancement of the feeder toward the position covering the cavity after the ascent .
このような成形装置を用いて成形を行う場合には、第1カム、第2カム及び第3カムが同期して1回転する間に、以下のようにして成形体を作製する。即ち、まず第3カム駆動系によりフィーダをキャビティ上まで前進させた状態で、フィーダからキャビティに粉末を充填する。その後、第3カム駆動系によりフィーダをキャビティから離れるように後退させた後、第2カム駆動系により上パンチを下降させて、上パンチと下パンチとで原料粉末を圧縮することにより、成形体を得る。そして、第1カム駆動系によりダイを下パンチに対して相対的に下降させて、成形体をキャビティから抜き出した後、その成形体を払い出す。 When molding is performed using such a molding apparatus, a molded body is produced as follows while the first cam, the second cam, and the third cam rotate once in synchronization. That is, first, the feeder is filled with powder from the feeder while the feeder is advanced over the cavity by the third cam drive system. Thereafter, the feeder is retracted away from the cavity by the third cam drive system, the upper punch is lowered by the second cam drive system, and the raw material powder is compressed by the upper punch and the lower punch, thereby forming a compact. Get. Then, the die is lowered relative to the lower punch by the first cam drive system, and after the molded body is extracted from the cavity, the molded body is discharged.
ここで、成形体の払い出し動作は、第1カムにおいてダイを下パンチに対して相対的に順に停止・上昇・停止させるような形状と、第3カムにおいてフィーダをキャビティに対して順に前進・停止・前進させるような形状とに対応する角度範囲内で実行される。このとき、フィーダの停止時には、フィーダがキャビティの手前位置で停止するように、第3カムの形状を設定しておく。また、下パンチに対するダイの相対的な上昇時には、下パンチの上端がダイのキャビティ内に入り込む位置までダイが下パンチに対して相対的に上昇するように、第1カムの形状を設定しておく。さらに、フィーダの前進再開時には、ダイが下パンチに対して相対的に上昇してから、フィーダの前進を再開させるように、第3カムの形状を設定しておく。 Here, the discharge operation of the molded body is such that the die is stopped, raised and stopped in order relative to the lower punch in the first cam, and the feeder is advanced and stopped in order relative to the cavity in the third cam. It is executed within an angle range corresponding to the shape to be advanced. At this time, when the feeder is stopped, the shape of the third cam is set so that the feeder stops at a position before the cavity. Also, when the die is raised relative to the lower punch, the shape of the first cam is set so that the die rises relative to the lower punch until the upper end of the lower punch enters the die cavity. deep. Further, when the feeder advances again, the shape of the third cam is set so that the die advances relative to the lower punch and then the feeder advances again.
このように第1カム及び第3カムを構成することで、成形体の払い出し動作は、具体的には以下のように行われるようになる。即ち、成形体がダイのキャビティから抜き出されるときは、下パンチの上端がダイの上面より突出した状態となっている。この状態から第1カム、第2カム及び第3カムを同期して回転させると、まず第3カム駆動系によりフィーダが成形体に接触する直前の位置まで前進する。次いで、第1カム駆動系によりダイが下パンチに対して相対的に上昇し、下パンチの上端がダイのキャビティ内に入り込むようになる。次いで、第3カム駆動系によりフィーダがキャビティに向けて再び前進する。すると、成形体は、フィーダにより押されて払い出される。 By configuring the first cam and the third cam as described above, the operation of paying out the molded body is specifically performed as follows. That is, when the molded body is extracted from the die cavity, the upper end of the lower punch is in a state of protruding from the upper surface of the die. When the first cam, the second cam, and the third cam are rotated synchronously from this state, first, the third cam drive system moves forward to a position immediately before the feeder contacts the molded body. Next, the die is raised relative to the lower punch by the first cam drive system, and the upper end of the lower punch enters the cavity of the die. Next, the feeder advances again toward the cavity by the third cam drive system. Then, the molded body is pushed out by the feeder.
以上のようにフィーダが成形体に接触する直前でフィーダを一旦停止させることにより、前進を再開したフィーダが成形体に接触するときに成形体に与えられる衝撃が十分軽減されるため、成形体の損傷を確実に防止することができる。また、フィーダを一旦停止させた後、下パンチの上端がダイのキャビティ内に入り込む位置までダイを下パンチに対して相対的に上昇させてから、フィーダの前進を再開させることにより、フィーダが下パンチに接触することが防止されるため、フィーダの損傷も確実に防止することができる。さらに、成形体の払い出しを行うための特別な機構をフィーダに付属させる必要が無いため、フィーダの簡素化及び軽量化を図ることができる。 As described above, by temporarily stopping the feeder immediately before the feeder comes into contact with the molded body, the impact applied to the molded body when the feeder that resumes moving forward contacts the molded body is sufficiently reduced. Damage can be reliably prevented. In addition, after the feeder is temporarily stopped, the feeder is lowered by raising the die relative to the lower punch until the upper end of the lower punch enters the die cavity, and then restarting the feeder. Since contact with the punch is prevented, damage to the feeder can be reliably prevented. Furthermore, since it is not necessary to attach a special mechanism for delivering the molded body to the feeder, the feeder can be simplified and reduced in weight.
また、好ましくは、駆動同期手段は、第1カム、第2カム及び第3カムと連結された主軸と、主軸を回転させる駆動モータとを有する。この場合には、駆動同期手段を簡単な構造で安価に実現することができる。 Preferably, the drive synchronization means includes a main shaft connected to the first cam, the second cam, and the third cam, and a drive motor that rotates the main shaft. In this case, the drive synchronization means can be realized with a simple structure at low cost.
本発明によれば、フィーダの簡素化及び軽量化を図りつつ、成形体の払い出し時における成形体及び下パンチの損傷を確実に防止することができる。これにより、フィーダを高速で移動させることができると共に、成形体の払い出し動作を簡単化することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, damage to a molded object and a lower punch at the time of discharge | payout of a molded object can be prevented reliably, aiming at the simplification and weight reduction of a feeder. Thereby, the feeder can be moved at a high speed, and the discharge operation of the molded body can be simplified.
以下、本発明に係わる成形装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a molding apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係わる成形装置の一実施形態を正面側から見た断面図であり、図2は、図1に示す成形装置を側面側から見た断面図であり、図3は、図1に示す成形装置のカム部分を上面側から見た断面図である。各図において、本実施形態の成形装置1は、磁性体粉末や誘電体粉末等の材料粉末を所定の形状(例えば直方体形状)に圧縮成形するカムプレス装置である。成形装置1は、枠体2と、この枠体2の上部に取り付けられたダイセット(下ラム)3と、ダイセット3の上方に配置された上ラム4とを備えている。
1 is a cross-sectional view of an embodiment of a molding apparatus according to the present invention as viewed from the front side, FIG. 2 is a cross-sectional view of the molding apparatus shown in FIG. 1 as viewed from the side, and FIG. It is sectional drawing which looked at the cam part of the shaping | molding apparatus shown in FIG. 1 from the upper surface side. In each figure, the
ダイセット3は、図4に示すように、枠体2に固定された固定プレート5を有し、この固定プレート5には、上下方向に延びる2本のロッド6が摺動自在に貫通されている。各ロッド6の上端には基台7が固定され、各ロッド6の下端には連結プレート8が固定されている。基台7上には、ダイ9が載置されている。ダイ9には、上下方向に貫通し材料粉末が充填される複数(ここでは5つ)のキャビティ10が形成されている。ダイ9上には、フィーダ11が前後方向(図4の紙面表裏方向)に移動自在に設けられている。フィーダ11は、各キャビティ10に材料粉末を供給するフィーダカップ11aを有している。固定プレート5上には突起部12が設けられ、この突起部12の上部には、ダイ9の下側から各キャビティ10に挿入される複数(ここでは5つ)の下パンチ13が固定されている。
As shown in FIG. 4, the
基台7上には、上下方向に延びる2本のロッド14がダイ9を挟むように立設されている。これらのロッド14は、上ラム4の一部を構成する昇降体15を摺動自在に貫通している。昇降体15には、ダイ9の上側から各キャビティ10に挿入される複数(ここでは5つ)の上パンチ16が設けられている。各上パンチ16は、対向する下パンチ13と協働して、キャビティ10に充填された材料粉末を圧縮するものである。
On the
図1〜図3に戻り、昇降体15の上部には、ラム本体4aが連結されている。このラム本体4aには、圧抜き(ホールドダウン)用エアーシリンダ17が設けられている。ラム本体4aは、上下方向に延びる2本のロッド18を介して、枠体2の下部に配置されたフレーム体19と連結されている。
Returning to FIGS. 1 to 3, the
ダイセット3の連結プレート8には、連結部材20を介してフレーム体21が連結されている。フレーム体21には、各ロッド18が摺動自在に貫通されている。フレーム体21の下部には、ナット部22が固定されている。このナット部22には、調整用ネジ23がねじ込まれている。調整用ネジ23の下端には、当接部材24が固定されている。当接部材24の最上部には、当て板25が設けられている(図5参照)。また、当接部材24の上方には、当て板25と係合する2つのストッパ26が調整用ネジ23を挟むように配置されている。当接部材24及び各ストッパ26は、ダイ9の上方移動を規制するものである。
A
当接部材24の高さ位置は、枠体2の前端部に設けられた調整用ハンドル27と調整機構28とによって調整可能となっている。調整機構28は、図5に示すように、調整用ハンドル27に連結された調整軸29を有し、この調整軸29の先端にはウォームギア30が取り付けられている。ウォームギア30は、中間歯車31を介して、当接部材24に取り付けられた平歯車32と噛み合っている。
The height position of the
調整用ハンドル27を回すと、調整軸29、ウォームギア30、中間歯車31及び平歯車32を介して当接部材24が回転し、これに伴って調整用ネジ23がナット部22に対してねじ回されながら上下動するため、当接部材24の高さ位置が変化する。このように当接部材24の高さ位置を変えることで、当接部材24とストッパ26との距離が変わるので、当て板部25がストッパ26に当たるまでの移動量が変わることとなる。なお、当接部材24の下方には、ストッパ26までの当接部材24の移動量をモニタするためのスケール33が設けられている。
When the adjustment handle 27 is turned, the
また、成形装置1は、ダイ9を上下方向に移動させるためのダイ駆動系34と、上ラム4を上下方向に移動させるための上ラム駆動系35と、フィーダ11をダイ9のキャビティ10に対して前後方向(横方向)に移動させるためのフィーダ駆動系36と、各ストッパ26を上下方向に移動させるためのストッパ駆動系37とを更に備えている。
The
ダイ駆動系34は、図6にも示されるように、ダイ駆動用カム38と、レバー39とを有している。レバー39は、枠体2に設けられた軸部40に軸支されている。レバー39の基端には、ダイ駆動用カム38と直接接触するカムフォロア41が設けられている。レバー39の先端部は、フレーム体21に対して相対的に回動可能に連結されている。また、フレーム体21と枠体2との間には、ダイ駆動用カム38の回転時にカムフォロア41がダイ駆動用カム38から離れることを防ぐための2本のエアーシリンダ42が設けられている。
The
上ラム駆動系35は、図7にも示されるように、上ラム駆動用カム43と、レバー44とを有している。レバー44は、枠体2に設けられた軸部45に軸支されている。レバー44の基端には、上ラム駆動用カム43と直接接触するカムフォロア46が設けられている。レバー44の先端部は、フレーム体19に対して相対的に回動可能に連結されている。また、フレーム体19と枠体2との間には、上ラム駆動用カム43の回転時にカムフォロア46が上ラム駆動用カム43から離れることを防ぐための4本のエアーシリンダ47が設けられている。
The upper
フィーダ駆動系36は、図8にも示されるように、フィーダ駆動用カム48と、レバー49とを有している。レバー49は、枠体2に設けられた軸部50に軸支されている。レバー49の基端には、フィーダ駆動用カム48と直接接触するカムフォロア51が設けられている。レバー49の先端部は、フィーダ11と連結されたリンク52に連結されている。また、レバー49と枠体2との間には、フィーダ駆動用カム48の回転時にカムフォロア51がフィーダ駆動用カム48から離れることを防ぐためのエアーシリンダ53が設けられている。
As shown in FIG. 8, the
ストッパ駆動系37は、図9にも示されるように、ダイ規制用カム54と、レバー55とを有している。レバー55は、枠体2に設けられた軸部56に軸支されている。レバー55の基端には、ダイ規制用カム54と直接接触するカムフォロア57が設けられている。レバー55の先端部は、各ストッパ26に連結されている。また、レバー55と枠体2との間には、ダイ規制用カム54の回転時にカムフォロア57がダイ規制用カム54から離れることを防ぐためのエアーシリンダ58が設けられている。
As shown in FIG. 9, the
ダイ駆動用カム38、上ラム駆動用カム43、フィーダ駆動用カム48及びダイ規制用カム54は、枠体2の下部に配置された主軸59に連結されている。主軸59は、駆動モータ60によって回転駆動される。駆動モータ60により主軸59を回転させると、それらのカム38,43,48,54は同期して回転するようになる。なお、カム38,43,48,54は、例えば板カムや割りカムで構成されている。
The
主軸59の回転によってダイ駆動用カム38が回転すると、レバー39が揺動し、各エアーシリンダ42を伸縮動作させた状態でフレーム体21が上下動するため、フレーム体21に連結部材20を介して連結された各ロッド6が上下動し、これに伴ってダイ9が下パンチ13に対して上下動する。主軸59の回転によって上ラム駆動用カム43が回転すると、レバー44が揺動し、各エアーシリンダ47を伸縮動作させた状態でフレーム体19が上下動するため、フレーム体19に連結された各ロッド18を介して上ラム4が上下動し、これに伴って上パンチ16が上下動する。主軸59の回転によってフィーダ駆動用カム48が回転すると、エアーシリンダ53を伸縮動作させた状態でレバー49が揺動し、リンク52を介してフィーダ11がダイ9上を前後方向に移動する。主軸59の回転によってダイ規制用カム54が回転すると、エアーシリンダ58を伸縮動作させた状態でレバー55が揺動し、各ストッパ26が上下動する。
When the
ダイ駆動用カム38、上ラム駆動用カム43、フィーダ駆動用カム48及びダイ規制用カム54の形状は、図10に示すようなカム曲線図(カムの動きを示す図)に応じたものとなっている。図10において、ダイ駆動用カム38は、実線のカム曲線Rに応じた形状を有し、上ラム駆動用カム43は、1点鎖線のカム曲線Sに応じた形状を有し、フィーダ駆動用カム48は、粗破線のカム曲線Tに応じた形状を有し、ダイ規制用カム54は、密破線のカム曲線Uに応じた形状を有している。また、図10の横軸は、基準位置(0度)からの回転角度を示し、図10の縦軸は、カム38,43,54の高さ位置及びカム48の前後位置を示している。なお、カム38,43,54のカム曲線のスケールは、カム48のカム曲線のスケールと異なっている。
The shapes of the
具体的には、ダイ駆動用カム38は、基準位置から約10度の領域でダイ9を初期高さ位置に停止させ、約10〜20度の領域でダイ9を初期高さ位置から微少に上昇させ、約20〜55度の領域でダイ9を停止させ、約55〜90度の領域でダイ9を上昇させ、約90〜110度の領域でダイ9を停止させ、約110〜125度の領域でダイ9を少し下降させ、約125〜190度の領域でダイ9を停止させ、約190〜220度の領域でダイ9を少し下降させ、約220〜295度の領域でダイ9を停止させ、約295〜330度の領域でダイ9を初期高さ位置まで下降させ、約330度から基準位置の領域でダイ9を停止させるような形状を有している。
Specifically, the
ここで、ダイ9の初期高さ位置は、図11に示すように、キャビティ10に嵌入された下パンチ13の上端がダイ9の上面から僅かに突出するような高さ位置である。また、基準位置から約10〜20度の領域でダイ9を初期高さ位置から微少に上昇させると、図12に示すように、下パンチ13の上端がキャビティ10内に入り込むように、ダイ駆動用カム38が構成されている。
Here, as shown in FIG. 11, the initial height position of the
上ラム駆動用カム43は、基準位置から45度の領域で上パンチ16を初期高さ位置から十分に上昇させ、約45〜115度の領域で上パンチ16を停止させ、約115〜190度の領域で上パンチ16を十分に下降させ、190度前後の領域で上パンチ16を停止させ、約190〜225度の領域で上パンチ16を更に下降させ、約225〜275度の領域で上パンチ16を停止させ、約275〜295度の領域で上パンチ16を少し上昇させ、約295〜330度の領域で上パンチ16を停止させ、約330度から基準位置の領域まで上パンチ16を初期高さ位置まで上昇させるような形状を有している。
The upper
フィーダ駆動用カム48は、基準位置から約15度の領域でフィーダ11を初期位置から前進させ、約15〜25度の領域でフィーダ11を停止させ、約25〜60度の領域でフィーダ11を更に前進させ、約60〜105度の領域でフィーダ11の微少な前進・後退を繰り返し行い、約105〜165度の領域でフィーダ11を十分に後退させ、約165〜345度の領域でフィーダ11を停止させ、約345度から基準位置の領域でフィーダ11を初期位置まで前進させるような形状を有している。
The
ここで、フィーダ駆動用カム48が基準位置から約15〜25度回転したときには、図11(D)に示すように、フィーダ11がキャビティ10の手前で停止するように構成されている。
Here, when the
ダイ規制用カム54は、基準位置から90度の領域でストッパ26を初期高さ位置に停止させ、約90〜115度の領域でストッパ26を下降させ、約115〜155度の領域でストッパ26を停止させ、約155〜180度の領域でストッパ26を初期高さ位置まで上昇させ、約180度から基準位置の領域でストッパ26を停止させるような形状を有している。
The
なお、図6〜図9では、カム38,43,48,54の形状を簡略化して円形としているが、カム38,43,48,54の実際の形状は、曲線部分及び直線部分を含む特殊形状であることは言うまでも無い。
6 to 9, the shapes of the
次に、以上のように構成した成形装置1を用いて成形を行う手順を図11〜図15により説明する。なお、図15は、図10に示すカム曲線図において、ダイ9の実際の動作を2点鎖線Wで示したものである。
Next, a procedure for performing molding using the
ここで、主軸59(カム38,43,48,54)を基準位置から約100度回転させた時点で当接部材24の当て板部25がストッパ26に突き当たるように、当接部材24の高さ位置が調整用ハンドル27によって予め調整されている(図10及び図15参照)。そして、カム38,43,48,54が1回転する1サイクル毎に、成形体が作られる。なお、成形体の生産効率を上げるために、主軸59(カム38,43,48,54)の回転速度は例えば80rpm程度と十分高く設定されている。
Here, the height of the
カム38,43,48,54が基準位置にある状態では、図11(A)に示すように、ダイ9、上パンチ16、フィーダ11及びストッパ26は、前サイクルで得られた成形体61をダイ9から抜き出した状態の初期設定位置にある。つまり、ダイ9は、キャビティ10に嵌入された下パンチ13の上端部をダイ9の上面から僅かに突き出すような高さ位置にある。これにより、前サイクルで得られた成形体61をキャビティ10から容易に且つ確実に取り出すことが可能となる。上パンチ16は、ダイ9から所定量離れた高さ位置にある。フィーダ11は、ダイ9上においてキャビティ10から所定量後退した位置にある。そして、下パンチ13上には、前サイクルで作製された成形体61が載置されている。
In the state where the
その初期状態からカム38,43,48,54を所定方向に回し始めると、図11(B)に示すように上パンチ16が上昇し、更に図11(C)に示すようにフィーダ11がダイ9上をキャビティ10に向けて前進する。そして、カム38,43,48,54を更に回すと、図11(D)に示すように、フィーダ11がキャビティ10の手前で一時停止し、更に図12(A)に示すように、ダイ9が若干上昇して、下パンチ13の上端が僅かにキャビティ10内に引っ込むようになる(図15のA参照)。
When the
これにより、フィーダ11が成形体61や下パンチ13の上端部に接触することが無いため、成形体61や下パンチ13の損傷を防止することができる。また、成形体61がキャビティ10から抜き出されると、成形体61はスプリングバック現象によって膨らむので、下パンチ13の上端部がキャビティ10内に引っ込んでも、下パンチ13の動作に追従して成形体61がキャビティ10内に入り込むことは無く、成形体61はキャビティ10を覆うようにダイ9上に載置された状態となる。
Thereby, since the
そして、カム38,43,48,54を更に回すと、図12(B)、(C)に示すように、フィーダ11がダイ9上を再び前進して、前サイクルで作製された成形体61を押すようになる。このとき、下パンチ13はダイ9の上面から突き出ていないので、フィーダ11が下パンチ13に引っ掛かることが無い。また、上記のようにフィーダ11が成形体61に触れる直前で一旦停止していることにより、フィーダ11が前進を再開してから成形体61に接触するときに、フィーダ11の速度が十分抑えられるようになるため、フィーダ11が成形体61に過度な衝撃を与えることも無い。このため、成形体61がフィーダ11にスムーズに押されるので、成形体61の損傷等を防ぐことができる。
Then, when the
カム38,43,48,54を同方向に更に回すと、図12(D)に示すように、フィーダ11がダイ9上を更に前進することで、成形体61がキャビティ10から払い出される。そして、フィーダ11は、キャビティ10を覆う位置で停止する(図15のB参照)。このようにキャビティ10は成形体61及びフィーダ11により切れ目なく覆われることになるので、キャビティ10内に空気が入り込むことは殆ど無い。
When the
カム38,43,48,54を同方向に更に回すと、図13(A)に示すように、ダイ9が所定の高さ位置まで上昇すると共に、フィーダ11からキャビティ10内に材料粉末Jが吸い込まれて充填される(図15のB参照)。このとき、フィーダ11が停止状態となっているので、材料粉末Jがキャビティ10内に真下方向に向けて供給される。また、これに加えて、フィーダ11のシェーク動作、つまりフィーダ11の微小な前進及び後退動作が連続的に行われる(図15のC参照)。従って、材料粉末Jをキャビティ10内に効率的に且つ均等に充填することができる。
When the
カム38,43,48,54を同方向に更に回すと、ストッパ26が下降する。このとき、ダイ9は停止しているので、当接部材24にストッパ26が突き当たるようになる。このため、ダイ9は、ダイ駆動用カム38の動きに従った動作から、ダイ規制用カム54の動きに従った動作に切り換わる。従って、図13(B)に示すように、当接部材24がストッパ26に当たったままの状態で、ストッパ26の下降に従ってダイ9が下降する。これにより、粉末充填Jのオーバーフィル動作が実施されることとなる(図15のD参照)。
When the
オーバーフィル動作とは、キャビティ10の粉末充填深さを予め大きくとった状態で材料粉末Jを充填した後、キャビティ10の粉末充填深さが少し小さくなるようにダイ9を下降させて、余分な材料粉末Jをフィーダ11に押し戻す充填動作である。なお、オーバーフィル量は、その時のダイ9の下降量X(図15参照)に相当する。このようなオーバーフィル動作を実行することにより、材料粉末Jがキャビティ10に充填される時の空隙が抑制され、材料粉末Jをキャビティ10内に密に充填することが可能となる。
In the overfill operation, after filling the material powder J in a state where the powder filling depth of the
カム38,43,48,54を同方向に更に回すと、図13(C)に示すように、フィーダ11がキャビティ10から離れるように後退することで、材料粉末Jの擦り切り動作が行われる。また、上パンチ16が下降し始める。
When the
そして、所定時間経過するとストッパ26が上昇し始めるので、図13(D)に示すように、当接部材24がストッパ26に当たったままの状態で、ダイ9が上昇するようになる。このとき、ストッパ26が所定量上昇すると当接部材24から離れるように、ダイ規制用カム54が形成されている。このため、ダイ9は、ダイ規制用カム54の動きに従った動作から、再びダイ駆動用カム38の動きに従った動作に戻り、停止状態となる。これにより、粉末充填Jのアンダーフィル動作が実施されることとなる(図15のD参照)。
Then, since the
アンダーフィル動作とは、キャビティ10への材料粉末Jの充填が終了した後、ダイ9を上昇させて、ダイ9の上面より材料粉末Jを沈める充填動作である。なお、アンダーフィル量は、その時のダイ9の上昇量Y(図15参照)に相当する。このようなアンダーフィル動作を実行することにより、材料粉末Jがキャビティ10から溢れ出ることを抑制できる。
The underfill operation is a filling operation in which, after the filling of the material powder J into the
このようにオーバーフィル動作及びアンダーフィル動作の実行時には、当接部材24がストッパ26に当たることで、ダイ9をダイ規制用カム54の動きに従って強制的に下降・停止・上昇させるようにする。このようにダイ駆動用カム38とダイ規制用カム54との組み合わせによりダイ9を上下動させるので、主軸59を高速で回転させても、ダイ9のオーバーシュートが生じることは殆ど無く、ダイ9は予め設定した動きに従って動作するようになる。
As described above, when the overfill operation and the underfill operation are performed, the abutting
このとき、調整用ハンドル27により当接部材24の高さ位置を変えると、ダイ駆動用カム38の動きを示すカム曲線Rに対してダイ規制用カム54の動きを示すカム曲線Uが、カム曲線図(図10及び図15参照)上において上下方向にずれることになる。このため、当接部材24がストッパ26に当たるまでの変位量、言い換えると当接部材24がストッパ26に当たるタイミングが変わる。また、カム曲線Uの形状自体は変わらないので、当該タイミングが変わることにより、当接部材24がストッパ26に当たってからの変位量が変わることになる。従って、その時のオーバーフィル量(図15のX参照)及びアンダーフィル量(図15のY参照)が変わり、結果的にキャビティ10への材料粉末Jの充填量が変わることになる。
At this time, when the height position of the
カム38,43,48,54を同方向に更に回すと、図14(A)に示すように、上パンチ16がキャビティ10に入り込み、材料粉末Jの擦り切り面と上パンチ16の下端面とが一致した状態で、上パンチ16が一時停止する(図15のE参照)。このとき、上記のアンダーフィル動作によってキャビティ10の上部には空間が形成されている(図13(D)参照)ため、上パンチ16がキャビティ10に入り易くなる。
When the
カム38,43,48,54を同方向に更に回すと、図14(B)に示すように、ダイ9が下降すると同時に上パンチ16が下降することで、上パンチ16及び下パンチ13による材料粉末Jの圧縮(上下同時加圧)が行われる(図15のF参照)。このとき、上パンチ16の下降速度をダイ9の下降速度よりも速くするのが望ましい。
When the
カム38,43,48,54を同方向に更に回すと、図14(C)に示すように、ダイ9及び上パンチ16が何れも所定時間だけ停止し、上パンチ16及び下パンチ13による材料粉末Jの加圧状態が保持(加圧ホールド)される(図15のG参照)。このとき、加圧ホールド時間としては、圧縮された材料粉末Jから得られる成形体の形状や寸法等が安定するような時間であるのが望ましい。
When the
カム38,43,48,54を同方向に更に回すと、図14(D)に示すように、上パンチ16による材料粉末(成形体)Jの押さえ付けから、上記の圧抜き用エアーシリンダ17による成形体Jの押さえ付けに切り換わる。このとき、上ラム駆動用カム38は上パンチ16を少し上昇させる動作を行うように形成されている(図15のH参照)が、圧抜き用エアーシリンダ17の動作によって上パンチ16の実際の高さ位置は変わらない状態となっている。このように圧抜き用エアーシリンダ17により成形体Jを押さえ付けることで、材料粉末Jの圧縮時に受けた歪みに起因した成形体Jの損傷等を防止することが可能となる。
When the
カム38,43,48,54を同方向に更に回すと、上記の圧抜き動作の実施を継続したまま、ダイ9が下降すること(ホールドダウン)で、成形体Jがダイ9から抜き出される(図15のH参照)。その後、上パンチ16が上昇することで、成形体Jの圧抜き動作が解除され、図11(A)の状態に戻る。以上により、1サイクルの成形動作が完了する。
When the
以上のように本実施形態にあっては、前サイクルで得られた成形体61を払い出す際に、前進中のフィーダ11が成形体61に接触する直前でフィーダ11を一旦停止させるので、フィーダ11の前進を再開した後にフィーダ11が成形体61に当たるときに、成形体61に与えられる衝撃が十分緩和される。また、下パンチ13の上端がダイ9のキャビティ10内に引っ込むようにダイ9を上昇させた後に、フィーダ11の前進を再開させるので、フィーダ11が下パンチ13に当たることが防止される。以上により、成形体61、下パンチ13及びフィーダ11の損傷を確実に防ぐことができる。
As described above, in the present embodiment, when the molded
ここで、一般にカム曲線が任意の変曲点で接続される場合、変曲点に対して両側のカム曲線における接線の傾きを変曲点で等しくする必要があるが、接線が傾いた(傾きが0でない)状態で各カム曲線が変曲点でつながった形状をもったカムの製作は、非常に困難とされている。本実施形態では、前進中のフィーダ11が成形体61に接触する直前でフィーダ11を一旦停止させた後、下パンチ13の上端がダイ9のキャビティ10内に入り込むようにダイ9の上昇動作を完了させてから、フィーダ11の前進を再開させるように、ダイ駆動用カム38及びフィーダ駆動用カム48の形状を構成したので、カム曲線の変曲点における接線の傾きを全く気にすること無く、カム38,48を比較的容易に製作することができる。
Here, in general, when the cam curve is connected at an inflection point, it is necessary to make the tangent slope of the cam curve on both sides equal to the inflection point. It is very difficult to manufacture a cam having a shape in which each cam curve is connected at an inflection point in a state where (is not 0). In the present embodiment, the
また、上記のようにフィーダ11により成形体61を押し付けるだけで、成形体61をスムーズに払い出すことができるので、成形体61の払い出しための余計な構造をフィーダ11に設けなくて済む。これにより、フィーダ11の構造が簡単になるため、成形体61の払い出し動作を単純化することができる。また、フィーダ11の軽量化が図られるため、フィーダ11の高速駆動を確実に行うことができる。
Moreover, since the molded
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、成形体61の払い出し時に、下パンチ13の上端がダイ9のキャビティ10内に入り込むようにダイ9の上昇動作を完了させてから、フィーダ11の前進を再開させるように、ダイ駆動用カム38及びフィーダ駆動用カム48の形状を設定したが、ダイ9の上昇により下パンチ13の上端がキャビティ10内に入り込むのと同じタイミングで、フィーダ11の前進を再開させるような形状としても良い。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above-described embodiment, when the molded
また、上記実施形態では、下パンチ13を枠体2に固定し、ダイ9を枠体2に対して上下動させる構成としたが、ダイ9を枠体2に固定し、下パンチ13を枠体2に対して上下動させる構成としても良い。要は、ダイ9が下パンチ13に対して相対的に上下動可能な構成であれば良い。
In the above embodiment, the
さらに、上記実施形態では、ダイ駆動用カム38、上ラム駆動用カム43、フィーダ駆動用カム48及びダイ規制用カム54を主軸59に固定し、この主軸59を駆動モータ60で回転駆動させる構成としたが、ダイ駆動用カム38、上ラム駆動用カム43、フィーダ駆動用カム48及びダイ規制用カム54をそれぞれ異なる駆動モータで回転させても良い。この場合には、これらのカム38,43,48,54が同期して回転するように各駆動モータを制御する必要がある。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態の成形装置1では、ダイ9にキャビティ10が複数形成され、これに対応して上パンチ16及び下パンチ13が複数ずつ設けられているが、本発明は、上パンチ16及び下パンチ13がそれぞれ1つしかない成形装置にも適用可能であることは言うまでもない。
Further, in the
1…成形装置、9…ダイ、10…キャビティ、11…フィーダ、13…下パンチ、16…上パンチ、34…ダイ駆動系(第1カム駆動系)、35…上ラム駆動系(第2カム駆動系)、36…フィーダ駆動系(第3カム駆動系)、38…ダイ駆動用カム(第1カム)、43…上ラム駆動用カム(第2カム)、48…フィーダ駆動用カム(第3カム)、59…主軸(動作同期手段)、60…駆動モータ(動作同期手段)、J…材料粉末。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記粉末が充填されるキャビティを有するダイと、
前記ダイの下側から前記キャビティに挿入される下パンチと、
前記ダイの上側から前記キャビティに挿入され、前記キャビティに充填された粉末を前記下パンチと協働して圧縮する上パンチと、
前記キャビティに前記粉末を供給するフィーダと、
前記ダイを前記下パンチに対して相対的に上下動させる第1カムを有する第1カム駆動系と、
前記上パンチを上下動させる第2カムを有する第2カム駆動系と、
前記フィーダを前記キャビティから離れた初期位置と前記キャビティを覆う位置との間で前進・後退させる第3カムを有する第3カム駆動系と、
前記第1カム、前記第2カム及び前記第3カムを同期して回転させる駆動同期手段とを備え、
前記第1カムは、所定の角度範囲において、前記ダイを前記下パンチに対して相対的に停止させている状態から、前記下パンチの上端が前記キャビティ内に入り込むように前記ダイを前記下パンチに対して相対的に上昇させ、その後前記ダイを前記下パンチに対して相対的に停止させるような形状を有し、
前記第3カムは、前記所定の角度範囲において、前記フィーダを前記初期位置から前記キャビティに向けて前進させ、前記キャビティの手前で前記フィーダを一旦停止させた後、前記ダイが前記下パンチに対して相対的に上昇してから、前記キャビティを覆う位置に向けて前記フィーダの前進を再開させるような形状を有していることを特徴とする成形装置。 A molding apparatus for compressing and molding powder into a predetermined shape,
A die having a cavity filled with the powder;
A lower punch inserted into the cavity from the underside of the die;
An upper punch that is inserted into the cavity from the upper side of the die and compresses the powder filled in the cavity in cooperation with the lower punch;
A feeder for supplying the powder to the cavity;
A first cam drive system having a first cam that moves the die up and down relatively with respect to the lower punch;
A second cam drive system having a second cam for moving the upper punch up and down;
A third cam drive system having a third cam for moving the feeder forward and backward between an initial position away from the cavity and a position covering the cavity ;
Drive synchronization means for synchronously rotating the first cam, the second cam, and the third cam;
The first cam moves the die to the lower punch so that the upper end of the lower punch enters the cavity from a state where the die is relatively stopped with respect to the lower punch within a predetermined angle range. Having a shape such that the die is stopped relative to the lower punch .
In the predetermined angle range, the third cam advances the feeder from the initial position toward the cavity, temporarily stops the feeder before the cavity, and then the die moves against the lower punch. The molding apparatus has a shape that allows the feeder to resume its advancement toward a position that covers the cavity after relatively rising .
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