JP2001200303A - リング状圧粉体の整列方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リング状の圧粉体をボートに積み上げ整列さ
せて焼結する際、従来は粉末成形機のコンベアからロボ
ットハンドを用いて一箇ずつ取り出した圧粉体を一旦は
作業台上に段積みし、所定の数に達したら圧粉体の軸心
を揃えて一括して持ち上げ、ボートの所定の位置に移送
・整列させているが、この方式では一連の作動を速めて
製造効率を向上させることが困難で、酷使によるロボッ
トハンドの故障も多かった。 【解決手段】 コンベアからの圧粉体を、ロータリーア
クチュエーターで姿勢を変え、Ｖ字型の溝５１に立てて
並べる。圧粉体の軸心は自動的に揃うので所定の数に達
したら一対の挟み金具２１，２２を具えるロボットハン
ドで一括して持ち上げ、ボートの所定の位置に移送し整
列させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は焼結機械部品の製
造工程において、粉末成形機から排出されてくるリング
状圧粉体を拾い上げて焼結用のボートに積み上げ整列さ
せる方法とその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧粉体の焼結に用いる連続式焼結炉を圧
粉体の移動方式によって大別すると、エンドレスコンベ
ア型のメッシュベルト式焼結炉と、圧粉体をボートに収
納して移動させるプッシュ式焼結炉，リフトビーム式焼
結炉などがある。そして大型の圧粉体はメッシュベルト
式焼結炉のベルトに一箇ずつ直接載せて焼結することが
多いが、小型のものや薄いもの例えば内燃機関のバルブ
シート（弁座）のような薄い中空円板状（リング状）の
圧粉体の場合は、通常箱型のボートに多数の圧粉体を積
み上げ収納してプッシュ式焼結炉などで焼結することに
より、焼結作業の効率化を図るのが通例である。

【０００３】圧粉体をボートに収納する場合、ボート内
で隣り合う圧粉体同士が触れ合っていると焼結時に付着
して後工程での手間が増えるので、接触しないように、
且つなるべく多くの圧粉体を整然と配列させる必要があ
る。バルブシートの大きさはエンジンの機種によって、
また同じエンジンでも吸気側と排気側とで異なるが、素
材としての圧粉体は概ね内径が２０〜３５ｍｍ，外径が
２５〜４０ｍｍ，厚さ（高さ）７ｍｍ前後である。また
その材質も同じように様々であるが、一般にはクロム，
ニッケル，モリブデン，コバルトなどを含む耐熱・耐摩
耗性の焼結合金鋼で、焼結前の圧粉密度は６．９ｇ／ｃ
ｍ³ 前後のものが多い。

【０００４】粉末成形機から出てくるこの様な圧粉体を
ボートに移す手段としては、例えば特公昭５７−４５８
０３号など電磁石応用の移送装置を使用することもある
が、一般にはロボットハンドによって一箇ずつ拾い上げ
て積み重ねていた。図２は従来の移送・積み重ね方式の
一例を説明する模式図であって、先ず一対の挟み金具２
１，２２を具えるロボットハンド２０を用いて粉末成形
機からベルトコンベアやシュートで排出されてくる圧粉
体１０を一箇ずつ拾い上げ、傍の作業台６０に順次積み
上げる。この際、積み上げた圧粉体個々の間の軸心のず
れ（心ずれ）が大きいと以後の操作に際して支障となる
ので、ロボットハンドの位置決めに注意しながら段積み
する必要がある。

【０００５】そして、積み上げられた圧粉体が所定の数
（例えば１０箇）に達したら、同じロボットハンドを用
いて１０箇を一括して持ち上げ、ボート７０の所定の位
置にそのまま移動させ挟み金具を開いて載置する。これ
を反復して整然と収納する。ロボットハンドの挟み金具
は所定数の圧粉体を一括して把持するのに充分な長さに
作られ、また、圧粉体（リング）の内周側を把持する挟
み金具２１の接触面は図３（イ）に示すように圧粉体の
内周に倣った円弧面にしてあるため、外周側の挟み金具
２２との間に挟むだけで、段積みされた圧粉体個々の間
の心ずれは自動的に解消する。

【０００６】この場合圧粉体の軸心は挟み金具２１の円
弧面を基準として揃えられるので、外周側の挟み金具２
２の形状は角棒でも丸棒（何れも圧粉体との接触は線接
触）でも特に差し支えない。ちなみに（イ）に示す挟み
金具２１は内径が特定寸法の圧粉体に専用されるが、こ
れを板バネなどの弾性材で例えば（ロ）に示す形状に作
れば、内径寸法の異なる数種類の圧粉体に汎用すること
ができる。なお、内周側と外周側を逆にして、外周側の
挟み金具２２の接触面を圧粉体の外周に倣った円弧面と
し、内周側（２１）を丸棒とすることもできるが、
（イ）の場合に比べ金具の横幅が大きくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの方式では、
粉末成形機から出てくる圧粉体の全てを一台のロボット
ハンドで一箇ずつ拾い上げ、且つボートまで移送するた
めに、ロボットハンドの各部，特に挟み金具を開閉する
エアーチャックは頻繁な作動をすることとなり、摩耗そ
の他による故障が多かった。また、圧粉体をコンベアか
ら作業台に移して積み上げる際も心ずれが少ないよう位
置制御を要すること；積み上げの一段毎にロボットハン
ドの昇降ストロークが異なることなどのために作動速度
の向上には限界がある。この様な次第で、粉末成形工程
で成形速度を速めて製造効率を向上させようとしても移
送・整列工程が隘路となるため、その改良が望まれてい
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明では、大
要次の２点の改良を行なった。その一つは、コンベアか
ら取り出した圧粉体を一旦積み重ねるための台として、
従来の平らな作業台に代えて図１に示すようにＶ字型の
溝（５１）を具える台を使用することであり、他の一つ
は、圧粉体をコンベアから台まで移送する手段として、
従来のロボットハンドに代えて個々の機構が簡単な一連
の手段、即ちコンベア上の圧粉体を一箇ずつ側方に押し
出す切り出し手段，コンベアの脇でその圧粉体を受け取
ってその姿勢を横から縦に変える姿勢転換手段，および
その圧粉体を立ったままの姿勢でＶ字型の溝まで滑走さ
せる転動手段を用いることである。

【０００９】そして、これらの一連の手段によってＶ字
型の溝（５１）に圧粉体を一箇ずつ立てた状態で載せ、
ちょうど従来の方式で作業台に積み上げた圧粉体をその
まま横に倒した状態に、順次隙間なく詰めて並べてゆ
く。この様にして、軸心を横にして積み重なった圧粉体
が所定の数，例えば１０箇に達したら、一対の挟み金具
２１，２２を具えるロボットハンド２０（従来のもの）
を用いて所定数の圧粉体を一括して持ち上げ、軸心が縦
になるように圧粉体の向きを変え、以後は従来の場合と
同じくボート７０の所定の位置にそのまま移動し、挟み
金具を開いて載置する。

【００１０】この様にすると、ロボットハンド２０の稼
働が従来方式の数分の一に，上記の例では圧粉体１０箇
に一回と激減するため、その故障は殆ど生じなくなる。
またＶ字型の溝に横方向に積み重なった圧粉体（リン
グ）の一団は、それぞれの外周二か所で溝の両斜面に支
えられているため相互間の心ずれは自動的になくなって
いる。従って従来のように圧粉体を積み重ねる際や、所
定数の圧粉体を一括して持ち上げる際に相互の心ずれを
考慮する必要が全くないので装置の作動を速めることが
でき、それだけ移送の効率が向上する。Ｖ字型の溝は水
平に設けるのが普通であるが、立てた圧粉体が倒れない
範囲で若干の傾斜を付けても差支えない。なお図１には
文字通り断面がＶ字型の溝（５１）を作業台に刻設した
態様を例示したが、前述の通りこの溝の目的はリング状
圧粉体の一団を自動調心することにあるので、この機能
さえあればその形状は図示のものに限らない。また、例
えば断面が台形の角棒とか半割り円柱など適当な斜面を
持つブロックを２箇、所要の間隔で対向設置してもよ
い。従って、この明細書にいうＶ字型の溝は、この様な
態様をも包含する用語である。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施例を説明
する模式図で、（イ）先ず、粉末成形機からコンベア８
０に一定の間隔で並んで送られてくる圧粉体１０をプッ
シャー８１で一箇ずつ切り出し、平板をコの字型に曲げ
た形状の受け具３０で、その圧粉体を受け取る。（ロ）
次に、受け具３０を付設のロータリーアクチュエーター
により起こして圧粉体の姿勢を横から縦に（圧粉体の軸
心は縦から横になる）変更し、角樋状のシュート４０に
移して立てたまま下方に送り、台５０にシュート４０と
は直交する向きに設けたＶ字型の溝５１に、立てたまま
の姿勢で載せる。この圧粉体をプッシャー５２で溝に沿
って動かし、その跡に次の圧粉体をシュート４０から載
せる。この操作の反復によって溝５１には圧粉体が心ず
れのない状態で、隙間なく並んでゆく。この実施例では
プッシャー８１がロボットハンドに代える切り出し手
段．断面がコの字型の受け具３０が姿勢転換手段，角樋
状のシュート４０が転動手段に該当するものである。

【００１２】この操作をより円滑にするにはシュート４
０の下端にゲートを設け、圧粉体を間欠的に送り出すと
よい。このゲートがあると前後の作業の流れに遅速を生
じた場合、シュート４０をその緩衝に役立てることがで
きる。このゲートは、図１の実施例ではシュートの下端
に設けたバー４１およびその手前に設けたバー４２とか
ら構成されている。これらのバーは、それぞれエアーシ
リンダーによって作動してシュート４０を横切って進退
し、前進時にはシュート４０を閉じ、後退時には開く。
２本のバーの間隔は、２本とも前進した状態ではバー４
１はシュートに並んだ先頭の圧粉体を，バー４２は２番
目（およびそれ以降）の圧粉体を止めているように設定
してある。ちなみに図中のバー（４１，４２）およびプ
ッシャー（５２）の場合、符号の引き出し線は本来はプ
ッシャー８１の場合と同じくその機能部分を指すべきで
あるが、図面の都合で便宜上、それぞれを駆動するエア
ーシリンダーを指している。

【００１３】この状態からバー４１を後退させると先頭
の圧粉体がＶ字型の溝５１に載る。次いでバー４１を前
進させてバー４２を後退させると、２番目の圧粉体が先
頭の位置に移り、バー４１に止められる。そこでバー４
２を前進させて後続の圧粉体を止めれば、当初の状態に
復帰する訳である。ちなみに、上述の例では角樋状のシ
ュートの側面から出入するバーを用いたが、ゲートの態
様はこれに限らない。例えば踏切の遮断機のようにシュ
ートの上方からバーが昇降する形式でもよく、シュート
の底から車止めの突起が出没する形式でもよい。シュー
トの周りの設置スペースや、動力源がエアーか電気かな
ど、状況に応じて適宜に選択することができる。前記の
プッシャー８１，５２ともエアーシリンダーが例示して
あるが、これも駆動装置は任意である。

【００１４】次に、この様にしてＶ字型の溝５１に並ぶ
圧粉体が所定の数，例えば１０箇に達したら、（ハ）一
対の挟み金具２１，２２を具えるロボットハンド２０を
用いてこの一団の圧粉体を一括して持ち上げ、軸心が縦
になるように圧粉体の向きを変える。この際、一団の圧
粉体の軸心はＶ字型の溝５１の作用で既に揃っているの
で改めて揃える必要はない。以後は、従来の場合と同じ
くボート７０の所定の位置にそのまま移動し、挟み金具
を開いて載置する。前述のようにこのロボットハンド２
０は図２の従来方式で用いたのと同じ物であるが、従来
の場合は移送の全工程で，即ち前半でコンベアから圧粉
体を一箇ずつ作業台に移して積み上げるのにも用いられ
るのに対し、この発明にあっては移送工程の後半，即ち
Ｖ字型の溝に並んだ所定数の圧粉体を、一括して焼結用
のボートに移動させる工程でのみ用いる点が異なってい
る。

【００１５】この発明によれば、ロボットハンド２０の
稼働が従来方式の数分の一，上記の例では圧粉体１０箇
に一回と減少するために、その故障は殆ど生じなくなっ
た。また、圧粉体をコンベアからＶ字型の溝５１に移す
装置は例えばロータリーアクチュエーターを用いる簡単
な機構で済み、且つ従来と異なり、圧粉体を溝５１に並
べる際に圧粉体相互の心ずれを考慮する必要が全くない
ため個々の所要時間が短縮され、移送効率が向上する。
その一例として内径３０ｍｍ，外径３６ｍｍ，厚さ７ｍ
ｍの圧粉体を１０段積みでボートに整列させる場合、図
１に示した従来方式の処理量は１５箇／分であったもの
が、この発明の実施により２０箇／分に向上した。

【００１６】

【発明の効果】以上詳述した通り、この発明においては
移送の過程で圧粉体を段積みする台を平らな台からＶ字
型の溝を具える台に代えたため、段積みに際して圧粉体
相互の心ずれを考慮する必要がなくなり、段積みまでの
移送にはロボットハンドを使用しないことと相俟って、
粉末成形機から焼結炉までの圧粉体の移送工程における
作業効率が約３割向上した。またロボットハンドの稼働
が従来方式の数分の一に減少するため、ロボットハンド
の故障は殆ど生じなくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を説明する模式図である。

【図２】従来の移送装置を説明する模式図である。

【図３】ロボットハンドの挟み金具の形状を例示する図
面である。

【符号の説明】

１０…圧粉体，２０…ロボットハンド，２１…（内周側
の）挟み金具，２２…（外周側の）挟み金具，３０…受
け具，４０…シュート，４１…バー，４２…バー，５０
…台，５１…（台に設けた）Ｖ字型の溝，５２…プッシ
ャー，６０…作業台，７０…ボート，８０…コンベア，
８１…プッシャー，

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結機械部品の製造工程において粉末成
   形機から排出されるリング状圧粉体を焼結用のボートに
   積み上げ整列させるに当たり、先ず、圧粉体を作業台に
   設けたＶ字型の溝に軸心を横にした姿勢で載せ、所定の
   箇数に達するまで順次隙間なく並べ、次いで、この圧粉
   体の一団を、一対の挟み金具を具えるロボットハンドで
   一括して持ち上げ、軸心が縦になるように圧粉体の向き
   を変え、ボートの所定の位置に移動した後、挟み金具を
   開いて載置することを特徴とするリング状圧粉体の整列
   方法。
2. 【請求項２】 焼結機械部品の製造工程において粉末成
   形機から排出されるリング状圧粉体を焼結用のボートに
   積み上げ整列させるに当たり、所定箇数の圧粉体を軸心
   を横にした姿勢で載せるためのＶ字型の溝（５１）を具
   える台と、圧粉体を粉末成形機のコンベアから台まで移
   送する手段としてコンベア上の圧粉体を一箇ずつ側方に
   押し出す切り出し手段，受け取った圧粉体の姿勢を横か
   ら縦に転換する姿勢転換手段および圧粉体を立ったまま
   の姿勢でＶ字型の溝（５１）まで滑走させる転動手段
   と、Ｖ字型の溝（５１）から所定箇数の圧粉体を一括し
   てボートに移送するための一対の挟み金具を具えるロボ
   ットハンドとから構成されることを特徴とするリング状
   圧粉体の整列装置。
3. 【請求項３】 切り出し手段がプッシャー８１、姿勢転
   換手段が断面コの字型の受け具３０、転動手段が角樋状
   のシュート４０である請求項２に記載のリング状圧粉体
   の整列装置。