JPS5890908A - 低圧セラミツク成型機 - Google Patents

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】 本発明はセラミックスラリ−から低圧で部品を成型する
高温成型機に関する。

低圧作動の高温セラミックスラリ−成型機は既知である
。この種の既知の機械の例として、空気圧を受ける円筒
形タンクをモールド充填のために使用するものがある。

テーブルを水で冷却し、成（４） 型部品を保持するモールドをテーブル上に置いて冷却さ
せる。加熱されたタンクにはミキサパドルがなく、ミキ
サパドルを滑シクラッチを使用して駆動する構成もない
。この成型方式は加熱タンク内に空気圧を導入してスラ
リーをモールドに圧入し、手動作動ザイクルによる。

米国特許３６３８６７３号はワックス溶融調整装置を示
し、底部駆動のミキサを使用するが、ブレード部材は取
外し可能ではない。

米国特許３９５２．５３８号に示すミキサーは冷凍液例
えばアイスクリーム用であり、取外し可能の中央攪拌ブ
レードを有する。図示のハウジングは僅に円錐形である
。しかし、この装置は空気圧で材料を成型モールドに圧
送するだめのユニットでは々い。

米国特許３８４・３２９８号は空気圧タンクを使用して
合成樹脂材料を成型する成型機を示し、タンク底部例弁
があり、溶融合成樹脂材料はタンクからモールドに流れ
ろ。タンク自体を加熱して材料を可塑性に保つ。

米国特許２５７３６９３号は、中空物品を成型する回転
モールドを示す。モールド内に溶融合成樹脂を供給する
間、モールドは回転する。

本発明による低圧セラミック成型機にはほぼ円錐形のタ
ンクと、タンク内のミキサと、タンク内材料をスラリー
状に保つ加熱装置とを有する。スラリーはパラフィン等
のベースを使用する非水溶性スラリーである。比較的低
圧の空気をタンク内に導入して材料を圧送し、材料は供
給管を経てモールド内に入る。モールドは装置上に支持
され、空気圧シリンダによって所定位置に保持される。

タンク内のミキサ部材は中実軸線を中心として回転し、
タンクの外側下方のモータによって駆動される。ミキサ
部材は容易に取外しができるようにし、タンクのカバー
を外せば交換できる。ミキサ部材は滑りクラッチを介し
て駆動し、スラＩＪ−粘度が著しく高い時の駆動モータ
の過負荷を防ぐ。

本発明の成型機は、安価で半自動作動を容易に行うこと
が可能である。全体の作動をタイマーでインターロック
し、安全性を保つ。タイマーのシ−ケンスを定め、モー
ルドが閉鎖し所定位置に保持された後にタンクに圧力を
作用してモールドを充填し、タンクから圧力を、）：１
１気した後にモールド保持空気圧シリンダを引込める。

本発明を例示とした実施例並びに図面について説明する
。

第］−図に示す本発明によるセラミック成型機］０には
、外側ノ・ウジング即ちギヤビネット１１を設けて板］
２を支持する。板］２は第２図に示し、成型材料タンク
装置１３を支持する。タンク装置１３は非水溶性即ち水
を含才ず、通常パラフィン系結合剤を使用するセラミッ
クスラリ−の混合及び移送タンクである。タンク装置１
．３は板１２に数句け、図示の通りキャビツト１１内に
収容する。制御パネルハウジング１５を所要の支持部材
１６にＪ＝って板］２上に取利け、別の制御装置１７を
キャビネットの前部パネルに、作業者の操作が容易なよ
うに数句ける。

成型ステーション２０を制御キャビネット１５の一側に
設け、第２図に示す通りモールド支持部（’７） 付臭２１を有し、後述する通り、取付具２］上に保持さ
れたモールド内にセラミックスラリ−を導入する開口を
有する。

ステーション２０には、モールドをモールド取付具２１
上に支持クランプする装置として、単動ばね戻し空気圧
シリンダ２２を横木２３」二にモールド取付具２１の開
口に一致させ、２本の直立の柱２４上に保持する。柱２
４は板１２に所要の方法で固着し、上部に長いねじ部を
有し調整ナツト２５によって横木２８を調整する。空気
圧シリンダ２２を］本の柱２４を通る空気通路に連結し
、管状の柱２４の上端から空気圧シリンダ２２０入ロボ
ートに空気導管２６を接続する。空気圧シリンダ２２の
作動ロッド２７に加圧膜２８を取付けてモールドに係合
させ、加圧した時にロッド２７は伸長してモールドを取
付具２１に押圧する。これについては後に詳述する。

安全シールド３０は図示の例では透明合成樹脂とし、板
１２０所要の支持部材上に枢支部８１によって取付け、
枢支部３１を中心として矢印３２（？） に示す通りに回動して、第］−図に示す成型時の閉位置
と、成型ステーションでの作業を妨害しない開位置との
間に動く。シールド３０は作動間約］、８０°回動する
。

シールド３０が第１図に示す閉位置となればスイッチ８
５に接触して所要のインターロックリレー３６を作動さ
せる。シールド３０が開の間はリレ＝３６は制御弁等の
所要の部材に対する電力を遮断して成型シーケンスの各
部材の作動を防ぎ、安全装置となる。インターロックは
固知てあり所要の器材を使用することができ、線図とし
て示す。

第２．４１図に示すタンク装置１３は円錐形の内側タン
ク部４・Ｏを有し、その周りて可撓性電気ヒーター４（
］がタンクをらせん形に巻き、所要に応じてヒーターに
絶縁層イ・２を覆う。タンクの出口開口４・３は供給管
４・イ・を経てモールド取付具２１に接続し、ブロック
の中心の成型通路４５に対する材料供給通路とする。

図示のモールド取付具２］は板１２に固着し、タンク］
３を数句フランジ４．８によって板］２に固着する。タ
ンク装置］３のカバー５０は持上ノソンドルを有し、所
要のシールリング５■によってシールし、第３図に示す
クランプ５１，４によってクランプする。クランプはね
じこみ型等所要の耐圧用クランプとする。

ミキサー即ち攪拌パドル部材５２をタンク部４０内に取
付け、複数の上方に延長するパドル５３を円周方向に離
間して設け、所要の支持部材５４によって補強する。ブ
レード５３の外方縁はタンク部４０の円錐内面と同じ角
度で傾斜し、底部にハブ５５を設けてブレード５３を支
持する。

ハブは図示の例では捩シロツクハブとし、駆動軸５７上
に取付け、捩りロック開口５８を設けて駆動ピン５９を
開口５８に挿入し、捩ってロックし、駆動軸５７に駆動
連結する。

１駆動軸５７はタンク部の底板６］を通ってタンク部４
０内に短い寸法だけ延長するスタブｉｌｌ＋である。所
要のハウジング６２を底板に取付け、シール部材６３に
よってタンク内が賃下となった時に軸５７の周囲から空
気がタンク内に吸込寸れるのを防ぐ。ハブ６２内に取付
けた軸受６４は軸を支承する。駆動軸の下端はｌ・ルク
制限クラッチ６５の出力端に取付ける。トルク制限クラ
ッチは通常は摩擦円板クラッチとし、クラッチの入力端
６６から軸５７に伝達されるトルクを制限する。クラッ
チの入力端６６は成型機のフレームに取付けたモークロ
８の駆動＋１’ｌｌ＋　６７に連結する。

前述した通り、タンク装置］８の加熱された内側タンク
部４０は円錐形外壁を有し、切頭円錐には平な底板６］
を有する。更に、タンク装置はカバー５０によって封鎖
され、タンク部４０内は負圧又は正圧を作用できる。最
初の混合に際して可撓性ヒーター４１を温度制御器７０
を介して通電し、室温で固体のセラミック混合材料をカ
バー５０を経てタンク内に供給し、可撓性ヒーター４１
で加熱する。セラミック材料の溶融間ミキサのパドル部
材５２はモータ６８によって駆動する。

混合はセラミック材料が加熱されてスラリーを形成した
後に行なわれる。

混合間、所要の真空装置７１を弁を介してタンク部４０
内に接続する。この接続部はカバー５０とすることもで
き、所要の取付具を使用してタンク部側壁とすることも
できる。真空装置は第４図には線図として示し、真空の
制御はソレノイド弁７２によって行なう。混合作業間タ
ンク部４０内に真空を作用して気泡を除き、スラリーが
完全に混合され、気泡が滞留しないようにする。供給管
４４の出口を形成するモールド取付具２１の通路４５は
所要に応じてプラグ部材で閉鎖する。

セラミック材料の混合が十分に行なわれ、スラリーが完
全に混合し所要温度となれば、この温度をタンク部４・
０の側壁を通る温度センサ７４で感知し、成型作業開始
可能となる。第１図に示す温度表示７５はスラリ一温度
を示し、セラミック材料が所要成型温度となった時に表
示灯を点灯することもできる。

供給管４４は別のヒーターで加熱し、可撓性抵抗ヒータ
ー７６を別の制御装置７７によって作動させて管４４を
加熱し、管内の材料がスラリー状態を保って通路４５を
経てモールド板２１内に供給される。

温度制御装置は可撓性ヒーター４・１．７６を個別にオ
ンオフして温度を所要値に保つ。制御装置７０は第１図
に示す作動調整制御装置７０Ａを有し、制御装置７７は
調整制御装置７７Ａを有する。

モールド８０は線図として示し、所要の部品を製造する
ためのキャビティ８１を有し、モールド取付具２１上に
支持する。モールドの入口開口８２は通路４・５に一致
する。図示の通り、モールド８０は２部分であり、完成
部品を通常の方法で取出す時に分離する。本発明のモー
ルドの特長として、モールドは少なくとも下部部分を冷
却通路８３によって水冷し、水供給源８４・からの水を
モールド内を循環させてセラミック材料を冷却する。

ある部品を成型する時は、ばね負荷シリンダ２２を引込
ませ、モールド８０をシリンダの部材２８の下に、モー
ルド取付具２１に一致させて置き、開口８２と通路４・
５とを一致させる。

手動スイッチ８６は２部分とし、第１−の制御パナル１
７上に示し、空気圧シリンダ２２を手動（１３） 制御する。スイッチ８６の第１の部分を押せば、リレー
８７が作動して弁８８をロックし、シＩＪ　７ダ２２の
ロッド２７を伸長させてモールド８０をモールド取付具
２１上にクランプする。スイッチ８６の第２の部分を押
せば手動で解除できる。

水を所要の弁を経てモールド内を循環させる。

リレー８７は弁８８を制御して加圧空気を供給源からシ
リンダ２２に送る。別の信号で解除する。

タンク部４０、供給管４４内の温度が所要範囲にあるよ
うにすれば、モードサイクルを行ない得る。

タンク部４０に対する真空装置の作動をオフとし、所要
のスイッチを押せば、モールド充填シーケンスを開始す
る。

調整可能の２部分タイマー９０を使用して各機能の時間
を制御し、第５図に示す通り、スイッチボタン９５を押
せばタイマーは作動する。弁８８は手動スイッチ８６か
らリレー８７を介して作動されている間は弁９２はタイ
マーによって作動される。スイッチ８６がリレー８７、
弁８８を作動しない時は、リレー８７によって制御され
るインｒ］ム） ターロック接点が閉とならないため、弁９２は作動しな
い。弁８８が続けて作動すれば、シリンダ２２はモール
ド８０を所定位置に押圧保持する。

タイマーを始動するスイッチ９５は弁９２を制御し、加
圧空気をタイマーの制御の下で弁９２を経てタンク部４
・０内に導入する。この加圧空気はセラミックスラリ−
を出口４，３から供給管４４に押し出し、更に通路４・
５を経てキャビティ８１に入らせる。所定時間が経過す
れば、タイマーの一部によって接点が開き、弁９２は閉
じる。

リレーは加圧空気を連続的に空気圧シリンダ２２に供給
し、第５図の頂部の線９３として示す。

弁９２は第５図の線９４・とじて示す時間だけ作動する
。タンク部４・０に対する空気圧の供給秒数は時間調整
ボタン９５Ａの設定によって調整可能である。この時間
設定はモールド８０のキャビティがこの作動時間内に完
全に充填されるように選択する。

図示の例ではモールド充填作業はほぼ５秒間程度とする
。弁９２を閉じ、第５図に線９６とじて示す通り、１．
５〜２秒の短時間空気を排気し、タンク部４０内は大気
圧となる。タンク部４０内を弁９２０所要のボートを経
て大気に連通ずる。所要排気時間が経過すれば、タイマ
ーの第２の部分は接点を作動させてリレー８７を解放し
、弁８８は排、気位置に動いて空気圧シリンダ２２から
加圧空気を排出し、シリンダ２２はばね圧によって引込
み、モールド８０を解放する。安全％７ｙド３０を開位
置に回動させ、このためインターロックによってタンク
部４０に対する空気供給を不可能にし、モールド８０を
取外し、開き、部品を取出し、モールドを置いて新しい
サイクルを開始する。

所要に応じてタンク部４０内の圧力センサを使用し、タ
ンク内圧力が大気圧より高い間は弁８８の作動を続ける
ようにすれば、リレー８７は省略できる。

作動スイッチ９６を使用してモータ６８と真空ポンプ７
１を作動させ、各種インディケータを設することができ
る。手動温度制御ボタン７’ＬＡを使用して供給管の温
度を別に制御することもてきる。手動スイッチによって
タンク部４０に対する空気圧を制御し、第１図のスイッ
チ９８として示し、圧力の非常放出用とする。各種制御
装置は所要のリレーを介して接続し、自動サイクルが制
御下にある時は手動スイッチは作動しないようにし、モ
ールドが所定位置に保持されない時は、タンク部４・０
に対する手動空気圧供給に」：ってセラミック材料が供
給管に圧送されることがないようにする。

本発明による円錐形タンク部４・０によってタンク部４
０内のセラミックスラリ−はほとんど全部使用でき、隅
部に残留することがない。このため少量のセラミック材
料を無駄なく使用できる。更に、加熱前の固体の塊をタ
ンク内に入れモータ６８を始動してパドルを回転しても
、固体の塊によってパドルの回転が妨害されれげｌ・ル
ク限定クラッチ６５が滑り、パドルの損傷を防ぐ。モー
タ６８を停止してタンク温度が上列してパドル回転可能
と々る寸で痔つ。スラリ一温度のセンサ７４の位置は、
スラリ一温度を正確に制御し、過熱を防ぎ、材料がスラ
リー状態を保つように選択する。供給管を別個に制御す
ることによって、供給管内は所要に応じて異なる温度に
保ち得るようにする。

インターロック装置によって、共通のタイマーが弁を作
動して空気をタンク部４０から逃した後にシリンダ２２
がら空気圧力を逃すようにし、タンク部４０からの空気
を逃した後にモールドを外すようにする。保護シールド
３０は飛散物が作業者を傷害するのを防ぐ。インターロ
ック装置によって、シールドが開いた時は成型作業が開
始されないようにする。

既知の水冷テーブルに代えて水冷モールドを使用するこ
とによって、１個のモールドを半自動作動として使用す
ることができ、冷却通路が部品を有効に冷却するため、
成型過程の速度は大きくなり、２組のモールドを使用す
る必要はなくなる。

底部からミキサーパドルを駆動するため、テーブル頂部
で他の作業ができ、タンク部４０内に上部からセラミッ
ク材料を装入する作業は著しく容易になる。更に、パド
ルは捩シロックカップリングを使用して連結するため、
パドルの取外しは容易であり、パドルを取外してタンク
部４・０内を清掃することは容易である。

タンク部４０は例えば金属又はステンレス鋼とし、供給
管は例えばステンレス鋼とし、リレーと温度制御装置は
標準の市販品を使用できる。

本発明は種々の変型が可能であり、実施例並びに図面は
例示であって発明を限定するものではなＧ）。

４・、〔図面の簡単な説明〕 第１図は本発明成型機の正面図と線図とした制御装置の
図、第２図はギヤビネットを除去してタンク装置を示す
側面図、第３図は第１図の成型機の平面図、第４図は第
２図のタンク装置の拡大縦断面図、第５図は成型機の自
動成型ザイクルのタイミング線図である。

］、３　タンク装置 １５．１７　　制御パネル ２０　成型ステーション ２１　モールド増刊具 ２２　空気圧シリンダ ２７　ロンド ８０　安全シールド ３６　インターロックリレー ４０　タンク部 ４４　供給管 ５０　カバー ５８　ノでドル ５５　ハブ ６５　トルク限定クラッチ ６８　モータ 特許出願人　　マイケル・アイ・ベルラマン同イスラエ
ル・ディー・ベルッマン 第１頁の続き Ｑｌ）出　願　人　イスラエル・ディー・ペルラマン アメリカ合衆国ミネソタ州５５４２ ６セント・ルイス・パーク・バ ンプシャー・アベニュー・サラ ス１６４６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、低圧セラミック成型機であって、タンクと、加圧ガ
   ス状流体をタンクに供給する装置と、タンクと成型ダイ
   スとの間を連結するタンク出口装置と、セラミック材料
   が上記流体圧力によって出口装置に圧送されるスラリー
   状に保ち得る温度にタンクを加熱する装置とを備え、タ
   ンクをほぼ円窮ｆ。 形とし、上記出口は材料をタンクから排出し得る位置に
   設けることを特徴とするセラミック成型機。 ２、前記タンクの下端に近接して回転自在に取付けた駆
   動軸を含み、上記駆動軸をタンク底部を貫通させて円錐
   形タンクの軸線に沿って回転可能とし、駆動軸の一部を
   タンク内に延長させてミキサ部材を駆動する解放可能の
   駆動装置を設ける特許請求の範囲第１項記載の成型機。 ８、前記駆動軸を駆動モータに駆動連結する装置にトル
   ク限定クラッチ装置を設ける特許請求の範（１） 囲第２項記載の装置。 ４、真空装置と、真空装置をタンク内に接続してタンク
   内に選択的に真空を生じさせる装置とを備える特許請求
   の範囲第２項記載の成型機。 ５、成型ダイス保持装置を備え、上記保持装置には前記
   出口装置に連通ずる位置として成型機上にダイスを保持
   する流体圧作動シリンダを含み、上記流体圧作動シリン
   ダは成型ダイスを前記スラリー圧送圧力に抗して成型ダ
   イスを保持する力を生ずる特許請求の範囲第１項記載の
   成型機。 ６、前記シリンダと前記タンクに対する流体圧力のシー
   ケンスを制御する装置を備え、上記制御装置には成型サ
   イクル間タンクに流体圧を供給する前に流体圧がタンク
   から解放された径寸で上記シリンダに流体圧を供給する
   装置を含む特許請求の範囲第５項記載の成型機。 ７、成型ダイスに近接した安全シールド部材を備え、安
   全シールド部材は作動時のシールド位置から成型ダイス
   に作業者が近接し得る位置に可動とし、上記シールド部
   材の位置を検出してシールド（２） 部材がシールド位置にない時に成型サイクルの作動を防
   ぐ装置を備える特許請求の範囲第１項記載の成型機。 ８、低圧セラミック成型機であって、中央の直立軸線を
   有するタンクと、タンクに加圧ガス流体を供給する装置
   と、タンクと成型ダイスとを連結するタンク出口装置と
   、セラミック材料が上記流体圧力によって出口装置に圧
   送されるスラリー状に保ち得る温度にタンクを加熱する
   装置とを設けたものにおいて、タンクの中実軸線を中心
   として回転可能に取付けたミキサ部材を備え、上記ミキ
   サ部材は回転間タンク壁に近接して運動させ、タンクの
   下端に近接して口伝可能に取付けた駆動軸を備え、上記
   、駆動軸はタンク底部を貫通してタンクの中央１ｉ１１
   １Ｔ９を中心として回転させ、駆動軸の一部はタンク内
   に延長しミキサ部材を駆動する解放可能の駆動部材を含
   み、タンク」二輪に開口を設けて上記ミキサ部組が解放
   可能駆動部材から解放してタンクから取出可能とするこ
   とを特徴とする低圧セラミック成型機。 （３） ９、前記タンクを円錐形とし、円錐の小端が底部に向う
   ようにした特許請求の範囲第８項記載の成型機。 相、前記タンクに流体圧力を供給する装置には、前記出
   口装置がモールドを充填する所要時間だけタンク内に流
   体圧力を保つためのタイマー制御装置を含む特許請求の
   範囲第８項記載の成型機。 ■、前記モールドを出口装置に対して所定位置に保持す
   る装置と、タンクに流体圧力を供給してからタンク内流
   体圧力がほぼ大気圧に低下するまでモールド保持装置を
   モールド保持位置に保つ制御装置とを備える特許請求の
   範囲第１．０項記載の成型機。