JPH073894U - 粉体充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＩＰ成形用としての有底筒状のゴム型内
に、被成形粉体を充填ムラなく均一に充填できる粉体充
填装置を得る。 【構成】 ゴム型(D) を載置するターンテーブル(1) の
回転軸線に対称な両側に、ゴム型(D) の外周面に繰り返
し衝撃を与える複数のタッピング機(2) を高さ方向に列
設した対のサイドフレーム(3),(3')を立設し、更にその
タッピング機(2)列の外側に昇降自由に配され、任意の
高さ位置のタッピング機(2) を内方に押しやってゴム型
(D) への衝撃力を強める側圧子(5) を設けてなるものと
する。 【効果】 粉体の投入時に、回転しているゴム型の全高
さにわたって均等な衝撃を与えて一様に振動させる一方
で、粉体の充填レベルに対応する最適高さ位置に対する
衝撃力を強めることができ、もって粉体を充填ムラなく
均一に、かつ高い充填率でゴム型に充填できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、粉体のＣＩＰ（冷間等方圧加圧）成形分野に関わり、ＣＩＰ成形用 ゴム型内に被成形粉体を投入して充填する粉体充填装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、金属やセラミックス等の粉体をＣＩＰ（冷間等方圧加圧）処理 して、超硬質材や新素形材を得る場合、それら粉体を自己保存性を有する硬質ゴ ム型に充填し、そのゴム型を介して粉体に超高等方圧を加えて固化成形する。 また、このＣＩＰ法による成形材の内部品質は、ゴム型に充填された被成形粉 体の密度および均一性に大きく左右されるので、高品質の成形材を得るためには 、粉体を充填ムラの生じないようにゴム型に充填することが重要になる。

【０００３】 そのため、従来より種々の対応策が講じられているが、粉体の充填ムラを生じ させないためには、粉体の投入時にゴム型の外周面に繰り返し衝撃を与えて振動 させる、いわゆるタッピングすることが有効であるとされており、例えば、実開 昭62−105791号公報に開示されているようにタッピング機を備える充填装置が提 案され、かつ実用に供されている。

【０００４】 この充填装置（実開昭62−105791号）は、その概要構成を示す正断面図である 〔図３〕に示すように、底蓋を有する円筒状のゴム型(D) を載置させるターンテ ーブル(31)と、このターンテーブル(31)上に載置されたゴム型(D) の外周面に繰 り返し衝撃を与える１対のタッピング機(32),(32')と、これらタッピング機(32) ,(32')を昇降させる昇降機構(33)とを備えてなる。そして、この充填装置では、 ターンテーブル(31)に載置されたゴム型(D) に所定量の粉体(P) の投入し、この ゴム型(D) を回転させながら、その適宜高さ位置の外周面に、対のタッピング機 (32),(32')で衝撃を与えて振動させることで、炭素質材等の粉体(P) を均等的に かつ高密度で充填する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、タッピングにより粉体の充填ムラを生じさせないためには、粉体の 投入と同時にゴム型の外周面を均等にタッピングし、かつ、常に粉体の充填レベ ルに対応する高さ位置の外周面をタッピングするのが最良の方法とされている。

【０００６】 しかし、上記従来の充填装置では、対向する１対のタッピング機を昇降させて ゴム型の外周に衝撃を与える構成とされているので、その高さ位置を調整して、 常に粉体の充填レベルに対応する最適位置に衝撃・振動を与えることができても 、その他の高さ位置に対しては同時に十分な振動を及ぼすことができず、そのた めに高さ方向において衝撃および振動の不十分な部分が生じ易く、これが充填ム ラの原因になるという問題点を内在している。

【０００７】 本考案は、上記従来技術の問題点を解消すべくなされたものであって、粉体の 投入時に、回転しているゴム型の全高さにわたって均等な衝撃を与えて一様に振 動させる一方で、粉体の充填レベルに対応する最適高さ位置に対する衝撃力を強 めることができ、もって投入された粉体を充填ムラなく均一に、かつ高い充填率 でゴム型に充填できる粉体充填装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は以下の構成とされている。すなわち、本 考案に係る粉体充填装置は、ＣＩＰ成形用の有底筒状のゴム型(D) 内に、被成形 粉体(P) を投入して充填する粉体充填装置であって、ゴム型(D) を載置および回 転させるターンテーブル(1) と、このターンテーブル(1) の回転軸心に対して回 転対称な少なくとも２個所の側方位置それぞれに、ゴム型(D) の高さ方向に列を なして複数配設され、ターンテーブル(1) 上に載置されたゴム型(D) の外周面に 繰り返し衝撃を与えるタッピング機(2) とを備えてなり、かつ、各タッピング機 (2) が、ゴム型(D) への衝撃力を調整可能に配設されてなることを特徴とする。

【０００９】

【作用】

本考案の粉体充填装置では、ゴム型(D) を載置および回転させるターンテーブ ル(1) と、このターンテーブル(1) の少なくとも２個所の側方位置それぞれに、 ゴム型(D) の高さ方向に列をなして複数配設され、ターンテーブル(1) 上に載置 されたゴム型(D) の外周面に繰り返し衝撃を与えるタッピング機(2) とを備える ので、粉体(P) の投入時に、ゴム型(D) を回転させながら、そのゴム型(D) の全 高さにわたって均等な衝撃を与えて一様に振動させることができる。また、各タ ッピング機(2) は、ターンテーブル(1) の回転軸心に対して回転対称な複数の側 方位置それぞれに、ゴム型(D) の高さ方向に列をなして配設するので、回転する ゴム型(1) の外周面に与える衝撃を回転対称で対向させ、つまり周方向で均等化 させて、そのゴム型(1) を、衝撃で偏心回転することなく、安定して回転を維持 させることができる。 また、各タッピング機(2) は、ゴム型(D) への衝撃力を調整可能に配設してい るので、粉体(P) の投入時に、各列それぞれのタッピング機(2) にて、回転する ゴム型(D) の全高さにわたって均等な衝撃を与えて一様に振動させる一方で、各 列の任意高さ位置のタッピング機(2) の衝撃力を強め、すなわち投入される粉体 (P) のゴム型(D) 内での充填レベルに対応する最適高さ位置のタッピング機(2) の衝撃力を強めることができ、その相乗効果によって、投入された粉体(P) を充 填ムラなく均一に、かつ高い充填率でゴム型(D) に充填することができる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を参照して説明する。 〔図１〕は本考案の実施例の粉体充填装置の概要構成を示す正断面図である。

【００１１】 〔図１〕において、(1) はターンテーブルであって、このターンテーブル(1) は、その回転軸(1a)を軸受(11)を介して基台(10)に回転自由に支持されると共に 、基台(10)下部に配設されたモータ(12)に回転軸(1a)下端を連結され、このモー タ(12)によって駆動回転させられる。また、このターンテーブル(1) 上には、上 面に係合凹部(9a)を有するゴム型保持盤(9) が着脱可能に取り付けてある。

【００１２】 ここで、(D) はゴム型であって、このゴム型(D) は、ＣＩＰ成形用として自己 保存性を有する硬質ゴムからなり、底蓋(Da)を備えた円筒状のもので、その底蓋 (Da)部を上記ゴム型保持盤(9) の係合凹部(9a)内に係合保持され、自立した形で ターンテーブル(1) 上に載置されると共に、このターンテーブル(1) の駆動によ って軸心回りに回転させられる。

【００１３】 (2) はタッピング機であって、このタッピング機(2) は、エア駆動式とされ、 圧縮空気の供給を受けて往復動するピストン先端にタッピングヘッド(2a)を設け たエアシリンダー状のもので、ターンテーブル(1) の両側に位置する基台(10)上 に対向して立設された対のサイドフレーム(3),(3')それぞれに、高さ方向に列を なして複数個（本例では各７個）、かつターンテーブル(1) の回転軸心に軸対称 な位置を占めて両側で対向して取り付けられている。また、各タッピング機(2) は、ここでは図示を省略した制御弁を介装したフレキシブル管路を介して、図外 の圧縮空気供給源に接続されている。

【００１４】 また、各タッピング機(2) は、先端のタッピングヘッド(2a)をターンテーブル (1) の回転軸心を指向させると共に、本体部をサイドフレーム(3),(3')に軸心方 向に所定量だけ前後動可能に取り付けられている。更にまた、その本体部の後端 に設けた拡径部とサイドフレーム(3),(3')との間には圧縮バネ(4) が外嵌装着さ れており、この構成のもとで圧縮空気の供給を受け、外側端側から押圧を負荷さ れない限り、それぞれが後限に位置して先端のタッピングヘッド(2a)を前後に往 復動させ、これによってターンテーブル(1) 上に載置されたゴム型(D) の外周面 に繰り返し衝撃を与えるものとされている。

【００１５】 (5) は側圧子であって、この側圧子(5) は、対のサイドフレーム(3),(3')に取 り付けられたタッピング機(2) 列の外側に位置し、ガイドレール(13)に沿う上下 方向に移動動可能にサイドフレーム(3),(3')に取り付けられると共に、その下方 に配置された昇降シリンダ(6) の出力軸に連結され、この昇降シリンダ(6) の作 動により任意の高さ位置に昇降できるものとされている。また、この側圧子(5) の内側端には、その内側に位置するタッピング機(2) 後端に当接して内方に向け て押しやる側圧ローラ(5a)が突設されており、この構成のもとで任意の高さ位置 のタッピング機(2) を、ターンテーブル(1) の回転軸心方向に前進させて、ゴム 型(D) の外周面に対する繰り返し衝撃力を強めさせるものとされている。

【００１６】 (7) は給粉装置であって、この給粉装置(7) は、所定量の粉体(P) を収納する ホッパー(7a)と、このホッパー(7a)からの粉体(P) を受け、ターンテーブル(1) に載置されたゴム型(D) 内に一定流量で投入する給粉部(7b)とを備えてなる。 また、そのホッパー(7a)と給粉部(7b)との間には、通過する粉体(P) 量を計測 し、その計測値を電気信号として出力する粉体計量装置(8) が介装されている。

【００１７】 また本実施例では、対のサイドフレーム(3),(3')それぞれを、ターンテーブル (1) の回転軸心に向かう半径方向に、互いに対向して移動可能に基台(10)上に立 設しており、両者間の間隔調整と、前記ゴム型受け(9) のサイズ変更とによって 、充填対象とするゴム型(D) の外径変更に対応可能とした。

【００１８】 更に、ここでは図示を省略した主制御装置に、前記図示省略のフレキシブル管 路の制御弁、昇降シリンダ(6) 、給粉装置(7) およびモータ(12)それぞれの入力 制御部を接続すると共に、給粉装置(7) の粉体計量装置(8) からの外部出力信号 を同主制御装置に入力させ、その主制御装置の操作にて、ターンテーブル(1) 、 各タッピング機(2) 、側圧子(5) および給粉装置(7) の作動を制御し、それらを 全自動で連係作動させるものとした。

【００１９】 上記構成の本実施例の粉体充填装置の作動を、〔図１〕およびその作動フロー の説明図である〔図２〕を参照して説明すると、まず、ターンテーブル(1) 上に ゴム型(D) を載置する一方、給粉装置(7) のホッパー(7a)に所定量の粉体(P) を 装入する。また、このとき側圧子(5) は基準位置とする下限に位置させる。

【００２０】 この状態から主制御装置の作動開始スイッチを押し、以下の自動運転をスタ ートさせる。そしてスタートの指令により、モータ(12)に入力され、続いて図 示省略のフレキシブル管路の制御弁が開に作動されて、ターンテーブルの回転 およびタッピング機の駆動が開始され、これによりターンテーブル(1) 上のゴ ム型(D) は回転させられながら、その外周面に各タッピング機(2) により繰り返 し衝撃を与えられる。なお、このときの各タッピング機(2) の衝撃力は等しく、 かつ比較的小さなものとなるように調整されている。

【００２１】 次いで、一定のタイムラグをおいて、給粉装置の駆動が開始され、粉体(P) が一定流量でゴム型(D) 内に投入される始める。また同時に、粉体計量装置(8) からの外部出力信号が主制御装置に入力され始め、その計測信号から、同主制御 装置において、給粉装置(7) 内の粉体(P) 残量と、ゴム型(D) 内に投入されてい る粉体(P) の充填レベルがリアルタイムで演算され、これによりゴム型(D) 内 の充填レベルが継続して把握されると共に、充填完了の時点が確認される。

【００２２】 またその一方で、演算された充填レベルに基づいて昇降シリンダ(6) の入力 制御部に作動指令が出されて、側圧子の上昇が始まり、この側圧子(5) の側圧 ローラ(5a)によって、投入されている粉体(P) の充填レベルに対応する高さ位置 のタッピング機(2) が内方に押しやられ、順次かつ個別に、ゴム型(D) の外周面 に対する繰り返し衝撃力を強めさせられる。

【００２３】 そして、給粉装置(7) 内の粉体(P) 残量がなくなり、粉体(P) の充填完了が 確認されると、所定時間をおいた後にストップの指令が出され、その指令でタ ーンテーブル(1) の回転および各タッピング機(2) の駆動が停止される。次いで 、一定のタイムラグをおいた後に側圧子の下降復帰が始まり、側圧子(5) が基 準位置に復帰する。次いで粉体(P) を充填したゴム型(D) がターンテーブル(1) 上から取り出され、これによって本実施例の粉体充填装置での１サイクルの運転 が終わると共に、次サイクルに対する（丸囲み10）スタンバイの状態となる。

【００２４】 以上に述べたようにして、ゴム型(D) に粉体(P) を充填する本実施例の粉体充 填装置では、粉体(P) の投入時に、両側に対向配置された上下方向のタッピング 機(2) 列にて、回転するゴム型(D) の全高さにわたって均等な衝撃を与えて一様 に振動させる一方で、各列の任意高さ位置のタッピング機(2) の衝撃力を強め、 すなわち投入される粉体(P) のゴム型(D) 内での充填レベルに対応する最適高さ 位置のタッピング機(2) の衝撃力を強めることができ、その相乗効果によって、 投入された粉体(P) を充填ムラなく均一に、かつ高い充填率でゴム型(D) に充填 することができる。また、その充填も全自動で行うことができ、もって処理効率 を高めて生産効率を向上させることができる。

【００２５】 なお、本実施例の粉体充填装置では、内側端に１つの側圧ローラ(5a)を突設し てなる側圧子(5) によって、各タッピング機(2) を順次かつ個別に内方に押圧す るものとしたが、これは例えば、側圧子(5) が２つの側圧ローラ(5a)を上下２連 に突設してなるものとし、上下で隣接する２つのタッピング機(2) を同時に内方 に押圧してゴム型(D) への衝撃力を強めるものとされても良い。

【００２６】 また、本実施例の粉体充填装置では、昇降する側圧子(4) によって、任意の高 さ位置のタッピング機(2) を内方に押圧してゴム型(D) の外周面に対する衝撃力 を強める方向に調整するものとしたが、これは一例であって、例えば、昇降する 側圧子に代わり、タッピング機それぞれの外側にネジシリンダ等の押圧装置を配 して、各タッピング機の衝撃力を調整するものとされても良い。 更に、例えば市販のエアーノッカーなどのように、エアの元圧力およびピスト ンのストロークの調整により衝撃力が可変な構成のタッピング機を対のサイドフ レームに固定配置し、これにより各タッピング機の衝撃力の調整を可能として、 側圧子やネジシリンダ等の押圧機構を省略することもできる。

【００２７】 また、本実施例の粉体充填装置では、ターンテーブル(1) 両側で対向して立設 された対のサイドフレーム(3),(3')に、各７個のタッピング機(2) を高さ方向に 列をなして取り付け、これにより両側のタッピング機(2) 列を、ターンテーブル (1) の回転軸心に対して軸対称な位置を占めさせたが、本考案はこの構成に限定 されるものではない。すなわち、これらサイドフレームおよびタッピング機列は 、ターンテーブルの回転軸心に対して回転対称な複数部位に配置され、回転する ゴム型の外周面に与える衝撃を周方向で均等化させて、そのゴム型を安定して回 転させることができる限り、充填対象とするゴム型のサイズおよび装置規模に応 じて２個所以上の複数位置に配設されて良い。また同様に、タッピング機は各７ 個以外の複数個でもつて高さ方向に配列されて良いことは言うまでない。 また、タッピング機としては、本実施例のようにエア駆動式だけでなく、油圧 駆動式や電動バイブレータ式のものを採用されても良い。

【００２８】

【考案の効果】

以上に述べたように、本考案に係る粉体充填装置では、粉体の投入時に、回転 しているゴム型の全高さにわたって均等な衝撃を与えて一様に振動させる一方で 、粉体の充填レベルに対応する最適高さ位置に対する衝撃力を強めることができ 、その相乗効果によって投入された粉体を充填ムラなく均一に、かつ高い充填率 でゴム型に充填することができ、もって、ＣＩＰ（冷間等方圧加圧）処理による 成形体の品質を安定して高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の粉体充填装置の概要構成を示
す正断面図である。

【図２】本考案の本実施例の粉体充填装置の作動フロー
の説明図である。

【図３】従来の充填装置の概要構成を示す正断面図であ
る。

【符号の説明】

(1) --ターンテーブル、(1a)--回転軸、(2) --タッピン
グ機、(2a)--タッピングヘッド、(3),(3')--サイドフレ
ーム、(4) --圧縮バネ、(5) --側圧子、(5a)--側圧ロー
ラ、(6) --昇降シリンダ、(7) --給粉装置、(7a)--ホッ
パー、(7b)--給粉部、(8) --粉体計量装置、(9) --ゴム
型保持盤、(9a)--係合凹部、(10)--基台、(11)--軸受、
(12)--モータ、(13)--ガイドレール、(D) --ゴム型、(D
a)--底蓋、(P) --粉体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＩＰ成形用の有底筒状のゴム型(D) 内
   に、被成形粉体(P)を投入して充填する粉体充填装置で
   あって、ゴム型(D) を載置および回転させるターンテー
   ブル(1) と、このターンテーブル(1) の回転軸心に対し
   て回転対称な少なくとも２個所の側方位置それぞれに、
   ゴム型(D) の高さ方向に列をなして複数配設され、ター
   ンテーブル(1) 上に載置されたゴム型(D) の外周面に繰
   り返し衝撃を与えるタッピング機(2) とを備えてなり、
   かつ、各タッピング機(2) が、ゴム型(D) への衝撃力を
   調整可能に配設されてなることを特徴とする粉体充填装
   置。