(57)【要約】【課題】粉末成形プレス装置において生産する粉末成形品を変更する際に要する工数を減少させるとともに時間を短縮させ、稼働率を上昇させる。【解決手段】粉末成形プレス装置６０の金型６１の粉末充填部６２に原料粉末を供給するフィーダ１８とフィーダ１８内に粉末を供給するためのホッパー１４とを備えた複数の粉末供給手段７と、フィーダ１８を粉末充填部６２上に水平方向に移動させるための一次駆動機構３と、複数の粉末供給手段７がフィーダ１８の移動方向に対して略直交する水平方向に並設された上部プレート９と、上部プレート９をこの複数の粉末供給手段７が並設された方向に移動させる二次駆動機構４と、粉末供給手段７のフィーダ１８と一次駆動機構３とを着脱可能に連結する連結手段５０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末成形プレス装置の金型の粉末充填部に原料粉末を供給するフィーダと前記フィーダ内に粉末を供給するためのホッパーとを備えた複数の粉末供給手段と、
前記フィーダを前記粉末充填部上に水平方向に移動させるための一次駆動機構と、
前記複数の粉末供給手段が前記フィーダの移動方向に対して略直交する水平方向に並設されたプレートと、
前記プレートをこの複数の粉末供給手段が並設された方向に移動させる二次駆動機構と、
前記粉末供給手段のフィーダと前記一次駆動機構とを着脱可能に連結する連結手段を備えることを特徴とする原料粉末供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の原料粉末供給装置を備え、前記粉末充填部に原料粉末を供給する粉末供給手段が前記複数の粉末供給手段の中から選択された一部の粉末供給手段に自動交換されることを特徴とする粉末成形プレス装置。
【請求項３】
請求項２記載の粉末成形プレス装置を用いて、前記原料粉末供給装置において選択された一部の粉末供給手段により前記粉末充填部に原料粉末を供給して粉末成形プレスを行う間に、他の粉末供給手段に原料粉末を貯留する第一工程と、
前記原料粉末供給装置により前記粉末充填部に原料粉末を供給する粉末供給手段を前記他の粉末供給手段に自動交換するとともに、粉末成形プレス装置の金型を交換する第二工程とを備えた粉末成形プレス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は焼結部品の製造に用いる圧粉体を成形する粉末成形プレス装置に原料粉末を供給するためのフィーダとフィーダ内に粉末を供給するためのホッパーとを備えた原料粉末供給装置、粉末成形プレス装置及び粉末成形プレス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、焼結部品の製造に用いる圧粉体は、種々の原料粉末を粉末成形プレス装置の充填部に供給して加圧して成形されるが、原料粉末を粉末成形装置に充填する機構として、粉末成形プレスの粉末充填部の上部にフィーダを水平移動するとともに、原料粉末を貯留したホッパーからフィーダに供給された粉末を充填部に供給する粉末供給手段を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４３４０１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、焼結部品に使用される粉末成形品は、部品によって、カーボンやCu系金属、Fe系金属等の種々の原料粉末を用いるために、材質や形状の異なる粉末成形品を生産する場合、原料粉末の種類を変更した後に、粉末成形プレス装置の金型を対応する粉末成形品の金型に交換するといった手順を踏む必要がある。
【０００４】
そのため、生産する粉末成形品の種類を変更する場合には、ホッパーからフィーダに原料粉末を供給する経路を閉塞して原料粉末の移動を停止し、フィーダの空間内に残留する原料粉末を除去して粉末収容空間内を一旦空する工程を経た後に、粉末成形プレスの金型の交換を行う必要がある。したがって、生産する焼結部品を変更するためには多くの時間と工数を要し、粉末成形プレス装置を長時間に渡って停止させるために、稼働率が低下してしまうという課題があった。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、粉末成形プレス装置において生産する粉末成形品を変更する際に要する工数を減少させるとともに変更の時間を短縮させ、稼働率を上昇させることができる原料粉末供給装置、粉末成形プレス装置及び粉末成形プレス方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る原料粉末供給装置は、粉末成形プレス装置の金型の粉末充填部に原料粉末を供給するフィーダと前記フィーダ内に粉末を供給するためのホッパーとを備えた複数の粉末供給手段と、前記フィーダを前記粉末充填部上に水平方向に移動させるための一次駆動機構と、前記複数の粉末供給手段が前記フィーダの移動方向に対して略直交する水平方向に並設されたプレートと、前記プレートをこの複数の粉末供給手段が並設された方向に移動させる二次駆動機構と、前記粉末供給手段のフィーダと前記一次駆動機構とを着脱可能に連結する連結手段を備えることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係る粉末成形プレス装置は、前記原料粉末供給装置を備え、前記粉末充填部に原料粉末を供給する粉末供給手段が前記複数の粉末供給手段の中から選択された一部の粉末供給手段に自動交換されることを特徴としている。
【０００８】
さらに、本発明に係る粉末成形プレス方法は、前記粉末成形プレス装置を用いて、前記原料粉末供給装置により選択された一部の粉末供給手段により前記粉末充填部に原料粉末を供給して粉末成形プレスを行う間に、他の粉末供給手段に原料粉末を貯留する第一工程と、前記原料粉末供給装置により前記粉末充填部に原料粉末を供給する粉末供給手段を前記他の粉末供給手段に自動交換するとともに、粉末成形プレス装置の金型を交換する第二工程とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
この原料粉末供給装置では、粉末供給手段が一次駆動機構と連結することによって、該粉末供給手段に備えられたフィーダが粉末充填部に水平移動をして原料粉末を供給することができる。即ち、複数の粉末供給手段のうち一次駆動機構と連結したもののみが稼動する構成となっている。一部の粉末供給手段が一次駆動機構に連結されている際に、当該一部の粉末供給手段を含め複数の粉末供給手段が並設されたプレートが二次駆動機構によってその並設された方向に移動すると、当該一部の粉末供給手段は一次駆動機構から離脱され、他の粉末供給手段のいずれかが一次駆動機構と連結する。これにより稼動する粉末供給手段は、当該一部の粉末供給手段から新たに連結された粉末供給手段に交換される。このような機構の原料粉末供給装置では一部の粉末供給手段が稼動している間に、他の粉末供給手段に備えられたホッパーにおいて原料粉末の交換作業を行うことができるため、粉末成形品を生産しながら次の生産予定の粉末成形品の原料をホッパーに貯留しておくことが可能となる。また、プレートの移動によって稼動する粉末供給手段が交換されるのと同時に、粉末成形プレス装置において対応する形状の金型への交換作業を行うことができる。
【００１０】
従って、こうして一部の粉末供給手段が稼動している間に、他の粉末供給手段において原料粉末の交換作業を行い、プレートの移動によって稼動する粉末供給手段を自動交換する間に、粉末成形プレス装置において対応する形状の金型への交換作業を行うことにより、各作業手順を時系列に沿って順番に行う必要がなく、作業時間の短縮を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる原料粉末供給装置、粉末成形プレス装置及び粉末成形プレス方法によれば、粉末成形プレス装置において生産する粉末成形品を変更する必要がある場合、ホッパーとそれに付随するフィーダとからなる一部の粉末供給手段が稼動していると同時に他の粉末供給手段に次に生産予定の粉末成形品の原料粉末を貯留することができ、さらに該一部の粉末供給手段を該他の粉末供給手段に自動交換すると同時に、金型を生産予定の粉末成形品に対応する形状のもの交換することができるため、生産する粉末成形品の変更に要する時間と工数を減少させ、稼働率を上昇させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の原料粉末供給装置及び粉末成形プレス装置の実施するための形態について図１から図４を用いて詳細に説明する。図１から図４は、この発明の一実施形態に係る原料粉末供給装置１及び粉末成形プレス装置６０を示す図である。図１、図２に示すように、原料粉末供給装置１は、二つの粉末供給手段７を備えた原料粉末供給装置本体２と、どちらか一の粉末供給手段７を稼動させる一次駆動機構３と、粉末供給手段７を交換するために原料粉末供給装置本体２を移動する二次駆動機構４と、原料粉末供給装置１の土台となるベース５とから大略構成される。なお、一次駆動機構３が粉末供給手段７を稼動させる方向を稼動方向Ｌ、二次駆動機構４が移動する方向を交換方向Ｍとする。
【００１３】
原料粉末供給装置本体２は、交換方向Ｍに並設された二つの粉末供給手段７と、該粉末供給手段７を懸架する架台部８と、該架台部８が固定支持された平板状の上部プレート９と、原料粉末供給装置本体２の最下部に位置し、その下面において二次駆動機構４上部の二次ステージ４７に支持された平板状の下部プレート１０を備えている。
【００１４】
粉末供給手段７は、一次駆動機構３によって稼動され、粉末成形プレス装置６０の金型６１の粉末充填部６２に原料粉末を供給するためものであり、粉末供給手段７の上部には原料粉末を貯留、保持するためのホッパー１４が備えられている。該ホッパー１４は、上部が開口した円筒状であって、その下方は縮径されて略円錐状の形状を有するとともに、下端に上部よりも細い円筒状であって、原料粉末を供給するための供給路１５が形成されている。またホッパー１４は、上部プレート９の上部に固定支持された架台部８の上端部に固定支持された支持部２７に揺動自在に取り付けられており、同様の構成の二つのホッパー１４が交換方向Ｍに並設されている。
【００１５】
ホッパー１４の下部に位置する供給路１５には、前記ホッパー１４から供給された金属粉末をフィーダ１８内に供給するためのホース１６が取り付けられている。ホース１６は、供給路１５から下方に向かって延びた円筒形状をしており、その略中間部で稼動方向Ｌの粉末供給手段７の前進方向に屈曲し、その下端においてフィーダ１８と接続されている。
【００１６】
フィーダ１８は、粉末成形プレス装置６０に配置される金型６１の粉末充填部６２に直接的に粉末を供給するためのものであり、フィーダ本体１９と供給管路２０から構成される。フィーダ本体１９の下面は開口しており、後方かつ斜め上方に向って円筒状の供給管路２０が延在して設けられ、ホース１６の下端と接続されている。ホッパー１４に接続されたホース１６内を原料粉末が自重で移動することにより、前記原料粉末が供給管路２０を介してフィーダ本体１９に供給される構成となっている。
【００１７】
また、フィーダ１８には、一次駆動機構３の動力をフィーダ１８に伝達するためフィーダアーム２２と接続されている。フィーダアーム２２は、その長手方向が粉末供給手段７の稼動方向Ｌに延びて形成された一対のアームであり、フィーダアーム２２の一端はフィーダ本体１９と回動可能に接続され、他端は、後述するスライダ３３の上面に設けられた回転支持部３４に回動可能に支持されている。
【００１８】
架台部８は、粉末供給手段７をその上部において支持するものであり、図３に示すように上部プレート９の上面の粉末成形プレス装置６０側の端部に互いに一定の間隔を空けて固定支持された６本の支柱２４と、該支柱２４の上端部に配設された一次桁２５と、支柱２４の略中間部に配設された二次桁２６とからなり、該一次桁２５の上面に固定支持された支持部２７介して、二つのホッパー１４が揺動自在に取り付けられている、また、前記二次桁２６の下面に固定支持されたブラケット２８には、多段円柱状の形状を有し、一定方向に伸縮自在のエアシリンダ２９が揺動自在に支持されており、エアシリンダ２９の下方先端はフィーダアーム２２の略中間部に回動可能に接続されている。
【００１９】
図３は上部プレート９の平面図である。上部プレート９は略長方形の平板状の形状をしており、その表面には粉末供給手段７の移動方向Ｌを長手方向として上面から下面にかけて開口した二つの長孔部３１が平行に設けられている。さらに、これら長孔部３１を挟むように、移動方向Ｌに向って延びたレール３２がそれぞれ設けられている。また、上部プレート９には、レール３２に従って摺動自在に移動するスライダ３３がそれぞれ備えられている。スライダ３３は交換方向Ｍを長手方向とした略長方形の平板状であり、その長手方向の両端の下面においてレール３２と摺動可能に連結されている。スライダ３３の上面には回転支持部３４が設けられており、フィーダアーム２２の一端を回動自在に支持している。また図１、図２に示すようにスライダ３３の下部には、下方に向って長孔部３１を貫通するように延在し、その下端が稼動方向Ｌの前進方向及び後退方向の両側に延びる断面Ｔ字状とされたオスジョイント３６が備えられている。
【００２０】
図４は下部プレート１０の平面図である。下部プレート１０は略長方形の平板状の形状をしており、その表面には交換方向Ｍを長手方向として上面から下面にかけて開口した二つの長孔部３８が平行に設けられている。また、該下部プレート１０の上面には、その外周部において６本の支柱３９が固定支持されており、支柱３９の上端部において上部プレート９を支持している。また、下部プレート１０はその下面において、後述する二次駆動機構４の二次ステージ４７に支持されている。
【００２１】
一次駆動機構３と二次駆動機構４とは略同一の構造を有しており、図１、図２に示すように一次駆動機構３は、一次サーボモータ４０、一次駆動力伝達機構４１、一次ボールねじ４２、一次ステージ４３から構成され、二次駆動機構４は、二次サーボモータ４４、二次駆動力伝達機構４５、二次ボールねじ４６、二次ステージ４７から構成される。各サーボモータ４０、４４の動力が各駆動力伝達機構４１、４５を介して各ボールねじ４２、４６に伝わり、該各ボールねじ４２、４６の上部に固定された各ステージ４３、４７が水平移動をし、一次駆動機構３の一次ステージ４３は稼動方向Ｌに、二次駆動機構４の二次ステージ４７は交換方向Ｍにそれぞれ往復移動可能となっている。
【００２２】
また、一次ステージ４３の上面には、稼動方向Ｌに対してはオスジョイント３６と一体に進退可能とされ、交換方向Ｍに対してはオスジョイント３６と係脱自在とされるメスジョイント４９が設けられている。このメスジョイント４９は、稼動方向Ｌの前後に一対の壁部が対向配置され、その上端が互いに向けて突出した断面門形状とされている。そして、本実施形態では、オスジョイント３６とメスジョイント４９とで連結手段５０が形成されている。
【００２３】
ベース５は、原料粉末供給装置本体２の最下部に位置し、粉末成形プレス装置６０の原料粉末供給装置１側の側面に接合された平板状のベース板５２を有し、その上部には粉末供給手段７の後退方向に延びた断面Ｌ字状のベース台５３が接合されている。該ベース台５３はその下面においてベース台５３から垂直に下方に延びた平板状の３つのベース板支え５４によって支持されており、該ベース台５３の上面には、交換方向Ｍを二次ステージ４７の駆動方向とするように前記二次駆動機構４が設けられている。さらに、ベース台５３の上面には上方に向って延びる２本の支柱５５が、下部プレート１０の二つの長孔部３８を貫通するように設けられており、該支柱５５の上端部及びベース台５２のベース板５２との接合する面の上端部によって、一次ステージ４３の駆動方向が稼動方向Ｌとなるように一次駆動機構３が支持されている。
【００２４】
以下、本発明に係る原料粉末供給装置１を用いた粉末成形プレス装置６０の金型６１の粉末充填部６２への原料粉末の供給動作について説明する。ここでは、原料粉末供給装置本体２が図２に示すように右位置に寄っており、左側に位置する一方の粉末供給手段７のオスジョイント３６がメスジョイント４９と係合し連結しているものとする。なお、以下の説明では、この一方の粉末供給手段７の各部材には添字ａを付け、反対側の他方の粉末供給手段７の各部材には添字ｂを付けて説明する。
【００２５】
一次駆動機構３の一次ステージ４３が稼動方向Ｌに往復運動をすると、その動力はオスジョイント３６ａとメスジョイント４９からなる連結手段５０を介してスライダ３３ａに伝わるとともに、スライダ３３ａの上面に設けられた回転支持部３１ａを介してフィーダアーム２２ａに伝えられる。それにより、スライダ３３ａはレール３２ａに沿って往復水平運動するとともに、フィーダアーム２２ａの先端に位置するフィーダ１８ａが上部プレート９の長孔部３１ａに沿って往復水平運動する。
【００２６】
この際、フィーダ１８ａが粉末成形プレス装置６０に向って前進移動して金型６１の粉末充填部６２の直上になる位置が最前端、フィーダ１８ａが後退し、上部プレート９上面の粉末形成プレス装置６０側の端部に位置する位置が最後端となる。フィーダ１８ａが最前端に水平移動した際にフィーダ１８ａから原料粉末が振り落とされることで、粉末充填部６２に原料粉末が供給され、フィーダ１８ａの往復水平運動に伴ってホッパー１４ａが揺動することで粉末が自重によりホース１６ａを介してフィーダ１８ａ内に供給され、連続して粉末充填部６２に原料粉末を供給することができる機構となっている。  
【００２７】
また、エアシリンダ２９ａによりフィーダ１８ａはフィーダアーム２２ａを介して上側から押圧されるため、フィーダ１８ａを上部プレート９に沿って確実に水平移動させることが可能となり、フィーダ１８ａが浮くことによる原料粉末の漏れを防止することを防ぎ、粉末充填部６２への原料粉末の供給を安定したものとすることができる。
【００２８】
次に、本発明の粉末プレス成形方法の実施形態において原料粉末供給装置１における粉末供給手段７を自動交換する場合を、図２に示すように、一方の粉末供給手段７ａ（本発明における一部の粉末供給手段）が一次駆動機構３と連結されて粉末成形プレス装置６０の金型６１の粉末充填部６２に原料粉末を供給している状態から、他方の粉末供給手段７ｂ（本発明における他の供給手段）が該粉末充填部６２に原料粉末を供給するように粉末供給手段７が交換される場合について説明する。
【００２９】
粉末供給手段７が変更される際には、フィーダ１８ａは最後端に停止され、スライダ３３ａは上部プレート９の長孔部３１ａ最後端に位置する。このとき、二次駆動機構４の二次ステージ４７が交換方向Ｍに水平移動されると、それにともなって二次ステージ４７の上面に固定された下部プレート１０が長孔部３８に沿って水平移動され、原料粉末供給装置本体２が交換方向Ｍに水平移動される。これにより、オスジョイント３６ａがメスジョイント３９から離脱され、一次駆動機構３と粉末供給手段７ａの連結が外れるとともに、粉末供給手段７ｂが一次駆動機構３の直上の位置に移動されると、粉末供給手段７ｂに備えられたオスジョイント３６ｂとメスジョイント３９が係合し、一次駆動機構３と粉末供給手段７ｂが連結される。これにより、粉末供給手段７ｂが一次駆動機構３によって稼動され、粉末充填部６２に原料粉末を供給するようになる。
【００３０】
本実施形態に係る原料粉末供給装置１においては、粉末供給手段７が一次駆動機構３と連結することによって、該粉末供給手段７に備えられたフィーダ１８が粉末成形プレス装置６０の金型６１の粉末充填部６２の直上に水平移動をして原料粉末を供給することができる。即ち、二つの粉末供給手段７ａ、７ｂのうち、一次駆動機構３と連結した一方のみが稼動する構成となっている。従って、一方の粉末供給手段７ａが稼動している間に、他方の粉末供給手段７ｂに備えられたホッパー１４において原料粉末の交換作業を行うことが可能となり、一方の粉末供給手段７aで粉末成形品を生産しながら、他方の粉末供給手段７ｂで生産予定の粉末成形品の原料粉末をホッパー１４に貯留するが可能となる。
【００３１】
また、二次駆動機構４よる原料粉末供給装置本体２の交換方向Ｍへの移動により、粉末供給手段７の自動交換が可能となるため、粉末供給手段７が交換されているのと同時に、粉末成形プレス装置６０では次に生産予定の粉末成形品に対応する形状の金型６１に交換することが可能となる。
【００３２】
従来、生産する粉末成形品を変更する際には、原料粉末供給装置１の稼動を停止して、ホッパー１４からの粉末の除去、ホッパー１４への新たな粉末の貯留、粉末成形プレス装置６０における金型６１の交換といった作業を時系列に沿って順に行う必要があり、原料粉末供給装置１の停止時間が長時間に及んでしまっていたが、この実施形態では生産を停止して行う作業は、粉末供給手段７の自動交換とそれと同時に行う粉末成形プレス装置６０における金型６１の交換のみなので、原料粉末供給装置１を長時間に渡って停止する必要はない。
【００３３】
従って、生産する粉末成形品を変更する際の工程数を減少させる       ことで、変更に費やす時間を大幅に削減することができ、原料粉末供給装置１の稼動率を上昇させること可能となる。これによって、原料粉末の供給が長時間途切れることなく行われるため、粉末成形プレス装置６０の稼働率も上昇させることができ、粉末成形品の生産を効率よく行うことができる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、２つの粉末供給手段７を備えているが、３つ以上の粉末供給手段７が並設されたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態を示す原料粉末供給装置の側面図である。
【図２】この発明の実施の形態を示す原料粉末供給装置の背面図である。
【図３】この発明の実施の形態を示す原料粉末供給装置の上部プレートの平面図である。
【図４】この発明の実施の形態を示す原料粉末供給装置の下部プレートの平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    原料粉末供給装置
２    原料粉末供給装置本体
３    一次駆動機構
４    二次駆動機構
５    ベース 
７    粉末供給手段
９    上部プレート
１０  下部プレート
１４  ホッパー
１８  フィーダ
５０  連結手段
６０  粉末成形プレス装置
Ｌ    稼動方向
Ｍ    交換方向
【図１】
2008264855.tif 000003
【図２】
2008264855.tif 000004
【図３】
2008264855.tif 000005
【図４】
2008264855.tif 000006