(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部にハンドルを備えた筒体の内部に圧縮バネを収納するとともに、この筒体の先端部に前記圧縮バネにより常に前方に弾発状態に保持されたスライダを設け、このスライダに複数枚の脱水ケーキを貫通できる長さの長尺棒を取付け、また筒体には長尺棒を脱水ケーキに所定深さまで貫通させたときの圧縮バネの圧縮量を表示する目盛りを設けるとともに、前記長尺棒を前記脱水ケーキに所定深さまで押し込んだときの圧縮バネの圧縮量と脱水ケーキの硬度との相関係数Ｒが０．９００以上になるようにしたことを特徴とする脱水ケーキの硬度測定計。
【請求項２】
積層された多数枚の脱水ケーキに、請求項１記載の脱水ケーキの硬度測定計の長尺棒を所定深さまで押し込み複数枚の脱水ケーキを貫通させ、そのときの圧縮バネの圧縮量を読み取ることにより、脱水ケーキの平均的な硬度を測定することを特徴とする脱水ケーキの硬度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、碍子等の窯業製品の原料となる脱水ケーキの硬度測定計及びこれを用いた硬度測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
碍子等の製造工程では、原料スラリーをフィルタープレスにより脱水して平板状の脱水ケーキとし、この脱水ケーキを土練機に投入して所定形状に押し出す方法が採用されている。ところがこの脱水ケーキは微妙な含水率の差等によって硬度がばらつくので、そのまま土練機に投入すると土練機からの押出し速度が不安定となる等のトラブルの原因となる。
【０００３】
このため例えば３５枚程度の脱水ケーキをパレット上に積載し、縦方向に切断しながら土練機に投入することにより各脱水ケーキ間の硬度のばらつきを平均化する工夫がなされており、これによって同一パレット上に積載された多数枚の脱水ケーキ間の硬度のばらつきは解消できる。しかし異なるパレット間における硬度差は残ることとなる。
【０００４】
従ってパレット上に積載された多数枚の脱水ケーキの平均的な硬度を測定する必要がある。そこで本出願人は実開昭６３−１０９６３９号に示されるように、パレット上に積載された多数枚の脱水ケーキをアムスラー式の加圧機により圧縮し、この加圧機が受ける最大耐力（最大圧力）の値によって脱水ケーキの平均的な硬度を測定する装置を開発した。この装置は多くの場合に正確な硬度を示すため、現在まで工場で用いられている。
【０００５】
しかし、この装置には次のような問題があることが判明した。
1)  パレット上に積載された多数枚の脱水ケーキの途中に高含水率の脱水ケーキが介在していると、その脱水ケーキが座屈することにより加圧機が受ける最大耐力が著しく低下し、平均的な硬度を測定できない。
2)  同様に、パレット自体が変形してしまうと脱水ケーキの平均的な硬度を測定できない。
3)  一度測定すると脱水ケーキが割れるため、同一品を繰り返して測定できない。従って軟質の脱水ケーキを自然乾燥させ、後日再度硬度を測定することができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、パレット上に積載された多数枚の脱水ケーキの平均的な硬度を正確に測定することができ、しかも繰り返し測定が可能で、脱水ケーキを測定装置まで搬送する必要もない、脱水ケーキの硬度測定計及びこれを用いた硬度測定方法を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた請求項１の発明の脱水ケーキの硬度測定計は、基部にハンドルを備えた筒体の内部に圧縮バネを収納するとともに、この筒体の先端部に前記圧縮バネにより常に前方に弾発状態に保持されたスライダを設け、このスライダに複数枚の脱水ケーキを所定深さまで貫通できる長さの長尺棒を取付け、また筒体には長尺棒を脱水ケーキに貫通させたときの圧縮バネの圧縮量を表示する目盛りを設けるとともに、前記長尺棒を前記脱水ケーキに所定深さまで押し込んだときの圧縮バネの圧縮量と脱水ケーキの硬度との相関係数Ｒが０．９００以上になるようにしたことを特徴とするものである。
また請求項２の発明の脱水ケーキの硬度測定方法は、積層された多数枚の脱水ケーキに、請求項１記載の脱水ケーキの硬度測定計の長尺棒を所定深さまで押し込み複数枚の脱水ケーキを貫通させ、そのときの圧縮バネの圧縮量を読み取ることにより、脱水ケーキの平均的な硬度を測定することを特徴とするものである。なお、この硬度測定計を自動測定装置化することも可能である。
【０００８】
本発明によれば、パレット上に積載された多数枚の脱水ケーキの平均的な硬度を比較的正確に測定することができる。また長尺棒の押し込み位置をずらすことにより繰り返し測定が可能である。またこの硬度測定計は持ち運びが可能であるから、いつでもどこでも脱水ケーキの硬度測定を行うことができる利点がある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の脱水ケーキの硬度測定計を示す断面図であり、１は円筒状の筒体、２はその基部に溶接等によって強固に固定されたハンドルである。この筒体１の内部には圧縮バネ３とスライダ４とが収納されている。スライダ４は圧縮バネ３により常に前方に弾発されているが、スライダ４の側方に突設されたピン５が筒体１の長孔６に嵌まっているため、図１の位置よりも前方には移動することはできない。従って、このスライダ４は圧縮バネにより常に前方に弾発状態に保持されている。
【００１０】
スライダ４の先端には、やや太いロッド７を介してアダプタ８が固定されており、このアダプタ８にステンレス等の金属よりなる細長い長尺棒９が取り付けられている。この長尺棒９は複数枚の脱水ケーキを貫通できる長さを備えたものであり、この実施形態では直径が６ｍｍ、長さが約３００ｍｍの丸棒である。長尺棒９の先端をＲ形状とし、好ましくは半径３ｍｍ程度のＲ形状としておく。また、スライダ４のピン５には指針１０が取り付けられているとともに、筒体１の長孔６の側方には、図２に示すように目盛り１１が設けられている。この目盛１１は、長尺棒９を脱水ケーキに押し込んだときの抵抗による圧縮バネ３の圧縮量を表示するためのものである。
【００１１】
この硬度測定計を用いて脱水ケーキの硬度測定を行うには、図３に示すように測定者がハンドル２を握り、パレット１２上に積層された多数枚の脱水ケーキに斜めに長尺棒９を押し込む。これに連れて長尺棒９は、図４に示すように複数枚の脱水ケーキを貫通しながら、長尺棒９の押し込み量に対応する体積の脱水ケーキを側方に移動させながら進行するが、このとき長尺棒９の先端に脱水ケーキから物理的な抵抗が作用するとともに、長尺棒９の側面にも脱水ケーキからの抵抗が作用する。しかも、長尺棒９は複数枚の脱水ケーキを貫通できる長さを持つので、複数枚の脱水ケーキが長尺棒９に及ぼす抵抗のトータル値が圧縮バネ３に作用し、圧縮バネ３を圧縮する。測定者は長尺棒９を所定深さ（アダプタ８の位置）まで押し込んで、そのときの圧縮バネ３の圧縮量を目盛り１１により読み取る。
【００１２】
この圧縮量の読み取り値は、以下の実施例のデータに示す通り、脱水ケーキの硬度の真値との間に高い相関を持つものである。すなわち、本発明では、図５〜から８についての後記説明のように前記長尺棒９を脱水ケーキに所定深さまで押し込んだときの圧縮バネ３の圧縮量と脱水ケーキの硬度との相関係数Ｒが０．９００以上の高い相関を持つのである。
また、この脱水ケーキの硬度の真値は、土練機からの押出し速度から逆算した値である。なお圧縮量の読み取り値は、長尺棒９の押し込み速度や、押し込み力にはほとんど影響されず、長尺棒９を所定深さまで押し込めばほぼ一定となることを確認した。
【００１３】
【実施例】
図１に示した構造の硬度測定計であって、圧縮バネ３を直径３ｍｍ、巻数１４、コイル径５０ｍｍ、自然長１００ｍｍの圧縮コイルバネとし、長尺棒９を直径６ｍｍ、長さ３４０ｍｍとしたものを用いて、脱水ケーキの硬度の測定を行った。脱水ケーキはフィルタープレスにより脱水された直径７００ｍｍ、厚さ２０ｍｍのもので、パレット上に３６枚が積層されており、図３に示すようにその端面から斜め方向に長尺棒９を差し込んだ。
【００１４】
図５は、３６枚中の中央高さで脱水ケーキの硬度を測定した場合の目盛り１１の読み取り値を横軸とし、土練機からの押出し速度から逆算された真値を縦軸としたグラフであり、測定対象を変えて約２０回測定した。この場合の相関係数は０．９０３であり、本発明の方法によって脱水ケーキの硬度を精度よく測定できることが確認された。図６は、３６枚中の上から約１／４の高さで脱水ケーキの硬度を測定した場合の同様のグラフであり、この場合の相関係数は０．９１３であった。
【００１５】
また、図７と図８は原料系の異なる別の脱水ケーキの硬度を測定した場合の同様のグラフであり、図７は３６枚中の中央高さにおける測定結果を、また図８は３６枚中の上から約１／４の高さにおける測定結果を示す。図７における相関係数は０．９０９であり、図８における相関係数は０．９１４である。このように、本発明によれば真値との相関係数が０．９を上回る測定が可能である。これに対して、従来技術に記したアムスラー式の加圧機を用いた測定値は、例えば図９に示すようにばらつきが大きく、その相関係数は０．６８６であって本発明の優位性が明らかである。
【００１６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の硬度測定計及び硬度測定方法によれば、多数枚の脱水ケーキの平均的な硬度を正確に測定することができる。また細い長尺棒を差し込むだけであるために同一サンプルについて繰り返し測定が可能であるため、最初の測定時に硬度が低すぎる場合には、脱水ケーキを自然乾燥させ、後日再度硬度を測定することもできる。更に本発明の硬度測定計はどこへでも携帯可能であるため、従来のように脱水ケーキを測定装置まで搬送する必要もない等の多くの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の脱水ケーキの硬度測定計を示す断面図である。
【図２】目盛り部分の外観図である。
【図３】本発明の脱水ケーキの硬度測定方法の説明図である。
【図４】長尺棒の装入状態を示す断面図である。
【図５】実施例のデータ（測定位置、中央部）を示すグラフである。
【図６】実施例のデータ（測定位置、上方部）を示すグラフである。
【図７】実施例のデータ（測定位置、中央部）を示すグラフである。
【図８】実施例のデータ（測定位置、上方部）を示すグラフである。
【図９】アムスラー式の加圧機を用いた測定データを示すグラフである。
【符号の説明】
１  筒体、２  ハンドル、３  圧縮バネ、４  スライダ、５  ピン、６  長孔７  ロッド、８  アダプタ、９  長尺棒、１０  指針、１１  目盛り、１２  パレット
【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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