(57)【要約】  【課題】  芯棒の形状、寸法（頂部及び外径）や有無に関係なく容器内への成形粉末の充填供給を行い得るとともに、芯棒がある場合には芯棒と容器との芯ズレを起こすことなく成形粉末の充填供給を行い得る粉末案内用治具を提供する。  【解決手段】  容器上部の開口部１０ａより成形粉末を供給しながら容器１０を振動させ、容器内に粉末を充填させる際に用いる粉末案内用治具Ａであって、容器開口部１０ａに下端部が内接する外筒部１と、この外筒部１の内側に同心に配設される内筒部２と、外筒部１と内筒部２との間のほぼ全空間を遮ることなく外筒部１と内筒部２を連結するアーム３と、内筒部２に設けられる締結手段５とを備え、更に容器１０内に芯棒１１が設置される場合を予定して、内筒部２の下端部が芯棒１１の上端部に相当する大きさに形成され、締結手段５には芯棒１１とほぼ同径又は大径の傾斜付きキャップ８、９が着脱可能に締結されてなる。  【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器上部の開口部より成形粉末を供給しながら容器を振動させ、容器内に粉末を充填させる際に用いる粉末案内用治具であって、前記容器開口部に下端部が内接する外筒部と、この外筒部の内側に同心に配設される内筒部と、前記外筒部と内筒部との間の空間をほぼ遮ることなく前記外筒部と前記内筒部とを連結するアームと、前記内筒部に設けられる締結手段とを備え、更に前記容器内に芯棒が設置される場合を予定して、前記内筒部の下端部が前記芯棒の上端部に相当する大きさに形成され、前記締結手段には前記芯棒とほぼ同径又は大径の傾斜付きキャップが着脱可能に締結されてなることを特徴とする粉末案内用治具。
【請求項２】
前記締結手段が、内筒部の内側中心に配設される係合部と、前記内筒部と前記係合部との間の空間をほぼ遮ることなく前記内筒部と前記係合部とを連結するアームとを備えてなる請求項１に記載の粉末案内用治具。
【請求項３】
前記外筒部の外周面に鍔を設け、この鍔の下面にシール部材が取付けられてなる請求項１又は２に記載の粉末案内用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に粉末を充填する際に容器上部の開口部に設置して用いられる粉末案内用治具に関し、特に粉末プレス成形装置や乾式冷間等方圧加圧装置（乾式ＣＩＰ装置）等において採用される容器に適用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開平８−３３２５９７号公報（特許文献１）には、キャビティ構成用の貫通部が形成されたダイスと、その貫通部に嵌挿して同貫通部でリング状粉末成形体用粉末のキャビティを構成する下パンチと、その下パンチに上下動可能に貫入された下部コアと、前記キャビティに嵌挿する外形を有し且つ前記下部コアを収容するガイド孔を穿設した上下動可能な上パンチとからなるプレス成形型において、前記下部コアの頂部は錐形とし、その下部コアを収容する上パンチのガイド孔の突き当りも、下部コア頂部の錐形に合致する形状であることを特徴とするリング状粉末成形体用プレス成形型（請求項３）が提案されている。
【０００３】
そして、上記提案のリング状粉末成形体用プレス成形型によれば、特許文献１の段落１１に説明されているように、下部コアの頂部は錐形であり、この下部コアを収容する上パンチのガイド孔の突き当たりも、下部コア頂部の錐形に合致する形状であるから、下部コアの頂部に粉末が残ることがなく、従って、その粉末の後処理も必要がないといった利点を有するとされている。
【０００４】
しかし、上記の利点を有するものの、次の如き問題が懸念される。即ち、下部コアの頂部を錐形にした場合、下部コアの径が大きくなるほど錐形も大きくなり、その分だけ錐形の高さが高くなるため全長も長くなる。また粉末性状によっては錐形の先端角を鋭角にしないとコア頂部に粉末が溜まることが考えられ、コア径が大きいほどその傾向が大きくなる。また更に、下部コアをハンドリング又は組立する際、上端部が錐形となっているのでアイボルト等のネジ穴を施すことができず、細径で軽量物であるならまだしも、大径で重量物となる場合には、扱いが問題となる。
【０００５】
また、特開２０００−１１９７０４号公報（特許文献２）には、筒状の周壁と底壁とを備え、上方が開口しており、且つ底壁中央に芯棒が立てられた容器を振動させながら、その容器内に粉末を充填する際に用いる粉末案内用治具であって、前記容器の筒状周壁の上端部によって下方から支えられるリング部と、前記芯棒の上端に被せられるものであって、その上面には頂点と、その頂点の周囲に位置し、前記頂点から離れるに従って下方に位置する傾斜面が形成されているキャップ部と、前記キャップ部と前記リング部との間のほぼ全空間を遮ることなく前記キャップ部と前記リング部とを連結するアーム部とを備えた、粉末案内用治具（請求項１）が提案されている。
【０００６】
そして、上記提案の粉末案内用治具によれば、特許文献２の段落７〜９に説明されているように、容器を振動させながら粉末を充填しても芯棒を確実に位置決めすることができ、且つ粉末の充填効率を向上させることができるといった利点を有するとされている。
【０００７】
しかし、上記提案の粉末案内用治具では、上記の利点を有するものの、次の如き問題が懸念される。即ち、治具のリング部が容器によって下方から支えられるためには、実施例でゴム型容器を例に説明されているように、容器の上部（給粉側）の内側に治具のリング部外周部が嵌り込むための段差を形成するなど、容器の上部形状を特定の形状に形成することが要求される。また、容器内に芯棒を要するリング形状の給粉に対応する粉末案内用治具として特定されているが、仮に芯棒の存在しない容器（ロッド形状）に適用した場合は、粉末案内用治具の中央に備えられたキャップ部が邪魔して給粉効率が期待できず、共用することは難しい。
【特許文献１】特開平８−３３２５９７号公報
【特許文献２】特開２０００−１１９７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の事情に基づいてなしたものであって、その目的は、芯棒の形状、寸法（頂部及び外径）や有無に関係なく容器内への成形粉末の充填供給を行い得るとともに、芯棒がある場合には芯棒と容器との芯ズレを起こすことなく成形粉末の充填供給を行い得る、粉末案内用治具を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明（請求項１）に係る粉末案内用治具は、容器上部の開口部より成形粉末を供給しながら容器を振動させ、容器内に粉末を充填させる際に用いる粉末案内用治具であって、粉末充填時、前記容器開口部に下端部が内接する外筒部と、この外筒部の内側に同心に配設される内筒部と、前記外筒部と内筒部との間の空間をほぼ遮ることなく前記外筒部と前記内筒部とを連結するアームと、前記内筒部に設けられる締結手段とを備え、更に前記容器内に芯棒が設置される場合を予定して、前記内筒部の下端部が前記芯棒の上端部に相当する大きさに形成され、前記締結手段には前記芯棒とほぼ同径又は大径の傾斜付きキャップが着脱可能に締結されてなるものである。
【００１０】
上記構成の粉末案内用治具によれば、粉末充填時に、容器開口部に外筒部の下端部を内接させて設けるので、容器の開口部形状に段差を備える等の特定の形状に形成する必要がない。即ち、外筒部が容器開口部に内接するので開口部の形状はストレート、テーパ、あるいは段付きなど何れをも採用できる。また、外筒部の内側には同心に内筒部が配設され、且つその内筒部の下端部が芯棒の上端部に相当する大きさに形成されているので、容器内に芯棒を設ける場合、芯棒の上端部を内筒部の下端部に装入して設けることができる。この場合、内筒部には締結手段が設けられているので、その締結手段を介してキャップを取付けることで、芯棒を有する容器にも対応させることができる。このように芯棒がある場合にはキャップを被せるので、芯棒の先端面の形状は平坦でも、あるいはハンドリング用（アイボルト等）のネジ穴などが形成されてあってもよい。
【００１１】
本発明（請求項２）に係る粉末案内用治具は、上記請求項１に記載の粉末案内用治具において、締結手段が、内筒部の内側中心に配設される係合部と、前記内筒部と係合部との間の空間をほぼ遮ることなく前記内筒部と前記係合部とを連結するアームとを備えてなるものである。このように締結手段を構成することで、キャップに設けた係合部によってキャップを着脱自在に締結させることができる。なお、この締結手段は、内筒部の上部壁部に上端から垂直溝、この垂直溝の終端から水平溝を形成する一方、キャップの垂直裾部に前記溝に係合する突起を設けて当該突起を前記溝に沿って移動させることで、水平溝の終端で締結させたり、逆に移動することで外すこともできる
【００１２】
本発明（請求項３）に係る粉末案内用治具は、上記請求項１又は２に記載の粉末案内用治具において、外筒部の外周面に鍔を設け、この鍔の下面にシール部材が取付けられてなるものである。このように構成することで、粉末充填時に、容器を振動させることにより起こる粉末案内用治具と容器との間からの粉末のこぼれ、又は粉塵が外部へもれるのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る粉末案内用治具によれば、芯棒の形状、寸法（頂部及び外径）や有無に関係なく容器内への成形粉末の充填供給が行えるとともに、芯棒がある場合には芯棒と容器との芯ズレを起こすことなく成形粉末の充填供給が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る粉末案内用治具の説明図であって、ａは平面図、ｂは断面図である。図２は、図１における粉末案内用治具に用いるキャップ部の説明図であって、ａは芯棒がある場合、ｂは芯棒がない場合である。図において、Ａは粉末案内治具、１は外筒部、２は内筒部、３、４はアーム、５はネジ部（係合部）である。
【００１５】
粉末案内治具Ａは、本体部として形成される外筒部１とその下部内側にアーム３によって接続される内筒部２とを備える。この内筒部２の内側上部には更にアーム４がクロス形状に接続されており、その中心部には上方にオネジが形成されたネジ部５を備えている。
【００１６】
外筒部１は、下方部となる充填粉末排出側が錐状となっており、後記する容器（ゴム型）１０の上部開口（給粉側）１０ａにその外周部が内接するように固定される。なお、本例では、外筒部１の上方部は角型を図示したが、粉末を供給するフィーダ等の供給側の形態によって丸型でも角型でも構わない。また、本例では、外筒部１の錐状の下部外周面には、排出面と平行に鍔６が取付けられており、その下部には柔軟性を要するスポンジゴム等のシール部材７が貼り付けられている。この鍔６とシール部材７は、粉末充填作業時、容器（ゴム型）に粉末案内用治具Ａをセットした際、その容器（ゴム型）１０の上面との間の隙間を埋める位置に取付けられている。なお、この鍔６とシール部材７は、取付けられていなくても、外筒部１を容器（ゴム型）１０の上部開口（給粉側）１０ａに内接して粉末案内用治具Ａを取付けることができるが、前記鍔６とシール部材７を設けることで、外筒部１と容器（ゴム型）１０の上部開口（給粉側）１０ａとの間に生じる隙間を無くすことができ、粉末や粉塵が容器の外部に出るのを防止でき好ましい。
【００１７】
内筒部２は、比較的短尺の筒状で、その内径は充填時使用される芯棒１１の径に相当する大きさに決定され、充填作業時、内筒部２が芯棒１１に被さるように形成されている。内筒部２を芯棒１１より若干大き目にしておくのが給粉上有利であるが、ほぼ同径として芯棒１１の上に当接するようにしておいてもよい。
【００１８】
外筒部１と内筒部２は、棒状又は板状の数本（本例では４本）のアーム３によって接続され、その間の全ての空間をほぼ遮ることがない。また、内筒部２とネジ部５の間に取付けられたアーム４も同様の部材で構成されこちらもその間の全ての空間をほぼ遮ることがない。
【００１９】
図２に示すキャップ８は、容器１０の内部に芯棒１１がある場合のもので、頂点から離れるに従って下方に傾斜する傾斜面８ａを有する円錐形のものであって、その下面の中心部には粉末案内用治具Ａのネジ部５（係合部）のオネジに取り付けるべくメネジが形成されている。また、キャップ９は、容器１０の内部に芯棒１１が無い場合のもので、頂点から離れるに従って下方に傾斜する傾斜面９ａを有する頭部が円錐形の棒材であって、その下面の中心部には粉末案内用治具Ａのネジ部５のオネジに取り付けるべくメネジが形成されている。なお、傾斜面８ａ、９ａは、図示しない給粉機からの粉末供給時に、粉末が付着もしくは堆積しないよう傾斜が大きい方が望ましい。また、係合部は、本実施形態ではネジを使用した例を説明したが、ネジに限定されるものではなく、クイックカップリングなどを用いてもよい。
【００２０】
次に、上記粉末案内用治具Ａとキャップ８、９を用いた粉末充填方法について図３、４を基に説明する。
【００２１】
図３は、芯棒を有する容器（ゴム型）のキャビティに粉末案内用治具を用いて粉末充填する際の粉末充填状態図であって、ａは全体断面図、ｂは充填後の容器上部の拡大断面図である。この図３に示す形態は、キャップ８をネジ部５に取付けた粉末案内用治具Ａを用いる場合のものである。
【００２２】
図３に示すように、容器としてのゴム型１０内には金属製の芯棒１１が下蓋１２によって立てられ、ゴム型１０と芯棒１１との間にキャビティ１３を形成する。そして、そのゴム型１０の上部開口（給粉側）１０ａには、キャップ８をネジ部５に取付けた粉末案内用治具Ａが被されている。
【００２３】
この状態で、図示しない給粉機の供給口からフィーダ１４を介して粉末が粉末案内用治具Ａに供給される。このとき、キャビティ１３内に充填された粉末の充填密度を上げるためエアバイブレータ１５等からゴム型１０に振動が伝えられるが、その際発生する粉塵やゴム型上部からの粉末の飛散等は鍔６とシール部材７によって隙間を無くしているので回避される。また、この給粉において、粉末案内用治具Ａの外筒部１と内筒部２の位置関係から、ゴム型１０と芯棒１１との同芯が位置決めされ、後述する振動等でゴム型１０と芯棒１１の位置関係が大きくズレを生じることなく給粉作業が行える。
【００２４】
粉末充填完了されたゴム型１０は、図３ｂに示すように、粉末案内用治具Ａが外され、上蓋（上パンチ）１６が取付けられ、その後、乾式ＣＩＰ装置にて加圧成形される。
【００２５】
図４は、芯棒の無い容器（ゴム型）のキャビティに粉末案内用治具を用いて粉末充填する際の粉末充填状態図である。この図４に示す形態は、キャップ９をネジ部５に取付けた粉末案内用治具Ａを用いる場合のものである。
【００２６】
図４に示すように、容器としてのゴム型１０は下蓋１２に取付けられ、内部にキャビティ１３を形成する。そして、そのゴム型１０の上部開口（給粉側）１０ａには、キャップ９をネジ部５に取付けた粉末案内用治具Ａが被されている。
【００２７】
この状態で、図示しない給粉機の供給口からフィーダ１４を介して粉末が粉末案内用治具Ａに供給される。またキャビティ１３内に充填された粉末の充填密度を上げるためエアバイブレータ１５等からゴム型１０に振動が伝えられるが、その際発生する粉塵やゴム型１０上部からの粉末の飛散等は鍔６とシール部材７によって隙間を無くしているので回避される。
【００２８】
粉末充填完了されたゴム型１０は、粉末案内用治具Ａが外され、内側下面が平坦な上蓋（上パンチ）が取付けられ、その後、乾式ＣＩＰ装置にて加圧成形される。
【００２９】
なお、上記の実施形態では、キャップ８を内筒部２に着脱自在に締結する締結手段としてネジ部５を例に説明したが、例えば、図５に示すように、キャップ８のスカート部１７の内周面に等間隔に２個〜６個程度の突起１８を設ける一方、内筒部２の上部に前記突起１８に係合する縦溝１９、横溝（水平溝）２０を形成するようにしてもよい。この場合には、内筒部２の空間にはネジ部５やアーム４が無く、またキャップ９も不要で全空間が広くなる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
粉末プレス成形装置や乾式冷間等方圧加圧装置（乾式ＣＩＰ装置）等を用いたセラミックスの成形や粉末冶金の分野にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る粉末案内用治具の説明図であって、ａは平面図、ｂは断面図である。
【図２】図１における粉末案内用治具に用いるキャップ部の説明図であって、ａは芯棒がある場合、ｂは芯棒がない場合である。
【図３】芯棒を有する容器（ゴム型）のキャビティに粉末案内用治具を用いて粉末充填する際の粉末充填状態図であって、ａは全体断面図、ｂは充填後の容器上部の拡大断面図である。
【図４】芯棒の無い容器（ゴム型）のキャビティに粉末案内用治具を用いて粉末充填する際の粉末充填状態図である。
【図５】本発明に係る粉末案内用治具の締結手段の別の実施形態の拡大段面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：外筒部              ２：内筒部              ３、４：アーム
５：ネジ部              ６：鍔                  ７：シール部材
８、９：キャップ      ８ａ、９ａ：傾斜面      １０：ゴム型（容器）
１０ａ：上部開口        １１：芯棒              １２：下蓋
１３：キャビティ        １４：フィーダ          １５：エアバイブレータ
１６：上蓋              １７：スカート部        １８：突起
１９：縦溝              ２０：横溝                Ａ：粉末案内用治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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