(57)【要約】【課題】低い圧力で所定の密度のブリケットが得られるブリケット成形装置を提供する。【解決手段】原材料としてのアルミ材Ｐが投入されるチャンバ１１が形成された成形金型と、上記チャンバ内に進入し上記アルミ材Ｐを圧縮してブリケットを成形する加圧面が形成された可動加圧体とを備えるブリケット成形装置１において、上記可動加圧体は、主加圧体２１と、該主加圧体２１による圧縮開始後にアルミ材を圧縮する副加圧体３１とを有しており、主加圧体２１は、該主加圧体２１の加圧面２１Ａの外径がチャンバ１１の内径と等しいピストンとして形成されており、上記副加圧体３１は、該副加圧体３１の加圧面における外径がチャンバ１１の内径よりも小さくなっているとともに進入方向前端部に先細り頂部を有する突刺体として形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原材料が投入されるチャンバが形成された成形金型と、上記チャンバ内に進入し上記原材料を圧縮してブリケットを成形する加圧面が形成された可動加圧体と、を備えるブリケット成形装置において、上記可動加圧体は、主加圧体と、該主加圧体による圧縮開始後に原材料を圧縮する副加圧体とを有しており、主加圧体は、該主加圧体の加圧面の外径がチャンバの内径と等しいピストンとして形成されており、上記副加圧体は、該副加圧体の加圧面における外径がチャンバの内径よりも小さくなっているとともに進入方向前端部に先細り頂部を有する突刺体として形成されていることを特徴とするブリケット成形装置。
【請求項２】
主加圧体と副加圧体とが互いに対向する方向でチャンバ内へ進入することとする請求項１に記載のブリケット成形装置。
【請求項３】
成形金型はチャンバが複数配列されて形成されていることとする請求項１または請求項２に記載のブリケット成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属等の原材料を圧縮してブリケットを成形するブリケット成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼廃棄物の溶融炉では、溶融鉄を脱酸・脱珪する目的でアルミ材などの金属材料が炉内に投入されることが多い。該アルミ材としては、廃棄アルミ材をロータリーキルン等での熱処理によりデラッカしたものが用いられている。こうしたアルミ材は、デラッカ後において鱗片状・粉状になっており、溶融炉内に投入しても溶融鉄上面上で浮遊堆積されるだけで、溶融鉄上面に対して没入しにくく、溶融鉄と良好に接触しないので、溶融鉄脱酸・脱珪が十分になされない。そこで、デラッカされたアルミ材を粒形状等のブリケット（固形体）に高密化して、溶融鉄内上面に対して没入しやすくしている。
【０００３】
ブリケットは、ブリケット成形装置の成形金型のチャンバ内へデラッカ済みの破砕廃棄金属や切削屑などの金属原料を投入後、一方向からピストンにより圧縮されて成形されている。
【０００４】
特許文献１ないし特許文献３には、金属原料等を圧縮してブリケットを成形する装置が開示されている。
【０００５】
特許文献１のブリケット成形装置では、金属材料としての研削切粉の綿状凝集体を成形型のチャンバ内に投入して、該チャンバ内に進入するプレス（ピストン）によって一方向から圧縮してブリケットが製造されている。
【０００６】
特許文献２のブリケット製造装置は、円筒状の圧縮リングおよび該圧縮リング内にて該圧縮リングに対して偏心した回転金型を備えている。該回転金型は上部が圧縮リングの内周面から離間しており下部が該内周面と接触している。回転金型の外周面には、周方向にて四個の成形用凹部が等間隔で形成されている。また、該成形用凹部の両側には、四角筒状のガイド部材がばねによって回転金型の半径方向外方へ付勢された状態で設けられており、該ガイド部材の先端が常に圧縮リングの内周面と接触した状態に維持されている。
【０００７】
このような構成のブリケット製造装置では、上記成形用凹部が最上部に位置している状態、すなわち該成形用凹部が上方に開口している状態にあるとき、該成形用凹部およびガイド部材によって形成される空間に金属材料が投入される。金属材料投入後に回転金型が回転すると、該回転金型の外周面と圧縮リングの内周面との間隔が徐々に狭くなり、これに追従して上記ガイド部材が圧縮リングの内周面で押圧されて上記ばねの付勢力に抗して半径方向内方に変位する。したがって、金属材料が充填されている空間の体積は次第に減少し、金属材料を回転金型の半径方向に圧縮する。このように金属材料が圧縮される結果、ブリケットが形成される。
【０００８】
特許文献３のブリケット製造装置は、廃棄物をベントナイト類の粘結材とともに圧縮してブリケットを成形している。該ブリケット製造装置では、まず、フイディング（供給）ボックスに供給された廃棄物と粘結材との混合物を縦方向スライド体（ピストン）が一方から圧縮する。次に、上記縦方向スライド体（ピストン）による圧縮方向に対して直角な方向で横押しスライド体が上記混合物を圧縮することにより、ブリケットが成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２９８９４６
【特許文献２】特開２００５−８２８１１
【特許文献３】特開昭５０−３８６７８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１ないし特許文献３のブリケット成形装置では、ピストン等の部材によって一方向から材料を圧縮することによりブリケットを成形している。すなわち、材料は初めから終わりまで一つの加圧面により等面積で圧縮されるので、該材料を所定の密度になるまで固形化するには、きわめて高い圧力で圧縮する必要がある。これは、成形金型の堅牢化ひいては大型化そして必要エネルギの増大につながる。
【００１１】
このような事情に鑑みて、本発明は、低い圧力で所定の密度のブリケットが得られるブリケット成形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】
【００１２】
本発明に係るブリケット成形装置は、原材料が投入されるチャンバが形成された成形金型と、上記チャンバ内に進入し上記原材料を圧縮してブリケットを成形する加圧面が形成された可動加圧体とを備えている。
【００１３】
かかるブリケット成形装置において、本発明では、上記可動加圧体は、主加圧体と、該主加圧体による圧縮開始後に原材料を圧縮する副加圧体とを有しており、主加圧体は、該主加圧体の加圧面の外径がチャンバの内径と等しいピストンとして形成されており、上記副加圧体は、該副加圧体の加圧面における外径がチャンバの内径よりも小さくなっているとともに進入方向前端部に先細り頂部を有する突刺体として形成されていることを特徴としている。
【００１４】
かかるブリケット成形装置では、所定密度のブリケットを成形する際、チャンバ内の原材料を圧縮する主加圧体は、該原材料の密度が上記所定密度に達する前に、加圧力をそのまま維持した状態で停止する。そして、該主加圧体による圧縮後、加圧面の外径がチャンバの内径より小さく前端が先細り形状をなす副加圧体が原材料に突き刺さる。この結果、該副加圧体が刺さった容積分だけ原材料がさらに圧縮され、上記所定密度のブリケットが成形される。
【００１５】
主加圧体と副加圧体とは、互いに対向する方向でチャンバ内へ進入することが好ましい。このように、主加圧体と副加圧体とを互いに対向する方向でチャンバ内へ進入させることにより、ブリケット成形完了後、すなわち原材料の圧縮完了後、主加圧体をチャンバ外へ後退させてから副加圧体をさらにチャンバ内へ進入させることにより、該副加圧体によってブリケットをチャンバ外へ押し出して取り出すことができる。
【００１６】
成形金型はチャンバが複数配列されて形成されていることが好ましい。これによって、複数のチャンバにおいて同時にブリケットを成形できるので、ブリケットの製造効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明では、主加圧体が原材料を所定密度より低い密度に圧縮し、該主加圧体による圧縮開始後に、副加圧体が該原材料を該所定密度に圧縮する。このように、主加圧体によっては、前段階として原材料を所定密度より低い密度に圧縮するに留めるので、その分、該主加圧体による圧縮に要する圧力は、一度に所定密度に圧縮する場合に比べて低くて済む。また、上記副加圧体は加圧面の外径がチャンバの内径より小さく前端が先細り形状をなしているので、主加圧体により圧縮された原材料に該副加圧体を容易に突き刺すことができる。したがって、さほど高い圧力で原材料を圧縮しなくとも高密度なブリケットを成形することが可能となる。その結果、成形装置の駆動源は従来のような高出力を必要とせず、消費エネルギそしてコストの低減ことができる。さらには装置の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るブリケット成形装置の縦断面図である。同図は、原材料としての金属材料が供給される後述のチャンバの位置での断面を示している。同図において、後述の原材料としてのアルミ材料の圧縮に向けた動作が実線矢印で示されており、該アルミ材の圧縮後に原位置へ戻る動作が一点鎖線矢印で示されている。図２は、図１に示されるブリケット成形装置のII−II断面図であり、後述のチャンバと主加圧体との中間位置での横断面図を示している。
【００２０】
図１に示されているように、ブリケット成形装置１は、原材料として、例えば、廃棄アルミ缶を破砕した鱗片状・粉状のアルミ材Ｐ等の金属材料が供給される固定成形金型１０と、該固定成形金型１０に供給されたアルミ材Ｐを上方から加圧する上部加圧装置２０と、該アルミ材Ｐを下方から加圧する下部加圧装置３０と、上記固定成形金型１０にアルミ材Ｐを供給する供給装置４０とを有している。なお、本発明では、原材料は金属に限らず、バイオマス、石炭粒粉の固形燃料等、固形ブリケット化が要求される各種の原材料を対象としている。
【００２１】
図１に示されているように、固定成形金型１０は、加圧室となる後述のチャンバが形成された高剛性の厚板部材であり、その板面が上下方向に対して直角をなすように設けられている。上部加圧装置２０は、固定成形金型１０の上方にて該固定成形金型１０と平行に延びる上部固定板５０の下面に取り付けられている。また、下部加圧装置３０は、固定成形金型１０の下方にて該固定成形金型１０と平行に延びるベース６０の上面に取り付けられている。そして、固定成形金型１０および上部固定板５０は、上下方向で互いに間隔を形成した状態で、上下方向に延びる複数の支柱７０に対して複数のナット８０で固定されており、該支柱７０によって支持されて固定位置にある。また、供給装置４０は、固定成形金型１０の上方にて上記上部加圧装置２０に隣接した位置に設けられている。
【００２２】
固定成形金型１０は、上方に開口し内面が円筒状をなす複数のチャンバ１１が形成されている。該チャンバ１１は、上方からアルミ材Ｐが投入されるとともに後述の主加圧体の上方からの進入を許容する。該固定成形金型１０は、該チャンバ１１の底部の中央位置にて下方へ貫通する孔部１２を有しており、後述の副加圧体が該孔部１２を通ってチャンバ内へ下方から進入できるようになっている。該孔部１２の内径はチャンバ１１の内径よりも小さい。また、チャンバ１１の底面の縁部は丸みを帯びて形成されている（図４（Ａ）ないし（Ｃ）参照）。
【００２３】
本実施形態では、図２に示されているように、該図２における左右方向（図１における左右方向）で二つ、該図２における上下方向（図１における紙面に直角な方向）で二つの合計四つのチャンバ１１が固定成形金型１０の上面に配列形成されている。このように、本実施形態に係るブリケット成形装置１では、固定成形金型１０に複数のチャンバ１１を形成することにより、該複数のチャンバ１１において同時にブリケットを成形して、ブリケットの製造効率を高めている。
【００２４】
図１に示されているように、上部加圧装置２０は、上記固定成形金型１０の上方に設けられており、チャンバ１１内に進入し該チャンバ１１内のアルミ材Ｐを上方から圧縮する複数の主加圧体２１と、該主加圧体２１が取り付けられた上部可動体２２と、該上部可動体２２が取り付けられ該上部可動体２２そして上記主加圧体２１を上下方向に駆動する流体圧シリンダ等の上部駆動部２３とを有している。該上部駆動部２３は上記上部固定板５０に取り付けられた上部支持体２４で支持されている。
【００２５】
複数の主加圧体２１は、円柱ピストン状をなしていて、各チャンバ１１に対応して複数設けられていて、それぞれ対応するチャンバ１１の直上に位置している。該主加圧体２１は、外径がチャンバ１１の内径と等しくなっており、後述するように該主加圧体２１の下部がチャンバ１１へ摺動して進入可能となっている。また、主加圧体２１は、その下端面がチャンバ１１内のアルミ材を圧縮するための加圧面２１Ａをなしており、図１に示されるように若干窪んだ凹曲面として形成されている（図４（Ａ）ないし（Ｃ）をも参照）。
【００２６】
上記主加圧体２１が取り付けられた上部可動体２２は、固定成形金型１０と平行に延びる高剛性の板状部材であり、その下面から主加圧体２１が下方に延びている。上部駆動部２３は、流体圧シリンダ、例えば、下方へ延び上下方向で往復動するロッド２３Ｂを備えた油圧シリンダ２３Ａを有している。該ロッド２３Ｂの下部には上記上部可動体２２が取り付けられており、上部駆動部２３の駆動により該上部可動体２２そして主加圧体２１が上下方向に往復動するようになっている。
【００２７】
上記固定成形金型１０の下方に設けられた下部加圧装置３０は、チャンバ１１の孔部１２内に下方から進入し該チャンバ１１内のアルミ材Ｐを下方から圧縮する複数の副加圧体３１と、該副加圧体３１を支持する下部可動体３２と、該下部可動体３２が取り付けられ該下部可動体３２そして上記副加圧体３１を上下方向に駆動する下部駆動部３３とを有している。該下部駆動部３３は下部支持体３４を介してベース６０により支持されている。
【００２８】
複数の副加圧体３１は、上端に先細りの円錐形状の頂部が形成された円柱状部材であり、各チャンバ１１に対応して複数設けられている。該複数の副加圧体３１は、図１に見られるように、該チャンバ１１の孔部１２の直下に位置するとともにその上部が該孔部１２を貫通して該孔部１２内に収容されている。該副加圧体３１は、外径が上記孔部１２の内径と等しくなっており、チャンバ１１の内径より小さい。後述するように該副加圧体３１の上部はチャンバ１１内に進入可能となっている。副加圧体３１は、その上部における上記頂部の面および円筒状部分の外周面がチャンバ１１内のアルミ材Ｐを圧縮するための加圧面をなしている。この副加圧体３１のチャンバ１１への進入時のストロークは複数回に分けて次第に進入するようにすることもできる。
【００２９】
上記副加圧体３１を支持する下部可動体３２は、固定成形金型１０と平行に延びる板状部材であり、その上面から副加圧体３１が上方に延びている。下部駆動部３３は、上方へ延び上下方向で往復動するロッド３３Ｂを備えた油圧シリンダ３３Ａを有している。該ロッド３３Ｂの上端には上記下部可動体３２が取り付けられており、下部駆動部３３の駆動により該下部可動体３２そして副加圧体３１が上下方向に往復動するようになっている。
【００３０】
供給装置４０は、外部から上端開口を経て供給されたアルミ材Ｐを貯留する複数のストックビン４１と、該ストックビン４１の下部にて該ストックビン４１の下端開口からアルミ材Ｐを受け入れてチャンバ１１内に該アルミ材Ｐを供給する複数の供給カップ４２と、該供給カップ４２をチャンバ１１の直上に移動させるための送出部材４３と、上記ストックビン４１の下端開口を開放あるいは閉塞する開閉板４４と、該開閉板４４が上記ストックビン４１の下端開口を開放する開位置と該下端開口を閉塞する閉位置との間で該開閉板４４を往復動させる開閉駆動部４５とを有している。図２に見られるように、左右に二つ形成されたチャンバ１１が上下に二列形成された本実施形態では、上記ストックビン４１、供給カップ４２そして開閉板４４は、各列に対応して設けられ、送出部材４３は両列に共通して設けられている。
【００３１】
ストックビン４１は、上下方向に延び上下端で開口する筒状体をなしており、図１に示されているように、上部加圧装置２０の右方に位置に形成された可動部材２２の貫通孔２２Ａおよび上部固定板５０の貫通孔５０Ａを上下方向に貫通して設けられている。本実施形態では、該ストックビン４１は、上述のように上記各列のチャンバ１１に対応して二つ設けられており、図２に示されている二つの供給カップ４２の直上に設けられている。
【００３２】
供給カップ４２は、図１に示されているように、ストックビン４１の下方で下端開口に近接して設けられている。本実施形態では、各ストックビン４１に対応して供給カップ４２は二つ設けられており、図２によく見られるように、同図における上側に配列されたチャンバ１１および下側に配列されたチャンバ１１にそれぞれ対応した位置で該チャンバ１１の右方に位置している。供給カップ４２は、上方へ向けて拡径した円錐筒状をなしていて上下に開口しており、図１によく見られるように、ストックビン４１の下端と固定成形金型１０の上面との間の距離とほぼ等しい高さ寸法で形成されている。該供給カップ４２の上端開口の直径は上記ストックビンの下端開口の直径と等しくなっており、該供給カップ４３の下端開口の直径はチャンバ１１の上端開口の直径と等しくなっている。本実施形態では、該供給カップ４２は、チャンバ１１の容積の二倍の容積をもつように形成されている。
【００３３】
送出部材４３は、図１における左右方向に延びる腕状をなす部材であり、図２に示されているように、左端が分枝して各供給カップ４２の側面と連結されている。該送出部材４３は、駆動部（図示せず）によって上記左右方向で往復動するようになっており、二つの供給カップ４２を同時に同じ距離だけ該左右方向に移動させる。後述するように、送出部材４３は、供給カップ４２をストックビン４１の直下位置から二つのチャンバ１１の直上位置へ順次移動した後に再びストックビン４１の直下位置へ戻るように移動させる。
【００３４】
開閉板４４は、ストックビン４１の下端開口と供給カップ４２の上端開口との間に位置しており、開閉駆動部４５によって図１における左右方向に駆動されて、ストックビン４１の下端開口を開放する開位置と該下端開口を閉塞する閉位置との間で往復動が可能となっている。
【００３５】
次に、ブリケット成形装置１によるブリケットの成形について説明する。まず、本実施形態では、ブリケットの成形は、チャンバ１１へのアルミ材Ｐを投入する原材料投入工程、該チャンバ１１内のアルミ材Ｐを圧縮してブリケットを成形する圧縮工程、成形されたブリケットをチャンバ１１から取り出すブリケット取出工程の三つの工程によって行われる。以下、これら三つの工程を順に説明する。
【００３６】
＜原材料投入工程＞
図３は、図２のIII−III断面図であり、原材料投入工程を説明するための図である。ここでは、図２における下側のチャンバ１１への原材料としてのアルミ材Ｐの投入について説明する。該図２における上側のチャンバ１１へのアルミ材Ｐの投入も上記下側のチャンバ１１の場合と同様であるので、ここではその説明は省略する。
【００３７】
まず、アルミ材Ｐが二つのストックビン４１に供給されて該ストックビン４１内に貯留される。このとき、二つの供給カップ４２はそれぞれ対応するストックビン４１の直下に配されており、また、開閉板４４はストックビン４１の下端開口を開放する位置、すなわち開放位置に後退しており、該ストックビン４１と供給カップ４２とが連通した状態となっている。したがって、供給カップ４２の下端開口が固定成形金型１０の上面に接して塞がれた状態のもとで、ストックビン４１に供給されたアルミ材Ｐは該ストックビン４１の下端開口を経て供給カップ４２内にも供給されるので、図１に示されているように、該ストックビン４１および供給カップ４２の両方にアルミ材Ｐが貯留される。この結果、各供給カップ４２には、二つのチャンバ１１の容積の合計と等しい体積のアルミ材Ｐが充填される。
【００３８】
次に、開閉駆動部４５が、開閉板４４を前進させてストックビン４１の下端開口を閉塞する位置、すなわち閉位置に位置させる。これによって、図３に示されるように、該ストックビン４１と供給カップ４２との間が遮断される。
【００３９】
次に、図３の左方へ送出部材４３を前進させて、二点鎖線で示されているように、供給カップ４２Ａを右側のチャンバ１１の直上位置にもたらす。この結果、供給カップ４２内のアルミ材Ｐが該供給カップ４２の下端開口を経て上記右側のチャンバ１１内に投入される。該右側のチャンバ１１へのアルミ材Ｐの投入完了時において、図３に見られるように、該チャンバ１１には該チャンバ１１の上部開口位置までアルミ材Ｐが充填される。右側のチャンバ１１へのアルミ材Ｐの投入後には、図３に見られるように、供給カップ４２内のアルミ材Ｐは半減し、該供給カップ４２内には一つのチャンバ１１の容積と等しい体積のアルミ材Ｐが残った状態となる。
【００４０】
さらに、図３の左方へ送出部材４３を前進させて、二点鎖線で示されているように、供給カップ４２を左方側のチャンバ１１の直上位置にもたらす。この結果、供給カップ４２内のアルミ材Ｐが該供給カップ４２の下端開口を経て上記左側のチャンバ１１内に投入される。したがって、該左側のチャンバ１１へのアルミ材Ｐの投入完了時において、図３に見られるように、該チャンバ１１には該チャンバ１１の上部開口位置までアルミ材Ｐが充填されるとともに、供給カップ４２内が空の状態となる。
【００４１】
このようにして両チャンバ１１へのアルミ材Ｐの投入が完了すると、送出部材４３は右方へ後退し、供給カップ４２は、対応するストックビン４１の下方にもたらされる。そして、開閉板４４が開位置にもたらされることにより、次の原材料投入工程に備えて、ストックビン４１内のアルミ材Ｐが供給カップ４２内に再充填され原材料投入工程が完了する。
【００４２】
＜圧縮工程＞
図４は、圧縮工程を説明するための図であり、（Ａ）はアルミ材Ｐが圧縮される前、すなわち圧縮工程が開始される前の状態、（Ｂ）はアルミ材Ｐが主加圧体２１によって圧縮された状態、（Ｃ）はアルミ材Ｐがさらに副加圧体３１によって圧縮された状態を示す図である。該図４（Ａ）ないし（Ｃ）では、四つのチャンバ１１のうちの一つにおけるアルミ材Ｐの圧縮を示している。圧縮工程は、四つのチャンバ１１の全てにおいて同様に行われる。
【００４３】
上述した原材料投入工程が完了した時点では、図４（Ａ）に示されるように、主加圧体２１は、まだチャンバ１１内に進入しておらず、また、副加圧体３１は１１０先細り形状の頂部のみがチャンバ１１内に下方から突出している。そして、圧縮工程が開始されると、まず、上部駆動部２３の駆動により主加圧体２１のみが下方へ移動し、図４（Ｂ）に示されるように、該主加圧体２１がチャンバ１１内に上方から進入する。この結果、チャンバ１１内のアルミ材Ｐは、主加圧体２１の下端面である加圧面２１Ａによって上方から圧縮される。
【００４４】
該主加圧体２１は、アルミ材料Ｐの密度が完成品としてのブリケットの所定の密度に達する前に加圧力をそのまま維持した状態で停止する。このように、主加圧体２１によっては、後に副加圧体３１による圧縮が行われる前段階としてアルミ材Ｐを上記所定の密度より低い密度に圧縮するに留めるので、その分、該主加圧体２１による圧縮に要する圧力は、従来のように一度に所定密度まで圧縮してしまう場合に比べて低くて済む。
【００４５】
本実施形態では、主加圧体２１は、例えば１００ＭＰａの圧力でアルミ材Ｐを圧縮する。従来の装置において、ブリケット成形時にアルミ材を圧縮する圧力は、例えば約２００ＭＰａであり、これと比較すると本実施形態の上記主加圧体２１による圧力は大幅に低くなっている。
【００４６】
上記主加圧体２１によってアルミ材Ｐが圧縮された後、下部駆動部３３の駆動により副加圧体３１が上方へ移動し、図４（Ｃ）に示されるように、該副加圧体３１の上端側部分がチャンバ１１内に下方から進入してアルミ材Ｐに突き刺さる。この結果、チャンバ１１内のアルミ材Ｐは、副加圧体３１におけるチャンバ１１に進入した部分の外面、すなわち該副加圧体３１の上部における頂部の面および円筒状部分の外周面によって圧縮される。これによって、上記主加圧体２１によって圧縮されたアルミ材Ｐは副加圧体３１が刺さった容積分だけさらに圧縮され、所定の密度のブリケットが成形される。
【００４７】
副加圧体３１により圧縮して得られるブリケットは、図５（Ｃ）にも見られるように、鱗片状のアルミ材が副加圧体３１の表面に沿って縦方向成分をもって向くようになり、単にピストンの面で圧縮して得られるブリケットでは全体にわたり鱗片状のアルミ材が横方向に向いて特に下面で崩れやすいのに比べ、上記縦方向成分をなすことにより該鱗片状のアルミ材が崩れにくくなる。
【００４８】
本実施形態では、副加圧体３１は加圧面の外径がチャンバの内径より小さく前端が先細り形状をなしているので、主加圧体２１により圧縮されたアルミ材Ｐに該副加圧体３１を容易に突き刺すことができる。したがって、副加圧体３１による圧縮の際の圧力はさほど大きくする必要がなく、本実施形態では、副加圧体３１は、主加圧体２１による圧縮に要する圧力よりも若干大きい程度の圧力、例えば約１１０ＭＰａの圧力でアルミ材Ｐを圧縮する。つまり、該副加圧体３１による圧縮に要する圧力も、主加圧体２１の場合と同様に、従来の装置における圧力と比較して大幅に低くなっている。
【００４９】
＜ブリケット取出工程＞
上記主加圧体２１および副加圧体３１による圧縮によるブリケットの成形が完了すると、まず、主加圧体２１が上部駆動部２３に駆動されて上方へ移動してチャンバ１１外へもたらされ、図４（Ａ）に示されるような位置に戻る。次に、副加圧体３１が下部駆動部３３に駆動されて上方へ移動してチャンバ１１内へさらに進入する。この結果、ブリケットは、該副加圧体３１によって下方から押し上げられ、最終的にチャンバ１１外へ押し出される。チャンバ１１外へ押し出されたブリケットは、固定成形金型１０の上面に沿って、供給カップ４２と直交方向に移動する取出部材（図示せず）によって装置外へ取り出される。このようにして完成品であるブリケットが取り出され、ブリケット取出工程が完了する。本実施形態では、主加圧体２１と副加圧体３１とが互いに対向する方向でチャンバ１１内へ進入するので、上述したように副加圧体３１によってブリケットをチャンバ外へ押し出して、取出部材により容易に取り出すことが可能となっている。
【００５０】
本実施形態では、ブリケット取出工程において、主加圧体２１を上方へ移動させてチャンバ１１外へもたらした後に副加圧体３１を上方へ移動させることとしたが、これに代えて、主加圧体２１および副加圧体３１の上方への移動を同時に開始することとしてもよい。
【００５１】
図５は、完成品であるブリケットＱの縦断面図である。同図に示されるように、ブリケットＱは略円筒状の外形をなしており、主加圧体２１の下端面である加圧面２１Ａに加圧されたことにより上面が凸曲面として形成され、また、下方から副加圧体１３が突き刺さされたことにより該副加圧体３１の先端部と同形状の孔部Ｑ１が下方に開口して形成されている。本実施形態では、ブリケットＱは上面が凸曲面として形成されるので、副加圧体３１による下方からの圧縮の長さ（図５における孔部Ｑ１の長さ寸法Ｈ１）を大きくしても、ブリケットＱの上面から孔部Ｑ１の上端までの寸法（図５における寸法Ｈ２）を十分大きく確保できる。したがって、該ブリケットＱの強度を確保しつつ副加圧体３１による十分な圧縮によって高密度なブリケットＱを成形することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、チャンバ１１の底面の縁部が丸みを帯びて形成されているので、図５に示されているように、該チャンバ１１内で圧縮されて成形されるブリケットＱの下面の縁部Ｑ２も丸みを帯びた形状となる。したがって、チャンバ１１からのブリケットＱの取出しの際における該ブリケットＱの上記縁部Ｑ２とチャンバ１１の内面との摩擦が小さくなり、該ブリケットＱの取出しが容易となる。また、該ブリケットＱの取出後、取扱時に上記縁部Ｑ２が外部からの衝撃等によって崩れたり欠けたりすることを防止できる。
【００５３】
既述したように、本実施形態では、主加圧体２１および副加圧体３１を用いてアルミ材Ｐを順次圧縮することにより、さほど高い力でアルミ材Ｐを圧縮しなくとも高密度なブリケットを成形することができる。その結果、ブリケット成形装置１の駆動源は従来のような一度で圧縮するための高出力を必要とせず、消費エネルギそしてコストを低減することができる。さらには装置の小型化を図ることができる。
【００５４】
本実施形態では、主加圧体と副加圧体とは互いに対向する方向からチャンバ内に進入してアルミ材を圧縮することとしたが、主加圧体および副加圧体の進入方向はこれに限られない。例えば、主加圧体と副加圧体とを互いに直角をなす方向からチャンバ内に進入させてもよい。この場合、例えば、主加圧体を上方からチャンバ内に進入させるとともに副加圧体を水平方向でチャンバ内に進入させることもできる。
【００５５】
また、本実施形態では、主加圧体による圧縮が完了した後に副加圧体の圧縮が開始されることとしたが、これに代えて、主加圧体の圧縮の開始後であって該圧縮の完了前に副加圧体の圧縮を開始することとしてもよい。
【００５６】
本発明装置においては、副加圧体を作動させずに、主加圧体のみを作動させてブリケットを作ることができる場合もある。ブリケットが本発明によるブリケット化と比べて低めの密度でも良いという場合には、主加圧体による圧縮の時点でブリケットとして取り出してもよい。このとき、副加圧体はブリケットの取出しのために該ブリケットをチャンバ外に押し出す部材として機能する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施形態に係るブリケット成形装置の縦断面図である。
【図２】図１に示されるブリケット成形装置のII−II断面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】圧縮工程をするための図であり、（Ａ）は圧縮工程が開始される前の状態、（Ｂ）はアルミ材が主加圧体によって圧縮された状態、（Ｃ）はアルミ材がさらに副加圧体によって圧縮された状態を示す図である。
【図５】完成品であるブリケットの縦断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  ブリケット成形装置
１０  固定成形金型
１１  チャンバ
２１  主加圧体
２１Ａ  加圧面
３１  副加圧体
Ｐ  アルミ材（原材料）
Ｑ  ブリケット
【図１】
2011006748.tif 000003
【図２】
2011006748.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011006748.tif 000006
【図５】
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