粉末成形装置
【課題】粉末成形装置におけるダイ固定方式とウィズドローアル方式とを切替える切替え作業を容易な粉末成形装置を提供すること。
【解決手段】充填部Ａが形成されたダイ１１と、下パンチ２１と、上パンチ３１と、下パンチ２１とダイ１１とを相対移動可能とする下ラム６１とを備えた粉末成形装置１であって、ダイ１１が固定されて、下ラム６１に接続された下パンチ２１がダイ１１に対して進退させられるダイ固定成形方式と、下パンチ２１が固定されて、下ラム６１に接続されたダイ１１が下パンチ２１に対して進退させられるウィズドローアル成形方式とを切替える切替手段８０を備え、切替手段８０は、成形方式が入力される入力部８２と、下ラム６１の位置を検出する検出手段８９と、成形方式にもとづいて下ラム６１を原点位置に移動させる制御部８８とからなる調整手段を有することを特徴とする。
【解決手段】充填部Ａが形成されたダイ１１と、下パンチ２１と、上パンチ３１と、下パンチ２１とダイ１１とを相対移動可能とする下ラム６１とを備えた粉末成形装置１であって、ダイ１１が固定されて、下ラム６１に接続された下パンチ２１がダイ１１に対して進退させられるダイ固定成形方式と、下パンチ２１が固定されて、下ラム６１に接続されたダイ１１が下パンチ２１に対して進退させられるウィズドローアル成形方式とを切替える切替手段８０を備え、切替手段８０は、成形方式が入力される入力部８２と、下ラム６１の位置を検出する検出手段８９と、成形方式にもとづいて下ラム６１を原点位置に移動させる制御部８８とからなる調整手段を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粉末成形品を成形する粉末成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車部品や電子部品の分野において、金属粉末を圧粉体に成形し、その圧粉体を焼結することによって製造する粉末冶金焼結法が広く用いられている。
粉末冶金焼結法としては、ダイと、ダイとともに充填部を画成する下パンチと、充填部に向かい進退可能に支持された上パンチとを備えており、充填部内に成形粉末が充填されたときに、下パンチと上パンチとによって金属粉末を圧縮して所望の成形品を形成する構成が知られ、ダイの形成された充填部に成形粉末が充填され、上パンチが充填部に向かい進入し、充填部内に充填された成形粉末を押圧することで粉末成形品が成形される。
【０００３】
このような構成された粉末成形装置において、圧粉成形品の密度を均一に近づけるために、圧粉に際しては、ダイと下パンチとを上パンチの下降に対応して相対移動させることで充填部内の金属粉末を上下から押圧することが望ましい。
このように、ダイに対して下パンチを相対移動させて金属粉末を成形する場合、ダイを固定して下パンチをダイに対して前進させることにより充填部内の金属粉末を下方から圧粉する、例えば特許文献１に示されるようなダイ固定方式と、下パンチを固定してダイが下降することにより充填部内の金属粉末を相対的に下方から圧粉する、例えば特許文献２に示されるようなウィズドローアル方式とが実用化されている。
【特許文献１】特開平１−１８１９９７号公報
【特許文献２】特開平５−９２２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ダイ固定方式を適用する場合とウィズドローアル方式を適用する場合とでは、ダイセットの構成、ダイセットと粉末成形プレスとの取り合い関係、及び粉末成形装置の動作順序が異なるために、いずれの成形方式のダイセットにも対応可能とすることは困難であるという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ダイ固定方式とウィズドローアル方式のいずれの成形方式に対しても容易に対応可能とされる粉末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】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載された発明は、金属粉末が充填される充填部が形成されたダイと、前記ダイに対して相対移動可能に取り付けられ、前記ダイとともに充填部を画成する下パンチと、前記ダイの上方に配置され、前記ダイに対して進退可能に支持された上パンチと、前記下パンチと前記ダイとを相対移動可能とする下ラムとを備えた粉末成形装置であって、前記ダイが固定されて、前記下ラムに接続された下パンチが前記ダイに対して進退させられるダイ固定成形方式と、前記下パンチが固定されて、前記下ラムに接続されたダイが前記下パンチに対して進退させられるウィズドローアル成形方式とを切替える切替手段を備え、前記切替手段は、成形方式が入力される入力部と、前記下ラムの位置を検出する検出手段と、前記入力された成形方式にもとづいて前記下ラムを原点位置に移動させる制御部とからなる調整手段を有することを特徴とする。
【０００７】
この発明に係る粉末成形装置によれば、ダイが固定されて下ラムに接続された下パンチがダイに対して進退させられるダイ固定成形方式と、下パンチが固定されて下ラムに接続されたダイが下パンチに対して進退させられるウィズドローアル成形方式とを切替える切替手段を備え、切替手段が、成形方式が入力される入力部と、下ラムの位置を検出する検出手段と、入力された成形方式にもとづいて下ラムを原点位置に移動させる制御部とからなる調整手段を有しているので、入力部から成形方式を入力することにより、制御部は入力された成形方式の原点位置に向けて下ラムを移動させ、下ラムが原点位置にあることが検出手段によって検出されると、下ラムを原点位置に停止させる。
その結果、下ラムは、入力された成形方式に対応する原点位置に調整され、ダイ及び下パンチの位置を対応する成形方式に容易に対応させられる。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の粉末成形装置であって、前記制御部は、前記下ラムを前記成形方式に対応した順序で作動させることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る粉末成形装置によれば、前記制御部はそれぞれの成形方式に対応した順序で下ラムを作動させることができるので、対応する成形方式に応じて粉末成形を行うことができる。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２に記載の粉末成形装置であって、前記入力部は、前記成形方式を区別するための識別部を検出する識別センサを備え、前記識別部は、金型に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る粉末成形装置によれば、入力部が、成形方式を区別するための識別部を検出する識別センサを備えて、金型に設けられた識別部を検出して、各金型に対応する成形方式を人手によらずに識別することができる。その結果、人手による作業が省力化され、人が識別することによる誤操作が防止される。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の粉末成形装置であって、前記制御部は、前記識別センサの検出結果に基づいて、前記下ラムの位置を自動で原点位置に調整することを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る粉末成形装置によれば、金型に設けられた識別部を識別センサで検出し、その検出結果に基づいて、自動で下ラムが原点位置に調整される。その結果、金型交換時に、成形方式を人手により入力する必要がなくなり、作業の省力化の実現と、自動化を容易にすることができる。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の粉末成形装置であって、前記検出手段は、前記ダイ固定成形方式の原点位置を検出する第１の位置センサと、前記ウィズドローアル成形方式の原点位置を検出する第２の位置センサとを備えていることを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る粉末成形装置によれば、検出手段が、ダイ固定成形方式の原点位置を検出する第１の位置センサと、ウィズドローアル成形方式の原点位置を検出する第２の位置センサとを備えていて、それぞれの成形方式に対応した原点位置に下ラムが移動される。その結果、下ラムが原点位置にあるかどうかが確実に検出されるので、確実な動作とメンテナンスの容易化を実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る粉末成形装置によれば、粉末成形プレスに、ダイ固定方式とウィズドローアル方式のいずれのダイセットも取付け可能であるとともに、取付けられたダイセットの成形方式に対応する成形動作を行なうことが可能とされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、この実施形態の粉末成形装置１を示す図であり、粉末成形装置１は、ダイセット（金型）１０と、粉末成形プレス５０と、ダイ固定成形方式とウィズドローアル成形方式とを切替え自在とする切替手段８０とを備えている。
ここで、ダイ固定成形方式とは、ダイが固定された状態で下ラムに接続された下パンチがダイに対して進退させられる成形方式であり、ウィズドローアル成形方式とは、下パンチが固定された状態で下ラムに接続されたダイが下パンチに対して進退させられる成形方式である。
【００１８】
ダイセット１０は、金属粉末Ｐが充填される充填部Ａが形成されたダイ１１と、ダイ１１に対して相対移動可能に取り付けられ、ダイ１１とともに充填部Ａを画成する下パンチ２１と、ダイ１１の上方に配置されダイ１１に対して進退可能に支持された上パンチ３１とを備えている。
【００１９】
ダイ１１は、ダイプレート１２の中央部に配置されており、ダイプレート１２には、ガイド孔１８Ｈが形成されている。
【００２０】
下パンチ２１は、ダイ固定式成形方式の場合には、図１に示すように本体ベッド６８上に固定されたベースプレート１４と相対的に移動可能とされた下パンチプレート１３に立設されている。
この場合、下パンチプレート１３は、押上ロッド４１を介して押上プレート４４と接続されるとともに、押上プレート４４がＴ型ジョイント４５を介して下ラム６１と接続されており、下ラム６１が上下方向に進退することで、下パンチ２１及び下パンチプレート１３は、押上プレート４４とともに上下方向に移動するようになっている。
また、ダイプレート１２は、支持部材４２を介してベースプレート１４に固定されている。
【００２１】
ウィズドローアル成形方式の場合には、下パンチ２１は、図２に示すように、ベースプレート１４に立設されている。
この場合、ダイ１１及びダイプレート１２は、押上ロッド４１を介して押上プレート４４と接続されるとともに、押上プレート４４がＴ型ジョイント４５を介して下ラム６１と接続されており、下ラム６１が上下方向に進退することで、ダイ１１及びダイプレート１２が上下方向に移動するようになっている。
ここで、ダイ固定式成形方式とウィズドローアル成形方式のダイセット１０において用いられるＴ型ジョイント４５は、共通の形状、寸法を有しており、ともに下ラム６１に接続自在とされている。
【００２２】
上パンチ３１は、上パンチプレート３４に固定されるとともに、上パンチプレート３４に下方（ダイ１１の方向）に向けて立設され、ダイ１１の充填部Ａに嵌挿可能とされている。
また、上パンチプレート３４は、その上部に設けられたＴジョイント３７を介して上ラム７１に接続され、上ラム７１が上ラム駆動モータ７２によって、上パンチ３１とともに上下方向に移動するようになっている。
【００２３】
また、上パンチプレート３４には、ガイドロッド１８が立設されるとともにダイプレート１２に形成されたガイド孔１８Ｈに摺動自在に挿入され、上パンチ３１が、ダイ１１に対して上下方向に移動する際にダイ１１とずれるのを抑制するようになっている。
【００２４】
また、ダイセット１０は、例えば、ベースプレート１４に、識別センサによって有無が検出可能な識別孔（識別部）１５を備えており、ダイセット１０が「ダイ固定成形方式」と「ウィズドローアル成形方式」のいずれの成形方式に対応するものであるかが識別可能とされている。
この実施の形態においては、「ダイ固定成形方式」の場合には、識別孔１５Ａが、「ウィズドローアル成形方式」の場合には、識別孔１５Ｂが形成されている。
【００２５】
粉末成形プレス５０は、この粉末成形プレス５０で使用されるダイ固定式成形方式とウィズドローアル成形方式のダイセット１０の双方に最大寸法に対応自在な代セット取付スペースを有するものであり、プレス下側本体部６０と、プレス上側本体部７０とを備えており、プレス下側本体部６０とプレス上側本体部７０とは、連結部材５２で連結されている。
プレス下側本体部６０は、下ラム６１と、下ラム駆動モータ６２と、下ラム駆動部支持板６３と、回転軸支持板６４と、下ラムベースプレート６５と、廻り止めロッド６６と、下ラムガイドプレート６７と、本体ベッド６８とを備えており、下ラム駆動部支持板６３と、回転軸支持板６４と、下ラムベースプレート６５と、下ラムガイドプレート６７と、本体ベッド６８とは、下方からこの順序で配置され、廻り止めロッド６６は、下ラムベースプレート６５と下ラムガイドプレート６７との間に立設されている。
【００２６】
下ラム駆動モータ６２は、回転軸６２Ａを上方（ダイ１１の方向）に向けて、下ラム駆動部支持板６３に固定されており、回転軸６２Ａの先端部には雄ネジ６２Ｂが形成されている。
下ラム６１は、下ラム６１の下方側に、雄ネジ６２Ｂと係合可能な雌ねじ６１Ｂが形成され、下ラム６１の外周は下ラムガイドプレート６７に設けられたガイド部材６７Ａに挿入されるとともに上下方向に摺動自在とされ、下ラム６１は基端部（下方側）が下ラムベースプレート６５に固定されるとともに下ラムベースプレート６５に立設されている。
【００２７】
下ラムベースプレート６５は、その中央部に貫通孔６５Ａが形成され、下ラム６１の雌ネジ孔６１Ａが貫通孔６５Ａと同心とされ、下ラム６１の雌ネジ孔６１Ａには下ラム駆動モータ６２の回転軸６２Ａが挿入され、雄ネジ６２Ｂと雌ネジ６１Ａが係合されている。
また、雌ネジ６１Ａは、ダイ固定式成形方式のダイセット１０を取り付けた場合に雄ネジ６２Ｂが雄ネジ６２Ｂに対して相対的に下降するとともに、ウィズドローアル成形方式のダイセット１０を取り付けた場合に雄ネジ６２Ｂが雄ネジ６２Ｂに対して相対的に上昇して接続する構成とされる。
そのため、雌ネジ６１Ａの軸線方向の長さは、成形可能とされる粉末成形品Ｗの成形ストロークの１／２以上の距離を雄ネジ６２Ｂが移動できるように形成されている。
【００２８】
また、下ラムベースプレート６５に形成された孔６５Ｂに廻り止めロッド６６が貫通されることにより、下ラム駆動モータ６２の回転軸６２Ａが回転した場合に、下ラム６１及び下ラムベースプレート６５が回転するのが防止されている。
その結果、下ラム駆動モータ６２の回転軸６２Ａが回転されると、回転軸６２Ａの雄ネジ６２Ｂと下ラム６１の雌ネジ６１Ａが係合して、下ラム駆動モータ６２の回転が上下方向の移動に変換され、下ラム６１が上下方向に進退するようになっている。
【００２９】
プレス上側本体部７０は、上ラム７１と、上ラム駆動モータ７２と、上ラム駆動部支持板７３と、回転軸支持板７４と、上ラムベースプレート７５と、廻り止めロッド７６と、上ラムガイドプレート７７とを備えており、上ラム駆動部支持板７３と、回転軸支持板７４と、上ラムベースプレート７５と、上ラムガイドプレート７７とは、上方からこの順序で配置され、廻り止めロッド７６は、上ラムベースプレート７５と上ラムガイドプレート７７との間に立設されている。
【００３０】
上ラム駆動モータ７２は、回転軸７２Ａを下方（ダイ１１の方向）に向けて、上ラム駆動部支持板７３に固定されており、回転軸７２Ａの先端部には雄ネジ７２Ｂが形成されている。
上ラム７１は、上ラム７１の上方側に、雄ネジ７２Ｂと係合可能な雌ねじ７１Ｂが形成され、上ラム７１の外周は上ラムガイドプレート７７に設けられたガイド部材７７Ａに挿入されるとともに上下方向に摺動自在とされ、上ラム７１は基端部（上方側）が上ラムベースプレート７５に固定されるとともに上ラムベースプレート７５に立設されている。
【００３１】
上ラムベースプレート７５は、その中央部に貫通孔７５Ａが形成され、上ラム７１の雌ネジ孔７１Ａが貫通孔７５Ａと同心とされ、上ラム７１の雌ネジ孔７１Ａには上ラム駆動モータ７２の回転軸７２Ａが挿入され、雄ネジ７２Ｂと雌ネジ７１Ａが係合されている。
【００３２】
また、上ラムベースプレート７５に形成された孔７５Ｂに廻り止めロッド７６が貫通されることにより、上ラム駆動モータ７２の回転軸７２Ａが回転した場合に、上ラム７１及び上ラムベースプレート７５が回転するのが防止されている。
その結果、上ラム駆動モータ７２の回転軸７２Ａが回転されると、回転軸７２Ａの雄ネジ７２Ｂと上ラム７１の雌ネジ７１Ａが係合して、上ラム駆動モータ７２の回転が上上方向の移動に変換され、上ラム７１が上下方向に進退するようになっている。
【００３３】
切替手段８０は、「ダイ固定成形方式」と「ウィズドローアル成形方式」のいずれかの成形方式が入力される入力部８２と、下ラム６１の位置を検出する検出手段８９と、入力された成形方式にもとづいて下ラム６１を、それぞれの成形方式に対応する原点位置に移動させる制御部８８とからなる調整手段を備えている。
【００３４】
入力部８２は、セレクトスイッチ８２Ａを備え、セレクトスイッチ８２Ａは、「ダイ固定成形方式」スイッチと、「ウィズドローアル成形方式」スイッチと、「自動モード」スイッチとを備えており、「ダイ固定成形方式」スイッチ及び「ウィズドローアル成形方式」スイッチは、作業者が手動で入力することにより「ダイ固定成形方式」、「ウィズドローアル成形方式」を選択するようになっている。
【００３５】
また、「自動モード」のときには、金型に形成された識別孔１５に基づく成形方式の識別情報が、識別センサ８５Ａ、８５Ｂから制御部８８に直接入力され、制御部８８は、その識別情報に基づいて、ダイセット１０が「ダイ固定成形方式」と「ウィズドローアル成形方式」のいずれの成形方式のものであるかを区別するようになっている。
この実施の形態では、識別センサ８５Ａが識別孔１５Ａの存在を検出すると、ダイ固定成形方式とされ、識別センサ８５Ｂが識別孔１５Ｂの存在を検出すると、ウィズドローアル成形方式とされている。
【００３６】
検出手段８９は、下ラム６１の上下方向の位置を検出するためのものであり、ダイ固定成形方式の原点位置を検出する第１の位置センサ８９Ａと、ウィズドローアル成形方式の原点位置を検出する第２の位置センサ８９Ｂと、下ラム６１に設けられた位置検出部材８９Ｃとを備えており、位置検出部材８９Ｃを第１の位置センサ８９Ａ又は第２の位置センサ８９Ｂが検出することによって、下ラム６１が、ダイ固定成形方式又はウィズドローアル成形方式の原点位置に位置しているのを検出するようになっている。
この実施の形態では、第１の位置センサ８９Ａと第２の位置センサ８９Ｂは、リニアスケールに設けられている。
【００３７】
制御部８８は、入力部８２と、切替スイッチ９１と、自動起動スイッチ９２と、検出手段８９とから信号が入力されるようになっており、また、下ラムドライバ９４、上ラムドライバ９５を介して、下ラム駆動モータ６１、上ラム駆動モータ７１を駆動するようになっている。
【００３８】
セレクトスイッチ８２Ａが「自動モード」の場合に、切替スイッチ９１を「ＯＮ」にすると、制御部８８は、識別センサ８５Ａ、８５Ｂの検出結果に基づいて、ダイセット１０が「ダイ固定成形方式」及び「ウィズドローアル成形方式」のいずれの成形方式であるかを区別して、必要に応じて下ラム駆動モータ６２を回転させるとともに下ラム６１を対応する成形方式の原点位置に自動で移動して調整をするようになっている。
【００３９】
また、「自動運転」モードにおいて、自動起動スイッチ９２を「ＯＮ」にすると、下ラム６１、上ラム７１等は、図示しない記録装置に予め記録された動作手順に従って粉末成形プレス５０を自動で作動させるようになっている。
【００４０】
以上のように構成された粉末成形装置１の成形方式を切替える場合、及び粉末成形品Ｗを生産する場合について、ダイ固定成形方式、ウィズドローアル成形方式に分けて説明する。
【００４１】
＜ダイ固定成形方式＞
まず、手動により、「ダイ固定成形方式」に切替える場合について説明する。
「ダイ固定成形方式」のダイセット１０を粉末成形プレス５０に取付ける。
セレクトスイッチ８２を「ダイ固定成形方式」に切替えて、切替スイッチ９１を「ＯＮ」にする。
自動切替スイッチ９１が「ＯＮ」にされると、下ラム駆動モータ６２が駆動して回転軸６２Ａが回転し、回転軸６２Ａの雄ネジ６２Ｂが下ラム６１の雌ネジ６２Ｂに係合するとともに、回転軸６２Ａの回転が下ラム６１の上下方向の移動に変換される。
【００４２】
第１の位置センサ８９Ａの位置に下ラム６１の位置検出部材８９Ｃが到達して、第１の位置センサ８９Ａが下ラムがダイ固定成形方式の原点位置に到達したのを検出すると下ラム駆動モータ６２の駆動が停止する。切替スイッチ９１を「ＯＮ」にした時点で、第１の位置センサ８９Ａが位置検出部材８９Ｃを検出している場合には、下ラム駆動モータ６２は駆動しない。
【００４３】
つぎに、自動により、「ダイ固定成形方式」に切替える場合について説明する。
まず、「ダイ固定成形方式」のダイセット１０を粉末成形プレス５０に取付けて、セレクトスイッチ８２を「自動モード」に切替えて、切替スイッチ９１を「ＯＮ」にする。
ダイセット１０に形成された識別孔１５Ａの存在が識別センサ８５Ａによって検出され、その検出結果が、制御部８８に伝送されることにより、ダイセット１０が固定ダイ成形方式であると区別される。その後の動作は、手動の場合と同じであり、説明を省略する。
【００４４】
次に、粉末成形装置１を使用して、粉末成形品Ｗを製造する場合について、図３、図４に基づいて説明する。
図３、図４は、ダイ固定成形方式におけるダイセット１０の動作を示すものであり、図３は、固定されたダイ１１に対する下パンチ２１と上パンチ３１の動作を、図４は、横軸に成形開始からの時間をとったときの下パンチ２１及び上パンチ３１の相対的な位置関係を示したものであり、Ｌ２１は下パンチ２１の動作線図を、Ｌ３１は上パンチ３１の動作線図を示しており、Ｌ１１はダイ１１の上面を示している。
【００４５】
まず、図３（Ａ）に示すように、上パンチ３１をダイ１１の上方の所定位置で停止させて、下パンチ２１をダイ１１の充填部Ａの所定位置に配置する。その後、図示しないシューボックスを前進移動させて充填部Ａの上方に到達したときに充填部Ａに金属粉末Ｐが充填される。（図４、第１行程Ｄ１）
【００４６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、上ラム駆動モータ７２を回転させることにより上パンチ３１を充填部Ａに向けて下降させる。（図４、第２行程Ｄ２）
【００４７】
次いで、図３（Ｃ）に示すように、上パンチ３１がダイ１１の上面に到達したら、上パンチ３１を充填部Ａの内部に挿入するとともに、下パンチ駆動モータ６２を駆動して、上パンチ３１と同じ速度で下パンチ２１を上昇させて金属粉末Ｐを上下から圧粉する。（図４、第３行程Ｄ３）
【００４８】
次に、図３（Ｄ）に示すように、圧粉が完了して粉末成形品Ｗが成形された状態にて、下ラム駆動モータ６２と上ラム駆動モータ７２は停止され、上パンチ３１と下パンチ２１は、金属粉末Ｐを加圧した状態にて保持する。（図４、第４行程Ｄ４）
【００４９】
その後、図３（Ｅ）に示すように、下ラム駆動モータ６２と上ラム駆動モータ７２が駆動されるとともに下ラム６１及び上ラム７１が同期して上昇し、上パンチ３１と下パンチ２１が粉末成形品Ｗを保持したままで上昇する。（図４、第５行程Ｄ５）
【００５０】
図３（Ｆ）に示すように、粉末成形品Ｗの下面がダイ１１の表面まで上昇して粉末成形品Ｗがダイ１１から抜き出されると、下パンチ２１の上昇が停止され、上ラム駆動モータ７２が回転して上パンチ３１は、上パンチプレート３４ともに原位置まで上昇する。上パンチ３１が上昇すると、粉末成形品Ｗの保持が解除される。（図４、第６行程Ｄ６）
【００５１】
その後、図示しない取出し装置によって、粉末成形品Ｗがダイ１１から取り除かれると、図３（Ｇ）に示すように、下ラム駆動モータ６２の回転軸６２Ａが逆回転して下ラム６１が下降するとともに、下パンチ２１が下降して原点位置に戻る。（図４、第７行程Ｄ７）
【００５２】
＜ウィズドローアル成形方式＞
次に、手動により、「ウィズドローアル成形方式」に切替える場合について説明する。
セレクトスイッチ８２を「ウィズドローアル成形方式」に切替えることと、第１の位置センサ８９Ａに代えて、第２の位置センサ８９Ａが下ラム６１の位置検出部材８９Ｃを検出する点を除き、上記「ダイ固定成形方式」と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
つぎに、自動により、「ダイ固定成形方式」に切替える場合について説明する。
この場合、ダイセット１０に形成された識別孔１５Ｂの存在が識別センサ８５Ｂによって検出され点を除き、「ダイ固定成形方式」の場合と同様であるので説明を省略する。
【００５４】
次に、粉末成形装置１を使用して、粉末成形品Ｗを製造する場合について、図５、図６に基づいて説明する。
図５、図６は、ダイ固定成形方式におけるダイセット１０の動作を示すものであり、図５は、固定されたダイ１１に対する下パンチ２１と上パンチ３１の動作を、図６は、横軸に成形開始からの時間をとったときの下パンチ２１及び上パンチ３１の相対的な位置関係を示したものであり、Ｌ２１は下パンチ２１の動作線図を、Ｌ３１は上パンチ３１の動作線図を示しており、Ｌ１１はダイ１１の上面を示している。
【００５５】
まず、図５（Ａ）に示すように、上パンチ３１をダイ１１の上方の所定位置で停止させて、下パンチ２１をダイ１１の貫通孔の所定位置に配置して充填部Ａを画成する。その後、図示しないシューボックスを前進移動させて充填部Ａの上方に到達したときに充填部Ａに金属粉末Ｐを充填する。（図６、第１行程Ｅ１）
【００５６】
次に、図５（Ｂ）に示すように、上ラム駆動モータ７２を回転させることにより上パンチ３１を充填部Ａに向けて下降させる。（図６、第２行程Ｅ２）
【００５７】
次いで、図５（Ｃ）に示すように、上パンチ３１がダイ１１の上面に到達したら、上パンチ３１を充填部Ａの内部に挿入するとともに、下パンチ駆動モータ６２を駆動して、ダイプレート１２とともにダイ１１を上パンチ３１の１／２の速度で下降させて金属粉末Ｐを上下から圧粉する。（図６、第３行程Ｅ３）
【００５８】
圧粉が完了して粉末成形品Ｗが成形されると、上ラム駆動モータ７２は停止される。上パンチ３１と下パンチ２１は、金属粉末Ｐを加圧した状態にて保持する。（図６、第４行程Ｅ４）
【００５９】
その後、図５（Ｄ）に示すように、下ラム駆動モータ６２が駆動されるとともに下ラム６１が下降し、上パンチ３１と下パンチ２１が粉末成形品Ｗを保持したまま、ダイ１１が下降する。（図６、第５行程Ｅ５）
【００６０】
ダイ１１が下降して、図５（Ｅ）に示すように、粉末成形品Ｗの下面がダイ１１の表面に到達して粉末成形品Ｗがダイ１１から抜き出される。（図６、第６行程Ｅ６）
次いで、図５（Ｆ）に示すように、下ラム駆動モータ６２の駆動が停止され、ダイ１１の下降が停止され、その後、上ラム駆動モータ７２が回転されて上パンチ３１が上昇するとともに粉末成形品Ｗの保持が解除される。（図６、第６行程Ｅ７）
【００６１】
図示しない取出し装置によって、粉末成形品Ｗがダイ１１から取り除かれると、図５（Ｇ）に示すように、下ラム駆動モータ６２の回転軸６２Ａが逆回転して下ラム６１が上昇するとともに、ダイ１１が上昇して原点位置に戻る。（図６、第８行程Ｅ８）
【００６２】
上記実施形態に係る粉末成形装置１によれば、粉末成形プレス５０が、ダイ固定方式とウィズドローアル方式のダイセット１０のいずれも収容可能なスペースを有するとともに、ダイ固定方式とウィズドローアル方式のダイセット１０が粉末成形プレス５０に対して共通の取付関係を有しているので、セレクトスイッチ８２Ａを自動モード又はダイ固定成形方式、ウィズドローアル成形方式に切替えることで、制御部８８が、下ラム６１を、入力された成形方式に対応する原点位置に向けて移動させるとともに、下ラム６１が対応する成形方式の原点位置まで移動したときに下ラム２１を停止させて、各成形方式に対応する原点位置に下ラム６１を調整するので、ダイ固定成形方式又はウィズドローアル成形方式に容易に切替えることができる。
【００６３】
また、制御部８８が、「ダイ固定成形方式」、「ウィズドローアル成形方式」のそれぞれの成形方式に対応した順序で下ラム６１等を自動で作動させることができるので、対応する成形方式に応じた粉末成形を容易に自動運転することができる。
また、ダイセット１０に、成形方式に対応した識別孔１５が設けられ、その識別孔１５の有無を識別センサ８５が検出して、成形方式を区別するようになっているので、対応する成形方式を自動で切替えることができる。また、識別センサ８５が故障した場合に誤作動が生じにくい。
【００６４】
また、下ラム６１の原点位置の検出手段８９が、第１の位置センサ８９Ａと第２の位置センサ８９Ｂとを備え、各成形方式に対応した原点位置を検出するので、簡単な構成で下ラム６１が原点位置にあるかどうかを検出することが可能とされ、確実な動作と容易なメンテナンスが可能である。
【００６５】
この発明に係る粉末成形装置１によれば、入力部が成形方式を区別するための識別部を検出する識別センサを備えて、識別部が金型に設けられているので、各金型に対応する成形方式の識別を人手によらずに行うことができる。その結果、人が識別することによるご操作が防止され、人手による作業の省力化の実現と、自動化を容易にすることができる。
【００６６】
なお、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、例えば、上記実施の形態においては、下ラム６１及び上ラム７１が、下ラム駆動モータ６２、上ラム駆動モータ７２の回転を上下方向の移動に変換する場合について説明したが、下ラム６１と上ラム７１の駆動については、他の方法によることも可能である。
【００６７】
また、各成形方式を識別する識別部がダイセット１０に設けられた識別孔１５による場合について説明したが、識別部は、金型に設けられたＩＣタグや、その他の識別手段を用いることが可能であり、また、成形方式の入力を人手により行うことも可能である。
下ラム６１に設けられる第１の位置センサ８９Ａと第２の位置センサ８９Ｂは、リニアスケールの他、近接スイッチ、リミットスイッチとすることが可能であり、また、エンコーダ等の検出手段を用いることも可能である。
【００６８】
また、上記実施の形態においては、下パンチ２１及び上パンチ３１が、それぞれひとつの場合について説明したが、下パンチ２１及び上パンチ３１は、そのいずれか一方又は双方が複数のパンチから構成されていてもよいし、下パンチ２１、上パンチ３１のいずれか又は双方にコアロッドを備えた構成とすることも可能である。
【００６９】
また、上記実施形態においては、入力部が、金型に形成された識別部を検出して、下ラムが原点位置に自動的に移動するとともに、下ラムの作動順序が制御される場合について説明したが、作動順序を自動によるのではなく手動操作によることとして、メンテナンス等に使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明に係るダイ固定成形方式の粉末成形装置の概略を示す図である。
【図２】この発明に係るウィズドローアル成形方式の粉末成形装置の概略を示す図である。
【図３】この発明に係るダイ固定成形方式における金型の動作を示す図であり、（Ａ）から（Ｇ）は、各行程における下パンチ、上パンチの位置関係を示したものである。
【図４】この発明に係るダイ固定成形方式における金型の動作を示す図であり、各行程におけるダイ、下パンチ、上パンチの位置関係を経過時間にしたがって示したものである。
【図５】この発明に係るウィズドローアル成形方式における金型の動作を示す図であり、（Ａ）から（Ｇ）は、各行程における下パンチ、上パンチの位置関係を示したものである。
【図６】この発明に係るウィズドローアル成形方式における金型の動作を示す図であり、各行程におけるダイ、下パンチ、上パンチの位置関係を経過時間にしたがって示したものである。
【符号の説明】
【００７１】
Ａ 充填部
Ｐ 金属粉末
１ 粉末成形装置
１０ ダイセット（金型）
１１ ダイ
１５、１５Ａ、１５Ｂ 識別孔（識別部）
２１ 下パンチ
３１ 上パンチ
６１ 下ラム
８０ 切替手段
８２ 入力部
８５、８５Ａ，８５Ｂ 識別センサ
８８ 制御部
８９ 検出手段
８９Ａ 第１の位置センサ
８９Ｂ 第２の位置センサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粉末成形品を成形する粉末成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車部品や電子部品の分野において、金属粉末を圧粉体に成形し、その圧粉体を焼結することによって製造する粉末冶金焼結法が広く用いられている。
粉末冶金焼結法としては、ダイと、ダイとともに充填部を画成する下パンチと、充填部に向かい進退可能に支持された上パンチとを備えており、充填部内に成形粉末が充填されたときに、下パンチと上パンチとによって金属粉末を圧縮して所望の成形品を形成する構成が知られ、ダイの形成された充填部に成形粉末が充填され、上パンチが充填部に向かい進入し、充填部内に充填された成形粉末を押圧することで粉末成形品が成形される。
【０００３】
このような構成された粉末成形装置において、圧粉成形品の密度を均一に近づけるために、圧粉に際しては、ダイと下パンチとを上パンチの下降に対応して相対移動させることで充填部内の金属粉末を上下から押圧することが望ましい。
このように、ダイに対して下パンチを相対移動させて金属粉末を成形する場合、ダイを固定して下パンチをダイに対して前進させることにより充填部内の金属粉末を下方から圧粉する、例えば特許文献１に示されるようなダイ固定方式と、下パンチを固定してダイが下降することにより充填部内の金属粉末を相対的に下方から圧粉する、例えば特許文献２に示されるようなウィズドローアル方式とが実用化されている。
【特許文献１】特開平１−１８１９９７号公報
【特許文献２】特開平５−９２２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ダイ固定方式を適用する場合とウィズドローアル方式を適用する場合とでは、ダイセットの構成、ダイセットと粉末成形プレスとの取り合い関係、及び粉末成形装置の動作順序が異なるために、いずれの成形方式のダイセットにも対応可能とすることは困難であるという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ダイ固定方式とウィズドローアル方式のいずれの成形方式に対しても容易に対応可能とされる粉末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】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載された発明は、金属粉末が充填される充填部が形成されたダイと、前記ダイに対して相対移動可能に取り付けられ、前記ダイとともに充填部を画成する下パンチと、前記ダイの上方に配置され、前記ダイに対して進退可能に支持された上パンチと、前記下パンチと前記ダイとを相対移動可能とする下ラムとを備えた粉末成形装置であって、前記ダイが固定されて、前記下ラムに接続された下パンチが前記ダイに対して進退させられるダイ固定成形方式と、前記下パンチが固定されて、前記下ラムに接続されたダイが前記下パンチに対して進退させられるウィズドローアル成形方式とを切替える切替手段を備え、前記切替手段は、成形方式が入力される入力部と、前記下ラムの位置を検出する検出手段と、前記入力された成形方式にもとづいて前記下ラムを原点位置に移動させる制御部とからなる調整手段を有することを特徴とする。
【０００７】
この発明に係る粉末成形装置によれば、ダイが固定されて下ラムに接続された下パンチがダイに対して進退させられるダイ固定成形方式と、下パンチが固定されて下ラムに接続されたダイが下パンチに対して進退させられるウィズドローアル成形方式とを切替える切替手段を備え、切替手段が、成形方式が入力される入力部と、下ラムの位置を検出する検出手段と、入力された成形方式にもとづいて下ラムを原点位置に移動させる制御部とからなる調整手段を有しているので、入力部から成形方式を入力することにより、制御部は入力された成形方式の原点位置に向けて下ラムを移動させ、下ラムが原点位置にあることが検出手段によって検出されると、下ラムを原点位置に停止させる。
その結果、下ラムは、入力された成形方式に対応する原点位置に調整され、ダイ及び下パンチの位置を対応する成形方式に容易に対応させられる。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の粉末成形装置であって、前記制御部は、前記下ラムを前記成形方式に対応した順序で作動させることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る粉末成形装置によれば、前記制御部はそれぞれの成形方式に対応した順序で下ラムを作動させることができるので、対応する成形方式に応じて粉末成形を行うことができる。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２に記載の粉末成形装置であって、前記入力部は、前記成形方式を区別するための識別部を検出する識別センサを備え、前記識別部は、金型に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る粉末成形装置によれば、入力部が、成形方式を区別するための識別部を検出する識別センサを備えて、金型に設けられた識別部を検出して、各金型に対応する成形方式を人手によらずに識別することができる。その結果、人手による作業が省力化され、人が識別することによる誤操作が防止される。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の粉末成形装置であって、前記制御部は、前記識別センサの検出結果に基づいて、前記下ラムの位置を自動で原点位置に調整することを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る粉末成形装置によれば、金型に設けられた識別部を識別センサで検出し、その検出結果に基づいて、自動で下ラムが原点位置に調整される。その結果、金型交換時に、成形方式を人手により入力する必要がなくなり、作業の省力化の実現と、自動化を容易にすることができる。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の粉末成形装置であって、前記検出手段は、前記ダイ固定成形方式の原点位置を検出する第１の位置センサと、前記ウィズドローアル成形方式の原点位置を検出する第２の位置センサとを備えていることを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る粉末成形装置によれば、検出手段が、ダイ固定成形方式の原点位置を検出する第１の位置センサと、ウィズドローアル成形方式の原点位置を検出する第２の位置センサとを備えていて、それぞれの成形方式に対応した原点位置に下ラムが移動される。その結果、下ラムが原点位置にあるかどうかが確実に検出されるので、確実な動作とメンテナンスの容易化を実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る粉末成形装置によれば、粉末成形プレスに、ダイ固定方式とウィズドローアル方式のいずれのダイセットも取付け可能であるとともに、取付けられたダイセットの成形方式に対応する成形動作を行なうことが可能とされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、この実施形態の粉末成形装置１を示す図であり、粉末成形装置１は、ダイセット（金型）１０と、粉末成形プレス５０と、ダイ固定成形方式とウィズドローアル成形方式とを切替え自在とする切替手段８０とを備えている。
ここで、ダイ固定成形方式とは、ダイが固定された状態で下ラムに接続された下パンチがダイに対して進退させられる成形方式であり、ウィズドローアル成形方式とは、下パンチが固定された状態で下ラムに接続されたダイが下パンチに対して進退させられる成形方式である。
【００１８】
ダイセット１０は、金属粉末Ｐが充填される充填部Ａが形成されたダイ１１と、ダイ１１に対して相対移動可能に取り付けられ、ダイ１１とともに充填部Ａを画成する下パンチ２１と、ダイ１１の上方に配置されダイ１１に対して進退可能に支持された上パンチ３１とを備えている。
【００１９】
ダイ１１は、ダイプレート１２の中央部に配置されており、ダイプレート１２には、ガイド孔１８Ｈが形成されている。
【００２０】
下パンチ２１は、ダイ固定式成形方式の場合には、図１に示すように本体ベッド６８上に固定されたベースプレート１４と相対的に移動可能とされた下パンチプレート１３に立設されている。
この場合、下パンチプレート１３は、押上ロッド４１を介して押上プレート４４と接続されるとともに、押上プレート４４がＴ型ジョイント４５を介して下ラム６１と接続されており、下ラム６１が上下方向に進退することで、下パンチ２１及び下パンチプレート１３は、押上プレート４４とともに上下方向に移動するようになっている。
また、ダイプレート１２は、支持部材４２を介してベースプレート１４に固定されている。
【００２１】
ウィズドローアル成形方式の場合には、下パンチ２１は、図２に示すように、ベースプレート１４に立設されている。
この場合、ダイ１１及びダイプレート１２は、押上ロッド４１を介して押上プレート４４と接続されるとともに、押上プレート４４がＴ型ジョイント４５を介して下ラム６１と接続されており、下ラム６１が上下方向に進退することで、ダイ１１及びダイプレート１２が上下方向に移動するようになっている。
ここで、ダイ固定式成形方式とウィズドローアル成形方式のダイセット１０において用いられるＴ型ジョイント４５は、共通の形状、寸法を有しており、ともに下ラム６１に接続自在とされている。
【００２２】
上パンチ３１は、上パンチプレート３４に固定されるとともに、上パンチプレート３４に下方（ダイ１１の方向）に向けて立設され、ダイ１１の充填部Ａに嵌挿可能とされている。
また、上パンチプレート３４は、その上部に設けられたＴジョイント３７を介して上ラム７１に接続され、上ラム７１が上ラム駆動モータ７２によって、上パンチ３１とともに上下方向に移動するようになっている。
【００２３】
また、上パンチプレート３４には、ガイドロッド１８が立設されるとともにダイプレート１２に形成されたガイド孔１８Ｈに摺動自在に挿入され、上パンチ３１が、ダイ１１に対して上下方向に移動する際にダイ１１とずれるのを抑制するようになっている。
【００２４】
また、ダイセット１０は、例えば、ベースプレート１４に、識別センサによって有無が検出可能な識別孔（識別部）１５を備えており、ダイセット１０が「ダイ固定成形方式」と「ウィズドローアル成形方式」のいずれの成形方式に対応するものであるかが識別可能とされている。
この実施の形態においては、「ダイ固定成形方式」の場合には、識別孔１５Ａが、「ウィズドローアル成形方式」の場合には、識別孔１５Ｂが形成されている。
【００２５】
粉末成形プレス５０は、この粉末成形プレス５０で使用されるダイ固定式成形方式とウィズドローアル成形方式のダイセット１０の双方に最大寸法に対応自在な代セット取付スペースを有するものであり、プレス下側本体部６０と、プレス上側本体部７０とを備えており、プレス下側本体部６０とプレス上側本体部７０とは、連結部材５２で連結されている。
プレス下側本体部６０は、下ラム６１と、下ラム駆動モータ６２と、下ラム駆動部支持板６３と、回転軸支持板６４と、下ラムベースプレート６５と、廻り止めロッド６６と、下ラムガイドプレート６７と、本体ベッド６８とを備えており、下ラム駆動部支持板６３と、回転軸支持板６４と、下ラムベースプレート６５と、下ラムガイドプレート６７と、本体ベッド６８とは、下方からこの順序で配置され、廻り止めロッド６６は、下ラムベースプレート６５と下ラムガイドプレート６７との間に立設されている。
【００２６】
下ラム駆動モータ６２は、回転軸６２Ａを上方（ダイ１１の方向）に向けて、下ラム駆動部支持板６３に固定されており、回転軸６２Ａの先端部には雄ネジ６２Ｂが形成されている。
下ラム６１は、下ラム６１の下方側に、雄ネジ６２Ｂと係合可能な雌ねじ６１Ｂが形成され、下ラム６１の外周は下ラムガイドプレート６７に設けられたガイド部材６７Ａに挿入されるとともに上下方向に摺動自在とされ、下ラム６１は基端部（下方側）が下ラムベースプレート６５に固定されるとともに下ラムベースプレート６５に立設されている。
【００２７】
下ラムベースプレート６５は、その中央部に貫通孔６５Ａが形成され、下ラム６１の雌ネジ孔６１Ａが貫通孔６５Ａと同心とされ、下ラム６１の雌ネジ孔６１Ａには下ラム駆動モータ６２の回転軸６２Ａが挿入され、雄ネジ６２Ｂと雌ネジ６１Ａが係合されている。
また、雌ネジ６１Ａは、ダイ固定式成形方式のダイセット１０を取り付けた場合に雄ネジ６２Ｂが雄ネジ６２Ｂに対して相対的に下降するとともに、ウィズドローアル成形方式のダイセット１０を取り付けた場合に雄ネジ６２Ｂが雄ネジ６２Ｂに対して相対的に上昇して接続する構成とされる。
そのため、雌ネジ６１Ａの軸線方向の長さは、成形可能とされる粉末成形品Ｗの成形ストロークの１／２以上の距離を雄ネジ６２Ｂが移動できるように形成されている。
【００２８】
また、下ラムベースプレート６５に形成された孔６５Ｂに廻り止めロッド６６が貫通されることにより、下ラム駆動モータ６２の回転軸６２Ａが回転した場合に、下ラム６１及び下ラムベースプレート６５が回転するのが防止されている。
その結果、下ラム駆動モータ６２の回転軸６２Ａが回転されると、回転軸６２Ａの雄ネジ６２Ｂと下ラム６１の雌ネジ６１Ａが係合して、下ラム駆動モータ６２の回転が上下方向の移動に変換され、下ラム６１が上下方向に進退するようになっている。
【００２９】
プレス上側本体部７０は、上ラム７１と、上ラム駆動モータ７２と、上ラム駆動部支持板７３と、回転軸支持板７４と、上ラムベースプレート７５と、廻り止めロッド７６と、上ラムガイドプレート７７とを備えており、上ラム駆動部支持板７３と、回転軸支持板７４と、上ラムベースプレート７５と、上ラムガイドプレート７７とは、上方からこの順序で配置され、廻り止めロッド７６は、上ラムベースプレート７５と上ラムガイドプレート７７との間に立設されている。
【００３０】
上ラム駆動モータ７２は、回転軸７２Ａを下方（ダイ１１の方向）に向けて、上ラム駆動部支持板７３に固定されており、回転軸７２Ａの先端部には雄ネジ７２Ｂが形成されている。
上ラム７１は、上ラム７１の上方側に、雄ネジ７２Ｂと係合可能な雌ねじ７１Ｂが形成され、上ラム７１の外周は上ラムガイドプレート７７に設けられたガイド部材７７Ａに挿入されるとともに上下方向に摺動自在とされ、上ラム７１は基端部（上方側）が上ラムベースプレート７５に固定されるとともに上ラムベースプレート７５に立設されている。
【００３１】
上ラムベースプレート７５は、その中央部に貫通孔７５Ａが形成され、上ラム７１の雌ネジ孔７１Ａが貫通孔７５Ａと同心とされ、上ラム７１の雌ネジ孔７１Ａには上ラム駆動モータ７２の回転軸７２Ａが挿入され、雄ネジ７２Ｂと雌ネジ７１Ａが係合されている。
【００３２】
また、上ラムベースプレート７５に形成された孔７５Ｂに廻り止めロッド７６が貫通されることにより、上ラム駆動モータ７２の回転軸７２Ａが回転した場合に、上ラム７１及び上ラムベースプレート７５が回転するのが防止されている。
その結果、上ラム駆動モータ７２の回転軸７２Ａが回転されると、回転軸７２Ａの雄ネジ７２Ｂと上ラム７１の雌ネジ７１Ａが係合して、上ラム駆動モータ７２の回転が上上方向の移動に変換され、上ラム７１が上下方向に進退するようになっている。
【００３３】
切替手段８０は、「ダイ固定成形方式」と「ウィズドローアル成形方式」のいずれかの成形方式が入力される入力部８２と、下ラム６１の位置を検出する検出手段８９と、入力された成形方式にもとづいて下ラム６１を、それぞれの成形方式に対応する原点位置に移動させる制御部８８とからなる調整手段を備えている。
【００３４】
入力部８２は、セレクトスイッチ８２Ａを備え、セレクトスイッチ８２Ａは、「ダイ固定成形方式」スイッチと、「ウィズドローアル成形方式」スイッチと、「自動モード」スイッチとを備えており、「ダイ固定成形方式」スイッチ及び「ウィズドローアル成形方式」スイッチは、作業者が手動で入力することにより「ダイ固定成形方式」、「ウィズドローアル成形方式」を選択するようになっている。
【００３５】
また、「自動モード」のときには、金型に形成された識別孔１５に基づく成形方式の識別情報が、識別センサ８５Ａ、８５Ｂから制御部８８に直接入力され、制御部８８は、その識別情報に基づいて、ダイセット１０が「ダイ固定成形方式」と「ウィズドローアル成形方式」のいずれの成形方式のものであるかを区別するようになっている。
この実施の形態では、識別センサ８５Ａが識別孔１５Ａの存在を検出すると、ダイ固定成形方式とされ、識別センサ８５Ｂが識別孔１５Ｂの存在を検出すると、ウィズドローアル成形方式とされている。
【００３６】
検出手段８９は、下ラム６１の上下方向の位置を検出するためのものであり、ダイ固定成形方式の原点位置を検出する第１の位置センサ８９Ａと、ウィズドローアル成形方式の原点位置を検出する第２の位置センサ８９Ｂと、下ラム６１に設けられた位置検出部材８９Ｃとを備えており、位置検出部材８９Ｃを第１の位置センサ８９Ａ又は第２の位置センサ８９Ｂが検出することによって、下ラム６１が、ダイ固定成形方式又はウィズドローアル成形方式の原点位置に位置しているのを検出するようになっている。
この実施の形態では、第１の位置センサ８９Ａと第２の位置センサ８９Ｂは、リニアスケールに設けられている。
【００３７】
制御部８８は、入力部８２と、切替スイッチ９１と、自動起動スイッチ９２と、検出手段８９とから信号が入力されるようになっており、また、下ラムドライバ９４、上ラムドライバ９５を介して、下ラム駆動モータ６１、上ラム駆動モータ７１を駆動するようになっている。
【００３８】
セレクトスイッチ８２Ａが「自動モード」の場合に、切替スイッチ９１を「ＯＮ」にすると、制御部８８は、識別センサ８５Ａ、８５Ｂの検出結果に基づいて、ダイセット１０が「ダイ固定成形方式」及び「ウィズドローアル成形方式」のいずれの成形方式であるかを区別して、必要に応じて下ラム駆動モータ６２を回転させるとともに下ラム６１を対応する成形方式の原点位置に自動で移動して調整をするようになっている。
【００３９】
また、「自動運転」モードにおいて、自動起動スイッチ９２を「ＯＮ」にすると、下ラム６１、上ラム７１等は、図示しない記録装置に予め記録された動作手順に従って粉末成形プレス５０を自動で作動させるようになっている。
【００４０】
以上のように構成された粉末成形装置１の成形方式を切替える場合、及び粉末成形品Ｗを生産する場合について、ダイ固定成形方式、ウィズドローアル成形方式に分けて説明する。
【００４１】
＜ダイ固定成形方式＞
まず、手動により、「ダイ固定成形方式」に切替える場合について説明する。
「ダイ固定成形方式」のダイセット１０を粉末成形プレス５０に取付ける。
セレクトスイッチ８２を「ダイ固定成形方式」に切替えて、切替スイッチ９１を「ＯＮ」にする。
自動切替スイッチ９１が「ＯＮ」にされると、下ラム駆動モータ６２が駆動して回転軸６２Ａが回転し、回転軸６２Ａの雄ネジ６２Ｂが下ラム６１の雌ネジ６２Ｂに係合するとともに、回転軸６２Ａの回転が下ラム６１の上下方向の移動に変換される。
【００４２】
第１の位置センサ８９Ａの位置に下ラム６１の位置検出部材８９Ｃが到達して、第１の位置センサ８９Ａが下ラムがダイ固定成形方式の原点位置に到達したのを検出すると下ラム駆動モータ６２の駆動が停止する。切替スイッチ９１を「ＯＮ」にした時点で、第１の位置センサ８９Ａが位置検出部材８９Ｃを検出している場合には、下ラム駆動モータ６２は駆動しない。
【００４３】
つぎに、自動により、「ダイ固定成形方式」に切替える場合について説明する。
まず、「ダイ固定成形方式」のダイセット１０を粉末成形プレス５０に取付けて、セレクトスイッチ８２を「自動モード」に切替えて、切替スイッチ９１を「ＯＮ」にする。
ダイセット１０に形成された識別孔１５Ａの存在が識別センサ８５Ａによって検出され、その検出結果が、制御部８８に伝送されることにより、ダイセット１０が固定ダイ成形方式であると区別される。その後の動作は、手動の場合と同じであり、説明を省略する。
【００４４】
次に、粉末成形装置１を使用して、粉末成形品Ｗを製造する場合について、図３、図４に基づいて説明する。
図３、図４は、ダイ固定成形方式におけるダイセット１０の動作を示すものであり、図３は、固定されたダイ１１に対する下パンチ２１と上パンチ３１の動作を、図４は、横軸に成形開始からの時間をとったときの下パンチ２１及び上パンチ３１の相対的な位置関係を示したものであり、Ｌ２１は下パンチ２１の動作線図を、Ｌ３１は上パンチ３１の動作線図を示しており、Ｌ１１はダイ１１の上面を示している。
【００４５】
まず、図３（Ａ）に示すように、上パンチ３１をダイ１１の上方の所定位置で停止させて、下パンチ２１をダイ１１の充填部Ａの所定位置に配置する。その後、図示しないシューボックスを前進移動させて充填部Ａの上方に到達したときに充填部Ａに金属粉末Ｐが充填される。（図４、第１行程Ｄ１）
【００４６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、上ラム駆動モータ７２を回転させることにより上パンチ３１を充填部Ａに向けて下降させる。（図４、第２行程Ｄ２）
【００４７】
次いで、図３（Ｃ）に示すように、上パンチ３１がダイ１１の上面に到達したら、上パンチ３１を充填部Ａの内部に挿入するとともに、下パンチ駆動モータ６２を駆動して、上パンチ３１と同じ速度で下パンチ２１を上昇させて金属粉末Ｐを上下から圧粉する。（図４、第３行程Ｄ３）
【００４８】
次に、図３（Ｄ）に示すように、圧粉が完了して粉末成形品Ｗが成形された状態にて、下ラム駆動モータ６２と上ラム駆動モータ７２は停止され、上パンチ３１と下パンチ２１は、金属粉末Ｐを加圧した状態にて保持する。（図４、第４行程Ｄ４）
【００４９】
その後、図３（Ｅ）に示すように、下ラム駆動モータ６２と上ラム駆動モータ７２が駆動されるとともに下ラム６１及び上ラム７１が同期して上昇し、上パンチ３１と下パンチ２１が粉末成形品Ｗを保持したままで上昇する。（図４、第５行程Ｄ５）
【００５０】
図３（Ｆ）に示すように、粉末成形品Ｗの下面がダイ１１の表面まで上昇して粉末成形品Ｗがダイ１１から抜き出されると、下パンチ２１の上昇が停止され、上ラム駆動モータ７２が回転して上パンチ３１は、上パンチプレート３４ともに原位置まで上昇する。上パンチ３１が上昇すると、粉末成形品Ｗの保持が解除される。（図４、第６行程Ｄ６）
【００５１】
その後、図示しない取出し装置によって、粉末成形品Ｗがダイ１１から取り除かれると、図３（Ｇ）に示すように、下ラム駆動モータ６２の回転軸６２Ａが逆回転して下ラム６１が下降するとともに、下パンチ２１が下降して原点位置に戻る。（図４、第７行程Ｄ７）
【００５２】
＜ウィズドローアル成形方式＞
次に、手動により、「ウィズドローアル成形方式」に切替える場合について説明する。
セレクトスイッチ８２を「ウィズドローアル成形方式」に切替えることと、第１の位置センサ８９Ａに代えて、第２の位置センサ８９Ａが下ラム６１の位置検出部材８９Ｃを検出する点を除き、上記「ダイ固定成形方式」と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
つぎに、自動により、「ダイ固定成形方式」に切替える場合について説明する。
この場合、ダイセット１０に形成された識別孔１５Ｂの存在が識別センサ８５Ｂによって検出され点を除き、「ダイ固定成形方式」の場合と同様であるので説明を省略する。
【００５４】
次に、粉末成形装置１を使用して、粉末成形品Ｗを製造する場合について、図５、図６に基づいて説明する。
図５、図６は、ダイ固定成形方式におけるダイセット１０の動作を示すものであり、図５は、固定されたダイ１１に対する下パンチ２１と上パンチ３１の動作を、図６は、横軸に成形開始からの時間をとったときの下パンチ２１及び上パンチ３１の相対的な位置関係を示したものであり、Ｌ２１は下パンチ２１の動作線図を、Ｌ３１は上パンチ３１の動作線図を示しており、Ｌ１１はダイ１１の上面を示している。
【００５５】
まず、図５（Ａ）に示すように、上パンチ３１をダイ１１の上方の所定位置で停止させて、下パンチ２１をダイ１１の貫通孔の所定位置に配置して充填部Ａを画成する。その後、図示しないシューボックスを前進移動させて充填部Ａの上方に到達したときに充填部Ａに金属粉末Ｐを充填する。（図６、第１行程Ｅ１）
【００５６】
次に、図５（Ｂ）に示すように、上ラム駆動モータ７２を回転させることにより上パンチ３１を充填部Ａに向けて下降させる。（図６、第２行程Ｅ２）
【００５７】
次いで、図５（Ｃ）に示すように、上パンチ３１がダイ１１の上面に到達したら、上パンチ３１を充填部Ａの内部に挿入するとともに、下パンチ駆動モータ６２を駆動して、ダイプレート１２とともにダイ１１を上パンチ３１の１／２の速度で下降させて金属粉末Ｐを上下から圧粉する。（図６、第３行程Ｅ３）
【００５８】
圧粉が完了して粉末成形品Ｗが成形されると、上ラム駆動モータ７２は停止される。上パンチ３１と下パンチ２１は、金属粉末Ｐを加圧した状態にて保持する。（図６、第４行程Ｅ４）
【００５９】
その後、図５（Ｄ）に示すように、下ラム駆動モータ６２が駆動されるとともに下ラム６１が下降し、上パンチ３１と下パンチ２１が粉末成形品Ｗを保持したまま、ダイ１１が下降する。（図６、第５行程Ｅ５）
【００６０】
ダイ１１が下降して、図５（Ｅ）に示すように、粉末成形品Ｗの下面がダイ１１の表面に到達して粉末成形品Ｗがダイ１１から抜き出される。（図６、第６行程Ｅ６）
次いで、図５（Ｆ）に示すように、下ラム駆動モータ６２の駆動が停止され、ダイ１１の下降が停止され、その後、上ラム駆動モータ７２が回転されて上パンチ３１が上昇するとともに粉末成形品Ｗの保持が解除される。（図６、第６行程Ｅ７）
【００６１】
図示しない取出し装置によって、粉末成形品Ｗがダイ１１から取り除かれると、図５（Ｇ）に示すように、下ラム駆動モータ６２の回転軸６２Ａが逆回転して下ラム６１が上昇するとともに、ダイ１１が上昇して原点位置に戻る。（図６、第８行程Ｅ８）
【００６２】
上記実施形態に係る粉末成形装置１によれば、粉末成形プレス５０が、ダイ固定方式とウィズドローアル方式のダイセット１０のいずれも収容可能なスペースを有するとともに、ダイ固定方式とウィズドローアル方式のダイセット１０が粉末成形プレス５０に対して共通の取付関係を有しているので、セレクトスイッチ８２Ａを自動モード又はダイ固定成形方式、ウィズドローアル成形方式に切替えることで、制御部８８が、下ラム６１を、入力された成形方式に対応する原点位置に向けて移動させるとともに、下ラム６１が対応する成形方式の原点位置まで移動したときに下ラム２１を停止させて、各成形方式に対応する原点位置に下ラム６１を調整するので、ダイ固定成形方式又はウィズドローアル成形方式に容易に切替えることができる。
【００６３】
また、制御部８８が、「ダイ固定成形方式」、「ウィズドローアル成形方式」のそれぞれの成形方式に対応した順序で下ラム６１等を自動で作動させることができるので、対応する成形方式に応じた粉末成形を容易に自動運転することができる。
また、ダイセット１０に、成形方式に対応した識別孔１５が設けられ、その識別孔１５の有無を識別センサ８５が検出して、成形方式を区別するようになっているので、対応する成形方式を自動で切替えることができる。また、識別センサ８５が故障した場合に誤作動が生じにくい。
【００６４】
また、下ラム６１の原点位置の検出手段８９が、第１の位置センサ８９Ａと第２の位置センサ８９Ｂとを備え、各成形方式に対応した原点位置を検出するので、簡単な構成で下ラム６１が原点位置にあるかどうかを検出することが可能とされ、確実な動作と容易なメンテナンスが可能である。
【００６５】
この発明に係る粉末成形装置１によれば、入力部が成形方式を区別するための識別部を検出する識別センサを備えて、識別部が金型に設けられているので、各金型に対応する成形方式の識別を人手によらずに行うことができる。その結果、人が識別することによるご操作が防止され、人手による作業の省力化の実現と、自動化を容易にすることができる。
【００６６】
なお、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、例えば、上記実施の形態においては、下ラム６１及び上ラム７１が、下ラム駆動モータ６２、上ラム駆動モータ７２の回転を上下方向の移動に変換する場合について説明したが、下ラム６１と上ラム７１の駆動については、他の方法によることも可能である。
【００６７】
また、各成形方式を識別する識別部がダイセット１０に設けられた識別孔１５による場合について説明したが、識別部は、金型に設けられたＩＣタグや、その他の識別手段を用いることが可能であり、また、成形方式の入力を人手により行うことも可能である。
下ラム６１に設けられる第１の位置センサ８９Ａと第２の位置センサ８９Ｂは、リニアスケールの他、近接スイッチ、リミットスイッチとすることが可能であり、また、エンコーダ等の検出手段を用いることも可能である。
【００６８】
また、上記実施の形態においては、下パンチ２１及び上パンチ３１が、それぞれひとつの場合について説明したが、下パンチ２１及び上パンチ３１は、そのいずれか一方又は双方が複数のパンチから構成されていてもよいし、下パンチ２１、上パンチ３１のいずれか又は双方にコアロッドを備えた構成とすることも可能である。
【００６９】
また、上記実施形態においては、入力部が、金型に形成された識別部を検出して、下ラムが原点位置に自動的に移動するとともに、下ラムの作動順序が制御される場合について説明したが、作動順序を自動によるのではなく手動操作によることとして、メンテナンス等に使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明に係るダイ固定成形方式の粉末成形装置の概略を示す図である。
【図２】この発明に係るウィズドローアル成形方式の粉末成形装置の概略を示す図である。
【図３】この発明に係るダイ固定成形方式における金型の動作を示す図であり、（Ａ）から（Ｇ）は、各行程における下パンチ、上パンチの位置関係を示したものである。
【図４】この発明に係るダイ固定成形方式における金型の動作を示す図であり、各行程におけるダイ、下パンチ、上パンチの位置関係を経過時間にしたがって示したものである。
【図５】この発明に係るウィズドローアル成形方式における金型の動作を示す図であり、（Ａ）から（Ｇ）は、各行程における下パンチ、上パンチの位置関係を示したものである。
【図６】この発明に係るウィズドローアル成形方式における金型の動作を示す図であり、各行程におけるダイ、下パンチ、上パンチの位置関係を経過時間にしたがって示したものである。
【符号の説明】
【００７１】
Ａ 充填部
Ｐ 金属粉末
１ 粉末成形装置
１０ ダイセット（金型）
１１ ダイ
１５、１５Ａ、１５Ｂ 識別孔（識別部）
２１ 下パンチ
３１ 上パンチ
６１ 下ラム
８０ 切替手段
８２ 入力部
８５、８５Ａ，８５Ｂ 識別センサ
８８ 制御部
８９ 検出手段
８９Ａ 第１の位置センサ
８９Ｂ 第２の位置センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末が充填される充填部が形成されたダイと、
前記ダイに対して相対移動可能に取り付けられ、前記ダイとともに充填部を画成する下パンチと、
前記ダイの上方に配置され、前記ダイに対して進退可能に支持された上パンチと、
前記下パンチと前記ダイとを相対移動可能とする下ラムとを備えた粉末成形装置であって、
前記ダイが固定されて、前記下ラムに接続された下パンチが前記ダイに対して進退させられるダイ固定成形方式と、
前記下パンチが固定されて、前記下ラムに接続されたダイが前記下パンチに対して進退させられるウィズドローアル成形方式とを切替える切替手段を備え、
前記切替手段は、
成形方式が入力される入力部と、
前記下ラムの位置を検出する検出手段と、
前記入力された成形方式にもとづいて前記下ラムを原点位置に移動させる制御部とからなる調整手段を有することを特徴とする粉末成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粉末成形装置であって、
前記制御部は、前記下ラムを前記成形方式に対応した順序で作動させることを特徴とする粉末成形装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の粉末成形装置であって、
前記入力部は、前記成形方式を区別するための識別部を検出する識別センサを備え、
前記識別部は、金型に設けられていることを特徴とする粉末成形装置。
【請求項４】
請求項３に記載の粉末成形装置であって、
前記制御部は、前記識別センサの検出結果に基づいて、前記下ラムの位置を自動で原点位置に調整することを特徴とする粉末成形装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の粉末成形装置であって、
前記検出手段は、
前記ダイ固定成形方式の原点位置を検出する第１の位置センサと、
前記ウィズドローアル成形方式の原点位置を検出する第２の位置センサとを備えていることを特徴とする粉末成形装置。
【請求項１】
金属粉末が充填される充填部が形成されたダイと、
前記ダイに対して相対移動可能に取り付けられ、前記ダイとともに充填部を画成する下パンチと、
前記ダイの上方に配置され、前記ダイに対して進退可能に支持された上パンチと、
前記下パンチと前記ダイとを相対移動可能とする下ラムとを備えた粉末成形装置であって、
前記ダイが固定されて、前記下ラムに接続された下パンチが前記ダイに対して進退させられるダイ固定成形方式と、
前記下パンチが固定されて、前記下ラムに接続されたダイが前記下パンチに対して進退させられるウィズドローアル成形方式とを切替える切替手段を備え、
前記切替手段は、
成形方式が入力される入力部と、
前記下ラムの位置を検出する検出手段と、
前記入力された成形方式にもとづいて前記下ラムを原点位置に移動させる制御部とからなる調整手段を有することを特徴とする粉末成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粉末成形装置であって、
前記制御部は、前記下ラムを前記成形方式に対応した順序で作動させることを特徴とする粉末成形装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の粉末成形装置であって、
前記入力部は、前記成形方式を区別するための識別部を検出する識別センサを備え、
前記識別部は、金型に設けられていることを特徴とする粉末成形装置。
【請求項４】
請求項３に記載の粉末成形装置であって、
前記制御部は、前記識別センサの検出結果に基づいて、前記下ラムの位置を自動で原点位置に調整することを特徴とする粉末成形装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の粉末成形装置であって、
前記検出手段は、
前記ダイ固定成形方式の原点位置を検出する第１の位置センサと、
前記ウィズドローアル成形方式の原点位置を検出する第２の位置センサとを備えていることを特徴とする粉末成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−７３７２６（Ｐ２００８−７３７２６Ａ）
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５５８１８（Ｐ２００６−２５５８１８）
【出願日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（３９０００４８７９）三菱マテリアルテクノ株式会社 (201)
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（３９０００４８７９）三菱マテリアルテクノ株式会社 (201)
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