JP2003320497A - 湿式静水圧加圧成形用成形型及びそれを用いた湿式静水圧加圧成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】金属製外枠、ゴムスペーサーと上、下蓋のシー
ルを簡略化した湿式静水圧加圧成形型を提供する。 【解決手段】成形型１０に原料粉末９を充填して密封し
た後、高圧容器内の圧力媒体中に浸漬し、成形型１０の
外面に一様な等方圧を作用させて成形する湿式静水圧加
圧成形における成形型１０であって、金属製外枠１５
と、表面硬度（ショアＡ硬度）４０〜６５°のゴム製の
上、下蓋６、７と、金属製外枠１５の内側に入れ込む表
面硬度が８５〜９５°のゴムスペーサー２とから構成さ
れており、該ゴムスペーサー２の内側に製品と同様形状
の空間を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス等の
成形用粉末を成形する湿式静水圧加圧成形用成形型と、
その成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に湿式静水圧加圧成形は、図７に示
す高圧容器１６外で成形型１０に原料粉末９を充填して
密封した後、高圧容器１６内の圧力媒体１１中に直接浸
漬し成形型１０の外面に一様な等方圧を作用させて成形
していた。

【０００３】原料粉末９を充填した成形空間に圧力媒体
１１によって成形型１０の側面にあたる成形用ゴム型８
の外周側から圧縮することにより成形空間に充填された
原料粉末９を圧縮成形する湿式静水圧加圧成形である。

【０００４】また、平板状の製品については図６に示す
ように、金属製外枠１５とゴム製の下蓋７に原料粉末を
充填した後、ゴム製の上蓋６をかぶせて構成されるもの
が使用されていた。

【０００５】一般に平板状の製品の生加工においては、
単純形状の円盤状、角板状の成形体より必要な製品形状
にＮＣマシン等を使用して削り出す方法がとられてい
た。

【０００６】また、金属製外枠１５とゴム製の上、下蓋
６、７のシール方法は、一般的にテープ１３（エスロン
テープ）類が使用され巻き付ける方法がとられていた
（特開２０００−５２０９８公報参照）。

【０００７】従来、ゴム製の筒状体と金属製の蓋とで構
成される成形型において、両者の接触部分は、ゴムが破
れやすいため（耐久性を悪くする）、金属製の蓋の角部
に大きなＣ面を施していた。

【０００８】例えば、筒状の成形体を得る成形型は、図
８（Ａ）に示すように、ゴム製筒状体２２と、金属製の
上蓋６及び下蓋７と、ゴム製筒状体２２の中心に配置さ
れた芯材２３とからなる。また、上蓋６及び下蓋７の角
部にはテーパー部６ａ、７ａが形成されており、金属製
の上蓋６及び下蓋７がゴム製筒状体２２と接触してゴム
製筒状体２２が破れて水漏れが生じるのを防止する構造
となっている。

【０００９】そして、上記成形型１０に原料粉末９を充
填して密封した後、高圧容器１６内の圧力媒体中に浸漬
し、成形型１０の外面に一様な等方圧を作用させる。こ
の際、同図（Ｂ）に示すようにゴム製筒状体２２はゴム
製のため、上蓋６及び下蓋７のテーパー部６ａ、７ａに
ならい収縮するため、同図（Ｃ）に示すように得られた
成形体１は、その角部１ａが凸状となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図７におい
て、従来は高圧容器１６外で成形型１０に原料粉末９を
充填して密封した後、高圧容器１６内の圧力媒体中に直
接浸漬し成形型１０の外面に一様な等方圧を作用させて
成形する湿式静水圧加圧成形においては、ムダが多く、
生加工にも多くの時間を費やしていた。

【００１１】また、従来は、表面硬度が６５〜７５°の
比較的硬めの蓋を使用していたが成形体１の角部のカケ
やゴムにキレが発生し易く耐久性に問題があった。さら
に従来は、ゴムスペーサー２を使用する構造は無く、原
料粉末９のムダが多く、生加工にも多くの時間を費やし
ていた。

【００１２】さらに、製品形状と同様の形状を直接施し
た型を構成することはなく、１０°の抜きテーパーを付
けた単純形状の円盤、角板を成形した後、ＮＣマシン等
で削り出すという手間がかかっていた。

【００１３】またさらに、図６の金属製外枠１５とゴム
製上、下蓋６、７のシールにおいて、テープ１３をシー
ル材に使用し巻き付け、はがしを人の手で行っていたた
め、使い捨てとなっており、巻き付け、剥がしに時間を
費やしていた。

【００１４】また、図８における筒状体を得る成形型で
は、金属製の上蓋６、下蓋７とゴム製筒状体２２の接触
部分にテーパー部６ａ、７ａを形成しているものの、成
形を重ねるにつれ、ゴム製筒状体２２にキレや破れ等が
発生しやすい。

【００１５】さらに、下蓋７のテーパー部７ａによって
成形体の角部にもテーパー部１ａが形成され、成形クズ
が溜まりゴムのキレ、破れの原因の１つとなっていた。
また、成形クズが溜まることでゴム製筒状体２２の耐久
性を著しく悪くし、成形体１の取り出し後、成形型１０
の掃除に時間を費やしていた。

【００１６】本発明は、上述した課題に鑑みなされたも
のであって、その目的は、成形体１の形状を仕上げ製品
に近い形状に成形することで原料粉末９の使用量の削減
と共に、生加工時間の削減を行い、金属製外枠１５、ゴ
ム製筒状体２２と上、下蓋６、７のシールを簡略化する
ことである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の湿式静水圧加圧
成形用成形型は、成形型に原料粉末を充填して密封した
後高圧容器内の圧力媒体中に浸漬し、成形型の外面に一
様な等方圧を作用させて成形する湿式静水圧加圧成形に
おける成形型であって、金属製外枠と、表面硬度（ショ
アＡ硬度）４０〜６５°のゴム製の上、下蓋と、金属製
外枠の内側に入れ込む表面硬度が８５〜９５°のゴムス
ペーサーとから構成されており、該ゴムスペーサーの内
側に製品と同様形状の空間を形成したことを特徴とする
ものである。

【００１８】また、本発明の湿式静水圧加圧成形用成形
型は、成形型に原料粉末を充填して密封した後、高圧容
器内の圧力媒体中に浸漬し、成形型の外面に一様な等方
圧を作用させて成形する湿式静水圧加圧成形における成
形型であって、金属製外枠と、表面硬度（ショアＡ硬
度）４０〜６５°のゴム製の上、下蓋とから構成されて
おり、上記金属製外枠の内側の空間に７．５〜１２．５
°の抜きテーパー角度θを設けたことを特徴とするもの
である。

【００１９】さらに、本発明の湿式静水圧加圧成形用成
形型は、成形型に原料粉末を充填して密封した後、高圧
容器内の圧力媒体中に浸漬し、成形型の外面に一様な等
方圧を作用させて筒状体を成形する湿式静水圧加圧成形
用成形型であって、表面硬度（ショアＡ硬度）４０〜６
５°のゴム製筒状体と、金属製の上、下蓋、及び上記ゴ
ム製筒状体の中心に配置された芯材とからなり、上記ゴ
ム製筒状体の内周角部に角度βが１５〜２５°のテーパ
ー部を形成したことを特徴とするものである。

【００２０】またさらに、本発明の湿式静水圧加圧成形
用成形型は、上記金属製外枠またはゴム製筒状体と上、
下蓋とを、表面硬度４０〜７０°のゴムキャップとステ
ンレスバンドを使用してシールすることを特徴とするも
のである。

【００２１】さらにまた、本発明の湿式静水圧加圧成形
用成形型を用いて成形方法は、成形型に原料粉末を充填
して密封した後、高圧容器内の圧力媒体中に浸漬し成形
型の外面に一様な等方圧を作用させて成形することを特
徴とするものである。

【００２２】これにより、変形を無くし加工時間の削減
を実現すると共に、ゴム製筒状体の耐久性を飛躍的に向
上させたものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００２４】図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明
の湿式静水圧加圧成形装置において、成形型１０は、金
属製外枠１５とその内側に入れ込むゴムスペーサー２、
ゴム製の下蓋７、上蓋６から構成され、金属製外枠１５
の内側に入れ込むゴムスペーサー２の内側の空間形状は
製品と同様の形状を施したものであり、ゴムスペーサー
２内に原料粉末９を充填し、上蓋６をかぶせ密封した
後、高圧容器に投入し加圧を行う。

【００２５】そして、図１（Ｃ）、（Ｄ）に示す様に、
成形体１を得ることができる。

【００２６】通常の湿式静水圧加圧成形といえば、等方
加圧（パスカルの原理）を応用したもので無限多軸成形
といえるが、ここでの成形方法は、外側に金属（外枠）
を使用し上、下の蓋にゴム製を使用していると言うこと
で上、下からの圧力が充填された原料粉末９に伝わる。
一般的に金型プレスによる粉末成形が上、下からの圧力
伝達方法である様に、この成形方法は、”一軸成形方
法”という。

【００２７】本発明においては、湿式静水圧加圧成形に
おける湿式静水圧加圧成形用成形型を、金属製外枠１５
とゴム製の上、下蓋６、７及び金属製外枠１５の内側に
入れ込むゴムスペーサー２で構成し、ゴム製の上、下蓋
６、７は表面硬度（ショアＡ硬度）が４０〜６５°で、
ゴムスペーサー２は表面硬度（ショアＡ硬度）８５〜９
５°を使用する。

【００２８】また、本発明は円盤、角板状の成形体１で
複雑な形状品をリング状、角状の金属製外枠１５とゴム
製の上、下蓋６、７、及び金属製外枠１５の内側に入れ
込むゴムスペーサー２で構成する。

【００２９】ゴム製の上、下蓋６、７は、成形体１に及
ぼす悪い影響（カケ、割れ）が小さくなると共にゴムの
耐久性を向上させる作用をなす。ゴムの材質、硬度等考
慮する事でゴムが成形圧力を受けた際、適度に延び原料
粉末９に圧力を伝達するため、成形体１に密度差が発生
せず、また、成形体１表面の剥がれ、割れを防止でき
る。ここではゴムの種類は、天然ゴムまたはクロロプレ
ンゴムを使用している。

【００３０】また、金属製外枠１５の内側に製品形状に
近い形状が直接施されているため、製品に近い形状を型
崩れすることなく奇麗な成形体１を得ることができる湿
式静水圧加圧成形方法で、多様化する製品の中にあって
量産性の高い製品に対応するものである。

【００３１】ここで、表面硬度４０°未満のときは、ゴ
ムが柔らかすぎて直線的な形状が保てず、たわみ等が発
生し成形体１に変形が発生する。

【００３２】逆に、表面硬度が６５°を超えるものとす
ると、成形体１にカケ等が発生し易くなると共に、ゴム
が切れやすくなり耐久性に問題が起きる。

【００３３】本発明での成形型１０は図１（Ｂ）、
（Ｄ）に示すように、金属製外枠１５を使用しているた
め、左右（外径）側の圧力は遮断され上、下からの圧力
が原料粉末９とゴムスペーサー２へ伝達される。

【００３４】ゴムスペーサー２は、左右に押し潰される
かたちとなるが外径側は金属製外枠１５に矯正されてい
るため内側（中心）に向かっての動きとなる。

【００３５】そのため、原料粉末９には上、下、左右か
ら圧力が伝達されることになる。そこで、得られる成形
体１に大きな影響を与えるのがゴムスペーサー２の表面
硬度で、全ての成形用原料粉末９に対応できるゴムの表
面硬度としては８５〜９５°が最適である。

【００３６】ゴムスペーサー２に表面硬度８５〜９５°
を使用する効果としては、ゴムが成形圧力を受けた際、
適度に延び成形用原料粉末９に圧力を伝達するため、成
形体１に密度差が発生しない。

【００３７】また、表面硬度が比較的高いためゴムスペ
ーサー２に対して成形用原料粉末９が食い込むことも無
く、減圧するとゴムスペーサー２が復元し成形体１との
間に適度なスペースを作り取り出しが容易に行える。

【００３８】ゴムスペーサー２は、製作する製品形状に
あわせて貼り合わせ（接着剤等の利用）で容易に製作す
ることができる。ゴムスペーサー２の外側と金属製外枠
１５の内側を合わせてセッティングし、ゴムスペーサー
２内側は製作する製品形状に合わせて内側形状を決定
し、既存のゴム板を使用し削り出し、丸、四角、三角形
状と言わずいろんな複雑形状品に対応することができ、
成形型１０を製作する上で作業性の向上がはかれ、ゴム
スペーサー２を作り替えるだけで多様化する製品、量産
性の高い製品に効率よく対応でき、成形型１０の製作工
数の削減、製作日数の短縮が可能となる。

【００３９】ゴムスペーサー２の表面硬度が８５°未満
のものを使用すると、ゴムスペーサー２の表面が柔らか
くなり、圧縮成形時にゴムスペーサー２に対して成形用
原料粉末９が食い込み易く、ゴムスペーサー２と成形体
１との間に摩擦力が大きく働くため剥離や割れの原因と
なる。

【００４０】逆に、表面硬度９５°を超えたものを使用
すると、ゴムの伸びがほとんどないため、成形圧力が成
形体１に伝わらず、成形体１中心部と外辺部において密
度差が生じる。更に加圧成形後の成形体１の取り出しに
おいて成形体１とゴムスペーサー２にくっ付きが発生し
成形体１に剥がれが発生したり成形体１の取り出しが不
可能になったりする。

【００４１】また、本発明の他の実施形態として、図２
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、金属製外枠１５と、表面
硬度（ショアＡ硬度）４０〜６５°のゴム製の上、下蓋
６、７とから構成されており、上記金属製外枠１５の内
側の空間に７．５〜１２．５°の抜きテーパー角度θを
設けた。

【００４２】この成形方法で重要なのが成形完了後の製
品の取り出し作業である。成形加圧時、成形用粉末９に
は、上、下からの圧力が加わると共に金属製外枠１５の
内側に押し付ける様な力が加わる。そのため、成形体１
が金属製外枠１５の内側へくっ付きやすくなる。そこ
で、重要になるのが金属製外枠１５に設けた抜きテーパ
ー角度θである。

【００４３】本発明の装置においては、図２に示すよう
に、リング状、角板状の金属製外枠１５の内側に、製品
形状と同様の形状を直接施し抜きテーパーとして７．５
〜１２．５°の角度θを付けた型を構成しており、リン
グ状・角板状の金属製外枠１５の内側に製品形状と同様
の形状を施すことにより成形体１を、より製品形状に近
い形状に成形することができる。

【００４４】これにより、成形完了後、成形体１の取り
出しが容易に行えることとなるとともに、製品に近い形
状を形崩れすることなく奇麗な成形体１を得ることがで
き、量産性の高い製品に対して、金属製外枠１５の内側
に直接形状を施すことで長期間、形くずれなく使用する
ことが出来、成形体１の形状を仕上げ製品に近い形状に
成形することで原料粉末９の使用量を削減すると共に、
生加工時間の削減を行うことができる。

【００４５】抜きテーパー角度θを７．５°未満とした
場合、成形用粉末９の種類によって離形性に若干の差が
発生し、金属製外枠１５の内側と成形体１の間に、くっ
付きがおこり取り出す際に、剥がれが出たり取り出しが
できなくなる。

【００４６】逆に、抜きテーパー角度θが１２．５°を
超えると、成形体１の取り出しは容易に行えるが、生加
工（切削加工）時、削り代が多くなり原料にムダが発生
すると共に、加工時間が増える。なお、抜きテーパー角
度θの測定においては、分度器等によって測定できる。

【００４７】次いで、本発明の他の実施形態として筒状
の成形体を得るための成形型について図５に基いて説明
する。

【００４８】この成形型は、図５に示すように表面硬度
（ショアＡ硬度）４０〜６５°のゴム製筒状体２２と、
金属製の上蓋６、下蓋７、鋼管２１、及び上記ゴム製筒
状体２２の中心に配置された芯材２３とからなる。

【００４９】そして、原料粉末９を充填して密封した
後、高圧容器内の圧力媒体中に浸漬し、成形型１０の外
面に一様な等方圧を作用させることによって、図６に示
すような筒状の成形体１を得ることができる。

【００５０】ここで、上記ゴム製筒状体２２の内周角部
に角度βが１５〜２５°のテーパー部２２ａを形成する
ことが重要であり、得られる成形体１は従来のように角
部が凸状に変形することはなく、成形体１に加工を施す
際の時間を大きく短縮することができるとともに、ゴム
製筒状体２２と下蓋７との境界部に成形クズが残留する
ことはなく、ゴム製筒状体２２のテーパー部２２ａの厚
みが大きいため、ゴム製筒状体２２と上蓋６、下蓋７と
の接触によってもキレ等が生じるのを有効に防止して耐
久性の高い成形型１０を得ることができる。

【００５１】上記ゴム製筒状体２２のテーパー部２２ａ
の角度βが１５°未満になると、ゴム製筒状体２２の耐
久性は向上するものの、成形体１の両端面の角部におけ
る変形は十分に改善されない。

【００５２】逆に、テーパー部２２ａの角度βが２５°
を超えると、成形体１の角部が凸状に変形することは無
くなるものの、逆に図７に示すように凹状に変形が発生
するため、必要な製品寸法が取れない状況が発生してし
まう。

【００５３】したがって、上記テーパー部２２ａの角度
βは１５〜２５°とすることが好ましく、特に角度βを
２０°にすると、成形体１の両端面の角部の変形が無く
なり、成形クズもほとんど残留することはない。

【００５４】ここで、図１、図２及び図５に示す湿式静
水圧加圧成形装置におけるシール方法として、図３に示
すように従来の図８に示すテープ１３に変わり、ゴムキ
ャップ３とステンレスバンド４を使用してシールする新
しい方法で、図１、図２に示す成形型の金属製外枠１５
とゴム製の上、下蓋６、７、図５示す成形型のゴム製筒
状体２２と上、下蓋６、７のシールを表面硬度４０〜７
０°のゴムキャップ３を使用してシールし、成形体１を
得る方法である。ここでゴムの種類は、同様に天然ゴム
またはクロロプレンゴムを使用することが好ましい。

【００５５】従来はテープ１３を使用して巻き付けてい
たが、テープの巻き付け・剥がしに時間を費やしていた
上、テープが使い捨て状態であったのに対し、図３にお
いては、表面硬度４０〜７０°のゴムキャップ３を使用
するだけでシールを可能にし、成形体１を得ることがで
きる。

【００５６】表面硬度４０〜７０°のゴムキャップ３を
使用してシールすることにより、金属製外枠１５とのな
じみが良く水漏れも無く、奇麗な成形体１を得ることが
でき、ホ−スバンドと電動ドリルを使用し締め付ける事
でシール材の再利用が可能となり、同時に巻き付け・取
り外しが自動化できセット時間の削減ができる。

【００５７】上記表面硬度が４０°未満のゴムキャップ
３及びステンレスバンド４を使用してシールすると、ゴ
ムの伸びが良くワレやキレが出難くなり耐久性が良くな
るが、柔らかすぎて保形性に問題があると共に、一般的
にあまり製造されていないため、製作するにおいては費
用が割高となる。

【００５８】逆に、表面硬度７０°を超えるゴムキャッ
プ３及びステンレスバンド４を使用してシールすると、
ゴムのシール性・耐久性は良くなるがゴムの表面硬度が
高いため、人の手作業が困難になり、ゴムの保形性は良
くなるが電動式ドリルを使用し締め付けた際、ゴムのワ
レやキレが発生し易く耐久性に問題がある。電動式ドリ
ルで締め付けるため、これ以上のゴム硬度でもシール
（固定）は可能であるがゴムの耐久性・ゴムのワレやキ
レが発生し易いため、不向きである。

【００５９】また湿式静水圧加圧成形装置における他の
シール方法として、図４に示すように、ゴム型８とゴム
製の上、下蓋６、７のシールを表面硬度４０〜６０°の
ゴムキャップ３を使用してシールし、成形体１を得る方
法を発明した。これにより、ゴム型８とのなじみが良
く、水漏れも無く奇麗な成形体１を得ることができる。
ここでも上述と同様にゴムキャップ３の表面硬度は４０
°〜７０°とすることが好ましい。

【００６０】さらに、内径サイズの違うゴムキャップ３
については、全ての内径サイズにおいて、ゴムの肉厚に
関係なくゴムキャップ３の深さが５０ｍｍ以下の蓋は、
水がしみてシール不可能となる。また、ゴムの肉厚が
０．５ｍｍでは、ゴムキャップ３の深さが７５ｍｍにな
ると成形は可能であるが取扱いで引っ掛けたりし破って
しまうことになる。

【００６１】逆に、ゴムの肉厚を２ｍｍ、２．５ｍｍと
厚くしていくと引っ掛けたり等してゴムを破ることはな
くなるが、肉厚が厚くなった分、ゴムが硬くなりセッテ
ィングに多くの時間を費やしてしまう。ゴムキャップ３
の深さが７５ｍｍ以上ともなると人の力ではセッティン
グ出来なくなってしまう。

【００６２】以上のことからゴムキャップ３の取り付け
・剥がし等の作業性、破れ等の耐久性から見ると、その
肉厚は、１〜１．５ｍｍがよく、ゴムキャップ３の深さ
については１００ｍｍ以上が最適である。

【００６３】この結果、ゴムの厚みは１．０〜１．５ｍ
ｍ、かぶせる深さは１００〜１２５ｍｍが良いことが解
る。ゴムの厚みが０．５ｍｍになるとゴム型８との密着
性や取扱いは容易になるが、破れや耐久性に問題があ
る。

【００６４】厚みを２．０ｍｍ、２．５ｍｍと厚くして
いくと、取り付け・取り外しにかなり時間を費やすと共
に、取扱いが困難になる。機械的な力を借りないとセッ
ティングが困難になる。

【００６５】以上の結果より、ゴムの厚みは１〜１．５
ｍｍ、かぶせる深さは、１００ｍｍ以上が良い。この範
囲を超えるとゴムキャップ３の耐久性が悪くなったり、
取り付け・取り外しにかなりの時間を費やし作業性が悪
くなる。作業性を上げるためには、機械化など設備導入
が必要となり経費負担増となる。

【００６６】以上、高圧容器外で成形型１０に原料粉末
９を充填して密封した後高圧容器内の圧力媒体中に直接
浸漬し成形型１０の外面に一様な等方圧を作用させて成
形する湿式静水圧加圧成形において、上記のいずれかの
成形型１０に原料粉末９を充填して密封した後、高圧容
器内の圧力媒体中に浸漬し成形型１０の外面に一様な等
方圧を作用させて成形することにより、成形型１０を製
作する上での上作業性の向上がはかれ、成形完了後成形
体１の取り出しが容易に行え、ゴム型８とのなじみが良
く水漏れも無く奇麗な成形体１を得ることができる等の
効果を得ることができる。

【００６７】なお、ゴム硬度はＪＩＳ Ｋ６２５３・Ｊ
ＩＳ Ｋ７２１５・ＡＳＴＭ Ｄ２２４０等（タイプ
Ａ）のゴム硬度測定器を用いて測定を行った。

【００６８】本発明の湿式静水圧加圧成形用成形型は、
上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。

【００６９】

【実施例】（実験例１）まず、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示
す、ゴム製上、下蓋６、７のゴム硬度評価試験を行っ
た。金属製外枠１５にゴム製下蓋７を取り付け、その
後、原料粉末９を充填しゴム製の上蓋６を取り付けて成
形を実施した。

【００７０】上記ゴム製の上、下蓋６、７の硬度を５タ
イプ準備し、交互に成形を実施、成形体１の変形状態・
ゴム製の蓋の破損状態（ゴムの切れ・ムシレ等）を確認
した。

【００７１】蓋サイズはφ４７０ｍｍ×φ４４０ｍｍ
（段径）×厚み５０ｍｍとし、ゴムの表面硬度としては
３５°、４０°、５５°、６５°、７０°の５タイプの
蓋を各２枚準備し交互に成形テストを実施した。試験結
果を表１に示す。

【００７２】表１の結果より、ゴムの表面硬度が３５°
の場合は、ゴムの伸びが大変よく成形体１の生密度のバ
ラツキも無く、カケも発生せず綺麗な成形体１を得る事
が出来た。ただし、あまりにも柔らかすぎて直線的な形
状を保つことが出来ず、たわみが発生した。そのため、
成形体１が変形を起こし原料粉末９にムダを発生させた
と共に生加工時間に時間を費やす事となった。また、金
属製外枠１５にゴム製の蓋を取り付ける時も柔らか過ぎ
てハンドリングする際、安定せず型のセッティングにも
手間取ってしまった。

【００７３】ゴムの表面硬度が４０°の場合は、ゴムの
伸びが良く成形体１の生密度のバラツキも小さい上、カ
ケも発生しにくい状況であった。しかし、柔らかすぎて
直線的な形状を保つことが出来ずたわみが発生する。変
形しただけ原料粉末９にムダが発生すると共に、生加工
時間が余計にかかった。

【００７４】ゴムの表面硬度が７０°以上の場合は、硬
度が高いため直線的な形状は保たれていたがゴムの伸び
が小さいため金属面付近の生密度が低くなる。

【００７５】ゴムの表面硬度が６５°の場合は、比較的
ゴム硬度が高いため直線的な形状は保たれ成形体１の密
度差も小さい物を得ることが出来た。ただし、蓋に若干
の切れが発生しており耐久性に若干の問題があった。

【００７６】成形体１のカケ・変形・密度差など全てを
クリアーできるのは、ゴム硬度が５５°の場合であっ
た。

【００７７】

【表１】

【００７８】（実験例２）次に、図１（Ａ）〜（Ｄ）に
示す、ゴムスペーサー２のゴム硬度評価試験を実施し
た。上、下蓋６、７には表面硬度５５°のゴムを使用し
た。ゴムスペーサー２の表面硬度には６０°、７５°、
８５°、９０°、９５°、１００°の６タイプを準備
し、交互に成形テストを実施し成形体１の状況を確認し
た。結果を表２に示す。

【００７９】表２の結果より、ゴムの表面硬度が６０°
以下の場合、一般的に成形性の比較的良いアルミナ等で
は綺麗な成形体１を得ることができる場合もあるがその
他の原料ではカケ・割れが発生し易い状態であった。

【００８０】特に４０°以下は、成形性が悪い。ゴム硬
度が低いため、全般的に原料粉末９がゴムスペーサー２
に食い込み、摩擦抵抗を増すために、カケ・割れが多発
した。

【００８１】ゴムの表面硬度が７５°の場合は、一般的
に成形性の悪い一部の原料を除き成形は可能である。そ
のため、原料粉末９の種類によってゴムスペーサー２の
硬度を使い分けしないといけなくなる。製作する個数が
増え経費増となる。

【００８２】成形体１のカケ・割れ・くっ付き等が発生
しなかったのは、ゴム硬度が８５°〜９５°の場合であ
った。製品の取り出しもスムーズに出来、効率良く作業
を行えた。ゴムスペーサー２の表面硬度が１００°にな
ると成形体とゴムスペーサー２にくっ付きが発生し、成
形体１の取り出しが出来なくなった上、成形体１に密度
差が発生し製品として使えなくなった。

【００８３】

【表２】

【００８４】（実験例３）ついで、図２に示す、金属製
外枠１５の抜きテーパー角度の評価試験を行った。表面
硬度５５°のゴムからなる上、下蓋６、７を用い、金属
製外枠１５の抜きテーパー角度θは、０°、５°、７、
５°、１０°、１２．５°、１５°を準備し、交互に成
形テストを実施した。

【００８５】結果を表３に示す。

【００８６】表３の結果より、抜きテーパー角度θが５
°以下の型で成形を行うと成形用原料粉末９が金属とく
っ付き剥がれが発生したり、完全にくっ付いてしまい成
形体１を破壊しないと取り出すことが出来ない状況であ
った。

【００８７】抜きテーパー角度θが１０°以上になると
成形体１のくっ付きやカケは発生せず綺麗な成形体１を
得ることが出来た。しかし、その中で１５°になると確
かにうまく取り出すことは出来たがテーパー角度が大き
いため、生加工時間に時間を費やしたと共に、原料粉体
９にムダを発生させた。以上のことから、抜きテーパー
角度θとして最適なのは、７．５〜１２．５°であっ
た。

【００８８】

【表３】

【００８９】（実験例４）ついで、外径φ５３０ｍｍ、
内径φ５０ｍｍの表面硬度５０°のゴムからなり、内周
角部に角度β０°、１０°、１５°、２０°、２５°、
３０°のテーパー部２２ａを形成したゴム製筒状体２２
と、鋼管２１、割管２４、φ４００ｍｍの芯材２３金属
製の上、下蓋６、７からなる成形型１０を用いて筒状の
成形体を得る成形テストを行った。

【００９０】比較例として、上記ゴム製筒状体２２のテ
ーパー部２２ａを形成しない成形型を用いた同様な成形
テストを行った。

【００９１】結果を表４に示す。

【００９２】表４の結果より、角度βが１０°以下のテ
ーパー部２２ａを有する成形型１０で成形を行うと成形
体１の両端面の角部に凸部分１ａの変形が発生する。成
形・生加工時間にムダを発生させると共にゴム製筒状体
２２の耐久性に問題があった。逆に、角度βが３０°を
超えると成形体１の角部に凹が発生し製品寸法が取れな
いことが発生した。以上の様な事からゴム製筒状体２２
の内径側に金属製の蓋との接触部分に角度β１５°〜２
５°のテーパー部２２ａを形成するのが最適である。

【００９３】

【表４】

【００９４】（実験例５）次に、図３に示すゴムキャッ
プ３の評価試験を行った。ゴムの内径サイズφ３００ｍ
ｍ、φ５００ｍｍ、φ７００ｍｍの３種類について、ゴ
ムの肉厚を５ｍｍ、キャップの深さを６０ｍｍとしたも
のを作成した。上記サイズの３種類を各１個準備し、成
形テストを実施した。結果を表５に示す。

【００９５】表５の結果より、ゴムのサイズ・ゴムの表
面硬度を変えながら試験を実施したが、成形型１０の中
に水等が入り成形が出来ないものは発生しなかった。し
かし、ゴムの表面硬度が７０°を超えると使用している
うちにワレの様なものが発生し耐久性の面で問題であっ
た。

【００９６】ゴムの表面硬度が４０°未満になると柔ら
かく外枠とのなじみもよく良い状態であったがサイズが
φ５００ｍｍ、φ７００ｍｍと大きくなるにつれて作業
性が悪くなった。保形性が悪いため２人で作業をしたり
効率面で問題があった。それと、一般的にあまり使用さ
れていないため、製作するにおいて費用が割高となる。
以上の様なことからゴムキャップ３のゴムの表面硬度
は、４０°〜７０°が最適である。

【００９７】

【表５】

【００９８】（実験例６）次に、図４に示す成形方法の
シール評価試験を実施した。ゴムの内径サイズをφ１０
０ｍｍ、φ１５０ｍｍ、φ２００ｍｍの３種類とし、ゴ
ムの肉厚を１．５ｍｍ、キャップの深さを１００ｍｍと
したサンプルを作成して、上記サイズの３種類を各１個
準備し成形テストを実施した。結果を表６に示す。

【００９９】表６の結果より、ゴムのサイズ・ゴムの表
面硬度を変えながら試験を実施したが、成形型１０の中
に水等が入り成形が出来ないものは発生しなかったが、
ゴムの表面硬度が７０°を超えると大変作業性が悪かっ
た。ゴムが硬いためゴムを広げたり、引っ張ったりする
ことが難しく人の手作業ではセッティング不可能の状態
であった。ゴムの表面硬度が６０°になると若干不自由
は感じたが作業状の問題はなかった。

【０１００】ゴムの表面硬度が４０°未満になると柔ら
かく広げたり、引っ張ったりすることが簡単で作業性は
良かったが、一般的にあまり使用されていないため、製
作するにおいて費用が割高となる。以上の様なことから
ゴムキャップ３のゴム硬度は、４０〜６０°が最適であ
る。

【０１０１】

【表６】

【０１０２】

【発明の効果】本発明では、成形型に原料粉末を充填し
て密封した後高圧容器内の圧力媒体中に浸漬し、成形型
の外面に一様な等方圧を作用させて成形する湿式静水圧
加圧成形における成形型であって、金属製外枠と、表面
硬度（ショアＡ硬度）４０〜６５°のゴム製の上、下蓋
と金属製外枠の内側に入れ込む表面硬度が８５〜９５°
のゴムスペーサーとから構成されており、該ゴムスペー
サーの内側に製品と同様形状の空間を形成したことによ
り、ゴムの材質・硬度等考慮する事でゴムが成形圧力を
受けた際、適度に延び原料粉末に圧力を伝達するため、
成形体に密度差が発生せず、また、成形体表面の剥がれ
・割れを防止出来、ゴムスペーサーを作り替えるだけで
多様化する製品、量産性の高い製品に効率よく対応で
き、成形型の製作工数の削減・製作日数の短縮が可能と
なる。

【０１０３】また、成形型に原料粉末を充填して密封し
た後、高圧容器内の圧力媒体中に浸漬し、成形型の外面
に一様な等方圧を作用させて成形する湿式静水圧加圧成
形における成形型であって、金属製外枠と、表面硬度
（ショアＡ硬度）４０〜６５°のゴム製の上、下蓋とか
ら構成されており、上記金属製外枠の内側の空間に７．
５〜１２．５°の抜きテーパー角度θを設けたことによ
り、金属製外枠の内側に製品形状に近い形状が直接施さ
れているため、製品に近い形状を型崩れすることなく奇
麗な成形体を得ることができ、多様化する製品の中にあ
って量産性の高い製品に対応することができる。

【０１０４】さらに、成形型に原料粉末を充填して密封
した後、高圧容器内の圧力媒体中に浸漬し、成形型の外
面に一様な等方圧を作用させて筒状体を成形する湿式静
水圧加圧成形用成形型であって、表面硬度（ショアＡ硬
度）４０〜６５°のゴム製筒状体と、金属製の上、下
蓋、及び上記ゴム製筒状体の中心に配置された芯材とか
らなり、上記ゴム製筒状体の内周角部に角度βが１５〜
２５°のテーパー部を形成したことより、成形体の変形
が飛躍的に改善される共に、ゴム製筒状体の耐久性が向
上する。また、生加工においても変形した凸部分を取り
除くのに多くの時間を費やしていたが本発明により行程
のムダを無くすことができる。

【０１０５】またさらに、上記金属製外枠またはゴム製
筒状体とゴム製上、下蓋とを、表面硬度４０〜７０°の
ゴムキャップとステンレスバンドを使用してシールする
ことにより、金属製外枠とのなじみが良く水漏れも無
く、奇麗な成形体を得ることができ、ホ−スバンドと電
動ドリルを使用し締め付ける事でシール材の再利用が可
能となり、同時に巻き付け・取り外しが自動化できセッ
ト時間の削減ができる。

【０１０６】そして、上記いずれかに記載の成形型に原
料粉末を充填して密封した後、高圧容器内の圧力媒体中
に浸漬し成形型の外面に一様な等方圧を作用させて成形
する湿式静水圧加圧成形方法を用いることにより、成形
型を製作する上で経費・製作日数等において大きなメリ
ットがある上作業性の向上がはかれる、成形完了後成形
体の取り出しが容易に行える、ゴム製の型とのなじみが
良く水漏れも無く奇麗な成形体を得ることができる等の
優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の湿式静水圧加圧成形用成形型
を示す平面図、（Ｂ）はその断面図、（Ｃ）は同図
（Ａ）の成形型を用いた成形後の平面図、（Ｄ）はその
断面図である。

【図２】（Ａ）は本発明の湿式静水圧加圧成形用成形型
の他の実施形態を示す平面図、（Ｂ）はその断面図であ
る。

【図３】本発明の湿式静水圧加圧成形用成形型のシール
方法を示す断面図である。

【図４】本発明の他の湿式静水圧加圧成形用成形型のシ
ール方法を示す断面図である。

【図５】（Ａ）は本発明の筒状成形体を得る湿式静水圧
加圧成形用成形型の断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）
の湿式静水圧加圧成形用成形型で得られた筒状成形体の
断面図であり、（Ｃ）はゴム製筒状体のテーパー部の角
度βが大きくなったときの筒状成形体の断面図である。

【図６】従来の金属製外枠とゴム製の下蓋を使った湿式
静水圧加圧成形用成形型を示す断面図である。

【図７】従来の高圧容器内の圧力媒体中に成形型を直接
浸漬し成形する湿式静水圧加圧成形を示す断面図であ
る。

【図８】（Ａ）は従来の筒状成形体を得る湿式静水圧加
圧成形用成形型の断面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の
湿式静水圧加圧成形用成形型を用いて加圧成形したとき
の成形体とゴム製筒状体の動きを示す断面図、（Ｃ）は
同図（Ａ）の湿式静水圧加圧成形用成形型で得られた筒
状成形体の断面図である。

【符号の説明】

１：成形体 ２：ゴムスペーサー ３：ゴムキャップ ４：ステンレスバンド ６：上蓋 ７：下蓋 ８：ゴム型 ９：原料粉体 １０：成形型 １１：圧力媒体 １３：テープ １５：金属製外枠 θ：抜きテーパー角度 １６：高圧容器 ２１：鋼管 ２２：ゴム製筒状体 ２３：芯材 ２４：割管 β：テーパー部の角度

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形型に原料粉末を充填して密封した後、
   高圧容器内の圧力媒体中に浸漬し、成形型の外面に一様
   な等方圧を作用させて成形する湿式静水圧加圧成形にお
   ける成形型であって、金属製外枠と、表面硬度（ショア
   Ａ硬度）４０〜６５°のゴム製の上、下蓋と、金属製外
   枠の内側に入れ込む表面硬度が８５〜９５°のゴムスペ
   ーサーとから構成されており、該ゴムスペーサーの内側
   に製品と同様形状の空間を形成したことを特徴とする湿
   式静水圧加圧成形用成形型。
2. 【請求項２】成形型に原料粉末を充填して密封した後、
   高圧容器内の圧力媒体中に浸漬し、成形型の外面に一様
   な等方圧を作用させて成形する湿式静水圧加圧成形にお
   ける成形型であって、金属製外枠と、表面硬度（ショア
   Ａ硬度）４０〜６５°のゴム製の上、下蓋とから構成さ
   れており、上記金属製外枠の内側の空間に７．５〜１
   ２．５°の抜きテーパー角度θを設けたことを特徴とす
   る湿式静水圧加圧成形用成形型。
3. 【請求項３】成形型に原料粉末を充填して密封した後、
   高圧容器内の圧力媒体中に浸漬し、成形型の外面に一様
   な等方圧を作用させて筒状体を成形する湿式静水圧加圧
   成形用成形型であって、表面硬度（ショアＡ硬度）４０
   〜６５°のゴム製筒状体と、金属製の上、下蓋、及び上
   記ゴム製筒状体の中心に配置された芯材とからなり、上
   記ゴム製筒状体の内周角部に角度βが１５〜２５°のテ
   ーパー部を形成したことを特徴とする湿式静水圧加圧成
   形用成形型。
4. 【請求項４】上記金属製外枠またはゴム製筒状体と上、
   下蓋とを、表面硬度４０〜７０°のゴムキャップとステ
   ンレスバンドを使用してシールすることを特徴とする請
   求項１乃至３の何れかに記載の湿式静水圧加圧成形用成
   形型。
5. 【請求項５】請求項１乃至４の何れかに記載の成形型に
   原料粉末を充填して密封した後、高圧容器内の圧力媒体
   中に浸漬し成形型の外面に一様な等方圧を作用させて成
   形することを特徴とする湿式静水圧加圧成形方法。