(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続帯状裏金を長さ方向に送る搬送手段と、搬送されつつある前記連続帯状裏金上にその幅方向に粉末を散布する散布手段と、搬送されつつある前記連続帯状裏金に散布された粉末層の厚さを前記幅方向の少なくとも中央部及び両端で、粉末層と非接触方式で測定する厚さ測定手段と、前記粉末層の厚さを設定値と比較して差異を計算する手段と、前記散布手段と前記厚さ測定手段の間に位置して前記粉末層の表面に摺接して粉末層表面を均すとともに、摺接面の上下方向位置及び形状を変更可能な均厚手段と、前記差異を補正するようにこの均厚手段の位置もしくは形状を修正する手段とを含んでなる裏金上への焼結用粉末の散布装置。
【請求項２】
前記連続帯状裏金を、搬送しつつ、長さ方向に対し直角方向のＵ字状曲げと逆Ｕ字状曲げを交互に行うローラ群からなる矯正手段と、矯正後で且つ粉末散布前に前記連続帯状裏金の幅方向の反り量を測定する手段と、測定された反り量を小さくするように前記矯正手段による曲げ量を制御する手段と、をさらに含んでなる請求項１記載の焼結用粉末の散布装置。
【請求項３】
前記反り量測定手段で測定された反り量により矯正手段をフィードバック制御する請求項２記載の裏金上への焼結用粉末の散布装置。
【請求項４】
前記反り量測定手段で測定された反り量により前記均厚手段をフィードフォワード制御する請求項２記載の裏金上への焼結用粉末の散布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、裏金上への焼結金属、無機化合物あるいはこれらに加えて樹脂粉末を散布する散布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記した粉末の散布は例えばすべり軸受合金の製造に関する特許第２８４９９２８号公報に示されている。このような装置を用いる焼結法では、散布された粉末層が裏金の幅方向で一定の厚さをもつように、従来は粉末散布層表面にストレートバーを接触させて厚さを均していた。
【０００３】
連続帯状コイルを平坦に巻き戻し、その後巻き癖をとるためにＵ字状曲げと逆Ｕ字状曲げを交互に行うローラ群を通過させて矯正を行う。なお、コイルは粉末散布後焼結温度に加熱されるためにコイル状態の歪は解放されかつ軟化焼鈍状態となるので、裏金を平坦化するための目的では矯正は必要はないが、均一な散布厚を得るために矯正が必要となる。
矯正後裏金横断面が凹状に反った場合を図１に、凸状に反った場合を図２を参照して説明する。図中、１は裏金、１６ａが粉末層、３０はストレートバー、３１はベースロールであり、何れの図においても粉末の表面はストレートバー３０により擦切りされ平坦面となる（図１，２（ａ））。擦切り後、一次及び二次焼結による加熱、これらの間の圧縮などを経ると裏金１は平坦化されるので、（ａ）図の状態で裏金断面が凹状及び凸状の場合は、最終的には（ｂ）図に示すように、粉末層１６ａの表面は凸状及び凹状となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように連続帯状裏金上の粉末層がストレートバーで擦り切りされている時に、裏金が反っていると一定の粉末層の厚さを達成することは困難である。したがって、本発明は連続帯状裏金上に粉末を散布し、次に焼結する方法に適用され、厚さの幅方向分布が均一な焼結層を形成することができる散布装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するために、連続帯状裏金を長さ方向に送る搬送手段と、搬送されつつある連続帯状裏金上にその幅方向に粉末を散布する散布手段と、搬送されつつある連続帯状裏金に散布された粉末層の厚さを幅方向の少なくとも中央部及び両端部で粉末層と非接触方式で測定する厚さ測定手段と、粉末層の厚さを設定値と比較して差異を計算する手段と、散布手段と厚さ測定手段の間に位置して粉末層の表面に摺接して粉末層表面を均すとともに、摺接面の上下方向位置及び形状を変更可能な均厚手段と、前記差異を補正するようにこの均厚手段の位置もしくは形状を修正する手段とを含んでなる裏金上への焼結用粉末の散布装置を提供するものである。以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
【０００６】
【発明の実施形態】
図３において、例えば鋼板からなる裏金１は矢印で示すライン進行方向に搬送されている。裏金１を搬送させる主たる駆動力を付与するリコイラ及び裏金コイルを巻き付けているアンコイラは図示を省略されている。これらリコイラ及びアンコイラは裏金１が、例えば２.５〜２.７ｍ/分の範囲の一定速度で搬送されるように回転数が制御されている。裏金１は駆動ローラ及び遊動ローラを適宜組み合わせたローラ群からなるレベラー２を少なくとも１回は蛇行して通過することによって、Ｕ字状曲げと逆Ｕ字状曲げを交互に行うことにより、アンコイラで巻き取られている状態での巻き癖が矯正される。５はレベラーボックス、６は支持構造である。
【０００７】
レベラー２のローラ群（
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参照）のうち搬送方向出側の３個のローラ２ａ，ｂ，ｃが裏金１に付与する曲げがその幅方向断面形状プロファイル（この段落及び次の段落においては単に「プロファイル」と言う）に影響を与える。裏金１のプロファイルは鋼板コイルの特性、即ち焼き入れ硬化能を支配するＣ量、板厚、巻き取り温度などの製造条件の他にコイルの保存条件に依存し、巻き取り表面が引張られ、裏面が圧縮される逆Ｕ字状もしくは反対のＵ字状となることが多い。なお、レベラー群２で曲率半径が０．２〜３ｍの曲げを６回行なう矯正を経た多くの裏金は曲率半径が７〜１５０ｍの逆Ｕ字状プロファイルとなっていた。このままの裏金１に粉末を散布し従来法により均厚すると
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のようになる。本発明の散布装置によると上述の方法で理論的にはプロファイルに関係なくほぼ一定厚にできるが、粉末散布前にプロファイルを平坦にすることが望ましい。そのためにはレーザー式距離測定計３により、プロファイルの反り量を測定し、反りを少なくするように油圧圧下制御を行う。上述の逆Ｕ字状プロファイルの裏金１をローラ群による曲げ量を多くすることによりプロファイルを平坦に近づけることができる。このように制御してもプロファイルが平坦に近づかない場合や、あるいはプロファイルがＵ字状である場合もあるが、矯正曲げ量を維持しつつ、本発明の散布装置の均厚棒により粉末層の平坦化を図ることができる。
【０００８】
レベラー２の出側にはレーザー式距離測定計３の下方に設けられたローラが裏金１の裏面を支えてこれを滑らせている。距離測定計３は裏金幅方向に少なくとも３個配置されており、これらによる少なくとも３個の距離測定値から裏断面形状プロファイルをＤc，Ｄr,Ｄl,より計算する。但し、Ｄは距離、下付き文字ｃ，ｒ，ｌはそれぞれ中心、左、右である。裏金１がレベラー２を通過した後はほとんどの場合、Ｄr≒Ｄlとなり、裏金の両端は同じレベルにありフラットである。距離測定計３が、裏金１の上にあるとして考えると、Ｄr＞ＤcかつＤl＞Ｄcならば中凸、Ｄr＜ＤcかつＤl＜Ｄcならば中凹、Ｄr＜Ｄc＜ＤlまたはＤl＜Ｄc＜Ｄrならば、傾斜している。場合により、Ｄr≫ＤlもしくはＤr≪Ｄlとなり、図４（ａ），（ｂ）に示すように裏金の両端を結ぶ線は傾斜しているので、傾斜線を基準として全体が平坦（反り量＝０）もしくは凹凸の量即ち反り量を計算する。
【０００９】
銅合金などの粉末１６（図３参照）は粉末供給ホッパー１３に保存されており、流動案内管１５を経て一旦粉末幅広ホッパー１４に送られる。これにより粉末１６は図５に示されているように幅広スリット１７を経て裏金１の幅方向に散布され粉末層１６ａを形成する。なお粉末幅広ホッパー１４に図示しない駆動手段および／または可動式篩を設けて粉末の落下を促進してもよい。図３に示された２２は裏金１を下から支えるローラである。
【００１０】
裏金１上に散布された粉末１６の厚さはステンレス／ゴムなど可撓性材料からなる均厚棒２４（図３，図５）により後述のように均される。粉末層１６ａの厚さはレーザー測定装置などの非接触式厚さ測定器２０により測定される。この非接触式測定装置２０は裏金１と粉末層１６ａの合計厚さを、両端部（ａ,ｃ）及び中央部（ｂ）の３箇所及び上下で測定する。
【００１１】
粉末層１６ａ（図５〜７参照）は均厚棒２４により厚さが均されている。その厚さの調節は均厚棒２４の全体を３個のシリンダ２５ａ，ｂ，ｃを上下することにより行う。図８のように裏金１が凸状に反っている場合、均厚棒２４の中心をシリンダ２５ｂにより引き上げることにより粉末層１６ａの表面を裏金１の同じ反りと同じ形状に調整する。一方図９のように裏金１が凹状に反っている場合は、均厚棒２４の両端をシリンダ２５ａ，ｃにより引き上げることにより粉末層１６ａの表面を裏金１の同じ反りと同じ形状に調整する。
【００１２】
以上説明した厚さの制御は、図１０に示すように厚さ目標値を均厚後の厚さ測定値を比較し、一致した場合は均厚棒の位置もしくは撓みを現状のまま維持し、不一致の場合は不一致の量だけ均厚棒の位置を補正するようにして行う。
【００１３】
本発明においては、
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に示すように、距離測定計３で測定された裏金の反り量を解消するようにローラ群の曲げ力をフィードバック制御することが好ましい。
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にはこのフィードバック制御をｏｎｏｆｆ制御で行う一例を示す。同図の（ａ）に示されたプロファイルは最初には逆Ｕであるので、ローラ群の曲げ力を強くする（ＯＮ）と次第にプロファイルは平坦になるので、許容範囲のプロファイルに戻った場合にはローラ群の曲げ力を正常状態（ｏｆｆ）にする。このｏｎｏｆｆ動作を繰り返す。なおｏｎｏｆｆ制御以外にＰＩＤ制御を行うことができるのは当然である。これらの制御を行っても裏金形状を矯正できない場合でも、本発明の散布装置において均厚棒制御により厚さの幅方向分布が均一な焼結層を形成することができる。
【００１４】
距離測定計３で測定された反り量に対応して均厚棒２４を変形するフィードフォワード制御を行なうことができる。この場合は理論的には粉末層１６ａは散布後には表面が平坦になるが、連続帯状コイルの板厚、幅のばらつきなどの要因により、理論的に予測された結果とならないこともあるので、フィードバック制御を併用することができる。
【００１５】
粉末散布後仮焼結及び圧縮、本焼結及び圧縮の工程を経て素材が製造される。この素材が切断され、最後に半円弧状に曲げ加工されるなどして、半割メタル、ブッシュ、ワッシャ等が製造される。
【００１６】
【実施例】
図３に示す装置を用いて、フィードバックによる油圧圧下制御、フィードフォワード及びフィードバックによる均厚棒形状制御を行なったところ、厚さ１.５ｍｍ、幅２５０ｍｍの裏金１上に銅合金粉末（目標層厚さ１１１０μｍ）を散布したところ、裏金幅方向の厚さ分散（３σ）が１０μｍの成績が得られた。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると連続帯裏金状に散布される粉末層の厚さを裏金の幅方向を均一にすることができるために、最終焼結製品の性能の安定化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 Ｕ字状に反った裏金上に散布された粉末を擦り切る従来法の説明図、（ａ）は擦り切り状態、（ｂ）は散布後の粉末層を示す。
【図２】 逆Ｕ字状に反った裏金上に散布された粉末を擦り切る従来法の説明図、（ａ）は擦り切り状態、（ｂ）は散布後の粉末層を示す。
【図３】 本発明の散布装置の実施例を示す図面である。
【図４】 図３に示すレベラー２出側における裏金幅方向の傾きを示すグラフ（ａ），（ｂ）である。
【図５】 図３の粉末散布部の拡大斜視図である。
【図６】 均厚手段の昇降動作の説明図である。
【図７】 均厚手段により粉末層の厚さが均されている状況の説明図である。
【図８】 裏金がＵ字状に反っている場合の均厚手段の動作説明図である。
【図９】 裏金が逆Ｕ字状に反っている場合の均厚手段の動作説明図である。
【図１０】 散布層厚さ制御方法のフローチャートである。
【図１１】 レベラー群出側における裏金断面のプロファイルを制御する方式のフローチャートである。
【図１２】 図１１の制御をｏｎｏｆｆ制御で行う一例を示す図であって、（ａ）図はプロファイルの変化を示し、（ｂ）図は最終位置のレベラーの曲げ力変化を示す。
【符号の説明】
１ 裏金
２ レベラー
３ 距離測定計
１３ 粉末バレル
１４ 粉末幅広ホッパー
１６ 粉末
２０ 非接触式厚さ測定計
２４ 均厚棒
【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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