JPH0584727A - 押出成形機の口金構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 筒状体を押出成形する際に偏肉が発生するの
を防止できると共に、心金を容易かつ短時間に交換でき
るような、押出成形機の口金構造を提供することであ
る。 【構成】 口金保持部材１の貫通孔1cに口金２が嵌め込
まれる。心金３を心金保持部材４にネジ止めし、心金保
持部材４のリング状部4cをリング状治具５の貫通孔5aに
嵌め込む。リング状部4cとリング状治具５とを、口金２
及び口金保持部材１と中間胴８との間に嵌め込み、挟ん
で固定する。フランジ1aとフランジ8aとを、ボルト等で
締結する。口金２と心金３との間に、成形口６が設けら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、押出成形機の口金構造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セラミックスからなる円筒状体等を作製
するためには、セラミックス材料粉末に、必要に応じて
水分、増孔剤、有機バインダー等を添加し、これを混練
し、この混練物を円筒状に成形する必要がある。この成
形方法としては、生産性の高さから、押出成形法が主流
である。

【０００３】図３は、いわゆるオーガー型押出成形機の
口金部分の構造の一例を示す断面図である。略円筒状の
本体９の内側には、オーガースクリュー10が回転可能な
ように取り付けられている。本体９の先端側に、円環状
のフランジ9aが形成される。第１の中間胴19にはフラン
ジ19a と19b とが形成されており、フランジ19b から19
a の方へと向かって直径が徐々に小さくなっているもの
が一般的である。フランジ19b の外径と内径とは、それ
ぞれフランジ19a の外径、内径よりも大きくなってい
る。フランジ19b とフランジ9aとが、図示省略したボル
トによって連結されている。

【０００４】第１の中間胴19の先端側に、第２の中間胴
18が設けられている。第２の中間胴18の本体は円筒状で
あり、その両端にフランジ18a, 18bが形成されている。
フランジ19a とフランジ18b とが、図示しないボルトに
よって連結される。第２の中間胴18の先端側に、口金11
が設けられ、口金11のフランジ11a とフランジ18a と
が、図示しないボルトによって連結されている。口金11
の先端へと向かって、徐々に直径が小さくなっている。

【０００５】第１の中間胴19、第２の中間胴18及び口金
11の内側空間は連通し、空間17を形成している。オーガ
ースクリュー10の先端の中央に、軸14が固定され、この
軸14が空間17の中心を通っている。軸14の先端に、心金
13が固定され、心金13と口金11との間に成形口16が形成
される。動作時には、オーガースクリュー10を回転させ
てセラミックス杯土を、図３において左方向へと押し出
し、成形口16から外部へと押し出す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示した
ような従来の口金構造では、セラミックス杯土を成形口
16から押し出す際に、心金13が完全に固定されにくく、
圧力の少ない方へと向かって位置ズレする。このため、
円筒状成形体を径方向に見て、肉厚に大小が生ずるた
め、円筒状成形体の寸法精度が落ちる。このように偏肉
した円筒状成形体を焼成しても、こうして作製されたセ
ラミックス円筒状体はやはり偏肉している。この偏肉
は、製品の寸法精度を低下させるだけでなく、製品の諸
特性にもバラツキを生じさせ、悪影響を与える。

【０００７】また、円筒状のセラミックス製品を製造す
る際、その内径を変更しなければならない場合がよくあ
る。この場合には、まず一旦押出成形を止めてから、心
金13及び軸14を取り換えなければならない。この際、フ
ランジ9aと19b とを互いに取り外すことができれば良い
が、実際には、空間17に杯土が充満していることから、
フランジ19b をフランジ9aから一度に取り外してしまう
ことは不可能である。

【０００８】このため、まずフランジ11a とフランジ18
a とを連結しているボルトを取り外し、口金11を外し、
次いで、フランジ18b とフランジ19a とを連結している
ボルトを取り外し、第２の中間胴18を取り外す。次い
で、フランジ19b とフランジ9aとを連結しているボルト
を取り外し、第１の中間胴19を取り外し、この後に心金
13及び軸14の周囲の杯土を取り除く。この後に、心金13
及び軸14を取り外し、新たな心金を付けた軸14を取り付
ける。

【０００９】この後、上記と全く反対の手順で組み立て
を行なう。即ち、フランジ19b を9aに対してボルトで取
り付け、フランジ18b を19a に対してボルトで取り付
け、フランジ11a を18a に対してボルトで取り付ける。
これらの一連の操作は、非常に繁雑であり、時間がかか
る。このように心金を交換している間は、押出成形機が
停止しているのであるから、セラミックス円筒状成形体
の生産性が低下する。しかも、一つのフランジについ
て、ボルト締め箇所は１箇所ではなく、全体の寸法にも
よるが、通常６箇所程度は必要である。これを逐一手作
業でボルト締めしなければならないのであるから、心金
の交換作業は一層繁雑であり、時間がかかる。

【００１０】本発明の課題は、筒状体を押出成形する際
に偏肉が発生するのを防止できると共に、心金を容易か
つ短時間に交換できるような、押出成形機の口金構造を
提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
杯土を押出成形して筒状成形体を作製するための押出成
形機の口金構造であって、中間胴、この中間胴に対して
取り付けられた口金構造体、及び前記中間胴と前記口金
構造体との間に嵌め込まれかつ挟まれることで固定され
ている心金構造体を備え、前記口金構造体と前記心金構
造体との間に押出成形用の成形口が設けられている、押
出成形機の口金構造に係るものである。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係る口金構造を示
す断面図、図２は各部品を分解して示す斜視図である。
本実施例においては、口金２と口金保持部材１によって
口金構造体が形成されている。口金保持部材１は、外形
がリング状のフランジ1aと、このフランジ1aから同心円
状に突出する先端部1bとからなる。フランジ1aと先端部
1bとの内側には、貫通孔1cが設けられている。

【００１３】口金２にも、外形がリング状のフランジ2a
と、このフランジ2aと同心円状に突出する先端部2bが設
けられている。フランジ2aと先端部2bとを貫通する貫通
孔2cも成形される。口金保持部材１の内側輪郭と、口金
２の外側輪郭とは、両者が隙間なく密着できるように形
成されている。そして、図１に示すように、口金２を口
金保持部材１の貫通孔1c内へと挿入し、嵌め込むこと
で、口金２を口金保持部材１に対して位置決めする。こ
の段階では、口金保持部材１と口金２とは、分離可能で
ある。

【００１４】心金３の先端側は円柱状をなしており、こ
の円柱状部分の基部に円錐台状の部分が形成されてい
る。こうした心金３の外側輪郭は、口金２の内側輪郭と
平行となるように設計されている。心金３の円柱状部分
の円形の底に、雄ネジ3aが設けられる。心金保持部材４
の本体4aの外形は、円錐台の円形の底部に、これと逆方
向へと向かってすぼまる円錐を接合した形状である。そ
して、本体4aの円錐台状部分を取り囲むように、リング
状部4cが設けられ、本体4aとリング状部4cとが三列の板
状連結部4eによって連結されている。リング状部4cは先
端側へと向かって傾斜しており、リング状部4cと本体4a
の円錐台状部分の外側輪郭とは、互いに平行となってい
る。

【００１５】本体4a、リング状部4c及び三列の板状連結
部4eによって、三個の通路4bが形成される。本体4aの円
錐台状部分の先端には、雌ネジ4dが形成されており、雄
ネジ3aを雌ネジ4dに嵌め合わせることで、心金３を心金
保持部材４に固定する。心金３の円錐台状部分の外側輪
郭と、心金保持部材４の円錐台状部分の外側輪郭とは、
ほぼ段差なく滑らかにつながる。本実施例においては、
心金３と心金保持部材４とによって、心金構造体を構成
する。

【００１６】次いで、心金保持部材４のリング状部4cの
外周面を、リング状治具５の貫通孔5aに嵌め合わせる。
この貫通孔5aは先端へと向かって若干すぼまっており、
貫通孔5aとリング状部4cとは互いに嵌合可能になってい
る。この時点では、リング状治具と心金保持部４とを逆
方向に引っ張れば、両者を簡単に分離できる。

【００１７】次いで、特に図１に示すように、心金保持
部材４及びリング状治具５を、口金構造体の貫通孔に対
して嵌め込み、仮固定する。この状態で、口金２の貫通
孔2c内に心金３が固定され、口金２と心金３との間に成
形口６が設けられる。リング状部4cは口金２のフランジ
2aの端面に当接する。各通路4bは成形口６に連通する。
リング状治具５は、フランジ1aの凹みに対して隙間なく
嵌め合わされる。リング状治具５の一部が、口金２のフ
ランジ2aに当接する。

【００１８】本実施例においては、中間胴８は、円筒状
の本体と、この本体の両端に形成されたフランジ8a, 8b
とからなる。このフランジ8aを、フランジ1a、リング状
治具５及びリング状部4cの端面に合わせ、ボルト20によ
って、フランジ1aと8aとを互いに締結する。これによ
り、口金保持部材１とフランジ8aとの間に、口金２、リ
ング状治具５、心金保持部材４が挟持される。中間胴８
の内側空間７内に、本体4aの円錐状部分が突出する。

【００１９】そして、オーガースクリュー10が取り付け
られた本体９のフランジ9aと、フランジ8bとを合わせ、
両者をボルト20で互いに締結する。これにより、押出成
形機の口金構造の組み立てを終わる。

【００２０】動作時には、オーガースクリュー10を回転
させることによって、本体９内から中間胴８の内側空間
７へとセラミックス杯土を送り込む。このセラミックス
杯土は、本体4aの円錐状部分に突き当たって内側空間７
の外周縁方向へと向かって流れ、三個の通路4bのうちの
いずれかを通過し、口金２と心金３との間を押し出さ
れ、成形口６から外部へと押し出される。

【００２１】本実施例によれば、円筒状成形体に偏肉が
生ずるのを防止できる。即ち、図３に示したような口金
構造であると、心金13と、軸14の支点との間にかなり距
離があるので、心金13に対し図３において例えば上下方
向への力が加わると、軸14の固定点からみた力のモーメ
ントが非常に大きい。このため、押出の最中において心
金13を定位置に保持しておくのは至難の技であり、必然
的に円筒状成形体に偏肉が生じていた。

【００２２】これに対し、本実施例では、心金保持部材
４のリング状部4cが口金構造体と中間胴８との間に嵌め
込まれ、挟まれ、これにより固定されている。そして、
心金３は、この心金保持部材４に対して直接固定されて
いる。杯土が流れても、心金保持部材４が位置ズレする
ことは考えられないし、心金３の先端と心金保持部材４
の本体4aとの間の距離は非常に短い。従って、セラミッ
クス杯土を押し出す際でも、心金３に対してかかる回転
のモーメントは非常に小さいので、心金３は回転しにく
く、従って位置ズレしにくい。この結果、成形口６から
押し出されてきた円筒状成形体に、偏肉が生じにくい。

【００２３】本発明者は、この点について実験的にも確
認すべく、以下の実験を行った。この対象としては、固
体電解質型燃料電池(SOFC)のいわゆる自己支持型の基体
（空気電極管）を選択した。こうした空気電極管は、強
度、気孔率、導電性等の点で種々の制約が課されている
ものであり、最近、製造技術の確立が求められているも
のである。

【００２４】まず、La_0.8Sr_0.2MnO₃粉末に対して、バイ
ンダーとしてポリビニルアルコールを加え、増孔剤とし
てセルロースを加え、更に水を加えて混練した。こうし
て得たセラミックス杯土を、図１又は図３に示す押出成
形機内へと投入し、オーガースクリュー10を回転させて
図面において左方向へと押し出した。

【００２５】そして、各々得られた円筒状成形体につい
て、万能工具顕微鏡で、肉厚が最大の所と最小の所とを
測定し、最大肉厚を最小肉厚で割った。この値（最大肉
厚／最小肉厚）を以下に示す。 図３に示す従来例（1.22） 図１に示す実施例（1.01）

【００２６】また、本実施例では、以下の手順で心金３
を交換する。まず、フランジ1aとフランジ8aとを締結し
ているボルトを取り外し、これらを分離する。次いで、
心金保持部材４及び心金３を、リング状治具５から、手
で引っ張って取り外す。この後、心金３を手で回転させ
て雄ネジ3aを雌ネジ4dから取り外し、新しい心金を心金
保持部材４にネジ止めする。次いで、心金保持部材４を
リング状治具５に嵌め込み、フランジ1aと8aとをボルト
で締結する。

【００２７】このように、心金保持部材４が口金構造体
に対して単なる嵌め込みによって固定されているので、
心金の交換は容易であり、かつ非常に短時間で遂行でき
る。実際、本実施例で比較的時間がかかるのは、フラン
ジ1aと8aとをボルトで締結する段階くらいである。

【００２８】これに対し、図３に示したような口金構造
を採用した場合には、既述したように、非常に多くの部
品の取り外しとボルトによる締結、杯土の処理等を行な
う必要があり、時間がかかる。実際、図３に示したよう
な装置で心金13を交換してみたところ、約25分かかっ
た。これに対し、図１に示すような装置では、約５分で
心金３を交換できた。

【００２９】図１において、口金２と口金保持部材１と
を一体化し、口金構造体としてもよい。ただし、これら
両者を別体にしておくと、口金２を交換してその内径を
適当に調整することができる。また、心金３と心金保持
部材４とを一体化し、心金構造体としてもよい。この場
合は、心金構造体を全体として交換することになる。通
路4bの個数や形状も適宜変更できる。フランジ1aと8aと
の固定は、ボルト以外の方法によることもできるが、少
なくとも後で両者を分離できるようにしなければならな
い。本発明において、筒状成形体は、円筒状成形体に限
らない。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、心金構造体が、中間胴
と口金構造体との間に嵌め込まれ、挟まれ、これにより
固定されている。従って、心金構造体とその固定部位と
の間隔が短い。これにより、セラミックス杯土を押し出
す際でも、心金構造体に対してかかる回転のモーメント
は非常に小さいので、心金構造体が回転しにくく、従っ
て位置ズレしにくい。この結果、成形口から押し出され
てきた筒状成形体に偏肉が生じにくい。

【００３１】また、心金構造体を、中間胴と口金構造体
との間に嵌め込み、挟み込むことで固定しているので、
中間胴と口金構造体とを互いに分離しさえすれば、容易
に心金構造体の全部又はその心金部分を交換することが
できる。この際、従来のようなセラミックス杯土の処理
も必要ない。従って、心金の交換は容易であり、かつ非
常に短時間で遂行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る口金構造を示す断面図で
ある。

【図２】図１の口金構造を構成している各部品を分解し
て示す斜視図である。

【図３】従来例に係る口金構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 口金保持部材 ２ 口金 ３ 心金 3a 雄ネジ ４ 心金保持部材 4b 通路 4d 雌ネジ ５ リング状治具 ６ 成形口 ８ 中間胴 ９ 押出成形機の本体 10 オーガースクリュー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックス杯土を押出成形して筒状成
   形体を作製するための押出成形機の口金構造であって、 中間胴、この中間胴に対して取り付けられた口金構造
   体、及び前記中間胴と前記口金構造体との間に嵌め込ま
   れかつ挟まれることで固定されている心金構造体を備
   え、前記口金構造体と前記心金構造体との間に押出成形
   用の成形口が設けられている、押出成形機の口金構造。
2. 【請求項２】 前記口金構造体が口金とこの口金を保持
   する口金保持部材とからなり、前記口金と前記心金構造
   体との間に前記成形口が設けられている、請求項１記載
   の押出成形機の口金構造。
3. 【請求項３】 前記心金構造体が心金とこの心金を保持
   する心金保持部材とからなり、前記心金と前記口金との
   間に前記成形口が設けられ、前記心金保持部材が前記中
   間胴と前記口金構造体との間に嵌め込まれかつ挟まれて
   いる、請求項２記載の押出成形機の口金構造。