JP2005246463A

JP2005246463A - 粉末成形装置の粉末充填機構

Info

Publication number: JP2005246463A
Application number: JP2004063890A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Tachibana; 敏晴橘
Original assignee: Mitsubishi Materials Techno Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Techno Corp
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】充填時間を短時間に抑えて成形品の成形時間を短くすることができ、また、充填部に各粉末を充填する際に各粉末が混ざることを防止して仕様通りの成形品を得ることができる粉末成形装置の粉末充填機構を提供する。
【解決手段】充填部Ａが形成されたダイ１１と、ダイ１１の上面にて摺動自在に配置され、充填部Ａに粉末を供給する二つのフィーダカップ３１、３２と、これらフィーダカップ３１，３２を駆動する駆動機構と、粉末を成形する上パンチ１２及び下パンチ１３とを備えてなる粉末成形装置１０の粉末充填機構において、二つのフィーダカップ３１，３２が上パンチ１２の進入を許す間隔をもって連結されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、充填部内に種類の異なる粉末を充填する粉末成形装置の粉末充填機構に関する。

一般に、二種類の粉末から成形される成形品を製造する粉末成形装置としては、充填部が形成されたダイと、充填部に向けて進退可能に支持された上下パンチと、ダイの上面を摺動して、種類の異なる粉末がそれぞれ充填される二つのフィーダカップにより構成された二層充填用フィーダを備えた粉末成形装置が知られている。
従来、二層充填用フィーダを備えた粉末成形装置としては、互いに別個独立に駆動する二つのフィーダカップを備えており、各フィーダカップにはそれぞれ異なる粉末が充填され、各フィーダカップが交互にダイの上面を摺動して、充填部に二種類の粉末を充填し、そして、上下パンチが充填部に充填された粉末を圧縮する二層充填用フィーダを備えた粉末成形装置が一部使用されている（特許文献１参照）。
そして、このような従来の二層充填用フィーダを備えた粉末成形装置においては、一のフィーダカップが充填部に粉末を充填するために充填部の上面と退避位置との間を往復運動した後に、他方のフィーダカップが往復運動し、他方のフィーダカップが完全に退避した後に上下パンチが充填部に充填された粉末を圧縮する。
この粉末成形装置においては、二つのフィーダカップがそれぞれ独立に充填部に粉末を充填するため、各フィーダカップに充填された粉末が混ざることが少ないとされている。
また、二種類の粉末から成形される成形品を製造する粉末成形装置としては、一つのフィーダカップ内に互いに隣接するように、二種類の粉末を収納する二つの収納部を設けた二層充填フィーダを備えてなる粉末成形装置も多用されている。
特開昭６２−１３６５０６号公報

ところで、上記従来の二層充填用フィーダを備えた粉末成形装置においては、一のフィーダカップが充填部に粉末を充填し、完全に退避した後に、他方のフィーダカップが充填を開始するため、充填時間が長時間なものとなり、成形品の成形時間全体が長くなるという問題があった。
また、一つのフィーダカップ内に二つの収納部が設けられた粉末成形装置においては、充填部に粉末を充填する際に各粉末が混ざる場合があり、仕様通りの成形品が得られない場合があるという問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、充填時間を短時間に抑えて成形品の成形時間を短くすることができ、また、フィーダカップの駆動部を一箇所として装置を簡素化し、充填部に各粉末を充填する際に各粉末が混ざることを防止して仕様通りの成形品を得ることができる粉末成形装置の粉末充填機構を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、充填部が形成されたダイと、該ダイの上面にて摺動自在に配置され、前記充填部に粉末を供給する二つのフィーダカップと、これらフィーダカップを前記ダイの上面に沿って駆動する駆動機構と、前記充填部内に充填された粉末を成形する上パンチ及び下パンチとを備えてなる粉末成形装置の粉末充填機構において、前記二つのフィーダカップが前記上パンチの進入を許す間隔をもって連結されていることを特徴とする。

この発明に係る粉末成形装置の粉末充填機構によれば、一のフィーダカップが充填部に粉末を充填し、他方のフィーダカップが充填部に粉末を充填した後に、一のフィーダカップと他方のフィーダカップとの間に充填部を位置させた場合には、上パンチが充填部に進入することが可能となる。したがって、フィーダカップが一往復する間に、一及び二の粉末を充填して、成形品を成形することも含めることができ、成形時間の短縮が図られる。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された粉末成形装置の粉末充填機構において、前記駆動機構は、前記フィーダカップの移動を制御するカム機構を備えてなることを特徴とする。尚、カム機構に替えたサーボモータ駆動でも同様である。

この発明に係る粉末成形装置の粉末充填機構によれば、フィーダカップの動きがカム機構により容易且つ、確実に制御される。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された粉末成形装置の粉末充填機構において、前記カム機構は、前記粉末充填部内にて成形された成形品を前記ダイの上面にてフィーダカップの移動方向に押し出す押出部を備えており、該押出部により押出された前記成形品を前記フィーダカップの移動方向に交差する方向に排出する排出部を備えてなることを特徴とする。

請求項３に記載された粉末成形装置の粉末充填機構によれば、連結された二つのフィーダカップが一往復する間に、充填部内への粉末の充填と、上パンチ及び下パンチによる成形品の成形と、成形された成形品の排出とが行われる。

本発明によれば、充填時間を短時間に抑えて成形品の成形時間を短くすることができ、また、充填部に各粉末を充填する際に各粉末が混ざることを防止して仕様通りの成形品を得ることができる。

以下、図面を参照して、この発明に一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る粉末成形装置を示した図であり、この粉末成形装置１０は、充填部Ａが形成されたダイ１１と、ダイ１１の上方に設けられ充填部Ａに向かい進退可能に支持された上パンチ１２と、充填部Ａに対して相対的に移動可能に取り付けられ、ダイ１１と共に、充填部Ａを画成する下パンチ１３と、下パンチ１３に嵌挿されたコアロッド１４と、ダイ１１の上面を摺動する二層充填フィーダ１５とから構成されている。

ダイ１１は、ダイプレート１６に固定されており、ダイプレート１６は、ロッド１７によりヨークプレート１８に固定されている。ヨークプレート１８は、ヨークプレート１８を上下動させる下ラム１９に固定されている。
上パンチ１２は、上パンチ押え２０により上パンチプレート２１に固定されており、上パンチプレート２１は、上パンチプレート２１を上下動させる上ラム２２に固定されている。
下パンチ１３は、下パンチプレート２３に固定されており、下パンチプレート２３は、ボルスタ２４に固定されている。
コアロッド１４は、ヨークプレート１８に固定されたエアシリンダ２５により上下動可能に支持されている。

図１、図２に示されるように、ダイプレート１６の上面には、ダイプレート１６の上面を左右方向に摺動する二層充填フィーダ１５と、成形された成形品を外方に排出する搬送部３０とが設けられている。
二層充填フィーダ１５は、充填部Ａに粉末を充填するフィーダカップ３１と、フィーダカップ３１に対して摺動方向に離間させられて充填部Ａに粉末を充填するフィーダカップ３２と、フィーダカップ３１、３２を連結する連結部材３３、３４と、連結部材３３に設けられたシリンダ（排出部）３５と、フィーダカップ３１を摺動させる図３に示された駆動機構３６と、図４に示されたフィーダカップ３２をダイプレート１６の上面に押える押え３７とから構成されている。

図１、図２に示されるように、フィーダカップ３１は、粉末が充填される貯粉室３８と、貯粉室３８に粉末を供給する供給口３９と、連結部材３４に対向する面に設けられたガイド５０と、駆動機構３６に連結されたリンク５１が係合する係合部５２とから構成されている。
また、フィーダカップ３１の下面側は、粉末を充填部Ａに供給するために開口部３８ａが形成されており、フィーダカップ３１の摺動方向前方側は、成形された成形品Ｓを摺動方向に押出す押出部３１ａとされている。
ガイド５０には、フィーダカップ３１の前進方向に向うに従って、漸次後退するように形成された傾斜面５０ａが形成されている。
また、フィーダカップ３２は、フィーダカップ３１と同様に構成されており、開口部４０ａが形成された貯粉室４０と、供給口４１と、係合部４２とが設けられている。
フィーダカップ３２と、フィーダカップ３１との間は、図１に示された上パンチ１２が上下方向に進入することができる程度に間隔をもって連結され、上パンチ挿入部Ｌとされている。

連結部材３３には、シリンダ３５が設けられており、シリンダ３５には、フィーダカップ３１、３２の摺動方向に略垂直な方向に摺動可能な押圧板５３が設けられている。また、連結部材３４のうち、押圧板５３に対向する部分には、穴部５４が形成されている。
搬送部３０は、シリンダ３５に対向する位置に設けられており、フィーダカップ３１の側方に設けられたガイド５５と、フィーダカップ３２の側方に設けられフィーダカップ３２の摺動方向に沿って設けられた搬出壁部５６とから構成されている。
ガイド５５には、フィーダカップ３１の前進方向に向うに従って、漸次装置本体から離間する方向に傾斜する傾斜面５５ａが形成されている。
また、フィーダカップ３１が充填部Ａの上面側に位置した際、搬出壁部５６の端部と、ガイド５０との間は、成形された成形品Ｓが排出可能な程度離間させられている。

図３に示されるように、駆動機構３６は、図示しない駆動部に連設された駆動軸６３と、フィーダカップ３１をダイプレート１６の上面に押え６４によって押圧すると共に、フィーダカップ３１を摺動させるカム機構５７と、駆動軸６３の動力をカム機構５７に伝達する伝達機構５８とから構成されている。
カム機構５７は、駆動軸６３と同期して回転するカム５９と、フィーダ先進後退レバー６０とから構成されている。
カム５９は、大径部５９ａと、小径部５９ｂと、その中間径部５９ｆと、大径部５９ａと小径部５９ｂとの間に設けられた湾曲部５９ｃ、５９ｄ、５９ｅとから構成されている。
フィーダ先進後退レバー６０の下端部には、カム５９に連動させられるカム従動子６２が設けられており、カム曲線に沿ってフィーダ前進後退レバー６０を揺動する。
また、フィーダ先進後退レバー６０の上端部には、リンク５１が設けられており、フィーダカップ３１の係合部５２に係合され、リンク５１の中央部にはフィーダカップをダイプレート１６の上面に押圧する弾性体６１が設けられている。図２に示されるように、二層充填フィーダ１５と、二層充填フィーダ１５を摺動する駆動機構３６と、充填部Ａが形成されたダイ１１とにより、粉末充填機構７０が構成されている。

このように構成された粉末成形装置１０においては、充填部Ａに粉末を充填する充填工程においては、まず、図１において、下ラム１９がダイプレート１６を下方に変位させて、ダイプレート１６の上面と下パンチ１３の上面とが一致するように変位させる。
また、エアシリンダ２５は、コアロッド１４の上面の位置を調整して、コアロッド１４の上面とダイプレート１６の上面とを一致させる。
この際、フィーダカップ３１の貯粉室３８には、粉末Ａ１が供給され、フィーダカップ３２の貯粉室４０には、粉末Ａ２が充填されている。
そして、図３に示されるカム５９が回転して、カム５９の湾曲部５９ｃがカム従動子６２を変位させ、フィーダ先進後退レバー６０がフィーダカップ３１を摺動させて、図１に示されるように、フィーダカップ３１の開口部３８ａが充填部Ａの上面側に位置するように配置する。

このように、充填部Ａの上面側にフィーダカップ３１が配置されると、図５に示されるように、下ラム１９がヨークプレート１８を上方に変位させて、ダイプレート１６を上方に位置させる。
ダイプレート１６が上方に変位すると、下パンチ１３が相対的に下方に変位することになり、貯粉室３８に充填された粉末Ａ１が充填部Ａに供給される。
この際、コアロッド１４は、ダイプレート１６と共に上昇して、コアロッド１４の上面とダイプレート１６の上面とが一致させられている。
このため、粉末Ａ１は、ダイ１１の内周面と、コアロッド１４の外周面と、下パンチ１３の上面とにより形成された充填部Ａ内に充填される。
また、ダイプレート１６が上方に変位した際においても、フィーダカップ３１、３２は、図３、４に示された押え６４、３７によりダイプレート１６の上面に押圧されているため、フィーダカップ３１、３２の開口部３８ａ、４０ａから粉末Ａ１、Ａ２が漏れることが防止される。

図３に示されるカム５９は、さらに回転することにより湾曲部５９ｄがカム従動子６２を押圧して、フィーダ先進後退レバー６０がフィーダカップ３１を充填部Ａの上面から後退させる。
フィーダカップ３１が充填部Ａの上面から後退する際には、開口部３８ａの外周縁部が充填部Ａの上端面の粉末Ａ１をすりきり、充填部Ａに充填された粉末Ａ１の上面は平坦なものとされる。
フィーダカップ３１とフィーダカップ３２とは、図２に示されるように、連結部材３３、３４とにより連結されているため、フィーダカップ３１が充填部Ａの上面から後退すると、フィーダカップ３２は充填部Ａに向けて前進する。
図６に示されるように、フィーダカップ３２が充填部Ａの上面に位置すると、下ラム１９は、ヨークプレート１８を介して、ダイプレート１６を上方に変位させる。
このため、フィーダカップ３２の貯粉室４０内の粉末Ａ２が充填部Ａ内に供給され、既に供給された粉末Ａ１の上面側に粉末Ａ２が充填される。
このように、充填部Ａ内に粉末Ａ１，Ａ２の充填が終了後は、図３に示すカム５９の湾曲部５９ｅがカム従動子６２を変位させて、フィーダ先進後退レバー６０を揺動させて、図７に示されるように、充填部Ａの上面にフィーダカップ３１とフィーダカップ３２との間に形成された上パンチ挿入部Ｌが充填部Ａの上面側に配置される。

このように、充填工程後の加圧工程においては、図８に示されるように、上パンチ１２が充填部Ａに向けて下降して、小径部１２Ｂの下端面がコアロッド１４の上端面に当接し、傾斜部１２Ａが粉末Ａ１の上面を圧縮する。
コアロッド１４の上端面に上パンチ１２の下端面が当接されると、エアシリンダ２５は、上パンチ１２と同期させてコアロッド１４を下方に変位させる。
上パンチ１２が粉末Ａ２の上面を圧縮すると、下ラム１９は、ダイプレート１６を上パンチと同期させて下降させる。このため、下パンチ１３が相対的に上昇するため、粉末Ａ１の下面が下パンチ１３により圧縮される。
そして、ダイプレート１６は、所定の位置にまで下降すると停止し、上パンチ１２がさらに下降することにより、粉末Ａ１、Ａ２が圧縮される。
図９に示されるように、上パンチ１２が下死点に位置すると、充填部Ａ内にシリンダーヘッドの吸気・排気弁開口部を開閉するバルブを着座させるバルブシート等に成形される二層粉末の成形品Ｓが形成される。

図１０において、加圧工程後の抜出工程においては、上パンチ１２が上方に変位して、下ラム１９がダイプレート１６をさらに下方に変位させると共に、エアシリンダ２５がコアロッド１４を上昇させて、下パンチ１３と、ダイ１１と、コアロッド１４の上面とを一致させて、充填部Ａから成形品Ｓを抜き出す。
この際、フィーダカップ３１の貯粉室３８には、粉末Ａ１が供給され、フィーダカップ３２の貯粉室４０には、粉末Ａ２が供給される。
加圧工程から抜出工程に間においては、カム５９の中径部５９ｆがカム従動子６２を所定の位置に配置させており、フィーダ先進後退レバー６０が、上パンチ挿入部Ｌを充填部Ａの上面に位置させている。抜出工程の終了時には、カム５９の湾曲部５９ｃがカム従動子６２を変位させて、フィーダ先進後退レバー６０がフィーダカップ３１を充填部Ａの上面に向けて前進させる。
フィーダカップ３１が充填部Ａの上面側に向けて前進すると、フィーダカップ３１は、充填部Ａから抜き出された成形品Ｓを、充填部Ａの上面から前進方向に搬送する。

そして、フィーダカップ３１が充填部Ａの上面に位置すると、図２に示されたシリンダ３５の押圧板５３が成形品Ｓを搬送部３０に向けて押し出し、押出された成形品Ｓは、連結部材３４に形成された穴部５４を介して搬送部３０に向けて排出される。
成形品Ｓの排出が完了すると、図１に示されるように、充填部Ａに粉末Ａ１が充填される。

このような粉末成形装置１０においては、フィーダカップ３１とフィーダカップ３２とが連結されることにより、フィーダカップ３１の後退とフィーダカップ３２の前進とを同時に行うことができ、また、連結されたフィーダカップ３１とフィーダカップ３２と間に上パンチ１２を挿入させて成形品Ｓを成形するため、フィーダカップ３１、３２の摺動距離を短くすることができ、充填工程の充填時間を短時間に行うことができる。
すなわち、二層充填用フィーダ１５が一往復する間に、粉末Ａ１、Ａ２の充填が完了し、成形品Ｓが成形され、さらに、成形品Ｓの抜出及び払い出しを行うことができ、短時間に成形品Ｓの製造を行うことができる。
また、この粉末成形装置１０によれば、フィーダカップ３１が充填部Ａに粉末Ａ１を充填して充填部Ａの上面から退避する際には、充填部Ａに充填された粉末Ａ１の上面をすりきり粉末Ａ１の上面が平坦なものとされた状態とされているため、充填された粉末Ａ１の中に粉末Ａ２が混ざることが防止され、良好な成形品Ｓを成形することができる。

この発明に係る粉末成形装置の粉末充填機構によれば、充填時間を短時間に抑えて成形品の成形時間を短くすることができ、構成要素も簡素化され、また、充填部に各粉末を充填する際に各粉末が混ざることを極力少なくし、仕様通りの成形品を得ることができるため、産業上の利用可能性が認められる。

この発明の一実施形態に係る粉末成形装置の正面図である。図１に示された粉末成形装置のダイプレートの上面図である。二層充填フィーダを駆動する駆動機構を示した正面図である。フィーダカップをダイプレートの上面に押圧するフィーダカップ押えを示した正面図である。粉末を充填部に供給する際の粉末成形装置の正面図である。既に、充填部に供給された粉末の上に他種類の粉末を充填する際における粉末成形装置の正面図。充填部に二種類の粉末が充填された際における粉末成形装置の正面図。充填工程が終了して、上パンチが充填部に向って下降する際における粉末成形装置の正面図。加圧工程終了時における粉末成形装置の正面図。抜出工程終了時における粉末成形装置の正面図。

符号の説明

１０粉末成形装置
１１ダイ
１２上パンチ
１３下パンチ
１４コアロッド
１５二層充填フィーダ
１６ダイプレート
３１、３２フィーダカップ
３４連結部材
３５シリンダ
５９カム

Claims

充填部が形成されたダイと、該ダイの上面にて摺動自在に配置され、前記充填部に粉末を供給する二つのフィーダカップと、これらフィーダカップを前記ダイの上面に沿って駆動する駆動機構と、前記充填部内に充填された粉末を成形する上パンチ及び下パンチとを備えてなる粉末成形装置の粉末充填機構において、
前記二つのフィーダカップが前記上パンチの進入を許す間隔をもって連結されていることを特徴とする粉末成形装置の粉末充填機構。
請求項１に記載された粉末成形装置の粉末充填機構において、
前記駆動機構は、前記フィーダカップの移動を制御するカム機構を備えてなることを特徴とする粉末成形装置の粉末充填機構。
請求項１又は２に記載された粉末成形装置の粉末充填機構において、
前記カム機構は、前記粉末充填部内にて成形された成形品を前記ダイの上面にてフィーダカップの移動方向に押し出す押出部を備えており、該押出部により押出された前記成形品を前記フィーダカップの移動方向に交差する方向に排出する排出部を備えてなることを特徴とする粉末成形装置の粉末充填機構。