JPH05269600A - 粉末成形プレスにおけるダイコントロール速比変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】粉末成形プレスの加圧工程で上パンチのスピー
ドに対しダイの加工スピード比率を任意に変えることの
できるダイコントロール速比変換装置。 【構成】上ラム１の動きをダイコントロール用油圧シリ
ンダ１８を介してダイ９に伝導させ、上パンチ５がダイ
に数ｍｍ突っ込んだとき、ダイコントロール用油圧シリ
ンダのロッド２０がコントロールタイミング用調整ネジ
２１を押し下げ、上パンチとダイが一緒に下降し粉末８
の下を固め、ダイストッパー等でダイが下降しないとき
には、設定圧に達した油圧シリンダの油圧をリリーフ弁
２９から逃がしダイを停止させ上パンチのみ下降させ粉
末の上を固める。油圧シリンダの油圧を抜くタイミング
はプレスの主軸についているロータリエンコンダの角度
信号で行い、ダイの下降速度は、上ラムの動きをリニア
センサ３１で読み取った検出信号で、上ラムとダイの速
度比を１：１〜１：１／４の任意の比率に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末成形プレスの加圧
行程において上パンチのスピードに対しダイの加工スピ
ード比率を任意に変えることのできるダイコントロール
速比変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にウイズドロアル式粉末成形プレス
を用いて粉末を加圧する場合、成形品の上，下密度を揃
えるには、上パンチに対しダイの下降タイミング及び速
度を制御することによって行っている。従来、例えば特
公昭６２−２９１６０号に示されたようなものがある。
これは図２に示す通り、フローティングダイプレスにお
いて、上ラム１０１と下圧プレート１１６と、前記上ラ
ム１０１に設けられた油圧シリンダ１１８及びそのピス
トン下端部がラック１２２と当接可能にし、このラック
１２２に噛み合うセクターギヤ１２３ａを有する揺動レ
バー１２３と、前記揺動レバー１２３の先端ローラ１２
６が接するプレスフレーム側に設置されたカム１２７と
からなり、前記上ラム１０１の下降量をカム１２７の設
定角度を変えることで下ラム１１７に０から上ラム１０
１の下降量と同量動かし得るようにした粉末成形プレス
におけるダイコントロール装置である。図２について更
に詳説すると、プレス上ラム１０１の下部には一体的に
下圧プレート１０２が取付けられ、この下圧プレート１
０２にダイセットの上パンチプレート１０３が継手１０
４を介して連結されている。また、プレス下ラム１１７
の上部には下ラム１１７と一体的に下部下圧プレート１
１６が取付けられ、この下部下圧プレート１１６には押
し出しプレート１１４が継手１１５を介して連結されて
いる。

【０００３】ダイプレート１０７にはガイドロッド１０
６が複数本直立状に埋設されており、上パンチプレート
１０３は、上下摺動可能にガイドロッド１０６に嵌合さ
れ、上パンチ１０５がダイス１０９に出入りできるよう
になっている。一方、プレスのボルスタ１１２に固定さ
れているダイセット固定プレート１１１には、下パンチ
１１０が取付けられており、上部はダイス１０９と嵌合
され、上下動が可能に構成されている。従って、上ラム
１０１によって締め固めのための作動を行うと共に、締
め固めの完了に伴い、下ラム１１７は押し出しカム（図
示せず）によって引き下げられ、成形品はダイプレート
１０７が下パンチ１１０の上端面まで降下することによ
って押し出しを完了する。

【０００４】前記上ラム１０１の下圧プレート１０２に
は油圧シリンダ１１８が設けられ、そのピストン１１９
のロッド１２０は下方に延長されて下端部には長さの調
節ができるようにネジ１２１が嵌着されている。前記ネ
ジ１２１の下端はラック１２２の上端面に当接するが、
上パンチ１０５がダイス１０９の上面に達する前は、ネ
ジ１２１とラック１２２には間隙があり、上パンチ１０
５の下降に伴って間隙は小さくなり当接する。下部下圧
プレート１１６の両側面（片側は図示せず）には、揺動
レバー１２３が、ブラケット部１１６ａにピン１２４で
回動自在に枢支されており、揺動レバー１２３の片側に
はラック１２２と噛み合うセクターギア１２３ａが形成
され、他端にはローラ１２６がピン１２５で枢支された
構造になっている。また、プレスフレームのブラケット
部にはカム１２７がピン１２８で回動自在に枢支され、
プレスフレームに設けられたカム位置決めボルト１２９
で回動が阻止されている。前記カム１２７及びラック１
２２には戻し用の引張りスプリング１３０ａ，１３０ｂ
が設けられている。更に、前記下圧プレート１１６には
支持シリンダ１３３が連結され、ロッド１４２を介して
プレス下ラム１１７を所定の位置に保持している。

【０００５】図２は圧縮開始位置を示しており、カム１
２７が垂直状態でθ＝０の場合では、上ラム１０１の降
下ストロークは、そのままラック１２２を押し下げて揺
動レバー１２３のセクターギア１２３ａを回動させよう
とするが、揺動レバー１２３のローラ１２６がプレスフ
レームに取付けたボルト１２９でカム１２７の回動が阻
止されているため、下ラム１１７の下圧プレート１１６
が上ラム１０１のストロークと同量だけ押し下げられる
ことになり、粉末１０８は、下方より圧縮のみとなる。
この下パンチ１１０の圧縮行程で、圧粉によるダイ内壁
に発生する摩擦力が油圧ラインに設けてたるリリーフバ
ルブ１３７で設定した値より過大になると圧油を放出
し、タンク１３４に戻すようになっている。前記カム１
２７をθ＝４５°に設定して、カム１２７とローラ１２
６は加圧開始点で接触していない状態にし加圧を開始し
た場合は、上ラム１０１の降下ストロークは揺動レバー
１２３の回動を行うのみで、下ラム１１７，下圧プレー
ト１１６は押し下げられない。すなわち、ダイプレート
１０７は油圧シリンダ１１８の作用では押し下げられる
ことはなく、ダイプレート１０７は下圧プレート１１６
の支持シリンダ１３３の支持力で支持され下降しない。
従って、粉末１０８は上方よりの圧縮力のみが加えられ
ることになる。また、カム１２７をθ＝２２．５°に設
定すると、上ラム１０１の降下量と、下ラム１１７、す
なわちダイの押し下げ量が２分の１となり、上ラム１０
１の動きに対して２分の１の速度でダイを降下させるこ
とになる、この時、下ラム１１７は適当に保持されるよ
うシリンダ１３３が設置されている。

【０００６】そして、油圧シリンダ１１８、すなわちダ
イコントロールシリンダの油圧回路は、次のようになっ
ている。エアー源１３１よりエアーは、エアー・オイル
の２層タンク１３４の上部に供給される。ここからオイ
ルは逆止弁１３６を通りダイコントロールシリンダ１１
８を充満し、つぎにエアーによる駆動油圧ポンプ１３５
が回転し、設定した吐出圧までオイルを圧送する。吐出
圧が所定圧になると、駆動エアー圧と吐出圧が増幅され
た圧でバランスして停止した状態となって、ピストン１
１９はストロークエンドに押し付けられているピストン
ロッド１２０の先端ネジ１２１が、ラック１２２に当接
し、プレス下ラム１１７を下方へ押し下げることにな
る。一方、下ラム１１７の下圧プレート１１６の下側左
右対称位置に油圧シリンダ１３３，ピストン，ピストン
ロッド１４２が設けられており、エアー源１３１より減
圧弁１３８，エアー・オイル２層タンク１３９に圧力を
作用させ、タンク１３９下部よりオイルは逆止弁１４０
を通りシリンダ１３３の下面よりピストン１４２を持ち
上げ、下ラム１１７の自重を支持するようになってい
る。従って、上ラム１０１の下降に伴い、ダイコントロ
ールシリンダ１１８，ピストン１１９，ネジ１２１によ
り、下ラム１１７の下圧プレート１１６は圧下される
が、上ラム１０１の油圧出力より小さい力にリリーフバ
ルブ１４１が設定されているため、ダイプレート１０
７，ダイス１０９の動きを制御する。また、前記した通
りカム１２７の調整により下ラム１１７の押し下げが行
われるが、この時、下ラム１１７は所望の支持力を維持
しながら下方に後退するようになっている。前記支持力
は、外部より制御することができるようにリリーフ弁１
４１を調節しているため、上パンチ１０５とダイス１０
９の摩擦力または粉末１０９とダイス１０９内壁の摩擦
力が変化しても、ダイプレート１０９の作動速度、スト
ロークは変化することなく、カム１２７のθを設定する
ことによってダイコントロールは任意に制御することが
できるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の装置
における、上パンチ１０５に対しダイス１０９が下降す
るタイミング及び速比を決めるのは、レバー１２３とカ
ム１２７の組み合わせによるものであって、速比を１：
１から１：1/4 まで変えることができる。この装置は、
速比を変えるときカム１２７の傾斜角を変えるとレバー
１２３についているカムローラ１２６の当たる位置が変
わるためにダイコントロールの作動タイミングが変わ
る。すなわち、充填量を変えなくとも速比を変えるとダ
イコントロールの作動タイミングは変化する。また、充
填量を変えたときも同じ現象を起こし作動タイミングは
変化するものである。しかしながら、このような従来の
装置においては、レバー１２３，カム１２７などの部品
を組み込むためプレス本体内にスペースを確保しなけれ
ばならないし、この組み込み作業も複雑な部品で取付け
精度が要求されるため困難な作業となる不都合がある。
しかも、ダイの充填量を変えるとダイコントロールの作
動タイミングが変化し、ダイの充填量を変えなくとも速
比を変えるとダイコントロールのタイミングは変化する
（但し１：１の時のみ変化しない）。これは調整の際変
えたくないところまで変わるため再調整を要する不都合
もある。本発明は、このような点に鑑み前記不具合を解
決した粉末成形プレスにおけるダイコントロール速比変
換装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、上ラムの動きをダイコントロール用油圧
シリンダを介してダイに伝動させ、上パンチがダイに数
ｍｍ突っ込んだとき、上ラムに設けられた前記ダイコン
トロール用油圧シリンダのロッドの先端がダイを押し下
げ、上パンチとダイが一緒に下降し成形品の下を固め、
またダイストッパー等でダイが下降できないときには、
設定圧に達した油圧シリンダの油圧をリリーフ弁から逃
がしダイを停止させ上パンチのみ下降させ成形品の上を
固める機械式ウイズドロアルプレスにおいて、下記要件
を具備する構成としたものである。 (1) 前記ダイコントロール用油圧シリンダの油圧回路に
油圧調整用の油圧シリンダを具備するサーボモータが設
けられていること。 (2) 上パンチと同期して動くプレスの主軸に上パンチの
ストローク距離を角度で検知し上パンチの位置を検出す
るロータリーエンコーダが設けられていること。 (3) 上パンチの従動体に上パンチの動きを検出するリニ
アセンサが設けられていること。 (4) 前記ロータリーエンコーダの検出信号及びリニアセ
ンサーの検出信号に基づき前記サーボモータを制御する
サーボモータ制御装置が設けられていること。

【０００９】

【作用】ダイの下降速度は、上パンチとダイが一緒に下
降する時ダイコントロール用油圧シリンダの油圧を抜く
ことにより油圧を抜いた分遅くなる。前記ダイコントロ
ール用油圧シリンダの油圧回路には、油圧調整用の油圧
シリンダを具備するサーボモータが設けられているの
で、ダイコントロール用油圧シリンダの油圧を抜く速度
を自由に制御することができる。従って、ダイの下降速
度も自由に制御できる。上パンチと同期して動くプレス
の主軸に、上パンチのストローク距離を角度で検知し上
パンチの位置を検出するロータリーエンコーダが設けら
れているので、このロータリーエンコーダの上パンチ位
置検出信号でサーボモータを制御することによって、上
パンチがどの位置にきたときダイコントロール用油圧シ
リンダの油圧を抜くかのダイミングをとることができ
る。上パンチの従動体、例えば下圧プレート、に上パン
チの動きを検出するリニアセンサが設けられているの
で、この検出信号でサーボモータを制御することによっ
てダイの動きを任意の比率に調整できる。従って、ダイ
コントロールの作動するタイミングは、上パンチと同期
して動く主軸についているロータリーエンコーダの角度
信号で動くため、一度角度を決めれば、いかに各調整ハ
ンドルを変えてもダイコントロールの作動タイミングは
変わらない。

【００１０】

【実施例】以下、図示の実施例について本発明を詳細に
説明する。図１は本発明の実施例を示す要部の概略構成
図である。同図において、プレス上ラム１の下部には一
体的に上部下圧プレート２が取付けられ、この下圧プレ
ート２にダイセットの上パンチプレート３が継手４を介
して連結されている。また、プレス下ラム１７の上部に
は下ラム１７と一体的に下部下圧プレート１６が取付け
られ、この下部下圧プレート１６には押し出しプレート
１４が継手１５を介して連結されている。該押し出しプ
レート１４には、連結ロッド１３が複数本プレスのボル
スタ１２に固定されているダイセット固定プレート１１
を貫通して直立状に立設され、このロッド１３はダイプ
レート７に連結されている。

【００１１】ダイプレート７にはガイドロッド６が複数
本直立状に埋設されており、上パンチプレート３は、上
下摺動可能にガイドロッド６に嵌合され、上パンチ５が
ダイ９に出入りできるようになっている。一方、プレス
のボルスタ１２に固定されているダイセット固定プレー
ト１１には、下パンチ１０が取付けられており、ダイプ
レート７の上下動で上部はダイ９と嵌合される。

【００１２】前記上ラム１の下圧プレート２にはダイコ
ントロール用油圧シリンダ１８が設けられ、そのピスト
ン１９のロッド２０は下方に延長され、その下端部は、
下部下圧プレート１６に螺合されたダイコントロールタ
イミング用の調整ネジ２１の上端に当接されている。こ
のロッド２０と調整ネジ２１は、上パンチ５がダイ９の
上面に達する前は間隙があり、上パンチ５の下降に伴っ
て間隙は小さくなり当接する。

【００１３】前記ダイコントロール用油圧シリンダ１８
の油圧回路は、エアー源２４よりエアーをエアー・オイ
ルの二層タンク２７の上部に供給し、オイルを逆止弁２
８を通りダイコントロール用油圧シリンダ１８に送り、
下パンチ１０の圧縮行程で圧粉によるダイ内壁に発生す
る摩擦力がリリーフ弁２９で設定した値より過大になる
と圧油を放出し、二層タンク２７に戻すようになってい
る。また、下ラム１７の下圧プレート１６の下側には、
エアーシリンダ２２のピストンロッド２３が連結されて
おり、エアー源２４よりエアーを送り下ラム１７の自重
を支持するようになっている。

【００１４】一方、前記油圧回路には、ダイコントロー
ル用油圧シリンダ１８の油圧を抜くための油圧シリンダ
３６を備えたサーボモータ３５が設けられている。この
サーボモータ３５にはサーボモータ制御装置３８が連結
され、この制御装置３８に制御されて駆動する。しか
も、前記サーボモータ制御装置３８には、上パンチ５の
動きを検出するリニアセンサ３１がパルスユニット３４
を介して連結され、また、上パンチ５と同期して動くプ
レス主軸（図示せず）に、上パンチ５のストローク距離
を角度で検知し上パンチ５の位置を検出するロータリー
エンコーダ（図示せず）が連結され、リニアセンサ３１
及びロータリーエンコーダの検出信号でサーボモータ３
５を制御するようになっている。前記リニアセンサ３１
は、上部下圧プレート２に設けられた可動部３３と、プ
レスのボルスタルに固定された固定部３２とより構成さ
れている。尚、図中８は粉末、２５，２６はエアーレギ
ュレータ、３０は電磁弁及び３７はサーボモータ３５の
速比変換部で油圧シリンダ３６に連結されている。

【００１５】しかして、プレスの加圧行程において、上
パンチ５がダイ９に数ｍｍ突っ込んだ時、上ラム１と一
緒に動くダイコントロール用油圧ラムシリンダ１８のロ
ッド２０の下端が、ダイ９と一体的に動くダイコントロ
ールタイミング用の調整ネジ２１を押し下げ、上パンチ
５とダイ９が一緒に下降し粉末８の下を固め、また図示
しないダイストッパー等で、ダイ９が下降できなくなっ
てもまだ上パンチ５が下降した場合、ダイコントロール
用油圧シリンダ１８の油圧が上昇し、リリーフ弁２９の
設定圧力以上になると油圧シリンダ１８の油圧をリリー
フ弁２９から二層タンク２７へ逃がしダイ９を停止さ
せ、上パンチ５のみ下降させ粉末８の上部を固める。

【００１６】この時、上パンチ５とダイ９が一緒に下降
する時は、ダイコントロール用油圧シリンダ１８の油圧
（油）は移動しないが、もし油圧を抜けばその分ピスト
ン１９の下降速度は遅れダイ９の下降速度も遅れる。前
記ダイコントロール用油圧シリンダ１８の油圧回路に
は、油圧調整用の油圧シリンダ３６を具備するサーボモ
ータ３５が設けられているので、ダイコントロール用油
圧シリンダの油圧（油）を抜く速度を自由に制御でき、
従って、ダイ９の下降速度も自由に制御できる。

【００１７】上パンチ５と同期して動くプレスの主軸
に、上パンチ５のストローク距離を角度で検知し上パン
チ５の位置を検出するロータリーエンコーダが設けられ
ているので、このロータリーエンコーダの上パンチ位置
検出信号（角度信号）によりサーボモータを制御装置３
８でサーボモータ３５を制御し、上パンチ５がどの位置
にきたときダイコントロール用油圧シリンダの油圧
（油）を抜くかのタイミングをとることができる。ま
た、上パンチ５の下圧プレート２に上パンチ５の動きを
検出するリニアセンサ３１が設けられているので、この
検出信号により制御装置３８でサーボモータ３５を制御
しダイ９の動きを任意の比率に調整できる。

【００１８】すなわち、ダイコントロール用油圧シリン
ダ１８の油圧（油）を抜くタイミングは、上パンチ５と
同期して動くプレスの主軸についているロータリーエン
コーダの角度信号（位置信号）で行い、また、ダイ９の
下降速度は、上ラム１の動きをリニアセンサ３１で読み
とった検出信号で、上ラム１の速度に対しダイ９の動き
を１：１〜１：1/4 の任意の比率にサーボモータ３５で
制御することができる。尚、前記実施例におけるダイコ
ントロール用油圧シリンダ１８およびエアーシリンダ２
２は、それぞれ１個しか図示されていないが、通常は上
部下圧プレート２及び下部下圧プレート１６の両側に設
けられる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明のとおり、本発明によればダイ
コントロール用油圧シリンダの油圧（油）を抜くタイミ
ングは、上パンチと同期して動くプレスの主軸について
いるロータリーエンコーダの角度で上パンチの位置を検
出し、この検出信号で、また、ダイの下降速度は、上ラ
ムの動きをリニアセンサで読みとり、この検出信号で、
上ラムの速度に対しダイの動きを１：１〜１：1/4 の任
意の比率に、サーボモータで制御することができる効果
を奏する。また、ダイコントロールの作動するタイミン
グは、上パンチと同期して動く主軸についているロータ
リーエンコーダの角度信号で動くため、一度角度を決め
れば、いかに各調整ハンドルを変えてもダイコントロー
ルの作動タイミングは変わらないので再調整の煩わしさ
から解放される。更に、従来は複雑な機械部品をプレス
本体内に組み込むため組み作業に手数がかかるばかりで
なく製作コストが高くなり、しかもプレス内部が変わる
ため製作期間も長くかかる不都合があったが、本発明
は、ダイコントロール用油圧シリンダの油圧を制御すれ
ば良いので、このシリンダとサーボモータ駆動の制御ユ
ニットを配管でつなぐだけでよく、プレス本体とは別に
サーボモータ駆動の制御ユニットを用意しておき、プレ
ス本体外側の適所に取付ければ良い。従って、取付け作
業も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す要部概略構成図である。

【図２】従来例を示す要部概略構成図である。

【符号の説明】

１ 上ラム ２ 上部下圧プレート ５ 上パンチ ９ ダイ １０ 下パンチ １６ 下部下圧プレート １７ 下ラム １８ ダイコントロール用油圧シリンダ ２０ ロッド ２１ 調整ネジ ３１ リニアセンサ ３５ サーボモータ ３６ 油圧シリンダ ３７ 速比変換部 ３８ サーボモータ制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上ラムの動きをダイコントロール用油圧
   シリンダを介してダイに伝動させ、上パンチがダイに数
   ｍｍ突っ込んだとき、上ラムに設けられた前記ダイコン
   トロール用油圧シリンダのロッドの先端がダイを押し下
   げ、上パンチとダイが一緒に下降し成形品の下を固め、
   またダイストッパー等でダイが下降できないときには、
   設定圧に達した油圧シリンダの油圧をリリーフ弁から逃
   がしダイを停止させ上パンチのみ下降させ成形品の上を
   固める機械式ウイズドロアルプレスにおいて、下記要件
   を具備することを特徴とする粉末成形プレスにおけるダ
   イコントロール速比変換装置。 (1) 前記ダイコントロール用油圧シリンダの油圧回路に
   油圧調整用の油圧シリンダを具備するサーボモータが設
   けられていること。 (2) 上パンチと同期して動くプレスの主軸に上パンチの
   ストローク距離を角度で検知し上パンチの位置を検出す
   るロータリーエンコーダが設けられていること。 (3) 上パンチの従動体に上パンチの動きを検出するリニ
   アセンサが設けられていること。 (4) 前記ロータリーエンコーダの検出信号及びリニアセ
   ンサーの検出信号に基づき前記サーボモータを制御する
   サーボモータ制御装置が設けられていること。