WO2023214548A1 - 粉体充填装置 - Google Patents

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WO2023214548A1
WO2023214548A1 PCT/JP2023/016889 JP2023016889W WO2023214548A1 WO 2023214548 A1 WO2023214548 A1 WO 2023214548A1 JP 2023016889 W JP2023016889 W JP 2023016889W WO 2023214548 A1 WO2023214548 A1 WO 2023214548A1
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WO
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powder
sagger
plate
filling device
slit
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Application number
PCT/JP2023/016889
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English (en)
French (fr)
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大樹 金南
倫弘 伊藤
隆規 磯野
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NGK Insulators Ltd
NGK Kilntech Corp
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
NGK Kilntech Corp
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Priority to US18/825,148 priority patent/US12623427B2/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/02—Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
    • B30B15/022—Moulds for compacting material in powder, granular of pasta form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/30—Feeding material to presses
    • B30B15/302—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses
    • B30B15/304—Feeding material in particulate or plastic state to moulding presses by using feed frames or shoes with relative movement with regard to the mould or moulds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to a powder filling device that fills powder into a sagger.
  • Patent Document 1 discloses a powder filling device that compresses and stores powder in a sagger.
  • the powder filling device of Patent Document 1 includes a pressing plate that compacts the powder.
  • the pressing plate includes a plurality of slit plates extending downward from the pressing surface that compacts the powder.
  • a plurality of slit plates By providing a plurality of slit plates in the holding plate, slit-like grooves are formed in the molded body formed by filling the powder into the sagger. This makes it easier to take out the powder from the sagger after firing.
  • the plurality of slit plates have the same shape and are arranged radially when the powder filling device is viewed from above.
  • the plurality of slit plates are arranged radially from the center of the pressing surface.
  • no slit plates are placed near the four corners of the square pot when viewed from above when it is consolidated. That is, no slit-like grooves are formed near the four corners of the sagger. If slit-like grooves are not formed in the molded body formed by filling the powder into the sagger, it will be difficult to supply the gas necessary for the firing reaction to the inside of the powder. In addition, the reaction gas generated by firing becomes difficult to be discharged. When the powder filling device of Patent Document 1 is used, there is a problem that the reaction gas is more difficult to discharge near the four corners of the sagger than near the center, and the firing state of the powder becomes uneven within the sagger. .
  • This specification discloses a technique for making the firing state of powder in a sagger uniform.
  • the powder filling device compresses and fills the powder into the sagger.
  • the powder filling device includes a pressing plate that compacts the powder in the sagger, and a pressing mechanism that presses the pressing plate toward the powder in the sagger.
  • the pressing plate includes a consolidation plate having a pressing surface that contacts the powder and compacts the powder, and a plurality of slit plates that are installed on the lower surface of the consolidation plate and extend downward from the pressing surface.
  • the plurality of slit plates are arranged radially when the powder filling device and the sagger are viewed from above with the sagger installed in the powder filling device. When the sagger is installed in the powder filling device, the distance between each of the plurality of slit plates and the side wall of the sagger is substantially the same.
  • the distance between each slit plate and the side wall of the sagger is approximately the same, so when consolidating powder, one of the multiple slit plates is placed away from the side wall of the sagger. There's nothing to do. Therefore, there is no place where the distance between the side wall of the sagger and the slit-like groove becomes wide, and the powder contained in the sagger can be fired uniformly.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a powder filling device according to Examples 1 and 2.
  • FIG. 3 is a top view showing a state in which the presser plate is inserted into the sagger.
  • FIG. 3 is a side view showing a state in which the presser plate is inserted into the sagger.
  • a diagram showing the relationship between the distance between the slit plate and the side surface of the sagger and the uniformity of the powder after firing. The figure which shows the relationship between the thickness of a slit plate, the uniformity of powder after firing, and the relationship between the pressing force of a pressing device.
  • FIG. 7 is a side view showing the tip of the slit plate of the powder filling device according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the taper angle ⁇ of the tip of the slit plate, the wear resistance of the slit plate, and the pressing force of the pressing device.
  • FIG. 7 is a side view showing another example of the tip of the slit plate of the powder filling device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a side view showing the tip of the slit plate of the powder filling device according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the taper angle ⁇ of the tip of the slit plate, the wear resistance of the slit plate, and the relationship between the pressing force of the pressing device.
  • FIG. 7 is a side view showing another example of the tip of the slit plate of the powder filling device according to the third embodiment.
  • the plurality of slit plates are arranged so that the powder filling device and the sagger are installed in the powder filling device when viewed from above. It may be arranged so as to match at least a diagonal line of the sagger. According to such a configuration, slit-like grooves can be formed up to the vicinity of the four corners of the sagger.
  • each of the plurality of slit plates and the side wall of the sagger in a state where the sagger is installed in the powder filling device may be 30 mm or less. According to such a configuration, the entire powder contained in the sagger can be fired uniformly.
  • the thickness of the slit plate may be 0.5 mm or more and 4 mm or less. According to such a configuration, the powder contained in the sagger can be fired uniformly while suppressing the pressing force of the pressing mechanism from increasing.
  • the tip of the slit plate may be provided with a taper. According to such a configuration, the pressing force of the pressing mechanism can be reduced.
  • the taper in a sixth aspect of the technology disclosed in this specification, in the fifth aspect described above, may be provided such that only one surface of the slit plate is inclined.
  • the angle of the taper may be greater than or equal to 20 degrees and less than 90 degrees.
  • the taper may be provided such that only one surface of the slit plate is inclined.
  • the angle of the taper may be greater than or equal to 30 degrees and less than or equal to 85 degrees. According to such a configuration, the pressing force of the pressing mechanism can be further reduced while maintaining sufficient wear resistance of the tip of the slit plate.
  • the taper in the fifth aspect described above, may be provided such that both surfaces of the slit plate are inclined.
  • the angle of the taper may be greater than or equal to 20 degrees and less than 180 degrees.
  • the taper may be provided such that both surfaces of the slit plate are inclined.
  • the angle of the taper may be greater than or equal to 30 degrees and less than or equal to 170 degrees. According to such a configuration, the pressing force of the pressing mechanism can be further reduced while maintaining sufficient wear resistance of the tip of the slit plate.
  • the slit plate is made of stainless steel, titanium, nickel, polyvinyl chloride, or tungsten carbide. It may be made of one or more materials. According to such a configuration, the slit plate is less likely to wear out when the slit plate is inserted into the powder. Therefore, it is possible to reduce the mixing of the abrasion powder of the slit plate, which is generated due to wear of the slit plate, into the powder. Furthermore, even if the abrasion powder of the slit plate should mix into the powder (that is, the powder before firing), there is an effect that it will not cause a major problem in terms of the quality of the powder after firing.
  • the surface of the slit plate may be buffed. According to such a configuration, unevenness on the surface of the slit plate is reduced. Therefore, the pressing force of the pressing mechanism can be reduced, and the surface of the slit plate can be made less likely to wear out.
  • the surface of the slit plate may be coated with Teflon (registered trademark).
  • a powder filling device 10 is used to compact and fill powder into the sagger 2.
  • the object to be processed stored in the sagger 2 is powder of a positive electrode material for a lithium ion battery (hereinafter also simply referred to as "powder").
  • this embodiment uses a sagger 2 that is approximately rectangular (more specifically, approximately square) when viewed from above.
  • the inner dimension of the side wall of the sagger 2 used in this example is 306 mm on one side.
  • the powder filling device 10 of this embodiment has a substantially rectangular shape when viewed from above, and can be used to compress and fill powder into a sagger 2 whose side wall has an inner dimension of 80 to 380 mm. can.
  • the powder filling device 10 includes a pressing plate 20 and a pressing device 12.
  • the pressing plate 20 compacts the powder in the sagger 2. That is, a positioning projection (not shown) is provided on the mounting surface on which the sagger 2 is mounted, and the sagger 2 is positioned at a predetermined position on the mounting surface by this positioning projection.
  • the pressing plate 20 is positioned at a preset position with respect to the mounting surface of the sagger 2. As a result, the pressing plate 20 can be inserted into a predetermined position inside the sagger 2 placed on the mounting surface, and the powder inside the sagger 2 can be compacted. .
  • the pressing device 12 is arranged above the pressing plate 20 and is configured to move the pressing plate 20 forward and backward with respect to the sagger 2 (move it in the vertical direction). As the pressing plate 20 descends toward the inside of the sagger 2, the powder inside the sagger 2 is pressed.
  • the pressing device 12 can be one that is used in a known powder filling device, so its detailed configuration will be omitted.
  • the holding plate 20 includes a consolidation plate 22 and a plurality of slit plates 24.
  • the consolidation plate 22 has a shape slightly smaller than the inner peripheral surface of the side wall of the sagger 2 when viewed from above. That is, in this embodiment, the consolidation plate 22 has a substantially rectangular shape and can be accommodated within the sagger 2.
  • the consolidation plate 22 has a shape such that when the pressing plate 20 is housed in the sagger 2, the distance L from the side surface of the sagger 2 is within 30 mm.
  • the pressing plate 20 is inserted toward the sagger 2 so that the center of the consolidation plate 22 substantially coincides with the center of the bottom surface of the sagger 2.
  • the distance L between the consolidation plate 22 and the side surface of the sagger 2 is within 30 mm.
  • the consolidation plate 22 is a flat plate, and its lower surface is parallel to the bottom surface of the sagger 2.
  • a pressing device 12 is arranged on the upper surface of the consolidation plate 22. With the powder contained in the sagger 2, the compaction plate 22 is moved toward the sagger 2 by the pressing device 12, thereby consolidating the powder within the sagger 2. By compacting the powder in the sagger 2, the amount of powder packed can be increased, and a large amount of powder can be fired efficiently.
  • a plurality of slit plates 24 are arranged on the lower surface of the consolidation plate 22.
  • the slit plate 24 has a flat plate shape and is installed perpendicularly to the lower surface of the consolidation plate 22. That is, the slit plate 24 extends downward from the lower surface (i.e., pressing surface) of the consolidation plate 22.
  • the dimensions of the plurality of slit plates 24 in the height direction are the same.
  • the plurality of slit plates 24 are arranged radially when viewed from above. At least four of the plurality of slit plates 24 extend from the center of the consolidation plate 22 toward the corners when viewed from above.
  • the slit plate 24 is arranged at a position that coincides with a diagonal line connecting the corners of the rectangular bottom surface of the sagger 2.
  • eight slit plates 24 are arranged and extend from the center of the consolidation plate 22 toward the outer periphery of the consolidation plate 22. Of the eight slit plates 24, four slit plates 24 extend to the corners of the consolidation plate 22, and the remaining four slit plates 24 extend toward the center of the side of the consolidation plate 22. There is.
  • the holding plate 20 is provided with a plurality of slit plates 24, when the holding plate 20 presses the powder in the sagger 2, a plurality of grooves are formed in the powder in the sagger 2. .
  • the amount of powder packed into the sagger 2 can be increased, but it becomes difficult to take out the powder from the sagger 2 after firing.
  • By forming a plurality of grooves in the powder when compacted it becomes easier to take out the powder from the sagger 2 after firing.
  • the powder is compacted and filled into the sagger 2, it becomes difficult for the gas necessary for the firing reaction to be supplied to the inside of the powder.
  • reaction gas generated from the powder during firing is difficult to be discharged to the outside of the sagger 2.
  • the reaction gas generated from the powder located near the bottom of the sagger 2 is difficult to be discharged to the outside of the sagger 2.
  • the reaction gas generated from the powder located near the bottom of the sagger 2 is easily discharged, and the entire powder inside the sagger 2 is uniformly distributed. Can be fired.
  • each slit plate 24 extends from the center of the consolidation plate 22 to the side surface of the consolidation plate 22. Therefore, when the powder in the sagger 2 is pressed by the pressing plate 20, the distance L between the end of each slit plate 24 (that is, the end on the side surface of the consolidation plate 22) and the side surface of the sagger 2 is within 30mm. As a result, grooves are also formed in the powder located near the side surface of the sagger 2, and the gas required during the firing reaction of the sagger 2 is easily supplied to the inside of the powder. Furthermore, the reaction gas generated from the powder located near the side surface of the sagger 2 is also easily discharged. Therefore, it is possible to prevent the firing state from becoming uneven between the powder located near the center of the sagger 2 and the powder located near the side of the sagger 2.
  • the slit plates 24 were composed of eight pieces, but the configuration is not limited to this.
  • the slit plates may include those extending toward the corners of the consolidation plate 22, and may be composed of only four slit plates extending toward the corners of the consolidation plate 22, for example.
  • the slit plates 24 may further include slit plates arranged between each of the eight slit plates 24 of this embodiment, or may be composed of 16 slit plates.
  • the slit plate 24 is made of metal, and in this embodiment, it is made of stainless steel.
  • the slit plate 24 may be made of metal or resin, and may be made of, for example, titanium, nickel, polyvinyl chloride (PVC), or tungsten carbide.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the slit plate 24 becomes less likely to wear out, and the abrasion powder generated by the wear of the slit plate 24 when pressing the powder in the sagger 2 with the pressing plate 20 is reduced. Contamination with powder can be reduced. Further, the surface of the slit plate 24 is buffed. This reduces the unevenness on the surface of the slit plate 24, making the surface of the slit plate 24 less likely to wear out.
  • the abrasion powder of the slit plate should mix into the powder (that is, the powder before firing), there is an effect that it will not cause a major problem in terms of the quality of the powder after firing.
  • the pressing force of the pressing device 12 can be reduced.
  • the surface of the slit plate 24 may be coated with a coating material capable of reducing unevenness on the surface of the slit plate 24, for example, may be coated with Teflon (registered trademark).
  • each slit plate 24 is arranged so that when the holding plate 20 is housed in the sagger 2, the distance L between it and the side surface (inner wall) of the sagger 2 is within 30 mm. .
  • FIG. 4 shows the relationship between the distance L between the slit plate 24 and the side surface of the sagger 2 and the uniformity of the powder after firing.
  • the uniformity of the powder after firing was evaluated as follows. After firing, the powder located near the center of the sagger 2 and the powder located near the side of the sagger 2 were collected from multiple locations, and the amount of lithium contained in each of the collected powders was measured. If the difference in the amount of lithium contained between the collected powders is less than the threshold value, the powder after firing is considered uniform, and if the difference in the amount of lithium exceeds the threshold value, the powder after firing is considered uniform. The body was assumed to be uneven.
  • the uniformity of the powder after firing is determined. It was confirmed.
  • the distance L between the slit plate 24 and the side surface of the sagger 2 was 1 mm to 10 mm, the powder after firing was uniform. Further, when the distance L between the slit plate 24 and the side surface of the sagger 2 was 20 mm to 30 mm, the powder after firing was not completely uniform, but was generally uniform.
  • the powder after firing was non-uniform.
  • the reason why the powder became uneven after firing when the distance L between the slit plate 24 and the side surface of the sagger 2 was 40 mm was because the groove formed by the slit plate 24 was located near the side surface of the sagger 2. It is assumed that this is because gases such as oxygen required during firing were not supplied to the entire powder because it was not formed. Furthermore, it is presumed that this is because the reaction gas generated from the powder near the side surface of the sagger 2 becomes difficult to discharge.
  • the powder in the sagger 2 can be fired uniformly.
  • the lower limit of the distance L between the slit plate 24 and the side surface of the sagger 2 is a value that does not allow the slit plate 24 to interfere with the sagger 2 when the pressing plate 20 presses the powder in the sagger 2. For example, it may be 1 mm.
  • the lower limit of the distance L between the slit plate 24 and the side surface of the sagger 2 is It may be between a value greater than 0 mm and less than 1 mm.
  • the slit plate 24 is formed to have a thickness of 0.5 mm or more and 4 mm or less.
  • the slit plate 24 is formed with a constant thickness.
  • FIG. 5 shows the relationship between the thickness of the slit plate 24, the uniformity of the powder after firing, and the pressing force of the pressing device 12.
  • the pressing force of the pressing device 12 indicates the pressing force necessary to insert the slit plate 24 into the powder contained in the sagger 2. If a high pressing force is required, it is marked as unsuitable ( ⁇ ) in the table of FIG.
  • the thickness of the slit plate 24 is 0.3 mm, 0.5 mm, 1 mm, 2 mm, 2.5 mm, 3 mm, 4 mm, and 5 mm
  • the uniformity of the powder after firing is The pressing force was confirmed.
  • the thickness of the slit plate 24 was 0.3 mm
  • the powder after firing was non-uniform.
  • the thickness of the slit plate 24 was 0.5 mm
  • the powder after firing was sometimes uniform and sometimes non-uniform.
  • the thickness of the slit plate 24 was 1 mm to 5 mm, the powder after firing was uniform.
  • the powder becomes non-uniform after firing because the thickness of the slit plate 24 is thin and the width of the groove formed in the powder is also thin. This is because the grooves disappeared or the width of the grooves became thinner during the time between filling the powder with the powder filling device 10 and firing it (while moving to the firing process) or during the firing process. Guessed. Further, it is presumed that the reason why the powder after firing was sometimes uneven when the thickness of the slit plate 24 was 0.5 mm was the same as the above. From the above, it has been confirmed that by setting the thickness of the slit plate 24 to 0.5 mm or more, more preferably 1 mm or more, the powder in the sagger 2 can be fired uniformly.
  • the slit plate 24 when the thickness of the slit plate 24 was 0.3 mm to 3 mm, the slit plate 24 could be inserted into the powder with an appropriate pressing force without increasing the size of the pressing device 12. Furthermore, when the thickness of the slit plate 24 was 4 mm, the slit plate 24 could be inserted into the powder by increasing the size of the pressing device 12. Furthermore, when the thickness of the slit plate 24 is 5 mm, the pressing device 12 needs to be considerably enlarged in order to insert the slit plate 24 into the powder, and it is difficult to insert the slit plate 24 into the powder. Ta. From the above, it was confirmed that the slit plate 24 can be inserted into the powder in the sagger 2 by setting the thickness of the slit plate 24 to 0.5 mm to 4 mm, more preferably 0.5 mm to 3 mm. .
  • the slit plate 24 was formed with a constant thickness, but the structure is not limited to this.
  • the slit plate 124 may be provided with a taper 126 at the tip.
  • the slit plate 124 is provided with a taper 126 having only one side inclined.
  • a taper 126 with an angle ⁇ of 20 degrees or more and less than 90 degrees is provided at the tip of the slit plate 124.
  • FIG. 7 shows the relationship between the angle ⁇ of the taper 126 of the slit plate 124 and the wear resistance of the slit plate 124, and the relationship with the pressing force of the pressing device 12.
  • the angle ⁇ of the taper 126 is 10 degrees, 20 degrees, 25 degrees, 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, 75 degrees, 85 degrees, 88 degrees, and 90 degrees (that is, without the taper 126). In each case, the wear resistance and pressing force of the slit plate 124 were confirmed. When the angle ⁇ of the taper 126 was 10 degrees, the thin region at the tip of the slit plate 124 became large, and when the presser plate 20 was inserted into the sagger 2, the tip of the slit plate 124 was easily damaged.
  • the angle ⁇ of the taper 126 is 20 degrees to 25 degrees, the tip of the slit plate 124 is hardly damaged when the presser plate 20 is inserted into the sagger 2, and has wear resistance. Ta. Further, when the angle ⁇ of the taper 126 is 30 degrees to 90 degrees, the tip of the slit plate 124 will not be damaged when the presser plate 20 is inserted into the sagger 2, and it will have sufficient wear resistance. was. From the above, by setting the angle ⁇ of the taper 126 at the tip of the slit plate 124 to 20 degrees or more, more preferably 30 degrees or more, sufficient wear resistance can be achieved when the presser plate 20 is inserted into the sagger 2. It was confirmed that it has.
  • the slit plate 124 could be inserted into the powder with an appropriate pressing force. Also, when the angle ⁇ of the taper 126 was 88 degrees to 90 degrees, the slit plate 124 could be inserted into the powder with an appropriate pressing force, but compared to the case where the angle ⁇ of the taper 126 was 10 degrees to 85 degrees. This required a large pressing force.
  • the angle ⁇ is 90 degrees, the configuration is the same as that of the slit plate 24 in which the taper of the first embodiment is not provided.
  • the slit plate 124 could be inserted into the powder with a smaller pressing force than the slit plate 24 without a taper. From the above, it was confirmed that by setting the angle ⁇ of the taper 126 to 10 degrees to 85 degrees, the slit plate 124 could be inserted into the powder in the sagger 2 with a small pressing force.
  • the tip of the slit plate 124 provided with the taper 126 was sharp, but the configuration is not limited to this.
  • the slit plate 124a may be provided with a C-shaped taper 126a whose tip is flattened.
  • the slit plate 124b may be provided with a taper 126b having a rounded shape with a curved tip.
  • the presser plate is similar to the case where the slit plate 124 is provided with a taper 126 with a sharp tip.
  • the pressing force when inserting the sagger 20 into the sagger 2 can be reduced.
  • the slit plates 124a, 124b are provided with a taper 126a with a C-shaped tip or a taper 126b with an R-shaped tip, when the presser plate 20 is inserted into the sagger 2, the tips of the slit plates 124a, 124b is less likely to be damaged, and wear resistance can be improved compared to when the slit plate 124 is provided with a taper 126 having a sharp tip.
  • the slit plate 124 was provided with a taper 126 having only one side inclined, but the configuration is not limited to this.
  • the slit plate 224 may be provided with a taper 226 whose both surfaces are inclined.
  • the tip of the slit plate 124 is provided with a taper 226 having an angle ⁇ of 20 degrees or more and less than 180 degrees.
  • FIG. 10 shows the relationship between the angle ⁇ of the taper 226 of the slit plate 224 and the wear resistance of the slit plate 224, and the relationship with the pressing force of the pressing device 12.
  • the wear resistance and pressing force of the slit plate 224 were confirmed.
  • the angle ⁇ of the taper 226 was 10 degrees, the thin region at the tip of the slit plate 224 became large, and when the presser plate 20 was inserted into the sagger 2, the tip of the slit plate 224 was easily damaged. Further, when the angle ⁇ of the taper 226 is 20 degrees to 25 degrees, the tip of the slit plate 224 is hardly damaged when the presser plate 20 is inserted into the sagger 2, and has wear resistance. Ta.
  • the tip of the slit plate 224 will not be damaged when the presser plate 20 is inserted into the sagger 2, and it will have sufficient wear resistance. was. From the above, even when the taper 226 whose both sides are inclined is provided at the tip of the slit plate 224, by setting the angle ⁇ of the taper 226 provided at the tip of the slit plate 224 to 20 degrees or more, more preferably 30 degrees or more, It was confirmed that the holding plate 20 had sufficient wear resistance when inserted into the sagger 2.
  • the slit plate 224 could be inserted into the powder with an appropriate pressing force. Also, when the angle ⁇ of the taper 226 was 175 degrees to 180 degrees, the slit plate 224 could be inserted into the powder with an appropriate pressing force, but compared to the case where the angle ⁇ of the taper 226 was 10 degrees to 170 degrees. This required a large pressing force.
  • the angle ⁇ is 180 degrees, the configuration is the same as that of the slit plate 24 in which the taper is not provided in the first embodiment.
  • the slit plate 224 could be inserted into the powder with a smaller pressing force than the slit plate 24 without a taper. From the above, it was confirmed that by setting the angle ⁇ of the taper 226 to 10 degrees to 170 degrees, the slit plate 224 could be inserted into the powder in the sagger 2 with a small pressing force.
  • the slit plate 226 was provided with a taper 226 whose both sides are inclined by the same angle, but the configuration is not limited to this.
  • the slit plate 226 may be tapered at an angle ⁇ . Therefore, if the sum of the angle of inclination of one surface and the angle of inclination of the other surface is angle ⁇ , the slit plate is provided with a taper in which the angle of inclination of one surface and the angle of inclination of the other surface are different. You can leave it there.
  • the tip of the slit plate 124 provided with the taper 226 does not need to be sharp.
  • the slit plate 224a may be provided with a C-shaped taper 226a whose tip is flattened.
  • the slit plate 224b may be provided with a taper 226b having a curved tip and a rounded shape.

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Abstract

粉体充填装置は、匣鉢に粉体を圧密して充填する。粉体充填装置は、匣鉢内の粉体を圧密する押さえ板と、押さえ板を匣鉢内の粉体に向かって押圧する押圧機構と、を備えている。押さえ板は、粉体に当接して粉体を圧密する押さえ面を有する圧密板と、圧密板の下面に設置され、押さえ面から下方に伸びる複数のスリット板と、を備えている。複数のスリット板は、粉体充填装置に匣鉢を設置した状態で粉体充填装置及び匣鉢を上面視したときに、放射状に配置されている。粉体充填装置に匣鉢を設置した状態における複数のスリット板のそれぞれと匣鉢の側壁との間の距離は、略同一である。

Description

粉体充填装置
　本明細書に開示する技術は、匣鉢内に粉体を充填する粉体充填装置に関する。
　例えば、電子工業製品の原料粉体を焼成する際には、匣鉢に粉体を収容して焼成が行われる。粉体を焼成する際の生産性を向上させるために、匣鉢に粉体を収容する際には、粉体を圧密して匣鉢内の粉体の充填効率を向上させている。一方で、粉体を圧密して匣鉢に収容すると、粉体が匣鉢内に高密度で収容されるため、焼成後に粉体が焼き固まり、粉体を匣鉢から取り出し難くなることがある。例えば、特許文献１には、匣鉢に粉体を圧密して収容する粉体充填装置が開示されている。特許文献１の粉体充填装置は、粉体を圧密する押さえ板を備えている。押さえ板は、粉体を圧密する押さえ面から下方に伸びる複数のスリット板を備えている。押さえ板に複数のスリット板を設けることにより、匣鉢内に粉体を充填することで形成される成形体にスリット状の溝が形成される。これにより、焼成後に粉体を匣鉢から取り出し易くなる。複数のスリット板は、同一の形状を有しており、粉体充填装置を上面視したときに放射状に配置されている。
特開２０１５－２１８０９８号公報
　特許文献１の粉体充填装置では、複数のスリット板は、押さえ面の中央から放射状に配置されている。しかしながら、複数のスリット板はすべて同一の形状を有しているため、圧密したときに、上面視すると正方形状の匣鉢の四隅の近傍には、スリット板が配置されていない。すなわち、匣鉢の四隅の近傍にはスリット状の溝が形成されない。匣鉢内に粉体を充填することで形成される成形体にスリット状の溝が形成されないと、焼成反応時に必要なガスが、粉体内部まで供給され難くなる。また、焼成によって発生する反応ガスが排出され難くなる。特許文献１の粉体充填装置を用いると、匣鉢の四隅の近傍では、中央付近より反応ガスが排出され難くなり、匣鉢内で粉体の焼成状態が不均一になるという問題があった。
　本明細書は、匣鉢内の粉体の焼成状態を均一にする技術を開示する。
　本明細書に開示する技術の第１の態様では、粉体充填装置は、匣鉢に粉体を圧密して充填する。粉体充填装置は、匣鉢内の粉体を圧密する押さえ板と、押さえ板を匣鉢内の粉体に向かって押圧する押圧機構と、を備えている。押さえ板は、粉体に当接して粉体を圧密する押さえ面を有する圧密板と、圧密板の下面に設置され、押さえ面から下方に伸びる複数のスリット板と、を備えている。複数のスリット板は、粉体充填装置に匣鉢を設置した状態で粉体充填装置及び匣鉢を上面視したときに、放射状に配置されている。粉体充填装置に匣鉢を設置した状態における複数のスリット板のそれぞれと匣鉢の側壁との間の距離は、略同一である。
　上記の粉体充填装置は、各スリット板と匣鉢の側壁との間の距離が略同一であるため、粉体を圧密するときに、複数のスリット板のうち匣鉢の側壁から離れて位置するものがない。このため、匣鉢の側壁とスリット状の溝との間の間隔が広くなる箇所がなく、匣鉢に収容された粉体を均一に焼成することができる。
実施例１、２に係る粉体充填装置の概略構成を示す斜視図。 押さえ板を匣鉢内に挿入した状態を示す上面図。 押さえ板を匣鉢内に挿入した状態を示す側面図。 スリット板と匣鉢の側面との間の距離と、焼成後の粉体の均一性との関係を示す図。 スリット板の板厚と、焼成後の粉体の均一性との関係、及び、押圧装置の押圧力との関係を示す図。 実施例２に係る粉体充填装置のスリット板の先端を示す側面図。 スリット板の先端のテーパの角度αと、スリット板の耐摩耗性との関係、及び、押圧装置の押圧力との関係を示す図。 実施例２に係る粉体充填装置のスリット板の先端の他の例を示す側面図。 実施例３に係る粉体充填装置のスリット板の先端を示す側面図。 スリット板の先端のテーパの角度βと、スリット板の耐摩耗性との関係、及び、押圧装置の押圧力との関係を示す図。 実施例３に係る粉体充填装置のスリット板の先端の他の例を示す側面図。
　以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。
　本明細書に開示する技術の第２の態様では、上記の第１の態様において、複数のスリット板は、粉体充填装置に匣鉢を設置した状態で粉体充填装置及び匣鉢を上面視したときに、少なくとも匣鉢の対角線と一致するように配置されていてもよい。このような構成によると、匣鉢の四隅の近傍までスリット状の溝を形成できる。
　本明細書に開示する技術の第３の態様では、上記の第１又は第２の態様において、粉体充填装置に匣鉢を設置した状態における複数のスリット板のそれぞれと匣鉢の側壁との間の距離は、３０ｍｍ以下であってもよい。このような構成によると、匣鉢に収容された粉体全体を均一に焼成することができる。
　本明細書に開示する技術の第４の態様では、上記の第１～第３の態様のいずれか１つにおいて、スリット板の板厚は、０．５ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下であってもよい。このような構成によると、押圧機構の押圧力が大きくなることを抑制しつつ、匣鉢に収容された粉体を均一に焼成することができる。
　本明細書に開示する技術の第５の態様では、上記の第１～第４の態様のいずれか１つにおいて、スリット板の先端には、テーパが設けられていてもよい。このような構成によると、押圧機構の押圧力を低減することができる。
　本明細書に開示する技術の第６の態様では、上記の第５の態様において、テーパは、スリット板の片側の面のみが傾斜するように設けられていてもよい。テーパの角度は、２０度以上かつ９０度未満であってもよい。
　本明細書に開示する技術の第７の態様では、上記の第５の態様において、テーパは、スリット板の片側の面のみが傾斜するように設けられていてもよい。テーパの角度は、３０度以上かつ８５度以下であってもよい。このような構成によると、スリット板の先端の十分な耐摩耗性を維持しながら、押圧機構の押圧力をより低減することができる。
　本明細書に開示する技術の第８の態様では、上記の第５の態様において、テーパは、スリット板の両面が傾斜するように設けられていてもよい。テーパの角度は、２０度以上かつ１８０度未満であってもよい。
　本明細書に開示する技術の第９の態様では、上記の第５の態様において、テーパは、スリット板の両面が傾斜するように設けられていてもよい。テーパの角度は、３０度以上かつ１７０度以下であってもよい。このような構成によると、スリット板の先端の十分な耐摩耗性を維持しながら、押圧機構の押圧力をより低減することができる。
　本明細書に開示する技術の第１０の態様では、上記の第１～第９の態様のいずれか１つにおいて、スリット板は、ステンレス、チタン、ニッケル、ポリ塩化ビニル及びタングステンカーバイトのいずれか１種以上の材料で形成されていてもよい。このような構成によると、スリット板が粉体内に差し込まれるときに、スリット板が摩耗し難い。このため、スリット板の摩耗により生じるスリット板の摩耗粉が粉体に混入することを低減することができる。更に、万一スリット板の摩耗粉が粉体（すなわち、焼成前の粉体）に混入した場合にも、焼成後の粉体の品質上大きな問題にならない効果もある。
　本明細書に開示する技術の第１１の態様では、上記の第１～第１０の態様のいずれか１つにおいて、スリット板の表面は、バフ研磨処理されていてもよい。このような構成によると、スリット板の表面の凹凸が低減される。このため、押圧機構の押圧力を低減できると共に、スリット板の表面が摩耗し難くできる。
　本明細書に開示する技術の第１２の態様では、上記の第１～第１０の態様のいずれか１つにおいて、スリット板の表面は、テフロン（登録商標）コーティングされていてもよい。
（実施例１）
　図面を参照して、本実施例に係る粉体充填装置１０について説明する。粉体充填装置１０は、匣鉢２内に粉体を圧密して充填するために用いられる。本実施例では、匣鉢２に収容される被処理物は、リチウムイオン電池の正極材の粉体（以下、単に「粉体」ともいう）である。また、図１及び図２に示すように、本実施例では、上面視したときに略矩形（詳細には、略正方形）となる匣鉢２を用いている。本実施例で用いる匣鉢２の側壁の内側寸法は、１辺が３０６ｍｍである。なお、本実施例の粉体充填装置１０は、上面視したきに略矩形であり、側壁の内側寸法が８０～３８０ｍｍの匣鉢２に、粉体を圧密して充填するために用いることができる。
　図１～図３に示すように、粉体充填装置１０は、押さえ板２０と、押圧装置１２を備えている。押さえ板２０は、匣鉢２内の粉体を圧密する。すなわち、匣鉢２が載置される載置面には、図示しない位置決め突起が設けられ、この位置決め突起により匣鉢２は載置面の所定の位置に位置決めされる。押さえ板２０は、匣鉢２の載置面に対して予め設定された位置に位置決めされている。これによって、押さえ板２０は、載置面に載置された匣鉢２の内部の所定の位置に挿入可能となっており、匣鉢２内の粉体を圧密することが可能となっている。押圧装置１２は、押さえ板２０の上方に配置されており、押さえ板２０を匣鉢２に対して進退動させる（上下方向に移動させる）ように構成されている。押さえ板２０が匣鉢２内に向かって下降することで、匣鉢２内の粉体が押圧される。なお、押圧装置１２は、公知の粉体充填装置に用いられているものを用いることができるため、その詳細な構成は省略する。
　押さえ板２０は、圧密板２２と、複数のスリット板２４を備えている。図２に示すように、圧密板２２は、上面視したときに、匣鉢２の側壁の内周面より僅かに小さい形状を有している。すなわち、本実施例では、圧密板２２は、略矩形であり、匣鉢２内に収容可能となっている。圧密板２２は、押さえ板２０が匣鉢２内に収容されたときに、匣鉢２の側面からの距離Ｌが３０ｍｍ以内となる形状を有している。押さえ板２０は、圧密板２２の中心が匣鉢２の底面の中心と略一致するように、匣鉢２に向かって挿入される。このため、押さえ板２０が匣鉢２内に収容されると、圧密板２２と匣鉢２の側面との間の距離Ｌは、３０ｍｍ以内となる。図２及び図３に示すように、圧密板２２は、平板上であり、下面は匣鉢２の底面と平行となっている。圧密板２２の上面には、押圧装置１２が配置されている。匣鉢２内に粉体が収容された状態で、圧密板２２が押圧装置１２によって匣鉢２に向かって移動することによって、匣鉢２内の粉体は圧密される。匣鉢２内の粉体が圧密されることによって、粉体の充填量を増加させることができ、多くの粉体を効率良く焼成することができる。
　複数のスリット板２４は、圧密板２２の下面に配置されている。スリット板２４は、平板状であり、圧密板２２の下面に対して垂直に設置されている。すなわち、スリット板２４は、圧密板２２の下面（すなわち、押さえ面）から下方に向かって伸びている。複数のスリット板２４の高さ方向の寸法は、一致している。図２に示すように、複数のスリット板２４は、上面視したときに放射状に配置されている。複数のスリット板２４のうちの少なくとも４枚は、上面視したときに、圧密板２２の中央から角部に向かって伸びている。すなわち、押さえ板２０を匣鉢２に押圧したときに、匣鉢２の矩形の底面の角部を繋ぐ対角線と一致する位置にスリット板２４が配置される。本実施例では、スリット板２４は、８枚配置されており、圧密板２２の中心から圧密板２２の外周部に向かって伸びている。８枚のスリット板２４のうち、４枚のスリット板２４は、圧密板２２の角部まで伸びており、残り４枚のスリット板２４は、圧密板２２の側辺の中心に向かって伸びている。
　押さえ板２０には、複数のスリット板２４が設けられているため、押さえ板２０で匣鉢２内の粉体を押圧したときに、匣鉢２内の粉体に複数の溝が形成される。匣鉢２内には粉体を圧密して充填することによって、匣鉢２への粉体の充填量を増加させることができる一方で、焼成後に粉体を匣鉢２から取り出し難くなる。圧密したときに粉体に複数の溝が形成されることによって、焼成後に粉体を匣鉢２から取り出し易くなる。また、匣鉢２内に粉体を圧密して充填すると、焼成反応時に必要なガスが、粉体内部まで供給され難くなる。また、焼成によって粉体から発生する反応ガスが匣鉢２の外部に排出され難くなる。特に、匣鉢２の底面付近に位置する粉体から発生する反応ガスは、匣鉢２の外部に排出され難い。圧密したときに粉体に複数の溝が形成されることによって、匣鉢２の底面付近に位置する粉体から発生する反応ガスが排出され易くなり、匣鉢２内の粉体全体を均一に焼成することができる。
　また、各スリット板２４は、圧密板２２の中心から圧密板２２の側面まで伸びている。このため、押さえ板２０で匣鉢２内の粉体を押圧すると、各スリット板２４の端部（すなわち、圧密板２２の側面側の端部）と匣鉢２の側面との間の距離Ｌは、３０ｍｍ以内となる。これにより、匣鉢２の側面近傍に位置する粉体にも溝が形成され、匣鉢２の焼成反応時に必要なガスが、粉体内部まで供給され易くなる。さらに、匣鉢２の側面近傍に位置する粉体から発生する反応ガスも排出され易くなる。このため、匣鉢２の中央付近に位置する粉体と匣鉢２の側面近傍に位置する粉体との間で焼成状態が不均一になることを抑制することができる。
　なお、本実施例では、スリット板２４は８枚で構成されていたが、このような構成に限定されない。スリット板は、圧密板２２の角部に向かって伸びているものを含んでいればよく、例えば、圧密板２２の角部に向かって伸びる４枚のみで構成されていてもよい。また、スリット板２４は、本実施例の８枚のスリット板２４の間のそれぞれにさらにスリット板を配置してもよく、スリット板は、１６枚で構成されていてもよい。
　スリット板２４は、金属製であり、本実施例では、ステンレスで形成されている。なお、スリット板２４は、金属又は樹脂で形成することができ、例えば、チタン、ニッケル、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はタングステンカーバイトで形成されていてもよい。スリット板２４を上記のいずれかの材料で形成することによって、スリット板２４が摩耗し難くなり、押さえ板２０で匣鉢２内の粉末を押圧する際にスリット板２４の摩耗により生じる摩耗粉が粉体に混入することを低減することができる。また、スリット板２４の表面は、バフ研磨処理されている。これにより、スリット板２４の表面の凹凸が低減され、スリット板２４の表面が摩耗し難くなる。更に、万一スリット板の摩耗粉が粉体（すなわち、焼成前の粉体）に混入した場合にも、焼成後の粉体の品質上大きな問題にならない効果もある。また、押圧装置１２の押圧力を低減することができる。なお、スリット板２４の表面は、スリット板２４の表面の凹凸を低減可能なコーティング材でコーティングされていてもよく、例えば、テフロン（登録商標）コーティングされていてもよい。
　スリット板２４の構成について、さらに詳細に説明する。上述したように、各スリット板２４は、押さえ板２０を匣鉢２内に収容したときに、匣鉢２の側面（内壁）との間の距離Ｌが３０ｍｍ以内となるように配置されている。図４は、スリット板２４と匣鉢２の側面との間の距離Ｌと、焼成後の粉体の均一性との関係を示している。焼成後の粉体の均一性は、以下のように評価した。焼成後に、匣鉢２の中央付近に位置する粉体と、匣鉢２の側面近傍に位置する粉体を複数箇所から採取し、採取したそれぞれの粉体について、含有するリチウム量を測定した。採取したそれぞれの粉体間において、含有するリチウム量の差が閾値以下となる場合に、焼成後の粉体が均一であるとし、リチウム量の差が閾値を超えた場合に、焼成後の粉体が不均一であるとした。
　図４に示すように、スリット板２４と匣鉢２の側面との間の距離Ｌが、１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの場合について、それぞれ焼成後の粉体の均一性を確認した。スリット板２４と匣鉢２の側面との間の距離Ｌが１ｍｍ～１０ｍｍの場合、焼成後の粉体は均一になっていた。また、スリット板２４と匣鉢２の側面との間の距離Ｌが２０ｍｍ～３０ｍｍの場合、焼成後の粉体は、完全には均一になっていなかったものの、概ね均一になっていた。また、スリット板２４と匣鉢２の側面との間の距離Ｌが４０ｍｍの場合、焼成後の粉体は不均一であった。スリット板２４と匣鉢２の側面との間の距離Ｌが４０ｍｍの場合に焼成後の粉体が不均一になったのは、スリット板２４によって形成される溝が匣鉢２の側面近傍に形成されないために、焼成時に必要な酸素などのガスが、粉体全体に供給されなかったことが要因と推測される。さらに、匣鉢２の側面近傍の粉体から発生する反応ガスが排出され難くなったためであると推測される。以上から、スリット板２４と匣鉢２の側面との間の距離Ｌを３０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下とすることによって、匣鉢２内の粉体を均一に焼成することができることが確認された。なお、スリット板２４と匣鉢２の側面との間の距離Ｌの下限値は、押さえ板２０で匣鉢２内の粉体を押圧したときにスリット板２４が匣鉢２に干渉しない数値であればよく、例えば、１ｍｍであってもよい。また、押さえ板２０で匣鉢２内の粉体を押圧するときにスリット板２４が匣鉢２に干渉しなければ、スリット板２４と匣鉢２の側面との間の距離Ｌの下限は、０ｍｍより大きく１ｍｍより小さい数値の間であってもよい。
　また、スリット板２４は、板厚が０．５ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下となるように形成されている。スリット板２４は、一定の板厚で形成されている。図５は、スリット板２４の板厚について、焼成後の粉体の均一性との関係、及び、押圧装置１２の押圧力との関係を示している。押圧装置１２の押圧力は、スリット板２４を匣鉢２に収容されている粉体内に挿入するために必要な押圧力を示している。高い押圧力が必要となる場合には、図５の表では不適（×）としている。
　図５に示すように、スリット板２４の板厚が、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍの場合について、それぞれ焼成後の粉体の均一性と押圧力を確認した。スリット板２４の板厚が０．３ｍｍの場合、焼成後の粉体は不均一であった。また、スリット板２４の板厚が０．５ｍｍの場合、焼成後の粉体が均一になる場合と不均一になる場合があった。また、スリット板２４の板厚が１ｍｍ～５ｍｍの場合、焼成後の粉体は均一になっていた。スリット板２４の板厚が０．３ｍｍの場合に焼成後の粉体が不均一になったのは、スリット板２４の板厚が薄いために粉体に形成される溝の幅も薄くなり、粉体充填装置１０で粉体を充填してから焼成するまでの間（焼成工程への移動中）や、焼成工程中に、溝がなくなったり、溝の幅がさらに薄くなったりしたためであると推測される。また、スリット板２４の板厚が０．５ｍｍの場合に焼成後の粉体が不均一になることがあったのも、上記と同様な理由であると推測される。以上から、スリット板２４の板厚を０．５ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上とすることによって、匣鉢２内の粉体を均一に焼成することができることが確認された。
　また、スリット板２４の板厚が０．３ｍｍ～３ｍｍの場合、押圧装置１２を大型化することなく、適切な押圧力でスリット板２４を粉体に挿入できた。また、スリット板２４の板厚が４ｍｍの場合、押圧装置１２を大型化すればスリット板２４を粉体に挿入できた。また、スリット板２４の板厚が５ｍｍの場合、スリット板２４を粉体に挿入するためには、押圧装置１２をかなり大型化する必要があり、スリット板２４を粉体に挿入することは難しかった。以上から、スリット板２４の板厚を０．５ｍｍ～４ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ～３ｍｍとすることによって、スリット板２４を匣鉢２内の粉体に挿入することができることが確認された。
（実施例２）
　上記の実施例１では、スリット板２４は、一定の板厚で形成されていたが、このような構成に限定されない。例えば、図６に示すように、スリット板１２４は、先端にテーパ１２６が設けられていてもよい。本実施例では、スリット板１２４には、片面のみが傾斜するテーパ１２６が設けられている。スリット板１２４の先端にテーパ１２６を設けることによって、スリット板１２４を粉体に挿入し易くなり、押圧装置１２の押圧力を低減することできる。
　スリット板１２４の先端には、２０度以上かつ９０度未満の角度αのテーパ１２６が設けられている。図７は、スリット板１２４のテーパ１２６の角度αについて、スリット板１２４の耐摩耗性との関係、及び、押圧装置１２の押圧力との関係を示している。
　図７に示すように、テーパ１２６の角度αが、１０度、２０度、２５度、３０度、４５度、６０度、７５度、８５度、８８度、９０度（すなわち、テーパ１２６なし）の場合について、それぞれスリット板１２４の耐摩耗性と押圧力を確認した。テーパ１２６の角度αが１０度の場合、スリット板１２４の先端の薄い領域が大きくなり、押さえ板２０を匣鉢２内に挿入したときにスリット板１２４の先端が破損し易くなった。また、テーパ１２６の角度αが２０度～２５度の場合、押さえ板２０を匣鉢２内に挿入したときに、スリット板１２４の先端が破損することはほとんどなく、耐摩耗性を有していた。また、テーパ１２６の角度αが３０度～９０度の場合、押さえ板２０を匣鉢２内に挿入したときに、スリット板１２４の先端が破損することはなく、十分な耐摩耗性を有していた。以上から、スリット板１２４の先端に設けるテーパ１２６の角度αを２０度以上、より好ましくは３０度以上とすることによって、押さえ板２０を匣鉢２内に挿入したときに十分な耐摩耗性を有することが確認された。
　また、テーパ１２６の角度αが１０度～８５度の場合、適切な押圧力でスリット板１２４を粉体に挿入できた。また、テーパ１２６の角度αが８８度～９０度の場合にも、適切な押圧力でスリット板１２４を粉体に挿入できたが、テーパ１２６の角度αが１０度～８５度の場合と比較すると大きい押圧力を必要とした。角度αが９０度の場合とは、上記の実施例１のテーパが設けられていないスリット板２４と同一の構成である。すなわち、テーパ１２６の角度αが１０度～８５度の場合、テーパが設けられていないスリット板２４よりも小さい押圧力でスリット板１２４を粉体に挿入できた。以上から、テーパ１２６の角度αを１０度～８５度とすることによって、小さい押圧力でスリット板１２４を匣鉢２内の粉体に挿入できることが確認された。
　なお、本実施例では、テーパ１２６が設けられたスリット板１２４の先端が尖っていたが、このような構成に限定されない。例えば、図８（ａ）に示すように、スリット板１２４ａには、先端が平坦にされたＣ取り形状のテーパ１２６ａが設けられていてもよい。また、図８（ｂ）に示すように、スリット板１２４ｂには、先端が曲面にされたＲ取り形状のテーパ１２６ｂが設けられていてもよい。スリット板１２４ａ、１２４ｂに先端がＣ取り形状のテーパ１２６ａ又はＲ取り形状のテーパ１２６ｂを設けた場合であっても、スリット板１２４に先端が尖ったテーパ１２６を設けた場合と同様に、押さえ板２０を匣鉢２内に挿入する際の押圧力を低減することできる。また、スリット板１２４ａ、１２４ｂに先端がＣ取り形状のテーパ１２６ａ又はＲ取り形状のテーパ１２６ｂを設けた場合には、押さえ板２０を匣鉢２内に挿入したときにスリット板１２４ａ、１２４ｂの先端が破損し難くなり、スリット板１２４に先端が尖ったテーパ１２６を設けた場合よりも、耐摩耗性を向上させることができる。
（実施例３）
　上記の実施例２では、スリット板１２４には、片面のみが傾斜するテーパ１２６が設けられていたが、このような構成に限定されない。例えば、図９に示すように、スリット板２２４には、両面が傾斜するテーパ２２６が設けられていてもよい。本実施例では、スリット板１２４の先端には、２０度以上かつ１８０度未満の角度βのテーパ２２６が設けられる。図１０は、スリット板２２４のテーパ２２６の角度βについて、スリット板２２４の耐摩耗性との関係、及び、押圧装置１２の押圧力との関係を示している。
　図１０に示すように、テーパ２２６の角度βが、１０度、２０度、２５度、３０度、６０度、９０度、１２０度、１５０度、１７０度、１７５度、１８０度（すなわち、テーパ１２６なし）の場合について、それぞれスリット板２２４の耐摩耗性と押圧力を確認した。テーパ２２６の角度βが１０度の場合、スリット板２２４の先端の薄い領域が大きくなり、押さえ板２０を匣鉢２内に挿入したときにスリット板２２４の先端が破損し易くなった。また、テーパ２２６の角度βが２０度～２５度の場合、押さえ板２０を匣鉢２内に挿入したときに、スリット板２２４の先端が破損することはほとんどなく、耐摩耗性を有していた。また、テーパ２２６の角度αが３０度～１８０度の場合、押さえ板２０を匣鉢２内に挿入したときに、スリット板２２４の先端が破損することはなく、十分な耐摩耗性を有していた。以上から、スリット板２２４の先端に両面が傾斜するテーパ２２６を設けた場合にも、スリット板２２４の先端に設けるテーパ２２６の角度βを２０度以上、より好ましくは３０度以上とすることによって、押さえ板２０を匣鉢２内に挿入したときに十分な耐摩耗性を有することが確認された。
　また、テーパ２２６の角度βが１０度～１７０度の場合、適切な押圧力でスリット板２２４を粉体に挿入できた。また、テーパ２２６の角度βが１７５度～１８０度の場合にも、適切な押圧力でスリット板２２４を粉体に挿入できたが、テーパ２２６の角度βが１０度～１７０度の場合と比較すると大きい押圧力を必要とした。角度βが１８０度の場合とは、上記の実施例１のテーパが設けられていないスリット板２４と同一の構成である。すなわち、テーパ２２６の角度βが１０度～１７０度の場合、テーパが設けられていないスリット板２４よりも小さい押圧力でスリット板２２４を粉体に挿入できた。以上から、テーパ２２６の角度βを１０度～１７０度とすることによって、小さい押圧力でスリット板２２４を匣鉢２内の粉体に挿入できることが確認された。
　なお、本実施例では、スリット板２２６には、両面が同じ角度だけ傾斜するテーパ２２６が設けられていたが、このような構成に限定されない。スリット板２２６には、角度βのテーパが設けられていればよい。したがって、一方の面の傾斜角度と他方の面の傾斜角度の合計が角度βとなっていれば、スリット板には、一方の面の傾斜角度と他方の面の傾斜角度が異なるテーパが設けられていてもよい。
　また、本実施例においても、テーパ２２６が設けられたスリット板１２４の先端は、尖っていなくてもよい。例えば、図１１（ａ）に示すように、スリット板２２４ａには、先端が平坦にされたＣ取り形状のテーパ２２６ａが設けられていてもよい。また、図１１（ｂ）に示すように、スリット板２２４ｂには、先端が曲面にされたＲ取り形状のテーパ２２６ｂが設けられていてもよい。スリット板１２４ａ、１２４ｂに先端がＣ取り形状のテーパ１２６ａ又はＲ取り形状のテーパ１２６ｂを設けることによって、押さえ板２０を匣鉢２内に挿入する際の押圧力を低減することできると共に、耐摩耗性を向上させることができる。
　以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims (12)

  1. 　匣鉢に粉体を圧密して充填する粉体充填装置であって、
    　前記匣鉢内の前記粉体を圧密する押さえ板と、
    　前記押さえ板を前記匣鉢内の前記粉体に向かって押圧する押圧機構と、を備えており、
    　前記押さえ板は、
    　前記粉体に当接して前記粉体を圧密する押さえ面を有する圧密板と、
    　前記圧密板の下面に設置され、前記押さえ面から下方に伸びる複数のスリット板と、を備えており、
    　前記複数のスリット板は、前記粉体充填装置に前記匣鉢を設置した状態で前記粉体充填装置及び前記匣鉢を上面視したときに、放射状に配置されており、
    　前記粉体充填装置に前記匣鉢を設置した状態における前記複数のスリット板のそれぞれと前記匣鉢の側壁との間の距離は、略同一である、粉体充填装置。
  2. 　前記複数のスリット板は、前記粉体充填装置に前記匣鉢を設置した状態で前記粉体充填装置及び前記匣鉢を上面視したときに、少なくとも前記匣鉢の対角線と一致するように配置されている、請求項１に記載の粉体充填装置。
  3. 　前記粉体充填装置に前記匣鉢を設置した状態における前記複数のスリット板のそれぞれと前記匣鉢の側壁との間の前記距離は、３０ｍｍ以下である、請求項１に記載の粉体充填装置。
  4. 　前記スリット板の板厚は、０．５ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下である、請求項１に記載の粉体充填装置。
  5. 　前記スリット板の先端には、テーパが設けられている、請求項１に記載の粉体充填装置。
  6. 　前記テーパは、前記スリット板の片側の面のみが傾斜するように設けられており、
    　前記テーパの角度は、２０度以上かつ９０度未満である、請求項５に記載の粉体充填装置。
  7. 　前記テーパは、前記スリット板の片側の面のみが傾斜するように設けられており、
    　前記テーパの角度は、３０度以上かつ８５度以下である、請求項５に記載の粉体充填装置。
  8. 　前記テーパは、前記スリット板の両面が傾斜するように設けられており、
    　前記テーパの角度は、２０度以上かつ１８０度未満である、請求項５に記載の粉体充填装置。
  9. 　前記テーパは、前記スリット板の両面が傾斜するように設けられており、
    　前記テーパの角度は、３０度以上かつ１７０度以下である、請求項５に記載の粉体充填装置。
  10. 　前記スリット板は、ステンレス、チタン、ニッケル、ポリ塩化ビニル及びタングステンカーバイトのいずれか１種以上の材料で形成されている、請求項１に記載の粉体充填装置。
  11. 　前記スリット板の表面は、バフ研磨処理されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の粉体充填装置。
  12. 　前記スリット板の表面は、テフロン（登録商標）コーティングされている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の粉体充填装置。
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