(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダを含む成形材料を用いて多数の貫通孔を有するハニカム形状の成形体に成形した軟質の成形体を、所定の太さの切断用ワイヤにより上記成形体の断面に対しほぼ平行方向に切断する方法において、上記切断用ワイヤの両端部を、該切断用ワイヤの弾性限界内の所定の張力を与え、設定の長さ伸縮が自在で、かつ設定の角度回動可能な構造の切断用ワイヤ固定治具で支持し、該切断用ワイヤ固定治具を成形体を挟んで両側に配設し、上記一対の切断用ワイヤ固定治具を成形体の上方または下方から、下方向または上方向に移動させて切断用ワイヤを成形体中に挿入し、該切断用ワイヤが成形体中を山形状もしくは逆山形状となって通過し切断することを特徴とする成形体の切断方法。
【請求項２】
請求項１において、切断用ワイヤの径は０.１〜１ｍｍの範囲となし、切断用ワイヤに与える張力は、該切断用ワイヤの弾性限界内の所定の値となし、切断用ワイヤの両端部の回動角度が±４５度以内の範囲で自在に回動する構造の切断用ワイヤ固定治具を用いて切断を行うことを特徴とする成形体の切断方法。
【請求項３】
バインダを含む成形材料を用いて多数の貫通孔を有するハニカム形状の成形体に成形した軟質の成形体を、所定の太さの切断用ワイヤにより上記成形体の断面に対しほぼ平行方向に切断する装置であって、切断用ワイヤの両端部に、使用する所定の径の切断用ワイヤの弾性限界内の反力を持つバネ体を備え、かつ切断用ワイヤの引っ張り方向に設定の長さ伸縮自在な構造の切断用ワイヤ固定治具を、成形体を挟んで両側に配設し、上記切断用ワイヤ固定治具は、切断用ワイヤの両端部のワイヤ接続部近傍に設けられたピンを中心に、成形体の切断方向に２次元的にほぼ±４５度の範囲で自在に回動する構造となし、上記ピンを支点に切断用ワイヤに力の掛かった方向に自在に向きが変えられると共に、切断用ワイヤを設定の長さ伸縮自在に支持する構造の切断用ワイヤ固定治具を少なくとも配設してなることを特徴とする成形体の切断装置。
【請求項４】
請求項３において、切断用ワイヤの弾性限界内の反力を持つバネ体は、ほぼ３ｋｇ／ｃｍ２前後の反力を有することを特徴とする成形体の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は軟質の成形体の切断方法およびその装置に係り、特に、触媒等に用いられる多数の貫通孔を持つハニカム状に押出し成形された軟質の成形体を切断するのに好適な切断方法およびそれを実施する切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばセラミック材料に有機バインダを加えて混練した坏土（陶磁器などの素地土）をダイスを通して押出し成形した多数の貫通孔と、ほぼ均一な厚さの壁を有する断面形状がハニカム状の押出し成形体を所定の寸法に切断する場合に、その切断方法として押出し直後の軟らかい時期に切断するか、あるいは乾燥、焼成し、ある程度、硬度が増加した状態で切断するという２つの切断方法がある。これらの内、押出し直後の軟らかい時期に切断する方法としては、図７に示すように、径が０.１〜１ｍｍの太さの切断用ワイヤ２を用い、作業者等の手により切断用ワイヤ２を引き下げて切断する方法や、図６に示すように、切断用ワイヤ２の両端を強固に固定し、シリンダ３等のパワーで、実線で示す位置から破線で示す位置に押し下げて切断する方法等が用いられている（例えば、特開昭６３−６７１０５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すように、作業者が切断用ワイヤ２の両端を手に持ち切断すると、切断したハニカム状の成形体５の端面は、段差が生じることなく平滑に切断できるが、切断用ワイヤ２は細く径が小さいため取り扱いにくく、作業能率が非常に悪いという問題があった。また、図６に示すような切断用ワイヤ２の両端を強固に固定し、ハニカム状の成形体５を切断すると、押し切りといった形になり切断端面に段差が付き易く、しかもハニカム状の成形体５のハニカム形状が押し切りによって潰され易く、また切断用ワイヤ２自身も切損され易いという問題があった。
さらに、通常の押出し成形は連続的に行われるため、成形体を所定のサイズに切断する回数が多くなり、それだけ切断工数が増加するという問題もあり、作業者の手による切断ではなく自動的に切断する装置の実現が望まれていた。
本発明の目的は、上記従来技術における問題点を解消するものであって、任意の断面形状を有する軟質の成形体の切断端面を、段差が生じることなく、平滑に、かつ作業効率良く切断することができる成形体の切断方法およびそれを実施する装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するために、本発明は特許請求の範囲に記載されたような構成とするものである。すなわち、
本発明は請求項１に記載のように、バインダを含む成形材料を用いて多数の貫通孔を有するハニカム形状の成形体に成形した軟質の成形体を、所定の太さの切断用ワイヤにより上記成形体の断面に対しほぼ平行方向に切断する方法において、上記切断用ワイヤの両端部を、該切断用ワイヤの弾性限界内の所定の張力を与え、設定の長さ伸縮が自在で、かつ設定の角度回動可能な構造の切断用ワイヤ固定治具で支持し、該切断用ワイヤ固定治具を成形体を挟んで両側に配設し、上記一対の切断用ワイヤ固定治具を成形体の上方または下方から、下方向または上方向に移動させて切断用ワイヤを成形体中に挿入し、該切断用ワイヤが成形体中を山形状もしくは逆山形状となって通過し切断する成形体の切断方法とするものである。
また、本発明は請求項２に記載のように、請求項１において、切断用ワイヤの径は０.１〜１ｍｍの範囲となし、切断用ワイヤに与える張力は、該切断用ワイヤの弾性限界内の所定の値となし、切断用ワイヤの両端部の回動角度が±４５度以内の範囲で自在に回動する構造の切断用ワイヤ固定治具を用いて切断を行う成形体の切断方法とするものである。
また、本発明は請求項３に記載のように、バインダを含む成形材料を用いて多数の貫通孔を有するハニカム形状の成形体に成形した軟質の成形体を、所定の太さの切断用ワイヤにより上記成形体の断面に対しほぼ平行方向に切断する装置であって、切断用ワイヤの両端部に、使用する所定の径の切断用ワイヤの弾性限界内の反力を持つバネ体を備え、かつ切断用ワイヤの引っ張り方向に設定の長さ伸縮自在な構造の切断用ワイヤ固定治具を、成形体を挟んで両側に配設し、上記切断用ワイヤ固定治具は、切断用ワイヤの両端部のワイヤ接続部近傍に設けられたピンを中心に、成形体の切断方向に２次元的にほぼ±４５度の範囲で自在に回動する構造となし、上記ピンを支点に切断用ワイヤに力の掛かった方向に自在に向きが変えられると共に、切断用ワイヤを設定の長さ伸縮自在に支持する構造の切断用ワイヤ固定治具を少なくとも配設した成形体の切断装置とするものである。
さらに、本発明は請求項４に記載のように、請求項３において、切断用ワイヤの弾性限界内の反力を持つバネ体は、ほぼ３ｋｇ／ｃｍ２前後の反力を有する成形体の切断装置とするものである。
【０００５】
【作用】
本発明の成形体の切断方法は、請求項１に記載のように、バインダを含む成形材料を用いて所定の断面形状に成形した軟質の成形体を、所定の太さの切断用ワイヤにより上記成形体の断面に対しほぼ平行方向に切断する方法において、上記切断用ワイヤの両端部を、該切断用ワイヤの弾性限界内の所定の張力を与え、設定の長さ伸縮が自在で、かつ設定の角度回動可能な構造の切断用ワイヤ固定治具で支持し、該切断用ワイヤ固定治具を成形体を挟んで両側に配設し、上記一対の切断用ワイヤ固定治具を成形体の上方または下方から、下方向または上方向に移動させて切断用ワイヤを成形体中に挿入し、該切断用ワイヤが成形体中を山形状もしくは逆山形状となって通過し切断するので、切断用ワイヤの成形体に対する切断角度が常にほぼ斜めに入って切断することになり、したがって、切断用ワイヤに掛かる力は小さくなり、また、力の掛かった方向に自在に向きが変えられるので、切断用ワイヤが切れることなく効率良く自動的に切断作業ができると共に、平滑で段差のない平面に切断することができる。
また、本発明の成形体の切断方法は、具体的に、請求項２に記載のように、切断する成形体の断面形状は多数の貫通孔を有するハニカム状の軟質の押出し成形体であり、切断用ワイヤの径は０.１〜１ｍｍのものを使用し、切断用ワイヤに与える張力は、用いる切断用ワイヤの弾性限界内の適当な張力とし、例えば、ほぼ３Ｋｇ／ｃｍ2前後に調整して、切断用ワイヤの両端部の回動角度を±４５度以内の範囲に変えられるワイヤ固定治具を用いて切断するものであり、力の掛かった方向に自在に向きが変えられるワイヤ固定治具で切断用ワイヤを支持しているので、軟質の成形体であっても変形させることなく、かつ切断面を平滑に段差なく自動的に切断することができる。
さらに、本発明の成形体の切断装置は、請求項３または請求項４に記載のように、切断用ワイヤの両端部に、使用する所定の径の切断用ワイヤの弾性限界内の反力（例えば、３ｋｇ／ｃｍ2前後）を持つバネ体を備え、かつ切断用ワイヤの引っ張り方向に設定の長さ伸縮自在な構造の切断用ワイヤ固定治具を、成形体を挟んで両側に配設し、上記切断用ワイヤ固定治具は、切断用ワイヤの両端部のワイヤ接続部近傍に設けられたピンを中心に、成形体の切断方向に２次元的にほぼ±４５度の範囲で自在に回動する構造となし、上記ピンを支点に切断用ワイヤに力の掛かった方向に自在に向きが変えられると共に、切断用ワイヤを設定の長さ伸縮自在に支持する構造の切断用ワイヤ固定治具を備えているので、切断用ワイヤには常に適切な張力が作用し、かつ張力が掛かった方向に自在に向きが変えられるので、切断用ワイヤが破断することなく、軟質の成形体であっても変形させることなく、切断端面を段差なく平滑な平面に自動的に切断することができ、切断作業を極めて効率良く行うことができる。
ここで、さらに本発明の成形体の切断方法の作用ならびに効果について、図５を用いて具体的に説明する。図５（ａ）に示すように、約３ｋｇ／ｃｍ2前後の反力のバネ８付きワイヤ固定治具１が、切断用ワイヤ２と共に下降し、切断用ワイヤ２が成形体５の上面に到達すると、切断用ワイヤ２に切断方向とは逆向きの力が加わり、この逆向きの力と釣り合うまでバネ８は伸び続ける。この時、ワイヤ固定治具１は力の掛かる方向に向きを変えるので、切断用ワイヤ２は図５（ｂ）に示すように山形状となる。また、図５（ｃ）に示すように、切断用ワイヤ２を成形体５に対し下から上に上昇させて成形体５を切断する時においても、成形体５に対し切断用ワイヤ２は上記と同様に作用するが、この場合は切断用ワイヤ２は逆山形状となる。
切断用ワイヤ２は、図５（ｄ）に示すように、成形体５のハニカム形状を構成する厚みの小さい壁９に対してほぼ斜めに入ることにより、切断用ワイヤ２と成形体５の各々壁９との接触部分が少なくなり、ほぼ点接触のような状態となるため、大きな切断力を必要とすることなく、切断用ワイヤ２はスムーズに成形体５の中を通過することが可能となり、小さな力で容易に切断することができる。また、成形体５の切断が完了するまで、切断用ワイヤ２は、図５（ｂ）に示すように山形状（または図５（ｃ）に示すように逆山形状）であるため、切断用ワイヤ２と成形体５の各々壁９は常にほぼ点状に接触し、成形体５を潰すことなく、切断端面には段差が生じることなく平滑に切断することができるので、切断面の仕上りがきれいになる。
さらに、切断用ワイヤ２には、上述のように、一度に大きな力が加わらず、切断用ワイヤ２の張力の方向にワイヤ固定治具１が首振運動することによって、張力の方向に向きを合わせる構造であるため、切断用ワイヤ２に無理な力が掛からず、したがって切断用ワイヤ２は切れにくく、切断作業効率が著しく向上する。
【０００６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を挙げ、図面を用いてさらに詳細に説明する。
図１は本実施例で例示する成形体の切断装置の正断面構造を示し、図２は側断面構造を示す模式図である。
本発明の成形体の切断装置は、主に、切断用ワイヤ２を取り付けるためのバネ８を内蔵したワイヤ固定治具１と、ワイヤ固定治具１を上下動させるシリンダ３と、押出し成形体５の先端部５′を検知するセンサ４により構成されている。
ワイヤ固定治具１は、スライドブロック１４の左右に１個ずつ設け、スライドブロック１４は、フレーム６に接続されている。また、フレーム６は、シリンダ３に直結されており、シリンダ３の伸長によって、フレーム６、スライドブロック１４、ワイヤ固定治具１を、軸７に沿って下降させて切断用ワイヤ２により成形体５を切断する構造になっている。
まず、図２に示すように、上流からベルトコンベア１２上を押し出されてくる、例えばハニカム状成形体５の先端５′をセンサ４が検知すると、シリンダ３が作動（伸長）し、ワイヤ固定治具１が下降を開始する〔図５（ａ）〕。そして、切断用ワイヤ２が成形体５の上面に到達すると、切断用ワイヤ２は、図５（ｂ）に示すごとく山形状となり、図５（ｄ）に示すように、ハニカム状成形体を構成する厚みの小さい壁９とほぼ点接触しながら切断されていくため、成形体５の切断面は平滑できれいになる。成形体５を切断した後は、最下段でシリンダ３の伸長は停止し、フレーム６、スライドブロック１４、ワイヤ固定治具１は待機状態となる。
再び、成形体５の先端５′をセンサ４が検知すると、今度はシリンダ３が収縮し、シリンダ３の収縮によって、フレーム６、スライドブロック１４およびワイヤ固定治具１は、下方から上方へ上昇を開始する〔図５（ｃ）〕。この時、切断用ワイヤ２は、下降時と同様に、成形体５のハニカム状成形体を構成する厚みの小さい壁９とほぼ点接触しながら切断していく〔図５（ｄ）〕。つまり、切断用ワイヤ２は下降時とは逆の逆山形状となって成形体５を下から上へと切断していく。ワイヤ固定治具１は、成形体５の切断が完了した後、最上段で停止し、次の下降による切断まで、上方で待機する。
切断用ワイヤ２の両端は、図４に示すワイヤー固定治具１の切断用ワイヤ接続部１０に固定されている。ワイヤー固定治具１は、図４に示すように、外筒１５、バネ８、切断用ワイヤ接続部１０、ピン１３によって構成され、ワイヤ固定用治具１は、図３に示すように、スライドブロック１４に回動可能に支持されている。したがって、図５（ｂ）に示すように、成形体５を上から下へ切断する場合には、ワイヤ固定治具１は、ピン１３を支点に、図４のＢ−Ｂ線で示される位置に傾斜して、切断用ワイヤ２は、図５（ｂ）に示すように山形状となる。
つまり、切断用ワイヤ２が山形状となることによって、図４に示すバネ８は伸び、切断用ワイヤ接続部１０は、矢印Ｃで示す方向、すなわち、図の左から右へ移動して、切断用ワイヤ２が山形状になるのを助ける。このように、切断用ワイヤ２は、バネ８の伸びによって山形状となるので切断用ワイヤ２に掛かる力は小さくなり、切断用ワイヤ２の切断を抑制することができ、図５（ｄ）に示すように、斜めに平滑に切断することができる。
また、成形体５を下から上へ切断する場合には、切断用ワイヤ２は、図５（ｃ）に示すように逆山形状となり、上記図５（ｂ）の山形状と比べて逆の形になる。
【０００７】
【発明の効果】
本発明の成形体の切断方法および装置によれば、切断用ワイヤが成形体に対し山形状もしくは逆山形状で成形体を切断通過するようにし、切断用ワイヤの成形体に対する切断角度が常にほぼ斜めに入って切断するので、切断用ワイヤに掛かる力が小さくなり、また力の掛かった方向に自在に向きが変えられるので、切断用ワイヤが切れることなく効率良く切断作業ができると共に、例えば、軟質の押出し成形体であっても、成形体を変形させることなく、また切断端面を潰すことなく、平滑で段差のないきれいな平面に切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で例示した成形体切断装置の正断面構造を示す模式図。
【図２】本発明の実施例で例示した成形体切断装置の側断面構造を示す模式図。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視図。
【図４】本発明の実施例で例示した成形体切断装置のワイヤ固定治具の構造を示す模式図。
【図５】本発明の実施例で例示した成形体を切断する際のワイヤ固定治具と切断ワイヤの動きを示す説明図。
【図６】従来の成形体の切断方法を示す模式図。
【図７】従来の成形体の他の切断方法を示す模式図。
【符号の説明】
１…ワイヤ固定治具
２…切断用ワイヤ
３…シリンダ
４…センサ
５…成形体（ハニカム状成形体）
５′…成形体の先端
６…フレーム
７…軸
８…バネ
９…ハニカム状成形体を構成する壁
１０…切断用ワイヤ接続部
１１…ダイス
１２…ベルトコンベア
１３…ピン
１４…スライドブロック
１５…外筒
【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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