JP3182956U

JP3182956U - 予備焼結体用の切断装置

Info

Publication number: JP3182956U
Application number: JP2013000581U
Authority: JP
Inventors: 孝弘南海
Original assignee: SANALLOY INDUSTRY CO., LTD.
Current assignee: SANALLOY INDUSTRY CO., LTD.
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2023-02-05

Abstract

【課題】脆弱な焼結合金の予備焼結体を、容易に且つ確実に均一な厚さで薄板状に切断する切断装置を提供する。
【解決手段】焼結合金の原料粉末を圧縮成形した圧粉体を予備焼結した予備焼結体１が載置される支持基台２と、支持基台の予備焼結体が載置される平坦な載置面６に垂直に設けられた移動ガイド機構に支持されて移動操作される切断機構３と、切断機構を移動ガイド機構に沿って上下方向に昇降操作し、切断機構の載置面に対する高さ位置を可変する昇降駆動機構を備える。切断機構は、載置面に垂直な方向に軸心を有し駆動モータ８によって回転駆動される駆動軸８の先端部に取り付けられ、載置面に対し水平な回転面で回転する切断用ホイール１０を備え、駆動モータの駆動によって回転操作される切断用ホイールにより、支持基台上に載置された予備焼結体を、載置面に対し水平な切断面で薄板状に切り出す。
【選択図】図１

Description

本考案は、焼結合金の原料粉末を圧縮成形した圧粉体を予備焼結した予備焼結体を薄板状に切り出す予備焼結体用の切断装置に関する。

従来、積層型コンデンサや集積回路等の電子部品の加工や段ボール紙の切断に、焼結合金である超硬合金からなる薄板状の切断工具が用いられている。

この種の切断工具は、例えば、次に示すような工程を経て製造される。

まず、超硬合金の材料となるＷＣ粉末とＣｏ粉末を混合した原料粉末を圧縮成形して圧粉体を形成する。この圧粉体は、円柱状若しくは円筒状等の一定の形の成形体として形成される。一定の形に成形された圧粉体は、８００℃〜９００℃程度の温度で予備焼結される。予備焼結が施された圧粉体は、切断工具等に加工するための一定の形状への切り出し、あるいは研削などの加工を可能とする程度に原料粉末が結合した状態とされる。

そして、円柱状若しくは円筒状の一つの塊とされた予備焼結体から切り出された薄板状の切り出し片や研削等の加工が施された加工品は、１３００℃〜１４００℃程度の温度で本焼結されることにより、切削刃や切削ホイール等の切削工具、あるいは金型等の超硬工具の素材として用いられる超硬合金とされる。この超硬合金は、研磨等の所定の加工処理が施されて切削工具や金型とされる。

従来、予備焼結体を薄板状に切断する加工は、予備焼結体が載置される載置面に対し直角に回転する切削ホイールにより行っている。

また、薄板形状に加工された超硬合金をさらに薄板状に切断する方法として放電加工法が用いられている（特許文献１）。この放電加工法は、予備焼結体を薄板状に切断する場合にも用いることができる。

なお、薄板状の超硬合金の平面を、回転する研削ホイールで研削する装置として、特許文献２に記載されるものがある。

特開２００１−２０５５９６号公報特開２００１−１９８８１４号公報

ところで、超硬合金として本焼結される前の予備焼結体は、ＷＣやＣｏの融点より低い８００℃〜９００℃程度の温度で予備焼結されたものであって、切削刃や切削ホイール等の切削工具により切断や研削等の加工を行うことを可能とする程度の硬さで一体化されているが、ＷＣ粉末とＣｏ粉末の結合が十分に行われていない状態にある。そのため、予備焼結体は、脆弱であり、切削工具による切断途中で容易に割れ等の損傷を受けてしまう。特に、予備焼結体が載置される載置面に直角に回転する切削ホイールにより、予備焼結体を薄板状に切断することは極めて困難である。

また、予備焼結体を薄板状に切断するため、放電加工法を用いることも可能であるが、装置が複雑であるばかりか大型化してしまう。さらに、放電加工法は、切断される予備焼結体が導電性を有することが必要であり、適用できる予備焼結体に制約がある。

そこで、本考案の目的は、十分な結合強度を有せず、脆弱な焼結合金の予備焼結体を容易にしかも確実に薄板状に切断することを可能とする予備焼結体用の切断装置を提供することにある。

さらに、本考案の目的は、予備焼結体の切断とともに、予備焼結体の平面の研削を行うことを可能とする切断装置を提供することにある。

さらにまた、本考案の目的は、均一の厚さで予備焼結体を切断することができる切断装置を提供することにある。

上述のような目的を達成するために提案される本考案は、焼結合金の原料粉末を圧縮成形した圧粉体を予備焼結した予備焼結体が載置される支持基台と、上記支持基台の上記予備焼結体が載置される平坦な載置面に垂直に設けられた移動ガイド機構に支持されて上記載置面と垂直な方向に移動操作される切断機構と、上記切断機構を上記移動ガイド機構に沿って上下方向に昇降操作し、上記切断機構の上記載置面に対する高さ位置を可変する昇降駆動機構とを備える予備焼結体用の切断装置であって、上記切断機構は、上記載置面に垂直な方向に軸心を有し駆動モータによって回転駆動される駆動軸の先端部に取り付けられ、上記載置面に対し水平な回転面で回転する切断用ホイールを備え、上記駆動モータの駆動によって回転操作される上記切断用ホイールにより、上記支持基台上に載置された上記予備焼結体を、上記載置面に対し水平な切断面で薄板状に切り出すことを特徴とする。

本考案に用いられる切断用ホイールは、外周囲に上記予備焼結体を薄板状に切り出す切り出し用の切断部を設けるとともに、上記載置面と対向する平面に上記載置面上に載置された予備焼結体の平面を研削する研削部を設けたものを用いることが望ましい。

本考案に係る切断装置は、さらに、上記切断機構の上下方向の位置を計測する計測部を備える。

本考案に係る予備焼結体の切断装置は、予備焼結体を支持基台の平坦な載置面上に載置した状態で、載置面に対し水平な切断面で薄板状に切り出すようにしていているので、切断される予備焼結体に切断ホイールから加重が加わることを抑制でき、切断時に割れ等の損傷を防止できる。

また、本考案は、切断機構を構成する切断用ホイールの平面に研削部を設けることにより、載置面上に載置された予備焼結体の平面を研削することができ、高精度に厚さが制御された薄板状の切り出し片を切り出すことができる。

さらに、本考案は、切断機構の上下方向の位置を計測し、上下方向に位置を制御することができるので、載置面上に載置された予備焼結体から切り出される切り出し片の厚さを高精度に制御できる。

本考案に係る予備焼結体の切断装置を示す斜視図である。本考案に係る予備焼結体の切断装置を示す側面図である。本発明に係る切断装置に用いられる切断用ホイールを下面側から見た斜視図である。切断機構を載置面上に載置された予備焼結体の上方に位置させた初期状態を示す切断装置の斜視図である。予備焼結体の上面を切断用ホイールにより切削しながら研削する状態を示す切断機構の斜視図である。予備焼結体を上面から所定の厚さＤ１に切断する位置まで切断機構を降下した状態を示す側面図である。載置板上に載置した予備焼結体を上面から所定の厚さＤ１位置で切断している状態を示す切断機構の側面図である。予備焼結体から所定の厚さＤ１の切り出し片の切り出した状態を示す切断機構の側面図である。

以下、本考案に係る予備焼結体の切断装置の実施に形態を図面を参照して説明する。

本考案に係る切断装置は、焼結合金の予備焼結体を薄板状に切断するために用いられるものであって、図１、図２に示すように、円筒状をなす一つの金属塊として形成された予備焼結体１が載置される支持基台２と、支持基台２上に載置された予備焼結体１を薄板状に切断する切断機構３と、この切断機構３を上下方向に昇降操作する昇降駆動機構４とを備える。

そして、予備焼結体１が載置される支持基台２は、４本の支持脚５により一定の高さに支持され、上面に予備焼結体１が載置される平坦な載置面６が形成されている。

なお、各支持脚５の下端部には、これら支持脚５の設置高さを調整する高さ調整機構７が設けられている。支持脚５に支持された支持基台２が、高さ調整機構７が操作されて支持脚５の高さが調整されることにより、載置面６の接地面に対する水平度の調整を可能としている。

支持基台２の平坦な載置面６に載置された予備焼結体１を薄板状に切断する切断機構３は、支持基台２の載置面６に垂直な方向に軸心を有し駆動モータ８によって回転駆動される駆動軸９の先端部に取り付けられ、載置面６と平行な回転面で回転する切断用ホイール１０を備える。

なお、本実施の形態において、駆動モータ８は、手動操作される起動スイッチ８ａにより駆動が制御される。

本実施の形態に用いられる切断用ホイール１０は、図３に示すように、外周囲に予備焼結体１を薄板状に切断する切削刃１１が設けられている。また、駆動軸９に取り付けたときに載置面６と対向する切断用ホイール１０の下面には、載置面６上に載置させた予備焼結体１の平面である上面を研削する研削部１２が設けられている。

切断機構３は、支持基台２の載置面６に垂直に設置された移動ガイド機構１３に支持されて載置面６と垂直な方向の上下方向に移動操作される。移動ガイド機構１３は、図２に示すように、支持基台２の端部に起立するように設置した支持フレーム１４を備える。この支持フレーム１４には、接地面６に垂直にガイドレール１５が取り付けている。切断機構３は、駆動モータ８を支持した連結支持部材１６の基端部に形成したガイド溝１６ａをガイドレール１５に係合支持することにより、このガイドレール１５にガイドされて図２中矢印Ｙ１方向、矢印Ｙ２方向の載置面６に対し昇降する方向に移動操作される。

さらに、切断機構３をガイドレール１５に沿って昇降操作する昇降駆動機構４は、支持基台２の下面側に配設された昇降駆動用のモータ１７と、このモータ１７により回転駆動される送りネジ１８とからなる。送りネジ１８は、移動ガイド機構１３の支持フレーム１４にガイドレール１５と平行となるように支持されている。

そして、送りネジ１８には切断機構３が連結されている。切断機構３は、連結支持部材１６の基端部に取り付けたナット１９を送りネジ１８に螺合して連結されている。切断機構３は、モータ１７が駆動され、送りネジ１８が回転操作されることにより、ガイドレール１５に沿って載置面６に垂直な方向の矢印Ｙ１方向及び矢印Ｙ２方向に昇降操作される。なお、本実施の形態において、モータ１７は、手動操作される駆動制御スイッチ１７ａにより駆動が制御される。

さらに、本実施の形態に係る切断装置は、切断機構３の載置面６に対する高さ位置を検出するリニアスケール２０を備えた位置検出機構２１が設けられている。位置検出機構２１は、切断機構３の連結支持部材１６の基端部に設けられ、切断機構３と一体に昇降する検出子２４の位置をリニアスケール２０により検出することにより、切断機構３の位置を検出している。位置検出機構２１により検出される切断機構３の高さ位置は、支持フレーム１４の側部に取り付けられた表示部２３に表示される。

次に、上述したような構成を備えた切断装置を用いて予備焼結体１を切断し、薄板状の切り出し片１ａを切り出す状態を説明する。

まず、円柱状若しくは円筒状に成形された予備焼結体１から薄板状の切り出し片１ａを切り出すには、予備焼結体１を支持基台２の載置面６に載置する。このとき、切断機構３は、図１、図４に示すように、載置面６上に載置された予備焼結体１の上面から離間した上方に移動された状態に置かれる。

ところで、圧粉体を予備焼結した予備焼結体１は、外周面が微小な凹凸を有する粗面の状態にある。そのため、予備焼結体１は、載置面６との間に大きな摩擦を生じ円滑な移動操作が困難となる。そこで、予備焼結体１は、載置面６上を円滑に移動し得るように、載置面６上を円滑にスライドする平坦な面を有する載置板２２上に載置することが望ましい。載置板２２は、ステンレス鋼などにより形成されている。

次に、駆動制御スイッチ１７ａを操作してモータ１７を駆動し、切断機構３を載置面６上の予備焼結体１側に降下させる。このとき、切断機構３は、切断用ホイール１０により載置板２２上に載置した予備焼結体１を所定の高さＨ１となるように研削する初期位置まで降下される。この切断機構３の降下位置は、位置検出機構２１により測定される高さ位置を確認しながらモータ１７の駆動を制御して行う。

そして、切断機構３を初期位置に移動したところで、駆動モータ８を起動し、切断用ホイール１０を回転させる。切断用ホイール１０を回転させた状態で、載置板２２をスライドし、この載置板２２に載置した予備焼結体１を切断用ホイール１０側に移動していく。切断用ホイール１０側に徐々に移動される予備焼結体１は、図５に示すように、上面が切断用ホイール１０の切削刃１１に切削されながら研削部１２により研削されて所定の高さＨ１に加工される。

次いで、予備焼結体１は、上面から所定の厚さＤ１となる位置で切断され、薄板状の切り出し片１ａの切り出しが行われる。

切り出し片１ａの切り出しを行うため、予備焼結体１は、一旦切断用ホイール１０の下面側から外側に移動される。ここで、モータ１７を駆動し、図６に示すように、切断用ホイール１０により予備焼結体１を上面から所定の厚さＤ１に切断する位置まで切断機構３を降下する。切断機構３の降下は、位置検出機構２１により測定される測定値を確認しながらモータ１７の駆動を制御して行う。

なお、切断機３の降下操作を行うときには、切断用ホイール１０の駆動は停止しておくことが望ましい。

予備焼結体１から所定の厚さＤ１の切り出し片１ａを切り出す位置にまで切断機構３を降下したところで、駆動モータ８を起動して切断用ホイール１０を回転させ、図７に示すように、載置板２２上に載置した予備焼結体１を切断用ホイール１０側に移動しながら上面から所定の厚さＤ１位置で切断を行う。予備焼結体１が切断用ホイール１０により上面から所定の厚さＤ１位置で切断されることにより、図８に示すように、所定の厚さＤ１を有する薄板状の切り出し片１ａの切り出しが行われる。

なお、切り出し片１ａの切り出しが行われるとき、予備焼結体１の上面は、切断用ホイール１０の下面に設けた研削部１２により研削され平坦な面とされる。

そして、１枚目の切り出し片１ａの行われたところで予備焼結体１を切断用ホイール１０の外側に逃がす。このとき、安全のため、駆動モータ８を停止し、切断用ホイール１０の回転を停止しておくことが望ましい。次いで、モータ１７を駆動し、切断用ホイール１０が予備焼結体１を切り出し片１ａが切り出された切断面から所定の厚さＤ１で切断する位置まで降下する。このときの切断機構３の降下も、位置検出機構２１により測定される測定値を確認しながらモータ１７の駆動を制御して行う。

そして、前述の切り出し片１ａを切り出すときと同様に、駆動モータ８を起動して切断用ホイール１０を回転させ、載置板２２上に載置した予備焼結体１を切断用ホイール１０側に移動し切断面から所定の厚さＤ１位置で切断を行う。予備焼結体１が切断用ホイール１０により切断面から所定の厚さＤ１位置で切断されることにより、所定の厚さＤ１を有する２枚目の薄板状の切り出し片１ａの切り出しが行われる。

上述したような切断機構３の降下、切断用ホイール１０による切り出しを繰り返すことにより、予備焼結体１から所定の厚さを有する複数枚の切り出し片１ａの切り出しが行われる。

上述の実施の形態では、予備焼結体１は載置板２２を介して載置面６上に載置しているが、載置面６上に直接載置し、予備焼結体１を手指で把持して載置面６上をスライドするようにしてもよい。

また、切断用ホイール１０は、下面に研削部１２を設けるようにしているが、予備焼結体１を薄板状に切断するためには、外周囲に切削刃１１を形成するのみであってもよい。

本考案に係る切断装置は、上述したよう載置面６と平行に回転する切断用ホイール１０により支持基台２の載置面６上に載置された予備焼結体１を切断するようにしているので、切断される予備焼結体１に切断ホイールから加重が加わることを抑制でき、切断時に割れ等の損傷を防止できる。特に、脆弱な予備焼結体１から切り出される薄板状の切り出し片１ａに大きな負荷が加わることがないので、高品質の切り出し片１ａの切り出しを行うことができる。

また、本考案では、予備焼結体１を手動により切断用ホイール１０に接触して切断するようにしているので、切断の状況を確認しながら切り出し片１ａの切り出しを行うことができるので、予備焼結体１に応じた切断を行うことができる。そのため、切断時に切り出し片１ａに損傷を与えることを抑制できる。

１予備焼結体、２支持基台、３切断機構、４昇降操作機構、６載置面、８駆動モータ、９駆動軸、１０切断用ホイール、１１切削刃、１２研削部、１３移動ガイド機構、１５ガイドレール、１６連結支持部材、１７モータ、１８送りネジ、２１位置検出機構、２２載置板

Claims

焼結合金の原料粉末を圧縮成形した圧粉体を予備焼結した予備焼結体が載置される支持基台と、
上記支持基台の上記予備焼結体が載置される平坦な載置面に垂直に設けられた移動ガイド機構に支持されて上記載置面と垂直な方向に移動操作される切断機構と、上記切断機構を上記移動ガイド機構に沿って上下方向に昇降操作し、上記切断機構の上記載置面に対する高さ位置を可変する昇降駆動機構とを備え、上記切断機構は、上記載置面に垂直な方向に軸心を有し駆動モータによって回転駆動される駆動軸の先端部に取り付けられ、上記載置面に対し水平な回転面で回転する切断用ホイールを備え、上記駆動モータの駆動によって回転操作される上記切断用ホイールにより、上記支持基台上に載置された上記予備焼結体を、上記載置面に対し水平な切断面で薄板状に切り出すことを特徴とする予備焼結体用の切断装置。
上記切断用ホイールは、外周囲に上記予備焼結体を薄板状に切り出す切り出し用の切断部を設けるとともに、上記載置面と対向する平面に上記載置面上に載置された予備焼結体の平面を研削する研削部を設けたことを特徴とする請求項１記載の予備焼結体用の切断装置。
さらに、上記切断機構の上下方向の位置を計測する計測部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の予備焼結体用の切断装置。