JP3333416B2

JP3333416B2 - 加圧成形装置

Info

Publication number: JP3333416B2
Application number: JP02086597A
Authority: JP
Inventors: 久雄松野; 孝山口; 康弘岡田; 隆樋山
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1997-02-03
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2017-02-03
Also published as: JPH10217218A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は加圧成形装置に関
し、さらに詳しくは、セラミックス製成形体、特にセラ
ミック製編織物等のセラミックス繊維製品で強化された
セラミックス製成形体を製造することのできる加圧成形
装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来から、セラミック
スは、耐熱性及び高温高強度性に優れているので、加熱
炉スキッドボタン及び加熱炉ラジアントチューブ等のよ
うな製鉄製鋼用部材、セッター、炉芯管、均熱管及び坩
堝管等のような半導体及び耐熱材製造用治具、ガスター
ビン、スターリングエンジン、レシプロエンジン及び排
気管等のような熱機関用耐熱材等の構造材として広く用
いられる。

【０００３】これら、及びこれらの外の構造体は、簡単
に言うと、たとえば次のようにして製造されている。セ
ラミック粒子体をたとえば水などの分散媒中に分散して
セラミックスラリーを調製し、そのセラミックスラリー
を、金型内の空間に流し込む。金型内の空間に流し込ま
れたセラミックスラリーにおいては、セラミックスが自
然に沈降する。沈降したセラミックの上層に形成される
上澄みを適宜の手段で排出する。その結果、所定の時間
が経過すると、金型内に湿ったセラミック成形体が形成
される。このセラミック成形体を金型から取りだし、乾
燥し、焼結することにより前記構造体が製造される。

【０００４】一方、セラミックス製の構造体の欠点は、
脆いことである。たとえば、陶器に衝撃を与えると容易
に砕けてしまうことからも、セラミックス製の構造体の
脆さを容易に理解することができる。耐熱性を有するこ
とを理由に高熱ガスの流通する管体の内壁をセラミック
スでライニングし、あるいはセラミックス製の管体で高
熱ガス流通管の内側管を形成することはしばしばあるこ
とであるが、そのような箇所に用いられたセラミックス
製の構造体が強い衝撃を受けて破損すると、破損した破
片が高熱ガスの流通と共に下流側に飛散し、飛散した破
片が下流側領域における各種の部材を破損すると言う二
次的な、しかも重大な問題を生じる。したがって、セラ
ミック製の構造体が、高熱ガスの流通路に利用されるこ
とのみならず種々の部位に用いられる場合において、そ
の脆さを如何に解決するかも大きな問題になっている。

【０００５】この発明は前記事情に基づいて完成され
た。この発明の目的は、高い靱性を備えた最終的なセラ
ミックス製品を製造するためのセラミック成形体であ
り、かつセラミック製の編織布で強化されたセラミック
成形体を製造することのできる加圧成形装置を提供する
ことにある。

【０００６】この発明の目的は、編織布で強化されたセ
ラミック成形体を簡単かつ迅速に製造することのできる
加圧成形装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】課題を解決するためのこ
の発明の手段は、加圧媒体の圧入可能な加圧室を有する
圧力容器と、内部にセラミックスラリーを収容すること
ができるセラミックスラリー収容室を有し、前記加圧室
内に配置される弾性部材製の圧力伝達部材と、前記加圧
室内に加圧媒体を圧入する加圧媒体供給手段と、前記セ
ラミックスラリー収容室内に収容され、セラミックスラ
リー中の液体を吸収することができ、その外周面にセラ
ミック製繊維製品で被覆された、前記加圧媒体による加
圧で変形不能な多孔質体と、この多孔質体に吸収された
液体を減圧により吸引して多孔質体中の液体を排除する
液体吸引手段とを有することを特徴とする加圧成形装置
であり、この発明の好適な態様においては、前記セラミ
ック製繊維製品として、セラミック繊維で形成された
糸、セラミック繊維で形成された糸を編んでなる編み
物、セラミック繊維で形成された糸を織ってなる織物、
セラミックス繊維で形成されてなる不織布、及びセラミ
ック繊維の集合体よりなる群から選択される少なくとも
一種を挙げることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】

（具体的説明）この発明の加圧成形装置の一実施例につ
いて図面を参照しながら具体的に説明する。

【０００９】図１に示されるように、この発明の一例と
しての加圧成形装置１は、圧力容器２と、圧力伝達部材
２Ａと、加圧媒体供給手段３と、多孔質体４と、液体吸
引手段５とを有する。

【００１０】圧力容器２は、上端に向かって開口する開
口部、円形の底面、及び円筒形の内周面で形成される凹
陥部を備えた容器本体６と、前記開口部に液密に装填さ
れ、かつその開口部を閉鎖する蓋部材７とを有する。

【００１１】圧力容器２における加圧室８は、前記蓋部
材７を前記開口部を閉鎖したときにその蓋部材７の底面
と凹陥部とで形成される空間である。この加圧室８内に
は、後に詳述する加圧媒体供給手段３により加圧媒体が
圧入されるので、加圧媒体を加圧室８内に供給し、圧入
するための加圧媒体供給口が開口する。この加圧媒体供
給口は、蓋部材７の底面、容器本体６の底面及び容器本
体６の内周面のいずれにも形成することができるのであ
るが、図１に示される圧力容器２においては、容器本体
６の内周面に開口する。

【００１２】加圧室８の大きさは、次に述べる圧力伝達
部材２Ａを収容するに足る大きさであり、圧力伝達部材
２Ａの大きさに応じて適宜に決定される。

【００１３】この発明の加圧成形装置１においては、加
圧室８内に圧入された加圧媒体の圧力は、製造しようと
するセラミック成形体におけるセラミックスの種類、セ
ラミックスラリーにおけるセラミックスの濃度等に応じ
て適宜に決定されるのであるが、通常１〜１００ｋｇｆ
／ｃｍ² Ｇ、好ましくは４０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇの
範囲である。このような高圧の加圧媒体が加圧室８に圧
入されるのであるから、この圧力容器２は前記高圧に耐
える材質で形成され、また圧力容器２の開口部と蓋部材
７との隙間から前記高圧の加圧媒体が漏出しないように
適宜のシール構造が採用され、容器本体６の開口部から
蓋部材７が高圧の加圧媒体により外れないように容器本
体６の開口部に対する蓋部材７の取り付け機構が採用さ
れる。

【００１４】加圧媒体供給手段３は、加圧成形時に加圧
室８内に加圧媒体供給口を通じて加圧媒体を圧入し、加
圧成形の終了後に加圧室８内から加圧媒体を除去するよ
うに形成される。この実施例においては、加圧媒体供給
手段３は、加圧室８内に加圧媒体供給口が開口するよう
に容器本体６を貫通して設けられた加圧配管９と、その
加圧配管９に加圧媒体を供給する昇圧ポンプＰ２とを有
する。また、この加圧媒体供給手段３は、圧力が問題と
なる種々の装置に設けられているように、加圧室８内に
圧入された加圧媒体の圧力を示すゲージも有している。

【００１５】前記圧力伝達部材２Ａは、一端に形成され
た開口部と、その開口部に対応する底部と、その開口部
と底部との間に形成された円筒状の内周面部とを有して
全体として円筒形をなす容器１０と、前記開口部に液密
に装着され、かつ前記開口部を閉鎖する蓋体１１とを備
える。この容器１０は弾性部材で形成される。この実施
例においては、前記容器１０は弾性部材たとえばゴムで
形成され、前記蓋体１１は金属で形成されている。な
お、この容器１０は圧力を伝達する機能ないし作用を有
するので、圧力伝達容器１０と称しても良い。

【００１６】この容器１０の厚みは、所定量のセラミッ
クスラリーを充填したときに自らの形状を保持すること
ができるに足る寸法を有し、かつ、座屈しない程度の高
さを有する。この容器１０の大きさは、形成しようとす
るセラミック成形体の大きさに応じて適宜に決定され
る。

【００１７】この容器１０の開口部に蓋体１１を装着す
ることにより容器１０内に形成される密閉空間により、
セラミックスラリーを収容するセラミックスラリー収容
室１２が形成される。なお、このセラミックスラリー収
容室１２の全空間にセラミックスラリーが充填されるわ
けではない。このセラミックスラリー収容室１２には、
多孔質体４も収容される。多孔質体４については後述す
る。

【００１８】セラミックスラリー収容室１２の内部形状
は製造しようとするセラミック成形体の形状に応じて決
定される。この実施例においては、円筒状の外周面を有
し、一端を開口し、他端を底面とする有底の円筒体であ
るセラミック成形体を製造するのであるから、セラミッ
クスラリー収容室１２の内部形状は円筒体である。見方
を変えると、このセラミックスラリー収容室の内部形状
は、製造しようとするセラミック成形体の外部形状を形
作ることができるように、設計される。たとえばセラミ
ック成形体の外部形状が球状であれば、内部形状が球状
であるセラミックスラリー収容室を採用するのが良く、
セラミック成形体の外部形状が楕円体状であれば、内部
形状が楕円体であるセラミックスラリー収容室を考慮す
るのが良い。また、セラミック成形体は常に回転対称体
である必要もなく、セラミック成形体の用途に応じて様
々の異形の外部形状を取り得るから、セラミックスラリ
ー収容室の内部形状は、セラミック成形体の外部形状に
倣うように設計される。なお、加圧成形後に、セラミッ
ク成形体と多孔質体４との一体物を圧力伝達部材２Ａか
ら分離する必要があるので、分離操作を容易にすること
ができるように、圧力伝達部材２Ａの一部を形成する容
器１０の構造が適宜に設計される。もっとも、加圧成形
装置１の構造を簡単にし、しかも、成形されたセラミッ
ク成形体の取り出し操作も簡単かつ容易にするために
は、容器１０を、一端を開口する有底の円筒体にするの
が、好ましい。

【００１９】セラミックスラリー収容室１２に収容され
るセラミックスラリーは、通常、セラミック粒子を分散
媒中に分散されてなる。このセラミックとしては、炭化
ケイ素、炭化チタン、窒化チタン、炭化ホウ素、窒化ア
ルミニウム、窒化ケイ素、サイアロン、アルミナ、シリ
カ、シリケイト、ジルコニア等を挙げることができる。
このセラミック粒子の平均粒径としては、セラミック成
形体の用途及び所望特性等に応じて適宜に決定されるの
であるが、多くの場合、１μｍ以下である。なお、この
実施例では、セラミックスラリー中のセラミック粒子の
平均粒径は０．３μｍである。分散媒としては、水、低
級アルコール及びこれらの混合物である。場合によって
は分散媒として有機溶剤を採用することもできる。ま
た、このセラミックスラリー中には、セラミック粒子を
適度の大きさの粒子に形成するための結合剤と、適度の
大きさに調整された粒子の分散を助長するための界面活
性剤とを含有するのも好ましい。

【００２０】この圧力伝達部材２Ａは、前記加圧室８内
に、適宜の手段により配置される。この実施例において
は、図２に示されるように、前記蓋部材７を凹陥部の開
口部に装着した場合に、この蓋部材７の裏面から凹陥部
の底面に向かって延在するたとえば３本の懸垂棒１３の
先端部に設けられた配置台１４上に、前記圧力伝達部材
２Ａが載置される。

【００２１】なお、圧力伝達部材２Ａが前記加圧室８内
に配置される態様は、図２に示される例に限られず、各
種の例を挙げることができる。

【００２２】たとえば、この圧力伝達部材２Ａを、蓋部
材７の裏面に懸垂手段によって、吊り下げる例、凹陥部
の底面に立設された支持手段によって、底面から適宜の
高さのところに、圧力伝達部材２Ａを支持する例、ま
た、場合によっては、凹陥部の内周面に設けた適宜の治
具に圧力伝達部材２Ａを固定する例を挙げることができ
る。

【００２３】圧力伝達部材２Ａのセラミックスラリー収
容室１２の内部には、多孔質体４が配置される。

【００２４】この多孔質体４は、後述する液体吸引手段
５の助けによって、セラミックスラリー中の液体を集約
する機能を有する。換言すると、この多孔質体４は濾過
作用を有する。この機能ないし作用を有するように、多
孔質体４は、多孔質体４の表面から多孔質体４内に液体
を吸引し、吸引された液体を液体吸引手段５により多孔
質体４外に排出することができるように、形成される。
この機能ないし作用を有するには、多孔質体４が有する
孔は、その孔がセラミック粒子で目詰まりを生じないよ
うにセラミックスラリー中のセラミック粒子よりも小さ
な孔径を有し、また、実質的に各孔が連通していること
が好ましい。

【００２５】このような機能の外に、この多孔質体４
は、加圧成形時の加圧力によりその形状が維持されるに
足る強度を有することが望ましい。要するに、この多孔
質体４は、加圧媒体による加圧で変形不能な多孔質体４
であることを要する。このような多孔質体４としては、
たとえば、石膏粉末を成形してなる成形体等を挙げるこ
とができる。石膏粉末の成形体は、容易に製造されるこ
とができて、しかも経済的であるから、多孔質体４とし
て好適である。

【００２６】多孔質体４の形状は、製造しようとするセ
ラミック成形体が有する空洞の形状に倣うように設計さ
れる。この実施例では、前記セラミック成形体は一端を
開口する円柱状の空洞を内部形状とするから、多孔質体
４の外形は円柱体である。製造しようとするセラミック
成形体が球状の内部空洞を有するのであれば、多孔質体
４は球状であり、製造しようとするセラミック成形体が
楕円体の内部空洞を有するのであれば、多孔質体４の外
形は楕円体である。また、多孔質体４は回転対称体であ
るに限定されず、異形の非回転対称体であっても良い。
なお、多孔質体４の形状が、加圧成形後に得られる多孔
質体４とセラミック成形体との一体物から多孔質体４を
引き抜くことによりセラミック成形体を分離することが
できないような形状を多孔質体４が有するときには、加
圧成形後に前記一体物を切断することによりセラミック
成形体を分離するか、より好ましくは一体物におけるセ
ラミック成形体を分割可能にする仕組みを特に考慮する
のが良い。

【００２７】セラミックスラリー収容室内における多孔
質体４の配置位置は、成形されるセラミック成形体の形
態に応じて決定されることができる。この実施例では上
端を開口する有底の円筒体であるセラミック成形体が製
造されるのであるから、多孔質体４とセラミック成形体
との一体物から多孔質体４を容易に分離することができ
るように、圧力伝達部材２Ａの一部を形成する蓋体１１
の裏面すなわち蓋体１１を容器１０の開口部に装着した
ときにセラミックスラリー収容室１２の内面の一部をな
す蓋体１１の底面に、前記多孔質体４を適宜の治具によ
り一体的に装着するのが好ましい。

【００２８】この実施例においては、セラミックスラリ
ー中のセラミックが通過することのできる多数の透孔を
有する円筒形のパンチングプレート１５が、その円筒内
に前記多孔質体４が収まるように、配置される。前記多
孔質体４の外周面とこのパンチングプレート１５の内周
面との間隙の寸法は、どのようなセラミック成形体を製
造するかによって、適宜に決定されるのであるが、通常
３ｍｍ以上である。この間隙の寸法によって、形成され
るセラミック成形体の肉厚が制御される。このパンチン
グプレート１５は、前記蓋体１１の底面に固定される。
このパンチングプレート１５は金属製である。パンチン
グプレート１５が金属製であると、蓋体１１も金属製で
あることと相俟って、セラミック成形体を良好に成形す
ることができる。

【００２９】液体吸引手段５は、加圧成形時に、前記多
孔質体４により濾過されたセラミックスラリー中の液体
を多孔質体４外に吸引排出する機能を有する。したがっ
て、この実施例では、液体吸引手段５は、円柱形の多孔
質体４の上端面に接続され、この多孔質体４から圧力容
器２の外にまで延在する配管１６と、この配管１６に接
続された排気ポンプＰ１とを有する。前記配管１６は、
その一端が多孔質体４に接し、蓋体１１を貫通し、加圧
室８内を通り、蓋部材７を貫通するように配設される。
また圧力容器２外で、配管１６の途中にトラップＴｒが
設けられる。このトラップＴｒにより、多孔質体４から
排出される液体が配管１６から除去され、また排気ポン
プＰ１に液体が進入するのが防止される。

【００３０】以上構成の加圧成形装置１を用いて、以下
のようにしてセラミック成形体を製造することができ
る。なお、この加圧成形装置１によると、セラミック製
繊維製品で強化されていないセラミック成形体を製造す
ることもできるのであるが、以下においては、特にセラ
ミック製繊維製品で強化されたセラミック成形体の製造
について言及する。

【００３１】セラミック成形体を製造する準備として、
容器本体６の開口部から蓋部材７を取り外しておく。蓋
体１１から円柱状の多孔質体４をも取り外しておく。

【００３２】円柱状の多孔質体４の、蓋体１１の裏面に
装着するに必要な部位の表面を除く全ての表面を、セラ
ミック製繊維製品で被覆する。この実施例においては、
セラミック製繊維製品は、径が１４μｍである炭化ケイ
素繊維を所定本数束ねて形成された糸を平織りしてなる
セラミック製長尺体である。なお、このセラミック製長
尺体はその形態に応じてセラミック製帯状体あるいはセ
ラミック製テープとも称される。なお、以下においては
セラミック製テープと称する。このセラミック製テープ
を前記多孔質体４の所定表面に巻き付け、多孔質体４
の、蓋体１１の裏面に装着するに必要な部位の表面を除
く全ての表面をこのセラミック製テープで被覆する。

【００３３】なお、この発明に適用されることのできる
セラミック製繊維製品としては、セラミック繊維で形成
された糸、セラミック繊維から形成された糸を編んでな
る編み物、セラミック繊維の糸を織ってなる織物、セラ
ミックス繊維で形成された不織布、セラミック繊維の集
合体等を挙げることができる。なお、編み物と織物とを
合わせて織織物と称される。

【００３４】この発明においては、多孔質体４の表面を
被覆することができ、加圧成形時にはセラミックスラリ
ー中のセラミック粒子をセラミック製繊維製品における
セラミック繊維に付着させることができるように形成さ
れている限り、いずれもセラミック製繊維製品として、
使用することができる。取り扱いが容易であること、多
孔質体４の表面に装着するのが容易であること、セラミ
ック繊維にセラミックスラリー中のセラミック粒子を効
率的に付着させること等の観点よりすると、セラミック
製繊維製品としてセラミック繊維の編織物が好ましく、
特にセラミック繊維の糸を織りなした織物が好ましい。

【００３５】セラミック繊維の編織物の形状は特に限定
的ではなく、長尺状、帯状、テープ状、小面積あるいは
大面積の方形ないし長方形などの四角形状、端切れ状等
のいずれであっても良い。

【００３６】この実施例においては、セラミック製テー
プで被覆された多孔質体４を蓋体１１の裏面に装着す
る。

【００３７】容器１０内に、セラミックスラリーを装填
する。この場合、セラミックスラリーは、水中に、炭化
ケイ素の含有量が水と炭化ケイ素との合計に対して６０
重量％である平均粒径０．３μｍの炭化ケイ素を分散し
てなり、界面活性剤及び結合剤を含有する。

【００３８】容器１０内にセラミックスラリーを装填し
た後に、多孔質体４を装着した蓋体１１をその容器１０
の開口部に装着する。容器１０内にセラミックスラリー
が満杯状態で装填されてあるときには、多孔質体４をセ
ラミックスラリー中に沈めて行くにつれてセラミックス
ラリーが容器１０から溢出する。溢出すること自体大き
な問題ではないが、特に溢出するのを嫌うときには、蓋
体１１を容器１０の開口部に完全に装着したときに、蓋
体１１を装着した容器１０内に形成されているセラミッ
クスラリー収容室１５内に、多孔質体４が配置され、し
かもセラミックスラリー収容室内１５に気体存在空間を
生じることなく完全にセラミックスラリーが充填される
ように、予め容器１０内に装填するセラミックスラリー
の量を決定し、その決定された量のセラミックスラリー
を装填するのが良い。

【００３９】容器１０の開口部に蓋体１１を液密に装着
する。セラミックスラリー収容室１５内に多孔質体４を
装填し、セラミックスラリーを充填した圧力伝達部材２
Ａを、懸垂棒１３の先端に取り付けられた配置台１４上
に載置する。

【００４０】圧力伝達部材２Ａを配置台１４上に載置し
た状態のまま、蓋部材７を、容器本体６の開口部に装着
する。このとき、容器本体６における凹陥部内には既に
加圧媒体が収容されていても良いし、また、未だ収容さ
れていなくても良い。

【００４１】蓋部材７を容器本体６の開口部に液密に装
着した後に、加圧媒体供給手段３及び液体吸引手段５を
駆動する。加圧媒体供給手段３と液体吸引手段５とを同
時に駆動しても良く、また、いずれかを先に駆動しても
良い。加圧媒体供給手段３を駆動すると、加圧室８内に
加圧媒体が所定の圧力になるまで圧入される。この実施
例の場合、加圧室８内に圧入される加圧媒体は液体であ
り、この実施例においては油であるが、水であっても良
い。加圧室８に圧入された加圧媒体のゲージ圧は、５０
ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇである。

【００４２】加圧媒体供給手段３により加圧室８内に加
圧媒体を圧入すると、加圧媒体による等方圧が圧力伝達
部材２Ａに加わり、圧力伝達部材２Ａの一部であるゴム
製の容器１０が収縮し、セラミックスラリー収容室１２
内のセラミックスラリーが圧搾される。セラミックスラ
リーが圧搾されると、セラミックスラリー中の水が多孔
質体４中に進入する。このとき、液体吸引手段５が駆動
されていると、多孔質体４中の水が吸引され、配管１６
を通じて圧力容器２外に排出される。

【００４３】セラミックスラリーが圧搾されるときの水
及びセラミック粒子体の動きは次の通りであると理解さ
れる。

【００４４】加圧媒体による等方圧が圧力伝達部材２Ａ
に加わると同時に液体吸引手段５が駆動されると、セラ
ミックスラリー中の水は多孔質体４に向かって移動し、
セラミック製テープを通過し、多孔質体４中に移行す
る。水の移動と共にセラミックス粒子も移動する。した
がって、加圧媒体による等方圧が加わると同時に液体吸
引手段５が駆動されていると、セラミックスラリー収容
室１２内では、セラミックスラリーが多孔質体４に向か
って移動する流れが形成される。セラミックスラリーの
この流れによって移動するセラミック粒子は、セラミッ
ク製テープの編み目を通過しようとし、その際に、セラ
ミック粒子がセラミック製テープを形成する繊維、糸の
表面に付着する。セラミックスラリーは、結局前記セラ
ミック製テープで濾過されて、多孔質体４にセラミック
スラリー中の水だけが進入することになる。

【００４５】加圧媒体による加圧及び液体吸引手段５の
駆動を継続すると、時間の経過と共に、セラミック製テ
ープにセラミックス粒子が沈着する量が増加し、ついに
は、多孔質体４とパンチングプレート１５との間にセラ
ミック粒子が押し固められた状態になる。多孔質体４の
表面とセラミック製テープとの間にもセラミック粒子が
充填される。したがって、セラミック製テープは、固め
られたセラミック充填物の中に埋め込まれた状態になっ
ている。

【００４６】所定時間が経過した後に、液体吸引手段５
の駆動を停止し、加圧媒体供給手段３を駆動して加圧室
８内の圧力を大気圧に戻す。

【００４７】蓋部材７を容器本体６の開口部から取り外
し、圧力伝達部材２Ａを取り出す。圧力伝達部材２Ａに
おける蓋体１１を取り出し、形成されたセラミック成形
体を多孔質体４から分離する。

【００４８】この実施例では、蓋体１１を取りだした段
階では、多孔質体４の周囲に、固化されたセラミック成
形体が一体に形成されている。多孔質体４とセラミック
成形体との一体物から多孔質体４を分離すると、多孔質
体４及びパンチングプレート１５が共に円筒体であるか
ら、多孔質体４が分離された後のセラミック成形体は上
端を開口する有底の円筒体である。しかも、この有底の
円筒体であるセラミック成形体は、その内周面側にセラ
ミック製テープが埋め込まれた状態になっている。換言
すると、セラミック製テープで強化されたセラミック成
形体が、この実施例に係る加圧成形装置１によって製造
されることができるのである。

【００４９】製造されたセラミック製テープで強化され
たセラミック成形体をさらに焼結すると、一端を開口す
る有底の円筒状のセラミック焼結体が製造される。この
セラミック焼結体は、その内部にセラミック製テープの
焼結体が埋め込まれているので、衝撃に対する靱性が有
り、大きな衝撃で破壊されることがあっても粉々に砕け
散ることがなく、せいぜいクラックが生じる程度であ
る。

【００５０】（一般的説明）この発明における圧力容器
は、前記具体的説明で示されたように、被加圧物の収容
可能な加圧室を有する。

【００５１】圧力容器は、加圧室内に加圧媒体を圧入す
ることにより、圧力伝達部材により形成されるセラミッ
クスラリーを均一な圧力で圧搾ないし加圧することがで
きるように形成されていれば良く、加圧室内に収容され
た被加圧物に対する加圧の手法に応じて、適宜の構造が
採用され、したがって加圧室の形態も変化する。前記具
体的説明により理解されるように、圧力伝達部材に対し
て等方圧を印加する加圧手法を採用するときには、図１
に示されるような、蓋部材７及び容器本体６を備え、内
部に加圧室８を有する構造の圧力容器２を採用すること
ができる。

【００５２】この外に、図３に示されるように、この発
明に係る加圧成形装置においては、ラジアル方向から被
加圧物に高圧を印加することのできる構造を有する圧力
容器２１を採用することもできる。

【００５３】図３に示される加圧成形装置２０において
は、圧力容器２１は、内部が円筒状に形成され、両端を
開口する筒体２２と、前記筒体２２の両端開口部をそれ
ぞれ液密に閉鎖するように筒体２２に装着された上部蓋
部材２３及び下部蓋部材２４とで形成される。圧力伝達
部材２５は弾性部材により円筒状に形成され、上部蓋部
材２３及び下部蓋部材２４との間に、上端が上部蓋部材
２３に液密に装着され、かつ下端を下部蓋部材２４に液
密に装着され、かつ弾性部材で円筒状に形成されてな
る。この圧力容器２１においては、筒体２２の内周面、
上部蓋部材２３の下面、下部蓋部材２４の上面、及び圧
力伝達部材２５の外周面により囲まれた空間が加圧室２
６になる。また、この筒体２２の内周面には、加圧室２
６に向かって開口する配管２７の開口部が設けられる。
この配管２７は、昇圧ポンプＰ２とで加圧媒体供給手段
２８の一部をなす。

【００５４】図３に示される加圧成形装置２０にあって
は、前記円筒形の圧力伝達部材２５における内部空間が
セラミックスラリー収容室２９となる。このセラミック
スラリー収容室２９内には多孔質体３１が収容される。

【００５５】図３に示される多孔質体３１は、前記具体
的説明において図１を用いて示された多孔質体と同様の
構造を有し、円筒形状をなす。もっとも、この円筒上の
多孔質体３１は、セラミックスラリー収容室２９内で、
上蓋部材２３の下面から下部蓋部材２４の上面迄に達す
る高さを有する。したがって、セラミックスラリー収容
室２９内ではこの多孔質体３１の外周面と円筒状の圧力
伝達部材２５の内周面とで形成される環状の空間にセラ
ミックスラリーが充填されることになる。

【００５６】この多孔質体３１は、前記具体的説明にお
いて図１を用いて示された多孔質体と同様にして上蓋部
材２３の下面（底面）に適宜の治具を用いて装着され
る。

【００５７】この多孔質体３１には、排気ポンプＰ１と
で液体吸引手段３２を構成する配管３０の一端が接続さ
れる。

【００５８】図３に示される加圧成形装置２０を用い
て、以下のようにしてセラミック成形体が製造される。

【００５９】なお、この加圧成形装置２０によると、セ
ラミック製繊維製品で強化されていないセラミック成形
体を製造することもできるのであるが、以下において
は、特にセラミック製繊維製品で強化されたセラミック
成形体の製造について言及する。

【００６０】セラミック成形体を製造する準備として、
筒体２２を立てた状態にする。この筒体２２の下端開口
部には下部蓋部材２４を装着して下端開口部を閉鎖して
おく。筒体２２の上端開口部は、上蓋部材２３を取り外
して開放しておく。

【００６１】筒体２２の内部に、筒上の圧力伝達部材２
５を立てる。

【００６２】一方、円柱状の多孔質体３１の外周面を、
セラミック製繊維製品で被覆する。使用されることので
きるセラミック製繊維製品は、前記具体的説明において
言及した通りである。この実施例でもセラミック製テー
プが使用される。

【００６３】セラミック製テープで被覆された多孔質体
３１を上蓋部材２３の裏面に装着する。

【００６４】圧力伝達部材２５内に、セラミックスラリ
ーを装填する。この場合、セラミックスラリーは、水中
に、炭化ケイ素の含有量が水と炭化ケイ素との合計に対
して６０重量％である平均粒径０．３μｍの炭化ケイ素
を分散してなり、界面活性剤及び結合剤を含有する。

【００６５】圧力伝達部材２５内にセラミックスラリー
を装填した後に、多孔質体３１を装着した上蓋部材２３
を筒体２２の開口部に装着する。筒体２２内にセラミッ
クスラリーが満杯状態で装填されてあるときには、多孔
質体３１をセラミックスラリー中に沈めて行くにつれて
セラミックスラリーが筒体２２の開口部から溢出する。
溢出すること自体大きな問題ではないが、特に溢出する
のを嫌うときには、上蓋部材２３を筒体２２の開口部に
完全に装着したときに、圧力伝達部材２５の内周面と多
孔質体３１の外周面とで形成される空間内にセラミック
スラリーが過不足なく充填されるように予め定められた
量のセラミックスラリーを圧力伝達部材２５内に装填し
ておくのが良い。

【００６６】上蓋部材２３を筒体２２の開口部に液密に
装着した後に、加圧媒体供給手段２８及び液体吸引手段
３２を駆動する。加圧媒体供給手段２８と液体吸引手段
３２とを同時に駆動しても良く、また、いずれかを先に
駆動しても良い。加圧媒体供給手段２８を駆動すると、
加圧室２６内に加圧媒体が所定の圧力になるまで圧入さ
れる。この実施例の場合、加圧室２６内に圧入される加
圧媒体は油である。加圧室２６に圧入された加圧媒体の
ゲージ圧は、５０ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇである。

【００６７】加圧媒体供給手段２８により加圧室２６内
に加圧媒体を圧入すると、加圧媒体により圧力が多孔質
体３１のラジアル方向に圧力伝達部材２５に加わり、圧
力伝達部材２５がラジアル方向に収縮し、セラミックス
ラリー収容室２９内のセラミックスラリーが圧搾され
る。セラミックスラリーが圧搾されると、セラミックス
ラリー中の水が多孔質体３１中に進入する。このとき、
液体吸引手段３２が駆動されていると、多孔質体３１中
の水が吸引され、配管３０を通じて圧力容器２１外に排
出される。

【００６８】セラミックスラリーが圧搾されるときの水
及びセラミック粒子体の動きは次の通りであると理解さ
れる。

【００６９】加圧媒体による圧力が圧力伝達部材２５に
加わると同時に液体吸引手段３２が駆動されると、セラ
ミックスラリー中の水は多孔質体３１に向かって移動
し、セラミック製テープを通過し、多孔質体３１中に移
行する。水の移動と共にセラミック粒子も移動する。し
たがって、加圧媒体によるラジアル方向の圧力が加わる
と同時に液体吸引手段３２が駆動されていると、セラミ
ックスラリー収容室２９内では、セラミックスラリーが
多孔質体３１に向かって移動する流れが形成される。セ
ラミックスラリーのこの流れによって移動するセラミッ
ク粒子は、セラミック製テープの編み目を通過しようと
し、その際に、セラミック粒子がセラミック製テープを
形成する繊維、糸の表面に付着する。セラミックスラリ
ーは、結局前記セラミック製テープで濾過されて、多孔
質体３１にセラミックスラリー中の水だけが進入するこ
とになる。

【００７０】加圧媒体による加圧及び液体吸引手段３２
の駆動を継続すると、時間の経過と共に、セラミック製
テープにセラミック粒子が沈着する量が増加し、ついに
は、多孔質体３１と収縮した圧力伝達部材２５との間に
セラミック粒子が押し固められた状態になる。多孔質体
３１の表面とセラミック製テープとの間にもセラミック
粒子が充填される。したがって、セラミック製テープ
は、固められたセラミック充填物の中に埋め込まれた状
態になっている。

【００７１】所定時間が経過した後に、液体吸引手段３
２の駆動を停止し、加圧媒体供給手段２８を駆動して加
圧室２６内の圧力を大気圧に戻す。

【００７２】上蓋部材２３を筒体２２の開口部から取り
外し、形成されたセラミック成形体を多孔質体３１から
分離する。

【００７３】この実施例では、得られるセラミックス成
形体は筒状をなす。しかもセラミック製テープで強化さ
れた筒状のセラミック成形体が、この実施例に係る加圧
成形装置２０によって製造されることができるのであ
る。

【００７４】製造されたセラミック製テープで強化され
たセラミック成形体をさらに焼結すると、両端を開口す
る円筒状のセラミック焼結体が製造される。このセラミ
ック焼結体は、その内部にセラミック製テープの焼結体
が埋め込まれているので、衝撃に対する靱性が有り、大
きな衝撃で破壊されることがあっても粉々に砕け散るこ
とがなく、せいぜいクラックが生じる程度である。

【００７５】以上、図３を示しながら、この発明の加圧
成形装置の他の例を示した。

【００７６】以上に詳述した加圧成形装置は、本発明の
一実施例であるが、要するに、円柱状の多孔質体及び必
要に応じてこれを囲繞するように配置されたパンチング
プレートを有するセラミックスラリー収容室を形成する
ことのできる圧力伝達用容器を備えた圧力伝達用容器を
嵌挿配置した筒状の圧力伝達部材、及び、この圧力伝達
部材にラジアル方向から加圧可能な加圧媒体を圧入可能
な加圧室を備えた圧力容器を有してなり、好適な態様に
おいては、前記多孔質体の外表面をセラミック製繊維製
品特にセラミック製帯状体で被覆してなる。

【００７７】ラジアル方向から被加圧物に高圧を印加す
ることのできる構造を有する圧力容器を採用したこの発
明の加圧成形装置の他の例を図４に示す。

【００７８】図４に示される加圧成形装置４０において
は、圧力容器４１は、内部が円筒状に形成され、両端を
開口する筒体４２と、前記筒体４２の両端開口部をそれ
ぞれ液密に閉鎖するように筒体４２に装着された上部蓋
部材４３及び下部蓋部材４４とで形成される。

【００７９】この実施例では、圧力伝達部材４５は、圧
力伝達用筒体４６と圧力伝達用容器４７と蓋体４８とを
有する。

【００８０】前記圧力伝達用筒体４６は、弾性部材によ
り円筒状に形成され、上部蓋部材４３及び下部蓋部材４
４との間に、上端が上部蓋部材４３に液密に装着され、
かつ下端を下部蓋部材４４に液密に装着される。この圧
力容器４１においては、筒体４２の内周面、上部蓋部材
４３の下面、下部蓋部材４４の上面、及び圧力伝達用筒
体４６の外周面により囲まれた空間が加圧室４９にな
る。

【００８１】前記圧力伝達用容器４７は、一端を開口し
てなる開口部を有する有底の円筒体であり、その外径は
前記圧力伝達用筒体４６に填め合い状態で収容されるよ
うに決定される。この圧力伝達用容器４７の開口部には
蓋体４８が嵌合される。この蓋体４８は、前記圧力伝達
用筒体４６に嵌合可能な直径を有する鍔部４８Ａと前記
圧力伝達用容器４７の開口部に嵌合される嵌合部４８Ｂ
とを有する。

【００８２】この蓋体４８の嵌合部４８Ｂが圧力伝達用
容器４７の開口部に装着された状態において、圧力伝達
用容器４７内の空間がセラミックスラリー収容室５０で
ある。

【００８３】この蓋体４８における嵌合部４８Ｂには多
孔質体５１が立設配置される。この多孔質体５１は図１
及び図３を用いて説明された多孔質体と同様である。念
のために言うと、この多孔質体５１はたとえば石膏粉を
固めて形成された円柱体である。この多孔質体５１は適
宜の治具を用いて、あるいは治具を用いずに直接に前記
嵌合部４８Ｂに着脱自在に固着される。着脱自在に多孔
質体５１を前記嵌合部４８Ｂに結合しておくと、セラミ
ック製繊維製品で強化されたセラミック成形体を製造す
る際に、この多孔質体５１を嵌合部４８Ｂから取り外し
て多孔質体５１の外表面をセラミック製繊維製品で容易
に被覆することができる。

【００８４】この多孔質体５１の周囲には、この多孔質
体５１を収容するようにして配置されたパンチングプレ
ート５２が、前記嵌合部４８Ｂに取り付けられている。
このパンチングプレート５２は図１を用いて説明した加
圧成形装置におけるパンチングプレートと同様である。

【００８５】また、この筒体４２の内周面には、加圧室
４９に向かって開口する配管５３の開口部が設けられ
る。この配管５３は、昇圧ポンプＰ２とで加圧媒体供給
手段５４の一部をなす。

【００８６】前記多孔質体５１には、排気ポンプＰ１と
で液体吸引手段５５を構成する配管５６の一端が接続さ
れる。この配管５６は、その一端が昇圧ポンプＰ１の吸
引口に接続され、その吸引口から延在し、下蓋部材４４
を貫通し、前記蓋体４８を貫通して、その他端が多孔質
体５１に接続される。

【００８７】以上に詳述した加圧成形装置は、本発明の
一実施例であるが、要するに、円柱状の多孔質体及びこ
れを囲繞するように配置されたパンチングプレートを有
する蓋体とこの蓋体を嵌合することによりセラミックス
ラリー収容室を形成することのできる圧力伝達用容器と
この蓋体を備えた圧力伝達用容器を嵌挿配置した圧力伝
達用筒体とを有する圧力伝達部材、及び、この圧力伝達
部材にラジアル方向から加圧可能な加圧媒体を圧入可能
な加圧室を備えた圧力容器を有してなり、好適な態様に
おいては、前記多孔質体の外表面をセラミック製繊維製
品特にセラミック製帯状体で被覆してなる。

【００８８】図４に示される加圧成形装置４０を用い
て、以下のようにしてセラミック成形体が製造される。

【００８９】なお、この加圧成形装置４０によると、セ
ラミック製繊維製品で強化されていないセラミック成形
体を製造することもできるのであるが、以下において
は、特にセラミック製繊維製品で強化されたセラミック
成形体の製造について言及する。

【００９０】セラミック成形体を製造する準備として、
筒体４２を立てた状態にする。この筒体４２の下端開口
部には下部蓋部材４４を装着して下端開口部を閉鎖して
おく。筒体４２の上端開口部は、上蓋部材４３を取り外
して開放し、圧力伝達用筒体４６、圧力伝達用容器４７
及び蓋体４８を外に出しておく。

【００９１】円柱状の多孔質体５１の外周面を、セラミ
ック製繊維製品で被覆する。使用されることのできるセ
ラミック製繊維製品は、前記具体的説明において言及し
た通りである。この実施例でもセラミック製テープが使
用される。

【００９２】セラミック製テープで被覆された多孔質体
５１を蓋体４８の嵌合部４８Ｂに固定する。

【００９３】セラミックスラリーを収容した圧力伝達用
容器４７の開口部に蓋体４８を装着する。これによっ
て、セラミックスラリー収容室５０内に多孔質体５１が
納められる。この段階で、パンチングプレート５２もセ
ラミックスラリー収容室内に納められている。蓋体４８
を開口部に装着した圧力伝達用容器４７を圧力伝達用筒
体４６内に嵌挿配置し、蓋体４８を下蓋部材４４に装着
する。圧力伝達用筒体４６の下端部を下蓋部材４４に液
密に装着する。圧力伝達用筒体４６の上端開口部に上蓋
部材４３を液密に装着すると共に、この上蓋部材４３を
筒体４２の上部開口に装填する。

【００９４】上蓋部材４３を筒体４２の上部開口部に液
密に装着した後に、加圧媒体供給手段５４及び液体吸引
手段５５を駆動する。加圧媒体供給手段５４と液体吸引
手段５５とを同時に駆動しても良く、また、いずれかを
先に駆動しても良い。加圧媒体供給手段５４を駆動する
と、加圧室４９内に加圧媒体が所定の圧力になるまで圧
入される。この実施例の場合、加圧室４９内に圧入され
る加圧媒体は油である。

【００９５】加圧媒体供給手段５４により加圧室４９内
に加圧媒体を圧入すると、加圧媒体により圧力が多孔質
体５１のラジアル方向に圧力伝達部材４５に加わり、圧
力伝達部材４５がラジアル方向に収縮し、セラミックス
ラリー収容室５０内のセラミックスラリーが圧搾され
る。セラミックスラリーが圧搾されると、セラミックス
ラリー中の水が多孔質体５１に進入する。このとき、液
体吸引手段５５が駆動されていると、多孔質体５１中の
水が吸引され、配管５６を通じて圧力容器４１外に排出
される。

【００９６】セラミックスラリーが圧搾されるときの水
及びセラミック粒子体の動きは、図１を用いて説明した
加圧成形装置の場合と実質的に同様である。

【００９７】加圧媒体による加圧及び液体吸引手段５５
の駆動を継続すると、時間の経過と共に、セラミック製
テープにセラミック粒子が沈着する量が増加し、ついに
は、多孔質体５１と収縮した圧力伝達用容器４７との間
にセラミック粒子が押し固められた状態になる。多孔質
体５１の表面とセラミック製テープとの間にもセラミッ
ク粒子が充填される。したがって、セラミック製テープ
は、固められたセラミック充填物の中に埋め込まれた状
態になっている。

【００９８】所定時間が経過した後に、液体吸引手段５
５の駆動を停止し、加圧媒体供給手段５４を駆動して加
圧室４９内の圧力を大気圧に戻す。

【００９９】上蓋部材４３を筒体４２の上部開口部から
取り外し、形成されたセラミック成形体を多孔質体５１
から分離する。

【０１００】この実施例では、得られるセラミックス成
形体は一端を開口する有底の筒状をなす。しかもセラミ
ック製テープで強化された筒状のセラミック成形体が、
この実施例に係る加圧成形装置４０によって製造される
ことができるのである。

【０１０１】製造されたセラミック製テープで強化され
たセラミック成形体をさらに焼結すると、両端を開口す
る円筒状のセラミック焼結体が製造される。このセラミ
ック焼結体は、その内部にセラミック製テープの焼結体
が埋め込まれているので、衝撃に対する靱性が有り、大
きな衝撃で破壊されることがあっても粉々に砕け散るこ
とがなく、せいぜいクラックが生じる程度である。

【０１０２】以上に、この発明の他の一実施例について
説明した。

【０１０３】この発明における圧力伝達部材は、図１〜
図４に示されるものの外に、加圧室に圧入される加圧媒
体の圧力をセラミックスラリーに均一に伝達することが
できる限りその形状、構造等については特に制限がない
のであるが、製造しようとするセラミック成形体の形状
に応じて圧力伝達部材の形状及び構造等が決定されるこ
とに注意するべきである。

【０１０４】理論的には、圧力伝達部材は、製造しよう
とするセラミック成形体の外形に倣う内面形状の内部空
間を有し、かつこの内部空間に存在するセラミックスラ
リーに加圧媒体による加圧力を均一に付与することがで
きる外部形状を有するのが良い。セラミックスラリーに
均等な圧力を印加するには、圧力伝達部材の肉厚が一様
であるのが好ましい。

【０１０５】多孔質体は、セラミックスラリー中のセラ
ミック粒子が多孔質体中に進入せず、セラミックスラリ
ー中の液体が進入し、多孔質体中に進入した液体が液体
吸引手段により多孔質体外に排出されるように形成され
ていれば良い。

【０１０６】多孔質体の形状は、既述したように、セラ
ミック成形体が有する内部空間の形状に倣う外形であれ
ば良い。もっとも、成形の容易性を考慮すると、円柱体
の多孔質体が好ましい。

【０１０７】

【発明の効果】この発明によると、加圧媒体供給手段に
より加圧室に加圧媒体を圧入しつつ、液体吸引手段によ
り多孔質体中に集約される液体を多孔質体外に排出する
のであるから、多孔質体の外形に倣う内部形状を有する
セラミック成形体を短時間で製造することができる。特
に、加圧成形前に、多孔質体の必要な表面をセラミック
製繊維製品特にセラミック繊維製テープで被覆しておく
と、セラミック繊維で強化されたセラミック成形体を容
易かつ迅速に製造することができる。更に製造されたセ
ラミック製テープで強化されたセラミック成形体を焼結
すると、両端を開口する円筒状のセラミック焼結体が製
造される。このセラミック焼結体は、その内部にセラミ
ック製テープの焼結体が埋め込まれているので、衝撃に
対する靭性が有り、大きな衝撃で破壊されることがあっ
ても粉々に砕け散ることがない成形体を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の加圧成形装置の一例を示す概
略断面図である。

【図２】図２はこの発明の加圧成形装置の一例における
圧力伝達部材である容器の、加圧室内における配置状態
を説明する説明図である。

【図３】図３はこの発明の加圧成形装置の他の例を示す
概略断面図である。

【図４】図４はこの発明の他の例を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・加圧成形装置、２・・・圧力容器、２Ａ・・・
圧力伝達部材、３・・・加圧媒体供給手段、４・・・多
孔質体、５・・・液体吸引手段、６・・・容器本体、７
・・・蓋部材、８・・・加圧室、９・・・加圧配管、Ｐ
２・・昇圧ポンプ、１０・・・容器、１１・・・蓋体、
１２・・・セラミックスラリー収容室、１３・・・懸垂
棒、１４・・・配置台、１５・・・パンチングプレー
ト、１６・・・配管、２０・・・加圧成形装置、２１・
・・圧力容器、２２・・・筒体、２３・・・上部蓋部
材、２４・・・下部蓋部材、２５・・・伝達部材、２６
・・・加圧室、２７・・・配管、２８・・・加圧媒体供
給手段、２９・・・セラミックスラリー収容室、３１・
・・多孔質体、４０・・・加圧成形装置、４１・・・圧
力容器、４２・・・筒体、４３・・・上部蓋部材、４４
・・・下部蓋部材、４５・・・圧力伝達部材、４６・・
・圧力伝達用筒体、４７・・・圧力伝達用容器、４８・
・・蓋体、４８Ａ・・・鍔部、４８Ｂ・・・嵌合部、４
９・・・加圧室、５０・・・セラミックスラリー収容
室、５１・・・多孔質体、５２・・・パンチングプレー
ト、５３・・・配管、５４・・・加圧媒体供給手段、５
５・・・液体吸引手段、５６・・・配管。

フロントページの続き審査官寺本光生 (56)参考文献特開昭64−51908（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−67810（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B28B 3/00 101 B28B 3/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧媒体の圧入可能な加圧室を有する圧
力容器と、セラミックスラリーを収容することができるセラミック
スラリー収容室を有し、前記加圧室に配置される弾性部
材製の圧力伝達部材と、前記加圧室内に加圧媒体を圧入する加圧媒体供給手段
と、前記セラミックスラリー収容室内に収容され、セラミッ
クスラリー中の液体を吸収することができ、外周面にセ
ラミック製繊維製品で被覆された、前記加圧媒体による
加圧で変形不能な多孔質体と、この多孔質体に吸収された液体を減圧により吸引して多
孔質体中の液体を排除する液体吸引手段とを有すること
を特徴とする加圧成形装置。
【請求項２】前記請求項１におけるセラミック製繊維
製品が、セラミック繊維で形成された糸、セラミック繊
維で形成された糸を編んでなる編み物、セラミック繊維
で形成された糸を織ってなる織物、セラミックス繊維で
形成されてなる不織布、及びセラミック繊維の集合体よ
りなる群から選択される少なくとも一種である前記請求
項１に記載の加圧成形装置。