JP6753684B2 - 給粉装置、および、その給粉装置を用いた給粉方法 - Google Patents

Description

本発明は、キャビティに粉末を供給する給粉装置、および、その給粉装置を用いた給粉方法に関する。

従来、圧粉体の成形に用いられるダイの上面に開口するキャビティに粉末を供給する給粉装置が知られている。一般的な給粉装置は、粉末を収容しつつキャビティに対して進退するようにダイの上面を水平移動可能な粉箱を備えている。この粉箱の底部は開放されており、粉箱の底部がキャビティに重なることによって、粉箱内の粉末がキャビティに投入される。例えば、特許文献１には、キャビティに粉末を供給可能なフィーダ、フィーダの鉛直方向上側に設けられフィーダに粉末を供給可能なホッパ、および、フィーダとホッパとを分断可能なシャッタを備える給粉装置が記載されている。

実開昭６３−１９２４３４号公報

特許文献１に記載の給粉装置では、シャッタを閉じることによってホッパ内の粉末の自重がフィーダ内の粉末に作用することを防止し、フィーダ内の粉末の量を一定にしている。しかしながら、特許文献１に記載の給粉装置では、フィーダの鉛直方向上側は開放されているため、フィーダがホッパの下からキャビティ上に移動するとき、フィーダ内の粉末が慣性力によってフィーダ内を移動しフィーダ内の粉末の密度分布に偏りが生じたり、フィーダ内の粉末がフィーダ内の鉛直方向上側から漏れ出したりするおそれがある。このため、キャビティに供給される粉末の流動性がショット毎にばらつき、加圧成形後の圧粉体の密度分布や寸法精度が悪化するおそれがある。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、キャビティに安定して一定量の粉末を供給可能な給粉装置、および、キャビティに安定して一定量の粉末を供給可能な給粉方法を提供することを目的とする。

本発明は、圧粉体の成形に用いられるダイの上面に開口するキャビティに粉末を供給する給粉装置であって、下パンチと、粉箱と、収容室シャッタと、制御部と、貯留槽と、第１貯留室シャッタと、第２貯留室シャッタとを備えている。
下パンチは、ダイの型穴に挿入されている。
粉箱は、粉末を収容する収容空間を有し、収容空間にダイの上面が面する退避位置と収容空間がキャビティに連通する給粉位置との間を移動可能である。
収容室シャッタは、収容空間を第１収容室と第２収容室とに区画する閉状態と、第１収容室と第２収容室とが連通する開状態とを切り替え可能である。第１収容室は、鉛直方向上側に配置され、第２収容室は、鉛直方向下側に配置されキャビティの容積に比べ大きな容積を有する。また、収容室シャッタは、収容空間の粉末を第１収容室と第２収容室とに切り分け可能である。
制御部は、収容室シャッタの動作を制御する。
貯留槽は、粉末を貯留する貯留空間、および、前記貯留空間内の粉末を前記退避位置に位置する前記粉箱に供給可能な供給口を有する。
第１貯留室シャッタは、閉状態と開状態とを切り替え可能である。閉状態は、貯留空間を鉛直方向上側に配置される第１貯留室と鉛直方向下側に配置される第２貯留室とに区画する。開状態は、第１貯留室と第２貯留室とが連通する。そうして、第１貯留室シャッタは、貯留空間内の粉末を第１貯留室と第２貯留室とに切り分け可能である。
第２貯留室シャッタは、第２貯留室と供給口との遮断および連通を行う。
収容室シャッタは、複数の板部材から構成されている。複数の板部材のそれぞれは、収容側貫通孔を有する。収容側貫通孔の水平方向位置は、収容空間で互いに重なる状態と互いに異なる状態とを切り替え可能である。収容側貫通孔は、互いに重なる状態になるとき、収容空間の径方向中央部から重なり始める。下パンチは、粉箱が給粉位置に位置した後に、下降することによってキャビティを形成している。第２貯留室の容積は、１ショット分の粉末量に相当する体積より多い。

本発明の給粉装置では、粉箱が退避位置から給粉位置に移動した後再び退避位置に戻ることによって、１ショットの給粉が完了する。
上記構成によれば、粉末が収容空間に収容されている状態で収容室シャッタが開状態から閉状態に切り替わると、粉末が第２収容室に切り出され、粉末が満たされた状態の第２収容室が区画される。すなわち、第２収容室は、粉末で充填されている。これにより、粉箱が退避位置から給粉位置に移動するとき、粉末が充填されている第２収容室では慣性力によって粉末の密度分布の偏りは発生しにくくなる。また、収容室シャッタが閉状態であるため、粉末が第２収容室から外部に飛散しなくなる。
また、粉箱が給粉位置に位置するとき、収容室シャッタが閉状態であるため、第２収容室に区分された一定量の粉末がキャビティに供給される。

このように、本発明の給粉装置は、第２収容室における粉末の密度分布の偏りを防止しつつ、ショット毎にキャビティに一定量の粉末を供給することができる。これにより、本発明の給粉装置は、キャビティに供給される粉末の流動性が安定するため、加圧成形後の圧粉体の密度分布を一定にし、寸法精度を向上することができる。

また、本発明は、上記給粉装置を用いた給粉方法であって、第１工程と、第２工程と、第３工程と、を含む。
第１工程では、退避位置に位置している粉箱の収容空間に第２収容室を満たすのに十分な体積の粉末を供給する。
第１工程の後の第２工程では、収容室シャッタによって収容空間を第１収容室と第２収容室とに区画する。
第３工程では、キャビティに第２収容空間の粉末を供給する。
第２工程では、粉末は、第１収容室の径方向中央部から落下し、第２収容室の径方向中央部から径方向外側に広がりつつ堆積する。

本発明の給粉方法では、第２工程において、収容室シャッタによって収容空間を第１収容室と第２収容室とに区画する。これにより、第２収容室には、粉末が充填されるため、粉箱が退避位置から給粉位置まで移動するときの慣性力によって第２収容室の粉末に密度分布の偏りは発生しにくくなる。また、キャビティには、第２収容室に区分された一定量の粉末だけが供給される。これにより、本発明の給粉方法は、キャビティに供給される粉末の流動性が安定するため、加圧成形後の圧粉体の密度分布を一定にし、寸法精度を向上することができる。

本発明の第１実施形態による給粉装置を示す模式図である。 本発明の第１実施形態によるキャビティへの給粉方法のフローチャートである。 （ａ）〜（ｂ）は、キャビティへの給粉方法を説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｂ）は、キャビティへの給粉方法を説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態による給粉装置の貯留槽が閉状態から開状態に切り替わる様子を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態による給粉装置の粉箱が閉状態から開状態に切り替わる様子を示す模式図であって、図５とは異なる構成の給粉装置を示す模式図である。 他の実施形態によるキャビティへの給粉方法を示す模式図である。 比較例の給粉装置を示す模式図である。 本発明の第１実施形態による給粉装置および比較例の給粉装置における圧粉体の厚みを表すグラフである。

以下、本発明の複数の実施形態による給粉装置について、図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

［第１実施形態］
図１に示すように、本実施形態による給粉装置１は、圧粉体の成形に用いられる金型１０に原料となる粉末を供給するものである。金型１０は、型穴を有するダイ１１、並びに、型穴に挿入可能である下パンチ１２および上パンチ（不図示）を有している。ダイ１１の型穴に下パンチ１２が挿入されることにより、ダイ１１の上面１１３に開口するキャビティ１５が区画される。
給粉装置１は、図１の上下方向を鉛直方向として設置されており、給粉装置１から供給される粉末は、その自重によってキャビティ１５に充填される。本明細書では、説明の便宜上、鉛直方向下側および鉛直方向上側を単に「上側」および「下側」と称する。

本実施形態による給粉装置１は、貯留槽２１、第１貯留室シャッタ２２、第２貯留室シャッタ２３、粉箱３１、収容室シャッタ３２、センサ３３、粉箱駆動機構４０、および、制御部５０等を備えている。

貯留槽２１は、粉末Ｐを貯留可能な貯留空間２１０、および、貯留空間２１０内の粉末を粉箱３１に供給可能な供給口２１２を有する。貯留槽２１の貯留空間２１０には、例えば図示しないホッパ等から連続的に粉末が供給される。

第１貯留室シャッタ２２および第２貯留室シャッタ２３は、それぞれ貯留槽２１に設けられており、図示しない駆動源により貯留槽２１に対して移動可能である。
具体的には、第１貯留室シャッタ２２は、貯留空間２１０を上側の第１貯留室２１４と下側の第２貯留室２１６とに区画する閉状態と、第１貯留室２１４と第２貯留室２１６とが連通する開状態とを切り替え可能である。第２貯留室２１６は、例えば、キャビティ１５に１回のショットで供給される粉末の量に相当する粉末Ｐを貯留する容積を有する。
また、第１貯留室シャッタ２２は、開状態から閉状態に切り替わるとき、粉末Ｐが貯留された状態の貯留空間２１０内に挿入可能であり、貯留空間２１０内の粉末Ｐを第１貯留室２１４と第２貯留室２１６とに切り分けることが可能である。

第２貯留室シャッタ２３は、貯留槽２１において第１貯留室シャッタ２２の下側に設置されている。第２貯留室シャッタ２３は、貯留空間２１０の開閉可能な底部として機能し、第２貯留室２６と供給口２１２との遮断および連通を行う。
第２貯留室シャッタ２３が開状態のとき、貯留槽２１内の粉末Ｐは、その自重によって落下し供給口２１２を通って払い出される。

粉箱３１は、粉末Ｐを収容可能な収容空間３１０を有する。収容空間３１０は、粉箱３１を上下方向に貫通するように形成されている。すなわち、粉箱３１は、収容空間３１０に連通する上側開口３１１および下側開口３１２を有する。

また、粉箱３１は、粉箱駆動機構４０により、収容空間３１０にダイ１１の上面１１３が面する退避位置と、収容空間３１０がキャビティ１５に連通する給粉位置との間を水平方向に移動可能である。
粉箱３１が退避位置に位置するとき、ダイ１１の上面１１３上が収容空間３１０の底部として機能する。また、収容空間３１０は、貯留槽２１から払い出された粉末Ｐを上側開口３１１を介して受給可能である。
一方、粉箱３１が給粉位置に位置するとき、収容空間３１０内の粉末Ｐは、下側開口３１２を介してキャビティ１５に供給される。

収容室シャッタ３２は、粉箱３１に設けられており、図示しない駆動源により粉箱３１に対して移動可能である。
具体的には、収容室シャッタ３２は、収容空間３１０を上側の第１収容室３１３と下側の第２収容室３１５とに区画する閉状態と、第１収容室３１３と第２収容室３１５とが連通する開状態とを切り替え可能である。第２収容室３１５は、キャビティ１５の容積に比べ大きな容積を有する。
また、収容室シャッタ３２は、開状態から閉状態に切り替わるとき、粉末Ｐが収容された状態の収容空間３１０内に挿入可能であり、収容空間３１０内の粉末Ｐを第１収容室３１３と第２収容室３１５とに切り分けることができる。

センサ３３は、粉箱３１に設置されており、収容空間３１０内の粉末Ｐの体積が所定の下限値以下であることを検出する。所定の下限値は、例えば、粉末Ｐが第２収容室３１５を満たすのに必要十分な体積の値に設定されている。センサ３３による検出結果は、制御部５０に送信される。

粉箱駆動機構４０は、粉箱３１を駆動するための機構であり、周知技術を利用可能である。例えば、粉箱３１に接続されたロッド４２がシリンダ４１内を往復移動することにより、粉箱３１を駆動可能である。

制御部５０は、例えばマイクロコンピュータにより構成され、各部材の動作を制御する。また、制御部５０は、センサ３３の検出結果に基づき、第１貯留室シャッタ２２、第２貯留室シャッタ２３、および、収容室シャッタ３２の開閉動作を制御することができる。

次に、キャビティ１５への給粉方法について、図２、図３（ａ）〜（ｃ）、および、図４（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図２には、粉末Ｐの給粉方法のフローチャートを示す。図３（ａ）〜（ｃ）、および、図４（ａ）〜（ｃ）には、便宜的に、収容室シャッタ３２が開状態のときの収容空間３１０の第１収容室３１３と第２収容室３１５との境界を点線Ｌ３１で示し、第１貯留室シャッタ２２が開状態のときの貯留空間２１０の第１貯留室２１４と第２貯留室２１６との境界を点線Ｌ２１で示す。

最初に、「第１工程」および「第４工程」としてのステップ（以下、単に「Ｓ」と称する）１０１において、退避位置に位置している粉箱３１に対して第２収容室３１５を満たすのに十分な体積の粉末Ｐを貯留槽２１が供給する。具体的には、収容室シャッタ３２が開状態のまま、第２貯留室シャッタ２３を開状態とする。これにより、第２貯留室２１６内の粉末Ｐが供給口２１２から払い出され、粉箱３１の収容空間３１０に供給される。供給後、第２貯留室シャッタ２３を閉状態にする（図３（ａ）参照）。

次に、「第２工程」および「第５工程」としてのＳ１０２において、図３（ｂ）に示すように、開状態の収容室シャッタ３２が閉状態に切り替わり、収容空間３１０を第１収容室３１３と第２収容室３１５とに区画する。これにより、収容空間３１０内の粉末Ｐは第１収容室３１３および第２収容室３１５に切り分けられる。このとき、第２収容室３１５は粉末Ｐで満たされている。
また、Ｓ１０２では、貯留槽２１の閉状態の第１貯留室シャッタ２２が開状態に切り替わる。これにより、第１貯留室２１４と第２貯留室２１６とは連通し、図３（ｂ）に示すように、第２貯留室２１６が粉末Ｐで満たされる。

次に、「第３工程」および「第６工程」としてのＳ１０３において、図３（ｃ）に示すように、粉箱３１を退避位置から給粉位置までダイ１１の上面１３上をスライド移動する（図３（ｃ）の白抜き矢印Ｆ３）。粉箱３１が給粉位置に位置すると、第２収容室３１５がキャビティ１５に連通するため、第２収容室３１５内の粉末Ｐがその自重によってキャビティ１５に投入される。
また、Ｓ１０３では、貯留槽２１において、開状態の第１貯留室シャッタ２２が閉状態に切り替わり、貯留空間２１０を第１貯留室２１４と第２貯留室２１６に区画する。これにより、貯留空間２１０内の粉末Ｐは、第１貯留室２１４および第２貯留室２１６に切り分けられ、第２貯留室２１６には次回供給分の粉末Ｐが準備される。

次に、Ｓ１０４において、図４（ａ）に示すように、粉箱３１を給粉位置から退避位置までダイ１１の上面１３上をスライド移動する（図４（ａ）の白抜き矢印Ｆ４）。このとき、粉箱３１はキャビティ１５に投入された粉末Ｐのすりきりを行う。これにより、キャビティ１５への粉末供給が行われる。

次に、「第７工程」としてのＳ１０５において、粉箱３１の第１収容室３１３に粉末を供給する。具体的には、図４（ｂ）に示すように、閉状態の第２貯留室シャッタ２３が開状態に切り替わる。これにより、第２貯留室２１６内の粉末Ｐが供給口２１２から払い出され、退避位置に位置する粉箱３１に供給される。このとき、収容室シャッタ３２は閉状態であるため、供給された粉末Ｐは、収容室シャッタ３２上に堆積する。すなわち、供給された粉末Ｐは、第１収容室３１３に収容される。

次に、Ｓ１０６において、第１収容室３１３と第２収容室３１５とを連通させる。具体的には、図４（ｃ）に示すように、収容室シャッタ３２を開状態に切り替える。これにより、第１収容室３１３と第２収容室３１５とは連通し、第１収容室３１３内の粉末Ｐと第２収容室３１５内の粉末Ｐとが合わさって、収容空間３１０に収容される。また、第２貯留室シャッタ２３は、開状態から閉状態に切り替わる。

以上のように、粉箱３１が退避位置から給粉位置に移動し、その後退避位置に戻ることによって、１ショットの給粉が完了する。また、粉箱３１から退避位置に戻ったとき、粉箱３１への粉末Ｐの供給が行われる。次回の供給からは、図３（ｂ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｃ）を参照して説明した行程を繰り返せばよい。

なお、本実施形態では、第２貯留室２１６が、１ショット分の粉末の量に相当する粉末Ｐを貯留しているため、供給後に収容空間３１０に収容される粉末Ｐの体積は、供給前と同程度に保たれる。

また、上記給粉方法において、第１収容室３１３と第２収容室３１５とが連通しているとき（例えば図４（ｃ）参照）、収容空間３１０内の粉末Ｐの体積はセンサ３３によって検出される。粉末Ｐの体積が所定の下限値以下であると検出された場合、制御部５０は、粉箱３１への粉末供給がさらに行われるように、第１貯留室シャッタ２２および第２貯留室シャッタ２３を開閉動作させる。

（効果）
本実施形態の給粉装置１の効果を説明するために、まず、比較例の給粉装置１００について、図８（ａ）（ｂ）を参照して簡単に説明する。比較例の給粉装置１００は、粉箱１３０の上側に常時開放されている開口１３１を有する。なお、図８（ａ）は粉箱１３０が退避位置にいる状態を示し、図８（ｂ）は粉箱１３０が給粉位置にいる状態を示している。

比較例の給粉装置１００では、貯留槽１２０に設けられた１枚のシャッタ１２１の開閉によって、貯留槽１２０から粉箱１３０に供給される粉末の量が調整される。このため、粉箱１３０に供給される粉末の量に変動が生じやすく、給粉時における粉箱１３０内の粉末の量を一定にすることは難しい。よって、粉箱１３０からキャビティ１５に供給される粉末Ｐの流動性はショット毎に異なり、供給される粉末の量にばらつきが生じる。

また、比較例の給粉装置１００では、粉箱１３０が退避位置から給粉位置までダイ１１上を移動すると、粉箱１３０内の粉末Ｐは慣性力によって粉箱１３０内の片側に偏在する。このような状態の粉末Ｐがキャビティ１５に投入されることにより、キャビティ１５内の粉末密度に偏りが生じる。また、粉箱１３０の上側は、常時開放されているため、粉箱１３０の移動によって粉箱１３０内の粉末Ｐが外部に漏れ出すおそれがある。

（１）本実施形態の給粉装置１は、上述したように、圧粉体の成形に用いられるダイ１１の上面に開口するキャビティ１５へ粉末Ｐを供給するものであって、粉箱３１と、収容室シャッタ３２と、制御部５０とを備える。
粉箱３１は、粉末Ｐを収容する収容空間３１０を有し、収容空間３１０にダイ１１の上面が面する退避位置と収容空間３１０がキャビティ１５に連通する給粉位置との間を移動する。
収容室シャッタ３２は、収容空間３１０を第１収容室３１３と第２収容室３１５とに区画する閉状態と、第１収容室３１３と第２収容室３１５とが連通する開状態に切り替え可能である。第１収容室３１３は鉛直方向上側に配置され、第２収容室３１５は鉛直方向下側に配置されキャビティ１５の容積に比べ大きな容積を有する。また、収容室シャッタ３２は、収容空間３１０内の粉末Ｐを第１収容室３１３と第２収容室３１５とに切り分ける。
制御部５０は、収容室シャッタ３２の動作を制御する。

上記構成によれば、収容空間３１０に粉末Ｐが収容されている状態で収容室シャッタ３２が開状態から閉状態に切り替わると、粉末Ｐが第２収容室３１５に切り出され、粉末Ｐが満たされた状態の第２収容室３１５を区画することができる。すなわち、第２収容室３１５は、一定の体積の粉末Ｐによって充填されることとなる。
本実施形態では、制御部５０は、粉箱３１が退避位置から給粉位置まで移動する間、収容室シャッタ３２を閉状態に維持する。これにより、第２収容室３１５は粉末Ｐが満たされた状態で区画されているため、粉箱３１が退避位置から給粉位置まで移動する間、粉箱１３０内の粉末Ｐが慣性力を受けるとしても第２収容室３１５の粉末Ｐに偏りは生じない。
また、粉箱３１が給粉位置に位置しているとき、収容室シャッタ３２が閉状態であるため、第２収容室３１５に区分された一定量の粉末Ｐがキャビティ１５に供給される。

このように、本実施形態の給粉装置１によれば、第２収容室３１５における粉末Ｐの密度分布の偏りを防止しつつ、ショット毎にキャビティ１５に一定量の粉末Ｐを供給することができる。これにより、給粉装置１は、キャビティ１５に供給される粉末Ｐの流動性が安定するため、加圧成形後の圧粉体の密度分布を一定にし、寸法精度を向上することができる。

（２）本実施形態の給粉装置１は、貯留槽２１と、第１貯留室シャッタ２２と、第２貯留室シャッタ２３とをさらに備えている。
貯留槽２１は、粉末Ｐを貯留する貯留空間２１０、および、貯留空間２１０内の粉末Ｐを退避位置に位置する粉箱３１に供給可能な供給口２１２を有する。
第１貯留室シャッタ２２は、貯留空間２１０を鉛直方向上側に配置される第１貯留室２１４と鉛直方向下側に配置される第２貯留室２１６とに区画する閉状態と、第１貯留室２１４と第２貯留室２１６とが連通する開状態とを切り替え可能であり、貯留空間２１０内の粉末Ｐを第１貯留室２１４と第２貯留室２１６とに切り分ける。
第２貯留室シャッタ２３は、第２貯留室２１６と供給口２１２との遮断および連通を行う。

上記構成によれば、第２貯留室シャッタ２３が閉状態であって貯留空間２１０に粉末Ｐが収容されている状態で、第１貯留室シャッタ２２が開状態から閉状態に切り替わると、粉末Ｐが満たされた状態の第２貯留室２１６が区画される。すなわち、第２貯留室２１６に一定の体積の粉末Ｐを収容することができる。その後、第２貯留室シャッタ２３が閉状態から開状態に切り替わると、第２貯留室２１６から供給口２１２を介して一定の体積の粉末Ｐが粉箱３１に供給される。

複数ショットの供給を連続して行う場合、１ショットのキャビティ１５への供給が終了する毎に収容空間３１０に供給することによって、収容室シャッタ３２が切り分ける前に収容空間３１０に収容されている粉末Ｐの体積を一定にすることができる。これにより、ショット毎に、第２収容室３１５に切り出される粉末Ｐの密度を安定化することができ、キャビティ１５に供給される粉末の量をさらに安定化することができる。

（３）本実施形態の給粉装置１は、粉箱３１の収容空間３１０に収容されている粉末Ｐの体積を検出可能なセンサ３３をさらに備えている。制御部５０は、センサ３３に検出された粉末Ｐの体積に基づいて第１貯留室シャッタ２２および第２貯留室シャッタ２３の各動作を制御可能である。

特に、本実施形態では、センサ３３によって粉末Ｐの体積が所定の下限値以下であると検出される場合、制御部５０は、粉箱３１へ粉末Ｐが供給されるように、第１貯留室シャッタ２２および第２貯留室シャッタ２３を開閉動作させる。
このような構成によれば、収容室シャッタ３２が切り分ける前に収容空間３１０には、第２収容室３１５を満たすのに必要十分な粉末Ｐが確実に収容される。複数ショットの供給を連続して行う場合に好適である。

（４）本実施形態の給粉装置１を用いて複数回の圧粉体の成形を行い、圧粉体の厚みを測定した。その結果を図９に示す。図９には、比較例の給粉装置１００を用いて複数回の圧粉体の成形を行った場合の圧粉体の厚みの測定結果も示す。
図９に示すように、比較例に比べて、給粉装置１では、成形体の厚みのばらつきが５０％程度低減することが分かった。

（５）また、本実施形態によるキャビティ１５への給粉方法では、Ｓ１０１において退避位置に位置している粉箱３１の収容空間３１０に第２収容室３１５を満たすのに十分な体積の粉末を供給した後、Ｓ１０２において、収容室シャッタ３２によって収容空間３１０を第１収容室３１３と第２収容室３１５とに区画する。これにより、第２収容室３１５には、粉末Ｐが充填されるため、粉箱３１が退避位置から給粉位置まで移動しても第２収容室３１５の粉末Ｐに密度分布の偏りは発生しにくくなる。また、キャビティ１５には、第２収容室３１５に区分された一定量の粉末のみが供給されるため、第２収容室３１５からキャビティ１５に投入される粉末Ｐの流動性が安定する。これらにより、本実施形態によるキャビティ１５への給粉方法は、加圧成形後の圧粉体の密度分布を一定にし、寸法精度を向上することができる。

（６）また、本実施形態によるキャビティ１５への給粉方法では、Ｓ１０１において第２貯留室２１６の粉末Ｐを収容空間３１０に供給した後、第２貯留室シャッタ２３を閉状態とする。その後、第１貯留室シャッタ２２を開状態とし、第１貯留室２１４の粉末Ｐで第２貯留室２１６を満たす。粉末Ｐで第２貯留室２１６を満たした後、第１貯留室シャッタ２２を閉状態として第１貯留室２１４と第２貯留室２１６とを区画する。これにより、複数ショットの供給を連続して行う場合、１ショットのキャビティ１５への供給が終了する毎に第２貯留室２１６の粉末Ｐを収容空間３１０に供給することによって、収容室シャッタ３２が切り分ける前に収容空間３１０に収容されている粉末Ｐの体積を一定にすることができる。したがって、ショット毎に、第２収容室３１５に切り出される粉末Ｐの密度を安定化することができ、キャビティ１５に供給される粉末の量をさらに安定化することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態の給粉装置について、図５（ａ）〜（ｃ）および図６（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。第２実施形態は、第２貯留室シャッタ２３０および収容室シャッタ３２０の構成が第１実施形態と異なる。

図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２貯留室シャッタ２３０は、「貯留側貫通孔」としての貫通孔２３３を有する複数の板部材２３１を備えている。複数の板部材２３１は、貯留槽２１に対して異なる方向に移動可能である。

板部材２３１の貫通孔２３３の水平方向位置が貯留空間２１０内で互いに重なることによって、第２貯留室シャッタ２３０は開状態になる。一方、板部材２３１の貫通孔２３３の水平方向位置が互いに異なることによって、第２貯留室シャッタ２３０は閉状態になる。特に、貫通孔２３３の水平方向位置は、貯留空間２１０の径方向中央部から重なり始めることが好ましい。

第２貯留室シャッタ２３０が閉状態から開状態に切り替わるとき、粉末Ｐは、第２貯留室２１６の径方向中央部から落下し、粉箱３１の収容空間３１０の径方向中央部から径方向外側に広がるように堆積していく。これにより、収容空間３１０内の粉末密度をより均一にすることができる。

また、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、収容室シャッタ３２０は、「収容側貫通孔」としての貫通孔３２３を有する複数の板部材３２１を備えている。複数の板部材３２１は、粉箱３１に対して互いに異なる方向に移動可能である。
板部材３２１の貫通孔３２３の水平方向位置が収容空間３１０内で互いに重なることによって、収容室シャッタ３２０は開状態になる。一方、板部材３２１の貫通孔３２３の水平方向位置が互いに異なることによって、収容室シャッタ３２０は閉状態になる。特に、貫通孔３２３の水平方向位置は、収容空間３１０の径方向中央部から重なり始めることが好ましい。

収容室シャッタ３２０が閉状態から開状態に切り替わるとき、粉末Ｐは、第１収容室３１３の径方向中央部から落下し、第２収容室３１５の径方向中央部から径方向外側に広がりつつ堆積していく。これにより、第２収容室３１５内の粉末密度をより均一にすることができる。

このような第２実施形態によれば、第１実施形態と比べて、キャビティ１５内の粉末密度を均一にすることができる。このため、キャビティ１５に供給される粉末Ｐの量をより安定化させることができる。

なお、板部材２３１、３２１の数および形状については、特に限定されるものではなく、貯留槽２１又は粉箱３１の構造等に基づいて決定可能である。

［他の実施形態］
例の実施形態では、図７に示すように、粉箱３１が給粉位置に位置した後、下パンチ１２が下降することによってキャビティ１５が形成されてもよい。このようなキャビティ１５に対して粉末Ｐを供給する場合、キャビティ１５内の粉末密度をより均一にすることができる。

他の実施形態において、第２貯留室２１６の容積は、１ショット分の粉末の量に相当する粉末Ｐの体積より少なくてもよいし、多くてもよい。前者の場合、１ショットの給粉後、第２貯留室２１６内の粉末Ｐを複数回、粉箱３１に供給してもよい。後者の場合、第２貯留室２１６の容積は、例えば粉漏れ等による体積分、１ショット分の粉末の量に相当する体積に比べ多くなるように構成されていてもよい。

他の実施形態において、センサ３３は、収容空間３１０内の粉末Ｐの体積が所定の上限値以上であることを検出してもよい。所定の上限値は、例えば、収容空間３１０に粉末Ｐが過剰に収容されることを防止するような値に設定されてもよい。センサ３３によって粉末Ｐの体積が所定の上限値以上であると検出された場合、制御部５０は、次回の粉末供給を１回分休止するように、第１貯留室シャッタ２２および第２貯留室シャッタ２３の開閉動作を停止させる。
また、他の実施形態において、複数のセンサ３３が粉箱３１に設けられ、収容空間３１０内の粉末Ｐの体積についての所定の上限値および所定の下限値をそれぞれ検出してもよい。

第２実施形態において、第２貯留室シャッタ２３０の貫通孔２３３の大きさは、貯留空間２１０に収まる大きさであれば、どのような大きさでもよい。同様に、収容室シャッタ３２０の貫通孔３２３の大きさは、収容空間３１０に収まる大きさであれば、どのような大きさでもよい。

また、第２実施形態において、第２貯留室シャッタ２３０は１つの貫通孔２３３を有しているが、他の実施形態において、第２貯留室シャッタ２３０は複数の貫通孔２３３を有していてもよい。収容室シャッタ３２０の貫通孔３２３についても同様である。

上述の実施形態では、Ｓ１０２において開状態の収容室シャッタ３２が閉状態に切り替わってから、Ｓ１０３において粉箱３１を退避位置から給粉位置までダイ１１の上面１３上をスライド移動するとした。しかしながら、開状態の収容室シャッタ３２が閉状態に切り替わるタイミングは、これに限定されない。粉箱３１が退避位置から給粉位置まで移動している最中に開状態の収容室シャッタ３２が閉状態に切り替わり、収容空間３１０が第１収容室３１３と第２収容室３１５とに区画されてもよい。より具体的には、第２収容室３１５がキャビティ１５と連通する前に第１収容室３１３と第２収容室３１５とが区画されればよい。

上述の実施形態では、Ｓ１０１において、貯留槽２１は、「第１工程」として退避位置に位置している粉箱３１に粉末Ｐを供給した後、「第４工程」として第２貯留室シャッタ２３を閉状態にするとした。しかしながら、「第１工程」と「第４工程」とは、同じステップで行われなくてもよい。例えば、「第４工程」は、Ｓ１０５において「第７工程」としての粉箱３１の第１収容室３１３への粉末の供給が行うことができるようＳ１０２やＳ１０３、Ｓ１０４で行われてもよい。

上述の実施形態では、Ｓ１０２において、「第２工程」として収容空間３１０を第１収容室３１３と第２収容室３１５とに区画する一方、「第５工程」として貯留槽２１の閉状態の第１貯留室シャッタ２２が開状態に切り替わるとした。しかしながら、「第２工程」と「第５工程」とは、同じステップで行われなくてもよい。例えば、「第５工程」は、Ｓ１０５において「第７工程」としての粉箱３１の第１収容室３１３への粉末の供給が行うことができるようＳ１０１やＳ１０３、Ｓ１０４で行われてもよい。

上述の実施形態では、Ｓ１０３において、「第３工程」として粉箱３１が退避位置から給粉位置まで移動するとき、「第６工程」として貯留槽２１の開状態の第１貯留室シャッタ２２が閉状態に切り替わるとした。しかしながら、「第３工程」と「第６工程」とは、同じステップで行われなくてもよい。例えば、「第６工程」は、Ｓ１０５において「第７工程」としての粉箱３１の第１収容室３１３への粉末の供給が行うことができるようＳ１０１やＳ１０２、Ｓ１０４で行われてもよい。

以上、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１・・・給粉装置
１１・・・ダイ
１５・・・キャビティ
３１・・・粉箱
３１０・・・収容空間
３１３・・・第１収容室
３１５・・・第２収容室
３２、３２０・・・収容室シャッタ
５０・・・制御部

Claims (6)

1. 圧粉体の成形に用いられるダイ（１１）の上面に開口するキャビティ（１５）に粉末を供給する給粉装置であって、
   前記ダイの型穴に挿入されている下パンチ（１２）と、
   粉末を収容する収容空間（３１０）を有し、前記収容空間に前記ダイの上面が面する退避位置と前記収容空間が前記キャビティに連通する給粉位置との間を移動可能な粉箱（３１）と、
   鉛直方向上側に配置される第１収容室（３１３）と鉛直方向下側に配置され前記キャビティの容積に比べ大きな容積を有する第２収容室（３１５）とに前記収容空間を区画する閉状態と、前記第１収容室と前記第２収容室とが連通する開状態とを切り替え可能であり、前記収容空間の粉末を前記第１収容室と前記第２収容室に切り分け可能な収容室シャッタ（３２０）と、
   前記収容室シャッタの動作を制御する制御部（５０）と、
   粉末を貯留する貯留空間（２１０）、および、前記貯留空間内の粉末を前記退避位置に位置する前記粉箱に供給可能な供給口（２１２）を有する貯留槽（２１）と、
   前記貯留空間を、鉛直方向上側に配置される第１貯留室（２１４）と鉛直方向下側に配置される第２貯留室（２１６）とに区画する閉状態と、前記第１貯留室と前記第２貯留室とが連通する開状態とを切り替え可能であり、前記貯留空間内の粉末を前記第１貯留室と前記第２貯留室とに切り分け可能な第１貯留室シャッタ（２２）と、
   前記第２貯留室と前記供給口との遮断および連通を行う第２貯留室シャッタ（２３、２３０）と、
   を備え、
   前記収容室シャッタは、複数の板部材（３２１）から構成され、
   複数の前記板部材のそれぞれは、収容側貫通孔（３２３）を有し、前記収容側貫通孔の水平方向位置が前記収容空間で互いに重なる状態と互いに異なる状態とを切り替え可能であり、
   前記収容側貫通孔は、互いに重なる状態になるとき、前記収容空間の径方向中央部から重なり始め、
   前記下パンチは、前記粉箱が給粉位置に位置した後に、下降することによって前記キャビティを形成しており、
   前記第２貯留室の容積は、１ショット分の粉末量に相当する体積より多い給粉装置。
2. 前記制御部は、前記粉箱が前記退避位置から前記給粉位置まで移動する間、前記収容室シャッタを前記閉状態に維持することを特徴とする請求項１に記載の給粉装置。
3. 前記第２貯留室シャッタ（２３０）は、複数の板部材（２３１）から構成され、
   前記複数の板部材のそれぞれは、貯留側貫通孔（２３３）を有し、前記貯留側貫通孔の水平方向位置が前記貯留空間で互いに重なる状態と互いに異なる状態とを切り替え可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の給粉装置。
4. 前記粉箱の前記収容空間に収容されている粉末の体積を検出可能なセンサ（３３）をさらに備え、
   前記制御部は、前記センサに検出された粉末の体積に基づいて、前記第１貯留室シャッタおよび前記第２貯留室シャッタの各動作を制御可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の給粉装置。
5. 圧粉体の成形に用いられるダイ（１１）の上面に開口するキャビティ（１５）に供給される粉末を収容する収容空間（３１０）を有し、前記収容空間に前記ダイの上面が面する退避位置と前記収容空間が前記キャビティに連通する給粉位置との間を移動可能な粉箱（３１）と、
   前記ダイの型穴に挿入されている下パンチ（１２）と
   鉛直方向上側に配置される第１収容室（３１３）と鉛直方向下側に配置され前記キャビティの容積に比べ大きな容積を有する第２収容室（３１５）とに前記収容空間を区画する閉状態と、前記第１収容室と前記第２収容室とが連通する開状態とを切り替え可能であり、前記収容空間の粉末を前記第１収容室と前記第２収容室に切り分け可能な収容室シャッタ（３２０）と、
   前記収容室シャッタの動作を制御する制御部（５０）と、
   粉末を貯留する貯留空間（２１０）、および、前記貯留空間内の粉末を前記退避位置に位置する前記粉箱に供給可能な供給口（２１２）を有する貯留槽（２１）と、
   鉛直方向上側に配置される第１貯留室（２１４）と鉛直方向下側に配置される第２貯留室（２１６）とに前記貯留空間を区画する閉状態と、前記第１貯留室と前記第２貯留室とが連通する開状態とを切り替え可能であり、前記貯留空間内の粉末を前記第１貯留室と前記第２貯留室とに切り分け可能な第１貯留室シャッタ（２２）と、
   前記第２貯留室と前記供給口との遮断および連通を行う第２貯留室シャッタ（２３、２３０）と、
   を備え、
   前記収容室シャッタは、複数の板部材（３２１）から構成され、
   複数の前記板部材のそれぞれは、収容側貫通孔（３２３）を有し、前記収容側貫通孔の水平方向位置が前記収容空間で互いに重なる状態と互いに異なる状態とを切り替え可能であり、
   前記収容側貫通孔は、互いに重なる状態になるとき、前記収容空間の径方向中央部から重なり始め、
   前記下パンチは、前記粉箱が給粉位置に位置した後に、下降することによって前記キャビティを形成しており、
   前記第２貯留室の容積は、１ショット分の粉末量に相当する体積より多い給粉装置を用いた給粉方法であって、
   前記退避位置に位置している前記粉箱の前記収容空間に前記第２収容室を満たすのに十分な体積の粉末を供給する第１工程と、
   前記第１工程の後、前記収容室シャッタによって前記収容空間を前記第１収容室と前記第２収容室とに区画する第２工程と、
   前記キャビティに前記第２収容室の粉末を供給する第３工程と、
   を含み、
   前記第２工程では、粉末は、前記第１収容室の径方向中央部から落下し、前記第２収容室の径方向中央部から径方向外側に広がりつつ堆積する給粉方法。
6. 前記第１工程において前記第２貯留室の粉末を前記収容空間に供給した後、第２貯留室シャッタを閉状態とする第４工程と、
   前記第４工程の後、前記第１貯留室シャッタを開状態とし、前記第１貯留室に貯留されている粉末で前記第２貯留室を満たす第５工程と、
   前記第５工程の後、前記第１貯留室シャッタを閉状態とする第６工程と、
   前記第６工程の後、前記第２貯留室シャッタを開状態とし、前記退避位置に位置する前記収容空間に前記第２貯留室の粉末を供給する第７工程と、
   を含む請求項５に記載の給粉方法。

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