JP2007307573A - 粉末成形プレス装置の給粉装置および粉末成形プレス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明では、ダイセットを装置の背面側から取り出すスペースを確保しつつ、多品種の成形品を生産するために頻繁に生じる金型の変更を短時間で効率よく行え、かつ、安価な粉末成形プレス装置用の給紛装置を提供することを目的とする。
【解決手段】粉末成形プレス装置１の、フィーダカップ２１とフィーダ駆動部２２とから構成される給粉装置３の駆動部６０を、円板カム６７と、この円板カム６７に当接して揺動させられるレバー７０とから構成し、このレバー７０とフィーダカップ２１に取り付けられるフィーダカムレバー２８との間を連結するシャフト部を粉末成形プレス装置１のベース部材４に固定された固定部と、前記シャフト部に直行する第１のピンによって固定部に連結される旋回部とから構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の形状の粉末成形品を成形する粉末成形プレス装置の給粉装置に関する。

粉末成形プレス装置で粉末を成形品にプレス成形する際に使用する金型は、成形品の形状などに応じて複数用意されるのが一般的である。そして、製造する成形品を変更する場合には金型の変更を行っている。この金型の変更方法として、ダイセットを粉末成形プレス装置の本体から取り出すことなく金型交換を行う内段取り方式と、ダイセットを粉末成形プレス装置の本体から取り出して金型交換を行う外段取り方式とが知られている。

外段取り方式の金型交換では、ダイセットを粉末成形プレス装置の前面から取り出す場合と背面から取り出す場合があるが、近年では成形品の焼結やサイジングなどの後工程を自動化して行うことが多く、粉末成形プレス装置の前面に後工程の装置が配置されることによって、ダイセットを粉末成形プレス装置の背面から取り出さざるを得ない場合が増加している。

このような状況において、外段取り方式のうち、粉末成形プレス装置の背面からダイセットを取り出す構成の粉末成形プレス装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
この粉末成形プレス装置では、フィーダカップをフィーダ駆動部から取り外した状態でフィーダ駆動部を金型やダイセットの交換に支障が生じない程度の高さまで持ち上げ、金型やダイセットの交換スペースを粉末成形プレス装置の背面に確保している。
このように後方から金型やダイセットを取り出す構成とすることで、レイアウトも有利であるとともに、作業性の向上や金型やダイセットの交換時間の短縮もある程度図ることができる。

一方、フィーダカップをダイプレートに沿って往復運動させる機構として、従来リンクアンドカム方式やコンピュータ制御によって行う方式が使用されているが、このような方式を使用した粉末成形プレス装置に、ダイセットを装置の背面側から取り出す装置を備えると装置が高価になってしまう。
特開平９−２６７１９６号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ダイセットを装置の背面側から取り出すスペースを確保しつつ、多品種の成形品を生産するために頻繁に生じる金型の変更を短時間で効率よく行え、かつ、安価な粉末成形プレス装置用の給紛装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供している。
本発明にかかる粉末成形プレス装置の給粉装置は、粉末をダイプレートに設けられたダイに供給するフィーダ部材と、このフィーダ部材を前記ダイプレートの上面に沿って往復移動させるフィーダ駆動部とを備える粉末成形プレス装置の給粉装置であって、前記フィーダ駆動部は、係止部材を介して前記フィーダ部材を着脱自在に接続したクランクアームと、このクランクアームに固定されたシャフトと、このシャフトを往復回動させる駆動部とから構成され、前記シャフトはその途中が屈曲されることによって、前記給粉装置を前記粉末成形プレス装置外に移動可能とすることを特徴とする。

このように粉末成形プレス装置の給粉装置を構成し、シャフトの途中が屈曲するようにすると、粉末成形プレス装置の後部に配置された給粉装置を粉末成形プレス装置外に移動可能とすることによって、ダイセットの交換用のスペースを粉末成形プレス装置の後部に確保することができる。

また、本発明にかかる粉末成形プレス装置の給粉装置において、前記駆動部は、円板カムと、前記シャフトに固定され、前記円板カムに当接して揺動させられるレバーとから構成されることを特徴とする。

このように給粉装置の駆動部を構成することによって、粉末成形プレス装置の給粉装置を安価に提供することができる。

さらに、本発明に係る粉末成形プレス装置の給粉装置において、前記シャフトは、前記粉末成形プレス装置のベース部材に固定された固定部と、前記シャフトに直行する軸によって前記固定部に連結される旋回部とから構成されることを特徴とする。

このようにシャフトを構成すると、このシャフトに直行する軸を回動の中心として旋回部を回動させることによって、簡単な操作で給粉装置を粉末成形プレス装置外に移動可能とすることができる。

本発明に係る粉末成形プレス装置は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の給粉装置と、上下パンチプレート間に上パンチ、下パンチ、およびダイが組み込まれてなるダイセットと、このダイセットを粉末成形プレス装置に固定する固定部材と、粉末成形プレス装置本体から前記固定部を解除したダイセットを引き出すためのガイドレールとを備え、前記ガイドレールと前記シャフトとは交差していることを特徴とする。

請求項１〜請求項３のいずれかに記載した給粉装置を備えることによって、粉末成形プレス装置を、ダイセットを装置の背面側から取り出すことができ、多品種の成形品を生産するために頻繁に生じる金型の変更を短時間で効率よく行えるようにすることができる。

本発明によれば、ダイセットを装置の背面側から取り出す装置を備え、多品種の成形品を生産するために頻繁に生じる金型の変更を短時間で効率よく行え、かつ、安価な粉末成形プレス装置用の給紛装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態である粉末成形プレス装置１を図１〜図４を参照しながら説明する。
なお、本明細書において、図１に示す矢印＋Ｘ方向を粉末成形プレス装置１の前方、矢印＋Ｙ方向を左方、矢印＋Ｚ方向を上方とする。
本発明に係る粉末成形プレス装置１は、図１に示すように、プレス装置部２と、給紛装置３と、これらプレス装置部２と給紛装置３とが固定されるベース部材４と、このベース部材４の後部に設置されたダイセット搬入用ローラ付きレール５とから構成されている。プレス装置部２はダイプレート６と、ダイプレート６に固定され、充填部７を形成するダイ８と、充填部７の上方に距離をおいて上パンチプレート９にて支持され、充填部７に向かって上下方向に進退可能な上パンチ１０と、下パンチプレート１１にて支持され、充填部７に対して上パンチ１０に相対的に上下方向に進退可能な下パンチ１２とを備えている。また、ダイセット搬入用ローラ付きレール５は、上パンチプレート９および下パンチプレート１１の間に、上パンチ１０、下パンチ１２、およびダイ８を組み込んでなるダイセット１５を粉末成形プレス装置１の外に引き出すためのものである。

一方、給紛装置３は充填部７に粉末を供給するフィーダカップ（フィーダ部材）２１と、フィーダカップ２１を、ダイプレート６及びダイ８上を前後に往復摺動させるフィーダ駆動部２２とから構成されている。そして、フィーダ駆動部２２は、図１および図２に示すように、フィーダカップ２１に取り付けられた支持部材２５に、係止部材２６を介して着脱自在に接続されたフィーダカムレバー（クランクアーム）２８と、このフィーダカムレバー２８の基端部２９に固定されたシャフト部３０と、このシャフト部３０を往復回動させる駆動部６０とから構成されている。
シャフト部３０は、図２に示すように、ダイセット搬入用ローラ付きレール５の上部に、ダイセット搬入用ローラ付きレール５に直行するように配置されている。

フィーダカムレバー２８は、図２に示すように、ベース部材４上に載置されるステージ３１上に固定され、略直方体ブロック状に形成された基端部２９には、左右方向に厚みを貫通する貫通孔３２が開けられている。ステージ３１は左側端部をベース部材４にクランプ３３によって開閉自在に固定され、旋回軸３５を中心に水平方向へ旋回可能となるように、右側端部をベース部材４に固定されている。

また、シャフト部３０は、ベース部材４上に間隔をおいて固定されたピローブロック３７に回動自在に支持される固定部３８と、この固定部３８に軸継手３９を介して連結される旋回部４０とから構成されている。また、旋回部４０はフィーダカムレバー２８の基端部２９に開けられた貫通孔３２を貫通し、フィーダカムレバー２８の基端部２９の左右に設けられたピローブロック４１によって回動自在に支持されている。

固定部３８の直径は旋回部４０の直径より大きく形成されており、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、固定部３８の一方の端部４２はコの字型に形成され、このコの字型の端部４２には、上下壁を貫通する孔４３と、この孔４３の端側に上壁のみを貫通する孔４４とがあけられている。また、旋回部４０の一方の端部４６には、端側に直径方向を貫通する孔４７と、この孔４７の内側で、固定部３８の孔４３と孔４４との間の距離と同じ距離を孔４７から離した位置に、直径方向の途中で止まる穴４８があけられている。そして、旋回部４０の端部４６が固定部３８の端部４２に挿入された状態で、第１のピン５１（軸）が孔４３と孔４７とを貫通するように挿入され、第２のピン５２が孔４４を貫通しつつ穴４８に挿入されることによって、固定部３８と旋回部４０とが固定されている。

すなわち、旋回部４０の端部４６、固定部３８の端部４２、第１のピン５１および第２のピン５２が固定部３８と旋回部４０とを連結する軸継手３９を形成し、軸継手３９は、第１のピン５１と第２のピン５２とによって固定部３８と旋回部４０とを連結し、第２のピン５２を抜き、旋回部４０を第１のピン５１を中心として水平に旋回可能とすることによって、シャフト部３０を水平方向に屈曲可能としている。
ここで、前記ステージ３１をベース部材４に固定している旋回軸３５の中心はピン５１の軸に一致している。

さらに、駆動部６０は、上パンチ１０と下パンチ１２とを上下動させる図示しない駆動源によって回転させられる第１のスプロケット６１と、チェーン６３を介して第１のスプロケット６１の回動が伝えられる第２のスプロケット６５と、この第２のスプロケット６５が取り付けられ、上パンチ１０と下パンチ１２との上下動と同期して回動する円板カム６７と、この円板カム６７に当接するカムフォロア６９を備え、円板カム６７の回動によって揺動させられるレバー７０と、このレバー７０にピストン７１が連結され、カムフォロア６９を介してレバー７０を円板カム６７に押し付けるように下方に引っ張るシリンダー７２とから構成されている。
レバー７０はシャフト部３０に固定部３８の端部４２とは逆側の端部で固定され、レバー７０が揺動することによってシャフト部３０が回動させられるようになっている。

次に、以上のような構成の粉末成形プレス装置１の動作について説明する。
なお、本実施形態において軸継手３９は第２のピン５２が孔４４を貫通しつつ穴４８に挿入された状態にあり、旋回部４０は旋回できない状態にあるものとし、また、シリンダー７２のピストン７１は動作範囲の最下位にあるものとする。
このとき、フィーダカップ２１は、開口部２３が充填部７に重なった、フィーダカップ２１内に貯留されていた粉末が充填部７に供給される状態にある。

まず、図示しない駆動源が上パンチ１０と下パンチ１２とを上下動させると、この駆動源は第１のスプロケット６１とチェーン６３とを介して、上パンチ１０および下パンチ１２の上下動と同期させて第２のスプロケット６５を回動させる。すると、この第２のスプロケット６５が取り付けられた円板カム６７が回動し、この円板カム６７にカムフォロア６９を介して当接しているレバー７０を、図１に矢印アで示したように上方に押し上げる。すると、シリンダー７２によってこの円板カム６７に押し付けられるように下方に引っ張られているレバー７０は、図１に矢印イで示したように、動作範囲の最下位に位置しているシリンダー７２のピストン７１を抜き上げる方向に、引っ張り力に対抗しつつ揺動し、端部がレバー７０に固定されたシャフト部３０の固定部３８を回動させる。

ここで、軸継手３９は、第１のピン５１と第２のピン５２とによって固定部３８と旋回部４０とを連結した状態で固定しているので、固定部３８が回動することによって軸継手３９で連結されたシャフト部３０全体が回動する。そして、シャフト部３０全体が回動すると、基端部２９に開けられた貫通孔４７に旋回部４０が貫通状態に挿入されることによって、シャフト部３０に固定されたフィーダカムレバー２８は、図１に矢印ウで示したように後方ヘ揺動し、フィーダカムレバー２８に係止部材２６と支持部材２５とを介して取り付けられたフィーダカップ２１を、図１に矢印エで示したようにダイプレート６を後方へ動かす。

そして、フィーダカップ２１が充填部７上から退避した状態でプレス装置部２の図示しない駆動源が作動し上パンチ１０と下パンチ１２とは充填部７に供給された粉末を圧縮プレスする。圧縮プレスが終了すると、図示しない駆動源が作動し上パンチ１０は上方に上昇するとともに、下パンチ１２は成形された成形品をダイプレート６上に排出し、その後下方に降下する。
このとき、図示しない駆動源の動きは、第１のスプロケット６１、チェーン６３を介して第２のスプロケット６５に伝導し、円板カム６７を上パンチ１０と下パンチ１２との動きに同期して回動させる。

すると、円板カム６７にカムフォロア６９を介して当接しているレバー７０にかかっていた押上げ方向の力がなくなり、シリンダー７２のピストン７１は、図１に矢印ａで示したように降下し、ピストン７１の先端に一端が連結されたレバー７０はシリンダー７２の下方への引っ張り力によって、図１に矢印ｂで示したように下方に揺動することによって元の位置に戻る。このレバー７０の揺動によってレバー７０に連結されているシャフト部３０が回動する。そして、シャフト部３０に固定されているフィーダカムレバー２８が図１に矢印ｃで示したように前方に揺動することによって、フィーダカムレバー２８に係止部材２６と支持部材２５とを介して取り付けられたフィーダカップ２１は、図１に矢印ｄで示したように前進し、ダイ８に形成された充填部７の上へと移動する。
すなわち、シリンダー７２はフィーダカップ２１を前進させる前進用駆動部として働く。

続いて、ダイセット１５を交換する際の粉末成形プレス装置１の動作について、図１〜図４に基づいて説明する。
まず、係止部材２６を解除することによってフィーダカムレバー２８をフィーダカップ２１に取り付けられた支持部材２５から外す。
次に、軸継手３９の第２のピン５２を抜き、クランプ３３を開状態にして、旋回部４０とステージ３１とをそれぞれ第１のピン５１、および旋回軸３５を中心として水平に旋回可能とする。

次に、ステージ３１を図４の矢印で示したように水平方向に９０度旋回させ、同時にシャフト部３０の旋回部４０が軸継手３９のピン５１を中心として旋回させることにより、ステージ３１をプレス装置部２の後方から退避させることができる。すると、ダイセット１５をプレス装置部２の後方から引き出して交換するスペースを確保することができる。
そして、ステージ３１と、ダイセット搬入用ローラ付きレール５に直行するようにプレス装置部２の後方を横切っていたシャフト部３０の旋回部４０とを、プレス装置部２の後方から退避させることによって、ダイセット１５をプレス装置部２の後方へ引き出すことができる。

以上のように、本実施形態の粉末成形プレス装置１では、シャフト部３０をベース部材４に固定された固定部３８と、固定部３８に軸継手３９で連結された旋回部４０とによって構成し、軸継手３９を第１のピン５１と第２のピン５２とによって固定することによって固定部３８と旋回部４０とを連結し、第２のピン５２を抜き、旋回部４０を第１のピン５１を中心として水平に旋回可能とすることによって、シャフト部３０を水平方向に屈曲可能とし、さらに、ステージ３１をベース部材４に固定している旋回軸３５の中心をピン５１の軸に一致させることによって、粉末成形プレス装置１の後部に配置された給粉装置３を粉末成形プレス装置１外に移動可能とすることができるので、ダイセット１５の交換用のスペースを粉末成形プレス装置１の後部に確保することができる。このようにすることによって、ダイセット１５を粉末成形プレス装置１の背面側から取り出すスペースを確保しつつ、多品種の成形品を生産するために頻繁に生じる金型の変更を短時間で効率よく行え、安価な粉末成形プレス装置１用の給紛装置３、および粉末成形プレス装置１を提供することができる。

また、駆動部６０を、チェーン６３を介して上パンチ１０と上パンチ１０との上下動と同期して回転する円板カム６７と、この円板カム６７に当接して揺動させられるレバー７０と、このレバー７０に上下方向に往復運動可能に連結され、レバー７０を円板カム６７に押し付けるように付勢するシリンダー７２とから構成し、レバー７０を揺動させることによってシャフト部３０を回動させ、このシャフト部３０の回動によってフィーダカムレバー２８を揺動させ、フィーダカムレバー２８の揺動によってフィーダカップ２１を前後に往復運動させるようにしているので、コンピュータ制御などを使用しない安価な構成とすることができ、粉末成形プレス装置１の給粉装置３を安価に提供することができる。また、このような安価な給粉装置３を備えることによって、粉末成形プレス装置１を安価に提供することができる。

次に、本発明の第２の実施形態である粉末成形プレス装置１０１を、図５および図６を参照しながら説明する。
なお、以下の説明において、上記第１の実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
第２の実施形態の粉末成形プレス装置１０１が上記第１の実施形態の粉末成形プレス装置１と異なる点は、図６に示すように、給粉装置１０２の旋回部４０の端部４６、および固定部３８の端部４２にスプラインを使用し、これら端部４６と端部４２とを、スライド可能なスプラインカップリングとした結合部１０３で接続した点である。

旋回部４０の端部４６および固定部３８の端部４２の外周面にスプラインを使用し、これら端部４６と端部４２との外側に筒状の結合部１０３を設け、この筒状の結合部１０３の内周面に端部４６と端部４２とのスプラインに対応する軸方向に沿う溝を形成し、スプラインカップリングとする。
すると、結合部１０３は端部４６および端部４２を往復動することができ、結合部１０３を端部４６および端部４２の周囲を覆うように位置させ、簡単な固定部１０４で固定することによって固定部３８と旋回部４０とを連結することによって、回動するシャフト部３０とし、結合部１０３を旋回部４０側に移動し、固定部３８の端部４２の周囲を覆わないようにすることによって旋回部４０と固定部３８との接続を絶ち、屈曲可能なシャフト部３０とすることができる。

旋回部４０と固定部３８との接続を絶ち、シャフト部３０を水平方向に屈曲可能とした後、旋回部４０をステージ３１の旋回軸３５を中心として水平に旋回することによって、ダイセット１５を粉末成形プレス装置１の背面側から取り出すスペースを確保することができる。
第１の実施形態における給粉装置３と比較すると、本実施形態の給粉装置１０２はシャフト部の回転軸を必要とせず、ステージ３１の旋回軸のみで給粉装置を回転させるため、シャフト部３０の回転軸とステージ３１の旋回軸３５とを同期させて回転する必要がないという利点を有する。

この給粉装置１０２では、再び結合部１０３を移動させ、端部４６および端部４２の周囲を覆うように位置させることによって固定部３８と旋回部４０とを連結する場合には、旋回部４０と固定部３８との位相が狂わないように、予め、結合部１０３と固定部３８とのスプラインに合いマークを施しておくことが望ましい。
また、固定部３８と旋回部４０とが連結されている状態では、結合部１０３を簡単な固定装置で固定部３８または旋回部４０に固定し移動しないようにしておくことが望ましい。

以上のように、本実施形態の粉末成形プレス装置１０１では、シャフト部３０をベース部材４に固定された固定部３８と、固定部３８に軸継手３９で連結された旋回部４０と、これら固定部３８と旋回部４０とを接続し、スプラインカップリング方式を採用する結合部１０３とによって構成し、旋回部４０を水平に旋回可能とすることによって、シャフト部３０を水平方向に屈曲可能として、粉末成形プレス装置１の後部に配置された給粉装置３を粉末成形プレス装置１外に移動可能としているので、第１の実施形態と同様の効果を有する。

なお、第１および第２の実施形態では円板カム６７に動力を伝えるのにチェーン６３を用いているが、チェーン６３に限られず、例えば、タイミングベルトなどを用いても良い。

また、第１および第２の実施形態で示した軸継手３９の構造に限らず、固定部３８と旋回部４０とを固定しつつ旋回できる他の構造としても良い。さらに、軸継手３９を使用せず、シャフト部３０自体を屈曲可能としても良い。

本発明に係る第１の実施形態の粉末成形プレス装置の左側面図である。 図２の粉末成形プレス装置の背面図である。 図２に円で示された部分の拡大図である。 図２の粉末成形プレス装置の平面図である。 本発明に係る第２の実施形態の粉末成形プレス装置の背面図である。 図５の粉末成形プレス装置の平面図である。

符号の説明

１、１０１・・・粉末成形プレス装置、２・・・プレス装置部、３、１０２・・・給粉装置、４・・・ベース部材、５・・・ダイセット搬入用ローラ付きレール、６・・・ダイプレート、７・・・充填部、８・・・ダイ、９・・・上パンチプレート、１０・・・上パンチ、１１・・・下パンチプレート、１２・・・下パンチ、１５・・・ダイセット、２１・・・フィーダカップ（フィーダ部材）、２２・・・フィーダ駆動部、２３・・・開口部、２５・・・支持部材、２６・・・係止部材、２８・・・フィーダカムレバー（クランクアーム）、２９・・・基端部、３０・・・シャフト部（シャフト）、３１・・・ステージ、３２・・・貫通孔、３３・・・クランプ、３５・・・旋回軸、３７・・・ピローブロック、３８・・・固定部、３９・・・軸継手、４０・・・旋回部、４１・・・ピローブロック、４２・・・端部、４３・・・孔、４４・・・孔、４６・・・端部、４７・・・孔、４８・・・穴、５１・・・第１のピン、５２・・・第２のピン、６０・・・駆動部、６１・・・第１のスプロケット、６３・・・チェーン、６５・・・第２のスプロケット、６７・・・円板カム、６９・・・、カムフォロア、７０・・・レバー、７１・・・ピストン、７２・・・シリンダー、１０３・・・結合部

Claims (4)

1. 粉末をダイプレートに設けられたダイに供給するフィーダ部材と、このフィーダ部材を前記ダイプレートの上面に沿って往復移動させるフィーダ駆動部とを備える粉末成形プレス装置の給粉装置であって、
   前記フィーダ駆動部は、係止部材を介して前記フィーダ部材を着脱自在に接続したクランクアームと、
   このクランクアームに固定されたシャフトと、
   このシャフトを往復回動させる駆動部とから構成され、
   前記シャフトはその途中が屈曲して、一部が旋回可能とされ、
   その旋回部を旋回することによって、前記給粉装置を前記粉末成形プレス装置外に移動可能とする空間が形成されることを特徴とする粉末成形プレス装置の給粉装置。
2. 前記駆動部は、円板カムと、
   前記シャフトに固定され、前記円板カムに当接して揺動させられるレバーと
   から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の粉末成形プレス装置の給粉装置。
3. 前記シャフトは、前記粉末成形プレス装置のベース部材に固定された固定部と、
   前記シャフトに直行する軸によって前記固定部に連結される前記旋回部と
   から構成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の粉末成形プレス装置の給粉装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の給粉装置と、
   上下パンチプレート間に上パンチ、下パンチ、およびダイが組み込まれてなるダイセットと、
   このダイセットを粉末成形プレス装置に固定する固定部材と、
   粉末成形プレス装置本体から前記固定部材による固定を解除したダイセットを引き出すためのガイドレールとを備え、
   前記ガイドレールは前記シャフトの前記旋回部と交差するように配置されていることを特徴とする粉末成形プレス装置。
   
   

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