JPS5824481B2 - ソザイノタメノ モ−ルドオジユンカツスルソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、素材（ブランク）のためのモールドの内壁を
潤滑する装置に関する。

粉末材料をコンパクテイングする技術は一般に少なくと
も１つのプランジャと、１つのモールド即ちダイスと、
コンパクテイングされるべき材料をモールド内へ注入す
る装置（普通、装填シューと呼ばれる）とを備えた適当
なプレス機を使用する。

装填シューによりモールド内へ注入された粉末をプラン
ジャを用いて圧縮することにより、コンパクトされた部
品即ちコンパクトされた素材が得られ、このような素材
はその後焼結操作を受けるもので、技術的には「グリー
ン」成形物と呼ば些る。

粉末のコンパクテイングを行なう諸段階中、摩擦抵抗が
生じ、この摩擦抵抗はプランジャにより加えられる負荷
の一部を浪費させてしまう。

これらの摩擦抵抗は次のものから成る。

（イ） プランジャとモールドとの間の摩擦（ロ）粉末
の粒子間の摩擦 （ハ）粉末とモールド壁との間の摩擦 粉末の粒子間に生じる摩擦抵抗は冷間マイクロウェルド
（ｍｉｃｒｏｗｅｌｄ）を生起させ従って素材に大なる
強じん性を与えるが、プランジャとモールド内壁との間
の摩擦抵抗及び粉末とモールド壁との間の摩擦抵抗は、
プランジャにより加えられる負荷の一部を浪費させてし
まうだけで、結局粉末に加えられる有用な負荷を減少さ
せてしまう。

上述の如き負荷損失を減少させる方法は、粉末と潤滑剤
（一般に粉末状のステアリン酸亜鉛）とを予め混合する
ことである。

即ち、モールドは、コンパクテイングされるべき粉末と
潤滑剤粉末との適当な割合の混合物で満たされる。

この種の潤滑には多くの欠点がある。

コンパクテイングされた部品内での潤滑剤の存在は粉末
粒子間の摩擦抵抗のために冷間マイクロモールドの形成
を阻止し、それによって「グリーン」成形物の強じん性
を弱めてしまう。

また、焼結成形期間中、「グリーン」成形物中からステ
アリン酸亜鉛を部分的に取除く予備的な操作を行なわね
ばならぬので、装置のコスト高及び時間損失を招いてし
まう。

例えば電気力学的なユニットにより、７ｋｇ／／ｄｉ以
上の高密度を有するコンパクテイングされた部品を得る
ために、粉末材料をコンパクテイングしで焼結用部品（
素材）を得る方法も既知である。

しかし、コンパクテイングされるべき材料中に混合され
た潤滑剤粉末の存在が、コンパクテイングされた部品に
該高密度を与えるのを阻止する。

実際には、コンパクテイングされた部品内での潤滑剤の
存在が金属塊内に中断点を生じさせ、これらの中断点は
金属塊に対しての潤滑剤の一部分の取；除き中、コンパ
クテイング期間中に得られうる密度に偏よりを与えてし
まう。

潤滑剤粉末は、同じ体積に対して、金属粉末の’／１０
の大きさの比重しか有さす、それ故これらの混合物か
ら得られる理論上の密度は、金属粉末中に潤滑剤粉末が
存在しない場合の密度より小さい。

別の方法として、プランジャとモールドとの間の摩擦抵
抗及び金属粉末とモールドとの間の摩擦抵抗を減少させ
るためにモールドの内壁のみを潤滑する方法も既知であ
る。

この既知の方法はで般に、コンパクテイングされるべき
粉末材料をモールド内に装填する前に、モールド自体の
内壁へ潤滑剤を噴霧することによりモールド内壁に潤滑
剤の薄膜を付着させるものである。

この方法は、潤滑剤とコンパクテイングされるべき材料
との混合により潤滑を行なう前述の既知の方法に由来す
る諸問題点を解決できるが、特に簡単な形状のモールド
キャビティを有するモールドにしか使用できないという
点で、応用範囲に限界がある。

また、いずれの場合にも、噴霧された潤滑剤はモールド
内壁に一様に付着しないという欠点もある。

モールド壁のみを潤滑するこの方法はモールド壁への潤
滑剤の良好な付着やモールド壁での潤滑剤の一様な分配
を保証しないので、この潤滑方法を用いてのコンパクテ
イング操作には害が生じてしまう。

本発明に従えば、素材のためのモールドを潤滑するため
の装置が提供され１、この装置においては潤滑剤はモー
ルドの内部へ射出されるようになっており、この装置は
、潤滑剤を電気的に充電する（帯電させる）ように作動
する手段と、潤滑剤を吸引してモールド内壁上に付着さ
せるような電位をモールドに維持させるように作動する
手段とから成る。

既知の種々の装置に比べて、本発明に係る装面は、モー
ルドキャビティの形状が複雑で普通の噴霧方法では潤滑
剤の薄膜を施せないような区域を有しているモールドの
場合でさえも、モールド内壁への潤滑剤の薄膜の一様な
分布を保証すると共に、モールド壁への潤滑剤の良好な
る付着を保証し、それ故高速作動型プレス機でのコンパ
クテイング操作を許容できる。

本発明の好適な一実施例に従えば、潤滑装置（第１図）
は、貯蔵器１０を含み、この貯蔵器においては、潤滑剤
はパイプ３８を介して貯蔵器３７から来る乾燥空気と混
合され、そしてこの貯蔵器１０は潤滑剤を乾燥させ、空
気と潤滑剤との混合物を作る。

この混合物は可撓性パイプ１を通してコロナ充電器４０
へ送られ、このコロナ充電器は一端子を接地された直流
電源６０により附勢される型式のもので、潤滑剤粒子を
電気的に充電する（帯電させる）。

次いで混合物は可撓性パイプ２を介して分配器６５へ導
入される。

分配器６５は粉末材料用の供給ダクトの側においてプレ
ス機の装填シュー１００に装着されている。

分配器は２つの位置をとりうる針弁を具備する。

第１の位置においては、針弁は空気と潤滑剤との混合物
を分配器中を通過させ、可撓管３を介して混合物を再循
環ブロワ−９０へ到達させる。

ブロワ−９０は可撓性パイプ４を介して混合物を貯蔵器
１０へ再び導入する。

第２の位置においては、針弁はノズルを介して混合物を
モールド内へ噴霧させる。

モールドは電気的に接地されており、かくして帯電され
た潤滑剤粒子はモールド壁に一様に付着するようになる
。

第２図は、どのようにして分配器６５が装填シュー１０
０上でオフセットしているかを示す。

装填シュー１００はプレス機の構体１０５に固着された
ピボット２００に装着されかつモールド担持表面１５７
及びモールド１５１を吊架している。

分配器６５はコンパクテイングされるべき材料を送るダ
クトを含む端部分１０１の側部においてオフセットして
いる。

各コンパクテイングサイクルの開始時に、装填シュー１
００は、後述するレバー及びカムのシステムにより、第
２図に示す非作動位置からピボット２００のまわりで回
転せしめられ、このシューは、モールドの内壁の潤滑を
行なうようにモールドの装填開口１４９をまず分配器６
５に重ねさせ次いで粉末の充填を行なうために装填開口
１４９を終端部分１０１に重ねさせるような位置へ運ば
れる。

第３図は、高密度で粉末材料をコンパクテイングするた
めの高速作動プレス機の中央断面図で、装填シューを運
動させる送り機構を示す。

プレス機１５０は２つの半型１５Ｌ１５２かも成るモー
ルドを含みそして異なった断面形状の２つの実質的に角
柱状の部分１５３，１５４にて構成された部品をコンパ
クテイングするようになっている。

部分１５３は構造体１２２に固着されたコイル１３４を
備えた該構造体１２２に担持されたプランジャ１２１と
、プランジャ１２１を固着した板１３６に連結された導
電性材料の板１３５とによりコンパクテイングされる。

部分１５４は前述の構造体１２２と同様な構造体１７０
に担持されたプランジャ１６９によりコンパクテイング
される。

コイル１３４はコンデンサのバッテリーに接続されてい
る。

モールドの半型１５２はプレス機の固定フレームのさい
頭円すい状部分１５６に固着されている。

モールド半型１５１はフレーム１０５上で垂直方向に滑
動できる板１５７に担持されている。

第３図において、装填シュー１００は作動位置にあり、
しかも粉末をモールド内に注入している段階の状態で示
されている。

装填シュー１００はブツシュ２０１．２０２を介して構
造体（フレーム）１０５に装着されたピボット２００上
に装着されている。

ピボット２００は、このピボットの自軸に関して９００
０角度をなして位置しかつピン２１１によりレバー２０
８に固着されたアーム２０７と、ピン２０６を介して、
共働する突起２０５を有する。

レバー２０８はスピンド＞２０９に枢着されておりしか
もバネ２１０の作用によりローラ２１３を介して、シャ
フト１３３に枢着されたカム２１２と共働するようにな
っている。

サイクルの開始時に、モールド半型１５１゜１５２は一
緒に結合され、装填シュー１００がカム２１２及びレバ
ー２０８により回転せしめられる。

カム２１２は平坦な部分２１２ｄにより連結された２つ
の段部２１２ａ、２１２ｂを有する。

カム２１２０回転期間中、ローラ２１３が第１段部と遭
遇する。

このため、モールドの内壁の潤滑を行なうべく分配器６
５（第２図）を装填開口１４９（第２図）に対応させる
ようにＬ７り−２０８が移動せしめられる。

次いで、ローラ２１３がカムの第２段部と遭望して、今
度は、粉末の充填を行なうべく装填シコー１００の終端
部分１０１を装填開口に対応さ七るように、レバー２０
８を移動させる。

次いで、ローラはくぼみ部２１２ｃに遭遇し、もって装
置シューを非作動位置（第２図）に復帰させる。

次いでコンパクテイングサイクルが始まる。

レバー１２８ 、１７３を介してカム１３２，１７７が
２つの構造体１２２ 、１７０を反対方向に移顧させ、
もってプランジャ１２１，１６９により粁末の予備的な
コンパクテイングを行なう。

そののち、カム１３２，１７７の２つのくぼみ１４４．
１１０がバネ１３Ｌ１７６を介して構造体１７０，１２
２をモールド半型１５Ｌ１５２から所定の距離だけ離れ
させる。

予備的なコンパクテイングのため、部品はこのときまで
に充分な凝集力を有し、その結果、下方のプランジャが
離れても部品自体に損傷を与えない。

ここで、コンデンサの放電が行なわれ、その電流はそれ
自体既知の方法で２つのコイル１３４に実質上同時に送
られる。

コイル１３４はこのとき板１３６を反対方向に迅速に運
動させ、その結果２つのプランジャ１２１，１６９は両
側から部品に作用することにより部品を完全なコンパク
テイングを行なう。

ここでカム１３２がバネ１３１を介して構造体１２２を
上方へ戻し、この構造体の運動をプランジャ１２１が追
従する。

一方、カム１６８は、レバー１６４、板１５９及び柱１
５８を介して、モールド半型１５１と一緒に板１５７を
上方に動かす。

レバー１７３により、このときカム１７７が下方のプラ
ンジャ１６９、スリーブ１８３及び板１８１と一緒に構
造体１７０を更に上方へ移動させ、その結果成形された
部品は２つのモールド半型１５Ｌ１５２間のスペース内
へ運ばれそしてプレス機から排出されうる。

カム１６８，１７７がこのとき上方のモールド半型１５
１を下方のモールド半型１５２に接触させるように戻し
かつ下方のプランジャ１６９を非作動位置へ戻す。

貯蔵器１０（第４，５図）は、例えばＰＴＦＥの如き絶
縁材料から成る円筒状の容器１５を内部に支持している
剛直性の外側構造体１１により構成されている。

ＰＴＦＥでできた管１７がラグ１６により容器１５の内
部に吊架されている。

可撓性・のパイプ４は外側の構造体１１の孔１８及び容
器１５の孔１９を通して容器１５の内部に至り管１７の
近傍まで達している。

貯蔵器３７からの乾燥空気がパイプ３８を通して可撓性
のパイプ４（第１゜４図）内へ導入され、この乾燥空気
は、既知の手ン段により、例えば１，３気圧の如き、外
部の圧力より僅かに大きな圧力で、貯蔵器３７内に維持
される。

この圧力は既知の手段により変えられるようにしてもよ
い。

剛直な外側の構造体１１は可撓性のカンプリング２１と
共働するブラケット２０；を介して外側の構体（図示せ
ず）により支持される。

例えばステアリン酸亜鉛から成る潤滑剤粉末２２は、円
筒状の容器１５と管１７との間の中空スペース２５内に
位置しそして粉末材料の集団・（ｍａｓｓ）の天然の性
質に従ってパイプ４の付近に置かれる。

貯蔵器１０はカバー２６により頂部を密封的に閉じられ
ている。

事実、バンドル車２８がネジ付バブ２９によりクロスピ
ース３０内に螺入され、クロスピース３０は構造体１１
に固着された２つの直径的に対向するブラケット３２と
共働する。

バンドル車２８はバブの端部により外側の構造体１１及
び円筒状の容器１５に対してカバー２６を押付ける。

中空スペース２５内に位置した２つの漏斗３４はカバー
２６の孔３５を通してパイプ１に連結されている。

本装置の作動期間中、可撓性のパイプ４は管１７の近傍
に、再循環される空気潤滑式粉末と混合された乾燥空気
の混合物の噴射（ジェット）を導入する。

更に、前述したような中空スペース２５内に位置した潤
滑剤粉末が管１７の内部に引込まれる。

カバー２６は管１７から出てくる空気と粉末との混合物
を漏斗３４０口部３６の近傍に落下させるような内部形
状をしており、漏斗３４は次いで前述の混合物を吸引す
ることができる。

任意の型式の振動装置３９が貯蔵器１０を直径方向に連
続的に振動させ、もって粉末が中空スペース２５内で詰
まるのを阻止する。

空気と粉末との混合物は可撓性パイプ１を通してコロナ
充電器内へ導入される。

コロナ充電器４０（第６，７図）は内部キャビティを有
する例えばＰＴＦＥの如き絶縁材料製の外側フレーム４
２から成り、このキャビティ内には円形断面の２つの通
路４６．４７を具備した例えばＰＴＦＥの如き絶縁材料
製の容器４５が収容される。

容器４５内には、この容器４５と外側フレーム４２との
間に収容された導電性材料の通路４７．５２内に収容さ
れた中空シリンダ５１により構成されたエレクトロード
５０が配置されている。

フレーム４２は中空シリンダ５１の１方の開口を可撓性
のパイプ２に連結している中空の延長部４３を具備する
。

容器４５は中空シリンダ５１の他方の開口を可撓性のパ
イプ１に連結している中空の延長部４８を具備する。

シース５６により絶縁された導電体５５が通路４６内に
収容されておりしかもフランジ５２と接触している。

この導電体５５は、■方の端子を接地された例えば５０
ｋｖの適当な直流電源６０（第１図）により給電される
。

中空シリンダ５１の入口縁５７及び出口縁５８において
は、空気の強力なイオン化が生じる。

発生したイオンは空気内に浮遊している潤滑剤の粒子に
衝撃を与えてこれら潤滑剤粒子を帯電する。

帯電した潤滑剤粒子と空気との混合物は分配器６５に到
達する。

分配器６５（第８，９図）は針弁困から成り、この針弁
のステム６９はフランジ７０を介して円筒状本体７１と
一体化しており、この円筒状本体７１は電磁石７４のア
ーマチュアを構成しかつ電磁石７４の附勢時に右方（第
８図）へ移動せしめられるようになっている。

電磁石は内側の肩部７７を具備した円筒状構体７５内に
収容されている。

バネ７８がフランジ７０と肩部７７とを連結していてス
テム６９を左方へ偏倚している。

構体７５は外側ケーシング８０内に収容されている。

弁８１は、円筒状構体７５と外側ケーシング８０との間
に固着されたガスケット８３により電磁石に向って閉じ
られた円筒状の内側の室８２を有する。

内側の室８２は空気と潤滑剤粒子との混合物を放出する
ためのダクト８４と連通しておりしかも針弁が閉じた時
に可撓性のパイプ３を介、して混合物を再循環させるた
めのダクト８５とも連通している。

内側の室８２は、ケーシング８０に設けた内側グループ
８６を介して別のダクト８７に連通しており、このダク
ト８７は、針弁が開いた時に空気と潤滑剤粒子との混合
物を射出するようになった２つのノズル８８を提供する
。

事実、乾燥空気と潤滑剤との混合物は大気圧より高い圧
力で回路内に維持される。

不使用の空気と潤滑剤との混合物は遠心力型の再循環ブ
ロワ−９０によりダクト８５及び可撓性パイプ３（第１
図）とを介し；て吸引され、このブロワ−は可撓性パイ
プ４を介して貯蔵器１０へ混合物へ戻し、もって新たな
サイクルにおいてそれを再使用させる。

ブロワ−の圧力は例えば０．０３気圧である。

潤滑剤粉末の混合物は常に循環状態を維持される。

ブロワ−の圧；力は既知の手段により変えられうる。

それ故、空気と潤滑剤との混合物がパイプを目詰まりさ
せない範囲内において空気と潤滑剤との混合物の循環速
度を変えることができる。

電磁石７４は、近接センサ９５によって附勢さ［れる発
電機９６から通じているライン９７を介して方形波によ
って附勢される。

近接センサ９５はシャフト１３３に固着されたレバー２
１４の端部２１５によって描かれる円周線２０６に対向
して位置しておりしかも端部２１５とこのセンサとの間
の距離が最小になったときトリガされる。

シャフトのレバー２１４の位置はカム２１２の位置と同
期しており、その結果端２１５がセンサ９５から最小距
離の位置に位置した時ローラ２１３・は平坦部分２１２
ｄの始点に位置する。

即ちこの時点は分離器が装填シューによりモールドの装
填開口１４９の上方に位置された瞬間である。

近接センサ９５は発電機９６から方形波を発させる。

方形波の波長は弁の開放時間を特徴ずける。

従って方形波の振幅を調整することにより射出される潤
滑剤の量を変えることができる。

射出される潤滑剤の量はまた貯蔵器３７（第１図）内の
乾燥空気の圧力を変えることにより調整されうる。

このようにして、使用されるコンパクテイング用モール
ドの形状及び寸法に従って射出される潤滑剤の量を調整
することが可能である。

電磁石７４が去勢されている限り、バネ７８により偏倚
されているステム６９がダクト８７従ってノズル８８へ
連通しうるタソト８４から空気と潤滑剤の混合物が出る
のを阻止する。

ダクト８４から出る混合物はダクト８５及び可撓性パイ
プ３を介して吸入器９０へ戻され再循環のために蘇生さ
れる。

分配器６５がモールドの装填開口の上方に位置したとき
、電磁石７４に方形波が送られ、円筒状本体７１が右方
へ吸引され、かくしてダクト８４がダクト８７と連通す
る。

空気と潤滑剤の混合物がノズル８８を介してモールド内
部に射出されうる。

例えば確実に帯電した潤滑剤の粒子が例えば電気的に接
地されたモールドに吸引され、それ故モールドの形状の
いかんを問わずモールド内壁を均一な薄膜で覆う。

本発明を具体化した装置においては、空気と潤滑剤との
混合物は連続的に循環せしめられ、もって必要な場合に
ノズルへの適正な混合物の供給を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を具体化した素材のだめのモールドを
潤滑する装置の線図。 第２図は、分配器がコンパクテイング用プレス機の装填
シューに装着されている本装置の詳細部分斜視図。 第３図は、装填シューとその制御装置とを備えた高速作
動型プレス機の断面図。 第４図は、第１図の装置の一部を構成する貯蔵器につい
ての、互に直交する２つの平面における軸方向断面図。 第５図は、第４図の貯蔵器の部分横断面図。 第６図は、第１図の装置のコロナ充電器の軸方向断面図
。 第７図は、第６図の■−■線における断面図。 第８図は、第１図の装置の潤滑剤分配器の軸方向断面図
。 第９図は、第８図のＩＸ−ＩＸ線における断面図である
。 ２．３：可撓性パイプ、１０：貯蔵器、４０：コロナ充
電器、６５：分配器、６８二針弁、８８：ノズル、９０
ニブロワー、９５：近接センサ、９６：発電機、１０〇
二装填シユー、１０１：供給ダクト、１３３ニシヤフト
、１５１，１５２：モールド、２１２：カム、２１４ニ
レバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 潤滑剤をモールドの内部に射出するような、素材の
   ためのモールドを潤滑する装置において、潤滑剤を電気
   的に帯電させるためのコロナ充電器４０に連結された、
   潤滑剤と乾燥した空気とを混合するための貯蔵器１０と
   、弁６８を具備しかつ前記コロナ充電機に連結された分
   配器６５と、前記分配器と前記貯蔵器との間に位置する
   、潤滑剤を循環させたり射出したりする循環用プロワ−
   ９０とから成り、前記の乾燥空気と潤滑剤との混合物が
   前記弁の非作動時には前記循環用プロワ−により連続的
   に循環するようになされており、そして該混合物が該弁
   の作動時には前記モールド１５１゜１５２内に射出され
   るようになっており、該モールド１５１，１５２が射出
   された潤滑剤を該モールドの内壁に付着させる該潤滑剤
   を吸引するような電位で維持されていることを特徴とす
   る、モールド潤滑装置。 ２ モールド装填シューを有するコンパクテイング用プ
   レス機に用いる特許請求の範囲第１項に記載のモールド
   潤滑装置において、前記分配器６５がノズル８８を具備
   しておりかつ可撓性のパイプ２．３を介して前記コロナ
   充電器４０及び循環用プロワ−９０に連結されており、
   該分配器がコンパクテイング用粉末のための供給ダクト
   １０１の側部において前記装填シュー１００に装着され
   ており、該装填シューは、各コンパクテイングサイクル
   において、カム２１２とカム従輪とにより振動せしめら
   れるようになっており、該カムは平坦な部分により連結
   された第１及び第２の２つの段部２１２ａ、２１２ｂを
   具備し、該第１の段部がモールドの装填開口内での該ノ
   ズル８８の位置決めを行ない、該第２の段部が該モール
   ドの装填開口内での前記コンパクテイング用粉末のため
   の供給ダクト１０１の位置決めを行なうようになってい
   ることを特徴とする、モールド潤滑装置。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載のモールド潤滑装置に
   おいて、前記弁が、前記カム２１２と一体的に回転でき
   かつ前記分配器のノズル８８がモールドの装填開口内で
   位置決めされた時に前記弁部を開くように該カムの平面
   に平行な平面内に位置している素子２１４によりトリガ
   される近接センサ９５によって所定の波長の方形波を発
   することのできる発電機９６により附勢される電磁石に
   よって作動せしめられるようになっていることを特徴と
   する、モールド潤滑装置。 ４ 高密度の焼結用部品のための粉末材料をコンパクテ
   イングするプレス機のモールドのための特許請求の範囲
   第１項に記載のモールド潤滑装置であって、予備のコン
   パクテイングの行うためにシャフトにより作動されるよ
   うになった少なくとも１つのプランジャと高密度のコン
   パクテイングのための電気力学的なユニットとから成る
   モールド潤滑装置において、 前記空気と潤滑剤との混合物が前記シャフト１３３に担
   持された素子の制御の下に射出されるようになっている
   ことを特徴とする、モールド潤滑装置。