WO2004007184A1

WO2004007184A1 - 粉末成形方法および粉末成形装置

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Publication number: WO2004007184A1
Application number: PCT/JP2002/007537
Authority: WO
Inventors: Katsuhiko Yano; Katsumi Sasagawa; Masaki Matsui; Masao Sasaki; Heiji Yamada; Masaru Kobayashi; Akihito Hanabusa; Hideo Sato
Original assignee: Mitsubishi Materials Corporation; Mitsubishi Materials Techo Corporation
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-01-22
Also published as: KR20050042773A; CN1649722A; US20060127268A1; BR0212507A; EP1541327A4; AU2002323943A1; AU2002323943A8; JP2004042126A; CN100522586C; EP1541327A1

Abstract

本発明は、原料粉末の加圧成形に際し、上下パンチの間隔を一定にして加圧成形を行い、一定の高さの圧粉体を得るためになされたものである。本発明の粉末成形方法では、キャビティ内に原料粉末を充てんする充てん工程後、このキャビティ内に充てんされた原料粉末を上パンチと下パンチとの間で加圧成形するパンチ駆動工程にて、上下パンチ間に形成されるキャビティの厚さを成形目標厚さよりも大きい状態となるまでいずれか一方のパンチを駆動する一次駆動工程と、上下パンチの間隔を測定しその値が成形目標厚さとなるまで制御しながらいずれか一方のパンチを駆動する二次駆動工程とを行う。

Description

明細書粉末成形方法および粉末成形装置発明の背景

1 . 発明の利用分野

本発明は、原料粉末を加圧成形する粉末成形方法および粉末成形装置に関する。

2 . 従来技術の記載

従来、キヤビティ内に充てんされた原料粉末を上パンチと下パンチとの間で加圧成形して圧粉体を形成するための成形装置として、上パンチの駆動をクランク等の機構により行う、いわゆる機械プレスがある。

この種の機械プレス（粉末成形装置） 1 1 0の例を図 8に示す。この機械プレス 1 1 0は、円筒圧粉体を成形するための装置で、圧粉体の下端面を成形する円筒状の下パンチ 1 1 5が固定されたフレーム 1 1 1に、圧粉体の外周面を成形するダイ 1 1 2、内周面を成形する円柱状のコアロッド 1 1 3、および上端面を成形する円筒状の上パンチ 1 1 4が、上下動可能に保持された構造を有している。なお、図 8は、上パンチ 1 1 4が所定の距離だけ下降して原料粉末を加圧すると、ダイ 1 1 2およびコア口ッド 1 1 3が上パンチ 1 1 4と一体に下降を始め、原料粉末の加圧成形が終了すると、上パンチ 1 1 4が上昇する一方、ダイ 1 1 2 およびコアロッド 1 1 3がさらに下降して圧粉体の抜き出しが行われる、いわゆるウイズドロアル法による機械プレス 1 1 0を示している。

上パンチ 1 1 4の上下動は、図 9に示すようなクランク機構 1 1 6により行われる。このクランク機構 1 1 6では、上パンチ 1 1 4が下死点まで下降したときに、上下パンチ 1 1 4 , 1 1 5の間隔が、得ようとする圧粉体の厚さとなるように設定されている。つまり、この機械プレス 1 1 0は、固定された下パンチ 1 1 5に対して、上パンチ 1 1 4の動きが機械的に規制されて所定位置にまで下降するので、一定の厚さの圧粉体が得られ易いという特長を有している。

しかしながら、各部材を保持するフレーム 1 1 1の伸び、撓み、原料粉末の充てん量のばらつき等のために、上パンチ 1 1 4が下死点まで下降しているにも拘わらず、上下パンチの間隔が所定値とならず、その結果、所定の厚さを有する圧粉体が得られず、圧粉体の厚さがばらつく場合がある。

本発明に上記の問題に鑑みてなされたもので、上下パンチの間隔を一定にして加圧成形を行い、一定の厚さを有する圧粉体を得ることを目的とする。発明の要約

上記課題を解決するために、本発明では、キヤビティ内に原料粉末を充てんする充てん工程後、このキヤビティ内に充てんされた原料粉末を上パンチと下パンチとの間で加圧成形するパンチ駆動工程を行う粉末成形方法において、パンチ駆動工程が、上下パンチ間に形成ざれるキヤビティの厚さが成形目標厚りも若干大きい状態となるまでいずれか一方のパンチを駆動する一次駆動工程と、上下パンチの間隔を測定し、その値が成形目標厚さとなるまで制御しながらいずれか一方のパンチを駆動する二次駆動工程とを有することを特徴としている。

あるいは、キヤビティ内の原料粉末を成形するパンチ駆動工程が、いずれか一方のパンチを駆動して上下パンチを接近させる一次駆動工程と、一次駆動工程によって上下パンチの間隔が成形目標厚さよりも大きい場合に、上下パンチの間隔が成形目標厚さとなるまで制御しながら、上下パンチの少なくともいずれかを駆動する二次駆動工程とを有することを特徴としている。

この粉末成形方法において、一次駆動工程では、上下パンチのうちいずれか一方のパンチを固定して他方のパンチを駆動し、二次駆動工程では、一次駆動工程で固定した一方のパンチを駆動して他方のパンチを固定することが可能である。あるいは、両工程で一方のパンチを駆動し、他方のパンチを固定することが可能である。

この方法によれば、上下パンチの間隔を測定しながら原料粉末を成形目標厚さとなるまで加圧成形するので、フレームの伸びゃ撓みが生じたとしても上下パンチ間が所定間隔となり、一定の厚さを有する圧粉体を得ることが可能となる。さらに、一次駆動工程において上下パンチの間隔を成形目標厚さよりも若干大きくなるように設定した場合には、必ず二次駆動工程において上下パンチの間隔を調整することになる。その結果、所望の厚さを有する圧粉体を確実に成形することができる。

また、一次駆動工程でキヤビティが成形目標厚さとなるように上下パンチの間隔を設定した場合には、一次駆動工程では装置の橈み等のために上下パンチの間隔が所望の値とならなかったとしても、二次駆動工程で上下パンチの間隔を小さくする調整を行うことができるの。その結果、圧粉体の厚さを確実に所定値以下とすることができる。

さらに、充てん工程にて、ダイ上面に摺動可能に配置され下面が開放されたシユーボックスをキヤビティ上に前進させる前進工程に次いで、キヤビティ上からシユーボックスを退避させる退避工程を行う構成とし、退避工程途中で、下パンチをダイに対して相対的に上昇させてキヤビティ内に充てんされた原料粉末の一部をダイ上に押し上げ、ダイ上に押し上げられた原料粉末の一部を退避するシュ一ボックスにより搔き取ちせ、退避工程終了時にはダイに対する下パンチの相対位置を退避工程前の位置に戻すことが好ましい。

つまり、キヤビティに充てんされる原料粉末の密度がシユーボックスの進退方向前後において異なるので、充てん工程に連動させて下パンチを上下に駆動しキャビティの深さを変えることにより、キヤビティ内の原料粉末の体積をシユーボックスの進退方向前後で異ならせて、キヤビティ内に充てんされる原料粉末の量を均一にすることができる。したがって、キヤビティ全体で原料粉末の充てん量が均一となるので、上下パンチの間隔を一定にしてプレスすることにより、全体が均一な密度 ·厚さの圧粉体を、安定して製造することが可能になる。

また、本発明に係る粉末成形装置は、キヤビティ内に充てんされた原料粉末を上パンチと下パンチとの間で加圧成形する粉末成形装置であって、上下パンチのいずれか一方を上下駆動する一次駆動装置と、上下パンチのいずれか一方の上下位置を微調整駆動する二次駆動装置と、上下パンチの間隔を求めるための測定手段と、この測定手段の測定結果をフィードバックして、測定結果が目標値となるまで二次駆動装置を制御する制御部とを備えることを特徴としている。

この発明によれば、上下パンチの間隔を測定して、原料粉末を成形目標厚さとなるまで加圧成形することができるので、フレームの伸ぴゃ撓みが生じたとしても上下パンチ間が所定間隔となり、一定の厚さの圧粉体を得ることが可能となる。この粉末成形装置において、上下パンチのうち一方が一次駆動装置に駆動され他方が二次駆動装置に駆動される構成を採用することができる。あるいは一次駆動装置および二次駆動装置によっていずれか一方のパンチのみが駆動される構成を採用することができる。

この場合、二次駆動装置によって上パンチが駆動される構成とすれば、下パンチが固定されダイが上下動可能な構造の装置を形成しやすくなるので、ウイズド口アル法を行う粉末成形装置を容易に形成可能となる。

また、二次駆動装置によって下パンチが駆動される構成とすれば、シユーボックスによる充てん時に下パンチを駆動してキヤビティ内の粉末充てん量を均一にする工程を、二次駆動装置を用いて行うことができるため、装置の簡略化が実現可能となる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施形態による粉末成形装置の要部を示す断面図であり、充てん工程を説明する図である。

図 2は、図 1に示す粉末成形装置において、シユーボックスの退避工程における下パンチ上昇工程を示す図である。

図 3は、図 1に示す粉末成形装置において、下パンチを下降させ原料粉末の充てんが完了した状態を示す図である。

図 4 Aは、本発明の一実施形態による粉末成形方法を説明する図であって、上パンチを下死点まで下降させる機械駆動工程を示す断面図である。

図 4 Bは、本発明の一実施形態による粉末成形方法を説明する図であって、キャビティの厚さが成形目標厚さとなるまで下パンチを上昇させる調整工程を示す断面図である。

図 4 Cは、本発明の一実施形態による粉末成形方法を説明する図であって、成形された圧粉体をダイから抜き出す工程を示す断面図である。

図 5は、粉末成形の各工程における上下パンチおよびシユーボックスの作動を示す作動線図である。図 6は、本発明の他の実施形態による粉末成形装置の要部を示す断面図である。図 7は図 6に示す粉末成形装置を用いた本発明の粉末成形方法を示す作業工程図である。

図 8は、従来の粉末成形装置の概要を示す模式図である。

図 9は、粉末成形装置における上パンチ駆動機構の一例を示す模式図である。好ましい実施様態

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図 1〜図 4は、本発明の第 1の実施形態による粉末成形装置 1の要部を示し、符号 1 0は上パンチ、符号 2 0は下パンチ、符号 3 0はコアロッド、符号 4 0はダイ、符号 5 0はシユーボックス、符号 6 0は上下パンチ間の距離 Lを測定する測定手段（下死点補正用リニアスケール）、 Pは原料粉末である。

. ダイ 4 0には成形用穴 4 0 aが設けられており、この成形用穴 4 0 aの中心にコアロッド 3 0が配されている。成形用穴 4 O aとコアロッド 3 0との間に形成される円筒状の空間は、下方から嵌合された円筒状の下パンチ 2 0および上方から嵌合される円筒状の上パンチ 1 0によって閉鎖され、キヤビティ Cを形成している。このキヤビティ C内で原料粉末 Pを加圧して、キヤビティ Cに沿う形状の圧粉体 Zを成形する。

キヤビティ C内に原料粉末 Pを充てんするシユーボックス 5 0は、下面が開放された箱形に形成され、下面をダイ 4 0上面に接した状態で前後（図の左右方向）に往復摺動される。シユーボックス 5 0には、図示しないホッパーから原料粉末 Pが供給され、図 1に示す位置に前進してキヤビティ C上に位置することにより、内部に保持した原料粉末 Pをキヤビティ C内に落下させ、充てんすることができる。

上パンチ 1 0は、フレーム 7 0を介して基盤 1 0 0に対して上下移動可能に保持された上パンチ保持部材 1 O Aに固定され、上パンチ保持部材 1 O Aと一体に上下動することができる円筒状の部材である。上パンチ 1 0が固定された上パンチ保持部材 1 0 Aは、例えば図 8に示すようなクランク機構や、ナックルプレス、カム機構等の機構（一次駆動装置）により機械的に上下駆動される。そして、下死点まで上パンチ 1 0を下降させることにより、キヤビティ C内に充てんされた原料粉末 Pを加圧することができる。

下パンチ 2 0は、下パンチ保持部材 2 0 Aに固定された円筒状の部材であって、基盤 1 0 0 こ固定された流体圧シリンダ（二次駆動装置） 8 0のピストン 8 1によって、下パンチ保持部材 2 O Aと一体に上下動することができる。この下パンチ 2 0 (下パンチ保持部材 2 O A ) と基盤 1 0 0との間には、基盤 1 0 0に対する下パンチ 2 0の位置を検出するための充てん量補正用リユアスケール 6 1が取り付けられている。この充てん量補正用リニアスケール 6 1からの検出信号を受けた制御部 9 0が流体圧シリンダ 8 0の流量を制御することにより、ピストン 8 1すなわち下パンチ 2 0を任意の位置へと移動させることができる。

下死点補正用リニアスケール（測定手段） 6 0は、上パンチ保持部材 1 O Aと下パンチ保持部材 2 O Aとの間に取り付けられ、上パンチ保持部材 1 O Aと下パンチ保持部材 2 O Aとの距離、すなわち上パンチ 1 0と下パンチ 2 0との間隔を測定した測定値を、信号として出力する。この信号が入力される制御部 9 0には、予め目標値が設定されており、測定値がこの目標値となるように、流体圧シリンダ 8 0の流量を制御することができる。目標値は、上パンチ 1 0と下パンチ 2 0 との間で、キヤビティ Cの厚さが成形目標厚さとなる値である。

また、制御部 9 0には、図示しないシュ一ボックス位置検出センサから出力されシユーボックス 5 0の位置を示すシユーボックス位置検出信号も入力される。つぎに、以上のように構成された粉末成形装置を用いた粉末成形方法について図 5を参照して説明する。なお、図 5に示す作動線図において、横軸は上パンチ 1 0を機械駆動するクランクの角度、縦軸は上下パンチおよびシユーボックスの位置を示し、縦軸の上方がシユーボックス 5 0の前進側および上下パンチの上方である。

加圧成形に際しては、まず、上パンチ 1 0、下パンチ 2 0およびダイ 4 0を、それぞれ初期位置に配置する。

〔充てん工程〕

シュ一ボックス 5 0を前進させて（前進工程）、図 1に示すようにキヤビティ C上に開口させ（図 5 ( a ) ) 、原料粉末 Pを充てんする。このとき、シユーボックス 5 0は後方（図 1の右方）から前方（図 1の左方）へ前進して、図 1に示す位置に移動するので、始めにキヤビティ Cの後方側上に開口してから、前方側上に開口する。したがって、キヤビティ Cには、後方側にて相対的に長時間シュ一ボックス 5 0が開口し、原料粉末 Pが供給されるので、後方側ほど原料粉末 P が高密度に充てんされる。

つぎに、図 2に示すようにシユーボックス 5 0を後退させてキヤビティ Cから待避させる（待避工程）とともに、この待避工程の初期において下パンチ 2 0をダイ 4 0に対して上昇させる（図 5 ( b ) ) つまり、シユーボックス 5 0を後退させて、ダイ 4 0およびコアロッド 3 0上に乗せられた余分の原料粉末 Pを、シユーボックス 5 0の前側の壁部によって搔き取るのであるが、壁部がキヤビティ Cの前方側よりも後退してから下パンチ 2 0を上昇させることによって、キヤビティ Cの後方側に充てんされた原料粉末 Pの一部をダイ 4 0上に押し上げると同時にシユーボックス 5 0により搔き取らせ、キヤビティ Cに充てんされる原料粉末 Pの量を前後部で捕正する。これにより、キヤビティ C前方側では原料粉末 P の体積が大きく、キヤビティ C後方側では原料粉末 Pの体積が小さくなる。

さらに、図 3に示すように、シユーボックス 5 0が完全にキヤビティ C上から退避した後、上昇させた下パンチ 2 0をダイ 4 0に対して下降させ、初期位置へと戻す（図 5 ( c ) ) 。これにより、ダイ 4 0上に押し上げられたキヤビティ C 前方側の原料粉末 Pがキヤビティ C内（ダイ 4 0内）に戾され、原料粉末 Pは、キヤビティ C内に、その充てん高さが前方側で高く後方側で低くなるように充てんされる。

つまり、原料粉末はシユーボックスから自然落下によりキヤビティ内に充てんされるので、シユーボックスが長時間開口しているキヤビティ後方側では相対的に高密度となっている。したがって、全体に同じ高さで充てんされると、密度が高いキヤビティ後方側ほど多量の原料粉末が充てんされてしまい、このような充てん状態の原料粉末 Pを加圧成形した圧粉体の密度は不均一となってしまう。これに対し、本実施形態では、原料粉末の充てん高さを低密度の前方側で高く , 高密度の後方側で低くすることにより、シユーボックスの進退方向に沿った充てん量の不均一をなくし、キヤビティ Cの全体に均一に原料粉末 Pを充てんしている。

〔パンチ駆動工程〕

図 4 A〜Cに、上下パンチを駆動して行う加圧成形の過程を示す。

(一次駆動工程）

まず、図 4 Aに示すように、下パンチ 2 0を固定した状態で、上パンチ 1 0を下死点（機械的移動限界位置）まで下降させ、キ'ャビティ C内の原料粉末 Pを圧縮する。この装置では、上パンチ 1 0が図 5 ( d ) に示す 2点鎖線の位置（理想下死点）まで下降するように設計されているが、装置の橈み等のために実際には例えば図 5 ( e ) に示す実線の位置までしか下降することができない。

この上パンチ 1 0の（設計上の）理想下死点は、初期位置に固定された下パンチ 2 0 (図 5 ( f ) ) との間に、圧粉体の成形目標厚さよりも例えば約 l mm程度大きい厚さのキヤビティ Cを形成するように設定されている。つまり、もし装置の撓みや伸びが生じず上パンチ 1 0が理想下死点まで下降した場合でもキヤビティ Cの厚さは成形目標厚さよりも大きい状態となり、成形目標厚さよりも厚さが小さい圧粉体が成形されることはない。

(二次駆動工程）

つぎに、図 4 Bに示すように、上パンチ 1 0を機械駆動するクランクを停止し上パンチ 1 0を下死点で固定した状態で、流体圧シリンダ 8 0を駆動して下パンチ 2 0を初期位置からキヤビティ Cの厚さが成形目標厚さとなるまで上昇させる (図 5 ( g ) ) 。このときの下パンチ 2 0の移動は、下死点補正用リニアスケール 6 0による測定値をフィードノックして行われる。

すなわち、充てん量補正用リニアスケール 6 1からの検出信号を受けた制御部 9 0が流体圧シリンダ 8 0の流量を制御するとともに、下死点補正用リニアスケール 6 0で上下パンチの間隔を測定して、その値が成形目標厚さとなるまで、制御部 9 0により流体圧シリンダ 8 0を駆動制御して、下パンチ 2 0を上昇させる。

このとき、下パンチ 2 0が上昇することにより上パンチ 1 0が若干押し上げられることもある（図 5 ( e ' ) 、上下パンチの間隔の測定値をフィードバックして下パンチ 2 0を上昇させるので、結局キヤビティ Cの厚さが成形目標厚さとなるまで下パンチ 2 0が駆動されて上パンチ 1 0の下降不足分が補正され、圧粉体の厚さを目標値とすることができる。

そして、図 4 Cに示すように、上パンチ 1 0を上昇させる（図 5 ( h ) ) とともに、コア口ッド 3 0およびダイ 4 0を下パンチ 2 0に对して下降させて、成形された圧粉体 Zをダイ 4 0から抜き出す。また、二次駆動工程において上昇させた下パンチ 2 0は初期位置に戻り（図 5 ( i ) ) 、次の圧粉体を成形する準備状態となる。

以上のようにして、全体に均一な密度で成形目標厚さに成形された圧粉体 Zを得ることができる。

なお、上記実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であ όて、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、設計要求等に基づき種々変更可能である。図示のものでは一次駆動工程で上パンチ 1 0を機械駆動し、二次駆動工程で下パンチ 2 0を流体圧シリンダ 8 0により駆動したが、逆に下パンチを一次駆動工程で機械駆動して上パンチを二次駆動工程で駆動する構成としてもよい。また、上記実施形態では二次駆動装置として流体圧シリンダ 8 0を用いたが、電気サーボモータ等、種々の駆動装置を用いることもできる。

また、上記実施形態では一次駆動工程で形成されるキヤビティ Cの厚さを成形目標厚さよりも大きくなるようにしたが、一次駆動工程でキヤビティの厚さが成形目標厚さとなるように上下パンチ位置を設定しておけば、装置の橈み等が生じてキヤビティの厚さが成形目標厚さとなっていないときだけ二次駆動工程を行えばよいので、装置の制御を簡略化することができる。このような成形方法では、一次駆動工程でキヤビティの厚さが成形目標厚さよりも小さくなってしまうと所望の厚さよりも小さい圧粉体が成形されてしまうが、例えば圧粉体の厚さが一定以下であれば精度的に十分な場合などには有効である。

つぎに、本発明の第 2の実施形態について、図 6および図 7を参照して説明する。図 6に示す C N Cプレス装置 2 0 1では、原料粉末 Ρが充てんされるキヤビティ Cを有するダイ 2 0 5および上パンチ 2 0 8がそれぞれ上下駆動され、下パンチ 2 0 9は常に固定されている。

ダイ 2 0 5は、下方ラム 2 0 4を介して下方ガイド 2 0 2内を滑動する下方スライダ 2 0 3に取り付けられ、ボールネジ機構等の駆動手段（図示せず）の駆動により上下に移動される。ダイ 2 0 5の下方には、固定板 2 1 3に固定された下パンチ 2 0 9 、キヤビティ C内に下方から嵌合するように配置されている。

下パンチ 2 0 9の上方には、キヤビティ C内に出入可能な上パンチ 2 0 8力下パンチ 2 0 9に対向して同軸に配置されている。この上パンチ 2 0 8は、上パンチプレート 2 2 3が取り付けられた油圧ビストン 2 2 2および油圧シリンダ 2 0 1からなる上方ラム 2 0 7を介して、上方スライダ 2 0 6内を滑動する上方ガイド 2 1 0に取り付けられている。上方スライダ 2 0 6は、駆動モータ M (—次駆動装置）によって回転されるクランク軸 2 1 2に、リンク機構 2 1 1を介して連結されている。駆動モータ Mは、コンピュータ（制御部） 2 2 0に記憶されているプログラムに沿って駆動、停止制御されるサーボモータである。

上方ラム 2 0 7は、上方ガイド 2 1 0に固定された油圧シリンダ 2 2 1と、上パンチプレート 2 2 3に取り付けられた油圧ビストン 2 2 2とを有している。油圧シリンダ 2 2 1には油圧供給口 2 2 1 aが設けられ、ここに接続された油圧供給管 2 5を介して油圧ユニット 2 6 (二次駆動装置）から油圧が供給される。油圧の制御は、油圧供給管 2 5に備えられコンピュータ 2 2 0によって駆動される油圧サーボ弁 2 2 4により行われる。

すなわち、上方ラム 2 0 7においては、全体が駆動モータ（一次駆動装置） M によって上下駆動されるとともに、油圧ピストン 2 2 2が油圧ユニット（二次駆動装置） 2 2 6によって上下に駆動される。

さらに、 C N Cプレス装置 2 0 1には、上パンチ 2 0 8が固定された上パンチプレート 2 2 3と、下パンチ 2 0 9が固定された固定板 2 1 3との間に、上パンチプレート 2 2 3と固定板 2 1 3との間隔を測定するためのリニアスケール（測定手段） 2 1 4が設けられている。このリニアスケール 2 1 4の測定値はコンビユータ 2 2 0に入力されており、この測定値が入力されたコンピュータ 2 2 0は、プログラムに応じて、駆動モータ Mの駆動信号および油圧サ一ボ弁 2 2 4の駆動信号を出力する。

以上のように構成された C N Cプレス装置 2 0 1を用いた粉末成形方法について図 7を参照して説明する。なお、図 7に示す作動線図において、横軸は上パンチ 2 0 8を機械駆動するクランク軸 2 1 2の回転角度、縦軸は上下パンチ 2 0 8， 2 0 9およびダイ 2 0 5の上下方向を示している。

〔パンチ駆動工程〕

まず、加圧成形に際して、上パンチ 2 0 8、下パンチ 2 0 9およびダイ 2 0 5 は、それぞれ初期位置に配置しておく。

(一次駆動工程）

まず、下パンチ 2 0 9およびダイ 2 0 5を固定（ィ）した状態で、上方ラム 2 0 7 ,を下死点（機械的移動限界位置） Dまで下降させ、原料粉末 Pが充てんされたキヤビティ Cを閉鎖する（ i ) 。

(二次駆動工程）

クランク角度が上方ラム 2 0 7が下死点 Dに達する 1 8 0 ° となると、コンビユータ 2 2 0のプログラムにより、上方ラム 2 0 7を機械駆動する駆動モータ M が停止し、上方ラム 2 0 7の下降による上パンチ 2 0 8の下降が停止する（ i i ) 。そして、上方ラム 2 0 7の下降停止とともに油圧サーボ弁 2 2 4を駆動して、リニァスケール 2 1 4からの測定値が設定値（キヤビティ Cの厚さが成形目標厚さとなる値）となるまで油圧シリンダ 2 2 1に油圧を供給し、油圧ピストン 2 2 2 すなわち上パンチ 2 0 8を下降させる（ i i i ) 。さらに、油圧により上パンチ 2 0 8を下降させるのと同時に、上パンチ 2 0 8の下降ストロークの半分だけダィ 2 0 5を下降させる（口）ことにより、キヤビティ C内の原料粉末 P力 S、上下両側から押圧され、均一な加圧力を受けて上下方向に均一な密度に圧縮される。そして、リニアスケール 2 1 4の測定値が設定値となると、コンピュータ 2 2 0により油圧サーボ弁 2 2 4が制御され、油圧ピストン 2 2 2が上昇して上パンチ 2 0 8が上昇し、駆動モータ Mの回転が再開されて上方ラム 2 0 7とともに上パンチ 2 0 8が上昇し（ i V ) 、ダイ 2 0 5が下降する（ハ）。これにより、成形目標厚さに成形された製品（圧粉体） Z。が、ダイ 2 0 5 (キヤビティ C ) から抜き出され、下パンチ 2 0 9上に載置される。

以上のようにして、成形目標厚さに成形された圧粉体 Z。を得ることができる。なお、上記実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、設計要求等に基づき種々変更可能である。図示のものでは、下パンチ 2 0 9を固定し、一次駆動工程および二次駆動工程で上パンチ 2 0 8を駆動したが、逆に下パンチを両駆動工程で駆動し上パンチを固定する構成としてもよい。

また、上記実施形態では一次駆動工程で形成されるキヤビティの厚さを成形目標厚さよりも大きくなるようにしたが、一次駆動工程でキヤビティの厚さが成形目標厚さとなるように上下パンチ位置を設定しておけば、装置の橈み等が生じてキヤビティの厚さが成形目標厚さとなっていないときだけ二次駆動工程を行えばよいので、装置制御の簡略化および製造時間の短縮が実現できる。このような成形方法では、一次駆動工程でキヤビティの厚さが成形目標厚さよりも小さくなると所望の厚さよりも小さい圧粉体が成形されてしまうが、例えば圧粉体の厚さが一定以下であれば精度的に十分な場合などには有効である。

以上説明したように、本発明によれば、上下パンチの間隔を測定しながら原料粉末を成形目標厚さとなるまで加圧成形するので、原料粉末の充てん量がばらついたり、フレームの伸びゃ撓みが生じたとしても、目的の厚さの圧粉体を安定して製造可能となる。

さらに、キヤビティ全体に原料粉末を均一量で充てんし、上下パンチの間隔を一定にしてプレスすることにより、全体が均一な厚さ ·密度の圧粉体を安定して製造可能になる。

Claims

請求の範囲

1 . キヤビティ内に原料粉末を充てんする充てん工程後、このキヤビティ内に充てんされた原料粉末を上パンチと下パンチとの間で加圧成形するパンチ駆動ェ程を行う粉末成形方法であって、

前記パンチ駆動工程が、上下パンチ間に形成されるキヤビティの厚さが成形目標厚さよりも若干大きい状態となるまでいずれか一方のパンチを駆動する一次駆動工程と、上下パンチの間隔を測定し、その値が前記成形目標厚さとなるまで制御しながらいずれか一方のパンチを駆動する二次駆動工程とを有する粉末成形方法。

2 . キヤビティ内に原料粉末を充てんする充てん工程後、このキヤビティ内に充てんされた原料粉末を上パンチと下パンチとの間で加圧成形するパンチ駆動ェ程を行う粉末成形方法であって、

前記パンチ駆動工程が、いずれか一方のパンチを駆動して上下パンチを接近させる一次駆動工程と、前記一次駆動工程によって前記上下パンチの間隔が成形目標厚さよりも大きい場合に、前記上下パンチの間隔が成形目標厚さとなるまで制御しながら前記上下パンチの少なくともいずれかを駆動する二次工程とを有する粉末成形方法。

3 . 前記パンチ駆動工程において、前記上下パンチのうちいずれか一方のパンチを前記一次駆動工程および前記二次駆動工程で駆動し、他方のパンチを前記一次駆動工程および前記二次駆動工程で固定する請求項 1に記載の粉末成形方法。

4 . 前記パンチ駆動工程において、前記上下パンチのうちいずれか一方のパンチを前記一次駆動工程および前記二次駆動工程で駆動し、他方のパンチを前記一次駆動工程および前記二次駆動工程で固定する請求項 2に記載の粉末成形方法。

5 . 前記パンチ駆動工程において、前記上下パンチのうち前記一次駆動工程でいずれか一方のパンチを固定するとともに、このパンチを前記二次駆動工程で駆動し、前記一次駆動工程で他方のパンチを駆動するとともに、このパンチを前記二次駆動工程で固定する請求項 1に記載の粉末成形方法。

6 . 前記パンチ駆 ft工程において、前記上下パンチのうち前記一次駆動工程でいずれか一方のパンチを固定するとともに、このパンチを前記二次駆動工程で駆動し、前記一次駆動工程で他方のパンチを駆動するとともに、このパンチを前記二次駆動工程で固定する請求項 2に記載の粉末成形方法。

7 . 前記充てん工程を、前記ダイ上面に摺動可能に配置され下面が開放されたシユーボックスをキヤビティ上に前進させる前進工程に次いで、前記キヤビティ上から前記シユーボックスを退避させる退避工程を行う構成とし、前記退避工程途中で、前記下パンチを前記ダイに対して相対的に上昇させて、前記キヤビティ内に充てんされた原料粉末の一部を前記ダイ上に押し上げ、このダイ上に押し上げられた原料粉末の一部を退避する前記シユーボックスにより搔き取らせ、前記退避工程終了時には、前記ダイに対する前記下パンチの相対位置を退避工程前の位置に戻す請求 1から 6のいずれかに記載の粉末成形方法。

8 . キヤビティ内に充てんされた原料粉末を上パンチと下パンチとの間で加圧成形する粉末成形装置であって、

前記上下パンチのいずれか一方を上下駆動する一次駆動装置と、

前記上下パンチのいずれか一方の上下位置を微調整駆動する二次駆動装置と、前記上下パンチの間隔を求めるための測定手段と、

この測定手段の測定結果をフィードバックして、この測定結果が目標値となるまで前記二次駆動装置を制御する制御部とを備える粉末成形装置。

9 . 前記上下パンチのうち、一方が前記一次駆動装置および前記二次駆動装置に駆動される請求項 8に記載の粉末成形装置。

1 0 . 前記上下パンチのうち、一方が前記一次駆動装置に駆動され、他方が前記二次駆動装置に駆動される請求項 8に記載の粉末成形装置。

1 1 . 前記二次駆動装置によって前記上パンチが駆動される請求項 8から 1 0 のいずれかに記載の粉末成形装置。

1 2 . 前記二次駆動装置によって前記下パンチが駆動される請求項 8から 1 0 のいずれかに記載の粉末成形装置。