JPH0394998A - 粉体の成形方法および粉体成形用の金型装置 - 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］ この発明は、下金型と上金型の間に供給した粉体を加圧
して、起伏形状の成形品を成形する粉体の成形方法、お
よびその方法を実施ずろための粉体成形用の金型装置に
関する。

［従来の技術コ 粉体成形用の金型装置としては、第９図から第１２図の
ような粉体成形装置の金型装置が提案されている。

この金型装置は、符号２０を付して示すように粉体成形
装置ｌＯのベソドｌ上にセットされるようになっている
。金型装置２０には物体の予加圧機能があり、粉体を予
加圧してから、粉体成形装ＦＬ　Ｉ　Ｏの加圧ンリンダ
２によって加圧されるようになっている。

粉体成形装置ｌＯにおいて、加圧ンリンダ２はクラウン
３に備えられており、このクラウン３はコラム４によっ
てベッドｌの上方に支持されている。加圧ノリンダ２に
組込まれている加圧ラム５の下端には、球面座６が傾動
可能に取り付けられていて、この球面座６がスベーサー
ブロック７を介して金型装置２０を下方に加圧するよう
になつている。第ｌＯ図から第１２図は金型装置２ｏの
１広太図てあろ。

金型装置２０に｛よ、下金型２ｌと上金型２２が備わっ
ており、これらは、加圧成形対象の粉体ＷＯが入る矩形
形状のコンテナ２３を介して上下に対向している。下金
型２ｌと上金型２２の中央には、所定の１ＩＩｌ率Ｒｌ
，Ｒ２（第１０図参照）のｄｔ＋而２１ａ，２２ａが形
成され、その曲面２１ａ２２２Ｌの左右の側部には平面
２ｌｂ，２２ｂが形成されており、これらの間にて粉体
Ｗ　Ｏを加圧４′ることによって、最終的に、第１０図
中にて縦線を付して表すような起伏形状、つまり中央が
膨らんで両側が平坦な断面形状の成形品Ｗ１を成形でき
ろようになっていろ。

下金型２ｌはベースプレート２４」二に固定され、下金
型２ｌの」二面全周に設けられた平面２１ｃとコンテナ
２３の下端面を当接してシールしている。

一方、上金型２２は加圧ブロック２５を介してスライダ
２６の下端に取り付けられており、そのスライダ２６は
、ベースプレート２４に立設された支柱２７によって上
下方向スライド自在に支持されている。第１０図におい
て、２８はスライダ２６の摺動ガイドライナーである。

また、コンテナ２３ら、支注２７によって上下方向スラ
イド自在に支持されており、２９はコンテナ２３の摺動
ガイドライナーである。また、ベースプレート２４上に
は、第１２図のように、上金型２２と共にスライダ２６
を上下動させる予加圧ンリンダ３０と、コンテナ２３を
上下動させるコンテナシフトシリンダ３１が配備されて
いる。

また、コンテナ２３には供給ホッパ３２が接続されてお
り、コンテナ２３内に粉体ＷＯが供給されるようになっ
ている。

このように構成された金型装置１０は、コンテナ２３内
に粉体ＷＯを供給した後、予加圧ンリンダ３０によって
上金型２２と共にスライダ２６を下方に加圧して、粉体
ＷＯを予加圧する。その後、粉体成形装置ＩＯの加圧シ
リンダ２によって、金型装置２０を加圧して、粉体ＷＯ
を加圧して、最終的な成形品Ｗ１を成形する。

成形品Ｗ［の取り出しは、まず、コンテナノフトノリン
ダ３ｌによってコンテナ２３を若干」二方にシフトさせ
て、コンテナ２３を成形品Ｗｌから」二方に離す。その
後、粉体成形装置ｌＯの加圧ノリンダ２を収縮動作させ
ると共に、金型装ｄｌｏの予加圧ンリンダ３０を仲張動
作させて、」二金型２２を成形品Ｗｌから上方に離す。

ところで、粉体ＷＯの加圧前においては、コンテナ２３
内に供給された粉体Ｗ　Ｏは第１０図中点線で表すよう
な状態で、その上面がほぼ水弔（　Ｌ１で示す）であり
、上金型２２の曲面２２ａと同じ様な形状に給扮するこ
とは不可能である。そこで、粉体ＷＯの加圧時には、ま
ず、上金型２２を徐々に下降させることにより、第１０
図中２点鎖線で示すような中間位置において、左右２ケ
所のＡｉ部とＡ２部の体積が等しい位置を考えた時、Ａ
１部の粉体が左右からＡ２部に移動することを期待して
いる。

（発明が解決しようとする課題］ しかし、上述したような粉体の移動は、実際には多くは
期待できず、Ａｌ部の粉体の殆ど（上上下金型２Ｉ　２
２の間の圧縮方向に吸収されてしまっていた。したがっ
て、Ａ２部への移動が少なく、最終的に加圧戚形された
成形品Ｗ１は、その密度が不均一となって、割れが発生
することがあった。

この発明は、このような問題を解決課題とし、成形品の
密度を均一ならのにして、割れの発生を無くす粉体の成
形方怯、および粉体成形用の金型装置を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段］ （１）この発明の粉体の成形方法は、 下金型と」二金型の間の成形空間内に粉体を供給し、そ
の粉体を加圧して起伏形状のＩ成形品を成形ずろ粉体の
成形方法において、 粉体を供給する際に、予め戒形空間内における下金型の
」二方｛在置に弾性のシートをほぼ水平に張りαしてか
ら、そのシートの上に粉体をほぼ平坦に供給し、 その後、下金型と上金型によって、前記シートと共に粉
体を加圧して成形品を成形することを特徴とずろ。

（２）この発明の粉体成形用の金型装置は、下金型と上
金型の間の成形空間内に供給した粉体を加圧して、起伏
形状の成形品を成形する粉体成形用の金型装置において
、 ｆｉｉｉ記１成形空間内にわける下金型の上方｛在置に
、その成形空間内に供給された粉体ｈ＜載る弾性のノー
トをほぼ水平に張り渡したことを特徴とする。

［作用］ この発明では、金型間に粉体を供給するときに、下金型
の」二方位置に弾性のノートを水平に張り渡し、粉体を
加圧ずろときに、弾性のノートを下金型の上面に沿うよ
うに変形させて、金型間に粉体を均一に充満させる。こ
れにより、金型間にて粉体を均一に加圧して、成形密度
が均一で割れなどの生しない高品質な成形品を成形１る
。

また、上金型の下面の高さに応じて複数段階的に分割し
た下金型を、粉体の供給後に、上金型の下而の最下位部
分に対向するらのから順に本来の高さにまで上昇させろ
ことによって、ノー｝・上の粉体を上金型の下面の凹所
部分に押し込むように捗動させて、上下の金型の間に一
層均一に粉体を充満させる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を第１図から第８図に八ついて
説明する。なお、図示する実１血例は、前述した従来例
と同様の成形品Ｗｌを加圧成形ずる金型装茂としての適
用例である。そこで、前述した従来例と同様の部分には
同一符号を付して説明を省略する。

第１図から第４図は、この発明の第１の実施例を説明ず
ろための図である。

本実施例においては、下金型２１を、上金型２２の下面
の高位置部分と対向する部分つまり上方に膨らむ比較的
高い中央の曲面２１ａの部分と、−１＝金型２２の下面
の低｛在置部分と対向する部分つまり曲面２Ｌａの左右
に位置する比較的低い平面２ｌｂとの３つの部分に分割
し、その内、比較的高い中央の曲面２１ａの部分を上下
動可能としていろ。そこで，下金型２１において、曲而
２１ａに相当する部分を第１の下金型２１−１、左右の
毛而２ｌｂに相当する部分を第２の下金型２１−２とす
る。また、第４図において符号２Ｉ−３は、第ｌの下金
型２１−１の前後に泣置する第３の下金型であって、こ
の第３の下金型２１−３と第２のＦ金型２１−２は、矩
形形状を成すようにベースプレート２４上に固定され、
これらによって囲まれた中央部に第１の下金型２ｌ−１
が上下動可能に組み合わされている。

第１の下金型２’　Ｉ　−　１には上下動させる下金型
昇降ノリンダ（駆動手段）４１が配備さｉｔている。

また、ヘースプレート２４上には、第１の下金型２１−
１を上方への移動位置に固定する固定機構が配備されて
いる。本例の場合、この固定機構は、第１の下金型２１
−［の下にウエソノＪ１２を差し込むことによって、そ
の下金型２　１−１を固定するようになっている。ウエ
ソジ４２の上面と第１の下金聖２＋−１の下面には、互
いに対応ずるテーパー面４２ａ，２１−１ａが形威され
ており、第３図のように、ウエソジ押し引きノリング４
３によってウエッノ４２を第１の下金型２　＋　−　１
　ａの下に差し込むことによって、その下金型２１−１
３が固定される。また、第２の下金型２ｌ−２の下面に
もテーバー而２１−２ａが形戊されており、第３図のよ
うにウエッジ４２を差し連んだときに、第２の下金型２
ｌ−２も固定できるようになっている。

また、図においてＳは、ゴムなどによって戚形された弾
性のシートであり、第２図のように四ｆ′ｆ１形に成形
されている。このシ一トＳは、第１図および第４図のよ
うに第２，第３の下金型２１−２．２１−３と、コンテ
ナ２３の間に挟持されて、第１の下金型２　１−１の上
方位置において水平に張り渡されるようになっている。

ンートＳには、所定距離Ｑを隔てて２つの切り込みＳｌ
（第２図参照）が形成されている。その距離Ｑは、第１
の下金型２１−１の第４図中左右方向の長さ（第３の下
金型２ｌ−３の間隔）に対応しており、第３図のように
第１の下金型２１−１が本来の高い位置にまで上界した
ときに、その下金型２１−１と第３の下金型２ｌ−３と
の間にて、切り込みＳｌが」二下に開かれろようにな．
つている。

次に、このような本尖施例の金型装置によろ粉体の成形
方法について説明する。

まず、第ｌ図のように第１の下金型２１−１を下方に位
置させたまま、コンテナ２３内に粉体ＷＯを供給する。

供給された粉体ＷＯの上面は、同図のようにほぼ平面と
なる。なお、このときは、本来高い泣置にある（よすの
第１の下金型２１−１が低い位置にあって、水平に張り
渡されているンー１・Ｓの下方に位置する。したがって
、ノートＳ（よ第１図のように水平に張り渡されたまま
てあり、粉体ＷＯは、その水平のシー｝　Ｓ　ｌに均一
に堆債ずることになる。

その後、第３図のように、下金型昇降シリンダ４１によ
って第ｌの下金型２１−１を上方に移動させ、そしてウ
エソノ押し引きシリンダ４３によってウエッジ４２を第
１の下金型２１−１の下に差し造む。これにより、第１
の下金型２ｌ−１を本来の正規な高い位置に固定する。

また同時に、第２の下金型２１−２も固定する。第１の
下金型２１−１が本来の高い位置に移動することにより
、ンートＳの中央部分は、第３図のように第１の下金型
２ｌ−１によって押し上げられて変形し、その下金型２
ｌ−１の曲面２１ａに概ねＫｉう形状とむろ。これに１
″Ｉ（い、ノートＳ上の粉体ＷＯは、第３図のように、
本来の下金型２ｌの上面の起伏形状わよび上金型２２の
下面の起伏形状に沿って均一に堆積することになる。

その後は、前述した従来例の場合と同様に、子加圧シリ
ンダ（第１２図参照）３０によってＥ金型２２を下方に
加圧して、粉体ＷＯを子加圧する。

その後、粉体成形装置（第９図参照）１０の加圧シリン
ダ２によって、金型装置２０を加圧して、粉体ＷＯを加
圧して、最終的な成形品ｗ１を成形する。なお、この上
うなカロ圧成形時においては、上下金型２１．２２の間
においてほぼ均一の厚さに堆積した粉体ＷＯが加圧され
るため、最終的に加圧成形される成形品Ｗ１は、その密
度が均一となって、割れが発生しないことになる。

成形品Ｗ１の取り出しは前述した従来例の場合と同様で
ある。

ムお、粉体ＷＯを予加圧した後、ンートＳを取り外して
から本加圧をずろようにしてもよい。

第５図から第７図：よ、この発明の第２の尖施例を説明
するための図てあろ。

本欠施例ては、前述しｆ二第１の実’ｉ１！ｉ例の場合
と｛よ逆に、第１の下金型２ｌ−１をベースプレ−１・
２４ヒに固定し、矩形形状を成す第２、第３の下金型２
１−２．２１−３を１二下動可能としている。

ケなわち、上金型２２の高位置部分と対向して本来高い
｛：Ｉ．置にある方の第１の下金型２１−１を固定し、
上金型２２の低位置部分と対向して本来低い位置にある
方の第２．第３の下金型２１−２２１−３を上下動可能
としている。図において、４４は下金型昇降ノリンダ（
駆動手段）であ｛）、第２，第３の下金型２１−２．２
１−３を一体的に上丁動さぜるようにヘースプレート２
４に配ｔｌｉ＋されている。そして、第２，第３の下金
型２＋−２．２１−３と、コノテナ２３との間に、ンー
トＳ　カ水平に張り渡されている。

また、金型装置におけるコンテナンフト／リング（第１
１図参魚）３１は、下金型昇降シリンダ４４と関連的に
制御されろようになっている。すなわち、第２，第３の
下金型２１−２．２１−３が第５図および第７図のよう
な上方位置と第６図のような下方位置との間において序
動ずる際に、それらと一体的にコンテナ２３か上下に移
動して、ンートＳの扶持状態を推持するようになってい
る。

また、それらが下方位置に移動したときは、第６図のよ
うに、第２，第３の下金型２１−２　　２１−３かヘー
スプレート２４上に載って固定されるようなっている。

次に、このような金型装置による粉体の成形方法につい
て説明する。

まず、第５図および第７図のように第２．第３の下金型
２１−２．２１−３を上方に位置させたまま、コンテナ
２３内に粉体ＷＯを供給する。供給された粉体ＷＯの上
面は、同図のようにほぼ平面となる。なお、このときは
、本来低い位置にあるはずの第２，第３の下金型２１−
２．２１−３か高い位置にあって、シ一トＳが高い位置
にて水平に張り度され、そのンートＳの下方に第１の下
金型２＋−１が位置する。したがって、ンートＳ（土第
５図のように水平に張り渡されたままであり、粉体ＷＯ
は、その水平のシートＳ上に均一に堆積セることになる
。

その後、第５図のように、下金型昇降シリンダ・１４に
よって第２，第３の下金型２１−２．２１−３を下方に
移動させると共に、コンテナ２３を下方に移動させろ。

これにより、第２，第３の下金型２１−２．２１−３、
およびコンテナ２３は本来の爪規な低い位置に固定され
る。第２，第３の下金聖２＋−２．２１−３が本来の低
い僚置に｛Ｑ動４゛ろことに｛Ｙい、シー１−　Ｓの位
置が低くなり、そのノートＳの中央部分が第６図のよう
に第ｌの下金型２１−１によって押し上げられて変形し
、その下金型２１−１の曲面２１２Ｌに概ね沿う形状と
なる。これにより、シートＳ上の粉体ＷＯは、第６図の
ように、本来の下金型２ｌの上面の起伏形状および上金
型２２の下面の起伏形状に沿って均一に堆積することに
なる。

その後は、前述した第１の実施例の場合と同様に、粉体
ＷＯの予加匡と加圧をして最経的な成形品Ｗｌを成形す
る。したがって、加圧成形時に｛よ、前述した実施例の
場合と同様に、上下金型２１２２の間においてほほ均一
の厚さに堆積した粉体〜■０が加圧されて、最柊的に加
圧成形される成形品〜■１は、その密度が均一となって
、割れが発生しないことになる。

成形品Ｗｌの取り．出しは前述した従来例の場合と同様
である。

第８図（　ａ．　）〜（ｅ）は、この発明の第３の実施
例を説明するための図である。

本実施例｛よ、前述した第１の実施例の変形例であり、
第１の下金型２ｌ−１を５つに分割して、その５つに分
割した下金型２１−１ａ〜２１−１ｅを、図示しない駆
動手段によって関連的に上下動さ仕ろようになっている
。下金型２１−１は、Ｌ金型の曲而２２ａとの１児係か
ら次のように分割されている。すなわち、上金型２２の
曲面２２２Ｌの比較的低｛迦置の両叫部分と対向する低
位置対向部を低位訳の下金型２１−１ａ．２１−１ｅと
し、曲面２２ａの比較的高位置の中央部分と対向する高
偉置灯向部を高位置の下金型２１−１ｃとして、曲面２
２ａの中間的な高さ部分と対向する部位を中間位１ｄの
下金型２１−１ｂ，２１−１ｄとしていろ。その池の構
成（まｉテ■述した第ｌのＸＩ例と同槌である。

本実施例の金型装置の場合は、次のようにして粉体ＷＯ
を加圧成形する。

上ず、第８図（ａ）のように、第１の下金型２１−１の
全体を下方に位置させたまま、コンテナ２３内に粉体Ｗ
Ｏを伏給する。ノートＳは水平に張り渡されたままであ
り、洪給された粉体ｗＯは、そのンートＳ」二に均一に
堆積する。

その後、同図（ｂ）のように、上金型２２を、粉体ＷＯ
に接する下方位置まで移動させろ。

その後、同図（ｃ）〜（ｅ）のように、５つに分；！Ｉ
１　シた下金型２１　　１ａ〜２１−１ｅを３段階的に
本来の」二方位置にまて移動させる。すなわち、第１段
階では同図（ｃ）のように低位置の下金型２１−１ａ．
２１−１ｅを上方に移動させ、第２段階では同図（ｄ）
のように中間位置の下金型２１−１．ｂ　　２＋−１ｄ
を上方に移動させ、第３段階では同図（ｅ）のように高
位置の下金型２１一Ｉｃを上方に移動させる。このよう
な段階的な移動に伴い、ンートＳが変形し、その上の粉
体ＷＯが、上金型２２の曲而２２ａの高位置部分に向か
って徐々に押し込められることになる。そして、最終的
には同図（ｅ）のように、粉体ＷＯが本来の下金型２１
の上面の起伏形状および上金型２２の下面の起伏形状に
沿って均一に堆積することなる。

その後は、前述した第１の実施例の場合と同様に、粉体
ＷＯの予加圧と本加圧をして最終的な成形品Ｗ　＋を成
形する。したがって、加圧成形時には、前造した実施例
の場合と同様に、上下金型２１　　２２の間においてほ
ぼ均一の厚さに堆積した粉体ＷＯが加圧されて、最終的
に加圧成形される成形品Ｗ１は、その密度が均一となっ
て、割れが発生しないことになる。

成形品Ｗ１の取り出しは前述した従来例の場合と間柱で
ある。

なれ、上述した夷施例においては、下金型２１の分割数
は任色てあり、何等、上述した実施例のみに特定されな
い。また、下金型２ｌを分割しなくてもよい。要は、粉
体ＷＯを供給ずるときに、ンートＳを水平状態に維持で
きればよい。

また、上下の金型の形状は、起伏形状の成形品を戚形で
きるものであればよく、何等、」二述しｆこ実施例の形
状のみに特定されるしので（よない。

また、分割した下金型の部分を上下動させる駆動手段と
しては、ｎ１１圧ンリンダの他、種々の機構を採用する
ことができ、何等上述した尖施例の構戚に特定されない
。

［効果］ 以」二説明したように、この発明は、金型間に粉体を供
給するときに、下金型の上方位置に＜ｉｔｉ性のシート
を水平に張り渡すから、粉体を加圧するときに、弾性の
ンートを下金型の上而に沿うように変形させて、金型間
に粉体を均一に充満させろことができる。

したがって、金型間にて粉体を均一に加圧することがで
き、成形密度か均一で割れなどの生じない高品質な成形
品を成形することができる。

また、」二金型の下面の高さに応じて複数段階的に分割
した下金型を、粉体の供給後に、上金型の下面の最下位
部分と対向するしのから順に本来の高さにまで上昇させ
ることによって、ノート上の粉体を上金型の下面の凹所
部分に押し込むように移動させて、上下の金型の間に一
層均一に粉体を充満させることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図はこの発明の第ｌの実施例を説明する
ための図であって、第１図は粉体の供給時における要部
の縦断面図、第２図はンートの平面図、第３図は粉体の
加圧時における要部の縦断面図、第４図は第ｌ図のｒＶ
−ＩＶ線に沿う断面図である。 第５図から第７図はこの発明の第２の実施例を説明する
ための図であって、第５図は粉体の供給時におけろ要部
の縦断面図、第６図は粉体の加圧時における要部の縦断
面図、第７図は第５図の■一■線に〆０う断而図である
。 第８図（ａ）〜（ｃ）は、この発明の第３の実ｆｉｌ！
ｉ例の動作順序を説明するための図である。 第９図から第ｌ２図は金型装置の従来例を説明ずろため
の図であって、第９図は金型装置をセントした状態にお
ける粉体成形装置の側面図、第ｌＯ図は金型装置の一部
断面の拡大側面図、ｍｌ図は金型装置の拡大縦断面図、
第１２図は金型装置の拡大側面図である。 ＩＯ　・・・粉体成形装置、　　２０・・・・・金型装
置、２ｌ・・・・下金型、　　２１ａ・・・・・曲而、
２ｌｂ・・・・平面、 ２１−１・・　第ｌの下金型 （上金型の高位近部分との対向部）、 ２ｌ−２・・・・・第２の下金型 （上金型の低位詮部分との対向部）、 ２　１　−　３ ２　２　２Ｌ・ ２３ ・１ｌ Ｓ Ｗ１ ・・・・第３の下金型、　　２２・　・・上金型、・曲
面、　２２ｂ・・　平面、 ・・コンテナ、　　２４・・・・・ベースプレート、４
４・・　下金型昇降ノリノダ（駆動手段）、・ノート、
　　ＷＯ・・・・・粉体、 ・・　成形品。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）下金型と上金型の間の成形空間内に粉体を供給し
   、その粉体を加圧して起伏形状の成形品を成形する粉体
   の成形方法において、 粉体を供給する際に、予め成形空間内における下金型の
   上方位置に弾性のシートをほぼ水平に張り渡してから、
   そのシートの上に粉体をほぼ平坦に供給し、 その後、下金型と上金型によって、前記シートと共に粉
   体を加圧して成形品を成形することを特徴とする粉体の
   成形方法。
2. （２）前記下金型を、上金型の下面の高位置部分と対向
   する高位置対向部と、上金型の下面の低位置部分と対向
   する低位置対向部に分割し、 粉体を加圧する初期の時点において、 前記シートの下面に、前記下金型の低位置対向部を押し
   付けてから高位置対向部を押し付けて、前記シートを前
   記下金型の上面に沿わせることを特徴とする第１請求項
   に記載の粉体の成形方法。
3. （３）下金型と上金型の間の成形空間内に供給した粉体
   を加圧して、起伏形状の成形品を成形する粉体成形用の
   金型装置において、 前記成形空間内における下金型の上方位置に、その成形
   空間内に供給された粉体が載る弾性のシートをほぼ水平
   に張り渡したことを特徴とする粉体成形用の金型装置。
4. （４）前記下金型を、上金型の下面の高位置部分と対向
   する高位置対向部と、上金型の下面の低位置部分と対向
   する低位置対向部に分割し、 かつ、その下金型の分割部分の少なくとも１つを上下動
   させる駆動手段を具備してなることを特徴とする第３請
   求項に記載の粉体成形用の金型装置。