粉末によってまたは混合粉末によってモールドを充填するためのデバイス
本発明は、少なくとも１つの粉末（３）によって少なくとも１つのモールド（２）を充填するための充填デバイス（１）に関するものであって、−デバイス内へと少なくとも１つの粉末（３）を供給するための供給手段（４）と、−供給された粉末を、層（７）という形態で放出するための少なくとも１つの放出手段（５）と、−層という形態でもって放出された粉末の少なくとも一部を供給に遮断しこれによりモールド（２）内における所定位置に向けて粉末を偏向させるための少なくとも１つの偏向器（９）と、を具備していることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建築材料や薬剤粉末や食品加工粉末や原子力用セラミック粉末やセメント粉末や焼結金属粉末といったような幅広い分野にわたる材料からなる粉末によってまたは混合粉末によって、特に圧縮モールドといったようなモールドを、充填するためのデバイスに関するものである。
【０００２】
本発明の技術分野は、圧縮を容易に行い得るよう微粉化された材料によってパターンキャビティを充填するためのシステムに関するものである。この技術分野においては、制御された態様でかつ一様な態様でかつ迅速な態様で圧縮モールド内へと粉末を押し込んで詰め込む手法が、追求されている。特に、目標は、一軸圧縮や高温平衡圧縮や混合粉末による焼結を行うためのモールドに対して、制御しつつかつ調節しつつ充填を行うことである。
【背景技術】
【０００３】
粉末冶金学においては、熱化学的手法や微粉化によって得られた金属粉末を圧縮することによって、様々な部材が形成される。粉末は、形成対象をなす部材の形状とされたダイのキャビティすなわちパターンキャビティ内に充填される。その後、粉末は、非常に大きな圧力によって圧縮される。その後、得られたペレットを、焼結する。つまり、非常に高温にまで加熱する。これにより、圧縮済み粉末どうしが互いに結合し、固体を形成し得るよう十分に良好な機械的特性を有した稠密な質量体を形成する。
【０００４】
粉末によって圧縮パターンキャビティを充填するに際しては、多くの方法が存在する。
【０００５】
最も頻繁に使用される方法のうちの１つは、重力によってパターンキャビティの容量を充填することである。この技術の欠点は、キャビティの充填を制御し得ないことである。したがって、キャビティ内における重量の変動が大きく、キャビティ内における粉末の分散が非一様である。
【０００６】
他の方法においては、粉末を流動化させる。多数の流動化システムが、利用可能であって、市販されている。いくつかにおいては、粉末は、粉末貯蔵装置内において（参考文献［１］［２］［３］を参照）、あるいは、キャビティ内において直接的に（参考文献［４］を参照）、流動化させることができる。しかしながら、双方の場合において、システムは、重大な共通の欠点を有している。流動化は、充填システム内へとガスを圧入することによって得られる。したがって、ガス流は、非常に正確に管理されなければならず、このことは、システムの頑丈さという点において、問題点を提起する。さらに、粉末内のガスは、不安定性を引き起こし得る。したがって、ガスの使用は、粉末の充填に関しては利点を有しているものの、制御レベルが低いままである。
【０００７】
粉末によるキャビティの充填に関する問題点を部分的に改良し得るような他のシステムが存在する。例えば、いくつかシステムにおいては、シュー内における圧力波によって、粉末を稠密化する（参考文献［５］を参照）。他方、他のシステムにおいては、クロス変位するシューを使用したり（参考文献［６］を参照）、あるいは、予備的にコンパクト化した粉末を出力するシューを使用したり（参考文献［７］を参照）、している。
【０００８】
しかしながら、これら従来技術のいずれにおいても、キャビティ内を空間的に正確に充填することができない。さらに、キャビティを一様に充填することができない。この欠点は、結果的にかなりの程度で粉末が圧縮されるような複雑なモールドの場合には、顕著である。粉末流通の制御は、時間的な意味でもまた空間的な意味でも、お粗末なままである。
【特許文献１】２００２年４月１９日付けでもって公開された“Fluidized fillshoe system”と題する国際公開第０１２６８４６号パンフレット（参考文献［１］）
【特許文献２】１９９７年３月２８日付けで公開された“Method and apparatus for filling powder”と題する米国特許第５，８８１，３５７号明細書（参考文献［２］）
【特許文献３】２００１年８月９日付けで公開された“Powder filling method and arrangement therefor”と題する国際公開第０１５６７２６号パンフレット（参考文献［３］）
【特許文献４】１９９７年１０月８日付けでもって公開された“Pulsed pressurized powder feed system and method for uniform particulate material delivery”と題する米国特許第５，８９７，８２６号明細書（参考文献［４］）
【特許文献５】２０００年９月６日付けにて公開された“Method and apparatus for packing material”と題する欧州特許出願公開第１ ０８３ １２５号明細書（参考文献［５］）
【特許文献６】１９９４年３月１４日付けにて公開された“Powder molding machine and method for filling molding materials into a die cavity thereof”と題する米国特許第５，６４７，４１０号明細書（参考文献［６］）
【特許文献７】１９９６年８月２９日付けにて公開された“Pressurized feed shoe apparatus for precompacting powdered materials”と題する米国特許第５，８８５，６２５号明細書（参考文献［７］）
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、上記の様々な欠点を有していないデバイスを提供することである。この目的は、少なくとも１つの粉末によって少なくとも１つのモールドを充填するための充填デバイスであって、
−少なくとも１つの粉末を供給するための供給手段と、
−供給された粉末を、層という形態で放出するための少なくとも１つの放出手段と、
−層という形態でもって放出された粉末の少なくとも一部を供給に遮断しこれによりモールド内における所定位置に向けて粉末を偏向させるための少なくとも１つの偏向器と、
を具備していることを特徴とする充填デバイスによって得られる。
【００１０】
言い換えれば、本発明によるデバイスにおいては、放出手段によって、対象をなす粉末を層状でもって放出し、粉末の経路上に配置された偏向器によって、粉末層を遮断し、これにより、充填対象をなすモールドの正確な所定位置に、遮断した粉末を落下させる。
【００１１】
有利には、デバイスは、デバイス内へと供給された粉末を層状でもって放出するための複数の放出手段を備えることができ、各放出手段は、様々な粉末を分配し得るよう（あるいは、分散させ得るよう）構成される。
【００１２】
『粉末層』という用語は、表面がなす寸法に対して厚さが薄いものとされたような容積を占有するような一組をなす複数の粒子を意味している。このような一組は、平面を形成することができる、あるいは、凹面形状や、凸面形状や、他の任意の形状、を形成することができる。
【００１３】
有利には、偏向器は、その向きを調節することができる。
【００１４】
有利には、偏向器は、可動なものとすることができる。したがって、例えば、偏向器は、鉛直方向に移動させることができる。また、偏向器は、自身の回りに回転させることができる。
【００１５】
例えば、偏向器は、平面の一部とすることができる、あるいは、凸状のものとすることができる、あるいは、螺旋部分を有することができる。
【００１６】
ある特別の実施形態においては、層という形態でもって粉末を放出する放出手段は、回転部材とされる。
【００１７】
第１の例においては、回転部材の形状は、有利には、ディスクと、円錐と、ボウルと、の中から選択される。有利には、回転部材は、デバイスの対称中心に配置された回転軸線回りに回転するものとされる。
【００１８】
有利には、回転部材は、少なくとも１つのリブを備えている。この場合、リブは、有利には、ディスクまたは円錐またはボウルの径方向に沿って配置される。リブの形状が、偏向器の形状と同じであることに注意されたい。言い換えれば、リブは、平面や、凹面や、凸面や、螺旋形、等とすることができる。
【００１９】
ディスクや円錐やボウル上に存在するリブの目的は、粉末の飛行を容易なものとすることであり、また、その制御を容易なものとすることである。リブに代えて、粗いコーティングや、マイクログルーブを有したコーティングを、使用することができる。これにより、粉末層を形成するのに必要なエネルギー量を伝達することができる。
【００２０】
有利には、少なくとも１つのリブは、回転可能なものとされる。
【００２１】
第２の例においては、回転部材は、所定距離の分だけ互いに離間して配置された下部材と上部材とを備え、上部材は、粉末を導入するための開口を有し、粉末は、上部材と下部材との間の離間スペースを通して移動し得るものとされている。
【００２２】
第３の例においては、回転部材は、粉末導入口と粉末導出口とを備えた部材とされ、この部材は、部材の外部へと粉末を放出し得るような十分に大きな慣性でもって粉末導出口から粉末を放出し得るように、構成されている。有利には、この部材は、湾曲したチューブとされる。有利には、この回転部材の回転軸線は、チューブのうちの、粉末導入口が位置している部分と一致する。
【００２３】
他の特別の実施形態においては、少なくとも１つの粉末を供給するための供給手段は、少なくとも１つのレセプタクルとされ、このレセプタクルは、粉末導入口と粉末導出口とを備え、層という形態でもって粉末を放出する放出手段は、少なくとも１つのレセプタクルを速く移動させ得るとともにレセプタクルを急停止させ得る手段とされ、その急停止により、レセプタクル内に収容された粉末を、慣性によってレセプタクルの外部へと放出させ得るものとされている。粉末導入口と、粉末導出口とを、同じものとし得ることに注意されたい。
【００２４】
粉末を放出する手段が回転部材である場合、少なくとも１つの偏向器は、有利には、層という形態でもって粉末を放出する放出手段の回転軸線に対して平行に配置される。
【００２５】
有利には、少なくとも１つの偏向器は、粉末層がなす中央放出平面に対して垂直に配置することができ、粉末放出手段は、回転部材とも非回転部材ともすることができる。
【００２６】
有利には、少なくとも１つの偏向器は、部材の慣性壁の一部とされる。
【００２７】
有利には、少なくとも１つの偏向器は、充填対象をなすモールドの所定位置の形状に適合したものとされる。言い換えれば、少なくとも１つの偏向器は、有利には、充填対象をなすキャビティの上方に配置され、偏向器の形状は、キャビティの形状と比較して、同じものあるいは同様のものとされる。
【００２８】
本発明によるデバイスは、多数の利点を有している。
【００２９】
第一に、本発明によるデバイスを使用することにより、モールドを速く充填することができる。
【００３０】
同様に、本発明によるデバイスの内部において複数の粉末を混合することができる。
【００３１】
粉末の充填は、粉末を移動させる目的でシステム内へと相当量のガスを導入する必要なく、行うことができる。
【００３２】
本発明によるデバイスは、粉末の流通を制御しつつ、パターンキャビティの様々なゾーンに対して粉末を供給することができる。
【００３３】
したがって、モールドまたはキャビティの選択された各ゾーンに対して供給される粉末流を、時間的な意味においてもまた空間的な意味においても、制御し得るようなデバイスが提供される。
【００３４】
よって、本発明によるデバイスを使用すれば、密度が互いに大きく相違しているような複数の構成成分を含有した混合粉末の場合であっても、不安定化を引き起こすことなく、モールド内において混合粉末を形成したりモールド内へと混合粉末を供給したりすることができる。
【００３５】
様々な構成成分や粉末の流通を空間的に制御し得るのと同じ態様で、混合粉末の組成や粉末の見かけの密度を、形成すべき稠密部材の高さの関数として、調節することができる。特に、供給した粉末に関し、水平性と平坦性とを制御することができる。
【００３６】
さらに、本発明によるデバイスは、良好な流動性を有した粉末の使用を必要としない。細い直径のパイプを通して流通させることは、行わない。したがって、粉末の選択肢を広げることができる。
【００３７】
本発明においては、粒状化した粉末をシステム内へと供給する際に、粉末を衝撃することによって、研磨効果をもたらすことができる。これは、カーバイド材料や原子力材料に関して、非常に有効である。
【００３８】
本発明によるデバイスにおいては、キャビティの選択された１つまたは複数のゾーン内へと、添加物を添加することができる。例えば、添加物は、その後の稠密化プロセスを改良し得るものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の他の格別の特徴点や利点は、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことにより、明瞭となるであろう。
【００４０】
下記の実施形態は、例示として、粉末によってまたは混合粉末によってモールドを充填することに関するものである。
【００４１】
使用される充填材料は、例えば焼結によってあるいは圧縮によってあるいは圧縮焼結によってあるいは高温平衡圧縮によって成形することを意図した粉末である。例えば、粉末は、金属粉末や、セラミック粉末や、これらの混合物、とされる。
【００４２】
これら粉末は、焼結対象物に関する製造条件を満たさなければならない。特に、サイズ等級や、純度や、圧縮性、に関する要求を満たさなければならない。したがって、使用される粉末の直径は、３ｍｍ未満とされ、好ましくは、１ｍｍ未満とされる。
【００４３】
本発明による充填デバイスにおいては、デバイス内において予め容積または重量を測定した量の粉末を供給する、あるいは、チューブ接続を介したホッパー（四角形ピラミッドの上下を反転させて尖端を除去したような形状をした貯蔵器）の使用により粉末を投入する。例えば、サイズ的な理由のために、ホッパーは、傾斜させることができる、あるいは、ディスクの周囲に配置することができる。ホッパーに代えて、ウォームスクリューや、チューブ、等を使用することができる。デバイスのホッパーボディ接続は、通常、クローザによって制御される。クローザは、また、トレー上に供給される粉末の量を調節するための手段と、供給時間を制御するための手段と、を構成する。
【００４４】
図１および図２に示す第１の例においては、目的は、本発明によるデバイス１を使用して、モールド２を充填することである。粉末３は、デバイスのボディ２０の上部に形成されたホッパー４内に収容されている。粉末は、まず最初に、トレー５上へと落下する。トレー５は、中心軸線６まわりに回転するものであり、ホッパー４の直下に配置されている。この例においては、トレー５は、ディスク形状とされている。トレー５は、高速回転するものであり、これにより、粉末３を、一様なほぼ水平方向をなす層７という態様で、放出する。平均方向は、水平方向からプラスマイナス９０°という角度範囲内である。図１に示すように、トレー５から放出された粉末層７は、デバイスのボディの壁２１をに対して衝突する。この壁２１は、偏向器として機能する。壁２２は、壁２１よりも下方に配置されたものであって、同様に偏向器として機能することことができる。
【００４５】
粉末層７は、壁２１との衝突によって向きを変え、その後、偏向板９に対して衝突する。偏向板９は、回転トレー５とは異なり、径方向におよび鉛直方向に固定されている。この例において、偏向板９は、シリンダ形状をなす中央部材８に対して固定されている。よって、粉末３は、モールド２内において分散される、すなわち、偏向板９の下部のキャビティ内へと分散される。ここで、中央部材８と偏向板９とが固定されており、トレー５だけが回転することに、注意されたい。
【００４６】
ボディに対しての第１回目の衝突の後に、粉末層は、他の壁（ボディの壁や中央部材のようなもの）に向けて偏向され、その後、偏向板９へと向かう。これらすべての壁は、粒子の流れを制御するための一連の偏向器を構成している。
【００４７】
回転トレーの回転数は、粉末に依存して、また、粉末に対して供給されるべきエネルギーに依存して、毎分１００〜１００００回転とされる。有利には、この回転速度は、毎分１００〜５０００回転とされる。
【００４８】
図２において、偏向板が固定されており、かつ、トレーがこの例においては時計回りに回転することにより、粉末は、偏向板の一方の側面に対して接触することとなる。
【００４９】
他の例においては、モールドの位置に応じた様々な深さ位置のキャビティに様々な混合粉末を充填することが要求される。図３は、本発明によるデバイスを示しており、このデバイスは、一組をなす複数の粉末偏向器を備えている。これら粉末偏向器は、ほぼ水平方向をなす様々な粉末層を、制御された態様かつ調節可能な態様でもって（水平方向に対して、＋９０°〜−９０°という平均方向）、モールド内の様々な位置に分配することができる。この例におけるモールド１０は、２つのキャビティを備えている。すなわち、深くかつ狭いキャビティ１１と、浅くかつ幅広いキャビティ１２と、を備えている。この場合、キャビティ１２の底部は、キャビティ１１の上部へと開口している。
【００５０】
この例においては、２つのディスク１３，１４が、共通の中心軸線１５のまわりに回転するとともに、各々が、ここでは粉末Ａ，Ｂと称される相異なる粉末を受領する。粉末Ａ，Ｂは、所定厚さを有した霧化粉末層という態様で放出される。両粉末は、２つの出口を有したホッパーを使用することによって、あるいは、複数のホッパーを使用することによって、両ディスク内へと供給することができる。両ディスクを、互いに異なる軸線によって回転駆動し得ることは、明らかである。
【００５１】
様々な幅を有した４つの長尺の偏向板が、粉末層Ａ，Ｂの経路上において、２つの回転ディスク（１３および１４）の回転平面に対して垂直に、設置されている。実際、同じ形状の３つの偏向板（１６，１７，１８）と、粉末Ａに接触する部分に凹所を有した１つの偏向板１９と、が設けられている。これら偏向板は、パターンキャビティの正確な位置に対して粉末を充填し得るようにして、配置されている。これらの４つの偏向板の形状がフラットであることにより、これら偏向板は、モールドのうちの、充填対象をなす対応キャビティの直上に配置される。よって、これら４つの偏向板は、充填対象をなす与えられたパターンキャビティのキャビティに対応した所定位置において、各粉末層に干渉する。したがって、各偏向板は、それぞれの幾何形状および位置（充填操作時に変更可能）に基づいて、モールド内への各粉末の分配に寄与する。
【００５２】
各偏向板の形状を変更し得ることに注意されたい（凹面形状や、平面形状や、凸面形状や、螺旋形状、等へと変更することができる）。また、各偏向板を、トレーがなす平面に対して、任意の方向へと傾斜させ得ることに注意されたい。
【００５３】
各偏向板の形状は、パターンキャビティに向けて偏向させる粉末量に影響がある。図３においては、偏向板１９は、粉末Ｂと干渉する領域においては、偏向板１６，１７，１８よりも幅が広い。したがって、偏向板１９は、他の偏向板よりも多くの粉末Ｂを収集する。そして、偏向板１９が収集を行っている位置においては、キャビティ（すなわち、キャビティ１１）内へと粉末が、他のキャビティよりも早く充填される。幅が異なる偏向板の使用は、様々な深さを有したパターンキャビティの所定位置を充填することが要望された場合には、有効なものとすることができる。
【００５４】
さらに、偏向板１９には、粉末Ａを収集している場所に、凹所が形成されている。なおかつ、この凹所は、粉末Ｂを収集している場所には、存在していない。したがって、偏向板１９が、粉末Ｂと比較して、より多くの粉末Ａを遮る。したがって、キャビティ１０のキャビティ１１は、粉末Ａをより多く含有し、トレース量の粉末Ｂを含有している。しかしながら、偏向板１６，１７，１８は、互いに同量の粉末Ａと粉末Ｂとを遮る。
【００５５】
充填の最中に、各偏向板を、変位させたり、回転させたり、することができる。これにより、例えば、より多くの粉末を偏向させたり、あるいは、放出される粉末の速度に影響するような様々なディスクの回転速度に偏向板を適応させたり、することができる。
【００５６】
本発明によるこのデバイスと一緒に使用し得るキャビティを、２００ｍｍというものとし得ることに注意されたい。
【００５７】
図３は、単一の組をなす複数の偏向板と、単一のモールドと、だけしか示していない。自明なように、図示されていないものの、他の組をなす複数の偏向板と、それに対応した他のモールドと、が存在する。モールドと偏向板とは、回転トレーの周縁回りにおける正確な位置に配置される。
【００５８】
偏向板によって偏向されない粉末は、重力によって落下する。図３においては、偏向を受けなかった粉末は、周辺に落下し、回収される。図２においては、すべての粉末が使用される。
【００５９】
キャビティを充填するために使用される粉末層は、様々な方法で得ることができる。
【００６０】
例えば、回転部材上における粉末の加速によって、得ることができる（図１および図３の場合）。この回転部材は、ディスク形状や、ボウル形状や、円錐形状、等とすることができる。
【００６１】
回転部材の性状は、金属や、セラミックや、ポリマーや、他のもの、とすることができる。回転部材の表面状態は、粉末粒子に関する所望の軌跡に依存して、研磨状態から非常に粗い状態まで多岐にわたるものとすることができる。
【００６２】
回転部材の幾何形状は、必ずしも平面である必要はない。回転部材は、例えば、円錐形状のもの（すなわち、三角形横断面形状３０を有したもの）（図４を参照）や、ボウル形状のもの（円形横断面形状あるいは準円形横断面形状３１のもの）（図５を参照）や、あるいは、粉末層７を案内するために使用し得る他の任意の形状のもの、とすることができる。
【００６３】
粉末層の放出に加えて、粉末層の厚さをチェックすることが要望された場合には、ボウルまたはディスクに対して、他の部材を加えることができる。図６においては、短い距離（最大でも数ｍｍ）の分だけ互いに離間して配置された２つの部材が、粉末を移動させ得るスペースを規定している。すなわち、下部材３２は、ボウルのような形状とされており、上部材３３も、また、ボウルのような形状とされている。なおかつ、上部材３３は、中央のところにダクト３４を有しており、このダクト３４を通して粉末７を導入し得るものとされている。
【００６４】
ディスクまたはボウルまたは円錐は、表面上に、ディスクから粉末へのエネルギー伝達を可能とする特殊形状を有することができる。そのような形状は、シリンダ（例えば、追加のピンによって形成されたシリンダ）や、半球体（ディスクの局所的な貫通によって形成された半球体）や、あるいは、ディスクまたはボウル上における粉末の移動に影響を及ぼし得るような他の任意の形状、とすることができる。ディスクまたはボウルは、表面上にわたって、リブを有することができる。例えば、図７は、三角形横断面形状を有してなるディスクに対して、ディスクの頂点を起点として延在する螺旋状リブ３５が付加された例を示している。
【００６５】
粉末層は、また、ジェットの高周波走査によっても、得ることができる。その場合、層は、粉末粒子がなす様々な軌跡の包絡線によって形成される。粉末層は、高周波数でもって与えられたゾーンを走査する粉末ジェットによって形成することができる。走査ゾーンの全体が、『層』と称される。この原理の一例が、図８に示されている。この場合、粉末は、例えば、クランク形状チューブ３６を回転させることによって、クランク形状チューブ３６内において加速することができる。このチューブの形状が、放出された粉末の経路を決定することとなる。この例においては、チューブの開口は、円形とされている。この場合には、粉末層は、ディスクまたはボウルの回転の場合と同じく、チューブの回転軸線回りにおいて対称なものとなる。
【００６６】
粉末層は、また、レセプタクル内に収容された粉末の加速によっても、得ることができる。図９においては、粉末は、レセプタクル３７内に配置されており、レセプタクル３７は、他の寸法と比較して高さが小さいものとされた１つまたは複数の隔室を備えたものとされている。レセプタクルの複数の鉛直方向面のうちの１つの面は、壁を有していないものとされる、あるいは、隔室に対するアクセスを可能とし得るよう着脱可能な壁を有したものとされる。この壁は、レセプタクルの外部へと粉末を放出することが要望された時点で、取り外される。この場合、レセプタクルは、層を形成することが要望された領域に向けて加速される。レセプタクルは、この領域３８から短い距離のところにおいて急停止される。急停止時点での慣性効果のために、粉末が、この目的のために設けられた開口３９を通して、『層状』をなすようにして放出される（図１０を参照）。このため、この層は、レセプタクルの出口開口の形状を調節することによって、制御することができるあるいは校正することができる。レセプタクルが複数の隔室を備えている場合には、層は、各隔室によって規定された様々な粉末射出によって構成される。有利には、互いに積層された複数の隔室に対して、互いに異なる粉末が収容される（図１０を参照）。この場合には、互いに平行とされた複数の層を、作成することができる。
【００６７】
また、複数のレセプタクルを使用することによって、粉末のより良好な分散を得ることができ、また、優先的な方向性を有することを回避することができる。自明なように、この構成は、粉末の混合に際しても、興味深い。例えば、図９の場合には、４つのレセプタクルが、同一平面上に配置されているとともに、充填対象をなすダイの中央に位置した軸線から互いに等距離のところに配置されている。図９においては、粉末の放出が、矢印によって図示されている。
【００６８】
図９においては、複数の偏向器と、充填対象をなすモールドとが、図示されていないことに注意されたい。
【００６９】
粉末層の形成に際しては、他の機械的システムを想定することができる。例えば、加速ガスがモールド内を通過したりモールド内に集積したりすることを確実に防止できる限りにおいては、また、偏向器が配置されている領域内を通過したり集積したりすることを確実に防止できる限りにおいては、ガスを使用して加速を行うことができる。
【００７０】
それら技術の１つのよって得られた層によってモールドを充填した後には、モールド内に保持された粉末は、例えば、一軸性の圧縮を使用して圧縮することができ、これにより、粉末を稠密化することができる。あるいは、モールド内に収容された混合粉末に対して、大きな圧力（１〜８ｋｂａｒ）を印加することができる。
【００７１】
その後、得られたペレットを焼結処理することにより、機械的強度を増強することができる。これは、ペレットの主要構成成分の融点以下の温度でのペレットの熱処理に相当する。これにより、顕著に機械的強度を増強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明による充填デバイスの格別の一例を示す断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。
【図３】本発明による充填デバイスの他の例を示す図である。
【図４】回転部材に関する円錐形状とされた一例を示す断面図である。
【図５】回転部材に関するボウル形状とされた一例を示す断面図である。
【図６】回転部材に関する他の例を示す断面図である。
【図７】円錐形状とされかつリブを有している回転部材を示す断面図である。
【図８】回転部材に関する他の例を示す断面図である。
【図９】本発明による充填デバイスの他の例を示す図である。
【図１０】図９におけるＢ−Ｂ線に沿って部材３７を示す矢視断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 充填デバイス
２ モールド
３ 粉末
４ ホッパー（供給手段）
５ トレー、回転トレー、回転部材（放出手段）
７ 粉末層
９ 偏向板（偏向器）
１６ 偏向板（偏向器）
１７ 偏向板（偏向器）
１８ 偏向板（偏向器）
１９ 偏向板（偏向器）
２１ 壁（偏向器）
２２ 壁（偏向器）
３７ レセプタクル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建築材料や薬剤粉末や食品加工粉末や原子力用セラミック粉末やセメント粉末や焼結金属粉末といったような幅広い分野にわたる材料からなる粉末によってまたは混合粉末によって、特に圧縮モールドといったようなモールドを、充填するためのデバイスに関するものである。
【０００２】
本発明の技術分野は、圧縮を容易に行い得るよう微粉化された材料によってパターンキャビティを充填するためのシステムに関するものである。この技術分野においては、制御された態様でかつ一様な態様でかつ迅速な態様で圧縮モールド内へと粉末を押し込んで詰め込む手法が、追求されている。特に、目標は、一軸圧縮や高温平衡圧縮や混合粉末による焼結を行うためのモールドに対して、制御しつつかつ調節しつつ充填を行うことである。
【背景技術】
【０００３】
粉末冶金学においては、熱化学的手法や微粉化によって得られた金属粉末を圧縮することによって、様々な部材が形成される。粉末は、形成対象をなす部材の形状とされたダイのキャビティすなわちパターンキャビティ内に充填される。その後、粉末は、非常に大きな圧力によって圧縮される。その後、得られたペレットを、焼結する。つまり、非常に高温にまで加熱する。これにより、圧縮済み粉末どうしが互いに結合し、固体を形成し得るよう十分に良好な機械的特性を有した稠密な質量体を形成する。
【０００４】
粉末によって圧縮パターンキャビティを充填するに際しては、多くの方法が存在する。
【０００５】
最も頻繁に使用される方法のうちの１つは、重力によってパターンキャビティの容量を充填することである。この技術の欠点は、キャビティの充填を制御し得ないことである。したがって、キャビティ内における重量の変動が大きく、キャビティ内における粉末の分散が非一様である。
【０００６】
他の方法においては、粉末を流動化させる。多数の流動化システムが、利用可能であって、市販されている。いくつかにおいては、粉末は、粉末貯蔵装置内において（参考文献［１］［２］［３］を参照）、あるいは、キャビティ内において直接的に（参考文献［４］を参照）、流動化させることができる。しかしながら、双方の場合において、システムは、重大な共通の欠点を有している。流動化は、充填システム内へとガスを圧入することによって得られる。したがって、ガス流は、非常に正確に管理されなければならず、このことは、システムの頑丈さという点において、問題点を提起する。さらに、粉末内のガスは、不安定性を引き起こし得る。したがって、ガスの使用は、粉末の充填に関しては利点を有しているものの、制御レベルが低いままである。
【０００７】
粉末によるキャビティの充填に関する問題点を部分的に改良し得るような他のシステムが存在する。例えば、いくつかシステムにおいては、シュー内における圧力波によって、粉末を稠密化する（参考文献［５］を参照）。他方、他のシステムにおいては、クロス変位するシューを使用したり（参考文献［６］を参照）、あるいは、予備的にコンパクト化した粉末を出力するシューを使用したり（参考文献［７］を参照）、している。
【０００８】
しかしながら、これら従来技術のいずれにおいても、キャビティ内を空間的に正確に充填することができない。さらに、キャビティを一様に充填することができない。この欠点は、結果的にかなりの程度で粉末が圧縮されるような複雑なモールドの場合には、顕著である。粉末流通の制御は、時間的な意味でもまた空間的な意味でも、お粗末なままである。
【特許文献１】２００２年４月１９日付けでもって公開された“Fluidized fillshoe system”と題する国際公開第０１２６８４６号パンフレット（参考文献［１］）
【特許文献２】１９９７年３月２８日付けで公開された“Method and apparatus for filling powder”と題する米国特許第５，８８１，３５７号明細書（参考文献［２］）
【特許文献３】２００１年８月９日付けで公開された“Powder filling method and arrangement therefor”と題する国際公開第０１５６７２６号パンフレット（参考文献［３］）
【特許文献４】１９９７年１０月８日付けでもって公開された“Pulsed pressurized powder feed system and method for uniform particulate material delivery”と題する米国特許第５，８９７，８２６号明細書（参考文献［４］）
【特許文献５】２０００年９月６日付けにて公開された“Method and apparatus for packing material”と題する欧州特許出願公開第１ ０８３ １２５号明細書（参考文献［５］）
【特許文献６】１９９４年３月１４日付けにて公開された“Powder molding machine and method for filling molding materials into a die cavity thereof”と題する米国特許第５，６４７，４１０号明細書（参考文献［６］）
【特許文献７】１９９６年８月２９日付けにて公開された“Pressurized feed shoe apparatus for precompacting powdered materials”と題する米国特許第５，８８５，６２５号明細書（参考文献［７］）
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、上記の様々な欠点を有していないデバイスを提供することである。この目的は、少なくとも１つの粉末によって少なくとも１つのモールドを充填するための充填デバイスであって、
−少なくとも１つの粉末を供給するための供給手段と、
−供給された粉末を、層という形態で放出するための少なくとも１つの放出手段と、
−層という形態でもって放出された粉末の少なくとも一部を供給に遮断しこれによりモールド内における所定位置に向けて粉末を偏向させるための少なくとも１つの偏向器と、
を具備していることを特徴とする充填デバイスによって得られる。
【００１０】
言い換えれば、本発明によるデバイスにおいては、放出手段によって、対象をなす粉末を層状でもって放出し、粉末の経路上に配置された偏向器によって、粉末層を遮断し、これにより、充填対象をなすモールドの正確な所定位置に、遮断した粉末を落下させる。
【００１１】
有利には、デバイスは、デバイス内へと供給された粉末を層状でもって放出するための複数の放出手段を備えることができ、各放出手段は、様々な粉末を分配し得るよう（あるいは、分散させ得るよう）構成される。
【００１２】
『粉末層』という用語は、表面がなす寸法に対して厚さが薄いものとされたような容積を占有するような一組をなす複数の粒子を意味している。このような一組は、平面を形成することができる、あるいは、凹面形状や、凸面形状や、他の任意の形状、を形成することができる。
【００１３】
有利には、偏向器は、その向きを調節することができる。
【００１４】
有利には、偏向器は、可動なものとすることができる。したがって、例えば、偏向器は、鉛直方向に移動させることができる。また、偏向器は、自身の回りに回転させることができる。
【００１５】
例えば、偏向器は、平面の一部とすることができる、あるいは、凸状のものとすることができる、あるいは、螺旋部分を有することができる。
【００１６】
ある特別の実施形態においては、層という形態でもって粉末を放出する放出手段は、回転部材とされる。
【００１７】
第１の例においては、回転部材の形状は、有利には、ディスクと、円錐と、ボウルと、の中から選択される。有利には、回転部材は、デバイスの対称中心に配置された回転軸線回りに回転するものとされる。
【００１８】
有利には、回転部材は、少なくとも１つのリブを備えている。この場合、リブは、有利には、ディスクまたは円錐またはボウルの径方向に沿って配置される。リブの形状が、偏向器の形状と同じであることに注意されたい。言い換えれば、リブは、平面や、凹面や、凸面や、螺旋形、等とすることができる。
【００１９】
ディスクや円錐やボウル上に存在するリブの目的は、粉末の飛行を容易なものとすることであり、また、その制御を容易なものとすることである。リブに代えて、粗いコーティングや、マイクログルーブを有したコーティングを、使用することができる。これにより、粉末層を形成するのに必要なエネルギー量を伝達することができる。
【００２０】
有利には、少なくとも１つのリブは、回転可能なものとされる。
【００２１】
第２の例においては、回転部材は、所定距離の分だけ互いに離間して配置された下部材と上部材とを備え、上部材は、粉末を導入するための開口を有し、粉末は、上部材と下部材との間の離間スペースを通して移動し得るものとされている。
【００２２】
第３の例においては、回転部材は、粉末導入口と粉末導出口とを備えた部材とされ、この部材は、部材の外部へと粉末を放出し得るような十分に大きな慣性でもって粉末導出口から粉末を放出し得るように、構成されている。有利には、この部材は、湾曲したチューブとされる。有利には、この回転部材の回転軸線は、チューブのうちの、粉末導入口が位置している部分と一致する。
【００２３】
他の特別の実施形態においては、少なくとも１つの粉末を供給するための供給手段は、少なくとも１つのレセプタクルとされ、このレセプタクルは、粉末導入口と粉末導出口とを備え、層という形態でもって粉末を放出する放出手段は、少なくとも１つのレセプタクルを速く移動させ得るとともにレセプタクルを急停止させ得る手段とされ、その急停止により、レセプタクル内に収容された粉末を、慣性によってレセプタクルの外部へと放出させ得るものとされている。粉末導入口と、粉末導出口とを、同じものとし得ることに注意されたい。
【００２４】
粉末を放出する手段が回転部材である場合、少なくとも１つの偏向器は、有利には、層という形態でもって粉末を放出する放出手段の回転軸線に対して平行に配置される。
【００２５】
有利には、少なくとも１つの偏向器は、粉末層がなす中央放出平面に対して垂直に配置することができ、粉末放出手段は、回転部材とも非回転部材ともすることができる。
【００２６】
有利には、少なくとも１つの偏向器は、部材の慣性壁の一部とされる。
【００２７】
有利には、少なくとも１つの偏向器は、充填対象をなすモールドの所定位置の形状に適合したものとされる。言い換えれば、少なくとも１つの偏向器は、有利には、充填対象をなすキャビティの上方に配置され、偏向器の形状は、キャビティの形状と比較して、同じものあるいは同様のものとされる。
【００２８】
本発明によるデバイスは、多数の利点を有している。
【００２９】
第一に、本発明によるデバイスを使用することにより、モールドを速く充填することができる。
【００３０】
同様に、本発明によるデバイスの内部において複数の粉末を混合することができる。
【００３１】
粉末の充填は、粉末を移動させる目的でシステム内へと相当量のガスを導入する必要なく、行うことができる。
【００３２】
本発明によるデバイスは、粉末の流通を制御しつつ、パターンキャビティの様々なゾーンに対して粉末を供給することができる。
【００３３】
したがって、モールドまたはキャビティの選択された各ゾーンに対して供給される粉末流を、時間的な意味においてもまた空間的な意味においても、制御し得るようなデバイスが提供される。
【００３４】
よって、本発明によるデバイスを使用すれば、密度が互いに大きく相違しているような複数の構成成分を含有した混合粉末の場合であっても、不安定化を引き起こすことなく、モールド内において混合粉末を形成したりモールド内へと混合粉末を供給したりすることができる。
【００３５】
様々な構成成分や粉末の流通を空間的に制御し得るのと同じ態様で、混合粉末の組成や粉末の見かけの密度を、形成すべき稠密部材の高さの関数として、調節することができる。特に、供給した粉末に関し、水平性と平坦性とを制御することができる。
【００３６】
さらに、本発明によるデバイスは、良好な流動性を有した粉末の使用を必要としない。細い直径のパイプを通して流通させることは、行わない。したがって、粉末の選択肢を広げることができる。
【００３７】
本発明においては、粒状化した粉末をシステム内へと供給する際に、粉末を衝撃することによって、研磨効果をもたらすことができる。これは、カーバイド材料や原子力材料に関して、非常に有効である。
【００３８】
本発明によるデバイスにおいては、キャビティの選択された１つまたは複数のゾーン内へと、添加物を添加することができる。例えば、添加物は、その後の稠密化プロセスを改良し得るものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の他の格別の特徴点や利点は、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことにより、明瞭となるであろう。
【００４０】
下記の実施形態は、例示として、粉末によってまたは混合粉末によってモールドを充填することに関するものである。
【００４１】
使用される充填材料は、例えば焼結によってあるいは圧縮によってあるいは圧縮焼結によってあるいは高温平衡圧縮によって成形することを意図した粉末である。例えば、粉末は、金属粉末や、セラミック粉末や、これらの混合物、とされる。
【００４２】
これら粉末は、焼結対象物に関する製造条件を満たさなければならない。特に、サイズ等級や、純度や、圧縮性、に関する要求を満たさなければならない。したがって、使用される粉末の直径は、３ｍｍ未満とされ、好ましくは、１ｍｍ未満とされる。
【００４３】
本発明による充填デバイスにおいては、デバイス内において予め容積または重量を測定した量の粉末を供給する、あるいは、チューブ接続を介したホッパー（四角形ピラミッドの上下を反転させて尖端を除去したような形状をした貯蔵器）の使用により粉末を投入する。例えば、サイズ的な理由のために、ホッパーは、傾斜させることができる、あるいは、ディスクの周囲に配置することができる。ホッパーに代えて、ウォームスクリューや、チューブ、等を使用することができる。デバイスのホッパーボディ接続は、通常、クローザによって制御される。クローザは、また、トレー上に供給される粉末の量を調節するための手段と、供給時間を制御するための手段と、を構成する。
【００４４】
図１および図２に示す第１の例においては、目的は、本発明によるデバイス１を使用して、モールド２を充填することである。粉末３は、デバイスのボディ２０の上部に形成されたホッパー４内に収容されている。粉末は、まず最初に、トレー５上へと落下する。トレー５は、中心軸線６まわりに回転するものであり、ホッパー４の直下に配置されている。この例においては、トレー５は、ディスク形状とされている。トレー５は、高速回転するものであり、これにより、粉末３を、一様なほぼ水平方向をなす層７という態様で、放出する。平均方向は、水平方向からプラスマイナス９０°という角度範囲内である。図１に示すように、トレー５から放出された粉末層７は、デバイスのボディの壁２１をに対して衝突する。この壁２１は、偏向器として機能する。壁２２は、壁２１よりも下方に配置されたものであって、同様に偏向器として機能することことができる。
【００４５】
粉末層７は、壁２１との衝突によって向きを変え、その後、偏向板９に対して衝突する。偏向板９は、回転トレー５とは異なり、径方向におよび鉛直方向に固定されている。この例において、偏向板９は、シリンダ形状をなす中央部材８に対して固定されている。よって、粉末３は、モールド２内において分散される、すなわち、偏向板９の下部のキャビティ内へと分散される。ここで、中央部材８と偏向板９とが固定されており、トレー５だけが回転することに、注意されたい。
【００４６】
ボディに対しての第１回目の衝突の後に、粉末層は、他の壁（ボディの壁や中央部材のようなもの）に向けて偏向され、その後、偏向板９へと向かう。これらすべての壁は、粒子の流れを制御するための一連の偏向器を構成している。
【００４７】
回転トレーの回転数は、粉末に依存して、また、粉末に対して供給されるべきエネルギーに依存して、毎分１００〜１００００回転とされる。有利には、この回転速度は、毎分１００〜５０００回転とされる。
【００４８】
図２において、偏向板が固定されており、かつ、トレーがこの例においては時計回りに回転することにより、粉末は、偏向板の一方の側面に対して接触することとなる。
【００４９】
他の例においては、モールドの位置に応じた様々な深さ位置のキャビティに様々な混合粉末を充填することが要求される。図３は、本発明によるデバイスを示しており、このデバイスは、一組をなす複数の粉末偏向器を備えている。これら粉末偏向器は、ほぼ水平方向をなす様々な粉末層を、制御された態様かつ調節可能な態様でもって（水平方向に対して、＋９０°〜−９０°という平均方向）、モールド内の様々な位置に分配することができる。この例におけるモールド１０は、２つのキャビティを備えている。すなわち、深くかつ狭いキャビティ１１と、浅くかつ幅広いキャビティ１２と、を備えている。この場合、キャビティ１２の底部は、キャビティ１１の上部へと開口している。
【００５０】
この例においては、２つのディスク１３，１４が、共通の中心軸線１５のまわりに回転するとともに、各々が、ここでは粉末Ａ，Ｂと称される相異なる粉末を受領する。粉末Ａ，Ｂは、所定厚さを有した霧化粉末層という態様で放出される。両粉末は、２つの出口を有したホッパーを使用することによって、あるいは、複数のホッパーを使用することによって、両ディスク内へと供給することができる。両ディスクを、互いに異なる軸線によって回転駆動し得ることは、明らかである。
【００５１】
様々な幅を有した４つの長尺の偏向板が、粉末層Ａ，Ｂの経路上において、２つの回転ディスク（１３および１４）の回転平面に対して垂直に、設置されている。実際、同じ形状の３つの偏向板（１６，１７，１８）と、粉末Ａに接触する部分に凹所を有した１つの偏向板１９と、が設けられている。これら偏向板は、パターンキャビティの正確な位置に対して粉末を充填し得るようにして、配置されている。これらの４つの偏向板の形状がフラットであることにより、これら偏向板は、モールドのうちの、充填対象をなす対応キャビティの直上に配置される。よって、これら４つの偏向板は、充填対象をなす与えられたパターンキャビティのキャビティに対応した所定位置において、各粉末層に干渉する。したがって、各偏向板は、それぞれの幾何形状および位置（充填操作時に変更可能）に基づいて、モールド内への各粉末の分配に寄与する。
【００５２】
各偏向板の形状を変更し得ることに注意されたい（凹面形状や、平面形状や、凸面形状や、螺旋形状、等へと変更することができる）。また、各偏向板を、トレーがなす平面に対して、任意の方向へと傾斜させ得ることに注意されたい。
【００５３】
各偏向板の形状は、パターンキャビティに向けて偏向させる粉末量に影響がある。図３においては、偏向板１９は、粉末Ｂと干渉する領域においては、偏向板１６，１７，１８よりも幅が広い。したがって、偏向板１９は、他の偏向板よりも多くの粉末Ｂを収集する。そして、偏向板１９が収集を行っている位置においては、キャビティ（すなわち、キャビティ１１）内へと粉末が、他のキャビティよりも早く充填される。幅が異なる偏向板の使用は、様々な深さを有したパターンキャビティの所定位置を充填することが要望された場合には、有効なものとすることができる。
【００５４】
さらに、偏向板１９には、粉末Ａを収集している場所に、凹所が形成されている。なおかつ、この凹所は、粉末Ｂを収集している場所には、存在していない。したがって、偏向板１９が、粉末Ｂと比較して、より多くの粉末Ａを遮る。したがって、キャビティ１０のキャビティ１１は、粉末Ａをより多く含有し、トレース量の粉末Ｂを含有している。しかしながら、偏向板１６，１７，１８は、互いに同量の粉末Ａと粉末Ｂとを遮る。
【００５５】
充填の最中に、各偏向板を、変位させたり、回転させたり、することができる。これにより、例えば、より多くの粉末を偏向させたり、あるいは、放出される粉末の速度に影響するような様々なディスクの回転速度に偏向板を適応させたり、することができる。
【００５６】
本発明によるこのデバイスと一緒に使用し得るキャビティを、２００ｍｍというものとし得ることに注意されたい。
【００５７】
図３は、単一の組をなす複数の偏向板と、単一のモールドと、だけしか示していない。自明なように、図示されていないものの、他の組をなす複数の偏向板と、それに対応した他のモールドと、が存在する。モールドと偏向板とは、回転トレーの周縁回りにおける正確な位置に配置される。
【００５８】
偏向板によって偏向されない粉末は、重力によって落下する。図３においては、偏向を受けなかった粉末は、周辺に落下し、回収される。図２においては、すべての粉末が使用される。
【００５９】
キャビティを充填するために使用される粉末層は、様々な方法で得ることができる。
【００６０】
例えば、回転部材上における粉末の加速によって、得ることができる（図１および図３の場合）。この回転部材は、ディスク形状や、ボウル形状や、円錐形状、等とすることができる。
【００６１】
回転部材の性状は、金属や、セラミックや、ポリマーや、他のもの、とすることができる。回転部材の表面状態は、粉末粒子に関する所望の軌跡に依存して、研磨状態から非常に粗い状態まで多岐にわたるものとすることができる。
【００６２】
回転部材の幾何形状は、必ずしも平面である必要はない。回転部材は、例えば、円錐形状のもの（すなわち、三角形横断面形状３０を有したもの）（図４を参照）や、ボウル形状のもの（円形横断面形状あるいは準円形横断面形状３１のもの）（図５を参照）や、あるいは、粉末層７を案内するために使用し得る他の任意の形状のもの、とすることができる。
【００６３】
粉末層の放出に加えて、粉末層の厚さをチェックすることが要望された場合には、ボウルまたはディスクに対して、他の部材を加えることができる。図６においては、短い距離（最大でも数ｍｍ）の分だけ互いに離間して配置された２つの部材が、粉末を移動させ得るスペースを規定している。すなわち、下部材３２は、ボウルのような形状とされており、上部材３３も、また、ボウルのような形状とされている。なおかつ、上部材３３は、中央のところにダクト３４を有しており、このダクト３４を通して粉末７を導入し得るものとされている。
【００６４】
ディスクまたはボウルまたは円錐は、表面上に、ディスクから粉末へのエネルギー伝達を可能とする特殊形状を有することができる。そのような形状は、シリンダ（例えば、追加のピンによって形成されたシリンダ）や、半球体（ディスクの局所的な貫通によって形成された半球体）や、あるいは、ディスクまたはボウル上における粉末の移動に影響を及ぼし得るような他の任意の形状、とすることができる。ディスクまたはボウルは、表面上にわたって、リブを有することができる。例えば、図７は、三角形横断面形状を有してなるディスクに対して、ディスクの頂点を起点として延在する螺旋状リブ３５が付加された例を示している。
【００６５】
粉末層は、また、ジェットの高周波走査によっても、得ることができる。その場合、層は、粉末粒子がなす様々な軌跡の包絡線によって形成される。粉末層は、高周波数でもって与えられたゾーンを走査する粉末ジェットによって形成することができる。走査ゾーンの全体が、『層』と称される。この原理の一例が、図８に示されている。この場合、粉末は、例えば、クランク形状チューブ３６を回転させることによって、クランク形状チューブ３６内において加速することができる。このチューブの形状が、放出された粉末の経路を決定することとなる。この例においては、チューブの開口は、円形とされている。この場合には、粉末層は、ディスクまたはボウルの回転の場合と同じく、チューブの回転軸線回りにおいて対称なものとなる。
【００６６】
粉末層は、また、レセプタクル内に収容された粉末の加速によっても、得ることができる。図９においては、粉末は、レセプタクル３７内に配置されており、レセプタクル３７は、他の寸法と比較して高さが小さいものとされた１つまたは複数の隔室を備えたものとされている。レセプタクルの複数の鉛直方向面のうちの１つの面は、壁を有していないものとされる、あるいは、隔室に対するアクセスを可能とし得るよう着脱可能な壁を有したものとされる。この壁は、レセプタクルの外部へと粉末を放出することが要望された時点で、取り外される。この場合、レセプタクルは、層を形成することが要望された領域に向けて加速される。レセプタクルは、この領域３８から短い距離のところにおいて急停止される。急停止時点での慣性効果のために、粉末が、この目的のために設けられた開口３９を通して、『層状』をなすようにして放出される（図１０を参照）。このため、この層は、レセプタクルの出口開口の形状を調節することによって、制御することができるあるいは校正することができる。レセプタクルが複数の隔室を備えている場合には、層は、各隔室によって規定された様々な粉末射出によって構成される。有利には、互いに積層された複数の隔室に対して、互いに異なる粉末が収容される（図１０を参照）。この場合には、互いに平行とされた複数の層を、作成することができる。
【００６７】
また、複数のレセプタクルを使用することによって、粉末のより良好な分散を得ることができ、また、優先的な方向性を有することを回避することができる。自明なように、この構成は、粉末の混合に際しても、興味深い。例えば、図９の場合には、４つのレセプタクルが、同一平面上に配置されているとともに、充填対象をなすダイの中央に位置した軸線から互いに等距離のところに配置されている。図９においては、粉末の放出が、矢印によって図示されている。
【００６８】
図９においては、複数の偏向器と、充填対象をなすモールドとが、図示されていないことに注意されたい。
【００６９】
粉末層の形成に際しては、他の機械的システムを想定することができる。例えば、加速ガスがモールド内を通過したりモールド内に集積したりすることを確実に防止できる限りにおいては、また、偏向器が配置されている領域内を通過したり集積したりすることを確実に防止できる限りにおいては、ガスを使用して加速を行うことができる。
【００７０】
それら技術の１つのよって得られた層によってモールドを充填した後には、モールド内に保持された粉末は、例えば、一軸性の圧縮を使用して圧縮することができ、これにより、粉末を稠密化することができる。あるいは、モールド内に収容された混合粉末に対して、大きな圧力（１〜８ｋｂａｒ）を印加することができる。
【００７１】
その後、得られたペレットを焼結処理することにより、機械的強度を増強することができる。これは、ペレットの主要構成成分の融点以下の温度でのペレットの熱処理に相当する。これにより、顕著に機械的強度を増強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明による充填デバイスの格別の一例を示す断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。
【図３】本発明による充填デバイスの他の例を示す図である。
【図４】回転部材に関する円錐形状とされた一例を示す断面図である。
【図５】回転部材に関するボウル形状とされた一例を示す断面図である。
【図６】回転部材に関する他の例を示す断面図である。
【図７】円錐形状とされかつリブを有している回転部材を示す断面図である。
【図８】回転部材に関する他の例を示す断面図である。
【図９】本発明による充填デバイスの他の例を示す図である。
【図１０】図９におけるＢ−Ｂ線に沿って部材３７を示す矢視断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 充填デバイス
２ モールド
３ 粉末
４ ホッパー（供給手段）
５ トレー、回転トレー、回転部材（放出手段）
７ 粉末層
９ 偏向板（偏向器）
１６ 偏向板（偏向器）
１７ 偏向板（偏向器）
１８ 偏向板（偏向器）
１９ 偏向板（偏向器）
２１ 壁（偏向器）
２２ 壁（偏向器）
３７ レセプタクル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの粉末（３）によって少なくとも１つのモールド（２）を充填するための充填デバイス（１）であって、
−少なくとも１つの粉末（３）を供給するための供給手段（４）と、
−供給された前記粉末を、層（７）という形態で放出するための少なくとも１つの放出手段（５）と、
−層という形態でもって放出された前記粉末の少なくとも一部を供給に遮断しこれにより前記モールド（２）内における所定位置に向けて前記粉末を偏向させるための少なくとも１つの偏向器（９）と、
を具備していることを特徴とする充填デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
前記偏向器（９）が、その向きを調節し得るものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項３】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
前記偏向器（９）が、可動なものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項４】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
層（７）という形態でもって粉末を放出する前記放出手段（５）が、回転部材とされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項５】
請求項４記載の充填デバイスにおいて、
前記回転部材の形状が、ディスクと、円錐と、ボウルと、の中から選択されていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項６】
請求項５記載の充填デバイスにおいて、
前記回転部材が、少なくとも１つのリブを備えていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項７】
請求項６記載の充填デバイスにおいて、
前記少なくとも１つのリブが、その向きを調節し得るものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項８】
請求項４記載の充填デバイスにおいて、
前記回転部材が、所定距離の分だけ互いに離間して配置された下部材と上部材とを備え、
前記上部材が、前記粉末を導入するための開口を有し、
前記粉末が、前記上部材と前記下部材との間の離間スペースを通して移動し得るものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項９】
請求項４記載の充填デバイスにおいて、
前記回転部材が、粉末導入口と粉末導出口とを備えた部材とされ、
この部材が、前記部材の外部へと前記粉末を放出し得るような十分に大きな慣性でもって前記粉末導出口から前記粉末を放出し得るように、構成されていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１０】
請求項９記載の充填デバイスにおいて、
前記部材が、湾曲したチューブとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１１】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
少なくとも１つの粉末を供給するための前記供給手段が、少なくとも１つのレセプタクル（３７）とされ、
このレセプタクルが、粉末導入口と粉末導出口とを備え、
層（７）という形態でもって粉末を放出する前記放出手段が、前記少なくとも１つのレセプタクル（３７）を速く移動させ得るとともに前記レセプタクルを急停止させ得る手段とされ、
その急停止により、前記レセプタクル内に収容された粉末を、慣性によって前記レセプタクルの外部へと放出させ得るものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の充填デバイスにおいて、
前記少なくとも１つの偏向器（９）が、層（７）という形態でもって粉末を放出する前記放出手段の回転軸線に対して平行に配置されていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の充填デバイスにおいて、
前記少なくとも１つの偏向器（９）が、前記粉末層（７）がなす中央放出平面に対して垂直に配置されていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１４】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
前記少なくとも１つの偏向器（９）が、前記部材（２１，２２）の慣性壁の一部とされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１５】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
前記少なくとも１つの偏向器（９）が、充填対象をなす前記モールドの前記所定位置の形状に適合したものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１】
少なくとも１つの粉末（３）によって少なくとも１つのモールド（２）を充填するための充填デバイス（１）であって、
−少なくとも１つの粉末（３）を供給するための供給手段（４）と、
−供給された前記粉末を、層（７）という形態で放出するための少なくとも１つの放出手段（５）と、
−層という形態でもって放出された前記粉末の少なくとも一部を供給に遮断しこれにより前記モールド（２）内における所定位置に向けて前記粉末を偏向させるための少なくとも１つの偏向器（９）と、
を具備していることを特徴とする充填デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
前記偏向器（９）が、その向きを調節し得るものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項３】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
前記偏向器（９）が、可動なものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項４】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
層（７）という形態でもって粉末を放出する前記放出手段（５）が、回転部材とされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項５】
請求項４記載の充填デバイスにおいて、
前記回転部材の形状が、ディスクと、円錐と、ボウルと、の中から選択されていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項６】
請求項５記載の充填デバイスにおいて、
前記回転部材が、少なくとも１つのリブを備えていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項７】
請求項６記載の充填デバイスにおいて、
前記少なくとも１つのリブが、その向きを調節し得るものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項８】
請求項４記載の充填デバイスにおいて、
前記回転部材が、所定距離の分だけ互いに離間して配置された下部材と上部材とを備え、
前記上部材が、前記粉末を導入するための開口を有し、
前記粉末が、前記上部材と前記下部材との間の離間スペースを通して移動し得るものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項９】
請求項４記載の充填デバイスにおいて、
前記回転部材が、粉末導入口と粉末導出口とを備えた部材とされ、
この部材が、前記部材の外部へと前記粉末を放出し得るような十分に大きな慣性でもって前記粉末導出口から前記粉末を放出し得るように、構成されていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１０】
請求項９記載の充填デバイスにおいて、
前記部材が、湾曲したチューブとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１１】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
少なくとも１つの粉末を供給するための前記供給手段が、少なくとも１つのレセプタクル（３７）とされ、
このレセプタクルが、粉末導入口と粉末導出口とを備え、
層（７）という形態でもって粉末を放出する前記放出手段が、前記少なくとも１つのレセプタクル（３７）を速く移動させ得るとともに前記レセプタクルを急停止させ得る手段とされ、
その急停止により、前記レセプタクル内に収容された粉末を、慣性によって前記レセプタクルの外部へと放出させ得るものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の充填デバイスにおいて、
前記少なくとも１つの偏向器（９）が、層（７）という形態でもって粉末を放出する前記放出手段の回転軸線に対して平行に配置されていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の充填デバイスにおいて、
前記少なくとも１つの偏向器（９）が、前記粉末層（７）がなす中央放出平面に対して垂直に配置されていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１４】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
前記少なくとも１つの偏向器（９）が、前記部材（２１，２２）の慣性壁の一部とされていることを特徴とする充填デバイス。
【請求項１５】
請求項１記載の充填デバイスにおいて、
前記少なくとも１つの偏向器（９）が、充填対象をなす前記モールドの前記所定位置の形状に適合したものとされていることを特徴とする充填デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００７−５３３４８６（Ｐ２００７−５３３４８６Ａ）
【公表日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４０５６３（Ｐ２００６−５４０５６３）
【出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００４／０５０６１８
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５１５７６
【国際公開日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【出願人】（５９００００５１４）コミツサリア タ レネルジー アトミーク (429)
【出願人】（５０６１７０８１２）フェデラル・モグル・オペレーション・フランス・エスエーエス (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００４／０５０６１８
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５１５７６
【国際公開日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【出願人】（５９００００５１４）コミツサリア タ レネルジー アトミーク (429)
【出願人】（５０６１７０８１２）フェデラル・モグル・オペレーション・フランス・エスエーエス (1)
【Ｆターム（参考）】
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