JPH0724824A - 粉体充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は。細長比が大きい型の内部に粉体を充
填するに際して、充填密度が高く且つ密度むらが小さ
く、しかも短時間で高い音を発生させることなく充填で
きる粉体充填装置を提供することを目的とする。 【構成】細長比の大きい筒状の型に粉体を充填する装置
において、型に振動を与える振動機構と、型を叩いて型
の軸方向に衝撃を与える衝撃機構とを具備することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は細長比の大きい筒状の型
に粉体を充填する粉体充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば金属焼結体の製造において、金属
粉体を型内部に供給して成形体を成形する工程において
は、その前段として型の内部に粉体を充填することが必
要となる。

【０００３】この充填工程において技術的に重要なこと
は、第一に、型の内部における各部分の充填密度のむら
がなく、充填密度が一定であること、第二に、圧縮成形
時における粉体の圧縮変位量が小さく成形密度のむらが
小さくなるようにするために粉体の充填密度が高いこ
と、第三に、充填時間が短く量産に適していること、が
挙げられる。

【０００４】ところで、最近細長い形状、すなわち細長
比が大きい形状の成形体を成形する機会が多くなってき
ている。細長比とは、成形体の軸方向に沿う切断線で切
断された断面の面積と、軸方向に対して直角な切断線に
沿う断面の面積との比である。

【０００５】この形状の成形体を成形する場合には、同
様に細長比の大きい細長い型に粉体を充填することにな
る。この場合には、通常型を立てて置き、粉体を型の上
端から充填するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな細長比が大きい型の内部に粉体を充填する場合に
は、その形状による制限から前述した要求事項のうち第
一点と第三点を満足させることが困難である。

【０００７】これは、細長比が大きい型の内部に粉体を
充填すると、粉体の充填中に粉体と型の壁部内面との摩
擦力との関係で粉体がブリッジを作り易いこと、また粉
体の自重のかかり方が型の下部と上部とで異なること、
という問題があるからである。

【０００８】この問題を解決するためには、内部に粉体
を充填した型を軸方向に繰り返し落下させ、その衝撃に
より型の内部に充填された粉体を詰めて充填密度を高め
るタッピング法と呼ばれる方法が採用されている。

【０００９】この方法では、型を落下する回数を増加さ
せることにより高い充填密度を容易に得ることができ
る。しかし、この方法は型の上部における粉体の充填密
度と型の上部における粉体の充填密度とに差ができるの
で、圧縮成形後に成形体の寸法にばらつきが生じたり、
成形体が折れる事故が発生することがある。また、型を
落下させる時に衝突音が発生し、この音が騒音となると
いう問題がある。

【００１０】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、細長比が大きい型の内部に粉体を充填するに際し
て、充填密度が高く且つ密度むらが小さく、しかも短時
間で騒音を発生させることなく充填できる粉体充填装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の粉体充填装置は、細長比の大きい筒状の型に
粉体を充填する装置において、前記型に振動を与える振
動機構と、前記型を叩いて前記型の軸方向に衝撃を与え
る衝撃機構とを具備することを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】型の内部への粉体の充填と並行して、振動機構
により所定の周波数と加速度で型へ振動を加えるととも
に、衝撃機構で型の軸方向全体に所定の移動速度とサイ
クルで衝撃を加えることにより、型の内部の粉体が充分
に詰められて型の全体にわたり高く且つ一定の密度で充
填される。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例について説明する。粉体充
填装置について図１ないし図３を参照して説明する。図
中１は粉体を充填する型で、これは静水圧加圧法により
粉体を加圧成形するために用いる型である。これは図４
に示すようにゴムで形成された断面が円形の細長い形
状、すなわち細長比が大きい筒体をなすものである。型
１の両端は開放されている。

【００１４】型１に粉体を充填するに際しては、型１の
一端に金属からなる栓形の蓋２を嵌合固定する。そし
て、この蓋２が下側になるように型１を立てて配置し、
型の上端開口から型１の内部に粉体Ｐを投入する。

【００１５】図中１１は加振器で、これは内部に設けら
れた図示しない振動発生機構により振動体１２を上下方
向および水平方向に振動させるものである。型１は振動
体１２に立てた状態で設置して固定する。

【００１６】１３は型１の粉体Ｐを投入する給粉ノズル
で、図示しない給粉装置に接続されている、給粉ノズル
１３は型１の上端に接続されている。なお、給粉ノズル
１３には給粉センサ１４が設けられており、この給粉セ
ンサ１４は給粉ノズル１３における粉体の通過を検出す
る。

【００１７】１５は支持フレームで、これは加振器１１
に配置された型１と平行に並んだ位置に配置されて本体
フレーム１６に取り付けられている。支持フレーム１５
には上下方向に沿って送りねじ軸１７と直動案内軸１８
が設けられており、送りねじ軸１７は本体フレーム１６
の上端に設けられた電動機１９に連結されている。これ
ら各軸１７、１８には移動体２０が組合されている。す
なわち、移動体２０に形成されたねじ孔には送りねじ軸
１７が螺合され、移動体２０に形成された透孔には直動
案内軸１８が挿通されている。このため、電動機１９に
より送りねじ軸１７を回転させると、移動体２０は送り
ねじ軸１７により移動力を与えられて直動案内軸１８に
案内されて上下方向に沿って直線移動する。

【００１８】移動体２０には、垂直な向きの電動機２
１、この電動機２１に連結された垂直な回転軸２１ａに
取付けられた円板カム２２、垂直な回転軸２３ａに取付
けられたハンマアーム２３、ハンマアーム２３の先端に
取付けられたハンマ２４が設けられている。

【００１９】ハンマアーム２３は型１まで伸びる長さを
持ち、ハンマ２４は型１の壁部に側方から当たるように
なっている。ハンマアーム２３の基部は円板カム２２の
周面に接触しており、且つハンマアーム２３は移動体２
０に取付けられたばね２５によりハンマ２４が型１に接
する方向（ハンマアーム２３の基部が円板カム２２と接
する方向）に変位力が与えられている。

【００２０】このため、電動機２１により円板カム２２
を回転すると、円板カム２２が一回転する過程でハンマ
アーム２３をばね２５のばね力に抗して型１から離れる
方向に強制的に回動させた後、この強制を解除する。こ
の時、ハンマアーム２３はばね２５の弾性力により急激
に型１に向けて軸２３ａを中心に回動されてハンマ２４
が型１の壁部に衝突して衝撃力を加える。すなわち、円
板カム２２が１回転する間にハンマ２４が一緒に移動し
て型１の壁部を側方から叩く。ハンマ２４が型１を叩く
強さはばね２５の張りにより調節する。

【００２１】２６は支持フレームの上端と下端に取り付
けられたリミットスイッチであり、移動体２０が上昇ま
たは下降した時に動作される。各リミットスイッチ２６
は移動体２０により動作されて信号を出力する。図示し
ない制御装置はこのリミットスイッチ２６からの信号を
受けて電動機１９の回転を停止する。

【００２２】このように構成された粉末充填装置の作動
について説明する。給粉装置から送られてくる粉体を給
粉ノズル１３を通して型１の上端開口を通して内部に投
入する。粉体の供給が継続するにつれて型１の内部の下
端から上端まで粉体が充填される。

【００２３】この粉体を充填する過程において、加振器
１１を駆動して振動体１２に設置された型１に振動を与
える。図示しない制御装置により周波数、加速度などの
振動条件を設定する。振動は、粉体１の供給開始から給
粉センサ１４が粉体の終端を検出して所定量の粉体が供
給されるまでの間中型１に加える。これにより型１の内
部に投入された粉体Ｐが型１の内部に順次詰められて行
く。

【００２４】また、前述したように電動機２１によりハ
ンマアーム２３を駆動してハンマ２４で型１の壁を側方
から叩く。ハンマ２４が型１を叩くサイクルは電動機１
９の回転数によって調節する。

【００２５】そして、電動機１９により移動体２０を型
１の上端に対向する位置から下端に対向する位置まで上
下方向、すなわち型１の軸方向に沿って移動させる。移
動体２０に搭載された電動機２１、円板カム２２、ハン
マアーム２３が一緒に移動する。このため、ハンマ２４
は型１の上端から下端間で軸方向全体にわたって叩くこ
とになる。これにより型１の内部の粉体が軸方向全体に
わたって詰められる。

【００２６】このように型１の内部への粉体の充填と並
行して、加振器１１で所定の周波数と加速度で型１へ振
動を加えるとともに、衝撃機構で型１の軸方向全体に所
定の移動速度とサイクルで衝撃を加える。このため、粉
体を型１の内部に全体にわたり高い密度で、且つ密度む
らの少ない均一な密度で充填される。

【００２７】しかも、粉体を型１に充填する速度が早く
短時間で型１の内部全体に粉体を充填することができ
る。さらに、ハンマ２４が型１を叩く時に発生する音
は、型１を落下させる時に発生する音に比較すると大変
小さい。

【００２８】粉体Ｐの充填を終えた型１は、図４（ａ）
に示すように下端開口と同様に上端開口に金属製の栓型
の蓋３を嵌合する。ここで、図４（ａ）に示すように型
１の開口部に嵌合する栓型の金属製の蓋２、３の内部に
ゴムリング４、５を取付けると、型１を用いて静水圧縮
法で加圧成形する時に、蓋２、３の円周方向と軸方向の
両方から粉体Ｐに外力が伝わり良好な成形体が得られ
る、また、図４（ｂ）に示すように断面円型の型１に断
面に偏平部１ａを形成すると、型１の各角部が偏平部を
有する断面四円形をなす成形体を成形できる。これは成
形体をボートに載せて運ぶ時に簡単な手段によりころが
ることを阻止でき、さらにボートに対して面接触して応
力集中を回避できる。なお、本発明は前述した実施例に
限定されずに種々変形して実施することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の粉体充填装
置によれば、型の内部への粉体の充填と並行して、振動
機構で型へ振動を加えるとともに、衝撃機構で型の軸方
向に衝撃を加えることにより、充填密度が高く密度むら
が小さく、しかも短時間で高い音を発生させることなく
粉体を型の内部に充填することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の粉体充填装置を示す正面
図。

【図２】同実施例の粉体充填装置を示す側面図。

【図３】同実施例の粉体充填装置を示す平面図。

【図４】型の一例を示す図。

【符号の説明】

１…型、１１…加振器、１２…給粉ノズル、１７…送り
ねじ軸、１８…直動案内軸、２１…電動機、２３…ハン
マアーム、２４…ハンマ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長比の大きい筒状の型に粉体を充填す
   る装置において、前記型に振動を与える振動機構と、前
   記型を叩いて前記型の軸方向に衝撃を与える衝撃機構と
   を具備することを特徴とする粉体充填装置。