米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 加工処理操作 -> トヨタ自動車株式会社

発明の名称 粉末投入方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−38272(P2007−38272A)
公開日 平成19年2月15日(2007.2.15)
出願番号 特願2005−226576(P2005−226576)
出願日 平成17年8月4日(2005.8.4)
代理人 【識別番号】100068618
【弁理士】
【氏名又は名称】萼 経夫
発明者 中谷 和通
要約 課題
粉末成形方法において、最初の成形を開始する前から、粉箱内の粉末密度を均等にする。

解決手段
金型のキャビティ容積を上回る容積を有する粉箱に一時的に粉末を貯留し、該粉箱から金型のキャビティへと粉末を投入して粉末成形を行う粉末投入方法において、成形品の成形開始前に、粉箱へと粉末を供給する際、粉箱内の粉量が所定量に至る前の時点で、粉末供給を一時中断して粉箱を振動させる(ステップ(3)、(8))。すると、粉末の持つ安息角が影響して粉箱内に円錐状に堆積する粉末を崩し、粉箱20の全体に渡って均等に粉末を堆積させることが可能となる。そして、粉末供給を再開し、粉箱内の粉量が所定量に達した後に(ステップ(10))、粉箱から成形型へと粉末を投入することで、最初の成形を開始する前から、粉箱内の粉末密度を均等にすることが可能となる。
特許請求の範囲
【請求項1】
金型のキャビティ容積を上回る容積を有する粉箱に一時的に粉末を貯留し、該粉箱から金型のキャビティへと粉末を投入して粉末成形を行う粉末投入方法であって、
連続粉末成形工程における最初の成形品のための粉末投入前に、粉箱へと粉末を供給する際、粉箱内の粉量が所定量に至る前の時点で、粉末供給を一時中断して粉箱を振動させるステップと、粉末供給を再開するステップと、粉箱内の粉量が所定量に達した後に、粉箱から成形型へと粉末を投入するステップとを含むことを特徴とする粉末投入方法。
【請求項2】
粉箱内の粉量が所定量に至る前の時点で、前記粉末供給を一時中断して粉箱を振動させた後、粉末供給を再開するステップを複数回繰り返すことを特徴とする請求項1記載の粉末投入方法。
【請求項3】
前記粉末供給を一時中断して粉箱を振動させるステップを、粉箱内に所定量の30〜60%まで粉末が供給された時点で、少なくとも1回行うことを特徴とする請求項1又は2記載の粉末投入方法。
【請求項4】
前記粉箱の振動を、粉箱から金型のキャビティへと粉末を投入する際に、粉箱を粉末供給位置から金型上へと移動させるための駆動手段によって与えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の粉末投入方法。


発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、粉末成形プレスの金型に対し、一定量の粉末を投入する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
粉末成形プレスの給粉装置は、粉末供給源から供給される粉末を一時的に貯留する粉箱を備え、当該粉箱を粉末受給位置から金型のキャビティー上の粉末払出位置へとスライドさせて、金型のキャビティーへと粉箱内の粉末を投入する装置構成が一般的である。そして、金型へと投入される粉末の密度を一定に保つため、従来から種々の工夫がなされている。例えば、粉箱から金型のキャビティーへと粉末を投入する際の粉末密度を一定とするために、粉箱の底面を多孔状又は網状の粉末受け棚で構成すると共に、該粉末受け棚を加振機によって上下に振動させることにより、粉箱内の粉末をほぐしながら金型キャビティへと粉末を振い落す手法(例えば、特許文献1参照。)や、粉箱に振動を与えながら金型キャビティへと粉末を振い落す手法(例えば、特許文献2参照。)が挙げられる。
【0003】
【特許文献1】特開平6−136403号公報(〔請求項1〕、〔0016〕)
【特許文献2】実公平6−34337号公報(第2頁第4欄、図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来の手法によっても、成形の初期段階で得られる粉末成形品(数個)の密度が、連続成形時点で得られる製品よりも低くなる傾向があり、初期段階の粉末成形品の重量不良、寸法不良、割れ不良の原因となっていた。
かかる不良は、粉箱に粉末が供給される時点で、粉末の持つ安息角(粉末を水平面に静かに落下堆積させたときにできる円錐状の堆積物の側面斜面が、水平面とつくる角度(傾斜角)のこと。)が影響して、粉箱に粉末が均等に堆積せず、その結果、粉箱を粉末で満たすことができないことが一因となっている。
【0005】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、粉末成形方法において、最初の成形を開始する前から、粉箱内の粉末密度を均等にすることを可能とし、成形の初期段階から所望の重量を有する粉末成形品を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するための、本発明に係る粉末投入方法は、金型のキャビティ容積を上回る容積を有する粉箱に一時的に粉末を貯留し、該粉箱から金型のキャビティへと粉末を投入して粉末成形を行う粉末投入方法であって、連続粉末成形ステップにおける最初の成形品のための粉末投入前に、粉箱へと粉末を供給する際、粉箱内の粉量が所定量に至る前の時点で、粉末供給を一時中断して粉箱を振動させるステップと、粉末供給を再開するステップと、粉箱内の粉量が所定量に達した後に、粉箱から成形型へと粉末を投入するステップとを含むことを特徴とするものである。
本発明によれば、成形品の成形開始前に、粉箱へと粉末を供給する際、粉箱内の粉量が所定量に至る前の時点で、粉末供給を一時中断して粉箱を振動させることで、粉末の持つ安息角が影響して粉箱内に円錐状に堆積する粉末を崩し、粉箱の全体に渡って均等に粉末を堆積させることが可能となる。そして、粉末供給を再開し、粉箱内の粉量が所定量に達した後に、粉箱から成形型へと粉末を投入することで、最初の成形を開始する前から、粉箱内の粉末密度を均等にすることが可能となる。
【0007】
また、本発明においては、粉箱内の粉量が所定量に至る前の時点で、前記粉末供給を一時中断して粉箱を振動させた後、粉末供給を再開するステップを複数回繰り返すことが望ましい。
本発明によれば、かかるステップを複数回繰り返すことで、最初の成形を開始する前から、粉箱内の粉末密度をより確実に均等化することが可能となる。
【0008】
また、本発明において、前記粉末供給を一時中断して粉箱を振動させるステップを、粉箱内に所定量の30〜60%まで粉末が供給された時点で、少なくとも1回行うことが望ましい。
本発明によれば、粉箱を振動させることによる、粉箱内の粉末密度の均等化が確実に行われることとなる。
【0009】
また、本発明において、前記粉箱の振動を、粉箱から金型のキャビティへと粉末を投入する際に、粉箱を粉末供給位置から金型上へと移動させるための駆動手段によって与えることが望ましい。
本発明によれば、粉箱を大きく揺り動かすように振動させることが可能となり、粉箱内に円錐状に堆積される粉末を効果的に崩し、粉箱内に均等に堆積させることが可能となる。
【発明の効果】
【0010】
本発明はこのように構成したので、粉末成形方法において、最初の成形を開始する前から、粉箱内の粉末密度を均等にすることが可能となり、その結果として、成形の初期段階から所望の重量を有する粉末成形品を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態に係る粉末成形プレスの給粉装置10は、図2に示されるように、原料粉ホッパー12と、粉末秤量機14と、1回の成形に必要な粉量を上回る粉末容積を有するサブホッパー16と、サブホッパー16の粉末出口を開閉するシャッター18と、1回の成形に必要な粉量を上回る粉末容積を有する粉箱20とをこの順序で配置したものである。粉箱20の容積は、金型24のキャビティ26の容積を上回るものであり、具体例として、金型のキャビティ26の容積に対し5〜20倍の容積を有している。
また、サブホッパー16には、サブホッパー内の粉量感知センサー22を備え、粉箱20には、粉密度センサー42を備えている。更に、粉箱20を、シャッター18直下の位置P1と、金型24のキャビティー26直上の位置P2との間で移動させる駆動手段28と、粉量感知センサー22の検出結果に基づき、1回の成形に必要な粉量を基準に調整された粉量を切出すように、粉末秤量機14を制御する制御手段30とを備えている。
【0012】
粉末成形プレスの給粉装置10の各構成について更に説明する。
ます、粉末秤量機14は、振動式フィーダー32と、漏斗状の粉末の一時貯留容器34と、一時貯留容器34の重量測定センサー36と、一時貯留容器34の粉末出口を開閉するシャッター38とを備えている。シャッター38は、シリンダー等の駆動手段によって開閉駆動されるものである。なお、原料粉ホッパー12の直下に粉末秤量機14を配置し、かかる粉末秤量機14で計量された粉末を、振動式フィーダー32に換えて、直接的に若しくは粉供給ロボットを用いて、サブホッパー16へと供給することも可能である。
【0013】
サブホッパー16は漏斗状をなしており、その粉末出口は、シャッター18の設置スペースを確保しつつ、粉箱20の上面に可能な限り接近するように配置されている。したがって、サブホッパー16から重力落下によって粉箱20に落下した粉末が一定量以上になると、粉箱20内に堆積した粉末自体がサブホッパー16の粉末出口を塞ぐことで、粉末の流れはせき止められ、サブホッパー16から粉箱20への粉末の移動は物理的に停止することとなる。なお、シャッター18は、シリンダー等の駆動手段によって開閉駆動されるものである
【0014】
粉箱20は、底面が開放され、上面は、サブホッパー16から粉末供給を受けるための必要最小限の開口を備える蓋20aで塞がれている。そして、箱体20は、ダイス24Aの上面に連続する平坦なスライドテーブル40上を摺動自在となっている。更に、駆動手段28を構成するシリンダのピストンロッド28aの伸縮により、箱体20はスライドテーブル40上を摺動し、箱体20内の粉末は、シャッター18直下の位置P1と、金型24のキャビティー26直上の位置P2との間を、矢印Sで示すように移動する。蓋20aは、粉箱20がシャッター18直下の位置P1と金型24のキャビティー26直上の位置P2との間を移動する間、サブホッパー16の粉末出口を塞ぐことができるように、その一部が、図2の如く粉箱20の端部から延長されている。なお、箱体20、駆動手段28、スライドテーブル40、金型24のダイス24A、下ポンチ24B、上ポンチ24Cは、既存の粉末成形プレスおよびその給粉装置と同様の構成を有するものである。
【0015】
サブホッパー16内の粉量感知センサー22は、サブホッパー16内の粉量が、最適な粉量の範囲の最少量以下であることを検出する最少粉量感知センサー22Aと、サブホッパー16内の粉量が、最適な粉量の範囲の最大量以上であることを検出する最大粉量感知センサー22Bとを備えており、何れの検出結果も、制御手段30によって把握されるようになっている。
なお、制御手段30は、パーソナルコンピュータ等の電子計算機によって構成することが可能であり、センサー22の感知信号を受信するのみならず、駆動手段28の作動制御、粉末秤量機14の重量測定センサー36の感知信号の受信、粉末秤量機14によるサブホッパー16への粉末供給量の決定、振動式フィーダー32への制御信号の送受信、粉密度センサー42の感知信号の受信等を行うものである。
【0016】
続いて、図1、図2を参照しながら、本発明の実施の形態に係る粉末投入方法の各ステップを説明する。
(1)まず、粉末秤量器14によって、原料粉ホッパー12から必要量の粉末をサブホッパー16へと供給する。そして、シャッター18を開き、サブホッパ16内の粉末を、粉箱20へと投入する。前述の如く、粉箱20を塞ぐ蓋20aには、サブホッパー16から粉末供給を受けるための必要最小限の開口が形成されているので、粉箱が位置P1にあるとき、シャッター18を開くことのみによって、粉末はサブホッパー16から粉箱20へと落下する。サブホッパー16内の粉末が無くなると、シャッター18を閉じて、原料粉ホッパー12から粉末供給を受ける。そして、再びシャッター18を開き、粉末を粉箱20へと供給する。以上の粉末供給作業を、複数回(本実施の形態では5回)繰り返す。なお、この供給回数は、粉箱20が粉末で満たされた状態の、30〜60%の粉末が供給されるための回数である。
【0017】
(2)本発明の実施の形態では、5回の粉末供給を完了した後、シャッター18を閉じる。
(3)そして、駆動手段28によって粉箱20を振動させる。この振動は、位置P1から位置P2へと粉箱20を移動させる動作よりもストロークを短くして、複数回(2回から7回程度)行う。かかる振動により、粉箱20内で円錐状に堆積した粉末は崩され、粉箱20の全体に平均的に堆積する。
(4)続いて、シャッター18を開く。
(5)そして、サブホッパー16から粉箱20への粉供給を再開する。
(6)サブホッパー16から粉箱20に落下した粉末が一定量以上になると、粉箱20内に堆積した粉末自体がサブホッパー16の粉末出口を塞ぐので、粉末の流れはせき止められ、サブホッパー16から粉箱20への粉末の移動は物理的に停止する。この状態では、サブホッパー16内の粉末が残存していることから、センサー22によって粉末が感知される。このように、センサー22により粉末が感知されるまで、サブホッパー16から粉箱20への粉供給を繰り返す。
【0018】
(7)ステップ(6)で、粉末が感知されると、シャッター18を閉じる。
(8)そして、ステップ(3)と同様に、駆動手段28によって粉箱20を振動させる。かかる振動により、粉箱20内で円錐状に堆積した粉末は崩され、粉箱20の全体に平均的に堆積する。
(9)再度、シャッター18を開く。
(10)ステップ(8)において、粉箱20内に、円錐状に堆積した粉末が崩された後も、サブホッパー16内の粉末が残存していることが、センサー22によって感知された場合には、それ以上の粉末の落下は生じないということであり、粉箱20内には粉末が既に満たされた状態となっている。そこで、駆動手段28によって粉箱20を位置P1から位置P2へと粉箱20を移動させ、粉末成形を開始する。
(11)一方、ステップ(10)において、センサー22が粉末を感知しない場合には、ステップ(8)において、円錐状に堆積した粉末が崩された状態で、サブホッパー16内の粉末が更に粉箱20内へと落下したということである。よって、粉箱20は未だ粉末で満たされていない状態にある。この場合には、再度シャッター18を閉じる。
(12)そして、原料粉ホッパー12からサブホッパー16に粉末を供給する。
(13)再度シャッター18を開き、サブホッパー16から粉箱20へと粉末を供給する。そして、センサー22によって粉末が感知された時点で、粉箱20内に粉末が満たされた状態となっている。そこで、駆動手段28によって粉箱20を位置P1から位置P2へと粉箱20を移動させ、粉末成形を開始する。
【0019】
なお、粉末成形の開始後は、シャッター18を開けたままにしておくことにより、粉箱20が位置P1に戻った時点で、自動的にサブホッパー16から粉末が供給される。前述の如く、蓋20aは、粉箱20がシャッター18直下の位置P1と金型24のキャビティー26直上の位置P2との間を移動する間、サブホッパー16の粉末出口を塞ぐことができるように、その一部が粉箱20の端部から延長されている。よって、シャッター18を開けたままで粉箱20を位置P1から移動させても、サブホッパー16から粉末が漏れ出すことはない。
【0020】
上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。まず、成形品の成形開始前に、粉箱20へと粉末を供給する際、粉箱内の粉量が所定量(粉箱が粉末で満たされた状態)に至る前の時点で、粉末供給を一時中断して粉箱を振動させることで(ステップ(3)、(8))、粉末の持つ安息角が影響して粉箱20内に円錐状に堆積する粉末を崩し、粉箱20の全体に渡って均等に粉末を堆積させることが可能となる。そして、粉末供給を再開し(ステップ(5)、(12))、粉箱20内の粉量が所定量に達した後に(ステップ(10))、粉箱20から成形型24へと粉末を投入することで、最初の成形を開始する前から、粉箱20内の粉末密度を均等にすることが可能となる。
【0021】
図3(a)、(b)には、密度センサー42の出力電圧V(粉末密度に比例する)と、成形個数Nとの関係との関係が示されている。ここで、図3(a)は、サブホッパー16から粉箱20へと粉末を供給する際に、粉箱20に振動を与えなかった場合を示しており、成形の初期段階では、粉箱20の粉末密度が低いことが読み取れる。一方、図3(b)は、本発明の実施の形態を示しており、成形の初期段階における、粉箱20の粉末密度は、連続成形時の粉末密度と同様であることが読み取れる。図3(c)には、本発明の実施の形態に係る、成形体重量Gと成形個数Nとの関係を示している。このように、本発明の実施の形態では、成形の初期段階から、所望の重量を有する粉末成形品を得ることが可能となる。
【0022】
また、粉箱20内の粉量が所定量に至る前の時点で、サブホッパー16から粉箱20への粉末供給を一時中断して粉箱20を振動させ、その後、粉末供給を再開するまでのステップを複数回繰り返すことで(ステップ(3)〜(5)、(8)〜(12))、最初の成形を開始する前から、粉箱20内の粉末密度を、より確実に均等化することが可能となる。
又、粉末供給を一時中断して粉箱を振動させるステップ(ステップ(3))を、粉箱内に所定量の30〜60%まで粉末が供給された時点で、少なくとも1回行うことで、粉箱20を振動させることによる、粉箱20内の粉末密度の均等化が、確実に行われることとなる。なお、粉箱20の最初の振動のタイミングがこれよりも遅くなると、粉末密度を均等にする効果が弱まることとなる。
【0023】
しかも、本発明の実施の形態では、粉箱20の振動を、粉箱20から金型24のキャビティ26へと粉末を投入する際に、粉箱20を粉末供給位置P1から金型上P2へと移動させるための駆動手段28によって与えることで、粉箱20を大きく揺り動かすように振動させることが可能となる。したがって、粉箱20内に円錐状に堆積される粉末を効果的に崩し、粉箱20内に均等に堆積させることが可能となる。また、既存の駆動手段28を有効活用し、装置の複雑化を防ぐことが可能となる。
【0024】
なお、粉箱20の蓋20aに設けられた開口を大きくし、サブホッパー16に対する粉箱20の位置を、駆動手段28によって変化させながら粉末供給を行うこととすれば、粉末は粉箱20内に比較的均等に堆積することとなる。かかる場合には、粉箱20を振動させる回数を少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の実施の形態に係る粉末投入方法のフローチャートである。
【図2】本発明の実施の形態に係る、粉末投入方法が適用される粉末成形プレスの給粉装置を示す模式図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る粉末投入方法の効果を示すグラフである。
【符号の説明】
【0026】
10:粉末成形プレスの給粉装置、12:原料粉ホッパー、14:粉末秤量機、16:サブホッパー、18:シャッター、20:粉箱、20a:蓋、22:粉量感知センサー、24:金型、26:キャビティー、28:駆動手段、30:制御手段、32:振動式フィーダー、34:一時貯留容器、36:重量測定センサー、38:シャッター、40:スライドテーブル、42:粉密度センサー





 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013