JP5085381B2 - タイルの成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、粉体のタイル原料を圧縮成形するタイルの成形金型に関する。

従来、上記タイル成形用金型にあっては、タイル裏面の成形面を有する下型とタイル表面の成形面を有する上型とを有し、上記下型と該下型を囲繞する型枠とで形成される成形空間内に、型枠の水平な上面を摺動させた粉桝により粉体原料を充填して、昇降装置により上型を降下させてタイル素地を圧縮成形する様に構成され、上記下型は、上面がタイル裏面の成形面となるラバーと、周縁を除いて該ラバーの裏面側で該ラバーと一体をなす金属板と、該金属板の裏面側に封入された金属板受承液体と、該金属板受承液体を封入しつつ該ラバーの周縁を支持する下型本体とを有したものがある（例えば、特許文献１参照）。

そして、粉桝が成形空間上を摺往動する際、成形空間内における粉体原料の上層部分が粉桝により前方側に引きずられ、成形空間の前方側に粉体原料が多く充填されることとなる。逆に、粉桝が成形空間上を摺復動する際には、成形空間内における粉体原料の上層部分が粉桝により後方側に引きずられ、成形空間の後方側に粉体原料が多く充填されることとなる。こうして粉桝の往復摺動を終えて原料供給工程が完了すれば、結果的に成形空間の後方側に粉体原料が多く充填されることとなる。

しかし、上記タイル成形用金型にあっては、このまま加圧工程を実施しても、ラバーの周縁は下型本体により支持され、ラバーの裏面側でラバーと一体をなす金属板はそのラバーの周縁にはないことから、加圧工程において金属板受承液体に均一な静水圧を発生させるべく、金属板が下型本体に対し傾斜すると共にラバーの周縁部における基端部位（金属板の外周部近辺の部位）が変形して、成形空間内に充填される粉体原料に均一な加圧力を付加できるため、タイル素地に粉体原料の密度が高い部分と低い部分とを生じず、焼成時に収縮率の差も生じず、焼成後のタイルの歪みを防止できる。

特許第３７３４９７４号公報（請求項１、段落番号〔００１０〕、〔００２２〕〜〔００２５〕）

しかし、上記従来技術にあっては、確かに金属板が傾いても、ラバーにおける周縁部での変形により均一な加圧力を付加できるが、密度の不均一な充填状態が常に同じであるためにラバーの変形箇所が常に同一箇所になるため、当該箇所の弾性劣化が進行し最終的に変形が戻らず金属板が傾斜した状態のまま次のタイル素地のプレス工程に移行することになってしまうため、金型を交換せねばならないなど、解決せねばならない課題があった。

本発明は、上記従来技術に基づく、ラバーが弾性劣化の進行により変形状態から戻らず金属板が傾斜した状態のままになってしまう課題に鑑み、下型本体に、該下型本体における凹部底面からの突出寸法が、金属板及び凹部底面との間隔寸法と同一に維持する様に上方付勢され、且つ金属板の傾斜に伴い下方後退可能なロッドを有した、ラバー及び金属板の初期位置への自動復帰手段を設けることによって、圧縮成形されたタイル素地の脱型後に上方付勢によりロッドを上動させてラバー及び金属板を初期位置に強制的に自動復帰させる様にして、上記課題を解決する。

要するに本発明は、下型本体に、該下型本体における凹部底面からの突出寸法が、金属板及び凹部底面との間隔寸法と同一に維持する様に上方付勢され、且つ金属板の傾斜に伴い下方後退可能なロッドを有した、ラバー及び金属板の初期位置への自動復帰手段を設けたので、かかる成形金型により圧縮成形されたタイル素地を脱型すると、ロッドが自動的に上方前進しラバー及び金属板を押し上げることから、例え弾性劣化によりラバーに変形が残ったとしても、ロッドが停止した時点でラバー及び金属板を初期位置に自動的に復帰させることが出来るため、次に圧縮成形されるタイル素地の粉体原料を脱型後直ちに投入することが出来、よって単位個数当たりの成形速度を向上しても対応することが出来、尚且つラバーに変形が残っても継続利用することか出来るため、耐用寿命の向上を図ることが出来る。
而も、粘度の高い金属板受承液体を使用すれば、金属板受承液体の流動だけによる金属板の初期位置への復帰速度は遅くなってしまうが、上記自動復帰手段によれば早期に復帰させることが出来る。
更に、金属板は金属板受承液体で下方支持するのであって自動復帰手段では下方支持しないため、高圧プレスによる圧縮成形にも対応させることが出来る。

具体的には、下型本体に段付孔状のロッド嵌挿穴を形成し、ロッドに形成した段部をロッド嵌挿穴の段部に当接させてロッドの突出寸法を一定にしたので、ラバー及び金属板が初期位置に復帰した時点でロッドを自動停止させることが出来るため、簡単な構造で確実に初期位置に復帰させることが出来、而もロッド下端側に設けたピストン部とロッド嵌挿穴の底部間に設けた圧縮バネを上方付勢手段としたので、単純な構成でロッドを上方付勢してラバー及び金属板を押し上げることが出来る。
或いは、下型本体に段付孔状のロッド嵌挿穴を形成し、ロッドに形成した段部をロッド嵌挿穴の段部に当接させて、ロッドの突出寸法を一定にし、ロッド嵌挿穴におけるロッド下端側に設けたピストン部の下方空間と、下型本体に形成してロッド嵌挿穴に連通した密閉空間内に作動油を加圧充填したので、上方付勢手段のメインとなる作動油に圧縮力を連続的に作用させても劣化しないため、多少構造は複雑にはなるが耐用寿命の向上を図ることが出来、且つ該密閉空間より上方に設けた作動油の逃がし通路内の作動油の油面と逃がし通路の上端部間に逃がし空間を形成して上方付勢手段としたので、プレス時にラバーと共に傾斜した金属板に伴いロッドが下方後退し作動油を圧縮しても、上記逃がし空間内に密閉空間内の作動油が流入するため、ロッドを確実に下方後退させることが出来る等その実用的効果甚だ大である。

以下本発明の実施の一形態例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るタイルの成形金型を装着したプレス成形機の概略断面図であり、かかる成形金型にあっては、タイル裏面の成形面１を有する方形板状の下型２とタイル表面の成形面（図示せず）を有する方形板状の上型３とを有し、上記下型２と該下型２を囲繞する型枠４とで形成される成形空間５内に粉体原料Ｗを充填して、図示しない昇降装置により上型３を降下させてタイル素地を圧縮成形する様に構成されている。

上記下型２にあっては、図２〜９に示す様に、上面に方形状の凹部６を形成した、上型３及び型枠４と同様に金属製の下型本体2aと、外周部を下型本体2aの上面における凹部６の開口部周縁部位に接着一体化した、上記成形面１を構成するラバー７と、上記凹部６内に収容して上記ラバー７の水平な裏面7aに接着一体化した、下型２と同一素材にして下面を水平な平坦面とした金属板８と、上記凹部６内におけるラバー７及び金属板８で閉鎖された空間内に充填した金属板受承液体９と、上記下型本体2aに設けたラバー７及び金属板８の自動復帰手段10、10a …とを有している。
つまり、下型２の上面はラバー７にて形成された成形面１であり、タイル裏面に有する裏足を形成するための複数の凹溝（図示せず）が形成されている。
そして、上記の様に下型２を構成することにより、金属板８はラバー７と共に下型本体2aに対し三次元的に傾斜可能と成し、上記自動復帰手段10、10a …によりラバー７及び金属板８の傾斜及びそれに伴うラバー７の変形を初期状態に復帰させる様にしている。

上記自動復帰手段10、10a …にあっては、下型２に設置したシリンダ11、11a …とし、各シリンダ11、11a …は図２〜５に示す第１実施例の様な形態としたり、或いは図６〜９に示す第２実施例の様な形態としているが、基本的には下型本体2aにおける凹部６の底面の３箇所の夫々に下面側へ貫設したロッド嵌挿穴12と、該ロッド嵌挿穴12内に上下動可能に挿設したロッド13とを有し、上記ロッド嵌挿穴12は上方部位12a より下方部位12b が大径な段付孔であり、上記ロッド13はロッド本体13a と該ロッド本体13a の下端に一体形成されたピストン部13b とを有すると共に、中間部に上記ロッド嵌挿穴12の段部12c に当接する段部13c を有し、上記ロッド本体13a の少なくとも先端部位をロッド嵌挿穴12の上方部位12a より小径にし貫通させて先端面が金属板８の下面に当接状態とし、ロッド13の下方に該ロッド13の上方付勢手段14を設けて、ロッド嵌挿穴12の段部12c に対しロッド13の段部13c を押圧状態とし、更にロッド13におけるロッド本体13a を下型本体2aにおける凹部６の底面から設定寸法、具体的には該凹部６の底面と金属板８の下面との間の寸法分だけ突出させている。

図２、３は第１実施例のシリンダー11、11a …を装備した下型の平面図及びＡ−Ａ断面図、図４、５は図２の下型のプレス前及びプレス中の要部断面図であり、各シリンダ11、11a …にあっては、ロッド13におけるロッド本体13a 自体をロッド嵌挿穴12の上方部位12a より小径にし、ピストン部13b をロッド嵌挿穴12の下方部位12b より僅かに小径にしてロッド嵌挿穴12内をロッド13がスムーズに上下動可能にしている。
上記ピストン部13b に下面で開口する中空部15を形成し、該中空部15と、ロッド嵌挿穴12の上方部位12a 及びロッド13（ロッド本体13a ）との隙間16とを連通させる孔17をピストン部13b に形成している。
上記上方付勢手段14にあっては、ロッド13におけるピストン部13b の下方に収容した圧縮バネ18とし、該圧縮バネ18の上下端面部を、ロッド嵌挿穴12の底部、具体的にはロッド嵌挿穴12の下方開口部を閉鎖するキャップ体19の上面中央に凹設したバネ座20と上記ピストン部13b の中空部15に収容して、ピストン部13b の上面、即ち段部13c をロッド嵌挿穴12の段部12c に押圧する様にして、ロッド13の先端を凹部６の底面から設定寸法（凹部６の底面と金属板８の下面との間の寸法）だけ突出させて、金属板８の下面に当接させている。
よって、上記金属板受承液体９は、上記隙間16、中空部15、連通孔17、及びロッド嵌挿穴12の下方部位12b におけるロッド13の下面との間にも充填状態となり、プレス時にラバー７と共に傾斜した金属板８に伴いロッド13が下方後退し圧縮バネ19を圧縮変形させ、成形されたタイル素地を脱型後に、圧縮バネ19の弾性復元力により金属板８をラバー７と共に初期位置に復帰させる様にしている（図４、５参照）。
尚、ロッド13の下方後退に伴い、上記中空部15内及びロッド嵌挿穴12内におけるロッド13の下方の金属板受承液体９は、圧縮されずに連通孔17を通ってピストン部13b の上面側に形成される空間内に流動する。

尚、上記キャップ体19は、ロッド嵌挿穴12の下方開口部に形成した、下方部位12b より大径の座繰り凹部に嵌め込まれて複数本のボルト等により固定され、且つバネ座20の外周部に周設した環状溝内に収容し圧力変形して座繰り凹部上面に密着状態のＯリングによりシールされている。

図６、７は第２実施例のシリンダー11、11a …を装備した下型の平面図及びＢ−Ｂ断面図、図８、９は図６の下型のプレス前及びプレス中の要部断面図であり、各シリンダ11、11a …にあっては、ロッド13におけるロッド本体13a の上方部分を小径部位13A 、下方部位を大径部位13B としてその境界部を段部13c とし、ピストン部13b をロッド嵌挿穴12の下方部位12b より僅かに小径にしてロッド嵌挿穴12内をロッド13がスムーズに上下動可能にし、外周面に周設した環状溝内に収容し圧力変形してロッド嵌挿穴12の下方部位12b の内周面に密着状態のＯリングによりシールされている。
又、ロッド嵌挿穴12における下方部位12b 内でピストン部13b より上方部位に圧縮バネ21を収容すると共に、該圧縮バネ21の上下端部をロッド嵌挿穴12の段部12c とピストン部13b の上面に当接させている。
上記上方付勢手段14にあっては、下型本体2aにおけるロッド嵌挿穴12の下方に、該ロッド嵌挿穴12に連通する垂直な直通路23を設け、隣接する直通路21同士を下型本体2aに水平に横穿した連結路24を介して連通し、各連通路24にて四角枠状で一連の環路25を構成し、該環路25の中間部に上方への逃がし通路26を形成している（図６、７参照）。
又、下型本体2aの側面において連結路24の穿孔時に形成される複数の開口部の夫々は止栓27にて液密状に閉塞されることにより、各シリンダ11、11a …のロッド嵌挿穴12におけるロッド13の下方空間と、ロッド嵌挿穴12に連通する直通路23と、各直通路23に連通する環路25とを一連の密閉空間28と成し、上記下方空間と密閉空間28内に作動油29が、逃がし通路26内の作動油29の油面30と逃がし通路26の上端部間に逃がし空間31を形成する様に充填されることで、ロッド13の段部13c をロッド嵌挿穴12の段部12c に押圧する様にして、ロッド13の先端を凹部６の底面から設定寸法だけ突出させて、金属板８の下面に当接させている。
よって、上記金属板受承液体９は、上記隙間16及びロッド嵌挿穴12の下方部位12b におけるロッド13のピストン部13b の上面との間にも充填状態となり、プレス時にラバー７と共に傾斜した金属板８に伴いロッド13が下方後退し作動油29を圧縮することで、上記逃がし通路26内の作動油29の油面30が上昇して上記逃がし空間31が圧縮され、成形されたタイル素地を脱型後に、圧縮力が解除された作動油29によりロッド13を上動させて金属板８をラバー７と共に初期位置に復帰させる様にしている（図８、９参照）。

尚、下型本体2aは上下２部材で構成し、上方部材にロッド嵌挿穴12における上方部位12a を形成し、下方部材にロッド嵌挿穴12における下方部位12b 及び密閉空間28を形成すれば製作し易く、下方部材上面におけるロッド嵌挿穴12の下方部位12b の上方開口部内に、ロッド本体13a が貫通するスリーブを嵌合し、下方部材上面におけるロッド嵌挿穴12の下方部位12b の外周部に周設した環状溝内に収容し圧力変形して上方部材下面に密着状態のＯリングによりシールされている。

又、図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）に示す様に、ラバー７の周縁部位の裏面に、先端部分が広がる突条32を一体突設し、下型本体2a（或いは下型本体2a及び金属板８）を該突条32と噛み合わせる様に形成したり、下型本体2aに金属板受承液体９の漏れ防止溝33を形成してラバー７と噛み合わせて、ラバー７と下型本体2a（或いはラバー７と下型本体2a及び金属板８）との接合力を強固にし、シール性を向上させて、液体の漏れを防止する様に構成するのが好ましい。
更に、金属板８の外周部と下型本体2aの凹部６の内周面との間の隙間を広くし、更に該隙間にシリコン等の軟質弾性体を充填して、下型本体2a、ラバー７及び金属板８に固着一体化する緩衝材34を形成しても良い。

尚、上記第１、２実施例における自動復帰手段10、10a …であるシリンダ11、11a …は、図面上３個であるが複数個あれば良く、３個以上であれば尚更良い。
又、図面上、シリンダ11、11a …は下型本体2aに対し一体であるが、別体にして下型本体2aに埋設しても良く、この場合、図示しないが、シリンダ11、11a …のケーシング内にロッド嵌挿穴12を形成し、第２実施例の場合にはケーシングの底部に直通路23への連通口を形成する様にしている。

上記の様に構成された成形金型における型枠４上面には、その右側から左側（逆でも良い）へ往復移動する粉枡（図示せず）が装備されており、粉体原料Ｗを投入した粉枡が型枠４上を往復移動する間に成形空間５内に粉体原料Ｗが充填される。
この場合、上述の如く成形空間５における右側の方が左側より原料投入量が多い傾向にあり、従って成形空間５において充填された粉体原料Ｗの充填密度は、粉枡の往路始端側（右側）と終端側（左側）に粗密の差が激しく、図１では成形空間５内における粉体原料Ｗの充填状態を誇張して示している。
そして、成形空間５内に充填された粉体原料Ｗを上型３の降下により加圧圧縮すると、粉体原料Ｗは、下型２のラバー７と、該ラバー７の直下の金属板８と、該金属板８の下部の金属板受承液体９に圧力を及ぼす。

この時、成形空間５内における粉体原料Ｗの高密度充填箇所（主に原料投入量の多い傾向にある右側）には強い圧力が発生して、ラバー７及び金属板８における高密度充填箇所の金属板受承液体９の移動によって強く押し下げられる。

一方、成形空間５内における粉体原料Ｗの低密度充填箇所で発生する圧力は弱く、ラバー７及び金属板８における低密度充填箇所の対応箇所を弱くしか押し下げられないが、粉体原料Ｗ下のラバー７はその全体が剛性を有する金属板８で受承されているので、上記の如く高密度充填箇所のラバー７と金属板８が押し下げられると（図１０（ｂ）参照）、主にその反対側、即ち右側の高密度充填箇所に比し際立って充填密度の低い箇所（左側）のラバー７が、押しやられ移動してきた金属板受承液体９によって金属板８と共に押し上がり（図１０（ｃ）参照）、この様にしてラバー７と共に金属板８は三次元的に傾斜し、高密度充填箇所では押し下がって低密度充填箇所では押し上がって粉体原料Ｗを圧縮し、粉体原料Ｗはその全体的な充填密度の粗密の差、特に成形空間５において左側と右側に激しく生ずる粗密の差を低減する様に圧縮成形され、その結果、焼成収縮によって変形することの少ないタイル素地が成形される。
そして、成形されたタイル素地は、下型２の成形面１がタイル裏面を成形するものであり、成形面１を形成しているラバー７はその裏面7aが剛性を有する平らな金属板８がある状態にて圧縮されるので、成形されたタイルの裏足下面は凹凸が生ぜず極めて微細に傾斜はしているものの平滑に成形される。

上記圧縮成形時には、金属板８は金属板受承液体９を介して下型本体2aによって下方支持されるが、その極一部である上記隙間16内の金属板受承液体９によりロッド13の段部13c を下方押圧して該ロッド13が下方後退させられたり、金属板受承液体９の下方への傾きにより直接ロッド13が下方後退させられ、タイル素地の脱型後、上方付勢手段14（圧縮された圧縮バネ19又は作動油29）により上方前進する。
その時点で金属板受承液体９が初期位置に復帰していた場合には、金属板受承液体９の下面に当接すると同時に、ロッド13の段部13c がロッド嵌挿穴12の段部12c に当接してロッド13が停止し、復帰していない場合或いは復帰途中の場合には、金属板受承液体９の下面に当接して該金属板受承液体９を押し上げ、金属板受承液体９を初期位置に復帰させると同時に、ロッド13の段部13c がロッド嵌挿穴12の段部12c に当接してロッド13が停止する。

本発明に係るタイル成形金型を装着したプレス成形機の概略断面図である。 第１実施例のタイルの成形金型における下型の平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２の下型のプレス前の状態の要部断面図である。 図２の下型のプレス中の状態の要部断面図である。 第２実施例のタイル成形金型における下型の平面図である。 図６のＢ−Ｂ断面図である。 図６の下型のプレス前の状態の要部断面図である。 図６の下型のプレス中の状態の要部断面図である。 プレス前のタイル成形金型における下型の外周角部の拡大断面図である。 プレス中にラバー及び金属板が下がった状態のタイル成形金型における下型の外周角部の拡大断面図である。 プレス中にラバー及び金属板が上がった状態のタイル成形金型における下型の外周角部の拡大断面図である。

符号の説明

１ 成形面
２ 下型
2a 下型本体
３ 上型
４ 型枠
５ 成形空間
６ 凹部
７ ラバー
８ 金属板
９ 金属板受承液体
10、10a … 自動復帰手段
12 ロッド嵌挿穴
12c 段部
13 ロッド
13b ピストン部
13c 段部
18 圧縮バネ
26 逃がし通路
28 密閉空間
29 作動油
30 油面
31 逃がし空間
Ｗ 粉体原料

Claims (3)

1. タイル裏面の成形面を有する下型とタイル表面の成形面を有する上型とを有し、上記下型と該下型を囲繞する型枠とで形成される成形空間内に粉体原料を充填し上型を降下させてタイル素地を圧縮成形する様に構成し、下型は、上面に凹部を形成した下型本体と、外周部を下型本体の上面における凹部の開口部周縁部位に接着一体化した、上記成形面を構成するラバーと、上記凹部内に収容して上記ラバーの裏面に接着一体化した金属板と、上記凹部内におけるラバー及び金属板で閉鎖された空間内に充填した金属板受承液体とを有した金型において、
   上記下型本体に、該下型本体における凹部底面からの突出寸法が、金属板及び凹部底面との間隔寸法と同一に維持する様に上方付勢され、且つ金属板の傾斜に伴い下方後退可能なロッドを有した、ラバー及び金属板の初期位置への自動復帰手段を設けたことを特徴とするタイルの成形金型。
2. 下型本体に段付孔状のロッド嵌挿穴を形成し、ロッドに形成した段部をロッド嵌挿穴の段部に当接させてロッドの突出寸法を一定にし、ロッド下端側に設けたピストン部とロッド嵌挿穴の底部間に設けた圧縮バネを上方付勢手段としたことを特徴とする請求項１記載のタイルの成形金型。
3. 下型本体に段付孔状のロッド嵌挿穴を形成し、ロッドに形成した段部をロッド嵌挿穴の段部に当接させて、ロッドの突出寸法を一定にし、ロッド嵌挿穴におけるロッド下端側に設けたピストン部の下方空間と、下型本体に形成してロッド嵌挿穴に連通した密閉空間内に作動油を加圧充填し、且つ該密閉空間より上方に設けた作動油の逃がし通路内の作動油の油面と逃がし通路の上端部間に逃がし空間を形成して上方付勢手段としたことを特徴とする請求項１記載のタイルの成形金型。

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