JPH0623530Y2 - ホットプレス装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、金属粉末やセラミック粉末等を加圧しながら
加熱処理するためのホットプレス装置に関するものであ
る。

「従来の技術」 この種のホットプレス装置の従来例を第２図に示す。こ
の従来のホットプレス装置は、フレーム１の内側に設け
られた容器２内に断熱材３により加熱室４を形成し、そ
の加熱室４の内部に、粉末試料Ｓを充填した筒状のモー
ルド５を配するとともにそのモールド５の上部および下
部にそれぞれ押し棒６，７の先端部を挿入して、それら
押し棒６，７により試料Ｓをプレスしつつ、ヒータ８，
８により１，０００〜２，０００℃に加熱処理するよう
にしたものである。

上記２本の押し棒６，７のうち、上側の押し棒６はフレ
ーム１上部に設けられた油圧シリンダ９のロッド１０に
より押し下げられるようになっており、その油圧シリン
ダ９には油圧配管１１，１２を通して油圧ポンプ装置１
３により最大５００Kg/cm²程度の油圧が供給され、返送
されるようになっている。また、下側の押し棒７はフレ
ーム１下部に支持部材１４を介して固定的に取り付けら
れていて、その支持部材１４とフレーム１下部との間に
は、プレス時に試料Ｓに加えられる押圧力を検出するた
めのロードセル等の圧力発信器１５が設けられており、
その圧力発信器１５の検出信号は制御装置１６に入力さ
れるようになっている。そして、制御装置１６は圧力発
信器１５によって検出された押圧力に基づいて油圧ポン
プ装置１３を制御し、押圧力を最適値に調節するように
なっている。

さらに、上記従来のホットプレス装置では、プレス時に
おける油圧シリンダ９のロッド１０の位置を確認するた
めの位置検出機構１７が設けられている。その位置検出
機構１７は、ロッド１０の上端にそのロッド１０ととも
に昇降する移動棒１８を取り付けるとともに、その移動
棒１８に接しつつ転動するローラ１９を設け、ロッド１
０の昇降に伴うローラ１９の回転量からロッド１０の動
作量を検出して表示計２０に表示するように構成されて
いる。

「考案が解決しようとする課題」 ところで、上記従来のホットプレス装置においては、油
圧シリンダ９により試料Ｓをプレスするようにしている
ことから、複雑な油圧ポンプ装置１３が必要であるとと
もに制御装置１６も複雑なものとなって、設備が複雑か
つ高価なものとならざるを得ず、また、油圧配管系の破
損事故や油漏れを生じた場合には危険な事態を招いた
り、周囲を汚染する恐れがあった。また、油圧シリンダ
９による押圧力を調節するようにはしているが、ロッド
１０の位置は直接的には制御されないので、製品の寸法
にばらつきが生じやすいし、さらに、プレス時にモール
ド５が破損した場合にはロッド１０が暴走し、押し棒
６，７をヒータ８を破損してしまうことがあった。

そのうえ、上記従来のホットプレス装置では、試料Ｓを
上部のみからプレスする（いわゆる片押し）ようにして
いることから、特に試料Ｓの厚み寸法が大きい場合には
製品の寸法誤差が大きくなるし、さらに、上記の装置に
おける位置検出機構１７では、ローラ１９が移動棒１８
に対してスリップすることがあってロッド１０の正確な
位置を検出できない、という欠点もあった。

本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、より簡略で
安価な構造であり、かつ、製品を精度良く製造すること
の可能はホットプレス装置を提供することを目的とする
ものである。

「課題を解決するための手段」 本考案は、フレームの内側に設けた容器内に加熱室を設
けるとともにその加熱室内にヒータを設け、前記加熱室
内に粉末試料を充填した筒状のモールドを配してそのモ
ールドの上部および下部にそれぞれ押し棒の先端部を挿
入し、それら押し棒により前記モールド内の粉末試料を
押圧して加圧しながら加熱処理するように構成されたホ
ットプレス装置において、前記フレームの上部および下
部にそれぞれ設けられて前記各押し棒を前記粉末試料に
対してそれぞれ押圧するジャッキと、それらジャッキの
双方を駆動し得る駆動機構と、その駆動機構に組み込ま
れて前記ジャッキの双方を同時にもしくはいずれか一方
を選択的に駆動させるための切替装置と、前記駆動機構
に組み込まれて各ジャッキの動作量を検出することによ
り前記各押し棒の位置をそれぞれ検出する位置検出機構
と、前記駆動機構の作動を制御することによって前記各
押し棒の位置を制御する制御装置とを具備してなること
を特徴とするものである。

「作用」 本考案のホットプレス装置では、フレームの上下にそれ
ぞれ設けられたジャッキの双方を同時にもしくはいずれ
か一方を駆動機構により駆動して作動させることで、各
押し棒をモールド内に充填された粉末試料に対して押圧
してプレスを行う。そして、プレス時には制御装置によ
り駆動機構の作動を制御して押し棒の位置を直接的に制
御するとともに、位置検出機構によりジャッキの動作量
を検出することで押し棒の位置を検出する。

「実施例」 以下、本考案の一実施例を第１図を参照して説明する。

第１図は本実施例のホットプレス装置の概略構成を示す
立断面図であって、図中符号２１はフレーム、２２は容
器、２３は加熱室２４を形成している断熱材、２５，２
５はヒータ、２６は粉末試料Ｓが充填される筒状のモー
ルド、２７，２８は試料Ｓを押圧するための上下２本の
押し棒である。

上側の押し棒２７はフレーム２１の上部に設けられた機
械式のジャッキ３０ａにより押し下げられ、下側の押し
棒２８はフレーム２１の下部に設けられた同様の機械式
のジャッキ３０ｂにより押し上げられるようになってい
て、試料Ｓはそれら２本の押し棒２７，２８によりその
上下からプレスされる（いわゆる両押し）ようになって
いる。

上側のジャッキ３０ａはフレーム２１の上部に下向きに
取り付けられた本体ケーシング３１ａと、その内部を上
下に貫通しているとともに昇降可能とされた螺子棒３２
ａと、その螺子棒３２ａに螺合しているウォームホイー
ル３３ａおよびそのウォームホイール３３ａに螺合して
いるウォーム３４ａからなる送り機構３５ａ、とから構
成されている。同様に、下側のジャッキ３０ｂはフレー
ム２１の下部に上向きに取り付けられた本体ケーシング
３１ｂと、その内部を上下に貫通しているとともに昇降
可能とされた螺子棒３２ｂと、その螺子棒３２ｂに螺合
しているウォームホイール３３ａおよびそのウォームホ
イール３３ｂに螺合しているウォーム３４ｂからなる送
り機構３５ｂ、とから構成されている。

そして、両ジャッキ３０ａ，３０ｂは駆動機構４０によ
り駆動されて作動するようになっている。その駆動機構
４０は、フレーム２１の側部に設けられたモータ４１の
回転力を、減速器４２、シャフト４３ａ，４３ｂ、マイ
ターギア４４ａ，４４ｂ、シャフト４５ａ，４５ｂを介
して各ジャッキ３０ａ，３０ｂのウォーム３４ａ，３４
ｂに伝達して、それらウォーム３４ａ，３４ｂを回転さ
せるように構成されたもので、モータ４１を回転させる
とそれらウォーム３４ａ，３４ｂがそれぞれ回転してウ
ォームホイール３３ａ，３３ｂが回転し、これにより、
それらのウォームホイール３３ａ，３３ｂにそれぞれ螺
合している螺子棒３２ａ，３２ｂがウォームホイール３
３ａ，３３ｂに対して螺子送りされて昇降するようにな
っている。

また、シャフト４３ａ，４３ｂの途中にはそれぞれ電磁
式のクラッチ４６ａ，４６ｂ（切替装置）が設けられて
いて、これらクラッチ４６ａ，４６ｂを制御装置５５
（後述）により操作することにより、双方のジャッキ３
０ａ，３０ｂを同時に駆動して両押しを行うことも、い
ずれか一方のジャッキのみを駆動して上押しあるいは下
押しを行うこともできるようになっている。なお、切替
装置としては、上記のような電磁式のクラッチ４６ａ，
４６ｂのみならず、機械式、空気式、油圧式等、他の形
式のものも採用可能である。

また、上記の駆動機構４０には、各押し棒３２ａ，３２
ｂの位置を検出するための位置検出機構５０ａ，５０ｂ
がそれぞれ組み込まれている。これらの位置検出機構５
０ａ，５０ｂは各マイターギア４４ａ，４４ｂに取り付
けられていて、それらマイターギア４４ａ，４４ｂの回
転量と、マイターギア４４ａ，４４ｂとウォーム３４
ａ，３４ｂとウォームホイール３３ａ，３３ｂとのギア
比、螺子棒３２ａ，３２ｂに形成されている螺子のピッ
チとから、ジャッキ３０ａ，３０ｂの動作量を検出し、
これによって押し棒３２ａ，３２ｂの位置を各々別に検
出するようにされたものである。そして、これら位置検
出機構５０ａ，５０ｂにより検出される押し棒３２ａ，
３２ｂの位置は、制御装置５５に入力されるようになっ
ている。

その制御装置５５は、駆動機構４０のモータ４１および
クラッチ４６ａ，４６ｂを制御して双方もしくはいずれ
か一方のジャッキ３０ａ，３０ｂを所望の速度で作動さ
せ、これによって各押し棒３２ａ，３２ｂの位置制御を
行うとともに、プレス時に押し棒３２ａ，３２ｂが予め
設定された所定位置に達したことを位置検出機構５０
ａ，５０ｂが検出した時点で、モータ４１を停止させる
か、あるいはクラッチ４６ａ，４６ｂを切ることで、ジ
ャッキ３０ａ，３０ｂの作動を停止させるように構成さ
れている。

さらに、各ジャッキ３０ａ，３０ｂの本体ケーシング３
１ａ，３１ｂとフレーム２１との間にはロードセル等の
圧力発信器６０ａ，６０ｂがそれぞれ設けられていて、
ジャッキ３０ａ，３０ｂが駆動されてそれらにより試料
Ｓが押圧されたときには、その押圧力の反力の大きさが
圧力発信器６０ａ，６０ｂにより検出され、その検出信
号は上記の制御装置５５に入力されて表示されるように
なっている。これらの圧力発信器６０ａ，６０ｂは、プ
レス時に試料Ｓに加わる押圧力を監視するために設けら
れたものであるが、必要であれば、これらの圧力発信器
６０ａ，６０ｂにより検出された押圧力に基づいてジャ
ッキ３０ａ，３０ｂの作動を制御する機能を制御装置５
５に付加しても良い。

上記構成のホットプレス装置によりプレスを行うには、
まずモールド２６内に粉末試料Ｓを充填するとともに、
モールド２６の上下に押し棒２７，２８の先端部を挿入
し、下側の押し棒２８の下端を下側のジャッキ３０ｂの
螺子棒３２ｂの上端に載置することでそれらを加熱室２
４内に配置し、ジャッキ３０ａ，３０ｂの双方もしくは
いずれか一方を駆動してモールド２６を初期設定位置に
配する。

そして、ヒータ２５により試料Ｓを加熱し、両押しを行
う場合においては両ジャッキ３０ａ，３０ｂを同時に駆
動して押し棒２７を降下させるとともに、押し棒２８を
上昇させる。これにより、試料Ｓには所定の押圧力が上
下から同時に加えられ、プレスがなされる。なお、上押
しを行う場合にはクラッチ４６ｂを切って下側のジャッ
キ３０ｂを停止させた状態で上側のジャッキ３０ａのみ
を駆動し、逆に、下押しを行う場合にはクラッチ４６ａ
を切って上側のジャッキ３０ａを停止させた状態で下側
のジャッキ３０ｂのみを駆動すれば良い。

押し棒２７，２８の位置が予め設定されている位置にま
で達し、そのことが位置検出機構５０ａ，５０ｂにより
検出されたら、制御装置５５がモータ４１を停止させる
か、あるいはクラッチ４６ａ，４６ｂを切ってジャッキ
３０ａ，３０ｂの駆動を停止させ、プレスが完了する。

プレスが完了したら、モータ４１を逆方向に回転させて
螺子棒３２ａを上昇させるとともに螺子棒３２ｂを下降
させ、モールド２６を両押し棒２７，２８とともに加熱
室２４内から取り出し、モールド２６内から製品を取り
出せば作業が完了する。

上記のホットプレス装置によれば、螺子棒３２ａ，３２
ｂを螺子送りする形式の機械式のジャッキ３０ａ，３０
ｂにより試料Ｓを押圧するように構成したから、油圧シ
リンダによる従来のホットプレス装置に比して設備の簡
素化、低コスト化が実現されるとともに、油圧配管系の
破損事故や油漏れを生じる余地がなく、また、プレス時
にモールド２６が破損したとしても、螺子棒３２ａ，３
２ｂはウォールホイール３３ａ，３３ｂに螺合している
ので暴走してしまうことがなく、押し棒２７，２８やヒ
ータ２５を破損してしまう恐れもない。

また、制御機構５５により駆動機構４０の作動を制御し
て押し棒２７，２８の位置制御を行うとともに、位置検
出機構５０ａ，５０ｂによりジャッキ３０ａ，３０ｂの
動作量を検出することで押し棒２７，２８の位置を検出
するようにしているので、従来の押圧力を制御する場合
に比して製品の寸法精度を向上させることができる。

また、上記のホットプレス装置では、１台のモータ４１
により２台のジャッキ３０ａ，３０ｂを駆動することが
できて、クラッチ４６ａ，４６ｂを操作することにより
両押し、上押し、下押しのいずれかを自由に選択するこ
とができるので、製品の形状や寸法に応じて最適なプレ
スを行うことができるとともに、寸法精度をより向上さ
せることができ、さらには、マイターギア４４ａ，４４
ｂの回転量に基づいて押し棒２７，２８の位置を検出す
るようにしたので、従来のローラによる位置検出機構の
ようにスリップによる誤差が生じることもない。

なお、上記実施例におけるジャッキは、螺子棒を螺子送
りする形式のものとしたが、機械的に作動する形式のも
のであれば、たとえば歯車やボールスクリューを用いた
もの等、適宜のジャッキが採用可能である。また、ジャ
ッキを駆動するための駆動機構の構成も、機械的に動力
を伝達し得るものであれば上記実施例に限定されること
はなく、種々の変更が可能である。

「考案の効果」 以上で詳細に説明したように、本考案によれば、フレー
ムの上部および下部にそれぞれジャッキを設け、それら
ジャッキを駆動機構により駆動してプレスするように構
成したから、油圧シリンダを用いる従来の装置に比して
設備の簡素化、低コスト化を実現できるとともに、油圧
配管系の破損事故や油漏れを生じる余地がなく、さら
に、プレス時にモールドが破損してもジャッキが暴走す
ることがない、という効果を奏する。

また、制御装置により駆動機構を制御して押し棒の位置
を直接的に制御するようにしたので、製品の寸法精度を
向上させることができるとともに、各ジャッキの双方を
同時に駆動したりあるいはそれらを各々別に駆動するよ
うなことを容易に行うことができ、種々の形状や寸法の
製品を製造する場合に適用することができる、という効
果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わるホットプレス装置の一実施例を
示す立断面図である。 第２図は従来のホットプレス装置の立断面図である。 Ｓ……粉末試料、２１……フレーム、２２……容器、２
３……断熱材、２４……加熱室、２５……ヒータ、２６
……モールド、２７，２８……押し棒、３０ａ，３０ｂ
……ジャッキ、３２ａ，３２ｂ……螺子棒、３５ａ，３
５ｂ……送り機構、４０……駆動機構、４１……モー
タ、４６ａ，４６ｂ……クラッチ（切替装置）、５０
ａ，５０ｂ……位置検出機構、５５……制御装置、６０
ａ，６０ｂ……圧力発信器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】フレームの内側に設けた容器内に加熱室を
   設けるとともにその加熱室内にヒータを設け、前記加熱
   室内に粉末試料を充填した筒状のモールドを配してその
   モールドの上部および下部にそれぞれ押し棒の先端部を
   挿入し、それら押し棒により前記モールド内の粉末試料
   を押圧して加圧しながら加熱処理するように構成された
   ホットプレス装置において、前記フレームの上部および
   下部にそれぞれ設けられて前記各押し棒を前記粉末試料
   に対してそれぞれ押圧するジャッキと、それらジャッキ
   の双方を駆動し得る駆動機構と、その駆動機構に組み込
   まれて前記ジャッキの双方を同時にもしくはいずれか一
   方を選択的に駆動させるための切替装置と、前記駆動機
   構に組み込まれて各ジャッキの動作量を検出することに
   より前記各押し棒の位置をそれぞれ検出する位置検出機
   構と、前記駆動機構の作動を制御することによって前記
   各押し棒の位置を制御する制御装置とを具備してなるこ
   とを特徴とするホットプレス装置。