(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の枠型と、その枠型とスライド自在で枠型の枠内に嵌まり合う下型と、枠型の上部開放端を閉める上型とからキャビティ空間を作り、そのキャビティ空間の内部にスラリー状の湿式粉末材を供給して上型と下型とで圧縮し、湿式粉末材中の水分を上型並びに下型の各型面より連通する水抜き穴で型外に排出し、湿式粉末材から所定形状の成形品を圧縮成形する湿式粉末材の水抜き成形方法において、
キャビティ空間を作る際に、下型を型枠に嵌め合わせると共に上型を枠型に密接させるまで降下させて枠型の上部開放端を上型で閉めてから、キャビティ空間の内部の残圧を抜きつつ、枠型と上型とを一緒に上昇させまたは下型を降下させてキャビティ空間を作るようにしたことを特徴とする湿式粉末材の水抜き成形方法。
【請求項２】
筒状の枠型と、その枠型とスライド自在で枠型の枠内に嵌まり合う下型と、枠型の上部開放端を閉める上型とからキャビティ空間を作る成形型でなり、スラリー状の湿式粉末材をキャビティ空間の内部に注入する供給パイプを枠型に備え、キャビティ空間の内部に供給パイプより注入されるスラリー状の湿式粉末材を上型と下型とで圧縮し、湿式粉末材中の水分を上型並びに下型の各型面より連通する水抜き穴で型外に排出し、湿式粉末材から所定形状の成形品を圧縮成形する湿式粉末材の水抜き成形装置において、
下型を型枠に嵌め合わせると共に上型を枠型に密接させるまで降下させて枠型の上部開放端を上型で閉めた状態で、枠型と上型とを一緒に上昇させまたは下型を降下させてキャビティ空間を作るのに伴って、キャビティ空間の内部の残圧を抜くように外部に開放されるリーク弁を枠型に備え付けたことを特徴とする湿式粉末材の水抜き成形装置。
【請求項３】
湿式粉末材の供給パイプとキャビティ空間の内部の残圧を抜くように外部に開放されるリーク弁とを枠型に接続する同じ管系統中に備えると共に、湿式粉末材の供給パイプとリーク弁との経路を二者択一に開閉制御する切替弁を備え付けたことを特徴とする請求項２に記載の湿式粉末材の水抜き成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック製品の製造工程において、スラリー状の湿式粉末材を脱水処理すると共に、その湿式粉末材から所定形状の成形品を製造するのに適用される湿式粉末材の水抜き成形方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、湿式粉末材の脱水，成形処理にはチューブプレスや回転式脱水装置が使用されている。然し、これらの装置では脱水処理後の材料形状が不安定で次工程への転送前に仮成形しなければならないために工程数が多く、また、脱水工程，仮成形工程をバッチ式に処理しなければならないから作業に極めて時間が掛かる。
【０００３】
それに代えて、筒状の枠型と、枠型の型内にスライド自在に嵌り合う下型と、枠型の開放端を閉める上型とからキャビティ空間を作り、キャビティ空間の内部に供給されるスラリー状の湿式粉末材を上型と下型とで圧縮しつつ、型面に備えたフィルタを介して湿式粉末材中の水分を型面より連通する水抜き穴で型外に排出することにより、湿式粉末材から所定形状の成形品を圧縮成形するフィルタープレス装置が知られている（特開昭５２ー１１９６１２号、特開平７−１８３１４８号）。
【０００４】
この種のフイルタープレス装置では、成形品の取出し後、再度、キャビティ空間を作るときは上型を枠型の上側まで降下させ、隙間のある状態を保って上型と枠型とを一緒に上昇させることによりキャビティ空間を作るが、湿式粉末材を圧縮成形するのに伴って枠型と下型との合わせ目に残る残圧により、フイルタが残圧で歪み、また、スラリーの残さが上型と枠型との間や枠型と下型との合わせ目から噴出するという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、筒状の枠型と、その枠型とスライド自在で枠型の枠内に嵌まり合う下型と、枠型の上部開放端を閉める上型とからキャビティ空間を作る成形型を応用しながらも、枠型と下型との合わせ目に残る残圧による悪影響を簡単な設備により防いで、湿式粉末材による成形品を効率よく製造可能な湿式粉末材の水抜き成形方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る湿式粉末材の水抜き成形方法においては、筒状の枠型と、その枠型とスライド自在で枠型の枠内に嵌まり合う下型と、枠型の上部開放端を閉める上型とからキャビティ空間を作り、そのキャビティ空間の内部にスラリー状の湿式粉末材を供給して上型と下型とで圧縮し、湿式粉末材中の水分を上型並びに下型の各型面より連通する水抜き穴で型外に排出し、湿式粉末材から所定形状の成形品を圧縮成形するべく、
キャビティ空間を作る際に、下型を型枠に嵌め合わせると共に上型を枠型に密接させるまで降下させて枠型の上部開放端を上型で閉めてから、キャビティ空間の内部の残圧を抜きつつ、枠型と上型とを一緒に上昇させまたは下型を降下させてキャビティ空間を作るようにされている。
【０００７】
本発明の請求項２に係る湿式粉末材の水抜き成形装置においては、筒状の枠型と、その枠型とスライド自在で枠型の枠内に嵌まり合う下型と、枠型の上部開放端を閉める上型とからキャビティ空間を作る成形型でなり、スラリー状の湿式粉末材をキャビティ空間の内部に注入する供給パイプを枠型に備え、キャビティ空間の内部に供給パイプより注入されるスラリー状の湿式粉末材を上型と下型とで圧縮し、湿式粉末材中の水分を上型並びに下型の各型面より連通する水抜き穴で型外に排出し、湿式粉末材から所定形状の成形品を圧縮成形するもので、
下型を型枠に嵌め合わせると共に上型を枠型に密接させるまで降下させて枠型の上部開放端を上型で閉めた状態で、枠型と上型とを一緒に上昇させまたは下型を降下させてキャビティ空間を作るのに伴って、キャビティ空間の内部の残圧を抜くように外部に開放されるリーク弁を枠型に備え付けることにより構成されている。
【０００８】
本発明の請求項３に係る湿式粉末材の水抜き成形装置においては、湿式粉末材の供給パイプとキャビティ空間の内部の残圧を抜くように外部に開放されるリーク弁とを枠型に接続する同じ管系統中に備えると共に、湿式粉末材の供給パイプとリーク弁との経路を二者択一に開閉制御する切替弁を備え付けることにより構成されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して説明すると、図１は水抜き成形装置の要部である型構造を示す。この型構造においては筒状の枠型１０と、その枠型１０とスライド自在に枠型10の枠内に嵌まり合う下型２０と、枠型１０の開放端を閉める上型３０とによりキャビティ空間Ｓを作る成形型として構成されている。また、キャビティ空間Ｓの内部に供給されるスラリー状の湿式粉末材を上型３０と下型２０とで圧縮し、湿式粉末材中の水分を上型３０並びに下型２０の各型面より型外に排出すると共に、湿式粉末材から所定形状の成形品を圧縮成形する成形型として構成されている。
【００１０】
その下型２０並びに下型３０には、複数個の水抜き穴２１…，３１…を縦方向の貫通穴として各型面より水収容部２２，３２に連通させて設けると共に、水収容部２２，３２を経て、湿式粉末材の水分を排水口２３，３３から型外に強制的に吸引排出する排水経路が設けられている。この下型２０並びに上型３０において、水抜き穴２１…，３１…は互いに同じ個数，開口位置並びに開口径の形成条件で設けられている。
【００１１】
下型２０においては、水収容部２２が下型型板２４を角筒体として形成することにより下型型板２４の内部に設けられている。その水収容部２２からは、排水口２３が下型取付板２５の内部を通って型外に連通するよう設けられている。一方、上型３０においては水収容部３２が上型型板３４で保持する側の型内に設けられ、また、排水口３３が水収容部３２より型外に連通するよう型側部に設けられている。
【００１２】
下型２０は植立ピン２６で下型型板２４の上部側に位置決め載置され、下型２０及び下型型板２４の両側面に亘るクランプ用凹部２７と嵌め合せ止めされる断面コ字状のクランプ２８で着脱自在に取付け固定されている。
【００１３】
枠型１０には、セラミック原材料等の粉末材を一次混合したスラリー状の湿式粉末材をキャビティ空間Ｓの内部に充填するスラリー注入口１１が設けられている。このスラリー注入口１１にはスラリー供給パイプ１２が接続されており、その供給パイプ１２の同じ管系統内にはキャビティ空間内の圧抜き用リーク弁１３が備え付けられている。また、湿式粉末材の供給パイプ１２とリーク弁１３との経路を二者択一に開閉制御する切替弁１４が備え付けられている
【００１４】
枠型１０と下型２０との間に介在させて、水漏れ防止手段４０が装備されている。この水漏れ防止手段４０は枠型１０と下型２０との間を水密に保つと共に、枠型１０を下型２０と円滑に摺動可能に支持するものとして組み付けられている。
【００１５】
その水漏れ防止手段４０には、耐摩耗性に優れるケプラー繊維，テフロン繊維，グラファイト繊維，石綿繊維のいずれかから形成したパッキング４１を装備するとよい。このパッキング４１は、止めリング４２で押えてネジ４３で締め付けることにより枠型１０に着脱交換自在に取り付けることができる。
【００１６】
下型２０並びに上型３０には、湿式粉末材の水分を水抜きする濾過手段とし、また、湿式粉末材の成形品を型面から離脱させる離型手段とを兼ねて、通水性を有する高分子樹脂材によりキャビティ空間Ｓに面する側を形成したフィルタ５０，６０が各型面に備え付けられている。
【００１７】
このフィルタ５０，６０の高分子樹脂材は通水性から濾過手段として機能することは勿論、材質による可撓性から湿式粉末材Ｗの成形品との離型性と共に使用耐久性にも優れる。その通水性を有する高分子樹脂材としては、ポリエチレン，ポリエステル，ナイロン，アラミド，アクリル，ポリ塩化ビニールのいずれかを用いるとよく、これは湿式粉末材Ｗの成形品との離型性並びに使用耐久性により優れるところから好ましい。
【００１８】
フィルタ自体としては、図２で下型側のもので示すようにキャビティ空間Ｓに面する側の高分子樹脂材５０ａと、下型２０の型面に対接する側に配置されるステンレス等の金属メッシュ５０ｂとの積層シートが好ましい。これは離型性並びに使用耐久性に加えて、高分子樹脂材５０ａとの相乗作用からより優れた水抜き機能を発揮することができる。そのステンレス等の金属メッシュに代えて、６６ナイロン製のナイロンメッシュを用いることもできる。
【００１９】
そのフイルタ５０，６０として、上型３０には図１で示すように繰出し，巻取りリール６１，６２を型両側に装備し、使用回数に応じて繰出し交換可能なロール状に巻かれたフィルタ６０を備え付けるとよい。
【００２０】
型各部は、図３〜６で示すように機体フレーム７０の上部側に設置された固定盤７１をベースに組付け装備されている。
【００２１】
その固定盤７１の盤面上には、下型２０並びに下型型板２４が下型取付板２５で据付け設置されている。また、この固定盤６１の盤面にはスラスト軸受け７２ａ〜７２ｄが嵌込み固定され、その各スラスト軸受け７２ａ〜７２ｄで軸受け支持する４本のガイドロッド７３ａ〜７３ｄが縦方向に挿通配置されている。このガイドロッド７３ａ〜７３ｄには、上型３０並びに上型型板３４が上型取付板３５で軸受け支持することにより軸上端側に配設されている。
【００２２】
ガイドロッド７３ａ〜７３ｄの軸下端側には可動盤７４が取付け固定され、その可動盤７４と固定盤７０との間にはセンターシリンダ８０とサイドシリンダ８１，８２がストローク伸縮動可能に掛渡し装備されている。このセンターシリンダ８０並びにサイドシリンダ８１，８２は、可動盤７４，ガイドロッド７３ａ〜７３ｄを介して上型３０を上下動するよう備え付けられている。また、図５で示すように下型２０を複数台備えることから、湿式粉末材の圧縮力をバランスよく作用するべく、図６で示すようにセンターシリンダ８０と共にサイドシリンダ８１，８２が横並びに装備されている。
【００２３】
枠型１０は枠型型板１５で支持され、その枠型型板１５にはスラスト軸受け１６ａ〜１６ｄを板面に嵌込み固定させて備え、ガイドロッド７３ａ〜７３ｄをスラスト軸受け１６ａ〜１６ｄに挿通することによりガイドロッド７３ａ〜７３ｄの軸線上で上下動可能に支持されている。
【００２４】
枠型１０には固定盤７０より上方に突出するシリンダロッドの先端を枠型型板１５と連結させて固定盤７０の下部側に装備された駆動シリンダ８３，８４が装備されている。この枠型用の各駆動シリンダ８３，８４には、後述するように湿式粉末材Ｗを圧縮する際に上型３０の下降に伴う押圧力を受けて従動下降するものが備え付けられている。
【００２５】
上述した各機構部の他に、図７で示すようにスラリー状の湿式粉末材から圧縮成形された所定形状の成形品を下型２０の片面より取出し転送する成形品移送機構９０が設けられている。この成形品移送機構９０は吸着パッド９１を移動ブロック９２に備え付け、その移動ブロック９２を図面手前から奥方向に渡るガイド軸９３で摺動自在に支持すると共に、吸着パッド９１をスクリュ−軸９４でガイド軸９３に沿って移動可能に構成し、湿式粉末材の成形品を次工程に取出し転送するよう装備されている。
【００２６】
このように構成する湿式粉末材の水抜き成形装置では先の成形品を取り出した状態から、まず、図８で示すようにセンターシリンダ８０並びにサイドシリンダ８１，８２をストローク伸長動させて可動盤７４を降下させ、ガイドロッド７３ａ〜７３ｄを介して上型３０を下降動させる。その上型３０は、フィルタ６０を介して型面を枠型１０の上端面に当接し、枠型１０と型閉めすることによりキャビティ空間Ｓを密閉する。
【００２７】
その型締め状態から、上型３０と共に枠型１０を下型２０の型面高さよりも上位に位置するよう駆動シリンダ８３，８４で上昇移動する。その枠型１０の上昇によっては、予め定められた供給量の湿式粉末材を収容可能なキャビティ空間Ｓが下型２０の型面と枠型１０の枠内とから作られる。
【００２８】
この時に、スラリー供給パイプ１２の切替弁１４を閉鎖状態に保って、同じ管系統内に装備されたリーク弁１３を開放することによりキャビティ空間Ｓの内部から残圧を抜き、キャビティ空間Ｓの内部が負圧になるのを防ぐ。これにより、フイルタが残圧で歪み、また、スラリーの残さが上型と枠型との間や枠型と下型との合わせ目から噴出するのを防げる。
【００２９】
そのキャビティ空間Ｓが予め定められた供給量の湿式粉末材を収容可能な状態になったならば(図１参照)、リーク弁１３を閉鎖すると共に、スラリー供給パイプ１２の切替弁１４を開放させてスラリー状の湿式粉末材を注入口１１よりキャビティ空間Ｓの内部に供給する。キャビティ空間Ｓの内部がスラリー状の湿式粉末材Ｗで満たされたならば、切替弁１４を閉じて湿式粉末材Ｗの供給経を閉鎖する。
【００３０】
次に、図９で示すようにセンターシリンダ８０並びにサイドシリンダ８１，８２を伸長動させて上型３０を降下させることにより湿式粉末材Ｗを圧縮する。この湿式粉末材Ｗは、枠型１０が上型３０の降下による押圧力で追従降下することから、下型２０と上型３０との型面間で圧縮される。
【００３１】
その湿式粉末材Ｗの圧縮に伴っては、湿式粉末材Ｗに含まれている水分のみが上型３０及び下型２０に備えられたフィルタ５０，６０を通過することにより双方の水抜き穴２１…，３１…を通って排出される。このため、キャビティ空間Ｓの内部から効率よく水抜きできる。特に、上型３０，下型２０の水抜き穴２１…，３１…を互いに同じ個数，開口位置並びに開口径の形成条件で設けることから上下の各型２０，３０よりバランスよく効果的な水抜きが行える。
【００３２】
その各水抜き穴２１…，３１…を通過した水分は、上型３０においては型内に設けられた水収容部３２の内部に溜って排水口３３より型外に吸引排出される。また、下型２０においては水抜き穴２１…より下型型板２４の水収容部２２に落下し、上型取付板２５の排水口２３から同様に型外に排出される。この水抜きの際、枠型１０と下型２０との間には水漏れ防止用のパッキング４１が介装されているため、粉末材分は勿論、水漏れが生ずるのを防ぐことができる。
【００３３】
その湿式粉末材Ｗを上型３０と下型２０とで圧縮する途中に、図１０で示すように湿式粉末材Ｗの圧縮を一時停止させて上型３０と枠型２０とを僅かな間隙Ｇで型開きする。この型開きは、湿式粉末材Ｗの圧縮に伴って生ずるキャビティ空間Ｓの内部圧力を抜くためで、その内部圧力があると、最終的に型開きした際に成形品の粉末分が飛散して所定形状の成形品を得られない。この型開きは上型３０と共に枠型１０を多少上昇させて枠型２０を一旦停止し、上昇，一旦停止を数回繰り返すことにより行える。その型開き間隙Ｇは、５〜１０ｍｍ程度に設定すればよい。
【００３４】
その湿式粉末材Ｗを上型３０と下型２０とで所定厚みまで最終的に圧縮したならば、上型３０並びに枠型１０の作動を停止する。この後は、図１１で示すように湿式粉末材の成形品Ｗ’を上型３０と下型１０とで保持したまま、枠型２０を下降させて成形品Ｗ’の周側面を上型３０と下型２０との間より外部に露出させる。
【００３５】
これは上述した内部圧力が少しでも残っている場合を考慮し、上型３０の上昇前に残圧を完全に抜くためであり、枠型１０の下降は枠型１０の上端面と下型２０の型面とが一致する高さ位置まででよい。その枠型１０の下降に伴っては湿式粉末材の成形品Ｗ’が全体的に下型２０の型面上に現れることにより、図１２で示すように上型３０を下型２０より上昇させれば、湿式粉末材の成形品Ｗ’を下型２０の型面から直ちに取出し転送するようにできる。
【００３６】
その上型３０に上昇動に伴っては、フイルタ６０のキャビティ空間Ｓに面する側が高分子樹脂材により形成されているため、この高分子樹脂材の可撓性によりフィルタ６０を湿式粉末材の成形品Ｗ’から容易に離型することができる。
【００３７】
それと同様に、湿式粉末材の成形品Ｗ’を下型２０の型面上から取り出す際にも、フィルタ５０のキャビティ空間Ｓに面する側が高分子樹脂材により形成されていることから、湿式粉末材の成形品Ｗ’をフィルタ５０から容易に離型することができる。この成形品Ｗ’の取出しは吸着パッド９１を用いて簡単に行え、湿式粉末材の成形品Ｗ’が確実に圧縮成形されていることにより形状崩れを生ずることなく、次工程に容易に送り出すことができる。
【００３８】
なお、上述した実施の形態では枠型１０と上型３０とを一緒に上昇させてキャビティ空間を作る成形型に基づいて説明したが、下型を下降させてキャビティ空間を作る成形型でも同様に適用することができる。また、上述した各型の駆動制御は予め定められたプログラムに則ってシーケンス制御により自動的に行うことができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の請求項１に係る湿式粉末材の水抜き成形方法に依れば、キャビティ空間を作る際に、下型を型枠に嵌め合わせると共に上型を枠型に密接させるまで降下させて枠型の上部開放端を上型で閉めてから、キャビティ空間の内部の残圧を抜きつつ、枠型と上型とを一緒に上昇させまたは下型を降下させてキャビティ空間を作ることにより、筒状の枠型と、その枠型とスライド自在で枠型の枠内に嵌まり合う下型と、枠型の上部開放端を閉める上型とからキャビティ空間を作る成形型を応用しながらも、枠型と下型との合わせ目に残る残圧による悪影響を確実に防げて、湿式粉末材による成形品を効率よく製造することができる。
【００４０】
本発明の請求項２に係る湿式粉末材の水抜き成形装置に依れば、下型を型枠に嵌め合わせると共に上型を枠型に密接させるまで降下させて枠型の上部開放端を上型で閉めた状態で、枠型と上型とを一緒に上昇させまたは下型を降下させてキャビティ空間を作るのに伴って、キャビティ空間の内部の残圧を抜くように外部に開放されるリーク弁を枠型に備え付けることにより、筒状の枠型と、その枠型とスライド自在で枠型の枠内に嵌まり合う下型と、枠型の上部開放端を閉める上型とからキャビティ空間を作る成形型を応用しながらも、枠型と下型との合わせ目に残る残圧による悪影響を簡単な設備により確実に防げて、湿式粉末材による成形品を効率よく製造することができる。
【００４１】
本発明の請求項３に係る湿式粉末材の水抜き成形装置に依れば、湿式粉末材の供給パイプとキャビティ空間の内内部の残圧を抜くように外部に開放されるリーク弁とを枠型に接続する同じ管系統中に備えると共に、湿式粉末材の供給パイプとリーク弁との経路を二者択一に開閉制御する切替弁を備え付けることにより、湿式粉末材の供給と残圧の抜出しを簡単な設備で確実に切替え制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る湿式粉末材の水抜き成形装置において装備される型構造を示す説明図である。
【図２】図１の水抜き成形装置において装備される下型を示す部分拡大断面図である。
【図３】図１の水抜き成形装置を示す部分切欠正面面図である。
【図４】図１の水抜き成形装置おける機体部分を示す斜視図である。
【図５】図１の水抜き成形装置を示す切欠側面図である。
【図６】図１の水抜き成形装置おける機体部分を示す平面図である。
【図７】図１の水抜き成形装置を図５とは別の部分で切り欠いて示す側面図である。
【図８】図１の水抜き成形装置を初期段階の圧抜き状態で示す説明図である。
【図９】図１の水抜き成形装置において湿式粉末材の圧縮状態を示す説明図である。
【図１０】図１の水抜き成形装置において圧縮成形途上で行う圧抜き状態を示す説明図である。
【図１１】図１の水抜き成形装置において最終的な型開き前の型離間状態を示す説明図である。
【図１２】図１の水抜き成形装置において最終的な型開き状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０          枠型
２０          下型
３０          上型
１１          スラリー注入口
１２          スラリー供給パイプ
１３          リーク弁
１４          切替弁
Ｗ            スラリー状の湿式粉末材
Ｓ            キャビティ空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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