JPH0633105A - 粉末成形装置におけるシューボックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長尺物を粉末成形するとき、圧粉体の密度を
その長手方向において均一にする。 【構成】 圧粉体は、長手方向を前後方向として成形す
る。金型６上で前後動するボックス本体16内に、規制板
26を前後に並べて設ける。これら規制板26は、独立に高
さを調節可能とする。原料粉末は、規制板26の下方から
金型６内の空間部6aに入るので、規制板26が低いほど、
原料粉末の充填量は少なくなる。そこで、前後の規制板
26の高さを調節して、圧粉体の密度がその前後で均一に
なるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末冶金に用いられる
粉末成形装置におけるシューボックスに関する。

【０００２】

【従来の技術】粉末冶金においては、金属を主成分とす
る原料粉末を粉末成形装置により成形して圧粉体とし、
この圧粉体を焼結炉で加熱して焼結することが行われ
る。前記粉末成形装置は、粉末成形用金型とこの金型内
の空間部に原料粉末を充填する給粉装置とを有してい
る。前記粉末成形用金型は、例えば、ダイと、このダイ
内に下方から摺動自在に嵌合される下パンチと、前記ダ
イ内に上方から摺動自在に嵌合される上パンチとを備え
ている。また、前記給粉装置は、ダイ上で前後方向へ往
復動する中空のシューボックスと、一端がこのシューボ
ックスの上部に後側から接続された給粉用ホースと、こ
のホースの他端が接続されたホッパーとなどからなって
いる。粉末成形に際しては、ホッパーからホースを介し
てシューボックス内に原料粉末が供給される。そして、
ダイ上でシューボックスを下パンチの上方位置まで前進
させ、これらダイと下パンチとの間に形成された空間部
に原料粉末を充填する。ついで、シューボックスを後退
させた後、上パンチを下降させてダイ内に嵌合するとと
もに、このダイ内で下パンチと上パンチとにより原料粉
末を圧縮することにより、圧粉体を成形する。その後、
ダイが下降して、下パンチによりダイから圧粉体が抜き
出され、上パンチが上昇する。

【０００３】ところで、細長い圧粉体は、一般に長手方
向を水平にして成形されるが、シューボックスの移動方
向を前後方向として、前記長手方向を前後方向にして成
形されることも、左右方向にして成形されることもあ
る。いずれにせよ、長尺物の成形に際しては、金型内の
空間部への原料粉末の充填密度が空間部の長手方向にお
いて不均一になりやすい。そのため、成形された圧粉体
は、長手方向において密度や寸法のばらつきが生じやす
い。例えば、長手方向を前後方向にして成形する場合、
前後方向に移動するシューボックスの上部に後側から給
粉用ホースが接続されているため、金型内の空間部に
は、その前部よりも後部に原料粉末が入りやすく、圧粉
体の前部よりも後部の方が密度が上がりやすい。このよ
うな充填の不均一は、原料粉末の充填方法が吸込み充填
であるとき、より顕著になる。また、一対の細長い圧粉
体を、長手方向を前後方向にするとともに、左右方向に
並べて同時２個押し成形することもあるが、その際、何
らかの原因で、金型内における左右の両空間部への原料
粉末の充填密度が違うものとなることもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来
は、長尺物の粉末成形に際して、その長手方向において
原料粉末の充填密度が不均一になりやすく、かつ、従来
のような単なる中空のシューボックスでは、充填密度の
不均一性を改善する調節を行えない問題があった。ま
た、一対の圧粉体を左右に並べて同時に成形する場合、
金型内の左右の空間部で原料粉末の充填密度が相違しや
すく、かつ、この相違を改善する調節を行えない問題も
あった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、長尺物の粉末成形に際して、圧粉体の長
手方向における原料粉末の充填密度が均一になるように
調節できる粉末成形装置におけるシューボックスを提供
することを目的とする。さらに、複数の圧粉体を同時に
成形するとき、各圧粉体での原料粉末の充填密度が均一
になるように調節できる粉末成形装置におけるシューボ
ックスを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の粉末成
形装置におけるシューボックスは、前記前者の目的を達
成するために、細長い圧粉体を長手方向を水平にして成
形する粉末成形装置に用いられ、粉末成形用金型上で前
後動してこの金型内における圧粉体を形成する細長い空
間部に原料粉末を充填するシューボックスにおいて、下
面を開口するとともに上側に給粉用ホースが接続される
ボックス本体内に高さを調節可能な規制板を設けて、前
記ボックス本体内における前記空間部の長手方向に並ぶ
複数部分の高さの比率を調節可能にしたものである。

【０００７】さらに、請求項２の発明の粉末成形装置に
おけるシューボックスは、前記後者の目的を達成するた
めに、複数の圧粉体を左右に並べて同時に成形する粉末
成形装置に用いられ、粉末成形用金型上で前後動してこ
の金型内における各圧粉体を形成する複数の空間部に原
料粉末を充填するシューボックスにおいて、下面を開口
するとともに上側に給粉用ホースが接続されるボックス
本体内に高さを調節可能な規制板を設け、前記ボックス
本体内における左右方向に並び前記各空間部に対応する
複数部分の高さの比率を調節可能にしたものである。

【０００８】

【作用】本発明では、粉末成形時、給粉用ホースからボ
ックス本体内に原料粉末が供給され、粉末成形用金型上
で所定位置まで前進したボックス本体内から金型内の圧
粉体を形成する空間部に原料粉末が充填される。その
後、ボックス本体が後退してから、金型内に充填された
原料粉末が圧縮されて、水平な細長い圧粉体が成形され
る。そして、請求項１の粉末成形装置のシューボックス
では、圧粉体の密度が圧粉体の長手方向においてばらつ
くようなとき、ボックス本体内に設けられた規制板の高
さを調節して、ボックス本体内における前記空間部の長
手方向に並ぶ複数部分の高さの比率を調節する。前記原
料粉末の充填時、ボックス本体内の高さが低いほど、金
型内の空間部への原料粉末の充填量が少なくなるので、
前述のような高さ調節により、前記空間部の長手方向に
おける原料粉末の充填密度が均一になるようにする。

【０００９】さらに、請求項２の発明の粉末成形装置の
シューボックスでは、同時に成形される複数の圧粉体の
密度がばらつくようなとき、ボックス本体内に設けられ
た規制板の高さを調節して、ボックス本体内における左
右方向に並び金型の各空間部に対応する複数部分の高さ
の比率を調節する。このような高さ調節により、前記各
空間部の原料粉末の充填密度が均一になるようにする。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について、図１か
ら図６を参照しながら説明する。この実施例の粉末成形
装置は、図５に示してあるような、長尺の細長い矩形板
状の圧粉体１を同時２個押し成形するものである。より
詳しく説明すると、一対の前記圧粉体１がその長手方向
を前後方向として、かつ、左右方向に並べて成形される
ものである。図５は、粉末成形装置における粉末成形用
金型６および給粉装置７の一部を示している。金型６
は、ダイプレート８に固定されたダイ９と、このダイ９
内に下方から嵌合される左右一対の下パンチ10と、上パ
ンチホルダー11に固定され前記ダイ９内に上方から嵌合
される左右一対の上パンチ12とを備えている。すなわ
ち、前記ダイ９には、前後方向に細長い左右一対の空間
部6aが上下に貫通形成されており、これら空間部6aに前
記両下パンチ10および両上パンチ12がそれぞれ上下摺動
自在に嵌合されるものである。

【００１１】また、前記給粉装置７は、前記ダイプレー
ト８およびダイ９上を前後方向に移動する一つのシュー
ボックス16を備えている。このシューボックス16は、下
面を開口したボックス本体17の左右両外側面にピン18が
それぞれ突設されており、これらピン18に動力伝達レバ
ー19の一端部がそれぞれ連結されている。これら動力伝
達レバー19は、図示していないが、油圧装置により駆動
される駆動レバーが後端部に連結されるものである。こ
うして、油圧装置からの動力が駆動レバーおよび動力伝
達レバー19を介してシューボックス16に伝達され、この
シューボックス16が前後方向へ駆動されるようになって
いる。なお、前記両動力伝達レバー19の中間部には、こ
れら動力伝達レバー19の浮き上がり防止用のシリンダー
装置20が連結されている。また、前記ボックス本体17の
上部には、左右一対のホース接続部21が後上方へ向けて
突設されている。これらホース接続部21は、それぞれ、
原料粉末を入れるホッパーからの給粉用ホース22が接続
されるものである。

【００１２】また、前記ボックス本体17は、平面形状に
おいて、金型６の両空間部6aを覆う大きさになっている
が、前後左右に２列ずつに並んだ規制板26を内蔵してい
る。これら規制板26は、それぞれ、前記金型６の両空間
部6aの上方に前後２列に並んで位置するものである。各
規制板26は、鉄板からなる水平な天板部27の左右両側縁
にそれぞれパンチプレート28を固定してなるものであ
る。これらパンチプレート28は、例えば４mm径の小孔28
a を多数穿設したもので、天板部27の延長面に対して30
°程度の角度をなして傾斜している。また、各規制板26
の天板部27には、前後一対のボルト29が上方へ突出させ
て固定されている。これらボルト29は、ボックス本体17
の上面部を上下動自在に貫通しているが、このボックス
本体17よりも上方へ突出した部分にダブルナット30が螺
合されている。さらに、各ボルト29に巻装されたスプリ
ング31がボックス本体17内の上面と各規制板26の天板部
27との間に挟み込んであり、これらスプリング31によ
り、各規制板26は、それぞれ常時下方へ付勢されてい
る。そして、これら規制板26は、ダブルナット30がボッ
クス本体17の上面に当たることにより、下降が規制され
ているが、ボルト29におけるダブルナット30の高さを調
節することにより、ボックス本体17に対する高さをそれ
ぞれ独立に調整できるものである。なお、前後の規制板
26の前後方向の隙間および規制板26とボックス本体17内
の前後面との間の隙間は、10mm程度が適当である。

【００１３】なお、前記ダイプレート８の前側には、成
形された圧粉体１を図示していないコンベヤーへ導くシ
ュート36が設けられているとともに、その下方に、粉末
回収用ホッパー37が設けられている。

【００１４】つぎに、前記の構成について、その作用を
説明する。粉末成形に際しては、図示していないホッパ
ーからホース22を介してシューボックス16内に原料粉末
Ｐが供給される。そして、図５に示すように、上パンチ
12が上昇してダイ９から離れた状態で、シューボックス
16が下パンチ10の上方位置まで前進する。ここで、シュ
ーボックス16が若干前後に数回振動しながら、吸込み充
填により、シューボックス16内から金型６内におけるダ
イ９と下パンチ10との間の両空間部6a内に原料粉末Ｐが
充填される。すなわち、図６（ａ），（ｂ）に示すよう
に、ダイ６が下降することにより開放されていく前記両
空間部6aに、シューボックス16内から原料粉末Ｐが吸込
まれていく。この原料粉末Ｐの充填後、図６（ｃ）に示
すように、シューボックス16は、前記両空間部6aよりも
後方まで後退する。そして、上パンチ12が下降して、ダ
イ９内に嵌合するとともに、下パンチ10に対してダイ９
が下降を続けることにより、ダイ９内で両パンチ10，12
により原料粉末Ｐが圧縮されて固められ、圧粉体１が成
形される。その後、下パンチ10に対してダイ９がさらに
下降し続け、図５に示すように、下パンチ10により突き
上げられて成形された圧粉体１がダイ９から抜き出され
る。そして、上パンチ12が上昇に転じ、その後、シュー
ボックス16が再び下パンチ10の上方位置まで前進する。
この前進するシューボックス16により押されて、前記抜
き出された圧粉体１が下パンチ10上から前方へ払い出さ
れる。この払い出された圧粉体１により前方へ押され
て、前回払い出された圧粉体１がシュート26へ投入され
る。そして、シューボックス16内から金型６の空間部6a
内に再び原料粉末Ｐが充填されて、前述の成形工程が繰
り返される。

【００１５】ところで、前述のような原料粉末Ｐの充填
に際して、金型６の空間部6a内への原料粉末Ｐの充填量
は、ボックス本体17の下面からの規制板26の高さに依存
する。すなわち、空間部6aへは、直接にはボックス本体
17内における規制板26の下方位置から原料粉末Ｐが吸込
まれることになるので、規制板26が高く位置しているほ
ど、空間部6aに原料粉末Ｐが入りやすくなり、空間部6a
に多くの原料粉末Ｐが充填されることになる。なお、ス
プリング31は、圧粉体Ｐが規制板26を上方へ持ち上げる
のを防止しており、これにより、規制板26は、ダブルナ
ット30により規定される高さに保持される。そして、規
制板26は、前後方向に細長い両空間部6aに対して、それ
ぞれ前後一対ずつあるので、各空間部6aにおいて、前後
の規制板6aの高さの比率を変えることにより、空間部6a
の後部と前部とでの充填量の比率を変えられる。また、
一方の空間部6aの上方に位置する規制板26と他方の空間
部6aの上方に位置する規制板26との高さの比率を変える
ことにより、両空間部6aでの充填量の比率を変えられ
る。そこで、成形される圧粉体１の密度がその前後でば
らつくときは、前後の規制板26の高さを調節して、空間
部6aの前後部の充填密度を調節するとよい。例えば、圧
粉体１の後部の密度がより大きくなるなら、後側の規制
板26をより低くするとよい。前後の規制板26の高さが同
じであると、一般に後部の方の充填密度が大きくなるの
で、通常後側の規制板26をより低く位置させることにな
る。実際には、成形された圧粉体１の密度を調べて、調
節していくことになる。また、左右の空間部6aで同時に
成形される圧粉体１の密度がばらつくなら、左右の規制
板26の高さを調節して、左右の空間部6aの充填密度を調
節する。例えば、左側の圧粉体１の密度がより大きくな
るなら、左側の規制板26をより低くする。このような規
制板26の高さ調節による、原料粉末Ｐの均一充填は、前
記実施例のように、充填方法が吸込み充填である場合
に、特に有効である。なお、規制板26の両側にパンチプ
レート28を傾斜させて設けているのは、次回の充填のた
めに、規制板26の下方に原料粉末Ｐをある程度供給して
おくためである。すなわち、ホース22からホース接続部
21を介してボックス本体17内に入る原料粉末Ｐは、パン
チプレート28の小孔28a を通って、また、パンチプレー
ト28の傾斜に案内されて、規制板26の下方へ導かれる。

【００１６】こうして、前記実施例の構成によれば、ボ
ックス本体17内に、金型６の左右の両空間部6aのそれぞ
れに対して前後一対ずつ、高さ調節可能な規制板26を設
けたので、左右の空間部6aで、また、各空間部6aの前後
部で原料粉末Ｐの充填量を調節でき、原料粉末Ｐを均一
に充填できるようになる。これにより、同時２個押し成
形される両圧粉体１の密度を均一にできるとともに、細
長い各圧粉体１内においても密度を均一にでき、品質の
安定した圧粉体１を提供できる。

【００１７】図７および図８は、本発明の第２実施例を
示すもので、この第２実施例の粉末成形装置は、一度に
１個の圧粉体１を成形するものである。そして、この成
形時、圧粉体１の長手方向を前後方向にしている。この
場合は、ボックス本体17内に、金型６の１つの空間部6a
の上方に位置する前後一対の規制板26を高さ調節可能に
設ければよい。これにより、圧粉体１の密度をその長手
方向において均一にできる。なお、第２実施例のシュー
ボックス16の縦断面図は、前記第１実施例と同じにあら
われる。

【００１８】図９から図１１は、本発明の第３実施例を
示すもので、この第３実施例の粉末成形装置は、一度に
１個の圧粉体１を成形するものである。そして、この成
形時、圧粉体１の長手方向を左右方向、すなわち、水平
であってシューボックス16の移動方向と直交する方向と
している。この場合は、ボックス本体17内に、金型６の
１つの空間部6aの上方に位置する左右一対の規制板26を
高さ調節可能に設ければよい。これにより、圧粉体１の
密度をその長手方向において均一にできる。

【００１９】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
充填方法は、前記実施例のような吸込み充填に限るもの
ではなく、落し込み充填などであってもよい。また、成
形される圧粉体も、前記実施例のような電気車両の集電
装置用スライダーに限るものではなく、他の長尺物であ
ってもよい。また、前記実施例では、金型６の空間部6a
の長手方向に並んだ一対の規制板26の高さをともに調節
可能としたが、一方の規制板のみを高さ調節可能として
もよい。その場合、固定の規制板は、ボックス本体内の
上面と一体にしてもよい。さらに、前記実施例では、金
型６の空間部6aの長手方向に並べて一対の規制板26を設
けているが、規制板は、金型の空間部の長手方向に並べ
て３つ以上設けてもよい。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、細長い圧粉体
を長手方向を水平にして成形する粉末成形装置のシュー
ボックスにあって、粉末成形用金型における圧粉体を形
成する細長い空間部上に位置するボックス本体内に高さ
を調節可能な規制板を設けて、ボックス本体内における
前記空間部の長手方向に並ぶ複数部分の高さの比率を調
節可能にしたので、前記細長い空間部内に原料粉末を均
一に充填でき、成形される細長い圧粉体の密度をその長
手方向において均一にできる。

【００２１】さらに、請求項２の発明によれば、複数の
圧粉体を左右に並べて同時に成形する粉末成形装置のシ
ューボックスにあって、ボックス本体内に高さを調節可
能な規制板を設け、ボックス本体内における左右方向に
並び金型の各空間部に対応する複数部分の高さの比率を
調節可能にしたので、各空間部内に原料粉末を均一に充
填でき、同時に成形される複数の圧粉体の密度を均一に
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉末成形装置におけるシューボックス
の第１実施例を示す縦断面図である。

【図２】同上横断面図である。

【図３】同上一部を断面にした平面図である。

【図４】同上規制板の斜視図である。

【図５】同上粉末成形装置の一部の斜視図である。

【図６】同上原料粉末の充填および成形を示す縦断面図
である。

【図７】本発明の粉末成形装置におけるシューボックス
の第２実施例を示す横断面図である。

【図８】同上水平断面図である。

【図９】本発明の粉末成形装置におけるシューボックス
の第３実施例を示す縦断面図である。

【図１０】同上横断面図である。

【図１１】同上水平断面図である。

【符号の説明】

１ 圧粉体 ６ 粉末成形用金型 16 シューボックス 17 ボックス本体 26 規制板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長い圧粉体を長手方向を水平にして成
   形する粉末成形装置に用いられ、粉末成形用金型上で前
   後動してこの金型内における圧粉体を形成する細長い空
   間部に原料粉末を充填するシューボックスにおいて、下
   面を開口するとともに上側に給粉用ホースが接続される
   ボックス本体内に高さを調節可能な規制板を設けて、前
   記ボックス本体内における前記空間部の長手方向に並ぶ
   複数部分の高さの比率を調節可能にしたことを特徴とす
   る粉末成形装置におけるシューボックス。
2. 【請求項２】 複数の圧粉体を左右に並べて同時に成形
   する粉末成形装置に用いられ、粉末成形用金型上で前後
   動してこの金型内における各圧粉体を形成する複数の空
   間部に原料粉末を充填するシューボックスにおいて、下
   面を開口するとともに上側に給粉用ホースが接続される
   ボックス本体内に高さを調節可能な規制板を設け、前記
   ボックス本体内における左右方向に並び前記各空間部に
   対応する複数部分の高さの比率を調節可能にしたことを
   特徴とする粉末成形装置におけるシューボックス。