(57)【要約】【課題】周囲の温度変化の影響を受けることなく、均一な密度で成形できると共に、押出素材の押圧力を正確に検出できる押出成形装置を得る。【解決手段】プランジャ４２と平行に配置した複数のガイド軸４６〜４９に移動台５８を摺動可能に支持し、かつ、ガイド軸４６〜４９と平行に配置した一対のねじ軸６０，６２を回転可能に支持する。一対のねじ軸６０，６２に螺合したボールナット８０，８１を移動台５８に取り付け、一対のねじ軸６０，６２を回転駆動する１台の電動モータ７６を設ける。移動台５８の移動によりロードセル８２を介してプランジャ４２を押し出し、シリンダ１内に充填した押出素材を押出孔１２から押し出す移動台５８に形成した貫通孔５８ａにロードセル本体８４を挿入すると共に、移動台５８とロードセル本体８４とを固定し、ロードセル本体８４に形成した有底孔８４ａにプランジャロッド３８の端を挿入した。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に充填した押出素材をプランジャにより押出孔から押し出す押出成形装置において、
前記プランジャと平行に配置した複数のガイド軸に移動台を摺動可能に支持し、かつ、前記ガイド軸と平行に配置した一対のねじ軸を回転可能に支持すると共に、一対の前記ねじ軸に螺合したナットを前記移動台に取り付け、また、一対の前記ねじ軸を回転駆動する１台の電動モータを設け、更に、前記移動台によりロードセルを介して前記プランジャを押し出すことを特徴とする押出成形装置。
【請求項２】
前記移動台に形成した貫通孔にロードセル本体を挿入すると共に、前記移動台と前記ロードセル本体とを固定し、また、前記ロードセル本体に形成した有底孔に前記プランジャと一体のプランジャロッドの端を挿入したことを特徴とする請求項１に記載の押出成形装置。
【請求項３】
前記貫通孔に挿入した前記ロードセル本体の外周に歪みケージを取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の押出成形装置。
【請求項４】
１台の前記電動モータにより回転される駆動プーリと、一対の前記ねじ軸に取り付けた従動プーリとの間に、タイミングベルトを張設したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ内に充填した粉体等の押出素材をプランジャにより押出孔から押し出して成形する押出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１にあるように、シリンダ内に充填した粉体等の押出素材をプランジャにより押出孔から押し出して成形する押出成形装置が知られている。このような押出成形装置では、プランジャと油圧シリンダのロツドとを連結して、油圧シリンダに供給される作動油圧に応じて、プランジャを移動させて、シリンダ内に充填した押出素材を押出孔から押し出している。また、油圧シリンダに供給される作動油圧を圧力センサにより検出して、押出素材が適切に加圧されたか否かを確認するようにしている。
【特許文献１】特開昭６０−１６２６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、こうした従来のものでは、作動油が供給される油圧シリンダによりプランジャを摺動させると、作動油温度の変化等により押出素材を均一な密度で成形できない場合があるという問題があった。また、作動油圧を圧力センサで検出するが、作動油温度の変化等により、作動油圧の変動を正確に検出できない場合があるという問題があった。
【０００４】
本発明の課題は、周囲の温度変化の影響を受けることなく、均一な密度で成形できると共に、押出素材の押圧力を正確に検出できる押出成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
シリンダ内に充填した押出素材をプランジャにより押出孔から押し出す押出成形装置において、
前記プランジャと平行に配置した複数のガイド軸に移動台を摺動可能に支持し、かつ、前記ガイド軸と平行に配置した一対のねじ軸を回転可能に支持すると共に、一対の前記ねじ軸に螺合したナットを前記移動台に取り付け、また、一対の前記ねじ軸を回転駆動する１台の電動モータを設け、更に、前記移動台によりロードセルを介して前記プランジャを押し出すことを特徴とする押出成形装置がそれである。
【０００６】
前記移動台に形成した貫通孔にロードセル本体を挿入すると共に、前記移動台と前記ロードセル本体とを固定し、また、前記ロードセル本体に形成した有底孔に前記プランジャと一体のプランジャロッドの端を挿入した構成としてもよい。その際、前記貫通孔に挿入した前記ロードセル本体の外周に歪みケージを取り付けた構成とするとよい。また、１台の前記電動モータにより回転される駆動プーリと、一対の前記ねじ軸に取り付けた従動プーリとの間に、タイミングベルトを張設した構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の押出成形装置は、１台の電動モータにより一対のねじ軸を回転して、移動台を移動させ、移動台の移動によりロードセルを介してプランジャを押し出すので、周囲の温度変化の影響を受けることなく、均一な密度で成形できると共に、押出素材の押圧力を正確に検出できるという効果を奏する。ロードセル本体を移動台の貫通孔に挿入すると共に、ロードセルの有底孔にプランジャロッドを挿入したので、プランジャによる加圧力を引張力として検出でき、押出素材の押圧力を正確に検出できる。また、１台の電動モータにより、一対のねじ軸を回転させるので、装置が小型になると共に、大きな押圧力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図２に示すように、１はシリンダで、シリンダ１は中空状に形成されて円柱状の軸方向に貫通した充填孔２が形成されている。シリンダ１は保持部材４に貫装されると共に、キャップ部材６を介して、シリンダ１が保持部材４に固定されている。充填孔２の両端は、保持部材４の両側で開口されており、充填孔２の一方の開口に連接するテーパ孔８が形成されたダイス１０がシリンダ１に挿着されている。
【０００９】
更に、テーパ孔８に連接する押出孔１２が形成されたノズル部材１４がダイス１０に突き合わされて配置されている。ダイス１０とノズル部材１４とが、キャップ部材１６に挿着されると共に、キャップ部材１６が保持部材４の端に固定されている。ノズル部材１４の押出孔１２の一端はキャップ部材１６の外部に開口されている。
【００１０】
保持部材４は、揺動部材１８に装着され、キャップ部材２０を介して揺動部材１８に固定されている。揺動部材１８の両側には、一対のブラケット２２，２４が配置されており、揺動部材１８には、シリンダ１の軸方向と直交する一対の軸部１８ａ，１８ｂが形成されており、一対の軸部１８ａ，１８ｂが一対のブラケット２２，２４に軸受け２６，２８を介して揺動可能に支持されている。一方の軸部１８ｂには、カップリング３０を介して揺動モータ３２が接続されており、揺動モータ３２は一方のブラケット２４に取付部材３４を介して取り付けられている。
【００１１】
一対のブラケット２２，２４には、第１プレート部材３６が跨って取り付けられており、第１プレート部材３６にはプランジャロッド３８が軸受４０を介して摺動可能に支持されている。プランジャロッド３８の先端には、プランジャ４２が螺着されて一体的に固定されている。
【００１２】
プランジャ４２はシリンダ１の充填孔２に挿入可能な外径に形成されると共に、図２に示すように、シリンダ１の軸方向とプランジャ４２及びプランジャロッド３８の軸方向とが同軸上に配置されるように設けられている。
【００１３】
第１プレート部材３６と平行に第２プレート部材４４が配置されており、第１プレート部材３６と第２プレート部材４４との間には、複数の、本実施形態では４本のガイド軸４６〜４９が、第１プレート部材３６と第２プレート部材４４との４つの角に、プランジャ４２の軸方向と平行となるように、それぞれ配置されている。
【００１４】
４本のガイド軸４６〜４９の一端は、第１プレート部材３６に挿入されると共に、一対のブラケット２２，２４に挿入されて、その端にナット５０，５２（一部のみ図示する）が螺着されて、４本のガイド軸４６〜４９、第１プレート部材３６、一対のブラケット２２，２４が一体的に固定されている。
【００１５】
また、４本のガイド軸４６〜４９の他端は、第２プレート部材４４に挿入されると共に、その端にナット５４，５６（一部のみ図示する）が螺着されて、４本のガイド軸４６〜４９と第２プレート部材４４とが一体的に固定されている。
【００１６】
第１プレート部材３６と第２プレート部材４４との間には、４本のガイド軸４６〜４９が貫通された移動台５８が配置されており、移動台５８は４本のガイド軸４６〜４９に摺動可能に支持されている。更に、ガイド軸４６〜４９と平行な一対のねじ軸６０，６２が第１プレート部材３６と第２プレート部材４４との間に設けられ、ねじ軸６０，６２がそれぞれ第１プレート部材３６と第２プレート部材４４とに軸受６４〜６７を介して回転可能に支持されている。一対のねじ軸６０，６２は、プランジャロッド３８に対して、対称の位置に設けられている。
【００１７】
一対のねじ軸６０，６２の端は、第２プレート部材４４を貫通して、第２プレート部材４４の反対側に突き出されており、突き出された端には、それぞれ歯付きの従動プーリ６８，７０が取り付けられている。
【００１８】
第２プレート部材４４には、取付台７２を介して減速機７４を有する１台の電動モータ７６が取り付けられており、電動モータ７６には歯付きの駆動プーリ７８が取り付けられている。駆動プーリ７８と一対の従動プーリ６８，７０とにはタイミングベルト７９が張設されている。
【００１９】
一対のねじ軸６０，６２に螺合されたボールナット８０，８１が移動台５８に取り付けられている。また、プランジャロッド３８の後端は、ロードセル８２を介して移動台５８に取り付けられている。ロードセル８２はロードセル本体８４を備え、ロードセル本体８４はプランジャロッド３８の後端が挿入された有底孔８４ａを備えると共に、第１プレート部材３６側にはフランジ部８４ｂが形成されている。
【００２０】
ロードセル本体８４は、プランジャ４２の軸方向と同軸上に、移動台５８に形成された貫通孔５８ａに挿入され、フランジ部８４ｂを介して移動台５８に固定されている。貫通孔５８ａに挿入されているロードセル本体８４の一部は、その肉厚が薄く形成され、肉厚の薄い箇所に複数の歪みゲージ８６が貼り付けられると共に、複数の歪みゲージ８６によりブリッジ状の回路が形成されている。
【００２１】
プランジャ４２に軸方向の荷重が加わった場合、ロードセル本体８４の歪みゲージ８６が貼られた薄肉の箇所が引張力により、軸方向に引張変形し、歪みゲージ８６により、荷重を好適に検出できる。
【００２２】
プランジャ４２には、封止部材８８が被着されており、封止部材８８は、第１プレート部材３６に取り付けられた一対のシリンダ９０，９２により、プランジャ４２の軸方向に移動されるように構成されている。プランジャ４２がシリンダ１の充填孔２に挿入された際には、シリンダ９０，９２により封止部材８８が移動されて、シリンダ１の後端に押し付けられ、プランジャ４２とシリンダ１との間を封止できるように構成されている。
【００２３】
図３、図４に示すように、一対のブラケット２２，２４には、プランジャ４２の軸方向と直交して、一対の挿入孔２２ａ，２４ａが同軸上に穿設されている。挿入孔２２ａ，２４ａには、それぞれ支持軸９４，９６が嵌着されており、両支持軸９４，９６はそれぞれ支持部材９８，１００に軸受１０２，１０４を介して揺動可能に支持されている。
【００２４】
支持部材９８，１００は、図１に示すように、装置本体１０２の上面に取り付けられており、装置本体１０２に取り付けられたシリンダ１０４のロッド側が取付部材１０６（図３参照）を介して、第２プレート部材４４に連結されている。また、両支持軸９４，９６の廻りに揺動し、プランジャ４２が水平状態となったときに、第２プレート部材４４の下面が接触する台座部材１０８が装置本体１０２の上面に取り付けられている。
【００２５】
次に、前述した本実施形態の押出成形装置の作動について説明する。
まず、図１に示すように、第２プレート部材４４の下面を台座部材１０８に接触させて、プランジャ４２を水平状態にする。そして、揺動モータ３２を駆動して、揺動部材１８を軸部１８ａ，１８ｂの廻りに揺動し、押出孔１２を下側にして、例えば、シリンダ１を約９０度立てた状態にする。
【００２６】
これにより、充填孔２が上方に向かって開口した状態に保持されるので、充填孔２に押出素材を充填する。押出素材は、タングステンカーバイトあるいはセラミック等の粉体や、粉体にバインダーを混練したものである。押出素材を充填孔２に充填した後、揺動モータ３２を駆動して、揺動部材１８を軸部１８ａ，１８ｂの廻りに揺動し、プランジャ４２と充填孔２とを同軸上に配置する。
【００２７】
一方、シリンダ１０４を駆動して、支持軸９４，９６の廻りに、ブラケット２２，２４を揺動して、プランジャ４２の軸方向を傾斜、例えば、４５度に傾斜させた状態にする。次に、電動モータ４６を駆動して、駆動プーリ７８、タイミングベルト７９、従動プーリ６８，７０を介して、一対のねじ軸６０，６２を同方向に、同一回転数で回転させる。
【００２８】
一対のねじ軸６０，６２の回転により、ボールナット８０，８１を介して、移動台５８がガイド軸４６〜４９に沿って摺動される。よって、ロードセル８２，プランジャロッド３８を介して、プランジャ４２がシリンダ１の充填孔２に向かって移動し、プランジャ４２が充填孔２に挿入される。
【００２９】
その際、シリンダ９０，９２を駆動して、封止部材８８をシリンダ１の後端に突き当てて、シリンダ１とプランジャ４２との間の隙間を封止する。更に、電動モータ４６を駆動して、プランジャ４２を充填孔２に挿入すると、押出素材が充填孔２からテーパ孔８に押し出され、押出素材が圧縮成形されて、押出孔１２から押し出される。
【００３０】
プランジャ４２による圧縮成形時の反力がロードセル８２に加わり、ロードセル本体８４の薄肉箇所が引張変形して、この変形が歪みゲージ８６により検出される。プランジャ４２に加わる反力が、プランジャロッド３８、ロードセル本体８４を介して、歪みゲージ８６により検出されるので、押圧力を正確に、応答よく検出できる。即ち、作動油等を介することなく、プランジャ４２による押出成形時の押圧力を正確に検出できる。
【００３１】
また、移動台５８は複数のガイド軸４６〜４９に摺動可能に支持されているので、プランジャ４２に大きな加圧力を付与することができる。プランジャロッド３８の両側に一対のねじ軸６０，６２を平行に配置したので、ねじ軸６０，６２を用いても、プランジャロッド３８の軸方向に装置が長くなること抑制できる。
【００３２】
しかも、一台の電動モータ４６により、一対のねじ軸６０，６２を回転駆動するようにしたので、装置が小型化されると共に、大きな押圧力をプランジャ４２に付与できる。移動台５８の移動や電動モータ４６の回転をエンコーダ等により検出して、電動モータ４６を制御することにより、簡単な構成で、ブランジャ４２の速度を正確にコントロールできる。ロードセル８２により検出されるプランジャ４２の押圧力に応じて、電動モータ４６を制御して、密度をコントロールするようにしてもよい。
【００３３】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態としての押出成形装置の正面図である。
【図２】図１のＡＡ拡大断面図である。
【図３】図２のＢＢ拡大断面図である。
【図４】本実施形態の押出成形装置の要部斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…シリンダ            ２…充填孔
４…保持部材            １２…押出孔
１４…ノズル部材        １８…揺動部材
２２，２４…ブラケット  ３２…揺動モータ
３６…第１プレート部材  ３８…プランジャロッド
４２…プランジャ        ４４…第２プレート部材
４６…電動モータ        ４６〜４９…ガイド軸
５８…移動台            ５８ａ…貫通孔
６０，６２…ねじ軸      ６８，７０…従動プーリ
７４…減速機            ７６…電動モータ
７８…駆動プーリ        ７９…タイミングベルト
８０，８１…ボールナット
８２…ロードセル        ８４…ロードセル本体
８４ａ…有底孔          ８４ｂ…フランジ部
８６…歪みゲージ        １０２…装置本体
【図１】
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【図２】
2007261163.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007261163.tif 000006