特開2016-221576(P2016-221576A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特開2016-221576給粉装置、および、その給粉装置を用いた給粉方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-221576(P2016-221576A)
(43)【公開日】2016年12月28日
(54)【発明の名称】給粉装置、および、その給粉装置を用いた給粉方法
(51)【国際特許分類】
   B30B 11/00 20060101AFI20161205BHJP
   B65G 65/44 20060101ALI20161205BHJP
   B22F 3/035 20060101ALI20161205BHJP
【FI】
   B30B11/00 F
   B65G65/44 B
   B22F3/035 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2016-79380(P2016-79380)
(22)【出願日】2016年4月12日
(31)【優先権主張番号】特願2015-112981(P2015-112981)
(32)【優先日】2015年6月3日
(33)【優先権主張国】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100093779
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 雅紀
(72)【発明者】
【氏名】小林 栄一
(72)【発明者】
【氏名】森田 和博
【テーマコード(参考)】
3F075
4K018
【Fターム(参考)】
3F075AA08
3F075BA01
3F075BB02
3F075CA03
3F075CA06
3F075CA09
3F075CB02
3F075CB13
3F075CB16
3F075CC06
3F075CC21
3F075CD11
3F075CD20
4K018CA14
(57)【要約】
【課題】 キャビティに安定して一定量の粉末を供給可能な給粉装置を提供する。
【解決手段】 キャビティ15に粉末Pを供給する給粉装置1は、粉箱31、収容室シャッタ32、および、制御部50を備えている。粉箱31は、粉末Pを収容する収容空間310を有し、収容空間310にダイ11の上面1113が面する退避位置と収容空間310がキャビティ15に連通する給粉位置との間を移動可能である。収容室シャッタ32は、収容空間310を第1収容室313と第2収容室315とに区画する閉状態と、第1収容室313と第2収容室315とが連通する開状態とに切り替え可能である。第1収容室313は鉛直方向上側に配置され、第2収容室315は鉛直方向下側に配置されキャビティ15の容積よりも大きな容積を有する。収容室シャッタ32は、収容空間310の粉末Pを第1収容室313と第2収容室315とに切り分け可能である。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧粉体の成形に用いられるダイ(11)の上面に開口するキャビティ(15)に粉末を供給する給粉装置であって、
粉末を収容する収容空間(310)を有し、前記収容空間に前記ダイの上面が面する退避位置と前記収容空間が前記キャビティに連通する給粉位置との間を移動可能な粉箱(31)と、
鉛直方向上側に配置される第1収容室(313)と鉛直方向下側に配置され前記キャビティの容積に比べ大きな容積を有する第2収容室(315)とに前記収容空間を区画する閉状態と、前記第1収容室と前記第2収容室とが連通する開状態とを切り替え可能であり、前記収容空間の粉末を前記第1収容室と前記第2収容室に切り分け可能な収容室シャッタ(32、320)と、
前記収容室シャッタの動作を制御する制御部(50)と、
を備えることを特徴とする給粉装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記粉箱が前記退避位置から前記給粉位置まで移動する間、前記収容室シャッタを前記閉状態に維持することを特徴とする請求項1に記載の給粉装置。
【請求項3】
前記収容室シャッタ(320)は、複数の板部材(321)から構成され、
複数の前記板部材のそれぞれは、収容側貫通孔(323)を有し、前記収容側貫通孔の水平方向位置が前記収容空間で互いに重なる状態と互いに異なる状態とを切り替え可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の給粉装置。
【請求項4】
粉末を貯留する貯留空間(210)、および、前記貯留空間内の粉末を前記退避位置に位置する前記粉箱に供給可能な供給口(212)を有する貯留槽(21)と、
前記貯留空間を、鉛直方向上側に配置される第1貯留室(214)と鉛直方向下側に配置される第2貯留室(216)とに区画する閉状態と、前記第1貯留室と前記第2貯留室とが連通する開状態とを切り替え可能であり、前記貯留空間内の粉末を前記第1貯留室と前記第2貯留室とに切り分け可能な第1貯留室シャッタ(22)と、
前記第2貯留室と前記供給口との遮断および連通を行う第2貯留室シャッタ(23、230)と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の給粉装置。
【請求項5】
前記第2貯留室シャッタ(230)は、複数の板部材(231)から構成され、
前記複数の板部材のそれぞれは、貯留側貫通孔(233)を有し、前記貯留側貫通孔の水平方向位置が前記貯留空間で互いに重なる状態と互いに異なる状態とを切り替え可能であることを特徴とする請求項4に記載の給粉装置。
【請求項6】
前記粉箱の前記収容空間に収容されている粉末の体積を検出可能なセンサ(33)をさらに備え、
前記制御部は、前記センサに検出された粉末の体積に基づいて、前記第1貯留室シャッタおよび前記第2貯留室シャッタの各動作を制御可能であることを特徴とする請求項4又は5に記載の給粉装置。
【請求項7】
圧粉体の成形に用いられるダイ(11)の上面に開口するキャビティ(15)に供給される粉末を収容する収容空間(310)を有し、前記収容空間に前記ダイの上面が面する退避位置と前記収容空間が前記キャビティに連通する給粉位置との間を移動可能な粉箱(31)と、
鉛直方向上側に配置される第1収容室(313)と鉛直方向下側に配置され前記キャビティの容積に比べ大きな容積を有する第2収容室(315)とに前記収容空間を区画する閉状態と、前記第1収容室と前記第2収容室とが連通する開状態とを切り替え可能であり、前記収容空間の粉末を前記第1収容室と前記第2収容室に切り分け可能な収容室シャッタ(32、320)と、
前記収容室シャッタの動作を制御する制御部(50)と、
を備える給粉装置を用いた給粉方法であって、
前記退避位置に位置している前記粉箱の前記収容空間に前記第2収容室を満たすのに十分な体積の粉末を供給する第1工程と、
前記第1工程の後、前記収容室シャッタによって前記収容空間を前記第1収容室と前記第2収容室とに区画する第2工程と、
前記キャビティに前記第2収容室の粉末を供給する第3工程と、
を含む給粉方法。
【請求項8】
粉末を貯留する貯留空間(210)、および、前記貯留空間内の粉末を前記退避位置に位置する前記粉箱に供給可能な供給口(212)を有する貯留槽(21)と、
鉛直方向上側に配置される第1貯留室(214)と鉛直方向下側に配置される第2貯留室(216)とに前記貯留空間を区画する閉状態と、前記第1貯留室と前記第2貯留室とが連通する開状態とを切り替え可能であり、前記貯留空間内の粉末を前記第1貯留室と前記第2貯留室とに切り分け可能な第1貯留室シャッタ(22)と、
前記第2貯留室と前記供給口との遮断および連通を行う第2貯留室シャッタ(23、230)と、をさらに備える前記給粉装置を用いた給粉方法であって、
前記第1工程において前記第2貯留室の粉末を前記収容空間に供給した後、第2貯留室シャッタを閉状態とする第4工程と、
前記第4工程の後、前記第1貯留室シャッタを開状態とし、前記第1貯留室に貯留されている粉末で前記第2貯留室を満たす第5工程と、
前記第5工程の後、前記第1貯留室シャッタを閉状態とする第6工程と、
前記第6工程の後、前記第2貯留室シャッタを開状態とし、前記退避位置に位置する前記収容空間に前記第2貯留室の粉末を供給する第7工程と、
を含む請求項7に記載の給粉方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、キャビティに粉末を供給する給粉装置、および、その給粉装置を用いた給粉方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、圧粉体の成形に用いられるダイの上面に開口するキャビティに粉末を供給する給粉装置が知られている。一般的な給粉装置は、粉末を収容しつつキャビティに対して進退するようにダイの上面を水平移動可能な粉箱を備えている。この粉箱の底部は開放されており、粉箱の底部がキャビティに重なることによって、粉箱内の粉末がキャビティに投入される。例えば、特許文献1には、キャビティに粉末を供給可能なフィーダ、フィーダの鉛直方向上側に設けられフィーダに粉末を供給可能なホッパ、および、フィーダとホッパとを分断可能なシャッタを備える給粉装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】実開昭63−192434号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載の給粉装置では、シャッタを閉じることによってホッパ内の粉末の自重がフィーダ内の粉末に作用することを防止し、フィーダ内の粉末の量を一定にしている。しかしながら、特許文献1に記載の給粉装置では、フィーダの鉛直方向上側は開放されているため、フィーダがホッパの下からキャビティ上に移動するとき、フィーダ内の粉末が慣性力によってフィーダ内を移動しフィーダ内の粉末の密度分布に偏りが生じたり、フィーダ内の粉末がフィーダ内の鉛直方向上側から漏れ出したりするおそれがある。このため、キャビティに供給される粉末の流動性がショット毎にばらつき、加圧成形後の圧粉体の密度分布や寸法精度が悪化するおそれがある。
【0005】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、キャビティに安定して一定量の粉末を供給可能な給粉装置、および、キャビティに安定して一定量の粉末を供給可能な給粉方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、圧粉体の成形に用いられるダイの上面に開口するキャビティに粉末を供給する給粉装置であって、粉箱と、収容室シャッタと、制御部とを備えている。
粉箱は、粉末を収容する収容空間を有し、収容空間にダイの上面が面する退避位置と収容空間がキャビティに連通する給粉位置との間を移動可能である。
収容室シャッタは、収容空間を第1収容室と第2収容室とに区画する閉状態と、第1収容室と第2収容室とが連通する開状態とを切り替え可能である。第1収容室は、鉛直方向上側に配置され、第2収容室は、鉛直方向下側に配置されキャビティの容積に比べ大きな容積を有する。また、収容室シャッタは、収容空間の粉末を第1収容室と第2収容室とに切り分け可能である。
制御部は、収容室シャッタの動作を制御する。
【0007】
本発明の給粉装置では、粉箱が退避位置から給粉位置に移動した後再び退避位置に戻ることによって、1ショットの給粉が完了する。
上記構成によれば、粉末が収容空間に収容されている状態で収容室シャッタが開状態から閉状態に切り替わると、粉末が第2収容室に切り出され、粉末が満たされた状態の第2収容室が区画される。すなわち、第2収容室は、粉末で充填されている。これにより、粉箱が退避位置から給粉位置に移動するとき、粉末が充填されている第2収容室では慣性力によって粉末の密度分布の偏りは発生しにくくなる。また、収容室シャッタが閉状態であるため、粉末が第2収容室から外部に飛散しなくなる。
また、粉箱が給粉位置に位置するとき、収容室シャッタが閉状態であるため、第2収容室に区分された一定量の粉末がキャビティに供給される。
【0008】
このように、本発明の給粉装置は、第2収容室における粉末の密度分布の偏りを防止しつつ、ショット毎にキャビティに一定量の粉末を供給することができる。これにより、本発明の給粉装置は、キャビティに供給される粉末の流動性が安定するため、加圧成形後の圧粉体の密度分布を一定にし、寸法精度を向上することができる。
【0009】
また、本発明は、上記給粉装置を用いた給粉方法であって、第1工程と、第2工程と、第3工程と、を含む。
第1工程では、退避位置に位置している粉箱の収容空間に第2収容室を満たすのに十分な体積の粉末を供給する。
第1工程の後の第2工程では、収容室シャッタによって収容空間を第1収容室と第2収容室とに区画する。
第3工程では、キャビティに第2収容空間の粉末を供給する。
【0010】
本発明の給粉方法では、第2工程において、収容室シャッタによって収容空間を第1収容室と第2収容室とに区画する。これにより、第2収容室には、粉末が充填されるため、粉箱が退避位置から給粉位置まで移動するときの慣性力によって第2収容室の粉末に密度分布の偏りは発生しにくくなる。また、キャビティには、第2収容室に区分された一定量の粉末だけが供給される。これにより、本発明の給粉方法は、キャビティに供給される粉末の流動性が安定するため、加圧成形後の圧粉体の密度分布を一定にし、寸法精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明の第1実施形態による給粉装置を示す模式図である。
図2】本発明の第1実施形態によるキャビティへの給粉方法のフローチャートである。
図3】(a)〜(b)は、キャビティへの給粉方法を説明するための模式図である。
図4】(a)〜(b)は、キャビティへの給粉方法を説明するための模式図である。
図5】(a)〜(c)は、本発明の第2実施形態による給粉装置の貯留槽が閉状態から開状態に切り替わる様子を示す模式図である。
図6】(a)〜(c)は、本発明の第2実施形態による給粉装置の粉箱が閉状態から開状態に切り替わる様子を示す模式図であって、図5とは異なる構成の給粉装置を示す模式図である。
図7】他の実施形態によるキャビティへの給粉方法を示す模式図である。
図8】比較例の給粉装置を示す模式図である。
図9】本発明の第1実施形態による給粉装置および比較例の給粉装置における圧粉体の厚みを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の複数の実施形態による給粉装置について、図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【0013】
[第1実施形態]
図1に示すように、本実施形態による給粉装置1は、圧粉体の成形に用いられる金型10に原料となる粉末を供給するものである。金型10は、型穴を有するダイ11、並びに、型穴に挿入可能である下パンチ12および上パンチ(不図示)を有している。ダイ11の型穴に下パンチ12が挿入されることにより、ダイ11の上面113に開口するキャビティ15が区画される。
給粉装置1は、図1の上下方向を鉛直方向として設置されており、給粉装置1から供給される粉末は、その自重によってキャビティ15に充填される。本明細書では、説明の便宜上、鉛直方向下側および鉛直方向上側を単に「上側」および「下側」と称する。
【0014】
本実施形態による給粉装置1は、貯留槽21、第1貯留室シャッタ22、第2貯留室シャッタ23、粉箱31、収容室シャッタ32、センサ33、粉箱駆動機構40、および、制御部50等を備えている。
【0015】
貯留槽21は、粉末Pを貯留可能な貯留空間210、および、貯留空間210内の粉末を粉箱31に供給可能な供給口212を有する。貯留槽21の貯留空間210には、例えば図示しないホッパ等から連続的に粉末が供給される。
【0016】
第1貯留室シャッタ22および第2貯留室シャッタ23は、それぞれ貯留槽21に設けられており、図示しない駆動源により貯留槽21に対して移動可能である。
具体的には、第1貯留室シャッタ22は、貯留空間210を上側の第1貯留室214と下側の第2貯留室216とに区画する閉状態と、第1貯留室214と第2貯留室216とが連通する開状態とを切り替え可能である。第2貯留室216は、例えば、キャビティ15に1回のショットで供給される粉末の量に相当する粉末Pを貯留する容積を有する。
また、第1貯留室シャッタ22は、開状態から閉状態に切り替わるとき、粉末Pが貯留された状態の貯留空間210内に挿入可能であり、貯留空間210内の粉末Pを第1貯留室214と第2貯留室216とに切り分けることが可能である。
【0017】
第2貯留室シャッタ23は、貯留槽21において第1貯留室シャッタ22の下側に設置されている。第2貯留室シャッタ23は、貯留空間210の開閉可能な底部として機能し、第2貯留室26と供給口212との遮断および連通を行う。
第2貯留室シャッタ23が開状態のとき、貯留槽21内の粉末Pは、その自重によって落下し供給口212を通って払い出される。
【0018】
粉箱31は、粉末Pを収容可能な収容空間310を有する。収容空間310は、粉箱31を上下方向に貫通するように形成されている。すなわち、粉箱31は、収容空間310に連通する上側開口311および下側開口312を有する。
【0019】
また、粉箱31は、粉箱駆動機構40により、収容空間310にダイ11の上面113が面する退避位置と、収容空間310がキャビティ15に連通する給粉位置との間を水平方向に移動可能である。
粉箱31が退避位置に位置するとき、ダイ11の上面113上が収容空間310の底部として機能する。また、収容空間310は、貯留槽21から払い出された粉末Pを上側開口311を介して受給可能である。
一方、粉箱31が給粉位置に位置するとき、収容空間310内の粉末Pは、下側開口312を介してキャビティ15に供給される。
【0020】
収容室シャッタ32は、粉箱31に設けられており、図示しない駆動源により粉箱31に対して移動可能である。
具体的には、収容室シャッタ32は、収容空間310を上側の第1収容室313と下側の第2収容室315とに区画する閉状態と、第1収容室313と第2収容室315とが連通する開状態とを切り替え可能である。第2収容室315は、キャビティ15の容積に比べ大きな容積を有する。
また、収容室シャッタ32は、開状態から閉状態に切り替わるとき、粉末Pが収容された状態の収容空間310内に挿入可能であり、収容空間310内の粉末Pを第1収容室313と第2収容室315とに切り分けることができる。
【0021】
センサ33は、粉箱31に設置されており、収容空間310内の粉末Pの体積が所定の下限値以下であることを検出する。所定の下限値は、例えば、粉末Pが第2収容室315を満たすのに必要十分な体積の値に設定されている。センサ33による検出結果は、制御部50に送信される。
【0022】
粉箱駆動機構40は、粉箱31を駆動するための機構であり、周知技術を利用可能である。例えば、粉箱31に接続されたロッド42がシリンダ41内を往復移動することにより、粉箱31を駆動可能である。
【0023】
制御部50は、例えばマイクロコンピュータにより構成され、各部材の動作を制御する。また、制御部50は、センサ33の検出結果に基づき、第1貯留室シャッタ22、第2貯留室シャッタ23、および、収容室シャッタ32の開閉動作を制御することができる。
【0024】
次に、キャビティ15への給粉方法について、図2図3(a)〜(c)、および、図4(a)〜(c)を参照して説明する。図2には、粉末Pの給粉方法のフローチャートを示す。図3(a)〜(c)、および、図4(a)〜(c)には、便宜的に、収容室シャッタ32が開状態のときの収容空間310の第1収容室313と第2収容室315との境界を点線L31で示し、第1貯留室シャッタ22が開状態のときの貯留空間210の第1貯留室214と第2貯留室216との境界を点線L21で示す。
【0025】
最初に、「第1工程」および「第4工程」としてのステップ(以下、単に「S」と称する)101において、退避位置に位置している粉箱31に対して第2収容室315を満たすのに十分な体積の粉末Pを貯留槽21が供給する。具体的には、収容室シャッタ32が開状態のまま、第2貯留室シャッタ23を開状態とする。これにより、第2貯留室216内の粉末Pが供給口212から払い出され、粉箱31の収容空間310に供給される。供給後、第2貯留室シャッタ23を閉状態にする(図3(a)参照)。
【0026】
次に、「第2工程」および「第5工程」としてのS102において、図3(b)に示すように、開状態の収容室シャッタ32が閉状態に切り替わり、収容空間310を第1収容室313と第2収容室315とに区画する。これにより、収容空間310内の粉末Pは第1収容室313および第2収容室315に切り分けられる。このとき、第2収容室315は粉末Pで満たされている。
また、S102では、貯留槽21の閉状態の第1貯留室シャッタ22が開状態に切り替わる。これにより、第1貯留室214と第2貯留室216とは連通し、図3(b)に示すように、第2貯留室216が粉末Pで満たされる。
【0027】
次に、「第3工程」および「第6工程」としてのS103において、図3(c)に示すように、粉箱31を退避位置から給粉位置までダイ11の上面13上をスライド移動する(図3(c)の白抜き矢印F3)。粉箱31が給粉位置に位置すると、第2収容室315がキャビティ15に連通するため、第2収容室315内の粉末Pがその自重によってキャビティ15に投入される。
また、S103では、貯留槽21において、開状態の第1貯留室シャッタ22が閉状態に切り替わり、貯留空間210を第1貯留室214と第2貯留室216に区画する。これにより、貯留空間210内の粉末Pは、第1貯留室214および第2貯留室216に切り分けられ、第2貯留室216には次回供給分の粉末Pが準備される。
【0028】
次に、S104において、図4(a)に示すように、粉箱31を給粉位置から退避位置までダイ11の上面13上をスライド移動する(図4(a)の白抜き矢印F4)。このとき、粉箱31はキャビティ15に投入された粉末Pのすりきりを行う。これにより、キャビティ15への粉末供給が行われる。
【0029】
次に、「第7工程」としてのS105において、粉箱31の第1収容室313に粉末を供給する。具体的には、図4(b)に示すように、閉状態の第2貯留室シャッタ23が開状態に切り替わる。これにより、第2貯留室216内の粉末Pが供給口212から払い出され、退避位置に位置する粉箱31に供給される。このとき、収容室シャッタ32は閉状態であるため、供給された粉末Pは、収容室シャッタ32上に堆積する。すなわち、供給された粉末Pは、第1収容室313に収容される。
【0030】
次に、S106において、第1収容室313と第2収容室315とを連通させる。具体的には、図4(c)に示すように、収容室シャッタ32を開状態に切り替える。これにより、第1収容室313と第2収容室315とは連通し、第1収容室313内の粉末Pと第2収容室315内の粉末Pとが合わさって、収容空間310に収容される。また、第2貯留室シャッタ23は、開状態から閉状態に切り替わる。
【0031】
以上のように、粉箱31が退避位置から給粉位置に移動し、その後退避位置に戻ることによって、1ショットの給粉が完了する。また、粉箱31から退避位置に戻ったとき、粉箱31への粉末Pの供給が行われる。次回の供給からは、図3(b)〜(c)、図4(a)〜(c)を参照して説明した行程を繰り返せばよい。
【0032】
なお、本実施形態では、第2貯留室216が、1ショット分の粉末の量に相当する粉末Pを貯留しているため、供給後に収容空間310に収容される粉末Pの体積は、供給前と同程度に保たれる。
【0033】
また、上記給粉方法において、第1収容室313と第2収容室315とが連通しているとき(例えば図4(c)参照)、収容空間310内の粉末Pの体積はセンサ33によって検出される。粉末Pの体積が所定の下限値以下であると検出された場合、制御部50は、粉箱31への粉末供給がさらに行われるように、第1貯留室シャッタ22および第2貯留室シャッタ23を開閉動作させる。
【0034】
(効果)
本実施形態の給粉装置1の効果を説明するために、まず、比較例の給粉装置100について、図8(a)(b)を参照して簡単に説明する。比較例の給粉装置100は、粉箱130の上側に常時開放されている開口131を有する。なお、図8(a)は粉箱130が退避位置にいる状態を示し、図8(b)は粉箱130が給粉位置にいる状態を示している。
【0035】
比較例の給粉装置100では、貯留槽120に設けられた1枚のシャッタ121の開閉によって、貯留槽120から粉箱130に供給される粉末の量が調整される。このため、粉箱130に供給される粉末の量に変動が生じやすく、給粉時における粉箱130内の粉末の量を一定にすることは難しい。よって、粉箱130からキャビティ15に供給される粉末Pの流動性はショット毎に異なり、供給される粉末の量にばらつきが生じる。
【0036】
また、比較例の給粉装置100では、粉箱130が退避位置から給粉位置までダイ11上を移動すると、粉箱130内の粉末Pは慣性力によって粉箱130内の片側に偏在する。このような状態の粉末Pがキャビティ15に投入されることにより、キャビティ15内の粉末密度に偏りが生じる。また、粉箱130の上側は、常時開放されているため、粉箱130の移動によって粉箱130内の粉末Pが外部に漏れ出すおそれがある。
【0037】
(1)本実施形態の給粉装置1は、上述したように、圧粉体の成形に用いられるダイ11の上面に開口するキャビティ15へ粉末Pを供給するものであって、粉箱31と、収容室シャッタ32と、制御部50とを備える。
粉箱31は、粉末Pを収容する収容空間310を有し、収容空間310にダイ11の上面が面する退避位置と収容空間310がキャビティ15に連通する給粉位置との間を移動する。
収容室シャッタ32は、収容空間310を第1収容室313と第2収容室315とに区画する閉状態と、第1収容室313と第2収容室315とが連通する開状態に切り替え可能である。第1収容室313は鉛直方向上側に配置され、第2収容室315は鉛直方向下側に配置されキャビティ15の容積に比べ大きな容積を有する。また、収容室シャッタ32は、収容空間310内の粉末Pを第1収容室313と第2収容室315とに切り分ける。
制御部50は、収容室シャッタ32の動作を制御する。
【0038】
上記構成によれば、収容空間310に粉末Pが収容されている状態で収容室シャッタ32が開状態から閉状態に切り替わると、粉末Pが第2収容室315に切り出され、粉末Pが満たされた状態の第2収容室315を区画することができる。すなわち、第2収容室315は、一定の体積の粉末Pによって充填されることとなる。
本実施形態では、制御部50は、粉箱31が退避位置から給粉位置まで移動する間、収容室シャッタ32を閉状態に維持する。これにより、第2収容室315は粉末Pが満たされた状態で区画されているため、粉箱31が退避位置から給粉位置まで移動する間、粉箱130内の粉末Pが慣性力を受けるとしても第2収容室315の粉末Pに偏りは生じない。
また、粉箱31が給粉位置に位置しているとき、収容室シャッタ32が閉状態であるため、第2収容室315に区分された一定量の粉末Pがキャビティ15に供給される。
【0039】
このように、本実施形態の給粉装置1によれば、第2収容室315における粉末Pの密度分布の偏りを防止しつつ、ショット毎にキャビティ15に一定量の粉末Pを供給することができる。これにより、給粉装置1は、キャビティ15に供給される粉末Pの流動性が安定するため、加圧成形後の圧粉体の密度分布を一定にし、寸法精度を向上することができる。
【0040】
(2)本実施形態の給粉装置1は、貯留槽21と、第1貯留室シャッタ22と、第2貯留室シャッタ23とをさらに備えている。
貯留槽21は、粉末Pを貯留する貯留空間210、および、貯留空間210内の粉末Pを退避位置に位置する粉箱31に供給可能な供給口212を有する。
第1貯留室シャッタ22は、貯留空間210を鉛直方向上側に配置される第1貯留室214と鉛直方向下側に配置される第2貯留室216とに区画する閉状態と、第1貯留室214と第2貯留室216とが連通する開状態とを切り替え可能であり、貯留空間210内の粉末Pを第1貯留室214と第2貯留室216とに切り分ける。
第2貯留室シャッタ23は、第2貯留室216と供給口212との遮断および連通を行う。
【0041】
上記構成によれば、第2貯留室シャッタ23が閉状態であって貯留空間210に粉末Pが収容されている状態で、第1貯留室シャッタ22が開状態から閉状態に切り替わると、粉末Pが満たされた状態の第2貯留室216が区画される。すなわち、第2貯留室216に一定の体積の粉末Pを収容することができる。その後、第2貯留室シャッタ23が閉状態から開状態に切り替わると、第2貯留室216から供給口212を介して一定の体積の粉末Pが粉箱31に供給される。
【0042】
複数ショットの供給を連続して行う場合、1ショットのキャビティ15への供給が終了する毎に収容空間310に供給することによって、収容室シャッタ32が切り分ける前に収容空間310に収容されている粉末Pの体積を一定にすることができる。これにより、ショット毎に、第2収容室315に切り出される粉末Pの密度を安定化することができ、キャビティ15に供給される粉末の量をさらに安定化することができる。
【0043】
(3)本実施形態の給粉装置1は、粉箱31の収容空間310に収容されている粉末Pの体積を検出可能なセンサ33をさらに備えている。制御部50は、センサ33に検出された粉末Pの体積に基づいて第1貯留室シャッタ22および第2貯留室シャッタ23の各動作を制御可能である。
【0044】
特に、本実施形態では、センサ33によって粉末Pの体積が所定の下限値以下であると検出される場合、制御部50は、粉箱31へ粉末Pが供給されるように、第1貯留室シャッタ22および第2貯留室シャッタ23を開閉動作させる。
このような構成によれば、収容室シャッタ32が切り分ける前に収容空間310には、第2収容室315を満たすのに必要十分な粉末Pが確実に収容される。複数ショットの供給を連続して行う場合に好適である。
【0045】
(4)本実施形態の給粉装置1を用いて複数回の圧粉体の成形を行い、圧粉体の厚みを測定した。その結果を図9に示す。図9には、比較例の給粉装置100を用いて複数回の圧粉体の成形を行った場合の圧粉体の厚みの測定結果も示す。
図9に示すように、比較例に比べて、給粉装置1では、成形体の厚みのばらつきが50%程度低減することが分かった。
【0046】
(5)また、本実施形態によるキャビティ15への給粉方法では、S101において退避位置に位置している粉箱31の収容空間310に第2収容室315を満たすのに十分な体積の粉末を供給した後、S102において、収容室シャッタ32によって収容空間310を第1収容室313と第2収容室315とに区画する。これにより、第2収容室315には、粉末Pが充填されるため、粉箱31が退避位置から給粉位置まで移動しても第2収容室315の粉末Pに密度分布の偏りは発生しにくくなる。また、キャビティ15には、第2収容室315に区分された一定量の粉末のみが供給されるため、第2収容室315からキャビティ15に投入される粉末Pの流動性が安定する。これらにより、本実施形態によるキャビティ15への給粉方法は、加圧成形後の圧粉体の密度分布を一定にし、寸法精度を向上することができる。
【0047】
(6)また、本実施形態によるキャビティ15への給粉方法では、S101において第2貯留室216の粉末Pを収容空間310に供給した後、第2貯留室シャッタ23を閉状態とする。その後、第1貯留室シャッタ22を開状態とし、第1貯留室214の粉末Pで第2貯留室216を満たす。粉末Pで第2貯留室216を満たした後、第1貯留室シャッタ22を閉状態として第1貯留室214と第2貯留室216とを区画する。これにより、複数ショットの供給を連続して行う場合、1ショットのキャビティ15への供給が終了する毎に第2貯留室216の粉末Pを収容空間310に供給することによって、収容室シャッタ32が切り分ける前に収容空間310に収容されている粉末Pの体積を一定にすることができる。したがって、ショット毎に、第2収容室315に切り出される粉末Pの密度を安定化することができ、キャビティ15に供給される粉末の量をさらに安定化することができる。
【0048】
[第2実施形態]
第2実施形態の給粉装置について、図5(a)〜(c)および図6(a)〜(c)を参照して説明する。第2実施形態は、第2貯留室シャッタ230および収容室シャッタ320の構成が第1実施形態と異なる。
【0049】
図5(a)〜(c)に示すように、第2貯留室シャッタ230は、「貯留側貫通孔」としての貫通孔233を有する複数の板部材231を備えている。複数の板部材231は、貯留槽21に対して異なる方向に移動可能である。
【0050】
板部材231の貫通孔233の水平方向位置が貯留空間210内で互いに重なることによって、第2貯留室シャッタ230は開状態になる。一方、板部材231の貫通孔233の水平方向位置が互いに異なることによって、第2貯留室シャッタ230は閉状態になる。特に、貫通孔233の水平方向位置は、貯留空間210の径方向中央部から重なり始めることが好ましい。
【0051】
第2貯留室シャッタ230が閉状態から開状態に切り替わるとき、粉末Pは、第2貯留室216の径方向中央部から落下し、粉箱31の収容空間310の径方向中央部から径方向外側に広がるように堆積していく。これにより、収容空間310内の粉末密度をより均一にすることができる。
【0052】
また、図6(a)〜(c)に示すように、収容室シャッタ320は、「収容側貫通孔」としての貫通孔323を有する複数の板部材321を備えている。複数の板部材321は、粉箱31に対して互いに異なる方向に移動可能である。
板部材321の貫通孔323の水平方向位置が収容空間310内で互いに重なることによって、収容室シャッタ320は開状態になる。一方、板部材321の貫通孔323の水平方向位置が互いに異なることによって、収容室シャッタ320は閉状態になる。特に、貫通孔323の水平方向位置は、収容空間310の径方向中央部から重なり始めることが好ましい。
【0053】
収容室シャッタ320が閉状態から開状態に切り替わるとき、粉末Pは、第1収容室313の径方向中央部から落下し、第2収容室315の径方向中央部から径方向外側に広がりつつ堆積していく。これにより、第2収容室315内の粉末密度をより均一にすることができる。
【0054】
このような第2実施形態によれば、第1実施形態と比べて、キャビティ15内の粉末密度を均一にすることができる。このため、キャビティ15に供給される粉末Pの量をより安定化させることができる。
【0055】
なお、板部材231、321の数および形状については、特に限定されるものではなく、貯留槽21又は粉箱31の構造等に基づいて決定可能である。
【0056】
[他の実施形態]
例の実施形態では、図7に示すように、粉箱31が給粉位置に位置した後、下パンチ12が下降することによってキャビティ15が形成されてもよい。このようなキャビティ15に対して粉末Pを供給する場合、キャビティ15内の粉末密度をより均一にすることができる。
【0057】
他の実施形態において、第2貯留室216の容積は、1ショット分の粉末の量に相当する粉末Pの体積より少なくてもよいし、多くてもよい。前者の場合、1ショットの給粉後、第2貯留室216内の粉末Pを複数回、粉箱31に供給してもよい。後者の場合、第2貯留室216の容積は、例えば粉漏れ等による体積分、1ショット分の粉末の量に相当する体積に比べ多くなるように構成されていてもよい。
【0058】
他の実施形態において、センサ33は、収容空間310内の粉末Pの体積が所定の上限値以上であることを検出してもよい。所定の上限値は、例えば、収容空間310に粉末Pが過剰に収容されることを防止するような値に設定されてもよい。センサ33によって粉末Pの体積が所定の上限値以上であると検出された場合、制御部50は、次回の粉末供給を1回分休止するように、第1貯留室シャッタ22および第2貯留室シャッタ23の開閉動作を停止させる。
また、他の実施形態において、複数のセンサ33が粉箱31に設けられ、収容空間310内の粉末Pの体積についての所定の上限値および所定の下限値をそれぞれ検出してもよい。
【0059】
第2実施形態において、第2貯留室シャッタ230の貫通孔233の大きさは、貯留空間210に収まる大きさであれば、どのような大きさでもよい。同様に、収容室シャッタ320の貫通孔323の大きさは、収容空間310に収まる大きさであれば、どのような大きさでもよい。
【0060】
また、第2実施形態において、第2貯留室シャッタ230は1つの貫通孔233を有しているが、他の実施形態において、第2貯留室シャッタ230は複数の貫通孔233を有していてもよい。収容室シャッタ320の貫通孔323についても同様である。
【0061】
上述の実施形態では、S102において開状態の収容室シャッタ32が閉状態に切り替わってから、S103において粉箱31を退避位置から給粉位置までダイ11の上面13上をスライド移動するとした。しかしながら、開状態の収容室シャッタ32が閉状態に切り替わるタイミングは、これに限定されない。粉箱31が退避位置から給粉位置まで移動している最中に開状態の収容室シャッタ32が閉状態に切り替わり、収容空間310が第1収容室313と第2収容室315とに区画されてもよい。より具体的には、第2収容室315がキャビティ15と連通する前に第1収容室313と第2収容室315とが区画されればよい。
【0062】
上述の実施形態では、S101において、貯留槽21は、「第1工程」として退避位置に位置している粉箱31に粉末Pを供給した後、「第4工程」として第2貯留室シャッタ23を閉状態にするとした。しかしながら、「第1工程」と「第4工程」とは、同じステップで行われなくてもよい。例えば、「第4工程」は、S105において「第7工程」としての粉箱31の第1収容室313への粉末の供給が行うことができるようS102やS103、S104で行われてもよい。
【0063】
上述の実施形態では、S102において、「第2工程」として収容空間310を第1収容室313と第2収容室315とに区画する一方、「第5工程」として貯留槽21の閉状態の第1貯留室シャッタ22が開状態に切り替わるとした。しかしながら、「第2工程」と「第5工程」とは、同じステップで行われなくてもよい。例えば、「第5工程」は、S105において「第7工程」としての粉箱31の第1収容室313への粉末の供給が行うことができるようS101やS103、S104で行われてもよい。
【0064】
上述の実施形態では、S103において、「第3工程」として粉箱31が退避位置から給粉位置まで移動するとき、「第6工程」として貯留槽21の開状態の第1貯留室シャッタ22が閉状態に切り替わるとした。しかしながら、「第3工程」と「第6工程」とは、同じステップで行われなくてもよい。例えば、「第6工程」は、S105において「第7工程」としての粉箱31の第1収容室313への粉末の供給が行うことができるようS101やS102、S104で行われてもよい。
【0065】
以上、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【0066】
1・・・給粉装置
11・・・ダイ
15・・・キャビティ
31・・・粉箱
310・・・収容空間
313・・・第1収容室
315・・・第2収容室
32、320・・・収容室シャッタ
50・・・制御部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9