JP3005108B2 - 粉末成形用充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末成形の際に、ダイ
に形成された型孔に粉末を落とし込む粉末成形用充填装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、粉末成形の際には、ダイプレ
ート上をシェイクカップを往復動させて、型孔に粉末を
自動的に落とし込む粉末成形用充填装置が用いられてい
る。このような装置では、上下動する上部パンチが、型
孔内で粉末を圧縮した後、型孔から退出し、型孔から成
形品を排出する。その後、上部パンチが下降して来るま
での間に、型孔上でシェイクカップを往復動させて、シ
ェイクカップから粉末を型孔に落とし込むことができる
ように、上部パンチとシェイクカップとの動作を同期さ
せる必要がある。そこで、主駆動源により回転駆動され
る主軸の回転を、クランク機構やリンク機構により往復
運動に変換して、上部パンチを上下動作させ、この主軸
により回転されるカムによって、シェイクカップを往復
動するように構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の装置では、シェイクカップの動作はカムの形状
によって決ってしまい、例えば、粉体の流動性が悪く、
シェイクカップの往復動の回数を増やしたい場合には、
カムの形状を変えなければならず、変更が容易でないと
いう問題があった。また、上部パンチが下降して来るま
での間に、シェイクカップの往復動の動作を終了するよ
うにしなければならず、しかも流動性が悪い場合にはシ
ェイクカップの速度を増加させることもできず、往復動
の回数の増加は、上部パンチの関係からも困難であると
いう問題があった。

【０００４】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、シェイクカップの往復動の回数の変更が容
易にできると共に、変更しても上部パンチとの干渉を防
止した粉末成形用充填装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明は課題を解決するための手段として次の構成
を取った。即ち、主駆動源により上下動される上部パン
チが侵入する型孔が形成されたダイを保持するダイプレ
ート上を往復動可能なシェイクカップを備え、該シェイ
クカップを往復動して前記型孔に粉末を落とし込む粉末
成形用充填装置において、前記上部パンチの位置を検出
する位置検出手段と、充填駆動源の回転により揺動駆動
される駆動軸にその軸方向に延出したアーム部材を一体
的に取り付けると共に、該アーム部材の先端側と前記シ
ェイクカップとを該アーム部材の揺動で前記シェイクカ
ップを往復動可能に連結する連結部材を備え、前記充填
駆動源の回転により前記シェイクカップを往復駆動する
充填駆動手段と、前記位置検出手段により検出された前
記上部パンチの位置に応じて前記充填駆動源を制御し
て、前記シェイクカップを予め設定された条件に応じて
往復動させると共に、前記シェイクカップを往復動中
に、前記上部パンチが所定位置になったことが検出され
ると、前記主駆動源を停止して充填を継続させる充填制
御手段と、を備えたことを特徴とする粉末成形用充填装
がそれである。

【０００６】

【作用】前記構成を有する粉末成形用充填装置は、主駆
動源により上部パンチが上下動されると、位置検出手段
が、この上部パンチの位置を検出する。そして、充填制
御手段が、位置検出手段により検出された上部パンチの
位置に応じて、充填駆動源を制御し、充填駆動手段が、
充填駆動源の回転により、駆動軸と共にアーム部材を揺
動する。このアーム部材の揺動により、連結部材がシェ
イクカップを予め設定された条件に応じて往復動させ
る。また、このシェイクカップの往復動中に、上部パン
チが所定位置になったことが検出されると、主駆動源を
停止して、上部ラムの上下動を止め、シェイクカップに
よる充填を継続させる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図１は本発明の一実施例である粉末成形用充
填装置の側面図である。１は粉末成形装置の枠体で、こ
の枠体１には、図４に示すように、クランク軸２が回転
可能に支承されており、このクランク軸２には、サーボ
モータ等の主駆動源４が連結されている。しかも、この
クランク軸２には、クランク軸２の回転に応じて、パル
ス信号を出力する位置検出手段としてのロータリエンコ
ーダ５の回転軸が接続されている。

【０００８】また、クランク軸２には、リンク部材６の
一端が回転可能に挿着されており、リンク部材６の他端
は、枠体１に上下動可能に支承された上部ラム８に、回
転可能に軸支されている。そして、この上部ラム８に
は、上部パンチ１０が、取り付けられている。

【０００９】上部パンチ１０に対向して、その下方に下
部パンチ１２が枠体１に固定されており、上部パンチ１
０と下部パンチ１２とを挿入可能な型孔１４が形成され
たダイ１６が、ダイプレート１８に保持されている。本
実施例では、このダイプレート１８は、枠体１に上下方
向に摺動可能に支承されており、図示しない駆動機構に
より上下動されるように構成されている。

【００１０】そして、ダイプレート１８上には、摺動し
て往復動可能にシェイクカップ２０が配置されている。
このシェイクカップ２０には、漏斗２２が取り付けられ
ており、この漏斗２２は受けた粉末をシェイクカップ２
０に接しているダイプレート１８上に吐出できるように
配置されている。

【００１１】また、漏斗２２には、枠体１の上方に固定
されたタンク２４に接続されたホース２６が差し込まれ
ており、タンク２４内の粉末が供給されるように構成さ
れている。一方、枠体１には駆動軸２８が回転可能に支
承されており、この駆動軸２８には、図２に示すよう
に、サーボモータ等の充填駆動源３０が接続されてい
る。また、駆動軸２８には、その軸方向に延出されたア
ーム部材３２が嵌着されており、ロック部材３３により
駆動軸２８とアーム部材３２が一体に回転するようにさ
れている。

【００１２】そして、この駆動軸２８と平行に枠体１に
固定された固定軸３４には、平行リンク部材３６が回転
可能に挿着されており、アーム部材３２と平行リンク部
材３６の両先端には、それぞれ支点ピン３８，４０によ
り回転可能にレバー部材４２が取り付けられており、い
わゆる平行リンクが構成されている。

【００１３】前記レバー部材４２には、連結部材４４が
支点ピン４６により回転可能に支承されており、連結部
材４４の先端には、逆Ｕ字形の溝４８が形成されてい
る。この溝４８には、シェイクカップ２０に一体に設け
られた水平な支軸５０が挿入されている。

【００１４】また、レバー部材４２と連結部材４４とに
は、それぞれに、その両端を回転自在に軸支されて、空
気圧シリンダ５２が、連結されており、空気圧シリンダ
５２に供給される圧縮空気により、連結部材４４を介し
て、シェイクカップ２０をダイプレート１８に押圧付勢
するように構成されている。

【００１５】更に、前記駆動軸２８には、ドック部材５
４が一体的に装着されており、このドック部材５４の先
端には、ボルト５６が螺着されている。そして、このボ
ルト５６に対応して、２個の近接スイッチからなる前進
端リミットスイッチ５８と後退端リミットスイッチ６０
とが設けられている。

【００１６】この前進端リミットスイッチ５８は、アー
ム部材３２が揺動して、シェイクカップ２０が型孔１４
上を通り過ぎた、図１に実線で示す位置にあるときに、
ボルト５６を検出する位置に設けられている。また、後
退端リミットスイッチ６０は、アーム部材３２が揺動し
て、シェイクカップ２０が後方に戻り、下降する上部パ
ンチ１０とシェイクカップ２０等とが干渉しない、図１
に二点鎖線で示す位置にあるときに、ボルト５６を検出
する位置に設けられている。

【００１７】尚、本実施例では、駆動軸２８、充填駆動
源３０、アーム部材３２、ロック部材３３、固定軸３
４、平行リンク部材３６、支点ピン３８，４０、レバー
部材４２、連結部材４４、支点ピン４６、空気圧シリン
ダ５２、ドック部材５４、前進端及び後退端リミットス
イッチ５８，６０により、充填駆動源手段を構成してい
る。

【００１８】前述した主駆動源４、ロータリエンコーダ
５、充填駆動源３０、前進端リミットスイッチ５８、後
退端リミットスイッチ６０は制御装置７０に接続されて
いる。制御装置７０は、周知のＣＰＵ７２、制御用のプ
ログラムやデータを予め格納するＲＯＭ７４、読み書き
可能なＲＡＭ７６を中心に論理演算回路として構成さ
れ、入出力回路７８がコモンバス８０を介して相互に接
続されて、外部との入出力を行うように構成されてい
る。

【００１９】そして、ＣＰＵ７２は、入出力回路７８を
介して、ロータリエンコーダ５からのパルス信号や前進
端リミットスイッチ５８、後退端リミットスイッチ６０
からの信号を入力し、また、これらの信号、ＲＯＭ７
４、ＲＡＭ７６内のプログラムやデータ等に基づいてＣ
ＰＵ７２は、入出力回路７８を介して、主駆動源４や充
填駆動源３０に制御信号を出力するように構成されてい
る。

【００２０】次に、前述した本実施例の粉末成形用充填
装置の作動を、図５に示すフローチャートと共に説明す
る。まず、主駆動源４が回転駆動されて、クランク軸２
が回転される。これにより、リンク部材６を介して上部
ラム８が上下動され、上部ラム８と共に、上部パンチ１
０も上下動する。そして、上部パンチ１０は、型孔１４
内に侵入し、型孔１４内の粉末を圧縮成形する。本実施
例では、このとき、上部ラム８の移動量に応じて、ダイ
プレート１８を下降させて、相対的に上下両方からの加
圧が行われるようにされている。

【００２１】上部ラム８が下死点を通過して上昇する
と、ダイプレート１８は更に下降されて、下部パンチ１
２により成形品が型孔１４から排出される。そして、ダ
イプレート１８は、粉末の充填量に応じて上昇される。
一方、クランク軸２の回転角度は、ロータリエンコーダ
５により検出され、この回転角度が所定の角度になる
と、本実施例では、図６に示すように、上部ラム８が上
昇を開始した後の回転角度が約２６０度になったか否か
により、前進するか否かを判断する（ステップ１０
０）。

【００２２】所定角度になったと判断すると、充填駆動
源３０を駆動して、駆動軸２８を介してアーム部材３２
を揺動する。そして、連結部材４４を介して、シェイク
カップ２０をダイプレート１８上で摺動させて、型孔１
４に向けて前進させる（ステップ１１０）。

【００２３】そして、駆動軸２８を介して、ドック部材
５４も揺動し、前進端リミットスイッチ５８がボルト５
６を検出したか否かを判断する（ステップ１２０）。検
出しないときは、前進を続行し、検出するとシェイクを
開始する（ステップ１３０）。シェイクは、予め設定さ
れた速度で、設定された往復回数、シェイクカップ２０
を型孔１４上の所定範囲内で往復動させるように、充填
駆動源３０を正逆方向に回転駆動する。

【００２４】シェイクカップ２０が型孔１４上でシェイ
クされることにより、タンク２４から、ホース２６を介
して漏斗２２に供給された粉末は、漏斗２２から型孔１
４内に充填される。このシェイクの速度や往復回数は、
粉末の流動性に応じて適宜設定すればよい。

【００２５】シェイクを開始すると、次に、上部パンチ
１０が所定位置に達しているか否か、本実施例では上死
点に達しているか否かを、クランク軸２の回転角度が、
０度か否かにより判断する（ステップ１４０）。クラン
ク軸２の回転角度が０度であるならば、クランク軸２の
回転により、上部ラム８が下降を開始する位置にあり、
そのとき、シェイクカップ２０は型孔１４上を往復動し
ている。従って、上部パンチ１０が下降して来ると、シ
ェイクカップ２０や漏斗２２と干渉し、破損してしま
う。

【００２６】シェイクを実行しているときに、クランク
軸２の回転角度が０度になったときには、主駆動源４の
駆動を停止し、上部ラム８の下降を止める（ステップ１
５０）。回転角度が０度になっていないときには、主駆
動源４の駆動を続行する。次に、設定された往復回数だ
けシェイクカップ２０を往復動させて、シェイクが終了
したか否かを判断し（ステップ１６０）、終了していな
いときは、前記ステップ１４０以下の処理を繰り返し実
行する。

【００２７】一方、シェイクを終了すると、主駆動源４
の駆動を停止しているか否かを判断し（ステップ１７
０）、停止しているときには、再び主駆動源４を駆動す
る（ステップ１８０）。その後、あるいは、停止してい
ないときには、そのまま、充填駆動源３０を駆動して、
シェイクカップ２０を型孔１４上から退避させるように
ダイプレート１８上を、後退端リミットスイッチ６０に
よりボルト５６を検出するまで摺動させる。（ステップ
１９０）。後退させた後、一旦本制御処理を終了する。
尚、本充填制御処理の実行が、充填制御手段として働
く。

【００２８】前述した如く、本実施例の粉末成形用充填
装置は、主駆動源４とは別個に、充填駆動源３０を備え
ているので、制御装置７０に予め設定される条件を、粉
末の流動性等に応じて、変更することにより、シェイク
カップ２０の往復回数等のシェイクの条件を容易に変更
できる。また、この変更により、シェイクの時間が長く
なって、上部パンチ１０が下降を開始するまでにシェイ
クの往復動が終了していないと、主駆動源４の駆動を停
止する。従って、シェイクカップ２０の往復動中に上部
パンチ１０が下降して、シェイクカップ２０や漏斗２２
等と干渉することがなく、破損を防止できる。

【００２９】次に、前述した実施例とは異なる第２実施
例について、図７に基づいて説明する。尚、前述した実
施例と同一部材については、同一番号を付して、詳細な
説明を省略する。第２実施例では、アーム部材３２と平
行リンク部材３６の両先端には、それぞれ支点ピン３
８，４０により回転可能にレバー部材９０が取り付けら
れている。このレバー部材９０には、支持部材９２が装
着されており、支持部材９２の先端には、Ｕ字形の溝９
４が形成されている。この溝９４には、連結部材９６に
固着されたピン９７が引っかけられており、連結部材９
６の他端は、シェイクカップ２０に回転可能に係合され
ている。

【００３０】そして、枠体１と連結部材９６とには、そ
れぞれに、その両端を回転自在に軸支されて、空気圧シ
リンダ９８が、連結されており、空気圧シリンダ９８に
供給される圧縮空気により、連結部材９６を介して、シ
ェイクカップ２０をダイプレート１８に押圧付勢するよ
うに構成されている。

【００３１】この場合でも、前述した実施例と同様に、
ダイプレート１８に沿ってシェイクカップ２０を往復動
させることができる。以上本発明はこの様な実施例に何
等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲において種々なる態様で実施し得る。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の粉末成形用
充填装置は、主駆動源とは別個に、充填駆動源を備えて
いるので、粉末の流動性等に応じて、充填駆動源の制御
条件を変更することにより、シェイクの条件を容易に変
更できる。また、この変更により、シェイクの時間が長
くなっても、上部パンチが下降を開始するまでにシェイ
クの往復動が終了していないと、主駆動源の駆動を停止
し、上部パンチとの干渉を防ぎ、破損を防止できるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての粉末成形用充填装置
の一部破断側面図である。

【図２】本実施例の粉末成形用充填装置の一部破断背面
図である。

【図３】図１のＡＡ断面図である。

【図４】本実施例の電気系統の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】本実施例の制御装置において行われる充填制御
処理の一例を示すフローチャートである。

【図６】本実施例の上部ラム及びシェイクカップの移動
量とクランク軸の回転角度との関係を示すタイミングチ
ャートである。

【図７】第２実施例としての粉末成形用充填装置の一部
破断側面図である。

【符号の説明】

１…枠体 ２…クランク軸
４…主駆動源 ５…ロータリエンコーダ １０…上部パンチ
１２…下部パンチ １６…ダイ １８…ダイプレート
２０…シェイクカップ ３０…充填駆動源 ３２…アーム部材
４４…連結部材 ７０…制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主駆動源により上下動される上部パンチ
   が侵入する型孔が形成されたダイを保持するダイプレー
   ト上を往復動可能なシェイクカップを備え、該シェイク
   カップを往復動して前記型孔に粉末を落とし込む粉末成
   形用充填装置において、 前記上部パンチの位置を検出する位置検出手段と、 充填駆動源の回転により揺動駆動される駆動軸にその軸
   方向に延出したアーム部材を一体的に取り付けると共
   に、該アーム部材の先端側と前記シェイクカップとを該
   アーム部材の揺動で前記シェイクカップを往復動可能に
   連結する連結部材を備え、前記充填駆動源の回転により
   前記シェイクカップを往復駆動する充填駆動手段と、 前記位置検出手段により検出された前記上部パンチの位
   置に応じて前記充填駆動源を制御して、前記シェイクカ
   ップを予め設定された条件に応じて往復動させると共
   に、前記シェイクカップを往復動中に、前記上部パンチ
   が所定位置になったことが検出されると、前記主駆動源
   を停止して充填を継続させる充填制御手段と、 を備えたことを特徴とする粉末成形用充填装置。