(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源装置と、
一つの電源装置に電気的に接続可能になっていてその電源装置から焼結用のパルス電流を受けてパルス通電焼結を行なう複数のパルス通電焼結機と、
該電源装置と該複数のパルス通電焼結機とに電気的に接続されてい、該電源装置からのパルス電流を該複数のパルス通電焼結機の一つに選択的に供給する通電切換え装置とを備え、
該通電切換え装置が、電源装置に接続された平坦な通電面を有する第１及び第２の入力側端子板と、該パルス通電焼結機に接続されていて該第１の入力側端子板に隣接して配置された平坦な通電面を有する複数の第１の出力側端子板と、該パルス通電焼結機に接続されていて該第２の入力側端子板に隣接して配置された平坦な通電面を有する複数の第２の出力側端子板と、該第１の入力側及び出力側端子板に隣接してそれらと接触可能に配置されていて該第１の入力側及び出力側端子板の通電面と面接触する平坦な通電面を有する複数の第１の導通部材と、該第２の入力側及び出力側端子板に隣接してそれらと接触可能に配置されていて該第２の入力側及び出力側端子板の通電面と面接触する平坦な通電面を有する複数の第２の導通部材と、を備えているマルチヘッドパルス通電焼結システム。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチヘッドパルス通電焼結システムにおいて、
該パルス通電焼結機に近接する位置まで被焼結材が充填された焼結型を供給する供給コンベアと、
該供給コンベアにより供給された焼結型を該パルス通電焼結機に装填する装填装置とを備えるマルチヘッドパルス通電焼結システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマルチヘッドパルス通電焼結システムにおいて、該電源装置が低電圧で大電流の直流パルス電流を供給するマルチヘッドパルス通電焼結システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のマルチヘッドパルス通電焼結システムにおいて、該通電切換え装置が、第１及び第２の複数の連通部材毎に別個に設けられたアクチュエータを備え、該第１の連通部材の任意の一つとその第１の連通部材と関連する該第２の連通部材が該別個に設けられたアクチュエータによって該第１及び第２の入力側及び出力側端子板に押圧されるマルチヘッドパルス通電焼結システム。
【請求項５】
請求項４に記載のマルチヘッドパルス通電焼結システムにおいて、該入力側端子板、出力側端子板及び連通部材の通電面がほぼ水平であり、各アクチュエータがそれぞれの連通部材の上方に配置された流体シリンダから成り、該連通部材が該シリンダのピストンロッドに絶縁体を介して取り付けられているマルチヘッドパルス通電焼結システム。
【請求項６】
パルス通電焼結機用の通電切換え装置において、電源装置に接続された平坦な通電面を有する第１及び第２の入力側端子板と、該パルス通電焼結機に接続されていて該第１の入力側端子板に隣接して配置された平坦な通電面を有する複数の第１の出力側端子板と、該パルス通電焼結機に接続されていて該第２の入力側端子板に隣接して配置された平坦な通電面を有する複数の第２の出力側端子板と、該第１の入力側及び出力側端子板に隣接してそれらと接触可能に配置されていて該第１の入力側及び出力側端子板の通電面と面接触する平坦な通電面を有する複数の第１の連通部材と、該第２の入力側及び出力側端子板に隣接してそれらと接触可能に配置されていて該第２の入力側及び出力側端子板の通電面と面接触する平坦な通電面を有する複数の第２の連通部材と、第１及び第２の複数の連通部材毎に別個に設けられていてその連通部材を入力側及び出力側端子板に向かって移動させるアクチュエータとを備えている通電切換え装置。
【請求項７】
請求項６に記載のパルス通電焼結機用の通電切換え装置において、該第１及び第２の出力側端子板と該パルス通電焼結機の可動電極とを電気的に接続する通電装置を備え、該通電装置が該可動電極に電気的に接続されかつ該可動電極と共に移動する可動電極側の接続端子と、該可動電極側接続端子と該第１又は第２の出力側端子板とを電気的に接続するフレキシブル導電体とを備える通電切換え装置。
【請求項８】
請求項７に記載のパルス通電焼結機用の通電切換え装置において、該通電装置が、該可動電極側の接続端子と該フレキシブル導電体とを電気的に接続するコネクタを該可動電極の上下動作に応答して上下動させるアクチュエータを備える通電切換え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチヘッドパルス通電焼結システム（ここで、マルチヘッドとは複数の焼結を行う部分、この実施例では焼結機を備えていることを言う。）に関し、更に詳細には、１台の電源装置から複数のパルス通電焼結機に焼結のためのパルス電流を順次供給することによって通電焼結を効率良く行なうようにしたマルチヘッドパルス通電焼結システムに関する。
【０００２】
従来の通電焼結は焼結時間が長く、焼結装置への焼結型の供給作業に必要な時間が焼結時間に比較してかなり少なくて済んでいた。このため１台の供給装置に対して１台の電源装置を設けておく必要があった。
【０００３】
ところで、近年通電焼結にも改良が加えられ、例えば本出願人により提案された放電プラズマ焼結、放電焼結或いはプラズマ活性化焼結を含む、パルス電流を利用して焼結を行うパルス通電加圧焼結により焼結時間を大幅に短縮する事が可能になってきた。このため、１回の焼結に必要な時間すなわち焼結時間が、焼結型への粉体の充填、焼結装置内への焼結型の供給或いはそこからの焼結型の取り出し、更には焼結型からの焼結品の抜き取り等の付属の準備作業に必要な作業時間に比較して従来よりも極めて少なくて済むようになってきた。そこで従来の通電焼結のように１台の焼結機に対して１台の電源装置を設ける必要は必ずしも必要なくなり、１台の電源装置で複数の焼結機を動作させることにより焼結作業の効率を向上させることが期待できるようになってきた。
【０００４】
一方、パルス通電焼結では焼結に必要な電力は、低電圧（通常１００Ｖ以下）で大電流（例えば、５０００Ａ或いはそれ以上）が必要である。このため電源装置も従来の通電焼結に使用される電源装置とは異なるもので高価な装置になる。そこで、少ない電源装置で複数の焼結機を作動できれば焼結設備の簡素化、スペースの節約、更には焼結コストを低減する上でも好ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、１台の電源装置で複数の焼結機を作動できるようにしたマルチヘッドパルス通電焼結システムを提供することである。
本発明が解決しようとする他の課題は、特殊の電源切換え装置を備えていてそれによって低電圧、大電流を必要とする複数のパルス通電焼結機を１台の電源装置で作動できるようにしたマルチヘッドパルス通電焼結システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明によるマルチヘッドパルス通電焼結システムは、電源装置と、
一つの電源装置に電気的に接続可能になっていてその電源装置から焼結用のパルス電流を受けてパルス通電焼結を行なう複数のパルス通電焼結機と、
該電源装置と該複数のパルス通電焼結機とに電気的に接続されてい、該電源装置からのパルス電流を該複数のパルス通電焼結機の一つに選択的に供給する通電切換え装置とを備え、
該通電切換え装置が、電源装置に接続された平坦な通電面を有する第１及び第２の入力側端子板と、該パルス通電焼結機に接続されていて該第１の入力側端子板に隣接して配置された平坦な通電面を有する複数の第１の出力側端子板と、該パルス通電焼結機に接続されていて該第２の入力側端子板に隣接して配置された平坦な通電面を有する複数の第２の出力側端子板と、該第１の入力側及び出力側端子板に隣接してそれらと接触可能に配置されていて該第１の入力側及び出力側端子板の通電面と面接触する平坦な通電面を有する複数の第１の連通部材と、該第２の入力側及び出力側端子板に隣接してそれらと接触可能に配置されていて該第２の入力側及び出力側端子板の通電面と面接触する平坦な通電面を有する複数の第２の連通部材と、を備えて構成されている。
【０００７】
上記通電焼結システムにおいて、パルス通電焼結機に近接する位置まで被焼結材が充填された焼結型を供給する供給コンベアと、供給コンベアにより供給された焼結型をパルス通電焼結機に装填する装填装置とを備えていてもよい。更に、粉体を焼結型内に充填する自動粉体充填装置を備えていてもよい。また電源装置が低電圧で大電流の直流パルス電流を供給するものでもよい。更に、通電切換え装置が、第１及び第２の複数の連通部材毎に別個に設けられたアクチュエータを備え、第１の連通部材の任意の一つとその第１の連通部材と関連する第２の連通部材が別個に設けられたアクチュエータによって第１及び第２の入力側及び出力側端子板に押圧されるようになっていてもよい。更にまた、入力側端子板、出力側端子板及び連通部材の通電面がほぼ水平になっていて、各アクチュエータがそれぞれの連通部材の上方に配置された流体シリンダから成り、連通部材がシリンダのピストンロッドに絶縁体を介して取り付けられていてもよい。
【０００８】
本発明によるパルス通電焼結機用の通電切換え装置は、電源装置に接続された平坦な通電面を有する第１及び第２の入力側端子板と、該パルス通電焼結機に接続されていて該第１の入力側端子板に隣接して配置された平坦な通電面を有する複数の第１の出力側端子板と、該パルス通電焼結機に接続されていて該第２の入力側端子板に隣接して配置された平坦な通電面を有する複数の第２の出力側端子板と、該第１の入力側及び出力側端子板に隣接してそれらと接触可能に配置されていて該第１の入力側及び出力側端子板の通電面と面接触する平坦な通電面を有する複数の第１の連通部材と、該第２の入力側及び出力側端子板に隣接してそれらと接触可能に配置されていて該第２の入力側及び出力側端子板の通電面と面接触する平坦な通電面を有する複数の第２の連通部材と、第１及び第２の複数の連通部材毎に別個に設けられていてその連通部材を入力側及び出力側端子板に向かって移動させるアクチュエータとを備えて構成されている。
【０００９】
上記通電切換え装置において、該第１及び第２の出力側端子板と該パルス通電焼結機の可動電極とを電気的に接続する通電装置を備え、該通電装置が該可動電極に電気的に接続されかつ該可動電極と共に移動する可動電極側の接続端子と、該可動電極側接続端子と該第１又は第２の出力側端子板とを電気的に接続するフレキシブル導電体とを備えていてもよい。また、該通電装置が、該可動電極側の接続端子と該フレキシブル導電体とを電気的に接続するコネクタを該可動電極の上下動作に応答して上下動させるアクチュエータを備えていてもよい。
【実施例】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図１において、本発明によるマルチヘッドパルス通電焼結システムの一実施例が概略的に示されている。この実施例のマルチヘッドパルス通電焼結システム（以下単に通電焼結システムと呼ぶ）１は、第１及び第２の２台のパルス通電焼結機（以下単に通電焼結機と呼ぶ）２（２ａ、２ｂ）と、通電焼結機２にパルス電流を供給する電源装置３と、電源装置３に電気的に接続されていてその電源装置からのパルス電流を２台の通電焼結機２のいずれかに選択的に供給する通電切換え装置４と、通電焼結機２の近くの供給位置に粉末材料が充填済みの焼結型を供給する焼結型供給コンベア６と、供給位置に供給された焼結型を通電焼結機に装填する装填装置７と、焼結済みの焼結型を搬送する排出コンベア８と、粉体を焼結型内に充填する自動粉体充填装置９とを備え、それらは図１に示される位置関係で配置されている。
【００１１】
図３及び図４において、この実施例の通電焼結機２（２ａ、２ｂ）は、台２１１、その台に直立状態で互いに隔てて固定された複数（この実施例では２本）の支柱２１２及び支柱２１２の上端に固定された上支持板２１３を有する本体フレーム２１と、支柱２１２に上下移動可能に支持された下ハウジング組立体２２と、支柱２１２に上下移動可能に支持された上ハウジング組立体２３と、下ハウジング組立体２２に取り付けられた下通電電極組立体２４と、上支持板２１３に取り付けられているを備えている上通電電極組立体２５と、台２１１の中央に取り付けられていて下可動ハウジング組立体を上下動させる駆動装置２６とを備えている。下ハウジング組立体２２は、軸受け２２２を介して支柱２１２に滑動可能に案内支持された円板状（この実施例で）の下可動体２２１と、下可動体２２１に取り付けられた下ハウジング２２３とを有している。ハウジング２２３は底壁を形成していて下可動体２２１に取り付ける底板２２４と、底板２２４に溶接等により接続された、環状（この実施例では円環状）の側壁を構成する環状体２２５と、環状板の上端に固定されたリング部材２２６とを有している。上ハウジング組立体２３は、軸受け２３２を介して支柱２１２に滑動可能に案内支持されたリング状の上可動体２３１と、上可動体２３１に取り付けられた上ハウジング２３３とを備えている。上ハウジングは、上壁を構成する天板２３４と、環状（この実施例では円環状）の側壁を構成する環状体２３５と、環状板の下端及び上可動体に固定され、それによって上ハウジングを上可動体に取り付けているリング部材２３６とを有している。上、下ハウジング２３３及び２２３は互いに協同して焼結チャンバを画成するようになっている。上、下ハウジングは、環状体２３５、２２５をそれぞれ二重に設けることによって二重壁構造（ウオータージャケット状）にされ、中に冷却水を通す構造になっている。この焼結チャンバは図示しない装置により、例えば真空雰囲気或いは不活性ガス雰囲気等の焼結雰囲気に制御されるようになっている。なお、リング部材２２６の上面及びリング部材２３６の下面の少なくとも一方にはシールリングが設けられ、それらの面間の気密性を確保するようになっている。なお、図示しないが上ハウジングの環状体２３５には外部から焼結チャンバ内を見れるように覗き窓を設けてもよい。また、図示しないが、通電時の焼結型からの発熱からハウジングの内壁を保護するために、チャンバ内部に単層又は複数の層の環状のステンレス鋼薄板を遮熱板として設けてもよい。
【００１２】
下通電電極組立体２４は、下可動体２２１及び下ハウジングの底板２２４の中央部に形成された上下方向の貫通穴内に、絶縁ブッシュ２４６及び絶縁板２４７を介して下可動体２２１及び底板２２４に電気的に絶縁させた状態で固定された下通電電極２４１を備えている。下通電電極２４１は、この実施例では、下端にフランジ部２４３を有する円柱状の電極本体２４２と、その電極本体２４２の上端に取り付けられた電極ヘッド２４４とを有している。下通電電極２４１の内部には図示しないが外部の冷却液供給源と接続されていて中に冷却液を流す冷却通路が形成されている。下通電電極２４１は、図４［Ａ］に示されるように、フランジ部２４３を固定ボルト２４８で下可動体２２１に取り付けることによって、下可動体に固定されている。この場合、公知の絶縁スリーブ及び絶縁ワッシャ等を用いて、固定ボルト２４８の周囲での下通電電極２４１と下可動体２２１との間の電気的絶縁を確保してある。上通電電極組立体２５は、上支持板２１３の中央部に形成された上下方向の貫通穴内に、絶縁ブッシュ２５６及び２５７を介して上支持板２１３に電気的に絶縁させた状態で固定された上通電電極２５１を備えている。上通電電極２５１は、この実施例では、上端にフランジ部２４３が固定された円柱状の長い電極本体２５２と、その電極本体２５２の下端に取り付けられた電極ヘッド２５３とを有している。下通電電極２５１の内部には図示しないが外部の冷却液供給源と接続されていて中に冷却液を流す冷却通路が形成されている。上通電電極２５１は、図示しないが、フランジ部２５３を固定ボルトで上支持板２１３に取り付けることによって、上支持板に固定されている。この場合、公知の絶縁スリーブ及び絶縁ワッシャ等を用いて、固定ボルトの周囲での上通電電極２５１と上支持板２１３との間の電気的絶縁を確保してある。上通電電極２５１は上ハウジング２３３の天板２３４を上下に貫通する穴を通して伸び、下端が焼結チャンバ内に配置されるようになっている。天板２３４には絶縁ブッシュ２３８及びシール部材２３９が取り付けられている。下通電電極２４１の軸心と上通電電極２５１の軸心とは同軸になるように位置決めされている。
【００１３】
駆動装置２６は、この実施例では流体圧シリンダ２６１で構成され、そのピストンロッド２６２の先端（図で上端）には下通電電極に固定するための接続ブロック２６３が固定されている。接続ブロック２６３とピストンロッド２６２との接続方法は、ピストンロッド先端に形成された雄ねじを接続ブロックに形成された雌ねじに螺合することによって行われる。接続ブロック２６３と下通電電極２４１のと間には、後述する銅板等の導電性材料でできた接続端子４８ａと、絶縁板２６４とが接続端子を下通電電極に接触させた状態で、配置されている。接続ブロック２６３は、図４［Ａ］に示されるように、その接続ブロック２６３を固定ボルト２６６で下通電電極２４１のフランジ部２４３に取り付けることによって、下通電電極に固定されている。この場合、公知の絶縁スリーブ及び絶縁ワッシャ等を用いて、固定ボルト２６６の周囲での接続ブロック２６３と下通電電極２４１ととの間の電気的絶縁を確保してある。下ハウジング組立体２２はこのようにして下通電電極組立体２４と共に駆動装置２６により上下動される。なお、上記実施例では駆動装置として流体圧シリンダを採用したが、これに代えて電動モータで駆動する方式を採用してもよい。上通電電極２５１のフランジ部２５３と絶縁ブッシュ２５７との間には後述する銅板等の導電性材料でできた接続端子５８が配置されている。上ハウジング組立体２３を上下移動させる機構は、図４［Ｂ］に示されるように、上端が上支持板２１３に固定され下端が上可動体２３１に固定されたアクチュエータ２７で構成される。このアクチュエータ２７はこの実施例では流体シリンダ２７１で構成され、この流体シリンダのシリンダ本体の上端が上支持板２１３に固定され、ピストンロッド２７２の下端が上可動体２３１に固定されている。アクチュエータは、その軸心が、一対の支柱２１２の軸心及び上下通電電極２５１、２４１の軸心を含む面に関して所定の角度、例えば３０度或いは４５度を成す平面内に存在するように、位置決めされている。
【００１４】
上記パルス通電焼結機において、上、下ハウジング組立体２３、２２がそれぞれ上位置及び下位置になっていて、下通電電極２４１が上通電電極２５から最も離れた状態になっているとき、下通電電極２４１のヘッド２４４上には、中に被焼結材料である粉末材料ｊが充填された焼結型ａが載せられる。このとき下通電電極２４１のヘッド２４４の上面は焼結型の穴内に挿入されてセットされている下プレスコアｂの下面と接触しそれと通電できると共に所望の圧力を加え得るようになっている。焼結型が下通電電極２４１の上に位置決めされると、駆動装置２６が動作して下通電電極組立体２４及びその上の焼結型ａを、下ハウジング組立体２２と共に、焼結型の穴内に挿入された上プレスコアｃが上通電電極２５１のヘッド２５４の下面に当たるまで上昇させる。それと同時又はその後アクチュエータ２７が動作して上ハウジング組立体２３を降下させる。すると上ハウジング２３３のリング部材２３６と下ハウジング２２３のリング部材２２６とが当接して上、下ハウジングによって画成されるチャンバを外気と遮断し、そのチャンバ内を公知の方法で真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気にする。その後駆動装置２６で下通電電極２４１を上通電電極２５１に向かって所望の圧力で押圧しながら通電電極を介して所望の電圧で所望の値の直流パルス電流を流してパルス通電焼結を行う。なお、上記実施例では上ハウジング組立体２３を上下動するアクチュエータ２７を流体シリンダで構成したが、図４［Ｃ］に示されるようにねじ軸及びそれと螺合するナットから成るねじ軸及びナット機構２７１ａで構成してもよい。このねじ軸及びナット機構２７１ａは、下可動体２２１に直立状態で回転可能に支持されていてほぼ全長に亘って雄ねじが形成されたねじ軸２７２ａと、このねじ軸２７２ａの雄ねじと螺合する雌ねじが形成されたナット２７３ａと、このねじ軸２７２ａを回転する駆動モータ２７４ａとを備えている。
【００１５】
電源装置３は、低電圧（例えば１００Ｖ以下）で大電流（例えば５０００Ａ或いはそれ以上）の直流パルス電流を供給できるものが好ましい。これは放電プラズマ焼結、放電焼結或いはプラズマ活性化焼結のようなパルス通電焼結を行う場合には低電圧で大電流の直流パルス電流が必要と成るからである。なおこのような直流パルス発生電源装置の構造自体は公知のものでよいのでその詳細な説明は省略する。
【００１６】
図５ないし図８において、本実施例の通電切換え装置４が示されている。この実施例の通電切換え装置４は１台の電源装置で２台の通電焼結機にパルス電流を供給するように構成されている。この通電切換え装置４は、本体フレーム４１の台板４１１の上に絶縁体４１２を介して台板に電気的に絶縁して固定された第１及び第２の入力側端子板４２及び４３を備えている。台板４１１の上面、したがって絶縁体４１２の上面はほぼ水平面になるように調整されていてしたがって入力端子板４２及び４３の上側の接触面すなわち通電面４２１及び４３１もほぼ水平で平坦な面に形成されている。これら入力側端子板は銅等の導電性のよい材料でしかも通電面として広い面積がとれるような幅広の板を２枚重ねにして（大きな通電容量を確保するため）構成されている。第１及び第２の入力端子板４２及び４３は同様に幅広で板状の導電板４２２及び４３２を介して電源装置にそれぞれ接続されている。これらの導電板も銅等の導電性の良い材料でつくられている。
【００１７】
台板４１１上の絶縁体４１２の上には、第１の入力側端子板４２の両側（図５で左右両側）に、その入力側端子板と隔てて（電気的に絶縁して）一対の第１の出力側端子板４４（４４ａ、４４ｂ）が固定され、第２の入力側端子板４３の両側（図５で左右両側）に、その入力側端子板と隔てて（電気的に絶縁して）一対の第２の出力側端子板（４５ａ、４５ｂ）４５が固定されている。出力側端子板４４及び４５の上側の接触面すなわち通電面４４１及び４５１もほぼ水平で平坦な面に、しかも入力側端子板の通電面と面一になるように形成されている。これら出力側端子板は銅等の導電性の良い材料でしかも通電面として広い面積がとれるような幅広の板を２枚重ねにして構成されている。第１の対の出力側端子板の一方４４ａは、同様に幅広で板状の複数の導電板４４２ａ、４４３ａを介して、第１の通電焼結機２ａの上通電電極に電気的に接続するための接続端子４６ａに接続されている。他方の第１の出力側端子板４４ｂは、同様に幅広で板状の複数の導電板４４２ｂ、４４３ｂを介して、第２の通電焼結機２ｂの上通電電極に電気的に接続するための電極端子４６ｂに接続されている。導電板４４２ａ、４４２ｂ、４４３ａ、４４３ｂも銅等の導電性のよい板材を複数枚重ねて構成されている。第２の対の出力端子板の一方４５ａは、同様に幅広で板状の複数の導電板４５２ａを介して一方（第１の通電焼結機２ａ側）の通電機構４７ａに電気的に接続されている。他方の第２の出力端子板４５ｂは、同様に幅広で板状の複数の導電板４５２ｂを介して他方（第１の通電焼結機２ｂ側）の通電機構（図示せず）に電気的に接続されている。なお、二つの通電機構は構造及び動作が全く同じであるから以下では一方４７ａについてのみ説明する。
【００１８】
通電機構４７ａは、本体フレーム４１の上フレーム部材４１４に絶縁させて固定されかつ導電板４５２ａと電気的に導通されている固定導体４７１と、焼結機の側部に配置された可動導電体４７２と、可動導電体４７２と焼結機の可動電極すなわち下通電電極２５に電気的に接続する接続端子４８ａとを電気的に接続するＬ形の導体４７３と、固定導電体４７１と可動導電体４７２とを電気的に接続するフレキシブル導電体４７４と、可動導電体４７２を下通電電極の上下動に同期して上下動させるアクチュエータ４７５とを備えている。アクチュエータ４７５は、この実施例では、焼結機２に隣接して直立状態で配置されたエアシリンダーなどの流体圧シリンダで構成され、そのピストンロッドの先端が可動導電体４７２に電気的に絶縁して取り付けられている。フレキシブル導電体４７４は、この実施例では極めて薄い幅広の銅板を多数枚重ねて可撓性を与えたものである。しかし、細い銅線を帯状に編んで可撓性を与えたものでも、或いは銅でできた多数枚のリンクを幅方向（図６で紙面に直角の方向）及び長手方向に並べれそれらをチエーンのように銅のような導電性の良いピンで接続した構造にしたものでもよい。いずれにしろ十分な電流を流せるように幅広にかつ大きな断面積を有する導電体として構成される。この通電切換え装置においてこのような通電機構を設けた理由は次のような理由による。すなわち、通電焼結機が大電流を必要とするためフレキシブル導電体の重量が非常に大きくなってしまい、下通電電極に偏荷重が作用し下通電電極を移動可能に案内している絶縁性案内部材の偏摩耗を発生させ、その結果焼結型設置テーブル部の上下の平行度を損ない通電焼結時のパルス電流の流れが不均一となって焼結のバラツキ、未焼結部分の発生などの不具合が発生し、また焼結型や焼結装置の破損問題などを引き起こす原因となるからである。
【００１９】
第１及び第２の入力側端子板及び第１及び第２の出力側端子板の上方、特に入力側端子板と出力側端子板とが横方向に（図８において左右方向に）重なり合う部分の上方には支持板５１が複数の支柱５２によりほぼ水平になるように配設され固定される。支柱５２は図示しない絶縁部材により入力側及び出力側端子板から電気的に絶縁され、したがって支持板５１も絶縁されている。支持板５１には複数（本実施例では４個）の流体シリンダ５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ）が直立状態で取り付けられている。流体シリンダ５３の位置は、各流体シリンダの軸心が入力端子板と出力端子板とが横方向に重なり合う部分のほぼ中央の線Ｘ−Ｘ（図８において）上でかつ入力端子板と出力端子板との間の位置、すなわち入力側端子板４２と二つの出力側端子板４４ａ及び４４ｂとの間の二つの位置並びに入力側端子板４３と二つの出力側端子板４５ａ及び４５ｂとの間の二つの位置になるように、決められている。また、各流体シリンダはそのピストンロッドが支持板の下側に突出できるように配向されている。各流体シリンダ５０のピストンロッド５３１には可動支持体５４（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ）（ただし図７では５４ｃのみ図示）が絶縁部材を介して電気的に絶縁して固定されている。各可動支持体５４の下面には銅等の導電性の良い材料でできた導通部材５５（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ）が固定されている。導通部材の下側の接触面すなわち通電面はほぼ水平になるように調整されている。このように、各流体シリンダに対して一つの導通部材が設けられ、各導通部材が対応する流体シリンダにより独立して上下動されるようになっている。導通部材５５ａはシリンダ５３ａにより動作されて第１の入力側端子板４２と第１の出力側端子板４４ａとを電気的に接続する。導通部材５５ｂはシリンダ５３ｂにより動作されて第１の入力側端子板４２と第１の出力側端子板４４ｂとを電気的に接続する。導通部材５４ｃはシリンダ５３ｃにより動作されて第２の入力側端子板４３と第２の出力側端子板４５ａとを電気的に接続する。導通部材５５ｄはシリンダ５３ｄにより動作されて第２の入力側端子板４３と第２の出力側端子板４５ｂとを電気的に接続する。
【００２０】
上記通電切換え装置４は、シリンダ５０ａ及び５０ｃが同時に動作して導通部材５２ａ及び５２ｃを押し下げて一方の導通部材５２ａを第１の入力側端子板４２と第１の出力側端子板４４ａに接触させてそれらを電気的に導通させ、他方の導通部材５２ｃを第２の入力側端子板４３と第２の出力側端子板４５ａに接触させてそれらを導通させ、それによって電源装置３から第１の通電焼結機２ａに直流パルス電流を供給する。一方第２の通電焼結機２ｂに直流パルス電流を供給するときには、シリンダ５０ｂ及び５０ｄが同時に動作して導通部材５２ｂ及び５２ｄを押し下げて一方の導通部材５２ｂを第１の入力側端子板４２と第１の出力側端子板４４ｂに接触させてそれらを電気的に導通させ、他方の導通部材５２ｄを第２の入力側端子板４３と第２の出力側端子板４５ｂに接触させてそれらを導通させる。
【００２１】
図１において、供給コンベア６及び排出コンベア８は、焼結型をベルト上に載せて搬送する公知の構造のベルトコンベアでも或いはガイドレール上に移動可能に載せられた焼結型をチエーンに取り付けられた送り部材で押して搬送する公知の構造のチエーンコンベアでもよいので、構造及び動作の詳細な説明は省略する。供給コンベア６は粉末の被焼結材が予め充填された焼結型ａを通電焼結機に近い供給位置に供給するコンベアであり、排出コンベア８は焼結が完了し、通電焼結機から装填装置により取り出された焼結型を排出する。
【００２２】
図１及び図２において、装填装置７は、固定台７１と、固定台７１に鉛直軸線Ｏ−Ｏを中心として少なくとも角θ回動するように支持された可動台７２と、その可動台の凸部に動作可能に取り付けられたアーム組立体７３と、アーム組立体の先端に取り付けられたチャック７４とを備え、可動台７２とアーム組立体７３でチャックを焼結型のある位置に接近させ、チャック７４で焼結型を把持して通電焼結機に装填し或いは通電焼結機から取り出すようになっている。なお、上記のような装填装置は工業用ロボット装置として一般的に知られているものでよいので、構造及び動作の詳細な説明は省略する。
【００２３】
上記実施例の通電焼結システムの動作を説明する。
パルス通電焼結機２ａ又は２ｂの上、下ハウジング組立体２３、２２がそれぞれ上位置及び下位置になっていて、下通電電極１４１が上通電電極から最も離れた状態になっているとき、粉末材料ｊが充填された焼結型ａが供給コンベア６により供給位置に送られて来ると、装填装置７が動作してチャック７４でその焼結型を把持し一方のパルス通電焼結機、例えば２ａの下通電電極１４１のヘッド２４４の上にセットされる。するとそのパルス通電焼結機２ａの駆動装置２６が動作して下ハウジング組立体２２及び下通電電極組立体２４を、焼結型の穴内に挿入された上プレスコアｃが上通電電極２５１のヘッド２５４の下面に当たるまで上昇させる。それと同時又はその後アクチュエータ２７が動作して上ハウジング組立体２３を降下させる。すると上ハウジング２３３のリング部材２３６と下ハウジング２２３のリング部材２２６とが当接して上、下ハウジングによって画成されるチャンバを外気と遮断し、そのチャンバ内を公知の方法で真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気にする。その後駆動装置２６で下通電電極２４１を上通電電極２５１に向かって所望の圧力で押圧した状態で通電切換え装置４のシリンダ５３ａ及び５３ｃが同時に動作して導通部材５５ａ及び５５ｃを押し下げて一方の導通部材５５ａを第１の入力側端子板４２と第１の出力側端子板４４ａに接触させてそれらを電気的に導通させ、他方の導通部材５５ｃを第２の入力側端子板４３と第２の出力側端子板４５ａに接触させてそれらを導通させ、それによって電源装置３から第１の通電焼結機２ａに直流パルス電流を供給し、通電焼結機２ａで焼結を行う。所定時間通電して焼結が完了すると上、下ハウジング組立体２２及び２３が互いに離れて上、下ハウジングが離れると共に下通電電極２４１も降下し、図４に示される状態になる。すると装填装置が動作してチャック７４により焼結済みの焼結型を排出コンベアに移す。第２の通電焼結機２ｂで焼結を行う場合にはその通電焼結機２ｂについて上記と同様の動作を行う。なお、焼結型内への粉体の充填、充填された粉体の予備加圧などの準備動作は、通電焼結機が通電焼結動作を行っている間に供給コンベアの上流側に設けられた自動粉体充填装置で自動的に、或いは人手により行われる。
【００２４】
図９において、通電切換え装置の変形例の一部が示されている。この変形例では各可動支持体５３ａ’、５３ｂ’（２個のシリンダ及び可動支持体等しか図示せず）は支柱５２に移動可能に案内され、したがってそれら可動支持体に取り付けられた導通部材の動作の安定性を確保できる。なお、上記実施例では一つの入力側端子板に対して二つの出力側端子板を配置した例を示したが、図１０に示されるようにして一つの入力側端子板４２及び４３に対して三つの出力側端子板４４ａ、４４ｂ、４４ｃ及び４５ａ、４５ｂ、４５ｃを配置することも、配置を変えてそれ以上配置することも可能である。
【００２５】
上記実施例のパルス通電焼結機では上、下ハウジングが可動に構成されているが、図１１に示されるように、ハウジングを固定式にしてもよい。図１１において、前記実施例のパルス通電焼結機のハウジングと違ってハウジング２２３ｂは上支持板２１３ｂに固定された固定式である点で相違する。ハウジング２２３ｂは上端が上支持板２１３ｂに固定された中空の筒体２２５ｂと、中空の筒体２２５ｂの下端に固定された底板２２４ｂとを備えている。下通電電極組立体２４ｂは、駆動装置２６ｂを構成する流体シリンダ２６１ｂのピストンロッド２６２ｂの上端に取り付けられている。下通電電極組立体２４ｂは下端にフランジ部２４３ｂが形成された円柱状の電極本体２４２ｂから構成された下通電電極２４１ｂを備えている。電極本体２４２ｂと、ピストンロッド２６２ｂの上端に固定された接続ブロック２６３ｂとの間には、前記実施例と同様に絶縁板と銅板等でできた接続端子４８ａとが絶縁板を接続ブロック側にして配置固定されている。接続端子、電極本体及び接続ブロック間の接続方法は前記実施例と同じである。上電極組立体２５ｂの構造及び取り付け方法は前記実施例と実質的に同じである。従って説明は省略する。この実施例ではハウジング１２ｂが固定式であるため、ハウジング内の焼結チャンバ内への或いはそこからの焼結型の出し入れを行うための比較的大きな窓２２７ｂが形成され、その窓を蝶番等により開閉可能に取り付けたれたカバー２２８ｂにより閉鎖できるようにしてある。下通電電極２４１ｂはハウジング２２３ｂの底板２２４ｂに形成された穴を貫通して伸びている。その穴内には絶縁シール部材２２９ｂが設けられている。この絶縁シール部材は底板と下通電電極との間の電気的接続を阻止すると共に下通電電極の周りでの気密性を確保し、更に下通電電極をハウジングに関して移動可能に案内する役目をしている。このようなハウジング構造を有する場合には、絶縁シール部材が通電電極と滑り接触しているので偏荷重により偏摩耗を来すことになるが、本発明の通電装置を使用すればこのような偏摩耗も防止できる。なお、ハウジングの側壁は、前記実施例と同様に、環状体２２５ｂを二重に設けることによって二重壁構造（ウオータージャケット状）にされ、中に冷却水を通す構造になっている。また、扉２２８ｂも二重構造になっている。また、図示しないが、通電時の焼結型からの発熱からハウジングの内壁を保護するために、チャンバ内部に単層又は複数の層の環状のステンレス鋼薄板を遮熱板として設けてもよい。
【００２６】
【効果】
本発明によれば、
（イ）一つの電源装置で複数の通電焼結機を動作させることが可能であり、焼結機を効率よく運転でき、焼結コストを低減できる、
（ロ）電源装置の少なくして設置スペースの節約、システム全体の構成の簡素化等により設備費を節約でき、この点からも焼結コストを低減できる、
（ハ）焼結型の供給コンベア、排出コンベア及び装填装置を併用することにより複数の焼結機を連続して自動運転でき、焼結作業の能率を向上でき、また作業の無人化及び安全性の確保に寄与する、
（ニ）各焼結機毎の単独使用も、また焼結機の増設も可能でシステムの組み替えが容易である、
等の効果を奏することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマルチヘッド通電焼結システムの一実施例の全体配置を示す概略平面図である。
【図２】装填装置の側面図である。
【図３】パルス通電焼結機の側面図である。
【図４】［Ａ］は下通電電極と駆動装置との連結状態を示す拡大断面図であり、［Ｂ］は上ハウジング組立体を動作するアクチュエータを示す図であり、［Ｃ］はアクチュエータの変形例を示す図である。
【図５】通電切換え装置の平面図であって、一方の通電焼結機と共に示す図である。
【図６】通電切換え装置の一部を他の通電焼結機と共に示す図であって、図５の右に連続する図である。
【図７】通電切換え装置の立面図であって図５の線Ａ−Ａに沿って見た図である。
【図８】入力側端子板と出力側端子板との配置位置関係を示す図である。
【図９】通電切換え装置の変形例の一部を示す側面図である。
【図１０】入力側端子板と出力側端子板との配置位置関係の変形例を示す図である。
【図１１】パルス通電焼結機の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１  マルチヘッド通電焼結システム      ２  パルス通電焼結機
３  電源装置                          ４  通電切換え装置
６  焼結型供給コンベア                ７  装填装置
２１  本体フレーム                    ２２  流体圧シリンダ
２３  下可動フレーム                  ２４  上可動フレーム
２５  下通電電極                      ２６  上通電電極
４１  本体フレーム                    ４２、４３  入力端子板
４４、４５  出力端子板                ４６  電極端子
４７ａ  通電機構                      ５１  支持板
５２  支柱                            ５３  流体シリンダ
５４  可動支持体
【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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