JP3246797B2 - 粉体の加圧成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末化粧料など粉体の
加圧成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉末化粧料や浴用剤などの粉体を
プレス成型する加圧成形装置は、不動部材に固定された
受型と、この受型に穿設された型穴の上方より下降し、
前記型穴に進入可能な押型と、前記受型の下方より上昇
して前記型穴に進入可能なコア型と、前記押型を上下駆
動する押型駆動手段と、前記コア型を上下駆動するコア
型駆動手段を有し、前記型穴に化粧料を充填した状態
で、前記押型及びコア型の間隔を狭めて、化粧料を加圧
成形していた。

【０００３】図９及び図１３に示すように、従来の加圧
成形装置の受型１は、不動部材２に固定されている。受
型１の中心部にはシリンダ状に貫通した型穴１−１が形
成されている。型穴１−１の上方には、この型穴１−１
の径寸法に嵌合する形状の押型３が位置している。下方
にも、この型穴１−１の径寸法に嵌合する形状のコア型
４が位置している。

【０００４】押型３は油圧機構からなる押型駆動手段９
の往復動駆動軸３−３に直接取り付けられている。一
方、コア型４は油圧機構からなるコア型駆動手段８の往
復動駆動軸に取り付けられた押圧子８−１上に載置され
ている。これら押型３、コア型４は各駆動機構により、
型穴１−１内に進入が可能である。なお、受型１と押型
３との間にはナイロンやアセテート等の布７を介在させ
ている。

【０００５】化粧料の加圧成形に際しては、コア型４
を、予め型穴１−１の内部中程まで上昇停止させてお
き、その上に受皿５を載せ、さらに、粉末化粧料６を型
穴１−１に満たす。

【０００６】しかる後、図１０及び図１１に示すよう
に、受型１の上面を擦り切って平にしてから、押型駆動
手段９を駆動することにより、布７を介して押型３を下
降し、押型３を受型１の位置まで下降させて蓋をしたよ
うな状態にして停止させる。その後、コア型駆動手段８
を駆動することにより、予め設定された速度及び圧力で
コア型４を上昇させ、押型３との間隔を狭めることで、
粉末化粧料を加圧し、成形する。

【０００７】最後に、図１２に示すように、押型駆動手
段９を駆動させることにより押型３を上昇させ、コア型
駆動手段８を駆動することにより押圧子８−１を下降さ
せてから、型穴１−１内にあるコア型４を押して成形さ
れた化粧料を受皿５と共に上側より取り出す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の化粧料の加圧成形装置では、上方からの加圧に
加え、最終的な加圧成形は、コア型４を下から押し上げ
る油圧作動による加圧方式を採用しているため、油圧作
動の変動要素が多く、プレス速度や加圧力においても不
安定であり、成形性能にも悪影響が及んでいる。

【０００９】そこで、本発明は、上記欠点に鑑み、成形
性能を改良した化粧料の加圧成形装置を提供することを
課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、以下の構成とした。 （１）押型駆動手段が押型を２段階のストロークで移動
させる手段で構成した。

【００１１】すなわち、所定の金型の受型に穿設され、
粉体が充填される複数の型穴と、これらの各型穴内に押
込まれ、粉体を加圧する対応する数の押型と、これらの
各押型を、各型穴に対して互いに異なる２以上の位置に
駆動する多段階ストロークで制御される押型駆動手段と
を有することを特徴とする粉体の加圧成形装置である。

【００１２】（２）また、この押型駆動手段の多段階ス
トロークは、各押型の下面を受型の上方位置から各型穴
の上面合致位置まで下降させる第１段階ストロークと、
各押型の下面を前記上面合致位置から所定の最終成形位
置まで下降させる第２段階ストロークを有することとし
た。

【００１３】すなわち、不動部材に固定される受型と、
この受型に形成された複数の型穴と、これら各型穴の上
方より下降可能な対応する数の押型と、各型穴の下方よ
り上昇可能なコア型と、各押型を上下駆動する押型駆動
手段と、前記コア型を上下駆動するコア型駆動手段を有
し、各型穴に粉体を充填した状態で、各押型及びコア型
の間隔を狭めて粉体を加圧成形する粉体の加圧成形装置
において、前記粉体の加圧時に、前記コア型は静止させ
たままで、押型駆動手段が、多段階のストロークで、各
押型を駆動するようにした。

【００１４】ここで、前記多段階ストロークは、前記押
型の下面を前記型穴の上方から前記上面合致位置まで下
降させる第１段階ストロークと、前記押型の下面を前記
上面合致位置から前記最終成形位置まで下降させる第２
段階ストロークとで行うようにするのがよい。

【００１５】前記押型駆動手段は、例えば、シリンダ内
のピストンを油圧で駆動し、このピストンに付与された
ピストンロッドを前記油圧の制御で進退させる油圧シリ
ンダ装置などで構成され、第１のシリンダ装置のピスト
ンロッド先端に第２のシリンダ装置を取付けて構成され
る。そして、前記第１のシリンダ装置のピストンロッド
の最進出時、すなわち最下降時に第２のシリンダ装置の
ピストンロッド先端に取り付けた押型の下面が型穴の上
面に合致するようにし、その後第２のシリンダ装置が駆
動して、そのピストンロッドを下降させ押型で型穴内の
粉体をプレス成型するようにするとよい。

【００１６】この場合、前記第２のシリンダ装置を複数
備え、この複数の第２のシリンダ装置を互いに並列に配
列して、前記第１のシリンダ装置のピストンロッド先端
に取付け、第１のシリンダ装置が最下降した後に、これ
ら第２のシリンダ装置をほぼ同時に下降させるようにし
てもよい。

【００１７】また、前記第２のシリンダ装置のピストン
ロッドの最進出時、すなわち最下降時に第２のシリンダ
装置のピストンロッド先端に取り付けた押型の下面が型
穴の上面に合致するようにし、その後第１のシリンダ装
置が駆動して、そのピストンロッドを下降させ、第２の
シリンダ装置のピストンロッド先端に取り付けた押型で
型穴内の粉体をプレス成型するようにしてもよい。な
お、型穴は受型を貫通していてもよいし、有底の凹状で
あってもよい。

【００１８】

【作用】本発明の装置は、化粧料を受皿に充填する場
合、浴用剤などを固化する場合などに使用できる。化粧
料を受皿に充填する場合、通常、まず、型穴内に受皿を
装填する。

【００１９】そして、型穴内に粉末供給装置から粉末を
供給する。供給量は通常型穴の上面までであるが、適宜
変更可能である。そして、押型駆動手段で、例えば、前
記押型の下面を前記型穴の上方から前記上面合致位置ま
で下降させる。さらに、前記押型の下面を前記上面合致
位置から前記最終成形位置まで下降させ、粉体を加圧固
化する。

【００２０】このすくなくとも２段階のプレスで上方か
ら加圧固化するので、上下方向からのプレスに比べ、変
動要素の影響は少ない。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。以下の実施例において、既に説明した部材と同等
の部材については同一符号を以って示し、詳細な説明は
省略する。

【００２２】図１乃至図５は本発明の第１実施例に係る
加圧成形装置を示す図面である。図１において、押型３
は押型駆動装置１０により往復動される。押型駆動装置
１０は２つの油圧シリンダを直列に配列した構成を有す
る。第１段階の油圧シリンダ１０−１は押型３の位置出
し用であり、第２段階の油圧シリンダ１０−２は押型３
による化粧料の最終位置決定用であり、各シリンダ毎に
２段階に分けて押型３を下降させることができる。

【００２３】一方、コア型駆動装置１１は、サーボモー
タＭ、歯車Ｇ１，Ｇ２、ねじ１１−１、押圧子１１−２
等の要素からなる。サーボモータＭの回転は該モータの
軸に固定された歯車Ｇ１を回転させ、この回転は該歯車
Ｇ１に噛み合っている歯車Ｇ２に伝えられる。歯車Ｇ２
は、これと一体のねじ１１−１を回転させ、このねじの
回転に伴い、該ねじに螺合されている押圧子１１−２を
往復動させる。押圧子１１−２には適宜の回り止め装置
（図示省略）が施されていることは勿論である。

【００２４】なお、このコア型駆動装置として、図１に
示した構成の他に、リニアモータを使用して直接押圧子
を駆動する方式、或いは、クランク機構を利用して押圧
子を上下動制御する方式等を適宜選択して採用すること
もできる。

【００２５】以下、図１乃至図５により、加圧成形プロ
セスについて説明する。 １．セット工程（図１参照）：図１に示すように、押型
駆動装置１０の２つの油圧シリンダ内のピストンは共に
上限に位置し、押型３は受型１の上方に位置している。
また、コア型駆動装置１１はコア型４を受型１の型穴１
−１内の所定位置に位置させている。

【００２６】この状態の下で、受型１の型穴１−１内に
受皿５及び粉末化粧料６が載置充填され、受型１の上面
を擦り切って平にされる。

【００２７】２．第１段階ストローク工程（図２参
照）：押型駆動装置１０の第１段階の油圧シリンダ１０
−１だけが駆動してピストンをストロークエンドまで移
動させ、予め設定された通り、押型３の下面を図１に示
された受型１の上方位置から図２に示すように受型１の
上面位置合致位置まで移動させ、この位置に位置決めす
る。

【００２８】３．粗成形工程（図３参照）：押型駆動装
置１０は図２に示す位置を保持しているのに対し、コア
型駆動装置１１が駆動され、所定の粗加工位置まで所定
速度で上昇し、このコア型４の上昇に伴い、粉末化粧料
６が所定量圧縮され成形される。このときのコア型４の
上昇停止位置は化粧料の最終加圧力以下とする。

【００２９】４．第２段階ストローク工程（図４参
照）：本工程は最終成形工程であり、押型駆動装置１０
の第２段階の油圧シリンダ１０−２部が駆動してピスト
ンを移動させ、押型３を予め設定した最終圧力になるま
で押しげる。これにより、粉末化粧料６は最終成形され
る。

【００３０】５．離間工程（図５参照）：図５に示すよ
うに、押型駆動装置１０は第１段階、第２段階の油圧シ
リンダ共にピストンを引き上げ、図１にも示すようなホ
ームポジションに戻り、受型１の上方に大きく離間す
る。

【００３１】コア型駆動装置１１についても同様に、こ
れまでの工程と逆向きにモータＭが駆動されて、押圧子
１１−２を受型１の下方に位置させる。受型１には受皿
５及び成形された化粧料６、押型３などが残るが、押型
駆動装置１０、コア型駆動装置１１が共に離間している
ので容易に外すことができる。

【００３２】このように、本例では、上部から押型３に
より最終加圧し、その加圧が、一旦粗成形された後の成
形であるので、粉体の伸び等に有効であり、粉体の成形
性が向上する。

【００３３】また、第２段階の油圧シリンダ１０−２の
圧力設定の制御により最終成形の加圧条件が決まるの
で、一定の成形品が得られる。さらに、コア型駆動装置
１１に関しても、モータ制御によるため条件設定が容易
であり、従来のような油圧装置によるのに比べ、作動の
精度が高く、成形品の層が均一化する利点がある。

【００３４】図６は本発明の第２実施例に係る加圧成形
装置の図面であり、前記第１実施例における図１に対応
する図面である。この加圧成形装置が第１実施例のもの
と相違する点について以下に説明する。

【００３５】この第２実施例は、１台の加圧成形装置を
用い、１ショットで同一の若しくは異種の製品を同時に
複数（この実施例では２つ）加圧成形できるようにした
ものである。

【００３６】受型１には２つの型穴１−１Ａ，Ｂが形成
されており、コア型４には２つのコア部４−１Ａ，Ｂが
形成されていて、各コア部４−１Ａ，Ｂが対応する型穴
１−１Ａ，Ｂに進入可能になっている。型穴１−１Ａ，
Ｂに進入したコア部４−１Ａ，Ｂの上にはそれぞれ受皿
５Ａ，Ｂが載っており、その上に粉末化粧料６Ａ，Ｂが
満たされている。

【００３７】一方、押型駆動装置１０は２つの第２段階
の油圧シリンダ１０−２Ａ，Ｂを有し、この油圧シリン
ダ１０−２Ａ，Ｂが、第１段階の油圧シリンダ１０−１
によって昇降するヘッダー１２に、並列に配列されてい
る。油圧シリンダ１０−２Ａ，Ｂによって昇降される押
型３Ａ，Ｂは、それぞれ対応する型穴１−１Ａ，Ｂ内に
収容された化粧料６Ａ，Ｂをプレスするものである。

【００３８】コア型駆動装置１１については第１実施例
のものと同じであるので、説明を省略する。また、加圧
成形プロセスについても、２つの第２段階の油圧シリン
ダ１０−２Ａ，Ｂの両方がほぼ同時に昇降する（ただ
し、後述するように条件を異にした場合には、厳密にい
うと昇降開始タイミングあるいは昇降終了タイミングに
微妙にずれが生じる）ことを除いて、第１実施例と同じ
であるので、説明は省略する。

【００３９】以下の説明では、添字Ａが付された側をＡ
系列と称し、添字Ｂが付された側をＢ系列と称す。この
第２実施例の加圧成形装置においては、Ａ系列とＢ系列
を全く同じ条件にすると、同一製品を２つ同時に加圧形
成することができる。

【００４０】また、Ａ系列とＢ系列で条件を相違させる
と、互いに異なる２つの製品を同時に加圧成形すること
ができる。相違させる条件としては、 型穴１−１、受皿５、押型３の形状、大きさ等をＡ系
列とＢ系列で異にする、 化粧料６Ａと化粧料６Ｂの色調を異にする、 化粧料６Ａと化粧料６Ｂに粉体特性の異なるものを用
い、化粧料６Ａ，Ｂが各粉体特性に適した加圧力、加圧
スピードで加圧されるように、第２段階の油圧シリンダ
１０−２Ａ，Ｂの作動条件や制御条件を異にする、等が
あり、さらに、これらを組み合わせることも可能であ
る。なお、前記 、 において、化粧料６Ａ，Ｂの
粉体特性が同一である場合には、油圧シリンダ１０−２
Ａ，Ｂの作動条件や制御条件を同じにする。

【００４１】図７は本発明の第３実施例に係る加圧成形
装置を示す図面であり、前記第１実施例における図１に
対応する図面である。この加圧成形装置が第１実施例の
ものと相違する点について以下に説明する。

【００４２】この第３実施例は、１つの受皿に、互いに
異なる多数の化粧料を、同時に加圧成形して装填するこ
とができるようにしたものである。図８（Ａ）、（Ｂ）
はそれぞれこの実施例に用いられる受皿５の平面図であ
り、受皿５は５つの化粧料収容凹部５−１Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅを有している。以下、図８（Ａ）の受皿５を用い
た場合で説明する。

【００４３】この受型１の上面は受皿５の上面と面一に
なっていて、受型１及び受皿５の上に補助受型１３をセ
ットできるようになっている。補助受型１３には、受皿
５の各収容凹部５−１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対応する位
置に、各収容凹部５−１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅよりも若干
大径の型穴１３−１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが形成されてい
る。

【００４４】一方、押型駆動装置１０は５つの第２段階
の油圧シリンダ１０−２Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを有し、こ
の５つの油圧シリンダ１０−２Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが、
第１段階の油圧シリンダ１０−１によって昇降するヘッ
ダー１２に、並列に配列されている。油圧シリンダ１０
−２Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅによって昇降される押型３Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、これらに対応する型穴１３−１Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ内に収容された化粧料６Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅをプレスするものである。

【００４５】コア型駆動装置１１については第１実施例
のものと同じであるので説明を省略する。また、加圧成
形プロセスについても、５つの第２段階の油圧シリンダ
１０−２Ａ〜Ｅがほぼ同時に昇降する（ただし、後述す
るように条件を異にした場合には、厳密にいうと昇降開
始タイミングあるいは昇降終了タイミングに微妙にずれ
が生じる）ことを除いて、第１実施例と同じであるので
説明は省略する。

【００４６】以下の説明では、添字Ａが付された列をＡ
系列、添字Ｂが付された列をＢ系列、添字Ｃが付された
列をＣ系列、添字Ｄが付された列をＤ系列、添字Ｅが付
された列をＥ系列、と称す。

【００４７】この第３実施例の加圧成形装置において
は、Ａ〜Ｅ系列の条件を相違させて、５つの化粧料６Ａ
〜Ｅを同時に加圧成形することができる。相違させる条
件としては、 収容凹部５−１、型穴１３−１、押型３の形状、大き
さ等をＡ〜Ｅ系列で互いに異にする（図８（Ｂ）はこの
条件設定の一例と見ることができる）、 化粧料６Ａ〜Ｅの色調を互いに異にする、 化粧料６Ａ〜Ｅを互いに粉体特性の異なるものにし、
これら５種類の化粧料６Ａ〜Ｅが各粉体特性に適した加
圧力、加圧スピードで加圧されるように、第２段階の油
圧シリンダ１０−２Ａ〜Ｅの作動条件や制御条件を互い
に異にする、等があり、さらに、これらを組み合わせる
ことも可能である。なお、前記 、 において、化
粧料６Ａ〜Ｅの粉体特性が同一である場合には、油圧シ
リンダ１０−２Ａ〜Ｅの作動条件や制御条件を同じにす
る。

【００４８】前記第２実施例及び第３実施例では、第２
段階の油圧シリンダとしてそれぞれ独立した複数の油圧
シリンダを用い、この複数の第２段階の油圧シリンダを
並列に配列してヘッダに設置しているが、この態様に限
るものではなく、第２段階の油圧シリンダを次のように
構成することも可能である。

【００４９】即ち、一つのシリンダブロックに複数のシ
リンダ穴を並列に配して設け、各シリンダ穴にそれぞれ
ピストンを配して、各ピストンを互いに独立した油圧回
路で往復動させるようにして第２段階の油圧シリンダを
構成する。

【００５０】そして、第１段階の油圧シリンダのピスト
ンロッドの先端に第２段階の油圧シリンダのシリンダブ
ロックを取り付け、第２段階の油圧シリンダの各ピスト
ンから延びるピストンロッドの先端にそれぞれ押型を取
り付ける。

【００５１】第２段階の油圧シリンダをこのように構成
すると、隣接する押型間の水平方向の離間寸法を狭める
ことが容易になり、第３実施例の態様の場合に特に有効
である。また、装置の小型化を図ることもできる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、多段階のストロークを
もって加圧成形することにより成形性能を改良した粉体
の加圧成形装置を提供することができる。

【００５３】特に、コア型は成型時に静止し、上方のス
トロークのみから粉体を加圧するため、加圧条件の変動
要素は上方からのストロークのみとなり、成型条件を正
確に決定できる。しかも、本発明に係る粉体の加圧成形
装置によれば、受型には複数の型穴が形成されていると
共に、またこれら複数の型穴に対応した数の押型を備
え、更に押型駆動手段が、シリンダ内のピストンを油圧
で駆動し、このピストンに連結されたピストンロッドを
油圧の制御で進退させる第１の油圧シリンダ装置と、第
１の油圧シリンダ装置のピストンロッド先端に、互いに
並列に配列して取り付けられた複数の第２の油圧シリン
ダ装置とからなり、各押型を各第２の油圧シリンダ装置
の各ピストンロッド先端に取り付けて構成したことから
複数の同一製品を同時に加圧成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る加圧成形装置の構成
及び加圧成形工程を説明した図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る加圧成形装置の構成
及び加圧成形工程を説明した図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る加圧成形装置の構成
及び加圧成形工程を説明した図である。

【図４】本発明の第１実施例に係る加圧成形装置の構成
及び加圧成形工程を説明した図である。

【図５】本発明の第１実施例に係る加圧成形装置の構成
及び加圧成形工程を説明した図である。

【図６】本発明の第２実施例に係る加圧成形装置の構成
図である。

【図７】本発明の第３実施例に係る加圧成形装置の構成
図である。

【図８】本発明の第３実施例に係る加圧成形装置におい
て使用される受皿の平面図である。

【図９】従来の加圧成形装置の構成及び加圧成形工程を
説明した図である。

【図１０】従来の加圧成形装置の構成及び加圧成形工程
を説明した図である。

【図１１】従来の加圧成形装置の構成及び加圧成形工程
を説明した図である。

【図１２】従来の加圧成形装置の構成及び加圧成形工程
を説明した図である。

【図１３】従来の加圧成形装置の要部構成を説明した断
面図である。

【符号の説明】

１ 受型 １−１ 型穴 ２ 不動部材 ３ 押型 ４ コア型 ７ 布 ８，１１ コア型駆動装置 ９，１０ 押型駆動装置 １０−１ 第１段階の油圧シリンダ １０−２ 第２段階の油圧シリンダ １３ 補助受型 １３−１ 型穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西崎 直司 静岡県袋井市愛野1234番地ポーラ化成工 業株式会社袋井工場内 (72)発明者 新村 敏宏 静岡県静岡市弥生町６番48号ポーラ化成 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−192306（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−146896（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−7172（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−90197（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B30B 11/02 A61K 7/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の金型の受型に穿設され、粉体が充
   填される複数の型穴と、これらの各型穴内に押込まれ、
   前記粉体を加圧する対応する数の押型と、これらの各押
   型を前記各型穴に対して互いに異なる２以上の位置に駆
   動する多段階ストロークで制御される押型駆動手段と、
   前記各型穴の下方より上昇して前記各型穴の上方に上昇
   可能なコア型と、前記コア型を上下駆動するコア型駆動
   手段とを備え、 前記押型駆動手段は、シリンダ内のピストンを油圧で駆
   動し、このピストンに連結されたピストンロッドを前記
   油圧の制御で進退させる第１の油圧シリンダ装置と、前
   記第１の油圧シリンダ装置のピストンロッド先端に、互
   いに並列に配列して取り付けられた複数の第２の油圧シ
   リンダ装置とから構成され、 前記粉体の加圧時に、前記コア型は静止し、前記押型駆
   動手段が多段階のストロークで前記各押型を駆動するこ
   とを特徴とする粉体の加圧成形装置。