JP4174872B2

JP4174872B2 - 粉末圧延機

Info

Publication number: JP4174872B2
Application number: JP27309298A
Authority: JP
Inventors: 孝行岩崎; 昭博野村; 智俊望月
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2018-09-28
Also published as: JP2000096107A

Description

【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４、図５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一対或いは一対以上の圧延ロール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、一対の圧延ロール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４、図５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４、図５に示した粉末圧延機のように、一対の圧延ロール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を薄く製造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を小さくしたのみ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、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、幅方向の厚みを調節したり、幅方向の密度を調節して圧延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、圧延間隔を有して横方向に対で設けた圧延ロールと、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、少なくとも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、堰板を振動させるバイブレータとを備え、堰板は、上下方向に延びる薄肉部を形成することによりロール軸方向に複数の独立して振動し得る振動板部を備えており、各振動板部のそれぞれに対応してバイブレータ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】
また、堰板に形成した開口と堰板の下端との間に前記薄肉部を形成することにより振動板部を備えたり、堰板の開口が形成された位置に、圧延ロールの軸方向に延びる薄肉部による強度の異なる領域を形成するようにしている。
【００１４】
上記本発明の粉末圧延機によれば、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ようにした堰板を設け、少なくとも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を設け、堰板に上下方向に延びる薄肉部を形成することによりロール軸方向に複数の独立して振動し得る複数の振動板部を備えて、該振動板部の夫々を振動させるバイブレータを備えるようにしたので、圧延ロール上に供給された粉末を、粉末供給間隔を通して少量ずつしかも幅方向に供給量を調節しながら圧延間隔に確実に供給することができ、よって成形される薄板の幅方向の板厚分布を調整したり、幅方向の密度を調整することができて、多様なニーズに応えることができる。
【００１５】
更に、堰板の開口が形成された位置に、圧延ロールの軸方向に延びる薄肉部により強度の異なる領域を形成するようにしているので、簡単な構成によって、堰板を幅方向に独立して容易に振動させることができる。
【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、外周面間に所要の圧延間隔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を設ける。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。また堰板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１６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おり、またバイブレータ１０は圧延ロール２との干渉を避けて設ける必要があり、このために、堰板９に対するバイブレータ１０の取付け位置は、堰板９の下端より上方の高い位置になっている。従って、堰板９を例えば薄板によって形成した場合には、バイブレータ１０の振動を堰板９の下端に正確に伝えることができなくなる可能性があり、このために図１に示すように堰板９は厚板で構成している。
【００２３】
しかし、堰板９はバイブレータ１０の振動によって曲り変形させる必要があり、このために、図３に示すように、厚板で構成した堰板９における圧延ロール１，２の軸方向所要位置に開口１７ａを形成し、該開口１７ａと堰板９の下端までの間に垂直な溝形状からなる薄肉部１７ｂにより複数の強度が異なる領域１７を形成しており、該強度が低下された領域１７が変形し易いことによって領域１７に囲まれた厚肉の振動板部１８が振動し易くなっている。
【００２４】
更に、前記開口１７ａの近傍位置に、圧延ロール１，２の軸方向に延びる水平な溝形状の薄肉部１９ａからなる強度が異なる領域１９を形成すると、前記振動板部１８を更に振動し易くさせることができる。
【００２５】
前記堰板９に備える強度が異なる領域１７を設ける方向は、図３に示すように垂直方向であっても或いは斜めの方向であっても良い。
【００２６】
各振動板部１８には、それぞれバイブレータ１０が取り付けてあり、振動調節器１６により各バイブレータ１０を独立して駆動することにより、各振動板部１８を同一の周波数或いは振幅で振動させたり、又は異なった周波数或いは異なった振幅で振動させ得るようになっている。尚、図２においては、バイブレータ１０は２個だけしか示されていないが、図３に示すように、振動板部１８の数と同数だけ設けられている。
【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の振動板部１８の夫々に直接載置させるように取付けても良い。また、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】
更に、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。
【００２９】
図１では、堰板９の上端に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（上昇させて）粉末供給間隔８を大きくすることができ、また、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（下降させて）粉末供給間隔８を小さくすることができる。
【００３０】
図１、図２中２６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２６はシリンダ等の押圧装置２７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。
【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し、同時にバイブレータ１０により堰板９を振動させる。すると、粉末は圧延ロール１と振動している堰板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上に所定量ずつ供給されて圧延される。
【００３３】
この時、堰板９は、図３に示すように、開口１７ａと薄肉部１７ｂとからなる強度が異なる領域１７によって変形し易いようにした複数の振動板部１８を構成しているので、厚板で構成された堰板９においても容易に振動させることができる。更にこの時、開口１７ａの近傍に横方向に延びる水平溝による強度が異なる領域１９を形成すると、前記振動板部１８を更に振動させ易くすることができる。
【００３４】
従って、振動板部１８を振動させるに際し、振動調節器１６によって各振動板部１８に対応した全てのバイブレータ１０を一定の振動数、振幅で、且つ同期して駆動すれば、全ての振動板部１８も同じ振動数、振幅で同期して振動する。即ち、堰板９が１枚板として振動する。
【００３５】
しかし、振動調節器１６によって各バイブレータ１０の振動数或いは振幅をずらすようにすると、各振動板部１８はそれぞれ独立して振動するようになる。
【００３６】
従って、図１の粉末圧延機で製造される薄板１４の厚さを幅方向に均一にしたり、或いは幅方向に厚さが変化した薄板１４を製造することもできる。
【００３７】
更に、図１の粉末圧延機によれば、間隔調節装置２５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、バイブレータ１０で堰板９を振動させることによって微量の粉末が確実に圧延間隔４に供給されるようになり、よって、薄板１４を安定して成形することができるようになる。
【００３８】
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以下になるように供給量を調節すると、有効圧下量が任意に調節できることになる。よって、前記圧延間隔４上の粉末の供給量を任意に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。従って、例えば厚さが薄くて密度が小さいことにより、板の表裏両面間で光が透過できるような薄板１４を製造することができる。
【００３９】
また、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、また酸化防止装置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】
また、前記したように、堰板９の各振動板部１８を独立して駆動すれば、粉末の供給量が圧延ロール１，２の軸方向で変わるので、板厚分布の異なる薄板１４を形成することが容易に可能となり、よって種々のニーズの薄板１４を自由に作ることができるようになって、装置の汎用性が広がる。
【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、強度が異なる領域１７，１９の形状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】
本発明によれば、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ようにした堰板を設け、少なくとも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を設け、堰板に上下方向に延びる薄肉部を形成することによりロール軸方向に複数の独立して振動し得る複数の振動板部を備えて、該振動板部の夫々を振動させるバイブレータを備えるようにしたので、圧延ロール上に供給された粉末を、粉末供給間隔を通して少量ずつしかも幅方向に供給量を調節しながら圧延間隔に確実に供給することができ、よって成形される薄板の幅方向の板厚分布を調整したり、幅方向の密度を調整することができて、多様なニーズに応えることができる効果がある。
【００４３】
更に、堰板の開口が形成された位置に、圧延ロールの軸方向に延びる薄肉部により強度の異なる領域を形成するようにしているので、簡単な構成によって、堰板を幅方向に独立して容易に振動させることができる効果がある。
【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】堰板とその振動機構の斜視図である。
【図４】従来の粉末圧延機の一例を示す概略側面図である。
【図５】図４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
１１粉末供給装置
１４薄板
１７強度が異なる領域
１７ａ開口
１７ｂ薄肉部
１８振動板部
１９強度が異なる領域
１９ａ薄肉部

Claims

圧延間隔を有して横方向に対で設けた圧延ロールと、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、少なくとも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、堰板を振動させるバイブレータとを備え、堰板は、上下方向に延びる薄肉部を形成することによりロール軸方向に複数の独立して振動し得る振動板部を備えており、各振動板部のそれぞれに対応してバイブレータを備えたことを特徴とする粉末圧延機。
堰板に形成した開口と堰板の下端との間に前記薄肉部を形成することにより振動板部を備えたことを特徴とする請求項１記載の粉末圧延機。
堰板の開口が形成された位置に、圧延ロールの軸方向に延びる薄肉部による強度の異なる領域を形成したことを特徴とする請求項２記載の粉末圧延機。