(57)【要約】【課題】圧粉や分級などの粉体に発生する悪影響を抑制して、均一かつ迅速な粉体供給を行うことが可能な粉体供給装置を提供する。【解決手段】粉体を貯留する粉体貯留部と粉体を供給する粉体供給部とを有する粉体供給機構と、粉体供給機構から供給された粉体を通過させる篩５と、粉体供給部の開口面と篩５の上面とを相対的に摺動させる駆動手段６とを備えることを特徴とする、粉体供給装置。【選択図】  図１
2004277047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を貯留する粉体貯留部と粉体を供給する粉体供給部とを有する粉体供給機構と、前記粉体供給機構から供給された粉体を通過させる篩と、前記粉体供給部の開口面と前記篩の上面とを相対的に摺動させる駆動手段とを備えることを特徴とする、粉体供給装置。
【請求項２】
粉体供給口を有するホッパからなる粉体貯留部と、上開口面と下開口面とを有する筒状のフィーダカップからなる粉体供給部と、前記粉体供給口と前記フィーダカップの上開口面とを連結するフレキシブル管とを備え、前記フィーダカップはその下開口面と前記篩の上面とが摺動するように水平駆動されることを特徴とする、粉体供給装置。
【請求項３】
上主面に平坦面を有し、前記平坦面に粉体排出口を有する台板と、
前記粉体排出口を塞ぎ、上面と前記平坦面とが略一致する位置に設けられている篩と、
上開口面および下開口面を有する開口部を備える可動体からなる粉体供給部と、粉体供給口を有するホッパからなり、前記台板の前記粉体排出口と前記粉体供給口とが対向しない位置に設けられている粉体貯留部とを備える粉体供給機構と、
前記可動体を水平駆動させる駆動手段とを備え、
前記可動体は、少なくとも前記上開口面と前記粉体供給口とが対向する位置から前記下開口面と前記篩の上面とが摺動する位置まで駆動可能にされていることを特徴とする、粉体供給装置。
【請求項４】
前記可動体は本体と、前記貫通孔の内壁の一部を構成するスライド体とを備え、前記スライド体は前進あるいは後退して前記貫通孔の内容積を可変調整するように構成されていることを特徴とする、請求項３記載の粉体供給装置。
【請求項５】
前記篩のメッシュサイズが、粉体の平均粒径に対し６倍以下であることを特徴とする、請求項１〜４いずれかに記載の粉体供給装置。
【請求項６】
粉末原料を加圧成形する粉体圧縮成形機であって、金型と、加圧装置と、前記金型に粉体を供給する請求項１〜５いずれかに記載の粉体供給装置とを備えることを特徴とする、粉体圧縮成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体原料を定量供給する粉体供給装置、およびそれを用いた粉体圧縮成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉体原料を定量供給する装置として、例えば図６に示すようなものが従来知られている。この粉体供給装置１０１は、ホッパ１０２と、回転軸１０３と、押圧羽根１０４と、メッシュ１０５と、駆動機構（図示せず）とを備えている。駆動機構を作動させて回転軸１０３および押圧羽根１０４を回転させると、押圧羽根１０４はホッパ１０２底部の粉体をメッシュ１０５の上面側に押圧し、粉体をメッシュ１０５内に強制的に擦り込む働きをする。これにより、粉体が凝縮している場合であっても、粉体を微粉末状にかきほぐし、所定の容器への粉体供給を容易にするものである。（特許文献１参照）
また、押圧羽根１０４を用いずに、加振器（図示せず）によってホッパ１０２に振動を与え粉体をかきほぐして、粉体の充填性を高めるものも従来知られている。（特許文献２参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３１８４０２号公報（第１図、第２図）
【特許文献２】
特開昭６１−１４７８０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６に示す粉体供給装置において、押圧羽根１０４は粉体で満たされたホッパ１０２内で回転する。その際、押圧羽根１０４は粉体を押しのけて回転するため、粉体に水平方向の圧力がかかり、圧粉や分級などといった悪影響が粉体に及び、粉体供給精度が悪化するという問題点がある。
【０００５】
また、加振器によってホッパに振動を与える場合、振動により小さい粒子は落下するが、凝集粒子が存在すると、それによってメッシュに目詰まりが発生することがある。振動の作用で凝集粒子がほぐれる場合もあるが、振動によって凝集粒子がメッシュ上を移動する範囲が狭いために、十分な効果が得られないという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、圧粉や分級などの粉体に発生する悪影響を抑制して、均一かつ迅速な粉体供給を行うことが可能な粉体供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１における粉体供給装置は、粉体を貯留する粉体貯留部と粉体を供給する粉体供給部とを有する粉体供給機構と、前記粉体供給機構から供給された粉体を通過させる篩と、前記粉体供給部の開口面と前記篩の上面とを相対的に摺動させる駆動手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この粉体供給装置によれば、粉体供給部の開口面と篩の上面とを相対的に摺動させることにより、粉体が積極的に篩にこすりつけられ、凝集粒子にせん断力が働き、効率良く粉末供給ができることとなる。また、粉体が貯留されている空間ごと粉体を移動させられるため、押圧羽根等に比べて粉体に局所的な強い力がかからず、圧粉や分級などの粉体に発生する悪影響を抑制することができ、均一かつ迅速な粉体供給を行うことが可能である。また、押圧羽根などを必要としないため、粉体供給装置の構造を簡素化することが可能である。
【０００９】
請求項２における粉体供給装置は、粉体貯留部は粉体供給口を有するホッパであり、粉体供給部は上開口面と下開口面とを有する筒状のフィーダカップであり、粉体供給口と上開口面とがフレキシブル管で連通され、フィーダカップは下開口面と篩の上面とが摺動するように水平駆動されることを特徴とするものである。
【００１０】
この粉体供給装置によれば、フィーダカップが駆動されることによって、ホッパが駆動される場合に比べてより簡易に、効率の良い粉体供給を行うことが可能である。
【００１１】
請求項３における粉体供給装置は、上主面に平坦面を有し、平坦面に粉体排出口を有する台板と、粉体排出口を塞ぎ、上面と平坦面とが略一致するように設けられている篩と、上開口面および下開口面を有する開口部を備える可動体からなる粉体供給部を備え、粉体供給口を有するホッパからなり、台板の粉体排出口と粉体供給口とが対向しない位置に設けられている粉体貯留部を備え、下開口面と篩の上面とが摺動自在に設けられており、粉体供給部が駆動可能なクリアランスが粉体貯留部と台板との間に設けられている粉体供給機構と、可動体を、少なくとも上開口面と粉体供給口とが対向する位置から下開口面と篩の上面とが摺動する位置まで水平駆動させる駆動手段とからなることを特徴とするものである。
【００１２】
この粉体供給装置によれば、開口部が一定量の粉体を計量し、粉体の定量供給が可能である。
【００１３】
請求項４における粉体供給装置は、可動体は本体と、貫通孔の内壁の一部を構成するスライド体とを備え、スライド体は前進あるいは後退して貫通孔の内容積を可変調整するように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この粉体供給装置によれば、供給される粉体の量を自由に調整することが可能である。
【００１５】
請求項５における粉体供給装置は、篩のメッシュサイズが、粉体の平均粒径に対し６倍以下であることを特徴とする。
【００１６】
この粉体供給装置によれば、粉体が篩上でブリッジを形成し、外力を加えなければ落下しなくなる。よって、粉体供給部の駆動を停止させれば、粉体の供給をストップさせることができ、粉体の供給量を調整することができるので、粉体の定量供給が容易になる。
【００１７】
請求項６における粉体圧縮成形機は、粉末原料を加圧成形する粉体圧縮成形機であって、金型と、加圧装置と、前記金型に粉体を供給する請求項１〜５いずれかに記載の粉体供給装置とを備えることを特徴とする。
【００１８】
この粉体圧縮成形機によれば、均一かつ迅速な粉体供給を行うことが可能な粉体供給装置を備えた、粉体圧縮成形機を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
（実施形態１）
図１は第１の実施形態を示す概略断面図である。粉体供給装置１は、台板７と、台板７を垂直に貫通する円筒形状である粉体排出管１３と、粉体排出管１３を塞ぐように設けられた篩５と、篩５上に配置されているフィーダカップ３と、支持手段（図示せず）によってフィーダカップ３の上方に固定されたホッパ２と、フィーダカップ３とホッパ２とを連結するフレキシブル管４とを備えている。また、粉体供給装置１は、台板７上に駆動手段６を備えている。駆動手段６は、駆動プレート８によってフィーダカップ３と連結されている。
【００２１】
ホッパ２は円筒形状であり、ホッパ２内部には粉体が貯留される。ホッパ２の下部には粉体供給口２ａが形成されており、貯留された粉体は粉体供給口２ａから排出される。
【００２２】
フィーダカップ３は、円筒形状であり、篩５上に設置されている。フィーダカップ３は、上開口面３ａと下開口面３ｂとを有しており、上開口面３ａはフレキシブル管４と連結され、下開口面３ｂは篩５の上面と摺動するように、接触状態で設置されている。
【００２３】
フレキシブル管４は、屈曲自在の管であり、その上端はホッパ２の粉体供給口２ａに、下端はフィーダカップ３の上開口面３ａにそれぞれ連結されている。粉体供給口２ａから排出された粉体は、フレキシブル管４を通じてフィーダカップ３へ供給されるようになっている。フレキシブル管４の素材は特に限定するものではなく、ゴムなどの弾性体や、金属やプラスチックを蛇腹状に形成したものなどを用いることができる。特に弾性率が低く、柔らかい素材が望ましく、本実施形態においてはウレタンゴムを使用している。
【００２４】
篩５は、メッシュ状の平板であり、粉体排出管１３を塞ぐように形成されている。メッシュサイズは使用する粉体の種類に応じて変更されるが、特に粉体粒径の６倍以下であることが望ましい。その理由は、メッシュサイズが粉体粒径の６倍以下であれば、粉体はメッシュ上でブリッジを形成し、外力を加えなければ落下しない状態になるので、フィーダカップ３の駆動を停止すれば、粉体の供給も停止され、粉体の定量供給が容易になるからである。なお、本実施例においてはメッシュサイズが粉体粒径の約５倍の篩を用いている。また、篩５の素材は限定されるものではなく、金属、樹脂、セラミックなどを用いることができるが、特に導電性の高い素材を用いた場合には、粉体の静電気を取り除く効果が得られるので好ましい。本実施形態においては、真鍮を用いている。
【００２５】
駆動手段６は、台板７上に設置されたエアシリンダである。駆動プレート８によってフィーダカップ３と連結されており、駆動プレート８を介して、フィーダカップ３を水平方向に駆動させる働きがある。フィーダカップ３の水平駆動は、例えば横方向への往復運動や、円運動などであってもよく、特に限定されるものではない。
【００２６】
台板７は、ホッパ２、フィーダカップ３、フレキシブル管４、篩５、駆動手段６、駆動プレート８を支える板形状である。
【００２７】
駆動プレート８は板形状であり、駆動プレート８をフィーダカップ３が垂直方向に貫通するように、駆動プレート８とフィーダカップ３とが接合されている。駆動プレート８の一端は、ねじ１４によって駆動手段６のシリンダロッド（図示せず）と連結されている。
【００２８】
次に、本粉体供給装置１を使用して、粉体を供給する手順を説明する。ホッパ２に貯留された粉体は、フレキシブル管４を通過して篩５上のフィーダカップ３内に供給される。篩５のメッシュサイズを粉体粒径の６倍以下に設定してあるため、粉体は篩５を通過せず、篩５上で停止した状態となる。ここで駆動手段６を駆動させると、駆動手段６によってフィーダカップ３が水平方向に往復運動され、粉体は篩５を通過し、粉体供給管１３を通じて所定の容器に供給される。
【００２９】
本粉体供給装置１において、粉体が篩５を通過する際の特徴は、フィーダカップ３が水平駆動されることに伴って、粉体が、それ自体貯留されている空間ごと、移動されることである。この場合、粉体が積極的に篩５にこすりつけられ、凝集粒子にせん断力が働くので、効率良く粉末供給ができる。また、粉体が貯留されている空間ごと粉体を移動させられるため、押圧羽根等に比べて粉体に局所的な強い力がかからず、圧粉や分級などの粉体に発生する悪影響を抑制することができ、均一かつ迅速な粉体供給を行うことが可能である。
【００３０】
なお、本実施形態においてはフィーダカップ３を駆動させているが、篩５を駆動させるように構成しても良く、もしくはフィーダカップ３と篩５とを、粉体が篩５にこすりつけられるように同時に駆動させても良い。
【００３１】
（実施形態２）
図２、図３は粉体供給装置の第２の実施形態を示す概略断面図である。粉体供給装置１は、上主面に平坦面を有する台板７と、台板７の平坦面上に形成された粉体排出口９と、粉体排出口９を塞ぎ、上面と台板７の平坦面とが略一致するように設けられた篩５と、粉体供給口２ａを有し、粉体排出口９と粉体供給口２ａとが対向しない位置に支持手段１２によって固定されたホッパ２と、台板７の平坦面上に水平駆動可能に設けられた可動体１０と、粉体排出口９の下に設けられた粉体排出管１３とを備えている。また、粉体供給装置１は、台板７上に駆動手段（図示しない）を備えている。駆動手段は、駆動プレート８によって可動体１０と連結されている。
【００３２】
粉体排出口９は、台板７を上下に貫通するように、台板７の平坦面上に形成された貫通孔である。
可動体１０は、概略直方体形状であり、上開口面１１ａと下開口面１１ｂを有する開口部１１を備えている。開口部１１は可動体１０を上下方向に貫通するように形成され、開口部１１内に粉体が供給されるようになっている。また、可動体１０は、駆動プレート８によって駆動手段（図示せず）と連結され、台板７上を、少なくとも上開口面１１ａと粉体供給口２ａとが対向する位置から、下開口面１１ｂと篩５の上面とが摺動する位置まで水平駆動可能にされている。すなわち、開口部１１が粉体供給口２ａから粉体を供給され、篩５上まで移動されるようになっている。可動体１０の水平駆動は、例えば横方向への往復運動や、円運動などであってもよく、特に限定されるものではない。
支持手段１２は概略棒状であり、可動体１０が水平駆動可能な程度のクリアランスを設けて、可動体１０の上方にホッパ２を固定するものである。
【００３３】
その他の構成は第１の実施形態と共通であるため、説明を省略する。
【００３４】
次に、本粉体供給装置１を使用して、粉体を供給する手順を説明する。開口部１１が、粉体供給口２ａの真下に位置するように可動体１０を位置決めした状態で、ホッパ２から開口部１１へ粉体が供給される。所定の量の粉体が開口部１１内に充填された後、駆動手段（図示せず）を起動させ、可動体１０を駆動させると、開口部１１は粉体が充填された状態で篩５上に移動される。ここで、図３に示すように、開口部１１の下開口面１１ｂが篩５上を摺動される。篩５を通過した粉体は、粉体排出口９から粉体排出管１３を通じて粉体成形用金型（図示せず）に供給される。
【００３５】
開口部１１内に充填された粉体が篩５上に移動される際に、可動体１０の上面と粉体供給口２ａとの間で粉体が擦り切られ、開口部が一定量の粉体を切り取るので、容易に所定の量の粉体を計量することができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては可動体１０を駆動させているが、篩５を駆動させるように構成しても良く、もしくは可動体１０と篩５とを同時に駆動させても良い。
【００３７】
図４（ａ）は、第２の実施形態における粉体供給装置１の内容積を可変調整するための構成を示すものである。可動体１０は、コの字型の立体にスライド体１５が挿入された形状であり、調節ねじ１６によってスライド体１５の位置を変動させることで、開口部１１の内容積を可変調整し、供給する粉体の量を変化させることが可能である。
【００３８】
図４（ｂ）は、第２の実施形態における粉体供給装置１の内容積を可変調整するための構成の変形例を示すものであり、可動体１０は、Ｌ字型の立体２つを継合させた形状である。各々の立体内部側面にはレール状の溝が形成されており、スライド体１５となる一方の立体をこの溝に沿って移動させることで、開口部１１の内容積を可変調整し、供給する粉体の量を変化させることが可能である。
【００３９】
図５は、本発明の粉体圧縮成形機を示す概略構成図である。粉体圧縮成形機５０は、下台板５１と、下台板５１上に設けられた回転軸５５と、回転軸５５を中心に回転可能に設けられ、ダイス６１を有する搬送テーブル５２と、ダイス６１の下方を塞ぐ下パンチ６０と、回転軸５５に支持されつつ搬送テーブル５２の上方に設けられた粉体供給装置１と、下台板５１上に設けられた４本の第１支柱５６と、四隅を第１支柱５６で支持され搬送テーブル５２の上方に設けられた駆動板５３と、駆動板５３に設けられた上パンチ５９と、上パンチ５９と下パンチ６０とによる圧縮成形が完了した成形体を取り出す取り出し装置（図示せず）とを備えている。
【００４０】
搬送テーブル５２は円板状であり、その外周に沿って、粉体成形空間を有するダイス６１が９０°間隔で形成されている。
【００４１】
粉体供給装置１は、回転軸５５に支持され、搬送テーブル５２の上方に固定されている。粉体供給装置１は、搬送テーブル５２の回転に伴いダイス６１が粉体排出管１３の下方へ搬送されてきた際に、ダイス６１の直上に粉体排出管１３が位置するように設置されている。
【００４２】
第１支柱５６は円柱形状であり、下台板５１上に垂直に４本、駆動板５３の四隅を支持するように設置されている。各第１支柱５６内には、それぞれボールねじ５８が挿入されている。ボールねじ５８が、ボールねじ駆動手段（図示せず）によって回転されると、それに伴って各第１支柱５６が上下に駆動するようになっている。なお、第１支柱５６は、搬送テーブル５２の回転を妨げない位置に設置されている。
【００４３】
駆動板５３は長方形の板であり、駆動板５３には垂直下向きに上パンチ５９が設置されている。駆動板５３は、搬送テーブル５２の回転に伴いダイス６１が上パンチ５９の下方へ搬送されてきた際に、ダイス６１の直上に上パンチ５９が位置するように設置されている。
【００４４】
第２支柱５７は円柱形状であり、下台板５１上に垂直に２本設置されている。第２支柱５７は上部にスライド爪６２を有しており、搬送テーブル５２の回転に連動してスライド爪６２が進退駆動され、下パンチ６０を支持、固定することが可能になっている。搬送テーブル５２が回転されてダイス６１が第２支柱５７上方へ搬送されてきた際に、下パンチ６０を支持、固定できる位置に第２支柱５７は設置されている。
【００４５】
以下に、粉体圧縮成形機５０を使用して粉体を圧縮成形する方法を説明する。ダイス６１が粉体排出管１３の真下に位置決めされた状態で、粉体供給装置１からダイス６１へ粉体が供給される。所定の量の粉末がダイス６１内に充填されると、搬送テーブル５２が回転され、ダイス６１は上パンチ５９の直下へ移動される。この際、下パンチ６０はスライド爪６２によって固定される。ここで、ボールねじ５８が回転され、あらかじめ搬送テーブル５２の上方に位置決めされていた上パンチ５９が、駆動板５３を介して下降される。上パンチ５９および下パンチ６０によって、加圧成形が行われる。加圧成形によって得られた成形体はダイス６１上面まで押し上げられ、その後、上パンチ５９が開放され、搬送テーブル５２が下パンチ６０とともに回転されて、成形体は取り出し装置（図示せず）へと搬送される。成形体は、取り出し装置（図示せず）において、エアチャックではさんで取り出され、ダイス６１から回収される。
【００４６】
なお、粉体圧縮成形機５０においては、搬送テーブル５２にダイス６１が９０°間隔で形成されているため、粉体供給、圧縮成形、成形体取り出しの各工程を同時に行うことができ、生産コストの低減が可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されるもので、以下に記載するような効果を奏するものである。
【００４８】
請求項１の発明によれば、可動体を水平駆動させることにより、粉体が貯留されている空間ごと粉体を移動させられるため、粉体が積極的に篩にこすりつけられ、凝集粒子にせん断力が働き、効率良く粉末供給ができることとなる。その結果、圧粉や分級などの粉体に発生する悪影響を抑制することができ、均一かつ迅速な粉体供給を行うことが可能である。また、押圧羽根などを必要としないため、粉体供給装置の構造を簡素化することが可能である。
【００４９】
請求項２の発明によれば、フィーダカップが駆動されることによって、ホッパが駆動される場合に比べてより簡易に、効率の良い粉体供給を行うことが可能である。
【００５０】
請求項３の発明によれば、開口部が一定量の粉体を計量し、粉体の定量供給が可能である。
【００５１】
請求項４の発明によれば、供給される粉体の量を自由に調整することが可能である。
【００５２】
請求項５の発明によれば、粉体供給部の駆動を停止させることで、粉体の供給をストップさせることができ、粉体の供給量を調整することができるので、粉体の定量供給が容易になる。
【００５３】
請求項６の発明によれば、均一かつ迅速な粉体供給を行うことが可能な粉体供給装置を備えた、粉体圧縮成形装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における粉体供給装置の概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における粉体供給装置の概略断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における粉体供給装置の概略断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における粉体供給装置の、粉体収容部の内容積を可変調整する構成を示す上平面図である。
【図５】本発明の粉体圧縮成形機の概略構成図である。
【図６】従来の粉体供給装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１    粉体供給装置
２    ホッパ
５    篩
７    台板
１０  可動体
１３  粉体排出管
【図１】
2004277047.tif 000003
【図２】
2004277047.tif 000004
【図３】
2004277047.tif 000005
【図４】
2004277047.tif 000006
【図５】
2004277047.tif 000007
【図６】
2004277047.tif 000008