(57)【要約】【課題】十分に圧縮成形された密度の大きい成形体を製造することができ、又、振動テーブルがローリング状の運動をすることなく正常な衝撃圧縮成形動作が行われる振動衝撃圧縮成形機を提供すること。【解決手段】垂直方向の振動を発生させる加振器を備えた振動テーブル１０と、原料を充填して振動テーブル１０上に載置する金型１２と、この金型１２を上方から押圧するエアシリンダー１３と、振動テーブル１０を支持するフレーム１６上に設けられた複数のエアクッション１５を有する振動衝撃圧縮成形機であって、振動テーブル１０とエアクッション１５の間に補助振動板２０が介装され、この補助振動板２０がエアクッション１５に固着され、補助振動板２０の上に振動テーブル１０が載せられた状態に構成されている。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向の振動を発生させる加振器を備えた振動テーブルと、原料を充填して前記振動テーブル上に載置する金型と、この金型を上方から押圧するエアシリンダーと、前記振動テーブルを支持するフレーム上に設けられた複数のエアクッションを有する振動衝撃圧縮成形機であって、前記振動テーブルと前記エアクッションの間に補助振動板が介装され、この補助振動板が前記エアクッションに固着され、前記補助振動板の上に前記振動テーブルが載せられた状態に構成されたことを特徴とする振動衝撃圧縮成形機。
【請求項２】
垂直方向の振動を発生させる加振器を備えた振動テーブルと、原料を充填して前記振動テーブル上に載置する金型と、この金型を上方から押圧するエアシリンダーと、前記振動テーブルを支持するフレーム上に設けられた複数のエアクッションを有する振動衝撃圧縮成形機であって、前記エアクッションへ供給するために分岐された圧縮空気配管の分岐配管に逆止弁が設けられていることを特徴とする振動衝撃圧縮成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体あるいは粉粒体を圧縮成形して成形体を製造する振動衝撃圧縮成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉体あるいは粉粒体を圧縮成形して成形体を製造する成形機の一つとして、振動衝撃圧縮成形機がある（特許文献１参照）。
【０００３】
この成形機においては、図５に示すように、その下面に垂直方向の振動を発生させる加振器１１を備えた振動テーブル１０が、その振動テーブル１０を支持するフレーム１６上に複数のエアクッション１５を介して取り付けられており、この振動テーブル１０上に原料を充填した金型１２を載置し、この金型をエアシリンダー１３によって上方から押圧するようになっている。
【０００４】
振動テーブル１０には偏心している錘が取り付けられた２基の加振器１１が設けられており、２基の加振器１１が互いに逆方向に回転することにより、振動テーブル１０が垂直方向に振動するようになっている。
【０００５】
図６は振動衝撃圧縮成形機による圧縮成形の原理を示す図である。図６において、１０は振動テーブル、１２は原料を充填する金型、１４はエアシリンダーのピストンロッド、１７は加振器の錘を示す。
【０００６】
２基の加振器のモータを起動すると、モータの回転に伴って振動テーブル１０が振動する。モータを比較的低速度で回転させた場合には、振動テーブル１０の振動にともない金型１２も一緒に振動する（図中▲１▼の状態）が、モータを高速度で回転させると、振動テーブル１０の振動に金型１２がついて行けなくなり、振動テーブル１０と金型１２の動きにずれが生じ、振動テーブル１０と金型１２が離れた状態になる（図中▲２▼の状態）。
【０００７】
振動テーブル１０の振動に伴ない、ピストンロツド１４で押されている金型１２も振動を開始するが、金型１２の振動がテーブル１０の振動に追随できなくなり、何回かに１回お互いに離れる方向に運動し、次の瞬間に、お互いに衝突する動作、すなわち金型１２が振動テーブル１０に叩きつけられる動作が起こる（図中▲３▼の状態）。この叩きつけの動作は何回か繰り返される。この叩きつける動作により、急激な加速度の変化が発生して、混合原料１４が圧縮される。
【０００８】
なお、ピストンロツド１４で押されている金型１２が振動するのは、エアシリンダーに加えられた空気圧が復元力として働くためである。
【０００９】
上記のように、振動衝撃圧縮成形におては、金型が振動テーブル１０に叩きつけられることにより金型内のすべての原料に均一に下方向の急激な加速度が働くので、金型内の原料が均一に圧縮される。このため、密度が大きく、かつ密度の分布が均一な成形体が形成されるようになっている。
【００１０】
【特許文献１】
特公平４−１９９２１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本発明者らの実験結果によれば、特許文献１に記載の構成による振動衝撃圧縮成形機で粉体や粉粒体を成形した場合、次のような問題があり、振動衝撃圧縮成形機としての機能が発揮されない。
【００１２】
すなわち、第一の問題として、密度が大きい成形体が得られないと言う問題がある。文献によれば、振動衝撃圧縮成形をした場合には、粉体や粉粒体が非常に密度が大きい圧密状態にされるものとされているが、本発明者らの実験結果によれば、予想された密度を有する成形体は得られていない。
【００１３】
又、第二の問題として、装置を大型化した場合、衝撃圧縮成形動作が異常な状態になり、正常な成形体が得られないと言う問題がある。振動テーブルと支持フレームを連結するエアクッションは振動テーブルの両側又は振動テーブルの周囲に配置されており、エアクッション全体の空気圧は所定圧に調整されているので、稼動していない時点においては、エアクッション上の振動テーブルは略水平に保たれている。しかし、稼動中においては、何らかの具合によって、振動テーブルが図７に示すように傾いた状態になる。そして、振動テーブルに傾きが生ずると、正常な成形体が得られなくなる。このような異常振動は、小型の衝撃圧縮機では発生しにくいが、装置が大きくなると、しばしば起こる現象である。
【００１４】
図７において、１０は振動テーブル、１５はエアクッション、１６は支持フレーム、１２は金型を示す。又、２１は圧縮空気の供給配管、２３は圧力調整弁を示す。この図のように、振動テーブル１０が作用する荷重が偏った箇所に懸ると、振動テーブル１０が一方の側に傾き、次いでその反動によって他方の側へ傾き、ローリング状の運動を激しく繰り返すようになることがある。このような状態になると、金型に作用する衝撃が小さくなり、金型内の粉体が全く成形されなかった部分ができたりして、成形体を製造することができなくなる。
【００１５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、十分に圧縮成形された密度の大きい成形体を製造することができ、又、振動テーブルがローリング状の運動をすることなく正常な衝撃圧縮成形動作が行われる振動衝撃圧縮成形機を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記第一の課題を解決するために、本発明は、垂直方向の振動を発生させる加振器を備えた振動テーブルと、原料を充填して振動テーブル上に載置する金型と、この金型を上方から押圧するエアシリンダーと、振動テーブルを支持するフレーム上に設けられた複数のエアクッションを有する振動衝撃圧縮成形機であって、前記振動テーブルと前記エアクッションの間に補助振動板が介装され、この補助振動板が前記エアクッションに固着され、前記補助振動板の上に前記振動テーブルが載せられた状態に構成されたことを特徴としている。
【００１７】
従来技術において、密度が大きい成形体が得られないのは、圧縮成形時に金型に十分な衝撃が加えられていないためである。従来技術においては、振動テーブルがエアクッションを介して支持するフレーム上に取り付けられており、振動テーブルが上下運動する移動範囲はエアクッションが伸縮する幅の範囲内に制限される。すなわち、加振器の作用によって起こる振動テーブルの振動がエアクッションにより抑えられている。このため、振動テーブルの振幅が、本来、加振器の作用によって起こる振幅よりも小さくなり、したがって、金型に作用する衝撃が小さくなって、密度が大きい成形体が得られなくなる。
【００１８】
そこで、本発明においては、振動テーブルとエアクッションの間に補助振動板を介装している。そして、この補助振動板をエアクッションに固着させることにより、補助振動板の上に振動テーブルが載せられた状態にしている。
【００１９】
このように、振動テーブルをエアクッションに固着された補助振動板の上に載せた状態にすれば、振動テーブルは、エアクッションによる制限を受けることなく、加振器の作用にしたがって振動することができる。このため、振動テーブルの振幅が大きくなって、金型に大きな衝撃が作用し、密度が大きい成形体が得られる。
【００２０】
又、前記第二の課題を解決するために、本発明は、垂直方向の振動を発生させる加振器を備えた振動テーブルと、原料を充填して前記振動テーブル上に載置する金型と、この金型を上方から押圧するエアシリンダーと、前記振動テーブルを支持するフレーム上に設けられた複数のエアクッションを有する振動衝撃圧縮成形機であって、前記エアクッションへ供給するために分岐された圧縮空気配管の分岐配管に逆止弁が設けられていることを特徴としている。
【００２１】
そして、上記発明において、逆止弁が設けられている分岐配管が複数のエアクッション群へ圧縮空気を供給するための分岐配管であってもよい。
【００２２】
従来技術において、振動テーブルがローリング状の運動をして正常な衝撃圧縮成形動作が行われなくなるのは、次に記述するように、振動テーブルを支持している複数のエアクッションの間で空気の移動が起こるためである。すなわち、図７に示すように、振動テーブル１０の荷重が特定の側（例えば、図中、右側）に配置されているエアクッションに偏って作用すると、そのエアクッションが強く押圧されるので、各エアクッション内の圧力が均等に保たれるように、右側のエアクッション内の空気の一部が反対側（図中、左側）に配置されているエアクッションへ移動し、振動テーブルが右側へ傾く。そして、その反動によって、振動テーブル１０の荷重が他方の側（図中、左側）に懸るようになり、系内の空気が上記と逆の方向（図中、右側）に流れるようになる。このため、一旦、振動テーブルが傾くと、いわゆるローリング状の運動が連続的に繰り返されるようになる。
【００２３】
そこで、本発明においては、各エアクッション又は複数基のエアクッション群へ供給するために分岐された圧縮空気配管の分岐配管に逆止弁を設けている。各エアクッションの圧力は起動前に一定の所定圧力に調整されているので、各エアクッション又はエアクッション群に供給する圧縮空気配管の分岐配管に逆止弁を設けておけば、振動テーブルの荷重が特定の側のエアクッションに偏って作用しても、そのエアクッション内の空気が他方の側のエアクッション又はエアクッション群へ流れる現象は起こらなくなる。このため、振動テーブルが傾くことなく、略水平に維持され、ローリング状の運動が起こらなくなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係る一例を示す正面図、図２は図１におけるＡ−Ａ部の断面図である。図１及び図２において、図５と同じ構成に係る部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。この実施の形態においては、振動テーブル１０とエアクッション１５の間に補助振動板２０が介装されている。この補助振動板２０は図２に示すように、加振器１１が位置する中央部分が切り欠かれて枠型の形状に形成されており、エアクッション１５に固着されている。このため、振動テーブル１０は支持フレーム１６上に設けられた複数のエアクッション１５には取り付けられておらず、補助振動板２０の上に載せられた状態になっている。
【００２５】
上記構成の振動衝撃圧縮成形機においては、振動テーブル１０と補助振動板２０が結合されておらず、振動テーブル１０が補助振動板２０の上に載せられた状態になっているので、振動テーブル１０と補助振動板２０はそれぞれ別個の動作をすることができる。このため、振動テーブル１０は、エアクッションによる制限を受けることなく、加振器の作用にしたがって振動することができる。これにより、振動テーブルの振幅が大きくなって、金型に大きな衝撃が作用し、密度が大きい成形体が得られる。
【００２６】
図３及び図４は図１の振動衝撃圧縮成形機における圧縮空気の配管系統の例を示す図である。図３及び図４において、１５はエアクッション、２１は圧縮空気の供給配管、２２は圧縮空気の分岐配管、２３は全体のエアクッションの圧力を調整する弁、２４は逆止弁である。
【００２７】
図３はエアクッションが振動テーブルの両側に配置された場合の配管系統を示す。この配管系統においては、圧縮空気の供給配管２１から分岐された２本の分岐配管２２，２２からそれぞれ３基からなるエアクッション群に圧縮空気が供給されるようになっている。そして、２本の分岐配管２２，２２には逆止弁２４，２４が取り付けられている。
【００２８】
圧縮空気配管が上記のように接続された振動衝撃圧縮成形機においては、稼動前に圧力調整弁２３を操作して各エアクッションの圧力が所定圧になるように調整され、圧力調整後の状態においては、図中右側のエアクッション群から左側への空気の流れ、又はその逆の流れは逆止弁２４によって阻止される。このため、振動テーブルの荷重が右側又は左側のエアクッションに偏って作用しても、そのエアクッション内の空気が対向する側に配置されているエアクッションへ流れることはない。そして、振動テーブルは傾くことなく、略水平に維持される。
【００２９】
なお、図３に示す圧縮空気配管における逆止弁の配置はエアクッションの配置数が少ない小型の振動衝撃圧縮成形機に適用される。
【００３０】
図４は多数のエアクッションが振動テーブルの両側に配置された場合の配管系統を示す。この配管系統においては、２基ずつに区分された複数のエアクッション群に、圧縮空気の供給配管２１から分岐された複数の分岐配管２２から圧縮空気が供給されるようになっている。各分岐配管２２にはそれぞれ逆止弁２４が取り付けられている。
【００３１】
圧縮空気配管が上記のように接続された振動衝撃圧縮成形機においては、各エアクッション群の間における空気の流通は逆止弁２４によって阻止されているので、各エアクッション群の空気が図中右側又は左側からその対向する側に流れたり、図中上側又は下側からその対向する側に流れたりする空気の流通は行われない。このため、振動テーブルの荷重が、図中右側又は左側、あるいは図中上側又は下側のエアクッションに偏って作用しても、その箇所のエアクッション内の空気が対向する側に配置されているエアクッションへ流れることはない。これにより、振動テーブルは傾くことなく、略水平に維持される。
【００３２】
なお、図３及び図４では、分岐された圧縮空気配管に接続されるエアクッション群の基数が２基又は３基の場合について説明したが、エアクッション群を構成する基数は２基又は３基に限定されるものではない。エアクッション群を構成する基数は、振動衝撃圧縮成形機の規模やエアクッションの配置などにより、適宜決められる。
【００３３】
又、図３及び図４においては、エアクッションを２〜３基からなる群に区分し、このエアクッション群に供給する圧縮空気の分岐配管に逆止弁を設けているが、逆止弁の配置箇所はエアクッション群に供給する分岐配管限定されるものではなく、エアクッションに接続されている１基毎の分岐配管にそれぞれ配置してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べた本発明によれば、十分に圧縮成形された密度の大きい成形体を製造することができ、又、振動テーブルがローリング状の運動をすることなく正常な衝撃圧縮成形動作が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る一例を示す正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ部の断面図である。
【図３】本発明の振動衝撃圧縮成形機における圧縮空気の配管系統の一例を示す図である。
【図４】本発明の振動衝撃圧縮成形機における圧縮空気の配管系統の他の例を示す図である。
【図５】従来の振動衝撃圧縮成形機を示す正面図である。
【図６】振動衝撃圧縮成形機による圧縮成形の原理を示す図である。
【図７】振動テーブルが異常な運動をする状況の説明図である。
【符号の説明】
１０  振動テーブル
１１  加振器
１２  金型
１３  エアシリンダー
１４  エアシリンダーのピストンロッド
１５  エアクッション
１６  支持フレーム
１７  加振器の錘
２０  補助振動板
２１  圧縮空気の供給配管
２２  圧縮空気の分岐配管
２３  圧力調整弁
２４  逆止弁
【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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【図６】
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【図７】
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