JP2018043287A - 粉末圧縮成型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】任意の目標形状を有する製品を粉末の圧縮成型によって製造することを可能にする技術を提供する。【解決手段】第１型３０と第２型３２とに分割される型内に粉状または粒状の原料を押し込んで成型することにより、目標形状を有する製品を製造する粉末圧縮成型装置に、複数の第１型を順次、第１無限軌道５６に沿って一方向に連続的に送る第１送りユニット５０と、複数の第２型を順次、第１無限軌道に接するように配置された第２無限軌道９２に沿って一方向に連続的に送る第２送りユニット７０とを設ける。第１および第２無限軌道が互いに隣接する隣接領域７４内において、第１型も第２型も同じ方向に送られるとともに、いずれかの第１型といずれかの第２型とが互いに接近して係合し、その後、第１型内に予め投入された原料を第１型および第２型によって圧縮して製品の最終形状を実現する。【選択図】図４

Description

本発明は、粉状または粒状の原料を圧縮成型して製品を製造する技術に関するものであり、特に、任意の目標形状を有する製品を粉末の圧縮成型によって製造することを可能にする技術に関するものである。

粉状または粒状の原料を型内に押し込んで成型することにより、目標形状を有する製品を製造する粉末圧縮成型装置の一従来例が特許文献１に開示されている。この従来例は、本出願人により開発されたものである。

具体的には、この従来例は、菓子等の回転ドラム式圧縮成型装置に関するものである。その回転ドラム式圧縮成型装置は、構成上、（ａ）一軸線周りに一方向に連続回転する回転ドラムと、（ｂ）その回転ドラムに周方向に並んで埋設された複数の型孔と、（ｃ）それら型孔（固定部）に軸方向移動可能に嵌合された複数のラム（可動部）とを備えている。

この回転ドラム式圧縮成型装置は、さらに、（ｄ）それらラムの軸方向移動を、回転ドラムの回転位置の変化に連動させるカム機構と、（ｅ）回転ドラムの所定の回転位置において、いずれかの型孔に正対し、その型孔内に予め充填された粉末状の原料に回転ドラムの外側から接触して押し固める押固め部材とを備えている。

特許第３３６６８９８号公報

しかし、この従来の圧縮成型装置では、製造可能な製品の形状のバリエーションの範囲に限界がある。なぜなら、製品のうち、型孔から露出する部分は、前述の押固め部材によって圧縮されるが、その押固め部材は、製品の、その露出する部分を主として平坦化するのみであるからである。

このような事情を背景として、本発明は、任意の目標形状を有する製品を粉末の圧縮成型によって製造可能な粉末圧縮成型装置を提供することを課題としてなされたものである。

その課題を解決するために、本発明の一側面によれば、粉状または粒状の原料を型内に押し込んで成型することにより、目標形状を有する製品を製造する粉末圧縮成型装置であって、
前記型は、前記原料が最初に充填されるべき第１型と、その第１型に接触してその第１型内の前記原料を圧縮し、それにより、前記原料の一部が充填されるべき第２型とを有し、
当該粉末圧縮成型装置は、
前記第１型が外向きに開口する姿勢で装着され、その第１型を、第１無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第１送りユニットであって、前記第１型が複数、前記第１無限軌道に沿って離散的に装着されたものと、
前記第２型が外向きに開口する姿勢で装着され、その第２型を、第２無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第２送りユニットであって、前記第２型が複数、前記第２無限軌道に沿って離散的に装着されたものと
を含み、
それら第１および第２送りユニットは、前記第１および第２無限軌道が同一平面上において外接もしくは内接するか、または１本の共通交線を有するように交わる２つの平面上にそれぞれ位置して外接もしくは内接するように、相対的に配置され、
それら第１および第２送りユニットは、前記第１および第２無限軌道が互いに隣接する隣接領域において、前記第１型も前記第２型も同じ方向に送られるように作動させられ、
それら第１および第２送りユニットは、前記隣接領域内において、いずれかの第１型といずれかの第２型とが互いに接近して係合し、その状態で、前記第１型内に予め投入された前記原料を前記第１型および前記第２型によって圧縮して前記製品の最終形状を実現するように構成され、
前記第１型は、筒状先端部と、その筒状先端部にスライド可能に嵌合され、前記第２型に対して接近・離間する第１凹状先端部とを含み、
前記第２型は、前記第１型に対して接近・離間する第２凹状先端部を含み、その第２凹状先端部は、前記第１型に接近する状態において前記第１型の前記筒状先端部に部分的に嵌り入る粉末圧縮成型装置が提供される。

本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項には番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本発明が採用し得る技術的特徴の一部およびそれの組合せの理解を容易にするためであり、本発明が採用し得る技術的特徴およびそれの組合せが以下の態様に限定されると解釈すべきではない。すなわち、下記の態様には記載されていないが本明細書には記載されている技術的特徴を本発明の技術的特徴として適宜抽出して採用することは妨げられないと解釈すべきなのである。

さらに、各項を他の項の番号を引用する形式で記載することが必ずしも、各項に記載の技術的特徴を他の項に記載の技術的特徴から分離させて独立させることを妨げることを意味するわけではなく、各項に記載の技術的特徴をその性質に応じて適宜独立させることが可能であると解釈すべきである。

（１） 第１型と第２型とに分割される型内に粉状または粒状の原料を押し込んで成型することにより、目標形状を有する製品を製造する粉末圧縮成型装置であって、
複数の第１型を順次、第１無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第１送りユニットと、
複数の第２型を順次、前記第１無限軌道に接するように配置された第２無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第２送りユニットと
を含み、
それら第１および第２送りユニットは、前記第１および第２無限軌道が互いに隣接する隣接領域内において、前記第１型も前記第２型も同じ方向に送るとともに、いずれかの第１型といずれかの第２型とを互いに接近させて係合させ、その後、前記第１型内に予め投入された前記原料を前記第１型および前記第２型によって圧縮して前記製品の最終形状を実現するように構成され、
当該粉末圧縮成型装置は、さらに、
前記隣接領域より上流側に位置し、前記第１型の開口部に接触することにより、前記第１型内に予め投入された前記原料を押し固める押固め部材を含む粉末圧縮成型装置。

（２） 前記第１および第２送りユニットのうちの少なくとも一方は、前記第１型および前記第２型のうち対応するものを、自身の位置および／または姿勢が外力によって変化することが可能な状態で支持するフレキシブル支持部を含む（１）項に記載の粉末圧縮成型装置。

（３） 前記第１型は、固定部と、その固定部に軸方向にスライド可能に嵌合する可動部とを有し、
前記第１送りユニットは、さらに、前記固定部に対する前記可動部の軸方向相対移動を前記第１型の前記第１無限軌道上における周方向位置変化に連動させる第１カム機構を含む（１）または（２）項に記載の粉末圧縮成型装置。

（４） 前記第２送りユニットは、さらに、前記第２無限軌道のうち少なくとも前記隣接領域内に存在する領域内において、前記第１型に対する前記第２型の相対移動を前記第１型の前記第１無限軌道上における周方向位置変化に連動させる第２カム機構を含む（１）ないし（３）項のいずれかに記載の粉末圧縮成型装置。

（５） 前記第１無限軌道は、円軌道であり、
前記第１送りユニットは、
前記第１無限軌道を定義する回転ドラムと、
その回転ドラムを一方向に連続回転させる第１駆動系と
を含み、
前記第１型は、前記回転ドラムと一緒に動く（１）ないし（４）項のいずれかに記載の粉末圧縮成型装置。

（６） 前記第１および第２送りユニットは、前記第１および第２無限軌道が外接するように相対的に配置されており、
前記第２無限軌道は、少なくとも前記隣接領域において、前記第１無限軌道より直線的に延びる直線部を有する非円軌道であり、
前記第２送りユニットは、
前記第２無限軌道を定義する無端伝動体と、
その無端伝動体を一方向に連続回転させる第２駆動系と
を含み、
前記第２型は、前記無端伝動体と一緒に動く（５）項に記載の粉末圧縮成型装置。

（７） 前記第１型および前記第２型は、前記直線部への進入側から、前記直線部からの退出側に一方向に送られるにつれて、前記第１型と前記第２型とが互いに接近する接近工程と、前記第１型内の前記原料を前記第１型および前記第２型によって圧縮する圧縮工程と、前記第１型と前記第２型とが互いに退避する退避工程とを順に経験する（６）項に記載の粉末圧縮成型装置。

（８） 前記直線部は、前記第１型および前記第２型が前記接近工程を経験することを可能にする接近セグメントと、前記第１型および前記第２型が前記圧縮工程を経験することを可能にする圧縮セグメントと、前記第１型および前記第２型が前記退避工程を経験することを可能にする退避セグメントとをそれらが順に並ぶように有する（７）項に記載の粉末圧縮成型装置。

（９） 前記圧縮セグメントは、前記第１無限軌道と前記第２無限軌道のうちの前記直線部とが実質的に外接する位置を圧縮開始点とし、前記第１型が前記第１無限軌道に沿って前記圧縮開始点から前記退出側に送られるにつれて、前記第２型が、前記第１無限軌道に実質的に接することによって前記第１型との圧縮状態が維持されつつ、前記第２無限軌道に沿って前記圧縮開始点から前記退出側に送られることを可能にする形状を有する（８）項に記載の粉末圧縮成型装置。

（１０） 前記製品は、概して球状、非対称形状または不規則形状を成している（１）ないし（９）項のいずれかに記載の粉末圧縮成型装置。

（１１） 前記回転ドラムの周長と前記無端伝動体の周長とは、実質的に互いに一致する（６）項に記載の粉末圧縮成型装置。

（１２） 前記第２型は、先端部を有し、その先端部は、前記２次加工位置において、前記第１型内に嵌り入る形状を有する（１）ないし（１１）項のいずれかに記載の粉末圧縮成型装置。

（１３） 前記第１送りユニットには、
前記第１型内に前記原料が投入されるべき投入位置と、
その投入位置より下流側であって前記隣接領域より上流側に位置し、前記第１型内に投入された前記原料を暫定的に圧縮する１次加工が行われる１次加工位置と、
前記隣接領域内に位置し、前記第１型内に充填されている前記原料であって前記１次加工が行われたものを前記第１型および前記第２型によって追加的に圧縮し、それにより、前記原料の一部によって前記第２型内を充填し、それにより、前記製品の最終形状を実現する２次加工が行われる２次加工位置と
が設定されている（１）ないし（１２）項のいずれかに記載の粉末圧縮成型装置。

（１４） 前記フレキシブル支持部は、前記第１および第２送りユニットのうちの少なくとも一方を、相手方の型から外力を受けると、ニュートラル位置から変位するが、前記外力が解放されると、前記ニュートラル位置に自動的に復元するように構成された（２）項に記載の粉末圧縮成型装置。

（１５） 第１型と第２型とに分割される型内に粉状または粒状の原料を押し込んで成型することにより、目標形状を有する製品を製造する粉末圧縮成型装置であって、
複数の第１型を順次、第１無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第１送りユニットと、
複数の第２型を順次、前記第１無限軌道に接するように配置された第２無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第２送りユニットと
を含み、
それら第１および第２送りユニットは、前記第１および第２無限軌道が互いに隣接する隣接領域内において、前記第１型も前記第２型も同じ方向に送るとともに、いずれかの第１型といずれかの第２型とを互いに接近させて係合させ、その後、前記第１型内に予め投入された前記原料を前記第１型および前記第２型によって圧縮して前記製品の最終形状を実現するように構成される粉末圧縮成型装置。

（１６） さらに、前記第１型および前記第２型がそれぞれいずれも連続的に送られる工程において、前記第１無限軌道に沿った前記第１型の動きおよび前記第２無限軌道に沿った前記第２型の動きを、それら第１型および第２型のそれぞれの位相が互いに一致するように、同期させる同期機構を含む（１５）項に記載の粉末圧縮成型装置。

（１７） 前記第１および第２無限軌道のうちの少なくとも一方は、前記第１型および前記第２型が前記圧縮の動作を完了した後、それら第１型および第２型が互いに退避する運動を促進する退避促進機構を含むを有する（１５）または（１６）項に記載の粉末圧縮成型装置。

（１８） さらに、前記隣接領域より上流側に位置し、前記第１型の開口部に接触し、それにより、前記第１型内に投入された前記原料を、前記圧縮に先立って押し固める押固め部材を含む（１５）ないし（１７）項のいずれかに記載の粉末圧縮成型装置。

（１９） 第２送りユニットと組み合わせて使用される第１送りユニットであって、
それら第１および第２送りユニットは、互いに共同して、第１型と第２型とに分割される型内に粉状または粒状の原料を押し込んで成型することにより、目標形状を有する製品を製造する粉末圧縮成型装置を構成し、
その粉末圧縮成型装置は、
複数の第１型を順次、第１無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第１送りユニットと、
複数の第２型を順次、前記第１無限軌道に接するように配置された第２無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第２送りユニットと
を含み、
それら第１および第２送りユニットは、前記第１および第２無限軌道が互いに隣接する隣接領域内において、前記第１型も前記第２型も同じ方向に送るとともに、いずれかの第１型といずれかの第２型とを互いに接近させて係合させ、その後、前記第１型内に予め投入された前記原料を前記第１型および前記第２型によって圧縮して前記製品の最終形状を実現するように構成される第１送りユニット。

（２０） 第１送りユニットと組み合わせて使用される第２送りユニットであって、
それら第１および第２送りユニットは、互いに共同して、第１型と第２型とに分割される型内に粉状または粒状の原料を押し込んで成型することにより、目標形状を有する製品を製造する粉末圧縮成型装置を構成し、
その粉末圧縮成型装置は、
複数の第１型を順次、第１無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第１送りユニットと、
複数の第２型を順次、前記第１無限軌道に接するように配置された第２無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第２送りユニットと
を含み、
それら第１および第２送りユニットは、前記第１および第２無限軌道が互いに隣接する隣接領域内において、前記第１型も前記第２型も同じ方向に送るとともに、いずれかの第１型といずれかの第２型とを互いに接近させて係合させ、その後、前記第１型内に予め投入された前記原料を前記第１型および前記第２型によって圧縮して前記製品の最終形状を実現するように構成される第２送りユニット。

（２１） 粉状または粒状の原料を型内に押し込んで成型することにより、目標形状を有する製品を製造する粉末圧縮成型装置であって、
前記型は、前記原料が最初に充填されるべき第１型と、その第１型に接触してその第１型内の前記原料を圧縮し、それにより、前記原料の一部が充填されるべき第２型とを有し、
当該粉末圧縮成型装置は、
前記第１型が外向きに開口する姿勢で装着され、その第１型を、第１無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第１送りユニットであって、前記第１型が複数、前記第１無限軌道に沿って離散的に装着されたものと、
前記第２型が外向きに開口する姿勢で装着され、その第２型を、第２無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第２送りユニットであって、前記第２型が複数、前記第２無限軌道に沿って離散的に装着されたものと
を含み、
それら第１および第２送りユニットは、前記第１および第２無限軌道が同一平面上において外接もしくは内接するか、または１本の共通交線を有するように交わる２つの平面上にそれぞれ位置して外接もしくは内接するように、相対的に配置され、
それら第１および第２送りユニットは、前記第１および第２無限軌道が互いに隣接する隣接領域において、前記第１型も前記第２型も同じ方向に送られるように作動させられ、
それら第１および第２送りユニットは、前記隣接領域内において、いずれかの第１型といずれかの第２型とが互いに接近して係合し、その状態で、前記第１型内に予め投入された前記原料を前記第１型および前記第２型によって圧縮して前記製品の最終形状を実現するように構成される粉末圧縮成型装置。

本発明によれば、粉末の圧縮成型のために用いる型が、第１型と第２型とに分割され、その結果、製造すべき製品の一部の形状は、第１型の形状に反映され、残りの部分の形状は、第２型の形状に反映される。

よって、本発明によれば、第１型も第２型も、それぞれの形状を選択する自由度が高い限り、粉末の圧縮成型によって製造可能な製品の形状のバリエーションの範囲が拡大する。

さらに、本発明によれば、第１型も第２型も、それぞれの無限軌道に沿って連続的に送られるため、有限軌道を利用する場合や間欠送りが行われる場合より、装置サイズの小形化および製品の生産効率の向上が容易となる。

図１は、本発明の例示的な第１実施形態に従う粉末圧縮成型装置の全体構成を概略的に示す側面図である。 図２（ａ）は、図１に示す成型装置によって製造される製品の一例を示す側面図であり、図２（ｂ）は、その例示的な製品を示す斜視図である。 図３（ａ）−図３（ｃ）は、図１に示す成型装置における第１型および第２型が圧縮工程において示す挙動の経時的変化を示す断面図である。 図４は、図１に示す成型装置における第１送りユニットの要部および第２送りユニットの要部を概略的に示す斜視図である。 図５（ａ）は、図４に示すチェーンの一部と、そのチェーンによって支持される第２型用のホルダとを示す部分断面側面図であり、図５（ｂ）は、前記ホルダと、そのホルダの運動経路を定義するための第２カム機構とを示す部分断面側面図である。 図６は、図１に示す成型装置における回転ドラムの要部とチェーンの全体とを概略的に示す側面図である。 図７は、図１に示す成型装置における回転ドラムの要部とチェーンの要部とを、第１型および第２型のそれぞれの挙動に着目して、拡大して概略的に示す側面図である。 図８は、図１に示す成型装置における回転ドラムの要部と第１カム機構の要部と第２カム機構の要部とを、第１型およびそれのカムフォロワならびに第２型およびそれのカムフォロワのそれぞれの挙動に着目して、さらに拡大して概略的に示す側面図である。 図９（ａ）−図９（ｊ）は、図１に示す成型装置を用いた圧縮成型の全体プロセスを、第１型および第２型に着目して、時系列的に示す断面図である。

以下、本発明のさらに具体的な一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

＜粉末圧縮成型装置の基本構成＞

図１には、本発明の例示的な一実施形態に従う粉末圧縮成型装置（以下、単に「成型装置」という。）１０の全体構成が側面図で概略的に示されている。この成型装置１０は、概略的には、粉状または粒状の原料１２を型１４内に押し込んで成型することにより、目標形状を有する製品１６を製造するように設計されている。

図２には、その製品１６（その一例は固形菓子である）が、側面図である図２（ａ）と、斜視図である図２（ｂ）とに示されている。その製品１６は、概して球状を成し、具体的には、右半球部２０と、左半球部２２と、それらの間に位置する環状突起部２４とを有している。

図３には、型１４がいくつかの断面図で示されている。この型１４は、第１型３０と、第２型３２とに分割されている。第１型３０は、図１に示すホッパ３４から原料１２が最初に充填されるべき部分である。これに対し、第２型３２は、第１型３０に接触してその第１型３０内の原料１２を圧縮し、それにより、その原料１２の一部が充填されるべき部分である。

＜第１送りユニットの基本構成＞

図１に示すように、成型装置１０は、第１送りユニット５０を備えている。その第１送りユニット５０は、複数の第１型３０を、第１無限軌道５２に沿って一方向に連続的に送るように設計されている。複数の第１型３０は、第１無限軌道５２に沿って離散的に配置されている。

本実施形態においては、第１無限軌道５２が円軌道（別の形状の軌道でも可）である。第１送りユニット５０は、フレーム５４と、第１無限軌道５２を定義する回転ドラム５６とを備えている。その回転ドラム５６は、それの両端板５８からそれぞれ回転ドラム５６と同軸に突出する一対の回転軸６０を有する。回転ドラム５６は、その一対の回転軸６０を介してフレーム５４によって一回転軸線周りに回転可能に支持されている。

複数の第１型３０は、回転ドラム５６に、それぞれ外向きに開口する姿勢で、周方向に等間隔（等距離間隔および等角度間隔）で並ぶように埋設されている。よって、それら第１型３０は、回転ドラム５６と一体的に、それと同軸周りに回転する。

図４に示すように、本実施形態においては、複数の第１型３０が、回転ドラム５６の周方向にも軸方向にも並ぶように配列された複数列の第１型３０として構成されているが、これに代えて、例えば、回転ドラム５６の周方向に一列のみに配列された単列の第１型３０として構成することが可能である。

第１無限軌道５２は、概念的には、回転ドラム５６の外周面に一致するが、正確には、回転ドラム５６の１回転分の回転に伴って任意の１個の第１型３０が移動する際のその第１型３０の代表点（例えば、先端面の中心点）が描く軌跡を意味する。

第１送りユニット５０は、さらに、回転ドラム５６を一方向に連続回転させる第１駆動系６２を備えている。その第１駆動系６２は、電動モータ６４と、プーリ６６と、無端伝動体の一例としてのベルト６８とを備えている。

プーリ６６は、回転ドラム５６と同軸にかつ一体的に回転する。ベルト６８は、電動モータ６４の回転軸６９と回転ドラム５６のプーリ６６とに巻き掛けられ、それにより、電動モータ６４の回転力を回転ドラム５６に伝達し、それにより、回転ドラム５６を駆動する。その結果、回転ドラム５６の一方向連続回転（図１においては、反時計方向の連続回転）が実現される。

＜第２送りユニットの基本構成＞

図１に示すように、成型装置１０は、さらに、第２送りユニット７０を備えている。その第２送りユニット７０は、複数の第２型３２を、第２無限軌道７２に沿って一方向に連続的に送るように設計されている。複数の第２型３２は、第２無限軌道７２に沿って離散的に配置されている。

本実施形態においては、図１および図４に示すように、第２送りユニット７０が、フレーム９０と、第２無限軌道７２を定義する無端伝動体の一例としてのチェーン９２とを備えている。

図１に示すように、第２無限軌道７２は、第１無限軌道５２に半径方向に隣接する隣接領域（対向領域でもある）７４において、第１無限軌道５２より直線的に延びる（第１無限軌道５２より大きい曲率半径を有する）直線部（完全な直線部のみならず、実質的な直線部をも意味する用語である）８０を有する非円軌道である。

図１に示すように、その第２無限軌道７２は、互いに連結された４辺より成る平面形状（別の形状でも可）を概して成しており、それら４辺は、図６に拡大して示すように、直線部８０を有する第１垂直部８２と、第２垂直部８４と、第１水平部８６と、第２水平部８８とである。

第１垂直部８０と第２垂直部８２とは互いに対向し、第１垂直部８０の位置は、回転ドラム５６に対し、第２垂直部８４より近い。第１水平部８４と第２水平部８６とは互いに対向し、第１水平部８６の位置は、第２水平部８８より上側にある。

本実施形態においては、チェーン９２が、第１垂直部８２と、第２垂直部８４と、第１水平部８６と、第２水平部８８とをそれぞれ定義することになる。

チェーン９２は、図５（ａ）に示すように、良く知られているように、複数個の転動体（例えば、ローラ９４）が複数個のリンク（例えば、複数個のローラリンク９６と複数個のピンリンク９８とが交互に並んだもの）を介して互いに連結されることによって構成されている。チェーン９２は、他の無端伝動体としてのベルトと比較すると、大きな張力に耐えられるし、支持体（後述のスプロケット）からのスリップも少なく、より正確な速度でかつ安定した送り動作を行い得る。

本実施形態においては、複数の第２型３２が、チェーン９２の長さ方向にも幅方向にも並ぶ配列を有する。複数の第２型３２は、図４に示すように、複数のブロックであって、各々、チェーン９２の幅方向に一列に並んだ複数の第２型３２を保持するものに分割されている。その横一列の第２型３２ごとにホルダ１００によって保持される。ホルダ１００は、対応するブロックに属する複数の第２型３２を水平に一列に並ぶように保持している。前記複数のブロックは、図７に示すように、チェーン９２に、それの長さ方向において等間隔で配列されるように装着されている。

第２無限軌道７２は、概念的には、チェーン９２の軌道に一致するが、正確には、チェーン９２の最も外側の面から外向きにオフセットした基準面（以下、「オフセット基準面」という。）、すなわち、チェーン９２の１周分の送りに伴って任意の１個の第２型３２が移動する際にその第２型３２の代表点（例えば、先端面の中心点）が描く軌跡を意味する。

図１に示すように、第２送りユニット７０は、さらに、チェーン９２を一方向に連続回転させる第２駆動系１０２を備えている。

その第２駆動系１０２は、チェーン９２が巻き掛けられる複数のスプロケット１０４と、それらスプロケット１０４のうちのいずれかと回転ドラム５６とを互いに連結するギヤ伝達機構１０６（１個のギヤまたはギヤ列であり、よく知られたものであるため図示を省略する）とを備えている。複数のスプロケット１０４は、側面視において、同一平面上に配置される。

前記いずれかのスプロケット１０４に、回転ドラム５６の回転が、ギヤ伝達機構１０６を介して、変動しない速度比で伝達される。それにより、チェーン９２が回転ドラム５６に同期するように駆動される。

本実施形態においては、回転ドラム５６が、チェーン９２の駆動源であると考えることも、回転ドラム５６用の電動モータ６４が、チェーン９２の駆動源を兼ねていると考えることも可能である。

これに代えて、例えば、第２駆動系１０２は、図示しないが、複数のスプロケット１０４と、第２の電動モータと、それらスプロケット１０４のうちのいずれかと第２の電動モータとを互いに連結する伝動体とを備えている。この例においては、回転ドラム５６用の電動モータ６４とは別の駆動源が、チェーン９２の駆動源であると考えることが可能である。

＜回転ドラムとチェーンとの間の相対的位置関係＞

本実施形態においては、図１および図６に示すように、第１および第２送りユニット５０，７０が、第１および第２無限軌道５２，７２が同一平面上において外接するように、相対的に配置されている。これに代えて、例えば、第１および第２無限軌道５２，７２が同一平面上において内接するか、または、１本の共通交線を有するように交わる２つの平面上にそれぞれ位置して外接もしくは内接するように、第１および第２送りユニット５０，７０を相対的に配置してもよい。

具体的には、本実施形態においては、図１および図６に示すように、第１および第２送りユニット５０，７０が、チェーン９２のうち、回転ドラム５６に最も近い部分である直線部８０に対応する前記オフセット基準面（第２無限軌道７２）が、回転ドラム５６の外周円（第１無限軌道５２）のうち直線部８０に最も近い部分に実質的に外接するように配置される。

本実施形態においては、第１および第２送りユニット５０，７０は、直線部８０の前記オフセット基準面が、それのほぼ長さ方向中心点の位置において、回転ドラム５６の外周円に、それの最外端位置（回転ドラム５６の外周円と、その外周円の中心点を通過する水平線との交点の位置であり、図１に示す例においては、最左端位置）において、実質的に外接するように、配置される。

＜第１および第２送りユニットの作動＞

成型装置１０の作動中、図１に示すように、第１および第２送りユニット５０，７０は、隣接領域７４において、第１型３０も第２型３２も同じ方向に送られるように連続運転させられる。さらに、それら第１および第２送りユニット５０，７０は、隣接領域７４内において、図３に示すように、いずれかの第１型３０といずれかの第２型３２とが互いに接近して係合し、その状態で、第１型３０内に予め投入された原料１２を第１型３０および第２型３２によって圧縮して製品１６の最終形状を実現するように構成される。

図１に示すように、第１送りユニット５０には、複数の作業工程を実施するための複数の位置が設定されている。それら位置は、次のとおりである。

投入位置Ｐ１：原料１２がホッパ３４から第１型３０内に投入される位置（例えば、回転ドラム５６のほぼ最上端位置）

１次加工位置Ｐ２：投入位置Ｐ１より下流側であって隣接領域７４より上流側に位置し、第１型３０内に投入された原料１２を暫定的に圧縮する１次加工（前加工、仮圧縮、仮押固め）が行われる位置

その１次加工により、粉末状の原料１２が第１型３０の型面に付着し、それにより、その後の工程において原料１２が第１型３０の型面から重力によってみだりに落下することが防止される。

図１に示すように、本実施形態においては、その１次加工を行うために、投入位置Ｐ１より下流側であって隣接領域７４より上流側に位置に１次加工部材としての押固め部材１１０が、フレーム９０によって支持されている。側面視において、その押固め部材１１０の中心点の、回転ドラム５６の中心線に対する相対位置は、成型装置１０の作動中に変化しない。

２次加工位置Ｐ３：隣接領域７４内に位置し、第１型３０内に予め充填されている原料１２であって前記１次加工が行われたものを第２型３２によって追加的に圧縮する２次加工が行われる位置

その２次加工により、原料１２の一部によって第２型３２内が充填され（もともとの空気１２８が原料１２に置換され）、それにより、製品１６の最終形状が実現される。

排出位置Ｐ４：前記２次加工位置より下流側に位置し、第２型３２が第１型３０から退避させられた後に、完成した製品１６が第１型３０から排出される位置（図１に示す例においては、製品１６に作用する重力の方向と第１型３０の中心線方向とが互いに一致する最下端位置）

＜回転ドラムとチェーンとの同期＞

本実施形態においては、成型装置１０の作動中、第１送りユニット５０における回転ドラム５６に装着された複数列の第１型３０と、第２送りユニット７０におけるチェーン９２に装着された複数列の第２型３２とが、隣接領域７４内において、互いに同じ位相で、かつ、同じ向きに移動することが不可欠である。

そのような同期的運動ないしは同期的連動を実現するために、本実施形態においては、いくつかの対策が講じられる。

１．回転ドラム５６の周長とチェーン９２の周長との共通化

回転ドラム５６の周長とチェーン９２の周長とが互いに一致させられる。それにより、回転ドラム５６が１回転すれば、チェーン９２も１周移動させられることになる。

２．第１型３０のピッチと第２型３２のピッチとの共通化

成型装置１０の寸法設計上、回転ドラム５６における第１型３０間の周方向中心距離であるピッチと、チェーン９２における第２型３２の周方向中心距離であるピッチとが互いに一致するように、回転ドラム５６およびチェーン９２の寸法が設定される。

本実施形態においては、図５（ａ）に示すように、チェーン９２の各リンク９４，９６の長さ方向中央位置に、対応する１個の第２型３２が装着されている。その結果、互いに隣接する２個の第２型３２間の距離、すなわち、第２型３２のピッチが、複数個のリンク９４，９６に共通のピッチ（互いに隣接するローラ９４間の周方向中心距離）に一致する。

本実施形態においては、図４に示すように、各ホルダ１０の両側面から延び出すピン（後述のカムフォロワ１５２と同軸である）が、図５（ａ）に示すように、各リンク９４，９６の長さ方向中央位置を貫通し、そのピン１５２の周りに回転可能に各リンク９４，９６に連結されている。これにより、各ホルダ１０が、それが連結されているリンク９４，９６に対して、外力に応じて首振り運動することが可能となる。

３．第１型３０の初期位置と第２型３２の初期位置との共通化

回転ドラム５６が何回目の回転中にあろうとも、各第１型３０が必ず、前回と同じ第２型３２に、前回と同じ位置において係合することが保証されるように、初期位置にある回転ドラム５６の複数の第１型３０のうち最もチェーン９２に近いものの位置と、初期位置にあるチェーン９２の複数の第２型３２のうち最も回転ドラム５６に近いものの位置とが一致させられる。その結果、第１型３０の位相と第２型３２の位相とが互いに一致させられる。

４．第１型３０の周速度と第２型３２の周速度との共通化

成型装置１０の作動中、第１型３０の周速度と第２型３２の周速度とが互いに一致するように、回転ドラム５６の回転速度とチェーン９２の送り速度とが同期させられる。

その同期を正確にかつ安定的に実現するために、本実施形態においては、前述のように、回転ドラム５６が、チェーン９２を支持するスプロケット１０４に、ギヤ伝達機構１０６を介して連結される。ギヤ伝達機構１０６は、その構造上、チェーンおよびベルトという他の形式の伝達機構より、スリップが少ないうえに、温度等、作業環境の変化に強いため、前記同期がより確実にかつより長期的に実現される。

＜粉末圧縮成形のためのプロセス＞

図６および図７には、隣接領域７４に一時的にかつ短時間で滞留する第１型３０と第２型３２との共同によって実現される一連の工程が示されている。

回転ドラム５６の全周区間のうち、第１型３０が隣接領域７４に進入する進入側から、第１型３０が隣接領域７４から退出する退出側までの区間においては、接近工程と、圧縮工程と、退避工程とがそれらの順に並んで実行される。

まず、接近工程においては、図６および図７に示すように、回転ドラム５６の一方向回転およびチェーン９２の一方向送りにつれて、隣接領域７４内において、いずれかの第１型３０と、対応する第２型３２とが、共に下降しつつ、水平方向に互いに接近する。ただし、第１型３０は水平方向に自ら接近するのに対し、第２型３２は水平方向には実質的に移動しない。

次に、圧縮工程すなわち前記２次加工が、２次加工位置Ｐ３において実行される。圧縮工程においては、図６および図７ならびに図３に経時的に示すように、第１型３０内に充填されて前記１次加工を受けた原料１２が第２型３２によって追加的に圧縮され、それにより、製品１６の最終形状が実現される。圧縮工程は、後に図３を参照しつつ詳述する。

最後に、退避工程においては、図６および図７に示すように、回転ドラム５６の一方向回転およびチェーン９２の一方向送りにつれて、隣接領域７４において、いずれかの第１型３０と、対応する第２型３２とが、共に下降しつつ、水平方向に互いに離間する。退避工程も、後に図３を参照しつつ詳述する。

＜型１４の構成および作動＞

ここで、図３を参照することにより、型１４の構造および作動を詳細に説明する。

前述の圧縮工程において、より効果的な圧縮を行うために、第１型３０は、可動部を有し、その結果、第１型３０の内部空間１２０の容積減少を第１型３０のみでも行い得る形式となっている。ただし、第１型３０が、可動部を有せず、そのために第１型３０の内部空間１２０の容積減少を第１型３０のみでは行い得ない形式で本発明を実施することも可能である。

本実施形態においては、具体的には、図３に示すように、第１型３０は、固定部（回転ドラム５６に対する相対位置が不変である）１１２と、可動部（回転ドラム５６に対する半径方向相対位置が可変である）１１４とを有する。その可動部１１４は、固定部１１２に同軸的にスライド可能に嵌合されている。

固定部１１２の筒状先端部１１６の内周面の一部と、可動部１１４の凹状先端部１１８の凹状先端面とが互いに共同して、第１型３０内の、容積可変の内部空間１２０を画定している。その内部空間１２０のうち、可動部１１４によって定義される部分が、製品１６の右半球部２０の外面形状を反映する形状を有し、一方、固定部１１２によって定義される部分が、製品１６の環状突起２４の外面形状を反映する形状を有する。

これに対し、第２型３２は、凹状先端部１２２を有し、その凹状先端面が、第２型３２内の、容積不変の内部空間１２４を画定している。その内部空間１２４は、製品１６の左半球部２２の外面形状を反映する形状を有する。その内部空間１２４は、第１型３０の内部空間１２０と合体することにより、容積可変の空洞１２６を形成する。

＜圧縮工程の説明＞

ここで、図３を参照することにより、圧縮工程を詳細に説明する。

圧縮工程においては、まず、初期段階において、図３（ａ）に示すように、隣接領域７４のうち、チェーン９２の直線部８０の前記オフセット基準面と回転ドラム５６の外周円とが実質的に外接する位置において、第２型３２の凹状先端部１２２が、第１型３０の筒状先端部１１６に同軸的に対向し、やがて接触する。

このとき、原料１２は、第１型３０の内部空間１２０内に予め充填されているが、この時点では、第２型３２の内部空間１２４内には原料１２ではなく空気１２８が存在する。ただし、このとき、第２型３２の凹状先端部１２２が第１型３０の筒状先端部１１６に同軸的に接触する結果、空洞１２６が暫定的に画定される。

次に、圧縮工程のうちの中間段階においては、回転ドラム５６の一方向回転につれて第１型３０の固定部１１２が水平方向に第２型３２から離間しようとするため、第１型３０の固定部１１２に追従すべく、図３（ｂ）に示すように、第２型３２が、第１型３０の固定部１１２に接近する向きに前進する（図７を参照して後述するように、ベース直線１６２から回転ドラム５６に向かって水平方向に接近する）。

このとき、第２型３２の凹状先端部１２２が第１型３２の固定部１１２の筒状先端部１１６内に部分的に嵌まり入る。その結果、空洞１２６が、外部から実質的に密閉されることにより、空洞１２６の画定が完了する。

さらに、この中間段階においては、後述の第１カム機構１４０により、第１型３０において、可動部１１４が固定部１１２に接近する向きに前進し、それにより、内部空間１２０の容積を減少させ、ひいては、空洞１２６の容積を減少させる。その結果、第２型３２の内部空間１２４内の空気１２８が部分的に原料１２に置換されて、第１型３０と第２型３２との間の筒状の隙間１３０を経て排出される。

この中間段階においては、後述の第１カム機構１４０により、回転ドラム５６の一方向回転につれて、可動部１１４が次第に固定部１１２に接近するが、この間、第２型３２は、後述の第２カム機構１５０により、第２型３２が第１型３０の固定部１１２に追従するように前進し、それにより、第２型３２は、みかけ上、第１型３０の固定部１１２に対する水平方向相対位置を実質的に維持される。すなわち、第２型３２のうち、第１型３０内に嵌まり込んだ部分の長さ（オーバラップ長さ）が維持されるのである。

続いて、圧縮工程のうちの最終段階（空洞１２６の最大圧縮状態、第１型３０の可動部１１４の前進限度位置）においては、後述の第２カム機構１５０により、図３（ｃ）に示すように、第２型３２は、水平方向において第１型３０に接近しない停止状態にあるが、後述の第１カム機構１４０により、第１型３０においては、可動部１１４がさらに前進する。それにより、空洞１２６の容積をさらに減少させ、その結果、第２型３２の内部空間１２４内の空気１２８が完全に原料１２に置換される。

それにより、空洞１２６が全体的に原料１２で充填されるとともに、その原料１２が圧縮され、その結果、空洞１２６の内面形状が製品１６の外面形状に反映される。

隙間１３０は、第１型３０の固定部１１２の内周面と第２型３２の外周面との間に形成される。この隙間１３０は、空洞１２６内の空気１２８は隙間１３０を経て外に排出可能であるが、空洞１２６内の原料１２は隙間１３０を経て外に漏れることが実質的に阻止される大きさ（半径方向クリアランス寸法）を有している。すなわち、隙間１３０は、空気１２８は通過させるが原料１２は通過させないというように、選択的通過性を有しているのである。

＜第１型の可動部を固定部に対して相対的に変位させるための第１カム機構＞

図３に示すように、圧縮工程においては、前述のように、可動部１１４が固定部１１２に接近させられるが、その接近という運動を含め、可動部１１４の、固定部１１２に対する相対的な半径方向運動を実現するために、第１送りユニット５０は、図８に示すように、第１カム機構１４０を備えている。

その第１カム機構１４０は、可動部１１４と一緒に動くカムフォロワ（例えば、ピンまたはローラ）１４２と、そのカムフォロワ１４２の運動経路を定義するカムとしての確動カム１４４（例えば、正面カム、溝カム）とを有する。その確動カム１４４は、回転ドラム５６と一体的に回転する。

図７には、第１型３０の可動部１１４の半径方向位置の、回転ドラム５６の回転位置の変化に連動した移動が、カムフォロワ１４２の半径方向位置の、回転ドラム５６の回転位置の変化に連動した移動によって実現されることが示されている。

具体的には、位置Ｒ１にある第１型３０と、位置Ｒ１に対応する位置Ｑ１にある第２型３２とが最初に接触する。

次に、位置Ｒ２において、第１型３０の固定部１１２が後退する一方、第１型３０の可動部１１４が少し前進するとともに、位置Ｒ２に対応する位置Ｑ２において、第２型３２が、第１型３０の固定部１１２の後退分を補う分だけ前進する。

さらに、位置Ｒ３において、第１型３０の可動部１１４がさらに少し前進するとともに、位置Ｒ３に対応する位置Ｑ３において、第２型３２が、第１型３０の固定部１１２の後退分を補う分だけ前進する。

カムフォロワ１４２の半径方向位置の、回転ドラム５６の回転角の変化に対する連動は、確動カム１４４のプロファイル（カム溝がそれに沿って延びる線の形状）によって決まる。

具体的には、その確動カム１４４は、回転ドラム５６と同心のベース円１４６からの半径方向外向きのリフト量Ｌが回転ドラム５６の回転角の増加につれて上昇する接近セグメント１４８を有している。その接近セグメント１４８が存在するおかげで、図３に示すように、圧縮工程が進行するにつれて、可動部１１４が固定部１１２に接近して、型１４内の原料１２の圧縮度が上昇することが実現される。

ところで、図１に示すように、押固め部材１１０は、回転ドラム５６の外周円に外接しつつ回転ドラム５６に平行に延びる回転体または非回転体（例えば、板部材）であり、それの回転軸線の位置が第１無限軌道５２に対して固定されている。その押固め部材１１０は、それの作用領域内に第１型３０が進入すると、その第１型３０の先端面に接触し、それにより、第１型３０内に山盛りに堆積された原料１２を押し固めてほぼ平坦化する。

この押し固めは、回転ドラム５６の回転中、いずれかの第１型３０が１次加工位置Ｐ２に到達するごとに、その第１型３０の可動部１１４を固定部１１２に対して一時的に前進させることにより、さらに積極的に行うことが可能である。このような可動部１１４の一時的前進も、第１カム機構１４０によって実現される。

後に図９を参照して詳述するが、本実施形態においては、排出工程において、第１型３０の可動部１１４が固定部１１２に接近させられ、固定部１１２の先端面から突出し、それにより、可動部１１４が製品１６を第１型３０から押し出すことが行われる。

この押し出しのための可動部１１４の半径方向運動も、第１カム機構１４０によって実現される。

＜第２型を、回転ドラムの回転に起因して後退する第１型に追従させる第２カム機構＞

図３に示すように、圧縮工程においては、チェーン９２の作動中、第２型３２が、直線部８０の長さ方向中心点（図７においては、位置Ｑ１）であって、回転ドラム５６の外周円上の複数の位置のうち、チェーン９２の直線部８０に最も接近する位置に対向するもの位置する接点位置（図８においては、位置Ｒ１）に到達した後、第１型３０の固定部１１２が、回転ドラム５６の一方向回転により、下降しつつ、第２型３２から水平方向に離間する向きに引き込まれる。

そのため、第２型３２のその後の動きを、チェーン９２のうちの完全に垂直に延びる垂直セグメントによって垂直下降運動として実現してしまうと、第２型３２は、チェーン９２の送りにつれて、半径方向には移動しないが、第１型３０が、回転ドラム５６の一方向回転につれて半径方向に引き込まれる結果、第２型３２が第１型３０から相対的に離間してしまう。その離間により、型１４内の原料１２の圧縮度が低下してしまう。

これに対し、本実施形態においては、図７および図８に示すように、チェーン９２の送りの進行につれて、第２型３２が回転ドラム５６に接近させられるが、その接近を実現するため、第２送りユニット７０は、図４、図５および図８に示すように、第２カム機構１５０を備えている。

その第２カム機構１５０は、第２型３２と一緒に動くカムフォロワ１５２と、そのカムフォロワ１５２の運動経路を定義するカムとしての確動カム１５４（例えば、正面カム、溝カム）とを有する。その確動カム１５４は、第２送りユニット７０のフレーム９０に固定されている。

図４に示すように、カムフォロワ１５２は、ホルダ１００から左右方向に延びる一対のピンとして形成される。確動カム１５４は、チェーン９２の４個の直線部８０（８２），８４，８６，８８のうち、回転ドラム５６に対向する直線部８０（８２）において局部的に配置され、かつ、その直線部８０を、チェーン９２の左右両側から挟む位置にそれぞれ配置されている。図４には、片側の確動カム１５４のみが代表的に示されている。

図７には、第２型３２の水平方向位置の、チェーン９２の送り位置の変化に連動した移動が、カムフォロワ１５２の水平方向位置の、チェーン９２の送り位置の変化に連動した移動によって実現されることが示されている。カムフォロワ１５２の水平方向位置は、確動カム１５４のプロファイルによって決まる。

具体的には、位置Ｑ１において、第２型３２は、ベース直線（直線部８０のうち、隣接領域７４の上流側において垂直に延びる部分である接近セグメント１６０を真下に延長して取得される基準直線）１６２上にあり、その第２型３２は、位置Ｑ１に対応する位置Ｒ１にある第２型３２と最初に接触する。

次に、位置Ｑ２において、第２型３２が、第１型３０の固定部１１２の後退分を補う分だけ前進する。さらに、位置Ｑ３において、第２型３２が、第１型３０の固定部１１２の後退分を補う分だけ前進する。

カムフォロワ１５２の半径方向位置の、チェーン９２の送り位置の変化（チェーン９２と回転ドラム５６とは、前述のように、連動するから、ひいては、回転ドラム５６の回転角の変化）に対する連動は、確動カム１５４のプロファイル（カム溝がそれに沿って延びる線の形状）によって決まる。

具体的には、その確動カム１５４は、チェーン９２の直線部８０のうち、隣接領域７４の上流側において垂直に延びる部分である接近セグメント１６０と、その接近セグメント１６０を真下に延長して取得されるベース直線１６２からの水平方向外向きのリフト量Ｌがチェーン９２の送りの進行につれて上昇する圧縮セグメント１６４とを有している。

その圧縮セグメント１６４のおかげで、図３に示すように、圧縮工程において、回転ドラム５６の回転角が増加して第１型３０が後退させられるにもかかわらず、第１型３０と第２型３２との間の水平距離がほぼ一定に維持され、それにより、第２型３２の前記垂直落下運動に起因して前記圧縮度が低下してしまうことが阻止される。

その結果、回転ドラム５６の外周円とチェーン９２のうちの直線部８０とが最初に実質的に外接する位置を圧縮開始点とし、第１型３０が回転ドラム５６の外周円に沿って圧縮開始点から前記退出側に送られるにつれて、第２型３２が、回転ドラム５６の外周円に実質的に接することによって第１型３０との圧縮状態が維持されつつ、圧縮開始点から前記退出側に送られる。

要するに、図７に示すように、チェーン９２のうちの直線部８０は、第１型３０および第２型３２が前記接近工程を経験することを可能にする接近セグメント１６０と、第１型３０および第２型３２が前記圧縮工程を経験することを可能にする圧縮セグメント１６４と、第１型３０および第２型３２が前記退避工程を経験することを可能にする退避セグメント１６６とをそれらが順に並ぶように有するのである。

＜第２型を、第１型や製品の表面をかじることなく第１型から素早く退避させるための第２カム機構＞

前記退避工程においては、回転ドラム５６の回転につれて、第１型３０が半径方向に引き込まれるという並進運動と、その第１型３０が、図１において反計方向（回転ドラム５６と同じ回転方向）に自転するという自転運動とが合成された運動を行う。

前記並進運動は、第１型３０が第２型３２から退避することを招来するため、排除すべきではないが、前記自転運動は、第１型３０の中心線が、第２型３２の中心線に対して折れ曲がる傾向を生じさせるため、排除ないしは軽減すべきである。第１型３０および第２型３２間の中心線の折れ曲がりは、第１型３０自体の表面や第１型３０内に留置される製品１６の外面が、第２型３２の先端面によって予定外にかじられてしまうという問題を引き起こす可能性がある。

これに対し、本実施形態においては、そのかじりの問題を解消するためにいくつかの対策が講じられる。

１．第１型３０と第２型３２とのルーズな嵌め合い

第１型３０と第２型３２の嵌合状態において、第１型３０の固定部１１２の内周面と、第２型３２の外周面との間に筒状の隙間１３０が存在し、その隙間１３０は、前述のように、原料１２の粉末のサイズとの関係において原料１２が予定外に漏れ出さない限度において、極大化されている。その結果、第１型３０の中心線と第２型３２の中心線とのずれを第１型３０および第２型３２が吸収する能力が極大化されている。

２．第１型３０内に第２型３２が嵌り入る長さの極小化

第１型３０と第２型３２の嵌合状態において、第２型３２の先端部が第１型３０の先端部内に嵌り入る長さ（オーバラップ長さ）が、上述のように、原料１２が予定外に漏れ出さない限度において、極小化されている。その結果、第１型３０の中心線と第２型３２の中心線とのずれを第１型３０および第２型３２が吸収する能力が極大化されている。

３．最終製品１６の回転ドラム５６からの突出高さの最小化

図３（ｃ）に示すように、圧縮工程の終了時点においては、製品１６のうちの最も外側の部分が、回転ドラム５６の外周面から突出して露出している。その突出高さは、通常、製品１６のサイズが大きいほど大きくなる傾向がある。また、その突出高さが大きいほど、第２型３２の退避時に、その第２型３２がそれの先端部において製品１６の外面を削って損傷を与える可能性が高くなる。

そこで、本実施形態においては、製品１６の、回転ドラム５６の外周面からの突出高さが最小化されるように、型１４が設計される。換言するに、その突出高さは、製品１６の目標形状を維持しつつ、前記かじりの問題が発生しないように設定される。

４．第２送りユニット７０による第２型３２のフレキシブル支持

図５（ａ）に示すように、横一列に並んだ１組の第２型３２は、１個のホルダ１００によってまとめて保持され、そのホルダ１００は、チェーン９２の１個のリンク９４，９６に、チェーン９２の平面（回転ドラム５６の回転平面と同じ平面）内において、ピン１５２の周りに一定角度範囲内において首振り可能に支持されている。すなわち、リンク９４，９６およびピン１５２が、前記「フレキシブル支持部」の一例を構成しているのである。

ところで、ピン（カムフォロワでもある）１５２は、図５（ｂ）に示すように、確動カム１５４に挿入されているが、そのカムフォロワ１５２は、確動カム１５４に対して自転可能である。よって、第２カム機構１５０の存在は、上述のフレキシブル支持部の首振り機能を阻害しない。

５．圧縮完了後のカム機構による第２型３２の早戻り

図７に示すように、チェーン９２の退避セグメント１６６においては、第２型３２が、位置Ｑ３から位置Ｑ４を経て位置Ｑ５に移動するが、そのときの経路が、第２型３２が、可能な限り高い速度で、第１型３０から水平方向に退避するように決定されている。その退避速度が遅いほど、第２型３２の前記自転運動の量が多くなり、第２型３２の中心線の、第１型３０の中心線からの隔たりも多くなるからである。

このような急速退避を行う退避セグメント１６６は、例えば、位置Ｑ３（退避セグメント１６６の始点）と位置Ｇ５（退避セグメント１６６の終点）とが既知であるとすると、それら２つの位置Ｑ３，Ｑ５に対して位置Ｑ４を、ベース直線１６２からのリフト量Ｌが、カムフォロワ１５２のスムーズなスライドが確保される限度において、最小化されるように、決定される。

このように、本実施形態においては、第２送りユニット７０が、第１型３０および第２型３２が圧縮の動作を完了した後、それら第１型３０および第２型３２が互いに退避する運動を促進する退避促進機構（早戻り機構）を有する。

＜圧縮成型の全体プロセス＞

図９には、成型装置１０を用いた圧縮成型の全プロセスが、第１型３０および第２型３２のそれぞれの挙動に注目して、時系列的に示されている。

まず、図９（ａ）に示すように、回転ドラム５６に設定された初期位置において、そこに位置する第１型３０の可動部１１４は後退端位置（初期位置）にある。

これに対し、第２型３２は、直線部８０より上流側の部分、例えば、第１水平部８６上にあり、第１型３０の固定部１１２から遠ざかっている。

次に、図９（ｂ）に示すように、前記初期位置より下流にある投入位置Ｐ１において、そこ位置する第１型３０内に、ホッパ３４から、所定量の原料１２が投入される。このとき、一例においては、第１型３０内に原料１２が、回転ドラム５６の外周面を超えて山盛りに堆積させられる。これにより、前記投入工程が実行される。

続いて、図９（ｃ）に示すように、投入位置Ｐ１より下流の１次加工位置Ｐ２において、そこに位置する第１型３０に堆積している原料１２が、押固め部材１１０からの押付け力により、圧縮される。その結果、第１型３０内に堆積している原料１２が回転ドラム５６の外周面から突出する高さがほぼ０となる。これにより、前記１次加工工程が実行される。

その後、図９（ｄ）に示すように、１次加工位置Ｐ２より下流側の位置において、回転ドラム５６の反時計方向回転に伴う第１型３０の前進により、第１型３０が、第２型３２に接近する。

このとき、第２型３２のカムフォロワ１５２は、確動カム１５４のうち、直線部８０のうちの接近セグメント１６０に属する部分に位置するために、第２型３２は、自身の水平方向位置がほぼ維持されつつ下降する。これにより、前記接近工程が実行される。

続いて、図９（ｅ）に示すように、回転ドラム５６の外周円上のほぼピーク位置（直線部８０に最も接近する位置、最右端位置）において、そこに位置する第１型３０は、回転ドラム５６の更なる回転にもかかわらず、水平方向位置がほぼ維持されつつ、下降する。

これに対し、第２型３２のカムフォロワ１５２は、確動カム１５４のうち、直線部８０のうちの圧縮セグメント１６４に属する部分に位置するために、第２型３２は、水平方向に第１型３０に接近しつつ、下降する。やがて、第２型３２が第１型３０に接触する。これにより、前記２次加工工程のうち、接触工程が実行される。

その後、図９（ｆ）に示すように、第１型３０が回転ドラム５６の外周円上のほぼピーク位置を超えた位置において、そこに位置する第１型３０は、回転ドラム５６の更なる回転につれて、今度は、後退しつつ下降する。

これに対し、第１型３０の可動部１１４のカムフォロワ１４２が確動カム１４４のうち、直線部８０のうちの接近セグメント１４８に属する部分に位置するために、可動部１１４が固定部１１２に接近する。

また、第２型３２のカムフォロワ１５２は、確動カム１５４のうち、直線部８０のうちの圧縮セグメント１６４に属する部分に位置するために、第２型３２は、後退中の第１型３０に追従するように前進しつつ、下降する。

このように前進する第２型３２と、上述のように前進する可動部１１４との共同により、空洞１２６内の原料１２が圧縮される。これにより、前記２次加工工程のうち、圧縮工程が実行される。

続いて、図９（ｇ）に示すように、圧縮が完了すると、第１型３０の固定部１１２および可動部１１４は、回転ドラム５６の回転につれて、一体的に後退する。このとき、可動部１１４は、固定部１１２に接近せず、固定部１１２との距離は維持される。

これに対し、第２型３２のカムフォロワ１５２は、確動カム１５４のうち、直線部８０のうちの退避セグメント１６６に属する部分に位置するために、第２型３２は、後退中の第１型３０から、急速に後退する（早戻りする）。これにより、前記２次加工工程のうち、退避工程が実行される。

その後、図９（ｈ）に示すように、第２型３２がさらに後退し、その結果、第１型３０からさらに退避する。

続いて、図９（ｉ）に示すように、回転ドラム５６の最下端位置において、第１カム機構１４０の作動により、第１型３０の可動部１１４が、固定部１１２を残したまま、単独で前進する。それにより、第１型３０に収容されていた製品１６が、可動部１１４によって押し出される。その結果、製品１６が第１型３０から排出される。

その後、図９（ｊ）に示すように、回転ドラム５６の最下端位置を超えた位置において、第１カム機構１４０の作動により、第１型３０の可動部１１４が単独で後退する。それにより、可動部１１４が初期位置に復帰させられる。

以上、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明したが、これは例示であり、前記［発明の概要］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

例えば、本発明は、第１および第２送りユニット５０，７０が、例えば、回転ドラム５６およびチェーン９２のそれぞれの基準点（例えば、原点）の位置をセンサ（例えば、フォトインタラプラ、近接スイッチ、リミットスイッチ等）によって電気的に検出し、回転ドラム５６の基準点とチェーン９２の基準点とが前記センサによって同時に検出されなかったときに、シーケンサまたはコンピュータが、警告を発したり、回転ドラム５６およびチェーン９２を緊急停止させるなどを行うインタロック装置を備えることが可能である。

また、前記実施形態は、固形菓子を製造するための粉末圧縮成型装置に本発明を適用したものであるが、例えば、他の固形食物を製造するための粉末圧縮成型装置に本発明を適用することができる。

Claims (1)

1. 粉状または粒状の原料を型内に押し込んで成型することにより、目標形状を有する製品を製造する粉末圧縮成型装置であって、
   前記型は、前記原料が最初に充填されるべき第１型と、その第１型に接触してその第１型内の前記原料を圧縮し、それにより、前記原料の一部が充填されるべき第２型とを有し、
   当該粉末圧縮成型装置は、
   前記第１型が外向きに開口する姿勢で装着され、その第１型を、第１無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第１送りユニットであって、前記第１型が複数、前記第１無限軌道に沿って離散的に装着されたものと、
   前記第２型が外向きに開口する姿勢で装着され、その第２型を、第２無限軌道に沿って一方向に連続的に送る第２送りユニットであって、前記第２型が複数、前記第２無限軌道に沿って離散的に装着されたものと
   を含み、
   それら第１および第２送りユニットは、前記第１および第２無限軌道が同一平面上において外接もしくは内接するか、または１本の共通交線を有するように交わる２つの平面上にそれぞれ位置して外接もしくは内接するように、相対的に配置され、
   それら第１および第２送りユニットは、前記第１および第２無限軌道が互いに隣接する隣接領域において、前記第１型も前記第２型も同じ方向に送られるように作動させられ、
   それら第１および第２送りユニットは、前記隣接領域内において、いずれかの第１型といずれかの第２型とが互いに接近して係合し、その状態で、前記第１型内に予め投入された前記原料を前記第１型および前記第２型によって圧縮して前記製品の最終形状を実現するように構成され、
   前記第１型は、筒状先端部と、その筒状先端部にスライド可能に嵌合され、前記第２型に対して接近・離間する第１凹状先端部とを含み、
   前記第２型は、前記第１型に対して接近・離間する第２凹状先端部を含み、その第２凹状先端部は、前記第１型に接近する状態において前記第１型の前記筒状先端部に部分的に嵌り入る粉末圧縮成型装置。

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