(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要の圧延間隔を保持するよう横方向に平行に対で設けた圧延ロールと、上端が薄肉部又はピンによる折曲げ変形部を介して折曲げ可能に支持され下端が一方の圧延ロールの上部外周面との間に粉末供給間隔を形成する堰板と、前記一方の圧延ロールの頂部と堰板との間の圧延ロール外周面上に粉末を供給する粉末供給装置と、前記折曲げ変形部より下部の堰板を振動させるバイブレータとを備えたことを特徴とする粉末圧延機。
【請求項２】
対の圧延ロールの軸間に電源を接続したことを特徴とする請求項１記載の粉末圧延機。
【請求項３】
少なくとも圧延間隔による圧延部を非酸化性雰囲気に保持する酸化防止装置を備えたことを特徴とする請求項１、２記載の粉末圧延機。
【請求項４】
バイブレータが振動数と振幅を調節する振動調節器を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の粉末圧延機。
【請求項５】
堰板の下端が圧延ロールの外周面に接近・離反するようにバイブレータの位置を調節する間隔調節装置を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の粉末圧延機。
【請求項６】
堰板の下端が圧延ロールの外周面に接近・離反するように堰板を上下に移動させる間隔調節装置を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の粉末圧延機。
【請求項７】
圧延ロール外周面を掃除する付着物除去装置を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の粉末圧延機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属、セラミックス或いは樹脂等の粉末を圧延して板を成形する粉末圧延機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、金属、セラミックス或いは樹脂等の粉末を圧延することにより粉末圧延板を製造することが実施されている。
【０００３】
図６、図７はその一例を示したもので、所要の圧延間隔４を保持するよう横方向に平行に対で圧延ロール１，２を設け、該圧延ロール１，２の上側外周面に接近して鉛直上方に延びる前後板３ａ，３ｂと、前記圧延ロール１，２の上側外周面に沿って圧延間隔４の最も小さくなっている位置の近傍まで入り込むように下端が細く形成された左右板３ｃ，３ｄとからなる箱状の粉末供給ホッパ３を設けている。５，６は圧延ロール１，２の軸である。
【０００４】
上記した従来の粉末圧延機では、対の圧延ロール１，２の対向面が下方に移動するように互に逆方向に回転させると、粉末供給ホッパ３内の粉末は圧延間隔４に向って自然に落下供給され、圧延ロール１，２により圧延されて粉末圧延板７が製造されるようになる。このようにして製造された粉末圧延板７は、必要に応じて加熱炉等により加熱されて焼結される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図６、図７に示した従来の粉末圧延機においては、以下に示すような種々の問題を有していた。
【０００６】
図６、図７に示した粉末圧延機のように、対の圧延ロール１，２を用いて粉末を圧延する場合には、圧延ロール１，２間で粉末を引き込む有効噛み込み角α（約５゜〜２０゜前後）が、圧延ロール１，２のロール径には関係なく常に略一定であることが知られている。またこの時、有効噛み込み角αが圧延ロール１，２の外周面と交わる点の相互間隔Ｌと粉末圧延板７の厚さ寸法Ｓとの差、即ち有効圧下量Ｌ−Ｓが決まることになる。
【０００７】
従って一般的には、製造しようとする粉末圧延板７の厚さ寸法Ｓと密度が設定されると、圧延ロール１，２の圧延間隔４と圧延ロール１，２の径を選定することによって対処している。
【０００８】
上記から、粉末圧延板７を薄くしようとする場合には、圧延間隔４を小さく調節することになるが、単に圧延間隔４を小さくしたのでは前記有効圧下量Ｌ−Ｓが大きくなることによって密度と圧延荷重が増大し、ついには圧延不可能となる。
【０００９】
また、圧延ロール１，２の径が小さいものを用いると有効圧下量Ｌ−Ｓを小さくできることになるが、圧延ロール１，２が曲がってしまい、幅方向に均一厚さの粉末圧延板７を製造することができない。
【００１０】
従って、従来の粉末圧延機では、薄い粉末圧延板７を所望の密度で製造するようなことはできなかった。
【００１１】
本発明は、かかる従来の問題点を解決すべくなしたもので、薄い粉末圧延板を所望の密度で製造することができるようにした粉末圧延機を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所要の圧延間隔を保持するよう横方向に平行に対で設けた圧延ロールと、上端が薄肉部又はピンによる折曲げ変形部を介して折曲げ可能に支持され下端が一方の圧延ロールの上部外周面との間に粉末供給間隔を形成する堰板と、前記一方の圧延ロールの頂部と堰板との間の圧延ロール外周面上に粉末を供給する粉末供給装置と、前記折曲げ変形部より下部の堰板を振動させるバイブレータとを備えたことを特徴とする粉末圧延機、に係るものである。
【００１３】
又、対の圧延ロールの軸間に電源を接続したり、少なくとも圧延間隔による圧延部を非酸化性雰囲気に保持したり、バイブレータが振動数と振幅を調節する振動調節器を備えていたり、堰板の下端が圧延ロールの外周面に接近・離反するようにバイブレータの位置を調節する間隔調節装置を備えていたり、堰板の下端が圧延ロールの外周面に接近・離反するように堰板を上下に移動させる間隔調節装置を備えていたり、圧延ロール外周面を掃除する付着物除去装置を備えていても良い。
【００１４】
上記本発明の粉末圧延機によれば、所要の圧延間隔を保持するよう横方向に平行に対で設けた圧延ロールと、上端が薄肉部又はピンによる折曲げ変形部を介して折曲げ可能に支持され下端が一方の圧延ロールの上部外周面との間に粉末供給間隔を形成する堰板と、前記一方の圧延ロールの頂部と堰板との間の圧延ロール外周面上に粉末を供給する粉末供給装置と、前記折曲げ変形部より下部の堰板を振動させるバイブレータとを備えたので、圧延ロール上に供給された粉末は、堰板の粉末供給間隔を通って少量ずつ圧延ロールの圧延間隔に供給されることになる。よって、ロール径を小さくしなくても有効圧下量を小さくして薄板を圧延成形することができ、更に、バイブレータによって折曲げ変形部より下部の堰板を振動させるので、堰板の振動が容易に行われて少量の粉末を圧延ロールの圧延間隔に安定して供給することができ、よって、薄板を安定して圧延成形できる。
【００１５】
又、対の圧延ロールの軸間に電源を接続すると圧延ロールを加熱させて加熱圧延を行うことができ、圧延部を非酸化性雰囲気に保持する酸化防止装置を備えると圧延時に粉末の酸化を防止することができ、バイブレータの振動数と振幅を調節する振動調節器を備えると堰板による粉末の供給量を安定して任意に調節することができ、堰板の下端が圧延ロールの外周面に接近・離反するようにした間隔調節装置を備えると圧延ロールの圧延間隔に供給される粉末の量を任意に変更して有効圧下量を任意に調節することができるので、粉末の密度を任意に変化させた薄板を製造することができ、圧延ロール外周面を掃除する付着物除去装置を備えると圧延ロールに異物が付着することにより薄板が傷ついたり破断するような問題を防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１、図２は、本発明の粉末圧延機の一例を示したものである。図１、図２に示す粉末圧延機では、一対の圧延ロール１，２を、所要の圧延間隔４を保持するよう横方向に平行に設け、一方の圧延ロール（図１では左側の圧延ロール１）の頂部と圧延間隔４との間の外周面に下端が接近して粉末供給間隔８を形成するようにした堰板９の上端を固定部材２４に固定する。図１における左右の圧延ロール１，２は、同一高さで設けられていても或いは上下に高さが異なっていても良い。又堰板９も垂直に設けられていても或いは所要の角度で傾いていても良い。
【００１８】
更に、上記堰板９を、堰板９の面と直角の方向に振動させるようにしたバイブレータ１０を設ける。バイブレータ１０は、その振動数と振幅とを調節し得るようにした振動調節器１９に接続されている。
【００１９】
前記一方の圧延ロール１の頂部と堰板９との間には、上側から粉末を一定量ずつ供給できるようにしたコンベヤ等の粉末供給装置１１を設ける。粉末供給装置１１は、コンベヤ以外の種々の方式のものも採用することができる。
【００２０】
更に、前記圧延ロール１，２には、圧延ロール１，２の軸５，６に設けたスリップリング１２を介して電源１３を接続しており、該電源１３にて圧延ロール１，２間に電流を流すことにより、必要に応じて粉末（例えば金属）を溶融温度以下に加熱しながら圧延を行うことによって、圧密あるいは焼結された薄板１４を成形できるようになっている。電源１３としては直流、交流のいずれも使用することができる。
【００２１】
上記圧延ロール１，２による薄板１４の圧延時に圧延部となる圧延間隔４の近傍には、窒素ガス等の不活性ガスを吹き付けて粉末の酸化を防止し、これによって粉末（例えば金属粒子）の接着性を高めるようにした酸化防止装置１５を設けている。酸化防止装置１５としては、上記不活性ガスを吹き付けるようにした装置に代えて、水素等の還元性ガスを吹き付けるようにしたり、或いは圧延ロール１，２及び粉末供給装置１１等の全体を密閉容器（図示せず）で包囲し、該密閉容器を真空発生装置に接続して真空を保持させるようにしてもよいし、不活性ガス雰囲気としてもよい。
【００２２】
図１、図２に示した堰板９は、その下端が圧延ロール１の外周面における圧延間隔４に近付いた位置になるように設けられている。
【００２３】
更に、堰板９は、粉末の安定供給のためにバイブレータ１０の振動によって曲り変形させるために、堰板９の上部に折曲げ変形部１６を備えた構成としている。
【００２４】
図１における折曲げ変形部１６は、厚板とした堰板９の表面に圧延ロール１，２の軸方向に延びる溝からなる薄肉部１７を設けることにより曲り易くした場合を示しており、又図３では、ピン１８にて固定部材（図３では連結材２０）に折曲げ自在に取付けることにより曲り易くした接続構造からなる場合を示している。
【００２５】
前記堰板９は、その下端と圧延ロール１の外周面との間に形成される粉末供給間隔８を調節できるようになっている。
【００２６】
図１では、バイブレータ１０にピンにて取付けられている連結材２０に、調節ねじ２１を備えたボルト部２２を回転可能に取付け、且つ前記調節ねじ２１が螺合するようにしたナット２３を固定部材２４に取付けることにより間隔調節装置２５を構成している。図１の間隔調節装置２５では、ボルト部２２を回して調節ねじ２１をナット２３にねじ込むようにすると、前記堰板９の下端を圧延ロール１の外周面から離して粉末供給間隔８を大きくすることができ、又、調節ねじ２１をナット２３から抜き出すようにすると、前記堰板９の下端を圧延ロール１の外周面に近付けて粉末供給間隔８を小さくすることができる。
【００２７】
尚、図１、図３では堰板９と固定部材２４との間にバイブレータ１０を接続配置した場合について例示したが、バイブレータ１０を堰板９に直接載置させるように取付けても良い。又、堰板９は圧延間隔４の直上に設けるようにしても良く、更にこのとき粉末は一方の圧延ロールと堰板９との間或いは両方の圧延ロール１，２と堰板９との間に供給するようにしても良い。
【００２８】
又、図１のバイブレータ１０に設けた間隔調節装置２５に代えて、図３では間隔調節装置２５と同一の構成を有する間隔調節装置２６を、堰板９の上端と固定部材２４との間に設けた場合を示している。この場合にも、同様にボルト部２２を回すことにより堰板９の下端と圧延ロール１の外周面との間の粉末供給間隔８を調節することができる。
【００２９】
図１〜図３中２７は前記圧延ロール１，２の端面における圧延間隔４の上部近傍に配置した押圧板であり、該押圧板２７はシリンダ等の押圧装置２８によって圧延ロール１，２の端面に押し付けられ、これにより圧延ロール１，２の端面側から粉末が漏れて落下するのを防止するようにしている。
【００３０】
又、圧延ロール１，２の外周面の所要位置（下方位置）には、圧延ロール１，２の外周面に付着した粉末等の付着物を除去するようにした付着物除去装置２９を設けている。図１の付着物除去装置２９は、ブラシロール２９ａの場合を示しており、又図４では付着物除去装置２９をエアノズル２９ｂとした場合を示し、図５では付着物除去装置２９をフィッシュテール形のバキューム２９ｃとした場合を示している。又、前記圧延ロール１，２の下流側に、薄板１４の焼結を行うための加熱炉等を設けるようにしても良い。
【００３１】
図１〜図３に示した装置の作用を説明する。
【００３２】
圧延ロール１，２の圧延間隔４を形成しているロール表面が下向きに移動するように圧延ロール１，２を互いに逆方向（矢印方向）に回転させると共に、粉末供給装置１１により一方の圧延ロール１と堰板９との間に粉末を定量的に供給する。
【００３３】
圧延ロール１上に供給された粉末は、圧延ロール１と堰板９の下端との間に形成される粉末供給間隔８を通って圧延ロール１，２の圧延間隔４上に供給されて圧延される。
【００３４】
この時、図１の間隔調節装置２５、或いは図３の間隔調節装置２６を調節することによって堰板９による粉末供給間隔８を小さく設定しても、圧延ロール１の回転によって微量の粉末を圧延間隔４に供給することができる。
【００３５】
更に、バイブレータ１０によって堰板９を所定の振動数で振動させると、微量の粉末を確実に圧延間隔４に供給できるようになり、よって、薄板１４を安定して成形できるようになる。この時、堰板９は、図１に示すように薄肉部１７を形成するか或いは図３に示すようにピン１８にて折曲げ自在な接続構造とした折曲げ変形部１６を備えているので、厚板で構成するようにした堰板９においても容易に振動させることができる。なお、粉末が粉末供給間隔８を通って安定して確実に供給されるように、振動調節器１９により堰板９を振動させる振動数と振幅とを調節することができる。
【００３６】
上記によれば、微量の粉末を圧延間隔４に供給できるようになり、圧延ロール１，２間に供給される粉末のレベルＸが、圧延間隔４の最も狭い位置と、有効噛み込み角αと圧延ロール１，２の外周面との交点との高さＨ以内になるように供給量を調節すると、有効圧下量Ｌ−Ｓが任意に調節できることになる。
【００３７】
よって、前記圧延間隔４上の粉末のレベルＸを調節することによって、粉末の密度を任意に変化させた薄板１４を製造することができる。
【００３８】
従って、例えば厚さが薄くて密度が小さいことにより、板の表裏面間で光が透過できるような薄板１４を製造することもできる。
【００３９】
又、必要に応じて前記圧延時に、電源１３により圧延ロール１，２間に電流を流して粉末を加熱したり、又酸化防止装置１５による不活性ガスの吹き付けにより酸化を防止させるようにすると、固化強度が優れた薄板１４を製造することができる。
【００４０】
更に、付着物除去装置２９を備えて圧延ロール１，２の外周面を掃除するようにすると、付着物により薄板１４の一部に傷が付いたり、或いは薄板１４が破断するといった問題の発生を防止することができる。
【００４１】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、堰板の取付け方法、取付け位置等は種々変更し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００４２】
【発明の効果】
上記本発明の粉末圧延機によれば、上端が薄肉部又はピンによる折曲げ変形部を介して折曲げ可能に支持され下端が一方の圧延ロールの上部外周面との間に粉末供給間隔を形成する堰板と、前記一方の圧延ロールの頂部と堰板との間の圧延ロール外周面上に粉末を供給する粉末供給装置と、前記折曲げ変形部より下部の堰板を振動させるバイブレータとを備えたので、圧延ロール上に供給された粉末は、堰板の粉末供給間隔を通って少量ずつ圧延ロールの圧延間隔に供給されることになる。よって、ロール径を小さくしなくても有効圧下量を小さくして薄板を圧延成形することができ、更に、バイブレータによって折曲げ変形部より下部の堰板を振動させることにより、堰板の振動が容易に行われて少量の粉末を圧延ロールの圧延間隔に安定して供給することができ、よって、薄板を安定して圧延成形できる効果がある。
【００４３】
又、対の圧延ロールの軸間に電源を接続すると圧延ロールを加熱させて加熱圧延を行うことができ、圧延部を非酸化性雰囲気に保持する酸化防止装置を備えると圧延時に粉末の酸化を防止することができ、バイブレータの振動数と振幅を調節する振動調節器を備えると堰板による粉末の供給量を安定して任意に調節することができ、堰板の下端が圧延ロールの外周面に接近・離反するようにした間隔調節装置を備えると圧延ロールの圧延間隔に供給される粉末の量を任意に変更して有効圧下量を任意に調節することができるので、粉末の密度を任意に変化させた薄板を製造することができ、圧延ロール外周面を掃除する付着物除去装置を備えると圧延ロールに異物が付着することにより薄板が傷ついたり破断するような問題を防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の粉末圧延機の一例を示す概略側面図である。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。
【図３】  本発明の粉末圧延機の他の例を示す概略側面図である。
【図４】  付着物除去装置の他の例を示す斜視図である。
【図５】  付着物除去装置の更に他の例を示す斜視図である。
【図６】  従来の粉末圧延機の一例を示す概略側面図である。
【図７】  図６の平面図である。
【符号の説明】
１，２    圧延ロール
４        圧延間隔
５，６    軸
８        粉末供給間隔
９        堰板
１０        バイブレータ薄板
１１        粉末供給装置
１３        電源
１４
１５        酸化防止装置
１６        折曲げ変形部
１７        溝からなる薄肉部
１８        ピン
１９        振動調節器
２４        固定部材
２５        間隔調節装置
２６        間隔調節装置
２９        付着物除去装置
【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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