JPH0914854A

JPH0914854A - ボックス及び加熱成形装置

Info

Publication number: JPH0914854A
Application number: JP15819795A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Isaki; 博伊崎; Toshiyuki Aoki; 敏行青木
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】アモルファス材料の加熱成形が容易且つ確実
に行えるようにする。【構成】中空箱状をしたボックス２に対し、その上部
の材料供給装置４から粉末状のアモルファス材料を送給
すると共に、このボックス２へ熱風供給装置６からの熱
風を吹き込む。これによりボックス２内においてアモル
ファス材料が粘性を生じるようになった後、ボックス２
を一気にプレス装置５へと移動させてアモルファス材料
の送り渡しを行い、その後、プレス装置５により一気に
成形を行う。これであれば、アモルファス材料が非晶質
であることを失わせることなく、目的形状に成形でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末材料の加熱成形に
用いるシューボックス及び加熱成形装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】アモルファス材料は、磁気特性、強度、
耐蝕性等の面で優れ、また触媒特性を引き出せる等の特
有の利点を有している。そのため、各種方面での使用が
期待されている。ところが、アモルファス材料は、液体
状態にある材料を急冷することで結晶化が起こらないよ
うにして（非晶質にして）製造したものであるため、自
ずと体積の小さなもの（例えば粉末状、微厚なシート
状、極細の線材状等の状態）でしか得ることができない
ものであった。そのため、このアモルファス材料を実用
に供するためには、ある程度の体積を持たせる必要があ
り、このための成形が必要であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この成形時
においてアモルファス材料に高熱が加わるようなことが
あると、結晶化が起こり、アモルファス（非晶質）で無
くなるという難しさがあった。そこで従来では、真空ホ
ットプレスによる成形法を採用していたが、この成形法
では、粉末状のアモルファス材料を真空設備内の成形機
にセットし、そして成形機まわりを真空にしてから、加
熱し、成形する、というものであったため、１回の成形
に係るサイクルタイムが非常に長く、且つ手間を要する
ものとなり、生産性に劣る欠点があった。また、大型の
設備を必要とする欠点もあった。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、アモルファス材料等の粉末材料を、簡潔な設
備で、しかも容易且つ迅速に成形することができるよう
にしたボックス及び加熱成形装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明に係るボックスは、粉末材料を受けとる材料受部と粉
末材料を排出する材料吐き部と、粉末材料を収容する収
容部とを有したボックスであって、上記収容部には通気
性は有するが粉末材料は通過させない熱風取入口及び排
風口が設けられていることを特徴としている。

【０００６】また、本発明に係る加熱成形機は、上記ボ
ックスと、該ボックスの材料受部へ粉末材料を送給可能
な材料供給手段と、上記ボックスの材料吐き部から成形
材料を受け取って所定形状に成形する成形手段と、上記
ボックスの熱風取入口へ熱風を吹き込む熱風供給手段と
を有していることを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明に係るボックスにおいて、材料受部から
収容部へ粉末材料を送給した後、この収容部に設けられ
た熱風取入口を介して収容部内へ熱風を吹き込むことが
できる。これにより、収容部内の粉末材料を一気に加熱
し、粘性を持たせることができる。余分な熱風は、排風
口から排気される。そして、粘性を生じた成形材料（も
との粉末材料）は、ボックスに設けられた材料吐き部か
ら取り出すことができる。

【０００８】本発明に係る加熱成形装置では、上記ボッ
クスが材料供給手段と成形手段との間で移動可能になっ
ており、この移動経路の適所に設けられた熱風供給手段
により、ボックス内の粉末材料に粘性を持たせることが
できるものである。なお、上記熱風供給手段は、材料供
給手段と同位置に並設することができ、この場合には、
ボックス内へ粉末材料を送給すると同時、又はその直後
に加熱を開始できる。そして、この加熱によって粉末材
料が所定温度に達した後（粘性を有する成形材料とされ
た後）、直ぐに移動手段が作動してボックスを成形手段
へと移動させ、ボックスから成形手段への成形材料の吐
き出し、及び成形手段による成形を行わせることができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図２は本発明に係る加熱成形装置１を模式的に示し
ており、この加熱成形装置１は、シューボックス２と、
移動手段３と、材料供給手段４と、成形手段５と、熱風
供給手段６とを有している。

【００１０】成形手段５には、上型１０と下型１１とを
有して成るプレス装置を用いてある。このプレス装置に
おいて、下型１１は、所定形状の成形凹部（図示略）を
有したダイ１２と、このダイ１２を保持する枠型１３及
び下パンチ１４とを有しており、少なくともダイ１２及
び枠型１３の内周部が加熱可能になされている。上型１
０は、油圧シリンダ等の加圧駆動具（図示略）によって
上下動可能になされていると共に、ダイ１２との間で１
ＧＰａ（ギガパスカル）程度の圧縮力を生起可能とされ
ている。

【００１１】移動手段３は、上記成形手段５における枠
型１３の上面に沿ってシューボックス２を往復移動可能
になされたもので、流体圧シリンダ又はモータ駆動走行
機構等により構成される進退駆動具１５を有している。
この進退駆動具１５は、シューボックス２をダイ１２の
上部（吐き出し位置Ｘ）とその側方（退避位置Ｙ）との
間で移動させるだけの作動ストロークを有している。

【００１２】材料供給手段４は、シューボックス２が上
記退避位置Ｙで停止しているときに、このシューボック
ス２に対して粉末材料（例えばアルミ粉末やアモルファ
ス材料等）を送給できるように構成されたものである。
この材料供給手段４には、計量器１７を具備したホッパ
ー１８が用いられており、粉末材料の送給量を自動又は
手動によって調整可能になっている。

【００１３】なお、この材料供給手段４は、シューボッ
クス２が退避位置Ｙで停止した場合に、その材料送給口
部１９を下降させてシューボックス２の上部へ押し付
け、またシューボックス２が移動を開始する際及び退避
位置Ｙ以外にあるときには材料送給口部１９を上昇退避
させることができるような構造にしておくとよい。熱風
供給手段６は、シューボックス２が上記退避位置Ｙで停
止しているときに、このシューボックス２の内部へ熱風
を送り込むことができるようになされたものである。こ
の熱風供給手段６は、熱源２０と送風機２１と送風管２
２とを有しており、シューボックス２内の粉末材料に対
して成形に必要な粘性を生じさせるための熱を発生可能
になっている。

【００１４】なお、以下では、加熱されて粘性を生じた
粉末材料を「成形材料」と言い、加熱によって粘性が出
る温度を「ガラス転移温度」と言う。シューボックス２
は、図１に示すように中空箱状を成したもので、四方の
周壁２５によってそれらの内方に粉末材料の収容部２６
を形成させるようになっている。このシューボックス２
の上部及び下部には各々開口部が設けられており、上部
の開口部が上記材料供給部４からの粉末材料を受け取る
ための材料受部２７とされ、下部の開口部が上記成形手
段５へ成形材料（もとの粉末材料）を吐き出すための材
料吐き部２８とされている。

【００１５】そして、周壁２５のうち一つ（図１の右
側）には、熱風取入口３０が設けられ、またこの熱風取
入口３０と相対する位置（図１左側）の周壁２５には、
排風口３１が設けられている。これら熱風取入口３０及
び排風口３１には、多孔質材や網構造材等によって形成
された通風濾材３２が設けられており、通気性は有する
が粉末材料は通過させないようになっている。

【００１６】なお、本実施例のシューボックス２では、
上記した移動手段３の進退駆動具１５が接続されたのと
同じ周壁２５に対して熱風取入口３０が設けられたもの
とした。そして、シューボックス２が移動手段３によっ
て退避位置Ｙへ位置付けられたときに、この熱風取入口
３０が、熱風供給手段６における送風管２２の吐出口部
２２ａと連通するようにした。

【００１７】以上のような構成を有する加熱成形装置１
では、シューボックス２が退避位置Ｙに位置付けられた
状態で、材料供給手段４によってシューボックス２内へ
粉末材料が供給されると、これと並行するか又は供給が
終了した時点で熱風供給手段６がシューボックス２内へ
熱風を吹き込む。このような加熱方法では、粉末材料を
例えば５００℃／分という急速な昇温速度で加熱するこ
とができるので、粉末材料がアルミ粉末等である場合に
は、これを略瞬時にして粘性を有した成形材料にするこ
とができる。

【００１８】そして、その後、成形材料の温度が低下し
ないうちに移動手段３によるシューボックス２の往復
動、及び成形手段５による成形動作を一気に行うこと
で、極めて短時間のうちに、所望体積、所望形状の成形
品を得ることができるものである。このような加熱成形
方法であれば、一般に行われる粉末成形の場合に比べ、
粉末材料を一旦、冷間による成形で固める工程を経た後
に、これを焼結させるという面倒さを有しないため、容
易性及び迅速性において優れているということができ
る。また、真空設備等を必要としないため、設備の簡潔
化等も図れるという利点がある。

【００１９】ところで、粉末材料をアモルファス材料と
する場合には、更に次のような利点が得られる。すなわ
ち、アモルファス材料においても成形性を得るうえでそ
の加熱温度をガラス転移温度より高くする必要がある
が、この場合、特に、加熱温度が高くなり過ぎて所定温
度（結晶化温度）を超してしまうと、結晶化を招来する
ことになる。このようになると、アモルファス材料特有
の利点である磁気特性その他が得られなくなる（即ち、
アモルファス材料でなくなる）ことは明らかである。従
って、アモルファス材料では、ガラス転移温度と結晶化
温度との間を成形適合温度範囲とするものである。

【００２０】ところが、一般に、アモルファス材料のガ
ラス転移温度と結晶化温度とは比較的接近している（成
形適合温度範囲が狭い）というのが通説とされており、
アモルファス材料をこの成形適合温度範囲内で加熱させ
るのは、温度管理の面で非常に困難であるという事情が
あった。のみならず、アモルファス材料は、加熱温度が
成形適合温度範囲内に入った後の継続時間を６０秒以内
に留めなければ、仮令、結晶化温度を超えない場合でも
結晶化が始まってしまうという性質をも有している。

【００２１】これらの事情に対し、本出願人は実験によ
り、ガラス転移温度と結晶化温度との間には、図３に示
すようにアモルファス材料を加熱する場合の昇温速度を
早くすれば、成形適合温度範囲も比例的に広くなる傾向
を示すことを知見した。なお、図３に示した温度特性
は、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｗ−Ｃ−Ｓｉ−Ｂのもの
である。

【００２２】従って、本発明に係る加熱成形装置１を用
いて上記のような加熱を行えば、アモルファス材料を一
気に（急速な昇温速度で）加熱昇温させることができる
ので、成形適合温度範囲を広くすることができ、その結
果、温度管理を安定的に行えるという面で好都合とな
る。なお、この場合の加熱温度及び昇温速度は、熱風の
温度や風速、又はアモルファス材料の粉末粗さ、供給速
度、供給量等を異ならせることで調節することができ
る。

【００２３】また、アモルファス材料の加熱後には、移
動手段３及び成形手段５によりこれを一気に成形するこ
とができるので、成形適合温度範囲とされた継続時間を
所定時間（６０秒）内に留めることができるという点で
も好都合となる。このように、元来、成形が困難であ
り、且つ面倒であるとされていたアモルファス材料につ
いても、容易性及び迅速性において優れた加熱成形が可
能となる利点が得られる。

【００２４】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はない。例えば、材料供給手段４と成形手段５との配
置、及びこれらと熱風供給手段６との配置は、適宜変更
可能であり、これに伴って移動手段３によるシューボッ
クス２の移動経路等も、適宜変更可能である。シューボ
ックス２において、熱風取入口３０及び排風口３１の配
置や、熱風取入口３０と熱風供給手段６との接続構造等
は、適宜変更可能である。

【００２５】移動手段３、材料供給手段４、成形手段
５、熱風供給手段６における細部構成は、従来公知の適
宜構造に置換できることは言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係るボックスでは、材料受部を
介して収容部へ粉末材料を送給した後、熱風取入口を介
して収容部内へ熱風を吹き込むことにより、収納部内の
粉末材料を一気に加熱して粘性を生じさせることができ
る。また、粘性を生じた成形材料は、ボックスの下部に
設けられた材料吐き部から取り出すことができるもので
ある。そして、このような構成のボックスを具備した本
発明の加熱成形装置では、移動手段が、このボックスを
一気に成形手段へと移動させ、材料吐き部から取り出さ
れる成形材料を成形手段へ送り渡すことができるもので
ある。

【００２７】このようなことから、粉末材料がアルミ粉
末等である場合には、一般に行われる粉末成形の場合に
比べ、冷間による成形固形化及び焼結という面倒な手間
を省略でき、成形工程として容易性及び迅速性が得られ
る利点がある。また、粉末材料がアモルファス材料であ
る場合には、ガラス転移温度と結晶化温度との間の成形
適合温度範囲を広くして安定した温度管理のもとに確実
な成形が行え、また成形適合温度範囲での加熱継続時間
を所定範囲内に留めてアモルファス材料としての特性を
保持できるという利点が得られるものである。勿論、こ
の場合にも、成形工程として容易性及び迅速性が得られ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るボックスを示す側断面図である。

【図２】本発明に係る加熱成形装置を模式的に示す側断
面図である。

【図３】アモルファス材料の温度的性質を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１加熱成形装置２ボックス４材料供給手段５成形手段６熱風供給手段２６収容部２７材料受部２８材料吐き部３０熱風取入口３１排風口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉末材料を受けとる材料受部（２７）と
粉末材料を排出する材料吐き部（２８）と、粉末材料を
収容する収容部（２６）とを有したボックス（２）であ
って、上記収容部（２６）には通気性は有するが粉末材
料は通過させない熱風取入口（３０）及び排風口（３
１）が設けられていることを特徴とするボックス。
【請求項２】請求項１に記載のボックス（２）と、該
ボックス（２）の材料受部（２７）へ粉末材料を送給可
能な材料供給手段（４）と、上記ボックス（２）の材料
吐き部（２８）から成形材料を受け取って所定形状に成
形する成形手段（５）と、上記ボックス（２）の熱風取
入口（３０）へ熱風を吹き込む熱風供給手段（６）とを
有していることを特徴とする加熱成形装置。