(57)【要約】【課題】原料粉末をキャビティに均一に充填することができる粉末成形用フィーダーと粉末成形の原料粉末供給方法を提供する。【解決手段】ダイ３上で前後動して該ダイ３のキャビティ７内に原料粉末Ｐを充填する粉末成形用フィーダー11において、ダイ３上を前後移動可能なフィーダー本体12と、このフィーダー本体12の後部に接続された原料粉末供給管13と、フィーダー本体12内の原料粉末Ｐを均す均し部材21と、この均し部材21を前後方向に駆動する駆動手段22とを備える。均し部材21によりフィーダー本体12内の原料粉末Ｐを均すことにより、キャビティ７内に原料粉末Ｐを均一に充填することができ、密度バラツキの少ない焼結品を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ上で前後動して該ダイのキャビティ内に原料粉末を充填する粉末成形用フィーダーにおいて、前記ダイ上を前後移動可能なフィーダー本体と、このフィーダー本体の後部に接続された原料粉末供給管と、前記フィーダー本体内の原料粉末を均す均し部材と、この均し部材を前後方向に駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする粉末成形用フィーダー。
【請求項２】
前記均し部材の高さを変える昇降手段を備えることを特徴とする請求項１記載の粉末成形用フィーダー。
【請求項３】
原料粉末供給管が接続されたフィーダー本体を、ダイ上で前進して該ダイのキャビティ内に原料粉末を充填した後、後退する粉末成形の原料粉末供給方法において、前記フィーダー本体が後退した後、前記フィーダー本体内の原料粉末を後から前に向って均すことを特徴とする粉末成形の原料粉末供給方法。
【請求項４】
原料粉末供給管が接続されたフィーダー本体を、ダイ上で前進して該ダイのキャビティ内に原料粉末を充填した後、後退する粉末成形の原料粉末供給方法において、前記フィーダー本体がキャビティ位置で、該フィーダー本体内の原料粉末を後から前に向って均すことを特徴とする粉末成形の原料粉末供給方法。
【請求項５】
前記キャビティ位置でフィーダー本体内の原料粉末を均した前記フィーダー本体が後退した後、前記フィーダー本体内において更に原料粉末を後から前に向って均すことを特徴とする請求項４記載の粉末成形の原料粉末供給方法。
【請求項６】
前進時より前記均し部材の前側を高くして後退することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の粉末成形の原料粉末供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末成形用フィーダーと粉末成形の原料粉末供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末冶金においては、金属を主成分とする原料粉末を粉末成形装置により圧縮成形して圧粉体とし、この圧粉体を焼結炉で加熱して焼結体が製造される。
【０００３】
ここで、従来の粉末成形装置の一例を図５〜図７に示すと、粉末成形装置１は、ダイプレート２に固定されたダイ３とコアロッド４と第１下パンチ５と第２下パンチ６と上パンチホルダーに保持された上パンチ（図示せず）などとからなっており、前記コアロッド４は、ダイ３内に位置している。また、前記下パンチ５，６は、それぞれ筒状になっていて、第１下パンチ５の内側に第２下パンチ６が嵌合し、それら前記下パンチ５，６が、ダイ３とコアロッド４との間に下方から嵌合される。前記上パンチは、筒状になっていて、ダイ３とコアロッド４との間に上方から嵌合されるものである。こうしてダイ３内、すなわちダイ３、コアロッド４、および下パンチ５，６との間にキャビティ７が形成される。
【０００４】
前記ダイ２内で上面に開口したキャビティ７に、フィーダー11が原料粉末Ｐを供給し、そのフィーダー11は、フィーダー本体12の後部上側にホッパー（図示せず）が可撓性を有する原料粉末供給管13を介して接続されている。前記フィーダー本体12は、下面に開口部14を有し、この下面開口部14は、キャビティ７の上部開口よりも大きくなっている。そして、前記フィーダー本体12には、フィーダーレバー（図示せず）が連結され、このフィーダーレバーに駆動機構（図示せず）が接続されており、フィーダー本体12は、この駆動機構により、ダイプレート２およびダイ３上で前後動するようになっている。なお、原料粉末供給管13は、前記フィーダー本体12の後部中央の上側に設けられた供給管接続開口部15に接続されている。この供給管接続開口部15がフィーダー本体12の後部に位置しているのは、原料粉末供給管13が上パンチなどに干渉しないようにするためである。
【０００５】
そして、粉末成形に際しては、上パンチを上昇させてダイ２から離した状態で、キャビティ７の上方位置へフィーダー本体12を前進させる。原料粉末Ｐは、この原料粉末Ｐを貯蔵したホッパーから原料粉末供給管13を介してフィーダー本体12内に供給される。これとともに、フィーダー本体12がキャビティ７の上方位置まで前進し、フィーダー本体12内からキャビティ７内に原料粉末Ｐが供給される。キャビティ７内への原料粉末Ｐの充填が終了すると、フィーダー本体12が後退してキャビティ７の上方位置から外れる。ついで、上パンチが下降してダイ３とコアロッド４との間に嵌合されるとともに、ダイ３が下降して、ダイ３とコアロッド４との間で下パンチ５，６および上パンチにより原料粉末が圧縮されて固められ、圧粉体ができる。その後、上パンチが上昇するとともに、ダイ３がさらに下降して、下パンチ５，６により圧粉体がダイ３から抜き出されて排出され、このような成形サイクルが繰り返される（例えば特許文献１及び特許文献２）。
【０００６】
前述したような従来の粉末成形用フィーダー11では、供給管接続開口部15がフィーダー本体12の後部に位置しているため、図５に示すように、原料粉末Ｐがフィーダー本体12内で後側に偏り、これにより、ダイ３のキャビティ７において、後側よりも前側の方が、原料粉末Ｐが充填されにくい傾向を示す。特に、成形される圧粉体の高さ寸法が大きく、原料粉末Ｐの流動性が低いと、図６に示すように、キャビティ７に原料粉末Ｐを充填した後、原料粉末Ｐに段部101が形成され、フィーダー本体12内の原料粉末Ｐは、供給管接続開口部15側が高くなり、前記段部101により供給管接続開口部15からの原料粉末Ｐの供給が妨げられ、フィーダー本体12内の前側に原料粉末Ｐが行き渡らず、キャビティ７の前側が後側より充填密度が低くなり、製品の密度バラツキに影響を与える問題がある。そして、図６の充填位置からフィーダー本体12が後退しても、図７に示すように、フィーダー本体12内で後側に充填粉末Ｐが偏り、この後の充填において、キャビティ７内への原料粉末Ｐの充填密度に偏りが生じる。
【特許文献１】特開平１０−２８６６９８号公報
【特許文献２】特開平５−６９１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するものであり、原料粉末をキャビティに均一に充填することができる粉末成形用フィーダーと粉末成形の原料粉末供給方法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】
【０００８】
請求項１の発明は、ダイ上で前後動して該ダイのキャビティ内に原料粉末を充填する粉末成形用フィーダーにおいて、前記ダイ上を前後移動可能なフィーダー本体と、このフィーダー本体の後部に接続された原料粉末供給管と、前記フィーダー本体内の原料粉末を均す均し部材と、この均し部材を前後方向に駆動する駆動手段とを備えるものである。
【０００９】
また、請求項２の発明は、前記均し部材の前側の高さを変える昇降手段を備えるものである。
【００１０】
また、請求項３の発明は、原料粉末供給管が接続されたフィーダー本体を、ダイ上で前進して該ダイのキャビティ内に原料粉末を充填した後、後退する粉末成形の原料粉末供給方法において、前記フィーダー本体が後退した後、前記フィーダー本体内の原料粉末を後から前に向って均す方法である。
【００１１】
また、請求項４の発明は、原料粉末供給管が接続されたフィーダー本体を、ダイ上で前進して該ダイのキャビティ内に原料粉末を充填した後、後退する粉末成形の原料粉末供給方法において、前記フィーダー本体がキャビティ位置で、該フィーダー本体内の原料粉末を後から前に向って均す方法である。
【００１２】
また、請求項５の発明は、前記キャビティ位置でフィーダー本体内の原料粉末を均した前記フィーダー本体が後退した後、前記フィーダー本体内において更に原料粉末を後から前に向って均す方法である。
【００１３】
また、請求項６の発明は、前進時より前記均し部材の前側を高くして後退する方法である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の構成によれば、成形に際しては、原料粉末供給管からフィーダー本体内に原料粉末が供給され、このフィーダー本体がダイ上でキャビティ位置まで前進して、フィーダー本体内からキャビティ内に原料粉末が充填される。ついで、フィーダー本体が後退した後、キャビティ内の原料粉末が圧縮されて圧粉体が成形される。この場合、後部に原料粉末供給管を接続したフィーダー本体は、後側に原料粉末が溜まり易く、且つ前進するため、前側に原料粉末が行き渡り難く、フィーダー本体内で後側より前側の原料粉末の量が少なくなり、特に、大きな圧粉体を成形するキャビティでは、前側への充填密度が低くなり易いが、均し部材によりフィーダー本体内の原料粉末を均すことにより、キャビティ内に原料粉末を均一に充填することができ、密度バラツキの少ない焼結品を得ることができる。
【００１５】
従来、フィーダー本体内の原料粉末を均一化する方法としては、振動を与えて均一化したり全体を繰り返し揺動する方法があるが、原料粉末が比重の異なる粉末を混合したものであれば、振動を加えたりすると、比重の軽い粉末が上側に集まり偏析を生じてしまう。しかし、本発明の均す方法では、従来の振動等により生じる原料粉末の偏析は発生することがなく、キャビティ内に原料粉末を均一に充填することができる。
【００１６】
例えば、原料粉末が比重の異なる粉末を混合したものであれば、振動を加えたりすると、比重の軽い粉末が上側に集まる偏析を生じるが、均す方法では偏析を防止できる。
【００１７】
また、請求項２の構成によれば、均し部材が前進することにより、フィーダー本体内の原料粉末を前側に送り、後退するときは、昇降手段によって、均し部材の前側を高することにより、前側の原料粉末を後に動かすことを防止できる。
【００１８】
また、請求項３の構成によれば、充填後は、フィーダー本体内において、原料粉末の前側が後側に比べて少なくなるため、後から前に向って均すことにより、原料粉末の上部が均されると共に、原料粉末供給管から原料粉末がフィーダー本体内に供給され、後の充填時に、キャビティ内へ均一な充填を行うことができる。
【００１９】
また、請求項４の構成によれば、キャビティ上でフィーダー本体内の原料粉末の上部を均すため、均一な充填が可能となる。
【００２０】
また、請求項５の構成によれば、充填後と、キャビティ上での充填時とに原料粉末の上部を均すため、一層、均一な充填が可能となる。
【００２１】
また、請求項６の構成によれば、均し部材が前進することにより、フィーダー本体内の原料粉末を前側に送り、後退するときは、均し部材の前側を高くすることにより、前側の原料粉末を後に動かすことを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な粉末成形用フィーダーと粉末成形の原料粉末供給方法を採用することにより、従来にない粉末成形用フィーダーと粉末成形の原料粉末供給方法が得られ、その粉末成形用フィーダーと粉末成形の原料粉末供給方法について記述する。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明の実施例１を図１〜図４を参照して説明する。尚、上述した図５〜図７と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明を省略して上述すると、フィーダー11には、フィーダー本体12内の原料粉末Ｐを均す均し部材21と、この均し部材21をフィーダー本体12に対して相対的に前後に駆動する駆動手段22とを備える。前記均し部材21は、前記フィーダー本体12の上部開口16から該フィーダー本体12内に挿入可能な先端部21Ａと、この先端部21Ａに連結された前後方向の腕部21Ｂと、前記駆動手段22に連結する基端部21Ｃとを一体に備える。前記駆動手段22は、前記フィーダー本体12と同体的に移動する枢軸部23を備え、即ちフィーダー本体12と枢軸部23は共通する移動体（図示せず）に設けられている。前記枢軸部23には、伸縮駆動手段たる流体圧シリンダ24の後部が揺動自在に設けられ、この流体圧シリンダ24の伸縮杆24Ａに、前記均し部材21の基端部21Ａが固定されている。また、前記駆動手段22は、前記流体圧シリンダ24を、前記枢軸部23を中心に揺動して、前記先端部21Ａの上下位置を変更する昇降手段を備え、この例では、昇降手段として、流体圧シリンダである昇降シリンダ25が用いられ、この昇降シリンダ25の基端を前記移動体に回動自在に枢着し、前記昇降シリンダ25の伸縮杆25Ａの先端を、前記流体圧シリンダ24に回動自在に枢着している。
【００２４】
そして、昇降シリンダ25を収縮すると、前記伸縮杆25Ａと前記腕部21Ｂが略水平となり、この腕部21Ｂと略直交する前記先端部21Ａが垂直方向を向き、流体圧シリンダ24Ａを伸縮すると、先端部21Ａが略水平に前後動し、一方、昇降シリンダ25を伸張すると、前記伸縮杆24Ａは前側が高くなり、先端部21Ａが斜めになり、流体圧シリンダ24を縮小すると、先端部21Ａが後側に向って低くなるように移動する。
【００２５】
そして、図１及び図３に示すフィーダー本体12が後退した位置と、図２に示すフィーダー本体12がキャビティ７の位置とにおいて、駆動手段22により、前記均し部材21は、以下のように作動する。まず、図４に示すように、待機位置において、均し部材21の先端部21Ａは後側で上位置にあり、好ましくは、先端部21Ａを原料粉末Ｐに接しない上位置とし、ここから昇降シリンダ25が縮小し、図４（Ｂ）に示すように、先端部21Ａが均し高さまで降下し、続いて、流体圧シリンダ24が伸張して、図４（ｃ）に示すように、前側に移動して、フィーダー本体12内の原料粉末Ｐが均され、前側に移動した後、図４（Ｄ）に示すように、昇降シリンダ25が伸張して、先端部21Ａが上側に移動し、この後、流体圧シリンダ24が縮小して、図４（Ａ）の待機位置に先端部21Ａが後退する。
【００２６】
図１の待機位置（後退位置）では、上部にホッパーを接続した原料粉末供給管13から落下供給される原料粉末Ｐは、所定量充填されると、図１の実線に示すように、供給管接続開口部15が原料粉末Ｐで塞がれ、これ以上、フィーダー本体12内に前側に原料粉末Ｐが流れなくなる。ここで、先端部21Ａの下部を上部開口16からフィーダー本体12内に下げて、原料粉末Ｐ内に該先端部21Ａを挿入すると共に前側に移動し、先端部21Ａの前側の原料粉末Ｐを前側に移動して均す。尚、前側に移動する際、原料粉末Ｐ内に挿入した先端部21Ａは、ダイ３と所定間隔をおいて上方に位置する。そして、破線で示す部分が前側に移動した原料粉末Ｐであり、移動した分の原料粉末Ｐは供給管接続開口部15から供給される。このように、先端部21Ａは、供給管接続開口部15の前側の原料粉末Ｐを前側に移動することにより、供給管接続開口部15からの原料粉末Ｐの落下供給を可能とする。そして、前に移動したら、昇降シリンダ25を伸張して、先端部21Ａを上に移動し、流体圧シリンダ24を収縮して、先端部21Ａを後退する。このように、先端部21Ａを原料粉末Ｐの上面より上に移動してから後退することにより、先端部21Ａが原料粉末Ｐに接触せず、原料粉末Ｐが後側に戻されることがない。尚、均し部材21が後退した後、先端部21Ａを上げたままで、フィーダー本体12を移動することが好ましい。
【００２７】
図１からフィーダー本体12が前進し、図２のキャビティ７位置では、開口部14から原料粉末Ｐがキャビティ７に落下供給され、図２の実線に示すように、原料粉末Ｐに段部101ができ、供給管接続開口部15からの原料粉末Ｐの供給がせき止められる。ここで図４（Ａ）から図４（Ｃ）に示したように、均し部材21が駆動すると、先端部21Ａの前進により、供給管接続開口部15前側の原料粉末Ｐが前側に押されて移動し、段部101が均され、破線で示す部分だけ原料粉末Ｐが移動し、移動した分の原料粉末Ｐは供給管接続開口部15から供給され、これにより、キャビティ７に対して、均一に原料粉末Ｐを供給することができる。
【００２８】
そして、キャビティ７に原料粉末Ｐを供給した後、図３に示すように、フィーダー本体12が後退し、図１について説明したのと同様に、均し部材21が作動する。
【００２９】
このように本実施例では、請求項１に対応して、ダイ３上で前後動して該ダイ３のキャビティ７内に原料粉末Ｐを充填する粉末成形用フィーダー11において、ダイ３上を前後移動可能なフィーダー本体12と、このフィーダー本体12の後部に接続された原料粉末供給管13と、フィーダー本体12内の原料粉末Ｐを均す均し部材21と、この均し部材21を前後方向に駆動する駆動手段22とを備えるから、成形に際しては、原料粉末供給管13からフィーダー本体12内に原料粉末Ｐが供給され、このフィーダー本体12がダイ３上でキャビティ７位置まで前進して、フィーダー本体12内からキャビティ７内に原料粉末Ｐが充填される。ついで、フィーダー本体12が後退した後、キャビティ７内の原料粉末Ｐが圧縮されて圧粉体が成形される。この場合、後部に原料粉末供給管13を接続したフィーダー本体12は、後側に原料粉末Ｐが溜まり易く、且つ前進するため、前側に原料粉末Ｐが行き渡り難く、フィーダー本体12内で後側より前側の原料粉末Ｐの量が少なくなり、特に、大きな圧粉体を成形するキャビティ７では、前側への充填密度が低くなり易いが、均し部材21によりフィーダー本体12内の原料粉末Ｐを均すことにより、キャビティ７内に原料粉末Ｐを均一に充填することができ、密度バラツキの少ない焼結品を得ることができる。
【００３０】
また、このように本実施例では、請求項２に対応して、均し部材21の高さを変える昇降手段たる昇降シリンダ25を備えるから、均し部材21が前進することにより、フィーダー本体12内の原料粉末Ｐを前側に送り、後退するときは、均し部材21の先端部21Ａを高くすることにより、前側の原料粉末Ｐを後に動かすことを防止できる。
【００３１】
また、このように本実施例では、請求項３に対応して、原料粉末供給管13が接続されたフィーダー本体12を、ダイ３上で前進して該ダイ３のキャビティ７内に原料粉末Ｐを充填した後、後退する粉末成形の原料粉末供給方法において、フィーダー本体12が後退した後、フィーダー本体12内の原料粉末Ｐを後から前に向って均すから、充填後は、フィーダー本体12内において、原料粉末Ｐの前側が後側に比べて少なくなるため、後から前に向って均すことにより、原料粉末Ｐの上部が均されると共に、原料粉末供給管13から原料粉末Ｐがフィーダー本体12内に供給され、後の充填時に、キャビティ７内へ均一な充填を行うことができる。
【００３２】
また、このように本実施例では、請求項４に対応して、原料粉末供給管13が接続されたフィーダー本体12を、ダイ３上で前進して該ダイ３のキャビティ７内に原料粉末を充填した後、後退する粉末成形の原料粉末供給方法において、フィーダー本体12がキャビティ７位置で該フィーダー本体12内の原料粉末Ｐを後から前に向って均すから、キャビティ７上でフィーダー本体12内の原料粉末Ｐの上部を均すため、均一な充填が可能となる。
【００３３】
また、このように本実施例では、請求項５に対応して、フィーダー本体12が後退した後、フィーダー本体12内の原料粉末Ｐを後から前に向って均すから、一層、均一な充填が可能となる。
【００３４】
また、このように本実施例では、請求項６に対応して、前進時より均し部材21の前側たる先端部21Ａを高くして後退するから、均し部材21が前進することにより、フィーダー本体12内の原料粉末Ｐを前側に送り、後退するときは、均し部材21の先端部21Ａを高くすることにより、前側の原料粉末Ｐを後に動かすことを防止できる。
【００３５】
また、実施例上の効果として、均し部材21の前側が上下方向揺動可能に設けられているから、先端部21Ａの高さを簡便に変更することができる。
【００３６】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形実施が可能である。例えば、キャビティの形状は実施例に限定されず、各種の形状を採用可能である。また、フィーダー本体に接続する原料粉末供給管は、１本でも２本以上でもよい。また、駆動手段は、実施例で示した流体圧シリンダを用いたもの以外でも、モータやスプリング等を用いたものでもよい。さらに、均し部材の駆動位置や前後方向の駆動回数も必要に応じ変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１を示す粉末成形装置の断面図であり、フィーダー本体が後退位置にあり、前進する前の状態を示す。
【図２】同上、粉末成形装置の断面図であり、フィーダー本体がキャビティ位置にある状態を示す。
【図３】同上、粉末成形装置の断面図であり、フィーダー本体がキャビティ位置から後退位置に移動した状態を示す。
【図４】同上、均し部材と駆動手段の説明図であり、図４（Ａ）は均し部材の前側が上で後退した状態を示し、図４（Ｂ）は均し部材が前側で降下した状態を示し、図４（Ｃ）は、均し部材が前進した状態を示し、図４（Ｄ）は、均し部材が前進後、前側が上がった状態を示す。
【図５】従来例の粉末成形装置の断面図であり、フィーダー本体が後退位置にあり、前進する前の状態を示す。
【図６】同上、粉末成形装置の断面図であり、フィーダー本体がキャビティ位置にある状態を示す。
【図７】同上、粉末成形装置の断面図であり、フィーダー本体がキャビティ位置から後退位置に移動した状態を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１  粉末成形装置
３  ダイ
７  キャビティ
11  フィーダー
12  フィーダー本体
13  原料粉末供給管
15  供給管接続開口部
21  均し部材
21Ａ  先端部（前側）
22  駆動手段
25  昇降シリンダ（昇降手段）
Ｐ  原料粉末
【図１】
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【図２】
2007152361.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007152361.tif 000007
【図６】
2007152361.tif 000008
【図７】
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