JPH08506058A - 位相がずらされた割り形ダイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、粉状材料から、アンダーカットを有する部品を締め固める装置に関するものであり、装置は、相対的に線形移動し、次いで、位相がずらされる一対のダイと、これらに付随し、前記アンダーカットを有する部品を生成する線形変位可能な一対のポンチを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 位相がずらされた割り形ダイ 発明の分野 本発明は、ダイに関するものであり、詳細には、粉状材料からアンダーカット 部を有する締め固められた部品を製造する割り形ダイ、さらに詳細には、粉状材 料から部品を締め固める装置で、相対的に、線形移動が可能で、位相をずらされ る一対のダイと、線形に変位可能で、位相がずらされた部品あるいはアンダーカ ットを有する部品を製造することのできる一対の付随したポンチを有する装置に 関するものである。 発明の背景 焼結用に粉末材料から部品を締め固める装置は当業者に良く知られている。或 る場合には、締め固め部品は、直線移動又は軸線方向移動によるダイからの部品 又は素材の取り出しを阻止するアンダーカットを有する。 締め固め方向にアンダーカットを有する形状に部品をプレスする、割形ダイを 持った工具組は、粉末材料の締め固めにおいて知られている。 たとえば、米国特許第３，７７３，４４６号は、固定ダイと可動ダイとの間に 保持された粉末材料を圧縮することによって、焼結すべき部品の成形装置を教え ている。ダイを貫いて延びる一対のポンチが粉末材料を圧縮する。可動ダイを貫 いて延びるポンチによって作動される圧力板が可動ダイに係合し、且つ又アンダ ーカットを有する部品を製造するように圧縮中、固定ダイに係止される。 その上、米国特許第３，７５２，６２２号は、粉末材料の締め固めによって焼 結すべきアンダーカット部品を持った素材を成形する装置を教える。 先行技術は、ダイの両部分は、粉末材料をキャビティに充填する目的で、ダイ の頂部にわたって移動する供給ボックスで充填しながら、一緒に締結さることを 教える。締め固め後、ダイの上部分は、部品を取り出すために上部ポンチと一緒 に移動する。 上記の周知装置の欠点の１つは、ダイの上部分をダイの下部分及び上部ポンチ に交互に機械的に締結しなければならず、したがって、複雑な工具リグを必要と する点にある。 さらに、たとえば、ギヤセットやカムセットは、同じ形であるが、互いに位相 がずれた２つのレベルによって特徴づけられ、締め固め方向にアンダーカットを 有している。このような部品は、上述の既知の方法で作られるが、上記欠点を有 している。 先行技術の他の欠点は、アンダーカットは間接的にのみ充填されるため、締め 固められた部品に低密度の部分が生ずるということにある。 発明の要約 したがって、本発明の目的は、先行技術によってこれまで知られたものよりも 構成が簡単で、操作がより効率的である装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、割形ダイをもち、ダイの両部分が全体のサイクル中リグ の１つの部分に締結されたままである工具装置を提供することにある。 本発明の他の目的は、ギヤ、カムなどの締め固められ、位相のずれた部品を、 現在利用可能なものよりも、簡単な工具で、かつ、アンダーカットをより効率的 に充填可能に生成する装置および方法を提供することにある。 本発明によれば、互いに、線形に移動可能で、次いで、位相がずれさせられる な一対のダイと、これらに付随し、線形変位が可能で、部品を生成する一対のポ ンチを備えた粉状材料から部品を締め固める装置が提供される。 本発明の別の実施態様においては、アンダーカットを有する部品を、粉状材料 から締め固める装置であって、下部ダイに対して相対移動可能な上部ダイと、前 記上部ダイに付随し、その間で相対移動可能な少なくとも１つの上部ポンチと、 前記下部ダイに付随し、その間で相対移動可能な少なくとも１つの下部ポンチと を備え、前記下部ポンチが、前記下部ダイを備え、前記ダイが開放位置にあると きに、前記粉状材料で充填するための下部キャビティを画定し、前記上部ダイが 、閉鎖位置において、前記上部ポンチ、前記上部ダイおよび前記下部ダイの前記 下部ポンチに対する相対的移動のために、前記下部ダイと接触し、前記粉状材料 を 前記上部ダイに移送し、前記上部ポンチと前記上部ダイとの間の前記下部ダイに 対する位相ずれ運動を起こすのに適しており、それによって、閉鎖位置において 、前記粉状材料が、前記ダイを備えた前記上部および下部ポンチの間で締め固め られ、アンダーカットを有する部品が生成され、前記ダイが、締め固められた前 記部品を取り出す取り出し位置に移動可能である装置が提供される。 本発明の他の実施態様においては、上部および下部ラムを有するプレス内で、 アンダーカットを有する部品を、粉状材料から締め固める装置であって、開放、 閉鎖および取り出し位置の間で、下部ダイに対して線形に移動可能な上方ダイと 、前記ダイの間での相対移動のための構造と、前記上部ダイに付随し、その間で 相対移動可能な少なくとも１つの上部ポンチと、前記上部ダイおよび前記上部ポ ンチの間での相対移動のための構造と、前記下部ダイに付随し、その間で相対移 動可能な少なくとも１つの下部ポンチと、前記下部ダイに対する前記下部ポンチ の間での相対移動のための構造とを備え、前記下部ポンチが、前記下部ダイを備 え、前記ダイが開放位置にあるときに、前記粉状材料で充填するための下部キャ ビティを画定し、前記上部ダイが、閉鎖位置において、前記上部ポンチ、前記上 部ダイおよび前記下部ダイの前記下部ポンチに対する相対的移動のために、前記 下部ダイと接触し、前記粉状材料を前記上部ダイに移送し、前記上部ポンチと前 記上部ダイとの間の前記下部ダイに対する位相ずれ運動を起こすのに適しており 、それによって、閉鎖位置において、前記粉状材料が、前記ダイを備えた前記上 部および下部ポンチの間で締め固められ、アンダーカットを有する部品が生成さ れ、前記ダイが、締め固められた前記部品を取り出す取り出し位置に移動可能で ある装置が提供される。 本発明のさらに他の実施態様においては、上部ダイ、下部ダイ、前記上部ダイ に付随した少なくとも１つの上部ポンチおよび前記下部ダイに付随した少なくと も１つの下部ポンチを備えたプレスを用いて、粉状材料から、アンダーカットを 有する締め固められた部品を製造する方法であって、開放位置において、前記上 部ダイを、前記下部ダイと離間した関係で位置させ、それによって、前記上部ポ ンチにより、前記上部ダイを備えた上部キャビティを画定させ、前記下部ポンチ を、下部ダイに対して、最も下方の位置に位置させて、前記ダイが開放位置にあ るときに、粉状材料で充填される下部キャビティを画定させ、前記上部ダイを、 前記下部ダイに対して、移動させて、前記下部ダイと接触させ、前記キャビティ をシールし、前記上部ポンチ、前記上部ダイおよび前記下部ダイを、前記下部ポ ンチに対して、移動させて、前記粉状材料を前記上部キャビティに移送し、前記 下部ダイに対して、前記上部ポンチと前記上部ダイの位相をずらし、前記閉鎖位 置において、前記ダイ内の前記上部および下部ポンチの間で、前記粉状材料を締 め固め、アンダーカットを有する締め固められた部品を生成し、前記ダイを取り 出し位置に移動させて、前記締め固められた部品を取り出すことを特徴とする方 法が提供される。 図面の簡単な説明 本発明のこれらのおよび他の特徴は、以下の図面を参照して、説明される。 第１図は、カムなどの位相がずらされた部品の上面図である。 第２図は、第１図の側面図である。 第３図は、横方向に位相がずらされた部品の上面図である。 第４図は、装置の代表的な図面であり、上部および下部ダイならびに上部およ び下部ポンチを示している。 第５図は、本発明の別の実施態様の概略図である。 第６図は、プレスの正面図である。 発明の説明 本発明において、同様の部分には、同様の参照番号が付されている。 装置１７は、アンダーカットを有する粉状材料から部品をプレス３０内で締め 固めるために用いられる。プレス３０は、当業者にとっては周知であり、上部ラ ム３２、下部ラム３４およびプレス３０のフレームに対して固定されたプレステ ーブル３６を備えている。 第１図および第２図は、同じ形であるが、互いに角度（a）だけ位相のずれた ２つのレベル２４、２６によって特徴づけられたカム２２の上面図および側面図 である。より詳細には、第１図および第２図に示されたカムセット２２は、締め 固 め方向にアンダーカット２８を有している。カムセット２２は第１図および第２ 図に図示されているが、ここに説明される本発明は、位相がずれているか、ある いは、締め固め方向にアンダーカットを有しているギヤセットあるいはその他の 部品を製造するために、利用することができる。 第３図は、横方向に位相がずれた他の部品を示している。 第４図は、頂部あるいは上部ダイ１、少なくとも１つの頂部あるいは下部ポン チ２、底部あるいは下部ダイ３および少なくとも１つの１つの底部あるいは下部 ポンチ４を備えた装置１７を示している。 上部ダイ１は、駆動システム６を備えており、駆動システム６は、プレス３０ の上部ラム３２に取付けられた一対の油圧シリンダを備えることができる。した がって、上部ダイ１は、駆動システム６により、上部ラムに対して、移動可能で ある。上部ポンチ２は、後に詳述するような方法で、上部ラム３２に取付けられ ており、他方、下部ダイ３は、プレス３０の下部ラム３４に取付けられている。 上部ポンチ２は、上部ダイ１に付随している。とくに、上部ダイ１は、その間 で、相対的に摺動可能に、上部ポンチ２を受け入れる穴８を有している。 下部ポンチ４は、下部ダイ３と相対的に線形に摺動可能に取付けられている。 とくに、下部ダイ３は、その間で、相対的に摺動可能に、ポンチ４を受け入れる 穴９を有している。 上部ダイ１および下部ダイ３は、第４ａ図に示される開放位置と第４ｂ図に示 される閉鎖位置の間で、相対的に線形運動が可能に構成されている。開放位置に おいては、供給ボックス（図示せず）は、キャビティ７上を動く。キャビティ７ は、下部ポンチ４が下部ダイ３に対して、最も下方の位置にあるときに、下部ダ イ３および下部ポンチ４の間の空間によって画定される。下部ポンチ４は、部品 １３の締め固めのために、十分な粉を収容可能なように、十分下方に、あるいは 、その最も下方位置に移動される。 キャビティ７の充填後、上部ラム３２は、第４ｂ図に示されるように、キャビ ティ７をシールするために、上部ダイ１が下部ダイ３に接触するまで、下降され る。第４ｂ図に示されるように、上部ラムは、下降を続け、上部ダイおよび上部 ポンチを動かす。同時に、下部ラムは、下部ダイを下降させ、下部キャビティ７ から、上部ダイ１内の上部キャビティ１４に、粉１２を移す。換言すれば、上部 ポンチ、上部ダイおよび下部ダイは、下部ポンチに対して、移動する。粉状金属 の上部キャビティ内への移動は、位相をずらす前に生じ、粉状金属が流れて、予 圧縮が生ずる上での障害となることはない。上部キャビティ１４は上部ダイ１お よび上部ポンチ２によって画定されている。 第４図では、下部ポンチ４は静止しているが、下部ポンチ４が移動して、粉状 材料を上部キャビティ１４に移すようにしてもよい。 その後、上部ポンチおよび上部ダイは、第４ｃ図に示されるように、下部ダイ に対して、位相がずらされ、アンダーカット１５を有する部品１３が生成される 。とくに、ダイ１および３を相対的に回転させることにより、あるいは、これら のダイを横方向に変位させることにより、位相をずらすことができる。第１図お よび第２図に示されるカムセットのような位相がずれた部品を製造するためには 、回転がとくに有利である。さらに、上部ダイは、第１図に示される角度に対応 するように、同じ角度だけ、下部ダイに対して、回転される。 位相をずらすための回転は、たとえば、ギヤ６２に係合するように駆動され、 シリンダ本体６４を軸６６まわりに回転させるウォームギヤ６０を用いるなどの 種々の手段によって実行することができる。シリンダ本体６４は、ラム３２およ び上部ポンチ２に取付けられ、上部ダイ１はこの本体６４に取付けられている。 横方向に位相をずらすことは、上部ポンチおよび上部ダイを、下部ダイに対し て横方向に動かすように、駆動される油圧シリンダを利用するなどの種々の手段 によって実行することができる。 締め固め工程は、第４ｄ図に示されており、これは、上部ラム３２、２つのダ イ１および３ならびに上部ポンチを所望の速度関係で動かすことによってなされ る。締め固めの後、第４ｃ図に示される取り出し位置で、上部ダイ１を上方に引 き上げ、下部ダイ３を下方に引き下げることにより、部品が取り出される。締め 固めは、位相ずらしの後に生じる。 第４図に図示された実施態様は、アンダーカットを有する単一レベルの部品の 締め固めを示すものである。本発明は、これに限定されることなく、必要な上部 および下部ポンチをさらに用いることにより、アンダーカットを有する複レベル の部品のために使用することができる。たとえば、第５図は、複数のレベルを有 する部品を複数のポンチを用いて、製造する装置を示している。番号５１は、ポ ンチおよび各ダイ内の歯形のピッチ径を示している。 所望の精度、速度およびタイミングで、１サイクルの間のすべての必要な動き をおこなわせるために、閉ループ制御を備えた油圧プレスが好ましく使用される が、本発明はこれに限定されるものではない。 図面は、締め固めの後に、下部ダイを引き抜いて、部品を取り出す引き抜き原 理を示している。しかしながら、ここに記述された本発明は、下部ダイがプレス に対して静止し、すべてのポンチが下部ラム（２以上の下部ポンチがある場合に は、下部ポンチの間で相対運動を生じさせる駆動手段を含む）に取付けられ、締 め固めの後に、部品を取り出すために、下部ラムにより、下部ポンチが、下部ダ イを通って、さらに動かされる逆プレスにもまた、適用可能である。 図面を参照して、操作、使用方法とともに、好ましい実施態様につき、とくに 説明を加えたが、当業者であれば、請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱 することなく、好ましい実施態様における変更をなし得ることに留意すべきであ る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マー フランク カナダ オンタリオ エル５ジェイ １ケ イ７ ミシソーガ ロイヤル ウィンザー ドライヴ 2430 (72)発明者 ウィルソン アレン カナダ オンタリオ エル５ジェイ １ケ イ７ ミシソーガ ロイヤル ウィンザー ドライヴ 2430 (72)発明者 バックリー ゴールダー キース カナダ オンタリオ エル５ジェイ １ケ イ７ ミシソーガ ロイヤル ウィンザー ドライヴ 2430 (72)発明者 ラウンド ロバート カナダ オンタリオ エル５ジェイ １ケ イ７ ミシソーガ ロイヤル ウィンザー ドライヴ 2430

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．アンダーカットを有する部品を、粉状材料から締め固める装置で、相対的に 線形移動可能で、次いで位相がずらされる一対のダイと、線形変位可能な一対の 付随したポンチを備えた装置。 ２．前記ダイが、前記一対のダイを相対的に回転運動させることにより、位相が ずらされることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．前記ダイが、前記一対のダイを相対的に横方向に変位させることにより、位 相がずらされることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ４．アンダーカットを有する部品を、粉状材料から締め固める装置であって、 （a）下部ダイに対して相対移動可能な上部ダイと、 （b）前記上部ダイに付随し、その間で相対移動可能な少なくとも１つの上部 ポンチと、 （c）前記下部ダイに付随し、その間で相対移動可能な少なくとも１つの下部 ポンチとを備え、 （d）前記下部ポンチが、前記下部ダイを備え、前記ダイが開放位置にあると きに、前記粉状材料で充填するための下部キャビティを画定し、 （e）前記上部ダイが、 （i）閉鎖位置において、前記上部ポンチ、前記上部ダイおよび前記下部ダ イの前記下部ポンチに対する相対的移動のために、前記下部ダイと接触し、前記 粉状材料を前記上部ダイに移送し、 （ii）前記上部ポンチと前記上部ダイとの間の前記下部ダイに対する位相ず れ運動を起こすのに適しており、 （f）それによって、閉鎖位置において、前記粉状材料が、前記ダイを備えた 前記上部および下部ポンチの間で締め固められ、アンダーカットを有する部品が 生成され、 （g）前記ダイが、締め固められた前記部品を取り出す取り出し位置に移動可 能である装置。 ５．前記ダイが、前記上部ポンチおよび上部ダイを、前記下部ダイに対して、回 転移動させることにより、位相がずらされることを特徴とする請求の範囲第４項 に記載の装置。 ６．前記ダイが、前記一対のダイを相対的に横方向に変位させることにより、位 相がずらされることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。 ７．前記下部ポンチが静止しており、前記上部および下部ダイならびに前記上部 ポンチが前記下部ポンチに向かって移動し、前記粉状材料を前記上部ダイに向け て移送することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。 ８．前記下部ポンチが前記上部ダイに向かって移動し、前記粉状材料を前記上部 ダイに向けて移送することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。 ９．前記上部ダイおよび前記上部ポンチが、閉鎖位置における前記上部ダイ、前 記上部ポンチおよび前記下部ダイの前記下部ポンチに対する移動により、前記下 部キャビティから移送された粉状材料を受け入れる上部キャビティを画定するこ とを特徴とする請求の範囲第７項または第８項に記載の装置。 10．前記出力ダイが、その間の相対的な線形移動のために前記上部ポンチを摺動 可能に受け入れる開口部を有していることを特徴とする請求の範囲第９項に記載 の装置。 11．前記下部ダイが、その間の相対的な線形移動のために前記下部ポンチを摺動 可能に受け入れる開口部を有していることを特徴とする請求の範囲第１０項に記 載の装置。 12．上部および下部ラムを有するプレス内で、アンダーカットを有する部品を、 粉状材料から締め固める装置であって、 （a）開放、閉鎖および取り出し位置の間で、下部ダイに対して線形に移動可 能な上方ダイと、 （b）前記ダイの間での相対移動のための手段と、 （c）前記上部ダイに付随し、その間で相対移動可能な少なくとも１つの上部 ポンチと、 （d）前記上部ダイおよび前記上部ポンチの間での相対移動のための手段と、 （e）前記下部ダイに付随し、その間で相対移動可能な少なくとも１つの下部 ポンチと、 （f）前記下部ダイに対する前記下部ポンチの間での相対移動のための手段と を備え、 （g）前記下部ポンチが、前記下部ダイを備え、前記ダイが開放位置にあると きに、前記粉状材料で充填するための下部キャビティを画定し、 （h）前記上部ダイが、 （i）閉鎖位置において、前記上部ポンチ、前記上部ダイおよび前記下部ダ イの前記下部ポンチに対する相対的移動のために、前記下部ダイと接触し、前記 粉状材料を前記上部ダイに移送し、 （ii）前記上部ポンチと前記上部ダイとの間の前記下部ダイに対する位相ず れ運動を起こすのに適しており、 （i）それによって、閉鎖位置において、前記粉状材料が、前記ダイを備えた 前記上部および下部ポンチの間で締め固められ、アンダーカットを有する部品が 生成され、 （j）前記ダイが、締め固められた前記部品を取り出す取り出し位置に移動可 能である装置。 13．前記上部ダイおよび前記上部ポンチが、前記上部ダイおよび前記上部ポンチ が、閉鎖位置における前記上部ダイ、前記上部ポンチおよび前記下部ダイの前記 下部ポンチに対する移動により、前記下部キャビティから移送された粉状材料を 受け入れる上部キャビティを画定することを特徴とする請求の範囲第１２項に記 載の装置。 14．上部ダイ、下部ダイ、前記上部ダイに付随した少なくとも１つの上部ポンチ および前記下部ダイに付随した少なくとも１つの下部ポンチを備えたプレスを用 いて、粉状材料から、アンダーカットを有する締め固められた部品を製造する方 法であって、 （a）開放位置において、前記上部ダイを、前記下部ダイと離間した関係で位 置させ、それによって、 （i）前記上部ポンチにより、前記上部ダイを備えた上部キャビティを画定 させ、 （ii）前記下部ポンチを、下部ダイに対して、最も下方の位置に位置させて 、 前記ダイが開放位置にあるときに、粉状材料で充填される下部キャビティを画定 させ、 （b）前記上部ダイを、前記下部ダイに対して、移動させて、前記下部ダイと 接触させ、前記キャビティをシールし、 （c）前記上部ポンチ、前記上部ダイおよび前記下部ダイを、前記下部ポンチ に対して、移動させて、前記粉状材料を前記上部キャビティに移送し、 （d）前記下部ダイに対して、前記上部ポンチと前記上部ダイの位相をずらし 、 （e）前記閉鎖位置において、前記ダイ内の前記上部および下部ポンチの間で 、前記粉状材料を締め固め、アンダーカットを有する締め固められた部品を生成 し、 （f）前記ダイを取り出し位置に移動させて、前記締め固められた部品を取り 出すことを特徴とする方法。 15．前記下部ダイが、複数の下部ポンチを有し、各下部ポンチが、異なったレベ ルの平面に沿って、前記下部キャビティ内の前記粉状材料と接触する端部を有す ることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の方法。 16．前記上部ダイが、複数の上部ポンチを有し、各上部ポンチが、異なったレベ ルの平面に沿って、前記上部キャビティ内の前記粉状材料と接触する端部を有す ることを特徴とする請求の範囲第１４項または第１５項に記載の方法。 17．前記上部および下部ダイが、前記開放および閉鎖位置の間で、線形に移動す ることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の方法。 18．前記上部ポンチが、前記上部ダイを線形に移動させることを特徴とする請求 の範囲第１８項に記載の方法。 19．前記下部ポンチが、前記下部ダイを線形に移動させることを特徴とする請求 の範囲第１９項に記載の方法。