粉末プレス成形装置
【課題】金型やダイを、駆動動力源であるシリンダ内に配置することで、装置の小型化、高精度化を目指した、粉末プレス成形装置を提供する。
【解決手段】シリンダ基体２に搭載し、中心軸Ｘに沿って列設した第１、第２、第３油圧シリンダと、第１〜第３油圧シリンダを構成するシリンダ部にそれぞれ介装して、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って往復動するピストンと、第１〜第３油圧シリンダのシリンダ部間のうち、いずれかのシリンダ部間に配設したダイ８と、第１〜第３油圧シリンダにおけるピストンにそれぞれ搭載し、ピストンを中心軸Ｘに沿って駆動させて、ダイ８において、互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を中心軸Ｘに沿って加圧圧縮して粉末成形品を得る第１、第２、第３金型とを具備する。
【解決手段】シリンダ基体２に搭載し、中心軸Ｘに沿って列設した第１、第２、第３油圧シリンダと、第１〜第３油圧シリンダを構成するシリンダ部にそれぞれ介装して、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って往復動するピストンと、第１〜第３油圧シリンダのシリンダ部間のうち、いずれかのシリンダ部間に配設したダイ８と、第１〜第３油圧シリンダにおけるピストンにそれぞれ搭載し、ピストンを中心軸Ｘに沿って駆動させて、ダイ８において、互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を中心軸Ｘに沿って加圧圧縮して粉末成形品を得る第１、第２、第３金型とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型やダイを、駆動動力源であるシリンダ内に配置することで、装置の小型化、高精度化を目指した、粉末プレス成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、粉末成形装置は、成形金型とダイセットとそれらを収容する本体フレームとから構成されている。
このような粉末プレス成形装置においては、ダイセット自体には駆動動力源が搭載されていないか、搭載されている場合でも、補助的な動力源に限定されているのが現状である。このような場合、主たるプレス成形動作は、本体フレームに配設されたメイン動力源によりなされるようになっていた。
【０００３】
従来技術として、ダイセットを複数のシリンダにより、プレートを駆動させる方式と、単一のシリンダにより駆動させる方式とがある。例えば、特許文献１では、後者の駆動方式により、高精度な成形を目指した例である。すなわち、特許文献１では、粉末加圧時にパンチプレートに曲げモーメントが作用しないようにすると共に、複数段構成を可能とし、さらにダイと上下パンチの相互位置精度を高めることを目的として、ダイプレートに設けられたダイのダイ孔内に挿入されるパンチを駆動するための流体圧シリンダをパンチと同軸的に配置する構成としている。
以上のような構成によれば、ダイセット自身の精度向上が期待できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、粉末成形のダイセットは上のダイセットと下のダイセットそれぞれを本体フレームに取り付けて使用するため、上ダイセットと下ダイセットの高精度な位置合わせを必要とするという課題がある。
本発明は、上述の課題を解決するために提案されたものであって、金型やダイを直接、プレス駆動手段であるシリンダに搭載して、金型同士の高精度な位置合わせを要することなく、装置の小型化、安定した製品を成形可能とするなど、高精度化を目指した、粉末プレス成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、粉末プレス成形装置において、シリンダ基体（２）と、このシリンダ基体（２）に搭載し、中心軸（Ｘ）に沿って列設した複数の流体圧シリンダと、複数の流体圧シリンダを構成するシリンダ部にそれぞれ介装して、シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って往復動するピストンと、複数の流体圧シリンダのシリンダ部間のうち、いずれかのシリンダ部間に配設したダイ（８）と、複数の流体圧シリンダにおけるピストンにそれぞれ搭載し、ピストンをシリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、ダイ（８）において、互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を中心軸（Ｘ）に沿って加圧圧縮して粉末成形品を得る複数の金型とを具備することを特徴とする。
【０００７】
これにより、シリンダ基体（２）に配設したプレス駆動手段である複数の流体圧シリンダを利用し、ダイ（８）において、シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って突き合わせて、加圧圧縮可能に、複数の金型を配置したため、複数の金型を位置合わせをする必要はなく、これら複数の金型をシリンダ基体（２）における複数の流体圧シリンダに搭載したことで、装置の小型化、高精度化を実現することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、複数の流体圧シリンダは、シリンダ基体（２）に、中心軸（Ｘ）に沿って列設した第１、第２、第３の流体圧シリンダ（３、４、５）であり、第１、第２、第３流体圧シリンダ（３、４、５）は、シリンダ部（３１、４１、５１）と、シリンダ部（３１、４１、５１）にそれぞれ介装して、シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って往復動する第１、第２、第３のピストン（３２、４２、５２）とを有し、複数の金型は、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）にそれぞれ搭載し、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）をシリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、ダイ（８）において、互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を加圧圧縮して粉末成形品を得る第１、第２、第３の金型（１０、１１、１２）であることを特徴とする。
【０００９】
これにより、第１、第２、第３の金型（１０、１１、１２）を、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）をシリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、ダイ（８）において、互いに突き合わせることで、投入される粉末成形材料を加圧圧縮して粉末成形品を得ることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、第１金型（１０）は、中心軸（Ｘ）に沿う中央孔（１０Ｈ）と、中央孔（１０Ｈ）周囲に配設した、位置決めガイド孔（１０ｈｇ）とを有し、第２金型（１１）は、第１金型（１０）の中央孔（１０Ｈ）と同径の中央孔（１１Ｈ）と、第１金型（１０）の位置決めガイド孔（１０ｈｇ）と同径の位置決めガイド孔（１１ｈｇ）とを有し、第３金型（１２）は、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って支持されるコア部（１２ｃ）と、コア部（１２ｃ）周囲に同心円状に配置した、結合ロッド（１２ｒ）とを有し、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）をシリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、第１金型（１０）と第２金型（１１）とを、第１、第２金型（１０、１１）それぞれの中央孔（１０Ｈ）と中央孔（１１Ｈ）との位置と、第１、第２金型（１０、１１）それぞれの位置決めガイド孔（１０ｈｇ）と位置決めガイド孔（１１ｈｇ）との位置とを一致させて突き合わせて、第３金型（１２）のコア部（１２ｃ）を、第２金型（１１）の中央孔（１１Ｈ）に嵌入させると共に、結合ロッド（１２ｒ）を、第２金型（１１）における位置決めガイド孔（１１ｈｇ）に嵌入させて、ダイ（８）において、粉末成形品に対応する充填孔（Ｃ）を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
これにより、第１、第２、第３金型（１０、１１、１２）をダイ（８）において突き合わせる際に、いずれもシリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って移動させるので、第１金型（１０）と第２金型（１１）とは、第１、第２金型（１０、１１）それぞれの中央孔（１０Ｈ）と中央孔（１１Ｈ）と、第１、第２金型（１０、１１）それぞれの位置決めガイド孔（１０ｈｇ）と位置決めガイド孔（１１ｈｇ）とを位置ずれなく突き合わせることができる。そして、第３金型（１２）のコア部（１２ｃ）を、第２金型（１１）の中央孔（１１Ｈ）に嵌入させ、結合ロッド（１２ｒ）を、第２金型（１１）における位置決めガイド孔（１１ｈｇ）に嵌入させて、ダイ（８）において、粉末成形品に対応する充填孔（Ｃ）を形成することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、シリンダ基体（２）には、長手方向、中心軸に沿って、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を往復動可能にガイドする中心ガイド部（２ａ、２ｂ）を備えたことを特徴とする。
【００１３】
これにより、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を、軸ずれることなくガイドすることができ、金型を直接取り付けて、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を、金型の型締め動力源として用いることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、流体圧は、油圧であることを特徴とする。
【００１５】
これにより、ダイ（８）において、複数の金型を互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を中心軸（Ｘ）に沿って、油圧による十分なプレス駆動力で加圧圧縮して粉末成形品を得ることができる。
【００１６】
さらに請求項６に記載の発明では、流体圧は、空圧であることを特徴とする。
【００１７】
これにより、ダイ（８）において、複数の金型を互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を中心軸（Ｘ）に沿って、油圧による十分なプレス駆動力で加圧圧縮して粉末成形品を得ることができる。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シリンダ基体に配設し、互いに対向すると共に、一軸上を往復動するプレス駆動手段である、流体圧シリンダのピストンに金型を搭載したことで、互いの金型の位置合わせをする必要はなく、成形品の高精度化と、装置自体の小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る粉末プレス成形装置の一実施形態を示した、断面説明図である。
【図２ａ】図１に示す粉末プレス成形装置において、ダイにおける第１、第２、第３金型による加圧圧縮箇所の要部を示した、拡大断面説明図である。
【図２ｂ】図２ａに示す、ダイにおける第１、第２、第３金型による加圧圧縮箇所において、Ａ−Ａ線に沿う、切断矢視図である。
【図２ｃ】図２ａに示す、ダイにおける第１、第２、第３金型による加圧圧縮箇所において、Ｂ−Ｂ線に沿う、切断矢視図である。
【図３】図１に示す粉末プレス成形装置において、粉末成形材料を充填した状態を示した、断面説明図である。
【図４】図１に示す粉末プレス成形装置において、加圧圧縮動作時の状態を示した、断面説明図である。
【図５】図１に示す粉末プレス成形装置において、粉末成形品を取り出す状態を示した、断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る粉末プレス成形装置の一実施形態を挙げ、説明する。
図１に粉末プレス成形装置１を示す。
この粉末プレス成形装置１は、流体圧（ここでは油圧）を利用して、粉末成形材料をプレスして成形品を得るもので、鉛直軸方向に設置される、プレス駆動手段を構成するシリンダ基体２を具備する。
このシリンダ基体２は、後述するプレス駆動手段を構成する油圧シリンダを、複数、搭載し支える、直円筒形状のフレーム構造体であり、長手方向、中心軸Ｘに沿って、後述するプレス駆動手段としてのピストンを、往復動可能にガイドする中心ガイド部２ａ、２ｂを設けている。
かかるシリンダ基体２には、図中、シリンダ基体２の上部位、中間部位、下部位にそれぞれ、第１、第２、第３の油圧シリンダ３、４、５が間隔をおいて搭載されている。すなわち、シリンダ基体２には、これら第１、第２、第３の油圧シリンダ３、４、５をそれぞれ構成する、シリンダ部３１、４１、５１が区画形成されている。また、第１油圧シリンダ３におけるシリンダ部３１と、第２油圧シリンダ４におけるシリンダ部４１間には、側面が開口されていて、粉末成形材料を投入する他、プレス成形を行うと共に成形品の取出しを行う第１の開口室６が設けられている。さらに、第２油圧シリンダ４におけるシリンダ部４１と第３油圧シリンダ５におけるシリンダ部５１間には、第２の開口室７が設けられている。
【００２２】
第１油圧シリンダ３において、シリンダ部３１内には、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って、中心ガイド部２ａが一体的に突設されている。そして中心ガイド部２ａには、第１開口室６に向けて進退可能に第１ピストン３２を配設している。この場合、第１ピストン３２は、中心ガイド部２ａを中心とする内周面に沿って摺動可能なビストンボディ部３２ａと、中心ガイド部２ａを内側に嵌入しているピストンロッド部３２ｂとを有している。かかるピストンロッド部３２ｂの先端部は、シリンダ部３１の下部壁３１ｂを貫通して、第１開口室６に突没可能に構成している。
そして、シリンダ部３１内の第１ピストン３２のビストンボディ部３２ａが上下に仕切る油圧室Ｓ１、Ｓ２には、第１ピストン３２を作動するための作動油を供給する油圧回路２０（後述）を接続している。
【００２３】
シリンダ基体２の中間部位の第２油圧シリンダ４において、シリンダ部４１は、図中、上下に上部壁４１ａと下部壁４１ｂとで仕切って構成し、下部壁４１ｂに、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って、中心ガイド部２ｂが一体的に突設されている。そして中心ガイド部２ｂには、第１開口室６に向けて進退可能に第２ピストン４２を配設している。この場合、第２ピストン４２は、中心ガイド部２ｂを中心とする内周面に沿って摺動可能なピストンボディ部４２ａと、中心ガイド部２ｂを内側に嵌入しているピストンロッド部４２ｂとを有している。
かかるピストンロッド部４２ｂの先端部は、シリンダ部４１における上部壁４１ａを貫通して、第１開口室６に突没可能としている。
そして、第２油圧シリンダ４のシリンダ部４１においても、第２ピストン４２のピストンボディ部４２ａが上下に仕切る油圧室Ｓ１、Ｓ２に、第２ピストン４２を作動するための作動油を供給する油圧回路２０（後述）を接続している。
【００２４】
さらにシリンダ基体２の下部位の第３油圧シリンダ５において、シリンダ部５１は、第２開口室７の直下、第２開口室７と上部壁５１ａで仕切って構成している。
かかるシリンダ部５１には、第３ピストン５２が内装されている。
第３ピストン５２は、内周面に沿って摺動可能なピストンボディ部５２ａと、上部壁５１ａの中心を貫通して、第２開口室７に向けて突出するピストンロッド部５２ｂとを有している。
かかる第３油圧シリンダ５のシリンダ部５１においても、第３ピストン５２のピストンボディ部５２ａが上下に仕切る油圧室Ｓ１、Ｓ２に、第３ピストン５２を作動するための作動油を供給する油圧回路２０（後述）を接続している。
【００２５】
次に、以上のようなシリンダ基体２において、第１油圧シリンダ３と第２油圧シリンダ４間の第１開口室６には、プレス加工を行う際のダイ８が取付壁９を介して配設されている。
ダイ８は、後述する、第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２のピストンロッド部３２ｂと、第２油圧シリンダ４における第２ピストン４２のピストンロッド部４２ｂの動作方向（上下動方向）と直交するように配設されている。この場合、ダイ８には、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って、後述するが、第１ピストン３２のピストンロッド部３２ｂと、第２ピストン４２のピストンロッド部４２ｂとに搭載される金型が嵌入可能にダイ孔８Ｈを開口している。
【００２６】
そして、第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２のピストンロッド部３２ｂには、第１の金型１０が搭載される。
また、第２油圧シリンダ４における第２ピストン４２のピストンロッド部４２ｂには、第２の金型１１が搭載される。
さらに、第３油圧シリンダ５における第３ピストン５２のピストンロッド部５２ｂには、第３の金型１２が搭載される。
これら第１、第２、第３金型１０、１１、１２は、各油圧回路２０から作動油を供給制御してそれぞれ第１、第２、第３油圧シリンダ３、４、５における、第１、第２、第３ピストン３２、４２、５２を上下動制御し、第１開口室６におけるダイ８のダイ孔８Ｈにおいて、第１〜第３金型１０〜１２によって製品に対応する空間を画成している。
【００２７】
第１金型１０は、略円筒体形状のもので、中心軸に沿う中央孔１０Ｈと、中央孔１０Ｈ周囲に、同心円状に所定間隔毎に、複数穿設した、位置決めガイド孔１０ｈｇを有し、第１金型１０を第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２のピストンロッド部３２ｂに搭載した際に、シリンダ基体２の中心軸Ｘに第１金型１０における中央孔１０Ｈの中心が一致するようにしている（図２ａ、図２ｂ参照）。
第１金型１０は外径がダイ孔８Ｈの内径と略同径としている。中央孔１０Ｈは、後述する第３金型１２のコア部の外径に対応し、位置決めガイド孔１０ｈｇは、第３金型１２のコア部周囲の結合ロッド（後述）を嵌入可能としている。
【００２８】
第２金型１１は、第１金型１０と同形状の略円筒体で、第１金型１０の中央孔１０Ｈと同径の中央孔１１Ｈと、第１金型１０の位置決めガイド孔１０ｈｇと同径の位置決めガイド孔１１ｈｇを有している。
かかる第２金型１１を第２油圧シリンダ４における第２ピストン４２のピストンロッド部４２ｂに搭載した際に、シリンダ基体２の中心軸Ｘに第２金型１１における中央孔１１Ｈの中心が一致し、且つ、位置決めガイド孔１１ｈｇは、第１金型１０の位置決めガイド孔１０ｈｇの位置と一致し、後述する第３金型１２のコア部周囲の結合ロッド（後述）を嵌入可能としている。
【００２９】
そして、第３金型１２は、第３油圧シリンダ５における第３ピストン５２のピストンロッド５２ｂ先端に結合し、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って、中心ガイド部２ｂに挿通した、連結軸１３を介して連結したコア部１２ｃと、コア部１２ｃ周囲に同心円状に配置した、結合ロッド１２ｒとを有している（図２ｃ参照）。そして、かかる第３金型１２のコア部１２ｃを、第２金型１１の中央孔１１Ｈに嵌入させ、結合ロッド１２ｒを、第２金型１１における位置決めガイド孔１１ｈｇに嵌入させている。
【００３０】
次に、以上のような粉末プレス成形装置１におけるシリンダ基体２の、第１、第２、第３油圧シリンダ３、４、５におけるシリンダ部３１、４１、５１に接続される油圧回路２０について、説明する。
油圧回路２０は、実質的に、油圧ポンプ２０１と、各一対の、流量制御弁２０２、絞り弁２０３およびストップ弁２０４とによって構成し、油圧ポンプ２０１から、それぞれ流量制御弁２０２、絞り弁２０３およびストップ弁２０４を介する二系統の供給路ｒ１、ｒ２と、戻り路ｒ３とを有している。
そして、シリンダ部３１、４１、５１には、それぞれ、側壁上下に、作動油の出入口１４ｕ、１４ｄが形成され、シリンダ部３１、４１、５１における第１、第２、第３ピストン３２、４２、５２の動作状況に応じて、各供給路ｒ１、ｒ２を切換えて、出入口１４ｕ、１４ｄのうち、いずれかの一方の出入り口から作動油を送り込み、他方の出入り口から、戻り路ｒ３を通じて、作動油を油圧ポンプ２０１に還流するようにしている。
【００３１】
本発明にかかる粉末プレス成形装置１は、以上のように構成されるものであり、次に、粉末成形材料のプレス工程について、以下、説明する。
プレス工程は、（１）粉末成形材料の充填、（２）加圧圧縮（圧搾）、（３）成形品取出しからなる。なお、ここで用いられる粉末成形材料は、特に限定されない。
【００３２】
（１）粉末成形材料の充填
粉末成形材料を、周知の手段(図示省略)により、第１開口室６におけるダイ８のダイ孔８Ｈに充填する際、成形品(後述)に対応する充填孔Ｃ（図２ａ参照）を、第２金型１１と第３金型１２により、予め形成しておく。なお、第１金型１０は、第１開口室６におけるダイ８上面から、外筒１０ａと中央孔１０Ｈを所定間隔開けた状態の位置に調整しておく（図１参照）。
そのために、第２油圧シリンダ４、第３油圧シリンダ５において、各油圧回路２０を動作させて、二系統の供給路ｒ１、ｒ２を切換えて、出入口１４ｕ、１４ｄのうち、いずれかの一方の出入口から作動油を送り込み、他方の出入口から、戻り路ｒ３を通じて、作動油を油圧ポンプ２０１に還流させる。
【００３３】
これによって、第２金型１１を搭載する第２ピストン４２と、第３金型１２を搭載する第３ピストン５２とを上下動させ、第２金型１１と第３金型１２とを、所望の高さ位置に調節することができる。
その際、第２金型１１は、ダイ８のダイ孔８Ｈにおいて、外筒１１ａと中央孔１１Ｈの位置を、成形品の厚さに関係する充填深さの位置にもたらされる。
一方、第３金型１２は、コア部１２ｃを第２金型１１の中央孔１１Ｈに嵌入し、コア部１２ｃの上端を中央孔１１Ｈから突出させてダイ８上面の高さと同一高さの位置にもたらす。
また、第３金型１２の結合ロッド１２ｒは、第２金型１１の中央孔１１Ｈ周囲の位置決めガイド孔１１ｈｇに嵌入させ、結合ロッド１２ｒの上端を位置決めガイド孔１１ｈｇから突出させてダイ８上面の高さと同一高さの位置にもたらす。
以上のようにして、ダイ８のダイ孔８Ｈには、成形品に対応する充填孔Ｃが形成されるので、かかる充填孔Ｃに粉末成形材料を投入することで、充填孔Ｃに粉末成形材料が満たされる。
【００３４】
（２）加圧圧縮（圧搾）
次に、ダイ８のダイ孔８Ｈに形成された充填孔Ｃに粉末成形材料が満たされると、第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２を下動させ、第１ピストン３２のピストンロッド３２ｂに搭載された第１金型１０を、ダイ８のダイ孔８Ｈに向けて下降させる。
そのために、第１油圧シリンダ３に接続された油圧回路２０は、二系統の供給路ｒ１、ｒ２を切換えて、供給路ｒ１を通じ、シリンダ部３１の出入口１４ｕから上の油圧室Ｓ１に作動油を送り込む一方、下の油圧室Ｓ２から出入口１４ｄを介し、戻り路ｒ３を通じて、作動油を油圧ポンプ２０１に還流させるように動作させる。
【００３５】
その際、第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２は、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿う、中心ガイド部２ａに沿って下降するので、第１ピストン３２のピストンロッド３２ｂに搭載された第１金型１０は、位置ずれを起こすことなく、ダイ８のダイ孔８Ｈに向けて下降させることができる。
【００３６】
第１金型１０を下降させると、ダイ孔８Ｈにおけるダイ８上面に露出する、第３金型１２の結合ロッド１２ｒは、第１金型１０における中央孔１０Ｈ周囲の位置決めガイド孔１０ｈｇに嵌入可能に突き当たる一方、第３金型１２のコア部１２ｃは、第１金型１０における中央孔１０Ｈの開口面に嵌入可能に突き当たる。これによって、加圧圧縮工程を開始することができる（図３参照）。
第１油圧シリンダ３の油圧回路２０において、油圧ポンプ２０１を駆動させ、二系統の供給路ｒ１、ｒ２のうちの、供給路ｒ１を通じ、シリンダ部３１の出入口１４ｕから上の油圧室Ｓ１に作動油を送り込む一方、下の油圧室Ｓ２から出入口１４ｄを介し、戻り路ｒ３を通じて、作動油を油圧ポンプ２０１に還流させるように動作させることで、加圧圧縮工程を進行させることができ、ダイ８のダイ孔８Ｈにおける充填孔Ｃ内の粉末成形材料は、第１金型１０と第２金型１１とによって、上下方向から加圧圧縮され、粉末成形品Ｗを得ることができる。
なお、第１金型１０と第２金型１１とによる加圧圧縮状態は、所定の高温高圧下で、所定時間維持されることで、硬化が進行し、成形品として形成することができる。
【００３７】
（３）成形品取出し
そして、上述のような工程で、加圧圧縮工程が終了すると、成形品Ｗの取出しを行う。 そのために、第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２を上動させて第１金型１０をダイ８のダイ孔８Ｈから離脱させ、次いで、第２油圧シリンダ４における第２ピストン４２を上動させ、第２金型１１を突き上げて、充填孔Ｃ内の成形品Ｗを押し出して、取り出すことができる。
【００３８】
以上のように、本発明にかかる粉末プレス成形装置１では、互いに対向し、一軸上を往復動するプレス駆動手段である、流体圧シリンダのピストンロッド上に、金型を直接、搭載したことで、互いの金型の位置合わせをする必要はなく、成形品の高精度化と、装置自体の小型化を達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、プレス駆動手段の駆動源として、油圧を挙げて説明したが、勿論他の非圧縮性流体（水）、圧縮性流体（エアーなど）も用いることができる。
シリンダ基体に搭載されるプレス駆動手段としての油圧シリンダの数は任意で、成形対象品によっては、第１、第２油圧シリンダによって、第１金型と第２金型とを用いて成形を行う構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 粉末プレス成形装置
２ シリンダ基体
２ａ、２ｂ 中心ガイド部
３ 第１油圧シリンダ
３１ シリンダ部
３１ｂ 下部壁
３２ 第１ピストン
３２ａ ピストンボディ部
３２ｂ ピストンロッド部
４ 第２油圧シリンダ
４１ シリンダ部
４１ａ 上部壁
４１ｂ 下部壁
４２ 第２ピストン
４２ａ ピストンボディ部
４２ｂ ピストンロッド部
５ 第３油圧シリンダ
５１ シリンダ部
５１ａ 上部壁
５２ 第３ピストン
５２ａ ピストンボディ部
５２ｂ ピストンロッド部
６ 第１開口室
７ 第２開口室
８ ダイ
８Ｈ ダイ孔
９ 取付壁
１０ 第１金型
１０Ｈ 中央孔
１０ｈｇ 位置決めガイド孔
１１ 第２金型
１１Ｈ 中央孔
１１ｈｇ 位置決めガイド孔
１２ 第３金型
１２ｃ コア部
１２ｒ 結合ロッド
１３ 連結軸
１４ｕ、１４ｄ 出入口
２０ 油圧回路
２０１ 油圧ポンプ
２０２ 流量制御弁
２０３ 絞り弁
２０４ ストップ弁
Ｓ１、Ｓ２ 油圧室
ｒ１、ｒ２ 供給路
ｒ３ 戻り路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型やダイを、駆動動力源であるシリンダ内に配置することで、装置の小型化、高精度化を目指した、粉末プレス成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、粉末成形装置は、成形金型とダイセットとそれらを収容する本体フレームとから構成されている。
このような粉末プレス成形装置においては、ダイセット自体には駆動動力源が搭載されていないか、搭載されている場合でも、補助的な動力源に限定されているのが現状である。このような場合、主たるプレス成形動作は、本体フレームに配設されたメイン動力源によりなされるようになっていた。
【０００３】
従来技術として、ダイセットを複数のシリンダにより、プレートを駆動させる方式と、単一のシリンダにより駆動させる方式とがある。例えば、特許文献１では、後者の駆動方式により、高精度な成形を目指した例である。すなわち、特許文献１では、粉末加圧時にパンチプレートに曲げモーメントが作用しないようにすると共に、複数段構成を可能とし、さらにダイと上下パンチの相互位置精度を高めることを目的として、ダイプレートに設けられたダイのダイ孔内に挿入されるパンチを駆動するための流体圧シリンダをパンチと同軸的に配置する構成としている。
以上のような構成によれば、ダイセット自身の精度向上が期待できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、粉末成形のダイセットは上のダイセットと下のダイセットそれぞれを本体フレームに取り付けて使用するため、上ダイセットと下ダイセットの高精度な位置合わせを必要とするという課題がある。
本発明は、上述の課題を解決するために提案されたものであって、金型やダイを直接、プレス駆動手段であるシリンダに搭載して、金型同士の高精度な位置合わせを要することなく、装置の小型化、安定した製品を成形可能とするなど、高精度化を目指した、粉末プレス成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、粉末プレス成形装置において、シリンダ基体（２）と、このシリンダ基体（２）に搭載し、中心軸（Ｘ）に沿って列設した複数の流体圧シリンダと、複数の流体圧シリンダを構成するシリンダ部にそれぞれ介装して、シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って往復動するピストンと、複数の流体圧シリンダのシリンダ部間のうち、いずれかのシリンダ部間に配設したダイ（８）と、複数の流体圧シリンダにおけるピストンにそれぞれ搭載し、ピストンをシリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、ダイ（８）において、互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を中心軸（Ｘ）に沿って加圧圧縮して粉末成形品を得る複数の金型とを具備することを特徴とする。
【０００７】
これにより、シリンダ基体（２）に配設したプレス駆動手段である複数の流体圧シリンダを利用し、ダイ（８）において、シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って突き合わせて、加圧圧縮可能に、複数の金型を配置したため、複数の金型を位置合わせをする必要はなく、これら複数の金型をシリンダ基体（２）における複数の流体圧シリンダに搭載したことで、装置の小型化、高精度化を実現することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、複数の流体圧シリンダは、シリンダ基体（２）に、中心軸（Ｘ）に沿って列設した第１、第２、第３の流体圧シリンダ（３、４、５）であり、第１、第２、第３流体圧シリンダ（３、４、５）は、シリンダ部（３１、４１、５１）と、シリンダ部（３１、４１、５１）にそれぞれ介装して、シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って往復動する第１、第２、第３のピストン（３２、４２、５２）とを有し、複数の金型は、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）にそれぞれ搭載し、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）をシリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、ダイ（８）において、互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を加圧圧縮して粉末成形品を得る第１、第２、第３の金型（１０、１１、１２）であることを特徴とする。
【０００９】
これにより、第１、第２、第３の金型（１０、１１、１２）を、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）をシリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、ダイ（８）において、互いに突き合わせることで、投入される粉末成形材料を加圧圧縮して粉末成形品を得ることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、第１金型（１０）は、中心軸（Ｘ）に沿う中央孔（１０Ｈ）と、中央孔（１０Ｈ）周囲に配設した、位置決めガイド孔（１０ｈｇ）とを有し、第２金型（１１）は、第１金型（１０）の中央孔（１０Ｈ）と同径の中央孔（１１Ｈ）と、第１金型（１０）の位置決めガイド孔（１０ｈｇ）と同径の位置決めガイド孔（１１ｈｇ）とを有し、第３金型（１２）は、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って支持されるコア部（１２ｃ）と、コア部（１２ｃ）周囲に同心円状に配置した、結合ロッド（１２ｒ）とを有し、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）をシリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、第１金型（１０）と第２金型（１１）とを、第１、第２金型（１０、１１）それぞれの中央孔（１０Ｈ）と中央孔（１１Ｈ）との位置と、第１、第２金型（１０、１１）それぞれの位置決めガイド孔（１０ｈｇ）と位置決めガイド孔（１１ｈｇ）との位置とを一致させて突き合わせて、第３金型（１２）のコア部（１２ｃ）を、第２金型（１１）の中央孔（１１Ｈ）に嵌入させると共に、結合ロッド（１２ｒ）を、第２金型（１１）における位置決めガイド孔（１１ｈｇ）に嵌入させて、ダイ（８）において、粉末成形品に対応する充填孔（Ｃ）を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
これにより、第１、第２、第３金型（１０、１１、１２）をダイ（８）において突き合わせる際に、いずれもシリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って移動させるので、第１金型（１０）と第２金型（１１）とは、第１、第２金型（１０、１１）それぞれの中央孔（１０Ｈ）と中央孔（１１Ｈ）と、第１、第２金型（１０、１１）それぞれの位置決めガイド孔（１０ｈｇ）と位置決めガイド孔（１１ｈｇ）とを位置ずれなく突き合わせることができる。そして、第３金型（１２）のコア部（１２ｃ）を、第２金型（１１）の中央孔（１１Ｈ）に嵌入させ、結合ロッド（１２ｒ）を、第２金型（１１）における位置決めガイド孔（１１ｈｇ）に嵌入させて、ダイ（８）において、粉末成形品に対応する充填孔（Ｃ）を形成することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、シリンダ基体（２）には、長手方向、中心軸に沿って、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を往復動可能にガイドする中心ガイド部（２ａ、２ｂ）を備えたことを特徴とする。
【００１３】
これにより、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を、軸ずれることなくガイドすることができ、金型を直接取り付けて、第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を、金型の型締め動力源として用いることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、流体圧は、油圧であることを特徴とする。
【００１５】
これにより、ダイ（８）において、複数の金型を互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を中心軸（Ｘ）に沿って、油圧による十分なプレス駆動力で加圧圧縮して粉末成形品を得ることができる。
【００１６】
さらに請求項６に記載の発明では、流体圧は、空圧であることを特徴とする。
【００１７】
これにより、ダイ（８）において、複数の金型を互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を中心軸（Ｘ）に沿って、油圧による十分なプレス駆動力で加圧圧縮して粉末成形品を得ることができる。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シリンダ基体に配設し、互いに対向すると共に、一軸上を往復動するプレス駆動手段である、流体圧シリンダのピストンに金型を搭載したことで、互いの金型の位置合わせをする必要はなく、成形品の高精度化と、装置自体の小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る粉末プレス成形装置の一実施形態を示した、断面説明図である。
【図２ａ】図１に示す粉末プレス成形装置において、ダイにおける第１、第２、第３金型による加圧圧縮箇所の要部を示した、拡大断面説明図である。
【図２ｂ】図２ａに示す、ダイにおける第１、第２、第３金型による加圧圧縮箇所において、Ａ−Ａ線に沿う、切断矢視図である。
【図２ｃ】図２ａに示す、ダイにおける第１、第２、第３金型による加圧圧縮箇所において、Ｂ−Ｂ線に沿う、切断矢視図である。
【図３】図１に示す粉末プレス成形装置において、粉末成形材料を充填した状態を示した、断面説明図である。
【図４】図１に示す粉末プレス成形装置において、加圧圧縮動作時の状態を示した、断面説明図である。
【図５】図１に示す粉末プレス成形装置において、粉末成形品を取り出す状態を示した、断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る粉末プレス成形装置の一実施形態を挙げ、説明する。
図１に粉末プレス成形装置１を示す。
この粉末プレス成形装置１は、流体圧（ここでは油圧）を利用して、粉末成形材料をプレスして成形品を得るもので、鉛直軸方向に設置される、プレス駆動手段を構成するシリンダ基体２を具備する。
このシリンダ基体２は、後述するプレス駆動手段を構成する油圧シリンダを、複数、搭載し支える、直円筒形状のフレーム構造体であり、長手方向、中心軸Ｘに沿って、後述するプレス駆動手段としてのピストンを、往復動可能にガイドする中心ガイド部２ａ、２ｂを設けている。
かかるシリンダ基体２には、図中、シリンダ基体２の上部位、中間部位、下部位にそれぞれ、第１、第２、第３の油圧シリンダ３、４、５が間隔をおいて搭載されている。すなわち、シリンダ基体２には、これら第１、第２、第３の油圧シリンダ３、４、５をそれぞれ構成する、シリンダ部３１、４１、５１が区画形成されている。また、第１油圧シリンダ３におけるシリンダ部３１と、第２油圧シリンダ４におけるシリンダ部４１間には、側面が開口されていて、粉末成形材料を投入する他、プレス成形を行うと共に成形品の取出しを行う第１の開口室６が設けられている。さらに、第２油圧シリンダ４におけるシリンダ部４１と第３油圧シリンダ５におけるシリンダ部５１間には、第２の開口室７が設けられている。
【００２２】
第１油圧シリンダ３において、シリンダ部３１内には、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って、中心ガイド部２ａが一体的に突設されている。そして中心ガイド部２ａには、第１開口室６に向けて進退可能に第１ピストン３２を配設している。この場合、第１ピストン３２は、中心ガイド部２ａを中心とする内周面に沿って摺動可能なビストンボディ部３２ａと、中心ガイド部２ａを内側に嵌入しているピストンロッド部３２ｂとを有している。かかるピストンロッド部３２ｂの先端部は、シリンダ部３１の下部壁３１ｂを貫通して、第１開口室６に突没可能に構成している。
そして、シリンダ部３１内の第１ピストン３２のビストンボディ部３２ａが上下に仕切る油圧室Ｓ１、Ｓ２には、第１ピストン３２を作動するための作動油を供給する油圧回路２０（後述）を接続している。
【００２３】
シリンダ基体２の中間部位の第２油圧シリンダ４において、シリンダ部４１は、図中、上下に上部壁４１ａと下部壁４１ｂとで仕切って構成し、下部壁４１ｂに、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って、中心ガイド部２ｂが一体的に突設されている。そして中心ガイド部２ｂには、第１開口室６に向けて進退可能に第２ピストン４２を配設している。この場合、第２ピストン４２は、中心ガイド部２ｂを中心とする内周面に沿って摺動可能なピストンボディ部４２ａと、中心ガイド部２ｂを内側に嵌入しているピストンロッド部４２ｂとを有している。
かかるピストンロッド部４２ｂの先端部は、シリンダ部４１における上部壁４１ａを貫通して、第１開口室６に突没可能としている。
そして、第２油圧シリンダ４のシリンダ部４１においても、第２ピストン４２のピストンボディ部４２ａが上下に仕切る油圧室Ｓ１、Ｓ２に、第２ピストン４２を作動するための作動油を供給する油圧回路２０（後述）を接続している。
【００２４】
さらにシリンダ基体２の下部位の第３油圧シリンダ５において、シリンダ部５１は、第２開口室７の直下、第２開口室７と上部壁５１ａで仕切って構成している。
かかるシリンダ部５１には、第３ピストン５２が内装されている。
第３ピストン５２は、内周面に沿って摺動可能なピストンボディ部５２ａと、上部壁５１ａの中心を貫通して、第２開口室７に向けて突出するピストンロッド部５２ｂとを有している。
かかる第３油圧シリンダ５のシリンダ部５１においても、第３ピストン５２のピストンボディ部５２ａが上下に仕切る油圧室Ｓ１、Ｓ２に、第３ピストン５２を作動するための作動油を供給する油圧回路２０（後述）を接続している。
【００２５】
次に、以上のようなシリンダ基体２において、第１油圧シリンダ３と第２油圧シリンダ４間の第１開口室６には、プレス加工を行う際のダイ８が取付壁９を介して配設されている。
ダイ８は、後述する、第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２のピストンロッド部３２ｂと、第２油圧シリンダ４における第２ピストン４２のピストンロッド部４２ｂの動作方向（上下動方向）と直交するように配設されている。この場合、ダイ８には、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って、後述するが、第１ピストン３２のピストンロッド部３２ｂと、第２ピストン４２のピストンロッド部４２ｂとに搭載される金型が嵌入可能にダイ孔８Ｈを開口している。
【００２６】
そして、第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２のピストンロッド部３２ｂには、第１の金型１０が搭載される。
また、第２油圧シリンダ４における第２ピストン４２のピストンロッド部４２ｂには、第２の金型１１が搭載される。
さらに、第３油圧シリンダ５における第３ピストン５２のピストンロッド部５２ｂには、第３の金型１２が搭載される。
これら第１、第２、第３金型１０、１１、１２は、各油圧回路２０から作動油を供給制御してそれぞれ第１、第２、第３油圧シリンダ３、４、５における、第１、第２、第３ピストン３２、４２、５２を上下動制御し、第１開口室６におけるダイ８のダイ孔８Ｈにおいて、第１〜第３金型１０〜１２によって製品に対応する空間を画成している。
【００２７】
第１金型１０は、略円筒体形状のもので、中心軸に沿う中央孔１０Ｈと、中央孔１０Ｈ周囲に、同心円状に所定間隔毎に、複数穿設した、位置決めガイド孔１０ｈｇを有し、第１金型１０を第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２のピストンロッド部３２ｂに搭載した際に、シリンダ基体２の中心軸Ｘに第１金型１０における中央孔１０Ｈの中心が一致するようにしている（図２ａ、図２ｂ参照）。
第１金型１０は外径がダイ孔８Ｈの内径と略同径としている。中央孔１０Ｈは、後述する第３金型１２のコア部の外径に対応し、位置決めガイド孔１０ｈｇは、第３金型１２のコア部周囲の結合ロッド（後述）を嵌入可能としている。
【００２８】
第２金型１１は、第１金型１０と同形状の略円筒体で、第１金型１０の中央孔１０Ｈと同径の中央孔１１Ｈと、第１金型１０の位置決めガイド孔１０ｈｇと同径の位置決めガイド孔１１ｈｇを有している。
かかる第２金型１１を第２油圧シリンダ４における第２ピストン４２のピストンロッド部４２ｂに搭載した際に、シリンダ基体２の中心軸Ｘに第２金型１１における中央孔１１Ｈの中心が一致し、且つ、位置決めガイド孔１１ｈｇは、第１金型１０の位置決めガイド孔１０ｈｇの位置と一致し、後述する第３金型１２のコア部周囲の結合ロッド（後述）を嵌入可能としている。
【００２９】
そして、第３金型１２は、第３油圧シリンダ５における第３ピストン５２のピストンロッド５２ｂ先端に結合し、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って、中心ガイド部２ｂに挿通した、連結軸１３を介して連結したコア部１２ｃと、コア部１２ｃ周囲に同心円状に配置した、結合ロッド１２ｒとを有している（図２ｃ参照）。そして、かかる第３金型１２のコア部１２ｃを、第２金型１１の中央孔１１Ｈに嵌入させ、結合ロッド１２ｒを、第２金型１１における位置決めガイド孔１１ｈｇに嵌入させている。
【００３０】
次に、以上のような粉末プレス成形装置１におけるシリンダ基体２の、第１、第２、第３油圧シリンダ３、４、５におけるシリンダ部３１、４１、５１に接続される油圧回路２０について、説明する。
油圧回路２０は、実質的に、油圧ポンプ２０１と、各一対の、流量制御弁２０２、絞り弁２０３およびストップ弁２０４とによって構成し、油圧ポンプ２０１から、それぞれ流量制御弁２０２、絞り弁２０３およびストップ弁２０４を介する二系統の供給路ｒ１、ｒ２と、戻り路ｒ３とを有している。
そして、シリンダ部３１、４１、５１には、それぞれ、側壁上下に、作動油の出入口１４ｕ、１４ｄが形成され、シリンダ部３１、４１、５１における第１、第２、第３ピストン３２、４２、５２の動作状況に応じて、各供給路ｒ１、ｒ２を切換えて、出入口１４ｕ、１４ｄのうち、いずれかの一方の出入り口から作動油を送り込み、他方の出入り口から、戻り路ｒ３を通じて、作動油を油圧ポンプ２０１に還流するようにしている。
【００３１】
本発明にかかる粉末プレス成形装置１は、以上のように構成されるものであり、次に、粉末成形材料のプレス工程について、以下、説明する。
プレス工程は、（１）粉末成形材料の充填、（２）加圧圧縮（圧搾）、（３）成形品取出しからなる。なお、ここで用いられる粉末成形材料は、特に限定されない。
【００３２】
（１）粉末成形材料の充填
粉末成形材料を、周知の手段(図示省略)により、第１開口室６におけるダイ８のダイ孔８Ｈに充填する際、成形品(後述)に対応する充填孔Ｃ（図２ａ参照）を、第２金型１１と第３金型１２により、予め形成しておく。なお、第１金型１０は、第１開口室６におけるダイ８上面から、外筒１０ａと中央孔１０Ｈを所定間隔開けた状態の位置に調整しておく（図１参照）。
そのために、第２油圧シリンダ４、第３油圧シリンダ５において、各油圧回路２０を動作させて、二系統の供給路ｒ１、ｒ２を切換えて、出入口１４ｕ、１４ｄのうち、いずれかの一方の出入口から作動油を送り込み、他方の出入口から、戻り路ｒ３を通じて、作動油を油圧ポンプ２０１に還流させる。
【００３３】
これによって、第２金型１１を搭載する第２ピストン４２と、第３金型１２を搭載する第３ピストン５２とを上下動させ、第２金型１１と第３金型１２とを、所望の高さ位置に調節することができる。
その際、第２金型１１は、ダイ８のダイ孔８Ｈにおいて、外筒１１ａと中央孔１１Ｈの位置を、成形品の厚さに関係する充填深さの位置にもたらされる。
一方、第３金型１２は、コア部１２ｃを第２金型１１の中央孔１１Ｈに嵌入し、コア部１２ｃの上端を中央孔１１Ｈから突出させてダイ８上面の高さと同一高さの位置にもたらす。
また、第３金型１２の結合ロッド１２ｒは、第２金型１１の中央孔１１Ｈ周囲の位置決めガイド孔１１ｈｇに嵌入させ、結合ロッド１２ｒの上端を位置決めガイド孔１１ｈｇから突出させてダイ８上面の高さと同一高さの位置にもたらす。
以上のようにして、ダイ８のダイ孔８Ｈには、成形品に対応する充填孔Ｃが形成されるので、かかる充填孔Ｃに粉末成形材料を投入することで、充填孔Ｃに粉末成形材料が満たされる。
【００３４】
（２）加圧圧縮（圧搾）
次に、ダイ８のダイ孔８Ｈに形成された充填孔Ｃに粉末成形材料が満たされると、第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２を下動させ、第１ピストン３２のピストンロッド３２ｂに搭載された第１金型１０を、ダイ８のダイ孔８Ｈに向けて下降させる。
そのために、第１油圧シリンダ３に接続された油圧回路２０は、二系統の供給路ｒ１、ｒ２を切換えて、供給路ｒ１を通じ、シリンダ部３１の出入口１４ｕから上の油圧室Ｓ１に作動油を送り込む一方、下の油圧室Ｓ２から出入口１４ｄを介し、戻り路ｒ３を通じて、作動油を油圧ポンプ２０１に還流させるように動作させる。
【００３５】
その際、第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２は、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿う、中心ガイド部２ａに沿って下降するので、第１ピストン３２のピストンロッド３２ｂに搭載された第１金型１０は、位置ずれを起こすことなく、ダイ８のダイ孔８Ｈに向けて下降させることができる。
【００３６】
第１金型１０を下降させると、ダイ孔８Ｈにおけるダイ８上面に露出する、第３金型１２の結合ロッド１２ｒは、第１金型１０における中央孔１０Ｈ周囲の位置決めガイド孔１０ｈｇに嵌入可能に突き当たる一方、第３金型１２のコア部１２ｃは、第１金型１０における中央孔１０Ｈの開口面に嵌入可能に突き当たる。これによって、加圧圧縮工程を開始することができる（図３参照）。
第１油圧シリンダ３の油圧回路２０において、油圧ポンプ２０１を駆動させ、二系統の供給路ｒ１、ｒ２のうちの、供給路ｒ１を通じ、シリンダ部３１の出入口１４ｕから上の油圧室Ｓ１に作動油を送り込む一方、下の油圧室Ｓ２から出入口１４ｄを介し、戻り路ｒ３を通じて、作動油を油圧ポンプ２０１に還流させるように動作させることで、加圧圧縮工程を進行させることができ、ダイ８のダイ孔８Ｈにおける充填孔Ｃ内の粉末成形材料は、第１金型１０と第２金型１１とによって、上下方向から加圧圧縮され、粉末成形品Ｗを得ることができる。
なお、第１金型１０と第２金型１１とによる加圧圧縮状態は、所定の高温高圧下で、所定時間維持されることで、硬化が進行し、成形品として形成することができる。
【００３７】
（３）成形品取出し
そして、上述のような工程で、加圧圧縮工程が終了すると、成形品Ｗの取出しを行う。 そのために、第１油圧シリンダ３における第１ピストン３２を上動させて第１金型１０をダイ８のダイ孔８Ｈから離脱させ、次いで、第２油圧シリンダ４における第２ピストン４２を上動させ、第２金型１１を突き上げて、充填孔Ｃ内の成形品Ｗを押し出して、取り出すことができる。
【００３８】
以上のように、本発明にかかる粉末プレス成形装置１では、互いに対向し、一軸上を往復動するプレス駆動手段である、流体圧シリンダのピストンロッド上に、金型を直接、搭載したことで、互いの金型の位置合わせをする必要はなく、成形品の高精度化と、装置自体の小型化を達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、プレス駆動手段の駆動源として、油圧を挙げて説明したが、勿論他の非圧縮性流体（水）、圧縮性流体（エアーなど）も用いることができる。
シリンダ基体に搭載されるプレス駆動手段としての油圧シリンダの数は任意で、成形対象品によっては、第１、第２油圧シリンダによって、第１金型と第２金型とを用いて成形を行う構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 粉末プレス成形装置
２ シリンダ基体
２ａ、２ｂ 中心ガイド部
３ 第１油圧シリンダ
３１ シリンダ部
３１ｂ 下部壁
３２ 第１ピストン
３２ａ ピストンボディ部
３２ｂ ピストンロッド部
４ 第２油圧シリンダ
４１ シリンダ部
４１ａ 上部壁
４１ｂ 下部壁
４２ 第２ピストン
４２ａ ピストンボディ部
４２ｂ ピストンロッド部
５ 第３油圧シリンダ
５１ シリンダ部
５１ａ 上部壁
５２ 第３ピストン
５２ａ ピストンボディ部
５２ｂ ピストンロッド部
６ 第１開口室
７ 第２開口室
８ ダイ
８Ｈ ダイ孔
９ 取付壁
１０ 第１金型
１０Ｈ 中央孔
１０ｈｇ 位置決めガイド孔
１１ 第２金型
１１Ｈ 中央孔
１１ｈｇ 位置決めガイド孔
１２ 第３金型
１２ｃ コア部
１２ｒ 結合ロッド
１３ 連結軸
１４ｕ、１４ｄ 出入口
２０ 油圧回路
２０１ 油圧ポンプ
２０２ 流量制御弁
２０３ 絞り弁
２０４ ストップ弁
Ｓ１、Ｓ２ 油圧室
ｒ１、ｒ２ 供給路
ｒ３ 戻り路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末プレス成形装置において、
シリンダ基体（２）と、
このシリンダ基体（２）に搭載し、中心軸（Ｘ）に沿って列設した複数の流体圧シリンダと、
前記複数の流体圧シリンダを構成するシリンダ部にそれぞれ介装して、前記シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って往復動するピストンと、
前記複数の流体圧シリンダのシリンダ部間のうち、いずれかのシリンダ部間に配設したダイ（８）と、
前記複数の流体圧シリンダにおけるピストンにそれぞれ搭載し、前記ピストンを前記シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、前記ダイ（８）において、互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を中心軸（Ｘ）に沿って加圧圧縮して粉末成形品を得る複数の金型と、
を具備することを特徴とする粉末プレス成形装置。
【請求項２】
前記複数の流体圧シリンダは、前記シリンダ基体（２）に、中心軸（Ｘ）に沿って列設した第１、第２、第３の流体圧シリンダ（３、４、５）であり、
前記第１、第２、第３流体圧シリンダ（３、４、５）は、シリンダ部（３１、４１、５１）と、前記シリンダ部（３１、４１、５１）にそれぞれ介装して、前記シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って往復動する第１、第２、第３のピストン（３２、４２、５２）とを有し、
前記複数の金型は、前記第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）にそれぞれ搭載し、前記第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を前記シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、前記ダイ（８）において、互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を加圧圧縮して粉末成形品を得る第１、第２、第３の金型（１０、１１、１２）であることを特徴とする請求項１に記載の粉末プレス成形装置。
【請求項３】
前記第１金型（１０）は、中心軸（Ｘ）に沿う中央孔（１０Ｈ）と、中央孔（１０Ｈ）周囲に配設した、位置決めガイド孔（１０ｈｇ）とを有し、
前記第２金型（１１）は、前記第１金型（１０）の中央孔（１０Ｈ）と同径の中央孔（１１Ｈ）と、前記第１金型（１０）の位置決めガイド孔（１０ｈｇ）と同径の位置決めガイド孔（１１ｈｇ）とを有し、
前記第３金型（１２）は、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って支持されるコア部（１２ｃ）と、前記コア部（１２ｃ）周囲に同心円状に配置した、結合ロッド（１２ｒ）とを有し、
前記第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を前記シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、前記第１金型（１０）と前記第２金型（１１）とを、前記第１、第２金型（１０、１１）それぞれの中央孔（１０Ｈ）と中央孔（１１Ｈ）との位置と、前記第１、第２金型（１０、１１）それぞれの位置決めガイド孔（１０ｈｇ）と位置決めガイド孔（１１ｈｇ）との位置とを一致させて突き合わせて、前記第３金型（１２）のコア部（１２ｃ）を、前記第２金型（１１）の中央孔（１１Ｈ）に嵌入させると共に、前記結合ロッド（１２ｒ）を、前記第２金型（１１）における位置決めガイド孔（１１ｈｇ）に嵌入させて、前記ダイ（８）において、粉末成形品に対応する充填孔（Ｃ）を形成するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の粉末プレス成形装置。
【請求項４】
前記シリンダ基体（２）には、中心軸（Ｘ）に沿って、前記第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を往復動可能にガイドする中心ガイド部（２ａ、２ｂ）を備えたことを特徴とする請求項２に記載の粉末プレス成形装置。
【請求項５】
前記流体圧は、油圧であることを特徴とする請求項１ないし４記載のうち、いずれか１に記載の粉末プレス成形装置。
【請求項６】
前記流体圧は、空圧であることを特徴とする請求項１ないし４記載のうち、いずれか１に記載の粉末プレス成形装置。
【請求項１】
粉末プレス成形装置において、
シリンダ基体（２）と、
このシリンダ基体（２）に搭載し、中心軸（Ｘ）に沿って列設した複数の流体圧シリンダと、
前記複数の流体圧シリンダを構成するシリンダ部にそれぞれ介装して、前記シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って往復動するピストンと、
前記複数の流体圧シリンダのシリンダ部間のうち、いずれかのシリンダ部間に配設したダイ（８）と、
前記複数の流体圧シリンダにおけるピストンにそれぞれ搭載し、前記ピストンを前記シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、前記ダイ（８）において、互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を中心軸（Ｘ）に沿って加圧圧縮して粉末成形品を得る複数の金型と、
を具備することを特徴とする粉末プレス成形装置。
【請求項２】
前記複数の流体圧シリンダは、前記シリンダ基体（２）に、中心軸（Ｘ）に沿って列設した第１、第２、第３の流体圧シリンダ（３、４、５）であり、
前記第１、第２、第３流体圧シリンダ（３、４、５）は、シリンダ部（３１、４１、５１）と、前記シリンダ部（３１、４１、５１）にそれぞれ介装して、前記シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って往復動する第１、第２、第３のピストン（３２、４２、５２）とを有し、
前記複数の金型は、前記第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）にそれぞれ搭載し、前記第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を前記シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、前記ダイ（８）において、互いに突き合わせ、投入される粉末成形材料を加圧圧縮して粉末成形品を得る第１、第２、第３の金型（１０、１１、１２）であることを特徴とする請求項１に記載の粉末プレス成形装置。
【請求項３】
前記第１金型（１０）は、中心軸（Ｘ）に沿う中央孔（１０Ｈ）と、中央孔（１０Ｈ）周囲に配設した、位置決めガイド孔（１０ｈｇ）とを有し、
前記第２金型（１１）は、前記第１金型（１０）の中央孔（１０Ｈ）と同径の中央孔（１１Ｈ）と、前記第１金型（１０）の位置決めガイド孔（１０ｈｇ）と同径の位置決めガイド孔（１１ｈｇ）とを有し、
前記第３金型（１２）は、シリンダ基体２の中心軸Ｘに沿って支持されるコア部（１２ｃ）と、前記コア部（１２ｃ）周囲に同心円状に配置した、結合ロッド（１２ｒ）とを有し、
前記第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を前記シリンダ基体（２）の中心軸（Ｘ）に沿って駆動させて、前記第１金型（１０）と前記第２金型（１１）とを、前記第１、第２金型（１０、１１）それぞれの中央孔（１０Ｈ）と中央孔（１１Ｈ）との位置と、前記第１、第２金型（１０、１１）それぞれの位置決めガイド孔（１０ｈｇ）と位置決めガイド孔（１１ｈｇ）との位置とを一致させて突き合わせて、前記第３金型（１２）のコア部（１２ｃ）を、前記第２金型（１１）の中央孔（１１Ｈ）に嵌入させると共に、前記結合ロッド（１２ｒ）を、前記第２金型（１１）における位置決めガイド孔（１１ｈｇ）に嵌入させて、前記ダイ（８）において、粉末成形品に対応する充填孔（Ｃ）を形成するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の粉末プレス成形装置。
【請求項４】
前記シリンダ基体（２）には、中心軸（Ｘ）に沿って、前記第１、第２、第３ピストン（３２、４２、５２）を往復動可能にガイドする中心ガイド部（２ａ、２ｂ）を備えたことを特徴とする請求項２に記載の粉末プレス成形装置。
【請求項５】
前記流体圧は、油圧であることを特徴とする請求項１ないし４記載のうち、いずれか１に記載の粉末プレス成形装置。
【請求項６】
前記流体圧は、空圧であることを特徴とする請求項１ないし４記載のうち、いずれか１に記載の粉末プレス成形装置。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−５５２０（Ｐ２０１１−５５２０Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５１３４６（Ｐ２００９−１５１３４６）
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
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