(57)【要約】      （修正有）【課題】可動パンチ駆動部に油圧発生装置を用いずに可動パンチの移動を効果歴に規制して、製造コストを抑えつつ高品質な圧粉成形体を製造する粉末成形プレス機を提供する。【解決手段】可動パンチ駆動装置１３により固定パンチとは独立して移動される可動パンチとによって構成される粉末成形プレス機において、可動パンチ駆動装置を、上パンチプレートまたはベースプレートに設けられる油圧シリンダ２１と、油圧シリンダに作動液を供給する作動液供給部２２と、作動液供給部内に気体を送り込んで気体の圧力を作動液の背圧として作用させる圧力供給部２３と、油圧シリンダからの作動液の排出を規制する弁２４とを有する構成とする。【選択図】      図３
2004351435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上パンチプレートとベースプレートとの間にダイが設けられ、前記上パンチプレートに設けられる上パンチの先端及び前記ベースプレートに設けられる下パンチの先端とが、前記上パンチプレート、前記ベースプレート、及び前記ダイが相対的に移動されることによって前記ダイ内に挿入、抜出される構成とされ、これら上下のパンチのうちの少なくとも一方が、前記上パンチプレートまたはベースプレートに固定的に設けられた固定パンチと、前記上パンチプレートまたはベースプレートに対して相対的に移動可能にして設けられて可動パンチ駆動装置により前記固定パンチとは独立して移動される可動パンチとによって構成される粉末成形プレス機であって、
前記可動パンチ駆動装置が、油圧シリンダと、
該油圧シリンダに作動液を供給する作動液供給部と、
該作動液供給部内に気体を送り込んで該気体の圧力を前記作動液の背圧として作用させる圧力供給部と、
前記油圧シリンダからの前記作動液の排出を規制する弁とを有していることを特徴とする粉末成形プレス機。
【請求項２】
前記作動液供給部は、前記作動液が貯留されるとともに前記圧力供給部から前記気体が供給されるエアーハイドロコンバータと、
該エアーハイドロコンバータと前記油圧シリンダとを接続する作動液流路と、
該作動液流路と並列にして設けられて前記弁が設けられる作動液排出路と、
これら作動液流路、作動液排出路と前記油圧シリンダとの間に設けられてこれら作動液流路と作動液排出路とのうちのいずれか一方のみを前記油圧シリンダに開放する切替弁とを有していることを特徴とする請求項１記載の粉末成形プレス機。
【請求項３】
駆動装置によって位置調整されるパンチを用いてダイ内に充填された原料粉末を圧縮して、前記ダイの内面及び前記パンチの端面形状が転写された圧粉成形体を製造する粉末成形方法であって、
前記駆動装置として、油圧シリンダと、該油圧シリンダに作動液を供給する作動液供給部と、該作動液供給部内に気体を送り込んで該気体の圧力を前記作動液の背圧として作用させる圧力供給部と、前記油圧シリンダからの前記作動液の排出を規制する弁とを有する駆動装置を用い、
前記ダイに対する前記パンチの挿入工程及び抜き出し工程では、前記圧力供給部から前記作動液供給部内に気体を送り込んで該気体の圧力を前記作動液の背圧として作用させて前記油圧シリンダを作動させ、
前記ダイ内の原料粉末を圧縮する工程では、前記弁によって前記油圧シリンダからの前記作動液の排出を規制して前記油圧シリンダの動作を規制することを特徴とする粉末成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば粉末冶金法に用いられる粉末成形プレス機及び粉末成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉末冶金法は、原料粉末を成形したのちに焼結して所望の形状の焼結部品を製造する方法であって、原料粉末の成形には粉末成形プレス機が用いられる。
粉末成形プレス機は、例えば後述する特許文献１に記載されているように、ダイと、ダイ内に上方から挿入される上パンチと、ダイ内に下方から挿入される下パンチとを有している。上パンチはダイの上方に設けられる上パンチプレートに設けられ、また下パンチはダイの下方に設けられる固定パンチプレート（ベースプレート）に設けられており、駆動装置によってこれらパンチプレートとダイとを相対的に移動させることによって上下のパンチがダイに対して相対的に移動させられるようになっている。
粉末成形プレス機は、下パンチをダイ内に挿入した状態でダイ内に原料粉末を充填し、さらにダイ内に上パンチを挿入して原料粉末をダイ内で上下のパンチによって圧縮することで、ダイの内面及び上下のパンチの端面形状が転写された圧粉成形体を製造するものである。
【０００３】
粉末成形プレス機によって各部の肉厚が異なる圧粉成形体を製造する場合には、上下のパンチのうちの少なくとも一方を複数段のパンチによって構成し、これら複数段のパンチのうちの一部はパンチプレートに固定的に設けられた固定パンチとし、他のパンチは、パンチプレートに対して可動パンチ駆動装置を介して設けられて可動パンチ駆動装置によって固定パンチとは独立してパンチプレートに対して相対的に移動される可動パンチ（浮動パンチ）とする。
そして、圧粉成形体の製造にあたっては、まず、駆動装置及び可動パンチ駆動装置を作動させて固定パンチ及び可動パンチの先端がそれぞれダイ内の所望の位置に位置するようにダイ、固定パンチ、及び可動パンチを相対的に移動させることで、ダイ内の原料粉末を、各パンチに対向する位置にそれぞれ所望量が位置するように移動させる（トランスファ工程）。続いて、パンチプレートをダイに近接させて上下のパンチによって原料粉末を圧縮することによって、固定パンチの先端と可動パンチの先端とがなす形状が転写された圧粉成形体を得る。
【０００４】
一般に、可動パンチ駆動装置としては、エアシリンダや油圧シリンダが用いられる。
ここで、粉末成形プレス機において、ダイに対する可動パンチの相対的な移動は、ダイ内への可動パンチの挿入工程、抜き出し工程や、トランスファ工程など、可動パンチ駆動装置に加わる負荷が少ない工程において行われる。すなわち、可動パンチを移動させるために可動パンチ駆動装置に要求される出力はわずかなものであって、このような出力は、油圧シリンダを用いるまでもなく、エアシリンダによって実現することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１１５００３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、原料粉末を圧縮する工程では、固定パンチ及び可動パンチは、原料粉末から反力や復元力等、これらパンチを押し戻す向きの力を受ける。
【０００７】
エアシリンダは、ピストンロッドを駆動する作動流体として気体を用いているので、エアシリンダを可動パンチ駆動装置として用いた場合には、可動パンチを押し戻す力があまり大きいと、エアシリンダ内の作動流体が圧縮されて体積が減少し、この体積の減少分だけ可動パンチがピストンロッドとともに後退してしまう。
このように可動パンチが押し戻されてしまうと、可動パンチが押し戻されることによってダイ内に生じた空間内に固定パンチの押圧力を受けた原料粉末が逃げ込むこととなり、この原料粉末が十分に圧縮されなくなってしまうだけでなく、各パンチによって圧縮される原料粉末の量が所望の量とは異なってしまう。このため、得られる圧粉成形体は各部で密度にばらつきのあるものとなってしまい、高品質の圧粉成形体を得ることができない。
また、このように可動パンチが押し戻されることで、当然ながら得られる圧粉成形体の寸法が目標とする寸法とは異なってしまうので、圧粉成形体の成形精度が低下してしまう。
【０００８】
これに対して、油圧シリンダは、作動流体として液体を用いていてピストンロッドに大きな力が加わっても油圧シリンダ内の作動流体が圧縮されにくいので、油圧シリンダを可動パンチ駆動装置として用いた場合には、上記のような可動パンチの後退が生じにくい。
しかし、油圧シリンダを駆動するためには、作動流体に背圧を加えるための油圧ポンプ等の油圧発生装置が必要となる。
油圧発生装置は、エアシリンダの駆動に用いるエアコンプレッサーに比べて大型かつ高価であり、また消費電力も大きく、保守点検や修理にも費用がかかるので、エアコンプレッサーに比べてランニングコストが高い。
また、油圧発生装置は、エアコンプレッサーに比べて騒音、振動も大きい。
さらに、上記のようにピストンロッドの後退を防止するためには、油圧シリンダ内の作動流体にピストンロッドを押し戻す力を受け止めるだけの背圧を加える必要があるので、ピストンロッドを単に移動させるために必要な出力よりもはるかに大出力の油圧発生装置を用いる必要がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、製造コストを抑えつつ高品質な圧粉成形体を製造することが可能な粉末成形プレス機及び粉末成形方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、以下の構成を採用した。
すなわち、本発明にかかる粉末成形プレス機は、上パンチプレートとベースプレートとの間にダイが設けられ、前記上パンチプレートに設けられる上パンチの先端及び前記ベースプレートに設けられる下パンチの先端とが、前記上パンチプレート、前記ベースプレート、及び前記ダイが相対的に移動されることによって前記ダイ内に挿入、抜出される構成とされ、これら上下のパンチのうちの少なくとも一方が、前記上パンチプレートまたはベースプレートに固定的に設けられた固定パンチと、前記上パンチプレートまたはベースプレートに対して相対的に移動可能にして設けられて可動パンチ駆動装置により前記固定パンチとは独立して移動される可動パンチとによって構成される粉末成形プレス機であって、前記可動パンチ駆動装置が、油圧シリンダと、該油圧シリンダに作動液を供給する作動液供給部と、該作動液供給部内に気体を送り込んで該気体の圧力を前記作動液の背圧として作用させる圧力供給部と、前記油圧シリンダからの前記作動液の排出を規制する弁とを有していることを特徴としている。
【００１１】
このように構成される粉末成形プレス機においては、可動パンチ駆動装置は、油圧シリンダのピストンロッドを移動させることで可動パンチを駆動する構成とされている。この油圧シリンダに作動液を供給する作動液供給部は、圧力供給部が作動液供給部内に送り込んだ気体の圧力を作動液の背圧として利用するものである。
すなわち、この可動パンチ駆動装置は、作動流体が液体である油圧シリンダを用いつつ、作動液に背圧を加えるための動力として（ピストンロッドを移動させるための動力として）、従来のように油圧発生装置が発生させた油圧を利用する代わりに、圧力供給部によって作動液供給部内に送り込まれた気体の圧力を利用している。
【００１２】
そして、ダイ内で原料粉末を圧縮する工程など、可動パンチの移動を規制する場合には、弁によって油圧シリンダからの作動液の排出を規制する。
可動パンチを介してピストンロッドに加わった力は、ピストンロッドを介して油圧シリンダ内の作動液に加わるが、この作動液は、気体とは異なり、ピストンロッドから力を受けてもほとんど圧縮されない。
このため、上記のように作動液の排出を規制した状態で、ピストンロッドに力が加わっても、圧縮による油圧シリンダ内の作動液の体積減少がほとんど生じずにその圧力が上昇することとなり、圧縮による作動流体の体積減少に由来するピストンロッドの移動がほとんど生じない。
そして、このようにして作動液に生じた圧力がピストンロッドの移動に対する抵抗として作用してピストンロッドに加わった力が受けられるので、ピストンロッドの移動が規制される。
すなわち、この可動パンチ駆動装置では、油圧発生装置等の動力を用いることなく、可動パンチの移動が効果的に規制される。
【００１３】
ここで、弁による油圧シリンダからの作動液の排出の規制とは、油圧シリンダからの作動液の排出量をゼロにすることだけでなく、作動液の排出量や排出速度を適正に制御することも含まれる。
【００１４】
また、本発明にかかる粉末成形プレス機においては、作動液供給部を、作動液が貯留されるとともに前記圧力供給部から気体が供給されるエアーハイドロコンバータと、エアーハイドロコンバータと油圧シリンダとを接続する作動液流路と、作動液流路と並列にして設けられて前記弁が設けられる作動液排出路と、これら作動液流路、作動液排出路と油圧シリンダとの間に設けられてこれら作動液流路と作動液排出路とのうちのいずれか一方のみを油圧シリンダに開放する切替弁とを有する構成とすることが好ましい。
【００１５】
この構成では、圧力供給部からエアーハイドロコンバータ内に供給された気体の圧力が作動液の背圧として作用する。そして、切替弁を操作して作動液流路を油圧シリンダに開放した場合には、作動液流路を通じてエアーハイドロコンバータと油圧シリンダとの間での作動液のやり取りが可能となり、油圧シリンダのピストンロッドの移動が許容される。
一方、切替弁を操作して作動液排出路を油圧シリンダに開放した場合には、作動液排出路に設けられた弁によって油圧シリンダ内の作動液の排出が規制されるので、油圧シリンダのピストンロッドの移動が規制される。
このように、切替弁を操作することによって作動液流路と作動液排出路とのうち任意の側のみを油圧シリンダに対して開放することができるので、油圧シリンダのピストンロッドの移動の許容と規制との切り替えを容易に行うことができる。
ここで、作動液排出路の弁は、予め適切な開度（全閉も含む）に設定しておけば、以降は弁を操作することなしに、作動液排出路を油圧シリンダに開放するだけで、油圧シリンダからの作動液の排出を適正に規制して、ピストンロッドの移動を適正に規制することができる。
【００１６】
本発明にかかる粉末成形方法は、駆動装置によって位置調整されるパンチを用いてダイ内に充填された原料粉末を圧縮して、前記ダイの内面及び前記パンチの端面形状が転写された圧粉成形体を製造する粉末成形方法であって、前記駆動装置として、油圧シリンダと、該油圧シリンダに作動液を供給する作動液供給部と、該作動液供給部内に気体を送り込んで該気体の圧力を前記作動液の背圧として作用させる圧力供給部と、前記油圧シリンダからの前記作動液の排出を規制する弁とを有する駆動装置を用い、前記ダイに対する前記パンチの挿入工程及び抜き出し工程では、前記圧力供給部から前記作動液供給部内に気体を送り込んで該気体の圧力を前記作動液の背圧として作用させて前記油圧シリンダを作動させ、前記ダイ内の原料粉末を圧縮する工程では、前記弁によって前記油圧シリンダからの前記作動液の排出を規制して前記油圧シリンダの動作を規制することを特徴としている。
【００１７】
この粉末成形方法は、例えば請求項１または２に記載の粉末成形プレス機のような構成の粉末成形プレス機を用いて行われるものである。
そして、ダイに対するパンチの挿入工程及び抜き出し工程では、圧力供給部から作動液供給部内に気体を送り込んでこの気体の圧力を作動液の背圧として作用させることで油圧シリンダを作動させて、パンチを適正位置まで移動させる。
一方、ダイ内の原料粉末を圧縮する工程では、弁によって油圧シリンダからの作動液の排出を規制することによりピストンロッドの動作を規制して、パンチの移動を規制する。作動液には圧縮による体積減少がほとんど生じないので、ピストンロッドに力が加わっても油圧シリンダ内の作動流体の圧縮による体積減少に由来するピストンロッドの後退がほとんど生じず、パンチの移動が効果的に規制される。
このように、本発明にかかる粉末成形方法では、油圧発生装置を用いることなくパンチを適正に動作させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる粉末成形プレス機の一実施の形態について、図を用いて説明する。
図１に示すように、本実施形態にかかる粉末成形プレス機１は、プレス機本体のボルスタ上に固定的に設けられるベースプレート２と、ベースプレート２の上方に上下に移動可能にして設けられる上パンチプレート３と、これらベースプレート２、上パンチプレート３との間に上下に移動可能にして設けられるダイ４とを有している。
上パンチプレート３は、駆動装置６によって上下に移動させられるようになっている。駆動装置６としては、例えばクランク機構やエキセン機構、トグルジョイント機構やカム機構等を用いる機械式の駆動装置のほか、油圧式の駆動装置が用いられる。
また、ダイ４も、図示せぬ駆動装置によって上下に移動させられるようになっている。
【００１９】
上パンチプレート３のダイ４側には上パンチ１１が設けられているとともに、ベースプレート２のダイ４側には下パンチ１２が設けられており、上パンチプレート３、ベースプレート２、及びダイ４が相対的に移動されることによって、上パンチ１１の先端と下パンチ１２の先端とが、それぞれダイ４内に挿入、抜出されるようになっている。
これら上下のパンチ１１、１２のうちの少なくとも一方は、複数段のパンチによって構成されている。これら複数段のパンチは、上パンチプレート３またはベースプレート２に固定的に設けられた固定パンチＦと、上パンチプレート３またはベースプレート２に対して相対的に移動可能にして設けられて可動パンチ駆動装置１３により固定パンチＦとは独立して移動される可動パンチＭとによって構成されている。
【００２０】
本実施形態で示す例では、上下のパンチ１１、１２はそれぞれ二段のパンチによって構成されている。具体的には、上パンチ１１は、略円筒状をなす上可動パンチＭ１（上第一パンチ）と、上可動パンチＭ１内に挿通される略円柱形状の上固定パンチＦ１（上第二パンチ）とによって構成されている。
同様に、下パンチ１２は、略円筒状をなす下可動パンチＭ２（下第一パンチ）と、下可動パンチＭ２内に挿通される略円柱形状の下固定パンチＦ２（下第二パンチ）とによって構成されている。
【００２１】
上可動パンチＭ１は、上パンチプレート３とダイ４との間に可動パンチ駆動装置１３を介して設けられる上第一パンチプレート１６に固定的に設けられており、可動パンチ駆動装置１３によって上第一パンチプレート１６とともに上パンチプレート３とは独立して上下方向に移動されるようになっている。
同様に、下可動パンチＭ２は、ベースプレート２とダイ４との間に可動パンチ駆動装置１３を介して設けられる下第一パンチプレート１７に固定的に設けられており、可動パンチ駆動装置１３によって下第一パンチプレート１７とともにベースプレート２とは独立して上下方向に移動されるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、可動パンチ駆動装置１３は、上パンチプレート３またはベースプレート２に設けられる油圧シリンダ２１と、油圧シリンダ２１に作動液Ｏを供給する作動液供給部２２と、作動液供給部２２内に気体Ａを送り込んで気体Ａの圧力を作動液Ｏの背圧として作用させる圧力供給部２３と、油圧シリンダ２１からの作動液Ｏの排出を規制する弁２４とを有している。
ここで、作動液Ｏとしては、油や水等、一般的に作動流体として用いられる任意の液体を用いることができる。また、圧力供給部２３が供給する気体Ａとしては、圧縮空気等、一般的に作動流体として用いられる任意の気体を用いることができ、その供給圧力も、４９０ＫＰａ程度で十分である。
【００２３】
圧力供給部２３としては、エアコンプレッサーのほか、一般的な工場に設けられている圧縮空気の供給ラインを用いることができる。ここで、一般的な粉末成形プレス機には、圧縮空気を利用して駆動される各種の装置が用いられており、これらに圧縮空気を供給する装置や手段も有しているので、この粉末成形プレス機１においてこのような装置や手段を圧力供給部２３として用いることで、可動パンチ駆動装置１３専用の圧力供給部２３を新たに設けずに済み、粉末成形プレス機１の設置スペース及び製造コストをさらに低減することができる。
【００２４】
油圧シリンダ２１のシリンダ本体２１ａ内は、ピストンロッド２１ｂによってピストンロッド２１ｂの移動方向の後方に位置する第一の室Ｓ１と前方に位置する第二の室Ｓ２とに仕切られており、第一の室Ｓ１内に供給された作動液Ｏの圧力がピストンロッド２１ｂをダイ４に向けて前進させる力として作用し、第二の室Ｓ２に供給された作動液Ｏの圧力がピストンロッド２１ｂを後退させる力として作用するようになっている。
【００２５】
作動液供給部２２は、油圧シリンダ２１の第一、第二の室Ｓ１、Ｓ２にそれぞれ接続されており、第一の室Ｓ１に作動液Ｏを供給するとともに第二の室Ｓ２内から作動液供給部２２への作動液Ｏの移動を許容することで、ピストンロッド２１ｂを前進させ、第二の室Ｓ２に作動液Ｏを供給しつつ第一の室Ｓ１内からの作動液供給部２２へのの作動液Ｏの移動を許容することで、ピストンロッド２１ｂを後退させるものである。
【００２６】
作動液供給部２２は、作動液Ｏが貯留されるとともに圧力供給部２３から気体Ａが送り込まれるエアーハイドロコンバータ２６と、エアーハイドロコンバータ２６と油圧シリンダ２１の第一の室Ｓ１とを接続する作動液流路２７と、作動液流路２７と並列にして設けられて弁２４が設けられる作動液排出路２８とを有している。
また、これら作動液流路２７、作動液排出路２８と油圧シリンダ２１との間には、これら作動液流路２７と作動液排出路２８とのうちのいずれか一方のみを油圧シリンダ２１に開放する切替弁２９が設けられている。
ここで、エアーハイドロコンバータ２６または作動液流路２７は、図示せぬ油圧回路を介して油圧シリンダ２１の第二の室Ｓ２とも接続されている。また、作動液排出路２８は、作動液流路２７を介してエアーハイドロコンバータ２６に接続されており、弁２４としては、流量制御弁が用いられている。
【００２７】
エアーハイドロコンバータ２６は、油圧シリンダ２１の作動液Ｏ及び圧力供給部２３から送り込まれる気体Ａを貯留する耐圧容器からなるものであって、作動液流路２７は、エアーハイドロコンバータ２６において常に作動液Ｏの液面下となる位置に接続されており、作動液供給路２７には、常に作動液Ｏのみが送り込まれるようになっている。
【００２８】
以下、このように構成される粉末成形プレス機１による圧粉成形体の製造工程について、図２から図５を用いて説明する。
図４は、圧粉成形体の製造工程におけるダイ４の上面、固定パンチＦ１、Ｆ２の先端、可動パンチＭ１、Ｍ２の先端の位置の変位を示す作動線図である。図４において、横軸は後述する上パンチ下降開始時からの経過時間（Ｓ）、縦軸はベースプレート２の上面からの高さ（ｍｍ）であり、上記各部材の作動線は、それぞれの部材の符号で示している。また、図４では、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで示す各時点における上記各部材の状態（位置関係）をそれぞれ図示している。以下、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの各時点における各部材の状態を、それぞれ状態Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅとする。
図５は、図４中に示される工程の一部を抜き出して、トランスファ工程開始時を基準時点として示したものである。
【００２９】
この粉末成形プレス機１も、従来の粉末成形プレス機と同様に、下パンチ１２をダイ４内の所定位置まで挿入し、この状態でダイ４内に原料粉末Ｐを充填する（充填工程）。続いて、上パンチ１１を下降させてその先端をダイ４内に挿入し（挿入工程）、トランスファ工程に移行する。そして、トランスファ工程に引き続いて、さらにダイ４内に上パンチ１１を挿入してダイ４も相対的に下降させ原料粉末Ｐをダイ４内で上下のパンチ１１、１２によって圧縮することで、ダイ４の内面及び上下のパンチ１１、１２の端面形状が転写された圧粉成形体を製造するものである。
【００３０】
ダイ４内への可動パンチＭの挿入工程、及びトランスファ工程（図４中に示す状態Ａから状態Ｂにかけて行われる工程）では、駆動装置６を作動させてダイ４と上下のパンチ１１、１２とを相対的に近接させるとともに、可動パンチ駆動装置１３を作動させることで、上下のパンチ１１、１２を構成する上下の固定パンチＦ１、Ｆ２、上下の可動パンチＭ１、Ｍ２の先端をそれぞれダイ４内の所定の位置に移動させる。
【００３１】
可動パンチ駆動装置１３による可動パンチＭの移動は、以下のようにして行われる。まず、図２に示すように、切替弁２９を操作して油圧シリンダ２１に対して作動液流路２７のみを接続して油圧シリンダ２１と作動液供給部２２との間での作動液Ｏのやり取りを許容する。この状態で、圧力供給部２３から作動液供給部２２内に気体Ａを送り込むことによって作動液Ｏに背圧を加え、この背圧を利用して作動液Ｏを油圧シリンダ２１の第一、第二の室Ｓ１、Ｓ２のいずれか一方に供給するとともに、他方からの作動液Ｏの排出を許容することで、油圧シリンダ２１のピストンロッド２１ｂを前進または後退させて、ピストンロッド２１ｂに設けられる可動パンチＭを所望の位置に移動させる。
【００３２】
そして、トランスファ工程に引き続いて行われる原料粉末の圧縮工程（図４中で状態Ｂから状態Ｅにかけて行われる工程）では、上パンチプレート３及びダイ４を駆動して、上パンチプレート３とベースプレート２とをダイ４に相対的に近接させることで、上下のパンチ１１、１２によってダイ４内の原料粉末Ｐを圧縮して、所望形状の圧粉成形体を得る。
【００３３】
この原料粉末の圧縮工程では、可動パンチ駆動装置１３によって可動パンチＭの移動を規制し、可動パンチＭを、固定パンチＦに対して所望の位置関係とした状態のまま保持する。
具体的には、切替弁２９を操作して、図３に示すように、油圧シリンダ２１の第一の室Ｓ１に対して作動液排出路２８のみを接続し、第一の室Ｓ１からの作動液Ｏの排出量を、作動液排出路２８に設けられる弁２４によって規制することで、ピストンロッド２１ｂの後退を規制して、ピストンロッド２１ｂに設けられる可動パンチＭの後退を規制する。
【００３４】
可動パンチＭを介してピストンロッド２１ｂに加わった力は、ピストンロッド２１ｂを介して第一の室Ｓ１内の作動液Ｏに加わるが、この作動液Ｏは、気体とは異なり、ピストンロッド２１ｂから力を受けてもほとんど圧縮されない。
このため、上記のように作動液Ｏの排出を規制した状態でピストンロッド２１ｂに力が加わっても、圧縮による第一の室Ｓ１内の作動液Ｏの体積減少がほとんど生じずにその圧力が上昇することとなり、圧縮による作動流体の体積減少に由来するピストンロッド２１ｂの移動がほとんど生じない。
【００３５】
そして、このようにして作動液Ｏに生じた圧力（例えば４９０ＫＰａ程度）が、ピストンロッド２１ｂの移動に対する抵抗として作用し、これによってピストンロッド２１ｂに加わった力が受けられるので、ピストンロッド２１ｂの移動が規制されて、可動パンチＭの移動が効果的に規制される。
【００３６】
ここで、弁２４による油圧シリンダ２１からの作動液Ｏの排出の規制とは、油圧シリンダ２１からの作動液Ｏの排出量をゼロにすることだけでなく、作動液Ｏの排出量や排出速度を適正に制御することも含まれる。
具体的には、図４中で状態Ｂから状態Ｄにかけては、固定パンチＦの移動量を可動パンチＭの移動量よりも大きくする必要があるので、この間は、ピストンロッド２１ｂの後退を許容して、固定パンチＦの前進量（前進速度）よりも前進量（前進速度）を所望程度低減させる必要がある。また、状態Ｄから状態Ｅにかけては、固定パンチＦが原料粉末Ｐを押圧する力と可動パンチＭが原料粉末Ｐを押圧する力とのバランスがとれていないと、いずれか一方が原料粉末Ｐから受ける反力に押し負けて後退してしまうこととなり、高品質な圧粉成形体を得ることができないので、固定パンチＦが原料粉末Ｐを押圧する力に応じて、可動パンチＭが原料粉末Ｐを押圧する力を適正に保つ必要がある。
【００３７】
このようなピストンロッド２１ｂの後退量（後退速度）、または押圧力を適正に保つための弁２４の開度（単位時間に作動液Ｏを流通させる量）は、実験的に求められるものであって、一度適正な開度を求めた後は、弁２４をその開度に保っておく。これにより、切替弁２９を操作して作動液排出路２８を油圧シリンダ２１に開放するだけで、作動液Ｏの排出量を適切な量に規制して、可動パンチＭの後退量を適正量に規制することができる。
ここで、弁２４としては、制御装置によって動作を制御されるサーボ弁または比例弁を用いてもよい。この場合には、制御装置によって開度が常に適正となるように弁２４を制御して、ピストンロッド２１ｂの後退量（後退速度）または押圧力を常に適正とすることができる。
【００３８】
上記のように、この粉末成形プレス機１では、可動パンチ駆動装置１３による可動パンチＭの移動の規制が確実に行われるので、トランスファ工程及び圧縮工程では、ダイ４、固定パンチＦ、可動パンチＭは、図５中に実線で示すように動作する。
ここで、比較のために、この粉末成形プレス機１において、可動パンチ駆動装置１３の代わりに、従来のようにエアシリンダを用いた場合の可動パンチＭの作動線を、図５中に破線で示す。可動パンチ駆動装置１３の代わりにエアシリンダを用いた場合、前述のように圧縮工程において可動パンチＭが原料粉末Ｐから受ける力によってエアシリンダ内の圧縮空気が圧縮されて体積が減少し、ピストンロッドの後退が生じてしまうので、可動パンチＭが適正位置から後退してしまうので、高品質な圧粉成形体を得ることが困難となる。
【００３９】
このようにして原料粉末の圧縮を終えた後は、ダイ４を下降させることによって、上パンチ１１と、ダイ４に対して相対的に上昇する下パンチ１２に支持された圧粉成形体とをダイ４上に抜き出す。（抜き出し工程）。
このようにして圧粉成形体を取り出した後は、再度上記のように充填工程、挿入工程、トランスファ工程、圧縮工程、抜き出し工程とを繰り返すことで、新たな圧粉成形体の製造を行う。
【００４０】
このように、この粉末成形プレス機１では、可動パンチ駆動装置１３に油圧発生装置等の動力を用いることなく、可動パンチＭの移動を効果的に規制することができるので、製造コストを抑えつつ高品質な圧粉成形体を製造することができる。
また、この粉末成形プレス機１は、切替弁２９を操作するだけで、可動パンチＭの移動の許容と規制とを容易に切り替えることができ、操作が容易である。
【００４１】
ここで、粉末成形プレス機１では、上パンチプレート３を駆動する駆動装置６及びダイ４を駆動する駆動装置として機械式の駆動装置を用いることで、油圧発生装置を全く使用しない構成とすることが可能であるが、これら駆動装置として油圧式の駆動装置を用いる構成であってもよい。この場合においても、可動パンチ駆動装置１３の駆動に油圧を用いないので、駆動装置に用いる油圧を可動パンチ駆動装置１３の動力として利用する構成に比べて、駆動装置に用いる油圧発生装置を小型のものとすることができ、これによって、油圧発生装置にかかるコストを、ランニングコストも含めて低減することができ、また油圧発生装置の設置スペースや、油圧発生装置を動作させることによる騒音、振動も低減することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明にかかる粉末成形プレス機では、可動パンチ駆動装置に油圧発生装置を用いずに可動パンチの移動を効果的に規制することができるので、製造コストを抑えつつ高品質な圧粉成形体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる粉末成形プレス機の構成を示す縦断面図である。
【図２】本実施の形態にかかる粉末成形プレス機の可動パンチ駆動装置の構成と、可動パンチを移動させる際の動作について概略的に示す図である。
【図３】本実施の形態にかかる粉末成形プレス機の可動パンチ駆動装置の、可動パンチの移動を規制する際の動作について概略的に示す図である。
【図４】本実施の形態にかかる粉末成形プレス機による圧粉成形体の製造工程における上下のパンチ及びダイの動作を示す作動線図である。
【図５】本実施の形態にかかる粉末成形プレス機による原料粉末の圧縮工程における上下のパンチ及びダイの動作を示す作動線図である。
【符号の説明】
１  粉末成形プレス機              ２  ベースプレート
３  上パンチプレート              ４  ダイ
６  駆動装置                      １１  上パンチ
１２  下パンチ                    １３  可動パンチ駆動装置
２１  油圧シリンダ                ２２  作動液供給部
２３  圧力供給部                  ２４  弁
２６  エアーハイドロコンバータ    ２７  作動液流路
２８  作動液排出路                ２９  切替弁
Ａ  気体                          Ｆ  固定パンチ
Ｍ  可動パンチ                    Ｏ  作動液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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