(57)【要約】【課題】セラミックスベンド管の成形体を、亀裂がなく成形できるセラミックスベンド管の成形用鋳型を提供する。【解決手段】この成形用鋳型は、成形体のベンド部及び直管部を成形する主部型２と、フランジ部を成形するフランジ成形型３とにフランジ部近傍で分割され、かつ、主部型２は管平面に垂直な面に沿って、主部外型４と、主部抜き型５に２分割され、主部外型及び主部抜き型５は、管平面に平行な管中心面で２分割され、さらに、フランジ成形型３は、脱型可能に分割される。【選択図】  図１
2004216775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ付セラミックスベンド管の成形に用いられるセラミックスベンド管の成形用鋳型において、前記成形用鋳型は成形体のベンド部及び直管部を成形する主部型と、フランジ部を成形するフランジ成形型とにフランジ部近傍で分割され、かつ、前記主部型は管平面に垂直な面に沿って、主部外型と主部抜き型に２分割され、前記主部外型及び前記主部抜き型は、管平面に平行な面で２分割され、さらに、前記フランジ成形型は、脱型可能に分割されることを特徴とするセラミックスベンド管の成形用鋳型。
【請求項２】
前記主部型は、前記管平面に垂直な管中心面により分割されており、前記主部外型及び前記主部抜き型は、管平面に平行な管中心面により分割されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミックスベンド管の成形用鋳型。
【請求項３】
前記主部型は、前記管平面に平行な管中心面に対して３０°〜８０°の角度を有した面により分割されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミックスベンド管の成形用鋳型。
【請求項４】
上記フランジ成形型は、前記管平面に垂直な管中心面により分割されていることを特徴とする請求項１および請求項３に記載のセラミックスベンド管の成形用鋳型。
【請求項５】
セラミックスベンド管の成形に用いられるセラミックスベンド管の成形用鋳型において、この成形用鋳型は、管中心面に沿って外型と抜き型に２分割され、かつ、その分割面は管平面に平行な中心面に対して３０°〜８０°の角度を有し、前記外型及び前記抜き型は管平面に平行な中心面で分割されていることを特徴とするセラミックスベンド管の成形用鋳型。
【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スベンド管の成形用鋳型に係わり、特に多分割型にしたセラミックスベンド管の成形用鋳型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｕ型、Ｗ型などのベンド部を有するセラミックスベンド管の製造方法は、スラリを流し込んで成形する鋳込成形する方法、直管形状のセラミックスパイプを曲げ加工する方法などが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２など）。
【０００３】
また、鋳込成形には、一般的に、図６に示すような石膏または樹脂製の分割鋳型が用いられている。このような分割鋳型１１には、その上部に設けられた鋳込み口１２より泥漿を流し込み所定の厚さに着肉した時点で排泥し乾燥させる。このとき、水分が減少するにつれてセラミックスベンド管の成形体が乾燥収縮を起こし、これにより、成形体Ｐのフランジ部ＰｆとＵ字部（ベンド部）Ｐｂ間に応力が発生し、成形体Ｐに亀裂が生じる。
【０００４】
この亀裂を回避するため、乾燥、収縮前に成形体を２分割鋳型から取り出すことも考えられるが、この時点では、成形体の強度が不十分であり、取り出しにより変形が生じてしまう。また、ハンドリング中に破損させるおそれもある。このため、分割鋳型より成形体を取り出さず、成形体の強度が十分になる時点まで分割鋳型内で保持せざるを得ない。
【０００５】
また、成形体の大きさ等により、迅速かつ均一に乾燥させるために成形体を寝かせて乾燥するのが、好ましい場合がある。
【０００６】
図７に示すような成形体Ｐを、上記図８に示すような平板状の乾燥治具２２の上に乗せて乾燥する。しかし、成形用鋳型の分割の仕方によっては、成形体Ｐの乾燥治具２２との接触部位に存在するバリ（型と型との合わせ目にスラリが浸入し固まったもの）が発生する。この場合、乾燥治具２２に成形体Ｐを寝かせると、図９に示すように、大小のバリの中で最大のバリＢが支点となって、そのバリＢの直上の成形体Ｐの上面で引っ張り応力が発生し、バリ起因の亀裂が生じて問題が発生する。分割型の接合面をより密接にすることにより、バリの発生を抑制することも考えられるが、分割鋳型を数回使用すれば、分割鋳型の変形により、型と型の間に隙間が生じはじめ、バリの発生原因となる。このため、従来の分割鋳型では、バリのない成形体を鋳込み成形することは困難であった。
【０００７】
このため、バリが発生しても、バリの影響を受けない乾燥方法として、図１０に示すようなＶ字形の乾燥治具３１に寝かせる方法が考えられているが、成形体のＵ字部ＰｂがＵ字内側に向かって乾燥収縮しようとしても、直胴部がＶ字形の乾燥治具によって拘束されているため、Ｕ字部Ｐｂで引っ張り応力が発生する。その結果、Ｕ字部Ｐｂに引っ張り応力による亀裂が発生する。従って、乾燥収縮でＵ字部Ｐｂの負担を最小限にするような、図８に示すような平板状の乾燥治具２２を用いざるを得ないが、バリ起因の亀裂発生問題が残る。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−７７２１５号公報（段落番号［００１５］、図１）
【０００９】
【特許文献２】
特開平６−１４３２３７号公報（段落番号［００１７］、［００１８］、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、セラミックスベンド管の成形体を、亀裂がなく成形できるセラミックスベンド管の成形用鋳型が要望されていた。
【００１１】
また、成形体を平板状の乾燥治具に寝かせて乾燥しても、バリにより成形体に亀裂が発生しないように、バリを亀裂発生に影響ない位置に発生させることができるセラミックスベンド管の成形用鋳型が要望されていた。
【００１２】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、成形体を平板状の乾燥治具に寝かせて乾燥しても、バリにより成形体に亀裂が発生しないように、バリを亀裂発生に影響ない位置に発生させることができるセラミックスベンド管の成形用鋳型を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、フランジ付セラミックスベンド管の成形に用いられるセラミックスベンド管の成形用鋳型において、前記成形用鋳型は成形体のベンド部及び直管部を成形する主部型と、フランジ部を成形するフランジ成形型とにフランジ部近傍で分割され、かつ、前記主部型は管平面に垂直な面に沿って、主部外型と主部抜き型に２分割され、前記主部外型及び前記主部抜き型は、管平面に平行な面で２分割され、さらに、前記フランジ成形型は、脱型可能に分割されることを特徴とするセラミックスベンド管の成形用鋳型が提供される。これにより、セラミックスベンド管の成形体を、亀裂がなく成形できるセラミックスベンド管の成形用鋳型が実現される。
【００１４】
好適な一例では、前記主部型は、前記管平面に垂直な管中心面により分割されており、前記主部外型及び前記主部抜き型は、管平面に平行な管中心面により分割されている。これにより、フランジ成形部分型の組み立て、脱型が容易になる。
【００１５】
また、他の好適な一例では、前記主部型は、前記管平面に平行な管中心面に対して３０°〜８０°の角度を有した面により分割されている。これにより、成形体を平板状の乾燥治具に寝かせて乾燥しても、バリにより成形体に亀裂が発生しないように、バリを亀裂発生に影響ない位置に発生させることができる。
【００１６】
また、他の好適な一例では、上記フランジ成形型は、前記管平面に垂直な管中心面により分割されている。これにより、フランジ成形部分型の組み立て、脱型が容易になる。
【００１７】
また、本発明の他の態様によれば、セラミックスベンド管の成形に用いられるセラミックスベンド管の成形用鋳型において、この成形用鋳型は、管中心面に沿って、外型と抜き型に２分割され、かつ、その分割面は、管平面に平行な中心面に対して３０°〜８０°の角度を有し、前記抜き型は管平面に平行な中心面で分割されることを特徴とするセラミックスベンド管の成形用鋳型が提供される。これにより、成形体を平板状の乾燥治具に寝かせて乾燥しても、バリにより成形体に亀裂が発生しないように、バリを亀裂発生に影響ない位置に発生させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１（ａ）は本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型の正面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は平面図、図１（ｄ）は底面図である。
【００２０】
図１（ａ）乃至図１（ｄ）に示すように、本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型１は、石膏または樹脂製で、成形体のベンド部を成形するベンド部２ｂ及び直管部を成形する直管部２ｓが設けられた主部型２と、フランジ部を成形するフランジ部３ｆが設けられたフランジ成形型３とにフランジ部近傍で分割されている。また、主部型２は管平面に垂直な管中心面Ｓｖに沿って、主部外型４と主部抜き型５に２分割されており、また、主部外型４と主部抜き型５は、管平面に平行な管中心面Ｓｐで２分割され、さらに、フランジ成形型３は、管平面に垂直な管中心面Ｓｖにより、フランジ成形部分型３ａ、３ｂに４分割されており、型使用時に一体的に結合されて使用される。
【００２１】
この型の使用時、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、主部外型４が一体的に合わさった状態で、その中央部に、合わされた状態の主部抜き型５が一体的に組み込まれ、Ｕ字形状の型孔が形成される。また、フランジ成形型３のフランジ部分型３ａは、組み立て時、各々主部外型４に対向して組み立てられ、成形体のフランジ部の外側半分を成形し、他のフランジ部分型３ｂは、各々主部抜き型５に対向して組み立てられ、成形体のフランジ部の内側半分を成形する。
【００２２】
次に本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型を用いたセラミックスベンド管の成形方法について説明する。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、一体的に組み立てられたセラミックスベンド管の成形用鋳型１に、成形体の原料になるスラリを流し込み、所定の厚さになった後、スラリを排泥する。乾燥収縮が始まる直前に、図１（ａ）及び図２に示すように、Ｕ字管の成形体Ｐが成形された成形用鋳型１のフランジ成形部分型３ａ及びフランジ成形部型３ｂを分割して脱型し、さらに、主部抜き型５を分割して脱型する。成形体Ｐが主部外型４内に保持された状態で放置する。
【００２４】
この成形体の乾燥工程において、図２に示すように、フランジ成形部分型３ａ、３ｂ及び主部抜き型５が脱型されているので、成形体Ｐのフランジ部Ｐｆ及びベンド部Ｐｂは型の拘束から解放された状態になり、成形体Ｐの乾燥収縮により、成形体Ｐに亀裂が発生することがない。
【００２５】
所定時間経過し、成形体Ｐが十分な強度になった時点で主部外型４を分割して脱型し、成形体Ｐを取り出す。
【００２６】
上記のように本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型を用いることにより、亀裂が入ることなく、セラミックスベンド管の成形体を成形することができる。
【００２７】
また、本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型の第２実施形態を説明する。
【００２８】
上記第１実施形態におけるフランジ成形型が４分割されるのに対して、本第２実施形態は、フランジ成形型が２分割される鋳型である。
【００２９】
例えば、図３の各図に示すように、セラミックスベンド管の成形用鋳型１Ａは、主部外型４Ａ及び主部抜き型５Ａと一体的に用いられるフランジ成形型３Ａからなっており、さらに、フランジ成形型３Ａは、管平面に平行な管中心面Ｓｐで２分割されるフランジ成形部分型３Ａａからなっている。他の構成は図１に示す成形用鋳型と異ならないので、同一符号を付して説明は省略する。
【００３０】
従って、フランジ成形部分型３Ａａの組み立て、脱型が容易になる。
【００３１】
また、本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型の第３実施形態を説明する。
【００３２】
上記第１実施形態は、主部外型とこの主部外型に組み込まれる主部抜き型の分割面が、主部抜き型自身の分割面に対して垂直に設けられるのに対して、本第３実施形態は、抜き型自身の分割面と所定角度を有する位置に分割面が設けられる鋳型である。
【００３３】
例えば、図４及び図５に示すように、セラミックスベンド管の成形用鋳型１Ｂの一体的に組合された外型４Ｂには、２分割された抜き型５Ｂが組み込まれている。この抜き型５Ｂと外型４Ｂの分割面Ｓ１は、抜き型５Ｂ自身の管平面に平行な管中心面Ｓｐに対して、所定の分割角度αを有して設けられている。この分割角度αは、３０°〜８０°であることが好ましい。これにより、抜き型５Ｂを脱型した状態で、成形体を外型４Ｂのみを支えにし、立てて放置しても、成形体は外型４Ｂで確実に保持され倒れることがない。また、最大高さが５ｍｍ程度のバリが発生しても、バリと平板状の乾燥治具との接触は生じず、バリは支点にならず、成形体に亀裂が発生することがない。さらに、抜き型５Ｂの脱型により、成形体のベンド部は型の拘束から解放され、ベンド部に亀裂が発生することがない。
【００３４】
分割角度αが３０°未満の場合には、抜き型を脱型した状態で成形体を外型のみを支えにして立てた状態で放置すると成形体が倒れてしまう。分割角度αが８０°を超えると、最大高さが５ｍｍ程度のバリが発生した場合に、バリが平板状の乾燥治具に接し、このバリが支点になって、成形体に亀裂が発生するおそれがある。
【００３５】
なお、上述した各実施形態においては、成形体として、Ｕ字管を例にとり説明したが、本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型は、複数のベンド部を有するＷ字管その他のセラミックスベンド管の鋳込成形に適用できる。
【００３６】
【実施例】
「試験１」
本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型を用いて、以下に示す条件でセラミックスベンド管の成形体を成形し、亀裂の発生状態を調べた。
【００３７】
１．成形方法
長手方向が１６００ｍｍ、直管部外径が１１０ｍｍのＵ型セラミックスベンド管を成形する、▲１▼図１に示す第１実施形態の石膏製成形用鋳型（実施例１）、▲２▼図３に示す第２実施形態の石膏製成形用鋳型（実施例２）及び▲３▼図６に示す従来の石膏製成形用鋳型（従来例１）を製作した。
【００３８】
それぞれの石膏製成形用鋳型に、炭化珪素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）等のセラミックスを主成分とした鋳込み用スラリを調製して流し込んだ。実施例１と実施例２については、所定の厚さになった後にスラリを排泥した。乾燥収縮が始まる直前にフランジ成形型を分割して脱型し、さらに、主部抜き型を分割して脱型し、成形体が主部外型内に保持された状態で放置した。従来例１については、スラリ排泥後、そのままの状態で放置した。しばらく放置した後、十分な成形体強度になった時点で、主部外型より成形体をそれぞれ取り出し乾燥した。それぞれ１０回試験し、成形体の亀裂発生状態を観察した。
【００３９】
２．結果
表１に示す。
【表１】
2004216775.tif 000003
【００４０】
表１からもわかるように、フランジ部型及び主部抜き型が脱型できる多分割型の実施例１および実施例２は１０回全て亀裂が発生せず、２分割型の従来例１では、１０回中９回に亀裂が発生した。
【００４１】
「試験２」
図５に示す実施形態３のセラミックスベンド管の成形用鋳型を用い、分割角度を変化させ、以下に示す条件でセラミックスベンド管の成形体を成形し、分割角度と乾燥歩留の関係を調べた。
【００４２】
１．成形方法
長手方向が１６００ｍｍ、直管部外径が１１０ｍｍのＵ型セラミックスベンド管を成形する石膏製成形用鋳型の主部抜き型と主部外型との分割角度αを３０°（実施例３）および８０°（実施例４）とし、さらに、９０°（比較例１）、２０°（比較例２）を製作した。
【００４３】
それぞれの石膏製成形用鋳型に、炭化珪素（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）等のセラミックスを主成分とした鋳込み用スラリを調製して流し込んだ。実施例１と実施例２については、所定の厚さになった後にスラリを排泥した。乾燥収縮が始まる直前にフランジ成形型を分割して脱型し、さらに、主部抜き型を分割して脱型し、成形体が主部外型内に保持された状態で放置した。従来例１については、スラリ排泥後、そのままの状態で放置した。しばらく放置した後、十分な成形体強度になった時点で、主部外型より成形体をそれぞれ取り出し乾燥した。それぞれ１０回試験し、成形体の亀裂発生状態を観察した。
【００４４】
２．結果
表２に示す。
【表２】
2004216775.tif 000004
【００４５】
乾燥時にバリ起因による亀裂が入った成形体を不良品とみなした。
【００４６】
表２からもわかるように、分割角度がいずれも範囲内の実施例３、及び実施例４は、乾燥歩留が９０％と効率であることがわかった。これに対して、分割角度が９０°の比較例１は、乾燥歩留が５０％と極めて低率であり、２０°の比較例２は、ベンド部抜き型を脱型することにより、成形体が倒れて破損し、乾燥歩留０％であることがわかった。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型によれば、セラミックスベンド管の成形体を、亀裂がなく成形できるセラミックスベンド管の成形用鋳型を提供することができる。
【００４８】
また、成形体を平板状の乾燥治具に寝かせて乾燥しても、バリにより成形体に亀裂が発生しないように、バリを亀裂発生に影響ない位置に発生させることができるセラミックスベンド管の成形用鋳型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型の第１実施形態の正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその平面図、（ｄ）はその底面図。
【図２】本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型の第１実施形態を用いた成形体の製造方法を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその平面図。
【図３】（ａ）は本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型の第２実施形態の正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその平面図。
【図４】本発明に係わるセラミックスベンド管の成形用鋳型の第３実施形態の正面図。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図６】（ａ）は従来のセラミックスベンド管の成形用鋳型の正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその平面図。
【図７】従来のＵ字管成形体の平面図。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿う断面を有する成形体の乾燥方法の概念図。
【図９】従来の成形体の乾燥方法の概念図。
【図１０】図７のＢ−Ｂ線に沿う断面を有する成形体の乾燥方法の概念図。
【符号の説明】
１  セラミックスベンド管の成形用鋳型
２  主部型
２ｂ  ベンド部
２ｓ  直管部
３  フランジ成形型
３ａ、３ｂ  フランジ成形部分型
３ｆ  フランジ部
４  主部外型
５  主部抜き型
Ｓｐ  管平面に平行な管中心面
Ｓｖ  管平面に垂直な管中心面
【図１】
2004216775.tif 000005
【図２】
2004216775.tif 000006
【図３】
2004216775.tif 000007
【図４】
2004216775.tif 000008
【図５】
2004216775.tif 000009
【図６】
2004216775.tif 000010
【図７】
2004216775.tif 000011
【図８】
2004216775.tif 000012
【図９】
2004216775.tif 000013
【図１０】
2004216775.tif 000014