JP4869519B2 - プレス成形装置及び成型方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、離型補助装置を付したセメント等の成型プレス装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セメント瓦等の窯業系製品は、金型である上型と下型を用いてモルタルを圧搾し成型される。この作業工程において、成型されたばかりの未乾燥セメント（以下、生瓦と記載する）等の型離れの状態を良好にすることにより、品質が高く且つ同一の型のセメント瓦を生産することが要求されている。そのため、金型に余分なセメントが残らず、同じ金型で大量にセメント瓦を生産することができるようになる。
セメント瓦等の生産は通常、任意の形の金型である下型に設置された中型に材料となるセメント、砂、水等を混練したモルタルに流し込んで、金型の上型を圧搾加工し成型し、余分な水等を除去する。高圧でモルタルをプレスする為、金型意匠面に強く圧着されており、特に意匠面に凸凹が鋭くある場合には、金型からの成型品（ワーク）の離型が難しい。従って、そのまま上型と下型を機械的に分離すると金型にその一部が留まり、製品の瓦は一部が欠けている不良品ができてしまう。
そこで、従来よりセメント系成型品の圧搾機において、金型からワークの離型を確実に行わせるための離型補助装置及び方法が考案されている。例えば、下型の金型面と面一となる逆円錐状の可動栓を配設し、圧搾後の金型からの成型品の離型前に、この逆円錐状の可動栓を上昇させ、生瓦を持ち上げながら、逆円錐状の側面と下型の間にできる隙間から圧縮空気を噴出させることで良好な離型を実現するものである（特開昭５４−２３６２０（図２））。他にも、前記発明における逆円錐状の可動栓の代わりに、棒状の可動栓の側面の一部に棒と平行に凹状の隙間を設けたものがある（特開２０００−３１３００６）。これにより、可動栓をある程度上昇させると、圧縮空気を噴出させる隙間が圧縮内部と連続する構成となる（図３）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開昭５４−２３６２０の発明では、逆円錐状の可動栓を上昇させると、圧縮空気の通路は金型底面に対して斜めになるため、成型製品の材料であるセメント・モルタル等の一部が異物として、ここに侵入することが多かった。（図２）。この可動栓が下降すると、このシール面に異物が噛み込み金型とのシール不良が生じる欠点を有する。この狭い空間であるシール面に入った異物を除去することは簡単でなく、この間は成型作業が中断するので効率的な剥離方法ではなかった。また、特開２０００−３１３００６の発明では、円柱等の棒状体を可動栓の側面に圧縮空気が通る通路を設けた可動栓を用いる（図３）。成型された製品をこの可動栓で持ち上げながら、圧縮空気を製品と金型の間に噴出させる。この場合には異物を噛み込むことは減少されるが、可動栓を十分に上昇させないと圧縮空気通路が金型内部に露出せず、空気を送り込むことはできない。これは、金型と面一な可動栓上面は、プレス成形機の強い圧力で負荷されるので、可動栓に設けられた圧縮空気通路が潰れないように、可動栓上面と通路が、これに耐えうるよう十分に離れた形状とする必要があるからである。しかし、可動栓を高く上昇させると、成型品がこの段階で壊れてしまう欠点を有する。
【０００４】
本発明の目的は、上記の従来の技術にあった異物噛み込みによるシール不良や、棒状栓の過剰持ち上げによる成型品（成型ワーク）の破壊といった問題点を解決するものである。すなわち、可動栓を直胴型にし、さらに主棒状栓と付属可動栓の２段階構造にすることにより、プレス後の成型品の持ち上げをせず、若しくは微少の持ち上げができ、効率良く、金型から離型された成型品を生産することができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本願発明は、無機水硬性材料を原料として成型品を成型する、上下金型を有し、該下金型にその上面と面一に配する主棒状栓とその縁部に配した付属可動栓で構成された可動栓からなり、該可動栓の付属可動栓が下降することで、主棒状栓に設けられたガス通路と前記金型内部が繋がるようにされ、離型時に該ガス通路から下金型と成型品の間にガスを供給して離型を補助する離型補助装置を備えたことを特徴とするプレス成型装置を提供するものである。ここで、離型時に成型品を持ち上げるよう主棒状栓が金型内部に移動させる構造としても良い。
【０００６】
また、本願発明は、無機水硬性材料を原料として成型品をプレス成型する方法であって、プレス成形した後に、下金型にその上面と面一に配する主棒状栓とその縁部に配した付属可動栓で構成された可動栓の該付属可動栓を下降して、ガスを成型品に向けて供給して成型品を離型する方法を提供するものである。ここで、離型時に成型品を持ち上げることとしても良い。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施形態を図面に示した実施例に基づいて説明する。なお、実施形態は、本発明の主旨から逸脱しない限り適宜設計変更可能なものである。先ず、図１は、無機水硬性材料を原料として成型品を成型する成形プレス装置の全体を示した説明図である。セメント、モルタル及び水等を含む無機水成形硬性材料は、中型（１３）と外型（１）とで囲まれた部分に投入される。中型（１３）は、プレス装置本体に固定されており、外型（１）は上下に可動できるように、外型（１）の下部に油圧シリンダー（１４）等が設置されている。ここで、中型（１３）の上面が成型品（９）の意匠面となる。材料が投入された後に、上型（１５）が下降して、中型（１３）と接触し、そのまま圧縮成型プレスされる。外型（１）は可動できるので、上型（１５）の下降に従い、圧縮成型プレスされながら外型（１）も同時に下降することとなる。
【０００８】
上型（１５）には、上面から順に水切鉄板、金網、脱水布等から構成されている。水切鉄板は場合によっては省くこともでき、金網は脱水布を成形品に対して保持すると同時に、吸引力を働かすための空気導入の役割を果たし、脱水布は、搾水時の材料の流出を極度に防止する役割を果しており、これにより上型に設けた濾過ユニットは良好な吸水搾水を可能にしている。ここで、下金型においても、脱水作業を行わせても良い。
【０００９】
成型プレスされた成型品（９）は、中型（１３）と外型（１）から分離される。次いで、上型（１５）が吸水のために成型品を吸引しているので、上型（１５）に保持されており、そのまま適当な成型品置き場に運ばれる。
【００１０】
本願発明では、上記の成形プレスの過程における成型プレスされた成型品（９）が中型（１３）と分離（離型）するステップに関するものである。すなわち、以下に説明する離型補助装置を成形プレス装置に設置した。
【００１１】
図４及び図５に本発明によるセメント形成型プレスの離型補助装置の平面図を示す。図４は付属可動栓（４）の内側と主棒状栓（３）の外側が螺旋溝構造となっている場合である。図５は付属可動栓（４）の内側が螺旋溝構造となっていない場合、すなわち、主棒状栓（３）の外側と付属可動栓（４）の内側が密接に配置され、これらが接しながら上下動する場合である。また、図６、図７及び図８には主棒状栓（３）の構造を示す。
【００１２】
概略図（図４及び図５）に示すように、成型品の縁を型取る外型（１）の内側に中型（１３）が配置されており、その上面と面一に主棒状栓（３）と付属可動栓（４）が該下型に埋め込まれている。該外型、該主棒状栓、該付属可動栓はそれぞれ昇降可能、又は主棒状栓は中型（１３）の上面に面一で固定され、付属可動栓（４）のみが可動する形態が挙げられる。主棒状栓（３）は主棒状栓に接続した油圧シリンダー（５）、付属可動栓（４）は、その内側が螺旋溝構造となっている場合（図４の場合）は、数組の歯車（６）により連結された油圧ロータリーアクチエター（７）により可動する。一方、付属可動栓（４）の内側が螺旋溝構造となっていない場合（図５の場合）は、もう１組若しくは２組以上の付属可動栓に接続した油圧シリンダー（８）によって可動する。
【００１３】
該中型と該外型でできた型の中に定量のモルタルを流し込み、上部にある上型を下降させモルタルのはみ出しを防止しつつ圧搾し、成形品（９）を成型する。モルタルは上型で、加圧されることによって水分を搾り出しながら、成型される。生瓦成型後、主棒状栓に接続した油圧シリンダー（５）等により主棒状栓（３）を微少上昇させ、それと共に図１に示す実施例では油圧ロータリーアクチエター（７）により稼動させた３組の歯車（６）により、また図５に示す実施例では付属可動栓に接続した油圧シリンダー（８）により付属可動弁を降下させる。また、主棒状栓（３）を固定して、中型（１３）の上面と面一で静止したまま、付属可動栓（４）を下降させてもよい。
【００１４】
図６、図７及び図８に示すように、主棒状栓（３）に付設された圧縮空気通路（１０）は、該主棒状栓表面に一箇所以上設けられた圧縮空気通路としての溝（図６）、主棒状栓（３）内部を通る圧縮空気通路（１０）と該主主棒状栓の側面に設けられた空気通路出口（１２）（図７）、または該主棒状栓の上面より多少下がった位置に設けられた括れ部分（１１）と、該主棒状栓下部に１箇所以上設けられた内部の圧縮空気通路出口（１０）（図８）等の構造を持つ。いずれの場合も、主棒状栓（３）の上端、すなわち、中型（１３）の上面と面一になる面は、主棒状栓（３）のシール部分として働く。つまり、図３における圧縮空気通路（１０）の上端及び、図４における圧縮空気通路（１０）から通じる空気通路出口（１２）は、図５における括れ部分（１１）の位置と同程度、該主棒状栓の上端よりも下がった位置に設けられている。また、それぞれの圧縮空気通路（１０）の下端は圧縮空気源と連結している。
【００１５】
上述のような構造を持つ離型装置は、主棒状栓（３）を微少上昇させると、成形品（９）と中型（１３）の間に隙間を作り、さらに付属可動栓（４）の上端が主棒状栓（３）の図３における圧縮空気通路（１０）の上端、図４における空気通路出口（１２）及び図５における括れ部分（１１）より低位置まで降下させると該圧縮空気通路と成型品（９）と下型（２）との間の隙間が連結され、圧縮空気が進入する。これにより、成形品（９）全体が確実に中型（１３）から剥離される。
【００１６】
成型品の搬出後、外型（１）を上昇させてもとの位置に戻し、主棒状栓（３）及び付属可動栓（４）も油圧シリンダー（５）（８）、または油圧ロータリーアクチエター（７）を稼動させて下型の上面と面一になる位置に上下動させる。成型品材料（モルタル）を再び投入し、上型（１５）を降下させて圧搾し、圧縮成型作業を繰り返す。
【００１７】
主棒状栓（３）、付属可動栓（４）の昇降には油圧シリンダーやモーターを用いているが、カムやボールネジ等を使用した機械機構であってもよい。
【００１８】
【発明の効果】
上述の構成を備える本発明の成型プレス装置に付属する離型補助装置は、押上げて圧縮空気を噴出させることで効果的に確実に離型でき、且つシール面が逆円錐状でなく、直胴型であるので、異物噛み込みの恐れはなく、シール不良を生じない。
【００１９】
また、中型等からの生瓦等の成型品の剥離が確実に行われ、生瓦の一部が金型に付着して残る不良品の発生が防止できる。これにより、同じ金型を繰り返し用いてセメント瓦を大量生産する際にも金型に付着した生瓦の一部の除去といった効率の悪化を防止でき、高い生産能力を保つことができる。
【００２０】
離型用圧縮空気の噴出には成型品を金型から持ち上げる場合があるが、この持ち上げ量は微少でないと成型品が壊れる恐れがあるが、本発明による成型プレス装置は、主棒状栓を僅かに持ち上げて圧縮空気を噴出することが可能である。また、主棒状栓を静止させたままで、付属可動栓のみが下降させてることで、成型品を持ち上げることをせずに、圧縮空気を噴出されることもできる。本発明には以上のような効果があり、成型品を確実に取り出すことのできるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】成形プレス装置の全体を示す説明図。
【図２】逆円錐形状の従来の離型補助装置を示した説明図。
【図３】棒状弁に離型用圧縮空気が通る凹部を設けた離型補助装置を示した断面図。
【図４】本発明による成型プレスの離型補助装置（螺旋構造）の断面図。
【図５】本発明による成型プレスの離型補助装置の平面図。
【図６】本発明による主棒状栓に圧縮空気が通る凹部を設けた離型補助装置の説明図。
【図７】本発明による主棒状栓内部に圧縮空気通路を設けた離型補助装置の説明図。
【図８】本発明による圧縮空気通路出口を括れ部分に設けた離型補助装置の説明図。
【符号の説明】
１ 外型
２ 下型
３ 主棒状栓
４ 付属可動栓
５ 主棒状栓に接続した油圧シリンダー
６ 歯車
７ 油圧ロータリーアクチエター
８ 付属可動栓に接続した油圧シリンダー
９ 成型品
１０ 圧縮空気通路
１１ 括れ部分
１２ 空気通路出口
１３ 中型
１４ 外型下部に接続した油圧シリンダー
１５ 上型
１６ 横ずれ防止板

Claims (4)

1. 無機水硬性材料を原料として成型品を成型する、
   上下金型を有し、該下金型にその上面と面一に配する主棒状栓とその縁部に配した付属可動栓で構成された可動栓からなり、
   該可動栓の付属可動栓が下降することで、
   主棒状栓に設けられたガス通路と前記金型内部が繋がるようにされ、
   離型時に該ガス通路から下金型と成型品の間にガスを供給して離型を補助する離型補助装置を備えたことを特徴とするプレス成型装置。
2. 離型時に成型品を持ち上げるよう主棒状栓が金型内部に移動することを特徴とする請求項１に記載のプレス成型装置。
3. 無機水硬性材料を原料として成型品をプレス成型する方法であって、
   プレス成形した後に、下金型にその上面と面一に配する主棒状栓とその縁部に配した付属可動栓で構成された可動栓の該付属可動栓を下降して、
   主棒状栓に設けられたガス通路からガスを成型品に向けて供給して成型品を離型することを特徴としたプレス成形方法。
4. 離型時に成型品を持ち上げるよう主棒状栓が金型内部に移動することを特徴とした請求項３に記載のプレス成形方法。

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