JP2015054519A - チップ状材料等の連続プレス成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パレット単位で効率の悪い平プレス手段で行われていた建築用ボード類の製造における予備プレス工程をパレットを用いない連続プレス成形手段によって高能率化する。
【解決手段】 受入れ側の上流ローラＲ１から複数の中間ローラＲ２…Ｒ６を経て排出側の下流ローラＲ７に至るローラ群を有する２基の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂを上下に組み合わせ、上下に対応するローラ群の外径間相互間隔ＲＧを受入れ側Ｆ１から排出側Ｆ２に向かって漸減するように設定し、チップ状材料Ｍに対する減容率を受入れ側Ｆ１と排出側Ｆ２とで異なる状態を創出し、これにより、恒常的に減容率が大きく熱密度が高い排出側Ｆ２から減容率が小さく熱密度の低い受入れ側Ｆ２へ過熱蒸気等の熱気成分を段階的に逃がし、爆裂現象を効果的に防止しながらチップ状材料Ｍを高圧で連続的に効率よく圧縮する。
【選択図】図５

Description

本発明は、一定の粒度範囲または一定のサイズ範囲に収まるように選別された粉体材料またはチップ状材料を最終製品または中間製品として平板状に成形するためのチップ状材料等の連続プレス成形装置に関する。

在来製品の問題点を解決した機能性に優れた新製品であっても、コスト面で在来製品との間に大きな格差が存在する場合には、在来製品の市場に参入することは難しい。殊に、在来製品が長期間にわたって安定に使用され続けてきた実績をもつ製品種目である場合には、業者や需要者間にその製品種目の使用に関するノウハウや当然感が浸透し、わざわざ使用実績のない高価な新製品を使用することに対する必要性を感じないであろうことが容易に想像される。すなわち、新製品の優れた機能が競業上の有利性として評価されるためには、製品価格が対応する在来製品と同等に抑えられていることが肝心である。

製品コストの切下げは、最も基本的な競争手段であり、産業社会は多様な製品に関して多くの量産技術を案出した。大量生産方式における二つの大きな特徴は、製産設備の大規模化と、製産方式の流れ作業化にあると言える。前者は、一処理あたりの扱い量を増大することによって工程間作業の介在機会を減少させる技術であり、小物製品の量産に応用されることが多い。後者は、工程間時間を削減する技術であり、小物製品にも大型製品にも適用され得る。

上記大量生産方式は、安定した品質の製品が低価格で簡単に入手できる便利な量産社会を築き上げた。しかし、上記いずれの生産方式にも不向きな製品種もある。このような製品分野においては、製品の低価格化が難しく需要者に大きな慢性的負担を強いている。このような製品種としては、粉体材料またはチップ状材料を適切なバインダーの存在下において圧縮成形して製造されるパネル状建材である各種のボード類を挙げることができる。つまり、建築用途のボード類は、一部の土質系のボード類を除き、原材料価格が低廉であるにもかかわらず以外に高価なのである。

建材用のボード類に従来の代表的な大量生産方式を適用することができないのは、次のような理由による。建材用のボード類はその用途からも推測できるように大型製品であり、その生産設備はもとより大規模である。したがって、これをさらに大規模化することには、工場用地の取得や設備投下資本、製造工程間における製品の移動距離の増大等、設備規模が過大であることによって却って不利となる場面が顕在化する結果となる。また、粉体材料またはチップ状材料は、一体物として取り扱うことができないため、本質的に連続的な処理を特徴とする流れ作業に不向きである。つまり、一体性のない粉体材料またはチップ状材料は、コンベヤ上で行われる一部分の工程を除き、ある工程から異なる装置を用いる次工程への原材料の搬送が難しいのである。

このため、ボード類の製造工程の多くは、ボード一枚単位量の粉体材料またはチップ状材料をパレットに搭載し、パレット単位のバッジ処理方式で行われる。バッジ処理方式では、製造過程がパレット単位に寸断され、寸断された製造単位間にパレットを移動交換する非生産的な工程間時間が頻繁に介在する。このため建築用のボード類においては、一般的なコスト削減手法である生産効率の向上による低価格化を図ることが難しいのである。

土質系以外の建築用のボード類には、例えば、プリントボード、紙質圧縮ボード、パーティクルボード等がある。これらのボード類の製造においては、石膏ボード、ケイカルボードのような化学的な自己凝固力を有する原材料によるものを除き、適度なバインダー（結合剤または接着剤）の存在下において高圧を加え、バインダーが結合剤または接着剤としての機能を発揮することができる状態に至るまで所定時間加圧状態を保持する必要がある。

ボード類の原材料にはバインダーを液相とするための溶剤または水分および混合効率を上げるための熱が与えられている。ここで３、高圧を加えられた原材料はさらなる発熱によって高温となる。溶剤または水分は、圧縮による温度上昇によって液相から気相に相変化しようとする。この際、原材料に加えられた圧力が維持されている間はその圧力が相変化を阻止するように機能する。しかし、加圧圧縮の後、直ちに圧力から解放すると圧縮された溶剤または水分は一気に気相に変化し、圧縮によって通気性を失った原材料の表面を吹き飛ばして外部に噴出するという現象が発生する。この問題は、従来から当業者を悩ませ続けている。そして、この現象が発生した場合には有効な修正方法はなく、商品価値は完全に失われる。すなわち、この問題に対する一つの対処方法として、圧縮された原材料が適度に冷えるまで所定時間加圧状態を保持する非効率的な対策が採られているのである。

上記爆裂現象に対する対処方法として従来採用されているもう一つの方法は、原材料を最終的に高圧プレスする工程の前に、より低い圧力で予め加圧成形する予備プレス工程を前置する方法である。予備プレス工程における原材料は、いまだ完全には通気性を失ってはおらず、この段階でできるだけ爆裂現象の原因となる原材料に含まれる蒸気成分を押し出しておこうという意図である。なお、この予備プレス工程は、粉体材料またはチップ状材料をパレットを用いることなく一体物として扱えるようにすることを意図する工程でもある。これは最終的な高圧プレス工程では、パレットを用いることはできないためである。

予め適度に蒸気成分を除去しようとする意図自体は的を射た作戦であると言える。しかし、従来の予備プレス工程は、パレット単位の原材料を平プレス装置で加圧する方法で実施されている。この段階の原材料は、パレット無くして扱うことができないためである。また、予備プレス工程に使用される平プレス装置の加圧板には、高圧によって発生する蒸気を逃がすための凹凸模様等が付与されることもある。

予備プレス工程における平プレス装置の加圧板の凹凸模様は、両刃の剣的対策であり、凹凸模様のために予備プレス工程の圧力を高めることができないという問題が生じる。プレス圧を高めると原材料の表面に最終的な高圧プレス工程を経てもなお残存する凹凸模様が残存する場合があるためである。また、平プレス装置の加圧板の凹凸模様を廃止する場合には、蒸気成分の逃げ道が平プレス装置の加圧板の周囲部分に局限されるために脱気不十分となり、圧力から解放された原材料が膨らんでしまうという問題が生じる。すなわち、結論としては、従来の建築用のボード類の製造における予備プレス工程は、バッジ処理であるために高能率化することができないことに加えて、意図された脱気効果を十分に発揮していないということができる。

ここで、技術分野は異なるが本発明の目的や効果のよりよい理解に供するために、偶々傍聴する機会を得たあるロードローラオペレータの現場での談話事例を紹介する。アスファルト舗装には、ローラ状の圧接車輪を備えるロードローラ車両が使用される。ロードローラ車両は、路面上に一定の厚みに敷設された半溶融状態のアスファルトを板状に押し潰して路面に密着させる作業を担当する。実は、予備プレス工程に供される建築用のボード類の製造原材料は、半溶融状態のアスファルトとよく似た条件下にあると言える。つまり、固形物とバインダー状の粘着性液相と熱とが混在する非一体物である。

ロードローラ車両のオペレータは、路面に敷設された半溶融状態のアスファルト上を車両の位置を変えながら根気強く何度も往復するように作業を進める。ここで、注目すべきは、ロードローラ車両の位置の変え方である。ロードローラ車両の圧接車輪は、目視でおおよそ９０ｃｍ程の幅がある。しかし、オペレータは、車両の位置を９０ｃｍ単位でずらすことはなく、約３０ｃｍ程ずらし、既に踏み固めた部分約６０ｃｍ幅に新たに３０ｃｍ幅を加えて車両を往復させる。ロードローラ車両のオペレータいわく、車両の位置を９０ｃｍ単位でずらすと作業効率は良いが、踏み固めた後、まんなか部分が閉じ込められた熱気によってかまぼこ状に膨れ上がり、こうなるとこっちを押さえるとあっちが膨らみ、あっちを押さえるとこっちが膨らんで路面に密着せず、始末に負えない。これを放置すると短期間で路面からアスファルトが剥がれる欠陥工事となる。そこで、車両の位置を少しずつずらして熱気をまだ踏み固めていない部分へ追いやって逃がす要領で作業をしているとのことである。

原材料がアスファルトの場合は、粘性が強いため、まるで焼き餅のように熱気が踏み固めた部分を押し上げて膨らむという現象となるが、建築用のボード類の場合には、原材料自体に粘性がないため最小限のバインダーで固められた脆い原材料を吹き飛ばして熱気が逃げるという爆裂現象になるものと推測される。

本発明は、建築用のボード類の製造における予備プレス工程が十分に奏効しない原因が、使用される平プレス装置の不可避的構成に起因するとともに、バッジ処理に依らざるを得ない平プレス方式においては、予備プレス工程自体にも多くの時間を割く必要があり、これが建築用のボード類の製造全体における生産効率を停滞させているという問題を解消することを希望してなされたものである。

本発明の目的は、建築用のボード類の製造における予備プレス工程をバッジ処理方式ではなく、連続処理方式とすることによって高能率化することができるとともに、爆裂現象を防ぐのに十分な脱気効果を発揮することができるチップ状材料等の連続プレス成形装置を提供することである。また、建築用のボードの種類によっては、最終的な高圧プレス工程を省略することができる高圧でのプレスを可能としたチップ状材料等の連続プレス成形装置を提供することである。さらに、ごく薄いシート類の製造にも簡単に対応することができる汎用性ないし応用性の高いチップ状材料等の連続プレス成形装置を提供することである。

上記本発明の複数の目的は相互に密接に関連しており、以下に示す解決手段によって同時に達成される。

（解決手段１）
本発明のチップ状材料等の連続プレス成形装置は、チップ状材料を受け入れる受入れ側に配置される上流ローラと、加圧成形されたチップ状材料を排出する排出側に配置される下流ローラと、上流ローラと下流ローラの間に配置される複数の中間ローラと、これらのローラ群を取り巻くように巻き掛ける無端のコンベヤベルトとから構成される加圧コンベヤユニットを２基上下に組み合せてなり、この際、２基の加圧コンベヤユニットは、それぞれの上流ローラと下流ローラと複数の中間ローラとが上下に対応して位置し、上下に対応する１対の上流ローラと複数対の中間ローラと１対の下流ローラにおける外径間相互間隔が上流から下流に向けて漸減するように組み合わされていることを特徴とするチップ状材料等の連続プレス成形装置。

上記解決手段１は、本発明の最も基本的な構成を示している。連続プレス成形装置は、サブユニットである２基の加圧コンベヤユニットの上下方向の組合せによって構成されている。２基の加圧コンベヤユニットの構成は相同であり、それぞれ、構成部材として上流ローラ、複数の中間ローラ、下流ローラおよびこれらのローラ群に巻き掛けるコンベヤベルトを備えている。

そして、２基の加圧コンベヤユニットは、上流ローラ同士が上下に対応し、複数の中間ローラ同士が上下に対応し、下流ローラ同士も上下に対応するように上下に組み合わされている。このような構成によって、２基の加圧コンベヤユニットのコンベヤベルト間には、チップ状材料等の搬送経路が形成される。ここで２基の加圧コンベヤユニットの無端のコンベヤベルトは、チップ状材料等に対して自動的に供給され、自動的に巻き取られる交換不要なパレットとして機能することができる。

また、２基の加圧コンベヤユニットにおいて上下に対応するローラ群の位置関係が重要である。すなわち２基の加圧コンベヤユニットにおける対応する上流ローラ同士の外径間相互間隔と、複数の中間ローラ同士の外径間相互間隔と、下流ローラ同士の外径間相互間隔は、受入れ側から排出側に向けて漸減するように設定されている。この設定によって受入れ側から装置内に取り入れられたチップ状材料等に対する漸増的な加圧圧縮作用を生じさせることができる。

上下に対応するローラ群の漸減する外径間相互間隔によって奏する漸増的な加圧圧縮作用は、必要とされるチップ状材料等に対する減容率を徐々に達成するように機能する。つまり、チップ状材料等に対する減容率が装置の受入れ側と排出側とで異なることを意味している。この結果、チップ状材料等の内部の熱気成分は、熱密度の高い減容率の高い領域から熱密度の低い減容率の低い領域へと逃げることができる。これは自然の法則（エントロピー）である。すなわち、最終的に必要な減容率を達成して排出されるまでの間にチップ状材料等から徐々に熱気を追い出すことによって、加圧圧縮作用から解放されたチップ状材料等が爆裂する現象が効果的に抑止される。

（解決手段２）
本発明のチップ状材料等の連続プレス成形装置は、請求項１に記載のチップ状材料等の連続プレス成形装置を基本発明として、上下に対応するように組み合わされた２基の加圧コンベヤユニットにおける１対の上流ローラの外径間相互間隔と複数対の中間ローラの外径間相互間隔と１対の下流ローラの外径間相互間隔のいずれかの外径間相互間隔が、他の外径間相互間隔から独立して調節可能であることを特徴とする。

上記解決手段２は、２基の加圧コンベヤユニットのローラ群を構成する特定のローラに過大な荷重が加わらないようにするための構成を示している。換言すれば、上下に対をなすローラ群全体に適切に荷重を配分するための構成を示している。

本発明のチップ状材料等の連続プレス成形装置では、上下に対応するローラ群がそれぞれの位置において異なる減容率を実現するように設定されているが、チップ状材料等においては、減容率とその減容率を実現するための圧力が線形的に比例しないという実情がある。つまり、ある減容率の２倍の減容率を実現するために必要な圧力はある減容率を達成するための圧力の２倍とは限らず、３倍かもしれないし５倍かもしれない。これはチップ状材料等の原材料の種類や配合率によっても異なる。本発明のチップ状材料等の連続プレス成形装置は、多種類のボード類の製造に供することが想定されている。そこで、上下に対をなすローラ群のいずれかの外径間相互間隔を独立に調節可能にしておくことによって特定のローラに過大な荷重が負荷されるのを阻止することができる。

（解決手段３）
本発明のチップ状材料等の連続プレス成形装置は、請求項１または請求項２に記載されたチップ状材料等の連続プレス成形装置を基本発明として、２基の加圧コンベヤユニットにおける上側の加圧コンベヤユニットが、下側の加圧ベルトコンベヤユニットに対して揺動機構または平行上下機構を介して離接動作可能に組み合わされ、前記２基の加圧コンベヤユニットにおいてそれぞれ上下に対応する１対の上流ローラと複数対の中間ローラと１対の下流ローラの外径間相互間隔が、上側の加圧コンベヤユニットの揺動動作または平行上下動動作によって同時に調節可能であることを特徴とする。

上記解決手段３は、主に、同一種類で厚みが異なるボード類の製造に簡単に適合させるための構成を示している。同一種類で厚みが異なるボード類を製造する場合には、上下に対応するすべてのローラ群の外径間相互間隔を変更する必要が生じる。この場合、上下に対応する各ローラの外径間相互間隔を個別に調節することも可能ではあるが、最良間隔を見出すには時間がかかり、効率的な方法であるとは言えない。

この問題は、上下に組み合わされた上側の加圧コンベヤユニット全体を可動化することによって解決することができる。この際、上側の加圧コンベヤユニットと下側の加圧コンベヤユニット間の間隔を変化させる方式には、２通りの方式が考えられる。一つは、両加圧コンベヤユニットを揺動機構を介して離接動作可能に組み合わせる方式であり、他は、平行上下機構を介して離接動作可能に組み合わせる方式である。揺動機構を介して離接動作させる方式においては、上下に対応するローラ群の外径間相互間隔に異なる変化量を同時に与えることができる。また、平行上下機構を介して離接動作させる場合には、上下に対応するローラ群の外径間相互間隔に同じ変化量を同時に与えることができる。いずれの方式が優れているかというような問題はなく、これは製造されるボードの種類との関係で選択される問題である。

（解決手段４）
本発明のチップ状材料等の連続プレス成形装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載されたチップ状材料等の連続プレス成形装置を基本発明として、２基の加圧コンベヤユニットのコンベヤベルトによって形成されるチップ状材料の搬送経路を取り囲む風洞を備え、この風洞に外部熱源または内部熱源による熱風を供給可能としたことを特徴とする。

上記解決手段４は、本発明の連続プレス成形装置による加圧処理の後に、さらなる加圧処理を必要とする種類のボード類の製造において、チップ状材料等の配合されるバインダーが、熱可溶性、熱可塑性の物質が採用されている場合に、本発明の連続プレス成形装置を経ることによってチップ状材料等が冷えてしまわないようにするための構成を示している。

すなわち、チップ状材料等が冷えてしまうとバインダーが凝固してしまい後続の工程に支障をきたす事態となる。この問題は、少なくともチップ状材料等の搬送経路を風洞で取り囲んでおき、必要に応じて風洞内に熱風を供給することで防止することができる。なお、この際の熱風は、チップ状材料等から排出された蒸気を吸収し、外部に導出する機能をも有する。

本発明のチップ状材料等の連続プレス成形装置は、受入れ側の上流ローラから複数の中間ローラを経て排出側の下流ローラに至るローラ群を有する２基の加圧コンベヤユニットを上下に組み合わせ、上下に対応するローラ群の外径間相互間隔を受入れ側から排出側に向かって漸減するように設定することにより、チップ状材料等に対する減容率を受入れ側と排出側とで異なる状態を常時実現しつつ、つまり、恒常的に減容率が大きく熱密度が高い排出側から減容率が小さく熱密度の低い受入れ側へ過熱蒸気等の熱気成分を逃がしながら最終的に必要な減容率を達成することができるので、爆裂現象を効果的に防止しながら従来パレット単位のバッジ処理に依っていた建築用のボード類製造におけるチップ状材料等の予備プレス工程をパレットを用いることなく従来よりも高圧で連続的に効率よく実施することが可能となった。また、この結果、ボード類の種類によっては、平プレス装置による最終的な高圧プレス工程を省力することができるという顕著な効果を奏する。

また、各加圧コンベヤユニットが自己完結的な独立の構成を有するため、上下に組み合わされた２基の加圧コンベヤユニットの組合せ間隔は本質的に自由であり、異なるチップ状材料等や同一種類で厚みの異なるボード類の製造に簡単に適合可能であるとともに、ボード類以外に厚みが極端に薄いシート類の製造にも簡単に応用することができる便宜を提供することができる。

本発明のチップ状材料等の連続プレス成形装置の実施の形態を示す平面図である。 上記実施の形態に示すチップ状材料等の連続プレス成形装置の側面図である。 上記実施の形態に示すチップ状材料等の連続プレス成形装置の側面視の動作説明図である。 上記実施の形態に示すチップ状材料等の連続プレス成形装置の横断面図である。 上記実施の形態に示すチップ状材料等の連続プレス成形装置の縦断面図である。 上記実施の形態に示すチップ状材料等の連続プレス成形装置の縦断面視の動作説明図である。 上記実施の形態に示すチップ状材料等の連続プレス成形装置の要部の斜視図である。

以下、図面を引用しながら本発明のチップ状材料等の連続プレス成形装置（本実施の形態の説明欄において、以下単に「連続プレス成形装置」という。）の実施の形態例を説明する。

本発明の連続プレス成形装置は、２基の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂの上下方向の組合せによって構成されている（図２）。２基の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂは、実質的に同一構造であり、実質的に同一構造の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂの一方を上向き姿勢で、他方を下向き姿勢として組み合わせた構成である。

各加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂは、一面を解放した箱型フレーム１０を有する（図１ないし図５）。２基の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂは、箱型フレーム１０の解放面を突き合わせにして上下に対面する姿勢で組み合わされ、上下の箱型フレーム１０，１０の内部空間は密閉空間ではないが、一体的なものとなる。一体的なものとなった内部空間は、内部空間に熱風を疎通させるための風洞Ｗとして活用される（図５）。箱型フレーム１０，１０の側面板１Ｓ，１Ｓには、外部熱源を接続するためのダクト接続孔１８，１８が準備されている。

上下の箱型フレーム１０，１０の組合せ手段としては、可動的な２個の要素による簡明な構造が採用されている。２個の要素は、箱型フレーム１０の両端寄りに振り分けて設けられる揺動支点２１とロック機構２２である（図２，図３）。揺動支点２１は、一方の箱型フレーム１０を他方の箱型フレーム１０に対して揺動離接動作可能に連結する。また、ロック機構２２は、任意の揺動量において箱型フレーム１０の揺動動作を禁止することができる。ロック機構２２は、上下の箱型フレーム１０，１０の側面板１Ｓ，１Ｓの対応する箇所から側方に突設した掛止ブロック２Ｔ，２Ｔにロック枠２Ｂを掛けて拘束する機構である。ロック枠２Ｂを取り外すと箱型フレーム１０は、自由に揺動可能な状態となる（図３）。

箱型フレーム１０、つまり上側の加圧コンベヤユニット９０Ａの揺動量の調節は、上下の掛止ブロック２Ｔ，２Ｔ間および各掛止ブロック２Ｔとロック枠２Ｂ間に挟み込んだスペーサＳＰ…の枚数の増減による（図２）。例えば、上下の掛止ブロック２Ｔ，２Ｔ間に挟み込んだスペーサＳＰ…を抜き取ってこれを掛止ブロック２Ｔとロック枠２Ｂ間に追加することにより上下の箱型フレーム１０，１０はスペーサＳＰ一枚分接近する。

平面視における連続プレス成形装置の側面部には、上記揺動支点２１とロック機構２２の他、左右に対をなす多数の軸受ユニット５１…５７と駆動部３０が観察され、その他の内部部材は見えない構造である（図１）。これは、連続プレス成形装置の内部に箱型フレーム１０，１０を利用して風洞Ｗを形成しようとする意図による。したがって、風洞Ｗが不要である場合には、例えば、Ｈ型鋼等を多用した開放型のフレーム構造を採用することもできる。

各箱型フレーム１０の内部には、多数の軸受ユニット５１…５７によって支持するローラ群が組み付けられている（図１，図４）。具体的には、チップ状材料等の受け入れる受入れ側Ｆ１から加圧成形されたチップ状材料を排出する排出側Ｆ２に向かって順に、上流ローラＲ１と５本の中間ローラＲ２…Ｒ６と、下流ローラＲ７との合計７本のローラが並列配置で組み込まれ、これらのローラ群には、スチール製のコンベヤベルトＢＴが巻き掛けられている（図５）。この状態において上側の加圧コンベヤユニット９０Ａのローラ群と下側の加圧コンベヤユニット９０Ｂのローラ群とは、上下方向に対応する位置関係となる。

なお、ローラ群を支持するための軸受ユニット５１…５７が箱型フレーム１０，１０の外面側に取り付けられているのは、箱型フレーム１０，１０に取り囲まれて形成される風洞Ｗに熱風を供給して使用する場合の軸受潤滑オイルに対する熱負荷をできるだけ軽減するとともに、軸受メンテナンスの容易化を図るためである。ただし、想定される熱風の最大温度が１２０度前後であるから潤滑オイルに対する熱負荷はさほど大きなものではなく、メンテナンス上の有利性と、上下に対応するローラの外径間相互間隔ＲＧの調節の便宜に意義がある。

加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂに組み込まれている各ローラには、２基の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂが協力して発揮すべき機能を担保するための機能が割り当てられ、ローラ群をなす複数のローラには割り当てられて要求される機能に従って異なる直径Ｄが与えられている（図４）。ここで重要なことは、２基の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂにおいて上下に対応するローラ群の外径間相互間隔ＲＧは、連続プレス成形装置の受入れ側Ｆ１から排出側Ｆ２に向かって漸減するように設定されていることである（図５）。

受入れ側Ｆ１に配置される上流ローラＲ１は、コンベヤベルトＢＴに対してリターンローラとしての機能とテンションローラとしての機能を負担する。この上流ローラＲ１に対する耐圧要求は最も小さいが、コンベヤベルトＢＴの屈曲疲労を軽減する観点からローラ群の中では２番目に大きな直径Ｄが与えられている（図４，図５）。上流ローラＲ１を支持する軸受ユニット５１，５１には、それぞれテンション機構５Ｋが組み込まれ（図１，図４，図５）、上流ローラＲ１は、受入れ側Ｆ１または排出側Ｆ２に微動し、コンベヤベルトＢＴの張り加減を適切に調節することができる。

上流ローラＲ１に次いで、チップ状材料Ｍに対して低圧圧縮作用を負担する３本の中間ローラＲ２，Ｒ３，Ｒ４が配置されている。これらのローラに対する耐圧要求は大きくはなくローラ群の中では最も小さな直径Ｄに設定されている。３本使用されているのは、一体物ではないチップ状材料Ｍを一箇所において一気に圧縮すると、チップ状材料Ｍが側方に逃げてしまうのを防止する狙いである。３本の中間ローラＲ２，Ｒ３，Ｒ４にその領域において必要とされる減容率を分担させることによって圧縮対象物の側方への逃げを防止しながら徐々に押し固めることができる。

３本の中間ローラＲ２，Ｒ３，Ｒ４に次いで、高圧圧縮作用を負担するより大きな直径Ｄの２本の中間ローラＲ５，Ｒ６が配置される。より大径であるのは、耐圧要求が漸増的に高まる位置に配置されるためであり、２本使用されるのは、チップ状材料Ｍの逃げを阻止しながら段階的に加圧する上記と同様の手法である。なお、この２本の中間ローラＲ５，Ｒ６は、対をなすその軸受ユニット５５，５５，５６，５６に特徴がある。対をなす各軸受ユニット５５，５６は、同一構造であるため、ここで中間ローラＲ５を支持する軸受ユニット５５，５５の一方にについて説明する（図７）。

箱型フレーム１０，１０の側面板１Ｓ，１Ｓの中間ローラＲ５取付位置には、中間ローラＲ５のシャンク部５Ｓを通す縦長の角孔５Ｈが形成されている（図の２点鎖線で示す）。中間ローラＲ５のシャンク部５Ｓは、角孔５Ｈを通過して側面板１Ｓの外側に配置されるベアリング５Ｂによって支持される。このベアリング５Ｂは、スライダ５３に搭載されている。また、スライダ５３には、シャンク部５Ｓを通過させる透孔を設けた角型のガイド板５４が固定されている。このガイド板５４は、箱型フレーム１０の側面板１Ｓに形成した角孔５Ｈに側端面を内接した状態で嵌り込んで角孔５Ｈにガイドされながら角孔５Ｈの縦幅を限度に上下動することができる。また、ベアリング５Ｂを搭載したスライダ５３の上方と下方には溶接手段等により箱型フレーム１０の側面板１Ｓに固定されるブラケット５１，５２が設けられる。そして、スライダ５３と上位置のブラケット５１との間、およびスライダ５３と下位置のブラケット５２との間には、スペーサＳＰ…が挟み込まれている。

上記特別の軸受構造を有する軸受ユニット５５，５５，５６，５６により支持された中間ローラＲ５および中間ローラＲ６は、他のローラ群から独立して上下動することができる。上下動動作は、ベアリング５Ｂを搭載したスライダ５３の上下に挟み込まれているスペーサＳＰ、例えば、スライダ５３の上側のスペーサＳＰを１枚抜き取って下側に追加すればスライダ５３を、したがって中間ローラＲ５をスペーサＳＰ一枚分上方向に移動させることができる。

すなわち、本実施の形態に示す連続プレス成形装置における中間ローラＲ５，Ｒ６は、箱型フレーム１０の揺動による揺動離接動作とは別に、他のローラ群から独立して上下動することができるのである。中間ローラＲ５，Ｒ６を移動させることの意義は、言うまでもなく上下に対応する中間ローラＲ５、または中間ローラＲ６の外径間相互間隔ＲＧを変化させて一方のローラに圧力荷重が偏らないようにすることである（図５）。特定のローラに圧力荷重が偏る場合には、複数のローラを並設することの意義が失われることにつながる。

２本の中間ローラＲ５，Ｒ６に次いで、最後に下流ローラＲ７が配置されている。下流ローラＲ７は、予備プレス工程においてチップ状材料Ｍに対する最終的な減容率を達成する役割と、コンベヤベルトＢＴを安定に駆動する役割を負担する。このため下流ローラＲ７には、ローラ群中最大の直径が与えられている。上下の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂは、箱型フレーム１０，１０の側面板１Ｓ，１Ｓに、それぞれ下流ローラＲ７，Ｒ７を駆動するための独立の駆動部３０，３０を備える。各駆動部３０は、駆動モータ３１と減速ユニット３２とからなる。

バインダーの存在下においてチップ状材料Ｍを一体物することを目的とする予備プレス工程においては、バインダーに反応時間を与える必要があるため、連続プレス成形装置を構成する２基の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂは、ごく低速で運転される。したがって、下流ローラＲ７の駆動部３０に要求される駆動特性は、低速かつ大トルクの特性である。この結果、駆動モータ３１には、トルク重視のタイプのものが、また、減速ユニット３２にはコンパクトで簡単に大減速比を実現することができるウォーム式減速機が適合する。なお、駆動部３０，３０が独立しているのは、上下の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂが離接動作するためであり、２基の駆動部３０は、反対方向に等速度で下流ローラＲ７，Ｒ７を回転駆動するように同期制御される。

本発明の連続プレス成形装置の使用に当たっては、その上流側に例えば中継コンベヤ９０Ｃが、また、下流側には加圧成形されたチップ状材料Ｍを切断する図示しないカッタ装置が設置される（図６）。

中継コンベヤ９０Ｃは、一定の材料厚みＴ１を有するマット状にフォーミングされたチップ状材料Ｍを本発明の連続プレス成形装置の受入れ側Ｆ１に供給する。供給されたチップ状材料Ｍは、コンベヤベルトＢＴ上に乗り移り、上下のローラ群間に噛み込まれ、強制的に排出側Ｆ２に搬送される。上下の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂのローラ群を構成する上下に対応するローラの外径間相互間隔ＲＧは、受入れ側Ｆ１から排出側Ｆ２に向かって漸減している。これによって、チップ状材料Ｍは、搬送されつつ連続的にまたは段階的に圧縮される。チップ状材料Ｍに含まれる空気をはじめとする気相成分は、この段階で徐々に追い出される。これにより、チップ状材料Ｍが最終的な仕上がり厚みＴ２の板状体として排出された時点での爆裂現象が効果的に阻止されるのである。本実施の形態の説明において、ときどき減容率と言っているのは、材料厚みＴ１に対する仕上がり厚みＴ２の比率のことである。

なお、本発明の連続プレス成形装置は、いかなる運転速度で使用してもチップ状材料Ｍの爆裂現象を阻止することができると主張するものではない。連続プレス成形装置を一定限度以上の高速で運転する場合には、爆裂現象は起こり得る。爆裂現象を確実に封じ込めながら生産効率向上に最も寄与し得る運転速度については、事柄の性質上理論的に求めることは不可能である。チップ状材料Ｍの配合率や含水量、温度等を目安にして予め好適な運転速度の見当を付けられるように運用データの蓄積が待たれる。

また、上記実施の形態は、２基の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂの間隔を調節する機構として揺動機構を用いたものを例示して説明しているが、平行上下機構を用いてこの目的を達成することもできる。この場合の代表的な機械構成としては、例えば、上下の加圧コンベヤユニット９０Ａ，９０Ｂの箱型フレーム１０，１０の４隅を堅固なネジジャッキ機構によって連結する構造を例示することができる。

同様に、コンベヤベルトは、スチール製のコンベヤベルトＢＴに限らない。ローラとコンベヤベルトＢＴ間に滑りが発生するような場合には、幅広のタイミングベルト相当の構成を有するコンベヤベルトＢＴや、各種のクローラ車両のゴムクローラ相当の構成を有するコンベヤベルトＢＴを使用することによって滑りを阻止することができる。

さらに、本発明の連続プレス成形装置の使用方法に関しては、本発明の連続プレス成形装置を２基以上縦列に配置し、チップ状材料Ｍを複数台の連続プレス成形装置を通過させて必要な減容率を実現することができる。いわば、応用的使用である。

Ｍ チップ状材料
Ｗ 風洞
Ｆ１ 受入れ側
Ｆ２ 排出側
ＢＴ コンベヤベルト
ＲＧ 外径間相互間隔
９０Ａ 加圧コンベヤユニット
９０Ｂ 加圧コンベヤユニット
１０ 箱型フレーム１０
Ｒ１ 上流ローラ
Ｒ２〜Ｒ６ 中間ローラ
Ｒ７ 下流ローラ

Claims (5)

1. チップ状材料を受け入れる受入れ側に配置される上流ローラと、加圧成形されたチップ状材料を排出する排出側に配置される下流ローラと、前記上流ローラと下流ローラの間に配置される複数の中間ローラと、これらのローラ群を取り巻くように巻き掛ける無端のコンベヤベルトとから構成される加圧コンベヤユニットを２基上下に組み合せてなり、
   前記２基の加圧コンベヤユニットは、それぞれの前記上流ローラと下流ローラと複数の中間ローラとが上下に対応して位置し、上下に対応する１対の上流ローラと複数対の中間ローラと１対の下流ローラにおける外径間相互間隔が受入れ側から排出側に向けて漸減するように組み合わされていることを特徴とするチップ状材料等の連続プレス成形装置。
2. 上下に対応するように組み合わされた前記２基の加圧コンベヤユニットにおける１対の上流ローラの外径間相互間隔と複数対の中間ローラの外径間相互間隔と１対の下流ローラの外径間相互間隔のいずれかの外径間相互間隔が、他の外径間相互間隔から独立して調節可能であることを特徴とする請求項１に記載のチップ状材料等の連続プレス成形装置
3. 前記２基の加圧コンベヤユニットにおける上側の加圧コンベヤユニットが、下側の加圧ベルトコンベヤユニットに対して揺動機構または平行上下機構を介して離接動作可能に組み合わされ、前記２基の加圧コンベヤユニットにおいてそれぞれ上下に対応する１対の上流ローラと複数対の中間ローラと１対の下流ローラの外径間相互間隔が、上側の加圧コンベヤユニットの揺動動作または平行上下動動作によって同時に調節可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチップ状材料等の連続プレス成形装置。
4. 前記２基の加圧コンベヤユニットのコンベヤベルトによって形成されるチップ状材料の搬送経路を取り囲む風洞を備え、該風洞に外部熱源または内部熱源による熱風を供給可能としてなる請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のチップ状材料等の連続プレス成形装置。
5. 前記風洞が、前記２基の加圧コンベヤユニットのフレームによって形成されていることを特徴とする請求項４に記載のチップ状材料等の連続プレス成形装置。

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