專利名稱：粉末壓縮成型方法及其成型機和干電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把粉體經(jīng)過壓縮成形后得到環(huán)狀壓丸的粉末壓縮成形方法和粉末壓縮成形機以及內(nèi)裝用上述方法和成形機制造的混合劑壓丸的堿性錳干電池等干電池。
近年來，隨著個人計算機及其他要求大電流的攜帶式電氣設(shè)備的普及，堿性錳干電池的市場急劇擴大。用于堿性錳干電池的混合劑壓丸，僅主要品種就有最大的用于單1干電池到最小的用于方形9V干電池的6種，形狀全部為環(huán)狀?；旌蟿和枋怯脡嚎s成形機把粉末狀的混合劑壓縮成形為環(huán)狀壓丸后封入電池外殼內(nèi)。
傳統(tǒng)制造混合劑壓丸的方法譬如日本發(fā)明專利公開1994-23597號公報或日本實用新型公開1994-23694號公報所公開的，一般是利用旋轉(zhuǎn)式壓縮成形機。這種旋轉(zhuǎn)式壓縮成形機的構(gòu)造如

圖10所示。即，旋轉(zhuǎn)盤53經(jīng)過軸承單元52而旋轉(zhuǎn)自如地圍繞中心軸51設(shè)置，并受驅(qū)動單元54的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在該旋轉(zhuǎn)盤53的外周部以等間隔設(shè)置成形單元55。成形單元55由陰模56和上頂桿57及下頂桿58構(gòu)成，隨著旋轉(zhuǎn)盤53的旋轉(zhuǎn)而向陰模56內(nèi)供給粉體，然后在規(guī)定位置通過下加壓輥59a和上加壓輥59b而分別進行升降的下頂桿57和上頂桿58將粉體壓縮成形。成形后的壓丸被通過凸輪60而上升的下頂桿57向陰模56的外部推出并排出。
然而，這些公報中公開的旋轉(zhuǎn)式壓縮成形機是用于成形圓片狀壓丸的，在要成形環(huán)狀混合劑壓丸時，必須換上裝有適用的中心桿的陰模。
以下結(jié)合圖11和圖12說明上述構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)式壓縮成形機及其成形工序。圖11是旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮機的縱剖視圖，在該圖中，在旋轉(zhuǎn)盤31上其旋轉(zhuǎn)中心的同心圓上以等間隔設(shè)置多個成形單元32，各成形單元32由陰模33、中心桿34、下頂桿35及上頂桿36構(gòu)成。陰模33固定在旋轉(zhuǎn)盤31上，中心桿34相對滑動自如地設(shè)置在下頂桿35內(nèi)的軸心部。下頂桿35和上頂桿36伴隨旋轉(zhuǎn)盤31的旋轉(zhuǎn)而在規(guī)定成形位置上分別與下加壓輥38和上加壓輥39配合，從而對向陰模33與中心桿34之間的環(huán)狀空間內(nèi)供給的粉體從上下方加壓，壓縮成形為環(huán)狀壓丸40。壓縮成形后的壓丸40被與凸輪41配合而向上方大幅度移動的下頂桿35從陰模33的內(nèi)部向上方外部推出。
以下結(jié)合圖12說明上述旋轉(zhuǎn)式壓縮成形機上壓丸40的成形工序。該圖(a)表示在取出壓丸40后恢復到初始位置后的狀態(tài)，陰模33、下頂桿35及中心桿34各自的上側(cè)面處于同一平面上。從該初始位置開始，如(b)所示，下頂桿35下降，以在陰模33與中心桿34之間形成規(guī)定的成形用環(huán)狀空間，并向該環(huán)狀空間內(nèi)供給粉體42。接著如圖(c)所示，加料刮板43沿著處于同一平面的陰模33和中心桿34的上側(cè)面移動，由此而把多余的粉體42刮平，并且計量相當于1個壓丸40的規(guī)定量粉體42。接著如(d)所示，通過下頂桿35和上頂桿36的分別升降而從上下方將成形用環(huán)狀空間內(nèi)的粉體42壓縮成形為壓丸40。然后如(e)所示，使下頂桿35上升，以把成形后的壓丸40從陰模33的內(nèi)部向上方外部推出，并將被推出的壓丸40取出。
然而，采用上述傳統(tǒng)的壓縮成形工序，尤其在成形小直徑且薄壁的壓丸40時，當向陰模33和中心桿34之間很小的成形用環(huán)狀空間供給粉體42時，容易發(fā)生粉體42的架橋現(xiàn)象，故難以穩(wěn)定地供給定量的粉體42，壓丸40的重量不易穩(wěn)定。當然，為了穩(wěn)定地向陰模33內(nèi)供給粉體42，嘗試過利用旋轉(zhuǎn)盤31的旋轉(zhuǎn)運動，用相對陰模33的移動方向呈傾斜角度設(shè)置的多級加料刮板43把供給的、并堆積在陰模33上側(cè)的粉體42加以攪拌，以破壞架橋現(xiàn)象，但效果不夠理想，不能避免壓丸40的重量或高度誤差。
另外，對壓縮成形后的壓丸40是一邊用下頂桿35向上頂其下端面，一邊使其分別從都處于固定狀態(tài)的陰模33及中心桿34脫出，以在陰模33的上方外部取出。然而，壓丸40由于在壓縮成形時受到的壓力，其內(nèi)周面和外周面分別與中心桿34及陰模33緊密附著，故為了取出壓丸40，必須對下頂桿35施加極大的上推力。因此，下頂桿35在取出壓丸時是隨著旋轉(zhuǎn)盤31的旋轉(zhuǎn)，在其下端部與凸輪41表面摩擦的同時上升，其滑動部會產(chǎn)生較大磨損。
還有，壓丸40如上所述，是從與陰模33的內(nèi)周面及中心桿34的外周面宛如嵌合一般緊密附著的狀態(tài)下被下頂桿35強行推出的，故為了防止推出時的破損，要在壓丸40的內(nèi)外周面形成較大角度的脫模斜度。而因為在環(huán)狀壓丸40的內(nèi)周面及外周面上形成了錐度，又使壓丸重量減少。如果將與壓丸40直徑方向垂直的方向的高度設(shè)定得較高，則因內(nèi)外面錐度的緣故，在壓丸40的下端部，其內(nèi)周面與外周面之間的寬度會變得極小，故上述高度的壓丸40難以成形。
為此，如圖13所示，傳統(tǒng)技術(shù)在把通過上述壓縮成形工序得到的壓丸40作為正極混合劑而封入電池外殼62內(nèi)以構(gòu)成堿性錳干電池61時，因只能成形重量小、且高度h小的壓丸40，故如該圖所示，必須在單1型～單4型干電池中封入3～4個壓丸40。從而，由于壓丸40的數(shù)量多，成形工序及其封入工序增多，導致生產(chǎn)效率低下，成本升高。而且由于在壓丸40的內(nèi)周面和隔板64之間及壓丸40的外周面與電池外殼62之間產(chǎn)生較大空隙，故不利于輸出大電流。另外，在圖13中，63是標簽外裝，65是凝膠負極，66是集流棒，67是樹脂封口體，68是絕緣體，69是底板。
另外，傳統(tǒng)技術(shù)如上所述，是把粉體的混合劑用壓縮成形機進行壓縮成形后制造環(huán)狀壓丸，并把該壓丸用皮帶傳送機或零件供給機等傳送到下一個工序的自動插入機，故難以實現(xiàn)高速化，生產(chǎn)效率低，而且需要具備壓縮成形機和傳送機及自動插入機的設(shè)備，導致設(shè)備龐大，所需空間大，設(shè)備成本高，而且壓丸在制造后要用傳送機等傳送，故在途中會受振動或碰撞，容易導致碎裂，而且碎裂后的粉體會在周圍飛散，造成周圍作業(yè)環(huán)境惡化。
鑒于上述傳統(tǒng)技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能穩(wěn)定地成形重量和高度一定的壓丸、且成形后的壓丸用較小的力即可從陰模內(nèi)推出、零件磨損少、無破損之憂、可確保高生產(chǎn)效率的粉末壓縮成形方法和粉末壓縮成形機，以及提供一種可減少或是消除壓丸內(nèi)外周的錐度、封入電池外殼內(nèi)后容量大、可輸出大電流、電池性能高、且可減少封入電池外殼內(nèi)的壓丸數(shù)、能確保高生產(chǎn)效率的干電池。
另外本發(fā)明的目的還在于提供一種可用單一裝置進行壓丸的壓縮成形和在外殼內(nèi)插入組裝、可提高生產(chǎn)效率并減少設(shè)置空間及降低設(shè)備成本、在壓丸傳送途中不會發(fā)生碎裂、可提高電池等質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種向筒狀的陰模與設(shè)置于其軸心位置的中心桿之間的成形用環(huán)狀空間供給粉體、且用下頂桿和上頂桿將該粉體壓縮成形為環(huán)狀壓丸的壓縮成形方法，其特點是，在使前述中心桿移動到前述陰模上側(cè)面下方位置后向前述陰模內(nèi)供給粉體，然后使前述中心桿上升到規(guī)定成形位置，在該中心桿與前述陰模之間形成前述成形用環(huán)狀空間，用前述上頂桿和前述下頂桿從上下方對前述成形用環(huán)狀空間內(nèi)的粉體進行壓縮成形。
因此，供給粉體時陰模內(nèi)不會產(chǎn)生架橋現(xiàn)象，然后通過使中心桿上升到規(guī)定形成位置，可穩(wěn)定成形用環(huán)狀空間內(nèi)粉體的供給量，且可穩(wěn)定地成形重量和高度一定的壓丸。
另外，在將粉體壓縮成形后，使前述中心桿與前述下頂桿一起上升以把壓縮成形完畢的壓丸向前述陰模的上方外部推出，并從前述中心桿取出壓丸，從而首先是較容易地用較小的力將壓丸與中心桿一起從陰模推出，然后是在陰模對壓丸的壓縮應力被解除、壓丸與中心桿之間的緊密附著松弛下來的狀態(tài)下將壓丸取出，故即使壓丸上不設(shè)較大的脫模斜度，也可用較小的力將壓丸取出。
進而，在中心桿埋沒于粉體內(nèi)的狀態(tài)下進行粉體的定量計量，然后使下頂桿下降，以使定量粉體的上側(cè)面低于陰模上側(cè)面，并使上頂桿下降，以用其下端部將前述陰模的上端開口部加蓋，使中心桿一邊從埋沒于粉體內(nèi)的狀態(tài)作1次以上的上下方向的往返運動，一邊上升，使其上端上升到從粉體上側(cè)面伸出的規(guī)定成形位置，以在前述中心桿與前述陰模之間形成成形用環(huán)狀空間。
因此，通過用上頂桿將陰模的開口部加蓋，以及通過中心桿的上下振動而可靠地防止與從粉體內(nèi)上升的中心桿接觸的粉體附著于中心桿，可以在成形用環(huán)狀空間內(nèi)高精度地保持經(jīng)過計量的定量粉體，并可以成形重量和高度更加穩(wěn)定的壓丸。特別是，即使中心桿的上端具有使粉體容易滑落的尖銳凸部形狀，由于是在中心桿埋沒于粉體內(nèi)的狀態(tài)下進行粉體計量的，故可以順利地進行粉體計量。
另外，本發(fā)明的粉末壓縮成形機具有由筒狀陰模、設(shè)置于其軸心位置上的中心桿、以及將供給前述陰模和前述中心桿之間的成形用環(huán)狀空間的粉體進行壓縮成形的下頂桿和上頂桿構(gòu)成的成形單元，其特點是，前述下頂桿和前述中心桿可在其軸心方向相互地、且相對前述陰模而移動，同時設(shè)有對前述下頂桿和前述中心桿個別進行動作控制的裝置，可使下頂桿和中心桿相對陰模而個別地移動，以實施上述成形方法。
具體地說，具有使下頂桿執(zhí)行在陰模內(nèi)的壓縮成形工序的第1下頂桿動作凸輪裝置、使下頂桿執(zhí)行在陰模內(nèi)部的上下動作工序的第2下頂桿動作凸輪裝置、執(zhí)行把壓丸向陰模上方外部推出工序的第3下頂桿動作凸輪裝置、執(zhí)行使中心桿移動到前述陰模上側(cè)面的下方后使其上升到規(guī)定成形位置的工序以及向前述陰模上方外部推出的工序的中心桿動作凸輪裝置，從而可隨著成形單元的移動用凸輪裝置執(zhí)行規(guī)定的成形動作。
進而，可在下部升降軸體的上端部設(shè)置下頂桿，同時在其軸心位置設(shè)置可相對滑動的中心桿，在前述下部升降軸體的下端設(shè)置與壓縮成形用的下加壓輥配合的第1凸輪從動件、在前述下部升降軸體的中間位置設(shè)置與下頂桿動作用凸輪配合的第2凸輪從動件，并使與前述中心桿連接的第3凸輪從動件與中心桿動作用凸輪配合，用前述下加壓輥和第1凸輪從動件構(gòu)成第1下頂桿動作凸輪裝置，用前述下頂桿動作用凸輪和前述第2凸輪從動件構(gòu)成第2下頂桿動作凸輪裝置，用前述中心桿動作用凸輪和前述第3凸輪從動件構(gòu)成中心桿動作凸輪裝置。
因此，通過下部升降軸體下端的第1凸輪從動件與下加壓輥的配合，可以將成形時的大負荷順利傳遞，而且通過設(shè)置于下部升降軸體中間位置側(cè)部的第2及第3凸輪從動件與凸輪的配合可以進行下頂桿和中心桿所要求的高速動作。
另外，中心桿動作凸輪裝置可由以下部件構(gòu)成，即，只在下側(cè)面有凸輪面的中心桿動作用凸輪、與中心桿連接而與前述中心桿動作用凸輪的凸輪面配合的凸輪從動件、平時對前述中心桿向上方加力、同時推壓前述凸輪從動件并使之與前述中心桿動作用凸輪的凸輪面可脫離地配合的彈性體。因此，中心桿在受到壓縮成形時的大負荷時可使彈性體縮小以向下方躲避，能可靠地防止中心桿的凸輪從動軸折斷或彎曲。而且平時通過彈性體而可靠地保持凸輪從動件與中心桿動作用凸輪之間的配合，故可順利地進行中心桿所需的動作。
另外，可以按照以下狀態(tài)構(gòu)成中心桿動作凸輪裝置，即，在使移動到下方的中心桿上升到規(guī)定成形位置的過程中使前述中心桿進行1次以上的上下方向往返運動。因此，當位于下方且埋沒于粉體中的中心桿上升時，附在中心桿上的粉體能有效地滑落，能在成形環(huán)狀空間內(nèi)可靠地保持經(jīng)過計量的定量粉體，另外，如果中心桿具有與陰模之間構(gòu)成成形用環(huán)狀空間用的上部和直徑小于前述上部的下部，且在此下部與下頂桿之間形成粉體排出空隙，則侵入進行相對運動的下頂桿與中心桿之間間隙的粉體可以迅速地自動排出，且能可靠地防止下頂桿與中心桿的滑動部磨損或因在兩者之間發(fā)生堵塞而增大摩擦阻力，即使不經(jīng)常進行維修檢查也能確保下頂桿與中心桿順利地相對移動。
另外，如果陰模內(nèi)周面和中心桿外周面中至少前述中心桿的外周面，或是兩者都形成沒有脫模斜度的圓筒面，則可成形高度大、且上下端的壁厚差別小的壓丸，而且在這種場合也可用上述成形方法容易地將壓丸取出。
另外，如果中心桿的頂端設(shè)置彈頭形狀或多角錐形的尖銳凸部，則在位于陰模上側(cè)面的下方且埋沒于粉體中的中心桿上升時，附在中心桿上的粉體能更加有效地滑落，能更加可靠地在成形用環(huán)狀空間保持所計量的定量粉體。
另外，如果在以旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)軸心為中心的圓周上以等間隔設(shè)置多個成形單元，則可用小型簡單的構(gòu)造，隨著旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)動作而有效地進行壓丸的連續(xù)成形。
另外，本發(fā)明的干電池內(nèi)裝的混合劑壓丸是用本發(fā)明的粉末壓縮成形方法將混合劑的粉末壓縮成形為環(huán)狀，且其內(nèi)周面或內(nèi)外兩個周面成形為沒有錐度的圓筒面。因此混合劑壓丸上下端的壁厚差別極小，用少量的壓丸即可確保干電池所要求的規(guī)定的混合劑量，而且封入電池外殼內(nèi)時，與內(nèi)周一側(cè)的隔板或外周一側(cè)的電池外殼之間沒有較大的間隙，可輸出大電流。
另外，在單1型～單5型干電池中，把用本發(fā)明的粉末壓縮成形方法得到的1個或2個混合劑壓丸裝入電池外殼內(nèi)，可以減少壓丸封入工序，提高生產(chǎn)效率，降低成本。
還有，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機在以旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)軸心為中心的圓周上設(shè)置將粉體壓縮成形后制造壓丸的多個成形單元，且在成形單元移動路徑的適當部位設(shè)置把成形后的壓丸插入外殼內(nèi)組裝的插入組裝工位，可在壓縮成形后立即將壓丸插入外殼內(nèi)組裝，從而用單一裝置即可高速度地進行壓丸的壓縮成形及在外殼內(nèi)的插入組裝，可確保高度的生產(chǎn)效率，同時可減少設(shè)備的設(shè)置空間，降低設(shè)備成本，而且由于沒有壓丸的傳送工序，可避免壓丸傳送途中的碎裂，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
另外，如果設(shè)置多個插入組裝工位，并把在各插入組裝工位間用各成形單元制造的壓丸分別在緊接于其后的插入組裝工位插入外殼內(nèi)，則可用單一裝置同時向多個外殼內(nèi)分別插入壓丸，或是在1個外殼內(nèi)插入多個壓丸，故可進一步提高生產(chǎn)效率。
另外，如果以多個插入組裝工位為1組，設(shè)置將外殼送入第一個插入組裝工位的外殼送入裝置、將被送入第一個插入組裝工位并被插入了壓丸的外殼加以保持并依次送入后續(xù)插入組裝工位的外殼保持裝置、以及將在最后一個插入工位上被插入了壓丸的外殼送出的外殼送出裝置，則可用單一裝置在1個外殼內(nèi)插入多個壓丸，可提高生產(chǎn)效率。
另外，如果把外殼保持裝置與各成形單元對應設(shè)置于旋轉(zhuǎn)盤上，且形成將被送入第一個插入組裝工位并被插入了壓丸的外殼加以保持并退避到各成形單元側(cè)面的待機位置、同時在后續(xù)插入組裝工位上把外殼送入成形單元的移動路徑的構(gòu)造，則能簡單可靠地把外殼送到后續(xù)的插入組裝工位上。
另外，如果成形單元由大致呈圓筒狀的陰模、設(shè)置于其軸心位置上的中心桿、對向陰模與中心桿之間的成形用環(huán)狀空間供給的粉體進行壓縮成形的下頂桿和上頂桿構(gòu)成，并形成在插入組裝工位用下頂桿連同中心桿一起把壓丸上推并插入在陰模上同心地定位的外殼內(nèi)、在用下頂桿支承壓丸的狀態(tài)下使中心桿下降以將壓丸裝入外殼內(nèi)的構(gòu)造，則可把成形單元原封不動地用作插入組裝裝置，可簡化構(gòu)造。
另外，如果將外殼保持裝置設(shè)置在與各成形單元對應而設(shè)于旋轉(zhuǎn)盤上的作動桿的一端，并對作動桿施加轉(zhuǎn)動加力而設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤上，以使設(shè)于其另一端的凸輪從動件與同心地設(shè)置于旋轉(zhuǎn)盤上的凸輪配合，且凸輪具有使外殼保持裝置保持于成形單元側(cè)面待機位置的待機凸輪面以及使前述外殼保持裝置進出成形單元移動路徑的作動凸輪面，則可通過由凸輪構(gòu)成的簡單作動裝置進行作動控制，使外殼保持裝置隨著旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)而從待機位置進出成形單元移動路徑。且可將剛剛壓縮成形的壓丸立即可靠順利地依次插入外殼內(nèi)。
圖1是本發(fā)明一實施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形機的局部縱剖視圖。
圖2是以上壓縮成形機的主要部分構(gòu)造的縱剖視圖。
圖3A～F是以上壓縮成形機上各成形工序的說明圖。
圖4A是本發(fā)明其他實施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形機的局部縱剖視圖，圖4B是圖4A的主要部分放大圖。
圖5A～J是以上壓縮成形機上各成形工序的說明圖。
圖6是內(nèi)裝用以上旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形機制造的正極混合劑壓丸的堿性錳干電池半剖視主視圖。
圖7是本發(fā)明一實施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機的整體概略俯視圖。
圖8是表示以上實施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機上作動桿動作的概略俯視圖。
圖9是以上實施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機上插入組裝工位上的成形單元及外殼保持裝置的局部縱剖視圖。
圖10是表示傳統(tǒng)例的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形機概略構(gòu)造的縱剖視圖。
圖11是表示傳統(tǒng)例的環(huán)狀壓丸成形用旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形機主要部分構(gòu)造的縱剖視圖。
圖12A～E是以上傳統(tǒng)例的各成形工序的說明圖。
圖13是內(nèi)裝用傳統(tǒng)例制造的正極混合劑壓丸的堿性錳干電池的半剖視主視圖。
以下結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的最佳實施形態(tài)。圖1是本發(fā)明一實施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形機的局部縱剖視圖，圖2是其主要部分構(gòu)造的縱剖視圖。在這些圖中，在旋轉(zhuǎn)盤1上，在以其旋轉(zhuǎn)軸心為中心的圓周上以等間隔設(shè)置多個成形單元2。各成形單元2由大致呈圓筒狀的陰模3、位于其中心部的中心桿4、分別從下方及上方嵌入陰模3和中心桿4之間的環(huán)狀成形用環(huán)狀空間內(nèi)的下頂桿5及上頂桿6構(gòu)成。
陰模3固定于旋轉(zhuǎn)盤1上，中心桿4相對滑動自如地設(shè)于下頂桿5內(nèi)的軸心部。下頂桿5和上頂桿6安裝于下部升降軸體7的上端和上部升降軸體8的下端，該下部升降軸體7和上部升降軸體8分別上下移動自如地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤1上。在下部升降軸體7的下端和上部升降軸體8的上端，分別可拆卸地安裝著作為凸輪從動件的端部構(gòu)件9和端部構(gòu)件10。該端部構(gòu)件9和10隨著旋轉(zhuǎn)盤1的旋轉(zhuǎn)而分別與設(shè)于規(guī)定成形位置上并作為凸輪裝置的下加壓輥11及上加壓輥12配合。通過上述下加壓輥11和端部構(gòu)件9，構(gòu)成使下頂桿5在陰模3內(nèi)執(zhí)行壓縮成形工序的第1下頂桿動作凸輪裝置。從而使下頂桿5及上頂桿6分別經(jīng)過下部升降軸體7及上部升降軸體8而上升及下降，分別從下方及上方對供給陰模3和中心桿4之間的成形用環(huán)狀空間內(nèi)的粉體進行加壓，壓縮形成為環(huán)狀的壓丸13。
在中心桿4的下端部，用穿過下部升降軸體7的導孔7a的凸輪從動件銷14a可拆卸地安裝著凸輪從動件14，該凸輪從動件14與中心桿動作用凸輪(凸輪槽)15配合，構(gòu)成中心桿動作凸輪裝置。凸輪槽在圖1中用15a表示。凸輪15構(gòu)成如下形狀，即，在向陰模3內(nèi)供給粉體時使中心桿4從規(guī)定的成形位置暫時向下方滑動，然后使之恢復到規(guī)定的成形位置，進而在壓縮成形后，在中心桿4上附著壓丸13的狀態(tài)下將其與下頂桿5一起向陰模3的上方外部推出，然后返回規(guī)定成形位置。中心桿4平時受安裝于其下端與下部升降軸體7之間的彈簧16向上方的移動加力。
另外，在下部升降軸體7下部的側(cè)部，通過凸輪從動件銷17a而可拆卸地安裝著凸輪從動件17，該凸輪從動件17與下頂桿動作用凸輪18配合，構(gòu)成第2下頂桿動作凸輪裝置。凸輪18如下構(gòu)成，即，在向陰模3內(nèi)供給粉體時使下頂桿5暫時移動到陰模3的規(guī)定的成形用環(huán)狀空間底面位置的下方，然后使之返回規(guī)定位置，接著，在陰模3和中心桿4之間的環(huán)狀成形用環(huán)狀空間內(nèi)用下頂桿5和上頂桿6將粉體壓縮成形后，使下頂桿5向上方移動，以把成形后的壓丸13從陰模3內(nèi)向上方推出。另外，把成形后的壓丸13從陰模3內(nèi)向上方推出的動作如圖1中雙點劃線所示，是通過使端部構(gòu)件9與另外設(shè)置的凸輪70配合的第3下頂桿動作凸輪裝置進行的。下頂桿5用蓋形螺母19可拆卸地安裝固定于下部升降軸體7的上端部。
以下結(jié)合圖3說明用上述旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形機進行的壓丸13的成形工序。從圖(a)所示的把壓丸13取出后的初始位置開始，如圖(b)所示，使下頂桿5和中心桿4下降到同一位置，以向陰模3內(nèi)供給粉體P。從而，在這一實施形態(tài)中，通過使中心桿4下降，向陰模3供給粉體P時，粉體P不會形成架橋現(xiàn)象。接著如圖(c)所示，使中心桿4上升到其上端面與陰模3的上端面成為同一平面的規(guī)定位置并定位。接著，如圖(d)所示，使下頂桿5上升到形成規(guī)定的成形用環(huán)狀空間所需的底面位置后，使加料刮板20在陰模3及中心桿4各自的上端面滑動，將粉體P刮平。從而將粉體P定量為成形1個壓丸13所必需的量。
進而如圖(e)所示，用下降的上頂桿6和下頂桿5從上下方向?qū)⒔?jīng)過定量的粉體P壓縮成形為壓丸13。然后使上頂桿6向上方退出，如圖(f)所示，使下頂桿5與中心桿4一體地上升，以用下頂桿5將成形后的壓丸13向陰模3的上方外部推出。最后，使中心桿4下降而從壓丸13中脫出，并將載于下頂桿5上的壓丸13取出。
如上所述，在該實施形態(tài)中，當向陰模3和中心桿4之間的成形用環(huán)狀空間供給粉體P時，使中心桿4和下頂桿5各自的上端面暫時下降到比陰模3的成形用環(huán)狀空間底面位置還低的位置，以此來防止形成架橋現(xiàn)象，并且向陰模3內(nèi)供給規(guī)定量以上的粉體P，然后，再度使中心桿4和下頂桿5分別上升并恢復到規(guī)定位置，然后用加料刮板20將堆積于陰模3上端面的粉體P刮平，然后進行壓縮成形。因此，即使壓丸13的壁厚只有0.98mm，也可防止粉體P發(fā)生架橋現(xiàn)象，可以始終穩(wěn)定地向陰模3的成形用環(huán)狀空間內(nèi)供給規(guī)定量的粉體P，穩(wěn)定地壓縮成形具有規(guī)定高度尺寸和重量的壓丸13。
另外，用本實施形態(tài)時，在從陰模3和中心桿4取出壓縮成形后的壓丸13時，在用下頂桿5把壓丸13從陰模3內(nèi)推出時，中心桿4也以有壓丸13附著的狀態(tài)與下頂桿5同時上升，在壓丸13與下頂桿5及中心桿4形成一體地被向陰模3的外部推出后，是用下頂桿5支承著壓丸13而使中心桿4下降以從壓丸13中脫出。因此在取出壓丸13時施加在下頂桿5上的負荷比傳統(tǒng)成形機大幅度地減少。
還有，用下頂桿5把壓丸13從陰模3內(nèi)推出的動作是通過圖1中雙點劃線所示的凸輪70與下部升降軸體7的端部構(gòu)件之間的配合而進行的。
在本實施形態(tài)中，在把壓丸13向陰模3的外部推出時，無需使相互緊密附著的壓丸13與中心桿4脫離，而只需對下頂桿5施加較小的力使壓丸13的外周面脫離陰模3的內(nèi)周面即可。因此，取出壓丸13所需的力較之過去可減少20-50％。接著，在取下中心桿4和壓丸13時，由于壓丸13已經(jīng)被取出到陰模3的外部，故從陰模3的限制中解放出來的壓丸13，其內(nèi)外徑均比處于陰模3內(nèi)時的尺寸大0.1～0.2mm。因此中心桿4可以輕而易舉地從壓丸13中脫出。
其結(jié)果是，采用上述成形機可壓縮成形具有以下特長的壓丸13。即，可壓縮成形為至少是內(nèi)周面完全沒有錐度的圓筒形，而外周面可形成較小錐度。而當壓丸13高度較小時，即使內(nèi)外周都完全沒有錐度，也能取出壓丸13。另一方面，當壓丸高度較大時，可以成形為圓環(huán)上下端的壁厚差別極小的大致圓筒形。而傳統(tǒng)技術(shù)由于是只用下頂桿將分別緊密附著于固定陰模及中心桿的壓丸推出，故必須對下頂桿施加非常大的力。而為了盡量減少這一上推力，就要在產(chǎn)品許可的范圍內(nèi)在壓丸上盡量設(shè)置較大的脫模斜度。
另外，上述成形機是通過蓋形螺母19將下頂桿5與下部升降軸體7可拆卸地連接，端部構(gòu)件9和凸輪從動件17也是可拆卸地安裝的，且使中心桿4穿過下頂桿5及下部升降軸體7，同時凸輪從動件14也是可拆卸地安裝于中心桿4上。從而，當上述各構(gòu)件發(fā)生磨損或破損時可以容易地進行零件更換，維修方便。
還有，是把多個成形單元2等間隔地設(shè)置在與旋轉(zhuǎn)盤1的旋轉(zhuǎn)軸心同心的圓上，同時把供成形單元2的中心桿作動用凸輪從動件14配合的中心桿動作用凸輪15、及供安裝于下部升降軸體7上的下頂桿作動用凸輪從動件17配合的下頂桿動作用凸輪18固定設(shè)置在壓縮成形機的機架(未圖示)上。因此可以使下頂桿5及中心桿4隨著旋轉(zhuǎn)盤1的旋轉(zhuǎn)而進行上述動作。
圖4A是本發(fā)明其他實施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形機的局部縱剖視圖，圖4B是圖4A的主要部分放大圖。在該圖中，凡與圖1及圖2相同或同等的部位均標以相同符號并省略對其說明，以下只就不同處加以說明。
在該旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形機上，在中心桿44的上端部，一體形成頂端為R形狀、周面為拋物面的彈頭形狀尖銳凸部44a，中心桿44的下半部形成直徑稍小的小徑部44b，如圖4B更加清楚地所示，在小徑部44b和下頂桿5的內(nèi)周面之間，形成由環(huán)狀的小空隙構(gòu)成的粉體排出路徑45。在下部升降軸體7上形成排出孔(未圖示)，以把經(jīng)過粉體排出路徑45而下落的粉體P向外部排出。另外，設(shè)尖銳凸部44a的目的在于防止粉體P附著于中心桿44的尖端部，以使粉體P順利地滑落，只要其尖端形狀略尖且具有光滑的周面即可，故不限于上述的彈頭形狀，也可以是圓錐形狀或多角錐形狀。
另外，中心桿動作用凸輪46是使中心桿44的凸輪從動件14按照僅與其上側(cè)面配合的凸輪面46a而實行作動控制的。從而，凸輪從動件14被裝在中心桿44下端與下部升降軸體7之間、平常對中心桿44向上方加力的螺旋壓縮彈簧47向中心桿動作用凸輪46上部的凸輪面46a推壓。中心桿動作用凸輪46如后述的壓丸13的成形工序中所述，使中心桿44動作。
進而，在上部升降軸體8的側(cè)部設(shè)有上頂桿用凸輪從動件48，該凸輪從動件48隨著旋轉(zhuǎn)盤1的旋轉(zhuǎn)而與設(shè)置在機架(未圖示)上的上頂桿動作用凸輪(未圖示)配合，在壓縮成形之前經(jīng)過上部升降軸8而使上頂桿6下降。關(guān)于這一點將在后面敘述。另外，上頂桿6在成形位置上通過端部構(gòu)件10與上加壓輥12的配合而經(jīng)過上部升降軸體8升降，這與圖1和圖2所示的實施形態(tài)相同。
其他構(gòu)件與圖1和圖2的實施形態(tài)大致相同，但在壓丸13的壓縮成形工序中對成形單元2的中心桿44、上頂桿6及下頂桿5進行作動控制的構(gòu)造略有不同，關(guān)于這一點將在后述的壓丸13成形工序中加以說明。
以下結(jié)合圖5說明用上述旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形機進行的壓丸13的成形工序。(a)表示將前一次成形的壓丸13取出后定位于初始位置上的狀態(tài)。
接著如(b)所示，使下頂桿5和中心桿44一體地相對陰模3而下降到規(guī)定位置，然后通過旋轉(zhuǎn)盤1的旋轉(zhuǎn)運動和加料刮板20供給粉體P，使粉體P在陰模3內(nèi)及其周邊堆積。從而，即使在這一實施形態(tài)中，也是通過使下頂桿5和中心桿44暫時位于下方而防止向陰模3內(nèi)供給的粉體P形成架橋現(xiàn)象。接著，如(c)所示，利用旋轉(zhuǎn)盤1的旋轉(zhuǎn)運動，使加料刮板20在陰模3的上端面滑動，刮平并排除多余的粉體P。以此將粉體P定量為成形1個壓丸13所需的量。另外，之所以在中心桿44下降到比壓縮成形時的規(guī)定位置還低時對粉體P進行計量，是因為如果中心桿44的尖銳凸部44a高出加料刮板20的刮平線，加料刮板20會與尖銳凸部44a抵接，便不能將粉體P刮平。還有，關(guān)于(b)和(c)中下頂桿5和中心桿44的位置，是使下頂桿5比中心桿44下降規(guī)定距離而定位。關(guān)于該中心桿44和下頂桿5各自的位置，是根據(jù)與后述的1個壓丸13相當?shù)姆垠wP的量而預先試驗性地求出的，并根據(jù)下頂桿動作用凸輪18及中心桿動作用凸輪46各自的凸輪形狀而設(shè)定。
在進行了上述粉體P的計量后，如(d)所示，只使下頂桿5下降，以使經(jīng)過計量的定量粉體P的上側(cè)面暫時下沉到陰模3的內(nèi)部。接著，在使中心桿44上升以使尖銳凸部44a向粉體P的上部伸出之前，如(e)所示，使上頂桿6下降，用該上頂桿6的下端部將陰模3的開口部加蓋。該上頂桿6的下降動作通過上頂桿用凸輪從動件48與上頂桿動作用凸輪配合而受到控制。
接著，在使中心桿44上升到壓縮成形所需的位置之際，凸輪從動件14逐漸與中心桿動作用凸輪46的凸輪面46a配合，從而如(f)所示，中心桿44在尖銳凸部44a要從粉體P的上側(cè)面伸出的時刻，向箭頭所示的上下方向進行2～3次往返動作。從而，附在尖銳凸部44a上的粉體P可有效地向下方滑落。另外，中心桿44的往返動作以給中心桿44施加較小沖擊的狀態(tài)進行。然后，如(g)所示，中心桿44上升到壓縮成形所需的規(guī)定位置并被定位。這時，在用上頂桿6將陰模3的開口加蓋的同時，附在中心桿44的尖銳凸部44a上的粉體P可靠地滑落，從而使粉體P能可靠地維持經(jīng)過上述計量的規(guī)定量，并保持在陰模3與中心桿44之間的成形用環(huán)狀空間內(nèi)。
接著，如(h)所示，保持在成形用環(huán)狀空間內(nèi)的規(guī)定量的粉體P被下降的上頂桿6和上升的下頂桿5從上下方向壓縮成形為壓丸13。然后，上頂桿6向上方退出，如(i)所示，下頂桿5與中心桿44一起上升，并用下頂桿5將成形后的壓丸13向陰模3的上方外部推出。最后，如(j)所示，使中心桿44下降，以從壓丸13中脫出，將載于下頂桿5上的壓丸取出。
在這一實施形態(tài)中，也與先前所述的實施形態(tài)一樣，由于可在防止架橋現(xiàn)象出現(xiàn)的同時向成形用環(huán)狀空間內(nèi)供給粉體P，故即使壓丸13的壁厚較薄，也可以始終穩(wěn)定地向陰模3的成形用環(huán)狀空間內(nèi)供給規(guī)定量的粉體P，而且在取出壓丸13時，施加給下頂桿5的負荷可比傳統(tǒng)成形機大幅度減少，即使是內(nèi)外周面沒有錐度的圓筒形壓丸13，也很容易取出。而且除了這些效果外還有以下效果。
即，在上述成形工序中，在對粉體P進行了計量后，是使該粉體P整體下沉到低于陰模3的上端面，且利用上頂桿6將陰模3的上端開口加蓋，進而在使中心桿44上升到規(guī)定位置之際，使中心桿44上下振動，以使附在尖銳凸部44a上的粉體P完全滑落。因此，在該成形工序中，可以防止因中心桿44周圍的粉體P隨中心桿44上升而被上推并向陰模3的外部漏出哪怕很少一點，故能在陰模3與中心桿4之間的成形用環(huán)狀空間內(nèi)始終穩(wěn)定可靠地保持所計量的定量粉體P，能更加穩(wěn)定地生產(chǎn)具有規(guī)定重量和形狀的壓丸13。特別是，該成形工序?qū)τ诔尚伪诤駜H1mm的極薄壓丸13極其有效。
而且，為了使下頂桿5和中心桿44之間相對移動，需要一定間隙，但在成形機運轉(zhuǎn)時，就不能避免微小的粉體P侵入上述間隙。該侵入的粉體P會使下頂桿5與中心桿44之間的滑動部磨損，或在兩者之間產(chǎn)生堵塞，使摩擦阻力增大，成為尤其妨礙中心桿44順利滑動的原因。為了防止這一點，需要經(jīng)常進行維修檢查，將間隙中的粉體P及時排除。
為此，在本實施形態(tài)的成形機上，在中心桿44上與壓丸13內(nèi)周面的成形無關(guān)的下部形成小徑部44b，在小徑部44b與下頂桿5的內(nèi)周面之間設(shè)置形成較大環(huán)狀間隙的粉體排出用空隙45。這樣，侵入下頂桿5與中心桿44之間的小間隙的粉體P可以經(jīng)過粉體排出用空隙45而從未圖示的排出孔自動迅速地向外部排出。
然而，一旦如上述那樣在中心桿44的下部形成小徑部44b，會導致中心桿44的強度降低。為此，在本實施形態(tài)中，形成在壓縮成形時幾乎不對中心桿44的軸心方向施加壓力的構(gòu)造，故即使在中心桿44上設(shè)置小徑部44b也無妨礙。
即，中心桿動作用凸輪46的上邊形成供中心桿44的凸輪從動件14效仿以進行作動控制的凸輪面46a，下邊則與凸輪從動件14隔著間隙相對。凸輪從動件14被螺旋壓縮彈簧47壓抵在中心桿動作用凸輪46上部的凸輪面上，該螺旋壓縮彈簧47夾裝于中心桿44的下端與下部升降軸體7之間，平時對中心桿44向上方加力。從而，中心桿44在上下方向的位置略有自由度，故在受到壓縮成形時的壓縮負荷引起的向軸心方向下方的加壓力時，就一邊壓縮螺旋壓縮彈簧47一邊向下方退避。即，作用于中心桿44的向下方的壓力被螺旋彈簧47吸收了，故該壓力幾乎不直接作用于中心桿44。因此，不會因中心桿44上設(shè)小徑部44b而產(chǎn)生故障，而且可以防止凸輪從動軸14a折斷或彎曲。
另外，在上述任一實施形態(tài)的成形機上，也可如上述那樣成形內(nèi)周面為完全無錐度的圓筒形、外周面有極小錐度的壓丸13。從而，即使將與徑向垂直方向的高度設(shè)定得較大，也可得到上端和下端的外徑幾乎無差別的大致圓筒狀壓丸13。即，采用傳統(tǒng)成形機，必須設(shè)置較大的脫模斜度，故無法成形上述高度較大的壓丸，而本發(fā)明因無需設(shè)置較大的脫模斜度，故高度大且大致呈圓筒形的壓丸13也能成形。而且，在把壓丸13推出到陰模3的外部時，只需對下頂桿施加較小的力，使之消除壓丸13的外周面與陰模3的內(nèi)周面之間的壓貼力即可，故即使是成形上述高度較大的壓丸13，也能容易地將該壓丸13從陰模3中取出。
從而，通過用正極混合劑構(gòu)成的粉體成形干電池用的正極混合劑壓丸，可以制造與原設(shè)計一樣的幾乎沒有錐度、且高度較大的正極混合劑壓丸。因此，圖13所示的傳統(tǒng)單1～單5干電池要用3個～4個正極混合劑壓丸40，而如圖6所示，用本發(fā)明的成形方法涉及的成形機得到的正極混合劑壓丸23可成形為較大的高度H，故只用2個即可構(gòu)成堿性錳干電池21。因此，可減少堿性錳干電池21的生產(chǎn)工時、提高生產(chǎn)效率、降低成本。在圖6中，22是電池外殼，24是分隔板，25是凝膠負極，26是集流棒，27是樹脂封口體，28是絕緣體，29是底板，30是標簽外裝。
另外，由于該堿性錳干電池21使用完全無錐度或錐度角極小的錐形正極混合劑壓丸23，故可以通過在電池外殼22內(nèi)增加正極混合劑容量而提高電池性能，且可以縮小該正極混合劑壓丸23的內(nèi)外周與分隔板24及電池外殼22之間的間隙，故可以輸出大電流。
以下就本發(fā)明一實施形態(tài)的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機，結(jié)合圖7～圖9及圖3加以說明。
在圖7、8中，在以旋轉(zhuǎn)盤1的旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓周上等間隔設(shè)置多個成形單元2。在圖7中，121是伴隨旋轉(zhuǎn)盤1之旋轉(zhuǎn)的成形單元2的移動路徑。各成形單元2如圖1、圖2所示，在此省略說明。
另外，壓丸的成形工序與已說明的圖3所示的相同。而且壓丸的成形工序也可如圖5所示進行。
在本實施形態(tài)中，如該旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機整體的概略俯視圖、即圖7所示，在成形單元2移動路徑121上、且在旋轉(zhuǎn)盤1直徑方向的相對稱的2個部位設(shè)置具有下加壓輥11及上加壓輥12構(gòu)成的壓縮成形工位122，同時相對各壓縮成形工位122而在旋轉(zhuǎn)盤1的旋轉(zhuǎn)方向下游一側(cè)位置分別設(shè)置插入組裝工位123。
當在壓縮成形工位122上結(jié)束了壓丸1 3的壓縮成形后，如圖9所示，在上述插入組裝工位123上，在上頂桿6向上方退避后，用于插入壓丸13的外殼124以其開口部向下的狀態(tài)被送入陰模3的正上方位置保持。即，外殼124的底部被傳送夾具125保持著，該傳送夾具125則被分別對應各成形單元2而設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤1上的外殼保持裝置126保持并輸送。外殼保持裝置126內(nèi)埋有用磁力吸附外殼124的磁鐵(未圖示)，傳送夾具125內(nèi)則埋有鐵環(huán)，以便與外殼124一起被磁鐵吸附于外殼保持裝置126上。
在圖7中，以開口部向下的姿勢保持外殼124的傳送夾具125是由外殼送入傳送裝置130傳送過來并交給外殼送入圓盤131的半圓槽131a，進而經(jīng)過外殼送入圓盤131而在一方(圖中左方)的插入組裝工位123的入口端交給旋轉(zhuǎn)盤1的外殼保持裝置126。外殼保持裝置126形成半圓筒狀，可吸附傳送夾具125的半周外周面，在圖8中受后述的作動桿135支承并可向旋轉(zhuǎn)盤1的半徑方向退出，且只在分別到達2個插入組裝工位123的時刻位于成形單元2的陰模3的正上方，除此之外則退避在不干擾成形單元2動作的半徑方向內(nèi)側(cè)的待機位置上。從而，采用本實施形態(tài)，是在外殼124內(nèi)插入分別在2個壓縮成形工位122上壓縮成形的2個壓丸13。圖7中的129是外殼保持裝置126的待機位置移動路徑。另外，圖9中的128是外殼保持裝置126從插入組裝工位123移動到待機位置時支承外殼124內(nèi)的壓丸13用的支承板。
在另一方(圖7中右方)的插入組裝工位123的出口端，被插入了第2個壓丸13的外殼124保持在傳送夾具125上被交給第1外殼送出圓盤132的半圓槽132a，進而經(jīng)過第2外殼送出圓盤133的半圓槽133a而被交給外殼送出傳送裝置134，以向下一道工序轉(zhuǎn)移。
圖8是表示作動桿135動作的概略俯視圖，該作動桿135對上述外殼124及保持該外殼124的傳送夾具125加以保持并轉(zhuǎn)移。在圖8和9中，在分別對應各成形單元2而設(shè)置的作動桿135上，前端裝有外殼保持裝置126的支承臂127和前端旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)有由滾子構(gòu)成的凸輪從動件138的作動臂136固定在支軸137的兩端并以規(guī)定角度向支軸137兩側(cè)伸出。該作動桿135的支軸137經(jīng)過軸承139而旋轉(zhuǎn)自如地支承于旋轉(zhuǎn)盤1上，同時通過未圖示的彈簧向凸輪從動件138與凸輪140抵接的方向作轉(zhuǎn)動加力。凸輪140固定在與旋轉(zhuǎn)盤1同心的狀態(tài)，具有使外殼保持裝置126位于圖7中用移動路徑129表示的待機位置用的圓弧狀待機用凸輪面140a、及分別對應2個插入組裝工位123、123而設(shè)置、使外殼保持裝置126從待機位置進入陰模3的正上方位置用的作動用凸輪面140b。
以下結(jié)合圖3、圖7、圖9說明壓丸13的成形工序及其后的向外殼124內(nèi)的組裝工序。在圖3中，從(a)所示的將壓丸13取出后的規(guī)定位置開始，如(b)所示，使下頂桿5及中心桿4下降，以在無架橋現(xiàn)象形成的狀態(tài)下向陰模3內(nèi)供給粉體P，接著如(c)所示，使中心桿4上升到規(guī)定位置并定位，接著如(d)所示，使下頂桿5上升到規(guī)定位置，同時用加料刮板20把多余的粉體P刮平，以實現(xiàn)定量化，接著如(e)所示，用下頂桿5和上頂桿6從上下方向?qū)⒎垠wP壓縮成形為壓丸13。這時，成形單元2位于壓縮成形工位122。
接著如(f)所示，使上頂桿6向上方退避后，使下頂桿5上升，以將成形后的壓丸13從陰模3向上方推出。這時，成形單元2位于一方的插入組裝工位123，且如圖7、圖9所示，用外殼送入傳送裝置130送入的外殼124通過外殼保持裝置126而以同心狀保持在陰模3的正上方，從而壓丸13以受中心桿4支承的狀態(tài)被插入外殼124內(nèi)。然后使中心桿4下降，從壓丸13中脫出，以使下頂桿5上的壓丸13裝入外殼124內(nèi)。
然后，用外殼保持裝置126保持的外殼124移動到待機位置，用成形單元2經(jīng)過圖3的(a)～(e)工序?qū)和?3成形，然后移動到另一方的插入組裝工位123。在這另一方的插入組裝工位123上，外殼保持裝置126再次移動到成形單元2的移動路徑上，且與上述的相同，在通過圖3(f)和圖9所示的工序先插入外殼124的壓丸13的下方插入下一個壓丸13，然后向外殼送出傳送裝置134送出。
因此，在本實施形態(tài)中，可以用單一裝置一邊依次成形壓丸13，一邊把成形后的壓丸13分別立即插入外殼124內(nèi)，且可重復數(shù)次進行上述的動作，從而連續(xù)地制造在1個外殼124內(nèi)插入多個壓丸13的產(chǎn)品。
如上所述，本發(fā)明的把粉體進行壓縮成形得到堿性錳干電池的混合劑壓丸等環(huán)狀壓丸的粉末壓縮成形方法適用于成形重量和高度穩(wěn)定、內(nèi)外周面錐度極小的壓丸。
權(quán)利要求
1.一種粉末壓縮成形方法，是向筒狀的陰模(3)與設(shè)置于其軸心位置的中心桿(4、44)之間的成形用環(huán)狀空間供給粉體(P)、且用下頂桿(5)和上頂桿(6)將該粉體(P)壓縮成形為環(huán)狀壓丸(13)的壓縮成形方法，其特征在于，在使所述中心桿(4、44)移動到所述陰模(3)上側(cè)面下方位置后向所述陰模(3)內(nèi)供給粉體(P)，然后使所述中心桿(4、44)上升到規(guī)定成形位置，在該中心桿(4、44)與所述陰模(3)之間形成所述成形用環(huán)狀空間，用所述上頂桿(6)和所述下頂桿(5)從上下方對所述成形用環(huán)狀空間內(nèi)的粉體(P)進行壓縮成形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末壓縮成形方法，其特征在于，在向陰模(3)內(nèi)供給粉體(P)后，使所述中心桿(4)上升到其平坦的上側(cè)面與所述陰模(3)的上側(cè)面成為同一平面的規(guī)定成形位置，以形成成形用環(huán)狀空間，并對該成形用環(huán)狀空間內(nèi)的粉體(P)進行壓縮成形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末壓縮成形方法，其特征在于，在向陰模(3)內(nèi)供給粉體(P)后，使所述中心桿(44)上升到其上端從粉體(P)的上側(cè)面伸出的規(guī)定成形位置，以形成成形用環(huán)狀空間，并對該成形用環(huán)狀空間內(nèi)的粉體(P)進行壓縮成形。
4.一種粉末壓縮成形方法，是向筒狀的陰模(3)與設(shè)置于其軸心位置的中心桿(4、44)之間的成形用環(huán)狀空間供給粉體(P)、且用下頂桿(5)和上頂桿(6)將該粉體(P)壓縮成形為環(huán)狀壓丸(13)的壓縮成形方法，其特征在于，在將粉體(P)壓縮成形后，使所述中心桿(4、44)與所述下頂桿(5)一體地上升，以將壓縮成形完畢的壓丸(13)向所述陰模(3)的上方外部推出，并從所述中心桿(4、44)取出壓丸(13)。
5.一種粉末壓縮成形方法，是向筒狀的陰模(3)與設(shè)置于其軸心位置的中心桿(4、44)之間的成形用環(huán)狀空間供給粉體(P)、且用下頂桿(5)和上頂桿(6)將該粉體(P)壓縮成形為環(huán)狀壓丸(13)的壓縮成形方法，其特征在于，在使所述中心桿(4、44)移動到所述陰模(3)上側(cè)面下方位置后向所述陰模(3)內(nèi)供給規(guī)定量以上的粉體(P)，并使所述中心桿(4、44)上升到規(guī)定成形位置，在該中心桿(4、44)與所述陰模(3)之間形成所述成形用環(huán)狀空間，在所述中心桿(4、44)上升后或上升前，在所述成形用環(huán)狀空間內(nèi)或所述陰模(3)內(nèi)保持著已排除了多余粉體(P)且已計量為1個壓丸所需的規(guī)定量的粉體(P)，用所述上頂桿(6)和所述下頂桿(5)對所述成形用環(huán)狀空間內(nèi)的規(guī)定量的粉體(P)從上下方進行壓縮成形，然后使所述中心桿(4、44)與所述下頂桿(5)一體地上升，以將壓縮成形完畢的壓丸(13)向所述陰模(3)的上方外部推出，并從所述中心桿(4、44)取出壓丸(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉末壓縮成形方法，其特征在于，在向陰模(3)內(nèi)供給規(guī)定量以上的粉體(P)后，使所述中心桿(4)上升到其平坦的上側(cè)面與所述陰模(3)的上側(cè)面成為同一平面的規(guī)定成形位置，以形成成形用環(huán)狀空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粉末壓縮成形方法，其特征在于，在使中心桿(4)上升到規(guī)定成形位置后，沿著成為一個平面的所述陰模(3)及所述中心桿(4)各自的上側(cè)面而將粉體(P)刮平，以將多余的粉體(P)刮除，從而在成形用環(huán)狀空間內(nèi)保持按規(guī)定量計量的粉體(P)，并對該規(guī)定量的粉體(P)進行壓縮成形。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉末壓縮成形方法，其特征在于，在使中心桿(44)移動到離陰模(3)上側(cè)面規(guī)定距離的下方位置后，向所述陰模(3)內(nèi)供給規(guī)定量以上的粉體(P)，在使所述中心桿(44)的頂部位于所述陰模(3)上側(cè)面下方位置后，沿著所述陰模(3)的上側(cè)面而將粉體(P)刮平，以將多余的粉體(P)刮除，從而在所述陰模(3)內(nèi)保持按規(guī)定量計量的粉體(P)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的粉末壓縮成形方法，其特征在于，在對粉體(P)的定量計量結(jié)束后，使下頂桿(5)下降，以使所述規(guī)定量的粉體(P)的上側(cè)面下沉到陰模(3)上側(cè)面的下方，并使上頂桿(6)下降，以用其下端部將所述陰模(3)的上端開口部加蓋。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的粉末壓縮成形方法，其特征在于，使中心桿(44)從埋沒于粉體(P)的狀態(tài)開始，一邊作1次以上的上下方向往返運動，一邊上升，并使之上升到其上端從粉體(P)的上側(cè)面伸出的規(guī)定成形位置，在該規(guī)定位置的所述中心桿(44)與所述陰模(3)之間形成成形用環(huán)狀空間。
11.一種粉末壓縮成形機，具有由筒狀陰模(3)、設(shè)置于其軸心位置上的中心桿(4、44)、以及對供給所述陰模(3)和所述中心桿(4、44)之間的成形用環(huán)狀空間的粉體(P)進行壓縮成形的下頂桿(5)和上頂桿(6)構(gòu)成的成形單元(2)，其特征在于，所述下頂桿(5)和所述中心桿(4、44)可在其軸心方向相互地、且相對所述陰模(3)而移動，同時設(shè)有對所述下頂桿(5)和所述中心桿(4、44)個別進行動作控制的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的粉末壓縮成形機，其特征在于，具有使下頂桿(5)執(zhí)行在陰模(3)內(nèi)的壓縮成形工序的第1下頂桿動作凸輪裝置(11、9)、使下頂桿(5)執(zhí)行在陰模(3)內(nèi)部的上下動作工序的第2下頂桿動作凸輪裝置(18、17)、使執(zhí)行把壓丸(13)向陰模(3)上方外部推出工序的第3下頂桿動作凸輪裝置(70、9)、使執(zhí)行使中心桿(4、44)移動到所述陰模(3)上側(cè)面的下方位置后使其上升到規(guī)定成形位置的工序以及向所述陰模(3)上方外部推出的工序的中心桿動作凸輪裝置(15、14、46)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的粉末壓縮成形機，其特征在于，在下部升降軸體(7)的上端部設(shè)置下頂桿(5)，同時在其軸心位置設(shè)置可相對滑動的中心桿(4、44)，在所述下部升降軸體(7)的下端設(shè)置與壓縮成形用的下加壓輥(11)配合的第1凸輪從動件(9)、在所述下部升降軸體(7)的中間位置設(shè)置與下頂桿動作用凸輪(18)配合的第2凸輪從動件(17)，并使與所述中心桿(4、44)連接的第3凸輪從動件(14)與中心桿動作用凸輪(15、46)配合，并用所述下加壓輥(11)和第1凸輪從動件(9)構(gòu)成第1下頂桿動作凸輪裝置(11、9)，用所述下頂桿動作用凸輪(18)和所述第2凸輪從動件(17)構(gòu)成第2下頂桿動作凸輪裝置(18、17)，用所述中心桿動作用凸輪(15、46)和所述第3凸輪從動件(14)構(gòu)成中心桿動作凸輪裝置(15、14、46)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的粉末壓縮成形機，其特征在于，中心桿動作凸輪裝置(15、14、46)由以下部件構(gòu)成只在下側(cè)面有凸輪面(15a、46a)的中心桿動作用凸輪(15、46)、與中心桿(4、44)連接而與所述中心桿動作用凸輪(15、46)的凸輪面(15a、46a)配合的凸輪從動件(14)、平時對所述中心桿(4、44)向上方加力、同時推壓所述凸輪從動件(14)以使之與所述中心桿動作用凸輪(15、46)的凸輪面(15a、46a)可脫離地配合的彈性體(16、47)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的粉末壓縮成形機，其特征在于，中心桿動作凸輪裝置(46、14)形成在使移動到下方的中心桿(4、44)上升到規(guī)定成形位置的過程中使所述中心桿(4、44)進行1次以上的上下方向往返運動的構(gòu)造。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的粉末壓縮成形機，其特征在于，中心桿(44)具有與陰模(3)之間構(gòu)成成形用環(huán)狀空間用的上部和直徑小于所述上部的下部(44b)，且在此下部(44b)與下頂桿(5)之間形成粉體排出用空隙。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的粉末壓縮成形機，其特征在于，陰模(3)內(nèi)周面和中心桿(4、44)外周面中至少所述中心桿(4、44)的外周面，或是兩者都形成沒有脫模斜度的圓筒面，
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的粉末壓縮成形機，其特征在于，中心桿(44)的尖端設(shè)置彈頭形狀或多角錐形的尖銳凸部(44a)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的粉末壓縮成形機，其特征在于，在以旋轉(zhuǎn)盤(1)的旋轉(zhuǎn)軸心為中心的圓周上以等間隔設(shè)置多個成形單元(2)。
20.一種干電池，其特征在于，內(nèi)裝的混合劑壓丸(23)是用權(quán)利要求5所述的粉末壓縮成形方法將粉末狀的混合劑壓縮成形為環(huán)狀，且其內(nèi)周面或內(nèi)外兩個周面成形為沒有錐度的圓筒面。
21.一種干電池，其特征在于，在單1型～單5型干電池中，把用權(quán)利要求5所述的粉末壓縮成形方法得到的1個或2個混合劑壓丸(23)裝入電池外殼(22)內(nèi)。
22.一種旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機，其特征在于，在以旋轉(zhuǎn)盤(1)的旋轉(zhuǎn)軸心為中心的圓周上設(shè)置將粉體(P)壓縮成形后制造壓丸(13)的多個成形單元(2)，且在成形單元(2)移動路徑(121)的適當部位設(shè)置把成形后的壓丸(13)插入外殼(124)內(nèi)組裝的插入組裝工位(123)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機，其特征在于，設(shè)置多個插入組裝工位(123)，并形成把在各插入組裝工位(123)間用各成形單元(2)制造的壓丸(13)分別在緊接于其后的插入組裝工位(123)插入外殼(124)內(nèi)的構(gòu)造。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機，其特征在于，以多個插入組裝工位(123)為1組，設(shè)置將外殼(124)送入第一個插入組裝工位(123)的外殼送入裝置(131)，設(shè)置將被送入第一個插入組裝工位(123)并被插入了壓丸(13)的外殼(124)加以保持并依次送入后續(xù)插入組裝工位(123)的外殼保持裝置(126)，并設(shè)置將在最后一個插入組裝工位(123)上被插入了壓丸(13)的外殼(124)送出的外殼送出裝置(132、133)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機，其特征在于，外殼保持裝置(126)與各成形單元(2)對應設(shè)置于旋轉(zhuǎn)盤(1)上，且形成將被送入第一個插入組裝工位(123)并被插入了壓丸(13)的外殼(124)加以保持并退避到各成形單元(2)側(cè)面的待機位置、同時在后續(xù)插入組裝工位(123)上把外殼(124)送入成形單元(2)的移動路徑(121)的構(gòu)造。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機，其特征在于，成形單元(2)由大致呈圓筒狀的陰模(3)、設(shè)置于其軸心位置上的中心桿(4、44)、對向陰模(3)與中心桿(4、44)之間的成形用環(huán)狀空間供給的粉體(P)進行壓縮成形的下頂桿(5)和上頂桿(6)構(gòu)成，并形成在插入組裝工位(123)用下頂桿(5)連同中心桿(4、44)一起把壓丸(13)上推并插入在陰模(3)上同心地定位的外殼(124)內(nèi)、在用下頂桿(5)支承壓丸(13)的狀態(tài)下使中心桿(4、44)下降以將壓丸(13)插入外殼(124)內(nèi)的構(gòu)造。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機，其特征在于，外殼(124)由傳送夾具(125)保持，外殼送入裝置(131)、外殼保持裝置(126)及外殼送出裝置(132、133)一個個地保持并傳送夾具(125)上的外殼(124)并加以定位。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的旋轉(zhuǎn)式粉末壓縮成形組裝機，其特征在于，外殼保持裝置(126)設(shè)置在與成形單元(2)對應設(shè)于旋轉(zhuǎn)盤(1)上的作動桿(135)的一端，所述作動桿(135)受到轉(zhuǎn)動加力地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤(1)上，以使設(shè)于其另一端的凸輪從動件(138)與同心地設(shè)置于旋轉(zhuǎn)盤(1)上的凸輪(140)配合，且所述凸輪(140)具有使外殼保持裝置(126)保持于成形單元(2)側(cè)面待機位置的待機凸輪面(140a)以及使所述外殼保持裝置(126)進出成形單元(2)的移動路徑(121)的作動凸輪面(140b)。
全文摘要
一種粉末壓縮成型方法,適用于制造堿性錳干電池的混合劑壓丸。是使中心桿移動到陰模上側(cè)面的下方后向陰模內(nèi)供給粉體,并使中心桿上升到規(guī)定成型位置,在中心桿與陰模間形成成型用環(huán)狀空間,用上頂桿和下頂桿從上下方將成型用環(huán)狀空間內(nèi)的粉體壓縮成型為壓丸。然后使中心桿與下頂桿一起上升,把壓縮成型完畢的壓丸向陰模上方外部推出,并從中心桿取出壓丸。本發(fā)明可穩(wěn)定地成型重量和高度穩(wěn)定的壓丸,且用較小的力即可將成型后的壓丸從陰模推出。
文檔編號B29C43/08GK1182669SQ9712248
公開日1998年5月27日 申請日期1997年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月14日
發(fā)明者幸田稔, 服部重治, 中冢三郎, 竹林浩, 贊岐谷敏夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社