(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系材料を主原料とする粉末を粉末成形装置に供給するための粉末容器であって、
上端に粉末受入口を有する円筒形状の本体部と、
前記本体部の下端開口に接続されており、下端に粉末排出口を有する円すい形状の傾斜部と
を備えており、
前記傾斜部の内壁面の面粗度Ｒｚ（μｍ）が３以下であり、
前記傾斜部の内壁面の傾斜角が５０〜８０°であり、かつ、
前記粉末が少なくともカーボンを副原料として含む、粉末容器。 
【請求項２】
前記傾斜部の内壁面の面粗度Ｒｚ（μｍ）が１．６〜３．０である、請求項１に記載の粉末容器。
【請求項３】
前記傾斜部の内壁面の傾斜角が５６〜７５°である、請求項１又は請求項２に記載の粉末容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉末容器に関する。さらに詳しくは、粉末成形装置に粉末を供給する粉末容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
比較的複雑な形状を有する機械部品などを製造する技術として粉末冶金法がある。この方法では、鉄系材料を含む種々の組成の粉末を所望の形状に加圧成形し、得られた成形体（圧粉体）を加熱して焼結させる。そして、ダイを用いて前記成形体を作製する粉末成形装置では、ダイプレート上を摺動して前記ダイに粉末を充填するシューボックス内に、原料の粉末を収容する粉末容器からホースなどを経由して当該粉末が供給される。
【０００３】
前記粉末容器内には、通常、１０００ｋｇ程度の粉末が収容される。この粉末は、加圧成形が行われる建屋とは別棟の配合棟において、混合機を用いて所望の組成に調整される。そして、得られる粉末は、前記混合機の排出口の下方に配置された粉末飛散防止フードを経由して、当該粉末飛散防止フードの下方に配置される粉末容器内に充填される。粉末充填後の粉末容器はフォークリフトなどによって粉末成形装置が設置された建屋内の所定位置に搬入される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
仕様通りの強度や特性を備えた焼結体を得るためには、均質な粉末を粉末成形装置のシューボックス内へ供給する必要がある。そのため、粉末容器からシューボックスへ供給される際の粉末の挙動は、当該粉末容器に先に投入されたものが先に排出される、いわゆるマスフローであることが望ましいが、粉末の組成のうちカーボンや潤滑剤（ワックスなど）などの副原料が粉末容器の壁面に付着して堆積し、先に投入したにもかかわらず最後に排出される、いわゆるファンネルフローになることがある。ファンネルフローが生じると、カーボンの偏析が発生したり、粉末のかさ密度が変動したりする恐れがある。その結果、得られる製品の強度や特性がばらついて、歩留まりが低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、壁面への粉末の付着や堆積を防止または抑制して、粉末の挙動をマスフローにすることができる粉末容器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る粉末容器は、鉄系材料を主原料とする粉末を粉末成形装置に供給するための粉末容器であって、
上端に粉末受入口を有する円筒形状の本体部と、
前記本体部の下端開口に接続されており、下端に粉末排出口を有する円すい形状の傾斜部と
を備えており、
前記傾斜部の内壁面の面粗度Ｒｚ（μｍ）が３以下であり、
前記傾斜部の内壁面の傾斜角が５０〜８０°であり、かつ、
前記粉末が少なくともカーボンを副原料として含む。
なお、本明細書において、「面粗度Ｒｚ」は、ＪＩＳＢ０６５９−１（２００２）に規定される面粗度（μｍ）である。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によれば、壁面への粉末の付着や堆積を防止または抑制して、粉末の挙動をマスフローにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の粉末容器の一実施形態を含む粉末充填装置の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔本発明の実施形態の説明〕
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係る粉末容器は、
（１）鉄系材料を主原料とする粉末を粉末成形装置に供給するための粉末容器であって、
上端に粉末受入口を有する円筒形状の本体部と、
前記本体部の下端開口に接続されており、下端に粉末排出口を有する円すい形状の傾斜部と
を備えており、
前記傾斜部の内壁面の面粗度Ｒｚが３以下であり、かつ、
前記傾斜部の壁面の水平面に対する傾斜角が５０〜８０°である。
【００１０】
本態様に係る粉末容器は、傾斜部の内壁面の面粗度Ｒｚを３以下にしているので、粉末容器内に供給される粉末と、当該内壁面との摩擦を小さくすることができ、粉末の流れをよくすることができる。また、傾斜部の壁面の水平面に対する傾斜角が５０〜８０°であるので、粉末排出口へ向かう粉末の流れをよくすることができる。このような面粗度および傾斜角にすることで、粉末容器からシューボックスへ供給される際の粉末の挙動をマスフローにすることができ、粉末が傾斜部の内壁面に付着、堆積して当該粉末の挙動がファンネルフローになることを防止することができる。これにより、副原料として粉末に含まれるカーボンの偏析や、粉末のかさ密度の変動を防止ないし抑制することができ、その結果、得られる製品の強度や特性を安定させ、歩留まりを向上させることができる。
【００１１】
（２）上記（１）の粉末容器において、前記粉末が少なくともカーボンを副原料として含むものとすることができる。この場合、カーボンの偏析を防止ないし抑制することができ、その結果、得られる製品の強度や特性を安定させ、歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
（３）上記（１）又は（２）の粉末容器において、前記傾斜部の内壁面の面粗度Ｒｚが１．６〜３．０であることが好ましい。この場合、粉末容器内に供給される粉末と、当該内壁面との摩擦をさらに小さくすることができ、粉末の流れを一層よくすることができる。
【００１３】
（４）上記（１）〜（３）の粉末容器において、前記傾斜部の壁面の傾斜角が５６〜７５°であることが好ましい。この場合、粉末排出口へ向かう粉末の流れを一層よくすることができる。
【００１４】
〔本発明の実施形態の詳細〕
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の粉末容器の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る粉末容器１を含む粉末充填装置Ｐの断面説明図である。粉末充填装置Ｐは、粉末成形装置で用いられる粉末を調製し、粉末容器１内に充填する装置であり、混合機２、粉末飛散防止フード３、および粉末容器１を備えている。
【００１６】
粉末容器１には、成形体（圧粉体）を作製する加圧成形装置に供給される粉末が収容される。粉末は、主原料である鉄系材料と、カーボンや潤滑剤（ワックスなど）などの副原料とからなっており、これらの原料は、混合機２により所定配合に調整される。  
【００１７】
所定配合に調整された粉末は、ステージＳ上に設置された混合機２の排出口２ａから、当該混合機２の下方に配設された粉末飛散防止フード３を経由して、当該粉末飛散防止フード３のさらに下方に配設される粉末容器１内に供給される。粉末飛散防止フード３にはダクト４が接続されており、このダクト４を用いて粉末飛散防止フード３内の空気を吸引することで当該粉末飛散防止フード３内は負圧にされている。したがって、混合機２からの排出時に舞い上がった粉末が粉末飛散防止フード３の上部開口３ａまたは下部開口３ｂから外部に漏れて、前記配合棟内の作業環境が悪くなるのが抑制ないし防止される。
【００１８】
本実施形態に係る粉末容器１は、本体部５と、傾斜部６とを備えており、鋼製の架台Ｂ上に配設されている。本体部５は、円筒形状を呈しており、上端に粉末受入口５ａを有しており、下端に開口を有している。傾斜部６は、下方に向かうにつれて小径となる円すい形状を呈しており、その径大側の開口は前記本体部５の下端の開口に接続されている。傾斜部６の下端には、粉末成形装置へ粉末を供給するための円筒形状の粉末排出口７が形成されている。この粉末排出口７の下端にはフランジ８が設けられており、このフランジ８に、一端にフランジ９が設けられた排出弁１０の当該フランジ９が接続されている。本実施形態における排出弁１０は電動バタフライ弁である。粉末排出時には、この排出弁１０を開状態にして粉末容器１内の粉末が粉末成形装置のシューボックスへ供給される。粉末容器１の材質は、本発明において特に限定されるものではないが、例えばステンレス鋼で作製することができる。
【００１９】
粉末容器１の傾斜部６の内壁面６ａの面粗度Ｒｚは３以下、好ましくは１．６〜３．０になるように加工されている。このような面粗度Ｒｚになるような加工法としては、例えばバフ研磨を例示することができるが、３以下の面粗度Ｒｚとなる限り、本発明において特に限定されるものではない。内壁面６ａの面粗度Ｒｚが３を超えると、後述する傾斜部６の壁面の傾斜角とも関連するが、粉末容器１内に供給された粉末が傾斜部６の内壁面６ａに付着、堆積する可能性がある。特に、副原料としてカーボンが含まれる場合、かかるカーボンは平均の大きさが２０〜３０μｍと、主原料である鉄粉の６０μｍと比較して小さく、かつ、形状が鱗片状であることから、当該内壁面６ａとの摩擦が大きくなり、内壁面６ａに付着したり堆積したりする可能性がある。その結果、粉末成形装置に供給されるときの粉末の挙動がファンネルフローになり、当該カーボンの偏析やかさ密度の変動が生じる恐れがある。
【００２０】
傾斜部６の壁面の水平面に対する傾斜角θは、５０〜８０°、好ましくは５６〜７５°に設定されている。傾斜角θが５０°よりも小さいと、前述した内壁面６ａの面粗度Ｒｚとも関連するが、粉末容器１内に供給された粉末の傾斜部６での流れが悪くなり、ファンネルフローの原因となる。
【００２１】
これに対し本実施形態では、傾斜部６の内壁面６ａの面粗度Ｒｚを３以下にしているので、粉末容器１内に供給される粉末と、当該内壁面６ａとの摩擦を小さくすることができ、粉末の流れをよくすることができる。また、傾斜部６の壁面の水平面に対する傾斜角を５０〜８０°としているので、粉末排出口７へ向かう粉末の流れをよくすることができる。このような面粗度および傾斜角にすることで、粉末容器１からシューボックスへ供給される際の粉末の挙動をマスフローにすることができ、粉末が傾斜部６の内壁面６ａに付着、堆積して当該粉末の挙動がファンネルフローになることを防止することができる。なお、傾斜角が上限値（８０°）より大きくなると、粉末容器１が長くなり取り扱いにくくなる。
【００２２】
〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、粉末容器の本体部の高さ（使用時における上下方向のサイズ）が傾斜部の高さよりも低くされているが、両高さは、収容する粉末の量などに応じて適宜変更することができる。
また、前述した実施形態では、粉末を排出する機構としてバタフライ弁からなる排出弁を用いているが、スライド弁など他の構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ：粉末容器
２  ：混合機
３  ：粉末飛散防止フード
３ａ：上部開口
３ｂ：下部開口
４  ：ダクト
５  ：本体部
６  ：傾斜部
６ａ：内壁面
７  ：粉末排出口
８  ：フランジ
９  ：フランジ
１０  ：排出弁
Ｂ  ：架台
Ｐ  ：粉末充填装置
Ｓ  ：ステージ
【図１】
0006503613.tif 000002