圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置
【課題】圧縮成形加工における粉粒体材料を空気吸引力を利用して吸着移送する吸着盤において粉粒体材料が残留することなく、全て雌金型内に落下充填されるようにする。
【解決手段】摺り切り装置により摺り切られた粉粒体材料を空気吸引力を利用して吸着移送する吸着盤２１の一部にバイブレータ４０を設けた構成を備え、前記吸着盤２１を金型の直上位置に移動して下向きに回動させ空気吸引を停止して粉粒体材料を金型内に落下させるときに前記バイブレータ４０を作動させるようにしたものである。
【解決手段】摺り切り装置により摺り切られた粉粒体材料を空気吸引力を利用して吸着移送する吸着盤２１の一部にバイブレータ４０を設けた構成を備え、前記吸着盤２１を金型の直上位置に移動して下向きに回動させ空気吸引を停止して粉粒体材料を金型内に落下させるときに前記バイブレータ４０を作動させるようにしたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス等圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮成形加工においては粉粒体材料を溶融・反応させるため金型を高温に加熱している。このような高温加熱状態における圧縮成形加工の対象として薄板状の製品、例えば燃料電池用セパレータの製造が考えられている。
【０００３】
ところで燃料電池用セパレータはガス不浸透性、導電性とともに面精度の高いことが極めて重要である。このため、初期のセパレータはグラファイト板の切削加工等により得るものであったが、加工時間やコスト面の要求により、近年はプレス加工による試みが増大しつつある。
【０００４】
すなわち、原料の粉粒体を所定量金型内に投入した後、プレス機で加熱・加圧して薄板状のセパレータを得る方法であり、この方法によれば他の機械加工によるものに比し短時間で安価に製造することが可能である。
【０００５】
しかしながら、実際に製造されたセパレータは依然として面精度が悪く要求される水準に到達していないのが実情である。その原因は原料の粉粒体を投入する際に雌金型の底面全体に薄く均等に分布させることが困難であることが挙げられる。
【０００６】
このような問題の解決策としては特開２００１−６２８５８号公報（特許文献１）に開示されている技術が一般的であった。
【０００７】
すなわち、図１４において５０は多数の投入口５１を有する投入部であり、５２は前記投入部５０の下方にあって前記投入口５１の全てを閉塞する位置から全てを開口する位置までの間で摺動可能に設けられたスライドプレートである。また、５３は前記投入部５０及びスライドプレート５２を支持するベースであり、５４は下金型（雌金型）、５５は上金型（雄金型）である。
【０００８】
上述構成のものにおいては投入部５０に粉粒体を投入した後、擦り切り棒５６により擦り切り余分なものを除いて一定量としてから下金型５４にセットする。次いでスライドプレート５２をスライドさせ投入口５１を端から順次開口すると粉粒体が下金型５４内に落下するものである。最後に投入部５０・ベース５３を移動してから上金型５５でプレスする。
【０００９】
上記従来技術によれば、投入部５０に投入された粉粒体は擦り切り棒５６によって一定量にすることはできる。しかしなから、投入部５０から下金型５４内に落下させる時、スライドプレートの移動速度によっては粉粒体の落下状態が不均一になる可能性があり、このため最終製品における面精度を向上させることが困難であった。
【００１０】
上述のように粉粒体が下金型内に落下した時点で落下状態によっては不均一な分布になることを防ぐことができるものとして特開２００３−２２３９０１号公報（特許文献２）に開示された技術が知られている。
【００１１】
すなわち図１５において６０は雌型であり６１は雌型６０の上面に密着している上下が開放された枠形体をした給粉ボックスである。給粉ボックス６１には粉末状原料６２が装填されている。
【００１２】
そして給粉ボックス６１は粉末状原料６２を雌型６０に投入しつつ、かつ雌型６０の上面を擦り切りながらスライドされる。
【００１３】
特許文献２に示されたものによれば、粉末状原料６２を雌型６０内に均一に投入することが出来るように改良されていることが解る。
【００１４】
しかしながら、上記従来技術のものは雌型６０の上面を擦り切るものであるため、粉末状原料６２が雌型６０の内底面に薄く投入されている場合は擦り切ることが不可能である。
【００１５】
また、雌型６０の上面を擦り切るとき、擦り切られた粉末状原料６２が雌型６０の上面周辺に放散されることになる。雌型６０はプレス加工中は勿論、加工前から予熱により既に高温になっているため放散した粉粒体は固まって付着してしまい、メンテナンスに手間がかかる問題がある。
【００１６】
尚、擦り切りによらず均一に充填する方法が特開平１１−４９１０１号公報（特許文献３）に開示されている。すなわち図１６においてＣは容器（金型）、ｓはキャビティである。
【００１７】
Ｇは容器Ｃの上面に載置された供給ホッパーで底面にグリッドｇ２を有するとともに上面に蓋ｈ２が設けられている。ｈ１は前記蓋ｈ２に設けられた空気吸引吹き込み口である。前記供給ホッパーＧには粉末ｐが貯留されている。
【００１８】
前記装置において空気吸引吹き込み口ｈ１により空気タッピングする（供給ホッパーＧ及び容器Ｃ内を高気圧状態、低気圧状態に繰り返す）ことにより粉末ｐを攪拌してグリッドｇ２からキャビティｓ内に均一に落下せしめる。そしてその状態で前記供給ホッパーＧを引き上げると粉末ｐはグリッドｇ２の面で分離されるものである。
【００１９】
この方法によれば摺り切り等の手段を用いずに金型内に粉末ｐを均一に充填することができる。しかしながら、どのような材質の粉末にも適用出来るわけではなく、例えば、燃料電池用セパレータの原料のようなカーボンを含む樹脂粉粒体の場合は供給ホッパーＧを引き上げたときグリッドｇ２から漏洩落下してしまい、うまく金型から分離することができない。
【００２０】
本出願人はこのような問題にかんがみ、擦り切りにより直接金型に粉粒体を充填したり空気タッピングを行う等の技術手段を用いることなく雌金型内に粉粒体を薄く均一にかつ迅速に投入できるようにした圧縮成形加工における粉粒体材料の充填方法及び充填装置を提供するため先に特願２００４−３６５１９１号を出願した。
【００２１】
特願２００４−３６５１９１号の充填装置は空気吸引による吸着盤を用い、粉粒体材料を吸着盤に吸着保持した状態で雌金型まで移送し落下させるようにしたもので、雌金型内に粉粒体を薄く均一にかつ迅速に投入できる効果を奏したものである。しかしながら特願２００４−３６５１９１号の充填装置における吸着盤の構成は組み立てや部品の交換にやや手間のかかるものであったため、出願人はさらにこの点に鑑み、特願２００5−１４９０６７号を出願した。
【００２２】
しかしながら、前記特願２００４−３６５１９１号、および特願２００5−１４９０６７号の発明における装置において、空気吸引を停止して吸着盤から粉粒体材料を金型内に落下させたとき、場合によって粉粒体材料が落ち切らず吸着面に残留することが判明した。
【００２３】
粉粒体材料が吸着面に残留した場合は成形品の品質にバラツキが生じるのは勿論、後で金型のパーティング面に落下し溶融・固化して汚れとなって付着することになる。
【特許文献１】特開２００１−６２８５８号公報
【特許文献２】特開２００３−２２３９０１号公報
【特許文献３】特開平１１−４９１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明はこのような問題にかんがみ成されたものであり、空気吸引による吸着盤を用い雌金型内に粉粒体を薄く均一にかつ迅速に投入できるようにした圧縮成形加工における充填装置における吸着盤に粉粒体が残留することなく自動的に全て金型内に充填されるようにした装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
前記課題を解決するため、請求項１に係る粉粒体材料の充填装置は、圧縮成形加工用の粉粒体材料を貯留し下部の供給口から排出する材料供給ホッパーと、前記材料供給ホッパーの下方で排出される粉粒体材料を受ける吸着盤と、前記吸着盤上に載置された粉粒体材料を雌金型に対応して所定量、均一に摺り切る摺り切り手段と、前記吸着盤上に摺り切り載置された粉粒体材料をそのまま吸着保持せしめる空気吸引手段と、前記粉粒体材料を吸着保持した状態で前記吸着盤を材料供給ホッパーと雌金型間の空間内で移送可能かつ上下反転自在な移送手段とから成り、前記空気吸引手段は空気吸引を停止することにより前記吸着盤から粉粒体材料を雌金型内に落下せしめるよう構成するとともに前記吸着盤は内部に空洞部を有しこの空洞部を空気吸引手段に連通せしめるとともに、吸着面に焼結金属または適宜のフィルター或いはそれらを組み合わせて成る板状通気部材を備えたものにおいて、前記吸着盤の一部に前記空気吸引手段の空気吸引停止時に作動するバイブレータを設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
請求項２に係る粉粒体材料の充填装置は、圧縮成形加工用の粉粒体材料を貯留し下部の供給口から排出する材料供給ホッパーと、前記材料供給ホッパーの下方で排出される粉粒体材料を受ける載置盤と、前記載置盤上に載置された粉粒体材料を雌金型に対応して所定量、均一に摺り切る摺り切り手段と、下面に吸着面を有する吸着盤と、前記載置盤上に摺り切り載置された粉粒体材料を前記吸着盤の吸着面にそのまま吸着保持せしめる空気吸引手段と、前記粉粒体材料を吸着保持した状態で前記吸着盤を材料供給ホッパーと雌金型間の空間内で移送可能な移送手段とから成り、前記空気吸引手段は空気吸引を停止することにより前記吸着盤から粉粒体材料を雌金型内に落下せしめるよう構成するとともに前記吸着盤は内部に空洞部を有しこの空洞部を空気吸引手段に連通せしめるとともに、吸着面に焼結金属または適宜のフィルター或いはそれらを組み合わせて成る板状通気部材を備えたものにおいて、前記吸着盤の一部に前記空気吸引手段の空気吸引停止時に作動するバイブレータを設けたことを特徴とするものである。
【００２７】
請求項３に係る粉粒体材料の充填装置は、請求項１または請求項２に記載の圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置において、吸着盤が全体として矩形状を成し、少なくとも一対の縦辺と横辺にバイブレータが設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば次のような効果が得られる。
【００２９】
請求項１に係る粉粒体材料の充填装置によれば、空気吸引手段の空気吸引停止時に吸着盤に設けたバイブレータを作動させることにより、粉粒体材料を吸着面に残留させることなく全て自動的に雌金型内に落下させることができる。
【００３０】
請求項２に係る粉粒体材料の充填装置によれば、吸着盤の下面に粉粒体材料を吸着して移送するようにしたものおいても、前記発明と同様に吸着盤に設けたバイブレータを作動させることにより粉粒体材料を吸着面に残留させることなく全て自動的に雌金型内に落下させることができる。
【００３１】
請求項３に係る粉粒体材料の充填装置によれば、矩形状を成している吸着盤の縦辺と横辺つまりX、Y方向に設けたバイブレータの作動により確実に粉粒体材料を落下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明は本実施の形態により限定されるものではない。また、本実施の形態の説明において、同一構成ならびに作用効果を奏する部分には同一符号を付して重複した説明は行わないものとする。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態における粉粒体材料充填装置の縦断面図を示し、図２は図１Ａ部の拡大詳細断面図を示す。
【００３４】
図において１は粉粒体材料充填装置の全体を示す。２は粉粒体材料３を貯留した材料ホッパーである。材料ホッパー２は下端部に材料を排出する供給口４を有しており上方から適宜材料の補充が行われる。
【００３５】
前記粉粒体材料３は樹脂、カーボン、金属等の粉粒またはそれらを混合したものである。
【００３６】
５は適宜の枠板６より成る摺り切り手段で、前記材料ホッパー２の下方に往復動自在に設けられており、前記供給口４と枠板６との相対運動により粉粒体材料３が摺り切られるものである。
【００３７】
７は前記粉粒体材料充填装置１の本体を成す可動シリンダーで中空の回動軸８に取付けられている。そして前記回動軸８は図３に示すように、可動シリンダー７を挟んで左右に配置された支持板９に回動自在に枢支されている。また前記支持板９は上下にローラー１０を有し、ガイド１１に案内されて紙面前後方向に移動自在に支持されている。
【００３８】
前記回動軸８の一端部にはギア機構１３を介してモータ１２が設けられており、また他端部にはブロワーまたは真空ポンプ１４のホース１５が接続され内部の中空部と連通している。
【００３９】
１４Ａは前記真空ポンプ１４とホース１５及び中空の回動軸８と後記する吸気ホース２５等によって構成される空気吸引手段である。
【００４０】
１６は前記可動シリンダー７の作動ロッドで先端（上端）部に後述する吸着盤２１が保持されている。
【００４１】
前記作動ロッド１６は前記可動シリンダー７に給排されるエアーにより可動シリンダー７から縦方向に進退可能である。
【００４２】
１７は前記可動シリンダー７に圧縮空気を給排するエアホースである。
【００４３】
また、２５は前記中空の回動軸８と前記吸着盤２１の吸気口２４（後述）とを連通するように設けられた吸気ホースである。
【００４４】
而して図１において１８は前記可動シリンダー７の側部近傍に配設された固定シリンダーで、その作動により水平方向に進退自在な作動桿１９を有する。
【００４５】
そして前記作動桿１９の進退動作により前記可動シリンダー７と回動軸８を一体的に前記ガイド１１に沿って水平方向に移動させることができる。この他、前記モータ１２とギア機構により前記回動軸８と可動シリンダー７を一体的に１８０゜回転させることができる。
【００４６】
前記した可動シリンダー７と固定シリンダー１８及びモータ１２は吸着盤２１を前記材料ホッパー２と後述雌金型３４との間の立体空間内で移送し、反転する移送手段２０を構成する。
【００４７】
２１は前記した吸着盤で前記作動ロッド１６の先端部（上端部）に保持されており作動ロッド１６の動作により縦方向に移動可能であり、且つ固定シリンダー１８の作動により可動シリンダー７と共に水平方向に移動可能である。そして前記モータ１２の回転により可動シリンダー７と共に１８０゜回転し、また反転して復元することができる。
【００４８】
而して前記吸着盤２１は図２及び図８に詳細に示される如く、平面が略矩形状を成し内部に空洞部２２を有している。前記空洞部２２は仕切り壁２３によって上下に仕切られているが、連通孔２８により互いに連通している。さらに、上方の空洞部２２は上面を開口しており、下方の空洞部２２は吸気口２４により吸気ホース２５を介して回動軸８からホース１５、真空ポンプ１４へと連通されている。
【００４９】
また、上方の空洞部２２には仕切り壁２３にねじこまれた六角ボルト２６が複数個所定間隔で立設されている。なお、六角ボルト２６は特に六角に限定されるものではない。
【００５０】
前記六角ボルト２６は図４〜図６に示されるように六角形のボルト本体２６０と下端部に設けたネジ部２６１及びネジ穴２６３が設けられた上端部２６２を有する。ネジ部２６１は前記仕切り壁２３に装脱自在にねじ込まれる。
【００５１】
２６４は略円筒状をしたボルト頭部で底面からボルト挿入穴２６５が穿設されており、このボルト挿入穴２６５に前記ボルト２６の上端部２６２を挿入することによりボルト上端部２６２に装着されるものである。
【００５２】
２６６はボルト頭部２６４の上端面から穿設したネジ挿通孔である。ネジ挿通孔２６６は前記ボルト挿入穴２６５より少し小径となっており、ネジ穴２６３と同心状で連なっている。
【００５３】
２６７は前記ボルト頭部２６４の側胴部に設けた貫通孔であり前記ボルト挿入穴２６５と直交している。
【００５４】
２６８は皿状の頭部２６９を有するネジで、前記ボルト頭部２６４のネジ挿通孔２６６から挿入されボルト上端部２６２のネジ穴２６３にねじ込まれる。このネジ２６８は後述の通気部材３０を吸着盤２１に固定するために使用されるものである。
【００５５】
次に２７０、２７１は円柱状の永久磁石であり、前記ボルト頭部２６４の貫通孔２６７に挿入され前記上端部２６２を挟むように対峙している。而して各磁石２７０と２７１は同極を対向させるように挿入されている。
【００５６】
２９は上方の空洞部２２の上面開口すなわち吸着面を示し、３０は前記六角ボルト２６に載置され吸着面２９に覆着された通気部材である。前記通気部材３０は前記六角ボルト２６が位置決めともなり、水平に維持されている。そして前記通気部材３０は一例として平板状の焼結金属３１と樹脂フィルター或いは濾紙３２を重ねて用いるが、これに限定する必要はない。
【００５７】
前記通気部材３０のうち焼結金属３１は図７に示す如く多数の取付孔を有しており、この取付孔にネジ２６８を通し前記ボルト上端部２６２のネジ穴２６３にネジ止めされることにより固定されている。従って焼結金属３１の多数の取付孔は仕切り壁２３にねじこまれた六角ボルト２６の位置と対応している。
【００５８】
また、濾紙３２は焼結金属３１の上に単に置かれており、後記する区画シート３７によって押さえつけられている。
【００５９】
尚、前記吸着盤２１の外周部には適宜のピン３３が設けられており、前記した摺り切り手段５との間で位置決めを行うようにしている。
【００６０】
次に前記区画シート３７につき説明する。図８に示す如く区画シート３７は薄い磁性金属枠３８にて網の目状に形成されており、磁性金属枠３８に囲まれた多数の小区画３９を有する。
【００６１】
前記小区画３９は図８に示すものは全て形状も面積も等しくなっているが、必要に応じて変化させても良い。この区画シート３７は前記六角ボルト２６に装着された磁石２７０、２７１に吸着されることにより前記濾紙３２を押さえつけている。
【００６２】
すなわち、磁石２７０、２７１からボルト上端部２６２、ネジ２６８そしてネジ頭部２６９を通る磁力線の作用により、前記磁性金属枠３８は強力にネジ頭部２６９に吸着される。
【００６３】
前記焼結金属３１に比べて濾紙３２は比較的交換頻度が高いものであるが、前述のように磁力により区画シート３７で押さえつけているだけであるから交換作業は極めて簡単である。
【００６４】
また、前記焼結金属３１自身は耐食性のある非磁性材料のもので良いので材料選択の自由度が高いものである。
【００６５】
次に前記吸着盤２１は図２、図８に最もよく示されているようにバイブレータ４０が保持部材４１に保持されて取り付けられている。前述の如く吸着盤２１は全体として矩形状を成しており吸着面２９と反対側の外周部における隣り合う２辺、つまり一対の縦辺と横辺に１個づつバイブレータ４０が設けられている。
【００６６】
前記バイブレータ４０は後述する吸着盤２１の空気吸引作用を停止して粉粒体材料３を金型内に落下させるときのみ作動するものである。
【００６７】
尚、前記バイブレータ４０の取付位置、個数等は本実施の形態に限定されるものではない。
【００６８】
以下図９〜図１１に従って前記圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置による製造工程につき簡単に説明する。
【００６９】
図９は吸着盤２１の上面に粉粒体材料３が均一に摺り切り載置され、摺り切り装置５から離脱して下方へ移送された状態を示している。このとき真空ポンプが作動して吸着面２９に置かれた焼結金属３１、濾紙３２を通して空気吸引され、粉粒体材料３が濾紙３２面に吸着されて均一な状態が維持されている。濾紙３２の上に区画シート３７が置かれており網の目状の枠38により粉粒体材料３の移動が抑制されるため、粉粒体材料３の均一な状態はより効果的に維持される。
【００７０】
尚３４は雌金型であり所定位置にあり予熱されている。
【００７１】
図１０は移送工程を示している。すなわち真空ポンプ１４が作動したままの状態で固定シリンダー１８が作動し可動シリンダー７とともに吸着盤２１を水平方向に移動し、雌金型３４の直上に移送すると共に、モータ１２の作動により１８０゜回動して下向きにさせる。この状態でも真空ポンプ１４による吸着力により粉粒体材料３が落下することはない。
【００７２】
図１１は粉粒体材料の充填工程を示している。すなわち真空ポンプ１４が作動したままの状態で固定シリンダー７の作動ロッド１６が進出し吸着盤２１は雌金型３４の近接位置まで降下する。そして真空ポンプ１４を停止することにより、吸着力が消失するので、粉粒体材料３は通気部材３０の全面から一挙に落下し、雌金型３４内に均一に粉粒体層３５が形成される。
【００７３】
また、このとき、前記バイブレータ４０が作動するので吸着盤２１に振動が伝達されるので、粉粒体材料３が通気部材３０に残留することはない。特に吸着盤２１の縦辺と横辺に前記バイブレータ４０が設けられているため粉粒体材料３の落下作用が効果的に行われる。
【００７４】
前記バイブレータ４０の作動はごく短時間で良く、適宜設定すればよい。
【００７５】
バイブレータ４０の作動停止後は吸着盤２１は前述と逆の工程を経て待機工程に復元する。
【００７６】
（実施の形態２）
次に図１２〜図１３に従って実施の形態２における粉粒体材料の充填装置による製造工程につき説明する。
【００７７】
図１２は実施の形態２における粉粒体材料の充填装置の待機の工程を示している。
【００７８】
図１２において可動シリンダー７は最初から下向きに設けられており、吸着盤２１も同様に下向きに設けられており、吸着面２９には実施の形態１で述べた通気部材３０がネジ止めされ、その表面を区画シート３７が磁力により押さえつけている。
【００７９】
また、中空軸８ａを回動させるためのモータは設けられていない。そして摺り切り手段５は可動シリンダー７を移動させる固定シリンダー１８とは別の固定シリンダー１８ａにより水平方向に往復動可能に設けられている。そして摺り切り手段５には摺り切られた粉粒体材料を受ける載置盤３６が設けられている。前記載置盤３６は吸着盤２１と同じような通気部材３０ａを備えているが、特に区画シートを設ける必要はない。
【００８０】
而して吸着盤２１には実施の形態1におけると同様にバイブレータ４０が設けられている。前記バイブレータ４０は真空ポンプ１４の作動を停止して粉粒体材料３を通気部材３０から落下させるときにのみ短時間作動するものである。
【００８１】
以下、実施の形態２の装置についてその動作を説明する。
【００８２】
図１２において、前記固定シリンダー１８ａを作動させることにより前記摺り切り手段５と載置盤３６を材料供給ホッパー２の下面を矢印二点鎖線の如く一往復させることにより摺り切りが行われ、載置盤３６上に粉粒体材料３が均一に摺り切り載置される。
【００８３】
この状態から前記可動シリンダー７の作動ロッド１６を進出（下方へ）させ吸着盤２１を載置盤３６の上面まで降下させるとともに、真空ポンプ１４を作動させることにより吸着盤２１の吸着面２９に粉粒体材料３を吸着する。次いで、真空ポンプ１４を作動させたまま、前記可動シリンダー７の作動ロッド１６を退行させて吸着盤２１を持ち上げ載置盤３６から引き離す。
【００８４】
そして図１3に示すように前記固定シリンダー１８を作動させて前記可動シリンダー７とともに吸着盤２１を雌金型３４の上方位置まで移動させている。
【００８５】
この状態から前記可動シリンダー７の作動ロッド１６を再び進出させて吸着盤２１を金型面まで降下させるとともに真空ポンプ１４を停止することにより、吸着力を消失させ、粉粒体材料３を通気部材３０の全面から一挙に落下させ、雌金型３４内に均一に粉粒体層を形成する。
【００８６】
このとき、バイブレータ４０が作動するので、その振動伝達により粉粒体材料３が通気部材３０の表面に残留することなく雌金型３４内に落下することになる。
【００８７】
以上、実施の形態１及び実施の形態２について述べたが、いずれの場合も粉粒体材料３の摺り切りが金型面で行うものではないため、放散した粉粒体材料３が金型面に溶融付着する問題がなくなる。また、所定量、均一に摺り切られた粉粒体材料３を吸着力を利用して移送し落下させるものであるため所望に応じて薄く均一に充填することができる。
【００８８】
また、場合によって吸着盤２１に粉粒体材料３が残留したとしてもバイブレータ４０の作動により全て落下させられるので待機位置への復帰途中で金型面に落下して付着するような憂いはなくなるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は圧縮成形加工において空気吸引を利用して粉粒体材料を金型内に薄く、均一にかつ、迅速に充填するための吸着盤の組み立て構造を簡単にし、特に磁力を用いた構成により濾紙の着脱、交換をすばやく行うことができるようにしたものにおいて、吸着盤に粉粒体材料の残留が生じた場合でもバイブレータにより全て雌金型内に落下させることができるようにしたので、金型のパーティング面やその他装置の周辺に付着して清掃のための労力を必要とする問題をなくし、自動化をより促進することができるものであり、産業上きわめて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施の形態１による圧縮成形加工おける粉粒体材料の充填装置の要部縦断面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大詳細断面図である。
【図３】図１に示す粉粒体材料の充填装置の簡略化した側面図である。
【図４】図１に示す粉粒体材料の充填装置に備える六角ボルトの平面図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ´線断面図である。
【図６】同上六角ボルトを分解した状態で示す縦断面図である。
【図７】前記充填装置の吸着盤に設ける焼結金属の斜視図である。
【図８】同上充填装置における吸着盤の斜視図である。
【図９】同上充填装置の圧縮成形加工工程における一作動状態を示す縦断面図である。
【図１０】同じく同上充填装置の圧縮成形加工工程における別の作動状態を示す縦断面図である。
【図１１】同じく同上充填装置の圧縮成形加工工程におけるさらに別の作動状態を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２による圧縮成形加工おける粉粒体材料の充填装置の一作動状態を示す縦断面図である。
【図１３】同じく同上充填装置の別の作動状態を示す縦断面図である。
【図１４】従来の粉粒体材料充填装置としてのセパレータ製造装置における材料供給方法を示す測面図である。
【図１５】別な従来例のセパレータ製造装置における材料供給方法を示す側面図である。
【図１６】さらに別な従来例の粉粒体材料充填装置における材料供給方法を示す側面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 粉粒体材料充填装置
２ 材料供給ホッパー
３ 粉粒体材料
５ 摺り切り手段
１４Ａ 空気吸引手段
２０ 移送手段
２１ 吸着盤
２２ 空洞部
２６ （六角）ボルト
２６３ ネジ穴
２６４ ボルト頭部
２６７ 貫通孔
２６８ ネジ
２７０ 永久磁石
２７１ 永久磁石
２９ 吸着面
３０ 板状通気部材
３１ 焼結金属
３２ 濾紙
３４ 雌金型
３６ 載置盤
３７ 区画シート
３９ 小区画
４０ バイブレータ
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス等圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮成形加工においては粉粒体材料を溶融・反応させるため金型を高温に加熱している。このような高温加熱状態における圧縮成形加工の対象として薄板状の製品、例えば燃料電池用セパレータの製造が考えられている。
【０００３】
ところで燃料電池用セパレータはガス不浸透性、導電性とともに面精度の高いことが極めて重要である。このため、初期のセパレータはグラファイト板の切削加工等により得るものであったが、加工時間やコスト面の要求により、近年はプレス加工による試みが増大しつつある。
【０００４】
すなわち、原料の粉粒体を所定量金型内に投入した後、プレス機で加熱・加圧して薄板状のセパレータを得る方法であり、この方法によれば他の機械加工によるものに比し短時間で安価に製造することが可能である。
【０００５】
しかしながら、実際に製造されたセパレータは依然として面精度が悪く要求される水準に到達していないのが実情である。その原因は原料の粉粒体を投入する際に雌金型の底面全体に薄く均等に分布させることが困難であることが挙げられる。
【０００６】
このような問題の解決策としては特開２００１−６２８５８号公報（特許文献１）に開示されている技術が一般的であった。
【０００７】
すなわち、図１４において５０は多数の投入口５１を有する投入部であり、５２は前記投入部５０の下方にあって前記投入口５１の全てを閉塞する位置から全てを開口する位置までの間で摺動可能に設けられたスライドプレートである。また、５３は前記投入部５０及びスライドプレート５２を支持するベースであり、５４は下金型（雌金型）、５５は上金型（雄金型）である。
【０００８】
上述構成のものにおいては投入部５０に粉粒体を投入した後、擦り切り棒５６により擦り切り余分なものを除いて一定量としてから下金型５４にセットする。次いでスライドプレート５２をスライドさせ投入口５１を端から順次開口すると粉粒体が下金型５４内に落下するものである。最後に投入部５０・ベース５３を移動してから上金型５５でプレスする。
【０００９】
上記従来技術によれば、投入部５０に投入された粉粒体は擦り切り棒５６によって一定量にすることはできる。しかしなから、投入部５０から下金型５４内に落下させる時、スライドプレートの移動速度によっては粉粒体の落下状態が不均一になる可能性があり、このため最終製品における面精度を向上させることが困難であった。
【００１０】
上述のように粉粒体が下金型内に落下した時点で落下状態によっては不均一な分布になることを防ぐことができるものとして特開２００３−２２３９０１号公報（特許文献２）に開示された技術が知られている。
【００１１】
すなわち図１５において６０は雌型であり６１は雌型６０の上面に密着している上下が開放された枠形体をした給粉ボックスである。給粉ボックス６１には粉末状原料６２が装填されている。
【００１２】
そして給粉ボックス６１は粉末状原料６２を雌型６０に投入しつつ、かつ雌型６０の上面を擦り切りながらスライドされる。
【００１３】
特許文献２に示されたものによれば、粉末状原料６２を雌型６０内に均一に投入することが出来るように改良されていることが解る。
【００１４】
しかしながら、上記従来技術のものは雌型６０の上面を擦り切るものであるため、粉末状原料６２が雌型６０の内底面に薄く投入されている場合は擦り切ることが不可能である。
【００１５】
また、雌型６０の上面を擦り切るとき、擦り切られた粉末状原料６２が雌型６０の上面周辺に放散されることになる。雌型６０はプレス加工中は勿論、加工前から予熱により既に高温になっているため放散した粉粒体は固まって付着してしまい、メンテナンスに手間がかかる問題がある。
【００１６】
尚、擦り切りによらず均一に充填する方法が特開平１１−４９１０１号公報（特許文献３）に開示されている。すなわち図１６においてＣは容器（金型）、ｓはキャビティである。
【００１７】
Ｇは容器Ｃの上面に載置された供給ホッパーで底面にグリッドｇ２を有するとともに上面に蓋ｈ２が設けられている。ｈ１は前記蓋ｈ２に設けられた空気吸引吹き込み口である。前記供給ホッパーＧには粉末ｐが貯留されている。
【００１８】
前記装置において空気吸引吹き込み口ｈ１により空気タッピングする（供給ホッパーＧ及び容器Ｃ内を高気圧状態、低気圧状態に繰り返す）ことにより粉末ｐを攪拌してグリッドｇ２からキャビティｓ内に均一に落下せしめる。そしてその状態で前記供給ホッパーＧを引き上げると粉末ｐはグリッドｇ２の面で分離されるものである。
【００１９】
この方法によれば摺り切り等の手段を用いずに金型内に粉末ｐを均一に充填することができる。しかしながら、どのような材質の粉末にも適用出来るわけではなく、例えば、燃料電池用セパレータの原料のようなカーボンを含む樹脂粉粒体の場合は供給ホッパーＧを引き上げたときグリッドｇ２から漏洩落下してしまい、うまく金型から分離することができない。
【００２０】
本出願人はこのような問題にかんがみ、擦り切りにより直接金型に粉粒体を充填したり空気タッピングを行う等の技術手段を用いることなく雌金型内に粉粒体を薄く均一にかつ迅速に投入できるようにした圧縮成形加工における粉粒体材料の充填方法及び充填装置を提供するため先に特願２００４−３６５１９１号を出願した。
【００２１】
特願２００４−３６５１９１号の充填装置は空気吸引による吸着盤を用い、粉粒体材料を吸着盤に吸着保持した状態で雌金型まで移送し落下させるようにしたもので、雌金型内に粉粒体を薄く均一にかつ迅速に投入できる効果を奏したものである。しかしながら特願２００４−３６５１９１号の充填装置における吸着盤の構成は組み立てや部品の交換にやや手間のかかるものであったため、出願人はさらにこの点に鑑み、特願２００5−１４９０６７号を出願した。
【００２２】
しかしながら、前記特願２００４−３６５１９１号、および特願２００5−１４９０６７号の発明における装置において、空気吸引を停止して吸着盤から粉粒体材料を金型内に落下させたとき、場合によって粉粒体材料が落ち切らず吸着面に残留することが判明した。
【００２３】
粉粒体材料が吸着面に残留した場合は成形品の品質にバラツキが生じるのは勿論、後で金型のパーティング面に落下し溶融・固化して汚れとなって付着することになる。
【特許文献１】特開２００１−６２８５８号公報
【特許文献２】特開２００３−２２３９０１号公報
【特許文献３】特開平１１−４９１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明はこのような問題にかんがみ成されたものであり、空気吸引による吸着盤を用い雌金型内に粉粒体を薄く均一にかつ迅速に投入できるようにした圧縮成形加工における充填装置における吸着盤に粉粒体が残留することなく自動的に全て金型内に充填されるようにした装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
前記課題を解決するため、請求項１に係る粉粒体材料の充填装置は、圧縮成形加工用の粉粒体材料を貯留し下部の供給口から排出する材料供給ホッパーと、前記材料供給ホッパーの下方で排出される粉粒体材料を受ける吸着盤と、前記吸着盤上に載置された粉粒体材料を雌金型に対応して所定量、均一に摺り切る摺り切り手段と、前記吸着盤上に摺り切り載置された粉粒体材料をそのまま吸着保持せしめる空気吸引手段と、前記粉粒体材料を吸着保持した状態で前記吸着盤を材料供給ホッパーと雌金型間の空間内で移送可能かつ上下反転自在な移送手段とから成り、前記空気吸引手段は空気吸引を停止することにより前記吸着盤から粉粒体材料を雌金型内に落下せしめるよう構成するとともに前記吸着盤は内部に空洞部を有しこの空洞部を空気吸引手段に連通せしめるとともに、吸着面に焼結金属または適宜のフィルター或いはそれらを組み合わせて成る板状通気部材を備えたものにおいて、前記吸着盤の一部に前記空気吸引手段の空気吸引停止時に作動するバイブレータを設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
請求項２に係る粉粒体材料の充填装置は、圧縮成形加工用の粉粒体材料を貯留し下部の供給口から排出する材料供給ホッパーと、前記材料供給ホッパーの下方で排出される粉粒体材料を受ける載置盤と、前記載置盤上に載置された粉粒体材料を雌金型に対応して所定量、均一に摺り切る摺り切り手段と、下面に吸着面を有する吸着盤と、前記載置盤上に摺り切り載置された粉粒体材料を前記吸着盤の吸着面にそのまま吸着保持せしめる空気吸引手段と、前記粉粒体材料を吸着保持した状態で前記吸着盤を材料供給ホッパーと雌金型間の空間内で移送可能な移送手段とから成り、前記空気吸引手段は空気吸引を停止することにより前記吸着盤から粉粒体材料を雌金型内に落下せしめるよう構成するとともに前記吸着盤は内部に空洞部を有しこの空洞部を空気吸引手段に連通せしめるとともに、吸着面に焼結金属または適宜のフィルター或いはそれらを組み合わせて成る板状通気部材を備えたものにおいて、前記吸着盤の一部に前記空気吸引手段の空気吸引停止時に作動するバイブレータを設けたことを特徴とするものである。
【００２７】
請求項３に係る粉粒体材料の充填装置は、請求項１または請求項２に記載の圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置において、吸着盤が全体として矩形状を成し、少なくとも一対の縦辺と横辺にバイブレータが設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば次のような効果が得られる。
【００２９】
請求項１に係る粉粒体材料の充填装置によれば、空気吸引手段の空気吸引停止時に吸着盤に設けたバイブレータを作動させることにより、粉粒体材料を吸着面に残留させることなく全て自動的に雌金型内に落下させることができる。
【００３０】
請求項２に係る粉粒体材料の充填装置によれば、吸着盤の下面に粉粒体材料を吸着して移送するようにしたものおいても、前記発明と同様に吸着盤に設けたバイブレータを作動させることにより粉粒体材料を吸着面に残留させることなく全て自動的に雌金型内に落下させることができる。
【００３１】
請求項３に係る粉粒体材料の充填装置によれば、矩形状を成している吸着盤の縦辺と横辺つまりX、Y方向に設けたバイブレータの作動により確実に粉粒体材料を落下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明は本実施の形態により限定されるものではない。また、本実施の形態の説明において、同一構成ならびに作用効果を奏する部分には同一符号を付して重複した説明は行わないものとする。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態における粉粒体材料充填装置の縦断面図を示し、図２は図１Ａ部の拡大詳細断面図を示す。
【００３４】
図において１は粉粒体材料充填装置の全体を示す。２は粉粒体材料３を貯留した材料ホッパーである。材料ホッパー２は下端部に材料を排出する供給口４を有しており上方から適宜材料の補充が行われる。
【００３５】
前記粉粒体材料３は樹脂、カーボン、金属等の粉粒またはそれらを混合したものである。
【００３６】
５は適宜の枠板６より成る摺り切り手段で、前記材料ホッパー２の下方に往復動自在に設けられており、前記供給口４と枠板６との相対運動により粉粒体材料３が摺り切られるものである。
【００３７】
７は前記粉粒体材料充填装置１の本体を成す可動シリンダーで中空の回動軸８に取付けられている。そして前記回動軸８は図３に示すように、可動シリンダー７を挟んで左右に配置された支持板９に回動自在に枢支されている。また前記支持板９は上下にローラー１０を有し、ガイド１１に案内されて紙面前後方向に移動自在に支持されている。
【００３８】
前記回動軸８の一端部にはギア機構１３を介してモータ１２が設けられており、また他端部にはブロワーまたは真空ポンプ１４のホース１５が接続され内部の中空部と連通している。
【００３９】
１４Ａは前記真空ポンプ１４とホース１５及び中空の回動軸８と後記する吸気ホース２５等によって構成される空気吸引手段である。
【００４０】
１６は前記可動シリンダー７の作動ロッドで先端（上端）部に後述する吸着盤２１が保持されている。
【００４１】
前記作動ロッド１６は前記可動シリンダー７に給排されるエアーにより可動シリンダー７から縦方向に進退可能である。
【００４２】
１７は前記可動シリンダー７に圧縮空気を給排するエアホースである。
【００４３】
また、２５は前記中空の回動軸８と前記吸着盤２１の吸気口２４（後述）とを連通するように設けられた吸気ホースである。
【００４４】
而して図１において１８は前記可動シリンダー７の側部近傍に配設された固定シリンダーで、その作動により水平方向に進退自在な作動桿１９を有する。
【００４５】
そして前記作動桿１９の進退動作により前記可動シリンダー７と回動軸８を一体的に前記ガイド１１に沿って水平方向に移動させることができる。この他、前記モータ１２とギア機構により前記回動軸８と可動シリンダー７を一体的に１８０゜回転させることができる。
【００４６】
前記した可動シリンダー７と固定シリンダー１８及びモータ１２は吸着盤２１を前記材料ホッパー２と後述雌金型３４との間の立体空間内で移送し、反転する移送手段２０を構成する。
【００４７】
２１は前記した吸着盤で前記作動ロッド１６の先端部（上端部）に保持されており作動ロッド１６の動作により縦方向に移動可能であり、且つ固定シリンダー１８の作動により可動シリンダー７と共に水平方向に移動可能である。そして前記モータ１２の回転により可動シリンダー７と共に１８０゜回転し、また反転して復元することができる。
【００４８】
而して前記吸着盤２１は図２及び図８に詳細に示される如く、平面が略矩形状を成し内部に空洞部２２を有している。前記空洞部２２は仕切り壁２３によって上下に仕切られているが、連通孔２８により互いに連通している。さらに、上方の空洞部２２は上面を開口しており、下方の空洞部２２は吸気口２４により吸気ホース２５を介して回動軸８からホース１５、真空ポンプ１４へと連通されている。
【００４９】
また、上方の空洞部２２には仕切り壁２３にねじこまれた六角ボルト２６が複数個所定間隔で立設されている。なお、六角ボルト２６は特に六角に限定されるものではない。
【００５０】
前記六角ボルト２６は図４〜図６に示されるように六角形のボルト本体２６０と下端部に設けたネジ部２６１及びネジ穴２６３が設けられた上端部２６２を有する。ネジ部２６１は前記仕切り壁２３に装脱自在にねじ込まれる。
【００５１】
２６４は略円筒状をしたボルト頭部で底面からボルト挿入穴２６５が穿設されており、このボルト挿入穴２６５に前記ボルト２６の上端部２６２を挿入することによりボルト上端部２６２に装着されるものである。
【００５２】
２６６はボルト頭部２６４の上端面から穿設したネジ挿通孔である。ネジ挿通孔２６６は前記ボルト挿入穴２６５より少し小径となっており、ネジ穴２６３と同心状で連なっている。
【００５３】
２６７は前記ボルト頭部２６４の側胴部に設けた貫通孔であり前記ボルト挿入穴２６５と直交している。
【００５４】
２６８は皿状の頭部２６９を有するネジで、前記ボルト頭部２６４のネジ挿通孔２６６から挿入されボルト上端部２６２のネジ穴２６３にねじ込まれる。このネジ２６８は後述の通気部材３０を吸着盤２１に固定するために使用されるものである。
【００５５】
次に２７０、２７１は円柱状の永久磁石であり、前記ボルト頭部２６４の貫通孔２６７に挿入され前記上端部２６２を挟むように対峙している。而して各磁石２７０と２７１は同極を対向させるように挿入されている。
【００５６】
２９は上方の空洞部２２の上面開口すなわち吸着面を示し、３０は前記六角ボルト２６に載置され吸着面２９に覆着された通気部材である。前記通気部材３０は前記六角ボルト２６が位置決めともなり、水平に維持されている。そして前記通気部材３０は一例として平板状の焼結金属３１と樹脂フィルター或いは濾紙３２を重ねて用いるが、これに限定する必要はない。
【００５７】
前記通気部材３０のうち焼結金属３１は図７に示す如く多数の取付孔を有しており、この取付孔にネジ２６８を通し前記ボルト上端部２６２のネジ穴２６３にネジ止めされることにより固定されている。従って焼結金属３１の多数の取付孔は仕切り壁２３にねじこまれた六角ボルト２６の位置と対応している。
【００５８】
また、濾紙３２は焼結金属３１の上に単に置かれており、後記する区画シート３７によって押さえつけられている。
【００５９】
尚、前記吸着盤２１の外周部には適宜のピン３３が設けられており、前記した摺り切り手段５との間で位置決めを行うようにしている。
【００６０】
次に前記区画シート３７につき説明する。図８に示す如く区画シート３７は薄い磁性金属枠３８にて網の目状に形成されており、磁性金属枠３８に囲まれた多数の小区画３９を有する。
【００６１】
前記小区画３９は図８に示すものは全て形状も面積も等しくなっているが、必要に応じて変化させても良い。この区画シート３７は前記六角ボルト２６に装着された磁石２７０、２７１に吸着されることにより前記濾紙３２を押さえつけている。
【００６２】
すなわち、磁石２７０、２７１からボルト上端部２６２、ネジ２６８そしてネジ頭部２６９を通る磁力線の作用により、前記磁性金属枠３８は強力にネジ頭部２６９に吸着される。
【００６３】
前記焼結金属３１に比べて濾紙３２は比較的交換頻度が高いものであるが、前述のように磁力により区画シート３７で押さえつけているだけであるから交換作業は極めて簡単である。
【００６４】
また、前記焼結金属３１自身は耐食性のある非磁性材料のもので良いので材料選択の自由度が高いものである。
【００６５】
次に前記吸着盤２１は図２、図８に最もよく示されているようにバイブレータ４０が保持部材４１に保持されて取り付けられている。前述の如く吸着盤２１は全体として矩形状を成しており吸着面２９と反対側の外周部における隣り合う２辺、つまり一対の縦辺と横辺に１個づつバイブレータ４０が設けられている。
【００６６】
前記バイブレータ４０は後述する吸着盤２１の空気吸引作用を停止して粉粒体材料３を金型内に落下させるときのみ作動するものである。
【００６７】
尚、前記バイブレータ４０の取付位置、個数等は本実施の形態に限定されるものではない。
【００６８】
以下図９〜図１１に従って前記圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置による製造工程につき簡単に説明する。
【００６９】
図９は吸着盤２１の上面に粉粒体材料３が均一に摺り切り載置され、摺り切り装置５から離脱して下方へ移送された状態を示している。このとき真空ポンプが作動して吸着面２９に置かれた焼結金属３１、濾紙３２を通して空気吸引され、粉粒体材料３が濾紙３２面に吸着されて均一な状態が維持されている。濾紙３２の上に区画シート３７が置かれており網の目状の枠38により粉粒体材料３の移動が抑制されるため、粉粒体材料３の均一な状態はより効果的に維持される。
【００７０】
尚３４は雌金型であり所定位置にあり予熱されている。
【００７１】
図１０は移送工程を示している。すなわち真空ポンプ１４が作動したままの状態で固定シリンダー１８が作動し可動シリンダー７とともに吸着盤２１を水平方向に移動し、雌金型３４の直上に移送すると共に、モータ１２の作動により１８０゜回動して下向きにさせる。この状態でも真空ポンプ１４による吸着力により粉粒体材料３が落下することはない。
【００７２】
図１１は粉粒体材料の充填工程を示している。すなわち真空ポンプ１４が作動したままの状態で固定シリンダー７の作動ロッド１６が進出し吸着盤２１は雌金型３４の近接位置まで降下する。そして真空ポンプ１４を停止することにより、吸着力が消失するので、粉粒体材料３は通気部材３０の全面から一挙に落下し、雌金型３４内に均一に粉粒体層３５が形成される。
【００７３】
また、このとき、前記バイブレータ４０が作動するので吸着盤２１に振動が伝達されるので、粉粒体材料３が通気部材３０に残留することはない。特に吸着盤２１の縦辺と横辺に前記バイブレータ４０が設けられているため粉粒体材料３の落下作用が効果的に行われる。
【００７４】
前記バイブレータ４０の作動はごく短時間で良く、適宜設定すればよい。
【００７５】
バイブレータ４０の作動停止後は吸着盤２１は前述と逆の工程を経て待機工程に復元する。
【００７６】
（実施の形態２）
次に図１２〜図１３に従って実施の形態２における粉粒体材料の充填装置による製造工程につき説明する。
【００７７】
図１２は実施の形態２における粉粒体材料の充填装置の待機の工程を示している。
【００７８】
図１２において可動シリンダー７は最初から下向きに設けられており、吸着盤２１も同様に下向きに設けられており、吸着面２９には実施の形態１で述べた通気部材３０がネジ止めされ、その表面を区画シート３７が磁力により押さえつけている。
【００７９】
また、中空軸８ａを回動させるためのモータは設けられていない。そして摺り切り手段５は可動シリンダー７を移動させる固定シリンダー１８とは別の固定シリンダー１８ａにより水平方向に往復動可能に設けられている。そして摺り切り手段５には摺り切られた粉粒体材料を受ける載置盤３６が設けられている。前記載置盤３６は吸着盤２１と同じような通気部材３０ａを備えているが、特に区画シートを設ける必要はない。
【００８０】
而して吸着盤２１には実施の形態1におけると同様にバイブレータ４０が設けられている。前記バイブレータ４０は真空ポンプ１４の作動を停止して粉粒体材料３を通気部材３０から落下させるときにのみ短時間作動するものである。
【００８１】
以下、実施の形態２の装置についてその動作を説明する。
【００８２】
図１２において、前記固定シリンダー１８ａを作動させることにより前記摺り切り手段５と載置盤３６を材料供給ホッパー２の下面を矢印二点鎖線の如く一往復させることにより摺り切りが行われ、載置盤３６上に粉粒体材料３が均一に摺り切り載置される。
【００８３】
この状態から前記可動シリンダー７の作動ロッド１６を進出（下方へ）させ吸着盤２１を載置盤３６の上面まで降下させるとともに、真空ポンプ１４を作動させることにより吸着盤２１の吸着面２９に粉粒体材料３を吸着する。次いで、真空ポンプ１４を作動させたまま、前記可動シリンダー７の作動ロッド１６を退行させて吸着盤２１を持ち上げ載置盤３６から引き離す。
【００８４】
そして図１3に示すように前記固定シリンダー１８を作動させて前記可動シリンダー７とともに吸着盤２１を雌金型３４の上方位置まで移動させている。
【００８５】
この状態から前記可動シリンダー７の作動ロッド１６を再び進出させて吸着盤２１を金型面まで降下させるとともに真空ポンプ１４を停止することにより、吸着力を消失させ、粉粒体材料３を通気部材３０の全面から一挙に落下させ、雌金型３４内に均一に粉粒体層を形成する。
【００８６】
このとき、バイブレータ４０が作動するので、その振動伝達により粉粒体材料３が通気部材３０の表面に残留することなく雌金型３４内に落下することになる。
【００８７】
以上、実施の形態１及び実施の形態２について述べたが、いずれの場合も粉粒体材料３の摺り切りが金型面で行うものではないため、放散した粉粒体材料３が金型面に溶融付着する問題がなくなる。また、所定量、均一に摺り切られた粉粒体材料３を吸着力を利用して移送し落下させるものであるため所望に応じて薄く均一に充填することができる。
【００８８】
また、場合によって吸着盤２１に粉粒体材料３が残留したとしてもバイブレータ４０の作動により全て落下させられるので待機位置への復帰途中で金型面に落下して付着するような憂いはなくなるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は圧縮成形加工において空気吸引を利用して粉粒体材料を金型内に薄く、均一にかつ、迅速に充填するための吸着盤の組み立て構造を簡単にし、特に磁力を用いた構成により濾紙の着脱、交換をすばやく行うことができるようにしたものにおいて、吸着盤に粉粒体材料の残留が生じた場合でもバイブレータにより全て雌金型内に落下させることができるようにしたので、金型のパーティング面やその他装置の周辺に付着して清掃のための労力を必要とする問題をなくし、自動化をより促進することができるものであり、産業上きわめて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施の形態１による圧縮成形加工おける粉粒体材料の充填装置の要部縦断面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大詳細断面図である。
【図３】図１に示す粉粒体材料の充填装置の簡略化した側面図である。
【図４】図１に示す粉粒体材料の充填装置に備える六角ボルトの平面図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ´線断面図である。
【図６】同上六角ボルトを分解した状態で示す縦断面図である。
【図７】前記充填装置の吸着盤に設ける焼結金属の斜視図である。
【図８】同上充填装置における吸着盤の斜視図である。
【図９】同上充填装置の圧縮成形加工工程における一作動状態を示す縦断面図である。
【図１０】同じく同上充填装置の圧縮成形加工工程における別の作動状態を示す縦断面図である。
【図１１】同じく同上充填装置の圧縮成形加工工程におけるさらに別の作動状態を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２による圧縮成形加工おける粉粒体材料の充填装置の一作動状態を示す縦断面図である。
【図１３】同じく同上充填装置の別の作動状態を示す縦断面図である。
【図１４】従来の粉粒体材料充填装置としてのセパレータ製造装置における材料供給方法を示す測面図である。
【図１５】別な従来例のセパレータ製造装置における材料供給方法を示す側面図である。
【図１６】さらに別な従来例の粉粒体材料充填装置における材料供給方法を示す側面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 粉粒体材料充填装置
２ 材料供給ホッパー
３ 粉粒体材料
５ 摺り切り手段
１４Ａ 空気吸引手段
２０ 移送手段
２１ 吸着盤
２２ 空洞部
２６ （六角）ボルト
２６３ ネジ穴
２６４ ボルト頭部
２６７ 貫通孔
２６８ ネジ
２７０ 永久磁石
２７１ 永久磁石
２９ 吸着面
３０ 板状通気部材
３１ 焼結金属
３２ 濾紙
３４ 雌金型
３６ 載置盤
３７ 区画シート
３９ 小区画
４０ バイブレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮成形加工用の粉粒体材料を貯留し下部の供給口から排出する材料供給ホッパーと、前記材料供給ホッパーの下方で排出される粉粒体材料を受ける吸着盤と、前記吸着盤上に載置された粉粒体材料を雌金型に対応して所定量、均一に摺り切る摺り切り手段と、前記吸着盤上に摺り切り載置された粉粒体材料をそのまま吸着保持せしめる空気吸引手段と、前記粉粒体材料を吸着保持した状態で前記吸着盤を材料供給ホッパーと雌金型間の空間内で移送可能かつ上下反転自在な移送手段とから成り、前記空気吸引手段は空気吸引を停止することにより前記吸着盤から粉粒体材料を雌金型内に落下せしめるよう構成するとともに前記吸着盤は内部に空洞部を有しこの空洞部を空気吸引手段に連通せしめるとともに、吸着面に焼結金属または適宜のフィルター或いはそれらを組み合わせて成る板状通気部材を備えたものにおいて、前記吸着盤の一部に前記空気吸引手段の空気吸引停止時に作動するバイブレータを設けたことを特徴とする圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置。
【請求項２】
圧縮成形加工用の粉粒体材料を貯留し下部の供給口から排出する材料供給ホッパーと、前記材料供給ホッパーの下方で排出される粉粒体材料を受ける載置盤と、前記載置盤上に載置された粉粒体材料を雌金型に対応して所定量、均一に摺り切る摺り切り手段と、下面に吸着面を有する吸着盤と、前記載置盤上に摺り切り載置された粉粒体材料を前記吸着盤の吸着面にそのまま吸着保持せしめる空気吸引手段と、前記粉粒体材料を吸着保持した状態で前記吸着盤を材料供給ホッパーと雌金型間の空間内で移送可能な移送手段とから成り、前記空気吸引手段は空気吸引を停止することにより前記吸着盤から粉粒体材料を雌金型内に落下せしめるよう構成するとともに前記吸着盤は内部に空洞部を有しこの空洞部を空気吸引手段に連通せしめるとともに、吸着面に焼結金属または適宜のフィルター或いはそれらを組み合わせて成る板状通気部材を備えたものにおいて、前記吸着盤の一部に前記空気吸引手段の空気吸引停止時に作動するバイブレータを設けたことを特徴とする圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置。
【請求項３】
吸着盤が全体として矩形状を成し、少なくとも一対の縦辺と横辺にバイブレータが設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置。
【請求項１】
圧縮成形加工用の粉粒体材料を貯留し下部の供給口から排出する材料供給ホッパーと、前記材料供給ホッパーの下方で排出される粉粒体材料を受ける吸着盤と、前記吸着盤上に載置された粉粒体材料を雌金型に対応して所定量、均一に摺り切る摺り切り手段と、前記吸着盤上に摺り切り載置された粉粒体材料をそのまま吸着保持せしめる空気吸引手段と、前記粉粒体材料を吸着保持した状態で前記吸着盤を材料供給ホッパーと雌金型間の空間内で移送可能かつ上下反転自在な移送手段とから成り、前記空気吸引手段は空気吸引を停止することにより前記吸着盤から粉粒体材料を雌金型内に落下せしめるよう構成するとともに前記吸着盤は内部に空洞部を有しこの空洞部を空気吸引手段に連通せしめるとともに、吸着面に焼結金属または適宜のフィルター或いはそれらを組み合わせて成る板状通気部材を備えたものにおいて、前記吸着盤の一部に前記空気吸引手段の空気吸引停止時に作動するバイブレータを設けたことを特徴とする圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置。
【請求項２】
圧縮成形加工用の粉粒体材料を貯留し下部の供給口から排出する材料供給ホッパーと、前記材料供給ホッパーの下方で排出される粉粒体材料を受ける載置盤と、前記載置盤上に載置された粉粒体材料を雌金型に対応して所定量、均一に摺り切る摺り切り手段と、下面に吸着面を有する吸着盤と、前記載置盤上に摺り切り載置された粉粒体材料を前記吸着盤の吸着面にそのまま吸着保持せしめる空気吸引手段と、前記粉粒体材料を吸着保持した状態で前記吸着盤を材料供給ホッパーと雌金型間の空間内で移送可能な移送手段とから成り、前記空気吸引手段は空気吸引を停止することにより前記吸着盤から粉粒体材料を雌金型内に落下せしめるよう構成するとともに前記吸着盤は内部に空洞部を有しこの空洞部を空気吸引手段に連通せしめるとともに、吸着面に焼結金属または適宜のフィルター或いはそれらを組み合わせて成る板状通気部材を備えたものにおいて、前記吸着盤の一部に前記空気吸引手段の空気吸引停止時に作動するバイブレータを設けたことを特徴とする圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置。
【請求項３】
吸着盤が全体として矩形状を成し、少なくとも一対の縦辺と横辺にバイブレータが設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮成形加工における粉粒体材料の充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１２７４１（Ｐ２００８−１２７４１Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８５１０８（Ｐ２００６−１８５１０８）
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００１４６０５４）株式会社松井製作所 (70)
【出願人】（０００１５５１５９）株式会社名機製作所 (255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００１４６０５４）株式会社松井製作所 (70)
【出願人】（０００１５５１５９）株式会社名機製作所 (255)
【Ｆターム（参考）】
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