(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結機械部品の製造工程において粉末成形機から排出されるリング状圧粉体を焼結用のボートに積み上げ整列させるに当たり、先ず、圧粉体を作業台に設けたＶ字型の溝に軸心を横にした姿勢で載せ、所定の箇数に達するまで順次隙間なく並べ、次いで、この圧粉体の一団を、一対の挟み金具を具えるロボットハンドで一括して持ち上げ、軸心が縦になるように圧粉体の向きを変え、ボートの所定の位置に移動した後、挟み金具を開いて載置することを特徴とするリング状圧粉体の整列方法。
【請求項２】
焼結機械部品の製造工程において粉末成形機から排出されるリング状圧粉体を焼結用のボートに積み上げ整列させるに当たり、所定箇数の圧粉体を軸心を横にした姿勢で載せるためのＶ字型の溝（５１）を具える台と、圧粉体を粉末成形機のコンベアから台まで移送する手段としてコンベア上の圧粉体を一箇ずつ側方に押し出す切り出し手段，受け取った圧粉体の姿勢を横から縦に転換する姿勢転換手段および圧粉体を立ったままの姿勢でＶ字型の溝（５１）まで滑走させる転動手段と、Ｖ字型の溝（５１）から所定箇数の圧粉体を一括してボートに移送するための一対の挟み金具を具えるロボットハンドとから構成されることを特徴とするリング状圧粉体の整列装置。
【請求項３】
切り出し手段がプッシャー８１、姿勢転換手段が断面コの字型の受け具３０、転動手段が角樋状のシュート４０である請求項２に記載のリング状圧粉体の整列装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は焼結機械部品の製造工程において、粉末成形機から排出されてくるリング状圧粉体を拾い上げて焼結用のボートに積み上げ整列させる方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧粉体の焼結に用いる連続式焼結炉を圧粉体の移動方式によって大別すると、エンドレスコンベア型のメッシュベルト式焼結炉と、圧粉体をボートに収納して移動させるプッシュ式焼結炉，リフトビーム式焼結炉などがある。そして大型の圧粉体はメッシュベルト式焼結炉のベルトに一箇ずつ直接載せて焼結することが多いが、小型のものや薄いもの例えば内燃機関のバルブシート（弁座）のような薄い中空円板状（リング状）の圧粉体の場合は、通常箱型のボートに多数の圧粉体を積み上げ収納してプッシュ式焼結炉などで焼結することにより、焼結作業の効率化を図るのが通例である。
【０００３】
圧粉体をボートに収納する場合、ボート内で隣り合う圧粉体同士が触れ合っていると焼結時に付着して後工程での手間が増えるので、接触しないように、且つなるべく多くの圧粉体を整然と配列させる必要がある。バルブシートの大きさはエンジンの機種によって、また同じエンジンでも吸気側と排気側とで異なるが、素材としての圧粉体は概ね内径が２０〜３５ｍｍ，外径が２５〜４０ｍｍ，厚さ（高さ）７ｍｍ前後である。またその材質も同じように様々であるが、一般にはクロム，ニッケル，モリブデン，コバルトなどを含む耐熱・耐摩耗性の焼結合金鋼で、焼結前の圧粉密度は６．９ｇ／ｃｍ3 前後のものが多い。
【０００４】
粉末成形機から出てくるこの様な圧粉体をボートに移す手段としては、例えば特公昭５７−４５８０３号など電磁石応用の移送装置を使用することもあるが、一般にはロボットハンドによって一箇ずつ拾い上げて積み重ねていた。図２は従来の移送・積み重ね方式の一例を説明する模式図であって、先ず一対の挟み金具２１，２２を具えるロボットハンド２０を用いて粉末成形機からベルトコンベアやシュートで排出されてくる圧粉体１０を一箇ずつ拾い上げ、傍の作業台６０に順次積み上げる。この際、積み上げた圧粉体個々の間の軸心のずれ（心ずれ）が大きいと以後の操作に際して支障となるので、ロボットハンドの位置決めに注意しながら段積みする必要がある。
【０００５】
そして、積み上げられた圧粉体が所定の数（例えば１０箇）に達したら、同じロボットハンドを用いて１０箇を一括して持ち上げ、ボート７０の所定の位置にそのまま移動させ挟み金具を開いて載置する。これを反復して整然と収納する。ロボットハンドの挟み金具は所定数の圧粉体を一括して把持するのに充分な長さに作られ、また、圧粉体（リング）の内周側を把持する挟み金具２１の接触面は図３（イ）に示すように圧粉体の内周に倣った円弧面にしてあるため、外周側の挟み金具２２との間に挟むだけで、段積みされた圧粉体個々の間の心ずれは自動的に解消する。
【０００６】
この場合圧粉体の軸心は挟み金具２１の円弧面を基準として揃えられるので、外周側の挟み金具２２の形状は角棒でも丸棒（何れも圧粉体との接触は線接触）でも特に差し支えない。ちなみに（イ）に示す挟み金具２１は内径が特定寸法の圧粉体に専用されるが、これを板バネなどの弾性材で例えば（ロ）に示す形状に作れば、内径寸法の異なる数種類の圧粉体に汎用することができる。なお、内周側と外周側を逆にして、外周側の挟み金具２２の接触面を圧粉体の外周に倣った円弧面とし、内周側（２１）を丸棒とすることもできるが、（イ）の場合に比べ金具の横幅が大きくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの方式では、粉末成形機から出てくる圧粉体の全てを一台のロボットハンドで一箇ずつ拾い上げ、且つボートまで移送するために、ロボットハンドの各部，特に挟み金具を開閉するエアーチャックは頻繁な作動をすることとなり、摩耗その他による故障が多かった。また、圧粉体をコンベアから作業台に移して積み上げる際も心ずれが少ないよう位置制御を要すること；積み上げの一段毎にロボットハンドの昇降ストロークが異なることなどのために作動速度の向上には限界がある。この様な次第で、粉末成形工程で成形速度を速めて製造効率を向上させようとしても移送・整列工程が隘路となるため、その改良が望まれていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこでこの発明では、大要次の２点の改良を行なった。その一つは、コンベアから取り出した圧粉体を一旦積み重ねるための台として、従来の平らな作業台に代えて図１に示すようにＶ字型の溝（５１）を具える台を使用することであり、他の一つは、圧粉体をコンベアから台まで移送する手段として、従来のロボットハンドに代えて個々の機構が簡単な一連の手段、即ちコンベア上の圧粉体を一箇ずつ側方に押し出す切り出し手段，コンベアの脇でその圧粉体を受け取ってその姿勢を横から縦に変える姿勢転換手段，およびその圧粉体を立ったままの姿勢でＶ字型の溝まで滑走させる転動手段を用いることである。
【０００９】
そして、これらの一連の手段によってＶ字型の溝（５１）に圧粉体を一箇ずつ立てた状態で載せ、ちょうど従来の方式で作業台に積み上げた圧粉体をそのまま横に倒した状態に、順次隙間なく詰めて並べてゆく。この様にして、軸心を横にして積み重なった圧粉体が所定の数，例えば１０箇に達したら、一対の挟み金具２１，２２を具えるロボットハンド２０（従来のもの）を用いて所定数の圧粉体を一括して持ち上げ、軸心が縦になるように圧粉体の向きを変え、以後は従来の場合と同じくボート７０の所定の位置にそのまま移動し、挟み金具を開いて載置する。
【００１０】
この様にすると、ロボットハンド２０の稼働が従来方式の数分の一に，上記の例では圧粉体１０箇に一回と激減するため、その故障は殆ど生じなくなる。またＶ字型の溝に横方向に積み重なった圧粉体（リング）の一団は、それぞれの外周二か所で溝の両斜面に支えられているため相互間の心ずれは自動的になくなっている。従って従来のように圧粉体を積み重ねる際や、所定数の圧粉体を一括して持ち上げる際に相互の心ずれを考慮する必要が全くないので装置の作動を速めることができ、それだけ移送の効率が向上する。Ｖ字型の溝は水平に設けるのが普通であるが、立てた圧粉体が倒れない範囲で若干の傾斜を付けても差支えない。なお図１には文字通り断面がＶ字型の溝（５１）を作業台に刻設した態様を例示したが、前述の通りこの溝の目的はリング状圧粉体の一団を自動調心することにあるので、この機能さえあればその形状は図示のものに限らない。また、例えば断面が台形の角棒とか半割り円柱など適当な斜面を持つブロックを２箇、所要の間隔で対向設置してもよい。従って、この明細書にいうＶ字型の溝は、この様な態様をも包含する用語である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施例を説明する模式図で、（イ）先ず、粉末成形機からコンベア８０に一定の間隔で並んで送られてくる圧粉体１０をプッシャー８１で一箇ずつ切り出し、平板をコの字型に曲げた形状の受け具３０で、その圧粉体を受け取る。（ロ）次に、受け具３０を付設のロータリーアクチュエーターにより起こして圧粉体の姿勢を横から縦に（圧粉体の軸心は縦から横になる）変更し、角樋状のシュート４０に移して立てたまま下方に送り、台５０にシュート４０とは直交する向きに設けたＶ字型の溝５１に、立てたままの姿勢で載せる。この圧粉体をプッシャー５２で溝に沿って動かし、その跡に次の圧粉体をシュート４０から載せる。この操作の反復によって溝５１には圧粉体が心ずれのない状態で、隙間なく並んでゆく。この実施例ではプッシャー８１がロボットハンドに代える切り出し手段．断面がコの字型の受け具３０が姿勢転換手段，角樋状のシュート４０が転動手段に該当するものである。
【００１２】
この操作をより円滑にするにはシュート４０の下端にゲートを設け、圧粉体を間欠的に送り出すとよい。このゲートがあると前後の作業の流れに遅速を生じた場合、シュート４０をその緩衝に役立てることができる。このゲートは、図１の実施例ではシュートの下端に設けたバー４１およびその手前に設けたバー４２とから構成されている。これらのバーは、それぞれエアーシリンダーによって作動してシュート４０を横切って進退し、前進時にはシュート４０を閉じ、後退時には開く。２本のバーの間隔は、２本とも前進した状態ではバー４１はシュートに並んだ先頭の圧粉体を，バー４２は２番目（およびそれ以降）の圧粉体を止めているように設定してある。ちなみに図中のバー（４１，４２）およびプッシャー（５２）の場合、符号の引き出し線は本来はプッシャー８１の場合と同じくその機能部分を指すべきであるが、図面の都合で便宜上、それぞれを駆動するエアーシリンダーを指している。
【００１３】
この状態からバー４１を後退させると先頭の圧粉体がＶ字型の溝５１に載る。次いでバー４１を前進させてバー４２を後退させると、２番目の圧粉体が先頭の位置に移り、バー４１に止められる。そこでバー４２を前進させて後続の圧粉体を止めれば、当初の状態に復帰する訳である。ちなみに、上述の例では角樋状のシュートの側面から出入するバーを用いたが、ゲートの態様はこれに限らない。例えば踏切の遮断機のようにシュートの上方からバーが昇降する形式でもよく、シュートの底から車止めの突起が出没する形式でもよい。シュートの周りの設置スペースや、動力源がエアーか電気かなど、状況に応じて適宜に選択することができる。前記のプッシャー８１，５２ともエアーシリンダーが例示してあるが、これも駆動装置は任意である。
【００１４】
次に、この様にしてＶ字型の溝５１に並ぶ圧粉体が所定の数，例えば１０箇に達したら、（ハ）一対の挟み金具２１，２２を具えるロボットハンド２０を用いてこの一団の圧粉体を一括して持ち上げ、軸心が縦になるように圧粉体の向きを変える。この際、一団の圧粉体の軸心はＶ字型の溝５１の作用で既に揃っているので改めて揃える必要はない。以後は、従来の場合と同じくボート７０の所定の位置にそのまま移動し、挟み金具を開いて載置する。前述のようにこのロボットハンド２０は図２の従来方式で用いたのと同じ物であるが、従来の場合は移送の全工程で，即ち前半でコンベアから圧粉体を一箇ずつ作業台に移して積み上げるのにも用いられるのに対し、この発明にあっては移送工程の後半，即ちＶ字型の溝に並んだ所定数の圧粉体を、一括して焼結用のボートに移動させる工程でのみ用いる点が異なっている。
【００１５】
この発明によれば、ロボットハンド２０の稼働が従来方式の数分の一，上記の例では圧粉体１０箇に一回と減少するために、その故障は殆ど生じなくなった。また、圧粉体をコンベアからＶ字型の溝５１に移す装置は例えばロータリーアクチュエーターを用いる簡単な機構で済み、且つ従来と異なり、圧粉体を溝５１に並べる際に圧粉体相互の心ずれを考慮する必要が全くないため個々の所要時間が短縮され、移送効率が向上する。その一例として内径３０ｍｍ，外径３６ｍｍ，厚さ７ｍｍの圧粉体を１０段積みでボートに整列させる場合、図１に示した従来方式の処理量は１５箇／分であったものが、この発明の実施により２０箇／分に向上した。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、この発明においては移送の過程で圧粉体を段積みする台を平らな台からＶ字型の溝を具える台に代えたため、段積みに際して圧粉体相互の心ずれを考慮する必要がなくなり、段積みまでの移送にはロボットハンドを使用しないことと相俟って、粉末成形機から焼結炉までの圧粉体の移送工程における作業効率が約３割向上した。またロボットハンドの稼働が従来方式の数分の一に減少するため、ロボットハンドの故障は殆ど生じなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を説明する模式図である。
【図２】従来の移送装置を説明する模式図である。
【図３】ロボットハンドの挟み金具の形状を例示する図面である。
【符号の説明】
１０…圧粉体，２０…ロボットハンド，２１…（内周側の）挟み金具，
２２…（外周側の）挟み金具，３０…受け具，
４０…シュート，４１…バー，４２…バー，
５０…台，５１…（台に設けた）Ｖ字型の溝，５２…プッシャー，
６０…作業台，７０…ボート，８０…コンベア，８１…プッシャー，
【図１】
0003639169.tif 000002
【図２】
0003639169.tif 000003
【図３】
0003639169.tif 000004