(57)【要約】　　　（修正有）【課題】金型プレスに原料粉末を供給する際に，得られた焼結体に反りや寸法差等の発生を防止するための均一な充填を行える粉末重点装置を提供する。【解決手段】テーブル１の上面４に沿って往復し、テーブル１に備えられたプレス金型２内に原料粉末を充填するための粉末供給フィーダー５と、該粉末供給フィーダー５に原料を供給するための供給筒７とを有する粉末供給装置であって、上記粉末供給フィーダー５の内部に、上記供給筒７と連設し、テーブル１の上面４に対して傾斜する２枚の長さの異なる仕切り板８、９を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルの上面に沿って往復し、テーブルに備えられたプレス金型内に原料粉末を充填するための粉末供給フィーダーと、該粉末供給フィーダーに原料を供給するための供給筒とを有する粉末供給装置であって、上記粉末供給フィーダーの内部に、上記供給筒と連設し、テーブルの上面に対して傾斜する２枚の長さの異なる仕切り板を設けたことを特徴とするプレス成形機用粉末供給装置。
【請求項２】
上記各仕切り板がテーブルの上面に対して４０〜５０°傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形機用粉末供給装置。
【請求項３】
上記２枚の仕切り板のうち、前方に長さの短い仕切り板を設け、且つ仕切り板のテーブル上面からの高さが、上記粉末供給フィーダーの内壁高さの３５〜５５％であることを特徴とする請求項１または２に記載のプレス成形機用粉末供給装置。
【請求項４】
一方の仕切り板の長さが、他方の仕切り板の長さの４５〜６０％であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のプレス成形機用粉末供給装置。
【請求項５】
上記供給フィーダー前方の内壁の下端部がテーブル上面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプレス成形機用粉末供給装置。
【請求項６】
上記下端部がテーブル上面に対して４０〜５０°傾斜していることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のプレス成形機用粉末供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粉末プレス成形機のプレス金型への粉末供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプレス成形機への粉末供給装置は、図４（ａ）に示すようにテーブル２１の上面２４の下方にプレス金型２２を埋設しておき、無底の粉末供給フィーダー２５をこのテーブル上面２４に沿って往復運動させ、プレス金型２２の内部へ粉末を供給する構造となっている。
【０００３】
この粉末供給装置を用いて、例えばスプレードライヤーで造粒されたアルミナ粉末をプレス金型２２内へ供給し、一辺が２０〜５０ｍｍ程度、厚みが０．８〜１．５ｍｍ程度の薄肉成形品（正方形の角板）を成形しようとすると粉末供給フィーダー２５による充填のばらつきが不可避的に生ずる。このため、成形品を焼成すると粉末供給フィーダー２５の往復運動方向に対して角板の前後で寸法ばらつきが発生し、正方形にならず台形となったり、反りが生じやすかった。
【０００４】
そこで、粉末供給フィーダー２５の前面に下端を断面円弧状とした擦り切り板３３を、自重によって上下動自在にとりつけ、擦り切りを安定させることによって正確な形状で反りも極めて少ない薄肉成形品を量産する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
上記粉末供給装置を用いて原料分末を充填するには、図４（ａ）の状態からテーブル上面２４に沿って粉末供給フィーダー２５を（ｂ）のように前進させ、供給筒２７から供給され、粉末供給フィーダー２５の内部の粉末をテーブル２１に埋設されたプレス金型２２の内部へ供給する。このとき、プレス金型２２の下パンチ２３を所定の高さまで下げておき、粉末の量を調整する。粉末供給フィーダー２５の内部の粉末は下パンチ２３の後部３２に供給され、粉末供給フィーダー２５が前進するに伴い、（ｃ）のように下パンチ２３の前部３１に供給される。粉末供給フィーダー２５が（ｃ）に示す位置まで前進すると、次に（ｄ）に示すように後退がはじまり、（ａ）の示す位置まで後退すると一連の粉末供給運動は完了する仕組みである。
【０００６】
【特許文献１】
特公平８−４９６０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の粉末供給装置では、擦り切り板３３だけでは十分に粉末の供給のバラツキが防止することができず、テーブル上面２４とフィーダー２５の前方の内壁間に隙間が生じているか、粉末供給面がテーブル上面２４よりも盛り上がっている場合に補正することしかできない。
【０００８】
また、粉末供給フィーダー２５の内部構造は、全体が空洞になっており、粉末供給筒２７から粉末供給フィーダー２５内に入った粉末は、粉末供給フィーダー２５の内部全体に広がるため、粉末供給フィーダー２５が下パンチ２３の上を通過しているときは常に粉末供給フィーダー２５からの粉体供給圧力がかかっている。このため下パンチ２３の前部３１に対し、後部３２は粉末供給フィーダー２５からの粉体供給圧力がかかっている時間が長いため、より粉体密度が高くなり充填のバラツキが生じやすく、焼成後にクラック等が生じやすいという問題がある。
【０００９】
本発明は上述の問題点を解決するため、その目的はプレス金型内への充填ばらつきを生ずることなく常に均一に粉末を供給することができ、粉末供給フィーダーの往復運動方向に対して前後のプレス金型寸法を補正することなく、極めて正方形に近い薄肉成形品を量産することができる粉末供給装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のプレス成形機用粉末供給装置は、テーブルの上面に沿って往復し、テーブルに備えられたプレス金型内に原料粉末を充填するための粉末供給フィーダーと、該粉末供給フィーダーに原料を供給するための供給筒とを有する粉末供給装置であって、上記粉末供給フィーダーの内部に、上記供給筒と連設し、テーブル上面に対して傾斜する２枚の長さの異なる仕切り板を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のプレス成形機用粉末供給装置は、上記各仕切り板がテーブルの上面に対して４０〜５０°傾斜していることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明のプレス成形機用粉末供給装置は、上記２枚の仕切り板のうち、前方に長さの短い仕切り板を設け、且つ該仕切り板のテーブル上面からの高さが、上記粉末供給フィーダーの内壁高さの３５〜５５％であることを特徴とする。
【００１３】
またさらに、本発明のプレス成形機用粉末供給装置は、一方の仕切り板の長さが、他方の仕切り板の長さの４５〜６０％であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のプレス成形機用粉末供給装置は、上記供給フィーダー前方の内壁の下端部がテーブル上面に対して傾斜するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明のプレス成形機用粉末供給装置は、上記下端部がテーブル上面に対して４０〜５０°傾斜していることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１（ａ）は、本発明のプレス成形機用粉末供給装置の一実施形態を示す上面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の断面図であり、プレス成形機用粉末供給装置は、テーブル１の上面４に沿って往復し、テーブル１に備えられたプレス金型２内に原料粉末を充填するための粉末供給フィーダー５と、該粉末供給フィーダー５に原料を供給するための供給筒７とを有するものである。
【００１８】
本発明のプレス成形機用粉末供給装置は、上記粉末供給フィーダー５（以下フィーダー５と称す）の内部に、供給筒７と連設し、テーブル１の上面４に対して傾斜する２枚の長さの異なる仕切り板８、９を設けたことが重要である。
【００１９】
図２はフィーダー５の分解斜視図を示し、フィーダー５の内部に仕切り板８、９を設けることによって、フィーダー５内部全体に粉末が広がることを防止して、フィーダー５が下パンチ３の上を通過する際に下パンチ３上に供給される粉末にかかる粉体供給圧力の下パンチ３の前部１１、後部１２における差を小さくでき、粉体の充填密度のバラツキを防止して焼成後にクラック等が生じるのを有効に防止することができる。
【００２０】
このプレス成形機用粉末供給装置を用いてプレス金型に原料粉末を供給する手順を図３（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
【００２１】
先ず、図３（ａ）の状態からテーブル１の上面４に沿ってフィーダー５をリンク６によって前進させる。
【００２２】
同図（ｂ）のように前進したフィーダー５の内部に供給筒７から供給される粉末をテーブル１の下方に埋設されたプレス金型２の内部へ供給する。
【００２３】
このとき、プレス金型２の下パンチ３を所定の高さまで下げておき、粉末の量を調整する。後方の仕切り板９がフィーダー５の底面に接触させてあることにより、フィーダー５の後半分へ粉末が漏れることを防止し、フィーダー５の往復時にフィーダー５内の粉末が下パンチ３の後部１２を通過する時間が減るため、後部１２への粉末供給圧力がかかる時間が減少する。
【００２４】
上記各仕切り板８、９は平行に設けられており、テーブル１の上面４に対して傾斜角度αが４０〜５０°となるように設けられていることが好ましい。これは、供給筒７の傾斜角度と同様であり、この傾斜角度αが４０°未満となると粉末の流れる速度が下がり、下パンチ３への粉末の供給が追いつかなくなる。反対に傾斜角度αが５０°を越えると、フィーダー５前方への粉末の流れが悪くなり、下パンチ３の前部１１への粉末の供給が不足する。上記傾斜角度αは、４２〜４８°とすることがより好ましい。
【００２５】
また、上記仕切り板９とテーブル上面４との間には隙間がないことが重要であり、隙間をなくすことによってフィーダー５の後半分に粉末が漏れ、漏れた後半分の粉末が若干ではあるが粉末供給圧力を発生させるのを防止することができる。
【００２６】
このように上記仕切り板８、９は長さが異なるものであり、仕切り板８の長さは、仕切り板９の長さに対して４５〜６０％とすることで、原料粉末を下パンチ３上に均一に供給することができる。
【００２７】
次に同図（ｃ）のように、フィーダー５をテーブル上面４に沿って後退させる。
【００２８】
このとき仕切り板８の前方には空洞があるためフィーダー５内部の粉末は、フィーダー５前方の内壁の下端部１０に設けた傾斜によってすくい上げられ、プレス金型２の内部への供給圧力が軽減される。下端部１０がないとフィーダー５が後退する際に仕切り板８の前方の空洞へ粉末が逃げにくいため、プレス金型２の内部への供給圧力を軽減されにくい。
【００２９】
また、上記下端部１０は、テーブル１の上面４に対して傾斜角度β４０〜５０°となっていることが好ましく、傾斜角度βが４０°未満となると、再度フィーダー５が前進する際、すくい上げられた粉末がプレス金型２の内部へ供給されにくく、増える一方で、最終的に仕切り板８の前方の空洞まで埋め尽くしてしまい、反体に傾斜角度βが５０°を越えると、プレス金型２の内部への供給圧が軽減されにくいためである。
【００３０】
上記仕切り板８のテーブル２の上面４からの高さｈは、フィーダー５の内壁高さＨに対して３５〜５５％とすることが好ましく、仕切り板８の高さｈを内壁高さＨに対して３５％未満とすると、フィーダー５内部全体での粉末量が不足してしまい、特に前方への粉末量が不足することから下パンチ３の前部１１部への粉末供給量が不足し、均一な厚みとなり難い。一方、高さｈが内壁高さＨに対して５５％を越えると、フィーダー５後退時のプレス金型２の内部への粉末供給圧力が軽減されにくいため、下パンチ３の前部１１部への粉末供給量が多くなり、同時に仕切り板８前方の空洞が小さくなるため、フィーダー５が後退する時に粉末が逃げきらなくなり、下パンチ３の前部１１より後部１２へ粉末供給圧力を多く発生させてしまい均一な厚みとなり難い。
【００３１】
また、上記仕切り板８の先端からフィーダー５の前方の内壁までの距離Ｋがフィーダー５の内壁高さＨに対して５０〜６０％とすることが好ましく、この距離Ｋが長くなると下パンチ３の前部１１への粉末供給圧力が減少し、短くなるとフィーダー５の後退時に粉末が逃げる空洞が小さくなるためどちらも下パンチ３の前部１１より後部１２へ粉末供給圧力を多く発生させることとなるためである。
【００３２】
以上のような粉末供給装置を用いてプレス金型２に原料粉末を充填することによって、フィーダー５の進行方向に向かって粉末の充填量のバラツキが小さく、従来のように下パンチ３の前部１１よりも後部１２の方が多く充填されるといったことはなく均一に供給することができ、一辺が２０〜５０ｍｍ程度、厚みが０．８〜１．５ｍｍ程度の薄肉成形品を成形した場合においても粉末がプレス金型２全体に均一に充填でき、成形品を焼成した場合においても寸法精度の低下やクラックの発生を有効に防止することができる。
【００３３】
なお、本発明の粉末供給装置は、上述の実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００３４】
【実施例】
次いで、本発明の実施例を示す。
【００３５】
先ず、４０ｍｍ×４０ｍｍの正方形の粉末プレス金型に１００ｔｏｎのメカプレスに装着された粉末供給装置を用いて粉末（スプレードライヤーで造粒された高純度アルミナ８０μ粉末）を供給し、４種類の厚みで各１０枚ずつ同一条件で成形と焼成とを行った。
【００３６】
粉末供給装置は、本発明の実施例として図１に示すようなフィーダー内に２枚の仕切り板を備えたものを表１に示す如く形状のものを用い、また、上記一方の仕切板の長さが他方の仕切板の長さの５５％とし、さらに、供給フィーダーの内壁下端部は傾斜角度を４０°とした。
【００３７】
比較例として、図４に示すように仕切り板を備えていない従来の粉末供給装置を用いた。
【００３８】
そして、この粉末供給装置を用いて作製した各１０枚の焼結体の寸法を測定した。得られた焼結体の４辺の寸法をマイクロメーターを用いて測定し、その最大値と最小値の差を示した。また、焼結体の前方端面（フィーダーの進行方向側）の厚みと後方端面（フィーダーの後退方向側）の厚みをマイクロメーターを用いて測定しその最大値と最小値の差を示した。さらに、焼結体の反り量を接触式三次元測定機を用いて測定した。
【００３９】
そして、各焼結体のうち１枚でもクラックの発生が見られるものはクラック有とした。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１から明らかなように、本発明の粉末供給装置を用いた焼結体（Ｎｏ．１〜１２）は、各辺の寸法差が６３〜１５１μｍ、厚みの差が３５〜４８μｍ、反り量が５０〜１０４μｍとなり、クラック無となっており、特に、仕切り板の傾斜角度αが４０〜５０°、仕切り板のテーブル上面からの高さｈがフィーダーの内壁高さＨに対して３５〜５５％の場合（Ｎｏ．２、４〜９、１１）は、各辺の寸法差が６３〜１１５μｍ、厚みの差が３５〜４３μｍ、反り量が５０〜９８μｍとより均一な厚み、形状のものとなることが判った。
【００４２】
これに対し、従来の仕切り板のない粉末供給装置を用いた焼結体（Ｎｏ．１３〜１６）は、各辺の寸法差が４０３〜６０３μｍ、厚みの差が５１〜５９μｍ、反り量が１３０〜１８０μｍと厚みや形状にバラツキが大きく、クラックも発生しているという状態である。
【００４３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の粉末供給装置は、粉末供給フィーダーの内部に傾斜する２枚の仕切り板を設けることにより、粉末を粉末プレス金型へばらつきを生じることなく均一に供給することができる。このため本発明の装置によれば、従来のように外辺形状を寸法補正した粉末金型を用いなくても、寸法精度が良好な薄肉成型品を量産することができる。
【００４４】
また、上記供給フィーダー前方の内壁の下端部がテーブル上面に対して傾斜するようにしたことにより、フィーダーの後退時に下端部の傾斜によって粉末がすくい上げられ、プレス金型の内部への供給圧力が軽減され、均一な充填が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のプレス成形機用粉末供給装置の一実施形態を示す上面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の断面図である。
【図２】本発明のプレス成形機用粉末供給装置における粉末供給フィーダーを示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明のプレス成形機用粉末供給装置の作動状態を説明する断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は従来のプレス成形機用粉末供給装置の作動状態を説明する断面図である。
【符号の説明】
１：テーブル
２：プレス金型
３：下パンチ
４：上面
５：粉末供給フィーダー
６：リンク
７：供給筒
８：仕切り板
９：仕切り板
１０：前面内壁の傾斜
１１：下パンチ前部
１２：下パンチ後部
３３：擦り切り板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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