JPH07207303A - 粉末の均一充填方法 - Google Patents
粉末の均一充填方法Info
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- JPH07207303A JPH07207303A JP561794A JP561794A JPH07207303A JP H07207303 A JPH07207303 A JP H07207303A JP 561794 A JP561794 A JP 561794A JP 561794 A JP561794 A JP 561794A JP H07207303 A JPH07207303 A JP H07207303A
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- filling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 粉末重量と充填粉末体積とを測定することに
より粉末充填密度の管理を行い、粉末特性が変化して
も、粉末充填密度にばらつきのない充填粉末体を得る。 【構成】 容器１内に一定重量秤量した粉末２を充填
し、容器１を振動台３に載せ、加振する。粉末２は加振
により粉末充填密度が大きくなり、その後、粉末２の充
填体積が所定値になった時点で振動を停止する。
より粉末充填密度の管理を行い、粉末特性が変化して
も、粉末充填密度にばらつきのない充填粉末体を得る。 【構成】 容器１内に一定重量秤量した粉末２を充填
し、容器１を振動台３に載せ、加振する。粉末２は加振
により粉末充填密度が大きくなり、その後、粉末２の充
填体積が所定値になった時点で振動を停止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粉末材料を型内に充填
する方法に関して、均一な密度で充填する技術に関する
ものである。
する方法に関して、均一な密度で充填する技術に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】静水圧加圧法で圧粉体を成形する場合、
粉末を充填してある成形型全体に均一な圧力が加わるた
め、成形された圧粉体は、どの箇所でも略均一な粉末密
度となる。このため、成形型内の充填粉末の密度分布が
不均一であると、静水圧加圧の際、粉末密度の低い箇所
は、粉末密度の高い箇所に比べて粉末の収縮量が大きく
なってしまう。その結果、圧粉体のどの箇所でも密度は
均一だが、各箇所で寸法が異なる圧粉体ができてしま
う。この問題を解決するためには、充填粉末の密度分布
を均一にしてから、静水圧加圧を行えばよい。そこで、
特開平４−５６７０５号公報に記載の技術には、製品内
の粉末充填密度のばらつきを無くす方法として、成形型
に粉末を充填し、成形型に一定回数の振動を加え、充填
粉末密度を高くすることにより、製品内の充填粉末密度
のばらつきを低減している方法が開示されている。
粉末を充填してある成形型全体に均一な圧力が加わるた
め、成形された圧粉体は、どの箇所でも略均一な粉末密
度となる。このため、成形型内の充填粉末の密度分布が
不均一であると、静水圧加圧の際、粉末密度の低い箇所
は、粉末密度の高い箇所に比べて粉末の収縮量が大きく
なってしまう。その結果、圧粉体のどの箇所でも密度は
均一だが、各箇所で寸法が異なる圧粉体ができてしま
う。この問題を解決するためには、充填粉末の密度分布
を均一にしてから、静水圧加圧を行えばよい。そこで、
特開平４−５６７０５号公報に記載の技術には、製品内
の粉末充填密度のばらつきを無くす方法として、成形型
に粉末を充填し、成形型に一定回数の振動を加え、充填
粉末密度を高くすることにより、製品内の充填粉末密度
のばらつきを低減している方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】粉末の充填のしやすさ
は、その粉末が持っている特性（粒度、粒度分布、粒
形、表面の状況等）に影響される。例えば粉末表面の状
況の違いとして、粉末中の水分量の違いによる場合を図
４に示すが、粉末中の水分量の違いにより、所定の粉末
充填密度に達する迄の振動回数が異なることがわかる。
特開平４−５６７０５号公報記載の技術は、振動回数の
設定方法として、成形型内に、ある任意の特性をもった
粉末（基準粉末）を基にして、製品内の充填粉末密度の
ばらつきがなくなる迄の振動回数を計測して設定してい
る。この一定の振動回数で所定の粉末充填密度を得る方
法は、型に充填する粉末の特性が基準粉末と同じなら
ば、１つ１つの製品の粉末充填密度も同じとなり、製品
間に粉末充填密度の差がない粉末充填体を得ることがで
きる。しかし、作業工程中に粉末特性が基準粉末から変
化すると、図４に一例として水分量の違いによる場合を
示した様に、同一振動回数でも粉末充填密度は異なるた
め、たとえ製品内の粉末充填密度のばらつきが低減され
たとしても、製品間で粉末充填密度の異なる成形体がで
きてしまう。粉末充填密度の違いにより、加圧工程での
収縮率はそれぞれ異なるため、次工程の加圧工程を経
て、製品間で大きさが異なる製品になってしまう。
は、その粉末が持っている特性（粒度、粒度分布、粒
形、表面の状況等）に影響される。例えば粉末表面の状
況の違いとして、粉末中の水分量の違いによる場合を図
４に示すが、粉末中の水分量の違いにより、所定の粉末
充填密度に達する迄の振動回数が異なることがわかる。
特開平４−５６７０５号公報記載の技術は、振動回数の
設定方法として、成形型内に、ある任意の特性をもった
粉末（基準粉末）を基にして、製品内の充填粉末密度の
ばらつきがなくなる迄の振動回数を計測して設定してい
る。この一定の振動回数で所定の粉末充填密度を得る方
法は、型に充填する粉末の特性が基準粉末と同じなら
ば、１つ１つの製品の粉末充填密度も同じとなり、製品
間に粉末充填密度の差がない粉末充填体を得ることがで
きる。しかし、作業工程中に粉末特性が基準粉末から変
化すると、図４に一例として水分量の違いによる場合を
示した様に、同一振動回数でも粉末充填密度は異なるた
め、たとえ製品内の粉末充填密度のばらつきが低減され
たとしても、製品間で粉末充填密度の異なる成形体がで
きてしまう。粉末充填密度の違いにより、加圧工程での
収縮率はそれぞれ異なるため、次工程の加圧工程を経
て、製品間で大きさが異なる製品になってしまう。
【０００４】本発明は上記の問題点に着目して、粉末充
填密度の確認を粉末の充填体積の測定で行うことによ
り、粉末特性が変化しても、製品間の粉末充填密度に差
がない粉末充填体を得ることを目的とする。
填密度の確認を粉末の充填体積の測定で行うことによ
り、粉末特性が変化しても、製品間の粉末充填密度に差
がない粉末充填体を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明における粉末の均
一充填方法は、粉末を型内の空間に充填する方法におい
て、粉末を一定重量秤量する工程と、前記粉末を型内に
充填して振動を加え、または、振動を加えながら前記粉
末を充填する工程と、粉末の充填が完了後、粉末の充填
体積が所定値になった時点で、振動を停止する工程とを
行うことを特徴とする。
一充填方法は、粉末を型内の空間に充填する方法におい
て、粉末を一定重量秤量する工程と、前記粉末を型内に
充填して振動を加え、または、振動を加えながら前記粉
末を充填する工程と、粉末の充填が完了後、粉末の充填
体積が所定値になった時点で、振動を停止する工程とを
行うことを特徴とする。
【０００６】
【作用】粉末を一定重量秤量することにより粉末の重量
が求まり、また、充填粉末体積の値を監視することによ
り充填体積が求まる。以上より充填粉末密度が定まるた
め、粉末特性に因らず製品間の粉末充填密度に差がない
粉末充填体を得ることができる。
が求まり、また、充填粉末体積の値を監視することによ
り充填体積が求まる。以上より充填粉末密度が定まるた
め、粉末特性に因らず製品間の粉末充填密度に差がない
粉末充填体を得ることができる。
【０００７】
〔第１実施例〕以下、本発明の第１実施例について図１
を参照して説明する。粉末を成形する型である容器１
に、容器１の開口端の一方に蓋４を付けて容器１の底部
を形成し、一定重量秤量した粉末２を充填する。容器１
を振動台３上に設置し、粉末２の充填体積を測定しなが
ら、容器１に振動を加え、粉末２が一定の充填体積に到
達した時点を、容器１内に設けた目盛りで読み取り、振
動を停止する。または、容器１に振動を加えながら、一
定重量秤量した粉末２を充填して、粉末の充填が完了
後、粉末２が一定の体積に到達した時点で振動を停止し
てもよい。この方法により、充填されにくい粉末は、長
時間の振動を加えて所定の粉末充填密度になり、充填さ
れやすい粉末は、短時間の振動で所定の粉末充填密度に
なる。また、常に体積を監視しているので、所定の粉末
充填密度になった時間が即座に分かり、必要以上に長時
間の振動を掛けることなく、作業工数も最小限ででき
る。
を参照して説明する。粉末を成形する型である容器１
に、容器１の開口端の一方に蓋４を付けて容器１の底部
を形成し、一定重量秤量した粉末２を充填する。容器１
を振動台３上に設置し、粉末２の充填体積を測定しなが
ら、容器１に振動を加え、粉末２が一定の充填体積に到
達した時点を、容器１内に設けた目盛りで読み取り、振
動を停止する。または、容器１に振動を加えながら、一
定重量秤量した粉末２を充填して、粉末の充填が完了
後、粉末２が一定の体積に到達した時点で振動を停止し
てもよい。この方法により、充填されにくい粉末は、長
時間の振動を加えて所定の粉末充填密度になり、充填さ
れやすい粉末は、短時間の振動で所定の粉末充填密度に
なる。また、常に体積を監視しているので、所定の粉末
充填密度になった時間が即座に分かり、必要以上に長時
間の振動を掛けることなく、作業工数も最小限ででき
る。
【０００８】〔第２実施例〕次に第２実施例について図
２を参照して説明する。第１実施例と同様に、底部を形
成する蓋４を設けた容器１に、一定重量秤量した粉末２
を充填する。この充填した粉末２上に、容器１内部周縁
に摺動する重り５を載せる。容器１を振動台３に載せて
振動を開始する。振動により、容器１に充填した粉末２
の充填体積は縮まり、粉末２の表面上にある重り５は容
器１内に陥没していく。その後、所定の充填体積に到達
した時点で振動を停止する。
２を参照して説明する。第１実施例と同様に、底部を形
成する蓋４を設けた容器１に、一定重量秤量した粉末２
を充填する。この充填した粉末２上に、容器１内部周縁
に摺動する重り５を載せる。容器１を振動台３に載せて
振動を開始する。振動により、容器１に充填した粉末２
の充填体積は縮まり、粉末２の表面上にある重り５は容
器１内に陥没していく。その後、所定の充填体積に到達
した時点で振動を停止する。
【０００９】第１実施例での重りを載せない場合では、
粉末下部は、上部の粉末の重量が加わるため、粉末充填
密度が高くなるが、粉末上部は、加わる重量が小さいた
め、粉末下部ほどには粉末充填密度が高くならず、粉末
上部と粉末下部とで密度差を生じてしまう。しかし、粉
末上部に重り５を載せた第２実施例の方法では、重り５
による加圧のため、粉末上部の充填密度も高くすること
ができる。粉末充填密度が低い時は、加振することによ
り、粉末充填密度は容易に上昇する。しかし、粉末体が
最密充填体に近づくほど、粉末充填密度の上昇度合は緩
やかになる。粉末下部は粉末上部の重量が加わっている
ため、粉末上部の重量だけで十分に粉末充填密度は高く
なり、さらに重り５を載せても粉末充填密度の上昇量は
少ない。また、粉末上部は、重り５を載せない場合は粉
末密度は低いので、重り５を載せることによる粉末密度
の上昇度は大きい。よって、重り５を載せた場合の粉末
上部と粉末下部との密度差は小さくなり、製品内の粉末
充填密度のばらつきを低減でき、全体に粉末充填密度が
高くすることができる。また、粉末充填体積を管理する
際に、重り５の位置を近接センサ、レーザー式距離セン
サ６等により測定すれば、簡便かつ精度よく管理でき
る。
粉末下部は、上部の粉末の重量が加わるため、粉末充填
密度が高くなるが、粉末上部は、加わる重量が小さいた
め、粉末下部ほどには粉末充填密度が高くならず、粉末
上部と粉末下部とで密度差を生じてしまう。しかし、粉
末上部に重り５を載せた第２実施例の方法では、重り５
による加圧のため、粉末上部の充填密度も高くすること
ができる。粉末充填密度が低い時は、加振することによ
り、粉末充填密度は容易に上昇する。しかし、粉末体が
最密充填体に近づくほど、粉末充填密度の上昇度合は緩
やかになる。粉末下部は粉末上部の重量が加わっている
ため、粉末上部の重量だけで十分に粉末充填密度は高く
なり、さらに重り５を載せても粉末充填密度の上昇量は
少ない。また、粉末上部は、重り５を載せない場合は粉
末密度は低いので、重り５を載せることによる粉末密度
の上昇度は大きい。よって、重り５を載せた場合の粉末
上部と粉末下部との密度差は小さくなり、製品内の粉末
充填密度のばらつきを低減でき、全体に粉末充填密度が
高くすることができる。また、粉末充填体積を管理する
際に、重り５の位置を近接センサ、レーザー式距離セン
サ６等により測定すれば、簡便かつ精度よく管理でき
る。
【００１０】〔試験例〕次に本発明の試験例を示す。平
均粒径がそれぞれ約７０μｍ、約１０μｍのチタン粉末
とＡｌ3 Ｖ粉末を、重量比で９：１に秤量、混合して充
填粉末材料２とした。この粉末２を４０ｇ秤量して、図
２に示す様にウレタンからなる円筒状の容器１（容器内
径φ１５ｍｍ×高さ１２０ｍｍ）に充填し、３０ｇ（φ
１４ｍｍ）の重り５を粉末上部に載せた。重りの位置検
出用にレーザー式距離センサ６を振動台３の上部にセッ
トした状態で、容器１を振動台３に載せ、周波数３０Ｈ
ｚ、振幅１ｍｍの正弦波の振動を加える。振動を加えて
いる過程で、重りの位置をレーザー式距離センサ６にて
測定し、粉末の充填高さが１００ｍｍになった位置（粉
末充填密度２．２６ｇ／ｃｍ3 ）で振動を停止し、その
後、４ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力でＣＩＰ成形を行った。
均粒径がそれぞれ約７０μｍ、約１０μｍのチタン粉末
とＡｌ3 Ｖ粉末を、重量比で９：１に秤量、混合して充
填粉末材料２とした。この粉末２を４０ｇ秤量して、図
２に示す様にウレタンからなる円筒状の容器１（容器内
径φ１５ｍｍ×高さ１２０ｍｍ）に充填し、３０ｇ（φ
１４ｍｍ）の重り５を粉末上部に載せた。重りの位置検
出用にレーザー式距離センサ６を振動台３の上部にセッ
トした状態で、容器１を振動台３に載せ、周波数３０Ｈ
ｚ、振幅１ｍｍの正弦波の振動を加える。振動を加えて
いる過程で、重りの位置をレーザー式距離センサ６にて
測定し、粉末の充填高さが１００ｍｍになった位置（粉
末充填密度２．２６ｇ／ｃｍ3 ）で振動を停止し、その
後、４ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力でＣＩＰ成形を行った。
【００１１】上記の実験を、水分量にて充填粉末特性を
変化させた粉末について行った。粉末の充填高さが１０
０ｍｍになるまでの振動時間は、粉末中の水分含有率の
増加にともなって増加し、４１秒（粉末中の水分含有率
２００ｐｐｍ）、６５秒（３５０ｐｐｍ）、１７５秒
（５００ｐｐｍ）であった。なお、粉末中の水分含有量
は、粉末の重量に比べて僅かなので、粉末を一定重量秤
量する際に、粉末中の水分含有量は無視できる範囲であ
る。また、粉末上部に重り５を載せて充填した場合と、
粉末上部に重り５を載せないで充填した場合との寸法比
較を行った。この結果を図３に示す。図３はＣＩＰ成形
を行った圧粉体の直径を、下端から１０ｍｍおきに測定
したものである。重りを載せた圧粉体は、下端からの位
置に係わらずほぼ一定の直径であるが、重りなしの圧粉
体は、上端部分で直径が小さくなっている。これは、上
部の充填密度が低いため、ＣＩＰ成形による圧粉時の収
縮量が大きかったためである。このように粉末上部に重
りを載せると、重りなしの粉末よりさらに製品内の充填
密度のばらつきがなくなる。
変化させた粉末について行った。粉末の充填高さが１０
０ｍｍになるまでの振動時間は、粉末中の水分含有率の
増加にともなって増加し、４１秒（粉末中の水分含有率
２００ｐｐｍ）、６５秒（３５０ｐｐｍ）、１７５秒
（５００ｐｐｍ）であった。なお、粉末中の水分含有量
は、粉末の重量に比べて僅かなので、粉末を一定重量秤
量する際に、粉末中の水分含有量は無視できる範囲であ
る。また、粉末上部に重り５を載せて充填した場合と、
粉末上部に重り５を載せないで充填した場合との寸法比
較を行った。この結果を図３に示す。図３はＣＩＰ成形
を行った圧粉体の直径を、下端から１０ｍｍおきに測定
したものである。重りを載せた圧粉体は、下端からの位
置に係わらずほぼ一定の直径であるが、重りなしの圧粉
体は、上端部分で直径が小さくなっている。これは、上
部の充填密度が低いため、ＣＩＰ成形による圧粉時の収
縮量が大きかったためである。このように粉末上部に重
りを載せると、重りなしの粉末よりさらに製品内の充填
密度のばらつきがなくなる。
【００１２】以上、本発明の実施例について説明した
が、この本発明の実施例には特許請求の範囲に記載した
技術的事項以外に次の様な技術的事項の実施態様を有す
るものであることを付記しておく。粉末材料のプレス成
形において、粉末を型内に一定重量充填した後、粉末上
面に型と摺動する所定重量のおもりを載せ加振し、充填
粉末体積が所定値になった時点で、振動を停止すること
を特徴とする粉末の均一充填方法。
が、この本発明の実施例には特許請求の範囲に記載した
技術的事項以外に次の様な技術的事項の実施態様を有す
るものであることを付記しておく。粉末材料のプレス成
形において、粉末を型内に一定重量充填した後、粉末上
面に型と摺動する所定重量のおもりを載せ加振し、充填
粉末体積が所定値になった時点で、振動を停止すること
を特徴とする粉末の均一充填方法。
【００１３】また、予め粉末の特性を一定にする工程を
粉末充填工程の前に設ければ、粉末重量と粉末充填前の
体積との関係は一定となり、この場合、充填前の粉末の
体積を測定すれば、粉末重量が分かる。
粉末充填工程の前に設ければ、粉末重量と粉末充填前の
体積との関係は一定となり、この場合、充填前の粉末の
体積を測定すれば、粉末重量が分かる。
【００１４】
【発明の効果】本発明においては、型内に充填された粉
末の充填体積を測定することにより、充填粉末体の密度
管理をしているため、粉末特性がばらついても一定密度
の粉末充填が可能となる。
末の充填体積を測定することにより、充填粉末体の密度
管理をしているため、粉末特性がばらついても一定密度
の粉末充填が可能となる。
【図１】 本発明の第１実施例である粉末充填装置
の断面図。
の断面図。
【図２】 本発明の第２実施例である粉末充填装
置、および試験例で用いた粉末充填装置の断面図。
置、および試験例で用いた粉末充填装置の断面図。
【図３】 本発明の試験例の測定結果を示すグラ
フ。
フ。
【図４】 粉末中に含まれる水分含有率の違いによ
る振動時間−粉末充填密度の関係を示すグラフ。
る振動時間−粉末充填密度の関係を示すグラフ。
１ ・・・ 容器（型） ２ ・・・ 粉末 ３ ・・・ 振動台 ４ ・・・ 容器の底部を形成する蓋 ５ ・・・ 重り ６ ・・・ レーザー式距離センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 粉末を型内の空間に充填する方法におい
て、粉末を一定重量秤量する工程と、前記粉末を型内に
充填して振動を加え、または、振動を加えながら前記粉
末を充填する工程と、粉末の充填が完了後、粉末の充填
体積が所定値になった時点で、振動を停止する工程とを
行うことを特徴とする粉末の均一充填方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP561794A JPH07207303A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 粉末の均一充填方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP561794A JPH07207303A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 粉末の均一充填方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07207303A true JPH07207303A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11616150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP561794A Pending JPH07207303A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 粉末の均一充填方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07207303A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6698465B2 (en) | 2001-09-03 | 2004-03-02 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Process for filling powder, apparatus therefor and process for producing composite material |
| JP2014001451A (ja) * | 2012-05-30 | 2014-01-09 | Rolls Royce Plc | 粉末材料から物品を製造する装置及び方法 |
| JP2019144130A (ja) * | 2018-02-21 | 2019-08-29 | 学校法人法政大学 | 接触角測定方法、接触角測定装置及び粉体充填装置 |
| WO2024006205A1 (en) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | Entegris, Inc. | Vibration fill process for solid chemistries |
-
1994
- 1994-01-24 JP JP561794A patent/JPH07207303A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6698465B2 (en) | 2001-09-03 | 2004-03-02 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Process for filling powder, apparatus therefor and process for producing composite material |
| JP2014001451A (ja) * | 2012-05-30 | 2014-01-09 | Rolls Royce Plc | 粉末材料から物品を製造する装置及び方法 |
| JP2019144130A (ja) * | 2018-02-21 | 2019-08-29 | 学校法人法政大学 | 接触角測定方法、接触角測定装置及び粉体充填装置 |
| JP2022050667A (ja) * | 2018-02-21 | 2022-03-30 | 学校法人法政大学 | 粉体充填装置 |
| WO2024006205A1 (en) * | 2022-06-29 | 2024-01-04 | Entegris, Inc. | Vibration fill process for solid chemistries |
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