(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複層の圧粉体を形成するため、キャビティ内に２種以上の粉末を供給する粉末成形用の粉末フィーダにおいて、
前記粉末フィーダは、
ダイプレート上を進退動作する外枠と、
この外枠内に外枠の進退方向に沿って空間を介して連結板により直列に配置されるとともに、２種以上の粉末をそれぞれ収容する複数の粉箱と、
前記連結板に設けられるとともに、各粉箱を外枠の進退方向に対して直交する方向に往復動作させる駆動装置と、から構成されており、
前記外枠の移動に連動する移動と前記駆動装置による移動とにより前記空間が前記キャビティ上に位置したときに、前記空間は前記キャビティ表面を覆う
ことを特徴とする粉末フィーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉末成形用の粉末フィーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、焼結部品製造用の粉末成形プレスに使用される粉末フィーダは、粉末を収容する粉箱をダイプレートの上面に沿って往復動作させることにより、圧粉成形体を粉箱の外縁でキャビティ上から移動させるとともに、キャビティ内に粉末を供給するという往復動作を繰り返し行なうようになっている。
【０００３】
また、圧粉成形体が内燃機関用の二層バルブシート（シート面側に耐摩耗性合金、その他の部分は低級合金）のような複層の圧粉体を成形する場合、図４及び図５に示すように、直列に２つの粉箱を備えたものがある。
【０００４】
すなわち、図４に示す粉末フィーダは、２種類の相異する粉末をそれぞれ収容する粉箱１，粉箱２とを直列に連結してなり、ダイ３を収容するダイプレート４上面を図中左右方向に往復動作する。
【０００５】
そして、ダイ３のキャビティ５内に、Ａ粉末１ａをキャビティ５の下方に充填し、Ｂ粉末２ａをキャビティ５の上方に充填する場合、図４（ａ）に示すように、Ａ粉末１ａを収容する粉箱１がダイ３のキャビティ５上に位置するように粉箱１，２をダイプレート４上に沿って移動させ、キャビティ５内にＡ粉末１ａを必要量だけ充填し、その後、図４（ｂ）に示すように、下パンチ６を下降させるとともに、粉箱１，２を図中左方向に移動させて、他方の粉箱２に収容されているＢ粉末２ａをキャビティ５の上方に充填する。
【０００６】
その後、図４（ｃ）に示すように、粉箱１，２を図中右方向に後退動作させて図示しない上パンチの下降動作により、上下パンチにより圧粉体を成形する。
【０００７】
また、図５に示すものは、Ａ粉末１ａとＢ粉末２ａを収容する粉箱１，２の位置を変えて、粉箱１，２を後退動作させる際にＡ粉末１ａ，Ｂ粉末２ａを順次充填する方式を示している。
【０００８】
すなわち、図５（ａ）に示す位置に粉箱１，２を位置決めした後、図５（ｂ）に示すように、下パンチ６を下降させて、キャビティ５内にＡ粉末１ａを充填し、その後、図５（ｃ）に示すように、キャビティ５上方にＢ粉末２ａを充填する粉箱２が位置するように粉箱１，２を移動させるとともに、下パンチ６を下降操作して、キャビティ５の上方部分にＢ粉末２ａを充填する。
【０００９】
そして、図示しない上パンチと下パンチ６により二層の圧粉成形体を粉末成形する。
【００１０】
また、特開昭６２−１３６５０５号公報に示すように、２つの粉箱を別々の駆動手段で後退させる構造のものも知られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の粉末フィーダにおいては、例えば、図４に示す構造のものでは、図４（ｃ）に示すように、粉箱１，２が後退する際に、Ａ粉末１ａが再びキャビティ５上を通過するため、二層に充填された１ａ，２ａの上に再びＡ粉末１ａが積層した状態となり、焼結した後にその部分を切削除去しなければならず、工数が多大となり、大幅なコストアップを招来するという欠点がある。
【００１２】
また、図５に示す充填方式を採用した場合には、図５（ａ）に示すように、Ａ粉末１ａを収容する粉箱１が金型キャビティ５の上方位置まで前進する際に、金型キャビティ５の隙間５ａに最初に通過するＢ粉末２ａが充填される。
【００１３】
従って、粉箱１，２を後退動作させて、金型キャビティ５内に各粉末１ａ，２ａを充填すると、図５（ｃ）に示すように、２種類の粉末１ａ，２ａは複雑な形状に充填される。
【００１４】
尚、二層バルブシートの場合ではＢ粉末２ａが高価な材料であるから、必要な部分以外の箇所に高価なＢ粉末２ａが充填され、材料無駄が多く、このこともコストアップを招来する大きな要因となっている。
【００１５】
更に、特開昭６２−１３６５０５号公報に記載される粉末フィーダは、望ましい金型キャビティを形成しておいて、それぞれのフィーダを個別に運んで粉末を充填するため、前述したような問題は起こらないが、粉末成形プレス機の大きさや形式によってはフィーダが可動する領域に制約があり、適用できないことがある。
【００１６】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複層の圧粉体を成形するために、２種以上の粉末を金型キャビティ内に充填する粉末成形機の粉末フィーダにおいて、材料無駄がなく、焼結後の不要部分の切削除去作業等が廃止でき、しかも、スペース効率に優れ、少ないスペースで粉末の最適な充填が行なえる粉末フィーダを提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複層の圧粉体を形成するため、キャビティ内に２種以上の粉末を供給する粉末成形用の粉末フィーダにおいて、前記粉末フィーダは、ダイプレート上を進退動作する外枠と、この外枠内に外枠の進退方向に沿って空間を介して連結板により直列に配置されるとともに、２種以上の粉末をそれぞれ収容する複数の粉箱と、前記連結板に設けられるとともに、各粉箱を外枠の進退方向に対して直交する方向に往復動作させる駆動装置と、から構成されており、前記外枠の移動に連動する移動と前記駆動装置による移動とにより前記空間が前記キャビティ上に位置したときに、前記空間は前記キャビティ表面を覆うことを特徴とする。
【００１８】
ここで、粉末成形機に支持されるダイは、所定のキャビティを備え、ダイの上面に沿ってダイプレートが設置されている。
【００１９】
そして、ダイのキャビティ内に上下から進入し、圧粉成形体を成形する上パンチ，下パンチ，コアロッドが備わっている。
【００２０】
そして、外枠はダイプレート上を摺動可能であり、ダイのキャビティ上を通過するように前進，後退する往復動作を行なう。
【００２１】
また、外枠内に収容される少なくとも２種以上の粉末を収容する粉箱は、外枠の進退方向に沿って直列に配置され外枠の進退方向に対して直交する方向にシリンダ等の駆動装置により移動可能に設置されている。
【００２２】
そして、各粉箱は、上面に粉末を供給する供給部が設置されており、下面は開口しており、粉箱がキャビティ上方に位置した時、キャビティ内に粉末を供給できる構成になっている。
【００２３】
更に、粉箱の駆動装置としては、連結板を介して１つの駆動装置により、複数の粉箱を一体に往復動作させても良く、また、各粉箱に駆動装置が個別に設けられ、各粉箱を個別に往復動作させるようにしてもよい。
【００２４】
以上の構成から明らかなように、本発明による粉末フィーダは、まず、外枠をダイプレート上に沿って、キャビティに向けて前進動作させて、外枠をキャビティ上に位置させる。
【００２５】
その後、外枠内に配置された一方側の粉箱（Ａ粉末を収容する）を外枠の進退方向と直交するか、あるいは傾斜する方向に動作させて、キャビティ上に一方側の粉箱を位置させ、キャビティの下方にＡ粉末を充填する。
【００２６】
その後、外枠を後退させるか、あるいは駆動装置により他方側の粉箱（Ｂ粉末を収容する）をキャビティ上に位置させ、キャビティの上方にＢ粉末を充填させれば、キャビティ内にＡ粉末，Ｂ粉末を適正に充填させることができる。
【００２７】
従って、所望の形状に複数の粉末を充填でき、余剰部分の切削除去作業が不要となり、また、外枠内で複数の粉箱を往復駆動させればよいため、設置スペースは外枠の設置スペースだけで足りる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る粉末成形用の粉末フィーダの実施形態について、図１及び図２を基に詳細に説明する。
【００２９】
図１，図２は本発明に係る粉末フィーダの一実施形態を示すもので、図１は粉末フィーダの作動を示す各平面図、図２は図１に示す粉末フィーダの作動を示す各縦断面図、図３は本発明の別の実施形態を示す粉末フィーダの作動を示す各平面図である。
【００３０】
図１，図２において、複層の圧粉体を成形するダイ１０は、図示しない粉末成形機に支持されており、このダイ１０の上面に沿って、ダイプレート１１が設置されているとともに、このダイ１０は、複数の粉末を充填するキャビティ１２が形成されており、このキャビティ１２内にはそれぞれ上下方向から上パンチ１３，下パンチ１４が進入して、上下パンチ１３，１４により圧粉体が成形され、下パンチ１４にはコアロッド１５が貫通している。
【００３１】
そして、ダイプレート１１上面に、キャビティ１２内に複数の粉末を供給するための粉末フィーダ２０が設置されており、本発明に係る粉末フィーダ２０は、図１（ａ）に示すように、長方形状の外形を有する外枠２１がエアシリンダ等の駆動手段のロッド２２に固定され、外枠２１はこの駆動手段によりダイプレート１１上を摺動し、キャビティ１２に向かって前進後退を繰り返す往復動作を行なう。
【００３２】
また、この外枠２１内には、外枠２１の進退方向に沿って粉箱３０，４０が連結板２３を介して直列に連結配置されており、この連結板２３にエアシリンダ等の駆動装置２４が設けられている。
【００３３】
尚、この駆動装置２４は各粉箱３０，４０を外枠２１の進退方向と直交する方向に往復動作させるためのもので、エアシリンダの他に、ソレノイド，リンク機構，カム機構を任意に選択してよい。
【００３４】
また、上記粉箱３０，４０は、それぞれＡ粉末３１，Ｂ粉末４１が充填されており、各粉箱３０，４０は、ホッパーから材料をフレキシブルホース（図示せず）で供給するための材料供給部を備え、下面は開口しており、ダイ１０のキャビティ１２上に各粉箱３０，４０が位置したとき、下面の開口を通してＡ粉末３１，Ｂ粉末４１がそれぞれキャビティ１２内に充填される。
【００３５】
図１，図２に基づいて粉末フィーダ２０の動作について説明すると、まず、図１（ａ），図２（ａ）に示すように、外枠２１が前進し、キャビティ１２上に位置する圧粉成形体５０を横に押し出すとともに、外枠２１の空間部２５がキャビティ１２の上方に位置するまで外枠２１が前進動作を行なう。
【００３６】
その後、図１（ｂ），図２（ｂ）に示すように、下パンチ１４が所定ストローク下降するとともに、駆動装置２４により粉箱３０，４０が外枠２１の進退方向と直交する方向に移動して、後方側の粉箱３０に充填されているＡ粉末３１がキャビティ１２内に所定量充填される。
【００３７】
次いで、図１（ｃ），図２（ｃ）に示すように、外枠２１を少し後退させ、キャビティ１２上に粉箱３０，４０間で形成される空間２５ａを位置させ、下パンチ１４を下降させて新たなキャビティを形成した後、図１（ｄ），図２（ｄ）に示すように、外枠２１を後退させて、キャビティ１２上に前方側の粉箱４０を位置させ、キャビティ１２内のＡ粉末３１の上にＢ粉末４１を充填させる。
【００３８】
その後、図１（ｅ），図２（ｅ）に示すように、外枠２１を完全に後退させるとともに、キャビティ１２内に充填されているＡ粉末３１，Ｂ粉末４１を下パンチ１４，上パンチ１３により圧縮成形して、二層の圧粉成形体５０を成形する。
【００３９】
上述した粉末フィーダ２０においては、１台の駆動装置２４により粉箱３０，４０を往復動作させる構造であるが、それぞれの粉箱３０，４０に駆動装置を設け、空間２５ａをなくして、図１（ｃ）の操作は、空間２５で対応するようにすることができる。
【００４０】
次いで、図３に参考例を示す。この図３に示す参考例の粉末フィーダ２０は、外枠２１内の２つの粉箱３０，４０を外枠２１の進退方向と並列する方向に配置したもので、各粉箱３０，４０はそれぞれ駆動装置２４ａ，２４ｂにより外枠２１の中心方向に向かって往復動作するようになっている。
【００４１】
すなわち、図３に示す参考例の粉末フィーダ２０の動作は、まず、図３（ａ）に示すように、外枠２１の中央部の空間２５がキャビティ１２上に位置するまで外枠２１を前進させる。
【００４２】
この際、圧粉成形体５０は外枠２１によって横方向に押し出される。
【００４３】
次に、図３（ｂ）に示すように、一方側の粉箱３０を駆動装置２４ａの作動によりキャビティ１２上に移動させ、粉箱３０内のＡ粉末３１をキャビティ１２の下方部分に充填する。
【００４４】
続いて、粉箱３０を元の位置に戻すと、他方側の粉箱４０を駆動装置２４ｂによりキャビティ１２上に移動させ、図３（ｃ）に示すように、Ｂ粉末４１をキャビティ１２の上方部分に充填する。
【００４５】
その後、図３（ｄ）に示すように、外枠２１を完全に後退させ、他方側の粉箱４０を元の位置に復帰させればよい。
【００４６】
図３に示す粉末フィーダ２０は、外枠２１の進退方向に沿っては寸法が短く、進退方向と直交する方向には寸法が長いため、粉末プレス装置の取付スペースが小さい場合には、外枠２１の進退方向に対して各粉箱３０，４０が傾斜する方向に沿って往復動作するようにに設定すればよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に係る粉末フィーダは、キャビティに向かってダイプレート上を摺動する外枠内に駆動装置を備えた複数の粉箱を設けるという簡単な構造であり、粉箱は外枠の進退方向に対して直交する方向、あるいは傾斜する方向に往復動作するため、キャビティの形成手順に追従してそれぞれの粉箱を単純に動作させることが可能となり、複層充填の不具合を解消でき、複層の圧粉成形体の成形精度を高めることができ、焼結後、不要部分を切削除去する必要がなく、また、設置スペースも少なくて済み、粉末成形プレスの大きさや形式等に制約をうけず、わずかなスペースがあれば簡単に設置でき、スペース効率に優れる等の種々の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る粉末フィーダの一実施形態の構造及び動作を示す平面図。
【図２】  本発明に係る粉末フィーダの一実施形態の構造及び動作を示す縦断面図。
【図３】  参考例の粉末フィーダの構造及び動作を示す平面図。
【図４】  従来の粉末フィーダの粉末充填手順を示す縦断面図。
【図５】  従来の粉末フィーダの別の粉末充填手順を示す縦断面図。
【符号の説明】
１０ ダイ
１１ ダイプレート
１２ キャビティ
１３ 上パンチ
１４ 下パンチ
２０ 粉末フィーダ
２１ 外枠
２４ 駆動装置
３０ 粉箱
３１ Ａ粉末
４０ 粉箱
４１ Ｂ粉末
５０ 圧粉成形体
【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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