JP4017324B2

JP4017324B2 - セラミック成形体の搬送システム

Info

Publication number: JP4017324B2
Application number: JP2000232777A
Authority: JP
Inventors: 卓宮川; 祐二上田; 智士杉山
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: US6588577B2; EP1607352A2; ZA200106309B; US20020046925A1; EP1177994B1; CN1211267C; EP1607352A3; CN1336316A; EP1604922A3; DE60119843T2; DE60119843D1; JP2002046856A; EP1604922A2; EP1177994A3; EP1177994A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック成形体を受け台に載せ搬送路上を搬送させるセラミック成形体の搬送システム及びそれに用いる受け台に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックハニカム構造体等のセラミック製品を作製するための方法の一例として、従来から以下に示す方法が知られている。まず、セラミック原料を成形してセラミック成形体を得、得られたセラミック成形体を所定の長さに切断する。次に、切断したセラミック成形体を個別に受け台に載せ、セラミック成形体を載せた受け台を搬送路を介して移動する。次に、移動後所定の数（例えば５個）のセラミック成形体を整列させた状態で乾燥し、乾燥したセラミック乾燥体の両端面を切断して仕上げ加工を行う。最後に、仕上げ加工後のセラミック乾燥体を焼成して、セラミック製品を得ている。
【０００３】
上述した従来のセラミックハニカム構造体の製造過程において、セラミック成形体を受け台に載せて搬送する際、工場レイアウトや乾燥機レイアウト等の下流工程レイアウトの関係から搬送路の搬送方向を途中で変更する必要がある場合がある。そのような場合、従来は、搬送路の端部でストッパに衝突させて受け台を停止させ、受け台をプランジャー等で別の搬送方向に押し出し、次の搬送路へ移動を行っている。また、乾燥工程の手前で、搬送路において複数のセラミック成形体を整列させる必要がある。そのような場合も、従来は、搬送路の端部でストッパに衝突させて受け台を停止させ、その後停止した受け台に次の受け台を衝突させ、整列に必要な数だけ以上の処理を連続している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のセラミック成形体の搬送システムでは、生の状態のセラミックハニカム成形体を搬送する際、搬送方向を変更したり停止する際の衝突のショックやプランジャーで押される際のショックが加わる。しかし、そのようなショックが加わっても、従来対象としていた１５０μｍ程度のセル壁厚を有するセラミックハニカム成形体であれば、セラミックハニカム成形体の強度は高く、セラミックハニカム成形体が歪んだり、セラミックハニカム成形体にクラックが入ったり、セラミックハニカム成形体が破損したりすることはなかった。そのため、問題なく最終セラミック製品を得ることができた。
【０００５】
しかしながら、近年要望の高い１２０μｍ以下のセル壁厚及び４００〜１６００セル／ｉｎｃｈ^２程度のセル密度を有する薄壁のセラミックハニカム成形体を、従来と同様のセラミック成形体の搬送システムで搬送すると、セラミックハニカム成形体の強度が従来のものよりも格段に小さくなるため、搬送方向を変更したり停止する際の衝突のショックやプランジャーに押される際のショックで、セラミックハニカム成形体が歪んだり、セラミックハニカム成形体にクラックが入ったり、極端な場合はセラミックハニカム成形体が破損したりしてしまう場合があった。
【０００６】
本発明の目的は上述した課題を解消して、薄壁のセラミックハニカム成形体を搬送しても搬送中のセラミック成形体の歪み、クラック、破損の発生のないセラミック成形体の搬送システム及びそれに用いる受け台を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック成形体の搬送システムは、１２０μｍ以下のセル壁厚及び４００〜１６００セル／ｉｎｃｈ ^２のセル密度を有する薄壁のセラミックハニカム成形体を受け台に載せ搬送路上を搬送させるセラミック成形体の搬送システムにおいて、自走式第１の搬送ローラから構成された第１の搬送路から、前記第１の搬送ローラとは略９０°異なる方向に配列された自走式第２の搬送ローラから構成された、第１の搬送路とは搬送方向が略９０°異なる第２の搬送路へと、搬送路中でセラミック成形体を載せた受け台の搬送方向を変えるに際し、第１の搬送ローラの間に、第１の搬送ローラと平行に移動可能であるとともに第１の搬送ローラ間で上下方向に移動可能な複数のツメ部を設け、搬送方向を変える位置で停止したセラミック成形体を載せた受け台を、複数のツメ部を上げることで第１の搬送路から持ち上げ、その状態で複数のツメ部を第１の搬送ローラと平行に移動させることで第２の搬送路の第２の搬送ローラ上まで搬送し、その後、複数のツメ部を下げるとともに第２の搬送路を構成する第２の搬送ローラに設けた待避部に複数のツメ部を待避させることで、受け台を第２の搬送路へ下ろすことにより、セラミック成形体に与える衝撃を緩和してセラミック成形体の搬送方向の変換を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のセラミック成形体の搬送システムの第２発明は、セラミック成形体を受け台に載せ搬送路上を搬送させるセラミック成形体の搬送システムにおいて、搬送路中でセラミック成形体を載せた受け台を停止させるに際し、搬送路上での受け台の搬送速度を徐々に減速して停止させることにより、セラミック成形体に与える衝撃を緩和してセラミック成形体の停止を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
上述した本発明のセラミック成形体の搬送システムにおいて、第１発明では、搬送路中でセラミック成形体を載せた受け台の搬送方向を変えるに際し、受け台を搬送路から持ち上げ、受け台を持ち上げた状態で次の向きの搬送路まで搬送し、受け台を次の向きの搬送路へ下ろすことで、第２発明では、搬送路中でセラミック成形体を載せた受け台を停止させるに際し、搬送路上での受け台の搬送速度を徐々に減速して停止させることで、いずれの場合もセラミック成形体に与える衝撃を緩和することができ、搬送中のセラミック成形体の歪み、クラック、破損の発生を防止することができる。
【００１０】
さらに、本発明のセラミック成形体の搬送システムに用いる受け台は、好ましくはアルミニウム製の基台と、基台上に設けられた、基台と接する側と反対側に形成されたセラミック成形体の形状に応じた受け部を有する、好ましくは発泡スチロール製の支持部と、支持部の受け部を覆うように設けられた緩衝材と、からなり、セラミック成形体に与える衝撃を緩和してセラミック成形体を搬送できるよう構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
上述した本発明のセラミック成形体の搬送システムに用いる受け台において、セラミック成形体を受け台の発泡スチロール製の支持部の受け部と受け部を覆う緩衝材とで受けることができ、たとえショックが加わったとしても衝撃を有効に吸収できる。また、緩衝材とセラミック成形体とが接触した状態でセラミック成形体を保持するため、受け台からのセラミック成形体の離型が容易となり、かつ、壊れやすい発泡スチロール製の支持部の破壊をなくすことができ、受け台の再利用が可能となる。さらに、基台をアルミニウムから構成することで、受け台全体を軽く安価に構成することができる。さらにまた、支持部を発泡スチロールから構成することで、受け台全体を軽くできハンドリングが容易となるとともに、着脱も簡単で廉価に構成でき、かつ、加工が容易であるため、受けるべきセラミック成形体が収縮率の違いにより径が異なった場合でも、径が小から大だけであるが支持部を後加工して径の異なるセラミック成形体を受けることもできる。また、緩衝材は、受けるべきセラミック成形体が、支持部中で滑りすぎず、かつ、摩擦抵抗が大きいことで滑り移動ができないことがないよう使用されている。さらに、上述した構成の受け台では、搬送路と接する部分はアルミニウムからなる基台であるため、傷つけられ易い発泡スチロール製の支持部でも使用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のセラミック成形体の搬送システムを含む装置の一例を示す概念図である。図１に示す例において、一例として押出成形装置１で例えば円筒のハニカム形状に成形されたセラミック成形体２は、切断装置３により所定の長さに切断される。切断されたセラミック成形体２は個別に受け台４上に載置される。セラミック成形体２を載せた受け台４は搬送路５上を搬送される。
【００１３】
搬送路５は、ある方向に向かう第１の搬送路５−１と、第１の搬送路５−１の搬送方向とは異なる方向（ここでは９０°搬送方向が変更された方向）に向かう第２の搬送路５−２とから構成されている。第１の搬送路５−１及び第２の搬送路５−２は、それぞれスピードコントロールモータ及びギアードモータで回転数を制御できる複数の自走式搬送ローラ６から構成されている。第１の搬送路５−１と第２の搬送路５−２には、搬送方向変更部７が設けられている。第２の搬送路５−２の端部には、この端部に所定の数（ここでは５個）のセラミック成形体２を載せた受け台４を整列して停止させる受け台整列部８が設けられている。
【００１４】
次に、上述した本発明のセラミック成形体の搬送システムにおける搬送方向変更部７について説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１発明に係る搬送方向変更部７の一例の構成を示す上面図、正面図及び側面図である。図２（ａ）〜（ｃ）に示す例において、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図２（ａ）〜（ｃ）に示す搬送方向変更部７の特徴は、搬送路５中でセラミック成形体２を載せた受け台４の搬送方向を変えるに際し、受け台４を第１の搬送路５−１から持ち上げ、受け台４を持ち上げた状態で第２の搬送路５−２まで搬送し、受け台４を第２の搬送路５−２に下ろすことができるよう構成し、これによりセラミック成形体２に与える衝撃を緩和してセラミック成形体２の搬送方向の変換を行う点である。
【００１５】
具体的な構成としては、搬送路５の搬送方向を第１の搬送路５−１の方向から第２の搬送路５−２の方向へ変える搬送方向変換部７において、第１の搬送路５−１の搬送ローラ６間に、搬送ローラ６と平行に移動可能であるとともに、搬送ローラ６間で上下方向に移動可能な複数（ここでは３本）のツメ部１１を設けている。図２（ａ）〜（ｃ）に示す例では、ツメ部１１の搬送ローラ６と平行な移動はサーボモータ１２により達成され、ツメ部１１の搬送ローラ６間での上下方向の移動はエアシリンダ１３により達成されている。
【００１６】
図２（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ図３（ａ）〜（ｅ）によりツメ部１１による搬送方向の変更について説明すると、まず、搬送方向を変える搬送方向変更部７でストッパー１４と当接することで停止したセラミック成形体２を載せた受け台４（図３（ａ））を、複数のツメ部１１を同時に上げることで、第１の搬送路５−１から持ち上げる（図３（ｂ））。次に、その状態で複数のツメ部１１を搬送ローラ６と平行に移動させることで、セラミック成形体２を載せた受け台４を第２の搬送路５−２上まで搬送する（図３（ｃ））。その後、複数のツメ部１１を同時に下げるとともに、第２の搬送路５−２を形成する搬送ローラ１５に設けた待避部１６にツメ部１１を待避させることで、受け台４を第２の搬送路５−２上に下ろす（図３（ｄ））。最後に、ツメ部１１を待避部１６から除き最初の位置に戻す（図３（ｅ））。なお、図２（ａ）〜（ｃ）に示す例では、第２の搬送路５−２を構成する搬送ローラ６のうち搬送方向変更部７に存在する搬送ローラ１５としては、ツメ部１１を第２の搬送路５−２の搬送路面から完全に待避できる待避部１５をツメ部１１の位置に対応して有するローラを使用する。
【００１７】
次に、上述した本発明のセラミック成形体の搬送システムにおける受け台整列部８について説明する。図４は本発明の第２発明に係る受け台整列部８の一例の構成を示す図である。図４に示す例において、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。図４に示す受け台整列部８の特徴は、受け台整列部８においてセラミック成形体２を載せた受け台４を停止させるに際し、第２の搬送路５−２上での受け台４の搬送速度を徐々に減速して停止させるよう構成することで、セラミック成形体２に与える衝撃を緩和してセラミック成形体２の停止を行う点である。
【００１８】
具体的な構成としては、図４に示す５個のセラミック成形体２−１〜２−５を載せた受け台４−１〜４−５を順に停止して整列する場合は、第２の搬送路５−２の受け台整列部８を構成する自走式搬送ローラ６のうち、受け台４−１〜４−５が停止するべき位置に存在する各８個のローラから構成される搬送ローラ群６−１〜６−５の回転速度を各別に設けたサーボモータ２１−１〜２１−５により制御することで、受け台制御部８上でのセラミック成形体２−１〜２−５を載せた受け台４−１〜４−５の搬送速度を各別に徐々に減速して停止する。
【００１９】
搬送ローラ群６−１〜６−５の回転速度を制御する方法の一例として、図４に示す５個のセラミック成形体２−１〜２−５を載せた受け台４−１〜４−５を順に停止して整列する場合は、各受け台４−１〜４−５に対応して、第２の搬送路５−２の両側部に、それぞれが一対の投光器と受光器とからなる減速センサ２２−１〜２２−５及び停止センサ２３−１〜２３−５を設け、図５（ａ）に示すように減速センサ２２−１（２２−２〜２２−５）を受け台４−１（４−２〜４−５）が横切った時点で搬送ローラ群６−１（６−２〜６−５）の回転速度の減速を開始し、その後図５（ｂ）に示すように停止センサ２３−１（２３−２〜２３−５）を受け台４−１（４−２〜４−５）が横切った時点で搬送ローラ群６−１（６−２〜６−５）の回転を停止する。
【００２０】
上述した減速センサ２２−１〜２２−５及び停止センサ２３−１〜２３−５の構成については、第２の搬送路５−２の両側部に投光器と受光器とを設け、受け台がセンサを横切らない状態では投光器から出射した光を常に受光器が受光し、受け台がセンサを横切った状態では投光器から出射した光を受光器が受光せず、このようにして受け台がセンサを横切ったことを検知できればどのような構成でも良い。
【００２１】
しかし、図６に示すように、各受け台４−１（４−２〜４−５）に対応する減速センサ２２−１（２２−２〜２２−５）と停止センサ２３−１（２３−２〜２３−５）の組みにおいて、減速センサ２２−１（２２−２〜２２−５）を構成する投光器２２−１ａ（２２−２ａ〜２２−５ａ）と停止センサ２３−１（２３−２〜２３−５）を構成する投光器２３−１ａ（２３−２ａ〜２３−５ａ）とが、あるいは、それらの受光器２２−１ｂ（２２−２ｂ〜２２−５ｂ）と受光器２３−１ｂ（２３−２ｂ〜２３−５ｂ）とが、同じ側面に並ばないよう構成すると、近接して設けられた減速センサ２２−１（２２−２〜２２−５）と停止センサ２３−１（２３−２〜２３−５）において相互の光の誤入射による誤動作をなくすことができるため好ましい。
【００２２】
また、上述した例では、減速センサ２２−１〜２２−５及び停止センサ２３−１〜２３−５の組が、各搬送ローラ群６−１〜６−５の搬送方向先端部に近接して設けられている。これは、減速センサ２２−１〜２２−５による減速をあまり早く開始すると受け台４が所定の位置に停止するまでの時間が長くなり、搬送にかかる時間が長くなるのを防止するためである。しかし、減速センサ２２−１〜２２−５及び停止センサ２３−１〜２３−５の組が、各搬送ローラ群６−１〜６−５において搬送方向に沿って減速センサ２２−１〜２２−５、停止センサ２３−１〜２３−５の順に並んでいれば、上述した位置に限定されないことは言うまでもない。
【００２３】
なお、上述した搬送方向変更部７では、第１の搬送路５−１から第２の搬送路５−２へ搬送方向を変える際、第１の搬送路５−１の端部で受け台４をストッパー１４に当接させることでセラミック成形体２を載せた受け台４を停止させた。これは、１つの受け台４がストッパー１４に当接する際の衝撃はそれほど大きくなく、受け台４上のセラミック成形体２に加わる衝撃はセラミック成形体２にクラック等が入らない程度と考えられるためである。しかし、セラミック成形体２のクラック発生等をより効果的に防止するためには、上述した受け台整列部８における受け台４の搬送速度の制御を搬送方向変更部７の端部での受け台停止時に利用することが好ましい。その場合も、上述した減速センサ２２−１と停止センサ２３−１による搬送ローラ群６−１の制御を同様に利用することができる。
【００２４】
図７は本発明のセラミック成形体の搬送システムにおいてセラミック成形体を載置するために用いる受け台の一例を示す図である。図７に示す例において、受け台４は、アルミニウム製の基台３１と、この基台３１上に設けられた支持部であって、基台３１と接する側と反対側に形成された、セラミック成形体２の形状ここでは円筒形のセラミック成形体２の形状に応じた半円筒形状の受け部３２を有する、発泡スチロール製の支持部３３と、支持部３３の受け部３２を覆うように設けられた緩衝材の一例としての不織布３４とから構成されている。上述した各部の構成及び材質を選択して受け台４を形成することで、セラミック成形体２を受け台４の発泡スチロール製の支持部３３の受け部３２と受け部３２を覆う不織布３４とで受けることができ、たとえショックが加わったとしても衝撃を有効に吸収できる。また、不織布３４とセラミック成形体２とが接触した状態でセラミック成形体２を保持するため、受け４台からのセラミック成形体２の離型が容易となり、かつ、壊れやすい発泡スチロール製の支持部３３の破壊をなくすことができ、受け台４の再利用が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のセラミック成形体の搬送システムによれば、第１発明では、搬送路中でセラミック成形体を載せた受け台の搬送方向を変えるに際し、受け台を搬送路から持ち上げ、受け台を持ち上げた状態で次の向きの搬送路まで搬送し、受け台を次の向きの搬送路へ下ろしているため、第２発明では、搬送路中でセラミック成形体を載せた受け台を停止させるに際し、搬送路上での受け台の搬送速度を徐々に減速して停止させているため、いずれの場合もセラミック成形体に与える衝撃を緩和することができ、搬送中のセラミック成形体の歪み、クラック、破損の発生を防止することができる。
【００２６】
また、本発明のセラミック成形体の搬送システムに用いる受け台によれば、セラミック成形体を受け台の発泡スチロール製の支持部の受け部と受け部を覆う不織布とで受けることができ、たとえショックが加わったとしても衝撃を有効に吸収できる。また、不織布とセラミック成形体とが接触した状態でセラミック成形体を保持するため、受け台からのセラミック成形体の離型が容易となり、かつ、壊れやすい発泡スチロール製の支持部の破壊をなくすことができ、受け台の再利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック成形体の搬送システムを含む装置の一例を示す概念図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の第１発明に係る搬送方向変更部の一例の構成を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ搬送方向変更部におけるツメ部による受け台の搬送方向の変換について説明するための図である。
【図４】本発明の第２発明に係る受け台整列部の一例の構成を示す図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ受け台整列部における受け台の減速・停止の制御を説明するための図である。
【図６】受け台整列部における減速センサと停止センサとの配置の一例を示す図である。
【図７】本発明のセラミック成形体の搬送システムにおいてセラミック成形体を載置するために用いる受け台の一例を示す図である。
【符号の説明】
１連続成形機、２、２−１〜２−５セラミック成形体、３切断装置、４、４−１〜４−５受け台、５搬送路、５−１第１の搬送路、５−２第２の搬送路、６自走式搬送ローラ、６−１〜６−５搬送ローラ群、７搬送方向変更部、８受け台整列部、９キャリヤ、１１ツメ部、１２、２１−１〜２１−５サーボモータ、１３エアシリンダ、１４ストッパー、１５搬送ローラ、１６待避部、２２−１〜２２−５減速センサ、２３−１〜２３−５停止センサ、２２−１ａ〜２２−５ａ、２３−１ａ〜２３−５ａ投光器、２２−１ｂ〜２２−５ｂ、２３−１ｂ〜２３−５ｂ受光器、３１基台、３２受け部、３３支持部、３４不織布

Claims

１２０μｍ以下のセル壁厚及び４００〜１６００セル／ｉｎｃｈ ^２のセル密度を有する薄壁のセラミックハニカム成形体を受け台に載せ搬送路上を搬送させるセラミック成形体の搬送システムにおいて、自走式第１の搬送ローラから構成された第１の搬送路から、前記第１の搬送ローラとは略９０°異なる方向に配列された自走式第２の搬送ローラから構成された、第１の搬送路とは搬送方向が略９０°異なる第２の搬送路へと、搬送路中でセラミック成形体を載せた受け台の搬送方向を変えるに際し、第１の搬送ローラの間に、第１の搬送ローラと平行に移動可能であるとともに第１の搬送ローラ間で上下方向に移動可能な複数のツメ部を設け、搬送方向を変える位置で停止したセラミック成形体を載せた受け台を、複数のツメ部を上げることで第１の搬送路から持ち上げ、その状態で複数のツメ部を第１の搬送ローラと平行に移動させることで第２の搬送路の第２の搬送ローラ上まで搬送し、その後、複数のツメ部を下げるとともに第２の搬送路を構成する第２の搬送ローラに設けた待避部に複数のツメ部を待避させることで、受け台を第２の搬送路へ下ろすことにより、セラミック成形体に与える衝撃を緩和してセラミック成形体の搬送方向の変換を行うことを特徴とするセラミック成形体の搬送システム。
自走式第１の搬送ローラからなる第１の搬送路の搬送方向を変える位置でセラミック成形体を載せた受け台を停止させるに際し、第１の搬送ローラの回転速度を制御することで、第１の搬送路上での受け台の搬送速度を徐々に減速して停止させる請求項１記載のセラミック成形体の搬送システム。
第１の搬送路の両側部にそれぞれが一対の投光器と受光器とからなる減速センサ及び停止センサを設け、この減速センサを受け台が横切った時点で第１の搬送ローラの回転速度の減速を開始し、停止センサを受け台が横切った時点で第１の搬送ローラの回転を停止する請求項２記載のセラミック成形体の搬送システム。
自走式第２の搬送ローラから第２の搬送路を構成し、第２の搬送ローラの回転速度を制御することで、第２の搬送路上でのセラミック成形体を載せた受け台の搬送速度を徐々に減速して停止する請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミック成形体の搬送システム。
第２の搬送路の両側部にそれぞれが一対の投光器と受光器とからなる減速センサ及び停止センサを設け、この減速センサを受け台が横切った時点で第２の搬送ローラの回転速度の減速を開始し、停止センサを受け台が横切った時点で第２の搬送ローラの回転を停止する請求項４記載のセラミック成形体の搬送システム。