JPH06155095A - ロータリー式粉体加圧成形装置における金型交換機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】セラミック、フェライトあるいはタングステン
などの粉体材料を加圧して固化成形するためのロータリ
ー式粉体加圧成形装置にあって、特に、粉体材料を加圧
成形するためのダイス及び上下パンチによって構成され
る金型の交換を容易にして、且つ金型交換時間の短縮化
に貢献する金型交換機構の提供。 【構成】軸方向の一端側にダイス２１を固定支持するダ
イス支持部２８を備え、筒体内部に下パンチ２４（コア
ーパンチ２５を含む場合もある）を軸方向に移動可能に
支持する下パンチ支持部を備えており、成形すべきワー
クの形態に応じたダイス２１及び下パンチ２４を装置機
体３の外部において予め軸心整合状態に軸合わせして支
持する外部段取り用ホルダー２６を含み、ダイス２１及
び下パンチ２４を外部段取り用ホルダー２６を介して回
転テーブル組立体４における下部回転テーブル１３、１
４に脱着セッティング可能になした金型交換機構であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、セラミック粉体、フ
ェライト粉体あるいはタングステン粉体等のような粉体
材料を加圧して固化成形するためのロータリー式粉体加
圧成形装置に関するものであって、特に、金型の交換を
容易にし、且つ該金型交換時間の短縮化に適合するロー
タリー式粉体加圧成形装置における金型交換機構に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、従来、たとえばセラミッ
ク、フェライトあるいはタングステン等のように機械加
工し難い材料についての加工に際しては、これらを一旦
粉体化して粉体材料とし、これを加圧処理によって固化
成形して粉体加圧成形品とする方法が広く採用されてお
り、その方法により成形される粉体材料加圧成形製品
は、多くの産業分野において多用されるに至っている。
従来、上記するような粉体材料を加圧成形処理する目的
において、多くの装置が開発され、且つ提供されてきて
いる。この種の粉体材料加圧成形装置は、基本的には、
軸方向にのびる貫通成形孔を有するダイスと、前記ダイ
ス内に充填されている粉体材料を前記ダイスの貫通成形
孔の両側開口から加圧するための上パンチ及び下パンチ
とによって構成されている。

【０００３】一例になる粉体材料加圧成形装置は、ロー
タリープレス装置として提供されているものであり、前
記ダイス及び一対のパンチが、前記ダイスを支持する中
間回転テーブル、前記上パンチを支持する上部回転テー
ブル及び前記下パンチを支持する下部回転テーブルに対
してそれぞれ組み合わせられていて、該回転テーブルの
回転期間中に粉体材料充填ステージにおける充填工程、
粉体材料計量ステージにおける計量工程、粉体材料加圧
ステージにおける加圧工程、並びに加工済成形品回収ス
テージにおける回収工程を経て粉体材料加圧成形製品を
得るように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このロータリー式粉体
加圧成形装置によれば、成形しようとする成形製品の形
態が変わる毎に、ダイス、上パンチ及び下パンチ（コア
ーパンチを含む場合もある）によって構成される複数組
の金型組合体を、すべて交換しなければならない。従
来、上記ロータリー式粉体加圧成形装置における金型の
交換は、加圧成形装置を停止させた状態で、次段におい
て成形しようとする成形製品の形態に応じたダイス、上
パンチ及び下パンチを、当該加圧成形装置における回転
テーブル組立体に対してそれぞれ個別に直接的に組み合
わせている。この組み合わせに際しては、各金型組合体
毎に、ダイス、上パンチ及び下パンチの軸心整合、軸方
向位置などを確実且つ精確に設定しなければならない。
この金型組合体の交換作業は、加圧成形装置の限られた
小さなスペース内において行わなければならず、その作
業は極めて煩雑であり、作業性の点において極めて不都
合なものであった。

【０００５】さらに、このロータリー式粉体加圧成形装
置において成形される加圧成形製品の小ロット多品種化
にともない、金型交換を頻繁に行わなければならない場
合には、当該装置の稼動時間に対して、上記する金型の
交換に要する装置の停止時間が非常に長くなり、加圧成
形装置の実質稼動率の低減などの大きな問題が指摘され
るに至っている。

【０００６】そこで、この発明は、上記する従来のロー
タリー式粉体加圧成形装置において、その金型交換時に
みられる欠点並びに問題点を可及的に解消しようとする
ものであって、加圧成形装置の稼動期間中に、次に加圧
成形すべき加圧成形製品の形態に応じた金型を、当該加
圧成形装置の外部において予め組み合わせてスタンバイ
しておき、前段の加圧成形処理が終了した後、装置を停
止して、予め組み合わせた状態の金型をそのまま装置に
装着し得るようになしたロータリー式粉体加圧成形装置
における金型交換機構を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記する目
的を達成するにあたって、具体的には、垂直方向にのび
る一つの回転軸を備え、前記回転軸に対して軸方向に所
定の間隔をおいて互いに平行で一体的に回転するように
組み立てられた上部回転テーブル、中間回転テーブル及
び下部回転テーブルとからなる回転テーブル組立体を備
えてなり、前記回転テーブル組立体に対して、軸方向に
のびる貫通成形孔を備え、前記中間回転テーブルに位置
決めされているダイスと、前記上部回転テーブル側に支
持されていて、前記ダイスの貫通成形孔の上側から前記
ダイス内に進入するように組み合わされた上パンチ及び
前記下部回転テーブル側に支持されていて、前記ダイス
の貫通成形孔の下側から前記ダイス内に進入するように
組み合わされた下パンチとからなる複数組の金型組合体
を組み合わせてなり、前記回転テーブル組立体の一回転
期間中に、前記複数組の金型組合体を、粉体充填ステー
ジ、粉体計量ステージ、粉体加圧ステージ及び加工済成
形品回収ステージにもたらすようになしたロータリー式
粉体加圧成形装置において、軸方向に貫通する貫通孔を
備えた筒体でなり、軸方向の一端側に前記ダイスを固定
支持するダイス支持部を備え、筒体内部に前記下パンチ
を軸方向に移動可能に支持する下パンチ支持部を備えて
おり、成形すべきワークの形態に応じたダイス及び下パ
ンチを前記加圧成形装置の外部において予め軸心整合状
態に軸合わせして支持する外部段取り用ホルダーを含む
ものからなり、前記ダイス及び下パンチを前記外部段取
り用ホルダーを介して前記回転テーブル組立体に脱着セ
ッティング可能になしたロータリー式粉体加圧成形装置
における金型交換機構を構成するものである。

【０００８】

【実施例の説明】以下、この発明になるロータリー式粉
体加圧成形装置における金型交換機構について、図面に
示す具体的な実施例にもとづいて詳細に説明する。図１
は、この発明が適用されるロータリー式粉体加圧成形装
置の基本構成の概略を示す装置の正面図であり、図２
は、この発明になるロータリー式粉体加圧成形装置にお
ける金型交換機構の具体的な構成例を示す縦断面図であ
る。

【０００９】この発明において、ロータリー式粉体加圧
成形装置１は、基本的には、垂直方向にのびる一つの回
転軸２を備えた機体３と、前記回転軸２に対して組み立
てられた回転テーブル組立体４とを備えたものからなっ
ている。前記機体３は、機台５を有し、該機台５上であ
って、前記回転軸２から離れた位置に加圧機構６、７が
設けてある。前記機体３は、前記機台５上にのびるキャ
ビンハウジング８を含むものであり、前記キャビンハウ
ジング８の正面壁には、前記回転テーブル組立体４の全
体部分に対応する窓開口９が設けてあり、該窓開口９に
は、外部操作により上下作動し、窓開口８を開閉するシ
ャッター１０が組み合わせてある。

【００１０】一方、前記回転テーブル組立体４は、前記
機体３における回転軸２の軸方向中間部分において、軸
方向に所定の間隔をおき互いに平行で一体的に回転する
ように組み合わせた上部回転テーブル１１、中間回転テ
ーブル１２、第１の下部回転テーブル１３及び第２の下
部回転テーブル１４によって構成される。前記回転テー
ブル組立体４を含む当該装置における主回転系は、たと
えば前記回転軸２に取り付けたウォームホイール１５、
該ウォームホイール１５に噛合するウォームギヤ１６、
可変減速機構１７、回転動力源１８により、適宜設定さ
れる回転速度において回転するように構成されている。

【００１１】この発明において、金型組合体２０は、軸
方向にのびる貫通成形孔２２を備えたダイス２１と、前
記上部回転テーブル１１側に支持されていて、前記ダイ
ス２１の貫通成形孔２２の上側から前記ダイス２１内に
進入するように組み合わされた上パンチ２３及び前記下
部回転テーブル１３、１４側に支持されていて、前記ダ
イス２１の貫通成形孔２２の下側から前記ダイス２１内
に進入するように組み合わされた少なくとも一つの下パ
ンチ２４とにより構成される。

【００１２】次いで、この発明における金型交換機構に
ついて、図２にもとづいて詳細に説明する。図２に示す
具体的な例によれば、前記下パンチ２４は、コアーパン
チ２５を含むものからなっている。この発明において、
前記金型交換機構は、外部段取り用ホルダー２６によっ
て構成される。前記外部段取り用ホルダー２６は、軸方
向に貫通する貫通孔２７を備えた筒体でなり、軸方向の
一端側に前記ダイス２１を支持するダイス支持部２８を
備えていて、例えばボルト等の手段により前記ダイス２
１を一体的に取り付け得るようになっている。

【００１３】この発明において、前記外部段取り用ホル
ダー２６に対する下パンチ２４及びコアーパンチ２５の
組み合わせ構造について説明する。下パンチ２４及びコ
アーパンチ２５は、前記外部段取り用ホルダー２６の内
部に、それぞれ同心円的に組み合わされ、軸方向に沿っ
てそれぞれ個別に摺動可能になっている。前記下パンチ
２４は、一端側に、成形パンチ部２４ａを備えている。
前記成形パンチ部２４ａは、前記ダイス２１の貫通成形
孔２２に対して摺動可能に嵌まり合う外径を有し、前記
コアーパンチ２５の外径に対して摺動可能に嵌まり合う
内径の貫通孔２９を有している。前記コアーパンチ２５
は、一端側に、コアーパンチ部２５ａを備えている。前
記コアーパンチ部２５ａは、前記下パンチ２４の貫通孔
２９に摺動可能に嵌まり合うとともに、前記上パンチ２
３の貫通孔３０に摺動可能に嵌まり合う外径を有してい
る。

【００１４】さらに、前記外部段取り用ホルダー２６の
具体的な構成によれば、前記下パンチ２４は、他端側に
連結部２４ｂを備えていて、袋ナット３１、座当部材３
２を介して下パンチホルダー３３に連結されている。前
記コアーパンチ２５は、他端側に連結部２５ｂを備えて
いて、コアーパンチホルダー３４に連結されている。

【００１５】前記外部段取り用ホルダー２６に対し、下
パンチ２４及びコアーパンチ２５は、下パンチホルダー
３３並びにコアーパンチホルダー３４を介して、組み立
てピン部材３５によって組み立てられる。前記組み立て
ピン部材３５は、前記外部段取り用ホルダー２６に設け
てあるピン孔３６、下パンチホルダー３３に設けてある
軸方向にのびる長孔３７、コアーパンチホルダー３４に
設けてあるピン孔３８に挿通され、前記コアーパンチホ
ルダー３４を前記外部段取り用ホルダー２６に一体的に
連結する。前記組み立てピン部材３５は、支持ピン３９
の回りに回動自在であって、ストッパーピン４０によっ
て位置決めされる脱落防止板４１により、前記脱落防止
板４１がストッパーピン４０によって位置決めされてい
る状態において抜け落ちないようになっている。

【００１６】さらに、この発明において、前記外部段取
り用ホルダー２６は、軸方向中間部分であって、その外
周部に、径方向外方に向けて背反方向にのびる一対のツ
バ部材４２、４２を備えている。これに対して、前記第
２の下部回転テーブル１４には、前記外部段取り用ホル
ダー２６の外径に対応する孔４３及び前記ツバ部材４
２、４２の挿通を許容する一対のキー溝４４、４４が設
けてあり、前記第１の下部回転テーブル１３には、前記
外部段取り用ホルダー２６の外径に対応する孔４５が設
けてある。さらに、前記第２の下部回転テーブル１４に
は、一対のライナー部材４６、４６が取り付けてある。
前記一対のライナー部材４６、４６のうち、一方のライ
ナー部材４６は、前記ツバ部材４１に当接するストッパ
ーとして機能する。すなわち、前記外部段取り用ホルダ
ー２６は、前記第２の下部回転テーブル１４の下側から
孔４３に挿入され、ツバ部材４２をキー溝４４に通過さ
せ、図３Ａに示す例において反時計方向に回転させ、ツ
バ部材４２をライナー部材４６に当接させて固定設置す
る。

【００１７】次いで、この発明になるロータリー式粉体
加圧成形装置における金型交換機構にもとづいて、金型
の交換手順について説明する。まず、所望の下パンチ２
４を、袋ナット３１、座当部材３２を介して下パンチホ
ルダー３３に取り付ける。同時に、必要であればコアー
パンチ２５をコアーパンチホルダー３４に取り付ける。
図４に示すようにして、機体外部に準備してある外部段
取り用テーブル５０に対して、前記外部段取り用ホルダ
ー２６を設置する。前記外部段取り用ホルダー２６の下
部より、上記のように準備された前記下パンチホルダー
３３を挿入する。この場合、前記下パンチホルダー３３
は、その下端側にあてがわれる高さ決め治具（図示せ
ず）によって、前記外部段取り用ホルダー２６に対し軸
方向に位置決めされる。

【００１８】コアーパンチ２５を要する場合には、コア
ーパンチホルダー３４ににセットしたコアーパンチ２５
を、前記下パンチホルダー３３の下側から挿入し、前記
外部段取り用ホルダー２６に設けてあるピン孔３６、下
パンチホルダー３３に設けてある軸方向にのびる長孔３
７、コアーパンチホルダー３４に設けてあるピン孔３８
を整合させて、前記組み立てピン部材３５を挿通し、外
部段取り用ホルダー２６に対してコアーパンチホルダー
３４を一体的に連結する。

【００１９】上記するように機体外部において組み立て
られた外部段取り用ホルダー２６は、別に準備される格
納筒に入れられ、スタンバイ状態になる。

【００２０】上記するように組み立てられた外部段取り
用ホルダー２６をロータリー式加圧成形装置に対してセ
ットする手順は次に示す通りである。格納筒にスタンバ
イ状態にある外部段取り用ホルダー２６を格納筒から取
り出し、これを前記ロータリー式加圧成形装置における
第２の下部回転テーブル１４の下側から孔４３に挿入す
る。挿入後、図３Ｂに示すように、引掛けスパナ５２で
外部段取り用ホルダー２６ををターンさせ、軸方向並び
に径方向に確実に固定する。

【００２１】さらに、この発明になる金型交換機構で
は、外部段取り用ホルダー２６を介して機体に組み立て
られている下パンチ及びコアーパンチを、組み立てたま
まの状態においても極めて容易に交換することができ
る。この場合、まず、下パンチ及びコアーパンチのため
の下部カム機構５３におけるワタリカムを取り外し、コ
アーロッドネジカラー５１をコアーパンチホルダー３４
の下部に取り付ける。この状態で前記組み立てピン部材
３５を抜き取り、下パンチホルダー３３ごと（コアーパ
ンチホルダー３４がセットされたまま）下方へ引き抜
く。再セット時は、軸方向の位置決め用治具の上にコア
ーロッドネジカラー５１を乗せれば、コアーパンチホル
ダー３４をセットしたままの下パンチホルダー３３を外
部段取り用ホルダー２６に位置決めすることができ、組
み立てピン部材３５の挿入によって再セットを完了す
る。さらに、この発明では、コアーパンチホルダー３４
を介してコアーパンチだけを取り外して交換することが
できる。

【００２２】

【発明の効果】以上の構成になるこの発明のロータリー
式粉体加圧成形装置における金型交換機構は、加圧成形
装置の稼動期間中に、次に加圧成形すべき加圧成形製品
の形態に応じた金型を、当該加圧成形装置の外部におい
て予め組み合わせてスタンバイしておき、前段の加圧成
形処理が終了した後、装置を停止して、予め組み合わせ
た状態の金型をそのまま装置に装着し得るようになした
ものであり、小ロット多品種化にともなって、金型交換
を頻繁に行わなければならない場合にあっても、金型の
交換に要する装置の停止時間を極力短縮することがで
き、粉体加圧成形のための作業効率の改善に関して極め
て有効に作用するものといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明が適用されるロータリー式粉
体加圧成形装置の基本構成を示す概略的な正面図であ
る。

【図２】図２は、この発明になるロータリー式粉体加圧
成形装置における金型交換機構の具体的な構成例を示す
概略的な縦断面図である。

【図３】図３Ａは、図２におけるＡ−Ａ線に沿って断面
で示す概略的な断面図であり、図３Ｂは、図２における
Ｂ−Ｂ線に沿って断面で示す概略的な断面図であり、図
３Ｃは、図２において矢印Ｃからみた概略的な側面図で
ある。

【図４】図４は、この発明になるロータリー式粉体加圧
成形装置における金型交換機構において、外部段取り用
ホルダー２６に、下パンチ２４及びコアーパンチ２５を
を組み合わせてスタンバイセットするための外部段取り
用テーブルの具体例並びにその手順態様を示す概略的な
斜視図である。

【符号の説明】

１ ロータリー式粉体加圧成形装置 ２ 回転軸 ３ 機体 ４ 回転テーブル組立体 ５ 機台 ６、７ 加圧機構 ８ キャビンハウジング １１ 上部回転テーブル １２ 中間回転テーブル １３ 第１の下部回転テーブル １４ 第２の下部回転テーブル ２０ 金型組合体 ２１ ダイス ２２ 貫通成形孔 ２３ 上パンチ ２４ 下パンチ ２５ コアーパンチ ２６ 外部段取り用ホルダー ２８ ダイス支持部 ３３ 下パンチホルダー ３４ コアーパンチホルダー ３５ 組み立てピン部材 ５０ 外部段取り用テーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直方向にのびる一つの回転軸を備え、
   前記回転軸に対して軸方向に所定の間隔をおいて互いに
   平行で一体的に回転するように組み立てられた上部回転
   テーブル、中間回転テーブル及び下部回転テーブルとか
   らなる回転テーブル組立体を備えてなり、 前記回転テーブル組立体に対して、軸方向にのびる貫通
   成形孔を備え、前記中間回転テーブルに位置決めされて
   いるダイスと、前記上部回転テーブル側に支持されてい
   て、前記ダイスの貫通成形孔の上側から前記ダイス内に
   進入するように組み合わされた上パンチ及び前記下部回
   転テーブル側に支持されていて、前記ダイスの貫通成形
   孔の下側から前記ダイス内に進入するように組み合わさ
   れた下パンチとからなる複数組の金型組合体を組み合わ
   せてなり、 前記回転テーブル組立体の一回転期間中に、前記複数組
   の金型組合体を、粉体充填ステージ、粉体計量ステー
   ジ、粉体加圧ステージ及び加工済成形品回収ステージに
   もたらすようになしたロータリー式粉体加圧成形装置に
   おいて、 軸方向に貫通する貫通孔を備えた筒体でなり、軸方向の
   一端側に前記ダイスを固定支持するダイス支持部を備
   え、筒体内部に前記下パンチを軸方向に移動可能に支持
   する下パンチ支持部を備えており、成形すべきワークの
   形態に応じたダイス及び下パンチを前記加圧成形装置の
   外部において予め軸心整合状態に軸合わせして支持する
   外部段取り用ホルダーを含むものからなり、 前記ダイス及び下パンチを前記外部段取り用ホルダーを
   介して前記回転テーブル組立体に脱着セッティング可能
   になしたことを特徴とするロータリー式粉体加圧成形装
   置における金型交換機構。