JP3559141B2 - 粉末成形機における成形品搬出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は粉末成形機から成形品を搬出する装置に関するものであつて、特に下パンチ固定，ダイ可動式の粉末成形機と次工程装置とを直結し得るシュートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粉末冶金における粉末の成形を焼結歯車を例として略述すると、（図５参照）歯車の歯形を成形するダイ１０，下パンチ２０および歯車の軸孔を成形するコアロッド３０で形成するダイキャビティ内に充填した原料粉末を、上パンチ４０と下パンチ２０との間に圧縮することにより、所望の形状の製品（成形品）が得られる。
【０００３】
粉末の成形に際し、圧粉密度の均一化を図るためダイと下パンチとは相対的に上下動する訳であるが、そのいずれをプレスに固定するかにより、ダイセットの組み方がダイ固定，下パンチ可動式と、一般にウイズドロアルダイセットと呼ばれる下パンチ固定，ダイ可動式とに大別されるが、両方式とも粉末成形の基本的原理に差違はない。
【０００４】
図５に粉末成形の１サイクルを示す。なお実際には後者の方式を用いることが多いが、原料粉フィーダーの作動を分り易く説明する都合上、図にはフィーダーの動きが同一平面に表わされる前者のダイ固定，下パンチ可動式の場合を示してある。図の（イ）はダイ１０内に充填された粉末を圧縮成形した状態で、図から上パンチ４０を上昇させた後、下パンチ２０をダイ１０の上面即ちダイプレート５１の上面と揃う位置まで上昇させれば、（ロ）図の如く成形品がダイから押し出される。
【０００５】
次いで原料粉のフィーダー６０を待機位置からダイの方に作動させ、ダイ上の成形品をフィーダーの前縁で押しながらダイプレート５１の端まで往復させる。フィーダー６０に押されて端に達した成形品は、ダイプレートの端に備えられたシュート７０上を滑り降り、粉末成形機から搬出される訳である。一方この間に下パンチ２０を所定の充填深さまで下降させ（ハ〜ニ）、ダイ内に粉末が充填して次回の圧縮成形に続く。なお、フィーダー６０の給粉口６１にはフレキシブルチューブおよび原料粉ホッパーが，駆動ロッド６２には油圧などの駆動源が接続されているが、自明のことゆえ省略した。この様なフィーダーの作動を背景に、主流となっている下パンチ固定式の場合を次に述べる。
【０００６】
図６は下パンチ固定式ダイセットの一般的構成を示すもので、下パンチ２０はグランドプレート５２を介してプレスの基台に固定されている。一方ダイ１０はダイプレート５１に，コアロッド３０はプレスの下ラム５５に固定されたコラムプレート５３に装着され、ダイプレートとコラムプレートとはグランドプレートを貫通するコラム５４で連結されている。図の左側のように充填した粉末を圧縮成形後、下ラムを引き下げればダイ１０とコアロッド３０が一体に下降し、図の右側の如くダイと下パンチの上端面が揃った所（ダイの昇降の下死点）で、成形品がダイから排出される。この成形品をフィーダーがシュート７０に送ることは前述のダイ固定式の場合と同様である。
【０００７】
この様に、下パンチ固定式ダイセットの場合は粉末成形の１サイクルごとに、ダイプレート５１が充填深さと等しい落差で上下に動く。従ってダイプレートに上端を固定されているシュート７０も一緒に上下する訳であるが、例えば長さが６０ｍｍのバルブガイドを圧縮比２．５で成形する場合、この落差は１５０ｍｍに及ぶことになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この様なシュート７０の上下動のために、下パンチ固定式ダイセットの場合はシュートの下端をフリーにして成形品はその下端から自由落下させるほかなく、成形に続く次工程装置にシュート７０の下端を連結しての，一貫自動化ラインを形成することができなかった。
【０００９】
ちなみに、シュートを伸縮性なりフレキシブルなものにして連結するにしてもその適用範囲は限定され、また自由落下の場合は落下する時期が一定しないと、成形品の落下距離も次工程への供給タイミングもバラツクことになる。この様な次第で、次工程に支障なく連結できる下パンチ固定式ダイセット用のシュートの開発が求められていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明はシュートを中間で二つの部材、即ちその上端がダイプレートに固定されて下端はフリーな上側シュートと，その下端が次工程装置に固定され上端はフリーな下側シュートとに分割し、ダイプレートが昇降の下死点まで下りた所で上側シュートと下側シュートの相対する端部が連結するよう構成するとともに、上・下両シュートの連結時のみ成形品を通過させるゲートを上側シュートの下端部に設けたものである。これにより、成形品はダイプレートが上の方に位置する間は上側シュート上に停められ、ダイプレートが下死点に達したときにのみ下側シュートに移る。かくして成形機の稼働に連れて、成形品を自動的に一定間隔で次工程に供給することができる。以下この発明を図１，図２に示すその一実施例により詳細に説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施例１） 先ず図４（ロ）の如き歯車を対象にした例を図１に示す。図において、断面コの字形の下側シュート７１はその下端を次工程装置（図示省略）に所定の仰角で固定され、上端部はフリーになっている。同じく断面コの字形の上側シュート７２はその上端を粉末成形機のダイプレート（図示省略）に所定の俯角で固定され下端部はフリーになっている。そしてダイプレートが粉末充填〜圧縮成形の位置では、図１の（イ）の如く上側シュート７２は下側シュート７１から離れて上方に位置し、ダイプレートが下死点まで下りた所で図（ハ）の如く上側シュート７２の下端部が下側シュート７１の上端部の内側に納まって重なるよう、それぞれの長さ，横幅および取り付け角度が設定されている。なお通常は図示の如く下側シュートの仰角と上側シュートの俯角を等しくして両者を平行に取り付けるのが好ましい。
【００１２】
上側シュート７２の下端部には、上・下両シュートの連結時のみ成形品を通過させるためのゲート（８０）を設けてある。このゲートは、上側シュート７２の下端部両側壁に上下方向に開けた長孔７３を貫通するバー８１と，側壁の外側でバーの左右両端に嵌めた円板８２から形成され、バー８１は長孔７３内を上下に移動することができる。但し自由状態では自重のため長孔の下端に位置する。
【００１３】
次にこの装置の作動を説明すると、先ずシュートの上下両端にはそれぞれ粉末成形機のダイプレートおよび次工程装置が接続されているが、シュートが中間で７１，７２の２部材に分割されているため、ダイプレートと一体の上側シュート７２の昇降が下側シュート７１および次工程装置に伝達して支障を生じることはない。そして両部材が離れている間は、（ロ）の如く仮想線で示した成形品Ｍはバー８１に遮られ、上側シュート７２の上に停められる。次いでダイプレートとともに上側シュート７２が下降し、その下端部と下側シュート７１の上端部とが嵌め合わさると、バー８１はその両端の円板８２が下側シュート７１の両側壁に当接した時点で止まり、上側シュートはバー８１を残して下降を続け、（ハ）の如くその底が下側シュートの底に着床して連結を完了する。
【００１４】
（ニ）はこの状態でのバー８１の位置における断面を示したもので、図の如くバー８１が成形品Ｍより高くなり、且つ長孔７３の上部に若干の余裕があるように、長孔７３の長さ，円板８２の径，下側シュート７１の側壁の高さなどが予め設定されている。この様に上側シュート７２が下降して下側シュート７１と連結すると同時にバー８１が上がって成形品の通過を許し、成形品はその下を通って下側シュート７１に移り、かくして所定の間隔で次工程装置に供給される。
【００１５】
（実施例２） 次に図４（イ）の如き円筒部品を対象にした例を図２に示す。図において、上側シュート７２は断面がコの字形で、底面には成形品の外周面に適合する形状の溝がシュートの全長に亙って設けてあり、シュートの上端はダイプレート（図示省略）に所定の俯角で固定され、下端部はフリーになっている。この溝の下端部には、一端がシュート７２の下端に開口した長方形の長孔７４が設けられ、また、シュート７２の側壁の端を内側に曲げてゲート８０を形成している。
【００１６】
このゲートは、（ロ）の如く長孔７４の上方から外れた位置で成形品の端面を支えて自由な滑落を停めるもので、左右両側に設ければより安定するが、図示のような片側のみでも、とくに差し支えはない。なおゲート８０の形成を側壁からでなく、底面にピンを立てたり底面下端部の立ち上げによって形成してもよい。この場合、成形品が溝から逸脱する可能性が低ければ側壁を省くこともできる。
【００１７】
一方、その下端を次工程装置（図示省略）に上側シュート７２の俯角と等しい仰角で固定され、上端部はフリーになっている下側シュート７１は、少なくともその上端部が上側シュート７２の長孔７４内を上下し得る形状，寸法に作られている。この下側シュート７１の上面は、成形品の外周面に適合する形状の凹面にしてある。その厚さ（高さ）は任意であって、（ハ）図では上側シュート７２の長孔７４を見せるために低く描いてあるが、（ニ）のように高くてもよい。下側シュート７１の上端部で上側シュートの長孔７４と嵌め合う（連結する）部分の長さは、次に述べる理由から成形品の長さの半分を越える必要がある。
【００１８】
次にこの装置の作動を説明すると、（イ）の如く上下のシュート７１，７２が離れている間は、（ロ）の如く仮想線で示した成形品Ｍはゲート８０に遮られ、上側シュート７２上に停められている。この状態から上側シュート７２が下降を始め、その長孔７４に下側シュート７１が嵌合して上側シュートの７２溝と下側シュート７１の底面が合致した状態では、円筒上の成形品Ｍはその過半（次工程側）が下側シュート７１の底面に，残り後半（ダイプレート側）が上側シュート７２の溝に乗ったまま、依然ゲート８０により停められている。
【００１９】
上側シュート７２がさらに下降すると、成形品は上側シュートの溝から離れて下側シュート７１上に残る。やがて下死点に達すると、成形品Ｍは（ニ）の如くゲート８０よりも高くなり、従ってゲート８０を乗り越えて下側シュート７１を滑り降りる。かくしてダイプレートの昇降に同期した所定の間隔で次工程装置に供給される訳である。
【００２０】
なお図１に示した実施例１の場合、もともと上下シュートには成形品が容易に自走するだけの傾斜が付いているので必須事項ではないが、下側シュート７１と上側シュート７２が重なる（連結する）部分を例えば図３（イ）の如くそれぞれの当接面を窪ませて連結面の段差をなくすと、成形品の移動がより円滑になる。
【００２１】
また、図２の（ハ），（ニ）の例では下側シュート７１がその凹面全面で成形品を支えているが、これを図３（ロ）の如く下側シュート７１の凹面の両側縁で成形品を支持し、中間部は成形品から離してもよい。さらに、図３（ハ）の如く両側縁のみ形成して中間部の凹面を省くことも可能である。なお下側シュートの場合は上側シュートに比べ成形品を支持する横幅が狭いので、上側シュートとの連結部を除き両側に側壁を設けて逸脱に備えることも考えられる。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、この発明によれば下パンチ固定，ダイ可動式粉末成形機におけるダイプレートの上下動の落差如何に拘らず、成形品を所定の時機に確実に次工程に供給することができる。従ってこの発明は成形品搬出に伴うトラブルを防ぎ、製造工程の自動化，効率化および製品品質の安定に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図４（ロ）の成形品に係る、この発明の一実施例を説明する図面である。
【図２】図４（イ）の成形品に係る、この発明の一実施例を説明する図面である。
【図３】この発明の実施例における細部の実施態様を説明する図面である。
【図４】粉末冶金製品（成形品）の形状を例示する図面である。
【図５】成形〜成形品搬出の一般的原理をダイ固定式について説明する図面である。
【図６】ダイ可動式における成形品搬出上の問題点を説明する図面である。
【符号の説明】
１０…ダイ，２０…下パンチ，３０…コアロッド，４０…上パンチ
５１…ダイプレート，６０…フィーダー，７０…シュート
７１…下側シュート，７２…上側シュート，７３…長孔，７４…
８０…ゲート，８１…バー，８２…円板。

Claims (3)

1. ダイから押し出された成形品を、ダイプレート５１上を往復するフィーダー６０の前縁でダイプレートの端部に備えるシュート７０側に移動させる下パンチ固定，ダイ可動式の粉末成形機において、シュート７０が中間で下側シュート７１（下端を次工程装置に固定）と上側シュート７２（上端をダイプレートに固定）とに分割され、上下両シュートの相対する端部がダイプレートの上下動の下死点で連結するよう設定され、且つ、上下両シュートの連結時のみ成形品Ｍを通過させるゲート８０が上側シュート７２の下端部に設けられていること特徴とする、粉末成形機における成形品搬出装置。
2. ゲート８０が、断面コの字形の上側シュート７２の下端部両側壁に上下方向に開けた長孔７３を貫通するバー８１と，該側壁の外側でバーの左右両端に嵌めた円板８２から形成され、且つ上下両シュートの連結過程で、円板８２と断面コの字形の下側シュート７１の両側壁との当接によりバー８１の下降が停止するよう構成されてなる、請求項１に記載の粉末成形機における成形品搬出装置。
3. 上側シュート７２の底面に円筒状成形品の外周面に適合する形状の溝をシュートの全長に亙って備え、この溝の下端部には、一端がシュート７２の下端に開口する長方形の長孔７４およびゲート８０を備え、上面が円筒状成形品の外周面に適合する凹面の下側シュート７１はその上端部が上側シュート７２の長孔７４内を上下し得る形状である、請求項１に記載の粉末成形機における成形品搬出装置。

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