JP4616606B2

JP4616606B2 - 押し出し成形装置

Info

Publication number: JP4616606B2
Application number: JP2004280324A
Authority: JP
Inventors: 晴之堂前
Original assignee: Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd; KMEW Co Ltd
Current assignee: KMEW Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP2006088661A

Description

本発明は、セメントなどの水硬性材料を用いた無機質板を成形するための押し出し成形装置に関するものである。

従来より、壁材、屋根材、床材などの建材として表面に凹凸模様を有する無機質板が提供されている。このような凹凸模様付きの無機質板を形成するにあたって、水硬性材料や補強繊維や骨材などと水との混練物である水硬性組成物（スラリー）をシート状に連続的に押し出し成形し、押し出し成形直後のシート状物の表面にロール型を押し付けることにより、ロール型の表面の凹凸模様をシート状物の表面に転写し、この後、シート状物を所定の大きさに切断し、養生硬化させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、一定の物性の水硬性組成物を常に供給することは難しく、水硬性組成物の柔らかさや流動性が経時的に変化することがあり、これにより、シート状物の厚みがばらついて一定の厚みの無機質板を製造することが難しかった。

また、模様付きの無機質板の製造に関するものではないが、板状に押し出し成形された水硬性混練物の厚みを制御する機構が提案されているが（例えば、特許文献２参照）、この場合、厚みを制御する機構が押し出し成形装置のノズル（口金）に設けてあるために、押出口の形状や大きさの異なる全てのノズルに厚みを制御する機構を設けなければならず、設備費が大きくなるという問題があった。
特開平７−１１２４２０号公報特開平６−２７０１１５号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、一定厚みの模様付きの無機質板を製造しやすく、また、設備費を低く抑えることができる押し出し成形装置を提供することを目的とするものである。

本発明の押し出し成形装置は、口金１の押出口２の上方にロール型３を設け、押出口２から押し出し成形された水硬性組成物のシート状物４の表面にロール型３を押し付けて凹凸模様を形成する押し出し成形装置において、ロール型３と対向する位置で押出口２の下側の全長に亘って可動プレート５を設け、この可動プレート５は、調整ネジ３４に設けた取付板３６に取り付けられると共に調整ネジ３４が垂直シャフト２８上端に取り付けられた調整ナット３２に螺合することによって垂直シャフト２８に固定され、垂直シャフト２８を上下駆動して可動プレート５を上下動自在に形成して成ることを特徴とするものである。

本発明にあっては、可動プレート５の押出口２と反対側の端面に基準突部６を設けるのが好ましい。

また、本発明にあっては、可動プレート５の押出口２側の上角部をテーパー面７に形成するのが好ましい。

本発明では、可動プレート５を上下動させることにより、ロール型３と可動プレート５の隙間をシート状物４の厚みに応じて調整することができ、一定厚みの模様付きの無機質板が製造しやすくなるものであり、また、口金１と可動プレート５を別体にすることにより、押出口２の形状や大きさの異なる全ての口金１自体に厚みを制御する機構を設ける必要がなく、設備費を低く抑えることができるものである。

また、可動プレート５を取り替えるときに基準突部６を基準にして可動プレート５を取り付けることができ、メンテナンスを容易に行うことができるものである。

また、テーパー面７により可動プレート５とシート状物４との摩擦を少なくすることができ、所定の厚みのシート状物４が得やすくなるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明の押し出し成形装置は、表面に凹凸模様を有する無機質板を形成するためのものであって、図１に示すように、押し出し機２０、ロール型３、可動プレート５などを備えて形成されている。押し出し機２０は従来から水硬性組成物６５を押し出し成形するのに用いられている通常のものであって、シリンダ２１内にスクリュー２２を設けて形成されている。また、押し出し機２０の先端には口金１が取り付けられている。この口金１は複数個の所定形状のブロック１ａをボルト１ｂで結合して形成されるものであって、その幅方向（シート状物４の押し出し方向と直交する水平方向）の全長に亘って押出口２が形成されている。

ロール型３はゴムやステンレス鋼など金属で円筒状あるいは円柱状に形成されるものであって、その外周面には所望の凹凸模様が設けられている。また、ロール型３は押出口２の幅寸法とほぼ同じ長さを有するものであって、押出口２の幅方向と平行な水平軸３ａにより回転駆動自在に形成されている。このロール型３は水平軸３ａの両端を支持具３ｂで支持することにより押出口２の上側に隣接して設けられている。

図２（ａ）〜（ｃ）に示すように可動プレート５は、ステンレス鋼板などの金属板で形成されており、その長手方向の寸法は押出口２の幅寸法とほぼ同等に形成されている。また、可動プレート５の下面には複数の調整ネジ取付部５ａが可動プレート５の長手方向に等間隔で設けられている。調整ネジ取付部５ａは可動プレート５の短手方向に長い矩形状に形成されており、各調整ネジ取付部５ａの四隅にはネジ穴５ｂが設けられていると共に各調整ネジ取付部５ａの中央部には嵌合凹部５ｃが設けられている。さらに、可動プレート５の一方の長手方向の端面には基準突部６が設けられていると共に可動プレート５のもう一方の長手方向の端部の上角部はテーパー面７として形成されている。可動プレート５は薄い方が好ましく（９ｍｍ程度）、これにより、後述の上下駆動機２５による可動プレート５の上下駆動の際のトルクを小さくすることができる。

また、本発明の押し出し成形装置は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、可動プレート５を上下動させるための上下駆動機２５を備えている。この上下駆動機２５は複数個のウォームギア２６を備えて形成されるものであって、各ウォームギア２６には水平シャフト２７と垂直シャフト２８とが接続されている。複数本の水平シャフト２７は左右二組に分けられており、各組において垂直方向に等間隔に配設されて固定板２９の表面に取り付けられている。また、複数本の垂直シャフト２８は水平方向に等間隔に配設されて固定板２９の表面に取り付けられている。図３（ａ）〜（ｃ）に示す押し出し成形装置では１０本の垂直シャフト２８と水平シャフト２７を備えている。

各垂直シャフト２８の上端にはカップリング３０を介して固定ベース３１が設けられており、固定ベース３１には調整ナット３２が取り付けられている。調整ナット３２は図４（ａ）〜（ｃ）に示すように略円柱状に形成されており、その中心部分には上下方向に長い雌ネジ部３３が設けられている。また、各垂直シャフト２８の最上端には調整ネジ３４が設けられている。調整ネジ３４は図５（ａ）（ｂ）に示すように雄ネジ部３５とその上端に設けた取付板３６とから形成されるものであり、雄ネジ部３５を雌ネジ部３３に螺合することにより調整ネジ３４が調整ナット３２に取り付けられている。また、取付板３６の四隅にはネジ孔３７が設けられていると共に取付板３６の中央部には嵌合凸部３８が設けられている。また、垂直シャフト２８は調整ナット３２の部分で連結材４５で互いに連結されている。連結材４５は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、調整ナット３２を挿通させるための複数個の挿通孔４５ａと複数個のレベル調整用のボルト孔４５ｂを有しており、ボルト孔４５ｂにボルト４５ｃを挿通して固定板２９の表面に配置されている。固定板２９はガイド部材２９ａを介して支持材２９ｂに固定されている。また、支持材２９ｂの上端には上記口金１が取り付けられている。固定板２９は厚み調整ボルト６７で上下動自在に支持材２９ｂに取り付けられている。また、水平シャフト２７には、固定板２９に固定されるデジタルインジケータ６６が装着されている。

そして、取付板３６を可動プレート５の調整ネジ取付部５ａに配置すると共にネジ穴５ｂとネジ孔３７にネジ４０を螺合して各取付板３６を可動プレート５の各調整ネジ取付部５ａに取り付けることによって、上下駆動機２５の垂直シャフト２８の上端に可動プレート５が設けられることになり、また、可動プレート５はロール型３と対向する位置において口金１の押出口２の直前直下で押出口２の全長に亘って配設されることになる。ここで、可動プレート５はその基準突部６を押出口２と反対側に突出させた状態で配設され、この基準突部６を基準として押出口２やロール型３などに対する位置合わせを行なう。従って、可動プレート５を正確に位置合わせすることができ、可動プレート５の取り替えなどが行ないやすくなって、メンテナンス性を高めることができる。また、可動プレート５はそのテーパー面７を押出口２側に向けた状態で配設されるものであり、これにより、押出口２から押し出されるシート状物４と可動プレート５との摩擦や引っかかりを少なくすることができ、所定の厚みのシート状物４が得やすくなるものである。さらに、各調整ネジ３４の嵌合凸部３８は可動プレート５の各嵌合凹部５ｃに嵌合するものであり、これにより、垂直シャフト２８に対する可動プレート５の位置決めを容易に行うことができると共に可動プレート５にシート状物４との摩擦力が生じてもその摩擦力で可動プレート５が位置ずれするのを防止することができるものである。

また、可動プレート５を調整ネジ３４で垂直シャフト２８に固定することにより可動プレート５の交換時における可動プレート５のレベル合わせをする必要がなく、可動プレート５のレベル設定を簡単に行うことができる。すなわち、可動プレート５は１０点の調整ネジ３４で固定されているが、この調整ネジ３４はそれぞれ独立しており、可動プレート５によるシート状物４の板厚調整時における可動プレート５のレベルを保持している。可動プレート５はネジ４０で調整ネジ３４に固定されており、ネジ４０を緩めて可動プレート５を取り外しても調整ネジ３４の各々のレベルは保持された状態となる。従って、可動プレート５の交換時に調整ネジ３４に再度ネジ４０で締め付けるだけで、交換前のレベルに可動プレート５を復元することができる。

本発明の押し出し成形装置を用いて無機質板を製造するにあたっては、次のようにして行なう（図１参照）。まず、押し出し機２０の口金１の押出口２から水硬性組成物６５を連続的に押し出し成形してシート状物（グリーンシート）４を形成する。ここで、水硬性組成物は従来から建材用の無機質板の製造に使用されているものであって、セメントなどの水硬性材料、骨材、パルプ等の補強繊維、シリカ、混和剤及び水などを適量ずつ配合して混練し調製されるものである。

次に、押出口２から押し出し成形されたシート状物４はその下面が可動プレート５の上面と接触しながら水平に進行していくが、ロール型３の下側を通過する際にシート状物４の上面にロール型３の周面が押し付けられることになり、これにより、シート状物４の上面に凹凸模様が付与される。この凹凸模様は任意であるが、例えば、タイル調、木目調、石目調などである。

次に、模様付けされたシート状物４はベルトコンベア４１まで進行し、ベルトコンベア４１の上に載せられて次工程に搬送される。そして、模様付けされた長尺のシート状物４は次工程で所定の大きさに切断された後、養生硬化されるものであり、これにより、模様付き無機質板を製造することができる。

本発明の押し出し成形装置では、可動プレート５を上下駆動機２５で上下駆動することにより、口金１の先端部１ｃと可動プレート５との隙間及びロール型３の下面と可動プレート５との隙間の大きさを変えることができ、これにより、シート状物４の厚みを調整することができる。可動プレート５を上下駆動機２５で上下駆動するにあたっては、水平シャフト２７を回転し、この回転により生じる力をウォームギア２６で垂直シャフト２８に伝達して垂直シャフト２８を上下駆動するようにして行うことができる。また、上下駆動機２５は独立して動作可能な複数本の水平シャフト２７と垂直シャフト２８とを備えて形成されているために、一部の水平シャフト２７のみを動作させることにより可動プレート５を部分的に上下駆動させることができる。すなわち、一部の水平シャフト２７のみを回転させると、その回転した水平シャフト２７に接続された垂直シャフト２８のみが上下駆動するが、これにより、上下駆動した垂直シャフト２８と連結された可動プレート５の調整ネジ取付部５ａとその近傍部分のみが局所的に弾性変形して上下駆動するものである。従って、押出口２の幅方向（シート状物４の押し出し方向と直交する水平方向）において、口金１の先端部１ｃと可動プレート５との隙間及びロール型３の下面と可動プレート５との隙間の大きさを部分的に変えることができ、このために、シート状物４の厚みに応じて調整することができ、一定厚みのシート状物４を形成しやすくなるものである。つまり、押出口２の幅方向においてシート状物４に所定の厚みよりも厚い部分や薄い部分が生じて厚みのバラツキが発生した場合は、シート状物４の厚い部分に対応（接触）する可動プレート５の一部分を上動させると共にシート状物４の薄い部分に対応（接触）する可動プレート５の一部分を下動させるようにするものであり、これにより、一定厚みのシート状物４を形成することができ、よって、模様付きの無機質板の厚みも一定にすることができるものである。また、本発明の押し出し成形装置は、シート状物４の厚みを調整するための可動プレート５は口金１と別体に形成されており、口金１自体に厚みを制御する機構を設けたものではないので、押出口２の形状や大きさの異なる複数種の口金１に対して同じ可動プレート５及び上下駆動機２５を共通して用いることができ、設備費を低く抑えることができるものである。

本発明において、水平シャフト２７を回転させるための専用の調整治具（ハンドル）を用いても良い。また、可動プレート５のレベル調整はシート状物４の押し出し成形のラインを停止させずに行うことができるものであり、これにより、稼働率が従来よりも３％程度アップする場合がある。また、可動プレート５のレベル調整時のトルクもウォームギア２６の減速比により小さくすることが可能であり、例えば、１／１０の減速比（ギア比）で０．５ｍｍの変位において４．０Ｎ・ｍとすることができ、上記調整治具等を用いて手動で軽く水平シャフト２７を回転させることができる。また、ウォームギア２６を用いることにより、水平シャフト２７の回転による変位量がギア比等でメカ的に一定とすることができ、可動プレート５のレベルを目視等で計測しながらレベル調整を行なう必要がなく、可動プレート５のレベル設定に熟練した作業を無くして誰でも容易に操作することが可能となる。

上記の押し出し成形装置では、ウォームギア２６を用いて上下駆動機２５を形成したが、ウォームギア２６の代わりにレベリングブロック４６を用いることができる。レベルブロック４６は、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、固定ブロック４７の表面に一対の支持ブロック４８を設け、この支持ブロック４８、４８の間にネジ棒４９を水平に設けて形成されている。支持ブロック４８、４８の間においてネジ棒４９の外周には雄ネジ５０が全長に亘って設けられており、この雄ネジ５０に螺合させた状態でネジ棒４９には水平移動ブロック５１が装着されている。水平移動ブロック５１は支持ブロック４８、４８の間に配置されており、その上面には挿入突部５２が設けられていると共に挿入突部５２の上面は一方向に傾斜する傾斜面５３として形成されている。また、支持ブロック４８、４８の上部間には垂直移動ブロック５４が設けられており、垂直移動ブロック５４の下面には挿入突部５２の傾斜面５３と同勾配の傾斜面５５を有する蟻溝状の凹溝５６がネジ棒４９と平行に設けられている。そして、挿入突部５２の傾斜面５３と垂直移動ブロック５４の傾斜面５５が接触した状態で凹溝５６に挿入突部５２が差し込まれて垂直移動ブロック５４と水平移動ブロック５１が連結されている。尚、６８は前面板、６９は底面板である。図８（ａ）（ｂ）に示す押し出し成形装置はレベルブロック４６以外は上記と同様に形成されている。

このようなレベルブロック４６を用いた上下駆動機２５では、水平シャフト２７の先端をネジ棒４９に、垂直シャフト２８の下端を垂直移動ブロック５４の上面にそれぞれ接続している。そして、この上下駆動機２５では水平シャフト２７の回転でネジ棒４９を回転させることにより、水平移動ブロック５１をネジ棒４９の長手方向に沿って水平に移動させることができ、この水平移動ブロック５１の移動によりその傾斜面５３が垂直移動ブロック５４の傾斜面５５に沿って摺動し、この摺動により垂直移動ブロック５４が垂直方向（上下方向）に移動し、これに伴って垂直シャフト２８を上下駆動することができるものであり、また、垂直シャフト２８の上下駆動により可動プレート５の一部あるいは全体を上下駆動することができるものである。レベルブロック４６を用いた押し出し成形装置ではウォームギア２６を用いた場合よりも、可動プレート５の上下駆動の幅（０．１３ｍｍ程度）を微調整しやすくなるものである。

本発明において、シート状物４の板厚のレベル調整は自動化することができる。図９には板厚自動コントロールシステムを示し、複数個のレベルセンサ６０を備えて形成されている。レベルセンサ６０は一方向に進行するシート状物４の上方と下方の両方に設けられており、レーザＬを照射するなどしてシート状物４の上面と下面のレベル（高さ）を測定するものである。レベルセンサ６０での測定値は第１演算ユニット６１に入力され、ここでシート状物４の厚みが演算される。次に、演算により得られたシート状物４の厚みは第２演算ユニット６２に入力され、ここで所望のシート状物４の厚みと演算により得られたシート状物４の厚みとを比較される。次に、この比較結果から所望のシート状物４の厚みとなるように可動プレート５を上下駆動させる量が決定される。次に、コントローラ６３でモータなどのアクチュエータ６４を作動させ、アクチュエータ６４に接続される水平シャフト２７を回転させることにより、上記と同様にして可動プレート５を所望の量だけ上下駆動させる。このようにして板厚を計測するレベルセンサ６０と可動プレート５とを連動させることにより、シート状物４の板厚を自動的にコントロールすることができる。

本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。同上の可動プレートを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図である。同上の全体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。同上の調整ナットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は底面図である。同上の調整ボルトを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。同上の連結材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。同上のレベルブロックを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）（ｃ）は断面図である。同上の他例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。同上の自動コントロールシステムを示す概略図である。

符号の説明

１口金
２押出口
３ロール型
４シート状物
５可動プレート
６基準突部
７テーパー面
２８垂直シャフト
３２調整ナット
３４調整ネジ
３６取付板

Claims

口金の押出口の上方にロール型を設け、押出口から押し出し成形された水硬性組成物のシート状物の表面にロール型を押し付けて凹凸模様を形成する押し出し成形装置において、ロール型と対向する位置で押出口の下側の全長に亘って可動プレートを設け、この可動プレートは、調整ネジに設けた取付板に取り付けられると共に調整ネジが垂直シャフト上端に取り付けられた調整ナットに螺合することによって垂直シャフトに固定され、垂直シャフトを上下駆動して可動プレートを上下動自在に形成して成ることを特徴とする押し出し成形装置。
可動プレートの押出口と反対側の端面に基準突部を設けて成ることを特徴とする請求項１に記載の押し出し成形装置。
可動プレートの押出口側の上角部をテーパー面に形成して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の押し出し成形装置。