(57)【要約】【課題】動作速度が速い場合であっても従動部の位置決めの精度が高い位置決め機構、仮押し装置、及び粉末成形機を提供する。【解決手段】予め設定された軌跡上を移動する従動部５０と、該従動部に連結された駆動部６０とを備え、前記従動部５０は、固定部側に設けられた被当接部７１に当接する当接部５６を有し、前記駆動部６０は前記従動部５０を所定の速度で進行させ、前記当接部５６を前記被当接部７１に当接させることで前記従動部５０を停止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された軌跡上を移動する従動部と、該従動部に連結された駆動部とを備え、前記従動部の位置決めをする位置決め機構であって、
前記従動部は、固定部側に設けられた被当接部に当接する当接部を有し、
前記駆動部は前記従動部を所定の速度で進行させ、前記当接部を前記被当接部に当接させることで前記従動部を停止することを特徴とする位置決め機構。
【請求項２】
前記従動部は、作用部と、該作用部と前記駆動部とを接続する緩衝部とを有することを特徴とする請求項１に記載の位置決め機構。
【請求項３】
前記緩衝部には、前記駆動部のオーバーシュートを検知するセンサが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の位置決め機構。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の位置決め機構を備え、
前記従動部が、作用部として前記固定部側のダイの粉末成形領域に充填された粉末を仮押しする仮押しパンチを有することを特徴とする仮押し装置。
【請求項５】
請求項４に記載の仮押し装置を備えた粉末成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め設定された軌跡上を移動する従動部の位置決めをする位置決め機構、ダイの粉末成形領域に充填した粉末を仮押しする仮押し装置、及びこの仮押し装置を備えた粉末成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉末成形加工では、例えば互いに異なる性質の粉末を用いて、これら粉末同士を積層させるように圧縮成形（二層成形）している。このような成形品を製造する粉末成形機として、特許文献１には、金型（ダイ）に形成された孔からなる粉末成形領域に往復移動可能とされ、粉末成形領域に第一粉末を供給する第一粉末供給部（第一のフィーダー）と、前記粉末成形領域に供給された第一粉末を圧縮するように仮押し可能な仮押し装置と、粉末成形領域に第二粉末を供給する第二粉末供給部（第二のフィーダー）と、を備えた粉末成形機が開示されている。
【０００３】
上述のような仮押し装置は、従動部とこの従動部に連結された駆動部とを備え、従動部は、粉末成形領域に供給された粉末を仮押しする仮押しパンチを有している。この仮押し装置においては、前述の第一粉末が供給された後に、駆動部によって従動部が所定の位置に位置決めされることで、粉末成形領域の直上に仮押しパンチが配置され、仮押しが行われる。駆動部としては、例えばパルス制御によるサーボ装置を備えたボールねじ駆動機構が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３９７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、粉末成形加工において、成形品の生産性を向上させるために、仮押し装置においても、その動作速度を速くすることが求められている。しかしながら、駆動部がパルス制御によるサーボ装置を備えたボールねじ駆動機構とされている場合、その動作速度を速くしていくと、従動部の移動がオーバーシュートし、移動量が所定量よりも大きくなってしまい、位置決めの精度が犠牲になる。従動部の位置精度が悪くなると、仮押しパンチにより粉末成形領域を仮押しする際に、仮押しパンチがダイに接触し、仮押しパンチやダイが破損する問題が生じる。
【０００６】
この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、動作速度が速い場合であっても従動部の位置決めの精度が高い位置決め機構、仮押し装置、及び粉末成形機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】
【０００７】
前述の課題を解決するために、本発明の位置決め機構は、予め設定された軌跡上を移動する従動部と、該従動部に連結された駆動部とを備え、前記従動部の位置決めをする位置決め機構であって、前記従動部は、固定部側に設けられた被当接部に当接する当接部を有し、前記駆動部は前記従動部を所定の速度で進行させ、前記当接部を前記被当接部に当接させることで前記従動部を停止することを特徴としている。
【０００８】
本発明の位置決め機構によれば、従動部は、固定部側に設けられた被当接部に当接する当接部を有し、駆動部は従動部を所定の速度で進行させ、当接部を被当接部に当接させることで従動部を停止する構成とされているので、駆動部の動作速度を速くしても従動部を所定の位置に高い精度で位置決めすることができる。
【０００９】
また、本発明の位置決め機構において、前記従動部は、作用部と、該作用部と前記駆動部とを接続する緩衝部とを有することが好ましい。
この場合、従動部が、作用部と、この作用部と駆動部とを接続する緩衝部とを有する構成とされているので、従動部の当接部が固定部側の被当接部に当接して駆動部が停止する際に生じる駆動部のオーバーシュートを緩衝部によって吸収することができ、作用部を所定の位置に確実に位置決めすることが可能となる。
ここで、緩衝部として、例えばエアシリンダ、液圧式のアブソーバ、バネなどが挙げられる。
【００１０】
また、本発明の位置決め機構において、前記緩衝部には、前記駆動部のオーバーシュートを検知するセンサが設けられていることが好ましい。
この場合、緩衝部に駆動部のオーバーシュートを検知するセンサが設けられているので、従動部の当接部が固定部側の被当接部に当接して駆動部が停止する際に生じる駆動部のオーバーシュートをセンサによって検知することができ、駆動部のオーバーシュートが従動部の位置精度に及ぼす影響を把握し、オーバーシュートを最小限に抑えることが可能となる。
【００１１】
本発明の仮押し装置は、上述の位置決め機構を備え、前記従動部が、作用部として前記固定部側のダイの粉末成形領域に充填された粉末を仮押しする仮押しパンチを有することを特徴としている。
本発明の仮押し装置によれば、上述の位置決め機構を備えているので、仮押しパンチを所定の位置に高い精度で位置決めすることができる。したがって、駆動部の動作速度を速くしても、高い位置精度で仮押しパンチを、ダイに形成された粉末成形領域の直上に配置し、粉末を確実に仮押しすることが可能である。
【００１２】
また、本発明の粉末成形機は、上述の仮押し装置を備えている。
本発明の粉末成形機によれば、上述の仮押し装置を備えているので、仮押し装置が粉末成形領域を仮押しするのに要する時間を短くでき、粉末成形品の生産性が向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、動作速度が速い場合であっても従動部の位置決めの精度が高い位置決め機構、仮押し装置、及び粉末成形機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る位置決め機構、仮押し装置、及び粉末成形機を上面から見た概略説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る位置決め機構、仮押し装置、及び粉末成形機を側面から見た概略説明図である。
【図３】一実施形態に係る位置決め機構及び仮押し装置の動作を説明するための概略説明図である。
【図４】一実施形態に係る位置決め機構及び仮押し装置の動作を説明するための概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。
図１に、本発明の一実施形態に係る位置決め機構４０、仮押し装置３０、及び粉末成形機１を上面から見た概略説明図を示す。また、図２に本発明の一実施形態に係る位置決め機構４０、仮押し装置３０、及び粉末成形機１を側面から見た概略説明図を示す。
【００１６】
粉末成形機１は、例えば、粉末成形領域Ａが設けられたダイ１０（金型）と、このダイ１０の粉末成形領域Ａに下側から挿通される下側パンチ２０と、粉末成形領域Ａに第一粉末を供給する第一のフィーダーと、粉末成形領域Ａに充填された第一粉末を仮押しする仮押し装置３０と、粉末成形領域Ａに第二粉末を供給する第二のフィーダーと、第一粉末及び第二粉末をダイ１０の上側からパンチする上側パンチと、を備えている。
なお、粉末成形領域Ａとは、型に充填された粉末がパンチによって成形加工される領域のことを意味する。
【００１７】
この粉末成形機１は、第一のフィーダー及び第二のフィーダーにより、異なる粉末を供給し、２層からなる粉末成形品を圧縮成形により形成するためのものである。本実施形態において、粉末成形機１は、２個同時に圧縮成形可能とされている。すなわち１回の成形工程で成形品を２個取り可能とされている。
【００１８】
ダイ１０には、粉末成形領域Ａとしての円筒状の貫通孔が形成されている。この粉末成形領域Ａの下側には、例えば下側パンチ２０が挿通され、この下側パンチ２０が挿通された状態で第一のフィーダーによって粉末が充填され、仮押し装置３０によって仮押し等が行われる。本実施形態においては、ダイ１０には、二つの貫通孔が形成され、二つの粉末成形領域Ａがある。
第一のフィーダー及び第二のフィーダーは、粉末成形領域Ａに向けて往復移動可能とされ、所定のタイミングにおいて粉末成形領域Ａの直上に移動し、各粉末を粉末成形領域Ａに供給、充填するようになっている。
【００１９】
仮押し装置３０は、後述する従動部５０の位置決めをする位置決め機構４０を備え、粉末成形領域Ａに向けて往復移動可能とされている。
位置決め機構４０は、予め設定された駆動上を移動する従動部５０と、この従動部５０に連結された駆動部６０とを備えている。本実施形態において、従動部５０は、直線上（図１、２において左右方向）を進退するように構成されている。
【００２０】
駆動部６０は、パルス制御によって制御されたサーボモータと、このサーボモータによって軸線Ｏ上を進退するボールねじ６１と、ボールねじ６１によって前後（図１及び図２において左右方向）に移動する台座６２と、を備えている。例えば、サーボモータによってボールねじ６１が、図２における左方向に送られることによって、台座６２が左方向に移動するようになっている。
【００２１】
従動部５０は、ダイ１０の粉末成形領域Ａに充填された粉末を仮押しする仮押しパンチ５１（作用部）と、この仮押しパンチ５１が固定されたフレーム５２と、このフレーム５２から下方に延在する複数のガイドポスト５３と、ガイドポスト５３同士の間に設けられたパンチ側エアシリンダ５４と、これらガイドポスト５３及びパンチ側エアシリンダ５４が載置された台車５５と、固定台７０に設けられた被当接部７１（ストッパー）に当接する当接部５６と、台車５５の後端側（図１及び図２において台車５５の右端）に取付けられた接続ロッド５７と、この接続ロッド５７に取付けられ駆動部６０の台座６２に接続する駆動部側エアシリンダ５８（緩衝部）と、を備えている。
【００２２】
仮押しパンチ５１は、ダイ１０の上側から粉末成形領域Ａに挿通され、下側パンチ２０とともに粉末成形領域Ａに充填された粉末を圧縮するように仮押しするパンチである。この仮押しパンチ５１は、粉末成形領域Ａの形状に応じた円筒形状を有し、上下方向に移動可能とされている。この仮押しパンチ５１は、フレーム５２に固定されているが、ガイドポスト５３のフレーム５２への取付け位置に対して一段低いところに固定されている。
パンチ側エアシリンダ５４は、仮押しパンチ５１及び下側パンチ２０によって、粉末成形領域Ａに充填された粉末を仮押しする際に生じる衝撃を吸収するための緩衝材である。
【００２３】
台車５５は、車台５９と、この車台５９に取付けられた車輪５５ａを有し、車輪５５ａがレール７２上に配置されており、左右方向に進退可能とされている。この台車５５は、駆動部６０によって台座６２が移動することで、駆動部側エアシリンダ５８及び接続ロッド５７を介して移動する。本実施形態においては、上述した当接部５６が台車５５に取付けられており、この当接部５６が固定台７０に設けられた被当接部７１に当接することによって台車５５の移動が止まるようになっている。すなわち、この当接部５６は、ストッパーとしての機能を有するものである。
ここで、当接部５６と被当接部７１とが当接する状態にあるとき、仮押しパンチ５１の位置がダイ１０の粉末成形領域Ａの直上に配置されるようになっており、仮押しパンチ５１を粉末成形領域Ａに挿通可能とされている。
【００２４】
接続ロッド５７は、駆動部側エアシリンダ５８と台車５５とを接続する軸である。
駆動部側エアシリンダ５８は、前述の当接部５６が被当接部７１に当接した際に生じる衝撃を吸収するための緩衝材である。本実施形態においては、駆動部６０のオーバーシュートを検知するためのセンサ８０が駆動部側エアシリンダ５８に取り付けられている。
【００２５】
本実施形態においては、仮押しパンチ５１は、台車５５の進行方向と直交する方向（図２において奥行き方向）に並列に２つ配置されており、２箇所の粉末成形領域Ａを同時に仮押しできるようになっている。すなわち、フレーム５２、パンチ側エアシリンダ５４、及びガイドポスト５３も仮押しパンチ５１の数に対応して設けられている。
【００２６】
次に、図３及び図４を参照しながら、本実施形態に係る仮押し装置３０及び位置決め機構４０の動作について、２層構造を有する粉末成形品を製造する場合を一例として、以下に説明する。
【００２７】
まず下側パンチ２０をダイ１０の粉末成形領域Ａに挿通し、ダイ１０の下側を塞ぐように配置する。
次いで、第一のフィーダーを粉末成形領域Ａの直上に移動させ、第一粉末を粉末成形領域Ａに充填し、第一のフィーダーを元の位置に戻す。
次に、仮押しパンチ５１を粉末成形領域Ａの直上に移動させ、下側パンチ２０と仮押しパンチ５１とによって、粉末成形領域Ａに充填された粉末を圧縮するように仮押しする。以下に、さらに具体的に仮押しする方法を説明する。
【００２８】
まず、駆動部６０において、ボールねじ６１を軸線Ｏの左方向に送り台座６２を仮押しパンチ５１が粉末成形領域Ａに近づく方向（図３において左方向）に移動させる。このとき、駆動部側エアシリンダ５８及び接続ロッド５７を介して台車５５が所定の速度で左方向に移動する。そして、台車５５が所定の位置まで移動すると、当接部５６が被当接部７１に当接し、台車５５の移動が止められる（図３参照）。このとき、仮押しパンチ５１は、粉末成形領域Ａの直上に配置されるようになっている。
【００２９】
本実施形態においては、台車５５の移動速度は、所定の速度とされており、当接部５６が被当接部７１に接触するまで減速しない構成とされている。当接部５６が被当接部７１に当接すると台車５５の進行方向と逆方向（図３において右方向）に反力が作用する場合があるが、この反力は駆動部側エアシリンダ５８によって、図４に示すように、空気の圧力で吸収され、台車５５は所定の位置で精度良く止められることになる。より具体的に説明すると、図３においてＬ１で示される駆動部側エアシリンダ５８の長さが、図４において示されるＬ２の長さ以上（Ｌ１の長さ未満）になることで、上述の反力が駆動部側エアシリンダ５８に吸収される。さらに、この駆動部側エアシリンダ５８は、駆動部６０のオーバーシュートも吸収する。
【００３０】
次いで、仮押しパンチ５１を下方に移動させて、粉末成形領域Ａを仮押しし、仮押しパンチ５１を元の位置に戻す。次に、駆動部６０において、ボールねじ６１を右側に送り、台座６２を右方向に移動させ、台車５５を元の位置に戻す。
【００３１】
次に、第二のフィーダーを粉末成形領域Ａの直上に移動させ、第二粉末を充填し、第二のフィーダーを元の位置に戻す。
そして、下側パンチ２０と上側パンチとによって圧縮成形し、２層構造を有する粉末成形品が製造される。
このようにして、本実施形態に係る粉末成形機１を用いた粉末成形品の製造が完了する。
【００３２】
以上のような構成とされた本実施形態に係る粉末成形機１、仮押し装置３０、及び位置決め機構４０によれば、台車５５（従動部５０）は、固定台７０に設けられた被当接部７１に当接する当接部５６を有し、駆動部６０が台車５５（従動部５０）を所定の速度で進行させ、当接部５６を被当接部７１に当接させることで従動部５０を停止する構成とされているので、駆動部６０の動作速度を速くしても従動部５０を所定の位置に高い精度で位置決めすることができる。したがって、駆動部６０の動作速度が速くても仮押しパンチ５１を所定の位置に配置でき、粉末成形領域Ａを仮押しすることが可能である。
【００３３】
また、従動部５０が、従動部５０側と駆動部６０側とを接続する駆動部側エアシリンダ５８（緩衝部）を備える構成とされているので、従動部５０の当接部５６が固定側の被当接部７１に当接して駆動部６０が停止する際に生じる駆動部６０のオーバーシュートを駆動部側エアシリンダ５８によって吸収することができ、仮押しパンチ５１を所定の位置に確実に位置決めすることが可能となる。
【００３４】
さらに、駆動部側エアシリンダ５８には、駆動部６０のオーバーシュートを検知するセンサ８０が設けられているので、台車５５（従動部５０）の当接部５６が被当接部７１に当接して駆動部６０が停止する際に生じる駆動部６０のオーバーシュートをセンサ８０によって検知することができ、駆動部６０のオーバーシュートが仮押しパンチ５１の位置精度に及ぼす影響を把握し、オーバーシュートを最小限に抑えることが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態に係る粉末成形機１によれば、上述した仮押し装置３０を備えているので、駆動部６０の動作速度を速め、粉末成形領域Ａを仮押しするのに要する時間を短くでき、粉末成形品の生産性が向上する。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態に係る粉末成形機、仮押し装置、及び位置決め機構について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３７】
なお、上記実施の形態においては、位置決め機構が駆動部側エアシリンダ（エアシリンダ、緩衝部）を備える場合について説明したが、駆動部側エアシリンダを備えていなくても良い。また、駆動部側エアシリンダ（エアシリンダ、緩衝部）が、駆動部のオーバーシュートを検知するセンサを備える場合について説明したが、このセンサを備えていなくても良い。
【００３８】
また、上記実施の形態においては、仮押し装置が位置決め機構を備える場合について説明したが、位置決め機構は、位置決めが必要とされる仮押し装置以外の加工装置、搬送装置をはじめとする種々の装置に適用することができる。また、駆動部には、サーボモータ以外のＮＣ駆動機構を用いても良い。例えば、駆動部として、位置情報検出機能を備えたステッピングモータ（パルスモータ）、インバータ制御の誘導モータなどを用いても良い。
【００３９】
また、上記実施の形態においては、仮押し装置が台車を備え、レール上（直線上）を移動する場合について説明したが、これに限定されることはなく、例えば円弧上など、予め設定された軌跡上を移動する構成とされても良い。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ  粉末成形領域
１  粉末成形機
３０  仮押し装置
４０  位置決め機構
５０  従動部
５１  仮押しパンチ（作用部）
５６  当接部
５８  駆動部側エアシリンダ（緩衝部）
６０  駆動部
７１  被当接部
８０  センサ
【図１】
2015029997.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2015029997.tif 000006