JP2577104B2 - 多元粉末焼成材料の製造方法と製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超電導セラミック物質に代表される多元粉末
焼成材料の製造方法および製造装置に関する。

［従来の技術］ 従来、超電導物質等のセラミックス製造に際しては、
混合する材料毎に電子バカリ等を使用し、人手によって
調合した後、調合したものを試料用ポットに入れ、一対
の駆動ローラ上にて試料用ポットを手で載置して所定時
間駆動装置で回転させて混合した後、焼成から試験片の
測定準備及びサンプル保存までの極めて多数の工程全て
に関し人手に頼りながら実施してきた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の製造方法は、人手にたよっているため
超電導物質を代表する多元粉末焼成材料を作製しようと
すると、作製するサンプル数が増加するに伴ない極めて
多数の人を必要とするとともに、多くの日数を費し、ひ
いては経費が増大する。また、個々人の習熱度の違い等
によって品質も大きくばらつく欠点がある。しかも多様
な処方（組成）の供試体を大量に取扱うことから重大な
混乱が生じやすい。

本発明は上記の欠点に鑑み、人手をかけず品質のばら
つきの少い超電導物質を代表とする多様な組成の多元粉
末（出発）材料から試験片を自動的に製造して前記の諸
問題を解決できる多元粉末焼成材料の製造方法および製
造装置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］ 本発明の多元粉末焼成材料の製造方法は、 コンベヤによって順次供給されてくる、蓋が外された
ポット内に、超電導物質等を構成すべき粉状の各種材料
を所定量自動計量しつつ供給する計量工程と、 計量工程完了後のポットの中に所定数のボールと所定
量の揮発性液体とを自動供給後、前記ポットを蓋で密閉
し、前記蓋に付記された第１のコードを読み取り、読み
取った第１のコードと計量工程で供給された材料の内容
とを対応して記憶装置に記憶する混合準備工程と、 混合準備工程の後に、前記ポットを運動させて前記ポ
ットの内容物を混合させる混合工程と、 混合工程後の前記ポットの蓋を明け、ボールを篩でと
り除きつつ合された内容物のみを受容器に移すととも
に、受容器に表示された第２のコードを読み取り、第１
のコードとの対応を記憶するボール除去工程と、 ボール除去工程後の受容器を加熱し、内容物を乾燥さ
せる乾燥工程と、 乾燥工程後の受容器から内容物である材料の所定量を
金型でプレス成形してペレットにするとともに、第２の
コードに対応して前記ペレットの材料内容を記憶する仮
成形工程とからなり、 好ましくは、前記計量工程は、電子計量装置上に蓋が
外されたポットが順次供給されるステップと、ホッパー
支持手段に所定位置で垂直に取付けられ、各種材料粉末
をそれぞれ保持している各計量ホッパーを順次計量位置
に移動して、各ポッパーから前記ポット内に各種材料を
制御部から指示される重量だけ、前記電子計量装置で計
量しつつ落下させるステップとからなり、また前記ボー
ル除去工程においてボールを篩でとり除く際に、受容器
の上に取外し可能に組付けられた篩の上にポットの内容
物をあけ、受容器と篩とを組付けたまま蓋を振動させつ
つ篩の上に揮発性液体をスプレー（散布）した後、蓋を
開け、ボールの入った篩を取り除くようにする。

さらに本発明の多元粉末焼成材料の製造方法は、特許
請求の範囲第１項の仮成形工程の後に、仮成形工程で成
形され搬送されてくるペレットを自動的に焼結炉に供給
し、予備的に焼結する仮焼結工程と、仮焼結工程後のペ
レットを自動粉砕機で粉砕する粉砕工程と、粉砕工程で
粉砕された材料を金型でプレス成形する本成形工程と、
本成形工程で成形されたペレットを本焼成し測定工程に
移送する本焼成工程とを有する。

一方本発明の多元粉末焼成材料の製造装置は、 コンベヤによって順次供給されてくる、蓋が外された
ポット内に、超電導物質等を構成すべき粉状の各種材料
を所定量自動計量しつつ供給する計量手段と、 計量工程完了後のポットの中に所定数のボールと所定
量の揮発性液体とを自動供給後、前記ポットを蓋で密閉
し、前記蓋に付記された第１のコードを読み取り、読み
取った第１のコードと計量工程で供給された材料の内容
とを対応して記憶装置に記憶する混合準備手段と、 混合準備工程の後に、前記ポットを運動させて前記ポ
ットの内容物を混合させる混合手段と、 混合工程後の前記ポットの蓋を明け、ボールを篩でと
り除きつつ合された内容物のみを受容器に移すととも
に、受容器に表示された第２のコードを読み取り、第１
のコードとの対応を記憶するボール除去手段と、 ボール除去工程後の受容器を加熱し、内容物を乾燥さ
せる乾燥手段と、 乾燥工程後の受容器から内容物である材料の所定量を
金型でプレス成形してペレットにするとともに、第２の
コードに対応して前記ペレットの材料内容を記憶する仮
成形手段とからなり、 好ましくは、前記計量手段は、電子計量装置上に蓋が
外されたポットが順次供給される手段と、ホッパー支持
手段に所定位置で垂直に取付けられ、各種材料粉末をそ
れぞれ保持している各計量ホッパーを順次計量位置に移
動して、各ホッパーから前記ポット内に各種材料を制御
部から指示される重量だけ、前記電子計量装置で計量し
つつ落下させる手段とからなり、また前記ボール除去手
段は、この手段によるボール除去工程においてボールを
篩でとり除く際に、受容器の上に取外し可能に組付れら
れた篩の上にポットの内容物をあけ、受容器と篩とを組
付けたまま蓋を振動させつつ篩の上に揮発性液体をスプ
レー（散布）した後、蓋を開け、ボールの入った篩を取
り除く手段をもつ。

さらに本発明の多元粉末焼成材料の製造装置は、特許
請求の範囲第５項の仮成形手段による工程の後に、この
工程で成形され搬送されてくるペレットを自動的に焼結
炉に供給し、予備的に焼結する仮焼結手段と、仮焼結工
程後のペレットを自動粉砕機で粉砕する粉砕手段と、粉
砕工程で粉砕された材料を金型でプレス成形する本成形
手段と、本成形工程で成形されたペレットを本焼成し測
定工程に移送する本焼成手段とを有する。

［作用］］ 粉末状の多様な各種材料を計量工程で所定量ずつ計量
し、計量した多くの組成のもの各々を混合し、混合した
ものを仮成形工程でペレットに仮成形するまでの最も品
質をばらつかせ、工数の多い工程を自動的に行う。また
仮成形されたペレットを自動的に焼結（焼成）炉に供給
し、予備的に燒結した後、粉砕し、再び成形し、焼成し
て完成ペレットを作製する。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図，第２図を参照すれば、本発明の多元粉末焼成
材料の製造方法が適用された第１の実施例のシステム全
体およびその装置の配置がわかろう。システムの各部に
ついては第３図以降の図面を参照して順次説明する。

第３図、第４図、第５図を参照して秤量部10、混合準
備部11について説明する。

まず、秤量部10について説明する。蓋のはずされた試
料用ポット101（円筒罐状容器）が用意され（ステップS
31）、ポット供給用コンベア102により多元粉末用の秤
量装置に供給される（ステップS32）。予め準備されて
いる各種元素の材料を収納している容器から、各材料を
それぞれ計量ホッパー109₁,109₂,〜,109₅に移す（ステ
ップS33,S34）。次に、各材料をそれぞれ収納した計量
ホッパーを秤量部10のターンテーブル108にセットす
る。これらの準備が終了すると、各材料の秤量が行われ
（ステップS36）、秤量が終了するとポット101は混合準
備部11に移送される（ステップS37）。

秤量工程（ステップS36）について、さらに詳細に説
明する。

蓋なしで上部が開口となっている試料用ポット101が
ポット供給コンベア102に搬送されてきて、ストッパ103
で停止されている。第１の規定位置には電子秤量装置10
5が配設されている。電子秤量装置105の上に何もなけれ
ば、制御部（不図示）の指示により、２段送りシリンダ
104はストッパ103が解除となって搬送されてくる１個の
試料用ポット101を電子秤量装置105の上にセットし、制
御部より秤量合格の通知を受けると電子秤量装置105上
の試料用ポット101を、平行した２本のベルトを有する
主コンベア123上に押し出す。秤量不合格の通知を受け
た場合は、シリンダ107が電子計量装置105の上の試料用
ポットを不良品用コンベア106上に押し出し不良品貯蔵
所（不図示）に搬送させる。ターンテーブル108には好
ましくは中心から所定半径の円周上の所定位置に好まし
くは等角度間隔に計量ホッパー109₁,109₂,〜,109₅が垂
直にセットされている。各計量ホッパーは中央軸が回転
されると回転された分に比例して保持している材料を落
下させる。計量ホッパーには原料により大小があるが、
ターンテーブル上の各所定位置は、どの大きさのホッパ
ーも配置可能に設計されている。ターンテーブル回転装
置110は、制御部に指示されて、各計量ホッパーを第１
の規定位置である電子秤量装置105上に順次、所定時間
停止させる。ホッパー駆動装置111は、センタポール111
₁と、センタポール111₁に固定されたアーム111₂とアー
ム111₂の先端に固定された駆動部111₃とを有し、制御部
に指示されて、各計量ホッパーが第１の規定位置に停止
する毎に、センタポール111₁を下降させ、駆動部111₃で
各計量ホッパーの中心軸、好ましくはブラシ状、スクリ
ュフィーダ状等の形状の中心軸を動かし、好ましくは所
定角度回転、又は所定量振動等で駆動する。回転等で駆
動された量に応じて、第１の規定位置の各計量ホッパー
からは各計量ホッパーが収納している材料（超電導物質
原料を含む多元粉末焼成用材料製造用の材料）が落下
し、電子秤量装置５の試料用ポットに収納される。収納
された量は収納される毎に電子秤量装置５で秤量され、
制御部により指定量と一致するかどうか確認され、各計
量ホッパーからの材料が全べて指定量と許容範囲内で一
致すると秤量合格通知が、一致しないと秤量不合格通知
が制御部より発せられる。

一原料成分が過剰にポットに投入された場合、過剰の
ものより後に秤量される成分は、この過剰分に応ずる量
増加させることにし、増加分込みの量を計量投入し、過
剰成分より前に秤量された成分は過剰分に応ずる増加量
を再度秤量追加する指令を制御部から出し、徒らに不合
格通知を発して原料ロスを増すのを防止し得る。

次に、混合準備部11について説明する。

第４図に示されるように参照エタノールが準備され、
予めタンク15に供給され（ステップS41）、混合用ボー
ルがボールホッパー116に供給されている（ステップS4
3）。蓋はバーコード発券機によりバーコードがステッ
プS46で添付され、ステップS47で蓋ストッカ120₄（第５
図）に収容されている。

秤量部10で秤量合格し、所定量の材料を収納して、底
面両端をそれぞれ主コンベア23の２本のベルトに支えら
れて、試料用ポット101が搬送されてくると、ストッパ1
19が第２の規定位置で停止させ、ステップS42が開始す
る。ステップS42では、試料用ポット101が第２の規定位
置に来たことを位置センサ117₁によって検出した制御部
から指示を受けた分注器114はタンク115のアルコール、
代表的にはエタノール、を試料用ポット101内に軽く散
布し、次の指示があるともう一度散布する。ボールスト
ッパ118は、制御部から分注器114の１回目の散布が終了
したことを知らされると、ステップS44が開始され、ボ
ールストッパ118はボールホッパー116が収納しているボ
ールを試料用ポット101内に落下させ、センサ117₂を介
して所定個数のボールが落下したことを検出した制御部
から指示を受けると、ボールの落下を停止する。ストッ
パ119は、ボール供給後の分注器114の２回目のアルコー
ル散布が終了したことを制御装置から通知されると、試
料用ポット101の停止を解除する。上記第１回目のアル
コール散布で原料粉末が湿らされることにより、ボール
投入時の粉末及びアルコール飛散が防止される。従って
第１回目の散布はとくに原料粉末上に均一に散布される
よう適宜のスプレー等を用いるとよい。第２の規定位置
から主コンベア123により搬送された試料用ポット101
は、第３の規定位置において、位置決め固定装置121の
レバー121₁により停止させられる。試料用ポット101が
第３の規定位置に停止されたことが位置センサ117₃を介
して制御装置に検出され、それまで試料ポットの搬送路
上になかったレバー121₂が駆動され、レバー121₁と協働
して試料用ポット101を挟んで固定する。固定が終了し
たことを検出した制御装置からステップS48の蓋締め工
程を開始すべき指示が出され、蓋締ロボット120が始動
する。蓋締ロボット120は、センタポール120₁と、セン
タポールに固定されたアーム120₂と、アームの先端に取
り付けられた蓋締付部120₃と、蓋締付部に蓋を供給する
蓋ストッカ120₄とを有する。蓋締ロボット120は、蓋ス
トッカ120₄に指示して蓋締付受120₃の直下に蓋を１個ず
つ供給させる。蓋が供給されると、蓋締ロボットは、セ
ンタポール120₁を下降させ、蓋締付部120₃の下端の３本
の指で蓋を保持し、センタポール120₁を回転させ、蓋締
付部120₃を第３の規定位置の真上に位置させ、センタポ
ール120₁をさらに下降させ、蓋締付部120₃に蓋を回転さ
せて試料用ポット101の上部に蓋を固定し、３本の指を
解放にしてセンタポール120₁を上昇、回転して蓋締付部
120₃もとの位置にもどす。蓋締付けが終了すると、位置
決め固定装置121のレバー121₁,121₂開き、締めつけた蓋
付の試料ポット101は主コンベア123によりさらに搬送さ
れ、試料用ポット101通過後レバー121₁は主コンベア123
上に再びもどされる。

蓋付の試料用ポット101が第４の規定位置に達したこ
とを位置センサ117₄を介して検出した制御部からステッ
プS49を開始すべき指示が出され、その指示に基づい
て、回転装置122は蓋付の試料用ポット101を、主コンベ
ア123の２本のベルトの間を上昇するシャフトにより持
ち上げ、主コンベア123から浮かして回転させ、バーコ
ードリーダ124に代表される信号読みとり手段により、
試料用ポット101の蓋の上のバーコード等の識別信号又
は表示手段の読み取らせた後、再び蓋付の試料用ポット
101を主コンベア123に載せて後続工程に搬送させる。上
記読取りの際、個々のバーコード等で内容組成の対応が
制御部に戻され記憶される。

なおポットの開口部はポットの主部の外径よりも小の
外径とし、ポット内主部から開口にかけて細くなる、い
わゆる肩付き構造としておくと、ポットを水平に倒した
姿勢で回転させて内容物の混合をする場合内容物のにじ
み出しが少なく好ましい。

また、ホッパー、ポット、蓋の内面、ボールの外面は
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポ
リイミド樹脂等の樹脂性とすると各種鉱物たる原料粉を
これらの面から摩耗粉で、これらの面が樹脂性材料で覆
われず例えば金属やセラミックであるのに比し、汚染し
難く好ましい。有機性の樹脂材料粉が混入しても、後段
の仮焼成や本焼成で結局消散するから汚染が生じにく
い。

本実施例ではホッパー支持手段にターンテーブル108
を用いたがストレートタイプのものでもよいことは明ら
かである。

次に第６図、第７図（ａ），（ｂ），（ｃ），
（ｄ）、第８図を参照して混合部の20について説明す
る。

まず、混合部20に用いられる混合装置の構造について
説明する。

ローラ付シャフト207は、シャフト206に好ましくはほ
ぼ等間隔に表面がゴムのローラ204が多数はめ込まれた
ものであり、両端はシャフト206がベアリングに支持さ
れ、フレーム211に固定されている。２本のローラ付シ
ャフト207が一組となって固定されているのであって、
ロータ204は略一定の間隔をもって対向するように配置
されている。水平直角２軸搬送装置201は、ロボットハ
ンド203が取り付けられた垂直移動装置202を、フレーム
211に取り付けられたローラ付シャフト207の上で直角に
交わるＸ軸およびＹ軸方向に搬送する。ロボットハンド
203によって、対向する一対のローラ204上に試料用ポッ
ト101が置かれ回転させられる際、押えクランパ205は、
試料用ポット101が正規の位置から飛び出さないように
回転および下降させられ、２つの押えローラ205₁が試料
用ポット101の上に来る。押えローラ205₁は好ましくは
正規の押え位置ではポットに触れず、ポットの飛び上り
等の場合だけポット101に触れるようにする駆動動力ロ
ス等が少なく好ましい。

一組のローラ付シャフト207の一方は駆動装置212から
ベルト213を介して駆動され、他方は好ましくはローラ2
04の間またはシャフト206間に設けられたアイドルギヤ2
09を介して駆動され、ローラ204上の試料用ポットを回
転して試料用ポット内の各種材料を混合する。駆動装置
212はモータと無段変速装置を内蔵しており、速度調節
ハンドル214によって外部から回転速度調節可能となっ
ている。水平直角２軸搬送ロボット201等をプログラム
に従って制御するのが制御部219である。

本実施例ではロール付シャフト207は４組取り付けら
れており、各組のローラ付シャフト207は５個の試料用
ポット101を回転できるようなっていいる。これはほぼ
正方形状に試料用ポット110を配置して、ロボットハン
ド203を移動量を最小にするためである。

混合部20は上述した混合装置を用いるので下記のよう
に動作する。

混合準備部11から主コンベア123に搬送され、ポット1
01がストッパ202に達したことをストッパ220に設けられ
た位置センサにより制御部219が検出すると、水平直角
２軸搬送ロボット201、垂直移動装置202、ロボットハン
ド203を指示して、ロボットハンド203で試料用ポット41
0をつかみ、何も載っていない所定の対向するローラ204
の上にもってくる。（第８図ステップS51）該当するロ
ーラ204が取り付けられているローラ付シャフト207の回
転を停止し、対向するローラ204上に試料用ポット101を
置き、ロボットハンド203を上昇させて戻す。なお、ロ
ボットハンド203はポットをつかんでからローラ対の上
にもってくるまでの間に、ポット101をその軸が鉛直か
らローラの回転軸に平行な水平となるようにハンドが90
゜回転させられ、ポット101をローラ対の上に置いてか
ら次のローラ対の上に載置されるポットをつかむまでの
間にハンドは再び主コンベア123上の鉛直のポットをつ
かめるように復帰させられる。ロボットハンド203を上
昇させた後、押えクランパ205を下降回転させて、試料
用ポットが飛び出さないように試料用ポット上に押えロ
ーラ205₁がくるようにする。駆動装置212を始動してロ
ーラ付シャフト207を回転させポット101の収容物をボー
ルの助けにより混合する。予め設定された積算時間だけ
個々の試料用ポット101がローラ204で回転されると、駆
動装置212を停止し、押えクランパ205を上昇回転させ
て、試料用ポット101の保持を解除させる（ステップS5
2）。載置時と略逆の手順でロボットハンド203を試料用
ポット101上に移動させ、試料用ポット101を排出コンベ
ア221に移動させる（ステップS53）。

押えクランパ205は、例えば第７図（ｂ）のように支
筒205Tに挿通されるクランパ軸205Aに付したガイドピン
205Pとこれに係合し支筒205Tに与えたガイドロット205U
と図示しないクランパ上下手段の作用で上下および水平
に回転運動する。

次に分離準備部21およびボール分離部22について、第
９図、第10図、第11図、第12図を参照して説明する。

排出コンベア221によって混合部20からポット101が搬
送されてくる（第９図ステップS61）と、ポット101がセ
ンサ301に検知され、ロボット302がポット101を掴み、
分離準備部21の開栓機303にセットする。その際、バー
コードリーダー304によりポット101の蓋の上のバーゴー
ドが読み取られる（ステップS62）読み取られたバーゴ
ードは一旦制御記憶部（不図示）に貯えられ、後述のボ
ール分離部受容器のバーゴードとの対応が記録される。
ステップS63においては、開栓部303で位置センサーによ
りポット101を検出し制御部の指示によりポット固定装
置がポット101を固定する。制御部の指示により自動開
栓機の指部分が下降し蓋をチャッキングし逆回転して蓋
を開け、ステップS63において、蓋を持った指部分が上
昇、旋回し蓋の回収容器306の上部で指部分が開き回収
容器307へ落とし、ステップS64の処分作業工程に送る。

一方、ボール分離部22の棚305には、上部がスクリー
ン306₀で下部が耐熱バーコード付の受容器306₁であり、
上下分離可能に組み立てられている組立受容器306が搬
送ロボット（不図示）により予め用意されている。ま
た、振動テーブル310上にはロボット302により棚305か
ら移された組立受容器306が１個セットされている。セ
ットされる際、受容器306₁のバーコードがバーコードリ
ーダ314により読み取られる（ステップS65）。

開蓋機303の蓋開けが終了すると、ロボット302は開蓋
機303から蓋のないポット101を取り、ボール分離部22へ
移動する（ステップS66）。すでに振動テーブル310上に
セットされた組立受容器306の上でポット101を反転し内
容物を空ける（ステップS67）。反転状態でロボットに
保持されているポット101の口に下方から洗浄機311の洗
浄ノズル312が進入し、タンク313からのアルコールでポ
ット101内がスプレー洗浄され、その後ノズル312は後退
し、洗浄されたポット101は、ポット回収容器315に落下
させられる（ステップS70）。次に、ステップS68におい
て、組立受容器306上に篩の上蓋が下降して、蓋が閉め
られ振動テーブルの振動が開始され、同時に蓋部上方か
ら組立受容器の篩（スクリーン）上にアルコールが蓋上
部のスプレーノズル（不図示）から設定時間噴出する。
振動およびスプレーが停止後、下部の受容器306₁が固定
装置により固定される。ロボット302は組立受容器306の
上部のスクリーン306₀を外して中のボールをボール回収
容器316に投入し、スクリーン306₀を棚305のもとの位置
にもどす（ステップS71）。組立受容器306の受容器306₁
は固定装置から解除され、ロボット302によりコンベア
上に移され後続工程へ搬送される（ステップS72）。

次に第11図の一部と、第12図、第13図（ａ），（ｂ）
とを参照して乾燥部23について説明する。

コンベア320によりロボット302からの受容器306₁が所
定位置Ｐまで移動され、位置決め装置で位置決めされる
（ステップS73）。位置決めされた受容器306₁は、ロボ
ット401により、第13図の乾燥機内の出入口402へ移され
ターンテーブル410の所定位置の孔にセットされる（ス
テップS74）。乾燥機内で混合準備部11およびボール分
離部21で混入したアルコール分を順次詳細に説明するよ
うに加温、減圧等により所定の時間内で蒸発させる（ス
テップS75）。断熱材で囲まれた乾燥室400内には指令信
号に従って一定角度ずつ回転するターンテーブル410が
配設されている。ターンテーブル410には同一円周上に
一定の角度をおいて受容器306₁がセットされる孔が設け
られている。この孔の規定位置の直下には円形のヒータ
420がエヤシリダ毎に取りつけられており、これらヒー
タ420はそれぞれ独立にオン・オフの制御ができるよう
になっている。またヒータ420に対向するようにターン
テーブル410の上には熱風を吹き出すエヤーノズル433が
配置されている。このエヤーノズル433にはエヤー取入
口435からエヤー加熱機430で加熱された空気がノズル送
風機431によりダクト432を介して送られてくる。エヤー
加熱機430からは、さらにダクト434を介してターンテー
ブル410の下に熱風が送られている。出入口402で受容器
306₁が出し入れされる際、出入口401と乾燥室400とを隔
離しているドア442はエアーシリンダ441により開閉され
る。受容器306₁の内容物が乾燥されたかどうかの判断
は、ターンテーブルに設けられた温度センサで、蒸発終
了後受容器306₁の底面温度が急に上昇するのを検出して
行われる。アルコールの蒸発後、出入口402からロボッ
ト401が乾燥完了後の受容器306₁を取り出し（ステップS
76）、コンベア320に乗せて次工程に搬送させる（ステ
ップS77）。

コンベヤ320上ではバーコードを確認のために読み取
る（ステップS77）。この読み取りは必須ではないが乾
燥機における受容器306₁のフローがロータリー式である
場合などには、実施する方がエラーが防がれてよい。ま
た乾燥機23における進行状態、特に受容器306₁受入可能
状態が混合部にフィードバックされ、混合部20の進行を
うながす。

第14図を参照し仮成形準備部30について説明する。

乾燥を完了した受容器306₁がコンベヤ320で搬送され
てくる（ステップS81）。試料粉掻取機には予め新しい
掻取り用羽根がセットされている（ステップS82）。搬
送されてきた受容器306₁はコンベヤ320上で位置決め固
定され、受容器306₁内が掻取り用羽根で、全体的に掻取
られる（ステップS83）。すなわち受容器306₁の内壁へ
の粉の付着が解除される。使用された羽根は自動交換式
の供給部を備えた装置により再び新しい羽根に交換され
る。

第15図を参照して仮成形部31について説明する。

仮成形準備部30から内部全体が掻取られた受容器306₁
が供給されると、受容器306₁は反転装置で搬送コンベヤ
上に位置決めされた（ステップS87）ホッパー真上に移
される（ステップS85）。受容器306₁は反転されてその
収容物をホッパー中に移された後、所定の位置に回収さ
れる。空のホッパーは事前にホッパー供給機に通常手段
で準備整列されている（ステップS86）。充填されたホ
ッパーは仮成形機へ移送され、位置決めされる（ステッ
プS88）。計量フィーダーによりサンプルの計量と切り
出しが自動的に行われる（ステップS89）。所定の切り
出しがスタートすると、通常はプレスである成形機の金
型への切り出し、成形、成形体サンプルの取出し、直交
ロボットのもつトレーへの受取り、バキューム装置によ
る取出し部の清掃を繰返し、所定数の仮成形を行う（ス
テップS90）。バーコード等が予め与えられたトレー
は、事前に通常手動でロボットテーブルに準備される
（ステップS91）。成形後、所定数の同組成の成形体を
受け取った充填トレーはロボットテーブルから自動移送
され、搬送コンベヤ上でバーコード等が読取られる（ス
テップS92）。その後トレーは１）保存用トレー、およ
び２）廃棄用トレー、３）仮燒結用トレーに仕分けされ
る。廃棄用トレーには成形初期ショットの一個または所
定の少数個が前回成形組成による汚染防止のために入れ
られ、仮燒結用トレーにはロスを見込んだ必要数が入れ
られる。仮燒結用又は他のトレーの内部底面には、予め
アルミナ粉末等が焼き付き防止として敷き込まれてお
り、仮燒結時に成形体がトレーに焼き付くのを防止す
る。

同じ配合組成の成形体片が入れられた仮燒結用トレー
または保存、廃棄用トレーは仮燒結工程への移動等に際
しては、例えば第16図（ａ），（ｂ）のように10個程度
をまとめて大トレーに載置し移動するのが効率的である
（大トレーに対して前者のトレーを小トレーと称す
る）。大トレーと小トレーの間には通常焼き付き防止を
行わない、なお焼き付き防止材および大トレーの利用
は、後述の本燒結部35に関しても仮燒結部32の場合と同
様になされる。

仮成形された超電導セラミック物質等が仮成形部31よ
りサンプル保存部40に移送される場合について第17図を
参照して説明する。

仮成形部31から搬送されたトレーがサンプル保存部40
の送コンベヤにより搬送される（ステップS100）。この
間コンベヤ上でバーコードリーダ等によりトレーのバー
コード等が読み取られ、組成とトレーと対応が記録され
る。その後トレーは取出指示装置まで搬送されると、こ
こでサンプルは取り出され（ステップS101）、バーコー
ドのついた保存容器へ挿入され保存される（ステップS1
02）。後述の種々の工程においてトレーや容器等のバー
コード等は、全てそれらが載せまたは入れているサンプ
ルの組成とバーコード等とを対応させるためにこれまで
述べたと同様に処理され、ホストコンピュータ（計算
機）が代表する中央制御・記録・指示部への記録、記録
に基づくバーコード間の対応の照合・各部への指示等を
自動的に行って利用される。

次に、仮成形部31から仮燒結部32に仮成形された超電
導物質が移送される場合について第18図を参照して説明
する。

搬送コンベヤにより仮燒結部32にトレーが搬送されて
くると、仮成形部31の搬送コンベヤに移載されたトレー
が、仮燒結部へ搬送されてくると、作業ロボットにより
マッフル炉に代表される仮燒結炉A,Bの炉底上面に移載
される（ステップS110）。炉内にトレーが置かれる際、
仮燒結炉の扉は自動開閉される。仮燒結炉で焼成が終了
する（ステップS111）と、仮燒結炉は扉が自動開閉し炉
内にトレーを置き、扉は再び自動開閉しトレーはロボッ
トにより、炉から取り出され後続工程のコンベヤ上へ移
動される（ステップS112）。コンベヤで搬送される際、
バーコード等が読み取られる（ステップS113）。

第19図を参照して粉砕部33について説明する。

仮燒結部32の搬送コンベヤ上に移載されたトレーが、
粉砕部33へ搬送されてくると、粉砕部において整列ロボ
ットにより、トレーを整列し（ステップS121）、取り出
しロボットにより小トレーの取り出しおよび、容器への
移し換えを行う（ステップS122）。移し換えに際して
は、小トレーから取り出した成形体からアルミナ粉末等
を、エア吸引またはエアブロー等で除去してから容器に
移すことが必要な場合もある。小トレー上に残った焼付
き防止材粉体はロボットによる小トレーの回転、真空吸
引等により回収されて回収容器に集められる（ステップ
S123）。空きとなった小トレーおよび大トレーは不図示
の回収手段により集められ回収される。ステップS122で
入れられた容器よりサンプルは自動粉砕機の中へ充填さ
れ粉砕される（ステップS125）。ここで粉砕されたサン
プルはホッパーを用いた保集容器に移し換えられる（ス
テップS126）。ホッパーは、バーコードリーダ等によ
り、バーコード等を読み取られかつ記録された後、後続
工程へコンベヤで移動搬送される（ステップS127）。

第20図を参照して本成形部34について説明する。

粉砕部33の搬送コンベヤ上に移載されたホッパーが、
本成形部34へ搬送されてくると、ホッパーは本成形部に
おいて移載機構により本成形機へ移載される（ステップ
S130）。計量フィーダーによりサンプルは計量切り出し
が自動制御される（ステプS131）。成形機の金型への切
り出し、成形し（ステップS132）、取り出しロボットに
よるサンプルの取り出し（ステップS133）、直交ロボッ
トによるトレーへの受取り（ステップS134）、バキュー
ム装置による取り出し部の清掃を既述の仮成形と同様に
繰り返し、所定数の成形を行う。トレーは事前に手動で
ロボットテーブルに準備する。成形後、充填トレーはロ
ボットテーブルから自動移送され（ステップS135）、搬
送コンベヤ上で、バーコード等が読み取られ、保存用ト
レー、および廃棄用トレー、本燒結用トレーに仕分され
る。これらの仕分け、焼付き防止材の利用、大小トレー
の利用等は前記仮成形と同様である。本燒結用トレーは
次工程に搬送される（ステップS136）。

本成形部34からサンプル保存部41に移送される場合に
ついて第21図を参照して説明する。

本成形部34より搬送されたトレーが所定の位置で搬送
コンベヤ上に置かれる。コンベヤ上でバーコードリーダ
等によりバーコード等が読み取られ、成形物の組成をト
レーとの対応が記録されたトレーは、取出指示位置まで
搬送される（ステップS149）、ここでサンプルは取り出
され（ステップS141）、バーコードつき保存容器へ挿入
され（ステップS142）、そのバーコードが読み取られる
（ステップS143）。

本成形部34から本燒結部35に移送される場合について
第22図を参照して説明する。

本成形部34の搬送コンベヤに移載されたトレーが本燒
結部35へ搬送される。次に、オートローダにより、トレ
ーが管状炉に代表される本燒結炉J,K,〜Ｎ前のフォーク
上へ移載される（ステップS144）。この本燒結炉は扉が
自動開閉し、フォーク上のトレーは自動挿入、引出し装
置により炉芯管内に置かれ本焼成される（ステップS14
5）。本焼成後、扉は再び自動開閉し、トレーは自動挿
入、引出し装置により、炉内から取り出され、後続工程
のコンベヤ上へオートローダーで移される（ステップS1
46）コンベヤ上でバーコード等が読み取られ次工程に搬
送される（ステップS147）。

第23図を参照して測定準備部36について説明する。

本燒結部35の搬送コンベヤ上に移載されたトレーが測
定準備部36へ搬送される。所定の位置で停止し（ステッ
プS150）、サンプルは測定およびサンプル保存のために
コンベヤ搬送される。測定のために搬送されるサンプル
を入れたトレーに対し、途中の所要箇所でバーコード等
の印字やラベリング、読み取り、記録等がなされる。な
お、保存すべきサンプル取り出し（ステップS151）に際
しては、第19図の粉砕部で説明したと同様のアルミナ、
大小トレー回収、サンプルからのアルミナ除去等がなさ
れる。

第２の実施例について第24図を参照して説明する。

本実施例では仮成形部31、仮燒結部32、粉砕部33の工
程が繰り返し行われてから本成形部34以降の工程に移さ
れる。

また、第３の実施例としては、仮成形部31、仮燒結部
32、粉砕部33は省略（バイパス）して、仮成形準備部を
成形準備部として直接本成形部34に移行してもよい。な
お、実施例を示すブロック図のうち点線矢印および二重
線矢印で示される部分は、自動によらず人によって行っ
ても、従来技術の問題点の低減又は解消を妨げる程度は
少ない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、粉末状の各種材し、混
合したものを仮成形工程でペレットに仮成形するまでの
最も品質のばらつき易く、工数の多い工程を自動的に行
うことにより、多種類および大量のペレットを人手によ
る品質ばらつきを排除して効率よく製造できる効果があ
り、さらに、仮成形工程から本焼成工程までの工程も自
動化し、品質の安定した完成ペレットを能率よく製造で
きる効果があり、ひいては超電導物質等の特性試験を短
時間に正確に実行できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多元粉末焼成材料の製造方法が適用さ
れた第１の実施例のシステムと装置全体を示すブロック
図である。 第２図は第１図で示されたシステムと装置全体の配置を
示すレイアウト図である。 第３図は秤量部10の各ステップを示すブロック図であ
る。 第４図は混合準備部11の各ステップを示すブロック図で
ある。 第５図は秤量部10および混合準備部11に用いられる製造
装置を示す構成図である。 第６図は混合部20に用いられる製造装置（ボールミル
式）を示す構成図である。 第７図（ａ），（ｃ），（ｄ）は第６図の製造装置のそ
れぞれ平面図、立面図、側面図である。 第７図（ｂ）は第６図の製造装置の一部拡大図である。 第８図は混合部20のロボットの動作を示すブロック図で
ある。 第９図は分離準備部21の各ステップを示すブロック図で
ある。 第10図はボール分離部22の各ステップを示すブロック図
である。 第11図は分離準備部21およびボール分離部22で用いられ
る装置を示す構成図である（第11図（ａ）は平面図、第
11図（ｂ）は正面図）。 第12図は乾燥部23の各ステップを示すブロック図であ
る。 第13図は乾燥部23に用いられる装置を示す構成図である
（第13図（ａ）は平面図、第13図（ｂ）は正面図）。 第14図は仮成形準備部30の各ステップを示すブロック図
である。 第15図は仮成形部31の各ステップを示すブロック図であ
る。 第16図は仮成形部で用いられるトレーを示す図である
（第16図（ａ）は平面図、第16図（ｂ）は第16図（ａ）
のｃ−ｃ線による断面図）。 第17図はサンプル保存部40の各ステップを示すブロック
図である。 第18図は仮焼結部32の各ステップを示すブロック図であ
る。 第19図は粉砕部33の各ステップを示すブロック図であ
る。 第20図は本成形部34の各ステップを示すブロックであ
る。 第21図はサンプル保存部41の各ステップを示すブロック
図である。 第22図は本焼結部35の各ステップを示すブロック図であ
る。 第23図は測定準備部36およびサンプル保存部42の各ステ
ップを示すブロック図である。 第24図は第２の実施例を示す示すブロック図である。 10……秤量部、 11……混合部、 20……混合部、 21……分離準備部、 22……ボール分離部、 23……乾燥部、 30……仮成形準備部、 31……仮成形部、 32……仮燒結部、 33……粉砕部、 34……本成形部、 35……本燒結部、 36……測定準備部、 40,41,42……サンプル保存部、 101……試料用ポット、 105……電子秤量装置、 111……ホッパー駆動装置、 116……ボールホッパー、 120……蓋締ロボット、 201……水平直角２軸搬送装置、 202……垂直移動装置、 302,401……ロボット、 306……組立受容器、 400……乾燥室、 410……ターンテーブル、 420……ヒータ、 430……エヤー加熱機、 431,435……送風機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 尚雄 東京都江東区東雲１丁目14番３ 財団法 人国際超電導産業技術研究センター超電 導工学研究所内 (72)発明者 山田 幸雄 千葉県船橋市小室町2599 (72)発明者 大貫 正美 埼玉県桶川市上日出谷923番地29 (72)発明者 森田 悦司 千葉県船橋市夏見２丁目32番13号 (72)発明者 豊島 光伸 千葉県千葉市高洲１丁目18番６号棟104 号 (72)発明者 和田 裕巨 東京都葛飾区鎌倉１丁目33番14号 (72)発明者 日下 浩隆 千葉県茂原市早野2421 (72)発明者 池田 航 千葉県千葉市小倉町1763番１ (56)参考文献 特開 昭64−59043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−50757（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−141921（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−84529（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンベヤによって順次供給されてくる、蓋
   が外されたポット内に、超電導物質等を構成すべき粉状
   の各種材料を所定量自動計量しつつ供給する計量工程
   と、 計量工程完了後のポットの中に所定数のボールと所定量
   の揮発性液体とを自動供給後、前記ポットを蓋で密閉
   し、前記蓋に付記された第１のコードを読み取り、読み
   取った第１のコードと計量工程で供給された材料の内容
   とを対応して記憶装置に記憶する混合準備工程と、 混合準備工程の後に、前記ポットを運動させて前記ポッ
   トの内容物を混合させる混合工程と、 混合工程後の前記ポットの蓋を明け、ボールを篩でとり
   除きつつ混合された内容物のみを受容器に移すととも
   に、受容器に表示された第２のコードを読み取り、第１
   のコードとの対応を記憶するボール除去工程と、 ボール除去工程後の受容器を加熱し、内容物を乾燥させ
   る乾燥工程と、 乾燥工程後の受容器から内容物である材料の所定量を金
   型でプレス成形してペレットにするとともに、第２のコ
   ードに対応して前記ペレットの材料内容を記憶する仮成
   形工程とからなる多元粉末焼成材料の製造方法。
2. 【請求項２】前記計量工程は、電子計量装置上に蓋が外
   されたポットが順次供給されるステップと、ホッパー支
   持手段に取付けられ、各種材料粉末をそれぞれ保持して
   いる各計量ホッパーを順次計量位置に移動して、各ポッ
   パーから前記ポット内に各種材料を制御部から指示され
   る重量だけ、前記電子計量装置で計量しつつ落下させる
   ステップとからなる特許請求の範囲第１項に記載の製造
   方法。
3. 【請求項３】前記ボール除去工程においてボールを篩で
   とり除く際に、受容器の上に取外し可能に組付けられた
   篩の上にポットの内容物をあけ、篩用蓋を施し受容器と
   篩と篩用蓋を組付けたまま振動させつつ篩の上に揮発性
   液体を散布した後、蓋を開け、ボールの入った篩を取り
   除く特許請求の範囲第１項記載の多元粉末焼成材料の製
   造方法。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項の仮成形工程の後
   に、仮成形工程で成形され搬送さてくるペレットを自動
   的に焼結炉に供給し、予備的に焼結する仮焼結工程と、 仮焼結工程後のペレットを自動粉砕機で粉砕する粉砕工
   程と、 粉砕工程で粉砕された材料を金型でプレス成形する本成
   形工程と、 本成形工程で成形されたペレットを本焼成し測定工程に
   移送する本焼成工程とを有する多元粉末焼成材料の製造
   方法。
5. 【請求項５】コンベヤによって順次供給されてくる、蓋
   が外されたポット内に、超電導物質等を構成すべき粉状
   の各種材料を所定量自動計量しつつ供給する計量手段
   と、 計量工程完了後のポットの中に所定数のボールと所定量
   の揮発性液体とを自動供給後、前記ポットを蓋で密閉
   し、前記蓋に付記された第１のコード読み取り、読み取
   った第１のコードと計量工程で供給された材料の内容と
   を対応して記憶装置に記憶する混合準備手段と、 混合準備工程の後に、前記ポットを運動させて前記ポッ
   トの内容物を混合させる混合手段と、 混合工程後の前記ポットの蓋を明け、ボールを篩でとり
   除きつつ混合された内容物のみを受容器に移すととも
   に、受容器に表示された第２のコードを読み取り、第１
   のコードとの対応を記憶するボール除去手段と、 ボール除去工程後の受容器を加熱し、内容物を乾燥させ
   る乾燥手段と、 乾燥工程後の受容器から内容物である材料の所定量を金
   型でプレス成形してペレットにするとともに、第２のコ
   ードに対応して前記ペレットの材料内容を記憶する仮成
   形手段とからなる多元粉末焼成材料の製造装置。
6. 【請求項６】記計量手段は、電子計量装置上に蓋が外さ
   れたポットを順次供給する手段と、ホッパー支持手段に
   取付けられ、各種材料粉末をそれぞれ保持している各計
   量ホッパーを順次計量位置に移動して、各ホッパーから
   前記ポット内に各種材料を制御部から指示される重量だ
   け、前記電子計量装置で計量しつつ落下させる手段とか
   らなる特許請求の範囲第５項に記載の製造装置。
7. 【請求項７】前記ボール除去手段は、この手段による工
   程においてボールを篩でとり除く際に、受容器の上に取
   外し可能に組付れられた篩の上にポットの内容物をあ
   け、篩用蓋を施し受容器と篩と篩用蓋を組付けたまま振
   動させつつ篩の上に揮発性液体を散布した後、蓋を開
   け、ボールの入った篩を取り除く手段をもつ特許請求の
   範囲第５項記載の多元粉末焼成材料の製造装置。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第５項の仮成形工程の後
   に、仮成形工程で成形され搬送されてくるペレットを自
   動的に焼結炉に供給し、予備的に焼結する仮焼結手段
   と、 仮焼結工程後のペレットを自動粉砕機で粉砕する粉砕手
   段と、 粉砕工程で粉砕された材料を金型でプレス成形する本成
   形手段と、 本成形工程で成形されたペレットを本焼成し測定工程に
   移送する本焼成手段とを有する多元粉末焼成材料の製造
   装置。