(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下動可能な上型と、上型の下降に伴って開放端が上型の型面で閉鎖され、且つ、上型の下降による押圧力を受けて追従降下可能な筒状の枠型と、枠型の筒内に嵌り合って枠型の降下により筒内で相対的にスライド可能な下型とからキャビティ空間を形成し、
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，下型の各型面で圧縮するに伴って生ずる湿式粉末材中の水分をキャビティ空間より排出する水抜き孔を上型，下型の各型面に設け、
キャビティ空間より排出される湿式粉末材中の水分を水抜きする濾過手段と、湿式粉末材の成形体を型面から離脱させる離型手段とを兼ねる高分子樹脂材シートのフィルタを上型，下型のキャビティ空間と面する側の各型面に備える湿式粉末材の水抜き成形装置において、
上型には、湿式粉末材を上型，下型の各型面で圧縮することの使用回数に応じて巻取りリールで繰出し交換可能なロール状のフィルタを備え付けるに対し、
下型には、周回り端末を型面より型外回りに巻き込んで周囲から一対の押えリングで着脱交換可能に締付け固定するフィルタを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。
【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から、所定形状の成形体を付形成形するに用いられる湿式粉末材の水抜き成形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採用されている。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、工程数が多くて脱水工程，仮成形工程をバッチ式に処理しなければならないところから作業に極めて手間が掛かる。
【０００３】
また、筒状の枠型と、枠型の筒内でスライド自在に嵌り合う下型と、枠型の開放端を閉鎖する上型とによりキャビティ空間を形成し、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，下型で圧縮し、上型の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し、湿式粉末材から所定形状の成形体を圧縮成形するフィルタープレス装置が知られている（例えば、特開平７−１８３１４８号）。
【０００４】
そのフィルタープレス装置では、湿式粉末材中の水分を上型側のみから水抜きするものであるため、脱水処理に時間が掛って成形効率も悪い。
【０００５】
これに対し、湿式粉末材中の水分を上型並びに下型のいずれの各型面からも型外に排出可能なフィルタープレス装置が提案されている。そのフィルタープレス装置は、型面より型外に連通する濾過孔を設けた上型と、多孔質の金属チタンでなる下型とを備えて構成されている（特開昭５２ー１１９６１２号）。
【０００６】
そのフィルタープレス装置では、フィルタを備えず、上型に設けた濾過孔と多孔質の金属チタンとによる濾過処理を行うため、湿式粉末材が孔内に目詰りすることによる脱水機能の低下を招き易い。また、多孔質の金属チタンでは内部組織を一定なものに形成するのが難しいため、組織条件によって脱水時間や圧縮条件を調整しなければない。更には、湿式粉末材がセラミック粉末であると、金属チタンが不純物として混入し兼ねないことから好ましくない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、フィルタを上型，下型のキャビティ空間に面する側の型面に備えることから、湿式粉末材の脱水処理並びに成形処理を効率よく行えると共に、不純物の混入のない良質な成形体が得られる湿式粉末材の水抜き成形装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る湿式粉末材の水抜き成形装置においては、上下動可能な上型と、上型の下降に伴って開放端が上型の型面で閉鎖され、且つ、上型の下降による押圧力を受けて追従降下可能な筒状の枠型と、枠型の筒内に嵌り合って枠型の降下により筒内で相対的にスライド可能な下型とからキャビティ空間を形成し、
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，下型の各型面で圧縮するに伴って生ずる湿式粉末材中の水分をキャビティ空間より排出する水抜き孔を上型，下型の各型面に設け、
キャビティ空間より排出される湿式粉末材中の水分を水抜きする濾過手段と、湿式粉末材の成形体を型面から離脱させる離型手段とを兼ねる高分子樹脂材シートのフィルタを上型，下型のキャビティ空間と面する側の各型面に備えるもので、
上型には、湿式粉末材を上型，下型の各型面で圧縮することの使用回数に応じて巻取りリールで繰出し交換可能なロール状のフィルタを備え付けるに対し、
下型には、周回り端末を型面より型外回りに巻き込んで周囲から一対の押えリングで着脱交換可能に締付け固定するフィルタ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一つの型部分で示す。その水抜き成形装置は、筒状の枠型１０と、枠型１０の筒内でスライド自在に嵌り合う下型２０と、枠型１０の開放端を閉鎖する上型３０とによりキャビティ空間Ｓを形成し、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Ｗ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ことから、所定形状の成形体を圧縮成形するものとして構成されている。
【００１０】
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Ｗ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。各型２０，３０の水抜き穴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、下型枠板２４を角筒体として形成することから、水収容部２２が下型枠板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が下型支持板２５の内部を通って型外に連通するよう設けられている。上型３０においては、水収容部３２が上型支持板３４で保持する側の型内に設けられている。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で下型枠板２４の上部側に位置決め載置され、下型２０及び下型枠板２４の両側面に亘るクランプ用凹部２７と嵌合せ止着する断面コ字状のクランプ２８で下型枠板２４と着脱自在に取り付けられている。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Ｗをキャビティ空間Ｓの内部に充填するスラリー供給口１１が設けられている。
【００１３】
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。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。
【００１４】
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られている。
【００１５】
下型２０，上型３０には、湿式粉末材Ｗの水分を透過する通気性を有し、且つ、湿式粉末材Ｗの成形体と離型性を有する高分子樹脂材シートのフィルタ５０，６０がキャビティ空間Ｓと面する側の各型面に備え付けられている。この高分子樹脂材シートのフィルタ５０，６０は、シートの通水性から目詰まりの生じない濾過手段として十分に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の成形体との離型性と共に使用耐久性にも優れる。
【００１６】
その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い。これら高分子樹脂材は、通水性と共に、湿式粉末材Ｗの成形体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。
【００１７】
高分子樹脂材シートのフィルタ５０，６０としては、図２で示す（下型側）ようにステンレス等の金属メッシュ５０ｂを高分子樹脂材５０ａの型面に面する側に積層したものを備えるとよい。これは離型性並びに使用耐久性に加え、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できる。その金属メッシュに代え、６６ナイロン製のナイロンメッシュでも同等の機能を発揮でき、金属メッシュの積層シートよりも取扱いを容易に行える。
【００１８】
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が備え付けられている。下型２０には、図３で示すように一対の押えリング５１ａ，５１ｂで着脱交換可能なフィルタ５０が備え付けられている。
【００１９】
下型２０には、周回り端末を型面より型外回りに巻き込んで周囲から一対の押えリング５１ａ，５１ｂで支持すると共に、ネジ５２で締付け固定することにより着脱交換可能なフィルタ５０が備え付けられている。このフィルタ５０では、接着剤によるよりも交換を容易に行えしかも使用中の剥離を確実に防げるよう備え付けられる。
【００２０】
型各部は、図４〜図７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。固定盤７１の盤面上には、下型２０並びに下型枠板２４が下型支持板２５で据付け設置されている。
【００２１】
固定盤７１の盤面には、スラスト軸受け７２ａ〜７２ｄが嵌込み固定され、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並びに上型支持板３４が上型取付板３５で軸受け保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には、可動盤７４が軸下端側に取付け固定されている。また、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。
【００２３】
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を上下に昇降動するよう備え付けられている。また、図６で示すように下型２０を複数台に備えることから、湿式粉末材Ｗの圧縮力をバランスよく作用するべく、図７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。
【００２４】
枠型１０は、図５で示すようにスラスト軸受け１３ａ〜１３ｄを枠型支持板１２の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１３ａ〜１３ｄ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取り付けられている。
【００２５】
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支持板１２と連結させて固定盤７０の下部側に配置する駆動シリンダ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としては、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することからストローク降下するものが備え付けられている。
【００２６】
上述した各機構部の他に、図８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体Ｗ’を下型２０の片面より取出し転送する成形体移送機構９０が設けられている。この成形体移送機構９０は吸着パッド９１を移動ブロック９２に備え付け、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をスクリュー軸９４でガイド軸９３に沿って移動可能に備え、湿式粉末材の成形体Ｗ’を次工程に取出し転送するよう装備されている。
【００２７】
このように構成する湿式粉末材の水抜き成形装置では、まず、図１で示すように枠型１０の上端面が下型２０の型面高さよりも上位に位置するよう枠型１０を駆動シリンダ８３，８４で上昇動する。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体Ｗを収容可能なキャビティ空間Ｓを下型２０の型面と枠型１０の内側とにより形成する。上型３０は、枠型１０から離れた上昇位置で待機させ、スラリー状の湿式粉末材Ｗを枠型１０の側面に設けられたスラリー供給口１１からキャビティ空間Ｓの内部に供給する。
【００２８】
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、図示しない機構でスラリー供給口１１に連結された湿式粉末材Ｗの供給経路を閉鎖する。次に、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。上型３０は、図９で示すようにフィルタ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。
【００２９】
キャビティ空間Ｓの密閉状態から、センターシリンダ８０並びにサイドシリンダ８１，８２を更に伸長動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。
【００３０】
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。
【００３１】
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の内部に溜って負圧の印加された排水口３３より型外に吸引排出される。下型２０においては、水抜き穴２１…より下型枠板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げる。
【００３２】
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、キャビティ空間Ｓの内部に残存する圧力を抜くために施す。仮に、残圧がキャビティ空間Ｓの内部にあると、最終的に型開きした際に、成形体の粉末分が残圧で飛散することから所定形状の成形体が得られないことになる。
【００３３】
その型開きは、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。この型開き間隙Ｇは、５〜１０ｍｍ程度に設定すればよい。
【００３４】
残圧除去を行って湿式粉末材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体Ｗ’を上型３０と下型１０とで保持したまま、枠型２０を下降させて成形体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、上述した残圧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、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、湿式粉末材の成形体Ｗ’が全体的に下型２０の型面上に現れるから、図１２で示すように上型３０を下型２０より上昇させれば、湿式粉末材の成形体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】
上型３０の上昇動に伴っては、フィルタ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、高分子樹脂材シートの可撓性によりフィルタ６０を湿式粉末材の成形体Ｗ’から容易に離型できる。これと同様に、湿式粉末材の成形体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、湿式粉末材の成形体Ｗ’をフィルタ５０から容易に離型できる。
【００３７】
成形体Ｗ’の取出しは、図８で示すように吸着パッド９１を用いて簡単に行え、また、湿式粉末材の成形体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】
上述した実施の形態では下型２０を２台並列装備する場合を示したが、これは１台であってもよく、或いは２台以上複数台装備するようにもできる。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、湿式粉末材中の水分を上型，下型の両方より水抜きするものであるため、キャビティ空間の内部から効率よく水抜きできると共に、フィルタを上型，下型に各々備えることから、不純物の混入のない良質な成形体を得るようにできる。
【００４０】
それに加えて、上型にあっては枠型の開放端を閉鎖するよう上下動するものであるため、フィルタとしては使用回数に応じて巻取りリールで能率よく繰出し交換可能なロール状のものを備え付けられる。
【００４１】
これに対し、下型にあっては枠型の筒内に嵌り合って枠型の降下により筒内で相対的にスライドするものであるが、フィルタとしては周回り端末を型面より型外回りに巻き込んで周囲から一対の押えリングで着脱交換可能に締付け固定するものを備えるため、当該フィルタを下型でも交換容易にしかも使用中の剥離を確実に防げるよう備え付けられる。
【００４２】
そのフィルタの着脱交換作業を含み、総合的に湿式粉末材の脱水処理並びに成形処理を効率よく行えるようになる。
【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の水抜き成形装置に装備される下型を示す展開斜視図である。
【図４】  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５】  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６】  図１の水抜き成形装置を示す切欠側面図である。
【図７】  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８】  図１の水抜き成形装置を図６と別の部分で切り欠いて示す側面図である。
【図９】  図１の水抜き成形装置による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よる残圧の除去状態を示す説明図である。
【図１１】  図１の水抜き成形装置による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よる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
２１                    水抜き穴
３０                    上型
３１                    水抜き穴
５０，６０              フィルタ
６１，６２              リール
Ｗ                      スラリー状の湿式粉末材
Ｓ                      キャビティ空間
【図１】
0004189557.tif 000002
【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】
0004189557.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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