JPH06325854A - セラミック製品用プレス成形体の製造方法 - Google Patents
セラミック製品用プレス成形体の製造方法Info
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- JPH06325854A JPH06325854A JP10806993A JP10806993A JPH06325854A JP H06325854 A JPH06325854 A JP H06325854A JP 10806993 A JP10806993 A JP 10806993A JP 10806993 A JP10806993 A JP 10806993A JP H06325854 A JPH06325854 A JP H06325854A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プレス成形体の完成形状に近いゴム型の設計
が容易で、且つプレス成形体より発生する切削量を減少
して製作コストを低下させることを可能にする。 【構成】 セラミック造粒粉末のプレス成形性に関する
物性値、ゴム型１０のプレス成形性に関する物性値、マ
ンドレル１１の形状データ、加圧前のゴム型１０の形状
データ、セラミック造粒粉末とマンドレル１１との摩擦
係数やプレス圧等の入力データをコンピュータに入力し
てシミュレーション解析させることにより、プレス成形
体９の完成形状に近いゴム型１０の形状寸法を設計し、
この設計したゴム型１０を用いてセラミック造粒粉末を
ラバープレス成形して絶縁体用のプレス成形体９を製造
する。これにより、ゴム型１０内に充填するセラミック
造粒粉末の粉末重量をＷO とし、切削後のプレス成形体
９の完成形状の重量をＷ1 とした時、（ＷO −Ｗ1 ）／
Ｗ1 が０．７５以下まで小さくなる。
が容易で、且つプレス成形体より発生する切削量を減少
して製作コストを低下させることを可能にする。 【構成】 セラミック造粒粉末のプレス成形性に関する
物性値、ゴム型１０のプレス成形性に関する物性値、マ
ンドレル１１の形状データ、加圧前のゴム型１０の形状
データ、セラミック造粒粉末とマンドレル１１との摩擦
係数やプレス圧等の入力データをコンピュータに入力し
てシミュレーション解析させることにより、プレス成形
体９の完成形状に近いゴム型１０の形状寸法を設計し、
この設計したゴム型１０を用いてセラミック造粒粉末を
ラバープレス成形して絶縁体用のプレス成形体９を製造
する。これにより、ゴム型１０内に充填するセラミック
造粒粉末の粉末重量をＷO とし、切削後のプレス成形体
９の完成形状の重量をＷ1 とした時、（ＷO −Ｗ1 ）／
Ｗ1 が０．７５以下まで小さくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用スパークプ
ラグの絶縁体や各種センサーのセラミック部材等のセラ
ミック製品用プレス成形体の製造方法に関するものであ
る。
ラグの絶縁体や各種センサーのセラミック部材等のセラ
ミック製品用プレス成形体の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図１５は従来のラバープレス成形（乾式
静水圧プレス成形）で使用しているゴム型の内側形状を
示した図である。ゴム型１０１内に複数の段部１０２を
有する金属製のマンドレル１０３を挿入し、ゴム型１０
１とマンドレル１０３との空隙部にセラミック造粒粉末
１０４を充填し、所定のプレス圧にてゴム型１０１を介
してセラミック造粒粉末１０４をプレスしてプレス成形
体（図１５において変形後プレス成形体形状１０５がこ
れに相当する）を成形する。次に、このプレス成形体を
グラインダ等の切削工具（図示せず）で切削してプレス
成形体の完成形状を得るようにしていた（図１５におい
て切削後のプレス成形体完成形状１０６がこれに相当す
る）。
静水圧プレス成形）で使用しているゴム型の内側形状を
示した図である。ゴム型１０１内に複数の段部１０２を
有する金属製のマンドレル１０３を挿入し、ゴム型１０
１とマンドレル１０３との空隙部にセラミック造粒粉末
１０４を充填し、所定のプレス圧にてゴム型１０１を介
してセラミック造粒粉末１０４をプレスしてプレス成形
体（図１５において変形後プレス成形体形状１０５がこ
れに相当する）を成形する。次に、このプレス成形体を
グラインダ等の切削工具（図示せず）で切削してプレス
成形体の完成形状を得るようにしていた（図１５におい
て切削後のプレス成形体完成形状１０６がこれに相当す
る）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ゴム型１０
１内に充填する粉末重量をＷ0 とし、切削後のプレス成
形体完成形状の重量をＷ1 とした時、従来のゴム型１０
１は、プレス密度のむらにより生じるプレス切れを防ぐ
ため、切削量を極めて大きくとった形状であった。した
がって、その切削量を数値化して整理すると、以下の値
が一般的であった。
１内に充填する粉末重量をＷ0 とし、切削後のプレス成
形体完成形状の重量をＷ1 とした時、従来のゴム型１０
１は、プレス密度のむらにより生じるプレス切れを防ぐ
ため、切削量を極めて大きくとった形状であった。した
がって、その切削量を数値化して整理すると、以下の値
が一般的であった。
【０００４】
【数１】１．０≦（Ｗ0 −Ｗ1 ）／Ｗ1 ≦２．０ このように、プレス成形体を完成形状に仕上げる際にプ
レス成形体より発生する切削量が非常に多く、一部の切
り屑は再利用されるが、セラミック製品の各種性能（熱
伝導率、機械的強度、耐電圧等）を向上させるため、高
純度のセラミック粉末を使用するようになると、再利用
が困難となりコストを上昇させる要因となっていた。
レス成形体より発生する切削量が非常に多く、一部の切
り屑は再利用されるが、セラミック製品の各種性能（熱
伝導率、機械的強度、耐電圧等）を向上させるため、高
純度のセラミック粉末を使用するようになると、再利用
が困難となりコストを上昇させる要因となっていた。
【０００５】そこで、切削量を少なくするために、プレ
ス成形体の完成形状に近いゴム型を使用することも考え
られる。ところが、セラミック粉末の種類や物性値およ
びゴム型の物性値、プレス圧等に応じてプレス成形体の
成形形状は一般的に異なるものである。これにより、セ
ラミック粉末をゴム型内に充填した時の初期形状から乾
式ラバープレス成形後のプレス成形体の成形形状への変
形量は非常に大きく、それらを予測して切り屑の少ない
ゴム型を設計することは困難であった。
ス成形体の完成形状に近いゴム型を使用することも考え
られる。ところが、セラミック粉末の種類や物性値およ
びゴム型の物性値、プレス圧等に応じてプレス成形体の
成形形状は一般的に異なるものである。これにより、セ
ラミック粉末をゴム型内に充填した時の初期形状から乾
式ラバープレス成形後のプレス成形体の成形形状への変
形量は非常に大きく、それらを予測して切り屑の少ない
ゴム型を設計することは困難であった。
【０００６】本発明は、プレス成形体の完成形状に近い
ゴム型の設計が容易で、且つプレス成形体より発生する
切削量を減少して製作コストを低下させることが可能な
セラミック製品用プレス成形体の製造方法の提供を目的
とする。
ゴム型の設計が容易で、且つプレス成形体より発生する
切削量を減少して製作コストを低下させることが可能な
セラミック製品用プレス成形体の製造方法の提供を目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミック粉
末をゴム型内に充填してプレスするラバープレス成形を
用いてセラミック製品用プレス成形体を製造する方法に
おいて、セラミック粉末のプレス成形性に関する物性
値、ゴム型のプレス成形性に関する物性値、ゴム型の形
状およびプレス圧等の入力データに基づいてプレス成形
体の成形形状を計算する第１工程と、この第１工程で計
算したプレス成形体の成形形状とプレス成形体の完成形
状との比較結果に基づいてゴム型の寸法形状を設計する
第２工程と、この第２工程で設計したゴム型を用いてラ
バープレス成形を行う第３工程とを備えた技術手段を採
用した。
末をゴム型内に充填してプレスするラバープレス成形を
用いてセラミック製品用プレス成形体を製造する方法に
おいて、セラミック粉末のプレス成形性に関する物性
値、ゴム型のプレス成形性に関する物性値、ゴム型の形
状およびプレス圧等の入力データに基づいてプレス成形
体の成形形状を計算する第１工程と、この第１工程で計
算したプレス成形体の成形形状とプレス成形体の完成形
状との比較結果に基づいてゴム型の寸法形状を設計する
第２工程と、この第２工程で設計したゴム型を用いてラ
バープレス成形を行う第３工程とを備えた技術手段を採
用した。
【０００８】
【作用】本発明によれば、セラミック粉末のプレス成形
性に関する物性値、ゴム型のプレス成形性に関する物性
値、ゴム型の形状およびプレス圧等の入力データに基づ
いて計算したプレス成形体の成形形状と完成形状との比
較結果に基づいてゴム型の寸法形状を設計する。そし
て、この寸法形状を設計したゴム型を製造して、このゴ
ム型内にセラミック粉末を充填してゴム型を介してセラ
ミック粉末をプレスすることによって、プレス成形体を
完成形状に仕上げる際にプレス成形体より発生する切削
量が非常に少なくなる。あるいは、プレス成形体の成形
形状と完成形状とが一致するため切削加工する必要がな
くなる。また、このようなシミュレーション解析により
ゴム型の寸法形状を設計しているので、仮にゴム型の内
側形状が複雑となってもゴム型の設計が容易である。
性に関する物性値、ゴム型のプレス成形性に関する物性
値、ゴム型の形状およびプレス圧等の入力データに基づ
いて計算したプレス成形体の成形形状と完成形状との比
較結果に基づいてゴム型の寸法形状を設計する。そし
て、この寸法形状を設計したゴム型を製造して、このゴ
ム型内にセラミック粉末を充填してゴム型を介してセラ
ミック粉末をプレスすることによって、プレス成形体を
完成形状に仕上げる際にプレス成形体より発生する切削
量が非常に少なくなる。あるいは、プレス成形体の成形
形状と完成形状とが一致するため切削加工する必要がな
くなる。また、このようなシミュレーション解析により
ゴム型の寸法形状を設計しているので、仮にゴム型の内
側形状が複雑となってもゴム型の設計が容易である。
【０００９】
【実施例】〔実施例の構成〕本発明のセラミック製品用
プレス成形体の製造方法を図に示す一実施例に基づき説
明する。図１は本発明を用いた内燃機関用スパークプラ
グに組み込まれる絶縁体用のプレス成形体の製造装置を
示した図である。この製造装置１は、コンピュータ２、
ゴム型製造機３およびラバープレス成形機４等より構成
されている。
プレス成形体の製造方法を図に示す一実施例に基づき説
明する。図１は本発明を用いた内燃機関用スパークプラ
グに組み込まれる絶縁体用のプレス成形体の製造装置を
示した図である。この製造装置１は、コンピュータ２、
ゴム型製造機３およびラバープレス成形機４等より構成
されている。
【００１０】コンピュータ２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍにより構成され、キーボード５およびスキャナー６等
より入力した入力値および予め記憶されたプログラムに
基づいてディスプレイ装置７およびゴム型製造機３を制
御する。キーボード５は、キーを一定の規則にしたがっ
て配列したボードであって、そのキーを押すとそれに対
応した信号を送り出す。スキャナー６は、空間的なパタ
ーンの構成部分を調査してそのパターンに対応する信号
を生成するものである。ディスプレイ装置７は、コンピ
ュータ２の出力データを表示するものである。
Ｍにより構成され、キーボード５およびスキャナー６等
より入力した入力値および予め記憶されたプログラムに
基づいてディスプレイ装置７およびゴム型製造機３を制
御する。キーボード５は、キーを一定の規則にしたがっ
て配列したボードであって、そのキーを押すとそれに対
応した信号を送り出す。スキャナー６は、空間的なパタ
ーンの構成部分を調査してそのパターンに対応する信号
を生成するものである。ディスプレイ装置７は、コンピ
ュータ２の出力データを表示するものである。
【００１１】ゴム型製造機３は、コンピュータ２のシミ
ュレーション解析により設計された、プレス成形体９の
完成形状に近いゴム型１０を製造するものである。プレ
ス成形体９は、図２に示したように、外径の最も大きな
径大部１４より先端側に、内燃機関用スパークプラグ
（図示せず）に組み付けて使用される時に内燃機関の燃
焼室（図示せず）内の雰囲気に晒される脚長部１５を有
している。また、プレス成形体９は、径大部１４より後
端側に、内燃機関用スパークプラグ（図示せず）に組み
付けて使用される時に高電圧が印加される端子電極（図
示せず）を内蔵するコルゲーション部１６を有してい
る。そして、プレス成形体９の内部には、端子電極、中
心電極およびシール材（いずれも図示せず）を収納保持
する軸方向の内孔１７が形成されている。この内孔１７
は２つの段部１８、１９が形成されているが、この段部
はスパークプラグのタイプにより１箇所のみ（１８か１
９どちらか１つ）でも良い。
ュレーション解析により設計された、プレス成形体９の
完成形状に近いゴム型１０を製造するものである。プレ
ス成形体９は、図２に示したように、外径の最も大きな
径大部１４より先端側に、内燃機関用スパークプラグ
（図示せず）に組み付けて使用される時に内燃機関の燃
焼室（図示せず）内の雰囲気に晒される脚長部１５を有
している。また、プレス成形体９は、径大部１４より後
端側に、内燃機関用スパークプラグ（図示せず）に組み
付けて使用される時に高電圧が印加される端子電極（図
示せず）を内蔵するコルゲーション部１６を有してい
る。そして、プレス成形体９の内部には、端子電極、中
心電極およびシール材（いずれも図示せず）を収納保持
する軸方向の内孔１７が形成されている。この内孔１７
は２つの段部１８、１９が形成されているが、この段部
はスパークプラグのタイプにより１箇所のみ（１８か１
９どちらか１つ）でも良い。
【００１２】図３は乾式静水圧プレス成形機（いわゆる
ラバープレス成形機）を示した図である。このラバープ
レス成形機４は、ゴム型１０の内側とマンドレル（プレ
スピン）１１の外側との空隙部にセラミック造粒粉末１
２を充填した後に、圧力室１３内に入れた水や油等の液
体中で等方的な静水圧（＝プレス圧：例えば１０００kg
ｆ／cm2 ）にてゴム型１０を介して加圧してプレス成形
体９を製造するものである。ゴム型１０は、図４に示し
たように、シリコンゴム等の合成樹脂製で円筒形状に形
成されている。このゴム型１０の内部には、プレス成形
体９の径大部１４を成形する周溝部２０、脚長部１５を
成形する傾斜部２１、およびコルゲーション部１６を成
形する略平坦部２２が形成されている。なお、図４にお
いて、実線Ａは変形後プレス成形体形状に相当し、二点
鎖線Ｂは切削後のプレス成形体完成形状に相当し、二点
鎖線Ｃはゴム型１０のプレス前の内側形状に相当する。
ラバープレス成形機）を示した図である。このラバープ
レス成形機４は、ゴム型１０の内側とマンドレル（プレ
スピン）１１の外側との空隙部にセラミック造粒粉末１
２を充填した後に、圧力室１３内に入れた水や油等の液
体中で等方的な静水圧（＝プレス圧：例えば１０００kg
ｆ／cm2 ）にてゴム型１０を介して加圧してプレス成形
体９を製造するものである。ゴム型１０は、図４に示し
たように、シリコンゴム等の合成樹脂製で円筒形状に形
成されている。このゴム型１０の内部には、プレス成形
体９の径大部１４を成形する周溝部２０、脚長部１５を
成形する傾斜部２１、およびコルゲーション部１６を成
形する略平坦部２２が形成されている。なお、図４にお
いて、実線Ａは変形後プレス成形体形状に相当し、二点
鎖線Ｂは切削後のプレス成形体完成形状に相当し、二点
鎖線Ｃはゴム型１０のプレス前の内側形状に相当する。
【００１３】マンドレル１１は、図４に示したように、
金属製で棒状に形成されている。このマンドレル１１
は、プレス成形体９の内部に内孔１７を成形するもので
ある。また、マンドレル１１の外周には、内孔１７の２
つの段部１８、１９を成形する２つの段部２３、２４が
形成されている。セラミック造粒粉末１２は、原料とし
ての高純度アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素やジ
ルコニア等のセラミック粉末（１次粒子径：例えば０．
６μｍ〜０．７μｍ）に、低重合度のポリビニルアルコ
ール系のバインダと酸化イットリウム等の成形助剤を適
宜添加して調製される。なお、セラミック造粒粉末１２
の粒子径、いわゆる２次粒子径は、例えば５０μｍ〜７
０μｍである。
金属製で棒状に形成されている。このマンドレル１１
は、プレス成形体９の内部に内孔１７を成形するもので
ある。また、マンドレル１１の外周には、内孔１７の２
つの段部１８、１９を成形する２つの段部２３、２４が
形成されている。セラミック造粒粉末１２は、原料とし
ての高純度アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素やジ
ルコニア等のセラミック粉末（１次粒子径：例えば０．
６μｍ〜０．７μｍ）に、低重合度のポリビニルアルコ
ール系のバインダと酸化イットリウム等の成形助剤を適
宜添加して調製される。なお、セラミック造粒粉末１２
の粒子径、いわゆる２次粒子径は、例えば５０μｍ〜７
０μｍである。
【００１４】〔実施例の製造方法〕次に、この実施例の
プレス成形体９の製造方法を図１〜図１３に基づいて説
明する。ここで、図５はコンピュータ２のシミュレーシ
ョン解析の一例を示したフローチャートである。先ず、
セラミック造粒粉末１２のプレス成形性に関する物性値
をキーボード５を用いて入力する（ステップＳ１）。こ
の実施例では、セラミック造粒粉末１２の物性値とし
て、セラミック造粒粉末１２の側圧係数、ヤング率、ポ
アソン比、初期充填密度およびプレス時のその時々のプ
レス相対密度をキーボード５を用いて入力する。
プレス成形体９の製造方法を図１〜図１３に基づいて説
明する。ここで、図５はコンピュータ２のシミュレーシ
ョン解析の一例を示したフローチャートである。先ず、
セラミック造粒粉末１２のプレス成形性に関する物性値
をキーボード５を用いて入力する（ステップＳ１）。こ
の実施例では、セラミック造粒粉末１２の物性値とし
て、セラミック造粒粉末１２の側圧係数、ヤング率、ポ
アソン比、初期充填密度およびプレス時のその時々のプ
レス相対密度をキーボード５を用いて入力する。
【００１５】セラミック造粒粉末１２の側圧係数は、図
６に示した測定装置４０で測定する。測定装置４０は、
ゴム型４１内にセラミック造粒粉末１２を充填してゴム
型４１の横方向よりプレス圧Ｐ0 で加圧したもののゴム
型４１の縦方向に加わる軸方向圧力Ｐをロードセル４２
により測定するものである。そして、セラミック造粒粉
末１２の側圧係数ｍを次の式より求めた。
６に示した測定装置４０で測定する。測定装置４０は、
ゴム型４１内にセラミック造粒粉末１２を充填してゴム
型４１の横方向よりプレス圧Ｐ0 で加圧したもののゴム
型４１の縦方向に加わる軸方向圧力Ｐをロードセル４２
により測定するものである。そして、セラミック造粒粉
末１２の側圧係数ｍを次の式より求めた。
【数２】ｍ＝Ｐ／Ｐ0 なお、セラミック造粒粉末１２の側圧係数と相対密度と
の関係を図７のグラフに示した。また、セラミック造粒
粉末１２のヤング率、ポアソン比も求めておく。
の関係を図７のグラフに示した。また、セラミック造粒
粉末１２のヤング率、ポアソン比も求めておく。
【００１６】そして、セラミック造粒粉末１２の初期充
填密度は、（ゴム型内に充填した粉末量）／（ゴム型の
容積）より求めた。また、プレス圧時のその時々のプレ
ス相対密度は、１０mm×１０mm×３０mmの試料をラバー
プレス成形によって種々の成形圧力（kgｆ／cm2 ）で加
圧しその時々の相対密度を測定した。この結果を図８の
グラフに示した。
填密度は、（ゴム型内に充填した粉末量）／（ゴム型の
容積）より求めた。また、プレス圧時のその時々のプレ
ス相対密度は、１０mm×１０mm×３０mmの試料をラバー
プレス成形によって種々の成形圧力（kgｆ／cm2 ）で加
圧しその時々の相対密度を測定した。この結果を図８の
グラフに示した。
【００１７】次に、ゴム型１０のプレス成形性に関する
物性値をキーボード５を用いて入力する（ステップＳ
２）。なお、ゴム型の物性値として数式３を用いる。
物性値をキーボード５を用いて入力する（ステップＳ
２）。なお、ゴム型の物性値として数式３を用いる。
【数３】 ここで、ｆ＝Ｐ／Ａ、λは伸長比である。そして、Ｄ＝
４０mm、Ｌ＝８０mmの円柱の一軸圧縮試験の結果（図９
のグラフ）よりムーニー・レブリン定数Ｃ1 、Ｃ2 を求
めた。
４０mm、Ｌ＝８０mmの円柱の一軸圧縮試験の結果（図９
のグラフ）よりムーニー・レブリン定数Ｃ1 、Ｃ2 を求
めた。
【００１８】次に、図１０に示したようなマンドレル１
１の形状データと加圧前のゴム型１０の形状データをキ
ーボード５およびスキャナー６等を用いて入力する（ス
テップＳ３）。次に、セラミック造粒粉末１２とマンド
レル１１との境界条件をキーボード５を用いて入力する
（ステップＳ４）。なお、境界条件としてセラミック造
粒粉末１２とマンドレル１１との摩擦係数、およびラバ
ープレス成形時のプレス圧を入力する。但し、円筒型
で、摩擦係数＝０の時の形状を計算して実際の形状と比
較して差引を摩擦係数の影響と考えるようにする。ま
た、プレス圧としては例えば１０００kgｆ／cm2 を用い
る。
１の形状データと加圧前のゴム型１０の形状データをキ
ーボード５およびスキャナー６等を用いて入力する（ス
テップＳ３）。次に、セラミック造粒粉末１２とマンド
レル１１との境界条件をキーボード５を用いて入力する
（ステップＳ４）。なお、境界条件としてセラミック造
粒粉末１２とマンドレル１１との摩擦係数、およびラバ
ープレス成形時のプレス圧を入力する。但し、円筒型
で、摩擦係数＝０の時の形状を計算して実際の形状と比
較して差引を摩擦係数の影響と考えるようにする。ま
た、プレス圧としては例えば１０００kgｆ／cm2 を用い
る。
【００１９】次に、キーボード５およびスキャナー６等
を用いて入力されたセラミック造粒粉末１２のプレス成
形性に関する物性値、ゴム型１０のプレス成形性に関す
る物性値、マンドレル１１の形状データ、加圧前のゴム
型１０の形状データおよび境界条件等の入力データより
コンピュータ２のシミュレーション解析によりゴム型１
０の形状寸法を計算する（ステップＳ５）。次に、シミ
ュレーション解析により計算したゴム型１０を用いてラ
バープレス成形したときのプレス成形体９の成形形状を
求め（第１工程）、ディスプレイ装置７に出力する（ス
テップＳ６）。
を用いて入力されたセラミック造粒粉末１２のプレス成
形性に関する物性値、ゴム型１０のプレス成形性に関す
る物性値、マンドレル１１の形状データ、加圧前のゴム
型１０の形状データおよび境界条件等の入力データより
コンピュータ２のシミュレーション解析によりゴム型１
０の形状寸法を計算する（ステップＳ５）。次に、シミ
ュレーション解析により計算したゴム型１０を用いてラ
バープレス成形したときのプレス成形体９の成形形状を
求め（第１工程）、ディスプレイ装置７に出力する（ス
テップＳ６）。
【００２０】次に、ステップＳ６で求めたプレス成形体
９の成形形状と完成形状との比較した比較結果（解析結
果）を判断する。すなわち、プレス成形体９の成形形状
の寸法が完成形状の寸法に対して設定値（例えば１％）
未満の誤差であるか否かを判断する（ステップＳ７）。
このステップＳ７の判断結果がＮｏの場合には、ゴム型
１０の形状データを入れ直し（ステップＳ８）、プレス
成形体９の成形形状の寸法が完成形状の寸法に対して設
定値（例えば１％）未満の誤差になるまでステップＳ４
以下の制御を繰り返す。
９の成形形状と完成形状との比較した比較結果（解析結
果）を判断する。すなわち、プレス成形体９の成形形状
の寸法が完成形状の寸法に対して設定値（例えば１％）
未満の誤差であるか否かを判断する（ステップＳ７）。
このステップＳ７の判断結果がＮｏの場合には、ゴム型
１０の形状データを入れ直し（ステップＳ８）、プレス
成形体９の成形形状の寸法が完成形状の寸法に対して設
定値（例えば１％）未満の誤差になるまでステップＳ４
以下の制御を繰り返す。
【００２１】また、ステップＳ７の判断結果がＹｅｓの
場合には、ステップＳ５で求めた完成形状に近いゴム型
１０を設計し（第２工程）、その設計したゴム型１０を
製造するようにゴム型製造機３に出力する（ステップＳ
９）。そして、図３に示したように、ゴム型製造機３で
製造された完成形状に近いゴム型１０とマンドレル１１
との空隙部にセラミック造粒粉末１２を充填し、等方的
な静水圧にてゴム型１０を介してプレス（ラバープレス
成形）することによって（第３工程）、図４に示したよ
うな径大部１４、脚長部１５、コルゲーション部１６お
よび内孔１７を有する完成形状に近い形状のプレス成形
体９が製造される。なお、図１１において、破線ａは変
形後プレス成形体形状の実測値を示し、実線ｂは変形後
プレス成形体の解析値を示し、二点鎖線ｃはゴム型１０
のプレス前の内側形状に相当する。この図１１よりコン
ピュータ２によるシミュレーション解析による解析値と
実測値がかなり似通っていることが分かる。
場合には、ステップＳ５で求めた完成形状に近いゴム型
１０を設計し（第２工程）、その設計したゴム型１０を
製造するようにゴム型製造機３に出力する（ステップＳ
９）。そして、図３に示したように、ゴム型製造機３で
製造された完成形状に近いゴム型１０とマンドレル１１
との空隙部にセラミック造粒粉末１２を充填し、等方的
な静水圧にてゴム型１０を介してプレス（ラバープレス
成形）することによって（第３工程）、図４に示したよ
うな径大部１４、脚長部１５、コルゲーション部１６お
よび内孔１７を有する完成形状に近い形状のプレス成形
体９が製造される。なお、図１１において、破線ａは変
形後プレス成形体形状の実測値を示し、実線ｂは変形後
プレス成形体の解析値を示し、二点鎖線ｃはゴム型１０
のプレス前の内側形状に相当する。この図１１よりコン
ピュータ２によるシミュレーション解析による解析値と
実測値がかなり似通っていることが分かる。
【００２２】ここで、図１２および図１３はコンピュー
タ２を用いたシミュレーション解析によって設計したゴ
ム型１０の解析結果を示した図である。なお、図１２に
おいて、実線Ａは変形後プレス成形体形状に相当し、二
点鎖線Ｂは切削後のプレス成形体完成形状に相当し、二
点鎖線Ｃはゴム型１０のプレス前の内側形状に相当す
る。内燃機関用スパークプラグのプレス成形体９の性能
として成形密度は重大な影響があることが知られている
が、このコンピュータ２を用いたシミュレーション解析
によるゴム型１０の設計は形状だけでなく、図１３に示
した密度分布も解析することにより従来のゴム型１０１
が備えるプレス成形体の性能を低下させることなく切削
量の少ないゴム型１０を設計することができる。なお、
図１３において、完成形状に近いゴム型１０を用いて成
形したプレス成形体９中の白い部分はプレス相対密度の
低い部分を表し、黒い部分はプレス相対密度の高い部分
を表す。
タ２を用いたシミュレーション解析によって設計したゴ
ム型１０の解析結果を示した図である。なお、図１２に
おいて、実線Ａは変形後プレス成形体形状に相当し、二
点鎖線Ｂは切削後のプレス成形体完成形状に相当し、二
点鎖線Ｃはゴム型１０のプレス前の内側形状に相当す
る。内燃機関用スパークプラグのプレス成形体９の性能
として成形密度は重大な影響があることが知られている
が、このコンピュータ２を用いたシミュレーション解析
によるゴム型１０の設計は形状だけでなく、図１３に示
した密度分布も解析することにより従来のゴム型１０１
が備えるプレス成形体の性能を低下させることなく切削
量の少ないゴム型１０を設計することができる。なお、
図１３において、完成形状に近いゴム型１０を用いて成
形したプレス成形体９中の白い部分はプレス相対密度の
低い部分を表し、黒い部分はプレス相対密度の高い部分
を表す。
【００２３】〔実施例の効果〕以上のように、コンピュ
ータ２を用いたシミュレーション解析により、図１１お
よび図１２に示したように、仕上げの際の切削量を低減
可能な完成形状に近いゴム型１０を容易に設計すること
ができ、且つ図１３に示したように、プレス成形体９の
成形形状の密度分布についても推定することができる。
これにより、プレス成形体９の完成形状に近いゴム型１
０の内側形状が大変複雑な形状になって、仮にラバープ
レス成形本来の目的である等方的な加圧力がゴム型１０
内に充填されたセラミック造粒粉末１２全体に一様に加
わらなくても、プレス成形体９に密度むらが生じること
はなく、生きれ等が発生する心配が全くない、完成形状
に近いプレス成形体９を製造することができる。よっ
て、高価な高純度アルミナ粉末を用いた場合でも切削量
を減少できるので、製作コストを低下させることができ
る。なお、図１２の実施例によれば、ゴム型１０内に充
填するセラミック造粒粉末１２の粉末重量をＷ0 とし、
切削後のプレス成形体９の完成形状の重量をＷ1 とした
時、（Ｗ0 −Ｗ1 ）／Ｗ1 を０．７５以下まで小さくす
ることができる。さらに、ゴム型１０の寸法形状をさら
に工夫すれば、図１４に示すような完成形状と同一の無
切削のプレス成形体９を製造することができる。
ータ２を用いたシミュレーション解析により、図１１お
よび図１２に示したように、仕上げの際の切削量を低減
可能な完成形状に近いゴム型１０を容易に設計すること
ができ、且つ図１３に示したように、プレス成形体９の
成形形状の密度分布についても推定することができる。
これにより、プレス成形体９の完成形状に近いゴム型１
０の内側形状が大変複雑な形状になって、仮にラバープ
レス成形本来の目的である等方的な加圧力がゴム型１０
内に充填されたセラミック造粒粉末１２全体に一様に加
わらなくても、プレス成形体９に密度むらが生じること
はなく、生きれ等が発生する心配が全くない、完成形状
に近いプレス成形体９を製造することができる。よっ
て、高価な高純度アルミナ粉末を用いた場合でも切削量
を減少できるので、製作コストを低下させることができ
る。なお、図１２の実施例によれば、ゴム型１０内に充
填するセラミック造粒粉末１２の粉末重量をＷ0 とし、
切削後のプレス成形体９の完成形状の重量をＷ1 とした
時、（Ｗ0 −Ｗ1 ）／Ｗ1 を０．７５以下まで小さくす
ることができる。さらに、ゴム型１０の寸法形状をさら
に工夫すれば、図１４に示すような完成形状と同一の無
切削のプレス成形体９を製造することができる。
【００２４】〔変形例〕本実施例では、本発明を内燃機
関用スパークプラグの絶縁体用のプレス成形体９に用い
たが、本発明をボールミル用球石、溶接用火口、真空ス
イッチ用外囲器、シリコン整流用容器、各種センサ用セ
ラミック部材等に用いても良い。本実施例では、マンド
レル１１を用いてプレス成形体９に内孔１７を形成した
が、内孔を有しないプレス成形体を成形する場合にはマ
ンドレル１１を用いる必要はない。
関用スパークプラグの絶縁体用のプレス成形体９に用い
たが、本発明をボールミル用球石、溶接用火口、真空ス
イッチ用外囲器、シリコン整流用容器、各種センサ用セ
ラミック部材等に用いても良い。本実施例では、マンド
レル１１を用いてプレス成形体９に内孔１７を形成した
が、内孔を有しないプレス成形体を成形する場合にはマ
ンドレル１１を用いる必要はない。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、プレス成形体の成形形状と完
成形状との比較結果に基づいて寸法形状を設計したゴム
型を用いてラバープレス成形を行うことによって、プレ
ス成形体を完成形状に仕上げる際にプレス成形体より発
生する切削量を減少させることができる。あるいは、プ
レス成形体の成形形状と完成形状とが一致するため切削
加工する必要がなくなるので、原料の無駄使いがなくな
り製作コストを下げることができる。また、プレス成形
体の成形形状と完成形状との比較結果に基づいてゴム型
の寸法形状を設計しているので、仮にゴム型の内側形状
が複雑となってもゴム型の設計が容易となる。
成形状との比較結果に基づいて寸法形状を設計したゴム
型を用いてラバープレス成形を行うことによって、プレ
ス成形体を完成形状に仕上げる際にプレス成形体より発
生する切削量を減少させることができる。あるいは、プ
レス成形体の成形形状と完成形状とが一致するため切削
加工する必要がなくなるので、原料の無駄使いがなくな
り製作コストを下げることができる。また、プレス成形
体の成形形状と完成形状との比較結果に基づいてゴム型
の寸法形状を設計しているので、仮にゴム型の内側形状
が複雑となってもゴム型の設計が容易となる。
【図１】内燃機関用スパークプラグに組み込まれる絶縁
体用のプレス成形体の製造装置を示したブロック図であ
る。
体用のプレス成形体の製造装置を示したブロック図であ
る。
【図２】図１の製造装置により製造されたプレス成形体
を示した断面図である。
を示した断面図である。
【図３】本発明にかかるラバープレス成形機を示した原
理図である。
理図である。
【図４】プレス成形体の成形形状を示した断面図であ
る。
る。
【図５】コンピュータのシミュレーション解析の一例を
示したフローチャートである。
示したフローチャートである。
【図６】セラミック造粒粉末の側圧係数の測定装置を示
した概略図である。
した概略図である。
【図７】相対密度とセラミック造粒粉末の側圧係数の関
係を示したグラフである。
係を示したグラフである。
【図８】セラミック造粒粉末の成形圧力と相対密度の関
係を示したグラフである。
係を示したグラフである。
【図９】ムーニー・レブリン定数を示したグラフであ
る。
る。
【図１０】加圧前のセラミック造粒粉末のメッシュ図で
ある。
ある。
【図１１】変形後プレス成形体形状の解析値と実測値を
示した説明図である。
示した説明図である。
【図１２】完成形状に近いゴム型の解析例を示した説明
図である。
図である。
【図１３】プレス成形体の密度分布の解析例を示した分
布図である。
布図である。
【図１４】無切削形状のゴム型の解析例を示した説明図
である。
である。
【図１５】従来のゴム型の内側形状を示した説明図であ
る。
る。
１ 製造装置 ２ コンピュータ ４ ラバープレス成形機 ９ プレス成形体 １０ ゴム型 １１ マンドレル １２ セラミック造粒粉末
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミック粉末をゴム型内に充填してプ
レスするラバープレス成形を用いてセラミック製品用プ
レス成形体を製造する方法において、 （ａ）セラミック粉末のプレス成形性に関する物性値、
ゴム型のプレス成形性に関する物性値、ゴム型の形状お
よびプレス圧等の入力データに基づいてプレス成形体の
成形形状を計算する第１工程と、 （ｂ）この第１工程で計算したプレス成形体の成形形状
とプレス成形体の完成形状との比較結果に基づいてゴム
型の寸法形状を設計する第２工程と、 （ｃ）この第２工程で設計したゴム型を用いてラバープ
レス成形を行う第３工程と を備えたことを特徴とするセラミック製品用プレス成形
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10806993A JPH06325854A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | セラミック製品用プレス成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10806993A JPH06325854A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | セラミック製品用プレス成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06325854A true JPH06325854A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14475099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10806993A Pending JPH06325854A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | セラミック製品用プレス成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06325854A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009119544A1 (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-01 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ用絶縁体及びその製造方法、並びに、スパークプラグ及びその製造方法 |
| JP2010097958A (ja) * | 2008-03-19 | 2010-04-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ用絶縁体及びスパークプラグの製造方法 |
| US8128446B2 (en) | 2008-03-19 | 2012-03-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method for manufacturing a spark plug insulator including steps for forming a through hole therein |
| JP2012238609A (ja) * | 2012-08-07 | 2012-12-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ用絶縁体及びその製造方法、並びに、内燃機関用スパークプラグ |
| JP2015223767A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 日本特殊陶業株式会社 | 成形体の製造方法、スパークプラグの製造方法、センサの製造方法 |
| JP2021026919A (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-22 | 株式会社デンソー | スパークプラグ用の絶縁碍子の製造方法 |
-
1993
- 1993-05-10 JP JP10806993A patent/JPH06325854A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010097958A (ja) * | 2008-03-19 | 2010-04-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ用絶縁体及びスパークプラグの製造方法 |
| US8128446B2 (en) | 2008-03-19 | 2012-03-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method for manufacturing a spark plug insulator including steps for forming a through hole therein |
| WO2009119544A1 (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-01 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ用絶縁体及びその製造方法、並びに、スパークプラグ及びその製造方法 |
| JP5129819B2 (ja) * | 2008-03-26 | 2013-01-30 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ用絶縁体及びその製造方法、並びに、スパークプラグ及びその製造方法 |
| JP2012238609A (ja) * | 2012-08-07 | 2012-12-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ用絶縁体及びその製造方法、並びに、内燃機関用スパークプラグ |
| JP2015223767A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 日本特殊陶業株式会社 | 成形体の製造方法、スパークプラグの製造方法、センサの製造方法 |
| JP2021026919A (ja) * | 2019-08-06 | 2021-02-22 | 株式会社デンソー | スパークプラグ用の絶縁碍子の製造方法 |
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