JPH0220695A - 粉末成形プレスのホールドダウン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は粉末成形プレスのホールドダウン装置に関する
。

［従来の技術〕 粉末成形プレスは型内に充填された粉末を上パンチと下
パンチとで高圧状態で成縮成形するものである。このた
め型内から押出された成形品は高圧状態が解除されてス
プリングバックによる割れや反りを生じて不良品となる
率が高かった。この観点から従来の粉末成形プレスには
上記スプリングバックによる弊害を防止するため上パン
チホールドダウン装置が具備されていた。

このホールドダウン装置１００は、第４図に示すように
コラム１０１．１０１に上下動が案内される縦軸１０２
ａ、上クロスヘッド１０２に上ラム調整ナツト１０３が
嵌着されており、このナツト１０３に上ラム１０４が螺
合されて取り付けられている、上ラム１０４には上部に
穿設された大径孔１０５ａと、この大径孔１ｔ）５ａに
連通して下部に穿設された小径孔１０５ｂとからなる貫
通孔１０５が穿設されており、この貫通孔１０５の上部
開口は略中夫に透通孔１０６ａを有するシール用キャッ
プ１０６で閉塞されている。

ピストンロッド１０７は上部寄りの中間部位に設けたフ
ランジ部１０７ａとこのフランジ部１０７ａを境にして
上方に設けられた小径ロッド部１０７ｂと下方に設けら
れた大径ロッド部１０７ｃとから形成されている。そし
てこのピストンロッド１０７はフランジ部１０７ａを大
径孔１０５ａに、大径ロッド部１０７Ｃを小径孔１．０
５　ｂにそれぞれ位置させて上ラムの貫通孔１０５に内
挿されると共に、小径ロッド部１０７ｂをキャップの透
過孔１０６ａに透通させて上下摺動自在に上ラム１０４
に取り付けられている。

ピストンロッド１０７の上ラム１０４から突出した下端
には上パンチ（図示せず）に連結するＴ型継手１０８が
ねじ１０９で固着されている。

このようにピストンロッド１０７を上ラム１０４に取り
付けることによって上ラム１０４の大径孔１０５ａ内に
はピストンロッドのフランジ部１０７ａで仕切られて上
下に二つの密閉空間が形成されている。各密閉空間には
圧力流体が送り込まれるようになっており、上下空間の
圧力差によってピストンロッド１０７は上下動するよう
になっている。即ち、上部空間にはキャップ１０６下面
に開口する流体路１１０が設けられており、下部空間に
はキャップ１０６及び上ラム１０４を連通して大径孔１
０５ａの底部に開口する流体路１１１が設けられており
、それぞれの流体路１１０゜１１１は四方電磁弁１１２
及び圧力調節弁１１３を介して圧力タンク（図示せず）
に連結されている。そして上記電磁弁１１２は上パンチ
及びダイ（図示せず）の上下の位置の信号を受けて切換
るようになっており、この切換えで上下空間の圧力差が
生じるようになっている。

このように構成された従来のホールドダウン装置１００
によれば、加圧工程の初期段階では大径孔１０５ａ内の
上部空間の流体圧を高めて上ラム１０４よりもピストン
ロッド１０７を先行下降させて、上記流体圧で予備加圧
して粉末中の脱気を行い、かつ加圧完了後の成形品の押
出工程では上ラム１０４の上昇後上記流体圧によって上
パンチの下面が成形品の上面を軽く押えて上パンチと下
パンチで成形品を挟み込んだ状態で行うことによって成
形品のスプリングバックを防止し、かつ押出完了後大径
孔１０５ａ内の下部空間の流体圧を高めてピストンロッ
ド１０７及び上パンチを上昇させ、その後フィードカッ
プによりダイ内に粉末を充填するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような流体圧を用いた従来のホール
ドダウン装置においては、次のような各種の不具合を生
じる。

即ち、プレスの成形速度を変えた場合、上パンチとフィ
ードカップが干渉したり、又は両者の間にタイミングラ
グが生じたりするので、これを解消するためその都度ピ
ストンロッドの作動タイミングを調整しなければならず
作業が面倒となる。

また、ピストンロッドの作動途中でプレスの稼動を停止
しても、ピストンロッドは流体圧によって作動限に到る
まで止まらないので、インチラグによりピストンロッド
の作動タイミングを合わせる場合、調整しにくく、かつ
作業者の安全確保も不充分となる。

さらに、ピストンロッドな作動させる流体は温度によっ
て抵抗が変化する等外的条件によって変化し易く、その
ためピストンロッドの作動速度が変化して着力点が変化
し、粉末の加圧開始時点でダイ内の粉末の流れに変化が
起り成形品の密度分布が不均一となって品質が安定しな
いという問題点をも有している。

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は上パンチに連結するピストンロッドがプレス成
形速度に順応して作動すると共に、その作動タイミング
の調整もインチラグにより容易に調整可能であり、かつ
外的条件による速度変化のない粉末成形プレスのホール
ドダウン装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明は、上クロスヘッドに装
着された上ラムに上下摺動自在に内挿されたピストンロ
ッドと、このピストンロッドと上ラムとの間に介在され
てピストンロッドを上動付勢するばねと、上記上クロス
ヘッドに立設された支柱と、この支柱に略中央部が枢支
されて一端が上記ピストンロッドの上部に連係されると
共に他端が上クロスヘッドの下動の過程で流体シリンダ
に当接して上記ばねのばね力に抗してピストンロッドを
上クロスヘッドに先行させて下動させるレバーとを具備
し、上記ピストンロッドを介して連結された上パンチに
よる加圧工程で上記流体シリンダがその流体圧に抗して
上クロスヘッドの下動と共に後退するように構成したこ
とを特徴としている。

レバーな揺動自在に支持する支柱は高さ調節可能に上ク
ロスヘッドに立設７されていてもよい。

［作　用］ 本発明は上記のように構成されているので、加圧完了後
成形品の押出行程において上クロスヘッドが上動しても
流体シリンダはその流体圧で上動復帰してレバーの他端
を当接したままの状態が維持されるのでその間、ピスト
ンロッドはレバーの一端で下方へ押されて上クロスヘッ
ドの上動にも拘らず下動したままの状態に置かれる。こ
の状態では成形品は上、下パンチで挟み込まれており、
このままの状態で押し出しが完了する。押し出し完了後
、上クロスヘッドは更に上動することになり、ピストン
ロッドはばねにより元の位置に復帰する。

この上パンチの上下動はプレスの成形速度に合致して上
下動する上クロスヘッドの上下動で行われるものである
から、上記成形速度に変更があっても、同一のタイミン
グで作動し、かつプレスを途中で停止して上パンチの作
動を停止することができるのでインチラグが容易に行え
る。

［実施例］ 以下、本発明を図示した実施例に基づいて具体的に説明
する。

本発明に係るホールドダウン装置は第１図に示すように
、ピストンロッド２、ばね３、支柱４、レバー５及び流
体シリンダ６とから大略構成されている。

粉末成形プレスの上部には上クロスヘッド７、縦軸？’
ａがコラム８に上下動が案内されるように取り付けられ
ており、この上クロスヘッド７内に上ラム９が上ラム調
整ナツト１０を介して装着されている。

ピストンロッド２は中央のやや上部寄りに形成されたフ
ランジ部２ａを有しており、上記上ラム９内に上下摺動
自在に内挿されている０、そのため上ラム９には上部に
形成された大径孔９ａと下部に形成された小径孔９ｂと
が連通する貫通孔が穿設されており、ピストンロッド２
はフランジ部２ａを上記大径孔９ａ内に位置させること
によって上ラム９の貫通孔内に内挿されている。そして
ピストンロッド２の上下摺動はピストンロッド２の上部
に外挿されて上ラムの大径孔９ａの開口を覆うキャップ
１１の内周壁に設けられたガイドブツシュ１２と上ラム
の小径孔９ｂの下部内周壁に設けられたガイドブツシュ
１３とによってその精度が確保されている。

また、ピストンロッド２の上ラム９から下方へ突出した
下端には上パンチ（図示せず）に連結するＴ型継手１４
がボルト１５により固着されている。

ばね３は圧縮コイルばねからなり、ピストンロッド２に
外挿されると共に上端をピストンロッド２のフランジ部
２ａに当接させ下端を上ラム９の大径孔９ａと小径孔９
ｂとが連通する段部９ｃに当接させて取り付けられてお
り、ピストンロッド２を上動付勢している。

支柱４はその下端部が調整ギヤ１６に嵌着された調整ナ
ツト１７に螺合されて立設されている。

この調整ギヤ１６は上ラム調整ギヤ１８と噛合した状態
で上クロスヘッド７に装着されている。支柱４は調整ナ
ツト１７を回転させることによって高さ調節が可能とな
っている。

レバー５はその略中央部がビン１９によって支柱４の上
部に枢支されてビン１９を中心として揺動自在に取り付
けられ、かつその一端５ａがキャップ１１の開口１１ａ
よりキャップ１１内に入り下面をピストンロッド２の上
端面に当接させてピストンロッド２に連係されている。

この連係構造はレバー５の一端５ａに長孔を穿設し、こ
の長孔をピストンロッド２の上部に固着したビンに嵌入
させて連係させるような構造でも良い。

一方、レバー５の他端５ｂは上クロスヘッド７の下動の
過程で流体シリンダ６に当接するように設計されている
。流体シリンダ６は適宜の固定部材に固定されれば良い
が本実施例ではマラム８に固定されている。そしてこの
流体シリンダ６は流体圧によりピストン６ａを上限位置
に位置させて使用される。このときの流体シリンダ６の
流体圧とばね３のばね力との関係、及びレバー５のビン
１９を中心とした一端５ａ側長さと他端５ｂ側長さのレ
バー比との関係は、レバー５の他端５ｂが上クロスヘッ
ド７の下動の過程で流体シリンダ６に当接したとき、レ
バー５の一端５ａによりばね３のばね力に抗してピスト
ンロッド２を上クロスヘッド７に先行させて下動させる
ように設計されている。また、流体シリンダ６の流体圧
の大きさは、ピストンロッド２の下端に固着したＴ型継
手１４に連結された上パンチ（図示せず）による加圧行
程で流体シリンダ６のピストン６ａがその流体圧に抗し
て上クロスヘッド７の下動と共に後退可能な大きさに設
計されている。

なお、第１図中、２０はキャップ１１の上部下面に出没
してピストンロッド２の上動を制限するボルトであり、
２２は上ラム調整ギヤ１８に噛合する上ラム調整軸であ
り、２３はスクレーパである。

ホールドダウン装置１は以上のような構造になっている
が、次にその作動について説明する。

第２図はホールドダウン装置１を具備した粉体プレスの
作動線図であり、第３図は上記作動線図の各作動部位に
おけるホールドダウン装置１の状態図を示す、ホールド
ダウン装置１は流体シリンダ６に加圧空気を送入してピ
ストン６ａを上動付勢した状態で稼動する。この流体シ
リンダ６の稼動は第３図（ａ）に示す加圧空気送入手段
２１によって行われる。ホールドダウン装置１はＴ型継
手１４を介して上パンチ（図示せず）に連結することに
よって粉末プレス本体へ連結される。

まず、ホールドダウン装置１の作動タイミングの調整を
グイ内に粉末を充填しない空運転で調整する。上クロス
ヘッド７は上ラムが第２図に示す曲線Ａに沿って作動す
るように上ラム調整ギヤ１８によって調整される。

上クロスヘッド７はその上死点（プレス主軸角度Ｏ°）
（第２図Ｐ１点）において第３図（ａ）に示すようにレ
バー５の一端５ａをピストンロッド２の上端面に当接さ
れて、その他端５ｂが流体シリンダ６と隔離した状態と
なる。

この上死点Ｐ１から上クロスヘッド７が適宜の駆動手段
（図示せず）によって下降し初めて上パンチがダイに突
っ込む手前の２２点（プレス主軸角度９０°）に上クロ
スヘッド７が達したとき、レバー５の後端５ｂが流体シ
リンダ６のピストン６ａの上端面に当接するようになる
（第３図（ｂ））。

さらに、上クロスヘッド７が下降すると、ピストンロッ
ド２はレバー５の一端５ａで押されて上クロスヘッド７
の下降スピードのレバー比倍のスピードで下降し、ピス
トンロッド２の先端は第２図の上クロスヘッド７の曲線
Ａから２２点で分かれて破線Ａ３曲線に沿った軌跡とな
る。そして上パンチがダイ内に突入した初期の段階２８
点におけるホールドダウン装置１の状態は第３図（ｃ）
のようになってピストンロッド２はレバー５を介して流
体シリンダ６の流体圧で押し下げられた状態となる。こ
れ以降の上クロスヘッドの下降に伴うピストンロッド２
の軌跡は第２図Ｐ４、Ｐｇ点を通る２点鎖線Ａ２に沿う
ものとなるように調整される。上記２６点は上クロスヘ
ッド７の下死点（第２図のプレス主軸角度１８０°）に
おけるピストンロッド２の位置を示す、このときのＰ４
．２６点おにける各ホールドダウン装置１は第３図（ｄ
）、（ｅ）の状態となっている。即ち、２４点において
はピストンロッド２のフランジ部２ａが上ラム９の大径
孔７ａの段部に当接してそれ以上の下降が阻止されてお
り（第３図（ｄ））、これ以降上クロスヘッド７が下死
点に至るまでの下降は流体圧に抗して流体シリンダ６の
ピストン６ａを後退させながら行われ、上記下死点では
ピストン６ａが略下限位置に達する（第３図（ｅ））。

上クロスヘッド７は上記下死点以降はプレス主軸角度の
増大によって上昇に転じ、そのときの上クロスヘッド７
及びピストンロッド２の上昇は第２図に示すように前記
したそれぞれの下降曲線と左右対称の曲線に沿った軌跡
となるように調整される。

次にこのように調整されたホールドダウン装置ｌが実際
に粉末を加圧する場合について述べる。

上クロスヘッド７が上死点Ｐ、から下降し始めるとダオ
内に給粉し終ったフィードカップが曲線Ｂ１に沿って後
退し始めて、２３点においてはフィードカップは後退し
終わり次の給粉時まで待機体勢となっている。上クロス
ヘッド７はさらに下降し２５点に達したとき上パンチが
グイ内に突込み流体シリンダ６の流体圧で軽く予備加圧
して粉末中の脱気を行う、このときのホールドダウン装
置１は前述したように第３図（Ｃ）の状態となっており
、予備加圧は流体シリンダ６の流体圧で行われる。さら
にクロスヘッド７を下降させるとグイ内に進入した上パ
ンチにより粉末が圧縮されて検圧が上昇すると共に圧縮
力も上昇し、ついにはこの圧縮力が流体シリンダ６の流
体圧を上回る。

このような状態では、上パンチのグイ内へのそれ以上の
進入が阻止されると共に、上クロスヘッド７は流体圧に
抗して流体シリンダ６のピストン６ａを後退させながら
下降する。このときのピストンロッド２の軌跡は第２図
の破線Ａ、となり、上クロスヘッド７が２６点に達した
ときは、上クロスヘッド７の下面にＴ型継手１４の上面
が当接し、流体シリンダ６のピストン６ａは下限位置に
あり、かっばね３は上クロスヘッド７の上死点における
と同様の状態（第３図（ａ））となって撓み代を有した
状態となっている。従って、これ以降の上クロスヘッド
７はピストンロッド２と同一の軌跡（曲線Ａ）に沿って
下降し、粉末の加圧を行う。この加圧はプレス主軸角度
１８０°で上クロスヘッド７が下死点に達して完了する
。これ以上主軸角度が増大すると上クロスヘッド７は上
昇に転じ、上ラム９は第２図の曲線Ａに沿って上昇する
。この上昇の過程でピストンロッド２は上クロスヘッド
７の下死点における状態と同じ状態に置かれ上パンチの
下面は成形品の上面を押圧した状態となっている。これ
は上クロスヘッド７の上昇と共に流体シリンダ６の流体
圧によってピストン６ａが上昇し、この上昇したピスト
ン６ａによって他端５ｂが上動され、その結果レバー５
の一端５ａがピストンロッド２の上端面にばね３のばね
力よりも大きい流体圧で当接してピストンロッド２の上
動を阻止することによって行われる。このときのピスト
ンロッド２の軌跡は第２図の破線Ａ４となり、Ｐｔ点に
達する。この２７点におけるホールドダウン装置１は第
３図（ｄ）で示す状態となり、それ以上の主軸角度の増
大により上クロスヘッド７の上昇と共に、前述した空運
転と同様に挙動し、その状態は第３図において（Ｃ）−
（ｂ）→（ａ）と変遷する。この変遷の過程におけるば
ね３のばね力によるピストンロッド２の復帰速度は上ク
ロスヘッド７の上昇速度よりもレバー５のレバー比倍だ
け早くなる。

一方、ダイは粉末の加圧成形の過程では第２図に示す曲
線Ｃ１に沿って幾分下降し、加圧完了後の主軸角度２０
０°を過ぎた点から押出カム曲線Ｃ２に沿って下降し、
下パンチ（図示せず）の上面と面一になる。この面一に
なることによって成形品の押し出しが完了（主軸角度２
４０°）する、この押出はＰｔ点よりも手前で完了する
ものであるから成形品は上パンチと下パンチとで挟み込
まれた状態で押出される。このため成形品のスプリング
バックが防止される。

また、前述した待機状態にあったフィードカップは第２
図に示すように前述した押出完了点をやや過ぎた点から
前進し始め押し出された成形品を移送しつつ曲線Ｂ２に
沿って前進し、給粉状態に入る。

以上のようにして粉末成形プレスの一サイクルが行われ
、これを繰り返すことによって順次成形品を製造し得る
。

なお、第２図中０３はダイの復帰軌跡である。

［発明の効果］ 本発明は上記したように上パンチに連結するピストンロ
ッドの上下動が粉末成形プレスの成形速度に合致して上
下動する上クロスヘッドと上クロスヘッド内に装着され
たばねとによって行われるようになっているので、上記
成形速度あるいは温度等の外的条件に変更があっても同
一のタイミングで上パンチが作動し、常に的確な成形品
のスプリングバックが防止されると共に、フィードカッ
プとの干渉もなくなり、かつ上パンチの着力点も一定と
なって成形品の品質が安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るホールドダウン装置の一部破断し
た正面図、第２図は同上装置を有する粉末成形プレスの
作動線図、第３図（ａ）乃至（ｅ）は同上装置の各作動
部位における状態図、第４図は従来のホールドダウン装
置の一部破断した正面図である。 １・・・ホールドダウン装置、 ２・・・ピストンロッド、３・・・ばね、４・・・支柱
、５・・・レバー、６・・・流体シリンダ、７・・・上
クロスヘッド、９・・・上ラム、１４・・・Ｔ型継手。 特許出願人　　玉川機械株式会社 代理人　弁理士　　佐　藤　英　昭

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上クロスヘッドに装着された上ラムに上下摺動自
   在に内挿されたピストンロッドと、このピストンロッド
   と上ラムとの間に介在されてピストンロッドを上動付勢
   するばねと、上記上クロスヘッドに立設された支柱と、
   この支柱に略中央部が枢支されて一端が上記ピストンロ
   ッドの上部に連係されると共に他端が上クロスヘッドの
   下動の過程で流体シリンダに当接して上記ばねのばね力
   に抗してピストンロッドを上クロスヘッドに先行させて
   下動させるレバーとを具備し、上記ピストンロッドを介
   して連結された上パンチによる加圧工程で上記流体シリ
   ンダがその流体圧に抗して上クロスヘッドの下動と共に
   後退するように構成したことを特徴とする粉末成形プレ
   スのホールドダウン装置。
2. （２）上記支柱は高さ調節可能に上クロスヘッドに立設
   されている請求項（１）記載の粉末成形プレスのホール
   ドダウン装置。