JPH1192802A - 焼結により接合した焼結体の選別方法およびこの方法に用いる選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 径方向に接合した焼結体を能率よく確実に選
別する。 【解決手段】 パーツフィーダにより円環状の焼結体１
を径方向に一列に並べ軸方向が水平になった状態に整列
させる。この状態で、焼結体１を傾斜案内路31上に送り
出す。接合していない焼結体１は、傾斜案内路31上を転
がり落ちるため、傾斜案内路31の下端部の放出部39から
放出されたとき、より遠くまで飛ぶ。一方、径方向に接
合した焼結体１は、転がることができないため、遠くま
で飛ばずに落下する。この落下位置の違いにより、径方
向に接合した焼結体１を選別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼結により接合し
た焼結体の選別方法およびこの方法に用いる選別装置に
関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】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プレスにより圧
縮して圧粉体を成形した後、この圧粉体を焼結炉で加熱
することが行われる。この焼結に際して、圧粉体を例え
ばトレー上に並べて互いに接触していない状態で焼結炉
内に送り込むこともあるが、トレー上に並べたりする作
業は手間がかかるため、比較的小型で大量に生産される
ような圧粉体の場合は、多数の圧粉体を密着且つ積層し
た状態のまま焼結炉内に送り込む。

【０００３】この場合、圧粉体が互いに接触した状態で
焼結されるため、圧粉体が焼結されてなる焼結体が互い
に接合してしまうことがあるが、接合した焼結体は、接
合していない焼結体から選別するとともに分離する必要
がある。従来、この選別および分離は手作業により行わ
れていた。しかし、多数の焼結体の中から接合した焼結
体を手作業で選別するのは手間も時間もかかり、また、
見落としも避けられない。

【０００４】これに対して、特開平８−６０２０２号公
報には、螺旋型のパーツフィーダを利用して、接合した
焼結体の選別および分離を行う方法が記載されている。
すなわち、同公報に記載の方法は、パーツフィーダの振
動によって互いに接合した焼結体を分離させるものであ
る。また、振動のみによっては分離されない焼結体は、
これら焼結体が少しずつ上昇しながら移送されていく最
中に、その移送路中に設けたワイパーや切欠き部などに
より選別して落下させ、この落下による衝撃によって分
離させるようにしている。前記ワイパーや切欠き部は、
寸法および形状が所定の条件を満たす物体のみを通過可
能とする関門部をなすものである。しかし、このような
関門部を利用する選別方法では、接合していない焼結体
も排除されてしまうことが多く、選別の能率が悪いとと
もに、選別可能な焼結体の形状が限定される問題があ
る。

【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、径方向に互いに接合した焼結体を能率よ
く選別できるとともに、選別可能な焼結体の形状に対す
る制約が少ない焼結により接合した焼結体の選別方法お
よびこの方法に用いる選別装置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の発明の焼結に
より接合した焼結体の選別方法は、前記目的を達成する
ために、外面がほぼ回転体形状をなす多数の焼結体の中
から径方向に互いに接合した焼結体を選別する方法であ
って、水平面に対して傾斜した傾斜面上にこの傾斜面の
上側から前記焼結体を軸方向がほぼ水平になった状態で
順次送り出し、前記傾斜面の下端部に形成した放出部か
ら前記焼結体を放出させるものである。

【０００７】上側から傾斜面に送り出された焼結体は、
傾斜面上を滑り落ちていく。このとき、焼結体の外面が
ほぼ回転体形状をなし、かつ焼結体の軸方向がほぼ水平
になっているため、接合していない焼結体ならば、傾斜
面上で転がることにより大きく加速し、傾斜面の下端部
の放出部から放出されるときの速度が大きくなり、その
結果、より遠くまで飛んで落下する。一方、径方向に接
合した焼結体であると、転がることができないため、傾
斜面との間の摩擦により大きく加速できず、放出部から
放出されるときの速度が小さくなり、その結果、遠くま
で飛ばずに落下する。この落下位置の違いにより選別が
行われる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明の焼結
により接合した焼結体の選別方法において、前記放出部
は、ほぼ水平ないし前記傾斜面とは逆に傾斜した傾斜面
にしたものである。

【０００９】これにより、接合した焼結体と接合してい
ない焼結体との落下位置の違いが大きくなる。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１または２に記
載の焼結により接合した焼結体の選別方法に用いる選別
装置であって、振動により前記焼結体を移送する移送機
構と、この移送機構による移送中に前記焼結体を径方向
に一列に並ぶとともに軸方向がほぼ水平になった状態に
整列する整列案内路と、この整列案内路に上端部が繋が
り底面が水平面に対して傾斜した傾斜面になった凹溝状
の傾斜案内路と、この傾斜案内路の下端部に形成された
放出部とを備えたものである。

【００１１】焼結体は、振動により整列案内路で移送さ
れている最中に、径方向に一列に並ぶとともに、軸方向
がほぼ水平になった状態に整列され、この状態で凹溝状
の傾斜案内路に送り出される。そして、底面が傾斜面に
なっており下端部に放出部を有する傾斜案内路により、
前述のようにして選別が行われる。

【００１２】

【発明の実施形態】以下、本発明の一実施例について、
図７を参照しながら説明する。１は選別の対象となる焼
結体であり、この焼結体１は、図７（ａ）に示すよう
に、円環状のものであって、外面がほぼ回転体形状をな
している。焼結体１の外面は、完全な回転体形状である
必要はなく、外歯車などであってもよい。また、本焼結
体１は、直径が軸方向長さよりも大きい比較的偏平な形
状のものになっているが、直径が軸方向長さよりも小さ
い形状の焼結体にも下記の選別方法は適用可能である。
そして、本焼結体１の製造に際しては、多数の圧粉体が
密着且つ積層した状態のまま焼結炉に送り込まれ、その
結果、焼結された焼結体１は接合してしまうことがあ
り、接合の形態も図７（ｂ）や図７（ｃ）に示すように
様々である。図７（ｂ）は、２つの焼結体１が径方向に
接合した状態、図７（ｃ）は、２つの焼結体１が軸方向
に接合した状態を示している。他に、ねじれの位置関係
で接合したり、３つ以上の焼結体１が接合することもあ
る。特に横方向の接合が生じやすい。

【００１３】つぎに、選別装置の構成について、図１か
ら図６を参照しながら説明する。図２に於いて、６は振
動により焼結体１を移送する移送機構としての螺旋型の
パーツフィーダで、このパーツフィーダ６は、フィーダ
本体７上にフィーダ容器８が可動に支持されており、フ
ィーダ本体７に内蔵されたコアおよびコイルなどからな
る電磁式駆動源あるいは圧電式駆動源（図示していな
い）によりフィーダ容器８がねじり振動するものであ
る。このねじり振動の中心は、フィーダ容器８の鉛直な
中心軸とほぼ一致している。なお、フィーダ容器８は、
内容器９と外容器10とからなっている。

【００１４】前記フィーダ容器８の内容器９内の底面
は、中央部が膨出した緩い円錐形状の受入れ部11になっ
ている。そして、図示していない供給装置から供給され
てきた焼結体１が供給シュート12から受入れ部11へ投入
されるようになっている。また、内容器９内の周辺部に
は、前記受入れ部11から上昇していく螺旋状の移送路13
が形成されている。この移送路13は、フィーダ容器８の
径方向外方へ向かって下降する方向へ傾斜した突片から
なっている。また、移送路13の出口側の部分は、フィー
ダ容器８の上部において内容器９の外周側へ張り出して
おり、この移送路13の出口側の部分の下方に位置してフ
ィーダ容器８の外容器10には樋部14が設けられている。
この樋部14の底面は、移送路13の出口側へ向かって下降
する傾斜面になっており、樋部14の内部は、その先端に
おいて内容器９内の最下部に通じている。

【００１５】前記移送路13の出口側の部分は、図３で示
す様に焼結体１を径方向に一列に並べるとともに軸方向
がほぼ水平になった状態に整列させる整列案内路16をな
している。この整列案内路16は、フィーダ容器８の径方
向外方へ向かって下降する方向へ傾斜した上向きの第１
の案内面17と、この第１の案内面17の下端縁からフィー
ダ容器８の径方向外方へ向かって上昇する方向へ傾斜し
た上向きの第２の案内面18とを有しており、これら両案
内面17，18は互いに直交している。そして、図４（ａ）
（ｂ）に示すように、整列案内路16の入口側から出口側
に向かって、第１の案内面17が水平面に対してなす角度
αは次第に90°に近付いていき、したがって、第２の案
内面18が水平面に対してなす角度は次第に０°に近付い
ていく。また、第１の案内面17の幅は、焼結体１の直径
よりも若干大きい程度になっており、第２の案内面18の
幅は、焼結体１の軸方向長さの半分よりも若干大きい程
度になっている。

【００１６】さらに、前記整列案内路16の入口側の部分
においては、第１の案内面17の上端縁から内容器９の周
壁の上端縁まで下降する戻し斜面19が形成されている。
一方、整列案内路16の出口側の部分においては、第１の
案内面17の上端縁と内容器９の周壁との間は開口部20に
なっている。また、この開口部20の始端位置付近におい
て、第２の案内面18には、整列案内路16の入口側から出
口側へ向かって下降する段差部21が形成されている。こ
の段差部21の上側に位置して第１の案内面17にはガイド
板22がボルト23により固定されている。このガイド板22
は、第２の案内面18との間に焼結体１の直径よりも若干
大きい程度の隙間を形成するものであり、位置調整可能
になっている。また、整列案内路16は、段差部21から出
口部まで徐々に上昇する。

【００１７】そして、この整列案内路16の出口部は図６
で示す様に傾斜案内路31の入口部に繋がっている。この
傾斜案内路31は、フィーダ容器８の外周側に固定された
ベース板32とこのベース板32上に平行に立設された内周
側壁33および外周側壁34により上方へ開口した凹溝状に
なっており、ベース板32の上面によって形成される底面
が水平面に対して所定の角度βで傾斜した傾斜面35にな
っている。その傾斜の方向は、傾斜案内路31の入口部か
ら下降する方向である。また、外周側壁34は、この外周
側壁34の下部に設けられた複数の突片36が前記ベース板
32にそれぞれボルト37で固定されていることにより、こ
のベース板32に取り付けられている。そして、前記ボル
ト37は、突片36に形成されフィーダ容器８の径方向に延
びる長孔38に通してあり、これにより、内周側壁33およ
び外周側壁34間の間隔が調整可能になっている。さら
に、前記傾斜案内路31の下端部をなすベース板32の先端
部は、ほぼ水平で前記傾斜面35とは逆に焼結体１の進行
方向へ向かって上昇する方向へ若干傾斜した放出部39に
なっている。

【００１８】さらに、前記放出部39の前方には排出シュ
ート41が設けられている。この排出シュート41の入口部
と放出部39とは水平な方向において所定の間隔が取られ
て居り、この排出シュート41の入口部と放出部39との間
の隙間は、前記樋部14の上方に位置している。また、排
出シュート41の出口部は、収容容器42（図２）の上方に
位置している。

【００１９】つぎに、前記選別装置を用いた選別方法に
ついて説明する。図２で示す様に多数の焼結体１が供給
シュート12からフィーダ容器８の内容器９内に投入され
る。この内容器９内に投入された焼結体１は、矢印ａで
示すように、フィーダ容器８のねじり振動により受入れ
部11から移送路13を上昇していく。焼結体１は、直径が
軸方向長さよりも大きい形状になっているので、概ね移
送路13の上面に対して軸方向が直交した姿勢になる。

【００２０】さらに、焼結体１は、整列案内路16に達
し、この整列案内路16を移送されていく。この整列案内
路16において、焼結体１は、端面が第１の案内面17に載
り、外周面が第２の案内面18に載った状態になる（図４
にて示す）。これとともに、第１の案内面17は、幅が焼
結体１の直径よりも若干大きい程度になっており、焼結
体１が一列にしか載ることができないので、焼結体１
は、整列案内路16において一列に整列することになる。
なお、整列案内路16に入るときに溢れた焼結体１があっ
た場合、この焼結体１は、戻り斜面19を滑り落ちて内容
器９内に回収される。さらに、図４（ａ）（ｂ）に示す
ように、焼結体１の移送方向へ向かって、第１の案内面
17が水平面に対してなす角度αは次第に90°に近付いて
いき、第２の案内面18が水平面に対してなす角度は次第
に15°位まで小さくなっていくので、整列案内路16での
移送中に、焼結体１は、軸方向が次第に水平に近付いて
いく。

【００２１】整列案内路16において、軸方向に互いに接
合した焼結体１あるいはねじれの位置関係で互いに接合
した焼結体１があった場合、前述のように第２の案内面
18が水平面に対してなす角度が15°程度に近付いていく
と、この第２の案内面18の幅が焼結体１の軸方向長さの
半分よりも若干大きい程度であるために、接合した焼結
体１の安定性が悪くなる。そのため、接合した焼結体１
は、図５に示すように、フィーダ容器８の振動により整
列案内路16から樋部14へ落下し、この樋部14から内容器
９内へ回収される。なお、この選別が行われた後、第２
の案内面18が水平面に対してなす角度は０°となり、図
示していないガイドにより焼結体１の落下は防止される
ようになる。また、整列案内路16の途中で第２の案内面
18の段差部21を通るとき、この段差部21に対向している
ガイド板22の案内により、接合した焼結体１の一部が排
除され、開口部20を通って樋部14へ落下する。しかし、
径方向において接合し進行方向に並んだ焼結体１に対し
ては、前記第２の案内面18の角度および幅の設定による
選別と段差部21およびガイド板22による選別は、十分有
効には働かない。径方向において接合し進行方向に並ん
だ焼結体１は、以下に説明するように傾斜案内路31によ
り選別される。

【００２２】すなわち、整列案内路16を移送されてきた
焼結体１は、整列案内路16の出口部から傾斜案内路31に
順次送り出される。このとき、焼結体１の軸方向はほぼ
水平になっている。そして、焼結体１は、傾斜案内路31
を滑り落ちていき、この傾斜案内路31の下端部の放出部
39から放出される。その際、焼結体１は円環状になって
いるとともに軸方向がほぼ水平になっているので、接合
していない焼結体１ならば、傾斜案内路31の底面の傾斜
面35上で転がることにより大きく加速し、放出部39から
放出されるときの速度が大きくなり、図１に矢印ｂで示
すように、より遠くまで飛んで落下する。その結果、焼
結体１は、放出部39と排出シュート41の入口部との間の
隙間を飛び越えてこの排出シュート41に落下し、この排
出シュート41を滑り落ちて収容容器42内に収容される。
一方、径方向に接合した焼結体１であると、転がること
ができないため、傾斜面35との間の摩擦により大きく加
速できず、放出部39から放出されるときの速度が小さく
なり、図１に矢印ｃで示すように、遠くまで飛ばずに落
下する。その結果、焼結体１は、排出シュート41まで達
することができず、放出部39と排出シュート41の入口部
との間の隙間から樋部14へ落下し、内容器９内に回収さ
れる。このようにして、径方向に接合した焼結体１が選
別される。

【００２３】なお、接合していない焼結体１であって
も、傾斜案内路31において径方向に接合した焼結体１に
後続していると、この焼結体１により制動されてあまり
加速せず、放出部39から放出されたとき、排出シュート
41まで達することができず、樋部14へ落下する。しか
し、このように誤選別された焼結体１でも、パーツフィ
ーダ６における移送が繰り返されるうちに、接合してい
ない焼結体１として収容容器42内に収容される。逆に、
接合した焼結体１が誤って収容容器42内に収容されるこ
とはない。

【００２４】また、接合していた焼結体１は、フィーダ
容器８の振動や選別されて落下したときの衝撃により互
いに分離していく。このようにしてパーツフィーダ６に
おける移送が繰り返されるうちに、接合していた焼結体
１も分離していき、接合していない焼結体１として収容
容器42内に収容される。

【００２５】以上のように、前記実施例の構成によれ
ば、接合していない焼結体１と径方向に接合した焼結体
１とでは、傾斜案内路31を滑り落ちるときの加速が異な
るものになり、放出部39から放出された後の落下位置が
異なるものになることを利用して選別を行うようにした
ので、誤選別を防止でき、選別を能率よく確実にでき
る。例えば、毎秒10個程度の処理が可能である。

【００２６】また、本実施例で示したような軸方向長さ
が比較的小さい焼結体１の場合、パーツフィーダ６によ
る移送を行うと、焼結体１の軸方向が移送方向と直交し
た状態になる現象を利用した選別方法、例えば、パーツ
フィーダ６による移送中に寸法および形状が所定の条件
を満たす物体のみを通過可能とする関門部を設けること
によって行う選別方法では、径方向に接合した焼結体１
を確実に選別することはできない。これに対して、本発
明によれば前記実施例で説明の通り、軸方向長さが比較
的小さい焼結体１であっても、径方向に接合した焼結体
１の選別が行える。もちろん、直径よりも軸方向長さが
大きいような焼結体の選別にも適用できる。したがっ
て、選別可能な焼結体１の形状に対する制約も少なくな
る。

【００２７】さらに、傾斜案内部31を形成する外周壁部
34の位置を調整可能として、傾斜案内部31の溝幅を調整
することにより、軸方向の長さが異なる焼結体１に対し
て、同一の選別装置を用いることができる。また、ガイ
ド板22も位置調整可能になっているので、焼結体１の径
方向の寸法の違いに対応できる。

【００２８】また、放出部39は、ほぼ水平で傾斜案内路
31の傾斜面35とは逆に焼結体１の進行方向へ向かって上
昇する方向へ若干傾斜させたので、接合した焼結体１と
接合していない焼結体１との落下位置の違いが大きくな
る。これにより、選別をより能率よく確実にできる。

【００２９】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、
選別の対象となる焼結体１の形状は、図示のものには限
らず、外面がほぼ回転体形状をなす焼結体であれば、各
種形状の焼結体に本発明を適用できる。また、前記実施
例では、焼結体１を径方向に一列に並べるとともに軸方
向が水平になった状態に整列させるために螺旋型のパー
ツフィーダ６を利用したが、焼結体の整列手段はそれに
限るものではない。さらに、傾斜案内部の下端部の放出
部は、水平にしてもよく、また、焼結体の放出方向へ向
かって下降する方向へ傾斜したものとしてもよい。ただ
し、傾斜案内部の底面の傾斜面の傾斜よりは傾斜を緩く
すべきである。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、外面がほぼ回
転体形状をなす多数の焼結体の中から径方向に互いに接
合した焼結体を選別する方法であって、傾斜面上にその
上側から焼結体を軸方向がほぼ水平になった状態で順次
送り出し、傾斜面の下端部の放出部から焼結体を放出さ
せるので、傾斜面上で転がることができる接合していな
い焼結体と、傾斜面上で転がることができない接合した
焼結体とでは、放出部から放出された後の落下位置が異
なることから、接合した焼結体の選別ができ、しかも、
この選別を能率よく確実にできる。また、選別可能な焼
結体の形状に対する制約も少なくできる。

【００３１】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、放出部は、ほぼ水平ないし前記傾斜面
とは逆に傾斜した傾斜面にしたので、接合した焼結体と
接合していない焼結体との落下位置の違いが大きくなる
ことにより、選別をより能率よく確実にできる。

【００３２】請求項３の発明によれば、振動により焼結
体を移送する移送機構と、この移送機構による移送中に
焼結体を径方向に一列に並べるとともに軸方向がほぼ水
平になった状態に整列させる整列案内路と、この整列案
内路に繋がり底面が傾斜面になった凹溝状の傾斜案内路
と、この傾斜案内路の下端部に形成された放出部とを備
えた選別装置により、請求項１の発明の選別方法を実施
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す傾斜案内路による選別
方法の作用説明図である。

【図２】同上選別装置全体の斜視図である。

【図３】同上選別装置の整列案内路付近の斜視図であ
る。

【図４】同上整列案内路の断面図で、（ａ）は整列案内
路の入口部側の位置、（ｂ）は整列案内路の出口部側の
位置を示している。

【図５】同上整列案内路における選別の作用説明図であ
る。

【図６】同上選別装置の傾斜案内路付近の斜視図であ
る。

【図７】焼結体の斜視図で、（ａ）は接合していない状
態、（ｂ）は径方向に接合した状態、（ｃ）は軸方向に
接合した状態を示している。

【符号の説明】

１ 焼結体 ６ パーツフィーダ（移送機構） 16 整列案内路 31 傾斜案内路 35 傾斜面 39 放出部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外面がほぼ回転体形状をなす多数の焼結
   体の中から径方向に互いに接合した焼結体を選別する方
   法であって、水平面に対して傾斜した傾斜面上にこの傾
   斜面の上側から前記焼結体を軸方向がほぼ水平になった
   状態で順次送り出し、前記傾斜面の下端部に形成した放
   出部から前記焼結体を放出させることを特徴とする焼結
   により接合した焼結体の選別方法。
2. 【請求項２】 前記放出部は、ほぼ水平ないし前記傾斜
   面とは逆に傾斜した傾斜面にしたことを特徴とする請求
   項１記載の焼結により接合した焼結体の選別方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の焼結により接
   合した焼結体の選別方法に用いる選別装置であって、振
   動により前記焼結体を移送する移送機構と、この移送機
   構による移送中に前記焼結体を径方向に一列に並べると
   ともに軸方向がほぼ水平になった状態に整列させる整列
   案内路と、この整列案内路に上端部が繋がり底面が水平
   面に対して傾斜した傾斜面になった凹溝状の傾斜案内路
   と、この傾斜案内路の下端部に形成された放出部とを備
   えたことを特徴とする選別装置。