(57)【要約】【課題】可塑性材料に生じるプレス時の不具合を低コストで修正することのできるプレス機を提供すること。【解決手段】上下金型１０，１１を備え、上型１１を下型１０の方向に対して往復動可能に保持するとともに、両金型１０，１１を近接させることによって下型１０にセットされた粘土製荒地Ｐをプレスして、荒地Ｐを瓦成型品に成形するプレス装置において、上型１１裏面には油圧シリンダ装置を配設するとともに、上型１１の第１の分割ブロック２３にシリンダ通路３０を形成する。そして、シリンダ通路３０内に油圧シリンダ装置の駆動によってスライドするプレスラム４５を配置する。これによって上下金型１０，１１によってプレスされて延展した荒地（粘土）のうち、特に切れや変形し易い部位を集中的に押圧することができるため、切れや変形を修正することが可能となる。【選択図】　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の金型を備え、同第１の金型を第２の金型方向に対して往復動可能に保持するとともに、両金型を近接させることによってセットされた可塑性材料をプレスして、同可塑性材料を所定の形状に成形するようにしたプレス装置において、
前記第１及び第２の金型の少なくとも一方の金型には補助プレス機構を設け、いずれか他方の金型の所定の部位に向かって同補助プレス機構を駆動させ、同補助プレス機構のプレス体を進出させることで当該部位の可塑性材料を同他方の金型方向に押圧するようにしたことを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
前記補助プレス機構は前記両金型が前記可塑性材料をプレスして延展させた後に駆動を開始するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。
【請求項３】
前記補助プレス機構のプレス体は同補助プレス機構の非駆動状態において前記一方の金型のプレス面に形成したシリンダ様凹部内に配置され、同プレス体は同シリンダ様凹部内において同プレス面よりも後退した位置に配置されるとともに、同補助プレス機構の駆動とともに同プレス面と面一あるいは同プレス面よりも前方位置に進出するようになっていることを特徴とする請求項２に記載のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粘土等の可塑性材料をプレス加工するためのプレス装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から例えば瓦用の粘土板（荒地）のような可塑性材料をプレスして所定の瓦形状に成型するプレス装置がある。このようなプレス装置には従来から次のような課題が生じていた。
すなわち、荒地は金型のプレス力によって金型のキャビティ内の形状に従って延展され、種々の形状に成型されていくのであるが、特殊な形状の瓦を成型する際に十分荒地が延びていかず、変形したりいわゆる切れ（荒地が割れること）を生じさせたりすることがある。
これを解決するためにいくつかの手段がある。具体的には、
１）極めて強いプレス力でプレスを行う。
２）二段階でプレス成形を行う。すなわち、第１段階で基本的な成型を行い、一旦取り出して第２段階で他の金型を使用して切れ等の不具合が生じている箇所を集中的にプレスして不具合を修正する。
というものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記１）の場合では強いプレス力のためにはプレス装置が大型化、高強度化することとなり、非常にコストがかかってしまうこと、２）では工程が増え、金型やプレス装置も複数必要となり、やはり高コスト化を招来してしまう。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、可塑性材料に生じるプレス時の不具合を低コストで修正することのできるプレス機を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１の発明では、第１及び第２の金型を備え、同第１の金型を第２の金型方向に対して往復動可能に保持するとともに、両金型を近接させることによってセットされた可塑性材料をプレスして、同可塑性材料を所定の形状に成形するようにしたプレス装置において、前記第１及び第２の金型の少なくとも一方の金型には補助プレス機構を設け、いずれか他方の金型の所定の部位に向かって同補助プレス機構を駆動させ、同補助プレス機構のプレス体を進出させることで当該部位の可塑性材料を同他方の金型方向に押圧するようにしたことを要旨とする。
このように構成すると、第１及び第２の金型によって塑性材料をプレス成形するとともに、一方の金型に補助プレス機構を設けたため切れや変形の生じやすい部位においてはその部位の可塑性材料をプレス体によって他方の金型方向に押圧する。つまり、その部位の可塑性材料をプレス体と他方の金型との間で圧縮する。すると、当該部位の可塑性材料は個別に強いプレス力で圧縮されて切れや変形が修復されることとなる。
【０００５】
請求項２の発明では、請求項１の発明の構成において、前記補助プレス機構は前記両金型が前記可塑性材料をプレスして延展させた後に駆動を開始するようにしたことを要旨とする。
これによって可塑性材料が延展されてから初めて補助プレス機構が駆動するため未だ可塑性材料が回っていない状態でプレス体が進出し始めることがない。
請求項３の発明では、請求項２の発明の構成において、前記補助プレス機構のプレス体は同補助プレス機構の非駆動状態において前記一方の金型のプレス面に形成したシリンダ様凹部内に配置され、同プレス体は同シリンダ様凹部内において同プレス面よりも後退した位置に配置されるとともに、同補助プレス機構の駆動とともに同プレス面と面一あるいは同プレス面よりも前方位置に進出するようになっていることを要旨とする。
これによってプレス体が非駆動状態の際には延展された可塑性材料がシリンダ様凹部内に一旦侵入してくるものの、プレス体が駆動されることで侵入してきた可塑性材料もろとも当該部位の可塑性材料を他方の金型に対して押圧することとなる。
【０００６】
【発明の効果】
請求項１の発明により、切れや変形の生じやすい部位を補助プレス機構のプレス体によって個別に強いプレス力でプレスして修復することができる。請求項２の発明では請求項１の発明の効果に加え、未だ可塑性材料が回っていない状態でプレス体が進出することがないため効率的なプレス動作が行われる。請求項３の発明では請求項２の発明の効果に加え、当該部位の可塑性材料の密度が増加するため切れや変形をより確実に修復できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態では瓦成型品用のプレス装置、特に軒瓦成型品１用の金型を使用したプレス装置について説明する。まず、図４及び図５に基づいて簡単に軒瓦成型品１について説明する。
本実施の形態の瓦成型品１は焼成後に軒瓦となるものである。瓦成型品１は波打った略正方形の本体２を備えている。本体２には軒先側に配置される万十３（まんじゅう、瓦成型品１の先端の円形部分）と万十３の側方に沿って延出された垂れ部４が形成されている。本体２の棟側角部には切り欠き５が形成されている。図５に示すように、万十３の裏面側には後述するプレスラム４５によってプレスされた凹痕６が形成されている。瓦成型品１は可塑性材料としての荒地Ｐをプレス成形して製造される。
【０００８】
図１〜図３に示すように、軒瓦成型品１の加工用の金型は、第１の金型としての下型１０と第２の金型としての上型１１とにより構成されている。まず、下型１０について説明する。
図１に示すように、下型１０の下型台座１２は肉厚部１２ａと、同肉厚部１２ａの両側に形成された第１及び第２の延設部１２ｂ、１２ｃとにより構成されており、全体として平面ほぼ正方形とされている。同台座１１の一角には前記軒瓦成型品１の切り欠き２を形成するための台座切り欠き部１２ｄが形成されている。同肉厚部１２ａの図１における上面（金型の内部側）には荒地と接してこれを押圧するプレス面１３が形成されている。プレス面１３は成形される瓦成型品の形状に応じて波状に湾曲されており、その外郭形状は成形される瓦成型品の外郭形状と一致する。
図２に示すように、前記台座１２の一側端部（図１において奥側）には上型側板１４が固定されている。同上型側板の図１における内部左側面には前記瓦成型品の万十３を成形するための凹部１５が形成されている。第２の延設部１２ｃに隣接してガイド１６が立設されている。
【０００９】
次に、上型１１について説明する。
図２、図６〜図９に示すように、上型１１の上型台座２１は全体として平面ほぼ正方形とされている。同台座２１の上面（金型の内部側）には同台座２１の平面形状と一致するプレス面２２が形成されている。同プレス面２２は成形される瓦成形品の形状に応じて波状に湾曲されており、その外郭形状は下型１０と同様に成形される瓦成型品の外郭形状と一致する。同プレス面２２の一部（図２において手前側）が図４及び図５に示す瓦成形品１の万十３及び軒先側４を成形するための第１及び第２の分割ブロック２３，２４とされている。
第１の分割ブロック２３の前面２３ａは上下金型１０，１１が荒地Ｐをプレスした状態（図７の状態）において前記下型１０の上型側板１４に形成された凹部１５と対向する位置に配置されて両者間で万十３を成形する。第２の分割ブロック２４の段差部２４ａは前記下型１０の上型側板１４と対向する位置に配置されて両者間で垂れ部４を成形する。
同台座２１の三方の側端部（図２において手前側を除く３方向）には各々上型側板２６〜２８が固定されている。奧側の上型側板２７の一端には図４及び図５に示す軒瓦成型品１の切り欠き５を上記下方０との間で形成するための屈曲部２７ａが形成されている。
【００１０】
図２、図６〜図８に示すように、上型１１の第１の分割ブロック２３には裏面から前面２３ａに連通するシリンダ様凹部としてのシリンダ通路３０が形成されている。シリンダ通路３０に隣接して小連通孔３１が形成されている。小連通孔３１の裏面側開口部には外部の吸引装置から延出された吸引パイプ３２を接続するコネクタ３３が装着されている。図２及び図９に示すように、プレス面２２のほぼ中央には裏面側とを連通する連通孔３５が形成されている。連通孔３５にはプレス面２２表面とほぼ面一となるように薄板状の円形通気プレート３６が装着されている。円形通気プレート３６はフレーム３６ａとメッシュ３６ｂとより構成されている。連通孔３５の裏面側開口部には外部の吸引装置から延出された吸引パイプ３７を接続するコネクタ３８が装着されている。
図６〜図８に示すように、上型台座２１の裏面側にはホルダ３９に保持された油圧シリンダ装置４１が配設されている。油圧シリンダ装置４１のピストン４２先端にはプレス体としてのプレスラム４５が連結されている。プレスラム４５は前記第１の分割ブロック２３に形成されたシリンダ通路３０に進退可能に嵌合されている。プレスラム４５の外周面はシリンダ通路３０の内周面と密接している。油圧シリンダ装置４１及びプレスラム４５は補助プレス機構を構成する。油圧シリンダ装置４１の非駆動状態（ピストン４２の後退位置）においてプレスラム４５前端は第１の分割ブロック２３の前面２３ａからシリンダ通路３０側に後退した位置に配置されている。
【００１１】
次に上記の上下金型１０，１１を装着したプレス装置５１について説明する。図１０に示すように、プレス装置５１においてはフレーム５２と同フレーム５２が支持される本体テーブル５３とによって本体５５が構成されている。同フレーム５２にはスライダ５６が図示しないガイドに案内されて上下方向にスライド可能に装着されている。スライダ５６はクランク装置５８によって上下動を行うようになっている。
クランク装置５８はフレーム５２上部に配置されたモータ５９により駆動される。本体テーブル５３上にはボルスタ６０が設置されている。前記金型の上型１１は同スライダ５６下面に、下型１０は同ボルスタ６０上面にそれぞれのプレス面１３，２２が対向するように固着されている。
前記下型１０の移動経路内であって、前記フレーム５２には検出手段としての光センサ６１が装着されている。光センサ６１は投光部６１ａと受光部６１ｂとより構成されている。
【００１２】
図１０に示すように、プレス装置５１には圧油供給装置６２、潤滑油タンク６３、吸引装置６４及び制御装置６５が併設されている。
圧油供給装置６２内の図示しない供給シリンダとボルスタ６０上部位置に配設された離型油噴霧ヘッド６７とは注油ホース６８によって接続されている。圧油供給装置６２は図示しないポンプ装置によって離型油タンク６３内の離型油を注油ホース６８を介して離型油噴霧ヘッド６７から噴霧させる。また、圧油供給装置６２内の図示しない供給シリンダは上型１１の油圧シリンダ装置４１と注油ホース６９によって接続されている。
吸引装置６４は前記下型１０のコネクタ３３，３８と前記吸引ホース３２，３７によって接続されている。吸引装置６４は図示しないポンプ装置によって前記下型１０の小連通孔３１及び円形通気プレート３６からキャビティ内部の空気を吸引する。
制御装置６５は前記プレス装置５１全体の制御を行う。また、制御装置６５は前記光センサ６１の受光部６１ｂと接続されて同受光部６１ｂから出力される検出信号に基づいて上型１１下降を認識し、圧油供給装置６２及び吸引装置６４を制御する。
プレス装置５１の前方には荒地Ｐを搬送するベルトコンベア７１と荒地Ｐを下型１０内に搬入する搬入ロボット７３が配置されている。また、同プレス装置５１の後方にはプレス加工された瓦成型品を搬出する搬出ロボット７５と瓦成型品を搬送するベルトコンベア７７が配置されている。
【００１３】
次に、このように構成されたプレス装置５１の作用について説明する。
まず、図示しない操作手段によってプレス装置５１のスライダ５６が初期位置からクランク装置５８によって上昇させられる。一方、ベルトコンベア７１上の最前列の荒地Ｐが搬入ロボット７３によって下型１０のプレス面１３上にセットさせられる。荒地のセットに同期してクランク装置５８が駆動され、スライダ５６が下降する。
上型１１が下降していき、光センサ６１が上型１１の下降を検知すると制御装置６５は圧油供給装置６２を駆動させて離型油噴霧ヘッド６７から離型油を荒地Ｐ上に噴霧させる。
更に下降して図６に示すように上型１１が下型１０とすり合うようになると、制御装置６５は吸引装置６４を駆動させて下型１０の小連通孔３１と円形通気プレート３６から脱気を開始させる。
【００１４】
次いで、脱気下において荒地Ｐが下降してきた上型１１と載置された下型１０との間でプレスされるとプレスされた荒地は延展されて金型内に形成されるキャビティ内に充満する。この時、荒地Ｐは基本的には瓦成型品１の本体２部分が若干圧縮されて成形されるとともに、延展された粘土が図７や図９に示すように下型１０の上型側板１４に形成された凹部１５に至って万十３部分や垂れ部４を成形することとなる。
図７に示すように延展された荒地Ｐは下型１０の上型側板１４と第１の分割ブロック２３の前面２３ａとに挟まれた凹部１５内に充填されるとともにシリンダ通路３０の前方側、すなわちプレスラム４５が後退して配置されていることによって生じる空間内にも侵入する。この段階で制御装置６５は吸引装置６４の駆動を停止させて一旦脱気動作を終了させる。
【００１５】
次いで、制御装置６５は圧油供給装置６２を駆動させて図８に示すように、上型１１の油圧シリンダ装置４１を駆動させ非駆動状態にあったピストン４２を前進させてプレスラム４５をシリンダ通路３０内でスライド移動させて第１の分割ブロック２３の前面２３ａ位置よりもさらに前方に進出させる。
すると、粘土はシリンダ通路３０の前方から侵入した分も含めてプレスラム４５によって凹部１５方向に強く圧縮される。これによって、凹部１５の粘土の密度が高くなるとともに凹部１５全体（特に周囲）に粘土がしっかりと行き渡ることとなる。次いで、制御装置６５は油圧シリンダ装置４１を駆動させピストン４２を後退させプレスラム４５をシリンダ通路３０内でスライド移動させて原位置に復帰させる。尚、本実施の形態における設定ではピストン４２の進退が連続して３回行われるように制御装置６５は油圧シリンダ装置４１を制御する。
次いで、クランク装置５８が駆動されてスライダ５６は再び上昇する。すると成形された瓦成型品１が下型１０のプレス面１３上に出現する。搬出ロボット７５によってこの瓦成型品１を搬出させ、ベルトコンベア７７上に載置させる。一方、次の荒地Ｐが搬入ロボット７３によって下型１０のプレス面１３上にセットされ上記のプレス加工が繰り返される。尚、制御装置６５内部のタイマ回路によって計られたタイミングに基づいて次の荒地Ｐがセットされる直前に再度圧油供給装置６２が駆動されて離型油噴霧ヘッド６７から下型１０のプレス面１３上に離型油が噴霧される。
【００１６】
このように構成することで上記実施の形態では次のような効果が奏される。
（１）瓦成型品１の特に切れや変形し易い部位、上記実施の形態では万十３を成形するための凹部１５に充填された部位においてはプレスラム４５によって強くプレスされるため、切れや変形が生じていてもこれが修復される。従って、それほどのプレス力がないプレス装置でなくとも、あるいは必ずしも二段階でプレス処理しなくとも所望の瓦成型品１を製造することができる。
（２）プレスラム４５は油圧シリンダ装置４１の非駆動状態では第１の分割ブロック２３の前面２３ａから後退した位置にあって、上下金型１０，１１のプレス動作に従ってシリンダ通路３０前方に荒地Ｐが侵入するようこととなっており、この侵入分も含めて荒地Ｐ（粘土）を凹部１５方向に圧縮するようになっている。そのため、粘土が回りにくくしの密度が低くなりがちな特殊な部位であっても粘土を余分に供給することが可能となり、切れや変形に対する修復機能が高い。
（３）荒地Ｐの粘土が上下金型１０，１１によるプレス動作によって延展されてからでないとプレスラム４５が進出しない。従って、無駄なプレス動作がなく圧縮効果も大きくなる
（４）同時に脱気、特に凹部１５に面した位置で脱気するため残留空気によって生じる変形が防止でき、プレスラム４５との相乗効果で切れや変形に対する修復機能がより高くなる。
（５）一枚の瓦成型品１の万十３を成形するためプレスラム４５は複数回（ここでは３回）のプレス動作を行うため、確実に切れや変形が修復される。
【００１７】
なお、この発明は，次のように変更して具体化することも可能である。
・上記実施の形態のプレス装置５１はベルトコンベア７１，７７や搬入ロボット７３，７５を使用して効率をアップさせていたが、このようなシステムを使用せず手動にて荒地Ｐをセットするようにしてもよい。
・上記実施の形態では補助プレス機構として油圧シリンダ装置４１を使用したが、機械的な機構、例えば上型１１の下降によって動作させられるレバーを使用して、リンクとカムによって構成された純粋な機械運動だけで構成された補助プレス機構であってもよい。プレス体の形状は上記プレスラム４５に限定されるものではない。
・上記実施の形態では凹部１５に面した第１の分割ブロック２３の前面２３ａに脱気機構として小連通孔３１を形成したが、この位置における脱気機構としてはその他の位置、例えばこれをシリンダ通路３０内部に形成するようにしてもよい。要は、プレスと同時にそのプレスを受ける周辺の脱気がなされるように構成されていればよい。
・上記実施の形態では脱気機構（小連通孔３１、円形通気プレート３６）を設けていたが、これらはなくともよい。また、上記のような強制脱気ではなく外気と連動した自然脱気であってもよい。
・上記実施の形態では上下金型１０，１１の外部に設置した離型油噴霧ヘッド６７から離型油を噴霧するようにしていたが、上下金型１０，１１内部に配設するようにしてもよい。また、噴霧回数も自由に設定可能である。
・上記では本実施の形態でもっとも変形等が生じやすい凹部１５に対してこの部位に延展される荒地Ｐについてプレスラム４５で圧縮するようにしていたが、その他の部位であってももちろんよい。
・プレスラム４５のプレス回数は一回でもよい。
・補助プレス機構は両方の金型１０，１１に配設されてもよい。
・軒瓦成型品以外の瓦成型品を製造するプレス装置に応用することも自由である。また瓦成型品以外の成型品を成形するプレス装置に応用することも自由である。
。その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
【００１８】
上記実施の形態から把握できる本発明のその他の技術的思想について下記に説明する。
（１）前記一方の金型の前記プレス体周辺には脱気孔が併設されていることを特徴とする請求項１〜３に記載のプレス装置。
これによって変形がより効果的に防止される。
（２）前記脱気孔からはキャビティ内部の空気を強制的に脱気することを特徴とする付記１に記載のプレス装置。
これによってより空気が当該部位に残りにくくなる。
（３）前記一方の金型の前記シリンダ様凹部に隣接する位置に脱気孔を形成したことを特徴とする請求項３に記載のプレス装置。
これによって変形がより効果的に防止される。ここで脱気孔とは上記実施の形態では小連通孔３１が該当する。
（４）前記脱気孔からはキャビティ内部の空気を強制的に脱気することを特徴とする付記３に記載のプレス装置。
これによってより空気が当該部位に残りにくくなる。
（５）前記プレス体の進出動作は一つの可塑性材料の成形工程において複数回数行われることを特徴とする請求項１〜３若しくは付記１〜４のいずれかに記載のプレス装置。
これによってより確実に切れや変形を防止することができる。
【００１９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の金型の下型の斜視図。
【図２】本発明の実施の形態の金型の上型の斜視図。
【図３】同じ上下型を組み合わせた状態を説明する斜視図。
【図４】軒瓦成型品の斜視図。
【図５】軒瓦成型品の斜視図。
【図６】図３のＡ−Ａ位置で切断した上下型におけるすり合う直前の状態を説明する説明図。
【図７】図３のＡ−Ａ位置で切断した上下型における荒地をプレスした状態を説明する説明図。
【図８】図３のＡ−Ａ位置で切断した上下型における荒地をプレスし、かつ油圧シリンダ装置４１を駆動させた状態を説明する説明図。
【図９】図３のＢ−Ｂ位置で切断した上下型における荒地をプレスした状態を説明する説明図。
【図１０】本実施の形態のプレス装置の概略図。
【符号の説明】
１０…第１の金型たる下型、１１…第２の金型たる上型、４１…補助プレス機構を構成する油圧シリンダ装置、４５…プレス体を構成するプレスラム、３０…シリンダ様凹部を構成するシリンダ通路。
【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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