JP6744445B2 - 焼結体の製造装置、及び焼結体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、焼結体の製造に用いる焼結体の製造装置、及びその製造装置を利用できる焼結体の製造方法に関する。特に、成形体の作製と成形体の加工とを連続して行えて、焼結体の生産性を高められる焼結体の製造装置に関する。

鉄粉などの金属粉末を含む成形体を焼結してなる焼結体が、自動車用部品や一般機械の部品などに利用されている。これら部品の種類には、例えば、スプロケット、ローター、ギア、リング、フランジ、プーリー、軸受けなどが挙げられる。焼結体の製造は、一般的に、金属粉末を含有する原料粉末をプレス成形して成形体を作製し、この成形体を焼結することで行われる。

例えば、自動車用部品に利用される焼結体には、油孔など貫通している通し孔（貫通孔）や貫通していない止まり穴などが形成されたものがある。このような焼結体の製造は、成形体を焼結した後、ドリルで穴あけ加工（切削加工）することで行われる（特許文献１）。

特開２００６−３３６０７８号公報

焼結体に対してドリルで穴あけ加工を行う場合、焼結後の穴あけ加工は困難であり、生産性が低い。焼結体は、焼結前の成形体に比べて、非常に硬いため、焼結体自体に穴あけ加工を施すと、加工時間が長くなり易いからである。成形体が、成形により原料粉末を固めただけで、金属粉末の粒子同士が機械的に密着している状態であるのに対して、焼結体は、金属粉末の粒子同士が焼結により拡散結合ならびに合金化して強固に結合している。その結果、生産性の向上が難しい上に、工具の寿命が短くなり易い。焼結体の加工箇所によっては、焼結体に亀裂などの疵が形成される虞もある。

そこで、焼結前の圧粉成形体にドリルで穴あけ加工を行い、予め圧粉成形体に貫通孔を形成することが考えられる。そうすれば、焼結体の生産性を高められると考えられる。しかし、成形体を切削加工する場合、成形から加工まで連続して行うには成形と加工の作製時間の差が大きすぎることから、一旦複数の成形体をトレイに纏め、そのトレイを加工装置に搬送して順次加工を行うことが考えられる。その場合、複数の成形体を一旦トレイに纏めることで生産性の低下を招く虞がある。また、成形体は強度が低く脆いので、搬送時の成形体同士の接触などにより成形体に欠けが発生することが考えられる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、成形体の作製と成形体の加工とを連続して行えて、焼結体の生産性を高められる焼結体の製造装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、上記焼結体の製造装置を利用できる焼結体の製造方法を提供することにある。

本発明の一態様に係る焼結体の製造装置は、成形装置と加工装置と成形体搬送路とを備える。成形装置は、金属粉末を含む原料粉末をプレス成形して成形体を作製する。加工装置は、成形体に切削加工を施して焼結体素材を作製する。成形体搬送路は、成形装置と加工装置とを一連に連結して成形体を個々に成形装置から加工装置へ搬送する。

本発明の一態様に係る焼結体の製造方法は、成形工程と加工工程とを備える。成形工程は、金属粉末を含む原料粉末をプレス成形して成形体を作製する。加工工程は、成形体に切削加工を施して焼結体素材を作製する。そして、本発明の一態様に係る焼結体の製造方法は、成形、及び加工の各工程をインラインで行う。

上記焼結体の製造装置は、焼結体の生産性を高められる。

上記焼結体の製造方法は、焼結体を生産性よく製造できる。

実施形態１に係る焼結体の製造装置の概略を示す上面図である。 実施形態１に係る焼結体の製造装置に備わる成形体移送機の動作手順を説明する工程説明図である。 実施形態１に係る焼結体の製造装置に備わる搬送側移送機の成形体搬送路から待機ステージへの成形体の移送手順を説明する工程説明図である。 実施形態１に係る焼結体の製造装置に備わる搬送側移送機の待機ステージから焼結体素材搬送路への成形体の移送手順を説明する工程説明図である。 実施形態１に係る焼結体の製造装置に備わる加工側移送機の成形体同士の入れ替え手順を説明する工程説明図である。 実施形態１に係る焼結体の製造装置に備わる加工側移送機の焼結体素材と成形体の入れ替え手順を説明する工程説明図である。 実施形態１に係る焼結体の製造装置に備わる搬送側移送機及び加工側移送機による成形体及び焼結体素材の移送動作説明図である。 実施形態１に係る焼結体の製造装置に備わる成形装置と加工装置のタイムチャートである。

《本発明の実施形態の説明》
最初に本発明の実施態様の内容を列記して説明する。

（１）本発明の一態様に係る焼結体の製造装置は、成形装置と加工装置と成形体搬送路とを備える。成形装置は、金属粉末を含む原料粉末をプレス成形して成形体を作製する。加工装置は、成形体に切削加工を施して焼結体素材を作製する。成形体搬送路は、成形装置と加工装置とを一連に連結して成形体を個々に成形装置から加工装置へ搬送する。

上記の構成によれば、焼結体の生産性を向上できる。上記成形体搬送路を備えることで、成形体を１個作製するごとに順次加工装置へ搬送できるため、成形から加工まで連続して行えるからである。即ち、複数の焼結体が積層された積層物をトレイ上に複数並列するように一旦貯めてから搬送せずにすむため、成形から加工までタイムロスを極力少なくできる。

（２）上記焼結体の製造装置の一形態として、成形装置で作製された成形体を保持して成形体搬送路に移す成形体移送機を備えることが挙げられる。

上記の構成によれば、成形体移送機を備えることで、成形体の成形体搬送路への移送を自動化できる。そのため、焼結体に比較して欠けや割れなどの損傷が生じ易い成形体の移送を、人手による移送操作ミスなどが生じることなく行えるので、成形体の成形体搬送路への移送過程における成形体の損傷を抑制し易い。

（３）上記焼結体の製造装置の一形態として、待機ステージと、搬送側移送機とを備えることが挙げられる。待機ステージは、成形体搬送路と加工装置との間に設けられ、成形体搬送路上の成形体を加工装置へ設置する前、及び加工装置の焼結体素材を焼結炉へ移送する前に、成形体及び焼結体素材を一時的に待機させる。搬送側移送機は、成形体搬送路上の成形体を保持して待機ステージへの移送、及び待機ステージ上の焼結体素材を保持して焼結炉への移送を行う。

上記の構成によれば、走行しない待機ステージに成形体を一旦待機させられることで、搬送中の成形体を保持して加工装置へ設置しなくてもよく、成形体の加工装置への設置を行い易い。

（４）上記焼結体の製造装置の一形態として、待機ステージを備える場合、以下の関係を満たすとき、加工装置はＭ／Ｎ個の切削加工機を有し、待機ステージの成形体を保持して切削加工機への取り付け、及び切削加工機から焼結体素材を取り外して待機ステージへの載置を行う加工側移送機を備えることが挙げられる。上記関係とは、１台の成形装置における成形体１個当たりの作製時間をＮ秒、一個の成形体に対する切削加工の総加工時間をＭ秒とするときの「（Ｍ／Ｎ）＝整数」を言う。そして、加工側移送機は、Ｎ秒毎に各切削加工機へ順に成形体を取り付ける。

上記の構成によれば、１台の成形装置における成形体の１個の作製時間と、１個の成形体に対する総加工時間とに大きな差がある場合でも、成形から加工まで一連に連続して行えるため、焼結体の生産性を向上できる。

（５）上記焼結体の製造装置の一形態として、加工装置がＭ／Ｎ個の加工機を有する場合、Ｍ／Ｎ個の加工機の一部は成形体の一面側から加工する一面加工機であり、他部は成形体の他面側から加工する他面加工機であることが挙げられる。

上記の構成によれば、一面及び他面の両方側から切削加工を要する焼結体を製造できる。

（６）上記焼結体の製造装置の一形態として、一面加工機と他面加工機とを備える場合、加工側移送機は、二つの保持部とアームとを備えることが挙げられる。二つの保持部は、成形体及び焼結体素材の保持及び解放を行う。アームは、二つの保持部が連結され、保持部を待機ステージ、一面加工機、及び他面加工機の各間で移動させる。そして、各保持部は、成形体の保持及び解放と、焼結体素材の保持及び解放とが切り替え自在である。

上記の構成によれば、二つの上記保持部と上記アームとを備えることで、待機ステージ上の成形体の保持、保持した成形体の一面加工機への取り付け、一面加工機から成形体の取り外し、一面加工機から取り外した成形体の他面加工機への取り付け、他面加工機から焼結体素材の取り外し、他面加工機から取り外した焼結体素材の待機ステージへの載置を行える。

特に、二つの保持部を備えることで、一面加工機及び他面加工機の全てに成形体や焼結体素材が取り付けられた状態において、待機ステージ上から保持した成形体と一面加工機に取り付けられた成形体との交換と、他面加工機から取り外した焼結体素材と待機ステージ上の成形体との交換とを容易かつ迅速に行える。具体的な交換の仕方は、後述する。

（７）上記焼結体の製造装置の一形態として、加工装置が複数の加工機を備える場合、加工装置と焼結炉との間に設けられ、焼結体素材の加工履歴を識別するマーキングを施すマーキング装置を備えることが挙げられる。

上記の構成によれば、マーキング装置を備えることで、加工履歴の情報を持つマーキングが施された焼結体を製造できる。このマーキングを認識するだけで焼結体の加工履歴を特定できるため、焼結体の加工履歴の特定が容易である。

（８）上記焼結体の製造装置の一形態として、成形体が載置され、成形体搬送路で搬送されるトレイを備えることが挙げられる。

上記の構成によれば、上記トレイを備えることで、成形体の搬送中に成形体が成形体搬送路の側縁などと接触することを抑制できるため、搬送過程での成形体の損傷を抑制し易い。

（９）本発明の一態様に係る焼結体の製造方法は、成形工程と加工工程とを備える。成形工程は、金属粉末を含む原料粉末をプレス成形して成形体を作製する。加工工程は、成形体に切削加工を施して焼結体素材を作製する。そして、本発明の一態様に係る焼結体の製造方法は、成形、及び加工の各工程をインラインで行う。

上記の構成によれば、生産性よく焼結体を製造できる。成形と加工の各工程をインラインで行うことで、成形から加工までを短縮させられるからである。

《本発明の実施形態の詳細》
本発明の実施形態の詳細を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

〔実施形態１〕
図１〜図８を用いて、実施形態１に係る焼結体の製造装置１を説明する。実施形態１に係る焼結体の製造装置１は、成形体２０を作製する成形装置２と、成形体２０に切削加工を施して焼結体素材３０を作製する加工装置３とを備える。実施形態１に係る焼結体の製造装置１の主たる特徴とするところは、成形装置２と加工装置３とを一連に連結して順次作製した成形体２０を個々に成形装置２から加工装置３へ搬送する成形体搬送路５を備える点にある。加工装置３で作製された焼結体素材３０は、焼結炉４へ搬送されて焼結炉４で焼結される。そうして焼結体（図示略）が製造される。まず、焼結体の製造装置１の各構成を説明した後、各構成の動作、及びその動作に伴う成形体２０及び焼結体素材３０の挙動を説明する。その後、この焼結体の製造装置を用いることができる焼結体の製造方法を説明する。

［全体概要］
成形装置２と加工装置３とは、成形体搬送路５により一連に連結されている（図１）。成形装置２から成形体搬送路５を介した加工装置３への成形体２０の搬送過程や、加工装置３から焼結炉４への焼結体素材３０の移送過程には、複数の移送機や、一時的に成形体２０や焼結体素材３０を待機させる待機ステージなどを利用できる。例えば、成形装置２と成形体搬送路５の間に成形体移送機７が、成形体搬送路５と加工装置３との間に搬送側移送機８、待機ステージ１０、及び加工側移送機９が、加工装置３と焼結炉４との間には、加工側移送機９、待機ステージ１０、搬送側移送機８、焼結体素材搬送路６、及び焼結体素材移送機１４がそれぞれ配置される。

［成形装置］
成形装置２は、金属粉末を含む原料粉末をプレス成形して成形体２０を作製する。成形装置２には、機械部品の最終形状に沿った形状に成形できる適宜な成形用金型を用いることが挙げられる。

機械部品の種類としては、例えば、スプロケット、オイルポンプロータ、ギア、リング、フランジ、プーリーなどが挙げられる。この機械部品（焼結体）の形状は、中心に円形状の軸孔が形成される円筒状である場合が多い。そのため、円筒状の機械部品の素材の作製には、円筒の軸方向にプレス成形可能な成形用金型を用いる。この成形用金型は、例えば、成形体２０の両端面を形成する円環状のプレス面を有する上下のパンチと、上下パンチの内側に挿通されて、成形体２０の内周面を形成する円柱状の内側ダイと、上下パンチの外周を囲み、成形体２０の外周面を形成する円形状の挿通孔が形成された外側ダイとを備える（いずれも図示略）。この場合、成形体２０の軸方向両端面は上下のパンチでプレスされたプレス面、内周面と外周面とはダイとの摺接面であり、軸孔は成形時に一体に形成される。

成形装置２は、複数備えることができる。成形装置２の数を多くするほど、成形体２０の生産性を向上できる。ここでは、二台の成形装置２（成形用金型）を用いている。図１では、説明の便宜上、成形装置２の図示は簡略化している。この図示の簡略化の点は、後述の加工装置３及び焼結炉４でも同様である。

１台の成形装置２における成形体２０の１個当たりの作製時間をＮ秒とし、１個の成形体２０に対する切削加工（後述の加工装置３による）の総加工時間をＭ秒とするとき、この作製時間Ｎ秒は、通常、総加工時間Ｍ秒よりも短い。成形体２０の作製時間Ｎ秒は、加工対象にもよるが、総加工時間Ｍ秒の１／２以下、更には１／３以下、特に１／６以下が挙げられる。

［加工装置］
加工装置３は、成形体２０に切削加工を施して焼結体素材３０を作製する。加工装置３は、例えば、成形体２０を掴むチャック（図示略）と、成形体２０に所望の切削加工を施す切削工具（図示略）とを有する切削加工機を備える。

チャックは、後述の加工側移送機９により成形体２０が加工装置３に近づけられた際、加工側移送機９から成形体２０を受け取る。そして、成形体２０の所定の位置に切削工具による切削加工を施せるように成形体２０の位置決めを行う。

切削工具の種類は、機械部品の種類に応じて適宜選択できる。上述の機械部品へ施す切削加工としては、代表的には穴あけ加工が挙げられる。そのため切削工具は、機械部品に応じた孔を形成できる穴あけ加工用のドリルが挙げられる。機械部品には、その外周面から軸孔に交差（直交）するように貫通する貫通孔（例えば、油孔に利用される）や止まり穴が形成されるものがあり、この貫通孔や止まり穴は、成形体２０の成形時に一体に形成できないことから、この穴あけ加工により形成する必要がある。

切削工具の数は、単数でもよいし複数でもよい。切削加工機が複数の切削工具を備える場合、各切削工具のサイズや種類を異ならせることができ、各切削工具を切り替え自在に構成できる。そうすれば、種々の切削加工に対応可能である。なお、複数の切削工具のうち１本を成形体２０の位置決めセンサと入れ替えてもよい。

加工装置３は、複数の切削加工機を有することができる。上述のように、通常、成形体２０の作製時間Ｎ秒と１個の成形体２０への総加工時間Ｍ秒とは一致しないため、成形装置２と加工装置３とを一連の製造ラインに組むことが難しい。１個の成形体２０への総加工時間Ｍ秒は、成形体２０の作製時間Ｎ秒に比べて遅いため、未加工の成形体２０の数が多くなるからである。１個の成形体２０に対する一連の切削加工を行うのに複数の切削加工機を用いる場合、その切削加工に必要な複数の切削加工機を１ユニットとする。このとき、加工装置３の１ユニット当たりの切削加工機の数を多くすることで、成形体２０の作製時間Ｎ秒と、１個の成形体２０への総加工時間Ｍ秒との差を実質的に無くせる。具体的には、加工装置３の１ユニット当たりの切削加工機の数は、Ｍ／Ｎ台とすることが挙げられる。そして、各切削加工機に対し、加工側移送機９によりＮ秒毎に順に成形体２０を取り付けることが挙げられる。そうすれば、加工装置３で焼結体素材３０がＮ秒毎に作製され、１台の成形装置２で作製される成形体２０の作製時間Ｎ秒と、１ユニットの加工装置３で作製される焼結体素材３０の作製時間とを同一にすることができる。従って、成形装置２と加工装置３とを一連の製造ラインに組める。

複数の切削加工機は、機械部品の種類にもよるが、全てが同じ側から同じ切削（穴あけ）加工を行ってもよいし、複数の切削加工機の一部を成形体２０の一面側から切削加工を行う一面加工機３１として用い、他部をその成形体２０の他面側から切削加工を行う他面加工機３２として用いてもよい。

一面加工機３１と他面加工機３２の数の組み合わせは、一面側と他面側のうち切削（穴あけ）加工に時間をより要する側の加工機の数を多くすることが挙げられる。具体的には、一面加工機３１と他面加工機３２の数の比が、加工時間の比に相当するように各加工機の数を調整することが挙げられる。例えば、一面加工機３１と他面加工機３２の加工時間の比が２：１の場合、一面加工機３１の数を２台、他面加工機３２の数を１台とすることが挙げられる。そうすれば、加工機の空き時間を極力短くでき、効率良く切削加工を行えて生産性を高め易い。ここでは、１ユニットの加工装置３に２台の一面加工機３１と１台の他面加工機３２とを備える。２台の一面加工機３１は、加工側移送機９の上流側に左右に並列配置され、他面加工機３２は、その下流側に一面加工機３１と対面配置されている。

加工装置３の数は、複数とすることができる。加工装置３の数は、多いほど生産性を高められる。ここでは、２ユニットの加工装置３を備え、両加工装置３を成形体搬送路５に沿って並列配置している。

加工装置３への成形体２０の取り付けは、加工側移送機９により成形装置２による成形体２０の作製時間毎に加工装置３により焼結体素材３０が作製されるように行う。即ち、１台の成形装置２でＮ秒毎に成形体２０が作製され、１ユニットの加工装置３につき２台の一面加工機３１と１台の他面加工機３２とを備える場合、２台の一面加工機３１に対する成形体２０の取り付けは、加工側移送機９によりＮ秒毎に順に行う。本例のようにＮ秒毎に成形体２０を作製する成形装置２が２台でＮ／２秒毎に成形体２０が作製される場合、２台の一面加工機３１と１台の他面加工機３２とを備える加工装置３を２ユニット備えることで、各加工装置３への成形体２０の取り付けをＮ／２秒毎に順に行えば、各加工装置３の一面加工機３１に対する成形体２０の取り付けをＮ秒毎に行える。そうすれば、成形体２０の作製時間と一個の成形体２０への総加工時間とが一致しない成形装置２と加工装置３とを一連の製造ラインに組むことができる。

［焼結炉］
焼結炉４は、焼結体素材３０を焼結する。この焼結により、焼結体が作製される。焼結炉４は、焼結体素材３０を焼結できる温度に加熱できれば特に限定されない。焼結炉４には、例えば、メッシュベルト式連続焼結炉を用いることができる。ここでは、焼結炉４は、搬送路５，６を挟んで加工装置３と対向する位置に、搬送路５，６と略平行に設けられている。焼結炉４の入口は、成形体搬送路５の上流側（成形装置２側）にあり、焼結炉４の出口は、成形体搬送路５の下流側にある。

［搬送路］
（成形体搬送路）
成形体搬送路５は、成形装置２と加工装置３とを一連に連結して成形体２０を個々に連続的に成形装置２から加工装置３へ搬送する。成形体搬送路５は、一定の速度で走行し、一定の速度で成形体２０を加工装置３へ搬送する。成形体搬送路５には、例えば、ベルトコンベアなどを用いることができる。

（焼結体素材搬送路）
加工装置３で作製された焼結体素材３０は、成形体搬送路５と隣接して並走するように加工装置３側から成形装置２側へ延びる焼結体素材搬送路６により成形装置２側へ搬送される。焼結体素材搬送路６は、成形体搬送路５と同一の一定速度で走行する。焼結体素材搬送路６には、例えば、成形体搬送路５と同様にベルトコンベアを用いることができる。

成形体搬送路５と焼結体素材搬送路６とは、互いに独立して走行してもよいが、焼結体素材搬送路６の下流と成形装置２側で成形体搬送路５の上流とを連通させることもできる。即ち、成形体搬送路５と焼結体素材搬送路６とがそれぞれ往路と復路の一連の搬送路とすることができる。そうすれば、詳しくは後述するが、成形体２０が載置されて成形体２０の搬送に利用するトレイ１００（後述）の再利用が容易になる。焼結体素材３０が載置されたトレイ１００を焼結体素材搬送路６上の所定位置まで搬送させ、焼結体素材３０を焼結炉４に移送してトレイ１００のみを所定位置から成形装置２側まで搬送すれば、そのトレイ１００に次の成形体２０を載置して加工装置３へ搬送させられるからである。この場合、トレイ１００の数を最小限に抑えられる。

［トレイ］
成形体搬送路５上及び焼結体素材搬送路６上の成形体２０及び焼結体素材３０の搬送には、成形体２０や焼結体素材３０が載置されるトレイ１００を用いることができる。即ち、このトレイ１００が両搬送路５，６上を搬送される。トレイ１００を用いることで、成形体２０や焼結体素材３０の損傷を抑制し易い。成形体２０や焼結体素材３０の成形体搬送路５や焼結体素材搬送路６の側縁などとの接触を抑制できるためである。

トレイ１００には、トレイ１００の搬送経路を記憶するＩＣタグ（図示略）が取り付けられていることが好ましい。そうすれば、トレイ１００の位置情報を把握でき、複数ユニットの加工装置３が設けられている場合に、トレイ１００がいつ・どの加工装置３に搬送されたかを容易に把握できる。

トレイ１００の大きさは、一個の成形体２０及び焼結体素材３０が載置される程度の大きさが挙げられる。

トレイ１００の成形体２０及び焼結体素材３０の載置面には、これらを位置決めする位置決め部（図示略）を備えることが好ましい。そうすれば、成形体２０及び焼結体素材３０の搬送過程でこれらの位置ずれを抑制でき、位置ずれに伴う成形体２０及び焼結体素材３０の搬送路の側縁などへの衝突による損傷を抑制できる。このトレイ１００の載置面には、成形体２０及び焼結体素材３０の互いに異なる面が載置される。そのため、位置決め部を設ける場合は、その両方に対応していることが挙げられる。例えば、成形体２０及び焼結体素材３０の外周の少なくとも一部を囲む周壁と、成形体２０及び焼結体素材３０に軸孔が形成されていたり軸孔以外の孔が形成されていたりする場合にはその孔に挿通される突起とを適宜組み合わせることが挙げられる。トレイ１００の載置面と反対側面には、後述の搬送側移送機８の保持部８１によって、トレイ１００を保持し易くするために切欠（図示略）が形成されていることが好ましい。

成形装置２からトレイ１００への成形体２０の載置は、成形体移送機７により行える。成形体２０を加工装置３へ設置するためのトレイ１００の成形体搬送路５からの持ち上げ、及びトレイ１００の焼結体素材搬送路６への載置は、搬送側移送機８により行える。

［成形体移送機］
成形装置２により作製された成形体２０の初期位置から所定位置（成形体搬送路５のトレイ１００上）への載置は、成形体移送機７により行える。通常は、一旦成形用金型から成形体２０を取り出してベルトコンベアなどで特定の箇所に搬送されるため、上記初期位置はその搬送された箇所とする。

成形体移送機７は、図２に示すように、成形体２０を保持及び載置する保持部７１と、保持部７１に連結して保持部７１で保持した成形体２０を初期位置から所定位置（トレイ１００上）に移送させるアーム７２とを有する形態が挙げられる。この形態は、後述の焼結体素材移送機１４でも同様とすることができる。

保持部７１による成形体２０の保持は、例えば、電磁石や真空パッドなどで吸着したり、ロボットハンドなどのマニピュレータで把持したりすることで行うことが挙げられる。把持する場合、成形体２０の外側から内側に向かって作用する力で成形体２０の外周を把持してもよいし、成形体２０に軸孔が形成されている場合、軸孔に挿通して内側から外側に向かって作用する力で成形体２０の内周を把持してもよい。この点は、加工側移送機９に備わる保持部９１でも同様とすることができる。

ここでは、保持部７１は開閉駆動するロボットハンドで構成し、成形体２０の外周を把持する。ロボットハンドの開閉駆動は、モータと、後述の成形体移送制御部の保持部制御部による指令をモータに出力する回路となどを備えるアクチュエータで行える（いずれも図示略）。ロボットハンドの駆動と同様に、後述する成形体移送機７のアーム７２の駆動、搬送側移送機８の保持部８１及びスライド機構８２の駆動、加工側移送機９の各保持部９１の駆動及び切替（回転）とアーム９２の駆動も、各部材に応じて制御部が異なるものの、例えばモータと回路となどを備えるアクチュエータにより行える。

成形体移送制御部は、コンピュータに備わり、成形体移送機７は、そのコンピュータによって制御される。この点は、後述の搬送側移送制御部及び加工側移送制御部でも同様である。

アーム７２は、上下左右に駆動自在に設けられる。具体的には、アーム７２は、保持部７１を成形体２０へ近づけるように下降したり、成形体２０を初期位置から所定位置（図２紙面右から左）へ移送したり、保持部７１が成形体２０を配置した際、保持部７１を成形体２０から遠ざけるように上昇したり、所定位置から初期位置（図２紙面左から右）へ復帰したりする。

成形体移送機７は、ここでは２台の成形装置２に対して１台としているが、成形装置１台ごとに設けてもよい。

成形体移送機７により成形体搬送路５上のトレイ１００に対して成形体２０を移送する場合には、例えば、トレイ１００が成形体搬送路５上で動かないようにトレイ１００の進行を規制するストッパー（図示略）などを設けることが好ましい。なお、後述の待機ステージ１０と同様のステージを別途設けて、成形体２０のトレイ１００への載置前に、そのトレイ１００を成形体搬送路５からそのステージに一時的に待機させてもよい。その場合、ストッパーなどは設けなくてよいが、後述の搬送側移送機８と同様の移送機を備えることが挙げられる。その移送機で、ステージから成形体搬送路５へトレイ１００を移送する。これらの点は、後述の焼結体素材移送機１４でも同様である。

［待機ステージ］
成形体搬送路５上の成形体２０を加工装置３へ設置する前、及び加工装置３の焼結体素材３０を焼結炉４へ移送する前（ここでは、焼結体素材搬送路６上への載置前）に、成形体２０及び焼結体素材３０を一時的に待機させる待機ステージ１０を備えることが好ましい。そうすれば、詳しくは後述の動作説明で行うが、加工装置３へ取り付ける成形体２０と加工装置３から取り出した焼結体素材３０との交換を行い易い。

待機ステージ１０の設置箇所は、成形体搬送路５と加工装置３との間が挙げられる。待機ステージ１０の大きさは、一個のトレイ１００（成形体２０）を載置できる程度が挙げられる。待機ステージ１０では、成形体２０を貯めるのが目的ではなく、加工側移送機９での成形体２０及び焼結体素材３０の保持と載置を行い易くするためだからである。待機ステージ１０は、１ユニットの加工装置３ごとに設ける。この点は、搬送側移送機８、及び加工側移送機９でも同様である。

待機ステージ１０のトレイ１００の載置面には、トレイ１００の周縁の対向箇所を把持してトレイ１００の動きを規制するホールド部（図示略）を備えることが好ましい。そうすれば、トレイ１００の位置ずれを抑制し易く、加工側移送機９による成形体２０の保持を行い易い。

［搬送側移送機］
成形体搬送路５上の成形体２０を保持して待機ステージ１０への移送、及び待機ステージ１０上の焼結体素材３０を保持して焼結炉４への移送を行う搬送側移送機８を備えることが挙げられる（図３，図４）。図３，４では、上流側の搬送側移送機８を示し、説明の便宜上、加工側移送機９は省略して示している。ここでは、搬送側移送機８は、トレイ１００ごと成形体２０を待機ステージ１０へ移送し、トレイ１００ごと焼結体素材３０を焼結体素材搬送路６へ移送する。

搬送側移送機８は、例えば、成形体２０及び焼結体素材３０を保持及び載置する保持部８１と、保持部８１に連結して保持部８１を上下左右にスライドさせるスライド機構８２とを備える形態が挙げられる。保持部８１は、トレイ１００の外側から開閉してトレイ１００を把持及び載置する。

スライド機構８２は、保持部８１を上昇及び下降させる昇降スライド部８２ａと、保持部８１を左右方向へ水平移動させる水平スライド部８２ｂとを備える。左右方向とは、成形体搬送路５と焼結体素材搬送路６の並列方向に沿った方向とする。昇降スライド部８２ａは、保持部８１の下降により保持部８１を成形体２０（トレイ１００）へ近づけたり成形体２０（トレイ１００）を待機ステージ１０や焼結体素材搬送路６へ載置したりする。また、保持部８１の上昇により成形体２０（トレイ１００）を持ち上げたり保持部８１を成形体２０（トレイ１００）から遠ざけたりする。水平スライド部８２ｂは、左右方向の水平移動により保持部８１を待機ステージ１０と成形体搬送路５と焼結体素材搬送路６のそれぞれの上方へ位置させる。

［加工側移送機］
待機ステージ１０上の成形体２０を保持して加工装置３への取り付け、及び加工装置３から焼結体素材３０を取り外して待機ステージ１０上への載置には、加工側移送機９を用いることができる（図５，図６）。図５，６では、上流側の加工側移送機９を示し、説明の便宜上、搬送側移送機８を省略して示している。

加工側移送機９は、成形体２０及び焼結体素材３０の保持及び解放を行う二つの保持部９１と、両保持部９１が連結され、保持部９１を待機ステージ１０と加工装置３との間で移動させるアーム９２とを備える。図５，６では説明の便宜上、保持部９１を簡略化して示している。両保持部９１は、アーム９２の先端にこのアーム９２の軸を中心に互いに連動して回転するように連結され、成形体２０の保持及び解放と、焼結体素材３０の保持及び解放とが切り替え自在である。アーム９２による保持部９１の移動は、具体的には待機ステージ１０、一面加工機３１、及び他面加工機３２の各間で行う。

各保持部９１の構成は、上述の成形体移送機７の保持部７１と同様とすることができる。この保持部９１により、待機ステージ１０上の成形体２０の保持、保持した成形体２０の一面加工機３１への取り付け、一面加工機３１から成形体２０の取り外し、一面加工機３１から取り外した成形体２０の他面加工機３２への取り付け、他面加工機３２から焼結体素材３０の取り外し、他面加工機３２から取り外した焼結体素材３０の待機ステージ１０への載置を行う。

アーム９２は、一面加工機３１と他面加工機３２との間で、成形体移送機７と同様、上下左右に駆動自在に設けられる。具体的には、アーム９２は、保持部９１を待機ステージ１０に近づけるように下降したり、一面加工機３１へ近づけるように上昇及び回転したり、一面加工機３１から他面加工機３２へ近づけるように回転したりする。

［マーキング装置］
焼結体素材３０の加工履歴を識別するマーキングを施すマーキング装置１３を備えることが好ましい（図１）。加工履歴とは、例えば、焼結体素材３０がいつ・どの加工装置３（切削加工機）で加工されたかを示す。即ち、マーキング装置１３を備えることで、上述のように加工装置３を複数備える場合、更には、各加工装置３が複数の切削加工機を備える場合、マーキングを認識するだけで、焼結体素材３０の加工時期と、加工装置３及び切削加工機の種類とを特定できる。

マーキングの種類としては、焼結時に加工履歴の消えないものであれば特に限定されない。マーキングの種類としては、例えば、バーコード（例えば、二次元）などが挙げられる。マーキング装置１３には、市販のレーザーマーキング装置などを用いることができる。

マーキング装置１３の設置箇所は、加工装置３と焼結炉４との間が挙げられる。より具体的には、マーキング装置１３の設置箇所は、焼結体素材搬送路６と焼結炉４との間に、焼結体素材搬送路６とは独立して設置されている。

［焼結体素材移送機］
焼結体素材搬送路６上の焼結体素材３０をマーキング装置１３に移送する焼結体素材移送機１４を備えることが挙げられる（図１）。上述したように、焼結体素材搬送路６の下流が成形体搬送路５の上流に連結している場合、焼結体素材移送機１４は、焼結体素材３０のみを移送し、トレイ１００を焼結体素材搬送路６上に残したままとすることができる。それにより、トレイ１００を成形装置２側まで搬送でき、トレイ１００に次の成形体２０を載置して再度加工装置３へ搬送するのに利用できる。焼結体素材移送機１４は、上述の成形体移送機７と同様の保持部とアームとを備える形態が挙げられる（図示略）。

焼結体素材移送機１４は、マーキング装置１３と焼結炉４との位置関係（間の距離）にもよるが、焼結体素材３０のマーキング装置１３への移送に加えて、マーキング装置１３から焼結炉４へマーキングが施された焼結体素材３０の移送も兼ね備えることができる。勿論、焼結体素材移送機１４とは別に、マーキングされた焼結体素材３０を焼結炉４へ移送する移送機を別途備えていてもよい。

［成形体移送制御部］
図２の工程説明図を参照して、成形体移送制御部による成形体移送機７の制御手順を説明する。図２の黒塗り矢印は各部材の動きを示す。この点は、後述の図３〜６でも同様である。成形体移送制御部は、成形体移送機７による成形体２０の保持、移送、及び載置の一連の動作を繰り返させて成形体２０を一個ずつ初期位置から所定位置（成形体搬送路５のトレイ１００上）に載置する。

成形体移送制御部は、入力部と、メモリと、保持部制御部と、アーム駆動制御部とを備える。入力部は、メモリに記憶させる設定データを入力する。メモリは、成形体２０の移送元と移送先の位置情報などの設定データを記憶する。保持部制御部は、保持部７１による成形体２０の保持と配置とを制御する。アーム駆動制御部は、アーム７２の初期位置から所定位置への移送と、所定位置から初期位置への復帰とを制御する。

まず、アーム７２の駆動に必要な移送元の位置情報、成形体２０を載置する移送先の位置情報の設定データの読み出しを行う。そして、アーム７２が移送元の位置に位置している状態で成形装置２（図１）により作製された成形体２０がベルトコンベアで移送元の位置に搬送されたら（図２上図）、アーム駆動制御部によりアーム７２を下降させて、保持部７１を成形体２０の外側に位置させる。続いて、保持部制御部により保持部７１を閉じて保持部７１が成形体２０の外周を把持する。

次に、アーム駆動制御部が、アーム７２を上昇させると共に、予め記憶させていた設定データの成形体２０の移送先の位置情報に基づきアーム７２を移送元の位置から移送先の位置に移送させたら（図２中図）、アーム７２を下降して保持部７１をトレイ１００に近づける。続いて、保持部制御部が、保持部７１の成形体２０を解放して、成形体２０をトレイ１００上に載置する。このとき、ストッパー（図示略）などでトレイ１００の進行を成形体搬送路５上で規制しておくとよい。成形体搬送路５は連続して走行したままであるが、トレイ１００はストッパーに保持されることで成形体搬送路５上をスライドし、成形体搬送路５上の所定位置に保持される。

その後、アーム駆動制御部が、アーム７２を上昇させると共に移送先の位置から移送元の位置に復帰させる（図２下図）。

成形体２０が載置されたトレイ１００は、成形体搬送路５により加工装置３側へ搬送される（図２下図）。その後、次のトレイ１００を用意し、成形体移送制御部による成形体移送機７の制御を繰り返し行う。

成形体移送制御部による成形体移送機７の制御は、成形装置２による成形体２０の作製時間に合わせることが挙げられる。即ち、１台の成形装置２において成形体２０の１個当たりの作製時間がＮ秒の場合、成形体移送制御部による成形体移送機７の制御は、Ｎ秒毎に成形体２０を移送するようにする。そうすれば、成形体２０が作製されるたびに成形体２０を搬送できる。ここでは、２台の成形装置２に対して１台の成形体移送機７を用いるため、成形体移送機７の制御は、Ｎ／２秒毎に成形体２０を移送するように行う。

［搬送側移送制御部］
図３，４の工程説明図を参照して、搬送側移送制御部による搬送側移送機８の制御手順を説明する。図３，４の成形体２０、トレイ１００、焼結体素材３０（図４）には、説明の便宜上、括弧付きのローマ数字を下付きしている。このローマ数字は、成形体２０、トレイ１００、焼結体素材３０の番号を示す。この点は、後述の図５，６でも同様である。図３は、搬送側移送機８による成形体搬送路５から待機ステージ１０への成形体２０（トレイ１００）の移動動作を示す。図４は、搬送側移送機８による待機ステージ１０から焼結体素材搬送路６への焼結体素材３０（トレイ１００）の移動動作を示す。

搬送側移送制御部は、搬送側移送機８による成形体搬送路５上のトレイ１００の待機ステージ１０上への載置と、待機ステージ１０上のトレイ１００の焼結体素材搬送路６への載置とを繰り返させる。搬送側移送制御部は、入力部と、メモリと、センサと、カウンターと、保持部制御部と、スライド駆動制御部とを備える。

入力部は、メモリに記憶させる設定データを入力する。メモリは、成形体２０（トレイ１００）の移送元と移送先の位置情報などの設定データを記憶する。センサは、成形体搬送路５の所定の位置を通過する成形体２０を検知する。カウンターは、センサの検知結果に基づき通過した成形体２０の数をカウントする。保持部制御部及びスライド駆動制御部は、カウント数に基いて成形体２０（トレイ１００）を保持及び配置を行うか否かを制御する。具体的には、保持部制御部は、保持部８１による成形体２０（トレイ１００）の保持と配置とを制御する。スライド駆動制御部は、昇降スライド部８２ａの下降及び上昇と、水平スライド部８２ｂを初期位置（焼結体素材搬送路６の上方）から移送元の位置への移送、移送元の位置から移送先への移送、及び移送先の位置から初期位置への復帰とを制御する。移送元及び移送先の組み合わせとして、成形体搬送路５及び待機ステージ１０と、待機ステージ１０及び焼結体素材搬送路６が挙げられる。

保持部制御部及びスライド駆動制御部は、例えば、本例のように複数の加工装置３を備える場合、各加工装置３に対応する搬送側移送機８に対して、全て同じ制御を行ってもよいが、最下流の加工装置３に対応する搬送側移送機８に対して、カウント数に基づくことなく全ての成形体２０（トレイ１００）を保持及び載置するように制御することが挙げられる。

例えば、本例のように加工装置３が２ユニットであれば、保持部制御部及びスライド駆動制御部は、上・下流の加工装置３に対応する搬送側移送機８に対し以下の制御を行う。上流側の搬送側移送機８に対しては、搬送される成形体２０が奇数番目の場合にその成形体２０が載置されるトレイ１００を把持するように制御する。搬送される成形体２０が偶数番目の場合には把持することなく下流側へ搬送される。下流側の搬送側移送機８に対しては、全てのトレイ１００（成形体２０）を把持するように制御する。即ち、奇数番目の成形体２０は、上流側の加工装置３へ移送され、偶数番目の成形体２０は、下流側の加工装置３へ移送される。

例えば、加工装置３が３ユニットであれば、保持部制御部及びスライド駆動制御部は、上・中・下流の加工装置３（ユニット）のそれぞれに対応する搬送側移送機８に対して、以下の制御を行う。最上流の搬送側移送機８に対しては、「搬送される成形体２０のカウント数ｎをユニット数で割った余りが１」の場合、即ち、搬送される成形体２０が「ｎ＝１，４，７，…」番目の場合に、その成形体２０が載置されるトレイ１００を把持するように制御する。それ以外のトレイ１００は搬送側移送機８で把持することなく下流側へ搬送される。中流の搬送側移送機に対しては、「上記余りが２」の場合、即ち、搬送される成形体２０が「ｎ＝２，５，８，…」番目の場合に、その成形体２０のトレイ１００を把持するように制御する。「上記余りが０」の場合、即ち、「ｎ＝３，６，９，…」番目の成形体２０のトレイ１００は把持されることなく下流へ搬送される。下流の搬送側移送機に対しては、全てのトレイ１００（成形体２０）を把持するように制御する。

保持部制御部及びスライド駆動制御部の制御による保持部８１及びスライド機構８２の具体的な動作を説明する。まず、スライド機構８２の駆動に必要な移送元の位置情報、成形体２０を載置する移送先の位置情報の設定の読み出しを行う。次に、成形体搬送路５により所定の位置に搬送されたトレイ１００（図３上図）をセンサが検知し、カウンターが成形体２０の数をカウントする。

上流側の搬送側移送機８では、カウント数が成形体２０を保持する奇数番目の場合、スライド駆動制御部により水平スライド部８２ｂを初期位置から成形体搬送路５上方に水平移動させる（図３中上図）。続いて、スライド駆動制御部により昇降スライド部８２ａを下降させて保持部８１をトレイ１００（奇数番目）の外側に位置させる。次に、保持部制御部により保持部８１を閉じて保持部８１がトレイ１００の外周を把持する。次に、スライド駆動制御部が、昇降スライド部８２ａを上昇させ、水平スライド部８２ｂを成形体搬送路５上方から待機ステージ１０上方へ水平移動させ、昇降スライド部８２ａを下降させて、保持部８１を待機ステージ１０に近づける。次に、保持部制御部が、保持部８１を開いてトレイ１００を解放し、トレイ１００を待機ステージ１０に載置する（図３中下図）。その後、スライド駆動制御部が、昇降スライド部８２ａを上昇させ、水平スライド部８２ｂを待機ステージ１０上方から焼結体素材搬送路６上方の初期位置へ水平移動させる（図３下図）。

カウント数が成形体２０を保持しない偶（奇）数番目の場合、保持部制御部及びスライド駆動制御部は保持部８１及びスライド機構８２に対して動作させることなく、そのトレイ１００（偶数番目）は下流側の加工装置３へ搬送される。下流側の搬送側移送機では、搬送されてくる全てのトレイ１００を待機ステージ１０に移送する。この移送動作は、上述した上流側のスライド機構８２及び保持部８１と同様に下流側のスライド機構及び保持部を制御することで行う。

加工側移送機９により待機ステージ１０のトレイ１００上の成形体２０が保持（成形体が１〜３個目）、又はトレイ１００上の成形体２０と加工装置３の焼結体素材３０（図４上図では二点鎖線で示す）とが待機ステージ１０上で交換されて焼結体素材３０がトレイ１００上に載置されたら（成形体が４個目以降）、スライド駆動制御部が、水平スライド部８２ｂを初期位置から待機ステージ１０上方へ水平移動させる（図４上図）。続いて、スライド駆動制御部が、昇降スライド部８２ａを下降させて保持部８１を待機ステージ１０上のトレイ１００の外側に位置させる。その後、保持部制御部により保持部８１を閉じて保持部８１がトレイ１００の外周を把持する。

次に、スライド駆動制御部が、昇降スライド部８２ａを上昇させ、水平スライド部８２ｂを待機ステージ１０上方から焼結体素材搬送路６上方へ水平移動させると共に、昇降スライド部８２ａを下降させて保持部８１を焼結体素材搬送路６に近づける（図４下図）。続いて、保持部制御部が、保持部８１を開いてトレイ１００を解放し、トレイ１００を焼結体素材搬送路６上に載置する。

トレイ１００のみ（焼結体素材３０が載置されていない）、又は焼結体素材３０が載置されたトレイ１００が焼結体素材搬送路６により成形装置２側へ搬送される。スライド駆動制御部が、昇降スライド部８２ａを上昇させ、初期位置に復帰させる（図３上図）。

搬送側移送機８で成形体搬送路５上のトレイ１００を保持する際、成形体搬送路５の進行を規制することなく成形体搬送路５上でトレイ１００の位置を保持するストッパー（図示略）などを設けることが好ましい。ストッパーにより成形体搬送路５上でトレイ１００を一時的に待機させておくことで、成形体２０（トレイ１００）を保持部８１により保持させ易い。このストッパーは成形体搬送路５の側縁に設けてもよいが、保持部８１に設けて保持部８１がストッパーを兼ねてもよい。保持部８１がストッパーを兼ねる場合、センサで成形体２０を検知したら保持部８１を成形体搬送路５上で予め待機させておく。トレイ１００が保持部８１の内側にまで来たら、その保持部８１の内側で一時的にトレイ１００の進行を規制すればよい。トレイ１００の進行を規制してから保持部８１でトレイ１００を把持すると容易に把持できる。保持部８１を成形体搬送路５上に待機させるには、トレイ１００を把持する位置（移送元）にトレイ１００が到着するタイミングを演算しておけばよい。例えば、成形体搬送路５の搬送速度と、センサとトレイ１００の移送元との間の距離とから上記タイミングを演算して、成形体２０が移送元に搬送されてくる前に保持部８１及びスライド機構８２を移送元に移動させるとよい。

［加工側移送制御部］
図５，６の工程説明図を参照して、加工側移送制御部による加工側移送機９の制御手順を説明する。図５は、加工側移送機９による待機ステージ１０から一面加工機３１、一面加工機３１から他面加工機３２へのアーム９２の移動動作と、その移動の際の成形体２０の保持動作及び成形体２０同士の交換動作を示す。図６は、加工側移送機９による他面加工機３２から待機ステージ１０へのアーム９２の移動動作と、その移動の際の焼結体素材３０の保持動作及び焼結体素材３０と成形体２０との交換動作を示す。加工側移送制御部は、加工側移送機９により待機ステージ１０の成形体２０の一面加工機３１への取り付けと、成形体２０の一面加工機３１から他面加工機３２への取り付けと、他面加工機３２から焼結体素材３０の取り外しと共に待機ステージ１０への載置とを繰り返させる。なお、焼結体素材３０の待機ステージ１０上への載置は、待機ステージ１０上の成形体２０と交換により行う場合がある。

加工側移送制御部は、入力部と、メモリと、保持部制御部と、保持部切替制御部と、アーム駆動制御部とを備える。入力部は、メモリに記憶させる設定データを入力する。メモリは、成形体２０の所定箇所（設置箇所）などの設定データを記憶する。保持部制御部は、保持部９１による成形体２０及び焼結体素材３０の保持及び解放を制御する。保持部切替制御部は、各保持部９１による成形体２０及び焼結体素材３０の保持及び解放の切替を制御する。アーム駆動制御部は、アーム９２を待機ステージ１０、一面加工機３１、及び他面加工機３２の各間での移動を制御する。

（１，２個目の成形体）
１ユニットの加工装置３において、１，２個目の成形体２０に対する加工側移送機９の制御は次のようにして行う。

まず、搬送側移送機８により待機ステージ１０上にトレイ１００が載置されたら、アーム駆動制御部がアーム９２を下降させて、一方の保持部９１を成形体２０の外側に位置させる。続いて、保持部制御部が一方の保持部９１を閉じて成形体２０の外周を把持する。アーム駆動制御部が、アーム９２を上昇させると共に、アーム９２を一面加工機３１側に移動して一方の保持部９１を一方の一面加工機３１に近づける。一面加工機３１のチャックに成形体２０を把持させたら、保持部制御部が、一方の保持部９１を開いて成形体２０を解放する。そうして、成形体２０の一面加工機３１への受け渡しが完了する。同様にして他方の一面加工機３１へ成形体２０を設置する。

（３個目の成形体）
３個目の成形体２０の場合には、まず、１，２個目の制御手順と同様、アーム駆動制御部によるアーム９２の下降、保持部制御部による一方の保持部９１での成形体２０を保持、アーム駆動制御部によるアーム９２の上昇を行う（図５上図）。

次に、アーム駆動制御部が、アーム９２を一面加工機３１側へ移動させて、他方の保持部９１を一方の一面加工機３１に近づける。続いて、保持部制御部が、他方の保持部９１を閉じて一方の一面加工機３１に取り付けられた成形体２０を把持して取り外す（図５中上図）。この成形体２０を保持部９１により把持した際に、一方の一面加工機３１のチャックによる成形体２０の把持を解除する。

次に、保持部切替制御部が、両保持部９１をアーム９２を中心に回転させて一方の保持部９１を一方の一面加工機３１に対面させる。アーム駆動制御部がアーム９２を一方の一面加工機３１に近づけて一方の保持部９１の成形体２０をチャックに把持させる。このチャックに成形体２０を把持させたら、保持部制御部が、一方の保持部９１の成形体２０を解放する。こうして、待機ステージ１０上の成形体２０と一面加工機３１の成形体２０との交換が行われる（図５中下図）。

次に、アーム駆動制御部がアーム９２を回転させると共に保持部切替制御部が両保持部９１を回転させて他方の保持部９１を他面加工機３２に近づけ、他方の保持部９１の成形体２０を他面加工機３２のチャックに把持させる。このチャックに成形体２０を把持させたら、保持部制御部が、他方の保持部９１の成形体２０を解放させる。こうして、２台の一面加工機３１と、１台の他面加工機３２に成形体２０が取り付けられた状態となる（図５下図）。

（４個目の成形体）
４個目の成形体２０の場合には、他面加工機３２による成形体２０の加工が完了して焼結体素材３０が作製されたら、アーム駆動制御部がアーム９２を他面加工機３２側へ移動して他方の保持部９１を他面加工機３２に近づける。続いて、保持部制御部が、他方の保持部９１を閉じて他面加工機３２のチャックに把持させていた焼結体素材３０を把持して取り外す（図６上図）。

次に、アーム駆動制御部がアーム９２を待機ステージ１０側へ移動させて、一方の保持部９１を待機ステージ１０上方へ移動させる。続いて、アーム駆動制御部がアーム９２を下降させて、一方の保持部９１を待機ステージ１０上の成形体２０の外側に位置させる。続いて、保持部制御部が一方の保持部９１を閉じて成形体２０の外周を把持する。続いて、アーム駆動制御部がアーム９２を上昇させる（図６中上図）。

次に、保持部切替制御部が両保持部９１を回転させ、他方の保持部９１を待機ステージ１０と対面させる。続けて、アーム駆動制御部がアーム９２を下降させて他方の保持部９１を待機ステージ１０に近づけたら、保持部制御部が他方の保持部９１を開いて焼結体素材３０を待機ステージ１０上のトレイ１００に載置する（図６中下図）。

次に、アーム駆動制御部がアーム９２を上昇する（図６下図）。

以降の制御は、上述した３個目の成形体２０に対する制御と略同様にして、保持した待機ステージ１０上の成形体２０と一面加工機３１での加工が完了した成形体２０との交換、及びその成形体２０の他面加工機３２への取り付けを行う。但し、一面加工機３１の成形体２０との交換の前に、保持部切替制御部が両保持部９１を回転させる点が、上述した３個目の成形体２０に対する制御と相違する。

（５個目以降の成形体）
５個目以降の成形体２０に対する加工側移送機９の制御は、上述の４個目の成形体２０に対する制御と同様であり、繰り返し行う。

［成形体及び焼結体素材の移動の説明］
図７を用いて、図３〜図６で説明した搬送側移送機及び加工側移送機の動作による成形体及び焼結体素材の動きを説明する。図中の丸括弧付き数字は成形体の番号を示し、角括弧付き数字はトレイの番号を示し、丸付き数字は動作の順番を示す。加工装置欄に示す図面左側の四角枠は一面加工機を示し、図面右側の四角枠は他面加工機を示す。この四角枠の空欄は、各加工機に成形体が設置されていない状態を示し、四角枠内の丸括弧付き数字はその数字に対応する番号の成形体が設置された状態を示す。また、ハッチングは、一面加工機による加工が完了したことを示し、クロスハッチングは、一面加工機及び他面加工機の両方の加工が完了した、即ち焼結体素材が作製されたことを示す。その他、「待」は待機ステージを、「往」は成形体搬送路を、「復」は焼結体素材搬送路を示す。ここでは、上流側の加工装置を例に成形体及び焼結体素材の移動を説明し、下流側の加工装置における上記移動は、上流側と同じであるため説明及び図示を省略する。

（ステップＳ０）
図示は省略しているが、製造開始時のいずれの加工機にも成形体が取り付けられていない状態から、搬送側移送機により、成形体（１）が載置されたトレイ［１］は成形体搬送路上から待機ステージ上に移送される（成形体とトレイ番号は適宜図７上図のステップＳ１を参照）。そして、成形体（２）が載置されたトレイ［２］は、搬送側移送機により待機ステージに移送されることなく、成形体搬送路により下流側の加工装置へ搬送される。成形体搬送路上では、成形体（３）が載置されたトレイ［３］以降のトレイが順次搬送される。

（ステップＳ１）
〈加工側移送機〉
加工側移送機により、待機ステージ上の成形体（１）は一方の一面加工機へ取り付けられる。

〈搬送側移送機〉
搬送側移送機により、トレイ［１］は何も載置されないまま焼結体素材搬送路へ移送される。次に、搬送側移送機により、トレイ［３］が待機ステージに移送される。そして、成形体（４）が載置されたトレイ［４］は、搬送側移送機により待機ステージに移送されることなく、成形体搬送路により下流側の加工装置へ搬送される。

（ステップＳ２）
〈加工側移送機〉
加工側移送機により、待機ステージ上の成形体（３）は他方の一面加工機へ取り付けられる。

〈搬送側移送機〉
取り扱うトレイと成形体の番号が次の奇数番目である点を除き、成形体（焼結体素材）の動きは、ステップＳ２以降、ステップＳ１と同様である。そのため、以降のステップでは説明を省略する。

（ステップＳ３）
加工側移送機の一方の保持部により、待機ステージ上の成形体（５）を保持する。続いて、一方の一面加工機での加工が完了した成形体（１）を加工側移送機の他方の保持部で取り外し、その一面加工機に一方の保持部の成形体（５）を取り付ける。続いて、他方の保持部の成形体（１）を他面加工機へ取り付ける。なお、説明は省略しているが、搬送側移送機によるトレイ［５］の焼結体素材搬送路への移送は、一方の保持部による成形体（５）の保持後であればいつでもよく、成形体（１）の他面加工機への取り付けと同時でもそれよりも前でもよい。

（ステップＳ４）
他面加工機での加工が完了した焼結体素材（１）を加工側移送機の一方の保持部で取り出す。続いて、待機ステージ上の成形体（７）を加工側移送機の他方の保持部で保持し、加工側移送機の一方の保持部で保持した焼結体素材（１）を待機ステージ上のトレイ［７］へ載置する。その後、他方の一面加工機での加工が完了した成形体（３）の取り外しと、成形体（７）の他方の一面加工機への取り付けと、成形体（３）の他面加工機への取り付けとは、ステップＳ３と同様にして行う。このとき、成形体（３）の取り外しと成形体（７）の取付けとは、前回のステップＳ３とは異なる一面加工機に対して行われる。なお、搬送側移送機によるトレイ［７］の焼結体素材搬送路への移送は、焼結体素材（１）のトレイ［７］への載置後であれば、成形体（３）の取り外しと同時でもそれよりも前でもよい。

（ステップＳ５）
取り扱う成形体、トレイ、及び焼結体素材の番号が次の奇数番目である点と、一面加工機での加工が完了した成形体の一面加工機からの取り外し、及び成形体の一面加工機への取付けを、前回のステップとは異なる一面加工機に対して行う点とを除き、成形体及び焼結体素材の動きはステップＳ４と同様である。

（ステップＳ６以降）
ステップＳ４とステップＳ５とを繰り返し行う。

［タイムチャート］
図８のタイムチャートを参照して、上述の搬送側移送機、及び加工側移送機の動作のタイミングを説明する。図８に示すタイムチャートは、２台の成形装置と２ユニットの加工装置とを有する焼結体の製造装置におけるタイムチャートである。各加工装置には、２台の一面加工機と１台の他面加工機とを備える。図８の丸付き数字は、成形体の番号を示す。１マスが「Ｎ／２」秒であり、マスを跨ぐ四角枠は、「Ｎ／２」秒以上の加工を行っていることを示す。復路欄の「空」とは、トレイに何も載置されずに焼結体素材搬送路により搬送されたことを示す。

Ｎ秒毎に１個の成形体を作製する成形装置が２台あるとき、「Ｎ／２」秒毎に１個の成形体が作製される。そして、１個の成形体に対する加工装置の総加工時間が３Ｎ秒（一面が２Ｎ秒、裏面がＮ秒）かかるとすると、成形体の各加工装置への取り付け、各加工装置における成形体の一面加工機への取り付けが次のタイミングで行われるように、搬送路側移送機、及び加工側移送機を駆動する。

上流側と下流側の各加工装置へ成形体の取り付けは、互いに「Ｎ／２」秒ずつずらして行う。具体的には、上流側の加工装置に成形体を取り付けたら、その「Ｎ／２」秒後に下流側の加工装置に成形体を取り付け、更に「Ｎ／２」秒後に上流側の加工装置に成形体を取り付けることを繰り返す。そうすると、各加工装置における成形体の一方と他方の一面加工機への取り付けは、Ｎ秒ずつずれる。具体的には、上流側の加工装置において一方の一面加工機に成形体を取り付けたら、その「Ｎ」秒後に他方の一面加工機に成形体が取り付けられる。そして、更に「Ｎ」秒後には一方の一面加工機の成形体が取り外されて、次の成形体が取り付けられる。このとき、一面加工機から取り外された成形体は他面加工機に取り付けられる。即ち、他面加工機への成形体の取り付けも「Ｎ」秒ごとに行われる。この点は、下流側の加工装置でも同様である。

このように、上流側の加工装置へ成形体が取り付けられたら、下流側の加工装置への成形体の取り付けは、成形体の１個当たりの作製時間と同様の時間（「Ｎ／２」秒）を空けてから行う。そうすると、各加工装置における一方の一面加工機へ成形体が取り付けられたら、他方の一面加工機への成形体の取り付けは、「Ｎ」秒後になる。その結果、成形体の１個あたりの作製時間（Ｎ／２）と、１個の成形体に対する総加工時間（３Ｎ）との差が非常に大きくても、両加工装置から移送される焼結体素材の移送時間を成形体の１個当たりの作製時間と実施的に同一とすることができ、成形体の作製から焼結体素材の作製まで滞ることなく連続して行える。

［焼結体の製造装置の作用効果］
上述の焼結体の製造装置によれば、１台の成形装置における成形体の１個の作製時間と、１個の成形体に対する総加工時間とに大きな差がある場合でも、成形から加工まで一連に連続して行えるため、焼結体の生産性を向上できる。また、成形体の成形体搬送路への移送から焼結体素材の焼結炉への移送までの一連の過程を人手を介することなく全て自動で行えるため、人手の成形体や焼結体素材への接触に伴う損傷や、人手を介することに伴うロスを低減できる。

［焼結体の製造方法］
焼結体の製造方法は、成形体を作製する成形工程と、成形体に切削加工を施して焼結体素材を作製する加工工程と、焼結体素材を焼結する焼結工程とを備える。この焼結体の製造方法の主たる特徴とするところは、成形、及び加工の各工程をインラインで行う点にある。ここでは、焼結体の製造には、上述の焼結体の製造装置１を用いる。

（成形工程）
成形工程は、金属粉末を含む原料粉末をプレス成形して成形体を作製する。この成形体は、後述の焼結を経て製品化される機械部品の素材である。上述したように機械部品の形状に応じた成形用金型を用いることが挙げられる。

金属粉末の種類は、上述の機械部品の種類に応じて適宜選択でき、例えば、鉄や鉄を主成分とする鉄合金などが挙げられる。成形体は、潤滑剤を含有していることが好ましい。上記のように原料粉末を圧縮成形して成形体を作製する際に、原料粉末が潤滑剤を含有することで成形時の潤滑性が高められ成形性が向上するからである。成形体の形状・サイズは、上記機械部品の最終形状に沿った形状・サイズである。成形の圧力は、例えば２５０ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下が挙げられる。

（加工工程）
加工工程は、成形体に切削加工を施して焼結体素材を作製する。切削加工としては、上述したように代表的には穴あけ加工が挙げられる。穴あけ加工の加工条件はドリルの種類、形成する孔のサイズや形成箇所などに応じて適宜選択できる。ドリル刃先の切削速度は、通常２００ｍ／ｍｉｎ程度であるが、その２倍以上、即ち４００ｍ／ｍｉｎ以上が可能である。

（焼結工程）
成形体を焼結して焼結体を作製する。この焼結は、上述の焼結部により行う。焼結温度は、成形体の材質に応じて焼結に必要な温度を適宜選択することができ、例えば、鉄系焼結体の場合、１０００℃以上、更に１１００℃以上、特に１２００℃以上が挙げられる。焼結時間は、凡そ２０分以上１５０分以下が挙げられる。

［焼結体の製造方法の作用効果］
上述の焼結体の製造方法によれば、成形と加工の各工程をインラインで行うことで、成形から加工までを短縮させられるため、焼結体を生産性よく製造できる。

本発明の一態様に係る焼結体の製造装置及び焼結体の製造方法は、各種の一般構造用部品（スプロケット、ローター、ギア、リング、フランジ、プーリー、軸受けなどの機械部品などの焼結体）の製造に好適に利用できる。

１ 焼結体の製造装置
２ 成形装置
２０ 成形体
３ 加工装置
３０ 焼結体素材
３１ 一面加工機 ３２ 他面加工機
４ 焼結炉
５ 成形体搬送路（往路）
６ 焼結体素材搬送路（復路）
７ 成形体移送機
７１ 保持部 ７２ アーム
８ 搬送側移送機
８１ 保持部
８２ スライド機構 ８２ａ 昇降スライド部 ８２ｂ 水平スライド部
９ 加工側移送機
９１ 保持部 ９２ アーム
１０ 待機ステージ
１３ マーキング装置
１４ 焼結体素材移送機
１００ トレイ

Claims (6)

1. 金属粉末を含む原料粉末をプレス成形して成形体を作製する成形装置と、
   前記成形体に切削加工を施して焼結体素材を作製する加工装置と、
   前記成形装置と前記加工装置とを一連に連結して前記成形体を個々に前記成形装置から前記加工装置へ搬送する成形体搬送路と、
   前記成形体搬送路と並走して、前記焼結体素材を搬送する焼結体素材搬送路と、
   前記成形体又は前記焼結体素材が載置されて、前記成形体搬送路又は前記焼結体素材搬送路で搬送されるトレイと、
   前記成形装置で作製された前記成形体を保持して前記成形体搬送路上の前記トレイに移す成形体移送機と、
   前記成形体搬送路と前記加工装置との間に設けられ、前記成形体搬送路上の前記トレイに載置された前記成形体を前記加工装置へ設置する前、及び前記加工装置の前記焼結体素材を焼結炉へ移送する前に、前記成形体又は前記焼結体素材が載置された前記トレイを一時的に待機させる待機ステージと、
   前記成形体搬送路上の前記成形体が載置された前記トレイを保持して前記待機ステージ上に載置することによる前記成形体の前記待機ステージへの移送、及び前記待機ステージ上の前記焼結体素材が載置された前記トレイを保持して前記焼結体素材搬送路上に載置することによる前記焼結体素材の前記焼結炉への移送を行う搬送側移送機と、
   前記焼結体素材搬送路上の前記焼結体素材が載置された前記トレイから前記焼結体素材を保持して前記焼結炉へ向けて移送する焼結体素材移送機とを備え、
   前記成形体搬送路の下流と前記焼結体素材搬送路の上流とが連通し、前記成形体搬送路の上流と前記焼結体素材搬送路の下流とが連通していて、前記成形体搬送路と前記焼結体素材搬送路とがそれぞれ往路と復路の一連の搬送路を構成し、
   前記焼結体素材移送機は、前記焼結体素材のみを移送し、前記焼結体素材搬送路上の前記トレイを前記焼結体素材搬送路上に残したままとすることで、前記成形体と前記焼結体素材とが載置されていない前記トレイが前記成形装置側まで送られる、
   焼結体の製造装置。
2. 前記待機ステージ上の前記トレイに載置された前記成形体を保持して前記加工装置への取り付け、及び前記加工装置から前記焼結体素材を取り外して前記待機ステージ上の前記トレイへの載置を行う加工側移送機を備える請求項１に記載の焼結体の製造装置。
3. 前記搬送側移送機は、前記トレイの外側から開閉して前記トレイを把持する保持部を備え、
   前記保持部は、
   前記成形体搬送路上の前記トレイを把持する際、前記成形体搬送路の上流に向かって開いており、
   前記焼結体素材搬送路上に前記トレイを載置する際、前記焼結体素材搬送路の下流に向かって開いている請求項１又は請求項２に記載の焼結体の製造装置。
4. 前記保持部は、前記トレイが前記成形体搬送路上で動かないように前記トレイの進行を規制するストッパーを有する請求項３に記載の焼結体の製造装置。
5. 前記保持部の上流に設けられて、前記成形体搬送路上の前記トレイに載置された前記成形体を検知するセンサを備え、
   前記保持部は、前記センサで前記成形体を検知したら前記成形体搬送路上で待機する請求項４に記載の焼結体の製造装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の焼結体の製造装置を用いて、焼結体を製造する焼結体の製造方法。
   

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