JPH0710682B2 - 粉末充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はタッピング動作によって型内部の粉末に衝撃を
与えて充填する粉末充填装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

例えば金属粉末やセラミックス粉末を成形型に充填し、
冷間静水圧プレスで圧縮成形した後、その成形体を焼結
して金属やセラミックス焼結製品を得る場合、設計通り
りの所定の形状を確保するため、型内部の粉末密度を十
分に高くかつ均一にする必要がある。この目的で、粉末
を入れた型をカムを利用してタッピングさせ、連続的に
昇降運動を与えることにより充填密度を高めるようにし
た粉末充填装置が従来から用いられてきた。しかし、カ
ムの動きでは型の昇降速度や上昇ストロークを自由に調
整することは困難である。そのため、型の寸法，形状お
よび充填すべき粉末の種類により充填後の密度にバラツ
キを生じたり、焼結体に亀裂が入って製品品質を損なう
ことがあった。

これに対して、特開平１−215498号公報には、回転装置
の回転を上下方向の直線運動に変換して昇降体を上下駆
動せしめ、この昇降体で粉末を入れた型を押し上げてか
ら自由落下させ、型が受け台に衝突する衝撃荷重で必要
な充填密度を得られるようにした粉末充填装置が開示さ
れている。このものは、回転装置とラックとピニオンか
らなる直線運動変換装置との間に配設したクラッチの接
続時間を調節することでタッピングのストロークを調節
できるようにしてあり、これにより型の形状，寸法に見
合った強さのタッピングを与えて粉末を適切な充填密度
で充填することが可能とされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、回転装置と直線運動変換装置との間にク
ラッチを配設した上記従来の粉末充填装置にあっては、
型は型ガイドに配置されていて、型ガイドとの間に少し
の摩擦抵抗があるようにされており、型の落下の時間を
この摩擦抵抗分だけ昇降体の自重落下より遅らせてい
る。そのために、型の落下速度が前記摩擦抵抗分だけ遅
くなって充填密度が低下するという問題点があった。

そこで本発明は、上記従来の問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、型の自然落下の
時間をわざわざ遅らせずに自由落下させる粉末充填装置
を提供して上記従来の問題点を解決することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の粉末充填装置は、ゴム型を硬質の容器で支えた
型容器が挿脱自在に挿入され、該型容器の外側面を僅か
のすきまを隔てて囲み型容器の上下移動を案内する案内
部を備えて型容器を保持する保持台と、粉末を入れてそ
の保持台に保持された型容器を上方に押すピストンと、
そのピストンを予め設定した設定速度と設定ストローク
で昇降駆動する速度可変でかつストローク可変な流体圧
シリンダとを備えて構成されている。

〔作用〕

保持台の案内部に挿入した型容器に粉末を入れて流体圧
シリンダを上昇作動させると、ピストンが上昇駆動され
て型容器を上方に突き上げる。次に流体圧シリンダを急
速に下降作動させてピストンを強制的に急下降させる
と、支えを失った型容器が案内部内を落下してその底部
が保持台面に衝突する。この時、案内部と型容器との間
にはすきまが設けられているため摩擦抵抗で落下速度が
遅くなることはなく、型容器は急速に自由落下する。し
たがって型容器の衝突による衝撃力は大きく、容器内の
粉末の充填が促進される。流体圧シリンダの上下動の繰
り返しで、十分な充填密度が確保できる。また、流体圧
シリンダの上下動の速度とストロークを調整することに
より、型容器の形状，寸法に応じて常に最適の充填密度
で効率よく充填することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は、本発明の一実施例の一部を断面で示した正面図
で、円筒形の型容器１を保持するための円筒状の案内部
２を円周等分に複数（図では二つだけ表している）配設
したターンテーブル方式の保持台３が、枠台４に軸水平
ローラ５および軸垂直ローラ６を介して水平回転可能に
支承されている。この保持台３には、各案内部２の中心
に対応する位置（複数）に、保持台３を上下に貫通する
ピストン挿通孔７が形成されている。各ピストン挿通孔
７には円板８に立設したピストン９がそれぞれに挿入し
てあり、円板８はその下面の中心部に設けた継手10を介
して往復動式のエアシリンダ11に連結している。継手10
はベアリング12を内蔵しており、したがって円板８は水
平回転可能にシリンダロッド11aに支持される。エアシ
リンダ11は枠台４に固定してある。

エアシリンダ11のヘッド側ポート13A及びロッド側ポー
ト13Bと圧力供給源14とは、スプリングリターン式の電
磁切換弁15を介して接続してあり、電磁切換弁15の入力
ポートの入口にはシリンダロッド11aのストローク速度
設定手段としての可変絞り弁16が配設してある。この可
変絞り弁16の開度を調節することにより、型容器１の寸
法，形状および充填すべき粉末の種類等に応じてピスト
ン９の昇降速度を任意に設定する。

また、電磁切換弁15は図外の制御装置により、電磁弁の
オン・オフ動作の切り換え時間と切り換え回数等を型容
器１の寸法，形状および充填すべき粉末の種類に応じて
予め設定した値で自動的に作動させるようになってい
る。また、エアシリンダ11のロッド11aのストローク
を、型容器１の寸法，形状および充填すべき粉末の種類
に応じて調節するため、枠台４にリミットスイッチL1を
上下の位置調節自在に配設し、円板８との当接間隔ｌひ
いてはエアシリンダ11のストロークを調節できるように
してある。

枠台４には、更にブレーキ付ギヤーモータ20を配設し
て、その出力軸20aに小径の平歯車21を取付け、保持台
３の側面に設けた大径の歯車22と噛み合わせている。ま
た、保持台３の下面には各案内部２に対応する位置にス
トライカー23を配すると共に、このストライカー23を感
知する近接スイッチ24を枠台４に固定してある。

第２図は、保持台３の案内部２の詳細を示す縦断面図で
あり、案内部２は型容器１の形状，寸法（例えば細く長
いか太く短いか等）に合わせて交換可能である。案内部
２の内部のスペースは型容器１が挿脱自在に挿入できる
大きさであり、型容器１の外径面1aと案内部２の内径面
2bとの間に僅かのすきまＣができる大きさであって、型
容器１の底面は保持台３の上面3aに当接して支持され
る。型容器１は硬質の容器25の内面にゴム型26を収納し
たものであり、これに粉末27が充填される。

次に作用を述べる。

粉末充填装置の複数の案内部２には、予め空の型容器１
を挿入しておく。先ずNo.1の型容器１に、隣接配置され
ている図示しない粉末計量装置から所定量の粉末27を入
れる。次にモータ20を起動する。歯車21,22の噛み合い
を介して保持台３が枠台４上で回転し始める。ピストン
9,円板８も継手10のベアリング12を介して滑らかに同期
回転する。所定角度回転し近接スイッチ24が最も近づい
たストライカー23を感知する。近接スイッチ24から発信
された信号を受けて制御装置が作動しモータ20を停止さ
せる。こうして定位置に移動させたNo.2の型容器１に、
No.1の場合と同様に粉末計量装置から粉末27を入れる。
上記動作の繰り返しで全ての型容器１内に粉末27を入れ
終わったら、制御装置からの指令で電磁切換弁15に通電
し、ポートを切り換えて圧力供給源14からエアシリンダ
11のヘッド側ポート13Aに圧力エアを供給する。これに
よりシリンダロッド11aが進出し、ピストン９が型容器
１の底面に当たって型容器１を突き上げる。ピストン９
と共に円板８が予め設定してある間隔ｌだけ上昇する
と、リミットスイッチL1に当たりスイッチオンになる。
その信号で電磁切換弁15への通電が自動的に切れてポー
トが瞬間に切り換わり、エアシリンダ11のロッド側ポー
ト13Bに圧力エアが供給されると同時に、ヘッド側ポー
ト13Aが開放される。そのため、シリンダロッド11a,円
板8,ピストン９が急速に下降する。この時のピストン９
等の下降速度は、可変絞り弁16の開度で予め任意に調節
できるのであって、型容器１が案内部２内を自由落下す
る速さより速くピストン９が下降するように設定する。

型容器１と案内部２との間にはすきまＣがあり、したが
ってピストン９の支えを失った型容器１は摩擦抵抗で減
速されることなく自由落下し、保持台３の上面3aに衝突
する。その衝撃で型容器１内の粉末27の充填密度が緻密
になる。

エアシリンダ11のシリンダロッド11aが下降限度に到る
と直ちに電磁切換弁15が再び通電され、電磁弁ポートが
切り換えられてシリンダロッド11aが上昇し、ピストン
９が型容器１を突き上げる。こうしてピストン９の迅速
な上下運動が、図外の制御装置に予め設定した電磁切換
弁15の切換回数に達するまで続けられて、型容器１のゴ
ム型26内へ、粉末27が所定の充填密度で緻密に充填され
る。かくしてこの実施例によれば、保持台３に保持され
ている複数の型容器１のゴム型26に対して同時に充填を
行うことができる。

上記のゴム型26に充填した粉末27を加圧成形して得られ
た成形体を焼結すれば、密度が均一で緻密な焼結体を容
易の製造することができる。

なお、上記実施例では、流体圧シリンダとしてエアシリ
ンダを用いた場合を説明したが、油圧シリンダでもよ
い。

また、保持台は複数個の型容器を取付たターンテーブル
式とは限らない。

また、充填される粉末の種類を問わず、粉末冶金以外の
用途にも広く適用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、型容器とこれを
案内する案内部との間に僅かのすきまを設け、粉末を入
れて保持台に保持された型容器を上方に押すピストン
を、予め設定した設定速度と設定ストロークで昇降駆動
する速度可変でかつストローク可変な流体圧シリンダで
駆動させるようにした。そのため、型容器は案内部内を
摩擦抵抗で速度を遅らせることなく自由落下することが
可能となり、充填効率が向上するという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の一部を切り欠いた正面、第
２図は第１図の要部の拡大縦断面図である。 図中、１は型容器、２は案内部、３は保持台、９はピス
トン、11は流体圧シリンダ、15は電磁切換弁、16は可変
絞り弁、L1はストローク設定用リミットスイッチであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−215498（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−54140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−212100（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−1390（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−113001（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−1390（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ゴム型を硬質の容器で支えた型容器が挿脱
   自在に挿入され、該型容器の外側面を僅かのすきまを隔
   てて囲み型容器の上下移動を案内する案内部を備えて型
   容器を保持する保持台と、粉末を入れてその保持台に保
   持された型容器を上方に押すピストンと、そのピストン
   を予め設定した設定速度と設定ストロークで昇降駆動す
   る速度可変でかつストローク可変な流体圧シリンダとを
   備えたことを特徴とする粉末充填装置。