JP7220395B2 - 粉体供給装置 - Google Patents
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Description
成形体を連続的に生成する加圧成形機構に粉体材料を供給する粉体供給装置であって、
前記粉体材料が供給される導入口と、前記粉体材料が排出される排出口とを有する筐体と、
前記筐体の内部に配置され、回転駆動されることにより軸方向に前記粉体材料を搬送する1つまたは複数のスクリューと、
前記筐体の外部に配置され、前記1つまたは複数のスクリューを回転駆動するモータと、
前記筐体の内部の、前記1つまたは複数のスクリューと前記排出口との間に配置され、前記粉体材料の流れを整流する整流部と、
を備え、
前記整流部は、前記1つまたは複数のスクリューの軸方向、および前記排出口から排出される前記粉体材料の幅方向に垂直な回転軸を有し、前記回転軸を中心として回転可能である。
セラミックスや金属の粉体材料を加圧成形した粉末成形体を、その粉末の融点以下の温度で焼結することにより、粉体間に結合が生じて焼結体を得ることができる。これは、窯業製品、セラミックス、粉末冶金、またはサーメット等を製造する主要な方法である。
成形体を連続的に生成する加圧成形機構に粉体材料を供給する粉体供給装置であって、
前記粉体材料が供給される導入口と、前記粉体材料が排出される排出口とを有する筐体と、
前記筐体の内部に配置され、回転駆動されることにより軸方向に前記粉体材料を搬送する1つまたは複数のスクリューと、
前記筐体の外部に配置され、前記1つまたは複数のスクリューを回転駆動するモータと、
前記筐体の内部の、前記1つまたは複数のスクリューと前記排出口との間に配置され、前記粉体材料の流れを整流する整流部と、
を備え、
前記整流部は、前記1つまたは複数のスクリューの軸方向、および前記排出口から排出される前記粉体材料の幅方向に垂直な回転軸を有し、前記回転軸を中心として回転可能である。
第1スクリューと、
第2スクリューと、
を含み、
前記第1スクリューおよび前記第2スクリューは、軸方向に並列に配置されて同じ方向に回転駆動され、
前記整流部の前記回転軸は、前記第1スクリューおよび前記第2スクリューのそれぞれの軸の延長線の間に配置されていてもよい。
前記モータを制御する制御部、
を備え、
前記制御部は、前記第1スクリューおよび前記第2スクリューを同じ回転数で回転駆動するよう前記モータを制御してもよい。
[全体構成]
図1は、本開示の粉体供給装置を上から見た模式図である。図2は、図1の粉体供給装置のA-A’断面図である。なお、以下の説明において、各図におけるX方向を幅方向、Y方向を鉛直方向、Z方向を材料供給方向と称することもある。
導入口3は、図2に示すように、筐体1の図示上方に設けられ、粉体材料2を筐体1の内部へ導入する。また、導入口3には、ホッパー3aが設けられており、ホッパー3aの開口部より粉体材料2が投入される。
排出口4は、筐体1の加圧成形機構側の端部に設けられる。排出口4から、加圧成形機構の上下のロールの間に、粉体材料2が水平方向に排出される。筐体1は、図2に示すように、排出口4に向かって薄くなるように形成されている。
第1スクリュー5および第2スクリュー6は、図1に示すように、筐体1の内部に幅方向に並列に配置され、材料供給方向に粉体材料2を搬送する。第1スクリュー5および第2スクリュー6の回転軸はそれぞれ、材料供給方向と平行である。すなわち、第1スクリュー5および第2スクリュー6は、軸方向に並列に配置されている。第1スクリュー5および第2スクリュー6はそれぞれ、スクリューシャフト5b、6bと、スクリューシャフト5b、6bの外周面に形成されたフライト5c、6cとを有する。第1スクリュー5はモータ7により回転駆動され、第2スクリュー6はモータ8により回転駆動される。なお、第1スクリュー5および第2スクリュー6は、同じ方向に回転駆動される。また、モータ7、8の回転数は制御部10によりそれぞれ独立に制御することができる。
整流部9は、図1に示すように、筐体1の内部の、第1スクリュー5および第2スクリュー6と排出口4との間に配置され、粉体材料2の流れを整流する。具体的には、第1スクリュー5および第2スクリュー6の排出口4側の先端5a、6aと排出口4との間に配置されているとよい。本実施の形態において、整流部9は、先端90、91に向かって断面積が小さくなるように形成されている。すなわち、整流部9は、先端90、91が尖って形成されている。また、整流部9の先端90、91が丸く形成されていてもよい。整流部9は、板状の部材により形成されており、鉛直方向から見たときにひし形状、幅方向から見たときに矩形状の形状である。なお、整流部9の一方の先端90は第1スクリュー5および第2スクリュー6側、整流部9の他方の先端91は排出口4側に向くよう、整流部9が配置されている。整流部9の先端90、91がこのように形成されていると、粉体材料2の流れが整流部9により滞るのを防止することができる。
制御部10は、モータ7、8の回転数をそれぞれ独立に制御する。本実施の形態では、第1スクリュー5および第2スクリュー6が同じ回転数で回転駆動するよう、モータ7、8を制御する。
ここで、後述する実施例1~3および、比較例1~3における、粉体供給装置100の幅方向における粉体材料の供給量分布を比較して検討する。
図7は、実施例1の粉体供給装置の構成を示す図である。図8は、図7の粉体供給装置の筐体の内部を排出口側から見たときの図である。図8に示すように、筐体1の内部の鉛直方向の高さh1が50mmであり、筐体1の内部の幅方向の大きさw1が100mmである。また、図7に示すように、筐体1の内部には、第1スクリュー5および第2スクリュー6が幅方向に並んで配置されている。第1スクリュー5および第2スクリュー6のスクリューシャフト5b、6bの直径φ1が20mmであり、粉体材料を搬送するためのフライト5c、6cのスクリューシャフト5b、6bからの高さh2が10mmである。第1スクリュー5および第2スクリュー6は、図7に示すように、スクリューシャフト5b、6bの軸線24、25の間の距離d1が50mmになるよう配置されている。また、図8に示すように、筐体1の内壁11からフライト5c、6cまでの距離d2が5mm、フライト5c、6c間の距離h3が10mmになるよう配置されている。整流部9は、第1スクリュー5および第2スクリュー6の軸線24、25の中間に位置する中心線26上に回転軸9aが配置されるよう設けられる。さらに、第1スクリュー5および第2スクリュー6の排出口4側の先端5a、6aから、整流部9の一方の先端90までの材料供給方向の距離d3が5mmとなるよう配置される。整流部9は、材料供給方向の長さL1が50mm、鉛直方向の高さは、筐体1の内部の高さh1と等しい50mmである。また、整流部9は、鉛直方向に見たときに、一方の先端90の角度θ1は30°、他方の先端91の角度θ2が20°の角度になるよう形成されている。第1スクリュー5および第2スクリュー6の先端から加圧成形機構に設けられた2つのロールの最小ギャップライン27までの距離d4が200mm、2つのロールの半径r1はそれぞれ150mm、2つのロールの最小ギャップの間隔は4mmである。
粉体材料は、シリコン酸化物を主材料とするものを用いる。また、粉体材料は篩を使用して、0.1mm以上2.0mm未満に分級し、かさ密度は0.8g/ccである。
図5および図6に示す粉体供給装置100において、排出口4から供給される粉体材料の量が、1800g/分となるように、モータ7、8の回転数を調整する。すなわち、モータ7、8の回転数はそれぞれ、8rpmに設定されている。
実施例1と同様の粉体供給装置100を使用し、第2スクリュー6の送り速度に対して第1スクリュー5の送り速度を12.5%低下させるよう、モータ7、8の回転数を調整する。すなわち、モータ7の回転数を7rpm、モータ8の回転数を8rpmに設定する。粉体供給装置100のその他の構成は実施例1と同様である。
実施例1と同様の粉体供給装置100を使用し、第1スクリュー5の送り速度に対して第2スクリュー6の送り速度を12.5%低下させるよう、モータ7、8の回転数を調整する。すなわち、モータ7の回転数を8rpm、モータ8の回転数を7rpmに設定する。粉体供給装置100のその他の構成は実施例1と同様である。
実施例1に対して、整流部9を配置しない構成である。粉体供給装置100のその他の構成は実施例1と同様である。
実施例2に対して、整流部9を配置しない構成である。粉体供給装置100のその他の構成は実施例2と同様である。
実施例3に対して、整流部9を配置しない構成である。粉体供給装置100のその他の構成は実施例3と同様である。
図9~図15を参照して、実施例1~3および比較例1~3における粉体材料の供給量割合の分布について検討する。図9は、実施例1の粉体供給装置の幅方向における粉体材料の供給量割合の分布を示すグラフである。図10は、実施例2の粉体供給装置の幅方向における粉体材料の供給量割合の分布を示すグラフである。図11は、実施例3の粉体供給装置の幅方向における粉体材料の供給量割合の分布を示すグラフである。図12は、比較例1の粉体供給装置の幅方向における粉体材料の供給量割合の分布を示すグラフである。図13は、比較例2の粉体供給装置の幅方向における粉体材料の供給量割合の分布を示すグラフである。図14は、比較例3の粉体供給装置の幅方向における粉体材料の供給量割合の分布を示すグラフである。図15は、実施例1~3および比較例1~3の粉体材料の供給量割合のレンジを集計した表である。
上述した実施の形態によると、スクリューの排出口側の先端と排出口との間に回転可能な整流部9を設けることにより、粉体供給装置100の幅方向における粉体材料の供給量の均一性を向上させることができる。
2 粉体材料
3 導入口
4 排出口
5 第1スクリュー
6 第2スクリュー
7 モータ
8 モータ
9 整流部
9a 回転軸
10 制御部
24 軸線
25 軸線
26 中心線
100 粉体供給装置
Claims (4)
- 成形体を連続的に生成する加圧成形機構に粉体材料を供給する粉体供給装置であって、
前記粉体材料が供給される導入口と、前記粉体材料が排出される排出口とを有する筐体と、
前記筐体の内部に配置され、回転駆動されることにより軸方向に前記粉体材料を搬送する1つまたは複数のスクリューと、
前記筐体の外部に配置され、前記1つまたは複数のスクリューを回転駆動するモータと、
前記筐体の内部の、前記1つまたは複数のスクリューと前記排出口との間に配置され、前記粉体材料の流れを整流する整流部と、
を備え、
前記整流部は、前記1つまたは複数のスクリューの軸方向、および前記排出口から排出される前記粉体材料の幅方向に垂直な回転軸を有し、前記回転軸を中心として回転可能である
粉体供給装置。 - 前記整流部は、前記回転軸から一方の先端までの長さが、前記回転軸から他方の先端までの長さよりも短い
請求項1に記載の粉体供給装置。 - 前記複数のスクリューは、
第1スクリューと、
第2スクリューと、
を含み、
前記第1スクリューおよび前記第2スクリューは、軸方向に並列に配置されて同じ方向に回転駆動され、
前記整流部の前記回転軸は、前記第1スクリューおよび前記第2スクリューのそれぞれの軸の延長線の間に配置されている
請求項1または2に記載の粉体供給装置。 - さらに、
前記モータを制御する制御部、
を備え、
前記制御部は、前記第1スクリューおよび前記第2スクリューを同じ回転数で回転駆動するよう前記モータを制御する
請求項3に記載の粉体供給装置。
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