JP2000033609A - 板状又はブロック状製品の成形装置 - Google Patents

板状又はブロック状製品の成形装置

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JP2000033609A JP10200783A JP20078398A JP2000033609A JP 2000033609 A JP2000033609 A JP 2000033609A JP 10200783 A JP10200783 A JP 10200783A JP 20078398 A JP20078398 A JP 20078398A JP 2000033609 A JP2000033609 A JP 2000033609A
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    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/001Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マンドレルを有する乾式CIP装置で高生産
性、高精度性の下で板状製品を成形する。 【解決手段】 マンドレル10に2ヶ所以上の平面部分
12を形成してゴム型9との間で2ヶ所以上の処理室1
3を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、板状又はブロック
状製品の成形装置に係り、より具体的にはマンドレル
(心棒)を有するラバープレス(乾式CIP)による1
回の加圧処理によって複数個の板状又はブロック状製品
を得る装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属、セラミックス等の粉末の加圧圧縮
成形のひとつとして冷間等方加圧(CIP)成形法があ
り、このうちでも、乾式(ドライバック方式)CIP装
置は、圧媒がゴム隔型で成形体から分離されており成形
体の取扱い上圧媒が付着することもない等の利点あり、
実開昭62−198230号公報(従来例の1)および
特開平1−154707号公報(従来例の2)等におい
て公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来例の1では、1回
の加圧処理によって板状又はブロック状成形体(板状又
はブロック状製品)の多数個成形は可能であるが次のよ
うな課題があった。 (1);成形体接触面が全てゴム又は軟質フィルムの仕
切材であるため、成形体の寸法精度(特に板材としての
平坦度)が悪く、このため、機械加工代が多くなって製
品歩留まりが悪くなっていた。
【0004】(2);成形型が多段積みであるため粉体
充填ごとにゴム型の装着及び仕切材の装着作業が必要で
生産性が低いものであった。 (3);前(2)と同様な理由から成形体のハンドリン
グにも時間を要するものであった。従来例の2は、板状
製品又は円筒状製品の多層成形技術であって、次のよう
な課題があった。
【0005】(1);1個のモールドに対し製品が1ヶ
しか成形できず生産性が低いものであった。 (2);粉末との接触面が一面(ゴム部)以外は全て金
型であるため、成形体の上下にカエリ、すなわち、象の
足現象が起り、これは焼成時のフラックの原因となる
し、また、ハンドリングも困難であった。
【0006】(3);粉体の充填密度に斑が生じ易く、
また金型(側面部)の肉厚が薄い場合には加圧処理のと
き金型に曲げが生じて変形に至ることがあり、これを防
止するため金型はある程度の剛性(肉厚)が必要とな
り、成形体寸法(サイズ)が大きくなると重量過大とな
ってハンドリングが困難であった。 本発明は、前述した従来技術の課題を、マンドレル(心
棒)を有するラバープレス(乾式CIP)によって解決
したものであり、高い生産性(多数個取り、粉末充填・
ハンドリングが容易)及び高精度(板状又はブロック状
製品の平坦度、良好な形状)が可能な板状又はブロック
状製品の成形装置を提供することが目的である。
【0007】ここで、板状製品とは断面方形、断面曲
形、断面半月形等の板材を、又ブロック状製品とは、長
さ・幅に対する厚みの比率が高い部材を意味している。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した目的
を達成するために、次の技術的手段を講じている。すな
わち、請求項1に係る板状又はブロック状製品の成形装
置は、ゴム型および上・下パンチで囲まれた処理室に挿
脱自在なマンドレルを備え、該マンドレルの外周に2ヶ
所以上の平面部分を形成し、該平面部分とゴム型とで2
ヶ所以上の板状又はブロック状の処理室を画成し、該板
状又はブロック状処理室に充填した粉体をゴム型を介し
て等方圧で加圧成形することを特徴とするものである。
【0009】このような構成を採用したことにより、1
回の加圧処理で複数個の板状又はブロック状製品を加圧
成形できるし、当該板状又はブロック状製品の平坦部は
マンドレルの平面部分が金型として機能し変形し易いこ
とから、平坦度が良好となるし、インライン方式(上パ
ンチを取外した状態)による粉末充填も容易となったの
である。
【0010】また、請求項2に係る本発明にあっては前
述した請求項1の構成において、マンドレルの外周に形
成した平面部分が、曲面形状又は溝形状であることを特
徴とするものであり、このような構成を採用したことに
より、板状又はブロック状製品の断面形状は、方形の
他、曲形、半月形(三ヶ月形を含む)にも容易に成形で
きるのである。
【0011】更に、請求項3に係る本発明にあっては前
述した請求項1又は2の構成において、上・下パンチの
一方又は両方の粉体との接触部を、弾性スペーサで構成
していることを特徴とするものであり、このような構成
を採用したことにより、加圧処理時に金属、セラミック
ス等の粉体(粉末)はマンドレルの平面部分を除いて弾
性材料(ゴム)と接触することから成形体(板状又はブ
ロック状製品)の端部においてカエリ(象の足現象)が
発生し難く、これ故に、後工程による焼成時のクラック
防止ができるし、ハンドリング性も向上するのである。
【0012】また、請求項4に係る本発明にあっては前
述した請求項1〜3の構成において、マンドレルが下向
径太のテーパー形状とされていることを特徴とするもの
であり、このような構成を採用したことによって、加圧
成形後に、マンドレルをゴム型から抜出すときおよび抜
出した後にハンドリング(移送)するとき、テーパー形
状によって成形体の倒れが防止でき、これ故に、成形体
ハンドリング(次工程等への移送)の無人化が容易とな
るのである。
【0013】更に、請求項5に係る本発明にあっては前
述した請求項1〜4の構成において、ゴム型および下パ
ンチとともにマンドレルを処理室に挿脱自在としている
ことを特徴とするものであり、このような構成を採用し
たことにより、板状又はブロック状処理室に対する粉体
の供給・充填がオフライン方式(圧力容器とは別位置で
の粉末の充填)にできて、この際、タッピング等を加え
るによって充填密度が向上でき、これ故に、板状又はブ
ロック状製品の品質向上が期待できるのである。
【0014】なお、マンドレルを下パンチに着脱自在
(変換自在)に装着することにより、マンドレルを用い
て円筒成形体の加圧成形と板状又はブロック状製品の加
圧成形とに他の構成部材(ゴム型、圧力容器、上・下パ
ンチ等)を共用することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明に係る
板状又はブロック状製品の成形装置(乾式CIP装置)
の実施形態について説明する。図1(A)(B)(C)
(D)は第1実施の形態を示しており、図1(A)にお
いて成形装置1は、圧媒(水、油、防錆潤滑剤を添加し
たエマルジョン液、エチレングリコール等)の導入・排
出口2を有する円筒形の圧力容器3と、該圧力容器3の
上・下開口部に嵌合固定されている円環形の上蓋4およ
び下蓋5と、該上・下蓋4、5に挿脱自在として嵌合さ
れている上・下パンチ6、7と、圧力容器3内に装着さ
れている2重円筒状の加圧ゴム型8および成形ゴム型9
(以下、単にゴム型9という)と、該ゴム型9および上
・下パンチ6、7で囲まれた処理室に挿脱自在として下
パンチ7に備えられている金属製のマンドレル10と、
前記上・下パンチ6、7の端面6A、7Aに係脱自在で
圧媒による等方圧の加圧処理時の軸力を担持するプレス
フレーム11とで主構成されている。
【0016】なお、圧媒の導入・排出口2には図示しな
いが圧力発生装置部(ピストン、シリンダと逆止弁を組
合せたもの)を初め減圧機構等が付帯されること勿論で
ある。マンドレル10には、その外周に2ヶ所以上(図
では相対向して2ヶ所)の平面部分12が形成されてお
り、該平面部分12とゴム型9とで2ヶ所以上の板状又
はブロック状処理室13が画成され、該処理室13に充
填した金属、セラミックス等の粉体14をゴム型9を介
して等方圧で加圧成形するように構成されている。
【0017】上パンチ6には、その中央部分にマンドレ
ル10の位置決め凹部6Bが形成されていて、この凹部
6Bにマンドレル10の上端部分が挿脱自在とされ、凹
部6Bの外周縁には段差部を介して粉体との接触部15
が形成されている。下パンチ7にはマンドレル10が着
脱自在として立設されており、マンドレル10下部の下
パンチ7の周縁には段差部を介して粉体との接触部16
が形成され、該下パンチ7はマンドレル10を立設した
状態で図示しないリフタ装置等によって処理室にマンド
レル10を挿脱自在としている。
【0018】以上説明した第1実施形態の作用を説明す
ると、プレスフレーム11を離脱した状態でリフタ装置
等を利用してマンドレル10を挿入セットすると、図で
は対向2ヶ所に処理室13が画成され、上パンチ6を抜
出した状態にして処理室13の上側から粉体14を充填
し、この充填が完了すると上パンチ6を上蓋4に嵌合
し、凹部6Bをマンドレル10に被せるとともに、プレ
スフレーム11を、上・下パンチ6、7の端面6A、7
Aに係合し、ここに、加圧準備が完了する。
【0019】圧力発生装置部からの圧媒を、導入・排出
口2を介して圧力容器3内に導入すると、ゴム型9を介
して処理室13に充填している粉体14は、等方圧によ
って加圧成形(圧縮成形)され、このときの軸力はプレ
スフレーム11にて担持するのである。所定の等方圧に
よる加圧成形が終ると、減圧してゴム型9を復元(膨
径)するとともにプレスフレーム11を離脱し、リフタ
装置等によって下パンチ7を抜き出すと、マンドレル1
0には図1(B)(C)で示すように粉体を圧縮成形し
た板状又はブロック状製品17が図示例では2枚が形成
され、該製品17はマンドレル10による平面部分12
によって平坦度が良好なものとなっているのである。
【0020】なお、製品17は後工程(例えば焼成工
程)等にハンドリングされて、製品17を離脱(離型)
したマンドレル10はリフタ装置等を介して圧力容器3
に再セットされる。図2は本発明に係る成形装置の第2
実施形態であり、上・下接触部としてゴム等の弾性スペ
ーサ18、19を装着したものであり、その他の構成、
作用は基本的に既述の第1実施形態と共通することから
共通部分は共通符号を付している。
【0021】この第2実施形態では処理室13に充填し
た粉体14を等方圧にて加圧処理したとき、上・下接触
部が金属であるときは接触部15、16が収縮しないた
め、カエリ(象の足現象)が生じるおそれがあることか
ら、弾性スペーサ18、19を装着することにより、象
の足が発生するのを防止したものであり、これによっ
て、ハンドリング動作を容易とし、焼結時の割れの原因
をなくすほか、粉末材料の歩留り低下を防止する。
【0022】これ故、弾性スペーサ18、19は、図示
のように上下に装着することが望ましいが上下のいずれ
か一方に装着することもできる。図3および図5(A)
(B)を参照すれば明らかな通り、マンドレル10に形
成する平面部分12は、図3に示すように曲面形状、図
5(B)で示すように溝形状であっても良く、また、図
5(A)で示すように2ヶ所以上(図では4ヶ所)形成
することができる。
【0023】なお、図示例では、平面部分12はマンド
レル10の軸方向全長に亘って形成しているけれども、
マンドレル10の軸方向で間隔をおいて複数個(これを
周方向に分数しても良い)形成しても良い。但し、平面
部分を軸方向に間隔おいて形成したときは、粉体の充填
にやや難があるもののこれはタッピング処理等によって
回避可能である。
【0024】図4は本発明に係る成形装置の第3実施形
態の主要部を示しており、マンドレル10が下向径太の
テーパー状に形成されたものであり、その他の構成と作
用は既述と同様である。この第3実施形態によると、所
定の加圧処理が終了してマンドレル10を抜き出すとき
および抜き出してハンドリングするとき、マンドレル1
0がテーパー状である故に、製品の倒れ等が防止できる
のである。
【0025】また、図4で示す実施形態を含めて、マン
ドレル10とゴム型9を下パンチ7とともに挿脱自在に
することによって、粉体の充填をオフライン化できて、
タッピング処理等を付加することによって粉体充填密度
を向上させることができる。さらに、上述の実施例はい
ずれも板状の製品の成形装置に係るものであるが、長さ
・幅に対する厚みの比率が高く、板状の形というよりは
ブロック状(直方体状等)の形の製品を成形する成形装
置にも本発明は適用できる。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、乾
式CIP装置を用いての板状又はブロック状製品の高い
生産性及び高精度性が可能となったのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る板状又はブロック状製品の成形装
置の第1実施形態を示し、(A)は立断面図、(B)は
ハンドリング中の断面図、(C)は(B)のC−C矢示
図、(D)は(B)のD−D矢示図である。
【図2】第2実施形態を示す立断面図である。
【図3】マンドレルの他の例を示す平面図である。
【図4】第3実施形態を示す要部の立断面図である。
【図5】(A)(B)はマンドレルの他の2例を示す平
面図である。
【符号の説明】
1 板状又はブロック状製品の成形装置 3 圧力容器 6 上パンチ 7 下パンチ 10 マンドレル 12 平面部分 13 処理室 14 粉体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム型および上・下パンチで囲まれた処
    理室に挿脱自在なマンドレルを備え、該マンドレルの外
    周に2ヶ所以上の平面部分を形成し、該平面部分とゴム
    型とで2ヶ所以上の板状又はブロック状処理室を画成
    し、該処理室に充填した粉体をゴム型を介して等方圧で
    加圧成形することを特徴とする板状又はブロック状製品
    の成形装置。
  2. 【請求項2】 マンドレルの外周に形成した平面部分
    が、曲面形状又は溝形状であることを特徴とする請求項
    1記載の板状又はブロック状製品の成形装置。
  3. 【請求項3】 上・下パンチの一方又は両方の粉体との
    接触部を、弾性スペーサで構成していることを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の板状又はブロック状製品の成
    形装置。
  4. 【請求項4】 マンドレルが下向径太のテーパー形状と
    されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
    記載の板状又はブロック状製品の成形装置。
  5. 【請求項5】 ゴム型および下パンチとともにマンドレ
    ルを処理室に挿脱自在としていることを特徴とする請求
    項1〜4のいずれかに記載の板状又はブロック状製品の
    成形装置。
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