JP2691505B2 - 押出成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明はセラミックス坏土を押
出成形する押出成形装置に係り、特に微細精密なセラミ
ックス成形体を高い寸法精度で押し出し成形することの
出来る押出成形装置である。

【０００２】

【従来の技術】 従来セラミツクスを押出成形する場
合、セラミツクス微粉末、バインダー、成形助剤、水な
どを所定の比率で調整し、混練した原料すなわち坏土を
押出成形機によって押出成形用金型から押し出すことに
よって成形を行なっている。

【０００３】 例えば従来の押出成形機は、シリンダー
内で螺旋状の羽根を付設したスクリューを回転させ坏土
を混練しながら押し出す形式のもので、坏土は上段押し
出しスクリューから真空室を通り、真空室で脱気され下
段押し出しスクリューで加圧され下段シリンダーの先端
に配設されている押出成形用金型から押し出される。

【０００４】 このような押出成形機によってセラミツ
クスを押出成形する場合押し出しの動力はスクリューで
あるため坏土の粘性の微妙な差異によってスクリューに
よる残留応力が発現し、セラミツクス成形体に徴少な歪
や亀裂あるいは僅かなねじれ等が生じることがあった。

【０００５】 また坏土は押出成形機のシリンダー内を
ほぼ直角に移動するのでスクリューによる残留応力の他
に変形応力も成形体に加えられることになり、押し出さ
れたセラミツクス成形体に複雑な応力が残留するという
課題があった。

【０００６】 さらに押し出されたセラミツクス成形体
が肉薄の微細な断面形状になればなるほど、押出成形時
の僅かな応力の残留によって完全な寸法精度を維持する
ことが困難となるばかりか乾燥時に歪や反り等の変形が
発生するという課題もあった。

【０００７】 このためスクリュー式とプランジャー式
の両方を組み合わせた押出成形装置が提案されている。
図７はスクリュー式とプランジャー式とを組み合わせた
押出成形装置である。図においてホッパー３から供給さ
れた坏土２０は混練シリンダー２５とピストン３１と連
動したスクリュー ２４を回転させて混練シリンダー２
５の先端に押し出され連結管２６を通って供給シリンダ
ー２７に供給される。坏土２０の中の空気は供給シリン
ダー２７に取り付けられた吸引口（図示せず）から真空
脱気される。該供給シリンダー２７内が坏土２０で満た
されるとプランジャー２９により金型３０の方に押し出
され成形体となる。

【０００８】 このようなスクリュー式とプランジャー
式との組み合わせ押出成形装置で寸法精度の高いセラミ
ツクス成形体を歩留まり良く連続成形することはスクリ
ュー式押出成形機の欠点が完全に解消されていないため
できない。即ち、プランジャー式押出機のシリンダーへ
の坏土の供給をスクリューとピストンを併用しているた
め装置構造が複雑となる。坏土の脱気装置がプランジャ
ー式押出機のシリンダー内にあるため最初の工程におい
てシリンダー内に坏土が充填される迄シリンダー内は真
空とならずさらに坏土が連続した状態でシリンダー内に
送り込まれるため坏土の内部にある空気を完全に脱気す
ることはできない。

【０００９】 又、プランジャー式押出機のシリンダー
への坏土の供給を１方向からのみ行なった場合図８の様
にａ点とｂ点では密度差が生じる。プランジャー式押出
機のシリンダー内にこの密度差が生じる坏土を充填し、
油圧シリンダーにて押し出しても密度が高い所と低い所
では、押出速度が違う為に、成形体に曲りや変形をおこ
して寸法精度の高い物を押し出すことができない。

【００１０】

【発明が解決しょうとする課廟】 本発明は、このよう
な課題に鑑み発明されたものであってセラミックス押出
成形体に微小な歪や亀裂あるいは僅かなねじれ等を生じ
させず、歩留りを向上させ寸法精度に優れた精密なセラ
ミックス押出成形体を作製することのできる押出成形装
置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
め本発明に係る押出成形装置は、上段押し出しスクリュ
ー４と下段押し出しスクリュー９との間に真空室８を有
する２段スクリュー式真空押出成形機１において、この
押出成形機とは別にプランジャー式真空押出機２を設け
２段スクリュー式真空押出成形機１の下段押し出しスク
リュー９のシリンダー１０とプランジャー式押出機２の
シリンダー１７とを四方向圧入管１３を介して連結し、
２段スクリュー式真空押出成形機１の下段押し出しスク
リュー９によって混練し脱気した坏土２１をプランジャ
ー式押出機２のシリンダー１７に供給し、この坏土２１
の押圧力によって油圧シリンダー１４のピストン１６を
後退させ、しかる後油圧シリンダー１４のピストン１６
によって坏土２１を押し出すことを特徴としている。

【００１２】 また上記２段スクリュー式真空押出成形
機１に対するプランジャー式押出機２の連結角度を変え
ることによって、プランジャー式押出機２から押し出さ
れる成形体の押出角度を水平方向、斜方向、垂直方向と
任意に変えることのできることを特徴としている。

【００１３】

【作用】 上記した構成によれば坏土は２段スクリュー
式真空押出成形機によって充分混練されると共に坏土中
の空気を完全に脱気することが出来る。完全に混練脱気
された坏土は２段スクリュー式真空押出成形機１とプラ
ンジャー式押出機２のシリンダー１７との連結工程間に
ある四方向圧入管１３によって四方向から圧入され、こ
の為に坏土に密度差が生じることなくプランジャー式押
出機シリンダー１７内に圧入される。プランジャー式押
出機２の金型１９の前面に盲板２２を取り付け油圧シリ
ンダー１４の圧力を２段スクリュー式真空押出成形機１
の下段スクリュー圧力よりも弱くしておくことによって
シリンダー１７の中に脱気した坏土を完全に充填しなが
らプランジャー式押出機のピストン１６は坏土の押圧力
によって後退する。ピストン１６が所定の位置まで後退
すると２段スクリュー式真空押出機１の上段スクリュー
４及び下段スクリュー９共自動的に停止する。この後完
全に脱気された坏土２１はピストン１６によって押し出
される。

【００１４】 上記記載の押出成形装置によれば坏土は
ピストンの移動する方向と同一方向にスムースに押し出
されるためスクリューによる押出時に発生する歪が押出
成形体には残留せず押出成形体に微少な歪や亀裂あるい
は僅かなねじれ等の変形はなくなり高精度のセラミック
ス押出成形体を作製することができる。

【００１５】

【実施例】 以下本発明に係る押出成形装置の実施例を
図面に基づいて説明する図１は本実施例に係る押出成形
装置を示す断面図である。この装置において上段押し出
しスクリュー４と下段押し出しスクリュー９との間に真
空室８を有する２段スクリュー式真空押出成形機１があ
り、これとは別にプランジャー式押出機２がある。２段
スクリュー式真空押出成形機１の下段シリンダー１０の
先端とプランジャー式押出機２のシリンダー１７とが四
方向圧入管１３を介して連結されている。ホッパー３か
ら供給された坏土２０は上段のスクリュー４で混練され
真空室８に送られここで完全に説気され下段シリンダー
１０に供給される。下段スクリュー９でさらに混練され
完全に脱気した坏土２１はプランジャー式押出機２のシ
リンダー１７内に供給される。プランジャー式押出機２
の金型１９の出口を盲板２２で押えて閉鎖しピストン１
６の圧力をフリーの状態あるいは油圧シリンダー１４で
僅かに圧力をかけられた状態とし下段スクリュー９の吐
出圧よりも弱くしておくとシリンダー１７内に押し出さ
れた坏土の押圧力によって油圧シリンダー１４のピスト
ン１６を後退させる。ピストン１６が所定の位置まで後
退すると２段スクリュー式真空押出機１の上段スクリュ
ー４及び下段スクリュー９は自動的に回転が停止する。
さらに金型１９の前面に取り付けられていた盲板２２も
外れピストン１６によって坏土２１を金型１９から押し
出す。

【００１６】 図３〜図６は図１に示した押出成形装置
によって坏土を押出成形するための工程を示したもので
ある。図３において２段スクリュー式真空押出成形機１
の下段シリンダー１０の先端に四方向圧入管１３（図示
せず）を取り付けプランジャー式押出機２のシリンダー
１７の横側面を連結する。この連結に際しては坏土の組
成、押出成形物の断面形状を勘案してプランジャー式押
出機２の取付角度を決定する。この取付角度によって押
出方向を任意に決めることができる。次にプランジャー
式押出機２の金型１９先端に盲板２２を取り付け押出口
を閉鎖する。ホッパー３に坏土２０を供給し上段スクリ
ュー４を回転し上段シリンダー５内に坏土２０を充填す
る。充填されると真空室８から下段シリンダー９四方向
圧入管１３（図示せず）プランジャー式押出機２のシリ
ンダー１７までの空間が完全に密閉された状態となるの
で、中の空気を脱気口７から真室ポンプ（図示せず）で
吸引し該空間を真空にする。

【００１７】 図４において上段スクリュー４から押し
出された坏土２０はカッターで小片となり、この坏土中
に残存する空気をも真空室８の脱気を継続することによ
り完全に除去する。完全に説気された坏土２１は下段ス
クリュー９でさらに混練され四方向圧入管１３（図示せ
ず）を通ってプランジャー式押出機２のシリンダー１７
内に圧入される。プランジャー式押出機２のピストン１
６は圧力フリーの状態あるいは油圧シリンダー１４で僅
かに圧力をかけられた状態とし下段スクリュー９の吐出
圧よりも低くしてあるため、脱気された坏土２１の押圧
力によってピストン１６は矢印の様に後方へ押されシリ
ンダー１７内は脱気された坏土２１で完全に充填され
る。

【００１８】 図５において脱気された坏土２１がシリ
ンダー１７内に完全に充填された状態になると２段スク
リュー式真空押出成形機１の上段スクリュー４及び下段
スクリュー９はその回転を自動的に停止し金型１９前面
に取り付けられていた盲板２２も外れる。油圧シリンダ
ー１４に圧力が加えられピストン１６によって坏土２１
は２段スクリュー式真空押出成形機１の方へ流れること
なく矢印の方へ押し出され寸法精度の高い押出成形体を
作製することができる。

【００１９】 図６においてピストン１６の先端が所定
の位置迄達すると自動的に２段スクリュー式真空押出成
形機１の上段スクリュー４及び下段スクリュー９は回転
を開始し再び坏土２１をシリングー１７内に圧入する。
プランジャー押出機２のピストン１６は再び圧力フリー
の状態あるいは油圧シリンダー１４にて僅かに圧力をか
けられた状態となるため図４で示したようにピストン１
６で金型１９から坏土２１を押し出す圧力よりも小さい
圧力でピストン１６を矢印のように後方へ押し戻すこと
ができる。また金型１９には図３で示したような盲板２
２を取り付けなくとも金型１９から坏土２１が出ること
なくシリンダー１７内に坏土２１を完全に充填すること
ができる。

【００２０】 以上本発明についてその工程に従って図
３〜図６によって説明したが、図３および図４は押出成
形作業の起動時のみに必要な工程でありこれにより、運
転開始時から完全に脱気された成形体を得ることが出来
継続作業工程においては図５および図６を繰り返すこと
によって押出成形体を連続的に作製することができる。

【００２１】

【発明の効果】 以上詳述したように本発明に係る押出
成形装置にあっては２段スクリュー式真空押出成形機を
四方向圧入管を介してプランジャー式押出機のシリンダ
ーと連結することよって、２段スクリュー式真空押出成
形機の優れた特性である坏土の完全均一混合および完全
脱気をおこなうことができ、逆にその欠点である押出成
形坏土の残留応力を除去することのできる方法をプラン
ジャー式押出機の優れた特性で生かし、両機種の優れた
特性を充分活用することによって微細精密なセラミック
ス成形体を高い寸法精度で押し出し成形することができ
る。

【００２２】 さらにプランジャー式押出機の連結角度
を変えることによって坏土の組成と押出成形体の断面形
状に最適な押出角度を容易に選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明に係る押出成形装置の実施例を示す
断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ断面図で矢印は坏土の流れを示
す。

【図３】 本願発明の押出成形装置の動作を説明する、
ホッパーへ坏土を供給し上段シリンダーへ充填された状
態を示す断面図である。（四方向圧入管は図示せず）

【図４】 本願発明の押出成形装置の動作を説明する。
起動時にプランジャー式押出機のシリンダーへ脱気され
た坏土を圧入している状態を示す断面図である。（四方
向圧入管は図示せず）

【図５】本願発明の押出成形装置の動作を説明する。盲
板が外れピストンで坏土を押し出している状態を示す断
面図である。（四方向圧入管は図示せず）

【図６】 本願発明の押出成形装置の動作を説明する。
再びプランジャー式押出機のシリンダーへ脱気された坏
土を圧入している状態を示す断面図である。（四方向圧
入管は図示せず）

【図７】 従来の押出成形装置を示す断面図である。

【図８】 図７のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

５ 上段シリンダー １１ 上段用モーター １２ 下段用モーター １５ ピストンロッド １８ 圧力計 ２３ 成形体

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項 １】 上段押し出しスクリューと下段押し出
   しスクリューとの間に真空室を有する２段スクリュー式
   真空押出成形機において、上記２段スクリュー式真空押
   出成形機とは別にプランジャー式押出機を設け、該下段
   押し出しスクリューのシリンダーと該プランジャー式押
   出機のシリンダーとを四方向圧入管を介して連結し、２
   段スクリュー式真空押出成形機の下段押し出しスクリュ
   ーによって混練した坏土を、該プランジャー式押出機の
   シリンダーに供給し、この坏土の押圧力で油圧シリンダ
   ーのピストンを後退させ、しかる後該油圧シリンダーの
   ピストンによって坏土を押し出すことを特徴とする押出
   成形装置。
2. 【請求項 ２】 ２段スクリュー式真空押出成形機に対
   するプランジャー式押出機の連結角度を変えることによ
   り、該プランジャー式押出機から押し出される成形体の
   押出角度を水平方向、斜方向と任意に変えることの出来
   ることを特徴とする請求項１記載の押出成形装置。