JP5972770B2 - 粉体の圧縮成型装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器内に収容された粉体化粧料等の粉体に超音波振動を付与しながら該粉体を圧縮成型する粉体の圧縮成型装置に関する。

従来、粉体の圧縮成型法として、粉体を所定の容器等に充填し加圧プレスして成型する、いわゆるプレス成型法が知られている。プレス成型法は、粉体を圧縮することにより、該粉体自体の凝集力及び／又は粉体中に含有されている油剤等の結合剤のバインダー効果を発現させ、これにより粉体を固化・成型する成型法である。しかし、プレス成型法は、粉体自体の物性や形状、複数種の粉体を併用している場合にはその成分組成等によっては、粉体の固化・成型が困難となる場合があった。

このようなプレス成型法の問題を解消すべく、加圧プレスに加えて粉体に超音波振動を付与する方法が提案されている。例えば特許文献１には、鉛直方向に延びる貫通孔が形成されたテーブルと、該貫通孔に鉛直方向の上方側から挿入される上杵及び下方側から挿入される下杵とを備えた圧縮成型装置を用い、該貫通孔と該下杵の上面とで画成される凹部に粉体原料を充填後、該上杵の下面を該凹部内に挿入し、該粉体原料の上下それぞれから超音波振動を与えながら該粉体原料を圧縮成型し、固形粉末化粧料を製造する方法が記載されている。

しかし、特許文献１に記載の圧縮成型装置においては、圧縮成型時に粉体を収容するための容器を使用する場合の該容器の前記貫通孔への挿入、粉体原料の充填、成型等を一箇所で行なうため、生産能力が非常に低いことが課題であった。

また特許文献２には、超音波振動を利用して容器付きの成型体を製造可能な粉体の圧縮成型装置が記載されている。特許文献２に記載の圧縮成型装置は、プレス成型法を利用した全自動的な粉体の圧縮成型装置であり、鉛直方向に延びる貫通口を有する臼体が周方向に所定間隔を置いて複数設けられたターンテーブルと、該貫通口内を上下動可能に配され且つ該貫通口内において粉体が収容された容器を下方から支持する容器支持体と、該貫通口内の粉体に上下方向から超音波振動を付与しつつこれを圧縮する上下一組の杵とを備え、各該貫通口内の容器支持体上に容器を順次配置し、該容器内に粉体を充填し、該圧縮手段によって該粉体に超音波振動を付与しつつこれを容器ごと加圧プレスして成型するように構成されている

図１２には、特許文献２に記載の圧縮成型装置と基本構成が同じ装置の要部が示されており、図１２（ａ）は、臼体９１の貫通口に容器支持体９２及び下杵９３が挿入された状態の概略上面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す容器支持体９２の概略斜視図、図１２（ｃ）は、図１２（ａ）に示す下杵９３の概略斜視図である。容器支持体９２の内部には、その長さ方向（鉛直方向）の全長に亘って下杵９３の移動路９４が形成されており、下杵９３が移動路９４を移動して、容器支持体９２によって支持されている容器（図示せず）の下面に接触可能になされている。容器支持体９２は、図１２（ｂ）に示すように中空の円筒状をなし、その中空部が下杵９３の移動路９４として機能するところ、該中空部には、前記容器を下方から支持する上面視十字形状の容器支持部９５が、容器支持体９２の上端から所定長さに亘って設けられており、移動路９４における該上端寄りの部分が、上面視十字形状の支持部９５によって４つに分割されている。一方、下杵９３は、図１２（ｃ）に示すように、その上端から下杵９３の長さ方向（鉛直方向）に延びる上面視十字形状の切り込み部９６（空間部）を有することによって、移動路９４の形状に合致した形状をなしており、下杵９３が移動路９４を移動中に容器支持部９５が切り込み部９６に挿入可能になされている。特許文献２によれば、下杵９３が容器支持体９２内の移動路９４を移動可能になされていることにより、下杵９３からの超音波振動が容器支持体９２（容器支持部９５）によって下方から支持されている容器内の粉体に伝わり易く、超音波振動の効果が得られ易いため、粉体の種類等によらず高品質の成型体を連続的且つ安定的に効率良く製造できるとされている。

特開２０１０−５３０８２号公報 国際公開第２０１０／０２４３９９号

特許文献２に記載の粉体の圧縮成型装置の課題として、粉体を収容する容器と接触し該粉体に超音波振動を付与する、下杵の上端部が、切り込み部によって複数（図１２（ｃ）の形態では４つ）に分割されていることに起因して、超音波振動の効果が得られ難い場合があることが挙げられる。即ち、下杵の上端部が複数に分割されているため、その複数の分割部分の大きさが均一になっていないと、超音波振動の振幅が各分割部分で異なってしまい、結果として成型体の品質に悪影響を及ぼすおそれがある。また仮に、下杵の上端部を均等に分割したとしても、複数の分割部分が各々バラバラに振動するおそれがあり、成型体の品質への悪影響を完全には払拭できない。また、図１２（ｃ）に示すように、下杵の上端部の中央部が切り込まれて空間になっていると、該中央部で超音波振動の振幅を大きくすることができず、やはり成型体の品質に悪影響を及ぼすおそれがある。また、図１２（ｂ）に示す如き円筒状の容器支持体の場合、該容器支持体によって下方から支持される容器の下面全域に超音波を均一に印加すべく、該容器支持体の上端の径を大きくすると、該容器の支持性が低下して、該容器が該容器支持体内の中空部（下杵の移動路）に落下するおそれがあり、また、これを恐れて該容器支持体の上端の径を小さくすると、該容器支持体内を移動可能な円筒状の下杵の上端が該容器の下面よりも小さくなるため、該容器の下面全域に超音波を均一に印加できず、成型体の品質に悪影響を及ぼすおそれがある。

従って本発明の課題は、粉体の種類等に応じて適切な圧縮成型を行うことができ、高品質の成型体を安定的に効率良く提供し得る粉体の圧縮成型装置を提供することにある。

本発明は、皿状の容器内に収容された粉体に超音波振動を付与しながら該粉体を圧縮成型する粉体の圧縮成型装置であって、鉛直方向に延びる貫通口を有する臼体と、該貫通口に鉛直方向の下方側から挿入され且つ該貫通口内を上下動可能に配され且つ前記容器の下面の一部と接触した状態で該容器を下方から支持する容器支持体とを備え、該貫通口と該容器支持体とによって該容器の収容空間が画成可能になされており、更に、前記容器支持体によって支持されている前記容器の下方において鉛直方向に上下動可能に配され且つ該容器内の前記粉体に超音波振動を付与する下杵と、該容器を挟んで該下杵と相対向する位置に鉛直方向に上下動可能に配された上杵とを備え、該下杵と該上杵とによって該粉体を該容器ごと圧縮可能になされており、前記容器支持体に、該容器支持体の鉛直方向の全長に亘って前記下杵の移動路が形成されており、該下杵が該移動路を移動して、該容器支持体によって支持されている前記容器の下面の前記一部以外の部位に接触可能になされており、前記容器支持体は、該容器支持体が前記貫通口に挿入された状態において該貫通口の壁面から突出し且つその突出方向の先端部が自由端部である、突出部を複数有し、複数の該突出部が前記収容空間内の前記容器の下面と接触して該容器を下方から支持可能になされており、前記下杵は、前記容器の下面と接触する該下杵の上端から該下杵の長さ方向に延び且つ前記突出部を収容可能な切り込み深さを有する、切り込み部を該下杵の周縁部に有し、該切り込み部は、該周縁部よりも内方には存しておらず、前記下杵が前記収容空間を移動しているときに、前記突出部が前記切り込み部を通過可能になされている粉体の圧縮成型装置を提供することにより、前記課題を解決したものである。

また本発明は、前記圧縮成型装置を用いた固形粉体成型体の製造方法であって、前記収容空間に前記容器を収容し、該容器内に粉体を充填する工程と、前記下杵と前記上杵とによって前記粉体を前記容器ごと圧縮しつつ該粉体に超音波振動を付与する工程とを有する固形粉体成型体の製造方法を提供することにより、前記課題を解決したものである。

本発明の粉体の圧縮成型装置によれば、成型体の原料である粉体の種類等に応じた適切な圧縮成型を行うことができ、粉体の種類等によらず、欠陥が少なく密度が均一な高品質の成型体を安定的に効率良く得ることができる。

図１は、本発明の粉体の圧縮成型装置の一実施態様の全体の概略上面図である。 図２は、図１に示す装置の要部（図１の符合Ｄの位置における要部）の模式図である。 図３は、図１に示す装置における臼体及び該臼体の貫通口に挿入された容器支持体の概略縦断面図である。 図４は、図３に示す臼体及び容器支持体の概略上面図である。 図５は、図３に示す臼体の概略斜視図である。 図６は、図３に示す容器支持体の概略斜視図である。 図７は、図２に示す下杵の概略斜視図である。 図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、それぞれ、本発明の変形例の要部を示す図であり、これら各図において、上段は、粉体が収容される容器の下面側の平面図、下段は、臼体の貫通口に容器支持体及び下杵が挿入された状態の概略上面図である。 図９は、図１に示す装置におけるレール（昇降手段）の配置状態を示す概略上面図である。 図１０は、図１に示す装置を用いた成型体の製造工程を示す図である。 図１１は、本発明の実施例の粉体の圧縮成型装置の要部（臼体、容器支持体及び下杵）の概略上面図である。 図１２は、本発明の範囲外の粉体の圧縮成型装置の要部を示す図であり、図１２（ａ）は、臼体の貫通口に容器支持体及び下杵が挿入された状態の概略上面図（図１１相当図）、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す容器支持体の概略斜視図、図１２（ｃ）は、図１２（ａ）に示す下杵の概略斜視図である。

以下、本発明をその好ましい実施態様に基づき図面を参照して説明する。図１には、本実施態様の粉体の圧縮成型装置（以下、圧縮成型装置ともいう）全体の概略上面図が示されている。本実施態様の圧縮成型装置は、皿状の容器３内に収容された粉体に超音波振動を付与しながら該粉体を圧縮成型して容器３付きの成型体５０を製造する装置であり、成型体の原料である粉体を圧縮成型する部位１（圧縮成型部）を複数（６個）有し且つ図示しない駆動源によって周方向に回転可能なターンテーブル２を備えている。本実施態様の圧縮成型装置は、ターンテーブル２をその周方向に回転させることによって、これら複数の圧縮成型部１がそれぞれ符号Ａ〜Ｆの位置を順次通過して所定の工程を経るようになされており、複数の成型体５０を連続的に製造することができる。

複数の圧縮成型部１は、平面視して円形形状のターンテーブル２の周縁に沿って等間隔で配されている。ターンテーブル２は、ベース体４上において図１の矢標方向に（時計回りに）回転可能に配されている。ベース体４における図１の符号Ａの位置には、粉体が入っていない複数の空の容器３をターンテーブル２へ搬送するコンベア５が接続されている。また、ベース体４における図１の符号Ｅと符号Ｆとの中間位置には、ターンテーブル２から排出された容器３付きの成型体５０を所定位置へ搬送するコンベア６が接続されている。このように、本実施態様の圧縮成型装置は、ターンテーブル２における複数（６個）の圧縮成型部１に、粉体が入っていない空の容器３を順次搬送するコンベア５と、ターンテーブル２から排出された容器３付きの成型体５０を所定位置へ搬送するコンベア６とを更に備えている。

図２には、図１の符号Ｄの位置における圧縮成型部１の縦断面図が模式的に示されている。本実施態様の圧縮成型装置においては、後述するように図１の符号Ｄの位置で粉体の圧縮成型が行われる。複数の圧縮成型部１は、それぞれ図２〜図４に示すように、鉛直方向に延びる貫通口１０を有する臼体１１と、該貫通口１０に鉛直方向の下方側から挿入され且つ該貫通口１０内を上下動可能に配され且つ容器３の下面の一部と接触した状態で該容器３を下方から支持する容器支持体１２とを備えている。貫通口１０と容器支持体１２とによって容器３の収容空間Ｓが画成可能になされている。

本実施態様の圧縮成型装置は、図２に示すように、容器支持体１２によって支持されている容器３の下方において鉛直方向（図２の上下方向）に上下動可能に配され且つ該容器３内の粉体に超音波振動を付与する下杵２０ａと、該容器３を挟んで該下杵２０ａと相対向する位置に鉛直方向に上下動可能に配された上杵２０ｂとを備え、該下杵２０ａと該上杵２０ｂとによって粉体を容器３ごと圧縮可能になされている。下杵２０ａ及び上杵２０ｂは、図１の符号Ｄの位置に成型圧縮部１を上下から挟むように配されている。下杵２０ａ及び上杵２０ｂは何れも金属等の剛体からなり、粉体を圧縮成型する際に、該粉体に超音波振動を付与する役割、及び該粉体を圧縮するための成型用杵としての役割を有している。

下杵２０ａの下端には超音波振動素子２１ａが取り付けられており、該素子２１ａはエアシリンダ２２ａによって支持されており、これら三者は同一軸線上に位置している。エアシリンダ２２ａは図示しない支持部材に取り付けられている。これによって、下杵２０ａ及び素子２１ａはそれぞれ上下方向へ移動可能になっている。一方、上杵２０ｂの上端には超音波振動素子２１ｂが取り付けられており、該素子２１ｂはエアシリンダ２２ｂによって支持されており、これら三者は同一軸線上に位置している。エアシリンダ２２ｂは図示しない支持部材に取り付けられ、そこから垂下している。これによって、上杵２０ｂ及び素子２１ｂはそれぞれ上下方向へ移動可能になっている。尚、超音波振動素子の移動手段はエアシリンダに限定されず、他に油圧シリンダや、電動モータを用いたボールネジプレス等の機器を用いても良い。また、超音波振動素子の移動手段は、杵及び該超音波振動素子に対して同一線上に位置していなくても良い。

臼体１１は、図３〜図５に示すように、略円筒状の金属等の剛体からなり、平面視（上面視）して円形形状をしている。臼体１１の上端部は水平方向に張り出してフランジを形成しており、該フランジはターンテーブル２へボルト締め（図示せず）されている。貫通口１０は、臼体１１の鉛直方向と直交する水平方向の中央に位置し、図４に示すように鉛直方向の上方から見たときに（上面視において）、円形形状をなしている。貫通口１０の開口径は、図３に示すように、貫通口１０の長さ方向（鉛直方向）の全長に亘って一定である。

臼体１１の下端部には、図３に示すように、容器支持体１２の位置決め用部材１３が貫通口１０の壁面１０Ｗ（後述するスリット１７の壁面）に露出するように配されている。本実施態様においては、複数個の位置決め用部材１３が貫通口１０の壁面１０Ｗに沿って等間隔で配されており、これら複数個の位置決め用部材１３によって容器支持体１２を貫通口１０内の所望の位置で固定できるようになされている。即ち、位置決め用部材１３は、その摩擦力により、貫通口１０に挿入され固定された容器支持体１２が自重により落下することを効果的に防止し得る。尚、位置決め用部材１３が配されていても、容器支持体１２は、後述する容器押し込み手段３０や上昇排出用レール７ｂ等により、貫通口１０内を上下に摺動可能である。位置決め用部材１３としては、例えばウレタンゴム、ニトリルゴム、エチレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性体、ゴム、スポンジ等を用いることができる。尚、後述する容器支持体１２の容器支持部１２ｂの構成を工夫する等の方法により、位置決め用部材１３を用いずに容器支持体１２を貫通口１０内の所望の位置で固定することも可能であり、これについては後述する。

本実施態様においては、図３〜図５に示すように、貫通口１０の壁面（臼体１１の内面）１０Ｗに、容器支持体１２の一部（後述する容器支持部１２ｂ）を収容可能なスリット１７が鉛直方向に延びて形成されており、容器支持体１２が貫通口１０内を移動しているときに、容器支持部１２ｂがスリット１７を通過可能になされている。スリット１７は、後述する容器支持部１２ｂと同数（本実施態様では８本）形成されており、貫通口１０の長さ方向（鉛直方向）の全長に亘って連続している。

容器支持体１２には、図３及び図６に示すように、該容器支持体１２の鉛直方向の全長に亘って下杵２０ａの移動路１５が形成されており、下杵２０ａが移動路１５を移動して、容器支持体１２によって支持されている容器３の下面の前記一部（容器３の下面における容器支持体１２との接触部）以外の部位に接触可能になされている。

また、容器支持体１２は、図３及び図４に示す如く該容器支持体１２が貫通口１０に挿入された状態において該貫通口１０の壁面（臼体１１の内面）１０Ｗから突出し且つその突出方向の先端部が自由端部である、突出部１６を複数有し、複数の突出部１６が収容空間Ｓ内の容器３の下面と接触して該容器３を下方から支持可能になされている（図１０参照）。

容器支持体１２について更に説明すると、容器支持体１２は、金属等の剛体からなるもので、図３及び図６に示すように、移動路１５の鉛直方向下方側の開口端部を形成し、臼体１１の貫通口１０と同じかこれよりも大きい移動路形成用貫通口１５Ｓを有するベース部１２ａと、該ベース部１２ａから鉛直方向上方側に立設し、上端部に突出部１６を有する複数の容器支持部１２ｂとを備え、容器支持体１２が貫通口１０内を移動しているときに、突出部１６が貫通口１０の壁面１０Ｗから突出した状態で、容器支持部１２ｂがスリット１７を通過するようになされている。

本実施態様においては、ベース部１２ａは平面視円環状の板状部材からなり、円環状のベース部１２ａの上面（臼体１１との対向面）の内周縁に沿って、８本の容器支持部１２ｂがベース部１２ａの周方向に等間隔に突出形成されている。移動路１５は、ベース部１２ａの移動路形成用貫通口１５Ｓと、複数の容器支持部１２ｂによって包囲された空間部とからなり、両者は同一軸線上に位置している。

突出部１６（容器支持部１２ｂの上端部）は、容器３の下面と接触する上面１６Ｐと、該上面１６Ｐに連接され、容器支持体１２ｂの内方から外方に向かって斜め下方に延びる傾斜面１６Ｑとを有している。上面１６Ｐと傾斜面１６Ｑとの交差部分は、突出部１６の突出方向の先端部であり、自由端部である。

尚、本実施態様においては、複数の容器支持部１２ｂは、それぞれ、臼体１１のスリット１７の形状に合致した形状をなし、両部材１２ｂ，１７共に鉛直方向に真っ直ぐに延びているが、斯かる構成に代えて敢えて、容器支持部１２ｂをスリット１７の形状に合致させない構成とすることもできる。即ち、図３に示す如く鉛直方向（図３の上下方向）に真っ直ぐに延びるスリット１７に対し、該スリット１７を通過する容器支持部１２ｂにおける、該スリット１７の壁面との対向面に、周辺部よりも外方に突出した凸部を設け、容器支持部１２ｂが該スリット１７を通過中に、該凸部と該スリット１７の壁面とが接触するようにすることもできる。斯かる容器支持部１２ｂの凸部は、鉛直方向に真っ直ぐに延びる容器支持部を僅かに屈曲させた場合のその僅かな屈曲部から構成しても良く、あるいは、鉛直方向に真っ直ぐに延びる容器支持部１２ｂにおける、スリット１７の壁面との対向面に、凸部を突出形成しても良い。このように、容器支持部１２ｂにスリット１７の壁面と接触する凸部を設けることにより、容器支持部１２ｂがスリット１７を通過中に該凸部とスリット１７の壁面との間に摩擦力が生じ、この摩擦力を利用して容器支持体１２が自重で落下することを防止することが可能となる。従って、容器支持部１２ｂにこのような凸部を設ける場合には、前述した位置決め用部材１３を設けなくても、容器支持体１２を貫通口１０内の所望の位置で固定することができる。尤も、容器支持部１２ｂにこのような凸部を設けると共に、位置決め用部材１３を設けても構わない。

下杵２０ａは、容器支持体１２の移動路１５の形状に合致した形状をなし、具体的には略円筒形状をなし、移動路１５を通って容器支持体１２の鉛直方向の全長に亘って移動可能になされている。下杵２０ａは、図７に示すように、容器３の下面と接触する該下杵２０ａの上端から該下杵２０ａの長さ方向（鉛直方向）に延び且つ突出部１６を収容可能な切り込み深さを有する、切り込み部１８を周縁部１９に有している。切り込み部１８は、下杵２０ａが収容空間Ｓを移動するときに容器支持体１２の突出部１６が挿入される空隙として機能する部位であり、下杵２０ａが収容空間Ｓを移動しているときに、突出部１６が切り込み部１８を通過可能になされている。切り込み部１８は、容器支持体１２の複数の突出部１６と同数（本実施態様では８個）設けられており、複数の切り込み部１８は、複数の突出部１６と１対１で対応するように配されている。下杵２０ａに切り込み部１８が設けられていることにより、下杵２０ａの上端部が容器支持体１２の容器支持部１２ｂの上端部（突出部１６）よりも鉛直方向の上方に突出し、突出部１６上に載置されていた容器３を下杵２０ａの上端部によって持ち上げることが可能になる（図１０（ｃ）参照）。切り込み部１８の鉛直方向に沿った長さは、下杵２０ａが突出部１６よりも上方にて鉛直方向に移動可能な距離に略等しい。

図７に示すように、下杵２０ａにおいて、切り込み部１８は周縁部１９よりも内方には存していない。ここで、下杵２０ａの周縁部１９は、下杵２０ａの側面（貫通口１０の壁面１０Ｗとの対向面）２０Ｓ及びその近傍であり、より具体的には、下杵２０ａの側面２０Ｓから内方に５ｍｍ以内の領域である。このように、切り込み部１８が下杵２０ａの周縁部１９のみに存している結果として、周縁部１９よりも内方に位置する下杵２０ａの中央部には、下杵２０ａの形成材料（金属等）が隙間無く充填されていて、該形成材料の存在しない空間部は存していない。下杵２０ａの斯かる構成は、図１２（ｃ）に示す下杵９３の如き、「上端部が切り込み部によって複数に分割されている下杵」とは大きく異なるものであり、下杵２０ａを用いた場合には、下杵９３を用いた場合に懸念される前述した不都合が効果的に防止され、超音波振動の振幅が下杵２０ａの水平面内で略均一になり、結果として、成型体の硬度分布が無くなり成型体の品質が向上する。また、一般に、成型体の硬度は超音波振動の振幅に比例し、該振幅が大きいほど、成型体の硬度が高くなるところ、本実施態様によれば、下杵２０ａの斯かる構成により、下杵２０ａの中央部で超音波振動の振幅を大きくすることが可能であるため、全体に亘って均一で高い硬度を有する成型体が得られる。

下杵２０ａにおいて切り込み部１８が周縁部１９よりも内方には存していないことは、切り込み部１８に挿入される容器支持体１２の容器支持部１２ｂの形状と密接に関係する。本実施態様においては、収容空間Ｓ内の容器３を支持する容器支持部１２ｂの突出部１６の突出方向の先端部が、他の部材と接合されていない自由端部となっていて、図１２（ｂ）に示す容器支持部９５のように、容器支持部１２ｂが移動路１５を横断していないため、「移動路１５を移動する下杵２０ａの上端部に容器支持部９５の如き『移動路を横断する容器支持部』に対応する切り込み部を設けて該上端部を複数に分割する必要性」が排除され、超音波振動の効果が得られ易い。特に、本実施態様においては、突出部１６の突出方向の先端部が自由端部であることによって、突出部１６の大きさが容器３を下方から支持するのに最小限必要な大きさで済むため、突出部１６に対応して下杵２０ａに設けられる切り込み部１８の大きさ（切り込み深さ）を、下杵２０ａの移動路１５の移動が突出部１６によって妨げられないようにする上で最小限必要な範囲に設定することが可能であり、それを具現化したのが、「切り込み部１８が下杵２０ａの周縁部１９よりも内方には存していない」という構成である。またこのような、突出方向の先端部（移動路１５側の先端部）が自由端部である突出部１６は、多数配置しても超音波振動への影響が少なく、本実施態様のように突出部１６を多数配置した場合には、収容空間Ｓ内の容器３の支持点が多くなって容器３の支持性が向上するため、容器３が貫通口１０（移動路１５）に落下することが効果的に防止される。

またこのような、臼体１１の貫通口１０の壁面１０Ｗから容器支持体１２の突出部１６の自由端部が突出した構成は、収容空間Ｓに収容される容器３の形状を選ばないという利点を有し、種々の形状の成型体の製造が可能である。即ち、本発明で適用可能な容器（粉体が収容される容器）には、下面（容器支持体との接触面）の平面視形状が円形形状や正方形形状等の線対称形状の容器のみならず、図８の上段に示す容器３Ａ〜３Ｃの如き、下面の平面視形状が非線対称形状の容器も含まれる。図８（ａ）に示す容器３Ａは、下面の平面視形状が三角形形状、図８（ｂ）に示す容器３Ｂは、下面の平面視形状が台形形状、図８（ｃ）に示す容器３Ｃは、下面の平面視形状が略ハート型形状であり、何れも非線対称形状である。図８の下段には、上段に示す容器３Ａ〜３Ｃに対応した形状を有する臼体（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）、容器支持体（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）及び下杵（２０ａＡ，２０ａＢ，２０ａＣ）が組み合わされた状態で示されている。図８（ａ）〜図８（ｃ）に示す各形態において、下段に示す臼体１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの貫通口１０及び下杵２０ａＡ，２０ａＢ，２０ａＣの平面視（上面視）形状は、上段に示す容器３Ａ，３Ｂ，３Ｃの下面の平面視形状と略同じである。ここで、「略同じ」とは、貫通口１０については、仮に、その壁面１０Ｗに形成されたスリット１７が存していなければ、貫通口１０の平面視形状と容器３Ａ，３Ｂ，３Ｃの下面の平面視形状とが互いに相似の関係にある場合を意味し、下杵２０ａＡ，２０ａＢ，２０ａＣについては、仮に、その周縁部１９に切り込み部１８が存していなければ、下杵２０ａＡ，２０ａＢ，２０ａＣの平面視形状と容器３Ａ，３Ｂ，３Ｃの下面の平面視形状とが互いに相似の関係にある場合を意味する。尚、図示していないが、容器支持体１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃそれぞれのベース部（図６参照）の平面視形状（輪郭）と容器３Ａ，３Ｂ，３Ｃの下面の平面視形状とは互いに相似の関係にある。

尚、容器３は、図２及び図１０に示すようにバットの如き底の浅い箱形の容器であり、下面（突出部１６との接触面）を形成する平らな底板と該底板を包囲し且つ鉛直方向に立設する壁部とを有している。容器３は、その底板と直交する方向（鉛直方向）の上方から見たときに（上面視において）、収容空間Ｓを画成する貫通口１０の上面視における形状と同形状をなしており、本実施形態においては円形形状をなしている（図１参照）。容器３は、収容空間Ｓに収容された時における該収容空間Ｓを構成する貫通口１０の壁面１０Ｗとのクリアランス（間隙）が５０〜１５０μｍ程度となるような大きさを有している。容器３は、本実施態様の圧縮成型装置を構成する部材ではなく、該圧縮成型装置とは別体である。

本実施態様の圧縮成型装置は、容器支持体１２を鉛直方向に上下動させる昇降手段を備えており、該昇降手段によって容器支持体１２を貫通口１０内で上下動させることにより収容空間Ｓの容積が可変可能になされており、これにより粉体の容器３への充填量が調整可能になされている。前記昇降手段は、容器支持体１２のベース部１２ａの下面と摺動するため、固くて磨耗し難い材質のレールや金属板等で形成されている。前記昇降手段の昇降駆動方式としては、該昇降手段（レール７等）にボールネジを取り付けてモーターで回転させる方式、エアシリンダや油圧シリンダで昇降させる方式等を採ることができる。図９には、前記昇降手段としてのレール７が示されている。レール７は、金属等の剛体からなり、図９に示すように、ターンテーブル２を下方から支持するベース体４における該ターンテーブル２との対向面４ａ上に配されており、対向面４ａからターンテーブル２に向かって突出する凸部からなる。該凸部（レール７）は、ターンテーブル２の周縁に沿って配されており、図１の符号Ａの位置から符号Ｄに亘って連続する所定幅の半円状の容量調整用レール７ａと、図１の符号Ｄの位置から符号Ｆに亘って連続する所定幅の円弧状の上昇排出用レール７ｂとからなる。容量調整用レール７ａは、それ自体が鉛直方向に上下動可能に配されていて、その突出高さ（ベース体４におけるターンテーブル２との対向面４ａからの突出高さ）が調整可能になされているのに対し、上昇排出用レール７ｂは、圧縮成型装置の他の構成部材（ベース体４）に固定されていて、その突出高さは不変である。容量調整用レール７ａと上昇排出用レール７ｂとは、図１の符号Ｄの位置及び符号Ｆと符号Ａとの間の２箇所において途切れており、連続していない。レール７は、ターンテーブル２の周方向に回転する複数の容器支持体１２を下方から支持し且つ所定の位置に誘導するガイドレールとしての役割を有しており、前記凸部の上面に容器支持体１２が載置される。

容量調整用レール７ａは、容器３のターンテーブル２への供給直後から粉体の圧縮成型直前までの工程に亘って容器支持体１２を下方から支持する部材であり、図示しない駆動源によって鉛直方向に上下動可能に配されている。容量調整用レール７ａの前記対向面４ａからの突出高さはその全長に亘って一定となっている。図示しない駆動源を動作させて容量調整用レール７ａを鉛直方向の下方側に移動させる、即ち容量調整用レール７ａの対向面４ａからの突出高さを低くすると、容量調整用レール７ａ上に位置している容器支持体１２も該下方側に移動するため、容器３の収容空間Ｓの容積が増加する。粉体の容器３への充填量を増加する場合は、斯かる操作によって容器３の収容空間Ｓの容積を増加させる。一方、粉体の容器３への充填量を減少する場合は、前述した操作とは逆に容量調整用レール７ａを鉛直方向の上方側に移動させ、収容空間Ｓの容積を減少させる。

上昇排出用レール７ｂは、粉体を容器３ごと圧縮した直後から粉体の入った容器３をターンテーブル２から排出するまでの工程に亘って容器支持体１２を支持する部材であり、容器支持体１２の進行方向（ターンテーブル２の回転方向）に従って対向面４ａからの突出高さが高くなっている。即ち、上昇排出用レール７ｂにおける容器支持体１２が載置される上面は、その全長に亘って傾斜しており、図１の符号Ｄから符号Ｆに向かうにつれて容器支持体１２が鉛直方向の上方に移動し、これにより収容空間Ｓが減少するようになされている。本実施態様においては、図１の符号Ｅと符号Ｆとの中間位置において収容空間Ｓの容積が略ゼロとなるように上昇排出用レール７ｂの突出高さが調整されており、これにより該中間位置で、容器支持体１２によって支持されている容器３がターンテーブル２の表面と同一平面上に押し出されるようになされている。

以下に、前述した構成を有する圧縮成型装置を用いた粉体の圧縮成型方法（固形粉体成型体の製造方法）を図１及び図１０を参照しながら説明する。本実施態様の粉体の圧縮成型方法は、収容空間Ｓに容器３を収容し、該容器３内に粉体４０を充填する工程と、下杵２０ａと上杵２０ｂとによって粉体４０を容器３ごと圧縮しつつ粉体４０に超音波振動を付与する工程とを有する。

先ず、図示しない駆動源を動作させてターンテーブル２を時計回りに回転させると共に、コンベア５を動作させて複数の空の容器３をターンテーブル２の近傍に搬送させ、回転状態のターンテーブル２の各圧縮成型部１における収容空間Ｓに、図１の符号Ａの位置で、図１０（ａ）に示すように容器押し込み手段３０を用いて容器３を１個ずつ収容する。容器３は、前記底板の外面が容器支持体１２の容器支持部１２ｂの上端部の突出部１６と接触するように収容空間Ｓに収容される。容器押し込み手段３０は、コンベア５上の容器３を吸引又は把持して圧縮成型部１の上方に搬送した後、該圧縮成型部１における収容空間Ｓ内に進入して該容器３を押し込む。この容器押し込み手段３０による容器３の押し込みにより、容器支持体１２を容量調整用レール７ａに接触させる。容器押し込み手段３０としては、このような機構を有する公知の技術を適宜利用することができる。

次いで、図１の符号Ｂの位置で、図１０（ｂ）に示すように容器３内に粉体４０を充填する。粉体４０の容器３内への充填は、攪拌翼３２を備えたホッパー３３を用いて行われる。粉体４０は、ホッパー３３の上端開口部から投入され、攪拌翼３２によって攪拌されながらホッパー３３内を自然落下し、収容空間Ｓ内の容器３における前記底板の内面上に堆積される。前述したように、粉体４０の容器３への充填量は、収容空間Ｓの容積を調整することにより調整可能であり、また該収容空間Ｓの容積は、収容空間Ｓを画成し且つ容器支持体１２を下方から支持する容量調整用レール７ａ（レール７）を上下動させることにより、即ち容量調整用レール７ａの前記対向面４ａからの突出高さを調整することにより調整可能である。容量調整用レール７ａの該突出高さは、図１の符号Ｂの位置における収容空間Ｓの容積（容器３への粉体の充填量）が所定値となるように、粉体の充填前に予め調整されている。粉体４０の容器３への充填量は、粉体４０の種類等に応じて決定される。

次いで、図１の符号Ｄの位置で、図１０（ｃ）に示すように下杵２０ａと上杵２０ｂとによって粉体４０を容器３ごと圧縮する。この圧縮を行うに際し、本実施態様においては、先ずエアシリンダ２２ｂを動作させて上杵２０ｂを所定の待機位置から下降させて所定の押圧位置に待機させる。この状態でエアシリンダ２２ａを動作させて下杵２０ａを所定の待機位置から上昇させ且つ移動路１５を移動させて粉体４０を容器３ごと加圧すると共に、超音波振動素子２１ｂを動作させて上杵２０ｂを、また、超音波振動素子２１ａを動作させて下杵２０ａを超音波振動させる。図１の符号Ｄの位置においては、図９に示すようにレール７が存在しておらず、下杵２０ａは符号Ｄの位置で上昇可能になされている。下杵２０ａを上昇させて、その上端部で容器支持部１２ｂの突出部１６上に載置されている容器３を持ち上げ、上方で待機している上杵２０ｂの下面に粉体４０を押し付ける。このとき、突出部１６は、下杵２０ａに設けられた切り込み部１８に挿入されてこれを通過するので、下杵２０ａの上昇が突出部１６によって妨げられることはない。こうして、容器３内の粉体４０は、下杵２０ａと上杵２０ｂとによって上下から圧縮成型されつつ超音波振動を付与され、成型体５０とされる。粉体４０は、超音波を受けることで振動し、流動化する。従って、本実施態様によれば、低密度で且つ高強度の成型体が得られる。下杵２０ａ及び上杵２０ｂの振動条件は同じでも良く、あるいは異なっていても良いが、一般的には同条件としておく。粉体４０を一定時間圧縮した後、超音波振動を停止する。超音波振動を停止した後には、粉体４０に対する圧力を一定時間保持する保圧時間を設けても良い。保圧時間は成形体内部の応力緩和、摩擦熱の冷却や、摩擦熱で軟化又は溶解した結合剤の冷却・固化時間として有効である。その後、エアシリンダ２２ｂを動作させて上杵２０ｂを上昇させて所定の待機位置に戻すと共に、エアシリンダ２２ａを動作させて下杵２０ａを下降させて移動路１５から後退させ、所定の待機位置に戻す。

尚、本実施態様においては、図１０（ｃ）に示すように、上杵への粉体の付着防止や成型体の表面に模様を付す等の目的で、上杵２０ｂによる粉体４０の押圧時に該上杵２０ｂと該粉体４０との間に、布や紙や樹脂フィルム等からなるシート３４を介在させている。シート３４は、上杵２０ｂと臼体１１（ターンテーブル２）との間において、繰出装置３５から繰り出され、巻取装置３６によって巻き取られるようになされている。上杵２０ｂが図１０（ｃ）に示す状態から上昇すると、シート３４は巻取装置３６によって容器３の幅でピッチ送りされ、粉体４０と接触する面が更新される。

図１の符号Ｄの位置で粉体４０を一定時間圧縮した後、図１の符号Ｅと符号Ｆとの中間位置で、図１０（ｄ）に示すように、容器排出手段３７を用いて成型体５０が入った容器３をターンテーブル２上から排出し、コンベア６で所定位置へ搬送する。前述したように、図１の符号Ｄの位置よりも容器支持体１２の進行方向の後方においては、容器支持体１２は、該進行方向に従って対向面４ａからの突出高さが高くなされている上昇排出用レール７ｂ（レール７）によって下方から支持されており、上昇排出用レール７ｂは、図１の符号Ｅと符号Ｆとの中間位置で収容空間Ｓの容積が略ゼロとなるように前記突出高さが調整されている。従って、図１の符号Ｅと符号Ｆとの中間位置においては、容器支持体１２の上端部の突出部１６の上面１６Ｐ（図６参照）は、ターンテーブル２の表面と略同位置にあり、これにより容器排出手段３７による容器３のターンテーブル２からの排出がスムーズに行なわれる。容器排出手段３７としては、このような機構を有する公知の技術を適宜利用することができる。こうして、目的とする成型体５０が、容器３内に収容された状態で得られる。

こうして容器３付きの成型体５０が排出された後、圧縮成型部１は再び図１の符号Ａの位置に戻り、前述した手順が繰り返される。図１の符号Ｅと符号Ｆとの中間位置で略ゼロとなっていた収容空間Ｓの容積は、容器支持体１２がレール７の非存在領域である符号Ｆと符号Ａとの間を進むことによって下方に移動することにより増加し、符合Ａの位置においては容器３を収容可能に調整されている。

本実施態様の圧縮成型装置は、容器支持体１２の昇降手段であるレール７（容量調整用レール７ａ）を具備しているため、粉体の種類等に応じて容器３内への粉体の充填量を調整することが可能であり、これにより、粉体の品質や特性等（例えばかさ密度）のばらつき等に起因する、成型体の品質のばらつきや低下を防止することができ、高品質の成型体を連続的に効率良く製造することができる。また、本実施態様の圧縮成型装置は、粉体に超音波振動を付与しながらこれを圧縮成型するため、粉体の種類によらず、欠陥が少なく且つ密度が均一な高品質の成型体を製造することができる。特に本実施態様においては、容器３を下方から支持する容器支持体１２に下杵２０ａの移動路１５が形成されていることにより、超音波振動する下杵２０ａを容器支持体１２上に載置されている容器３の下面に直接接触させることができ、しかも、下杵２０ａは、図１２（ｃ）に示す下杵９３のように上端部が複数に分割されておらず、超音波振動の振幅が面内で略均一になり得るように構成されているため、下杵２０ａの超音波振動が容器３内の粉体に効率良く付与され、これにより前述した超音波振動による効果を最大限に発揮させることができる。

本発明の圧縮成型装置は、種々の粉体の圧縮成型に用いることができ、例えば粉体化粧料の圧縮成型に用いることができ、この場合高品質の固形化粧料（固形粉体成型体）が得られる。該固形化粧料は、例えばアイシャドウ、チーク、ファンデーション等のメイクアップ化粧料の形態として好適に用いられる。粉体化粧料は、一般に体質顔料、着色顔料及び光輝性顔料等の各種顔料並びに油性成分を含有する。顔料の含有量は、通常、粉体化粧料中に５〜８０質量％程度である。

一方、前記油性成分は、固形粉体化粧料において固形形状を賦形するためのバインダーとしての役割を持つ。また、化粧料を塗布した際の化粧膜の肌への付着性の面でも重要である。油性成分としては、例えば、動物油、植物油、合成油等の起源や、固形油、半固形油、液体油、揮発性油等の性状を問わず、炭化水素、油脂、ロウ、硬化油、エステル油、脂肪酸、高級アルコール、シリコーン油、フッ素系油、ラノリン誘導体、油性ゲル化剤等を用いることができる。油性成分の含有量は、通常、粉体化粧料中に３〜２０質量％程度である。

以上、本発明をその好ましい実施態様に基づき説明したが、本発明は前記実施態様に制限されない。例えば前記実施態様では、下杵２０ａ及び上杵２０ｂの両方から粉体に対して超音波振動を付与していたが、下杵２０ａのみから又は上杵２０ｂのみから超音波振動を付与しても良い。但し、前記実施態様のように粉体の上下から超音波振動を付与した方が、より高品質の成型体が得られる。また、本発明の圧縮成型装置は、前記実施態様のようなターンテーブルを用いたロータリー式の成型体連続製造に制限されず、他の方式（例えばレシプロ式）による成型体連続製造にも適用することができる。また、圧縮成型する部位の数は、前記実施態様では６個であったが、それに制限されるものではない。また、前記実施態様の圧縮成型装置（圧縮成型部１）において、臼体１１の貫通口１０の鉛直方向上方側の開口端部を開閉するシャッターを設け、ホッパー３３による粉体４０の充填時（図１０（ｂ）参照）に該シャッターを開き、充填終了時に該シャッターを閉じることにより、ホッパー３３により容器３内に充填された過剰量の粉体４０を該シャッターで摺りきって調整することもできる。

前述した本発明の実施態様に関し、更に以下の付記（粉体の圧縮成型装置及び固形粉体成型体の製造方法）を開示する。

＜１＞ 皿状の容器内に収容された粉体に超音波振動を付与しながら該粉体を圧縮成型する粉体の圧縮成型装置であって、
鉛直方向に延びる貫通口を有する臼体と、該貫通口に鉛直方向の下方側から挿入され且つ該貫通口内を上下動可能に配され且つ前記容器の下面の一部と接触した状態で該容器を下方から支持する容器支持体とを備え、該貫通口と該容器支持体とによって該容器の収容空間が画成可能になされており、
更に、前記容器支持体によって支持されている前記容器の下方において鉛直方向に上下動可能に配され且つ該容器内の前記粉体に超音波振動を付与する下杵と、該容器を挟んで該下杵と相対向する位置に鉛直方向に上下動可能に配された上杵とを備え、該下杵と該上杵とによって該粉体を該容器ごと圧縮可能になされており、
前記容器支持体に、該容器支持体の鉛直方向の全長に亘って前記下杵の移動路が形成されており、該下杵が該移動路を移動して、該容器支持体によって支持されている前記容器の下面の前記一部以外の部位に接触可能になされており、
前記容器支持体は、該容器支持体が前記貫通口に挿入された状態において該貫通口の壁面から突出し且つその突出方向の先端部が自由端部である、突出部を複数有し、複数の該突出部が前記収容空間内の前記容器の下面と接触して該容器を下方から支持可能になされており、
前記下杵は、前記容器の下面と接触する該下杵の上端から該下杵の長さ方向に延び且つ前記突出部を収容可能な切り込み深さを有する、切り込み部を該下杵の周縁部に有し、該切り込み部は、該周縁部よりも内方には存しておらず、
前記下杵が前記収容空間を移動しているときに、前記突出部が前記切り込み部を通過可能になされている粉体の圧縮成型装置。

＜２＞ 前記臼体の前記貫通口の壁面に、前記容器支持体の一部を収容可能なスリットが鉛直方向に延びて形成されており、該容器支持体が該貫通口内を移動しているときに、該容器支持体の一部が該スリットを通過可能になされている前記＜１＞記載の粉体の圧縮成型装置。
＜３＞ 前記容器支持体は、前記移動路の鉛直方向下方側の開口端部を形成し、前記臼体の前記貫通口と同じかこれよりも大きい移動路形成用貫通口を有するベース部と、該ベース部から鉛直方向上方側に立設し、上端部に前記突出部を有する複数の容器支持部とを備え、
前記容器支持体が前記貫通口内を移動しているときに、前記突出部が該貫通口の壁面から突出した状態で、前記容器支持部が前記スリットを通過するようになされている前記＜２＞記載の粉体の圧縮成型装置。

＜４＞ 前記スリットは、前記容器支持部と同数形成されており、前記臼体の前記貫通口の長さ方向（鉛直方向）の全長に亘って連続している前記＜３＞記載の粉体の圧縮成型装置。
＜５＞ 前記ベース部は平面視円環状の板状部材からなり、円環状の該ベース部の上面（前記臼体との対向面）の内周縁に沿って、前記容器支持部が該ベース部の周方向に等間隔に突出形成されている前記＜３＞又は＜４＞記載の粉体の圧縮成型装置。
＜６＞ 前記移動路は、前記ベース部の移動路形成用貫通口と、複数の前記容器支持部によって包囲された空間部とからなり、両者は同一軸線上に位置している前記＜３＞〜＜５＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。
＜７＞ 前記突出部（前記容器支持部の上端部）は、前記容器の下面と接触する上面と、該上面に連接され、前記容器支持体の内方から外方に向かって斜め下方に延びる傾斜面とを有しており、該上面と該傾斜面との交差部分が、該突出部の突出方向の先端部であり、前記自由端部である前記＜３＞〜＜６＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。
＜８＞ 鉛直方向に真っ直ぐに延びる前記スリットに対し、該スリットを通過する前記容器支持部における、該スリットの壁面との対向面に、周辺部よりも外方に突出した凸部を設け、該容器支持部が該スリットを通過中に、該凸部と該スリットの壁面とが接触するようになされている前記＜３＞〜＜７＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。

＜９＞ 複数個の位置決め用部材が貫通口の壁面に沿って等間隔で配されており、該位置決め用部材によって前記容器支持体を前記臼体の前記貫通口内の所望の位置で固定できるようになされている前記＜１＞〜＜８＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。
＜１０＞ 前記切り込み部は、前記容器支持体の複数の前記突出部と同数設けられており、複数の該切り込み部は、複数の該突出部と１対１で対応するように配されており、
前記下杵に前記切り込み部が設けられていることにより、該下杵の上端部が前記容器支持体の前記突出部よりも鉛直方向の上方に突出し、該突出部上に載置されていた前記容器を該下杵の上端部によって持ち上げ可能になされており、
前記切り込み部の鉛直方向に沿った長さは、前記下杵が前記突出部よりも上方にて鉛直方向に移動可能な距離に略等しい前記＜１＞〜＜９＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。
＜１１＞ 前記下杵の周縁部は、該下杵の側面（前記臼体の前記貫通口の壁面との対向面）及びその近傍であり、より具体的には、該下杵の側面から内方に５ｍｍ以内の領域である前記＜１＞〜＜１０＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。
＜１２＞前記下杵の周縁部よりも内方に位置する該下杵の中央部には、該下杵の形成材料（金属等）が隙間無く充填されていて、該形成材料の存在しない空間部は存していない前記＜１＞〜＜１１＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。
＜１３＞ 前記収容空間内の前記容器を支持する前記容器支持体（前記容器支持部）の前記突出部の突出方向の先端部が、他の部材と接合されていない前記自由端部となっていて、該容器支持体（該容器支持部）が前記移動路を横断していない前記＜１＞〜＜１２＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。
＜１４＞ 前記突出部が多数配置されており、それによって前記収容空間内の前記容器の支持性が高められている前記＜１＞〜＜１３＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。

＜１５＞ 前記容器の下面の平面視形状は非線対称形状であり、前記臼体の前記貫通口及び前記下杵の平面視形状は、該容器の下面の平面視形状と略同じである前記＜１＞〜＜１４＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。
＜１６＞ 前記容器支持体を鉛直方向に上下動させる昇降手段を備え、該昇降手段によって該容器支持体を前記臼体の前記貫通口内で上下動させることにより前記収容空間の容積が可変可能になされており、これにより前記粉体の前記容器への充填量が調整可能になされている前記＜１＞〜＜１５＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。
＜１７＞ 前記＜１＞〜＜１６＞の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置を用いた固形粉体成型体の製造方法であって、前記収容空間に前記容器を収容し、該容器内に粉体を充填する工程と、前記下杵と前記上杵とによって前記粉体を前記容器ごと圧縮しつつ該粉体に超音波振動を付与する工程とを有する固形粉体成型体の製造方法。
＜１８＞ 超音波振動を停止した後に粉体に対する圧力を一定時間保持する保圧時間を設ける前記＜１７＞記載の固形粉体成型体の製造方法。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は斯かる実施例に限定されるものではない。

〔実施例及び比較例〕
図２〜図７に示すものと同様の構成の圧縮成型装置を実施例とした（図１１参照）。また、臼体、容器支持体及び下杵がそれぞれ図１２に示すものと同様の構成の圧縮成型装置を比較例とした。尚、実施例と比較例とで各構成部材の材質は同じあり、下杵は何れも超々ジュラルミン（Ａ７０７５）製であった。

〔試験例〕
実施例及び比較例の圧縮成型装置について、以下の方法により、圧縮対象の粉体に付与する超音波振動の振幅の均一性を評価した。圧縮成型装置における下杵の上面（粉体が収容される容器の下面との接触部）に容器を載せない状態で、下杵の下端に取り付けられた超音波振動素子（図示せず）を動作させて該下杵を超音波振動させ、該上面の複数箇所（図１１及び図１２（ａ）中、○を付した４箇所。下記表１では符号Ａ〜Ｄで示す。）にてその振幅を測定した。その結果を下記表１に示す。尚、超音波振動素子として、精電舎電子工業株式会社製の周波数１５ｋＨｚ、出力１．５ｋWのものを用いた。測定条件等は次の通り。振幅の測定は、ネオアーク株式会社製のファイバー式振動計ＦＶＤ−２１１を用いた。測定原理は、投受光用２種類の光ファイバーを接近して束ね、投光ファイバーの光が測定対象物表面で反射、又は散乱して受光ファイバーに入射する時、その入射光量がファイバー端面と測定対象物表面との相対的な距離により変化することを利用したものである。測定振幅は最大±１００μｍ、応答周波数は最大３３０ｋＨｚであり、周波数１５ｋＨｚの振動を測定するには充分である。ファイバーのセッティング方法や測定の詳しい手順に関してはネオアーク社の取り扱い説明書に従って実施した。振幅の測定は振幅の設定値を５０％、７５％、１００％とし、図１１及び図１２（ａ）中○を付した４箇所において、１箇所に付き３回行ない、その平均値を測定値とした。４箇所の振幅の最大値と最小値の差を振幅差として求めた。

表１から明らかなように、実施例は比較例に比して、超音波振動の振幅差が小さく、圧縮対象の粉体に付与する超音波振動の振幅の均一性が高い。このように、実施例においては、超音波振動の振幅が下杵の水平面内で略均一であるから、実施例によれば、全体に亘って均一で硬度分布が無く、高い硬度を有する成型体が得られることが明らかである。

１ 圧縮成型部
２ ターンテーブル
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 容器
４ ベース体
４ａ ベース体におけるターンテーブルとの対向面
７ レール（昇降手段）
７ａ 容量調整用レール
７ｂ 上昇排出用レール
１０ 貫通口
１１，９１ 臼体
１２，９２ 容器支持体
１２ａ ベース部
１２ｂ，９５ 容器支持部
１５，９４ 移動路
１６ 突出部（容器支持部の上端部）
１７ スリット
１８，９６ 切り込み部
１９ 下杵の周縁部
２０ａ，９３ 下杵
２０ｂ 上杵
４０ 粉体
５０ 成型体
Ｓ 容器の収容空間

Claims (6)

1. 皿状の容器内に収容された粉体に超音波振動を付与しながら該粉体を圧縮成型する粉体の圧縮成型装置であって、
   鉛直方向に延びる貫通口を有する臼体と、該貫通口に鉛直方向の下方側から挿入され且つ該貫通口内を上下動可能に配され且つ前記容器の下面の一部と接触した状態で該容器を下方から支持する容器支持体とを備え、該貫通口と該容器支持体とによって該容器の収容空間が画成可能になされており、
   更に、前記容器支持体によって支持されている前記容器の下方において鉛直方向に上下動可能に配され且つ該容器内の前記粉体に超音波振動を付与する下杵と、該容器を挟んで該下杵と相対向する位置に鉛直方向に上下動可能に配された上杵とを備え、該下杵と該上杵とによって該粉体を該容器ごと圧縮可能になされており、
   前記容器支持体に、該容器支持体の鉛直方向の全長に亘って前記下杵の移動路が形成されており、該下杵が該移動路を移動して、該容器支持体によって支持されている前記容器の下面の前記一部以外の部位に接触可能になされており、
   前記容器支持体は、該容器支持体が前記貫通口に挿入された状態において該貫通口の壁面から突出し且つその突出方向の先端部が自由端部である、突出部を複数有し、複数の該突出部が前記収容空間内の前記容器の下面と接触して該容器を下方から支持可能になされており、
   前記下杵は、前記容器の下面と接触する該下杵の上端から該下杵の長さ方向に延び且つ前記突出部を収容可能な切り込み深さを有する、切り込み部を該下杵の周縁部に有し、該切り込み部は、該周縁部よりも内方には存しておらず、
   前記下杵が前記収容空間を移動しているときに、前記突出部が前記切り込み部を通過可能になされている粉体の圧縮成型装置。
2. 前記臼体の前記貫通口の壁面に、前記容器支持体の一部を収容可能なスリットが鉛直方向に延びて形成されており、該容器支持体が該貫通口内を移動しているときに、該容器支持体の一部が該スリットを通過可能になされている請求項１記載の粉体の圧縮成型装置。
3. 前記容器支持体は、前記移動路の鉛直方向下方側の開口端部を形成し、前記臼体の前記貫通口と同じかこれよりも大きい移動路形成用貫通口を有するベース部と、該ベース部から鉛直方向上方側に立設し、上端部に前記突出部を有する複数の容器支持部とを備え、
   前記容器支持体が前記貫通口内を移動しているときに、前記突出部が該貫通口の壁面から突出した状態で、前記容器支持部が前記スリットを通過するようになされている請求項２記載の粉体の圧縮成型装置。
4. 前記容器の下面の平面視形状は非線対称形状であり、前記臼体の前記貫通口及び前記下杵の平面視形状は、該容器の下面の平面視形状と略同じである請求項１〜３の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。
5. 前記容器支持体を鉛直方向に上下動させる昇降手段を備え、該昇降手段によって該容器支持体を前記臼体の前記貫通口内で上下動させることにより前記収容空間の容積が可変可能になされており、これにより前記粉体の前記容器への充填量が調整可能になされている請求項１〜４の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の粉体の圧縮成型装置を用いた固形粉体成型体の製造方法であって、前記収容空間に前記容器を収容し、該容器内に粉体を充填する工程と、前記下杵と前記上杵とによって前記粉体を前記容器ごと圧縮しつつ該粉体に超音波振動を付与する工程とを有する固形粉体成型体の製造方法。

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