JP2000343292A - 粉体の自動充填方法及び装置 - Google Patents

粉体の自動充填方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】型内への複数層の粉体の充填自動的に行える粉
体の自動充填方法を提供する。 【解決手段】本発明は、貫通する穴ｂを有する中空筒形
の型ａ内に所望の量の粉体を充填する方法である。方法
は、該穴の下部に下プレスコアｅが挿入された型を用意
することと、該下プレスコアが挿入された型を粉体装填
位置に位置決めすることと、該プレスコアを該型に関し
て相対的に移動して該型の上面から該プレスコアの上面
までの深さを決定することと、該型内に粉体ｊを装填し
て該型の該上面を含む平面より上側の粉体を摺り切るこ
とと、該装填された粉体を所望の圧力でプレスすること
と、該粉体及び下プレスコアを該型に関して相対的に移
動して該粉体を該型内の所望の位置に位置決めするこ
と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉体の自動充填方
法及び装置に関し、更に詳細には、貫通する穴を有する
中空の焼結型或いは成形型のような型内に所望の量の粉
体を自動的に充填してその型を焼結型としてそのまま使
用し或いは充填され加圧された粉体を型から一固まりの
圧粉体として取り出して利用できるようにした粉体の自
動充填方法及び装置に関する。
【０００２】例えば通電焼結のような焼結工程で使用さ
れる焼結型内に焼結材料である粉体を充填して圧粉体を
形成する装置は、従来においても提供されている。しか
しながら、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、従来の充填装置はこのような連続工
程を意図したものでなく単に充填作業の自動化を行うだ
けのものであった。
【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、プラズマ活性化焼結等を含む、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取り出しまでの作業を
連続工程で行うことも可能になり、それにしたがって、
そのような連続工程で利用可能な粉体の充填方法及び装
置に対する需要も発生してきた。
【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性質の材料、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
その特性を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、粒度及び形状の少なくとも一
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
なければならない。しかしながら、従来の粉体の自動充
填装置では粉体を複数の層にして自動的に充填すること
は不可能であった。更に、傾斜機能を有する焼結品を高
品質で再現性よく得るには、焼結型内への焼結材料の充
填を単に複数の層にして行うだけでは不十分であり、従
来の粉体充填装置はこのような傾斜機能焼結品の製造に
使用するには適していない。
【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、焼結型或いは成形型のような型内へ複数種
類の粉体を層状に自動的に充填できる粉体の自動充填方
法及び装置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、型への粉体の装填を摺り切り方式で
行うことにより充填の自動化を可能にした粉体の自動充
填方法及び装置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、型への粉体の装填を摺り切り方
式で行うことにより材質、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の種類の粉体を層状に自
動的に充填できる粉体の自動充填方法及び装置を提供す
ることである。本発明が解決しようとする別の課題は、
装填後の粉体の層に所望の圧力を加えることによって質
の良い焼結品の製造を可能にする粉体の自動充填方法及
び装置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、焼結型或いは成形型のような型内に粉体
を精密に層状に装填できる新規な粉体装填機構を提供す
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、貫
通する穴を有する中空筒形の型内に所望の量の粉体を充
填する方法において、該穴の下部に下プレスコアが挿入
された型を用意することと、該下プレスコアが挿入され
た型を粉体装填位置に位置決めすることと、該プレスコ
アを該型に関して相対的に移動して該型の上面から該プ
レスコアの上面までの深さを決定することと、該型内に
粉体を装填して該型の該上面を含む平面より上側の粉体
を摺り切ることと、該装填された粉体を所望の圧力でプ
レスすることと、を備えて構成されている。上記構成の
発明において、該型が焼結型であり、該粉体及び下プレ
スコアを該焼結型に関して相対的に移動して該粉体を該
焼結型内の所望の位置に位置決めし、該焼結型の該穴内
には該粉体の上から上プレスコアを挿入しても、或いは
該型が成形型であり、該粉体及び下プレスコアを該成形
型に関して相対的に移動して成形型から抜き出してもよ
い。また、該型内に装填される粉体が、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
の粉体の層を含み、各層の粉体の装填毎に該粉体の摺り
切り及び粉体のプレスを行ってもよく、その場合におい
て、該複数種類の粉体が複数のホッパ内にそれぞれ装入
されていて該複数のホッパを一つの該装填位置に順次移
動されても、或いは該複数種類の粉体が複数のホッパ内
にそれぞれ装入されていて各ホッパ毎に該装填位置があ
り、該型を装填順序にしたがって複数の装填位置の一つ
に移動てもよい。更にまた、各層の装填後に計量するこ
とを含んでいてもよい。
【０００７】本願の他の本発明は、貫通する穴を有する
中空筒形の型内に所望の量の粉体を充填する粉体の自動
充填装置において、所定の範囲に亘って伸びるガイドレ
ールと、該ガイドレールに沿って移動可能になってい
て、該穴の下部に下プレスコアが挿入された型を上下に
移動可能に支持するキャリヤとを有する型搬送機構と、
該キャリヤの移動経路の途中の位置に配置されていて、
該型内に粉体を装填する粉体装填機構であって、粉体が
装入されているホッパ及びそのホッパから該型内に装填
された粉体を該型の上面を含む平面に沿って摺り切る手
段を備える粉体装填機構と、該型内に装填された粉体を
所望の圧力を加えるプレス機構であって、該型内に挿入
された下プレスコアを下から押す下プレス部材と、該型
内の粉体を上から押圧する上プレス部材とを有するプレ
ス機構と、を備えて構成されている。上記他の発明にお
いて、自動充填装置において、該粉体が装填された該型
の重さを計量することによって装填された粉体の重さを
計量する計量機構を更に備えてもよく、また、ホッパが
充填位置に停止した型に関して該型の上面を含む平面上
で移動可能になっており、該ホッパが該摺り切る手段を
構成していてもよい。本願の別の発明は、貫通する穴を
有する中空筒形の型内に所望の量の粉体を充填する粉体
の自動充填装置において、該穴の下部に下プレスコアが
挿入された型を支持して所定の移送経路に沿って移送す
る型搬送機構と、該コンベヤの移送経路の途中の位置に
配置されていて、該型内に粉体を装填する粉体装填機構
であって、粉体が装入されていて一つの粉体装填位置に
送られる少なくとも一つのホッパ及びそのホッパから該
型内に装填された粉体を該型の上面を含む平面に沿って
摺り切る手段を備える粉体装填機構と、該位置に配置さ
れていて、該型内に装填された粉体を所望の圧力を加え
るプレス機構であって、該型内に挿入された下プレスコ
アを下から押圧する下プレス部材と、該型内の粉体を上
から押圧する上プレス部材とを有するプレス機構と、を
備えて構成されている。上記別の発明において、該粉体
装填機構が間欠回転可能なターンテーブルを有し、ホッ
パが充填位置に停止した型に関して該型の上面を含む平
面上で移動可能になっていて該ホッパが該摺り切る手段
を構成し、該ホッパが該ターンテーブル上に円周方向に
隔てて独立して移動可能に配置されいており、複数のホ
ッパには品質、混合比、粒径及び形状の少なくとも一つ
が異なる異種の粉体が装填されるようにしてもよい。ま
た該粉体が装填された該型の重さを計量することによっ
て装填された粉体の重さを計量する計量機構を更に備え
ていてもよい。
【０００８】本願の更に他の発明は、上部に開口する充
填穴を有する型内に粉体を装填する粉体装填機構におい
て、該型の上端がぴったりと挿入される穴を有していて
上面が型の上面とほぼ面一となるようになっている支持
プレートと、該支持プレート上に下面を接した状態で移
動可能に配置されていて中に粉体が装入されているホッ
パと、を備え、該ホッパの下部の開口部の大きさが該型
の充填穴の上開口部以上であり、該ホッパが該支持プレ
ート上を該型を越えて移動するように構成されている。
【０００９】
【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を参照して本願発明の自動充填方法の
原理を説明する。（１）まず、図１［Ａ］に示されるよ
うに貫通する穴ｂを有する中空筒形の型ａを用意し、そ
の穴ｂ内には型ａの下部側から下プレスコアｅを予め挿
入しておく。この型及び下プレスコアは、型内に粉体を
充填したまま通電焼結を行う焼結型の場合にはグラファ
イトのような通電焼結に適した材料で、また粉体を充填
した後に型内で加圧成形して型から圧粉体として取り出
して焼結等を行う成形型の場合には鉄系の適当な金属で
つくられる。このように下プレスコアｅが挿入された型
ａを図示しない搬送ジグに載せた状態で粉体の装填位置
に送って位置決めする。なお、型の穴内への下プレスコ
アの挿入は密に行われているので、単に型を持って移動
しただけで下プレスコアが型から落下する事はないが、
連続工程を円滑に行うため搬送ジグに載せる。 （２）次に型を固定した状態で下プレスコアｅを押し上
げロッドｆにより押し上げて、図１［Ｂ］に示されるよ
うに、型ａ（型はこのとき固定保持される）に関して相
対的に上下方向に移動させ、下プレスコアｅの上面が型
ａの上面ｃから所定の深さの位置になったとき下プレス
コアの移動を停止する。この深さは型に充填する粉体の
量又は層厚によって決定される。 （３）その後、図１［Ｃ］示されるように、後で詳述す
る摺り切り式の粉体装填機構により型及び下プレスコア
によって画成された隙間ｈ内に粉体ｊを装填する。粉体
ｊの装填が完了した時点では隙間ｈ内に装填された粉体
の上面と型ａの上面ｃとは面一になっている。 （４）次に、図１［Ｄ］に示されるように、下プレスコ
アｅを下プレスロッドｇで下から支えながら装填された
粉体を上プレスロッドｋにより下方に所望の圧力でプレ
スする。もちろん、この圧力は装填される粉体の材質、
粒径などにより異なるが、後で行われる焼結作業により
最適の燒結品ができ上がるように決定される。 （５）材質、混合比及び粒径の少なくとも一つが異なる
複数種類の粉体を複数の層にして型内に充填して複数層
の圧粉体をつくる場合には、前記（４）において型内に
装填された粉体のプレスが完了した後に、装填された粉
体及び上、下プレスロッドを次の装填の層厚に対応した
量だけ型に関して相対的に上下移動させて、前に装填さ
れた粉体の上表面を次の充填量によって決定される上面
ｃから深さの位置にし、上記（３）及び（４）の操作を
行う。以下同様の操作を繰り返して行って複数の層を充
填する。 （６）型が焼結型ａ１の場合で粉体を充填したまま焼結
を行う場合には、最後の層の充填が完了して粉体のプレ
スを行うのと同時に或いはその後に下プレスロッドｇ、
下プレスコアｅ、装填された粉体及び上プレスロッドｋ
を該型に関して相対的に下方に移動して粉体を焼結型内
の所望の位置（例えば中央の位置）に位置決めし、その
後図１［Ｇ］に示されるように、焼結型の穴ｂ内には上
部側から炭化タングステンのような硬質かつ堅牢で通電
性の有する材料でつくられた上プレスコアｍが挿入され
る。これにより焼結型内への粉体の充填が完了し、この
状態で焼結工程に送られる。また、型が前記成形型ａ２
の場合には、図１［Ｈ］に示されるように、加圧成形し
て固形にした圧粉体ｎを上プレスロッドｋで成形型ａ２
から押し出すなどして型から取り出す。なお、プレスは
各層の装填毎に行っても、２層又は３層充填した毎に行
ってもよい。更に、プレスすることによってプレス後の
層厚は装填した直後の層厚より薄くなるので、充填は層
厚の減少分を考慮して行う。なおこの明細書で単に「圧
粉体」と呼ぶ場合は、単に圧縮した状態であって必ずし
も一つの塊に形成された状態ではない。
【００１０】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を、型内に粉体を充填した
まま通電焼結を行う焼結型への充填を例にして説明す
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。
【００１１】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２３
１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。
【００１２】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２
３６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。
【００１３】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。
【００１４】図７及び図８において、焼結型供給機構１
２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１
２１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。
【００１５】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２
２１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）１４１
ａ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１
４４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。
【００１６】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１５
２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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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１
１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１６２
ａ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１
６３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。
【００２０】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１
８１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１
８６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１８３
ａ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２
３２ａ（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。
【００２１】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１８
８ａ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。
【００２２】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１８
８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２３
０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。
【００２３】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。
【００２４】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２０
２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２０
５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２０
６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Ｌ
１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２
０７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。
【００２５】第２の転送部２１０は、エレベータ装置２
００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。
【００２６】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２
２３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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】図１６及び図１８において、搬送機構２２
Ａ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２
２２Ａ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。
【００３０】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１５０
Ａ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。
【００３１】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２５
３Ａ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。
【００３２】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。
【００３３】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２５３
Ａが上昇して搬送ジグを、焼結型ａ１の上端が支持板１
４１Ａ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２６
Ａ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２６
３Ａ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。
【００３４】図２１ないし図２５において、更に別の実
施例の粉体の自動充填装置１０Ｂが示されている。この
実施例の回転テーブル、粉体装填機構及びプレス機構の
構造及び動作は前の実施例のものと同じであるから詳細
な説明は省略する。上記実施例において、搬送機構２２
Ｂは、焼結型の搬送経路に沿って伸びかつ互いに隔てて
配置された一対のガイドレール２２１Ｂと、ガイドレー
ル２２１Ｂ上に移動可能に配置されたキャリヤ２２３Ｂ
とを備えている。キャリヤ２２３Ｂは、長方形の板で構
成される可動台２２４Ｂと、可動台２２４Ｂに取り付け
られかつガイドレール２２１Ｂに滑動可能に支持案内さ
れた複数のスライダ２２５Ｂとを備えている。可動台２
２４Ｂには複数の（本実施例では５個）の開口２２６ａ
Ｂと各開口の周囲に等間隔に配置された４個の小孔２６
６ｂＢとが形成されている。キャリヤ２２３Ｂは、ガイ
ドレール２２１Ｂに平行に配置されていて公知の方法で
回転可能に支持され、電動モータ等で往復回転可能なね
じ軸２２２Ｂと、キャリヤに取り付けられていてねじ軸
２２２Ｂの外周に形成された雄ねじと螺合している雌ね
じを有するねじ部材２２７Ｂとの組合せによって、ガイ
ドレールに沿って移動されるようになっている。
【００３５】可動台２２４Ｂには各開口２２５Ｂに対応
して焼結型ａ１の上昇を制限するストッパ機構２７０Ｂ
が設けられている。このストッパ機構は可動台２２４Ｂ
上で開口２２５Ｂの両側に設けられた支部材２７１Ｂ
と、支持部材２７１Ｂに取り付けられていて上端につば
が形成された係止ロッド２７２Ｂと、支持部材２７１Ｂ
上に載せられたストッパ部材２７３Ｂとを備えている。
ストッパ部材２７３Ｂには焼結型の上部が入る一つの開
口２７４Ｂと、係止ロッド２７２Ｂを受ける二つのリセ
ス２７５Ｂとが形成されている。このストッパ機構２７
０Ｂは、焼結型ａ１’が可動台上の所定の位置に配置さ
れた後、上からストッパ部材が図２２で仮想線で示され
る状態で支持部材上に載せられる。その後、ストッパ部
材が支持部材上で図で時計回り方向に回転されて係止ロ
ッド２７２Ｂをリセス２７５Ｂ内に入れた状態でセット
が完了する。このセットは手動で行う。
【００３６】図２５において、この実施例の昇降支持機
構２５Ｂは、上下方向に伸びる複数のガイドロッド（図
示せず）に上下移動可能に案内された昇降台２５３Ｂ
と、昇降台２５３Ｂを上下動させるアクチュエータとし
ての流体式昇降シリンダ２５２Ｂとを備えている。昇降
台２５３Ｂには電気式の駆動モータ２５６Ｂが図示しな
い案内部材を介して上下移動可能に案内支持されてい
る。駆動モータ２５６Ｂの鉛直に上方に伸びる回転軸に
は雄ねじが形成された鉛直に伸びるねじ軸２５４Ｂがそ
れと共に回転するように連結されている。ねじ軸２５４
Ｂの雄ねじは、昇降台２５３Ｂ固定された雌ねじ部材２
５９Ｂに形成された雌ねじ穴と螺合している。ねじ軸２
５４Ｂの上端には下プレス部材２５５Ｂが取り付けられ
ている。昇降台２５３Ｂには複数（この実施例では４本
であるが２本のみ図示されている）の鉛直に伸びるプッ
シュロッド２５７Ｂが直立状態で取り付けられている。
この４本のプッシュロッドは、可動台２２４Ｂに形成さ
れたそれぞれの小孔２２６ｂＢを通して焼結型が載って
いる四角形の搬送ジグＪの四隅の下側を押すようになっ
ている。
【００３７】この実施例の昇降支持機構において、焼結
型ａ１’がキャリヤ２２３Ｂにより充填位置に送られて
くると、昇降台２２４Ｂが昇降シリンダ２５２Ｂにより
上昇される。するとプッシュロッド２５７Ｂにより搬送
ジグＪの下側を押し上げて搬送ジグの上に載せられた焼
結型ａ１’を上昇させる。そして焼結型の上端が装填機
構１４Ｂの支持板１４１Ｂの開口１４４Ｂ内に入りかつ
焼結型の上面と支持板の上面とが面一になったとき、焼
結型の外周の肩部がストッパ部材２７３Ｂに当接して焼
結型は停止する。この状態で下プレス部材２５５Ｂが駆
動モータ２５６Ｂにより上昇され、焼結型内に挿入され
ている下プレスコアをその下プレスコアの上面が１層目
の充填に必要な深さになるまで押し上げる。これより以
降の動作は前の実施例の動作と同じであるから、説明を
省略する。なお、この実施例では可動台には限られた個
数（５個）の焼結型しか載せられないので、最後の焼結
型への粉体の充填が完了した後は可動台は図２１におい
て左側の位置に送られてその位置で焼結型が取り出され
る。その後、可動台は図示の右側の位置に戻されてその
位置で可動台の上に新しい焼結型が載せられ、次に充填
動作が行われる。
【００３８】上記実施例では型として、型内に粉体を充
填したままその型を利用して焼結を行う焼結型を例に説
明してきたが、粉体の充填のみに使用して充填が完了し
た後に一塊りの圧粉体としてその中から取り出される成
形型への充填も上記と同様の方法及び装置で行うことが
できる。そして成形型から取り出された圧粉体を従来の
焼結機で焼結させることもできる。
【００３９】
【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）型内への粉体の充填作業を自動的に行うことがで
き、充填作業を効率化でき、充填コストを低減できる。 （２）手作業のようなばらつきなしに大面積でも均一の
厚さに充填できる。 （３）充填作業の自動化により焼結工程の一連の動作の
連続化が可能である。 （４）複数層の粉体の充填を精度よく自動的に行える。 （５）焼結型内への粉体を均一の厚さに充填できかつ装
填後にプレスを行うことで品質の良い焼結品の焼結を可
能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】粉体の自動充填方法の原理を説明する図であ
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４［Ａ］の矢印Ｂ−Ｂに沿って
見た図であり、［Ｃ］は図４［Ａ］の矢印Ｃ−Ｃに沿っ
て見た図であり、［Ｄ］は図４［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９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】別の実施例の自動粉体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】粉体充填機構の平面図である。
【図２０】粉体充填機構の断面図である。
【図２１】更に別の実施例の自動粉体充填装置の一部の
概略平面図である。
【図２２】図２１の自動粉体充填装置のキャリヤの拡大
平面図である。
【図２３】図２１の線ＸーＸに沿って見た拡大断面図で
ある。
【図２４】図２２の線Ｙ−Ｙに沿って見た拡大断面図で
ある。
【図２５】図２１の実施例の昇降支持機構の拡大断面図
である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ、１０Ｂ 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、２２Ｂ 搬送機構 ２２３、２２
３Ｂ キャリヤ ２４Ａ、２４Ｂ 回転テーブル ２５Ａ、２５
Ｂ 昇降支持機構 ２６Ａ プレス機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ３０Ｂ 11/14 Ｂ３０Ｂ 11/14

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】貫通する穴を有する中空筒形の型内に所望
    の量の粉体を充填する方法において、 該穴の下部に下プレスコアが挿入された型を用意するこ
    とと、 該下プレスコアが挿入された型を粉体装填位置に位置決
    めすることと、 該プレスコアを該型に関して相対的に移動して該型の上
    面から該プレスコアの上面までの深さを決定すること
    と、 該型内に粉体を装填して該型の該上面を含む平面より上
    側の粉体を摺り切ることと、 該装填された粉体を所望の圧力でプレスすることと、を
    備える粉体の自動充填方法。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の粉体の自動充填方法にお
    いて、該型が焼結型であり、該粉体及び下プレスコアを
    該焼結型に関して相対的に移動して該粉体を該焼結型内
    の所望の位置に位置決めし、該焼結型の該穴内には該粉
    体の上から上プレスコアを挿入することを備える粉体の
    自動充填方法。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の粉体の自動充填方法にお
    いて、該型が成形型であり、該粉体及び下プレスコアを
    該成形型に関して相対的に移動して成形型から抜き出す
    ことを備える粉体の自動充填方法。
  4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の粉体
    の自動充填方法において、該型内に装填される粉体が、
    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層を含み、各層の粉体の装填毎
    に該粉体の摺り切り及び粉体のプレスを行う粉体の自動
    充填方法。
  5. 【請求項５】請求項４に記載の粉体の自動充填方法にお
    いて、該複数種類の粉体が複数のホッパ内にそれぞれ装
    入されていて該複数のホッパを一つの該装填位置に順次
    移動される粉体の自動充填方法。
  6. 【請求項６】請求項４に記載の粉体の自動充填方法にお
    いて、該複数種類の粉体が複数のホッパ内にそれぞれ装
    入されていて各ホッパ毎に該装填位置があり、該型を装
    填順序にしたがって複数の装填位置の一つに移動する粉
    体の自動充填方法。
  7. 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の粉体
    の自動充填方法において、各層の装填後に計量すること
    を含む粉体の自動充填方法。
  8. 【請求項８】貫通する穴を有する中空筒形の型内に所望
    の量の粉体を充填する粉体の自動充填装置において、 所定の範囲に亘って伸びるガイドレールと、該ガイドレ
    ールに沿って移動可能になっていて、該穴の下部に下プ
    レスコアが挿入された型を上下に移動可能に支持するキ
    ャリヤとを有する型搬送機構と、 該キャリヤの移動経路の途中の位置に配置されていて、
    該型内に粉体を装填する粉体装填機構であって、粉体が
    装入されているホッパ及びそのホッパから該型内に装填
    された粉体を該型の上面を含む平面に沿って摺り切る手
    段を備える粉体装填機構と、 該型内に装填された粉体を所望の圧力を加えるプレス機
    構であって、該型内に挿入された下プレスコアを下から
    押す下プレス部材と、該型内の粉体を上から押圧する上
    プレス部材とを有するプレス機構と、を備えた粉体の自
    動充填装置。
  9. 【請求項９】請求項８に記載の粉体の自動充填装置にお
    いて、該粉体装填機構が複数個あってその複数個の粉体
    装填機構には品質、混合比、粒径及び粒子の形状の少な
    くとも一つが異なる異種の粉体が装填されており、複数
    個の粉体装填機構が該キャリヤの移動経路に沿って配置
    されている粉体の自動充填装置。
  10. 【請求項１０】請求項８又は９に記載の粉体の自動充填
    装置において、該粉体が装填された該型の重さを計量す
    ることによって装填された粉体の重さを計量する計量機
    構を更に備えた粉体の自動充填装置。
  11. 【請求項１１】請求項８ないし１０のいずれかに記載の
    粉体の自動充填装置において、ホッパが充填位置に停止
    した型に関して該型の上面を含む平面上で移動可能にな
    っており、該ホッパが該摺り切る手段を構成している粉
    体の自動充填装置。
  12. 【請求項１２】貫通する穴を有する中空筒形の型内に所
    望の量の粉体を充填する粉体の自動充填装置において、 該穴の下部に下プレスコアが挿入された型を支持して所
    定の移送経路に沿って移送する型搬送機構と、 該コンベヤの移送経路の途中の位置に配置されていて、
    該型内に粉体を装填する粉体装填機構であって、粉体が
    装入されていて一つの粉体装填位置に送られる少なくと
    も一つのホッパ及びそのホッパから該型内に装填された
    粉体を該型の上面を含む平面に沿って摺り切る手段を備
    える粉体装填機構と、 該位置に配置されていて、該型内に装填された粉体を所
    望の圧力を加えるプレス機構であって、該型内に挿入さ
    れた下プレスコアを下から押圧する下プレス部材と、該
    型内の粉体を上から押圧する上プレス部材とを有するプ
    レス機構と、を備えた粉体の自動充填装置。
  13. 【請求項１３】請求項１２に記載の粉体の自動充填装置
    において、該粉体装填機構が間欠回転可能なターンテー
    ブルを有し、ホッパが充填位置に停止した型に関して該
    型の上面を含む平面上で移動可能になっていて該ホッパ
    が該摺り切る手段を構成し、該ホッパが該ターンテーブ
    ル上に円周方向に隔てて独立して移動可能に配置されい
    ており、複数のホッパには品質、混合比、粒径及び粒子
    の形状の少なくとも一つが異なる異種の粉体が装填され
    てる粉体の自動充填装置。
  14. 【請求項１４】請求項１２又は１３に記載の粉体の自動
    充填装置において、該粉体が装填された該型の重さを計
    量することによって装填された粉体の重さを計量する計
    量機構を更に備えた粉体の自動充填装置。
  15. 【請求項１５】上部に開口する充填穴を有する型内に粉
    体を装填する粉体装填機構において、 該型の上端がぴったりと挿入される穴を有していて上面
    が型の上面とほぼ面一となるようになっている支持プレ
    ートと、 該支持プレート上に下面を接した状態で移動可能に配置
    されていて中に粉体が装入されているホッパと、を備
    え、 該ホッパの下部の開口部の大きさが該型の充填穴の上開
    口部以上であり、該ホッパが該支持プレート上を該型を
    越えて移動する粉体装填機構。
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