JPS63144010A - 穴明きセラミツクボ−ルの製造法およびその成形用ゴム型 - Google Patents

穴明きセラミツクボ−ルの製造法およびその成形用ゴム型

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JPS63144010A
JPS63144010A JP29047086A JP29047086A JPS63144010A JP S63144010 A JPS63144010 A JP S63144010A JP 29047086 A JP29047086 A JP 29047086A JP 29047086 A JP29047086 A JP 29047086A JP S63144010 A JPS63144010 A JP S63144010A
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薫 梅屋
上野 昭夫
知道 上野
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TOHOKU CERAMICS
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TOHOKU CERAMIC KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ジルコニア穴明きボール、アルミナ穴明きボ
ール等、セラミック穴明きボールをコールドアイソスタ
チックプレス(cold 1sostaticP re
ss *いわゆるラバープレス、以下、C!Pと略称す
る)により成形し、成形体を焼成して穴明きセラミック
ボールを製造する方法および穴明きセラミックボールの
CIP成形用ゴム型に関するものである。
従来の技術 セラミック穴明きボールは、その高密度性、高強度性、
不銹性により金属製穴明きボールに代わってボールバル
ブ、エクスパンションジヨイント(耐震構造建築材部品
)等に広く利用されるようになフて来た。その原料とし
ては、イツトリア部分安定化ジルコニア、アルミナが使
用され、一般にはCIP、転造またはメカニカルプレス
によって、先ずボール生型を製造し、これにシャフト取
付は用の穴を穴明は加工し、焼成するものである。
発明が解決しようとする問題点 セラミックボール成形用のCIP用ゴム型として、出願
人は既に実願昭60−32255号として出願し、優れ
た効果を収めている。この方法によれば、真球形の高靭
性、高強度の球体を成形することができるが、しかしな
がら、前記した如く、金属シャフト取付は用の穴を穴明
は加工しなければならず、この穴明は加工は、加工作業
が面倒で加工時間が長く、生産性を大きく阻害するもの
である。
問題点を解決するための手段 発明者らは、CIP成形による前記穴明きセラミックボ
ールの成形について研究し、前記シャフト穴に対応した
金属製中子を型内に装着して成形し、この中子が成形生
型から容易に引き抜き得ることを見出し、本発明を完成
するに至った。
本発明に係る穴明きセラミックボールの製造法は、セラ
ミック原料粉末をコールドアイソスタチックプレスによ
り成形し穴明きセラミックボールを製造する方法であっ
て、上型および下型に各前記セラミックボール球体部に
対応する半球状部およびセラミックボール穴に対応する
円柱の中子受は部を設けたゴム型を用い、前記中子受は
部に金属製円柱中子を掛け渡し上下型を嵌合し型内にセ
ラミック原料を充填した後、コールドアイソスタチック
プレスにより成形し、成形体から前記円柱中子を引抜き
、該成形体を焼成することを特徴とするものであり、上
記成形体生型は、次に述べる穴明きセラミックボール成
形用ゴム型によって得られる。
すなわち、該ゴム型は、セラミック原料粉末をコールド
アイソスタチックプレスにより穴明きボール状に成形す
るためのゴム型であって、(a)穴明きセラミックボー
ルの下半球成形部、金属製円柱中子の端部支承部を設け
た下型、(b)上半球成形部、前記上半球成形部の頂部
に穿設された原料装入小孔および前記金属製円柱中子の
端部嵌合部を設けた上型、(c)前記原料装入小孔に嵌
合する閉塞用突起を突設した蓋よりなり、前記上型と下
型の接合面内周縁に沿って相互に嵌着する逆テーパーを
付したラビリンス嵌着部を設けたことを特徴とするもの
である。
上記ゴム型の1実施例を図面に基づいて説明する。第1
図は下型(a)、上型(b)及び蓋(C)の縦断面図を
示し、第2図は下型(a)の平面図で、第3図は第2図
の■−■線に沿う縦断面図である。下型(a)には、中
空の下半球成形部(1)、金属製円柱中子(図示せず)
の両端部を支承する端部支承部(2)、穴明きセラミッ
クボールのボール端面を形成する下型端面部(3)及び
上型との接合面の円周縁に沿ってラビリンス嵌着用の円
環形溝(4)が刻設されている。前記下半球成形部の内
面の曲面は、CIP成形後の生型が真球状となるように
、穴明きボールの形状およびゴム型の部位による加圧外
面と成形内面との間の厚さの差異を考慮し、計算および
実験によりCIP成形後の生型が真球状となるよう球面
からやや偏倚した曲面となっており、また同様に下型端
面部(4)も、成形後の球形棒端面が穴明は軸に対し平
面となるよう所要広角度とした円錐面の一部に形成しで
ある。上型(b)には、中空の上半球成形部(5)、金
属製円柱中子の両端部に嵌合する端部嵌合部(6)、穴
明きセラミックボールのボール端面を形成する上型端面
部(7)、中空部頂部に穿設され、上型上面に開口する
原料装入小孔(8)及び下型との接合面の円周縁に沿っ
てラビリンス嵌着用の円環形凸条(9)が突設され、上
半球成形部および上型端面部(7)の内面形状も下型に
おけると同様の考慮がなされている。
蓋(c)の中央部には前記原料装入小孔に嵌合し、前記
装入小孔を閉塞する閉塞用突起(10)が突設されてい
る。
ラビリンス嵌着部は、第4図の拡大断面図に示すように
、下型の円環形溝(4)は底幅を上開口面幅より大とし
、側壁の傾斜を逆テーパーに形成し、前記円環形溝に対
応する上型の円環形凸条(9)は上面幅を根部幅より大
とし側壁の傾斜を逆テーパーとした断面逆台形状で、こ
の凸条を、型のゴム弾性を利用して溝幅を拡げ、溝に押
込み上型と嵌着させ、ラビリンス嵌着部を形成せしめる
。ここで、テーパーを適切に選定することが必要で、テ
ーパーが大き過ぎては溝を押拡げて嵌着させることが困
難となり、小さ過ぎると型を結合しても不用意に外れ易
く、かつCIP成形成形型内に加圧液の液漏れを生ずる
恐れがある。このラビリンス嵌着部は、例えば焼成体ボ
ール直径2oIIIIIl用の型の場合、第4図におい
て、凸条(9)の高さhは6+++ym程度、傾斜h:
tは50:1程度が好ましい。また、上下型を構成する
ゴムの硬度は60〜90(JISA)の範囲が好ましく
、60以下では柔軟に過ぎ、型自体の変形が大で、また
90以上では硬過ぎて均等な圧力が印加され難く、得ら
れた穴明きボールC1P成形品は例えば洋梨形に近くな
るなど不適当である。また上、下型のゴム硬度はほぼ等
しいことが必要で、前述の硬度範囲内であっても、異な
るとき、例えば上型の硬度を70.下型のことを90と
した場合、得られたCIP成形品は形が悪く洋梨状とな
り、かつ上下の型の合せ目に、くびれ状の線溝が入るな
どの欠陥が生ずる。
なお、上下型の外形をそれぞれ円筒形に構成した場合、
円筒の半径および円筒高さは、型の内面半球半径の1.
25〜1.7倍程度が正しい球形の穴明きボール成形品
を得る上で好ましく、この範囲外では、形状不良品を生
ずる恐れがある。
作用 本発明に係る穴明きセラミックボールを成形するには、
下型の中子の端部支承部環に金属円柱中子を差し入れ、
上型の端部嵌合部を合せて上型を嵌め、セラミック原料
粉体を原料装入小孔からゴム型に振動を与えつつ充填物
の嵩比重が一定を保つようにしながら装入小孔口元まで
充填する。これにより、原料の定量充填が確保される。
蓋を嵌着させて充填型を形成し、この充填型を複数何編
に重ねて例えばゴムバンドで緊縛し、これをCIP装置
内に装填し、常法によりCIP成形を行なう。型の結合
を解き、生型を取出し、金属円柱中子を引き抜く。なお
、金属製円柱中子は表面研磨仕上げを施したものであれ
ば、生型に固着することなく、容易に引き抜くことがで
き、離型剤塗布を必要としない。
次いで、生型に所要の表面研磨を施し、常法により焼成
し、製品穴明きセラミックボールを得る。
実施例 焼成後の製品直径20++v+、穴径1OIIII11
の穴明き高強度セラミックボールを得るため、第1図〜
第4図で示される構造を有し、球状内面差渡し径30I
III11.金属円柱中子直径11.7IllII+の
ゴム型を用い微小顆粒状アルミナを結合型内に装入しく
装入量10g)、所定圧力でCIP成形を行ない、ボー
ル直径23mmの穴明き成形品を得た。充填部で生じた
″へそ”の除去等研暦仕上後、1400℃〜1500℃
で1時間焼成してボール径20mmのアルミナ穴明きボ
ールを得た。ボールは真球形で、ボール穴も正しい円筒
形のものが得られた。
発明の効果 本発明によれば、従来の如くボール成形後、穴明は加工
をすることなく、直ちに穴明きボール生型が成形される
ので、生産性が大幅に向上し、またCIP成形後の生型
の研磨仕上げ加工も極めて僅かで済むので、製造コスト
を大きく低下させることができる。また、ゴム型は1個
の母型から複製されるので得られた各複製ゴム型は同形
、同寸法で、従って、焼成製品の同一性が保証される。
また上下型の嵌着部をラビリンス嵌着部に形成したので
、型の合せ目から加圧液が漏入せず、嵌着させた上下型
が不用意に外れることがなく、取扱性にも優れる利点を
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は蓋(C)、上型(b)及び下型(a)の縦断面
図を示し、第2図は下型(a)の平面図で、第3図は第
2図のut−ut線に沿う縦断面図で、第4図はラビリ
ンス嵌着部の拡大断面図である。 (1)・・・下半球成形部、 (2)周端部支承部、(
3)・・・下型端面部、(4)・・・円環膨満、(5)
・・・上半球成形部、(6)・・・端部嵌合部、(7)
・・・上型端面部、(8)・・・原料装入小孔、(9)
・・・円環形凸条、 (10)・・・閉塞用突起。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)セラミック原料粉末をコールドアイソスタチック
    プレスにより成形し穴明きセラミックボールを製造する
    方法であって、上型および下型に各前記セラミックボー
    ル球体部に対応する半球状部およびセラミックボール穴
    に対応する円柱の中子受け部を設けたゴム型を用い、前
    記中子受け部に金属製円柱中子を掛け渡し上下型を嵌合
    し型内にセラミック原料を充填した後、コールドアイソ
    スタチックプレスにより成形し、成形体から前記円柱中
    子を引抜き、該成形体を焼成することを特徴とする穴明
    きセラミックボールの製造法。
  2. (2)セラミック原料粉末をコールドアイソスタチック
    プレスにより穴明きボール状に成形するためのゴム型で
    あって、(a)穴明きセラミックボールの下半球成形部
    、金属製円柱中子の端部支承部を設けた下型、(b)上
    半球成形部、前記上半球成形部の頂部に穿設された原料
    装入小孔および前記金属製円柱中子の端部嵌合部を設け
    た上型、(c)前記原料装入小孔に嵌合する閉塞用突起
    を突設した蓋よりなり、前記上型と下型の接合面内周縁
    に沿って相互に嵌着する逆テーパーを付したラビリンス
    嵌着部を設けたことを特徴とする穴明きセラミックボー
    ル成形用ゴム型。
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