JPH11104894A - 粉末充填方法 - Google Patents

粉末充填方法

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JPH11104894A
JPH11104894A JP27072897A JP27072897A JPH11104894A JP H11104894 A JPH11104894 A JP H11104894A JP 27072897 A JP27072897 A JP 27072897A JP 27072897 A JP27072897 A JP 27072897A JP H11104894 A JPH11104894 A JP H11104894A
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pipe
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勇 浦田
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恵英 竹本
Hiroshi Okajima
博司 岡島
Mikio Kondo
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉末のキャビティへの均一充填をより確実に
する粉末充填方法を提供すること。 【解決手段】 (1)キャビティ5に充填後の粉末6に
パイプ3を挿入してパイプ3のガス流出口4を通してガ
スを流出し、キャビティ内粉末6に再び流動性を与え均
一にする。(2)パイプ3に形成したガス流出口4の径
を入口4a側より出口4b側で大きくして、出口4bで
のガス流速を低下させ、粉箱2内の粉末6の飛散、舞い
上がりを抑制して、均一充填を促進させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉末を粉箱からキ
ャビティに充填する粉末充填方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、粉箱内の粉末をキャビティ内に落
とし込む、落とし込み充填が知られているが、キャビテ
ィの形状が複雑であると、粉末が充填されにくい部分が
生じたり、粉末の粒度および成分偏析が生じたりする。
これを防止する方法として本願出願人等は、特願平8−
75945号(平成8年3月29日出願)に、粉箱内に
複数の孔を有するパイプを配置し、ガスを孔から流出さ
せて粉箱内の粉末に流動性を与えながら、キャビティ内
に粉末を充填する方法を提案した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、粉末に流動性
が与えられるのは粉箱内にある時のみであり、キャビテ
ィに落としこまれる時の状態(微粉の舞い上がりなど)
やキャビティの形状(アンダーカット部有りなど)によ
っては、キャビティに落としこまれた後の粉末が、粒度
および成分偏析を生じていたり未充填部があったりし
て、均一充填となっていないかもしれない。また、キャ
ビティへの粉末の充填を繰り返すうちに、粉箱内にガス
を流出させるパイプの孔に粉末が詰まるなどの理由によ
り、粉箱内へ供給されるガス量が減少し、粉末の流動性
が低下してキャビティへの均一充填が損なわれるかもし
れない。本発明の目的は、粉末のキャビティへの均一充
填をより確実にする粉末充填方法を提供することにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 (1) 複数のガス流出口を有し少なくとも一部が上下
動可能とされた少なくとも1つのパイプからガスを流出
させて粉箱内の粉末に流動性を与えながら、前記粉箱を
キャビィ上に移動させて前記粉箱内の前記粉末を前記キ
ャビティ内に落としこみ前記キャビティに充填する工程
と、前記粉箱内の前記少なくとも1つのパイプの上下動
可能とされた前記少なくとも一部を前記キャビティ内に
充填された粉末に挿入しガスを流出させて前記キャビテ
ィ内の粉末に流動性を与え充填密度を均一化する工程
と、を有する粉末充填方法。 (2) 複数のガス流出口を有する少なくとも1つのパ
イプからガスを流出させて粉箱内の粉末に流動性を与え
ながら、前記粉箱をキャビィ上に移動させて前記粉箱内
の前記粉末を前記キャビティ内に落としこみ前記キャビ
ティに充填する粉末充填方法であって、ガスが前記ガス
流出口の入口側を通過するときの流速を、粉末のパイプ
内への侵入を防止するに有効な流速とする工程と、ガス
が前記ガス流出口の出口側を通過するときの流速を、前
記ガス流出口の入口側を通過するときの流速より低下さ
せて、前記粉末の飛散を防止し充填密度を均一化する流
速とする工程と、を有する粉末充填方法。
【0005】上記(1)の粉末充填方法では、キャビテ
ィ内に充填された後の粉末中に粉箱からパイプを降ろし
て挿入し、ガス流出口からガスを流出させることによ
り、キャビティ内に充填された粉末が、再び流動性を回
復して粉末の再配列が起こり、キャビティ内粉末をより
均一な充填密度とすることができる。上記(2)の粉末
充填方法では、ガスがガス流出口を通過する時の速度を
変化させ、ガス流出口の入口側で粉末のパイプ内への侵
入、孔へのつまりを防止し、ガス流出側で粉末の飛散、
舞い上がりを防止し均一充填を促進させる。従来は孔つ
まり防止と均一充填の両方を同時に満足させることは難
しいと考えられていたが、(2)の方法ではそれができ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は本発明の第1実施例の方法
を実施する装置を示し、図2、図3は本発明の第2実施
例の方法を実施する装置を示している。図中、本発明の
第1、第2実施例に共通する部分には、互いに同じ符号
を付してある。
【0007】まず、本発明の第1、第2実施例の方法を
実施する装置に共通する部分を、たとえば図1を参照し
て、説明する。本発明方法を実施する装置(粉末充填装
置)は、粉末6が供給される、底が開放された粉箱2
と、粉箱2が上方に移動されてきた時に粉箱2内の粉末
6が落としこまれて充填されるキャビティ5と、粉箱2
内に配置された少なくとも1つのパイプ3と、を有す
る。パイプ3は複数のガス流出口4を有し、パイプ3の
うちガス流出口4が形成された部分は、粉箱2に供給さ
れる粉末の上面より下側となる位置に配置される。
【0008】粉末6は、多少でも流動化する粉末であれ
ば適用可能で、その種類、材質、サイズは任意でよく、
また種類、材質、サイズの少なくとも1つが互いに異な
る粉末の混合粉末であってもよい。たとえば、冶金用混
合粉末であってもよいし、あるいはセラミック粉末、な
どであってもよく、その種類等は問わない。パイプ3に
はガス源(図示せず)からガス(ガスの種類は限定され
ないが、たとえば、空気または窒素など)が供給され、
パイプ3内に供給されたガスはガス流出口4を通して粉
末6内に流出し、粉末6に流動性を与える。
【0009】粉箱2は上方がカバー2aによって覆われ
ており、カバー2aには粉箱2内に粉末6を供給するホ
ース11が接続し開口している。キャビティ5は、任意
の構造、形状でよいが、図示例では、ダイス7と、下パ
ンチ8、9と、コアロッド10によって形成されてい
る。ダイス7の上面と面一となるようにテーブル1が設
けられており、テーブル1の上面とダイス7の上面とか
らなる平面上を粉箱2がスライド(滑動)する。ダイス
7の上面はキャビティ5の摺り切り面を構成している。
【0010】上記共通装置部分を用いて実施される本発
明の共通方法部分はつぎの通りである。粉箱2内に粉末
6を供給し、その状態でパイプ3からガス流出口4を通
してガスを流出し粉末6に流動性を与える。この状態を
維持したまま、テーブル1上を、粉箱2をキャビティ5
上方に向かって前進させる。粉箱2は底が開放している
ので、粉箱2がキャビティ5上にくると、粉箱2内の粉
末6は、キャビティ5内に自重で落下し、キャビティ5
に充填される。粉末6は流動性が与えられているので、
キャビティ5に円滑に落とされ、微粉の舞い上がりなど
も少ない。ついで、粉箱2がキャビティ上方から後退さ
れ、図示略のパンチがキャビティ内の粉末6に向かって
降りてきてキャビティ内の粉末6を押して固め、粉末成
形品とする。粉末成形品をキャビティから取り出した
後、再び粉箱2をキャビティ上方位置に前進させ、上記
サイクルを繰返し、粉末成形品を繰返し製作する。
【0011】つぎに、本発明の各実施例に特有な部分の
構成、作用を説明する。本発明の第1実施例の粉末充填
方法を実施する装置(粉末充填装置)を、図1を参照し
て、説明する。粉箱2に対して設置された少なくとも1
つのパイプ3は、少なくとも一部に上下動可能とされた
部分3Bを有し、それ以外の部分3aは上下方向には移
動しない。ただし、パイプ3の全体が上下動可能部分3
Bからなっていてもよい。パイプ3Bは、上下動可能の
ため、粉箱2がキャビティ5の上方に来たとき、下降さ
れてキャビティ5内に、鉛直方向に、挿入可能である。
パイプ3Bには、少なくともキャビティ5内に挿入され
る部分に、ガス流出口4が形成されている。パイプ3B
がキャビティ5内に挿入された状態でパイプ3Bのガス
流出口4からガスが流出すると、キャビティ5内に充填
された後の粉末6に流動性が与えられる。
【0012】本発明の第1実施例の粉末充填方法は、複
数のガス流出口4を有し少なくとも一部3Bが上下動可
能とされた少なくとも1つのパイプ3からガスを流出さ
せて粉箱2内の粉末6に流動性を与えながら、粉箱2を
キャビィ5上に移動させて粉箱2内の粉末6をキャビテ
ィ5内に落としこみキャビティ5に充填する工程と、粉
箱2がキャビティ5上方で停止した時粉箱2内のパイプ
3の上下動可能パイプ3Bをキャビティ5内に充填され
た粉末6に挿入し、上下動可能パイプ3Bのガス流出口
4を通してガスを流出させ、キャビティ5内の粉末6に
流動性を与え充填密度を均一化する工程と、を有する。
上下動可能パイプ3Bのガス流出口4からガスを流出さ
せているときに、上下動不能のパイプ3Aのガス流出口
4からガスを流出させても流出させなくてもよい。
【0013】本発明の第1実施例の粉末充填方法の作用
はつぎの通りである。上下動可能パイプ3Bのガス流出
口4からガスを、キャビティ5に充填された後の粉末6
中に流出させることにより、キャビティ充填後の粉末6
が再び流動性を回復し、粉末の再配列が起こり、より安
定な状態となる。その結果、キャビティ5内の粉末6
は、粉箱2内の粉末とほぼ同じ状態となり、均一な充填
密度とすることができる。これは、とくに薄肉の粉末成
形品において、そのキャビティ形状に合わせて上下動可
能パイプ3Bを配置することにより、薄肉部においても
均一な充填密度を得ることができる。また、振れ精度の
良好な成形品を得ることができる。さらに、アンダーカ
ット成形において、アンダーカット部近傍に上下動可能
パイプ3Bを挿入することにより、アンダーカット部に
おいても均一な充填密度を得ることができる。
【0014】本発明の第2実施例の粉末充填方法を実施
する装置(粉末充填装置)を、図2、図3を参照して、
説明する。粉箱2に対して設けられた少なくとも1つの
パイプ3(上下動不能のパイプ3Aだけからなるパイプ
であってもよいし、上下動可能パイプ3Bを少なくとも
一部に有するパイプ3であってもよい)は、複数のガス
流出口4を有している。パイプ3のうちガス流出口4が
形成されている部分は、粉箱2内に供給される粉末6の
上面より下側に配置され、ガス流出口4から流出される
ガスが粉末6中に流出され粉箱2内の粉末6に流動性を
与える。
【0015】各ガス流出口4は、パイプ3の内径面に入
口4aを有し、パイプ3の外径面に出口4bを有する。
ガス流出口4の出口4bの通路断面積はガス流出口4の
入口4aの通路断面積より大とされている。ガス流出口
4は、入口4aから出口4bに向かって、通路断面積が
テーパ状に拡大されていてもよいし、あるいは段付き状
に拡大されていてもよい。図2、図3は、テーパ状に拡
大された場合を示している。
【0016】ガス流出口4の入口4aの通路の径は粉末
6の径(混合粉末の場合は小さい径の粉末の径)より小
とされることが望ましい。これは、流速を上げて、ある
いは、粉末と入口径の物理的関係により、粉末がガス流
出口4を通してパイプ3内に侵入したりガス流出口4を
閉塞したりすることを防止するためである。また、ガス
流出口4の出口4bの径は、入口4aを通過したガスの
流速を、粉箱2内の粉末2に飛散や舞い上がりを生じさ
せない程度に低下させる径に選定されることが望まし
い。ただし、出口4bの径は、粉末6の種類や、大きさ
や、比重によって、変化する。
【0017】本発明の第2実施例の粉末充填方法は、複
数のガス流出口4を有する少なくとも1つのパイプ3か
らガスを流出させて粉箱2内の粉末6に流動性を与えな
がら、粉箱2をキャビィ5上に移動させて粉箱2内の粉
末6をキャビティ5内に落としこみキャビティ5に充填
する粉末充填方法であって、ガスがガス流出口4の入口
4a側を通過するときの流速V1を、粉末6のパイプ3
内への侵入を防止するに有効な流速とする工程と、ガス
がガス流出口4の出口4b側を通過するときの流速V2
を、ガス流出口4の入口4a側を通過するときの流速よ
り低下させて、粉末6の飛散を防止し充填密度を均一化
する流速とする工程と、を有する。
【0018】本発明の第2実施例の粉末充填方法の作用
はつぎの通りである。粉末6の流動性を向上させるに
は、エアレート値(=ガス流量/粉末体積)は大きい方
が有利である。しかし、粗粒粉(たとえば、鉄粉)と微
粒粉(たとえば、グラファイト粉)の混合粉の充填など
においては、エアレート値を大きくする、すなわち、エ
ア流量を大きくすると、微粒粉が飛散し(舞い上が
り)、混合粉の組成の不均一化を招き、エアレート値を
大きくとれない。しかし、本発明の第2実施例の方法で
は、ガス流出口4の径をパイプ内径側よりパイプ外径側
を大きくすることにより、入口4a側でのガス流速V1
よりも出口4b側でのガス流速V2を小さくでき、微粒
粉でも飛散させることなくエアレート値を大きくとるこ
とができる。また、流出ガスの拡散がより均一化され
る。さらに、入口4a側でのガス流速V1を大きくでき
ることにより、微粒粉のパイプ3内への侵入を防ぐこと
ができる。
【0019】
【発明の効果】請求項1の粉末充填方法によれば、キャ
ビティ内に充填された後の粉末中に粉箱からパイプを降
ろして挿入し、ガス流出口からガスを流出させることに
より、キャビティ内に充填された粉末に、再び流動性を
与えて粉末の再配列が起こさせることができ、キャビテ
ィ内粉末をより均一な充填密度とすることができる。請
求項2の粉末充填方法によれば、ガスがガス流出口を通
過する時の速度を変化させ、ガス流出口の入口側で粉末
のパイプ内への侵入、孔へのつまりを防止し、ガス流出
側で粉末の飛散、舞い上がりを防止し均一充填を促進さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の粉末充填方法を実施する
装置の断面図である。
【図2】本発明の第2実施例の粉末充填方法を実施する
装置のうちパイプの断面図である。
【図3】図2のA部の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 テーブル 2 粉箱 2a カバー 3 パイプ 3A 上下動可能パイプ 3B 上下動不能パイプ 4 ガス流出口 4a 入口 4b 出口 5 キャビティ 6 粉末 7 ダイス 8、9 下パンチ 10 コアロッド 11 ホース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹本 恵英 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 岡島 博司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 近藤 幹夫 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のガス流出口を有し少なくとも一部
    が上下動可能とされた少なくとも1つのパイプからガス
    を流出させて粉箱内の粉末に流動性を与えながら、前記
    粉箱をキャビィ上に移動させて前記粉箱内の前記粉末を
    前記キャビティ内に落としこみ前記キャビティに充填す
    る工程と、 前記粉箱内の前記少なくとも1つのパイプの上下動可能
    とされた前記少なくとも一部を前記キャビティ内に充填
    された粉末に挿入しガスを流出させて前記キャビティ内
    の粉末に流動性を与え充填密度を均一化する工程と、を
    有する粉末充填方法。
  2. 【請求項2】 複数のガス流出口を有する少なくとも1
    つのパイプからガスを流出させて粉箱内の粉末に流動性
    を与えながら、前記粉箱をキャビィ上に移動させて前記
    粉箱内の前記粉末を前記キャビティ内に落としこみ前記
    キャビティに充填する粉末充填方法であって、 ガスが前記ガス流出口の入口側を通過するときの流速
    を、粉末のパイプ内への侵入を防止するに有効な流速と
    する工程と、 ガスが前記ガス流出口の出口側を通過するときの流速
    を、前記ガス流出口の入口側を通過するときの流速より
    低下させて、前記粉末の飛散を防止し充填密度を均一化
    する流速とする工程と、を有する粉末充填方法。
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