(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末を所定の形状に圧縮成形する成形装置であって、
前記粉末が充填されるキャビティを有するダイと、
前記ダイの下側から前記キャビティに挿入される下パンチと、
前記ダイの上側から前記キャビティに挿入され、前記キャビティに充填された粉末を前記下パンチと協働して圧縮する上パンチと、
前記キャビティに前記粉末を供給するフィーダと、
前記ダイを前記下パンチに対して相対的に上下動させる第１カムを有する第１カム駆動系と、
前記上パンチを上下動させる第２カムを有する第２カム駆動系と、
前記フィーダを前記キャビティから離れた初期位置と前記キャビティを覆う位置との間で前進・後退させる第３カムを有する第３カム駆動系と、
前記第１カム、前記第２カム及び前記第３カムを同期して回転させる駆動同期手段とを備え、
前記第１カムは、所定の角度範囲において、前記ダイを前記下パンチに対して相対的に停止させている状態から、前記下パンチの上端が前記キャビティ内に入り込むように前記ダイを前記下パンチに対して相対的に上昇させ、その後前記ダイを前記下パンチに対して相対的に停止させるような形状を有し、
前記第３カムは、前記所定の角度範囲において、前記フィーダを前記初期位置から前記キャビティに向けて前進させ、前記キャビティの手前で前記フィーダを一旦停止させた後、前記ダイが前記下パンチに対して相対的に上昇してから、前記キャビティを覆う位置に向けて前記フィーダの前進を再開させるような形状を有していることを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記駆動同期手段は、前記第１カム、前記第２カム及び前記第３カムと連結された主軸と、前記主軸を回転させる駆動モータとを有することを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末を所定の形状に圧縮成形する成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉末を圧縮成形する成形装置としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。この文献に記載の成形装置は、ダイプレートに固定された筒状のダイと、このダイ内に上下摺動自在に嵌合された下パンチと、ダイ内に上から挿脱自在にかつ上下摺動自在に嵌合される上パンチと、ダイ及びダイプレート上を前後方向へ摺動し、ダイ内に原料粉末を供給するフィーダとを備えている。このような成形装置では、下パンチの上端がダイの上面より突出した状態で成形後の圧粉体（成形体）の払出しを行うべく、フィーダと連動して圧粉体をダイ及びダイプレートから払出すための圧粉体払出し装置が搭載されている。
【特許文献１】特開平６−１７０５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題が存在する。即ち、フィーダに圧粉体払出し装置が付属されているため、フィーダの構造が複雑になるだけでなく、フィーダの重量が増大する。このため、フィーダを高速で動作させることが困難になる。また、フィーダは単に前進・後退動作を繰り返すだけであるため、フィーダが成形体に接触する時に成形体に衝撃を与え、成形体を損傷させる可能性がある。さらに、例えば成形サイクルが高速になると、慣性の大きい下パンチの動作がフィーダの動作に追従できなくなるため、フィーダが下パンチに接触して下パンチが損傷する可能性もある。
【０００４】
本発明の目的は、フィーダの簡素化及び軽量化を図りつつ、成形体の払い出し時における成形体及び下パンチの損傷を確実に防止することができる成形装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、粉末を所定の形状に圧縮成形する成形装置であって、粉末が充填されるキャビティを有するダイと、ダイの下側からキャビティに挿入される下パンチと、ダイの上側からキャビティに挿入され、キャビティに充填された粉末を下パンチと協働して圧縮する上パンチと、キャビティに粉末を供給するフィーダと、ダイを下パンチに対して相対的に上下動させる第１カムを有する第１カム駆動系と、上パンチを上下動させる第２カムを有する第２カム駆動系と、フィーダをキャビティから離れた初期位置とキャビティを覆う位置との間でに対して前進・後退させる第３カムを有する第３カム駆動系と、第１カム、第２カム及び第３カムを同期して回転させる駆動同期手段とを備え、第１カムは、所定の角度範囲において、ダイを下パンチに対して相対的に停止させている状態から、下パンチの上端がキャビティ内に入り込むようにダイを下パンチに対して相対的に上昇させ、その後ダイを下パンチに対して相対的に停止させるような形状を有し、第３カムは、所定の角度範囲において、フィーダを初期位置からキャビティに向けて前進させ、キャビティの手前でフィーダを一旦停止させた後、ダイが下パンチに対して相対的に上昇してから、キャビティを覆う位置に向けてフィーダの前進を再開させるような形状を有していることを特徴とするものである。
【０００６】
このような成形装置を用いて成形を行う場合には、第１カム、第２カム及び第３カムが同期して１回転する間に、以下のようにして成形体を作製する。即ち、まず第３カム駆動系によりフィーダをキャビティ上まで前進させた状態で、フィーダからキャビティに粉末を充填する。その後、第３カム駆動系によりフィーダをキャビティから離れるように後退させた後、第２カム駆動系により上パンチを下降させて、上パンチと下パンチとで原料粉末を圧縮することにより、成形体を得る。そして、第１カム駆動系によりダイを下パンチに対して相対的に下降させて、成形体をキャビティから抜き出した後、その成形体を払い出す。
【０００７】
ここで、成形体の払い出し動作は、第１カムにおいてダイを下パンチに対して相対的に順に停止・上昇・停止させるような形状と、第３カムにおいてフィーダをキャビティに対して順に前進・停止・前進させるような形状とに対応する角度範囲内で実行される。このとき、フィーダの停止時には、フィーダがキャビティの手前位置で停止するように、第３カムの形状を設定しておく。また、下パンチに対するダイの相対的な上昇時には、下パンチの上端がダイのキャビティ内に入り込む位置までダイが下パンチに対して相対的に上昇するように、第１カムの形状を設定しておく。さらに、フィーダの前進再開時には、ダイが下パンチに対して相対的に上昇してから、フィーダの前進を再開させるように、第３カムの形状を設定しておく。
【０００８】
このように第１カム及び第３カムを構成することで、成形体の払い出し動作は、具体的には以下のように行われるようになる。即ち、成形体がダイのキャビティから抜き出されるときは、下パンチの上端がダイの上面より突出した状態となっている。この状態から第１カム、第２カム及び第３カムを同期して回転させると、まず第３カム駆動系によりフィーダが成形体に接触する直前の位置まで前進する。次いで、第１カム駆動系によりダイが下パンチに対して相対的に上昇し、下パンチの上端がダイのキャビティ内に入り込むようになる。次いで、第３カム駆動系によりフィーダがキャビティに向けて再び前進する。すると、成形体は、フィーダにより押されて払い出される。
【０００９】
以上のようにフィーダが成形体に接触する直前でフィーダを一旦停止させることにより、前進を再開したフィーダが成形体に接触するときに成形体に与えられる衝撃が十分軽減されるため、成形体の損傷を確実に防止することができる。また、フィーダを一旦停止させた後、下パンチの上端がダイのキャビティ内に入り込む位置までダイを下パンチに対して相対的に上昇させてから、フィーダの前進を再開させることにより、フィーダが下パンチに接触することが防止されるため、フィーダの損傷も確実に防止することができる。さらに、成形体の払い出しを行うための特別な機構をフィーダに付属させる必要が無いため、フィーダの簡素化及び軽量化を図ることができる。
【００１１】
また、好ましくは、駆動同期手段は、第１カム、第２カム及び第３カムと連結された主軸と、主軸を回転させる駆動モータとを有する。この場合には、駆動同期手段を簡単な構造で安価に実現することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フィーダの簡素化及び軽量化を図りつつ、成形体の払い出し時における成形体及び下パンチの損傷を確実に防止することができる。これにより、フィーダを高速で移動させることができると共に、成形体の払い出し動作を簡単化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係わる成形装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係わる成形装置の一実施形態を正面側から見た断面図であり、図２は、図１に示す成形装置を側面側から見た断面図であり、図３は、図１に示す成形装置のカム部分を上面側から見た断面図である。各図において、本実施形態の成形装置１は、磁性体粉末や誘電体粉末等の材料粉末を所定の形状（例えば直方体形状）に圧縮成形するカムプレス装置である。成形装置１は、枠体２と、この枠体２の上部に取り付けられたダイセット（下ラム）３と、ダイセット３の上方に配置された上ラム４とを備えている。
【００１５】
ダイセット３は、図４に示すように、枠体２に固定された固定プレート５を有し、この固定プレート５には、上下方向に延びる２本のロッド６が摺動自在に貫通されている。各ロッド６の上端には基台７が固定され、各ロッド６の下端には連結プレート８が固定されている。基台７上には、ダイ９が載置されている。ダイ９には、上下方向に貫通し材料粉末が充填される複数（ここでは５つ）のキャビティ１０が形成されている。ダイ９上には、フィーダ１１が前後方向（図４の紙面表裏方向）に移動自在に設けられている。フィーダ１１は、各キャビティ１０に材料粉末を供給するフィーダカップ１１ａを有している。固定プレート５上には突起部１２が設けられ、この突起部１２の上部には、ダイ９の下側から各キャビティ１０に挿入される複数（ここでは５つ）の下パンチ１３が固定されている。
【００１６】
基台７上には、上下方向に延びる２本のロッド１４がダイ９を挟むように立設されている。これらのロッド１４は、上ラム４の一部を構成する昇降体１５を摺動自在に貫通している。昇降体１５には、ダイ９の上側から各キャビティ１０に挿入される複数（ここでは５つ）の上パンチ１６が設けられている。各上パンチ１６は、対向する下パンチ１３と協働して、キャビティ１０に充填された材料粉末を圧縮するものである。
【００１７】
図１〜図３に戻り、昇降体１５の上部には、ラム本体４ａが連結されている。このラム本体４ａには、圧抜き（ホールドダウン）用エアーシリンダ１７が設けられている。ラム本体４ａは、上下方向に延びる２本のロッド１８を介して、枠体２の下部に配置されたフレーム体１９と連結されている。
【００１８】
ダイセット３の連結プレート８には、連結部材２０を介してフレーム体２１が連結されている。フレーム体２１には、各ロッド１８が摺動自在に貫通されている。フレーム体２１の下部には、ナット部２２が固定されている。このナット部２２には、調整用ネジ２３がねじ込まれている。調整用ネジ２３の下端には、当接部材２４が固定されている。当接部材２４の最上部には、当て板２５が設けられている（図５参照）。また、当接部材２４の上方には、当て板２５と係合する２つのストッパ２６が調整用ネジ２３を挟むように配置されている。当接部材２４及び各ストッパ２６は、ダイ９の上方移動を規制するものである。
【００１９】
当接部材２４の高さ位置は、枠体２の前端部に設けられた調整用ハンドル２７と調整機構２８とによって調整可能となっている。調整機構２８は、図５に示すように、調整用ハンドル２７に連結された調整軸２９を有し、この調整軸２９の先端にはウォームギア３０が取り付けられている。ウォームギア３０は、中間歯車３１を介して、当接部材２４に取り付けられた平歯車３２と噛み合っている。
【００２０】
調整用ハンドル２７を回すと、調整軸２９、ウォームギア３０、中間歯車３１及び平歯車３２を介して当接部材２４が回転し、これに伴って調整用ネジ２３がナット部２２に対してねじ回されながら上下動するため、当接部材２４の高さ位置が変化する。このように当接部材２４の高さ位置を変えることで、当接部材２４とストッパ２６との距離が変わるので、当て板部２５がストッパ２６に当たるまでの移動量が変わることとなる。なお、当接部材２４の下方には、ストッパ２６までの当接部材２４の移動量をモニタするためのスケール３３が設けられている。
【００２１】
また、成形装置１は、ダイ９を上下方向に移動させるためのダイ駆動系３４と、上ラム４を上下方向に移動させるための上ラム駆動系３５と、フィーダ１１をダイ９のキャビティ１０に対して前後方向（横方向）に移動させるためのフィーダ駆動系３６と、各ストッパ２６を上下方向に移動させるためのストッパ駆動系３７とを更に備えている。
【００２２】
ダイ駆動系３４は、図６にも示されるように、ダイ駆動用カム３８と、レバー３９とを有している。レバー３９は、枠体２に設けられた軸部４０に軸支されている。レバー３９の基端には、ダイ駆動用カム３８と直接接触するカムフォロア４１が設けられている。レバー３９の先端部は、フレーム体２１に対して相対的に回動可能に連結されている。また、フレーム体２１と枠体２との間には、ダイ駆動用カム３８の回転時にカムフォロア４１がダイ駆動用カム３８から離れることを防ぐための２本のエアーシリンダ４２が設けられている。
【００２３】
上ラム駆動系３５は、図７にも示されるように、上ラム駆動用カム４３と、レバー４４とを有している。レバー４４は、枠体２に設けられた軸部４５に軸支されている。レバー４４の基端には、上ラム駆動用カム４３と直接接触するカムフォロア４６が設けられている。レバー４４の先端部は、フレーム体１９に対して相対的に回動可能に連結されている。また、フレーム体１９と枠体２との間には、上ラム駆動用カム４３の回転時にカムフォロア４６が上ラム駆動用カム４３から離れることを防ぐための４本のエアーシリンダ４７が設けられている。
【００２４】
フィーダ駆動系３６は、図８にも示されるように、フィーダ駆動用カム４８と、レバー４９とを有している。レバー４９は、枠体２に設けられた軸部５０に軸支されている。レバー４９の基端には、フィーダ駆動用カム４８と直接接触するカムフォロア５１が設けられている。レバー４９の先端部は、フィーダ１１と連結されたリンク５２に連結されている。また、レバー４９と枠体２との間には、フィーダ駆動用カム４８の回転時にカムフォロア５１がフィーダ駆動用カム４８から離れることを防ぐためのエアーシリンダ５３が設けられている。
【００２５】
ストッパ駆動系３７は、図９にも示されるように、ダイ規制用カム５４と、レバー５５とを有している。レバー５５は、枠体２に設けられた軸部５６に軸支されている。レバー５５の基端には、ダイ規制用カム５４と直接接触するカムフォロア５７が設けられている。レバー５５の先端部は、各ストッパ２６に連結されている。また、レバー５５と枠体２との間には、ダイ規制用カム５４の回転時にカムフォロア５７がダイ規制用カム５４から離れることを防ぐためのエアーシリンダ５８が設けられている。
【００２６】
ダイ駆動用カム３８、上ラム駆動用カム４３、フィーダ駆動用カム４８及びダイ規制用カム５４は、枠体２の下部に配置された主軸５９に連結されている。主軸５９は、駆動モータ６０によって回転駆動される。駆動モータ６０により主軸５９を回転させると、それらのカム３８，４３，４８，５４は同期して回転するようになる。なお、カム３８，４３，４８，５４は、例えば板カムや割りカムで構成されている。
【００２７】
主軸５９の回転によってダイ駆動用カム３８が回転すると、レバー３９が揺動し、各エアーシリンダ４２を伸縮動作させた状態でフレーム体２１が上下動するため、フレーム体２１に連結部材２０を介して連結された各ロッド６が上下動し、これに伴ってダイ９が下パンチ１３に対して上下動する。主軸５９の回転によって上ラム駆動用カム４３が回転すると、レバー４４が揺動し、各エアーシリンダ４７を伸縮動作させた状態でフレーム体１９が上下動するため、フレーム体１９に連結された各ロッド１８を介して上ラム４が上下動し、これに伴って上パンチ１６が上下動する。主軸５９の回転によってフィーダ駆動用カム４８が回転すると、エアーシリンダ５３を伸縮動作させた状態でレバー４９が揺動し、リンク５２を介してフィーダ１１がダイ９上を前後方向に移動する。主軸５９の回転によってダイ規制用カム５４が回転すると、エアーシリンダ５８を伸縮動作させた状態でレバー５５が揺動し、各ストッパ２６が上下動する。
【００２８】
ダイ駆動用カム３８、上ラム駆動用カム４３、フィーダ駆動用カム４８及びダイ規制用カム５４の形状は、図１０に示すようなカム曲線図（カムの動きを示す図）に応じたものとなっている。図１０において、ダイ駆動用カム３８は、実線のカム曲線Ｒに応じた形状を有し、上ラム駆動用カム４３は、１点鎖線のカム曲線Ｓに応じた形状を有し、フィーダ駆動用カム４８は、粗破線のカム曲線Ｔに応じた形状を有し、ダイ規制用カム５４は、密破線のカム曲線Ｕに応じた形状を有している。また、図１０の横軸は、基準位置（０度）からの回転角度を示し、図１０の縦軸は、カム３８，４３，５４の高さ位置及びカム４８の前後位置を示している。なお、カム３８，４３，５４のカム曲線のスケールは、カム４８のカム曲線のスケールと異なっている。
【００２９】
具体的には、ダイ駆動用カム３８は、基準位置から約１０度の領域でダイ９を初期高さ位置に停止させ、約１０〜２０度の領域でダイ９を初期高さ位置から微少に上昇させ、約２０〜５５度の領域でダイ９を停止させ、約５５〜９０度の領域でダイ９を上昇させ、約９０〜１１０度の領域でダイ９を停止させ、約１１０〜１２５度の領域でダイ９を少し下降させ、約１２５〜１９０度の領域でダイ９を停止させ、約１９０〜２２０度の領域でダイ９を少し下降させ、約２２０〜２９５度の領域でダイ９を停止させ、約２９５〜３３０度の領域でダイ９を初期高さ位置まで下降させ、約３３０度から基準位置の領域でダイ９を停止させるような形状を有している。
【００３０】
ここで、ダイ９の初期高さ位置は、図１１に示すように、キャビティ１０に嵌入された下パンチ１３の上端がダイ９の上面から僅かに突出するような高さ位置である。また、基準位置から約１０〜２０度の領域でダイ９を初期高さ位置から微少に上昇させると、図１２に示すように、下パンチ１３の上端がキャビティ１０内に入り込むように、ダイ駆動用カム３８が構成されている。
【００３１】
上ラム駆動用カム４３は、基準位置から４５度の領域で上パンチ１６を初期高さ位置から十分に上昇させ、約４５〜１１５度の領域で上パンチ１６を停止させ、約１１５〜１９０度の領域で上パンチ１６を十分に下降させ、１９０度前後の領域で上パンチ１６を停止させ、約１９０〜２２５度の領域で上パンチ１６を更に下降させ、約２２５〜２７５度の領域で上パンチ１６を停止させ、約２７５〜２９５度の領域で上パンチ１６を少し上昇させ、約２９５〜３３０度の領域で上パンチ１６を停止させ、約３３０度から基準位置の領域まで上パンチ１６を初期高さ位置まで上昇させるような形状を有している。
【００３２】
フィーダ駆動用カム４８は、基準位置から約１５度の領域でフィーダ１１を初期位置から前進させ、約１５〜２５度の領域でフィーダ１１を停止させ、約２５〜６０度の領域でフィーダ１１を更に前進させ、約６０〜１０５度の領域でフィーダ１１の微少な前進・後退を繰り返し行い、約１０５〜１６５度の領域でフィーダ１１を十分に後退させ、約１６５〜３４５度の領域でフィーダ１１を停止させ、約３４５度から基準位置の領域でフィーダ１１を初期位置まで前進させるような形状を有している。
【００３３】
ここで、フィーダ駆動用カム４８が基準位置から約１５〜２５度回転したときには、図１１（Ｄ）に示すように、フィーダ１１がキャビティ１０の手前で停止するように構成されている。
【００３４】
ダイ規制用カム５４は、基準位置から９０度の領域でストッパ２６を初期高さ位置に停止させ、約９０〜１１５度の領域でストッパ２６を下降させ、約１１５〜１５５度の領域でストッパ２６を停止させ、約１５５〜１８０度の領域でストッパ２６を初期高さ位置まで上昇させ、約１８０度から基準位置の領域でストッパ２６を停止させるような形状を有している。
【００３５】
なお、図６〜図９では、カム３８，４３，４８，５４の形状を簡略化して円形としているが、カム３８，４３，４８，５４の実際の形状は、曲線部分及び直線部分を含む特殊形状であることは言うまでも無い。
【００３６】
次に、以上のように構成した成形装置１を用いて成形を行う手順を図１１〜図１５により説明する。なお、図１５は、図１０に示すカム曲線図において、ダイ９の実際の動作を２点鎖線Ｗで示したものである。
【００３７】
ここで、主軸５９（カム３８，４３，４８，５４）を基準位置から約１００度回転させた時点で当接部材２４の当て板部２５がストッパ２６に突き当たるように、当接部材２４の高さ位置が調整用ハンドル２７によって予め調整されている（図１０及び図１５参照）。そして、カム３８，４３，４８，５４が１回転する１サイクル毎に、成形体が作られる。なお、成形体の生産効率を上げるために、主軸５９（カム３８，４３，４８，５４）の回転速度は例えば８０ｒｐｍ程度と十分高く設定されている。
【００３８】
カム３８，４３，４８，５４が基準位置にある状態では、図１１（Ａ）に示すように、ダイ９、上パンチ１６、フィーダ１１及びストッパ２６は、前サイクルで得られた成形体６１をダイ９から抜き出した状態の初期設定位置にある。つまり、ダイ９は、キャビティ１０に嵌入された下パンチ１３の上端部をダイ９の上面から僅かに突き出すような高さ位置にある。これにより、前サイクルで得られた成形体６１をキャビティ１０から容易に且つ確実に取り出すことが可能となる。上パンチ１６は、ダイ９から所定量離れた高さ位置にある。フィーダ１１は、ダイ９上においてキャビティ１０から所定量後退した位置にある。そして、下パンチ１３上には、前サイクルで作製された成形体６１が載置されている。
【００３９】
その初期状態からカム３８，４３，４８，５４を所定方向に回し始めると、図１１（Ｂ）に示すように上パンチ１６が上昇し、更に図１１（Ｃ）に示すようにフィーダ１１がダイ９上をキャビティ１０に向けて前進する。そして、カム３８，４３，４８，５４を更に回すと、図１１（Ｄ）に示すように、フィーダ１１がキャビティ１０の手前で一時停止し、更に図１２（Ａ）に示すように、ダイ９が若干上昇して、下パンチ１３の上端が僅かにキャビティ１０内に引っ込むようになる（図１５のＡ参照）。
【００４０】
これにより、フィーダ１１が成形体６１や下パンチ１３の上端部に接触することが無いため、成形体６１や下パンチ１３の損傷を防止することができる。また、成形体６１がキャビティ１０から抜き出されると、成形体６１はスプリングバック現象によって膨らむので、下パンチ１３の上端部がキャビティ１０内に引っ込んでも、下パンチ１３の動作に追従して成形体６１がキャビティ１０内に入り込むことは無く、成形体６１はキャビティ１０を覆うようにダイ９上に載置された状態となる。
【００４１】
そして、カム３８，４３，４８，５４を更に回すと、図１２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、フィーダ１１がダイ９上を再び前進して、前サイクルで作製された成形体６１を押すようになる。このとき、下パンチ１３はダイ９の上面から突き出ていないので、フィーダ１１が下パンチ１３に引っ掛かることが無い。また、上記のようにフィーダ１１が成形体６１に触れる直前で一旦停止していることにより、フィーダ１１が前進を再開してから成形体６１に接触するときに、フィーダ１１の速度が十分抑えられるようになるため、フィーダ１１が成形体６１に過度な衝撃を与えることも無い。このため、成形体６１がフィーダ１１にスムーズに押されるので、成形体６１の損傷等を防ぐことができる。
【００４２】
カム３８，４３，４８，５４を同方向に更に回すと、図１２（Ｄ）に示すように、フィーダ１１がダイ９上を更に前進することで、成形体６１がキャビティ１０から払い出される。そして、フィーダ１１は、キャビティ１０を覆う位置で停止する（図１５のＢ参照）。このようにキャビティ１０は成形体６１及びフィーダ１１により切れ目なく覆われることになるので、キャビティ１０内に空気が入り込むことは殆ど無い。
【００４３】
カム３８，４３，４８，５４を同方向に更に回すと、図１３（Ａ）に示すように、ダイ９が所定の高さ位置まで上昇すると共に、フィーダ１１からキャビティ１０内に材料粉末Ｊが吸い込まれて充填される（図１５のＢ参照）。このとき、フィーダ１１が停止状態となっているので、材料粉末Ｊがキャビティ１０内に真下方向に向けて供給される。また、これに加えて、フィーダ１１のシェーク動作、つまりフィーダ１１の微小な前進及び後退動作が連続的に行われる（図１５のＣ参照）。従って、材料粉末Ｊをキャビティ１０内に効率的に且つ均等に充填することができる。
【００４４】
カム３８，４３，４８，５４を同方向に更に回すと、ストッパ２６が下降する。このとき、ダイ９は停止しているので、当接部材２４にストッパ２６が突き当たるようになる。このため、ダイ９は、ダイ駆動用カム３８の動きに従った動作から、ダイ規制用カム５４の動きに従った動作に切り換わる。従って、図１３（Ｂ）に示すように、当接部材２４がストッパ２６に当たったままの状態で、ストッパ２６の下降に従ってダイ９が下降する。これにより、粉末充填Ｊのオーバーフィル動作が実施されることとなる（図１５のＤ参照）。
【００４５】
オーバーフィル動作とは、キャビティ１０の粉末充填深さを予め大きくとった状態で材料粉末Ｊを充填した後、キャビティ１０の粉末充填深さが少し小さくなるようにダイ９を下降させて、余分な材料粉末Ｊをフィーダ１１に押し戻す充填動作である。なお、オーバーフィル量は、その時のダイ９の下降量Ｘ（図１５参照）に相当する。このようなオーバーフィル動作を実行することにより、材料粉末Ｊがキャビティ１０に充填される時の空隙が抑制され、材料粉末Ｊをキャビティ１０内に密に充填することが可能となる。
【００４６】
カム３８，４３，４８，５４を同方向に更に回すと、図１３（Ｃ）に示すように、フィーダ１１がキャビティ１０から離れるように後退することで、材料粉末Ｊの擦り切り動作が行われる。また、上パンチ１６が下降し始める。
【００４７】
そして、所定時間経過するとストッパ２６が上昇し始めるので、図１３（Ｄ）に示すように、当接部材２４がストッパ２６に当たったままの状態で、ダイ９が上昇するようになる。このとき、ストッパ２６が所定量上昇すると当接部材２４から離れるように、ダイ規制用カム５４が形成されている。このため、ダイ９は、ダイ規制用カム５４の動きに従った動作から、再びダイ駆動用カム３８の動きに従った動作に戻り、停止状態となる。これにより、粉末充填Ｊのアンダーフィル動作が実施されることとなる（図１５のＤ参照）。
【００４８】
アンダーフィル動作とは、キャビティ１０への材料粉末Ｊの充填が終了した後、ダイ９を上昇させて、ダイ９の上面より材料粉末Ｊを沈める充填動作である。なお、アンダーフィル量は、その時のダイ９の上昇量Ｙ（図１５参照）に相当する。このようなアンダーフィル動作を実行することにより、材料粉末Ｊがキャビティ１０から溢れ出ることを抑制できる。
【００４９】
このようにオーバーフィル動作及びアンダーフィル動作の実行時には、当接部材２４がストッパ２６に当たることで、ダイ９をダイ規制用カム５４の動きに従って強制的に下降・停止・上昇させるようにする。このようにダイ駆動用カム３８とダイ規制用カム５４との組み合わせによりダイ９を上下動させるので、主軸５９を高速で回転させても、ダイ９のオーバーシュートが生じることは殆ど無く、ダイ９は予め設定した動きに従って動作するようになる。
【００５０】
このとき、調整用ハンドル２７により当接部材２４の高さ位置を変えると、ダイ駆動用カム３８の動きを示すカム曲線Ｒに対してダイ規制用カム５４の動きを示すカム曲線Ｕが、カム曲線図（図１０及び図１５参照）上において上下方向にずれることになる。このため、当接部材２４がストッパ２６に当たるまでの変位量、言い換えると当接部材２４がストッパ２６に当たるタイミングが変わる。また、カム曲線Ｕの形状自体は変わらないので、当該タイミングが変わることにより、当接部材２４がストッパ２６に当たってからの変位量が変わることになる。従って、その時のオーバーフィル量（図１５のＸ参照）及びアンダーフィル量（図１５のＹ参照）が変わり、結果的にキャビティ１０への材料粉末Ｊの充填量が変わることになる。
【００５１】
カム３８，４３，４８，５４を同方向に更に回すと、図１４（Ａ）に示すように、上パンチ１６がキャビティ１０に入り込み、材料粉末Ｊの擦り切り面と上パンチ１６の下端面とが一致した状態で、上パンチ１６が一時停止する（図１５のＥ参照）。このとき、上記のアンダーフィル動作によってキャビティ１０の上部には空間が形成されている（図１３（Ｄ）参照）ため、上パンチ１６がキャビティ１０に入り易くなる。
【００５２】
カム３８，４３，４８，５４を同方向に更に回すと、図１４（Ｂ）に示すように、ダイ９が下降すると同時に上パンチ１６が下降することで、上パンチ１６及び下パンチ１３による材料粉末Ｊの圧縮（上下同時加圧）が行われる（図１５のＦ参照）。このとき、上パンチ１６の下降速度をダイ９の下降速度よりも速くするのが望ましい。
【００５３】
カム３８，４３，４８，５４を同方向に更に回すと、図１４（Ｃ）に示すように、ダイ９及び上パンチ１６が何れも所定時間だけ停止し、上パンチ１６及び下パンチ１３による材料粉末Ｊの加圧状態が保持（加圧ホールド）される（図１５のＧ参照）。このとき、加圧ホールド時間としては、圧縮された材料粉末Ｊから得られる成形体の形状や寸法等が安定するような時間であるのが望ましい。
【００５４】
カム３８，４３，４８，５４を同方向に更に回すと、図１４（Ｄ）に示すように、上パンチ１６による材料粉末（成形体）Ｊの押さえ付けから、上記の圧抜き用エアーシリンダ１７による成形体Ｊの押さえ付けに切り換わる。このとき、上ラム駆動用カム３８は上パンチ１６を少し上昇させる動作を行うように形成されている（図１５のＨ参照）が、圧抜き用エアーシリンダ１７の動作によって上パンチ１６の実際の高さ位置は変わらない状態となっている。このように圧抜き用エアーシリンダ１７により成形体Ｊを押さえ付けることで、材料粉末Ｊの圧縮時に受けた歪みに起因した成形体Ｊの損傷等を防止することが可能となる。
【００５５】
カム３８，４３，４８，５４を同方向に更に回すと、上記の圧抜き動作の実施を継続したまま、ダイ９が下降すること（ホールドダウン）で、成形体Ｊがダイ９から抜き出される（図１５のＨ参照）。その後、上パンチ１６が上昇することで、成形体Ｊの圧抜き動作が解除され、図１１（Ａ）の状態に戻る。以上により、１サイクルの成形動作が完了する。
【００５６】
以上のように本実施形態にあっては、前サイクルで得られた成形体６１を払い出す際に、前進中のフィーダ１１が成形体６１に接触する直前でフィーダ１１を一旦停止させるので、フィーダ１１の前進を再開した後にフィーダ１１が成形体６１に当たるときに、成形体６１に与えられる衝撃が十分緩和される。また、下パンチ１３の上端がダイ９のキャビティ１０内に引っ込むようにダイ９を上昇させた後に、フィーダ１１の前進を再開させるので、フィーダ１１が下パンチ１３に当たることが防止される。以上により、成形体６１、下パンチ１３及びフィーダ１１の損傷を確実に防ぐことができる。
【００５７】
ここで、一般にカム曲線が任意の変曲点で接続される場合、変曲点に対して両側のカム曲線における接線の傾きを変曲点で等しくする必要があるが、接線が傾いた（傾きが０でない）状態で各カム曲線が変曲点でつながった形状をもったカムの製作は、非常に困難とされている。本実施形態では、前進中のフィーダ１１が成形体６１に接触する直前でフィーダ１１を一旦停止させた後、下パンチ１３の上端がダイ９のキャビティ１０内に入り込むようにダイ９の上昇動作を完了させてから、フィーダ１１の前進を再開させるように、ダイ駆動用カム３８及びフィーダ駆動用カム４８の形状を構成したので、カム曲線の変曲点における接線の傾きを全く気にすること無く、カム３８，４８を比較的容易に製作することができる。
【００５８】
また、上記のようにフィーダ１１により成形体６１を押し付けるだけで、成形体６１をスムーズに払い出すことができるので、成形体６１の払い出しための余計な構造をフィーダ１１に設けなくて済む。これにより、フィーダ１１の構造が簡単になるため、成形体６１の払い出し動作を単純化することができる。また、フィーダ１１の軽量化が図られるため、フィーダ１１の高速駆動を確実に行うことができる。
【００５９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、成形体６１の払い出し時に、下パンチ１３の上端がダイ９のキャビティ１０内に入り込むようにダイ９の上昇動作を完了させてから、フィーダ１１の前進を再開させるように、ダイ駆動用カム３８及びフィーダ駆動用カム４８の形状を設定したが、ダイ９の上昇により下パンチ１３の上端がキャビティ１０内に入り込むのと同じタイミングで、フィーダ１１の前進を再開させるような形状としても良い。
【００６０】
また、上記実施形態では、下パンチ１３を枠体２に固定し、ダイ９を枠体２に対して上下動させる構成としたが、ダイ９を枠体２に固定し、下パンチ１３を枠体２に対して上下動させる構成としても良い。要は、ダイ９が下パンチ１３に対して相対的に上下動可能な構成であれば良い。
【００６１】
さらに、上記実施形態では、ダイ駆動用カム３８、上ラム駆動用カム４３、フィーダ駆動用カム４８及びダイ規制用カム５４を主軸５９に固定し、この主軸５９を駆動モータ６０で回転駆動させる構成としたが、ダイ駆動用カム３８、上ラム駆動用カム４３、フィーダ駆動用カム４８及びダイ規制用カム５４をそれぞれ異なる駆動モータで回転させても良い。この場合には、これらのカム３８，４３，４８，５４が同期して回転するように各駆動モータを制御する必要がある。
【００６２】
また、上記実施形態の成形装置１では、ダイ９にキャビティ１０が複数形成され、これに対応して上パンチ１６及び下パンチ１３が複数ずつ設けられているが、本発明は、上パンチ１６及び下パンチ１３がそれぞれ１つしかない成形装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係わる成形装置の一実施形態を正面側から見た断面図である。
【図２】図１に示す成形装置を側面側から見た断面図である。
【図３】図１に示す成形装置を上面側から見た断面図である。
【図４】図１に示すダイセットの正面図（一部断面を含む）である。
【図５】図１〜図３に示す調整用ハンドル及び調整機構を示す各断面図である。
【図６】図１〜図３に示すダイ駆動用カムを含むダイ駆動系の概念図である。
【図７】図１〜図３に示す上ラム駆動用カムを含む上ラム駆動系の概念図である。
【図８】図１〜図３に示すフィーダ駆動用カムを含むフィーダ駆動系の概念図である。
【図９】図１〜図３に示すダイ規制用カムを含むストッパ駆動系の概念図である。
【図１０】図１〜図３に示すダイ駆動用カム、ダイ駆動用カム、フィーダ駆動用カム及びダイ規制用カムの形状を表すカム曲線図である。
【図１１】図１〜図３に示す成形装置により成形を行う手順を示す工程図である。
【図１２】図１〜図３に示す成形装置により成形を行う手順を示す工程図である。
【図１３】図１〜図３に示す成形装置により成形を行う手順を示す工程図である。
【図１４】図１〜図３に示す成形装置により成形を行う手順を示す工程図である。
【図１５】図１０に示すカム線図において、実際のダイの動作を表した図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…成形装置、９…ダイ、１０…キャビティ、１１…フィーダ、１３…下パンチ、１６…上パンチ、３４…ダイ駆動系（第１カム駆動系）、３５…上ラム駆動系（第２カム駆動系）、３６…フィーダ駆動系（第３カム駆動系）、３８…ダイ駆動用カム（第１カム）、４３…上ラム駆動用カム（第２カム）、４８…フィーダ駆動用カム（第３カム）、５９…主軸（動作同期手段）、６０…駆動モータ（動作同期手段）、Ｊ…材料粉末。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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