2025-51062 制御方法、抄造体の製造方法、ギヤの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025051062

(43)【公開日】2025-04-04

(54)【発明の名称】制御方法、抄造体の製造方法、ギヤの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/00 20060101AFI20250328BHJP

   B29C 70/42 20060101ALI20250328BHJP

   B29C 43/36 20060101ALI20250328BHJP

【ＦＩ】

B29C33/00

B29C70/42

B29C43/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023159964

(22)【出願日】2023-09-25

(71)【出願人】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】株式会社レゾナック

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100169454

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 裕之

(74)【代理人】

【識別番号】100183438

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 泰史

(72)【発明者】

【氏名】川村 崇之

(72)【発明者】

【氏名】山崎 悟

(72)【発明者】

【氏名】荒栄 敬義

【テーマコード（参考）】

4F202

4F205

【Ｆターム（参考）】

4F202AH12

4F202CA09

4F202CA27

4F202CB01

4F202CK90

4F202CL14

4F202CL15

4F202CL41

4F202CP10

4F205AC05

4F205AD16

4F205AH12

4F205HA08

4F205HA25

4F205HA37

4F205HB01

4F205HC08

4F205HK03

4F205HK04

4F205HT05

(57)【要約】

【課題】シリンダを円滑に動作させながら適切に加圧脱水を行うこと。
【解決手段】下型１１に対して第２上型１３を型開閉及び型締めすることと、外輪補助シリンダ６５による外輪１６の押圧状態、及び、外輪補助シャフトによる外輪１６の押圧状態の少なくともいずれか一方に応じて、外輪シリンダ６４の伸縮に係る圧力を制御する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体原料を金型に充填して加圧脱水する脱水装置であって、下型と、前記下型を囲むように配置された外輪と、伸縮可能に構成されており、前記外輪を昇降させる外輪シリンダと、前記下型の上方で昇降することにより、前記下型に対して型開閉型締めされる上型と、伸縮可能に構成されており、伸長することによって前記外輪を下方に押圧する外輪補助シリンダと、前記下型に接触することにより前記外輪を下方に押圧する外輪補助シャフトと、を備える脱水装置の制御方法において、
前記下型に対して前記上型を型開閉及び型締めすることと、
前記外輪補助シリンダによる前記外輪の押圧状態、及び、前記外輪補助シャフトによる前記外輪の押圧状態の少なくともいずれか一方に応じて、前記外輪シリンダの伸縮に係る圧力を制御することと、を含む、制御方法。

【請求項2】

前記外輪補助シャフトによる前記外輪の押圧開始前において、前記外輪シリンダに対して、伸長する方向の基準圧を設定し、
前記外輪補助シャフトによる前記外輪の押圧開始後において、前記外輪シリンダに対して、伸長する方向の圧力であって前記基準圧よりも低い低圧を設定する、請求項１記載の制御方法。

【請求項3】

前記加圧脱水が開始されてから所定時間が経過した後において、加圧脱水が完了したと判定し、前記外輪シリンダに対して、収縮する方向の圧力であって前記基準圧よりも高い高圧を設定する、請求項２記載の制御方法。

【請求項4】

前記外輪補助シリンダによる前記外輪の押圧時において、前記外輪補助シリンダに対して圧抜きを行う、請求項２記載の制御方法。

【請求項5】

加圧脱水が完了したと判定した際において、前記外輪補助シリンダに対して、伸長する方向の圧力を設定する、請求項３記載の制御方法。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項記載の制御方法により前記液体原料を加圧脱水し、抄造体を得る工程を含む、抄造体の製造方法。

【請求項7】

請求項６記載の抄造体の製造方法により抄造体を得る工程と、
前記抄造体の外周面に歯を形成することによって、ギヤを得る工程と、を含む、ギヤの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御方法、抄造体の製造方法、及びギヤの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境に配慮したモノづくりの一環として、金属製ギヤに代えて樹脂製ギヤの採用が進んでいる。特許文献１には、繊維片を含む液体（液体原料）を加圧脱水して、樹脂製ギヤの基となる抄造基材を作成する抄造機が開示されている。また、特許文献２には、ターンテーブル上に下型を載置し、上型を昇降させて型開閉及び型締めする竪型射出成形機が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－７７５４１号公報

【特許文献2】特開２０２２－２４４１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上述したような脱水装置により液体原料を加圧脱水する場合、型の圧力によって液体原料が横方向に広がり、横方向に広がった液体原料によって、型を囲むように配置された外輪のシリンダの動作に影響が生じる場合がある。また、そのような状態で加圧脱水を行うことによって、上述したシリンダの負荷が大きくなるおそれがある。

【0005】

本開示は上記実情に鑑みてなされたものであり、シリンダの負荷を軽減させながら適切に加圧脱水を行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る制御方法は、液体原料を金型に充填して加圧脱水する脱水装置であって、下型と、下型を囲むように配置された外輪と、伸縮可能に構成されており、外輪を昇降させる外輪シリンダと、下型の上方で昇降することにより、下型に対して型開閉型締めされる上型と、伸縮可能に構成されており、伸長することによって外輪を下方に押圧する外輪補助シリンダと、下型に接触することにより外輪を下方に押圧する外輪補助シャフトと、を備える脱水装置の制御方法において、下型に対して上型を型開閉及び型締めすることと、外輪補助シリンダによる外輪の押圧状態、及び、外輪補助シャフトによる外輪の押圧状態の少なくともいずれか一方に応じて、外輪シリンダの伸縮に係る圧力を制御することと、を含む。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、シリンダの負荷を軽減させながら適切に加圧脱水を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】抄造機の側面図である。

【図2】抄造機の平面図である。

【図3】排液通路を通じて液体を排液する排液機構を示す模式図である。

【図4】抄造機のハードウェアブロック図である。

【図5】繊維充填処理のフローチャートである。

【図6】加圧脱水処理のフローチャートである。

【図7】加圧脱水処理を説明する図である。

【図8】加圧脱水処理を説明する図である。

【図9】加圧脱水処理を説明する図である。

【図10】加圧脱水処理を説明する図である。

【図11】加圧脱水処理を説明する図である。

【図12】加圧脱水処理を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本実施形態に係る抄造機１（脱水装置）の制御方法を図面に基づいて説明する。なお、以下に記載する本実施形態は、本開示を具体化する際の一例を示すものであって、本開示の範囲を実施形態の記載の範囲に限定するものではない。従って、本開示は、実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。

【0010】

［抄造機１の構成］
図１及び図２を参照して、脱水装置の一例である抄造機１の構成を説明する。図１は、抄造機１の側面図である。図２は、抄造機１の平面図である。図１及び図２は、いずれも模式図であり、抄造機１の構成を簡略化して記載している。そのため、図１及び図２に示される各構成の形状等は実際の形状等とは異なっている場合がある。また、例えば、図１及び図２においては、後述する外輪シリンダ６４、外輪補助シリンダ６５、及び、外輪補助シャフト８０（図７等参照）等の構成について図示が省略されている。抄造機１は、スラリー２（液体原料）を金型に充填して加圧脱水することによって、成形品である抄造基材３（抄造体）を製造する装置である。

【0011】

スラリー２とは、繊維片を含む液体である。より詳細には、スラリー２は、水と、繊維片（例えば、アラミド繊維）と、定着剤などの添加剤と、樹脂（例えば、高強度・高耐熱ポリアミノアミド樹脂）とを所定の割合で混合したものである。但し、スラリー２内の繊維片の含有比率は、常に一定とはならず、多少の変動が生じることがある。

【0012】

抄造基材３とは、樹脂製のギヤの基となる円筒形状の部材である。より詳細には、抄造機１で製造された円筒形状の抄造基材３の外周面に歯を形成すること（ギヤを得る工程）によって、樹脂製のギヤが製造される。樹脂製のギヤは、例えば、自動車の駆動系に採用される。抄造基材３から製造された樹脂製のギヤは、金属製のギヤと比較して、噛み合い音や歯打ち音が低減されると共に、軽量化を実現することができる。但し、抄造基材３から製造されるのはギヤに限定されず、ギヤの用途は自動車の駆動系に限定されない。

【0013】

図１及び図２に示すように、抄造機１の金型は、２つの下型１１と、第１上型１２と、第２上型１３とで構成される。下型１１は、支持ブロック１４に支持される。また、下型１１内には、インサート１５が収容される。さらに、下型１１は外輪１６に保持され、第２上型１３は外輪１７に保持される。但し、下型１１は１つでもよい。

【0014】

２つの下型１１は、互いに同一形状である。下型１１は、円柱形状の外形を呈する。下型１１の直径は、抄造基材３の外形寸法に対応する。そして、下型１１には、上下方向に貫通する排液通路１１ａが形成されている。また、下型１１は、支持ブロック１４に固定されている。また、下型１１の上面には、インサート１５が載置される。さらに、下型１１は、外輪１６の内部に配置されている。

【0015】

支持ブロック１４は、下型１１及び外輪１６を支持する。より詳細には、支持ブロック１４の上面には、下型１１が固定される。また、支持ブロック１４は、外輪１６を昇降可能に支持する。また、支持ブロック１４には、下型１１の排液通路１１ａに連通する排液通路１４ａが形成されている。排液通路１４ａは、図１に示すように上下方向に延びた後、図３に示すように回転テーブル２１の径方向（水平方向）に屈曲している。排液通路１４ａは、図３を参照して後述する接続部４１ａ、４１ｂを介して排液ポンプ４３ａ、４３ｂに接続される。さらに、支持ブロック１４には、上面から下方に凹むリング形状の凹部１４ｂが形成されている。

【0016】

インサート１５は、下型１１の上面に着脱可能に載置される。インサート１５は、リング形状（円筒形状）の外形を呈する。インサート１５の外形寸法は、下型１１の外形寸法より小さい。インサート１５は、抄造基材３（すなわち、樹脂製のギヤ）の内周側の一部を構成する金属製の部品である。

【0017】

外輪１６は、筒形状（典型的には、円筒形状）の外形を呈する。外輪１６は、下型１１を囲むように配置される。また、外輪１６は、外輪シリンダ６４（図７等参照）によって下方から支持されている。そして、外輪１６は、外輪シリンダ６４の伸縮によって、下型１１とは独立して昇降可能に構成されている。

【0018】

外輪シリンダ６４（図７等参照）は、例えば、圧縮空気の給排によって伸縮するエアシリンダである。図７等に示すように、外輪シリンダ６４は、支持ブロック１４、及び、外輪１６の間に配置されている。換言すれば、外輪シリンダ６４は、外輪１６を支持する。また、外輪シリンダ６４は、伸縮することによって外輪１６を昇降させる。

【0019】

より詳細には、外輪１６は、上昇圧Ｐ１で外輪シリンダ６４を最大まで伸長させることによって、上昇限（前進限）まで上昇する。また、外輪１６は、最大まで伸長した外輪シリンダ６４に上昇維持圧Ｐ２が付与されることによって、上昇限に維持される。また、外輪１６は、図８（Ａ）に示すように、第２上型１３の下降を待つ状態において、外輪シリンダ６４に支持圧Ｐ３（基準圧）が設定される。さらに、外輪１６は、図９（Ａ）に示すように、外輪補助シリンダ６５及び外輪補助シャフト８０による外輪１６の押圧時において、外輪シリンダ６４に、支持圧Ｐ３よりも低い低圧Ｐ１０が設定され、外輪補助シリンダ６５に上方から押圧されることによって、上昇限及び下降限の間の任意に位置まで下降する。また、外輪１６は、図１０（Ａ）に示すように、加圧脱水完了後において、下降圧Ｐ１１で外輪シリンダ６４を収縮させることによって、下降限まで下降する。上述した各圧力は、少なくとも、Ｐ１１＞Ｐ３＞Ｐ１０の関係が成り立つ。また、Ｐ１＝Ｐ２＝Ｐ３であってもよいし、Ｐ１＝Ｐ２＞Ｐ３であってもよいし、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３であってもよい。

【0020】

第１上型１２は、下型１１及び外輪１６の上方に配置されている。また、第１上型１２は、下面が開放され且つ上面が閉塞された円筒形状の外形を呈する。第１上型１２の内径寸法は、外輪１６の内径寸法に対応する。さらに、第１上型１２の上面には、供給装置（図示省略）からスラリー２が供給される供給口１２ａが設けられている。そして、第１上型１２は、第１型開閉モータ６２（図４参照）の駆動力が伝達されることによって、下型１１（より詳細には、外輪１６）に対して型開閉及び型締めされる。

【0021】

第２上型１３は、下型１１の上方に配置されている。また、第２上型１３は、リング形状の外形を呈する。第２上型１３の内径寸法は、インサート１５の外形寸法に対応する。第２上型１３の外形寸法は、外輪１６の内径寸法に対応する。さらに、第２上型１３は、外輪１７の内側に固定されている。

【0022】

外輪１７は、外輪１６の上方に配置されている。また、外輪１７は、下面が開放され且つ上面が閉塞された筒形状（典型的には、円筒形状）の外形を呈する。外輪１７の内径寸法は、第２上型１３の外形寸法及び外輪１６の内径寸法に対応する。さらに、外輪１７は、第２上型１３を囲むように配置されている。そして、第２上型１３及び外輪１７は、第２型開閉モータ６３（図４参照）の駆動力が伝達されることによって、一体となって昇降して、下型１１及び外輪１６に対して型開閉及び型締めされる。

【0023】

なお、図１の例では、支持ブロック１４に１つの下型１１が支持されているが、支持ブロック１４は、複数（例えば、４つ）の下型１１を纏めて支持してもよい。換言すれば、図１の例では、外輪１６内に１つの下型１１が配置されているが、外輪１６は、複数（例えば、４つ）の下型１１を纏めて保持してもよい。また、第１上型１２の数は、外輪１６に保持された下型１１の数に対応する。同様に、外輪１７に纏めて保持される第２上型１３の数は、外輪１６に保持された下型１１の数に対応する。

【0024】

図１及び図２に示すように、抄造機１は、フレーム２０と、回転テーブル２１（テーブル）と、第１可動ダイプレート２２と、第２可動ダイプレート２３とを備える。フレーム２０は、回転テーブル２１、第１可動ダイプレート２２、及び第２可動ダイプレート２３の他、抄造機１の構成部品を支持している。

【0025】

回転テーブル２１は、円盤形状の外形を呈する。回転テーブル２１は、上下方向に延びる回転軸２４を介して、フレーム２０に回転可能に支持されている。また、回転テーブル２１には、必要最小限のタップ（貫通孔）のみが形成されている。さらに、回転テーブル２１に設けられたタップは、ボルトキャップによって閉塞されている。

【0026】

回転テーブル２１の上面には、支持ブロック１４が載置されている。本実施形態に係る２つの支持ブロック１４は、回転テーブル２１の周方向に１８０°の間隔を隔てて配置（換言すれば、回転軸２４を挟んで反対側に配置）されている。さらに、回転テーブル２１は、テーブル回転モータ６１（図４参照）の駆動力が伝達されることによって、回転軸２４周りに回転する。

【0027】

より詳細には、回転テーブル２１は、支持ブロック１４を介して載置された下型１１が第１上型１２または第２上型１３に対面するように移動（回転）可能に構成されている。本実施形態では、２つの下型１１のうち、一方の下型１１が第１上型１２に対面するときに、他方の下型１１が第２上型１３に対面する。

【0028】

図２等に示すように、第１可動ダイプレート２２は、回転テーブル２１の上方において、フレーム２０に支持されている。また、第１可動ダイプレート２２の下面には、第１上型１２が固定される。さらに、第１可動ダイプレート２２は、第１型開閉モータ６２の駆動力がトグルリンク機構（図示省略）を通じて伝達されることによって、下型１１に対して第１上型１２を型開閉及び型締めする。

【0029】

より詳細には、第１型開閉モータ６２が第１方向に回転することによって、第１可動ダイプレート２２は、第１上型１２と一体となって下降する。これにより、図１（Ｂ）に示すように、第１上型１２の下端が外輪１６の上端に当接して、下型１１、第１上型１２、及び外輪１６の間にキャビティ（内部空間）が形成される（すなわち、型閉される）。そして、第１可動ダイプレート２２にさらに下向きの圧力が加わると、下型１１（外輪１６）と第１上型１２とが型締めされる。

【0030】

そして、下型１１（外輪１６）と第１上型１２とが型締めされた状態で、供給口１２ａを通じて供給装置からスラリー２が供給されることによって、下型１１内（より詳細には、下型１１の上面、インサート１５の外周面、及び外輪１６の内周面とで囲まれた空間）に、スラリー２が充填される。また、下型１１（外輪１６）と第１上型１２とが型締めされた状態で、排液ポンプ４３ａが駆動されることによって、下型１１内に充填されたスラリー２に含まれる液体が排液通路１１ａ、１４ａ及び第１接続位置の接続部４１ａを通じて排液（一次脱水）される。

【0031】

一方、第１型開閉モータ６２が第１方向と逆方向の第２方向に回転することによって、第１可動ダイプレート２２は、第１上型１２と一体となって上昇する。これにより、図１（Ａ）に示すように、下型１１（外輪１６）と第１上型１２とが型開される。

【0032】

図２等に示すように、第２可動ダイプレート２３は、回転テーブル２１の上方において、フレーム２０に支持されている。また、第２可動ダイプレート２３の下面には、第２上型１３及び外輪１７が固定される。また、第２可動ダイプレート２３は、一対の外輪補助シリンダ６５を支持している（図７（Ａ）等参照）。さらに、第２可動ダイプレート２３は、第２型開閉モータ６３の駆動力がトグルリンク機構（図示省略）を通じて伝達されることによって、下型１１に対して第２上型１３を型開閉及び型締めする。

【0033】

より詳細には、第２型開閉モータ６３が第１方向に回転することによって、第２可動ダイプレート２３は、第２上型１３、外輪１７、外輪補助シリンダ６５、及び外輪補助シャフト８０と一体となって下降する。これにより、外輪１７の下端が外輪１６の上端に当接して、下型１１、第２上型１３、外輪１６、及び外輪１７の間にキャビティ（内部空間）が形成される（すなわち、型閉される）。そして、第２可動ダイプレート２３にさらに下向きの圧力が加わると、図１（Ｂ）に示すように、外輪１７が外輪シリンダ６４の支持圧Ｐ３に抗して外輪１６を押し下げる。これにより、インサート１５の一部が第２上型１３の内側に進入する位置まで第２上型１３が下降して、下型１１（外輪１６）と第２上型１３とが型締めされる。

【0034】

これにより、下型１１内に充填されたスラリー２が加圧脱水される。また、下型１１と第２上型１３とが型締めされた状態で、排液ポンプ４３ｂが駆動されることによって、下型１１内に充填されたスラリー２に含まれる液体が排液通路１１ａ、１４ａを通じて排液（二次脱水）される。その結果、下型１１の上面、第２上型１３の下面、インサート１５の外周面、及び外輪１６の内周面で囲まれた空間のスラリー２が圧縮されて、抄造基材３となる。

【0035】

一方、第２型開閉モータ６３が第１方向と逆方向の第２方向に回転することによって、第２可動ダイプレート２３は、第２上型１３、外輪１７、外輪補助シリンダ６５、及び外輪補助シャフト８０と一体となって上昇する。これにより、図１（Ａ）に示すように、下型１１と第２上型１３とが型開される。

【0036】

そして、下型１１内の抄造基材３は、ロボットアーム（図示省略）によってインサート１５と共に下型１１から取り出される。また、下型１１から取り出された抄造基材３は、オーブンで乾燥され、外周面に歯が形成されて樹脂製のギヤとなる。さらに、抄造基材３が取り出された下型１１には、ロボットアームによって新たなインサート１５が挿入される。

【0037】

外輪補助シリンダ６５（図７等参照）は、例えば、圧縮空気の給排によって伸縮するエアシリンダであり、伸長することによって外輪１６を下方に押圧する。図７等に示すように、外輪補助シリンダ６５は、第２可動ダイプレート２３から下方に延設されている。外輪補助シリンダ６５は、図８（Ｂ）に示すように、第２可動ダイプレート２３が下降することによって、外輪１６を上方から押圧する。外輪補助シリンダ６５は、図８（Ｂ）に示すように、外輪１６に上方から当接することによって、支持圧Ｐ３の外輪シリンダ６４に抗して外輪１６を下降限まで下降させてもよい。外輪補助シリンダ６５は、外輪１６の押圧時において、圧抜きが行われてもよい（図９（Ａ）参照，詳細は後述）。また、外輪補助シリンダ６５は、加圧脱水の完了時において、外輪１６が下方に移動する動作を補助する目的で、伸長する方向の圧力が設定されてもよい（図１０（Ａ）参照，詳細は後述）。そして、外輪補助シリンダ６５は、外輪１６が下降限まで下降した後において、上昇圧Ｐ２０で収縮することによって、後退する（図１１（Ｂ）参照，詳細は後述）。

【0038】

外輪補助シャフト８０（図７等参照）は、下型１１に接触することにより外輪１６を下方に押圧するシャフトである。外輪補助シャフト８０は、第２上型１３に保持されており、外輪補助シリンダ６５等と同様に、上下方向に沿って延びている。

【0039】

［排液機構４０ａ、４０ｂの構成］
図３は、排液通路１１ａ、１４ａを通じて液体を排液する排液機構４０ａ、４０ｂを示す模式図である。図３に示すように、抄造機１は、排液機構４０ａ、４０ｂを備える。排液機構４０ａ、４０ｂは、回転テーブル２１の径方向の外側において、フレーム２０に支持されている。また、排液機構４０ａ、４０ｂは、水平方向において、支持ブロック１４に対面し得る位置に配置されている。さらに、排液機構４０ａ、４０ｂは、回転テーブル２１の周方向に離間した位置（１８０°間隔）に配置されている。

【0040】

排液機構４０ａは、第１上型１２に対面する下型１１を支持する支持ブロック１４から液体を排出する。排液機構４０ａは、接続部４１ａ（第１接続部）と、排液シリンダ４２ａと、排液ポンプ４３ａとを備える。排液機構４０ｂは、第２上型１３に対面する下型１１を支持する支持ブロック１４から液体を排出する。排液機構４０ｂは、接続部４１ｂ（第２接続部）と、排液シリンダ４２ｂと、排液ポンプ４３ｂとを備える。

【0041】

接続部４１ａは、図３（Ｂ）に示す第１接続位置と、図３（Ａ）に示す第１退避位置との間を、回転テーブル２１の径方向に移動可能にフレーム２０に支持されている。排液シリンダ４２ａは、第１接続位置及び第１退避位置の間で接続部４１ａを移動させるアクチュエータである。アクチュエータの具体例としては、エアシリンダ、油圧シリンダの他、電動モータ等を採用することもできる。排液ポンプ４３ａは、第１接続位置の接続部４１ａを通じて支持ブロック１４から液体を吸引する。

【0042】

第１接続位置は、第１上型１２に対面する下型１１を支持する支持ブロック１４に接続される接続部４１ａの位置である。そして、接続部４１ａの内部には、第１接続位置のときに支持ブロック１４の排液通路１４ａと排液ポンプ４３ａとを接続する排液通路が設けられている。第１退避位置は、支持ブロック１４から離間して回転テーブル２１の外側に退避する接続部４１ａの位置である。

【0043】

接続部４１ｂは、図３（Ｂ）に示す第２接続位置と、図３（Ａ）に示す第２退避位置との間を、回転テーブル２１の径方向に移動可能にフレーム２０に支持されている。排液シリンダ４２ｂは、第２接続位置及び第２退避位置の間で接続部４１ｂを移動させるアクチュエータである。アクチュエータの具体例としては、エアシリンダ、油圧シリンダの他、電動モータ等を採用することもできる。排液ポンプ４３ｂは、第２接続位置の接続部４１ｂを通じて支持ブロック１４から液体を吸引する。

【0044】

第２接続位置は、第２上型１３に対面する下型１１を支持する支持ブロック１４に接続される接続部４１ｂの位置である。そして、接続部４１ｂの内部には、第２接続位置のときに支持ブロック１４の排液通路１４ａと排液ポンプ４３ｂとを接続する排液通路が設けられている。第２退避位置は、支持ブロック１４から離間して回転テーブル２１の外側に退避する接続部４１ｂの位置である。

【0045】

２つの下型１１（換言すれば、２つの支持ブロック１４）のうち、一方が第１上型１２に対面し且つ他方が第２上型１３に対面している状態で、排液シリンダ４２ａ、４２ｂを伸長させると、接続部４１ａが第１接続位置に移動し且つ接続部４１ｂが第２接続位置に移動する。そして、排液ポンプ４３ａ、４３ｂを駆動することによって、支持ブロック１４から液体が排出される。また、回転テーブル２１を回転させる前に、排液シリンダ４２ａ、４２ｂを収縮させると、接続部４１ａが第１退避位置に移動し且つ接続部４１ｂが第２退避位置に移動する。

【0046】

［抄造機１のハードウェア構成］
図４は、抄造機１のハードウェアブロック図である。図４に示すように、抄造機１は、制御装置５０を備える。制御装置５０は、抄造機１全体の動作を制御する。制御装置５０は、例えば、外輪シリンダ６４及び外輪補助シリンダ６５の伸縮に係る圧力を制御する。

【0047】

制御装置５０は、例えば、演算手段であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１、各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５２、及び演算手段の作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３を備える。そして、ＲＯＭ５２に記憶されたプログラムをＣＰＵ５１が読み出して実行することによって、後述する各処理を実現してもよい。

【0048】

但し、制御装置５０の具体的な構成はこれに限定されず、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。

【0049】

制御装置５０には、表示入力装置５４が接続されている。表示入力装置５４は、オペレータに報知すべき各種情報を表示するディスプレイ（表示装置）、及びオペレータによる操作を受け付ける入力装置（例えば、ボタン、スイッチ、ダイヤル、ディスプレイに重畳されたタッチパネル）を備えるユーザインタフェースである。

【0050】

表示入力装置５４のディスプレイには、例えば型締め設定画面（不図示）が表示される。型締め設定画面は、基準位置［ｍｍ］、設定速度［ｍｍ／ｓ］、設定圧［ＭＰａ］、及び設定時間［ｓｅｃ］の入力を受け付けるための画面であってもよい。そして、制御装置５０は、表示入力装置５４を通じて入力された基準位置、設定速度、設定圧、及び設定時間に基づいて、図６に示す加圧脱水処理を実行してもよい。なお、基準位置、設定速度、設定圧、及び設定時間のうちの少なくとも１つが入力され、他は固定値でもよい。

【0051】

基準位置は、外輪１６及び外輪１７が接触する位置より下方で且つ下型１１及び第２上型１３が型締め完了する位置より上方の第２上型１３の位置である。基準位置は、例えば、型締め完了する位置（下型１１と第２上型１３とが最大まで近接する位置であって、図１０の０ｍｍの位置）からの差分で特定される。設定速度は、第２上型１３が基準位置に到達してから設定時間が経過するまでの第２上型の下降速度の最大値である。設定圧は、第２上型１３が基準位置に到達してから設定時間が経過するまでの下型１１に対する第２上型１３の押圧力である。設定時間は、設定速度及び設定圧に基づく第２型開閉モータ６３のトルク制御を実行する時間である。

【0052】

また、表示入力装置５４のディスプレイには、シリンダ圧設定画面が表示されてもよい。シリンダ圧設定画面は、上昇圧Ｐ１［ＭＰａ］、上昇維持圧Ｐ２［ＭＰａ］、支持圧Ｐ３［ＭＰａ］、低圧Ｐ１０［ＭＰａ］、下降圧Ｐ１１、上昇圧Ｐ２０［ＭＰａ］等の入力を受け付けるための画面である。上昇圧Ｐ１、上昇維持圧Ｐ２、支持圧Ｐ３、低圧Ｐ１０［ＭＰａ］、下降圧Ｐ１１、上昇圧Ｐ２０は、外輪シリンダ６４又は外輪補助シリンダ６５に供給する空気圧である。そして、制御装置５０は、表示入力装置５４を通じて入力された上昇圧Ｐ１、上昇維持圧Ｐ２、支持圧Ｐ３、低圧Ｐ１０［ＭＰａ］、下降圧Ｐ１１、上昇圧Ｐ２０に基づいて、図６に示す加圧脱水処理を実行する。

【0053】

また、制御装置５０には、テーブル回転モータ６１、第１型開閉モータ６２、第２型開閉モータ６３、外輪シリンダ６４、外輪補助シリンダ６５、排液シリンダ４２ａ、４２ｂ、及び排液ポンプ４３ａ、４３ｂが接続されている。そして、制御装置５０は、制御信号を出力することによって、テーブル回転モータ６１、第１型開閉モータ６２、第２型開閉モータ６３、外輪シリンダ６４、外輪補助シリンダ６５、排液シリンダ４２ａ、４２ｂ、及び排液ポンプ４３ａ、４３ｂを駆動させる。

【0054】

［抄造機１の動作］
次に、図５～図１２を参照して、抄造機１の動作を説明する。抄造機１の制御装置５０は、図５に示す繊維充填処理と、図６に示す加圧脱水処理とを並行して実行する。これにより、２つの下型１１のうちの一方にスラリーが充填され、他方で抄造基材３が生成される。そして、制御装置５０は、この処理を繰り返し実行することによって、効率的に抄造基材３を製造することができる。

【0055】

［繊維充填処理］
図５は、繊維充填処理のフローチャートである。繊維充填処理は、下型１１にスラリー２を充填すると共に、排液機構４０ａによってスラリー２から液体を排出（一次脱水）する処理である。なお、繊維充填処理の開始時点において、図１（Ａ）に示すように、下型１１及び第１上型１２は型開され、下型１１にはインサート１５が挿入され、外輪１６は上昇限に位置しているものとする。

【0056】

まず、制御装置５０は、第１型開閉モータ６２を第１方向に回転させることによって、下型１１に対して第１上型１２を型閉及び型締めする（Ｓ１１）。下型１１及び第１上型１２が型締めされたことは、例えば、不図示のセンサ、第１型開閉モータ６２のロータリエンコーダ、またはこれらの組み合わせによって検知することができる。

【0057】

次に、制御装置５０は、下型１１及び第１上型１２の型締めが完了したことに応じて（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、供給装置に供給口１２ａを通じてスラリー２を供給させる（Ｓ１３）。これにより、図１（Ｂ）に示すように、予め定められた量のスラリー２が下型１１内（より詳細には、下型１１の上面、インサート１５の外周面、外輪１６の内周面で囲まれた空間）に充填される。

【0058】

次に、制御装置５０は、排液シリンダ４２ａを伸長させることによって、接続部４１ａを第１接続位置に移動させる（すなわち、接続部４１ａを支持ブロック１４の排液通路１４ａに接続する）。また、制御装置５０は、排液ポンプ４３ａを駆動することによって、排液通路１１ａ、１４ａ及び接続部４１ａを通じて、下型１１に充填されたスラリー２から液体を排出する（Ｓ１４）。

【0059】

次に、制御装置５０は、並行して実行される加圧脱水処理が終了するまで（Ｓ１５：Ｎｏ）。ステップＳ１６の処理の実行を待機する。また、制御装置５０は、排液ポンプ４３ａの駆動を開始してから所定の時間が経過したタイミングで、排液ポンプ４３ａを停止する。さらに、制御装置５０は、排液ポンプ４３ａを停止した後で且つステップＳ１６の処理を実行する前に、排液シリンダ４２ａを収縮させて接続部４１ａを第１退避位置に移動させる。

【0060】

次に、制御装置５０は、並行して実行される加圧脱水処理が終了したことに応じて（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、テーブル回転モータ６１を回転させることによって、回転テーブル２１を１８０°回転させる（Ｓ１６）。これにより、繊維充填処理でスラリー２が充填された下型１１が第２上型１３に対面され、加圧脱水処理で抄造基材３が取り出された下型１１が第１上型１２に対面される。

【0061】

［加圧脱水処理］
図６は、加圧脱水処理のフローチャートである。図７～図１２は、加圧脱水処理を説明する図である。

【0062】

加圧脱水処理は、下型１１に対して第２上型１３を型締めすることによって、下型１１に充填されたスラリー２から液体を排出する処理である。なお、加圧脱水処理の開始時点において、図７（Ａ）に示すように、下型１１及び第２上型１３は型開され、下型１１にはスラリー２が充填され、外輪１６は上昇限に位置し、外輪補助シリンダ６５は収縮した状態であるものとする。

【0063】

まず、制御装置５０は、外輪補助シリンダ６５を伸長させる（Ｓ２１）。この状態では、図７（Ｂ）に示すように、外輪補助シリンダ６５の下端は、第２上型１３及び外輪１７の下端より下方に配置されている。

【0064】

次に、制御装置５０は、図８（Ａ）に示すように、外輪補助シリンダ６５を大気開放（圧抜き）し、外輪シリンダ６４に支持圧Ｐ３（基準圧）を付与し、第２型開閉モータ６３を第１方向に回転させる（Ｓ２２）。これにより、第２可動ダイプレート２３が第２上型１３、外輪１７、外輪補助シリンダ６５、及び外輪補助シャフト８０を伴って下降し、下型１１及び第２上型１３が型閉及び型締めされる。このように、制御装置５０は、外輪補助シリンダ６５による外輪１６の押圧開始前において、外輪シリンダ６４に対して、伸長する方向の基準圧である支持圧Ｐ３を設定する。

【0065】

そして、制御装置５０は、外輪補助シリンダ６５によって外輪１６が押圧されているか否かを判定する（Ｓ２３）。押圧されているか否かは、例えば、不図示の圧力センサによって検知された情報により判定されてもよいし、予め取得されている外輪補助シリンダ６５及び外輪１６等の位置に応じて判定されてもよい。なお、制御装置５０は、外輪補助シャフト８０によって外輪１６が押圧されているかを判定してもよい。制御装置５０は、外輪補助シリンダ６５（又は外輪補助シャフト８０）によって外輪１６が押圧されていると判定した場合において、外輪シリンダ６４に対して、伸長する方向の圧力であって支持圧Ｐ３よりも低い低圧Ｐ１０を設定する。このように、制御装置５０は、外輪補助シリンダ６５及び外輪補助シャフト８０の少なくともいずれか一方による外輪１６の押圧状態に応じて、外輪シリンダ６４の伸縮に係る圧力を制御する。

【0066】

図８（Ｂ）に示すように、まず外輪補助シリンダ６５が外輪１６に接触し、続いて、図９（Ａ）に示すように外輪補助シャフト８０が下型１１に接触する。これにより、外輪１６が下方に押圧される。上述したように、外輪補助シリンダ６５が圧抜きされているため、図８（Ｂ）及び図９（Ａ）に示すように外輪１６に接触した外輪補助シリンダ６５は、外輪１６に押されて収縮（後退）する。このような外輪補助シリンダ６５の圧抜きによる収縮は、外輪シリンダ６４に負荷がかかることを抑制するためのものである。

【0067】

そして、制御装置５０は、図９（Ｂ）に示すように、第２上型１３の下端が基準位置に到達するまで（Ｓ２４：Ｎｏ）、第２型開閉モータ６３の第１方向の回転を継続する。なお、このときの制御装置５０は、第２上型１３の上下方向の位置に基づいて第２型開閉モータ６３を回転させる。第２上型１３の上下方向の位置は、例えば、不図示のセンサ、第２型開閉モータ６３のロータリエンコーダ、またはこれらの組み合わせによって検知することができる。

【0068】

次に、制御装置５０は、第２上型１３の下端が基準位置に到達したことに応じて（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、下型１１に対する第２上型１３の押圧力が設定圧に維持され且つ第２上型１３の下降速度が設定速度以下になるトルクで第２型開閉モータ６３を第１方向に回転させる（Ｓ２５）。そして、制御装置５０は、第２上型１３の下端が基準位置に達してから（すなわち、ステップＳ２４の処理を開始してから）設定時間が経過するまで（Ｓ２６：Ｎｏ）、ステップＳ２４の処理を継続する。ステップＳ２４～Ｓ２６の処理は、脱水処理の一例である。

【0069】

このときの制御装置５０は、第２上型１３の押圧力及び下降速度が設定値に近づくように第２型開閉モータ６３の回転トルクを増減させる。なお、第２上型１３の押圧力は、例えば、不図示の圧力センサによって検知することができる。また、第２上型１３の下降速度は、例えば、第２型開閉モータ６３のロータリエンコーダによって検知することができる。

【0070】

そして、制御装置５０は、排液シリンダ４２ｂを伸長させることによって、接続部４１ｂを第２接続位置に移動させる（すなわち、接続部４１ｂを支持ブロック１４の排液通路１４ａに接続する）。また、制御装置５０は、排液ポンプ４３ｂを駆動することによって、排液通路１１ａ、１４ａ及び接続部４１ｂを通じて、スラリー２から脱水した液体を排出する。

【0071】

また、脱水処理（Ｓ２４～Ｓ２６）の過程において、外輪１７は、外輪シリンダ６４の低圧Ｐ１０より大きい設定圧で、外輪１６を下方に押圧する。

【0072】

次に、図１０（Ａ）に示すように、制御装置５０は、設定時間が経過したことに応じて（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、加圧脱水が完了したと判定し、外輪シリンダ６４に対して、収縮する方向の圧力であって、支持圧Ｐ３よりも高い下降圧Ｐ１１（高圧）を設定する。また、制御装置５０は、加圧脱水が完了したと判定した際において、外輪補助シリンダ６５に対して、伸長する方向の圧力を設定して、外輪補助シリンダ６５を伸長させことによって、外輪１６を下降限まで下降させる（Ｓ２７）。ステップＳ２７の処理は、下降処理の一例である。下降処理（Ｓ２７）は、脱水処理（Ｓ２４～Ｓ２６）及び型開処理（Ｓ２８）の間に実行される。

【0073】

また、制御装置５０は、設定時間が経過したことに応じて（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、図１０（Ｂ）、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、第２型開閉モータ６３を第２方向に回転させることによって、第２可動ダイプレート２３を第２上型１３、外輪１７、及び外輪補助シリンダ６５を伴って上昇させる（Ｓ２８）。これにより、下型１１及び第２上型１３が型開される。また、制御装置５０は、外輪補助シリンダ６５を収縮させる。ステップＳ２８の処理は、型開処理の一例である。

【0074】

次に、制御装置５０は、図１２（Ａ）に示すように、下型１１内の抄造基材３及びインサート１５を、不図示のロボットアームに取り出させる（Ｓ２９）。また、制御装置５０は、不図示のロボットアームに、新たなインサート１５を下型１１内に挿入させる（Ｓ３０）。さらに、ステップＳ２９＆Ｓ３０の後に、図１２（Ｂ）に示すように、外輪シリンダ６４を伸長させることによって、外輪１６を上昇限まで上昇させる（Ｓ３１）。ステップＳ３１の処理は、上昇処理の一例である。

【0075】

これにより、図７（Ａ）の状態（但し、下型１１にスラリー２は充填されていない）に戻る。さらに、制御装置５０は、ステップＳ３１が終了する（図５のステップＳ１６で回転テーブル２１が回転される）前に、排液シリンダ４２ｂを収縮させることによって、接続部４１ｂを第２退避位置に移動させる。

【0076】

本実施形態に係る構成の作用効果を奏する。

【0077】

本実施形態に係る制御方法は、スラリー２を金型に充填して加圧脱水する脱水装置であって、下型１１と、下型１１を囲むように配置された外輪１６と、伸縮可能に構成されており、外輪１６を昇降させる外輪シリンダ６４と、下型１１の上方で昇降することにより、下型１１に対して型開閉型締めされる第２上型１３と、伸縮可能に構成されており、伸長することによって外輪１６を下方に押圧する外輪補助シリンダ６５と、下型１１に接触することにより外輪１６を下方に押圧する外輪補助シャフト８０と、を備える抄造機１の制御方法である。該制御方法は、下型１１に対して第２上型１３を型開閉及び型締めすることと、外輪補助シリンダ６５による外輪１６の押圧状態、及び、外輪補助シャフト８０による外輪１６の押圧状態の少なくともいずれか一方に応じて、外輪シリンダ６４の伸縮に係る圧力を制御する。

【0078】

このような構成によれば、外輪補助シリンダ６５及び外輪補助シャフト８０の少なくともいずれか一方による外輪１６の押圧状態に応じて、外輪シリンダ６４の制御に係る圧力が制御される。型締め動作において外輪補助シリンダ６５及び外輪補助シャフト８０の少なくともいずれか一方により外輪１６が下方に押圧されることにより、型の圧力で横方向にスラリー２が広がっている場合において外輪１６を動きやすくすることができる。一方で、外輪１６が押圧されることによって、外輪シリンダ６４には高圧がかかってしまうおそれがある。この点、外輪補助シリンダ６５及び外輪補助シャフト８０の少なくともいずれか一方による外輪１６の押圧状態に応じて、外輪シリンダ６４の制御に係る圧力が制御されることにより、上記押圧状態を考慮して外輪シリンダ６４への負荷が大きくなり過ぎないように外輪シリンダ６４の圧力を制御することができる。以上のように、本実施形態に係る抄造機１によれば、外輪シリンダ６４の負荷を軽減させながら、適切に加圧脱水を行うことができる。

【0079】

外輪補助シャフト８０による外輪１６の押圧開始前において、外輪シリンダ６４に対して、伸長する方向の基準圧である支持圧Ｐ３を設定し、外輪補助シャフト８０による外輪１６の押圧開始後において、外輪シリンダ６４に対して、伸長する方向の圧力であって支持圧Ｐ３よりも低い低圧Ｐ１０を設定してもよい。このように、外輪補助シリンダ６５による外輪１６の押圧開始後において、外輪シリンダ６４に対して、支持圧Ｐ３よりも低い低圧Ｐ１０が設定されることにより、外輪シリンダ６４への負荷が大きくなることを適切に抑制することができる。

【0080】

加圧脱水が開始されてから所定時間が経過した後において、加圧脱水が完了したと判定し、外輪シリンダ６４に対して、収縮する方向の圧力であって支持圧Ｐ３よりも高い下降圧Ｐ１１（高圧）を設定してもよい。これにより、加圧脱水が完了した後の引き抜き動作を円滑に行うことができる。

【0081】

外輪補助シリンダ６５による外輪１６の押圧時において、外輪補助シリンダ６５に対して圧抜きを行ってもよい。これにより、外輪補助シリンダ６５が外輪１６を押圧する際において外輪シリンダ６４にかかる負荷が大きくなることを抑制することができる。

【0082】

加圧脱水が完了したと判定した際において、外輪補助シリンダ６５に対して、伸長する方向の圧力を設定してもよい。これにより、加圧脱水が完了した後の引き抜き動作をより円滑に行うことができる。

【0083】

本実施形態に係る抄造基材３の製造方法は、上述した制御方法によりスラリー２を加圧脱水し、抄造基材３を得る工程を含んでいてもよい。このような製造方法によれば、適切に加圧脱水した抄造基材３を製造することができる。

【0084】

本実施形態に係るギヤの製造方法は、上述した抄造基材３の製造方法により抄造基材３を得る工程と、抄造基材３の外周面に歯を形成することによって、ギヤを得る工程と、を含んでいてもよい。このような製造方法によれば、適切に加圧脱水した抄造基材３から、適切にギヤを製造することができる。

【符号の説明】

【0085】

１…抄造機（脱水装置）、２…スラリー（液体原料）、３…抄造基材（抄造体）、１１…下型、１３…第２上型（上型）、１６…外輪、５０…制御装置、６４…外輪シリンダ、６５…外輪補助シリンダ。８０…外輪補助シャフト。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】