(57)【要約】【課題】上下１対の上パンチ型および下パンチ型が倒れて垂直位置に保つのが困難であった。このため、これらをダイス型に嵌入する際に、上パンチ型または下パンチ型がダイス型に衝突したり、ダイス型と強い摩擦を生じたりした。【解決手段】粉体プレス成形機は、筒状のダイス型３と、このダイス型３を上下動可能な上パンチ型１と、ダイス型３の内側を上下動可能な下パンチ型２と、この下パンチ型２の下部を支持するボルスタ４とを具備し、上パンチ型１または下パンチ型２と、ボルスタ４との間に弾性支持体を配置した。弾性支持体５によって、上パンチ型１または下パンチ型２を垂直位置に保つのが容易になり、ダイス型３と嵌合させる際に衝突や強い摩擦が発生しない。【選択図】  図１
2011212695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のダイス型と、該ダイス型の内側を上下動可能な上パンチ型と、前記ダイス型の内側を上下動可能な下パンチ型と、該下パンチ型の下部を支持するボルスタとを具備した無機物粉体を所定形状に成形する粉体プレス成型装置において、前記上パンチ型または前記下パンチ型と、前記上パンチ型または下パンチ型を垂直方向に保持するボルスタとの間に弾性支持体を配置したことを特徴とする粉体プレス成型機用金型。
【請求項２】
弾性支持体は、ゴム製オーリングであることを特徴とする請求項１記載の粉体一軸プレス成形機用金型。
【請求項３】
弾性支持体は、流体を封入した弾性チューブであることを特徴とする請求項１記載の粉体プレス成形機用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機物粉体を所定形状に成形する粉体プレス成形機用金型内のパンチ型を保持する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の一軸プレス成形機を示す。従来の一軸プレス成形機は、セラミックスや金属等の粉体原料をダイス型２３の孔に投入し、上パンチ型２１および下パンチ型２２で粉体材料に上下から圧縮力を加えることにより、粉体材料を成形する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このプレス成形機において、ダイス金型２３，上パンチ型２１および下パンチ型２２は、これらの軸が正確に一軸上に配置される必要がある。もし位置関係が狂い、例えば、下パンチ型２２の軸がダイス型２３の軸に対して傾斜していたりすると、下パンチ型２２がダイス金型２３の下端に衝突したり、ダイス金型２３の内壁面と強い摩擦を生じてダイス金型２３または下パンチ型２２が摩滅し、成形品に傷等の不良が生じてしまう。
【０００４】
そこで、プレス成形機に偏心が生じたり、精度低下が生じたりしても、ダイス金型２３のような固定金型と上パンチ型２１および下パンチ型２２のような可動金型とを適正に嵌合し得るプレス成形機が考案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
このプレス成形機を図３に示す。プレス成形機は、上パンチ金型３１の上面とこれを支持するスペーサ３１ａの下面とを凸球面形状と凹球面形状とにして当接させ、上方ダイセット３４と可動金型３５との間の連結部材３６を可動金型３５に対して遊嵌状態で取り付けた構造としてある。これによって、上パンチ型３１の軸とダイス金型３３の軸とに角度ずれが生じても、上パンチ型３１がダイス金型３３に無理なく挿入されるようにされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平３−８１２９８号公報
【特許文献２】実公平３−９９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このプレス成形機は、連結部材３６と可動金型３５との間に隙間３７を設けることによって遊嵌状態としている。この隙間３７が大きいほど位置ずれを許容できる範囲を大きくできるのであるが、隙間３７の大きさだけ傾きを大きく許容してしまうという結果も生じ、したがってダイス金型３３にパンチ金型３１を挿入して嵌合させる際に両者の間で衝突等が起こる場合があるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、上下１対の上パンチ型および下パンチ型を垂直位置に保ち、ダイス型に嵌入する際に、上パンチ型または下パンチ型がダイス型に衝突したり、ダイス型と強い摩擦を生じたりしない構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る粉体一軸プレス成形機用金型は、筒状のダイス型と、このダ
イス型の内側を上下動可能な上パンチ型と、前記ダイス型の内部を上下動可能な下パンチ型と、この下パンチ型の下部を支持するボルスタとを具備した無機物粉体を所定形状に成形する粉体一軸プレス成形装置において、前記上パンチ型または前記下パンチ型と、前記上パンチ型または下パンチ型を垂直方向に保持するボルスタとの間に弾性支持体を配置したことを特徴とする。
【００１０】
なお、上記粉体プレス成形用金型の弾性支持体は、ゴム製オーリングであることが好ましい。
【００１１】
または、上記粉体プレス成形用金型の弾性支持体は、流体を封入した弾性チューブであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る無機物粉体を所定形状に成形する粉体一軸プレス成形機用金型は、筒状のダイス型と、このダイス型の内側を上下動可能な上パンチ型と、ダイス型の内部を上下動可能な下パンチ型と、この下パンチ型の下部を支持するボルスタとを具備し、上パンチ型または下パンチ型と、上パンチ型または下パンチ型を垂直方向に保持するボルスタとの間に弾性支持体を配置したことから、上パンチ型または下パンチ型が、この金型を保持するボルスタの中心位置に保持され、この対をなす上パンチ型および下パンチ型を、これらの間に位置するダイス型に嵌入させる際にダイス型に衝突したり、強い摩擦を発生させたりしないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の粉体一軸プレス成形用金型の実施の形態の一例を示した部分断面図である。
【図２】本発明の粉体一軸プレス成形用金型の実施の形態の他の例を示した部分断面図である。
【図３】従来のプレス成形用金型の例を示す側面図である。
【図４】従来の一軸プレス成形用金型の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態の例について説明する。
【００１５】
図１は本発明のプレス成形用金型の実施の形態の一例を示し、上部および下部ボルスタを断面で示した部分断面図である。
【００１６】
本発明の一実施形態に係る粉体一軸プレス成形用金型は、筒状のダイス型３と、ダイス型３の内側を上下動可能な状態とされ、ダイス型３の上方からダイス型３の内側に挿入される上パンチ型１と、ダイス型３の内側を上下動可能な状態とされ、ダイス型３の下方からダイス型３の内側に挿入される下パンチ型２と、下パンチ型２の下部を支持するボルスタ４ａと、上パンチ型１の上部を支持するボルスタ４ｂとを備えている。粉体一軸プレス成形機の中で、上パンチ型１と下パンチ型２とダイス型３とは軸が一致するように配置されている。
【００１７】
筒状のダイス型３は、中央部に上下貫通する孔が設けられており、孔の内周面で成形体の外周面を成形する。上パンチ型１と下パンチ型２とは成形体の上下面を成形するとともに、上下面から成形体に圧力を加え、これによって成形体をダイス型３、上パンチ型１、および下パンチ型２の成形体と接触する面の形状に成形する。
【００１８】
すなわち、ダイス型３の内側には、例えば、アルミナ，ジルコニア等のセラミックス粉
末原料にペグ系のバインダーを加え顆粒にした粉体原料が投入される。そして、上パンチ型１および下パンチ型２をダイス型３の上下から嵌入し、成形体を圧縮すると、成形体が上パンチ型１，下パンチ型２およびダイス型３で取り囲まれた空間形状に成形され、粉体原料に加えられたバインダーによって外へ取り出してもその形状が維持された成形体が得られる。
【００１９】
上部に上パンチ金型１、下部に下パンチ金型２が配置され、これら対をなすパンチ金型１，２には、それらを保持する為にボルスタ４が配置されている。ボルスタ４は、上下パンチ型１，２を保持するために、ダイセット８ａと下パンチ型２およびダイセット８ｂと上パンチ型１との間に設けられている。下部ボルスタ４ａの中央部には下パンチ型２の下面を受ける凹部が形成され、上部ボルスタ４ｂの中央部には上パンチ型１の上面を受ける凹部が形成されている。また、ボルスタ４の凹部内周面と下パンチ型２または上パンチ型１との間には、上パンチ型１または下パンチ型２の傾きを吸収し、上パンチ型１または下パンチ型２をボルスタ４ａ，４ｂに接触させないために隙間７が設けられている。
【００２０】
また、上下一対をなすパンチ金型１，２のうち、下パンチ型２の底面は凸状になっている。一方、上パンチ型１の上面は凸状になっている。ボルスタ４ａの凹部底面であって、下パンチ型２の下面が接する部位は下パンチ型２の凸状底面に対応させた凹状になっている。また、上パンチ型１には上パンチ型ホルダ１ａが設けられ、下パンチ型２には下パンチ型ホルダ２ａが設けられている。これら上パンチ型ホルダ１ａおよび下パンチ型ホルダ２ａは、パンチ型１，２をボルスタ４内に保持する機能を果たす。上パンチ型ホルダ１ａおよび下パンチ型ホルダ２ａは、ボルスタ４と間隙を持たせて配置されている。これら上下２個の対をなすパンチ金型１，２を保持するボルスタ４ａ，４ｂは、プレス成形機のダイセット８に接続されておりダイセット８とともに上下に可動な構造になっている。
【００２１】
プレス成形機のダイセット８部は、取り付けられたボルスタ４に保持された上部下部２個で一対をなすパンチ金型１，２によってダイス金型３に充填された粉体原料を挟み込む方向に圧縮力を加える。
【００２２】
上部下部１個の対をなすパンチ金型１，２は、ボルスタ４の凹部内周面との間に隙間７が設けられているため、成形動作待機状態の時、隙間７の量だけ傾く。特に、ダイス金型３に上部下部２個の対をなすパンチ金型１，２を挿入嵌合する際、上下パンチ型１，２とダイス型３のそれぞれの軸が一直線上で合わなくなることで問題が起こる、上下パンチ型１，２とダイス型３との間のクリアランスに偏りが発生し、クリアランスの多い部位から原料粉体が流れ出て成形体にバリが発生し、成形体の寸法精度が悪くなる。
【００２３】
更に軸が合わなくなって、上下パンチ型１，２とダイス型３の内周面とが衝突するようになると、金型の破損が発生する場合がある。
【００２４】
図１は、上部下部１個の対をなす上パンチ型１および下パンチ型２をそれぞれ保持するボルスタ４と上パンチ型１または下パンチ型２との間の隙間７に、隙間７の上部および下部それぞれ１個で対をなすオーリング（Ｏ-リング）状の弾性支持体５が配置されている
。弾性支持体５は、たとえば、硬度がＩＲＨＤ７０のシリコーンゴムから成り、それぞれ上パンチ型１および下パンチ型２の太さに応じた内径を有したオーリング５で構成することができる。そして、隙間７の上下にそれぞれ配置されて、上パンチ型１または下パンチ型２をボルスタ４の凹部中心位置に支持し、成形機内で上パンチ型１または下パンチ型２を垂直位置に保持する。なお、上パンチ型１または下パンチ型２を垂直位置に保持する為に、上パンチ型１と下パンチ型２との長さに応じて隙間７の上下に配置される使用個数や間隔を増減するのが好ましい。
【００２５】
この弾性支持体５には、シリコーンゴムの他に、ニトリルゴム，アクリルゴム，フッ素系ゴム等のゴム類を用いるのが好ましい。パンチ型１，２の重量と寸法が大きい場合は硬度の大きいものを用い、逆に重量と寸法が小さい場合は硬度の小さいものを用いる。弾性支持体５の硬度ＩＲＨＤは、例えば６０乃至９０程度の範囲の物を使うことが望ましい。
【００２６】
図２は、上下１個の対をなす上パンチ型１および下パンチ型２をそれぞれ保持するボルスタ４ａ，４ｂと上パンチ型１または下パンチ型２との間の隙間７に、パンチ型１，２の外周部を覆うようにチューブ状の弾性支持体６（弾性チューブ６）が配置されている。この弾性チューブ６は、例えば、硬度ＩＲＨＤ９０のシリコーンゴムから成り、内部に流体、例えば０．０５Ｍｐａの圧縮空気を封入したものである。そして、弾性チューブ６および内部に封入された圧縮空気の弾力で、上パンチ型１または下パンチ型２をボルスタ４の凹部中心位置に支持し、成形機内で上パンチ型１または下パンチ型２を垂直位置に保持する。
【００２７】
この弾性チューブ６の材料には、シリコーンゴムの他に、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素系ゴム等のゴム類を用いるのが好ましい。また、硬度ＩＲＨＤ６０乃至９０程度の範囲の物を使うことが望ましい。
【００２８】
なお、この弾性チューブ６に封入する物質には、圧縮空気等の気体の他、鉱油系作動油または難燃性作動油等の液体油圧作動油を用いてもよい。封入量は０．０１Ｍｐａ乃至０．１Ｍｐａとし、上下１個の対をなすパンチ金型１，２の重量や寸法に応じて注入量を調整する。
【００２９】
上下１個の対をなすパンチ金型１，２が弾性支持体５，６によってボルスタ４の中心に保持されるようにすることで、この上下１個の対をなすパンチ金型１，２を、これらの間に位置するダイス型３と嵌合させる際に、上パンチ型１または下パンチ型２がダイス型３と衝突したり、ダイス型３との間で強い摩擦が発生したりしないようにすることができる。
【００３０】
こうした本発明の一軸プレス成形用金型によれば、高精度な成形体を長期的に得られる量産性の高いプレス成形機が得られる。特に、下パンチ型２は、下部がボルスタ４で支持されているだけであり、重心が支持位置より上にある関係で下パンチ型２を垂直位置に保持するのが困難であるが、ボルスタ４と下パンチ型２との間に弾性支持体５を配置することによって、下パンチ型２を垂直位置に保持することができる。
【００３１】
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。
【００３２】
また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。
【符号の説明】
【００３３】
１：上パンチ型
２：下パンチ型
３：ダイス型
４ａ：ボルスタ
４ｂ：ボルスタ
５：弾性支持体
６：弾性支持体（弾性チューブ）
７：隙間
８ａ：ダイセット
８ｂ：ダイセット
９：支柱ガイド
【図１】
2011212695.tif 000003
【図２】
2011212695.tif 000004
【図３】
2011212695.tif 000005
【図４】
2011212695.tif 000006