(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を焼結型内に充填して焼結する自動パルス通電加圧焼結方法において、
（１）上下に貫通する穴を有する焼結型の前記穴内に下プレスコアを移動可能に挿入すること、
（２）前記下プレスコアが挿入された焼結型を前記焼結型を搬送するキャリヤにより上下に移動可能に支持すること、
（３）前記キャリアにより前記焼結型を上昇させて前記焼結型の上端を粉体装填機構の支持板の開口内に、前記焼結型の上面と前記支持板の上面とがほぼ面一になるように挿入すること、
（４）前記焼結型の上面からの前記下プレスコアの上面の位置を充填すべき粉体の層の厚さに応じた位置にし、前記粉体装填機構の前記粉体が入っているホッパを前記焼結型の上面と同一面上で粉体をその面で摺り切るようにように前記焼結型に対して移動して充填すること、
（５）前記（３）及び（４）の動作を、材質、混合比、粒径及び粒子の形状の少なくとも一つが異なる複数種類の粉体毎に行って前記焼結型に粉体を複数の層状に充填すること、
（６）前記粉体の１層充填毎又は複数層充填毎に、粉体を所望の圧力で予備的に加圧すること、
（７）充填された粉体を前記下プレスコアと共に前記焼結型に関して相対的に移動して前記粉体を焼結型内の所望の位置に位置決めすること、
（８）前記焼結型の穴内に前記充填された粉体の上から上プレスコアを挿入すること、
（９）粉体が充填されかつ上プレスコアが挿入された焼結型を所望の温度に予熱すること、
（１０）予熱済みの前記焼結型の上プレスコア及び下プレスコアを上、下加圧電極により所望の圧力で加圧しながら直流パルス電流を流して前記粉体を焼結すること、
を含む自動パルス通電加圧焼結方法。
【請求項２】
請求項１に記載の自動パルス通電加圧焼結方法において、更に、前記粉体を１層充填する毎に、前記予備的加圧前又は後に焼結型に充填された粉体の重量を計測することを含む自動パルス通電加圧焼結方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の自動パルス通電加圧焼結方法において、更に、焼結済みの焼結型から上、下プレスコア及び焼結品を同時に抜き取ることを含む自動パルス通電加圧焼結方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の自動パルス通電加圧焼結方法において、前記下加圧電極を前記下プレスコアの下面にのみ接触させ、前記上、下加圧電極間で直流パルス電流を流す自動パルス通電加圧焼結方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の自動パルス通電加圧焼結方法において、前記下加圧電極を前記下プレスコアの下面及び前記焼結型の下面に接触させ、前記上、下加圧電極間で直流パルス電流を流す自動パルス通電加圧焼結方法。
【請求項６】
焼結型内への粉体の充填工程、充填された粉体の焼結工程を自動的に行う自動パルス通電加圧焼結システムにおいて、
上下に貫通する穴を有しその穴内に下プレスコアが移動可能に挿入された焼結型内への所望量の粉体の装填及びその焼結型内に装填された粉体の予備的な加圧を自動的に行う粉体の自動充填装置であって、前記下プレスコアが挿入された焼結型を上下に移動可能に支持するキャリアを有する焼結型搬送機構、前記キャリアの移動経路の途中に配置されていて、前記材質、混合比、粒径及び粒子の形状の少なくとも一つが異なる複数種類の粉体のいずれかの粉体が入れているいるホッパを有する複数の粉体充填機構、及び前記焼結型内に装填された粉体に所望の圧力を加えるプレス機構を有し、前記キャリアにより前記焼結型を上昇させて前記焼結型の上端をそれぞれの粉体装填機構の支持板の開口内に、前記焼結型の上面と前記支持板の上面とがほぼ面一になるように挿入し、それぞれ前記焼結型の上面と同一面上で粉体をその面で摺り切るようにように前記焼結型に対して移動して前記焼結型内に前記粉体を層状に充填する自動充填装置と、
前記自動充填装置よりも焼結型の移送経路に沿って下流側に設けられていて前記焼結型を予熱する予熱装置と、
前記予熱装置により予熱された前記焼結型内に粉体を挟んで挿入された対のプレスコアと接触して前記プレスコアを加圧する加圧電極を有し、前記加圧電極に直流パルス電流を流して焼結型内の粉体を焼結する焼結装置と、
前記焼結装置の下流側に隣接して配置されていて焼結済みの焼結型を冷却する冷却装置と、
前記自動充填装置から送られた焼結型を予熱装置、焼結装置及び冷却装置を通して搬送するコンベヤとを備え、
前記予熱装置、焼結装置及び冷却装置がそれぞれ個別に密閉可能になっているチャンバを備える自動パルス通電加圧焼結システム。
【請求項７】
請求項６に記載の自動パルス通電加圧焼結システムにおいて、前記予熱装置、焼結装置及び冷却装置の各チャンバ内の雰囲気を個別に制御可能になっている自動パルス通電加圧焼結システム。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の自動パルス通電加圧焼結システムにおいて、前記チャンバの各々の出入り口には前記チャンバと外気との連通及び隣接するチャンバ間の連通を阻止するゲート弁が設けられている自動パルス通電加圧焼結システム。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれかに記載の自動パルス通電加圧焼結システムにおいて、前記予熱装置が前記焼結型の外周と選択的に接触可能な対の通電電極を備え、前記通電電極を介して前記焼結型に予熱電流を流す自動パルス通電加圧焼結システム。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれかに記載の自動パルス通電加圧焼結システムにおいて、前記加圧電極内に冷却材を流す冷却通路が形成されている自動パルス通電加圧焼結システム。
【請求項１１】
請求項６ないし１０のいずれかに記載の自動パルス通電加圧焼結システムにおいて、更に、前記粉体を１層充填する毎に、前記予備的加圧前又は後に焼結型に充填された粉体の重量を計測する計測機構を備え、前記計測機構が前記前記焼結型を搬送ジグごと支えて粉体の重量を計測する自動パルス通電加圧焼結システム。
【請求項１２】
焼結型内への粉体の充填工程、充填された粉体の焼結工程を自動的に行う自動パルス通電加圧焼結システムにおいて、
焼結型内への所望量の粉体の装填及びその焼結型内に装填された粉体の予備的な加圧を自動的に行う粉体の自動充填装置であって、
上下に貫通する穴を有しその穴内に下プレスコアが移動可能に挿入された焼結型を支持して所定の移送経路に沿って移送する焼結型搬送機構、前記焼結型の上端部が装入される開口が形成された支持板及び前記支持板上で移動可能に配置されていて中に材質、混合比、粒径及び粒子の形状の少なくとも一つが異なる複数種類の粉体のいずれかの粉体が装入されていて一つの粉体装填位置に送られるホッパを有し、前記ホッパを前記支持板上で移動させて前記焼結型内へ粉体を充填し、装填された粉体を前記焼結型の上面を含む平面に沿って摺り切る複数の粉体装填機構、前記粉体装填位置に配置において前記焼結型を上昇させ、前記焼結型の上面と支持板の上面とがほぼ面一になるように、前記焼結型の上端を前記支持板の開口内に入れ得る昇降支持機構、及び前記焼結型内に装填された粉体に所望の圧力を加えると共に前記粉体の層を前記焼結型に関して相対的に移動して前記焼結型内の所望の位置に位置決めできるプレス機構を有し、前記焼結型内に前記粉体を層状に充填する自動充填装置と、
前記自動充填装置よりも焼結型の移送経路に沿って下流側に設けられていて前記焼結型内に粉体を挟んで挿入された対のプレスコアと接触して前記プレスコアを加圧する加圧電極を有し、前記加圧電極に直流パルス電流を流して結型内の粉体を焼結する焼結装置と、
前記焼結装置の下流側に隣接して配置されていて焼結済みの焼結型を冷却する冷却装置と、
前記自動充填装置から送られた焼結型を前記焼結装置及び冷却装置を通して搬送するコンベヤとを備え、
前記加圧電極が電源装置の焼結電源及び予熱電源に電気的に択一的に接続可能になっていて、前記焼結型に前記加圧電極を介して予熱電流及び焼結電流を択一的に通電できるようになっており、
前記焼結装置及び冷却装置がそれぞれ個別に密閉可能になっているチャンバを備え、前記焼結装置のチャンバが予熱雰囲気及び焼結雰囲気に択一的に制御可能になっている自動パルス通電加圧焼結システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動通電焼結方法及びそのシステムに関し、更に詳細には、焼結型内への所望の量の粉体の充填から焼結までの工程を連続的かつ自動的に行う自動通電焼結方法及びシステムに関する。
【０００２】
従来の通電焼結は焼結時間が長く、焼結型内への粉体の充填作業から焼結作業、焼結型からの焼結品の抜き取り作業等の一連の作業を連続工程で行う概念がなく、したがって、通電焼結工程を連続的にかつ自動的に行うシステムは今まで提供されていなかった。
【０００３】
ところで、近年通電焼結にも改良が加えられ、例えば本出願人により提案された放電プラズマ焼結或いはプラズマ活性化焼結を含む、パルス電流を利用して焼結を行うパルス通電加圧焼結により焼結時間を大幅に短縮する事が可能になってきた。このため焼結型への粉体の充填から焼結型からの焼結品の抜き取りまでの作業を連続工程で行うことも可能になってきた。
【０００４】
更に、近年開発された上記通電焼結方法によれば、本来接合が困難な異なる材質の材料、例えばステンレス鋼と銅、セラミックと各種金属等の材料を焼結により一体的に接合させることが可能になってきた。この場合、１００％純粋の材料から成る二つの材料層を重ねて焼結して一体化するよりも、その二つの材料層の間に二つの材料の混合比を変えた層を複数設けることによって、更には同一の材料の焼結体を作る場合でもその材料の粉体の粒度を順次変化させることによって、焼結品に傾斜機能（焼結品の一方の表面側から他方の表面側にその焼結品の特性が徐々に変化している状態）を与えてその特性一段と向上させることが可能である。このような傾斜機能を有する焼結品をつくるためには、一つの焼結型内に材質、混合比及び粒度の少なくとも一つが異なる複数種類の粉体を所望の厚さで精密に充填し、焼結しなければならない。しかしながら、従来において粉体を複数の層にして自動的に充填し、焼結するシステムは提供されていなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、焼結型内への粉体の充填から焼結までの焼結工程を連続的かつ自動的に行える自動通電焼結方法及びそのシステムを提供することである。
本発明が解決しようとする他の課題は、材質、混合比、粒径及び形状の少なくとも一つが異なる複数の種類の粉体を焼結型内に層状に自動的に充填すると共に充填済みの粉体を連続工程で自動的に焼結できる自動通電焼結方法及びそのシステムを提供することである。
本発明が解決しようとする別の課題は、焼結型内への装填後の粉体の層に予め所望の圧力を加えることによって質の良い焼結品を自動的かつ連続的に製造できる自動通電焼結方法及びそのシステムを提供することである。
本発明が解決しようとする更に別の課題は、予熱、焼結及び冷却の作業工程を外部と閉鎖されたそれぞれ別個のチャンバ内で行い、かつ各チャンバ内の雰囲気を個別に制御して質の良い焼結品を自動的かつ連続的に製造できる自動通電焼結方法及びそのシステムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の一つの発明は、粉体を焼結型内に充填して焼結する自動パルス通電加圧焼結方法において、
（１）上下に貫通する穴を有する焼結型の前記穴内に下プレスコアを移動可能に挿入すること、
（２）前記下プレスコアが挿入された焼結型を前記焼結型を搬送するキャリヤにより上下に移動可能に支持すること、
（３）前記キャリアにより前記焼結型を上昇させて前記焼結型の上端を粉体装填機構の支持板の開口内に、前記焼結型の上面と前記支持板の上面とがほぼ面一になるように挿入すること、
（４）前記焼結型の上面からの前記下プレスコアの上面の位置を充填すべき粉体の層の厚さに応じた位置にし、前記粉体装填機構の前記粉体が入っているホッパを前記焼結型の上面と同一面上で粉体をその面で摺り切るようにように前記焼結型に対して移動して充填すること、
（５）前記（３）及び（４）の動作を、材質、混合比、粒径及び粒子の形状の少なくとも一つが異なる複数種類の粉体毎に行って前記焼結型に粉体を複数の層状に充填すること、
（６）前記粉体の１層充填毎又は複数層充填毎に、粉体を所望の圧力で予備的に加圧すること、
（７）充填された粉体を前記下プレスコアと共に前記焼結型に関して相対的に移動して前記粉体を焼結型内の所望の位置に位置決めすること、
（８）前記焼結型の穴内に前記充填された粉体の上から上プレスコアを挿入すること、
（９）粉体が充填されかつ上プレスコアが挿入された焼結型を所望の温度に予熱すること、
（１０）予熱済みの前記焼結型の上プレスコア及び下プレスコアを上、下加圧電極により所望の圧力で加圧しながら直流パルス電流を流して前記粉体を焼結すること、で構成されている。
上記構成の自動パルス通電加圧焼結方法において、更に、前記粉体を１層充填する毎に、前記予備的加圧前又は後に焼結型に充填された粉体の重量を計測することを含でいても、更に、焼結済みの焼結型から上、下プレスコア及び焼結品を同時に抜き取ることを含んでいてもよい。また、上記自動パルス通電加圧焼結方法において、前記下加圧電極を前記下プレスコアの下面にのみ接触させ、前記上、下加圧電極間で直流パルス電流を流しても、或いは前記下加圧電極を前記下プレスコアの下面及び前記焼結型の下面に接触させ、前記上、下加圧電極間で直流パルス電流を流してもよい。
【０００７】
本願の他の発明は、焼結型内への粉体の充填工程、充填された粉体の焼結工程を自動的に行う自動パルス通電加圧焼結システムにおいて、
上下に貫通する穴を有しその穴内に下プレスコアが移動可能に挿入された焼結型内への所望量の粉体の装填及びその焼結型内に装填された粉体の予備的な加圧を自動的に行う粉体の自動充填装置であって、前記下プレスコアが挿入された焼結型を上下に移動可能に支持するキャリアを有する焼結型搬送機構、前記キャリアの移動経路の途中に配置されていて、前記材質、混合比、粒径及び粒子の形状の少なくとも一つが異なる複数種類の粉体のいずれかの粉体が入れているいるホッパを有する複数の粉体充填機構、及び前記焼結型内に装填された粉体に所望の圧力を加えるプレス機構を有し、前記キャリアにより前記焼結型を上昇させて前記焼結型の上端をそれぞれの粉体装填機構の支持板の開口内に、前記焼結型の上面と前記支持板の上面とがほぼ面一になるように挿入し、それぞれ前記焼結型の上面と同一面上で粉体をその面で摺り切るようにように前記焼結型に対して移動して前記焼結型内に前記粉体を層状に充填する自動充填装置と、
前記自動充填装置よりも焼結型の移送経路に沿って下流側に設けられていて前記焼結型を予熱する予熱装置と、
前記予熱装置により予熱された前記焼結型内に粉体を挟んで挿入された対のプレスコアと接触して前記プレスコアを加圧する加圧電極を有し、前記加圧電極に直流パルス電流を流して焼結型内の粉体を焼結する焼結装置と、
前記焼結装置の下流側に隣接して配置されていて焼結済みの焼結型を冷却する冷却装置と、
前記自動充填装置から送られた焼結型を予熱装置、焼結装置及び冷却装置を通して搬送するコンベヤとを備え、
前記予熱装置、焼結装置及び冷却装置がそれぞれ個別に密閉可能になっているチャンバを備えて構成されている。
前記自動パルス通電加圧焼結システムにおいて、前記予熱装置、焼結装置及び冷却装置の各チャンバ内の雰囲気を個別に制御可能になっていてもよい。また、前記チャンバの各々の出入り口には前記チャンバと外気との連通及び隣接するチャンバ間の連通を阻止するゲート弁が設けられていてもよい。更に、前記自動パルス通電加圧焼結システムにおいて、前記予熱装置が前記焼結型の外周と選択的に接触可能な対の通電電極を備え、前記通電電極を介して前記焼結型に予熱電流を流すようになっていてもよく、前記加圧電極内に冷却材を流す冷却通路が形成されていてもよい。更にまた、前記自動パルス通電加圧焼結システムが、更に、前記粉体を１層充填する毎に、前記予備的加圧前又は後に焼結型に充填された粉体の重量を計測する計測機構を備え、前記計測機構が前記前記焼結型を搬送ジグごと支えて粉体の重量を計測するようになっていてもよい。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図１において、本発明の自動通電焼結システムの一実施例の全体が概略的に示されている。この実施例の自動通電焼結システム１は、焼結型内に粉体を自動的に充填する粉体の自動充填装置１０と、粉体が充填された焼結型を予め加熱する予熱装置３０と、焼結装置４０と、焼結後の焼結型を冷却する冷却装置５０と、冷却された焼結型から焼結品を抜き出す離型装置６０と、自動充填装置の送り出し部からを離型装置６０まで焼結型を上に載せた搬送ジグを送るローラ式コンベヤ７０と、予熱装置３０、焼結装置４０及び冷却装置５０のチャンバ内の雰囲気を調節するそれぞれ別個の雰囲気制御装置８１ないし８３と、予熱装置及び焼結装置に電力を供給する電源装置９０とを備えていて、それらは図１に示されるような位置関係で配置されている。
【０００９】
次に、図２ないし図１５を参照して粉体の自動充填装置の一つの実施例について説明する。図２及び図３においてこの実施例による粉体の自動充填装置（以下単に充填装置）１０が全体的に示されている。充填装置１０は、焼結型内に材質、混合比、粒径及び形状の少なくとも一つが異なる複数種類の粉体を複数の層状に充填するのに適した装置であって、複数種類の粉体をそれぞれ別個に装填する複数の粉体装填機構を直列に配置した構造である。充填装置１０は、その充填装置１０の左右（図２及び図３において）に伸びるフレーム１１の端部（図２及び図３で右端）に配置された焼結型供給機構１２と、複数の直列に配置された粉体装填機構１４から成る粉体装填部と、粉体装填部に隣接して配置された計量機構部１６と、フレーム１１の左端に隣接して独立に配置されたプレス機構１８と、充填が完了した燒結型を取り出す取り出し機構２０と、ジグに載せられた焼結型を焼結型供給機構１２からプレス機構の位置まで搬送する焼結型搬送機構２２（この焼結型搬送機構は図２及び図３には示されていない）とを備えている。なお、集結型ａ１は、この実施例においては、図４で仮想線で示されるように、焼結型の穴ｂより小径の開口Ｈを有する搬送ジグＪの上面に形成されたリセス内に位置決めされた状態でその搬送ジグと一体として搬送される。そして焼結型の穴ｂの下部に入れられた下プレスコアｅの下面の周辺部が搬送ジグＪの上面に当接した状態で焼結型供給機構１２から以下で詳述するキャリヤ上に送られる。
【００１０】
図４及び図５において、焼結型搬送機構（以下単に搬送機構）２２は、フレーム１１の下フレーム部分１１１及びプレス機構の台板上に隔てて配置されかつフレームのほぼ全長に亘って伸びる対のガイドレール２２１と、ガイドレールに沿って伸びるラック２２２と、ガイドレール上を移動するキャリヤ２２３とで構成されている。キャリヤ２２３は平板状の可動台２２４を備え、その可動台２２４は左右（図４において）に２個ずつ４個（図４では２個のみ図示）の可動台に回転自在に取り付けられた車輪２２５によりガイドレール２２１上をそのガイドレールに沿って走行可能になっている。可動台２２４の走行は、可動台２２４に取り付けられた減速機構内蔵の走行モータ２２６の出力軸に取り付けられたピニオン２２７をラック２２２にかみ合わせ、走行モータを回転させることによって行う。可動台２２４には左右２本ずつ４本の支持軸２２９が軸受け２２９ａを介して直立状態でかつ上下方向に滑動可能に設けられ、４本の支持軸２２９の上端には受け板２３０が固定されている。受け板２３０の中央には、その上に載せられる焼結型ａ１の穴ｂと整合するようになっている開口２３１が形成されている。支持軸２２９の中間には水平で平らな取り付け板２３２が固定されている。
【００１１】
取り付け板２３２と受け板２３０との間には可動板２３３が設けられ、その可動板２３３は軸受け２３３ａを介して支持軸２２９に上下移動可能に案内されている。可動板には焼結型ａ１内に挿入された下プレスコアｅを押し上げる押し上げ部材２３４が固定されている。取り付け板２３２には受け板２３０の開口２３１の中心に軸心が整合された減速機構付きの電気式駆動モータ２３５が取り付けられ、その駆動モータでねじ軸２３６を回転するようになっている。ねじ軸２３６の外周に雄ねじ（図示せず）が設けられ、そのねじ軸２３６は、可動板２３３に固定されかつねじ軸２３６の雄ねじと螺合された雌ねじ（図示せず）が形成されたねじ軸受け２３７が固定されている。駆動モータ２３５によりねじ軸２３６が回転されると可動板２３３及び押し上げ部材２３４が共に支持軸２２９及び取り付け板２３２に関して上下に移動する。押し上げ部材２３４は軸方向（図５［Ａ］で上下方向）に伸びる穴２３４ａが形成された全体として円筒状で、上端には半径方向に伸びるフランジ部２３４ｂが形成されている。ねじ軸は押し上げ部材２３４内に形成された穴２３４ａ内に受けられている。駆動モータ２３５としては本実施例では、押し上げ部材の上下方向の位置を０．１ｍｍ以下或いは０．０１ｍｍの位の精度で制御できるステッピングモータを使用しているが、同じ様な精度で制御できればその他の装置でもよい。
【００１２】
可動台２２４には電気式昇降モータ２３９が取り付けられている。この昇降モータ２３９は、上端が取り付け板２３２に連結されていて上下方向に伸びるロッド２３８を公知の構造の運動変換伝達機構により上下動させる。運動変換伝達機構としては、例えばラック及びピニオンの機構、雄ねじ及び雌ねじの機構或いはロッド及びそのロッドと摩擦接触するローラの機構等の回転運動を直線運動に変換して伝達するものでよいが、取り付け板２３２の上下移動を０．１ｍｍ以下の精度で精密に制御できるようにロッド２３８に形成した雄ねじとその雄ねじと螺合する雌ねじが形成された回転体（図示せず）の組合せが適している。これより回転体を昇降モータ２３９で回転させることで取り付け板２３２及びそれに連結された支持軸２２９及び受け板２３０を可動台２２４に関して相対的に上下動できるようになっている。上記キャリヤ２２３は、焼結型ａ１をその焼結型の下端が入るリセスにより位置決めした状態で受けている板状の搬送ジグＪを受け板上で支えて搬送するようになっている。なお、搬送ジグと受け板との位置決め及びずれ防止は上記リセス以外の公知の方法で行ってもよい。また、本実施例で使用される焼結型は横断面が真円の中空円筒形になっているが、中空での筒形であれば断面が円形でなくてもよい。可動台２２４、取り付け板２３２及び可動板２３３には、図５［Ｂ］ないし［Ｄ］に示されているように、後述するプレス機構の中空円筒形の受け台（図１の下プレスロッドｇとして機能する）を、押し上げ部材２３４の軸線と受け台の軸線とがほぼ一致するように受けるリセス２２４’、２３２’及び２３３’がそれぞれ形成され、そのリセスはキャリヤの進行方向前側の縁から伸びている。なお、押し上げ部材の昇降用の駆動モータ２３５は、下プレスコアｅが焼結型ａ１に密に嵌合されていて焼結型内への粉体の装填動作中に下から支えなくても落下しない場合には、１層目の粉体の装填を行うために押し上げ部材を上昇させればよいので、下プレスコアｅの上限の位置を精度良く停止できれば、流体シリンダに代えてもよい。
【００１３】
図７及び図８において、焼結型供給機構１２は、搬送ジグに載せられた焼結型ａ１を上下方向に複数保持し、１個ずつ順次に降下させて供給するエレベータ装置１２０で構成されている。このエレベータ装置式の焼結型供給機構は、フレーム１１の左右（図７において）の側部１１２の上部に公知の構造の軸受け１２１ａを介してそれぞれ回転可能に支持された二つの駆動軸１２１と、側フレーム部分１１２に取り付けられている供給機構用の上下方向に伸びる二対の支持フレーム１１４の上端左右に公知の構造の軸受けを介してそれぞれ回転可能に支持された二つの遊び軸１２２と、電気式駆動モータ１２３とを備えている。駆動モータ１２３の駆動力は、公知のチエーン及びスプロケット式の駆動機構により二つの駆動軸１２１を互いに逆の方向（図７で右側の駆動軸は時計回り方向で左側の駆動軸は反時計回り方向）に回転するように伝えられる。各駆動軸には一対の駆動スプロケット１２５が所定の間隔で固定され、各遊び軸１２２には一対の遊びスプロケット１２６が同じ間隔で固定されている。各駆動スプロケットと対応する遊びスプロケットとには無端チエーン１２７が掛けられている。このようにして、合計で二対のチエーン１２７が設けられ、一対がフレーム１１の各側に配置されている。二つの駆動軸は逆方向に回転され図７で見て左側及び右側のそれぞれ対のチエーン１２７には複数の支持棒１２８が所定の間隔で取り付けられている。図７に示されるように、左側の対のチエーンに取り付けられた支持棒１２８と右側の対のチエーンに取り付けられた対応する支持棒１２８は同じ高さになるように予め調整されている。
左側の対のチエーン（図７で見て）に設けられた支持棒の一つ及び右側の対のチエーンに設けられたチエーンの対応する一つは相互に協働する一つの支持棒を構成している。この焼結型供給機構は左右一対（図７において）の支持棒１２８で焼結型ａ１が上に載せられた搬送ジグＪの左右両端を支持して貯えておき、駆動モータ１２３を回転させてチエーンをそれぞれ矢印の方向に間欠的に移動させる。それにより搬送ジグを順次降下させ、下で待機しているキャリヤ２２３の受け板２３０上に載せるようになっている。
【００１４】
粉体装填機構１４は、前述のように、キャリヤの移動方向に沿って配置され、その機構の数は充填する粉体の種類の数に対応した数若しくはそれ以上である。粉体装填機構は全て同じ構造、機能であるので一つの粉体装填機構について詳述する。図９ないし図１１において、各粉体装填機構１４は、キャリヤ２２３に載せられて搬送される燒結型ａの移動経路の上側に配置され公知の方法でフレーム１１の長手方向（ガイドレール２２１の伸張方向）に沿って伸びる一対の上フレーム部分１１３上に水平にかつキャリヤの移動方向に直角の方向に伸張させて固定された略長方形の支持板１４１とを備えている。支持板１４１は、キャリヤ２２３の走行方向に直角にかつキャリヤによって搬送される焼結型の移送経路の上側で伸びている。粉体装填機構は、更に、焼結型の移動経路の上側において支持板１４１の上面に所定の間隔で隔てて（キャリヤの移動方向に隔てて）取り付けられた一対のホッパガイド１４２と、対のホッパガイド１４２間において支持板１４１上にそのホッパガイドに沿って移動可能に配置された可動ホッパ１５０とを備えている。対のホッパガイドは、キャリヤ２２３の走行方向に直角にかつキャリヤによって搬送される焼結型の移送経路の上側で伸びている。支持板１４１には、機構１４の粉体充填位置に送られたキャリヤ上の焼結型の位置に整合させて、その焼結型の上端部が丁度挿入される大きさの穴すなわち開口（この実施例では円形）１４１ａが形成されている。各ホッパガイド１４２は、下向きのガイド面１４３ａを有するガイドプレート１４３と、支持板１４１上に公知の方法で固定されたベースプレート１４４と、ガイドプレート１４３をベースプレート１４４上に隔てて固定する複数の支持ロッド１４５とを有している。
【００１５】
可動ホッパ１５０は内径が焼結型ａ１の穴ｂの内径とほぼ同じ又はそれより大きい中空円筒形をした本体部１５１とその本体部１５１の下端外周に形成されたフランジ部１５２とを有している。フランジ部１５２の平面形状はほぼ正方形になっていて、ホッパガイドに沿って伸びる対の側縁にはホッパガイド１４２のガイド面１４３ａと接触するローラ１５３がそれぞれ二つずつ回転自在に取り付けられている。ローラ１５３（合計４個）が下向きのガイド面１４３ａと係合することで可動ホッパが支持板１４１から浮き上がるのを防止している。可動ホッパ１５０の本体部１５１内には粉体が充填されている。可動ホッパの本体の形状は充填する焼結型の形状に合わせるのが好ましいが、必ずしも同じ形状でなくてもよい。例えば、焼結型が中空円筒形状の場合可動ホッパの本体の形状を横断面が正方形の中空筒形にしてもよい。また、大きさは焼結型の穴の大きさと同じでもよいがわずかに大きめでもよい。例えば、焼結型ａ１の穴ｂが円形でホッパが円筒形の場合、穴ｂの直径Ｄ１及びホッパ本体の内径Ｄ２はＤ１≦Ｄ２となるようにされる。
【００１６】
可動ホッパ１５０の一端（図８及び９において左側）にはホッパガイド１４２の伸張方向（図９及び１０で左右方向）に伸びるロッド１５４が固定されている。このロッド１５４は支持板１４１に取り付けられた軸受け部１５５によってロッドの軸方向に移動可能に支持されている。このロッド１５４は、支持板に取り付けられた駆動モータ１５６によって図示しない公知の機構、例えばロッドに形成されたラックとそのラックとかみ合っていて駆動モータ１５６により往復回転されるピニオンのような機構を介して往復直線移動するようになっている。このような機構は、軸受け部１５５内に設けられている。ロッドの位置従って可動ホッパ１５０の位置はロッドの移動方向に隔てて取り付けられた一対のセンサ１４７ａ、１４７ｂによって検出されるようになっている。
【００１７】
上記構成の粉体装填機構１４において、可動ホッパ１５０は、本体部１５１内に粉体ｊが十分に装入された状態で位置Ｍか位置Ｏで停止し、その位置で待機している。キャリヤ２２３に載せられた焼結型ａ１が粉体装填機構１４による装填位置に到着すると、キャリヤの昇降モータ２３９が動作して受け板２３０を支持軸２２９と共に上昇させ搬送ジグＪ上に載置されれた焼結型ａ１の上端部を支持板１４１の開口１４１ａ内に挿入させ、支持板１４１の上面と焼結型ａ１の上面ｃとをほぼ面一にさせる。それと同時に図４に示されるキャリヤ２２３の駆動モータ２３５が動作してねじ軸２３６を回転させ、可動板２３３及び押し上げ部材２３４を受け板２３０に関して上方に移動させ、下プレスコアｅのみを焼結型に関して相対的に押し上げ、下プレスコアの上面が焼結型の上面から所定の深さ達したとき押し上げ部材の移動を停止する。なお、下プレスコアの押し上げ時に焼結型の上昇を阻止するには、各粉体装填機構に設けられていて焼結型を両側から挟んで保持する保持部材（図示せず）で押さえておけばよい。焼結型ａ１の上面ｃから下プレスコアの上面までの深さは１回の装填動作で装填される粉体の量又は層の厚さによって決定される。焼結型ａ１の上面から下プレスコアの上面までの深さは、焼結型の高さ及び下プレスコアの厚さがわかっていれば押し上げ部材２３４の受け板２３０に関する位置を計測して制御することにより、制御できる。その後、可動ホッパ１５０が位置Ｍから位置Ｏに又は位置Ｏから位置Ｍに移動する。この移動の間に焼結型ａの穴ｂと可動ホッパの穴とが重なると可動ホッパ内に装入されていた粉体が焼結型の穴内に入り、可動ホッパが位置Ｃ又はＡに到着して粉体の装填が完了する。可動ホッパの下面が支持板１４１に接して移動するので、焼結型内に装填された粉体の上面は焼結型の上面と同一の面で平らになっている。すなわち、粉体をその面で摺り切って余分な粉体が焼結型の上に残らないようになっている。装填が完了するとキャリヤの受け板２３０は降下し、焼結型も降下する。なお、下プレスコアは焼結型に関して力を加えて押さないと動かないように密に嵌合されているので下プレスコアが自然に焼結型内で降下することはない。したがって、押し上げ部材を昇降させる駆動モータとして流体シリンダを使用した場合には最初の一層の粉体の充填に必要な位置まで下プレスコアを押し上げ部材で押し上げた後は、その押し上げ部材を降下させてもよい。
【００１８】
図４及び図６において、計測機構１６は、キャリヤ２２３の移動経路の上方で伸びかつフレーム１１の上フレーム部分１１３に水平に固定された支持プレート１６１と、支持プレート１６１（左右（図４において）それぞれ２個ずつ）設けられた複数の軸受け１６２ａと、軸受けにより上下移動可能に支持された合計４個の吊り下げロッド１６２とを備えている。四つの軸受け１６２ａは、二つが支持板１６１の各端（図４で左右端）に配置されるようにして、支持板に設けられている。計測機構は、更に、その吊り下げロッド１６２の上端に固定された連結板１６３と、支持プレート１６１の上面中央に固定されらロードセンサ１６４と、連結板１６３に取り付けられていてロードセンサを押圧するプッシャ１６５とを備えている。吊り下げロッド１６２の下端にはキャリヤ側に向かって伸びる支え部材１６６が固定されている。支え部材１６６は、支持プレートに取り付けられたガイドロッド１６７に上下移動可能に案内された釣り合い重り１６８にワイヤ１６９によって連結され、吊り下げロッド、連結板、焼結型及び搬送ジグの自重と釣り合わせ、大きな加重がロードセンサに加わらないようにしている。この計測機構において、粉体の各回の装填が完了した後、及び（或いは）全ての粉体の装填が完了した後に焼結型が計測位置に到着すると、キャリヤ２２３の昇降モータ２３９が動作して受け板２３０を降下させる。受け板が支え部材より低い位置になるとその受け板の上に載せられた焼結型ａ１を搬送ジグＪごと支え部材１６６で支えることになる。このため、吊り下げロッド、連結板、搬送ジグ、焼結型ａ、下プレスコアｅ等の自重を含まない、装填された粉体のみの重さがロードセンサによって検出され、最終的に装填された粉体の重さが計測されることになる。なお、粉体の計測は後述するプレス前に行っても後に行ってもよい。
【００１９】
図１２及び１３において、プレス機構１８は、フレーム１１とは別の個別の台板１８１と、台板１８１の四隅において直立させて固定された支柱１８２と、方形の台板１８１のほぼ中央に直立させて固定された受け台１８３と、４本の支柱１８２の上端に固定された天板１８４と、天板１８４と台板１８１との間で移動可能に支柱１８２に案内されているプレスガイド１８５と、プレスガイド１８５に固定されているプレス部材１８６と、天板１８４に固定されていて、そのピストンロッド１８７ａがプレスガイド１８５に連結されている流体シリンダ１８７とを備えている。台板１８１上にはフレーム１１の下フレーム部分１１１に設けられたガイドレールと長手方向に整合されたガイドレール（図示せず）が設けられ、そのガイドレール上をキャリヤが移動できるようになっている。受け台１８３の上端部１８３ａは、キャリヤ２２３の受け板２３０の開口２３１及び搬送ジグに形成された開口Ｈ内に入り得る形状及び大きさになっている。受け台１８３は中空円筒になっていて、その外周の一部（キャリヤの進行して来る方向に面する部分）には、図１２［Ｂ］に示されるように、外周から中心の中空部分まで伸びる切り抜き部１９１が形成されている。この切り抜き部１９１は、キャリヤがプレス機構のプレス位置に到着するときにキャリヤの押し上げ部材２３４の円筒部、駆動モータ２３５並びに取り付け部材２３２及び可動板２３３の中央部２３２ａ及び２３２ａ（図５［Ｃ］及び［Ｄ］）が入るようになっている。この状態のとき、受け台１８３は、図１２で仮想線で示されているように、押し上げ部材のフランジ部分が受け台１８３の上になりしかもその押し上げ部材の軸線と受け台の軸線とがほぼ一致するようにして、位置決めされる。キャリヤ２２３がプレス位置に位置決めされているとき、受け台１８３はキャリヤの可動台２２４に形成されたリセス２２４’内に受けられている（図５［Ｂ］及び［Ｄ］）。プレス部材１８６の下端は、焼結型ａ１の穴ｂ内に密に嵌合される形状及び大きさになっている。台板１８１には、更に、一対の昇降用の流体シリンダ１８８が受け台１８３を間に挟んだ状態でブラケット１８９を介して取り付けられている。昇降用の流体シリンダ１８８は、ピストンロッド１８８ａを上向きにして直立状態でブラケットに支持され、ピストンロッドの先端には支持部材１９０が取り付けられている。
【００２０】
このプレス機構１８はプレスガイド１８５及びプレス部材１８６が流体シリンダ１８７により上昇されかつ昇降用のシリンダ１８８のピストンロッド１８８ａが引っ込んだ状態で待機している。この状態でキャリヤ２２３がプレス機構のプレス位置に到着すると、受け台１８３が可動台２２４、取り付け部材２３２及び可動板２３３のリセス２２４’、２３２’及び２３３’内に入りかつ押し上げ部材２３４のステム部、駆動モータ２３５並びに取り付け部材２３２及び可動板２３３の中央部２３２ａ及び２３３ａが切り抜き部１９１を通して可動台の中空部に入り、押し上げ部材２３４のフランジ部分２３４ｂが受け台１８３の上になった状態でその押し上げ部材の軸線と受け台の軸線とがほぼ一致する。その後、キャリヤの受け板２３０が昇降モータ２３９の動作により降下され、搬送ジグＪが上に焼結型ａ１を載せた状態で降下する。すると押し上げ部材２３４のフランジ部２３４ｂが受け台１８３の上に載りかつそのフランジ部が焼結型内に挿入された下プレスコアｅの下面に接し、この状態で焼結型は下プレスコア及び焼結型内に装填された粉体と共に支持される。その後シリンダ１８７が動作して、プレスガイド１８５及びプレス部材１８６を支柱１８２に沿って降下させ、プレス部材１８６により焼結型内に装填された粉体を所望の力で所定の時間押圧する。
【００２１】
押圧が完了すると粉体は圧縮されるので押圧後の粉体の上面は焼結型の上面ｃより下に沈むがこの沈み量は上側のプレス部材１８６の下面の焼結型の上面に関する移動量を例えばタッチセンサ等で計測することで測ることができる。沈み量は粉体の一層の厚さより小さいので、次の粉体の充填のために押圧された粉体の層の上面を焼結型の上面ｃより下げる（沈み量と、焼結型に関する押圧後の粉体の上面下げ量との和が次に装填される粉末の層の厚さになるようにする）必要がある。そこで、受け台１８３及びプレス部材１８６で下プレスコア及び粉体の層を押さえた状態で、昇降用シリンダ１８８を動作させてそのピストンロッド１８８ａを上に突出させてその先端に取り付けられた支持部材を受け板２３０に接触させ、キャリヤの受け板２３０を上昇させる。それに合わせてシリンダ１８７も動作させ、プレス部材１８６も同じ速度で上昇させ、粉体を押さえた状態にしておく。この受け板の上昇に合わせて昇降モータ２３９も受け板を上昇させる方向に駆動する（受け板の上昇に合わせて押し上げ部材２３４も上昇する）。キャリヤの受け板２３０が搬送時の所定の位置まで上昇した後、プレス部材で下に押した状態で押し上げ部材２３４を焼結型に関して相対的に下降させ、上記下げ量に相当する量（充填量の設定値）だけ下方に移動させる。これにより充填された積層粉体が焼結型ａに関して相対的に押し下げられる。この移動量は押し上げ部材の移動量を計測する事で行う。焼結型内への粉体の充填が一層のみの場合（この場合の層の厚さは複数の層の一層分の厚さよりも厚い）には、上記搬送ジグ及び焼結型の上方の移動量を、粉体の層が焼結型に関して焼結に最も適した位置となるようにする。なお、前の層の装填、押圧後に後の層を装填する場合には押し上げ部材をキャリヤに関して次の層の層厚分だけ下げておく（２層以降の装填時に下プレスコアを押し上げ部材で支える必要がなければ押し上げ部材は装填開始前の位置に戻してもよい。）。また、複数の層の充填を行う場合で最後の層の装填及び上記のような押圧が完了した後も、上記と同様にして押圧後の複数の層に関して焼結型を上記のように移動させて焼結に最適な位置にする。なお、上プレス部材が焼結型の穴内に隙間なく挿入される（隙間からの粉体の逃げを防止するため）ので、上プレス部材が上昇して焼結型から引き抜かれる時に焼結型が持ち上げられるのを防止するためには、焼結型を両側から押さえる保持部材（図示せず）をプレス機構に設けておき、上プレス部材が焼結型から引き抜かれるときその保持部材で保持するようにすればよい。
【００２２】
図１４及び図１５において、取り出し機構２０は、プレス機構によりプレスが完了した後の焼結型が載せられた搬送ジグをキャリヤ２２３から受け取って次工程に送る機能を行う。取り出し機構２０は、焼結型供給機構１２のエレベータ装置１２０と実質的に同じ構造のエレベータ装置２００を備えているのでそのエレベータ装置２００の各構成要素には焼結型供給機構のエレベータ装置１２０構成要素と同じ参照番号を付し、構造及び動作の詳細な説明は省略する。取り出し機構２０のエレベータ装置２００と焼結型供給機構のエレベータ装置１２０との主な相違点は、前者が焼結型を順次降下させてキャリヤ上に載せるのに対して後者はキャリヤから取り出された焼結型及び搬送ジグを順次上方に移動する点である。取り出し機構２０は、キャリヤ２２３上の焼結型が載せられた搬送ジグをエレベータ装置２００に転送する第１の転送部２０１と、エレベータ装置２００から次工程への送りラインに転送する第２の転送部２１０とを備えている。
【００２３】
第１の転送部２０１は、上下方向に伸びる支持フレーム１１４に取り付けられた取り付け部材２０２を介してエレベータ装置を間に挟むように水平に固定された一対の案内部材２０３と、案内部材２０３に移動可能に支持された対のスライダ２０４と、一方（図１５で左側）の案内部材２０と平行にして取り付け部材に取り付けられたアクチュエータとしての流体シリンダ２０５とを備えている。対のスライダ２０４の先端（図１４で右端）には両スライダ２０４間で伸びるプッシャ２０６が取り付けられていて、そのプッシャは焼結型が載せられた搬送ジグＪを略水平方向に押してエレベータ装置で上昇できる位置に向かって横送りできるようになったいる。流体シリンダ２０５のピストンロッド２０５ａの先端は、その流体シリンダに隣接するスライダの先端に固定されている。従って、ピストンロッド２０５ａを往復移動させることによってスライダを同じ方向に位置Ｌ１とＬ２との間で（図１４において）往復移動できる。第１の転送部２０１は、更に、キャリヤの移動経路を挟んで配置されていてキャリヤ上の搬送ジグ（焼結型が載せられた）Ｊをプッシャ２０６で押せる位置まで上昇させるアクチュエータとしての流体式のリフトシリンダ２０７と、フレーム１１の対の側部１１２にほぼ水平に取り付けられた一対の支持フレーム１１５上に（図１４では１つのみ図示）横に並べて（図１４では左右方向に並べて）配置されていて公知の方法で回転可能に支持された複数の送りローラ２０８、２０９とを備えいる。送りローラは自転式で、上記プッシャ２０６によって押された搬送ジグをエレベータ装置２００の支持棒１２８で取り上げ得る位置に送るようになっている。
【００２４】
第２の転送部２１０は、エレベータ装置２００により最上部の位置まで上昇された搬送ジグを次のラインに送るアクチュエータとしての流体式送り出しシリンダ２１１を備えている。上記取り出し機構２０において、その機構の位置にキャリヤが到着するとリフトシリンダ２０７が動作して搬送ジグを上昇させる。次に流体シリンダ２０５が動作してプッシャ２０６を図１４において右側の位置から左側に向けて移動させ、そのプッシャ２０６で搬送ジグＪを焼結型と共にエレベータ装置２００の支持棒１２８上に載せる。支持棒上に載せられた搬送ジグはエレベータ装置２００により上昇され、最上位置に到着した時点で送り出しシリンダ２１１によって図１４において左に押し出される。
なお、図示されていないが、図１４で仮想線で示されたキャリヤ２２３の近くには焼結型内への粉体の充填が完了した後に焼結型の穴ｂの上部に上プレスコアｍを挿入するプレスコア挿入装置が設けられている。このプレスコア挿入装置としては、例えば、図１４で示された位置（この位置は焼結型が載せられた搬送ジグをキャリヤから取り出す取り出し位置）に上プレスコアｍの上部を把持して取り出し位置の真上に移動させ、その後上プレスコアを降下させて焼結型ａ１の穴内に押し込むように動作可能な、公知の構造の工業用ロボット装置でよい。したがって、プレスコア挿入装置の構造及び動作の詳細な説明は省略する。
【００２５】
次に上記実施例の粉体の自動充填装置１０の全体的な動作を説明する。
焼結型ａ１は開口Ｈを有する搬送ジグＪの上に載せられた状態で搬送され、焼結型供給機構１２によりキャリヤ２２３の上に供給される。焼結型が載せられたキャリヤ２２３は、焼結型内に装填される粉体の順序に従って複数の粉体装填機構の一つの粉体装填機構１４（位置Ａ又はＫにある粉体装填機構）の位置に移動してその直下で停止し、選択された粉体装填機構の装填位置に位置決めされる。するとキャリヤ２２３の受け板２３０が上昇して焼結型ａ１を所定の位置まで上昇させて焼結型の上端を粉体装填機構の支持板の開口内に入れる。一方、押し上げ部材２３４が受け板に関して相対的に所定距離上昇して下プレスコアｅを粉体１層充填するのに適した位置まで押し上げる。その後粉体装填機構が動作して前述したようにして焼結型ａ１の穴内に所定量の粉体を装填する。装填が完了すると焼結型はキャリヤ２２３によりプレス機構１８のプレス位置まで送られ、そのプレス機構によって所望の圧力で装填された粉体を予備的に加圧して圧粉体を形成する。プレスすなわち予備的加圧が完了した後次の層を更に充填する場合には前に充填した粉体の層に関して焼結型を次に充填する層の厚さに関連した分だけ相対的に上方に、或いは逆に焼結型に関して充填した粉体を相対的に下方に移動させる。その後プレス機構によるプレスが解除されると、キャリヤ２２３によって計量機構１６の位置に移動し前述したようにして焼結型内に装填された粉体の量を計量する。
【００２６】
以下、焼結型内に充填すべき粉体の種類の数すなわち層の数だけ同様の動作を、異なる粉体装填機構１４により異なる粉体の装填を行いながら繰り返していく。最終の粉体の装填及びプレスすなわち予備的加圧が完了した後、複数層の粉体をプレス機構で圧縮した状態或いは押さえた状態でキャリヤ２２３の受け板２３０を粉体に関して相対的に上方に移動させることによって粉体を焼結型内の所望の位置に位置決めする。焼結型は搬送ジグに載せられた状態で取り出し機構２０によりキャリヤから取り出される。
【００２７】
図１６ないし図２０において、他の実施例の粉体の自動充填装置の実施例について焼結型への充填を例に説明する。図１６において、この実施例の自動充填装置１０Ａが概略的に示されている。この実施例の自動充填装置１０Ａは、複数の粉体装填機構が回転テーブル上に配置されていて、焼結型内への粉体の装填及び装填された粉体のプレスを同じ位置で行えるようになっている点で前の実施例と異なる。この実施例の自動充填装置１０Ａは、搬送ジグに載せられた焼結型を所定の搬送経路に沿って搬送する搬送機構２２Ａと、一部が搬送経路の上側に重なるようにして水平に配置されかつ公知の間欠駆動機構（図示せず）によって鉛直軸線の周りで間欠回転するようになっている回転テーブル２４Ａと、回転テーブル２４Ａの上に円周方向に等間隔で配置された複数の粉体装填機構１４Ａと、搬送機構と回転テーブルとが重なる一つの位置に配置されていて搬送機構により送られてきた焼結型を上昇させて支持する焼結型昇降支持機構２５Ａと、その昇降支持機構の真上に設けられていて昇降支持機構と共同して焼結型内に装填された粉体を所望の圧力で押圧するプレス機構２６Ａとを備えている。なお、搬送機構への搬送ジグ付きの焼結型を供給する機構、及びその搬送機構から焼結型を取り出す取り出し機構は、前記第１の実施例のものに搬送機構の構造上の変更に従って公知の方法で改良を加えたものでよいので、それらの説明は省略する。
【００２８】
図１６及び図１８において、搬送機構２２Ａは、焼結型が載せられた搬送ジグＪの両端（焼結型の搬送方向に直角の方向の両端）を支持案内するようにして搬送方向に沿って設けられたガイドレール２２１Ａと、公知のスプロケット駆動機構（図示せず）によりガイドレール２２１Ａに沿って巡回移動されるようになっていてガイドレール上の搬送ジグを押して送る複数の送り爪２２３Ａが所定の間隔で取り付けられたチエーン２２２Ａとを有するチエーン式コンベヤ２２０Ａでよい。ガイドレールにはローラを多数所定の間隔で設けて搬送ジグの移動を円滑に行わせてもよい。また、装填位置を除いてガイドレールの上方には搬送ジグの浮き上がりを防止する部材を設けてもよい。
【００２９】
図１９及び図２０において、粉体装填機構１４Ａは、前記実施例の粉体装填機構と構造が基本的に同じであるが、可動ホッパが支持板上で位置（支持板に開口が形成されていない位置）Ｐと位置（支持板に焼結型の上端が挿入される開口が形成されている位置）Ｑとの二つの間で移動する点、及び可動ホッパを移動させるホッパ駆動機構が各粉体装填機構毎に設けられているのでなく、一つのホッパ駆動機構で回転テーブル上に配置された全ての可動ホッパを移動できるようになっている点で相違する。従って相違点のみ説明してその他の説明は省略する。鉛直の回転軸線の回りで回転される回転テーブル２４Ａには粉体充填機構の支持板１４１Ａに形成された開口に整合する開口１４１ａＡ（図１７）が複数個（粉体充填機構の数と同数であるが図１６では図示せず）円周方向に等間隔に形成されている。ホッパ駆動機構は、回転テーブルの上方に回転テーブルを跨いだ状態でに配置された固定台１４８Ａ上に配置されたアクチュエータとしての流体で作動する駆動シリンダ１４９Ａを備え、その駆動シリンダのピストンロッド１４９ａＡの先端には可動ホッパ１５０Ａの本体部１５１Ａの一部、例えば連結ピンを選択的に把持できる公知の構造チャックが設けられ、一つの粉体装填機構が回転テーブルの回転により装填位置に到着したときにの可動ホッパ１５０Ａをそのチャックにより把持し、駆動シリンダにより位置ＰとＱとの間を１往復動作させて粉体の充填を行う。なお、回転テーブルは図示しない公知の構造の間欠駆動機構により鉛直の回転軸線の回りに間欠的（回転テーブル上に配置された粉体装填機構の円周方向ピッチで）に回転されるようになっている。
【００３０】
図１７において、昇降支持機構２５Ａは、ベース２５１Ａに設けられた複数の直立のガイドロッド２５２Ａにより上下動可能に案内されていて公知のねじ駆動機構（図示せず）により上下動作される昇降台２５３Ａと、その昇降台に内蔵されていて公知の電気式の駆動モータ２５６Ａにより回転されるねじ軸２５４Ａと、その昇降台２５３Ａの上部中央に上下動作可能に配置された下プレス部材２５５Ａと、を備えている。下プレス部材２５５Ａにはねじ軸２５４Ａと螺合する雌ねじが形成され、ねじ軸を回転して下プレス部材のみを昇降台に関して移動できるようになっている。下プレス部材は装填機構の支持板１４１Ａの開口１４１ａＡ内に入って焼結型内に挿入された下プレスコアｅを押圧できるようになっている。また昇降台の上端は搬送ジグを押し上げるようになっている。
【００３１】
プレス機構２６Ａは昇降支持機構２５Ａの真上に配置されていて公知の方法で固定された流体式のプレスシリンダ２６１Ａと、そのプレスシリンダのピストンロッド２６２Ａの先端（下端）に取り付けられた上プレス部材２６３Ａとを備えている。このプレス機構は上プレス部材２６３Ａにより昇降支持機構の下プレス部材と共同して焼結型内に装填された粉体をプレスする。
【００３２】
この実施例の自動充填装置１４Ａにおいて、焼結型ａ１が搬送ジグＪ上に載せられて所定の位置に送られてくると、昇降支持機構２５Ａの昇降台２５３Ａが上昇して搬送ジグを、焼結型ａ１の上端が支持板１４１Ａの開口１４１ａＡ内に入って支持板の上面と焼結型の上面とが面一になるまで、上昇させる。その後下プレス部材２５５Ａが上昇して焼結型ａ１の穴ｂ内に挿入された下プレスコアｅを、その上面が焼結型の上面から所定の深さ（粉体１層の装填に必要な深さ）になるまで、上昇させる。次に、粉体装填機構１４Ａにより１層目の装填が行われる。装填が終わると、プレス機構２６Ａのプレスシリンダ２６１Ａによりプレス部材２６３Ａが下降して焼結型内に装填された粉体を所望の圧力でプレスする。その後プレス部材２６３Ａで押しながら下プレス部材２５５Ａが２層目の装填に必要な分だけ下降し１層目の粉体の上に２層目の装填に必要な隙間を形成する。上プレス部材はその後上昇する。次に２層目の粉体の装填を行うために回転テーブル２４Ａが間欠回転して次に装填する粉体を貯えた粉体装填機構１４Ａが装填位置に送られて来る。以下、同様の動作を繰り返して焼結型が装填位置に留まって状態で粉体が複数の層に装填される。全ての層の装填が完了すると、上プレス部材２６３Ａで押しながら下プレス部材が所定の距離下降し、焼結型に対して複数層の粉体を所望の位置に位置決めする。これにより一つの焼結型への粉体の充填が完了する。なお、上プレス部材が焼結型の穴内に隙間なく挿入される（隙間からの粉体の逃げを防止するため）ので、上プレス部材の上昇時に焼結型が持ち上げられるのを防止するために、充填位置に位置決めされた焼結型を図示しない保持部材で焼結型の両側から押さえるようにすればよい。
【００３３】
上記のように中に粉体が充填された焼結型は、図２１に示されるように、搬送ジグＪの上面に焼結型ａの下面及びその焼結型の穴ｂ内に挿入された下プレスコアｅの下面が接した状態で、搬送ジグの上に載せられている。そして焼結型の穴内には下プレスコアの上に複数層の粉体が充填され、その粉体の上に上プレスコアが挿入されている。この状態で次の予熱装置、焼結装置等に順次送られていく。
【００３４】
図２２及び図２３において、予熱装置３０、焼結装置４０及び冷却装置５０が連続して配置され側面及び平断面で示されている。コンベヤ７０は、予熱装置３０、焼結装置４０、冷却装置５０及び離型装置６０における搬送ジグの搬送を受け持つ部分７１、７２、７３及び７４から構成されている。予熱装置３０はコンベヤ部分７１を中に収容した状態で外部と隔離された予熱チャンバ３１１を画成するハウジング３１を備えている。ハウジング３１は長方体形の箱状になっていて、そのコンベヤの進行方向の両端壁に出入り口が形成されている。コンベヤ部分７１の複数のローラ７１１はハウジングの一対の側壁３１２を貫通して伸び、そのハウジングの外部に設けられた軸受け７１２を介して回転可能に支持されている。複数のローラ７１１は同時に同じ方向に回転する自転式ローラである。ローラ７１１と側壁３１２との間は公知の構造のシール装置によってシールされていて、ローラの周囲の隙間を通しての予熱チャンバと外気との連通を阻止している。この予熱チャンバ３１１は雰囲気制御装置８１に接続されその雰囲気制御装置により予熱チャンバ内の雰囲気を制御できるようになっている。予熱チャンバの雰囲気としては、例えば負圧（大気圧に対して）又は真空雰囲気、不活性ガスを充填した雰囲気或いは不活性の加熱ガスを充填した雰囲気等で、公知の方法で制御可能である。外設ヒーターによる加熱、高周波誘導加熱或いは加熱ガスを送って加熱ガスで焼結型を予熱すると共に又はそれとは別個に単独で、図２４に示されるように、予熱チャンバ３１１内に一対の通電装置３２をコンベヤの進行方向に直角の方向に二つ隔てて設け、この通電装置で焼結型を挟持して焼結型に通電して加熱しそれによって焼結型内の粉体を予熱してもよい。通電装置３２は、通電電極３２１と、その通電電極３２１に絶縁体３２２を介して取り付けられたシリンダ３２３とを備えている。対の通電電極３２１はそれぞれの導線３２４を介して電源装置９０の予熱電源に接続されるようになっている。
【００３５】
ハウジング３１の入口（図２１及び２２において左側）にはハウジングの内部と外部とを遮断するゲート弁３３が配置されている。このゲート弁３３は、開口３３１ｂが形成された２枚の板状部材３３１ａで構成されている本体３３１と、本体内に上下動可能に配置されたゲートプレート３３２と、本体３３１に取り付けられていてゲートプレートを上下動作（本実施例で）させるアクチュエータ３３２とを備えている公知の構造のものでよい。本実施例では、アクチュエータとして流体圧で動作する流体シリンダを使用しており、その流体シリンダのピストンロッド３３３ａの先端にゲートプレート３３２が連結されている。ゲート弁はアクチュエータとしての流体シリンダを動作させることによってゲートプレート３３２によりハウジングの入口を選択的に開閉できるようになっている。
【００３６】
上記予熱装置において、上に燒結型ａ１が載せられた搬送ジグＪがコンベヤ部分７１により開いているゲート弁３３を通して予熱チャンバ３１１内に送られ、所定の予熱位置ＨＰに到着するとコンベヤ部分の動作が停止して搬送ジグがその位置で停止する。すると雰囲気制御装置８１が動作して予熱チャンバ内に不活性ガスを送ってその中を不活性ガスの雰囲気にするか或いは真空雰囲気にする。それと同時に又はその後外設ヒーター、高周波誘導加熱により或いはそれと共に又は単独で通電装置のシリンダ３２３が動作して一対の通電電極３２１を焼結型に接触させ、その通電電極に電源装置９０の予熱電源から予熱電流が送られ焼結型を予熱する。予熱電流は通常の電流でもパルス電流でもよい。不活性ガスは加熱した状態で送っても或いは常温で送ってもよい。予熱装置による予熱温度は焼結する粉体の材質と焼結目的にもよるが、例えば、２００℃ないし８００℃程度の温度で、焼結時の温度の約３０〜８０％の温度がよい。
【００３７】
図２２及び図２３において、焼結装置４０はコンベヤ部分７２を中に収容した状態で外部と隔離された焼結チャンバ４１１を画成するハウジング４１を備えている。ハウジング４１は全体として長方体形の箱状になっていて、そのコンベヤの進行方向の両端壁に出入り口が形成されている。コンベヤ部分７２の複数のローラ７２１はハウジングの一対の側壁４１２を貫通して伸び、そのハウジングの外部に設けられた軸受け７２２を介して回転可能に支持されている。複数のローラ７２１も同時に同じ方向に回転する自転式ローラである。ローラ７２１と側壁４１２との間は公知の構造のシール装置によってシールされていて、ローラの周囲の隙間を通しいての焼結チャンバと外気との連通を阻止している。この焼結チャンバ４１１は雰囲気制御装置８２に接続されその雰囲気制御装置により焼結チャンバ内の雰囲気を前記予熱チャンバ及び後述の冷却チャンバとは独立して個別に制御できるようになっている。焼結チャンバの雰囲気としては、例えば負圧（大気圧に対して）又は真空雰囲気、或いは不活性ガスを充填した雰囲気等で、公知の方法で制御可能である。予熱装置のハウジング３１の出口（図２１及び２２において右側）と焼結装置のハウジング４１の入り口との間に予熱チャンバと焼結チャンバとの連通を遮断するゲート弁４３が配置されている。このゲート弁の構造及び動作はゲート弁３３と同じであるから詳細な説明は省略する。
【００３８】
図２５及び図２６において、焼結装置４０は、固定台４４１、固定台４４１の四隅に固定されそこから直立して上方に伸びている４本の支柱４４２、支柱の上端に固定された上支持板４４３及び固定台４４１と上支持板４４３との間に配置され支柱４４２によって上下動可能に案内されている可動台４４４とを有する支持構造体４４を備えている。焼結装置４０は、更に、上支持板に取り付けられた上加圧電極組立体４５と、可動台４４４に取り付けられた下加圧電極組立体４６と、可動台を上下動させるアクチュエータ４７とを備えている。アクチュエータ４７は、本実施例では流体圧で動作する流体シリンダであるが、その他の構造のもの、例えば電動モータを使用したものでもよい。上加圧電極組立体４５は絶縁板４５３及び絶縁スリーブ４５４を介して上支持板に絶縁させて固定された上加圧電極４５１を備え、その上加圧電極４５１は通電板４５５を介して電源装置９０の焼結電源に接続されている。上加圧電極４５１内には冷却水等の冷却材を通す冷却通路４５８が形成されている。冷却通路には図示しない冷却材供給源から冷却材が送られてその中を巡回移動し、上加圧電極を冷却する。下加圧電極組立体４６は、絶縁板４６３及び絶縁シート４６４を介して可動台４４４に対して絶縁させて、その可動台４４４に押圧部材４６２及び取り付けボルト４６６により固定された下加圧電極４６１を備えている。その下加圧電極４６１は通電板４６５を介して電源装置９０の焼結電源に接続されている。取り付けボルト４６６のステム部分４６６ａの外周は絶縁処理が施され下加圧電極４６１内には冷却材を通す冷却通路４６８が形成されている。冷却通路には図示しない冷却材供給源から冷却水等の冷却材が送られてその中を巡回移動し、下加圧電極４６１を冷却する。流体シリンダ４７はピストンロッド４７１によって押圧部材４６２を動かし、それによって下加圧電極組立体を上下移動させる。上加圧電極４５１はハウジング４１の上壁４１３に形成された開口を通して焼結チャンバ４１１内に伸び、また下加圧電極４６１はハウジングの下壁４１４に形成された開口を通して焼結チャンバ内に伸びている。上、下加圧電極と上、下壁との間はシール部材４１５によりシールされている。通電板４６５と押圧部材４６２の上面との間には絶縁シートが配置されている。
【００３９】
上記焼結装置において、焼結型が載せられた搬送ジグがコンベヤ部分７２によってそのコンベヤの搬送面ＸーＸ上で焼結チャンバ内に送り込まれ、所定の焼結位置ＳＰ（上、下加圧電極の軸心と焼結型の軸心とが一致した位置）で停止すると、流体シリンダ４７が動作して下加圧電極組立体４６を可動台４４４と共に上昇させる。すると下加圧電極４６１の上端が搬送ジグＪの穴Ｈ内に入り、その上端面が焼結型ａの穴ｂの下部内に挿入されている下プレスコアｅの下面に当って下プレスコアｅを、焼結型ａ、充填された粉体及び上プレスコアｍと共に一体として押し上げる。この上昇により、図２７に示されるように、焼結型の穴の上部内に挿入されている上プレスコアｍの上面が上加圧電極４５１の下面と接触し、焼結型内に充填された粉体は上、下両加圧電極により所望の圧力で加圧される。それと同時に各加圧電極に電源装置９０の焼結電源から所定値の直流パルス電流が流され、放電プラズマ焼結或いはプラズマ活性化焼結のようなパルス通電加圧焼結を行う。上記実施例の焼結装置において、上加圧電極４５１及び下加圧電極４６１は円柱状に形成されていて外径が焼結型ａ１の穴ｂ内に入るほぼ同じ大きさに形成されている。この理由は、搬送ジグＪに形成された開口Ｈが焼結型の穴の内径より小さく形成されていて下加圧電極がその開口Ｈを通して下プレスコアを押さなければならないからである。上、下加圧電極４５１、４６１間で流される直流パルス電流の値及び通電時間は、焼結品の直径、したがって焼結型の穴ｂの内径の大きさ、焼結品の厚さ、したがって焼結型内に充填された粉体の全体の層の厚さ、粉体の材質等によって異なる。電圧は、通常１００Ｖ以下で、電流は通常６，０００Ａ以上である。この実施例では下加圧電極４６１の上面が下プレスコアｅの下面とのみ接触しいるので、下加圧電極と焼結型との間で直接電流が流れることはなく、下プレスコアを介して電流が流れることになる。
【００４０】
なお、図２８に示されるように、下加圧電極４６１’の外径を、その上面が焼結型ａ１の下面の半径方向内側部分及び下プレスコアｅの下面と同時に接触できる大きさとしてもよい。この場合搬送ジグＪ’の開口Ｈ’は搬送ジグの開口Ｈよりも大きくして搬送ジグＪ’で焼結型の下面の周辺部のみを支持するようにする必要がある。このようにしても、既に説明したように、下プレスコアは焼結型の穴ｂ内に堅めに（焼結型に関して移動はできるように）挿入されているので、下プレスコアが穴ｂから自然に抜け落ちることはない。この場合には焼結型ａ１と下加圧電極４６１’とが直接接触しているので、下加圧電極と焼結型及び下プレスコアとの間で直接電流が流れる。したがって、焼結条件に応じて直径の異なる下加圧電極を適宜選択して使用してもよい。また、上プレスコアの上端を常に焼結型の上面より上側に突出させるようにしておけば、上加圧電極の直径を焼結型の穴の内径よりも大きくしておいてもよい。
【００４１】
図２２及び図２３において、冷却装置５０は、コンベヤ部分７３を中に収容した状態で外部と隔離された冷却チャンバ５１１を画成するハウジング５１を備えている。ハウジング５１は全体として長方体形の箱状になっていて、そのコンベヤの進行方向の両端壁に出入り口が形成されている。コンベヤ部分７３の複数のローラ７３１はハウジングの一対の側壁５１２を貫通して伸び、そのハウジングの外部に設けられた軸受け７３２を介して回転可能に支持されている。複数のローラ７３１は同時に同じ方向に回転する自転式ローラである。ローラ７３１と側壁５１２との間は公知の構造のシール装置によってシールされていて、ローラの周囲の隙間を通しての冷却チャンバと外気との連通を阻止している。この冷却チャンバ５１１は雰囲気制御装置８３に接続されその雰囲気制御装置により冷却チャンバ内の雰囲気を制御できるようになっている。焼結装置のハウジング４１の出口（図２２及び２３において右側）と冷却装置のハウジング５１の入り口との間に焼結チャンバと冷却チャンバとの連通を遮断するゲート弁５３が配置されている。冷却チャンバの出口にはゲート弁５３ａが設けられている。これらのゲート弁５３、５３ａの構造及び動作はゲート弁３３と同じであるから詳細な説明は省略する。この冷却装置の冷却チャンバ内には冷却された不活性ガスのような冷却ガスが雰囲気制御装置８３から送られて冷却されている。この冷却装置において、焼結装置により焼結が完了した焼結型はコンベヤ部分７３により冷却チャンバ内に送られて所定の冷却位置ＣＰで停止し、その位置で冷却される。なお、図２９に示されるように、冷却材で冷却されている冷却ブロック５５を焼結型の左右両方（焼結型の進行方向に直角の方向）から流体シリンダ等により押圧接触させて冷却してもよい。また、上記ゲート弁３３、４３、５３及び５３ａは常閉位置（出入り口を閉じている位置）にあり、燒結型が出入り口を通る時のみ開くようになっている。
【００４２】
図３０及び図３１において、離型装置６０の詳細が示されている。この離型装置６０は、ゲート弁５３ａに隣接した位置においてコンベヤ部分７４を挟んで両側に直立状態に設けられた支柱６１と、コンベヤ部分７４の上方に配置され支柱６１により上下動可能に案内された可動台６２と、コンベヤ部分７４の下方において、その搬送経路の中心に整合して搬送経路の下側に配置されていてアクチュエータ（図示せず）によって上下動される離型ロッド６３と、鉛直軸線Ｙ−Ｙを中心に回動可能に配置され、公知の駆動装置により回動される回動アーム６４と、回動アーム６４の先端に取り付けられた把持チャック６５とを備えている。可動台６２は図示しない公知の構造の昇降機構、例えば流体シリンダにより上下動作される。離型ロッド６３は焼結型の穴ｂ内に入り得る太さになっている。また把持チャック６５は、公知の機構によりの開閉動作される一つの把持爪を有していてその把持爪により焼結型から押し出された上、下プレスコア及び焼結品を一体として把持できる公知の構造のものでよいので、その構造及び動作の詳細な説明は省略する。可動台の中央には焼結型から抜き出された上プレスコアｍ、焼結品及び下プレスコアｅを通す穴が形成されている。
【００４３】
上記離型装置６０において、冷却済みの焼結型が搬送ジグの上に載せられた状態でコンベヤ部分７４によって離型装置の離型位置ＰＰ（図３０）に送られてくると、可動台６２が降下して焼結型の上面ｃに接し焼結型を上から押さえる。次に離型ロッド６３が上昇し、下プレスコアｅを下側から押し上げる。すると上プレスコアｍ、焼結品及び下プレスコアｅが上下に重ねられた状態で焼結型ａ１から上方に抜き出される。抜き出された両プレスコア及び焼結品は把持チャック６５により把持されてコンベヤ７０ｂ上に送られそのコンベヤによって次の工程に送られる。一方離型された焼結型はコンベヤ部分７４から下流側のコンベヤ７０ａに送られ、そのコンベヤによって次の工程に送られる。コンベヤ７０ａ、７０ｂはローラ式コンベヤである。
【００４４】
上記各コンベヤ部分７１、７２、７３及び７４の各ローラ７１１、７２１、７３１及び７４１には、フランジ付きの一対のホイール７１５、７２５、７３５及び７４５がそれぞれ隔てて固定されている。搬送ジグはホイールの上に載せられた状態で搬送され、フランジによってコンベヤの横方向への位置ずれを防止している。コンベヤ部分７１、７１、７３及び７４の各ローラを自転式にする構造としては、各ローラ７１１、７２１、７３１及び７４１の一端には同じ歯数の二つのスプロケット７１３、７２３、７３３、７４３を取り付け、隣接するローラのスプロケットをチエーン７１４、７２４、７３４、７４４で連結し、そのローラのいずれか一つ、本実施例ではコンベヤ部分７３の最も下流側のローラ（図２２でコンベヤ部分７３の最も左側のローラ）を共通の駆動モータ７６で回転させ、それによって全てのローラを同時に同じ速度で回転させるようになっている。したがって、予熱位置ＨＰと焼結位置ＳＰとの間のピッチ、焼結位置ＳＰと冷却位置ＣＰとの間のピッチ、並びに冷却位置ＣＰと離型位置ＰＰとの間のピッチは全て同じピッチＰに設定してある。なお、ローラをコンベヤ部分毎に別個の駆動モータにより独立して動作させるようにしてもよい。この場合には上記ピッチを全て同じにする必要はない。
【００４５】
電源装置は、焼結電力として例えば１００Ｖ以下の低電圧で、例えば６，０００Ａ以上の大電流の直流パルス電流を供給できる焼結電源及び焼結型を単に予熱するための予熱用電流を供給できる予熱電源を備えていれば公知の構造のものでよいので、その詳細な説明は省略する。電源装置には焼結電流及び予熱電流をオン、オフするスイッチ装置（図示せず）が組み込まれている。上記実施例では円板状又は円筒状の焼結品をつくるために焼結型を中空円筒状とし、穴の断面形状を円形として説明したが、焼結品の平面形状を楕円形、長円形或いは矩形などの異形状とする場合には焼結型の穴の断面形状、上下プレスコアの断面形状、等を焼結品の平面形状に対応して変えればよい。更に、上記実施例では、焼結時に焼結型の下面と下プレスコアの下面とが面一になっている例を説明したが、図３２に示されるように下プレスコアの下部が焼結型ａ２の下面より下側に突出した場合でもよい。この場合には搬送ジグをＪ”のようにそれに合うように変更すればよい。
【００４６】
図３３において、本願発明による焼結システムの変形例が示されている。この変形例では予熱と焼結とを焼結装置の焼結チャンバ４１１’内で行うようにして、焼結装置のハウジングに設けられた予熱装置用のハウジングを省略しているが、その他の部分の構造、動作は前記実施例と同じであるから詳細な説明は省略する。この変形例では、焼結装置４０’のハウジング４１’によって画成された焼結チャンバ４１１’内に図１に示される雰囲気制御装置８１を接続してその雰囲気制御装置８１により、焼結用の雰囲気制御装置８２とは別個に予熱雰囲気に制御できるようにしてある。焼結チャンバ４１１’内の焼結型を予熱する方法としては、予熱チャンバ内で焼結型を予熱する方法と同じように、焼結チャンバ内に予熱用の加熱ガスを供給したり、予熱用ヒーターを焼結チャンバ内に設けて予熱チャンバを加熱したり、或いは図２４に示す本実施例の一対の通電装置を設けて焼結型に通電して予熱してもよい。更には、このような通電装置を用いず、上、下加圧電極４５１、４６１を介して予熱用（焼結用ではない）の電流を焼結電源とは別の加熱電源から流して加熱してもよい。この場合上、下加圧電極は、図３４に示されるように対のライン９１を介して電源装置９０の焼結用電源にかつ対のライン９２を介して電源装置の加熱用電源にそれぞれスイッチを介して接続され、電源装置９０から焼結用のパルス電流と加熱用の電流を選択して供給できるようになっている。このように予熱装置用のハウジングを省略すした方法及びシステムは、例えば、焼結型内に充填する粉体の層の数が多く充填に時間がかかり、充填時間と予熱及び焼結時間とがほぼ近似の場合に適しているが、必ずしもそのような場合に限られず通常の通電焼結でも適用できる。
なお、上記自動焼結システムの全体の動作を制御する制御装置には、予め得られたパルス通電加圧焼結の焼結条件をプログラムしてコンピュータに入力しておくことによって全自動で最適の焼結を自動的に行うことができる。また、上記実施例では粉体の自動充填装置１台に対して予熱装置、焼結装置及び離型装置からなるラインを１つ設けた場合について説明したが、充填装置の充填速度と焼結速度との関係により１台の自動充填装置に対して複数の上記ラインを設けてもよく、また逆でもよい。更に、自動充填装置と上記ラインとをそれぞれ複数設けて異なる焼結品を同時に連続的に製造するようにしてもよい。
【００４７】
【効果】
本発明によれば次のような効果を奏することが可能である。
（１）焼結型内への粉体の充填から焼結、焼結品の離型等の工程を自動的かつ連続的行うことができる。
（２）傾斜機能を有する焼結品を自動的に量産できる。
（３）粉体を均一にかつ高い精度で層状に充填できるので品質のよい焼結品を再現性よくしかも自動的に連続して製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動通電焼結システムの概略図である。
【図２】本発明による粉体の自動充填装置の一実施例の側面図である。
【図３】図２の自動充填装置の平面図である。
【図４】自動充填装置のキャリヤ及び計測機構を示す図であってキャリヤの一部を断面で示す図である。
【図５】［Ａ］は図４のキャリヤの矢印Ｚ−Ｚに沿って見た側面図、［Ｂ］は図５［Ａ］の矢印Ｂ−Ｂに沿って見た図であり、［Ｃ］は図５［Ａ］の矢印Ｃ−Ｃに沿って見た図であり、［Ｄ］は図５［Ａ］の矢印Ｄ−Ｄに沿って見た図である。
【図６】図４の計測機構の９０度異なる方向から見た側面図である。
【図７】焼結型供給機構の側面図である。
【図８】図７の焼結型供給機構の９０度異なる方向から見た側面図である。
【図９】粉体装填機構の平面図である。
【図１０】図１０の粉体装填機構の断面図である。
【図１１】図９の線ＵーＵに沿った断面図である。
【図１２】プレス機構の側面図である。
【図１３】［Ａ］は図１２のプレス機構の９０度異なる方向から見た側面図であり、［Ｂ］は受け台の拡大上平面図である。
【図１４】取り出し機構の側面図である。
【図１５】図１４の取り出し機構の９０度異なる方向から見た側面図である。
【図１６】別の実施例の自動充填装置の概略平面図である。
【図１７】図１６の線ＶーＶに沿って見た断面図である。
【図１８】図１６の線ＷーＷに沿って見た拡大断面図である。
【図１９】別の実施例の自動充填装置の粉体装填機構の平面図である。
【図２０】図１９の粉体装填機構の断面図である。
【図２１】粉体の充填完了後の焼結型の断面図である。
【図２２】予熱装置、焼結装置及び冷却装置の側面図である。
【図２３】予熱装置、焼結装置及び冷却装置の平断面図である。
【図２４】予熱装置の通電予熱の状態を示す図である。
【図２５】焼結装置の側面図である。
【図２６】焼結装置の縦断面図である。
【図２７】焼結時の上、下加圧電極と焼結型及び上、下プレスコアとの関係を示す拡大断面図である。
【図２８】下加圧電極の変形例と焼結型との関係を示す断面図である。
【図２９】焼結型の冷却方法の変形例を示す図であって、［Ａ］は側面図で、［Ｂ］は上面図である。
【図３０】離型装置の側面図である。
【図３１】離型装置の平面図である。
【図３２】焼結型及び搬送ジグの変形例を示す図である。
【図３３】焼結システムの変形例を示す側面図であって予熱装置のハウジングを省略した例を示す図である。
【図３４】焼結機を予熱装置としてもしようできる例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ  粉体の自動充填装置      １２  焼結型供給機構
１４、１４ａ  粉体装填機構            １６  計量機構
１８  プレス機構                      ２０  取り出し機構
２２、２２ａ  搬送機構                ２２３  キャリヤ
２４ａ  回転テーブル                  ２５ａ  昇降支持機構
２６ａ  プレス機構                    ３０  予熱装置
３１  ハウジング                      ３１１  予熱チャンバ
３２  通電装置                        ４０  焼結装置
４１  ハウジング                      ４１１  焼結チャンバ
４５  上加圧電極組立体                ４５１  上加圧電極
４６  下加圧電極組立体                ４６１  下加圧電極
５０  冷却装置                        ５１  ハウジング
５１１  冷却チャンバ                  ６０  離型装置
【図１】
0004015796.tif 000002
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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