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技術 粉末成形装置の充填方法及びそのフィーダー装置

出願人 三菱マテリアル株式会社
発明者 川瀬欣也
出願日 2001年12月26日 (18年4ヶ月経過) 出願番号 2001-394973
公開日 2003年7月8日 (16年9ヶ月経過) 公開番号 2003-191095
状態 未査定
技術分野 粉体及び可塑状体プレス 粉末冶金
主要キーワード フィーダー装置 フィルター部材 通気管 充填速度 粉末成形装置 粉末成形 原料容器 粉末冶金
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この項目の情報は公開日時点(2003年7月8日)のものです。
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図面 (6)

課題

原料粉末充填時に原料粉末をキャビティに確実に充填できるようにする。

解決手段

フィーダー本体に外部に連通する通気管35を設ける。通気管35は下端開口部35Aがキャビティに臨むようにキャビティのほぼ中央に設けてある。これにより、キャビティ内に原料粉末Pを充填する時、キャビティの内部に残留する空気が通気管35を通ってフィーダー本体に抜け、空気抜きが成され、確実にキャビティの内部に原料粉末Pが充填される。

概要

背景

概要

原料粉末充填時に原料粉末をキャビティに確実に充填できるようにする。

フィーダー本体に外部に連通する通気管35を設ける。通気管35は下端開口部35Aがキャビティに臨むようにキャビティのほぼ中央に設けてある。これにより、キャビティ内に原料粉末Pを充填する時、キャビティの内部に残留する空気が通気管35を通ってフィーダー本体に抜け、空気抜きが成され、確実にキャビティの内部に原料粉末Pが充填される。

目的

本発明は、これらの課題を解決して、原料粉末の充填時にキャビティ内に空気を確実に脱気することができる粉末成形装置充填方法及びそのフィーダー装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

下面を開口するフィーダー本体に原料粉末が供給され、このフィーダー本体が成形用金型上を移動してこの成形用金型のキャビティに原料粉末を充填する粉末成形装置において、前記原料粉末の充填時に、前記キャビティ内の空気を抜いて脱気するように構成したことを特徴とする粉末成形装置の充填方法

請求項2

下面を開口するフィーダー本体に原料粉末が供給され、このフィーダー本体が成形用金型上を移動してこの成形用金型のキャビティに原料粉末を充填する粉末成形装置において、フィーダー本体に、前記原料粉末の充填時に前記キャビティ内の空気を抜く脱気手段を設けたことを特徴とする粉末成形装置のフィーダー装置

請求項3

前記脱気手段は前記フィーダー本体を貫通してフィーダー本体の内外を連通する通気管を備え、この通気管の下端開口部を前記キャビティに臨ませて設けたことを特徴とする請求項2記載の粉末成形装置のフィーダー装置。

請求項4

前記通気管に通気性を有するフィルター部材を設けたことを特徴とする請求項3記載の粉末成形装置のフィーダー装置。

請求項5

前記通気管に、前記フィーダー本体内の空気を吸引する吸気手段を接続したことを特徴とする請求項2〜4の何れか1項記載の粉末成形装置のフィーダー装置。

技術分野

0001

本発明は、粉末冶金などの粉末成形装置充填方法及びそのフィーダー装置に関する。

発明が解決しようとする課題

0002

例えば、粉末冶金においては、鉄などの金属を主成分とする原料粉末を粉末成形装置で圧縮して圧粉体成形し、この圧粉体を焼結炉で加熱して焼結する。

0003

ところで、粉末成形装置においては、一般的に、原料粉末を貯蔵した原料容器から、成形用金型上で移動するフィーダー本体内に原料粉末を供給し、このフィーダー本体から成形用金型内に原料粉末を充填するようにしている。この種の成形用金型としては図5に示すものがある。これは、ダイプレート1に固定されたダイ2と、ダイ2に形成された開口穴3に下方側から嵌合される下パンチ4と、前記開口穴3に上方側から嵌合される上パンチ5とで構成され、これらダイ2と下パンチ4及び上パンチ5との間にキャビティ6が形成されるようになっている。そして、粉末成形に際しては、上パンチ5を上昇させて図5中、鎖線で示すように、フィーダー本体7をダイ2に形成された開口穴3の上方位置で前後1回ないし数回往復して、フィーダー本体7内から開口穴3内に原料粉末Pを供給する。そして、開口穴3内への原料粉末Pの充填が終了すると、フィーダー本体7が後退して開口穴3の上方位置から外れる。ついで、上パンチ5が下降してダイ2の開口穴3に嵌合されるとともに、ダイ2が下降して、下パンチ4及び上パンチ5により原料粉末Pが圧縮されて固められ、圧粉体ができる。その後、上パンチ5が上昇するとともに、ダイ2がさらに下降して、下パンチ4により圧粉体がダイ2から抜き出される。さらに、前述のように給粉のためにフィーダー本体7が前進するのに伴い、このフィーダー本体7により圧粉体が払い出される。このような成形サイクルが繰り返される。

0004

前述したような従来の粉末成形装置では、キャビティ6にフィーダー本体7内の原料粉末Pを充填する際、キャビティ6内に原料粉末Pを落し込ませて充填する。この時、キャビティ6内の空気は、充填される原料粉末Pに押し出されて上方側から抜けことになるが、キャビティ6内の空気が抜けるより原料粉末Pの充填速度が速い場合、キャビティ6内の空気が完全に抜けず残ってしまい、特に底が深いキャビティ6では、キャビティ6内に空気が残り易くなる。このため、キャビティ6に充填された原料粉末P内に空隙が形成するなどの圧粉体の品質面で悪影響を及ぼすとともに、原料粉末Pの充填の高速化の妨げともなっていた。

0005

本発明は、これらの課題を解決して、原料粉末の充填時にキャビティ内に空気を確実に脱気することができる粉末成形装置の充填方法及びそのフィーダー装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の請求項1の粉末成形装置の充填方法は、下面を開口するフィーダー本体に原料粉末が供給され、このフィーダー本体が成形用金型上を移動してこの成形用金型のキャビティに原料粉末を充填する粉末成形装置において、前記原料粉末の充填時に、前記キャビティ内の空気を抜いて脱気するように構成したものである。

0007

粉末成形に際しては、上パンチを上昇させダイから離した状態で、ダイと下パンチとの間に形成された開口穴の上方位置でフィーダー本体を前後1回〜数回往復動させることによって、キャビティ内に原料粉末を落し込ませて給粉する。この時、キャビティの内部に残留する空気は、充填される原料粉末によって押し出されて上方側に抜けるが、このキャビティ内の空気をフィーダー本体の外部に抜くことで、確実にキャビティの内部に原料粉末が充填される。

0008

本発明の請求項2の粉末成形装置のフィーダー装置は、下面を開口するフィーダー本体に原料粉末が供給され、このフィーダー本体が成形用金型上を移動してこの成形用金型のキャビティに原料粉末を充填する粉末成形装置において、フィーダー本体に、前記原料粉末の充填時に前記キャビティ内の空気を抜く脱気手段を設けたものである。

0009

これにより、キャビティ内に原料粉末を充填する際、キャビティの内部に残留する空気は、脱気手段によってフィーダー本体の外部に排出され、キャビティ内の空気抜きが成される。

0010

本発明の請求項3の粉末成形装置のフィーダー装置は、請求項2記載の粉末成形装置のフィーダー装置において前記脱気手段は前記フィーダー本体を貫通してフィーダー本体の内外を連通する通気管を備え、この通気管の下端開口部を前記キャビティに臨ませて設けたものである。

0011

これにより、キャビティ内に原料粉末を充填する際、キャビティの内部に残留する空気は、通気管によってフィーダー本体の外部に排出され、キャビティ内の空気抜きが成される。

0012

本発明の請求項4の粉末成形装置のフィーダー装置は、請求項3記載の粉末成形装置のフィーダー装置において、前記通気管に通気性を有するフィルター部材を設けたものである。

0013

これにより、キャビティ内に原料粉末を充填する際、キャビティの内部に残留する空気が通気管を通ってフィーダー本体の外部に排出される。この気流によってキャビティ内に充填される原料粉末の一部はフィーダー本体の外部に向かうことになるが、通気管に設けたフィルター部材によって遮断され、通気管を通過して原料粉末がフィーダー本体の外部に流出しない。

0014

本発明の請求項5の粉末成形装置のフィーダー装置は、請求項2〜4の何れか1項記載の粉末成形装置のフィーダー装置において、前記通気管に、前記フィーダー本体内の空気を吸引する吸気手段を設けたものである。

0015

これにより、キャビティ内に原料粉末を充填する際、キャビティの内部に残留する空気は吸気手段により強制的にフィーダー本体の外部に排出され、キャビティ内の空気抜きが成される。

0016

以下、本発明の第1実施例について、図1から図4を参照して説明する。なお、以下の説明において、先に説明した図5と共通する部分については同一符号を付す。図1に示すように粉末成形装置の金型は、ダイプレート1に固定されたダイ2と下パンチ4と上パンチ5とからなっており、ダイ2内、すなわちダイ2及び上パンチ5と下パンチ4との間にキャビティ6を形成している。なお、本実施例では、底が深いキャビティ6を形成している。

0017

フィーダー本体15は、前壁部15Aと後壁部15Bと左右側壁部15Cと上壁部15Dとから成り、下面を開口した箱型に形成されている。また、フィーダー本体15には可撓性を有する供給管30が接続され、この供給管30からホッパー31の原料粉末Pがフィーダー本体15に供給されているとともに、前記フィーダー本体15には、図示していない駆動機構が接続され、ダイプレート1及びダイ2上で図1において矢印で示すように直線的に前後動するようになっている。

0018

フィーダー本体15には、前記キャビティ6内の空気を脱気する脱気手段として前記フィーダー本体15の内外を連通する通気管35が設けられている。この通気管35は、キャビティ6内に原料粉末Pを充填する際、キャビティ6のほぼ中央に位置してその下端開口部35Aがキャビティ6の開口部に臨むように、フィーダー本体15の上壁部15Dに貫通して設けてある。また、通気管35の下端開口部35Aには、通気性を備えたフィルター部材37が装着されている。このフィルター部材37は前記原料粉末Pが通過しないように、前記原料粉末Pより密に編成されている。

0019

前記構成につきその作用について説明する。粉末成形に際しては、上パンチ5を上昇させダイ2から離した状態で、ダイプレート1及びダイ2上で下パンチ5の上方位置へフィーダー本体15を前進させる。なお、このフィーダー本体15の前進時、ダイ2は下降していて、このダイ2の上面と下パンチ5の上面とが同一高さにあるが、その後、ダイ2が上昇して、このダイ2と下パンチ5との間に上方へ開口した開口穴3が形成される。そして、原料粉末Pが貯蔵されたホッパー31から供給管30を介してフィーダー本体15内に原料粉末Pが供給される。そして、図1に示すように、フィーダー本体15をダイ2上において、このダイ2と下パンチ5との間に形成された開口穴3の上方位置で前後1回〜数回往復動させることにとよって、キャビティ6内に原料粉末Pを落し込ませて充填する。この時、キャビティ6の内部に残留する空気は、充填される原料粉末Pによって押し出されて上方側に抜けるが、このキャビティ6内の空気はフィーダー本体15を貫通する通気管35から効果的に抜け出る。すなわち、フィーダー本体15に設けた通気管35の下端開口部35Aは、キャビティ6のほぼ中央に位置してキャビティ6に臨むように設けられているため、通気管35からキャビティ6の内部に残留する空気が抜け出る。特に、本実施例のように底が深いキャビティ6では、瞬時に原料粉末Pがキャビティ6の内部に充填され、キャビティ6の内部に空気が残り易くなるが、通気管35によってキャビティ6内の空気抜きが成されるから、確実にキャビティ6の内部に原料粉末Pを充填することができる。これにより、原料粉末Pに空気が残って充填不良を起こすといった心配もない。また、原料粉末Pの充填速度の向上を図ることができる。さらに、通気管35によってキャビティ6内の空気を脱気する際、通気管35には原料粉末Pより密に編成されたフィルター部材37が装着されているため、フィルター部材37を通過してフィーダー本体15の外部に原料粉末Pが流失しない。これにより、原料粉末Pの損失も防止することができる。こうして、キャビティ6内への原料粉末Pの充填が終了したら、フィーダー本体15を後退させて原料粉末Pの圧縮工程を行う。すなわち、上パンチ5を下降させてダイ2に嵌合させるとともに、ダイ2を下降させ、この下パンチ5と上パンチ5とにより原料粉末Pを圧縮して固めることによって、圧粉体が成形される。その後、上パンチ5が上昇するとともに、ダイ2がさらに下降して、下パンチ5により圧粉体がダイ2から抜き出される。この様な成形サイクルが繰り返される。

0020

以上のように、本実施例では、キャビティ6内に残留する空気を抜くための通気管35を設けたことによって、原料粉末Pの充填時に、通気管35によってキャビティ6内の空気を抜いてキャビティ6の内部に確実に原料粉末Pを充填させることができる。これにより、キャビティ6に空気が残ることもなく原料粉末Pの充填不良を防止することができるとともに、原料粉末Pの充填速度の向上を図ることができる。また、通気管35に通気性を備えたフィルター部材37が装着することによって、通気管35からの原料粉末Pの流失を防止することができるため、原料粉末Pの損失を防止することができる。

0021

図4は、本発明の第2実施例を示しており、前記第1実施例と共通する部分については同一符号を付し、重複する部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

0022

本実施例では、通気管35にコンプレッサ真空ポンプあるいはファンなどの吸気手段40を接続している。この吸気手段40は制御手段41によってキャビティ6内に原料粉末Pを充填する際にのみ作動するように制御されている。すなわち、粉末成形に際し、原料粉末Pが貯蔵されたホッパー31から供給管30を介してフィーダー本体15内に原料粉末Pを供給する際、吸気手段40は停止状態にある。そして、フィーダー本体15をダイ2上において、このダイ2と下パンチ5との間に形成された開口穴3の上方位置で前後1回〜数回往復動させて、キャビティ6内に原料粉末Pを落し込ませる時、制御手段41によって吸気手段40を作動する。これにより、原料粉末Pをキャビティ6に充填する際、吸気手段40でキャビティ6内の空気を吸引し、これをフィーダー本体15の外部に排出するようにしている。このように、キャビティ6内に原料粉末Pを充填する際、吸気手段40でキャビティ6の内部に残留する空気を強制的に排出することによって、より確実にキャビティ6内の空気を抜くことができる。

0023

以上本発明の粉末成形装置におけるフィーダーについて添付図面を参照して説明してきたが、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、前記実施例では、通気管35の下端開口部35Aをキャビティ6の中央部に臨ませて取り付けた例を示したが、必ずしもキャビティ6の中央部に限るものでなく、また、通気管35をフィーダー本体15の上壁部15Dに貫通させて設けたが、要はフィーダー本体15の内外を連通すればよいものであり、通気管35の取付位置は適宜選定すればよい。また、粉末成形装置の基本的構造も前記実施例に限定されるものではない。

発明の効果

0024

本発明の請求項1の粉末成形装置の充填方法によれば、原料粉末の充填時にキャビティ内の空気を抜くことにより、確実にキャビティに原料粉末を充填することができ、原料粉末の充填速度の向上を図ることができる。

0025

本発明の請求項2の粉末成形装置のフィーダー装置によれば、キャビティ内に原料粉末を充填する際、キャビティ内の空気を脱気手段によりフィーダー本体の外部に排出するができる。これにより、確実にキャビティに原料粉末を充填することができるとともに、原料粉末の充填速度の向上を図ることができる。

0026

本発明の請求項3の粉末成形装置のフィーダー装置によれば、キャビティ内に原料粉末を充填する際、キャビティ内の空気を脱気手段によりフィーダー本体の外部に排出するができる。

0027

本発明の請求項4の粉末成形装置のフィーダー装置によれば、請求項3の効果に加えて、キャビティ内の空気をフィーダー本体の外部に抜く際、その気流に乗ってフィーダー本体から流失しようとするが、原料粉末はフィルター部材に補足され、原料粉末の流出を防止することができ、原料粉末の損失を防止することができる。

0028

本発明の請求項5の粉末成形装置のフィーダー装置によれば、キャビティ内に原料粉末を充填する際、キャビティの内部に残留する空気を吸引できるから、より確実にキャビティ内の空気抜きが成される。

図面の簡単な説明

0029

図1本発明の第1実施例による粉末成形装置用フィーダーの断面図であり、原料粉末の充填状態を示している。
図2同上原料粉末の充填状態を示す拡大断面図である。
図3同上原料粉末の圧縮状態を示す断面図である。
図4本発明の第2実施例を示す粉末成形装置用フィーダーの断面図である。
図5従来の粉末成形装置用フィーダーを示す断面図である。

--

0030

2 ダイ(粉末成形装置)
6キャビティ
15フィーダー本体
35通気管(脱気手段)
35A下端開口部
37フィルター部材
40吸気手段
P 原料粉末

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