JP7378083B2 - 粉体成形装置 - Google Patents
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Description
粉末成形体を連続的に生成する粉体成形装置であって、
回転駆動されることにより回転軸方向に粉体材料を搬送するスクリューを有する材料供給部と、
所定の間隔で平行に配置された複数のロールを有し、前記複数のロールにより前記材料供給部から供給された前記粉体材料を加圧して前記粉末成形体に成形する加圧成形部と、
を備え、
前記複数のロールのうち少なくともいずれか1つは、前記ロールの表面において、前記ロールの軸方向における前記粉末成形体の両端に位置する部分に、前記ロールの外周に沿って形成される複数の第1面部と、前記複数の第1面部以外の部分に形成される第2面部とを有し、
前記複数の第1面部は、第2面部よりも表面粗さが大きい。
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。
粉末成形体を連続的に生成する粉体成形装置であって、
回転駆動されることにより回転軸方向に粉体材料を搬送するスクリューを有する材料供給部と、
所定の間隔で平行に配置された複数のロールを有し、前記複数のロールにより前記材料供給部から供給された前記粉体材料を加圧して前記粉末成形体に成形する加圧成形部と、
を備え、
前記複数のロールのうち少なくともいずれか1つは、前記ロールの表面において、前記ロールの軸方向における前記粉末成形体の両端に位置する部分に、前記ロールの外周に沿って形成される複数の第1面部と、前記複数の第1面部以外の部分に形成される第2面部とを有し、
前記複数の第1面部は、第2面部よりも表面粗さが大きい。
前記凸部の高さは、前記所定の間隔よりも小さくてもよい。
前記第1壁は、前記ロールの中央側に配置され、
前記第2壁は、前記ロールの端部側に配置され、
前記第1壁と前記ロールの表面とのなす角度が、90度以上150度以下であってもよい。
前記第1ロールの前記凸部と前記第2ロールの前記凸部とは、それぞれ互いに対向するように配置され、
前記第1ロールの前記凸部と前記第2ロールの前記凸部とのそれぞれの隙間は、前記所定の間隔の0%以上3%以下であってもよい。
[全体構成]
図1は、本開示の粉体成形装置100を上から見た模式図である。図2は、図1の粉体成形装置100のA-A矢視断面図である。図3は、図1の粉体成形装置100の加圧成形部16を粉末成形体13の出口方向から見た模式図である。図4は、図3の粉体成形装置100の加圧成形部16のB-B矢視断面図である。図5は、図3の粉体成形装置100の加圧成形部16のC-C矢視断面図である。図6は、図3の一部を拡大した図である。なお、以下の説明において、各図におけるX軸方向を進行方向、Y軸方向を幅方向、Z軸方向を鉛直方向と称することもある。
スクリュー4a、4b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101を搬送する。スクリュー4a、4bの回転軸はそれぞれ、材料供給方向と平行である。スクリュー4a、4bはそれぞれ、スクリューシャフト42a、42bと、スクリューシャフト42a、42bの外周面に形成されたフライト43a、43bと、を有する。スクリュー4a、4bは、モータ5a、5bにより回転駆動される。モータ5a、5bの回転数は、制御部6によりそれぞれ独立に制御することができる。
ロール12a、12bは、所定の間隔で平行に配置される。所定の間隔とは、ロール12aとロール12bとの距離が最も小さいニップ部19(図4または図5参照)におけるロール12aとロール12bとの距離h1(図6参照)のことをいう。ニップ部19におけるロール12aとロール12bとの距離h1は、例えば、2mm以上10mm以下であるとよい。ロール12a、12bは、図1に示すモータ14により回転駆動される。ロール12a、12bは、その表面において、粗面部10と滑面部20とを有する。なお、粗面部10が本開示の「第1面部」に相当し、滑面部20が本開示の「第2面部」に相当する。またロール12aが本開示の「第1ロール」に相当し、ロール12bが本開示の「第2ロール」に相当する。
図3に示すように、ロール12a、12bの表面においてロール12a、12bの外周に沿って形成される複数の粗面部10と、複数の粗面部10以外の部分に形成される滑面部20とを有する。粗面部10は、ロール12a、12bの軸方向(幅方向)における粉末成形体13の両端に位置する部分に形成される。また、本実施の形態では、ロール12a、12bそれぞれの表面において、滑面部20は2つの粗面部10の間に形成されている。粉末成形体13の両端とは、ロール12a、12bの軸方向(幅方向)における粉末成形体13の両方の端部のことである。粗面部10は、ロール12a、12bの表面の粗面部10以外の滑面部20よりも表面粗さが大きい。
図3に示すように、粗面部10には、ロール12a、12bの外周方向に突出した凸部11が形成されている。凸部11は、ロール12a、12bのニップ部19の間隔よりも高さが小さくなるよう形成される。すなわち、凸部11の高さh2、h3は、ニップ部19におけるロール12aとロール12bとの距離h1よりも小さい(図6参照)。
図7を参照して、ロール12a、12bにおける粗面部10の配置について検討する。図7は、ロール12a、12bの表面における粗面部10の配置の違いによる、粉末成形体13の幅方向における密度の分布を示すグラフである。
上述した実施の形態によると、ロール12a、12bの表面に粗面部10を設け、粉体材料101の流速が遅い部分の摩擦抵抗を大きくすることで、粉末成形体13の密度の均一性を向上することができる。粉末成形体の厚みの均一性を向上させることができる。
4b スクリュー
10 粗面部
11 凸部
11a 第1壁
11b 第2壁
12a ロール
12b ロール
13 粉末成形体
15 材料供給部
16 加圧成形部
100 粉体成形装置
Claims (7)
- 粉末成形体を連続的に生成する粉体成形装置であって、
回転駆動されることにより回転軸方向に粉体材料を搬送するスクリューを有する材料供給部と、
所定の間隔で平行に配置された複数のロールを有し、前記複数のロールにより前記材料供給部から供給された前記粉体材料を加圧して前記粉末成形体に成形する加圧成形部と、
を備え、
前記複数のロールのうち少なくともいずれか1つは、前記ロールの表面において、前記ロールの軸方向における前記粉末成形体の両端に位置する部分に、前記ロールの外周に沿って形成される複数の第1面部と、前記複数の第1面部以外の部分に形成される第2面部とを有し、
前記複数の第1面部は、第2面部よりも表面粗さが大きく、
前記複数の第1面部の前記第2面部に対する算術平均粗さRaの差が0.2以上1.2以下である、
粉体成形装置。 - 粉末成形体を連続的に生成する粉体成形装置であって、
回転駆動されることにより回転軸方向に粉体材料を搬送するスクリューを有する材料供給部と、
所定の間隔で平行に配置された複数のロールを有し、前記複数のロールにより前記材料供給部から供給された前記粉体材料を加圧して前記粉末成形体に成形する加圧成形部と、
を備え、
前記複数のロールのうち少なくともいずれか1つは、前記ロールの表面において、前記ロールの軸方向における前記粉末成形体の両端に位置する部分に、前記ロールの外周に沿って形成される複数の第1面部と、前記複数の第1面部以外の部分に形成される第2面部とを有し、
前記複数の第1面部は、第2面部よりも表面粗さが大きく、
前記複数の第1面部それぞれにおいて、前記ロールの外周方向に突出した凸部が形成され、
前記凸部の高さは、前記所定の間隔よりも小さい、
粉体成形装置。 - 前記複数の第1面部の前記第2面部に対する算術平均粗さRaの差が0.2以上1.2以下である、
請求項2に記載の粉体成形装置。 - 前記凸部は、前記ロールの外周方向に向かって先端が細くなる形状を有する、
請求項2または3に記載の粉体成形装置。 - 前記凸部は、前記ロールの表面に対して傾斜する第1壁と第2壁とを有し、
前記第1壁は、前記ロールの中央側に配置され、
前記第2壁は、前記ロールの端部側に配置され、
前記第1壁と前記ロールの表面とのなす角度が、90度以上150度以下である、
請求項2ないし4のいずれか1項に記載の粉体成形装置。 - 前記複数のロールは、第1ロールと前記第1ロールに対向して配置される第2ロールとを含み、
前記第1ロールの前記凸部と前記第2ロールの前記凸部とは、それぞれ互いに対向するように配置され、
前記第1ロールの前記凸部と前記第2ロールの前記凸部とのそれぞれの隙間は、前記所定の間隔の0%以上3%以下である、
請求項2ないし5のいずれか1項に記載の粉体成形装置。 - 前記第2面部は、前記複数の第1面部の間に形成されている、
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の粉体成形装置。
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