(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイと、
前記ダイ内に上方から進入する一つ以上の上パンチと、
前記ダイ内に下方から進入する一つ以上の下パンチと、
前記一つ以上の上パンチを駆動して前記ダイ内の粉末を上方から加圧する一つ以上の第１シリンダと、
前記一つ以上の下パンチを駆動して前記粉末を下方から加圧する一つ以上の第２シリンダと、
前記粉末の加圧成形の終了後において、前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力が略同一のタイミングで前記加圧成形時の出力に対して所定の割合の第１出力値になるまで前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力の減少速度を制御する出力減少速度制御と、それに続いて、前記上パンチ及び下パンチが成形品を保持した状態で前記ダイを前記成形品から離間させるときの第２出力値になるまで前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力を制御する出力制御とを実行する制御装置と、を有する粉末成形プレス機械。
【請求項２】
前記制御装置が、前記出力減少速度制御を、前記加圧成形の終了と同時に開始する、請求項１に記載の粉末成形プレス機械。
【請求項３】
前記制御装置が、前記第１及び第２シリンダを、略同一のタイミングに第２出力値になるように前記出力制御を実行する、請求項１または２に記載の粉末成形プレス機械。
【請求項４】
前記上パンチそれぞれに対して１つずつ前記第１シリンダが設けられ、
前記下パンチそれぞれに対して１つずつ前記第２シリンダが設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の粉末成形プレス機械。
【請求項５】
前記第１及び第２出力値が、前記第１及び第２シリンダそれぞれに対して設定されている、請求項４に記載の粉末成形プレス機械。
【請求項６】
前記第２出力値が、前記加圧成形時の出力の５〜１５％である、請求項１から５のいずれか一項に記載の粉末成形プレス機械。
【請求項７】
ダイと、前記ダイ内に上方から進入する一つ以上の上パンチと、前記ダイ内に下方から進入する一つ以上の下パンチと、前記一つ以上の上パンチを駆動して前記ダイ内の粉末を上方から加圧する一つ以上の第１シリンダと、前記一つ以上の下パンチを駆動して前記粉末を下方から加圧する一つ以上の第２シリンダと、を用いて成形品を作製する粉末成形品の製造方法であって、
前記粉末の加圧成形の終了後において、前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力が略同一のタイミングで前記加圧成形時の出力に対して所定の割合の第１出力値になるまで前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力の減少速度を制御する出力減少速度制御と、それに続いて、前記上パンチ及び下パンチが成形品を保持した状態で前記ダイを前記成形品から離間させるときの第２出力値になるまで前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力を制御する出力制御とを実行する、粉末成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下パンチを用いた加圧成形によって成形品を作製する粉末成形プレス機械及び粉末成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の粉末成形プレス機械として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の粉末成形プレス機械は、加圧時の各下パンチの圧縮歪量の差を予め求めておき、加圧終了後、成形品に加えられた加圧力が解放される際に、予め求めた歪量の差に応じて各下パンチを上下動させて成形品に当接する各下パンチ端面の相対位置を一定に保つようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平６−４７２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、粉末成形プレス機械の特性上、各パンチの圧縮歪量は成形ごとに変動するおそれがある。また、特許文献１に記載の粉末成形プレス機械のように、単に予め求めた各下パンチの圧縮歪量の差に応じて成形品に当接する各下パンチ端面の相対位置を一定に保つだけでは、成形品の上下で及び/又は部位ごとに加圧力の解放（減圧）状態が異なる（ばらつく）ことがあり、その結果、成形品にクラックが発生したり、成形品の精度が低下したりするおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、粉末の加圧成形において、成形品におけるクラックの発生を効果的に防止すると共に成形品の精度を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記技術的課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
ダイと、
前記ダイ内に上方から進入する一つ以上の上パンチと、
前記ダイ内に下方から進入する一つ以上の下パンチと、
前記一つ以上の上パンチを駆動して前記ダイ内の粉末を上方から加圧する一つ以上の第１シリンダと、
前記一つ以上の下パンチを駆動して前記粉末を下方から加圧する一つ以上の第２シリンダと、
前記粉末の加圧成形の終了後において、前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力が略同一のタイミングで前記加圧成形時の出力に対して所定の割合の第１出力値になるまで前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力の減少速度を制御する出力減少速度制御と、それに続いて、前記上パンチ及び下パンチが成形品を保持した状態で前記ダイを前記成形品から離間させるときの第２出力値になるまで前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力を制御する出力制御とを実行する制御装置と、を有する粉末成形プレス機械が提供される。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、
ダイと、前記ダイ内に上方から進入する一つ以上の上パンチと、前記ダイ内に下方から進入する一つ以上の下パンチと、前記一つ以上の上パンチを駆動して前記ダイ内の粉末を上方から加圧する一つ以上の第１シリンダと、前記一つ以上の下パンチを駆動して前記粉末を下方から加圧する一つ以上の第２シリンダと、を用いて成形品を作製する粉末成形品の製造方法であって、
前記粉末の加圧成形の終了後において、前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力が略同一のタイミングで前記加圧成形時の出力に対して所定の割合の第１出力値になるまで前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力の減少速度を制御する出力減少速度制御と、それに続いて、前記上パンチ及び下パンチが成形品を保持した状態で前記ダイを前記成形品から離間させるときの第２出力値になるまで前記第１及び第２シリンダそれぞれの出力を制御する出力制御とを実行する、粉末成形品の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、粉末の加圧成形において、成形品におけるクラックの発生が効果的に防止されると共に成形品の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による粉末成形プレス機械の概略構成を示す図（一部断面図を含む）である。
【図２】図１のＡ部拡大図であり、主に粉末成形プレス機械におけるダイセット、下パンチセット及び第１油圧シリンダ機構の構成を示す図である。
【図３】図１のＢ部拡大図であり、主に粉末成形プレス機械における上パンチセット及び第２油圧シリンダ機構の構成を示す図である。
【図４】粉末成形プレス機械の部分概略斜視図であり、主にダイ、下パンチ及び上パンチのそれぞれの位置を検出する位置検出センサを示す図である。
【図５】粉末成形プレス機械の動作の一例を説明するための図である。
【図６】粉末成形プレス機械の圧抜き動作の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付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は、本発明の一実施形態による粉末成形プレス機械１の概略構成を示している。本実施形態による粉末成形プレス機械１は、いわゆる段付き成形品を作製（成形）するように構成されている。本実施形態による粉末成形プレス機械１においては、矩形状のベースプレート３が最下部に設けられており、このベースプレート３の四隅から４本の支柱２００が略垂直に立設されている。ベースプレート３の上（４本の支柱２００の内側）には、ダイセット２ａ、下パンチセット２ｂ〜２ｄ及び第１油圧シリンダ機構４が配設されている。
【００１１】
支柱２００の頭頂部には、四辺形の上部フレーム２０１が固定されており、この上部フレーム２０１には、油圧式の上部シリンダ２０２が取り付けられている。また、上部フレーム２０１の下方には、上部プレート１０３が設けられている。上部シリンダ２０２と上部プレート１０３とは、耐圧リンク機構２０３によって連結されている。上部シリンダ２０２は、上部プレート１０３を上部ラムとして上下動させる役割を担う。上部プレート１０３には、４本の支柱２００をガイドとして貫通させてあり、この支柱２００に沿って上下にスライドする。そして、この上部プレート１０３の下に、上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄ及び第２油圧シリンダ機構１０４が配設されている。耐圧リンク機構２０３は、上部プレート１０３の下降動作に伴って伸長し、伸長状態において加圧時の反力に対抗するもので、成形時に上部プレート１０３の位置を維持するために設けられている。上部シリンダ２０２で直接的に上部プレート１０３（さらに言えば、上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄ及び第２油圧シリンダ機構１０４）を駆動する構成は、省エネ且つ高速作動に有利である。
【００１２】
図２は、図１のＡ部拡大図であり、主にダイセット２ａ、下パンチセット２ｂ〜２ｄ及び第１油圧シリンダ機構４の構成を示している。
【００１３】
図２に示すように、ダイセット２ａは、ダイ１０が取り付けられるダイプレート２０ａ及びダイプレート２０ａに連結される連結ロッド２１ａを有する。第１下パンチセット２ｂは、第１下パンチ１１が取り付けられる第１下パンチプレート２０ｂ及び第１下パンチプレート２０ｂに連結される連結ロッド２１ｂを有する。第２下パンチセット２ｃは、第２下パンチ１２が取り付けられる第２下パンチプレート２０ｃ及び第２下パンチプレート２０ｃに連結される連結ロッド２１ｃを有する。第３下パンチセット２ｄは、第３下パンチ１３が取り付けられる第３下パンチプレート２０ｄ及び第３下パンチプレート２０ｄに連結される連結ロッド２１ｄを有する。第１油圧シリンダ機構４は、下シリンダ４ａ〜４ｅ（４ａが「下中心シリンダ」であり、４ｂ〜４ｅが「下筒状シリンダ」である）で構成されている。そして、ダイセット２ａ及び第１〜第３下パンチセット２ｂ〜２ｄと、下シリンダ４ａ〜４ｅとが連結プレート６ａ〜６ｄを介して連結されている。
【００１４】
下中心シリンダ４ａは、パンチの中心軸となるコアロッド１４に連結されるコアピストン４１ａと、このコアピストン４１ａを駆動する作用室を形成するようにベースプレート３に立設された中央円筒壁４０ａと、を含む。なお、コアロッド１４は、主に成形品に軸孔を設ける場合などに必要とされるもので、成形品によっては不要な場合もある。この場合は、下中心シリンダ４ａを省略することもできる。
【００１５】
下筒状シリンダ４ｂ〜４ｅは、下中心シリンダ４ａの中央円筒壁４０ａを囲繞するようにして所定間隔でベースプレート３に立設された環状壁４０ｂ〜４０ｅと、この環状壁４０ｂ〜４０ｅで固まれた内部空間を作用室として駆動される環状ピストン４１ｂ〜４１ｅと、この環状ピストン４１ｂ〜４１ｅに立設されて連結プレート６ａ〜６ｄに連結されるピストンロッド４２ａ〜４２ｄと、を含む。そして、各作用室は、下中心シリンダ４ａのコアピストン４１ａ及び下筒状シリンダ４ｂ〜４ｅのピストンロッド４２ａ〜４２ｄを気密又は液密状態で貫通させるように形成された封止蓋４３によって密閉されている。
【００１６】
中央円筒壁４０ａ及び環状壁４０ｂ〜４０ｅは、ベースプレート３の上に、中央円筒壁４０ａを中央に配し、中央円筒壁４０ａより径の大きな環状壁４０ｂを同心で配列し、さらに、環状壁４０ｂより径の大きな環状壁４０ｃ、環状壁４０ｃより径の大きな環状壁４０ｄ及び環状壁４０ｄより径の大きな環状壁４０ｅを同心で配列することによって形成されている。そして、立設された中央円筒壁４０ａによって形成される作用室に、コアロッド１４を往復運動させるコアピストン４１ａが内蔵され、各環状壁４０ｂ〜４０ｅによって固まれた作用室に、第１〜第３下パンチ１１〜１３及びダイ１０をそれぞれ往復運動させる環状ピストン４１ｂ〜４１ｅが内蔵される。つまり、下筒状シリンダ４ｂ〜４ｅは、コアロッド１４（換言すれば、下パンチの中心軸）を中心とした同心円状にしてベースプレート３上に配設されている。
【００１７】
環状ピストン４１ｂにはピストンロッド４２ａが連結され、環状ピストン４１ｃにはピストンロッド４２ｂが連結され、環状ピストン４１ｄにはピストンロッド４２ｃが連結され、環状ピストン４１ｅにはピストンロッド４２ｄが連結されている。ここで、ピストンロッド４２ａ〜４２ｄは、環状ピストン４１ｂ〜４１ｅが円周方向に比較的薄いため、太くすることができない。そこで、本実施形態では、ピストンロッド４２ａ〜４２ｄを、各環状ピストン４１ｂ〜４１ｅに対して周方向に複数本ずつ隔設することにしている。例えば、ピストンロッド４２ａは４本、ピストンロッド４２ｂは８本、ピストンロッド４２ｃは１２本、ピストンロッド４２ｄは１６本とすることができる。好ましくは、これらのピストンロッド４２ａ〜４２ｄは粉末成形プレス機械１の横断面において放射状に配列される。但し、これに限るものではなく、各ピストンロッドの数、配置、構造はプレス機械の能力に応じて適宜設計され得る。
【００１８】
封止蓋４３には、コアピストン４１ａ及びピストンロッド４２ａ〜４２ｄを貫通させる孔が設けられている。そして、封止蓋４３は、ベースプレート３と共にシリンダ全体を挟持して液密状態に密閉し、下シリンダ４ａ〜４ｅを構成している。また、コアピストン４１ａ及びピストンロッド４２ａ〜４２ｃのそれぞれを上下に駆動するための作動油を供給又は排出する配管口４６ａが封止蓋４３に、同じく配管口４６ｂがベースプレート３に設けられている。例えば、コアピストン４１ａ及び各ピストンロッド４２ａ〜４２ｄのそれぞれを上方へ駆動する場合には、対応する配管口４６ｂから作用室内に作動油を供給すると共に対応する配管口４６ａから作動油を排出し、下方へ駆動する場合には、対応する配管口４６ａから作用室内に作動油を供給すると共に対応する配管口４６ｂから作動油を排出する。
【００１９】
かかる作動油の作用室への供給と作用室からの排出は、下シリンダ４ａ〜４ｅのそれぞれに設けられた油圧回路によって実施される。このような油圧回路は公知であるので、ここでの図示及び詳細な説明は省略するが、一般に、油圧回路は、作動油を圧送する油圧ポンプや切替バルブなどを含み、油圧ポンプの回転方向を切り替えたり、切替バルブによって作動油の経路を切り替えたりすることによって、上述のような作動油の供給と排出とを実施する。また、油圧回路は、例えば油圧ポンプの回転数に応じて作用室内に供給する作動油の圧力（作動液圧）を増減させることができる。なお、本実施形態において、下シリンダ４ａ〜４ｅの油圧回路のそれぞれには、作用室内に供給される作動油の圧力を検出する圧力センサ（油圧センサ）が設けられている。
【００２０】
連結プレート６ａ〜６ｄは、ピストンロッド４２ａ〜４２ｄのそれぞれと連結される。連結プレート６ａ〜６ｄは、それぞれ下筒状シリンダ４ｂ〜４ｅに対応するように設けられている。すなわち、下筒状シリンダ４ｂに対応して連結プレート６ａが、下筒状シリンダ４ｃに対応して連結プレート６ｂが、下筒状シリンダ４ｄに対応して連結プレート６ｃが、下筒状シリンダ４ｅに対応して連結プレート６ｄが、それぞれ設けられ、ピストンロッド４２ａと連結プレート６ａが、ピストンロッド４２ｂと連結プレート６ｂが、ピストンロッド４２ｃと連結プレート６ｃが、ピストンロッド４２ｄと連結プレート６ｄが、それぞれ連結される。
【００２１】
本実施形態において、連結プレート６ａ〜６ｃは外側に向かう程、径が大きくなる環状に形成され、最も外側にある連結プレート６ｄは、矩形状に形成されている。但し、これに限るものではなく、各連結プレート６ａ〜６ｄは任意の形状とすることができる。連結プレート６ａ〜６ｄの上面には、以下の説明するユニット化されたダイセット２ａ及び第１〜第３下パンチセット２ｂ〜２ｄの各連結ロッド２１ａ〜２１ｄが固定される連結凹部６０ａ〜６０ｃ及び連結孔６０ｄが設けられている。また、連結プレート６ａの中心にはコアピストン４１ａを案内するガイド孔６１が設けられている。
【００２２】
ダイセット２ａ及び第１〜第３下パンチセット２ｂ〜２ｄは、連結ロッド２１ａ〜２１ｄとコアピストン４１ａを案内するガイド孔７ａ〜７ｅが形成されたミドルプレート７を用いてユニット化される。具体的には、ダイセット２ａ及び第１〜第３下パンチセット２ｂ〜２ｄは、ダイプレート２０ａの連結ロッド２１ａを第１下パンチプレート２０ｂのガイド孔２３ｂとミドルプレート７のガイド孔７ａに挿通させ、第１下パンチプレート２０ｂの連結ロッド２１ｂを第２下パンチプレート２０ｃのガイド孔２３ｃとミドルプレート７のガイド孔７ｂに挿通させ、第２下パンチプレート２０ｃの連結ロッド２１ｃを第３下パンチプレート２０ｄのガイド孔２３ｄとミドルプレート７のガイド孔７ｃに挿通させ、第３下パンチプレート２０ｄの連結ロッド２１ｄをミドルプレート７のガイド孔７ｄに挿通させることによってユニット化される。なお、図１においては、中心線を挟んで、右側が主に連結ロッド２１ａ〜２１ｃとガイド孔２３ｂ〜２３ｄの挿通関係を示し、左側が主に各プレート２０ａ〜２０ｄと連結ロッド２１ａ〜２１ｄのネジ２２による連結関係を示している。
【００２３】
ミドルプレート７において、ガイド孔７ａは連結プレート６ｄの連結孔６０ｄと、ガイド孔７ｂは連結プレート６ｃの連結凹部６０ｃと、ガイド孔７ｃは連結プレート６ｂの連結凹部６０ｂと、ガイド孔７ｄは連結プレート６ａの連結凹部６０ａと、ガイド孔７ｅは連結プレート６ａの中心に設けられたガイド孔６１と、それぞれ上下方向に対応する位置で設けられている。また、連結ロッド２１ａ〜２１ｄの連結プレート６ａ〜６ｄと固定される部分には固定具嵌め込み用の溝部が凹設されており、それぞれ固定具６２ａ〜６２ｄが嵌め込まれている。これにより、連結ロッド２１ａは連結プレート６ｄに、連結ロッド２１ｂは連結プレート６ｃに、連結ロッド２１ｃは連結プレート６ｂに、連結ロッド２１ｄは連結プレート６ａに固定される。
【００２４】
なお、ダイ１０及び第１〜第３下パンチ１１〜１３は、ダイ押え９ａ、ダイホルダ９ｂ、パンチ押え９ｃ、パンチ受け板９ｄ等の各アダプタによって、ダイプレート２０ａ及び第１〜第３下パンチプレート２０ｂ〜２０ｄにセットされる。
【００２５】
次に、第１油圧シリンダ機構４の下筒状シリンダ４ｂ〜４ｅと、ユニット化されたダイセット２ａ及び第１〜第３下パンチセット２ｂ〜２ｄとの連結について説明する。下筒状シリンダ４ｂ〜４ｅと、ユニット化されたダイセット２ａ及び第１〜第３下パンチセット２ｂ〜２ｄとを連結する組立作業では、まず、上述のようにして外段取りでユニット化されたダイセット２ａ及び第１〜第３下パンチセット２ｂ〜２ｄのミドルプレート７を、ミドルプレート支持台８に載せる。ミドルプレート支持台８は、ミドルプレート７を、第３下パンチプレート２０ｄと連結プレート６ａ〜６ｄとの間に位置させる高さで設けられており、その上端面には、ミドルプレート７をスライドさせるＬ型形状のスライド部８ａが設けられている。このため、ミドルプレート７をミドルプレート支持台８に載せる場合には、ミドルプレート支持台８に適宜に設けたスライド部８ａまでミドルプレート７を持ち上げ、スライド部８ａをスライドさせることで設置するようにすればよい。このようにしてミドルプレート７がミドルプレート支持台８に設置されると、ガイド孔７ａ〜７ｄが、連結プレート６ａ〜６ｄの連結凹部６０ａ〜６０ｃ及び連結孔６０ｄに対応した上方位置に位置決めされ、また、ガイド孔７ｅには下中心シリンダ４ａのコアピストン４１ａが挿通される。
【００２６】
次いで、下筒状シリンダ４ｂ〜４ｅを駆動して連結プレート６ａ〜６ｄを上昇させ、連結ロッド２１ｂ〜２１ｄを連結プレート６ａ〜６ｃの連結凹部６０ａ〜６０ｃに挿入すると共に連結ロッド２１ａを連結プレート６ｄの連結孔６０ｄに貫挿する。そして、固定具６２ａ〜６２ｄを、連結ロッド２１ａ〜２１ｄの溝部に嵌め込み、図示省略のボルト等によって連結プレート６ａ〜６ｄに固定する。また、コアロッド１４はコアピストン４１ａの上端に設けられたネジ穴に螺合される。なお、本実施形態においては、固定具６２ａ〜６２ｃが連結プレート６ａ〜６ｃの上面に固定され、固定具６２ｄが連結プレート６ｄの下面に固定されている。但し、これに限るものではなく、固定具６２ｄも、固定具６２ａ〜６２ｃと同様、連結プレート６ｄの下面に固定されてもよい。
【００２７】
以上のような比較的簡易な取付作業で、ユニット化されたダイセット２ａ及び第１〜第３下パンチセット２ｂ〜２ｄと、下筒状シリンダ４ｂ〜４ｅとを連結して固定することができる。
【００２８】
図３は、図１のＢ部拡大図であり、主に上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄ及び第２油圧シリンダ機構１０４の構成を示している。上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄ及び第２油圧シリンダ機構１０４は、上述のダイセット２ａ、下パンチセット２ｂ〜２ｄ及び第１油圧シリンダ機構４に対向させるようにその上方に配設される。なお、上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄは、基本的に、ダイセット関連部分を除いて、下パンチセット２ｂ〜２ｄの上下を逆にしたものと考えてよい。
【００２９】
図３に示すように、第１上パンチセット１０２ｂは、第１上パンチ１１１が取り付けられる第１上パンチプレート１２０ｂ及び第１上パンチプレート１２０ｂに連結される連結ロッド１２１ｂを有する。第２上パンチセット１０２ｃは、第２上パンチ１１２が取り付けられる第２上パンチプレート１２０ｃ及び第２上パンチプレート１２０ｃに連結される連結ロッド１２１ｃを有する。第３上パンチセット１０２ｄは、第３上パンチ１１３が取り付けられる第３上パンチプレート１２０ｄ及び第３上パンチプレート１２０ｄに連結される連結ロッド１２１ｄを有する。第２油圧シリンダ機構１０４は、上シリンダ１０４ａ〜１０４ｄ（１０４ａが「上中心シリンダ」であり、１０４ｂ〜１０４ｄが「上筒状シリンダ」である）で構成されている。そして、第１〜第３上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄと、上シリンダ１０４ａ〜１０４ｄとが連結プレート１０６ａ〜１０６ｃを介して連結されている。
【００３０】
上中心シリンダ１０４ａは、上コアロッド１１４に連結されるコアピストン１４１ａと、このコアピストン１４１ａを駆動する作用室を形成するように上部プレート１０３に立設された中央円筒壁１４０ａと、を備えている。なお、上コアロッド１１４が不要の場合には、上中心シリンダ１０４ａを省略することができる。あるいは、中心シリンダを使用して最も内側のパンチを駆動する構造とすることも可能である。
【００３１】
上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄは、上中心シリンダ１０４ａの中央円筒壁１４０ａを囲繞するようにして所定間隔で上部プレート１０３に立設された環状壁１４０ｂ〜１４０ｄと、この環状壁１４０ｂ〜１４０ｄで固まれた内部空間を作用室として駆動される環状ピストン１４１ｂ〜１４１ｄと、この環状ピストン１４１ｂ〜１４１ｄに立設されて連結プレート１０６ａ〜１０６ｃに連結されるピストンロッド１４２ａ〜１４２ｃと、を備えている。そして、各作用室は、上中心シリンダ１０４ａのコアピストン１４１ａ及び上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄのピストンロッド１４２ａ〜１４２ｃを気密又は液密状態で貫通させるように形成された封止蓋１４３によって密閉されている。
【００３２】
中央円筒壁１４０ａ及び環状壁１４０ｂ〜１４０ｄは、上部プレート１０３の下に、中央円筒壁１４０ａを中央に配し、該中央円筒壁１４０ａより径の大きな環状壁１４０ｂを同心で配列し、さらに、該環状壁１４０ｂより径の大きな環状壁１４０ｃ及び該環状壁４０ｃより径の大きな環状壁１４０ｄを同心で配列することによって形成されている。そして、立設された中央円筒壁１４０ａによって形成される作用室に、上コアロッド１１４を往復運動させるコアピストン１４１ａが内蔵され、各環状壁１４０ｂ〜１４０ｄによって囲まれた内部空間である作用室に、第１〜第３上パンチ１１１〜１１３を往復運動させる環状ピストン１４１ｂ〜１４１ｄが内蔵される。つまり、上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄは、上コアロッド１１４（換言すれば、上パンチの中心軸）を中心とした同心円状にして上部プレート１０３下に配設されている。
【００３３】
環状ピストン１４１ｂにはピストンロッド１４２ａが連結され、環状ピストン１４１ｃにはピストンロッド１４２ｂが連結され、環状ピストン１４１ｄにはピストンロッド１４２ｃが連結されている。ここで、上述のピストンロッド４２ａ〜４２ｅと同様、ピストンロッド１４２ａ〜１４２ｃは、各環状ピストン１４１ｂ〜１４１ｄに対し周方向に複数本ずつ隔設されている（放射状に配列されている）。
【００３４】
封止蓋１４３には、コアピストン１４１ａ及びピストンロッド１４２ａ〜１４２ｃを貫通させる孔が設けられている。そして、封止蓋１４３は、上部プレート１０３と共にシリンダ全体を挟持して少なくとも液密封止し、上シリンダ１０４ａ〜１０４ｄを構成している。また、コアピストン１４１ａ及びピストンロッド１４２ａ〜１４２ｃを上下に駆動する作動油を供給又は排出する配管口１４６ａが封止蓋１４３に、同じく配管口１４６ｂが上部プレート１０３に設けられている。例えば、コアピストン１４１ａ及び各ピストンロッド１４２ａ〜１４２ｃのそれぞれを下方へ駆動する場合には、対応する配管口１４６ｂから作用室内に作動油を供給すると共に対応する配管口１４６ａから作動油を排出し、上方へ駆動する場合には、対応する配管口１４６ａから作用室内に作動油を供給すると共に対応する配管口１４６ｂから作動油を排出する。
【００３５】
かかる作動油の作用室への供給と作用室からの排出は、上述の下シリンダ４ａ〜４ｅと同様、上シリンダ１０４ａ〜１０４ｄのそれぞれに設けられた油圧回路によって実施される。なお、本実施形態において、上シリンダ１０４ａ〜１０４ｄの油圧回路のそれぞれには、作用室内に供給される作動油の圧力を検出する圧力センサ（油圧センサ）が設けられている。
【００３６】
連結プレート１０６ａ〜１０６ｃは、ピストンロッド１４２ａ〜１４２ｃのそれぞれと連結される。連結プレート１０６ａ〜１０６ｃは、上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄに対応するように設けられている。すなわち、上筒状シリンダ１０４ｂに対応して連結プレート１０６ａが、上筒状シリンダ１０４ｃに対応して連結プレート１０６ｂが、上筒状シリンダ１０４ｄに対応して連結プレート１０６ｃが、それぞれ設けられ、ピストンロッド１４２ａと連結プレート１０６ａが、ピストンロッド１４２ｂと連結プレート１０６ｂがピストンロッド１４２ｃと連結プレート１０６ｃが、それぞれ連結される。
【００３７】
本実施形態において、連結プレート１０６ａ〜１０６ｃは、外側に向かう程、径が大きくなる環状に形成されている。但し、これに限るものではなく、各連結プレート１０６ａ〜１０６ｃは任意の形状とすることができる。連結プレート１０６ａ〜１０６ｃの上面には、以下に説明するユニット化された上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄの各連結ロッド１２１ｂ〜１２１ｄを固定する連結凹部１６０ａ〜１６０ｃが設けられている。また、連結プレート１０６ａの中心にはコアピストン１４１ａを案内するガイド孔１６１が設けられている。
【００３８】
第１〜第３上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄは、連結ロッド１２１ｂ〜１２１ｄとコアピストン１４１ａを案内するガイド孔１０７ｂ〜１０７ｅが形成されたミドルプレート１０７を用いてユニット化される。具体的には、第１〜第３上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄは、第１上パンチプレート１２０ｂの連結ロッド１２１ｂを第２上パンチプレート１２０ｃのガイド孔１２３ｃとミドルプレート１０７のガイド孔１０７ｂに挿通させ、第２上パンチプレート１２０ｃの連結ロッド１２１ｃを第３上パンチプレート１２０ｄのガイド孔１２３ｄとミドルプレート１０７のガイド孔１０７ｃに挿通させ、第３上パンチプレート１２０ｄの連結ロッド１２１ｄをミドルプレート１０７のガイド孔１０７ｄに挿通させることによってユニット化される。なお、図３においては、図１と同様に、中心線を挟んで、右側が主に連結ロッド１２１ｂ，１２１ｃとガイド孔１２３ｃ，１２３ｄの挿通関係を示し、左側が主に各プレート１２０ｂ〜１２０ｄと連結ロッド１２１ｂ〜１２１ｄのネジによる連結関係を示している。
【００３９】
ミドルプレート１０７において、ガイド孔１０７ｂは連結プレート１０６ｃの連結凹部１６０ｃと、ガイド孔１０７ｃは連結プレート１０６ｂの連結凹部１６０ｂと、ガイド孔１０７ｄは連結プレート１０６ａの連結凹部１６０ａと、ガイド孔１０７ｅは連結プレート１０６ａの中心に設けられたガイド孔１６１と、それぞれ上下方向に対応する位置で設けられている。また、連結ロッド１２１ｂ〜１２１ｄの連結プレート１０６ａ〜１０６ｃと固定される部分には、固定具１６２ａ〜１６２ｃを嵌め込む固定具嵌め込み用の溝部が凹設され、それぞれ固定具１６２ａ〜１６２ｃが嵌め込まれている。また、第１〜第３上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄの場合には、連結凹部１６０ａ〜１６０ｃに挿入された連結ロッド１２１ｂ〜１２１ｄが連結プレート１０６ａ〜１０６ｃの反対側からネジ１２２で固定されている。このため、固定具１６２ａ〜１６２ｃの使用が不要な場合もあり得る。
【００４０】
なお、第１〜第３上パンチ１１１〜１１３は、パンチ押え１０９ｃ、パンチ受け板１０９ｄ等のアダプタによって、第１〜第３上パンチプレート１２０ｂ〜１２０ｄにセットされる。
【００４１】
次に、第２油圧シリンダ機構１０４の上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄと、ユニット化された第１〜第３上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄとの連結について説明する。上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄと、第１〜第３上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄとを連結する組立作業では、まず、外段取りでユニット化された第１〜第３上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄのミドルプレート１０７を、ミドルプレート支持壁１０８に組み付ける。ミドルプレート支持壁１０８は、ミドルプレート１０７を、第３上パンチプレート１２０ｄと連結プレート１０６ａ〜１０６ｃとの聞に位置させる高さで設けられており、その下端部内側面に、ミドルプレート１０７をスライドインさせるコ字形状のスライド溝１０８ａが凹設されている。このため、ミドルプレート１０７をミドルプレート支持壁１０８に組み付ける際には、ミドルプレート支持壁１０８のスライド溝１０８ａまでミドルプレート１０７を持ち上げ、スライド溝１０８ａに沿ってスライドさせることで設置するようにすればよい。このようにしてミドルプレート１０７がミドルプレート支持壁１０８に設置されると、ガイド孔１０７ｂ〜１０７ｄが、連結プレート１０６ａ〜１０６ｃの連結凹部１６０ａ〜１６０ｃに対応した下方位置に位置決めされ、また、ガイド孔１０７ｅには上中心シリンダ１０４ａのコアピストン１４１ａが挿通される。
【００４２】
次いで、上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄを駆動して連結プレート１０６ａ〜１０６ｃを下降させ、連結ロッド１２１ｂ〜１２１ｄを連結プレート１０６ａ〜１０６ｃの連結凹部１６０ａ〜１６０ｃに挿入する。そして、連結プレート１０６ａ〜１０６ｃの反対側からネジ１２２にて固定する。上コアロッド１１４は、コアピストン１４１ａの上端に設けられたネジ穴に螺合される。
【００４３】
以上のような比較的簡易な取付作業で、ユニット化した上パンチセット１０２ｂ〜１０２ｄと、上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄとを連結して固定することができる。なお、上述の外段取り及びユニット化という点では、連結プレート１０６ａ〜１０６ｃを使用するのが好ましいが、連結プレートを介さずに上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄと連結ロッド１２１ａ〜１２１ｃとを連結する構成も可能である。
【００４４】
図４は、粉末成形プレス機械１の部分概略斜視図であり、主にダイ１０、第１〜第３下パンチ１１〜１３及び第１〜第３上パンチ１１１〜１１３のそれぞれの上下方向の位置を検出する第１〜第７位置検出センサ３０１〜３０７を示している。本実施形態においては第１〜第７位置検出センサ３０１〜３０７としてリニアセンサが用いられている。但し、これに限るものではなく、ダイ１０、第１〜第３下パンチ１１〜１３及び第１〜第３上パンチ１１１〜１１３のそれぞれの上下方向の位置を検出可能な各種センサを用いることができる。
【００４５】
第１位置検出センサ３０１は、ダイセット２ａが連結された連結プレート６ｄまで延びるアーム部を有し、連結プレート６ｄの上下方向の位置（すなわち、ダイ１０の位置）を検出する。第２位置検出センサ３０２は、第１下パンチセット２ｂが連結された連結プレート６ｃまで延びるアーム部を有し、連結プレート６ｃの上下方向の位置（すなわち、第１下パンチ１１の位置）を検出する。第３位置検出センサ３０３は、第２下パンチセット２ｃが連結された連結プレート６ｂまで延びるアーム部を有し、連結プレート６ｂの上下方向の位置（すなわち、第２下パンチ１２の位置）を検出する。第４位置検出センサ３０４は、第３下パンチセット２ｄが連結された連結プレート６ａまで延びるアーム部を有し、連結プレート６ａの上下方向の位置（すなわち、第３下パンチ１３の位置）を検出する。
【００４６】
同様に、第５位置検出センサ３０５は、第１上パンチセット１０２ｂが連結された連結プレート１０６ｃまで延びるアーム部を有し、連結プレート１０６ｃの上下方向の位置（すなわち、第１上パンチ１１１の位置）を検出する。第６位置検出センサ３０６は、第２上パンチセット１０２ｃが連結された連結プレート１０６ｂまで延びるアーム部を有し、連結プレート１０６ｂの上下方向の位置（すなわち、第２上パンチ１１２の位置）を検出する。第７位置検出センサ３０７は、第３上パンチセット１０２ｄが連結された連結プレート１０６ａまで延びるアーム部を有し、連結プレート１０６ａの上下方向の位置（すなわち、第３上パンチ１１３の位置）を検出する。
【００４７】
粉末成形プレス機械１の動作は、前面に操作パネルを有した制御装置３００（図１参照）によって制御される。制御装置３００には、成形品の形状情報、第１〜第７位置検出センサ３０１〜３０７、下筒状シリンダ４ｂ〜４ｄの油圧回路に設けられた圧力センサ、上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄの油圧回路に設けられた圧力センサなどの各種センサの検出信号が入力される。そして、制御装置３００は、入力した形状情報や各種センサの検出信号に基づいて、主に第１、第２油圧シリンダ機構４、１０４（具体的には、各油圧回路に設けられた油圧ポンプの回転方向や回転数、切替バルブの動作など)を制御する。
【００４８】
次に、図５を参照して粉末成形プレス機械１による成形動作の一例を説明する。ここでは、上コアロッド１１４が省略された構成において、成形品の上下両面に段付き加工を行う場合について説明する。
【００４９】
まず、オベレータが操作パネルを介して成形品の形状情報を制御装置３００に入力する。すると、制御装置３００は、入力された形状情報に基づいて、充填位置、加圧開始位置及び加圧終了位置などを算出する。その後、制御装置３００は、下中心シリンダ４ａを駆動してコアロッド１４をダイ１０中へと上昇させる。また、制御装置３００は、下筒状シリンダ４ｂ〜４ｄを駆動して第１〜第３下パンチ１１〜１３をダイ１０中へと上昇させると共に充填位置で第１〜第３下パンチ１１〜１３を止めて、ダイ１０中に粉末を充填する。さらに、制御装置３００は、上部シリンダ２０２を駆動して第１〜第３上パンチ１１１〜１１３を型締め位置まで下降させて停止させる（図５（Ａ））。
【００５０】
次いで、制御装置３００は、形状情報及び粉末充填量などに基づいて算出されるダイ１０内充填粉末の各段中立面を基準とし、下筒状シリンダ４ｂ〜４ｄを駆動して第１〜第３下パンチ１１〜１３を加圧開始位置に位置決めすると共に、上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄを駆動して第１〜第３上パンチ１１１〜１１３を加圧開始位置に位置決めし、主に成形品の密度の均一化を図るため、ダイ１０中の粉末移動（トランスファ）を行う（図５（Ｂ））。
【００５１】
次いで、制御装置３００は、中立面を基準として、下筒状シリンダ４ｂ〜４ｄ及び上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄを駆動して第１〜第３下パンチ１１〜１３及び第１〜第３上パンチ１１１〜１１３を加圧終了位置まで移動させる。すなわち制御装置３００は、下筒状シリンダ４ｂ〜４ｄおよび上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄを位置制御する。この位置制御により、粉末を加圧（加圧成形）する（図５（Ｃ））。このように中立面を基準に上下から加圧を実施することにより、均密度、高密度の成形品を得ることができる。また、中立面へ向けて上下パンチを駆動するので、ダイに対する一方向の側圧を考えなくて済む。このとき、制御装置３００は、例えば上述の各圧力センサから入力した検出信号及び各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの受圧面積などに基づいて、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力（以下「加圧成形出力」という）を算出する。なお、加圧成形時の出力は、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄが各パンチ１１〜１３，１１１〜１１３に加えた荷重であり、各パンチによる粉末への加圧力に相当する。
【００５２】
第１〜第３下パンチ１１〜１３及び第１〜第３上パンチ１１１〜１１３が加圧終了位置に到達すると、あるいは、成形品によってはその到達からそのまま加圧力を保持した状態で所定の時間が経過すると、加圧成形が終了する。加圧成形が終了すると、制御装置３００は、その成形品に対する各パンチ１１〜１３，１１１〜１１３の加圧力を低減する圧抜きを行う（図５（Ｄ））。すなわち、各パンチ１１〜１３，１１１〜１１３を駆動するシリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力を減少させる。この圧抜きは、成形品のクラックの発生を抑制するために、各パンチ１１〜１３，１１１〜１１３の加圧力のバランス（換言すれば、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力のバランス）を大きく崩すことなく、実行する必要がある。
【００５３】
図６は、圧抜き動作中におけるシリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力の変化を示している。図６において、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの圧抜き開始時の出力（換言すれば加圧成形出力）は、Ｐｓ（４ｂ）〜Ｐｓ（４ｄ），Ｐｓ（１０４ｂ）〜Ｐｓ（１０４ｄ）で示されている。
【００５４】
制御装置３００は、圧抜き動作中において、シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄに対して、速度制御とその速度制御に続く出力制御とを実行する。
【００５６】
本明細書で言う「速度制御」は、圧抜き動作の開始から略同一のタイミングＴ１（厳密に同時である必要はなく、ある程度のずれは許容される）に各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力が予め設定されて加圧成形出力に対して所定の割合である出力制御開始出力Ｐｒ（４ｂ）〜Ｐｒ（４ｄ），Ｐｒ（１０４ｂ）〜Ｐｒ（１０４ｄ）（第１出力値）になるまで、その出力の減少速度を制御する制御（出力減少速度制御）を言う。そのために、対応する油圧回路のそれぞれに設けられた油圧ポンプの駆動を制御して各シリンダに供給する作動油圧を制御する。なお、タイミングＴ１は、要求される加圧成形品の生産スピード、加圧成形の品質などに基づいて決定される。
【００５７】
出力制御開始出力Ｐｒ（４ｂ）〜Ｐｒ（４ｄ），Ｐｒ（１０４ｂ）〜Ｐｒ（１０４ｄ）は、例えば、加圧成形出力Ｐｓ（４ｂ）〜Ｐｓ（４ｄ），Ｐｓ（１０４ｂ）〜Ｐｓ（１０４ｄ）の２０〜３５％（好ましくは２０％）に設定されている。この設定された出力制御開始出力Ｐｒ（４ｂ）〜Ｐｒ（４ｄ），Ｐｒ（１０４ｂ）〜Ｐｒ（１０４ｄ）に、略同一のタイミングＴ１で各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力が到達するためのシリンダの出力減少速度が予め算出されている。
【００５８】
制御装置３００は、圧抜き動作における速度制御を開始すると、予め算出された出力減少速度で各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力を減少させる。その出力の減少は、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力が出力制御開始出力Ｐｒ（４ｂ）〜Ｐｒ（４ｄ），Ｐｒ（１０４ｂ）〜Ｐｒ（１０４ｄ）に到達するまで（上述の圧力センサが対応する圧力値を検出するまで）実行される。
【００５９】
なお、本実施形態の場合、図６に示すように、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの加圧成形出力Ｐｓ（４ｂ）〜Ｐｓ（４ｄ），Ｐｓ（１０４ｂ）〜Ｐｓ（１０４ｄ）は異なっている。したがって、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄに対して異なる出力制御開始出力Ｐｒ（４ｂ）〜Ｐｒ（４ｄ），Ｐｒ（１０４ｂ）〜Ｐｒ（１０４ｄ）と異なる出力減少速度とが設定されている。このように出力制御開始出力と出力減少速度とがシリンダごとに適切に設定されることにより、速度制御の実行中、シリンダの出力のバランス（換言すれば、各パンチの加圧力のバランス）が大きく崩れることが抑制される。ただし、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの加圧成形出力が略同一である場合、出力制御開始出力Ｐｒ（４ｂ）〜Ｐｒ（４ｄ），Ｐｒ（１０４ｂ）〜Ｐｒ（１０４ｄ）と出力減少速度は、同一であってもよい。
【００６０】
また、本実施形態の場合、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力制御開始出力Ｐｒ（４ｂ）〜Ｐｒ（４ｄ），Ｐｒ（１０４ｂ）〜Ｐｒ（１０４ｄ）とそれに基づいて算出されるシリンダの出力減少速度は、実験的にまたは理論的に予め算出される。例えば、良品の加圧成形品での各シリンダの出力制御開始出力に基づいて、各シリンダの出力制御開始出力と出力減少速度が算出される。したがって、加圧成形ごとに、またシリンダごとに、圧抜き制御開始からタイミングＴ１に到達するまでの時間がわずかに異なる。
【００６１】
これに代わって、すなわち各シリンダの出力がタイミングＴ１で同時に出力制御開始出力に到達するように、加圧成形ごとに、その加圧成形出力に基づいて各シリンダの出力制御開始出力と出力減少速度とを算出してもよい。しかし、この場合、その算出時間を要するため、加圧成形の終了後、圧抜き動作を開始するまでに時間がかかる。一方、本実施形態のように、各シリンダについて、実験的または理論的に出力制御開始出力と出力減少速度とを予め算出して設定（決定）すれば、加圧成形の終了後、すぐに圧抜き動作を開始することができる。
【００６２】
補足すると、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの速度制御の間、加圧成形によって加圧方向に圧縮された各パンチ１１〜１３，１１１〜１１３や各シリンダのピストンロッドが非圧縮時の状態に戻ろうとするため、各パンチが成形品に接触した状態で維持されている。
【００６３】
このような圧抜き動作における各シリンダの速度制御によれば、速度制御中において、各シリンダの出力のバランス（換言すれば各パンチの加圧力のバランス）が大きく崩れることが抑制され、且つ、各パンチが加圧した状態で成形品を保持し続ける。
【００６４】
図６に示すように、制御装置３００は、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの速度制御が終了すると、各シリンダの出力制御を開始する。本実施形態の場合、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力制御は、同時には開始されず、それぞれの出力が出力制御開始出力に到達してすぐに開始される。
【００６５】
ここで言う「出力制御」は、図６に示すように、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力を出力制御開始出力Ｐｒ（４ｂ）〜Ｐｒ（４ｄ），Ｐｒ（１０４ｂ）〜Ｐｒ（１０４ｄ）から目標出力Ｐｅ（４ｂ）〜Ｐｅ（４ｄ），Ｐｅ（１０４ｂ）〜Ｐｅ（１０４ｄ）（第２出力値）に減少させることである。
【００６６】
目標出力Ｐｅ（４ｂ）〜Ｐｅ（４ｄ），Ｐｅ（１０４ｂ）〜Ｐｅ（１０４ｄ）は、詳細は後述するが、圧抜き動作に続く抜き出し動作（図５（Ｅ））において、各パンチ１１〜１３，１１１〜１１３ｄが成形品を保持した状態でダイ１０を該成形品から離間させるときの各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力である。
【００６７】
目標出力Ｐｅ（４ｂ）〜Ｐｅ（４ｄ），Ｐｅ（１０４ｂ）〜Ｐｅ（１０４ｄ）は、出力制御開始出力Ｐｒ（４ｂ）〜Ｐｒ（４ｄ），Ｐｒ（１０４ｂ）〜Ｐｒ（１０４ｄ）に比べて小さく、例えば、加圧成形出力Ｐｓ（４ｂ）〜Ｐｓ（４ｄ），Ｐｓ（１０４ｂ）〜Ｐｓ（１０４ｄ）の５〜１５％（好ましくは１０％）に設定されている。
【００６８】
この圧力制御が行われる各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力範囲（出力制御開始出力と目標出力との間）が相対的に狭いため、この圧力制御中は、シリンダの出力のバランス（換言すればパンチ１１〜１３，１１１〜１１３の加圧力のバランス）が大きく崩れにくい（加圧成形出力から目標出力までの相対的に広い出力範囲で出力制御を行う場合に比べて）。
【００６９】
なお、好ましくは、略同一のタイミングＴ２で、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力が目標出力Ｐｅ（４ｂ）〜Ｐｅ（４ｄ），Ｐｅ（１０４ｂ）〜Ｐｅ（１０４ｄ）に到達するのが好ましい。例えば、本実施形態においては、各シリンダの油圧回路に設けられた油圧ポンプの駆動（回転方向や回転数等）を制御して各シリンダに供給する作動油圧を制御することにより、各シリンダの目標出力への到達タイミングが略同一にされる。その結果、圧抜き動作後、すぐに抜き出し動作（図５（Ｅ））を実行することができる。
【００７０】
なお、本実施形態の場合、図６に示すように、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力制御開始出力Ｐｒ（４ｂ）〜Ｐｒ（４ｄ），Ｐｒ（１０４ｂ）〜Ｐｒ（１０４ｄ）は異なっている。したがって、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄに対して異なる目標出力Ｐｅ（４ｂ）〜Ｐｅ（４ｄ），Ｐｅ（１０４ｂ）〜Ｐｅ（１０４ｄ）が設定されている。このように目標出力がシリンダごとに適切に設定されることにより、出力制御の実行中、シリンダの出力のバランス（換言すれば、各パンチの加圧力のバランス）が大きく崩れることが抑制される。ただし、各シリンダ４ｂ〜４ｄ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力制御開始出力が略同一である場合、目標出力Ｐｅ（４ｂ）〜Ｐｅ（４ｄ），Ｐｅ（１０４ｂ）〜Ｐｅ（１０４ｄ）は、同一であってもよい。
【００７１】
以上のような圧抜き動作中における各シリンダの出力制御によれば、各シリンダの出力のバランス（換言すれば各パンチの加圧力のバランス）が大きく崩れることが抑制され、且つ、各パンチが加圧した状態で成形品を保持し続ける。
【００７２】
したがって、上述の圧抜き動作によれば、急激な減圧（加圧力の解放）や各パンチの圧力アンバランスが防止され、適切な保持力により、成形品におけるクラックの発生がより効果的に防止される。すなわち、圧抜き動作全体において各シリンダの出力制御を行う場合には起こりうる急激な減圧や各パンチの圧力アンバランスの発生が防止される。また、圧抜き動作の最後として各シリンダの位置制御を行う場合には起こりうる、少なくとも１つのパンチの加圧力がゼロになること（適切に成形品を保持できなくなること）が抑制される。
【００７３】
そして、圧抜きが完了すると、制御装置３００は、下筒状シリンダ４ｅを駆動してダイ１０を下降させると共に、下中心シリンダ４ａを駆動してコアロッド１４を下降させて、成形品をダイ１０から抜き出す（ダイ１０を成形品から離間させる）（図５（Ｅ））。このとき、各シリンダの出力は目標出力（例えば、加圧成形出力の５〜１５％（好ましくは１０％））になっており、成形品は各パンチ１１〜１３，１１１〜１１３によって僅かに加圧された状態で保持されている。これにより、ダイ１０から抜き出される際においても成形品におけるクラックの発生や成形品の変形等が防止される。
【００７４】
その後、下筒状シリンダ４ｂ〜４ｄを駆動して第１〜第３下パンチ１１〜１３を下降させると共に、上筒状シリンダ１０４ｂ〜１０４ｄを駆動して第１〜第３上パンチ１１１〜１１３を上昇させて、成形を終了する。
【００７５】
本実施形態による粉末成形プレス機械１は、ダイ１０、第１〜第３下パンチ１１〜１３及び第１〜第３上パンチ１１１〜１１３のそれぞれを対応するシリンダ４ｂ〜４ｅ，１０４ｂ〜１０４ｄで動作させてダイ１０中の粉末を加圧成形するように構成され、ダイ１０の位置、各パンチ１１〜１３，１１１〜１１３の位置及び各シリンダ４ｂ〜４ｅ，１０４ｂ〜１０４ｄの出力（すなわち、各パンチの加圧力）などを任意に制御することが可能である。このため、粉末に対して上下方向から適切な加圧を行うことができ、成形品の均密度化、高密度化が図れる。
【００７６】
また、本実施形態による粉末成形プレス機械１では、各シリンダの出力を個別に制御して加圧成形後の圧抜きを行うように構成されている。具体的には、粉末成形プレス機械１では、加圧成形後の圧抜きにおいて、各シリンダの速度制御と、それに続く目標出力への出力制御が行われる。このため、加圧成形後、成形品の各部位における減圧状態のばらつきが抑制され、また、成形品が適切な保持力で保持される。これにより、成形品におけるクラックの発生が効果的に防止されると共に、成形品の精度も向上する。
【００７７】
なお、上述の実施形態においては、油圧回路に設けられた油圧ポンプの駆動を制御してシリンダに供給する作動油圧を制御するようにしている。しかし、これに限るものではなく、油圧回路は、シリンダに供給する作動油圧を制御可能に構成されていればよい。例えば、油圧回路が油圧制御バルブ（サーボバルブ等）を有し、当該油圧制御バルブの駆動を制御してシリンダに供給する作動油圧を制御するようにしてもよい。また、上述の実施形態において、各シリンダは油圧を利用する油圧シリンダとして構成されているが、これに限るものではなく、油圧以外の液圧を利用する液圧シリンダとしてもよく、この場合には上述の各「油圧」が「液圧」と読み替えられる。さらに、シリンダを駆動するものは気圧であってもよい。すなわち、本発明の実施形態に係るシリンダは、広義には、流体圧シリンダである。
【００７８】
また、上述の実施形態の場合、各パンチに対して１つずつシリンダが設けられているが、本発明の実施形態は、これに限らない。例えば、複数のパンチを駆動するために１つのシリンダが設けられてもよい。しかし、成形品の形状（凹凸形状）が複雑な場合には、クラックの発生を効果的に防止するために、各パンチに対して１つずつシリンダを設けるのが好ましい。
【００７９】
さらに、上述の実施形態の場合、図６に示すように、圧抜き動作の開始と同時に各シリンダの速度制御が実行され、それに続いて各シリンダの出力制御が実行される。しかし、本発明の実施形態は、これに限らない。例えば、圧抜き動作の開始から各シリンダの速度制御が開始されるタイミングまでの間に、各シリンダに対して他の制御、例えば位置制御（各シリンダを所定の位置まで移動させる制御）や圧力制御が実行されてもよい。広義には、本発明の実施形態は、まず、各パンチが成形品を保持した状態でダイから該成形品を抜くときの第２出力値になるまで各シリンダの出力を制御する出力制御の終了が圧抜き動作の終了であって、その出力制御の開始の直前に、各シリンダの出力が略同一のタイミングで第１出力値になるまで各シリンダ（そのピストンロッド）の速度を制御する速度制御を実行するものである。
【００８０】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形等が可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１…粉末成形プレス機械、２ａ…ダイセット、２ｂ…第１下パンチセット、２ｃ…第２下パンチセット、２ｄ…第３下パンチセット、３…ベースプレート、４…第１油圧シリンダ機構、４ａ…下中心シリンダ、４ｂ〜４ｅ…下筒状シリンダ（第２流体圧シリンダ）、６ａ〜６ｄ…連結プレート、７…ミドルプレート、１０…ダイ、１１…第１下パンチ、１２…第２下パンチ、１３…第３下パンチ、１４…コアロッド、２０ａ…ダイプレート、２０ｂ…第１パンチプレート、２０ｃ…第２パンチプレート、２０ｄ…第３パンチプレート、２１ａ〜２１ｄ…連結ロッド、４１ａ…コアピストン、４１ｂ〜４１ｅ…環状ピストン、４２ａ〜４２ｄ…ピストンロッド、１０２ｂ…第１上パンチセット、１０２ｃ…第２上パンチセット、１０２ｄ…第３上パンチセット、１０３…上部プレート、１０４…第２油圧シリンダ機構、１０４ａ…上中心シリンダ、１０４ｂ〜１０４ｄ…上筒状シリンダ（第１流体圧シリンダ）、１０６ａ〜１０６ｃ…連結プレート、１０７…ミドルプレート、１１１…第１上パンチ、１１２…第２上パンチ、１１３…第３上パンチ、１１４…上コアロッド、１２０ｂ…第１パンチプレート、１２０ｃ…第２パンチプレート、１２０ｄ…第３パンチプレート、１２１ｂ〜１２１ｄ…連結ロッド、１４１ａ…上コアピストン、１４１ｂ〜１４１ｄ…環状ピストン、１４２ａ〜１４２ｃ…ピストンロッド、３００…制御装置
【図１】
0006635336.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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