(57)【要約】      （修正有）【課題】不均一充填を生じさせることなく、原料金属粉をダイキャビティに充填する原料金属粉の充填装置を提供する。【解決手段】原料金属粉が充填されるダイキャビティ４が設けられたダイテーブル１と、原料金属粉をダイキャビティ内に供給する原料供給口が底面部に設けられる。ダイテーブルの上面に底面部を対向させて配置されたフィーダーボックス５と、ダイテーブルの上面に臨むダイキャビティの開口端に対し進退する方向にフィーダーボックスを移動ガイドする移動ガイド機構８と、フィーダーボックスの底面部をダイテーブルの上面から一定距離を浮上させて支持するフィーダーボックス浮上支持機構と、フィーダーボックスをダイキャビティの開口端に対し進退する方向に移動操作するフィーダーボックス駆動機構１６とを備える。【選択図】図１
0003183516.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
原料金属粉が充填されるダイキャビティが設けられたダイテーブルと、
内部に貯留された原料金属粉を上記ダイキャビティ内に供給する原料供給口が底面部に設けられるとともに、上記ダイキャビティの開口端が臨む上記ダイテーブル上に、上記底面部を上記ダイキャビティの開口端に対し一定の間隙を隔てて配置されたフィーダーボックスと、
上記ダイテーブル上であって、上記ダイキャビティの開口端に対し進退する方向に上記フィーダーボックスを移動ガイドする移動ガイド機構と、
上記フィーダーボックスを上記移動ガイド機構にガイドさせて上記ダイキャビティの開口端に対し進退する方向に移動操作するフィーダーボックス駆動機構とを備え、
上記フィーダーボックス駆動機構により上記フィーダーボックスを上記移動ガイド機構にガイドさせて移動操作し、上記フィーダーボックスに貯留された原料金属粉を上記原料供給口から上記ダイキャビティ内に充填するとき、上記原料金属粉が上記ダイキャビティの開口端上から上記ダイテーブルの上面に亘って一定の厚さで溢れて供給されることを特徴とする原料金属粉の充填装置。
【請求項２】
さらに、上記フィーダーボックスの上記原料供給口が設けられた底面部の上記ダイテーブルの上面に対する高さ位置を調整する高さ調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１記載の原料金属粉の充填装置。
【請求項３】
上記高さ調整機構は、上記移動ガイド機構の上記ダイテーブルの上面に対する支持位置を可変させることにより、上記フィーダーボックスの上記原料供給口が設けられた底面部の上記ダイテーブルの上面に対する高さ位置を調整するようにしたことを特徴とする請求項２記載の原料金属粉の充填装置。
【請求項４】
上記移動ガイド機構は、上記フィーダーボックスの相対向する両側に互いに平行に配設された一対のガイド軸を備え、
上記高さ調整機構は、上記一対のガイド軸の両端をそれぞれ支持し、上記ガイド軸の上記ダイテーブルの上面に対する設置高さを調整して上記フィーダーボックスの上記原料供給口が設けられた底面部の上記ダイテーブルの上面に対する高さ位置を調整するようにしたことを特徴とする請求項２又は３に記載の原料金属粉の充填装置。
【請求項５】
上記フィーダーボックスに設けた原料供給口は、上記ダイキャビティの開口端に対し進退する方向の幅を上記ダイキャビティの開口端の幅より小さく形成し、上記移動方向と直交する方向の長さを上記ダイキャビティの開口端の長さより大きく形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の原料金属粉の充填装置。
【請求項６】
上記フィーダーボックスには、上記原料供給口を開閉するシャッタ板が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の原料金属粉の充填装置。
【請求項７】
上記フィーダーボックスの底面部に、上記原料供給口から上記ダイテーブル上に供給される原料金属粉を平坦化するならし板が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の金属粉の充填装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、原料金属粉、例えば、超硬合金に用いる原料金属粉を成形用のダイキャビティに充填するための充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属の切削や切断に用いられる回転刃等の耐摩耗工具や打ち抜き加工用のパンチ、あるいはダイ等の金型の超硬工具の素材として、焼結合金である超硬合金が広く用いられている。
【０００３】
この種の超硬合金は、炭化タングステン（ＷＣ）を主体とする粉末とＣｏ等の遷移金属の粉末を混合した原料金属粉を圧粉成形法を用いて所定形状の圧粉体に成形し、この圧粉体を焼結することにより製造される。
【０００４】
ところで、原料混合粉の圧粉成形には、成形型を用いた金型成形圧縮法が用いられている。金型成形圧縮法は、ダイと上下のパンチによって区画されるダイキャビティ内に原料金属粉を充填し、ダイキャビティ内に充填した原料金属粉を圧縮することにより所望の圧粉体を成形する方法である。
【０００５】
従来、ダイキャビティ内への原料金属粉の充填は、フィーダーボックスを備えた充填装置を用いて行われている。この種の充填装置は、原料金属粉が貯留されたホッパーから原料金属粉を供給されるフィーダーボックスを備える。フィーダーボックスの底部には、ホッパーから供給される原料金属粉をダイキャビティ側に落下させる原料供給口が設けらている。このフィーダーボックスには、駆動機構を構成するシリンダロッドが連結されている。フィーダーボックスは、シリンダロッドが駆動されることにより、ダイが設けられたダイテーブル上を進退される。フィーダーボックスは、ダイテーブル上を進退するときに、原料供給口から原料金属粉をダイキャビティ内に充填する。
【０００６】
ダイキャビティに充填された原料金属粉は、ダイキャビティ内に進退する上下一対のパンチにより圧縮され圧粉体とされる。
【０００７】
金型成型圧縮法に用いられる原料金属粉の充填装置として特開２０００-５２０９７号公報（特許文献１）、特開２００６-３７２１９号公報（特許文献２）、特開平１１-２６７８９１号公報(特許文献３)に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−５２０９７号公報
【特許文献２】特開２００６−３７２１９号公報
【特許文献３】特開平１１−２６７８９１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、フィーダーボックスを用いて原料金属粉をダイキャビティに充填するとき、一定量の原料金属粉を充填することが重要である。ダイキャビティ内への原料金属粉の充填不足が生ずると、圧粉体の寸法制度を十分に維持できなくなるばかりか、品質が不均一になり、この圧粉体を焼結して製造される超硬合金の大きさ、品質が一定でなくなる。
【００１０】
このような問題点を解決するため、ダイキャビティの開口端上でフィーダーボックスを振動させながら繰り返し往復動することにより、ダイキャビティ内への原料金属粉の充填不足を解消するような操作が行われている。この方法を採用したときには、ダイキャビティ内への原料金属粉の充填に時間を要する。
【００１１】
また、従来用いられている原料金属粉の充填装置は、フィーダーボックスからダイキャビティに原料金属粉を充填するときに、原料金属粉がダイキャビティの開口端とダイテーブルの上面と面一となるように調整されている。この種の充填装置にあっては、充填時に原料金属粉の表面をフィーダーボックスの底部により引き摺るなどして、ダイキャビティに充填した原料金属粉を開口部の全面に亘って均一に平坦な面とすることが極めて困難である。
【００１２】
特に、平面の大きさに比し厚さの薄い薄板状の圧粉体を成形するダイに設けられるダイキャビティに均一の厚さで原料金属粉を供給することが極めて困難である。薄い圧粉体を成形するために用いられるダイキャビティは、成形される圧粉体の形状に合わせ、原料金属粉の受け入れ口である開口部の面積を大きくしながら浅く形成されている。このようなダイキャビティに原料金属粉を一定量正確に供給することが極めて困難である。
【００１３】
そこで、本考案は、不均一充填を招くことなく確実に一定量の原料金属粉をダイキャビティに充填し、均一な寸法精度を維持し、均一な品質の圧粉体を成形することを可能とする金属粉の充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述のような目的を達成するために提案される本考案は、原料金属粉が充填されるダイキャビティが設けられたダイテーブルと、内部に貯留された原料金属粉を上記ダイキャビティ内に供給する原料供給口が底面部に設けられるとともに、上記ダイキャビティの開口端が臨む上記ダイテーブル上に、上記底面部を上記ダイキャビティの開口端に対し一定の間隙を隔てて配置されたフィーダーボックスと、上記ダイテーブル上であって、上記ダイキャビティの開口端に対し進退する方向に上記フィーダーボックスを移動ガイドする移動ガイド機構と、上記フィーダーボックスを上記移動ガイド機構にガイドさせて上記ダイキャビティの開口端に対し進退する方向に移動操作するフィーダーボックス駆動機構とを備え、上記フィーダーボックス駆動機構により上記フィーダーボックスを上記移動ガイド機構にガイドさせて移動操作し、上記フィーダーボックスに貯留された原料金属粉を上記原料供給口から上記ダイキャビティ内に充填するとき、上記原料金属粉を上記ダイキャビティの開口端上から上記ダイテーブルの上面に亘って一定の厚さで溢れて供給することを特徴とする。
【００１５】
本考案に係る原料金属粉の充填装置は、さらに、上記フィーダーボックスの上記原料供給口が設けられた底面部の上記ダイテーブルの上面に対する高さ位置を調整する高さ調整機構が設けられている。
【００１６】
上記高さ調整機構は、上記移動ガイド機構の上記ダイテーブルの上面に対する支持位置を可変させることにより、上記フィーダーボックスの上記原料供給口が設けられた底面部の上記ダイテーブルの上面に対する高さ位置を調整する。
【００１７】
さらに、上記移動ガイド機構は、上記フィーダーボックスの相対向する両側に互いに平行に配設された一対のガイド軸を備え、上記高さ調整機構は、上記一対のガイド軸の両端をそれぞれ支持し、上記ガイド軸の上記ダイテーブルの上面に対する設置高さを調整して上記フィーダーボックスの上記原料供給口が設けられた底面部の上記ダイテーブルの上面に対する高さ位置を調整するようにした。
【００１８】
上記フィーダーボックスに設けた原料供給口は、上記ダイキャビティの開口端に対し進退する方向の幅を上記ダイキャビティの開口端の幅より小さく形成し、上記移動方向と直交する方向の長さを上記ダイキャビティの開口端の長さより大きく形成されている。
【００１９】
さらに、上記フィーダーボックスには、上記原料供給口を開閉するシャッタ板が設けられている。
【００２０】
上記フィーダーボックスの底面部には、上記原料供給口から上記ダイテーブル上に供給される原料金属粉を平坦化するためのならし板を設けることが望ましい。
【考案の効果】
【００２１】
本考案に係る原料金属粉の充填装置は、フィーダーボックスに貯留された原料金属粉を、ダイテーブルに設けたダイのキャビティ内に充填するとき、原料金属粉をキャビティの開口端上からダイテーブルの上面に亘って一定の厚さで溢れて供給するので、キャビティ内に一定量の原料金属粉を充填することができ、均一な充填を行うことができる。そのため、キャビティに充填した原料金属粉を圧縮成形して得られる圧粉体は、均一な寸法精度を維持し、均一な品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本考案に係る原料金属粉の充填装置を示す斜視図である。
【図２】ダイキャビティが設けられたダイテーブルとフィーダーボックスを示す縦断面図である。
【図３】ダイテーブルとフィーダーボックスを示す横断面図である。
【図４】原料金属粉をダイキャビティ内に充填する状態を示す充填装置の縦断面図である。
【図５】ダイキャビティ上からダイキャビティ内に原料金属粉を供給し、ダイキャビティ内に原料金属粉を充填した状態を示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２３】
以下、本考案に係る原料金属粉の充填装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
本実施の形態の充填装置は、超硬合金を製造するために用いる原料金属粉を成形用のダイキャビティに充填するために用いて有用な充填装置であって、図１に示すように、ダイテーブル１を備える。ダイテーブル１には、原料金属粉を圧縮成形する圧縮成型装置を構成するダイ２が取り付けられている。ダイ２は、図２に示すように、このダイ２内に設けられた下パンチ３と図示しない上パンチとでダイキャビティ４を構成する。このダイキャビティ４内には、原料金属粉Ｐが充填される。ダイキャビティ４に充填された原料金属粉Ｐは、ダイキャビティ４内で上下のパンチ３により圧縮され所定形状の圧粉体とされる。
【００２５】
ところで、本実施の形態の充填装置は、ダイテーブル１上に、ダイキャビティ４に原料金属粉Ｐを供給するフィーダーボックス５が設けられている。このフィーダーボックス５は、図１に示すように、横長の長尺な形状に形成されている。フィーダーボックス５は、前面壁５ａと背面壁５ｂを底面部６に向かって傾斜させ、断面形状が先端側に向かって先細り状となる漏斗状に形成されている。このフィーダーボックス５には、原料金属粉Ｐの供給源となる図示しないホッパーから供給される。フィーダーボックス５の底面部６には、ホッパーから供給され、このフィーダーボックス５に貯留された原料金属粉Ｐをダイキャビティ４内に供給する原料供給口７が設けられている。
【００２６】
そして、フィーダーボックス５は、原料供給口７が設けられた底面部６をダイキャビティ４の開口端４ａが臨むダイテーブル１の上面に対向させて配置される。ダイテーブル１上に配置されたフィーダーボックス５は、ダイテーブル１上で、ダイキャビティ４の開口端４ａに対し進退する図２中矢印Ｘ１方向、矢印Ｘ２方向に移動するように移動ガイド機構８に支持されている。このとき、フィーダーボックス５は、図１、図３に示すように、原料供給口７の長手方向が移動方向と直交するように配置される。
【００２７】
フィーダーボックス５を移動可能に支持する移動ガイド機構８は、フィーダーボックス５の長手方向の両側を支持するようにダイテーブル１上に配設された一対のガイド軸９，１０を備える。これらガイド軸９，１０には、図１，図２に示すように、スライド軸受け１１，１２が取り付けられている。そして、フィーダーボックス５は、両側にそれぞれ取り付けたＬ字状をなすブラケット１３，１４を、スライド軸受け１１，１２に連結してガイド軸９，１０に移動可能に支持されている。
【００２８】
なお、ブラケット１３，１４は、フィーダーボックス５の底面部６に取り付けたならし板１５の両側にそれぞれ固定されている。ならし板１５は、原料供給口７からダイテーブル１上に供給される原料金属粉Ｐを平坦化するために用いられる。
【００２９】
ところで、フィーダーボックス５は、原料供給口７を設けた底面部６をダイキャビティ４の開口端４ａに対し一定の間隙Ｄを隔てて配置される。フィーダーボックス５のダイテーブル１に対する高さ位置は、フィーダーボックス５の両側をガイド軸９，１０に支持するブラケット１３，１４の高さを調整することにより設定される。このように、ダイテーブル１の上面に対し一定の間隔を隔てフィーダーボックス５を配置することにより、原料供給口７からダイキャビティ４内に原料金属粉Ｐを充填するとき、原料金属粉Ｐがダイキャビティ４の開口端４ａ上からダイテーブル１の上面に亘って溢れ出るように供給される。
【００３０】
移動ガイド機構８に支持されたフィーダーボックス５は、フィーダーボックス駆動機構１６により移動ガイド機構８によりガイドされ、ダイキャビティ４の開口端４ａに対し進退する図２中矢印Ｘ１方向、矢印Ｘ２方向に移動される。このフィーダーボックス駆動機構１６は、エアー駆動されるシリンダロッド１７をフィーダーボックス５に連結し、シリンダロッド１７を進退することによりフィーダーボックス５をダイキャビティ４の開口端４ａに対し進退操作する。
【００３１】
本実施の形態に係る原料金属粉の充填装置は、さらに、フィーダーボックス５の原料供給口７が設けられた底面部６のダイテーブル１の上面に対する高さ位置を調整する高さ調整機構１８が設けられている。高さ調整機構１８は、移動ガイド機構８のダイテーブル１の上面に対する支持位置を可変させることにより、フィーダーボックス５の原料供給口７が設けられた底面部６のダイテーブル１の上面に対する高さ位置を調整する。ここで用いる高さ調整機構１８は、一対のガイド軸９，１０の両端をそれぞれ支持する支持部材１９と、これら支持部材１９によるガイド軸９，１０の支持高さ位置を調整する支持高さ調整ネジ２０により構成されている。支持高さ調整ネジ２０を進退操作することにより、支持部材１９によるガイド軸９，１０の支持高さ位置が調整される。支持部材１９によるガイド軸９，１０の支持高さ位置が調整されることにより、これらガイド軸９，１０に支持されたフィーダーボックス５のダイテーブル１に対する高さ位置が調整され、原料供給口７を設けた底面部６のダイキャビティ４の開口端４ａに対する間隙Ｄが調整される。さらに、ガイド軸９，１０の両端部の支持高さ位置を調整することにより、フィーダーボックス５のダイテーブル１の上面に対する傾きを調整することができる。フィーダーボックス５のダイテーブル１に対する傾きを調整することができることから、フィーダーボックス５をダイテーブル１の上面に対し水平状態を維持して設置することができ、フィーダーボックス５の移動範囲に亘って一定の厚さで原料金属粉Ｐの供給を行うことができる。
【００３２】
なお、本実施の形態において、フィーダーボックス５に設けた原料供給口７は、図３に示すように、ダイキャビティ４の開口端４ａに対し進退する方向の幅をダイキャビティ４の開口端４ａの幅Ｗ１より小さく形成し、移動方向と直交する方向の長さＬ１をダイキャビティ４の開口端４ａの長さＬ２より大きく形成した。このように原料供給口７を形成することにより、フィーダーボックス５をダイキャビティ４に対し一方向の移動操作により、ダイキャビティ４の全領域に亘ってほぼ均等に原料金属粉Ｐを充填できる。
【００３３】
さらにまた、本実施の形態に係る原料金属粉の充填装置は、フィーダーボックス５に設けた原料供給口７を開閉するシャッタ板２１が設けられている。シャッタ板２１は、エアー駆動されるシリンダロッドを備えたシャッタ板駆動機構２２により、原料供給口７を開閉する図２中矢印Ｘ１方向、矢印Ｘ２方向に移動操作される。シャッタ板２１は、原料供給口７を開閉することにより、フィーダーボックス５に貯留された原料金属粉Ｐのダイキャビティ４側への供給を制御する。すなわち、シャッタ板２１の開閉を制御することにより、フィーダーボックス５をダイキャビティ４に対し往復動させて原料金属粉Ｐの充填を行い、あるいは、ダイキャビティ４に対し一方向にのみ移動させて原料金属粉Ｐを充填させるなど、ダイキャビティ４の形状や大きさに対応して原料金属粉Ｐの供給状態を選択することができる。
【００３４】
上述したように構成された充填装置を用いてダイキャビティ４に原料金属粉Ｐを充填する状態を説明する。
【００３５】
ダイキャビティ４に原料金属粉Ｐを充填するには、フィーダーボックス５を初期位置である図４中に示す原料供給位置Ａに位置させる。原料供給位置Ａは、フィーダーボックス５がダイキャビティ４から最も離間した位置である。待機位置Ａにあるとき、原料供給口７は、シャッタ板２１により閉塞されている。フィーダーボックス５が待機位置Ａにあるとき、このフィーダーボックス５に図示しないホッパーから原料金属粉Ｐの供給が行われる。
【００３６】
次いで、フィーダーボックス駆動機構１６を駆動し、フィーダーボックス５を図４中矢印Ｘ１方向に移動し、ダイキャビティ４の開口端に近接したシャッタ板開閉位置Ｂまで移動する。ここで、シャッタ板駆動機構２２を駆動し、シャッタ板２１を図４中矢印Ｘ２方向に移動し原料供給口７を開放する。原料供給口７を開放したところで、フィーダーボックス駆動機構１６を駆動し、フィーダーボックス５をダイキャビティ４上に向かって図４中矢印Ｘ１方向に移動していく。フィーダーボックス５は、ダイキャビティ４上からさらにダイキャビティ４を越えた折り返し位置Ｃまで移動し停止する。折り返し位置Ｃに移動されたフィーダーボックス５は、図２中矢印Ｘ２方向のダイキャビティ４上に向かって復動し、シャッタ板開閉位置Ｂまで移動する。フィーダーボックス５がシャッタ板開閉位置Ｂまで移動されたとき、シャッタ板２１が図２中矢印Ｘ１方向に移動し原料供給口７を閉じる。
【００３７】
原料供給口７が開放された状態でフィーダーボックス５を、シャッタ板開閉位置Ｂと折り返し位置Ｃとの間を往復不動することにより、フィーダーボックス５に貯留された原料金属粉Ｐが原料供給口７を介してダイテーブル１上に供給され、ダイキャビティ４内に充填される。
【００３８】
このとき、フィーダーボックス５は、原料供給口７を設けた底面部６をダイテーブル１の上面から一定距離浮上するように移動ガイド機構８に支持されているので、原料金属粉Ｐをダイキャビティ４の開口端４ａからダイテーブル１の上面に亘って一定の厚さで溢れるように供給することができる。なお、ダイキャビティ４から溢れて供給された原料金属粉Ｐは、フィーダーボックス５のならし板１５により平坦化される。そのため、ダイキャビティ４の開口端４ａ上からダイテーブル１の上面には、図５に示すように、一定の厚さＤ１で原料金属粉Ｐが供給された状態となる。
【００３９】
本考案に係る原料金属粉Ｐの充填装置は、ダイキャビティ４上に一定の厚さでダイキャビティ４を覆って原料金属粉Ｐを充填するようにしているので、ダイキャビティ４内への原料金属粉の不均一充填を招くことがない。
【００４０】
なお、面積が大きく厚さの薄い圧粉体を成形するために用いるダイキャビティ４に原料金属粉Ｐを充填する場合には、フィーダーボックス５の一方向への移動のみで原料金属粉Ｐの充填を行うことが望ましい。フィーダーボックス５の一方向への移動による原料金属粉Ｐをダイキャビティ４に充填するには、まず、原料供給口７を閉じた状態でフィーダーボックス５を折り返し位置Ｃに移動する。折り返し位置Ｃに移動してところで、シャッタ板２１を移動して原料供給口７を開放し、原料金属粉Ｐをダイテーブル１上からダイキャビティ４内に原料金属粉Ｐを供給しながらフィーダーボックス５を図２中矢印Ｘ２方向に移動する。このように、フィーダーボックス５を一方向にのみ移動しながら原料金属粉Ｐを供給することにより、開口面積が大きく深さが浅いダイキャビティ４に均等に充填できる。そして、原料金属粉Ｐをダイキャビティ４の開口端４ａからダイテーブル１の上面に亘って一定の厚さで溢れるように供給することができるので、ダイキャビティ４の広い領域に亘って確実に充填できる。
【００４１】
上述したように本考案に係る充填装置を用いることにより、ダイキャビティ４内への原料金属粉Ｐの不均一充填を招く充填できるので、ダイキャビティ４に充填した原料金属粉Ｐを圧縮成形して得られる圧粉体を、均一な寸法精度、均一な品質で成形することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  ダイテーブル、２  ダイ、４  ダイキャビティ、５  フィーダーボックス、６  底面部、７  原料供給口、８  移動ガイド機構、１５ならし板、１６  フィーダーボックス駆動機構、１８  高さ調整機構、２１  シャッタ板
【図１】
0003183516.tif 000003
【図２】
0003183516.tif 000004
【図３】
0003183516.tif 000005
【図４】
0003183516.tif 000006
【図５】
0003183516.tif 000007