JPH0334637Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、金属粉末、セラミツクスあるいはこ
れらの混合物等を、高温高圧のガス雰囲気下で焼
結等するための熱間静水圧成形装置に関する。

（従来の技術） 熱間静水圧成形装置として本件出願人は実公昭
56−41195号公報（従来例１）、実開昭58−157300
号公報（従来例２）等で提案している。

（考案が解決しようとする問題点） 従来例１は高圧室内に設けられる断熱層を内外
２重構造にしたものであり、従来例２は気密ケー
シングに処理室内外を連通可能な弁装置を設けた
ものであり、それぞれそれなりの優位性が認めら
れるけれども、それぞれ冷却速度を向上して生産
性をあげるという点で今一歩の問題を有してい
る。

本考案は高圧容器内に定置されている外側断熱
層に強制冷却機構を付加するとともに、内側断熱
層は気密ケーシングに囲われて下プラグとともに
内部の圧力を保持しながら挿脱自在にすること
で、より一層の生産性向上を期待できるようにし
たことを目的とする。

（問題を解決するための手段） 従来が持つ、そのような問題点を解決するため
に、この考案は次のような構成とした。

高圧シリンダ１と、その上下開口部が上・下プ
ラグ２，３を介して密封される高圧室内に、外側
断熱層４と、この外側断熱層４の径内側に内側断
熱層５を有する気密ケーシング９とがそれぞれ挿
設され、内側断熱層５の内側に配置された加熱要
素１４を介して炉室１３内の被処理体１５が成形
される熱間静水圧成形装置において、 外側断熱層４は高圧室内に定置されており、該
外側断熱層４にはその外部空間１１と内部空間１
２とを連通するガス通路６，７がその頂部側と下
部側にそれぞれ設けられており、前記ガス通路
６，７の少なくとも一方には開閉可能な弁装置８
が設けられており、 内側断熱層５は気密ケーシング９に囲われ、該
気密ケーシング９は下プラグ３に気密に結合され
て下プラグ３とともに高圧室内に対して挿脱自在
とされており、 更に、気密ケーシング９側には炉室１３と前記
空間１１，１２とを連通遮断する開閉可能な弁装
置１０が設けられ、該弁装置１０は、シールリン
グ３３を有する下プラグで高圧シリンダ１を気密
に閉塞している状態で炉室１３と前記空間１１，
１２とを連通するとともに下プラグ３を高圧シリ
ンダ１から抜く途中において炉室１３内の圧力を
封止すべく炉室１３内外を遮断する弁体３１を備
えている点にある。

（作用） 第１図は処理中を示しており、被処理体１５は
炉床１６を介して下プラグ３に支持されて炉室１
３内に挿設されている。

従つて、加熱要素１４に通電するとともに、ア
ルゴンその他の不括性ガスよりなる高圧ガスを外
部から供給するとともに弁装置１０を開いておく
と高圧ガスは第１図の矢印で示す如く流入され、
高圧シリンダ１内、なすなわち、高圧室内全体が
均等圧となり、被処理体１５は等方的に焼結等の
処理がなされる。

所定の処理が終了した後にあつては、第２図で
示す如く弁装置８を開くと、空間１２の熱いガス
は通路６を介して外側断熱層４の外部に放出さ
れ、冷やされて重くなり空間１１を介して下降さ
れ、通路７を介して空間１２に戻る自然対流ルー
プが構成され、ここに、強制冷却状態が得られ
る。

すなわち、第２図の矢印で示す如く自然対流ル
ープが構成されることにより、炉室１３からの外
部への放熱量は弁装置８と閉じているときに比べ
て３〜４倍となり、ここに、冷却速度が３〜４倍
となる。

第３図を参照すると取出、搬送状態が示されて
おり、必要な温度、例えば400゜〜600゜まで強制冷
却をおこなつた後、被処理体１５は気密ケーシン
グ９、内側断熱層５、加熱要素１４、炉床１６及
び下プラグ３とともに取出される。

このとき、加熱要素１４、被処理体１５、内側
断熱層５等は気密ケーシング９で囲われており、
しかも、第６図の如く下プラグ３の周囲に設けら
れたシールリング３３が、まだ高圧シリンダ１の
内壁に接している状態においても、弁装置１０の
弁棒３１の先端は外側断熱層４から離れ閉状態と
なり、炉室１３内部の不活性ガスを外気にもらさ
ず封じ込めることができ、ここに、外部の空気等
による酸化から保護されると同時に、炉室１３内
部の圧力レベルを一定に保ち維持、管理が容易に
できる。

なお、高圧シリンダ１から取出された構成物
（下プラグ３、被処理体１５、気密ケーシング９
等）は、第４図に示す補助ステーシヨンでの冷却
処理に装入される。

すなわち、補助ステーシヨンにはそのケーシン
グ２１に冷却ジヤケツト２１Ｂを有するとともに
上部にフアン２２を有しており、ケーシング２１
に挿入された前述の構成物は冷却ジヤケツト２１
Ｂに導通される冷媒とフアン２２による空気流動
を介して冷却され、この場合、外側断熱層４は第
３図で示す如く高圧室内に定置されて残されてお
り、内側断熱層５のみであることから、その放熱
量は大（例えば約３倍）となり、ここに、冷却速
度は約３倍となる。

この補助ステーシヨンでの処理終了後は被処理
体、つまり、製品は取出され、次の処理のための
被処理体と入れ換えられ、再び高圧シリンダ１に
挿入されることになる。

このとき、第６図に示す下プラグ３の周囲に設
けられたシールリング３３が高圧シリンダ１の内
壁に接した状態で、さらに下プラグ３を挿入して
いくと、第５図の如く閉状態にあつた弁装置１０
の弁棒３１の先端を外側断熱層４の内壁に当接さ
せ、該弁装置１０を開状態とするので、前記構成
物の挿入においても、弁装置１０が開状態になる
直前に高圧室内の真空引あるいは置換を行うこと
により、炉室１３内部の空気等から遮断し保護す
ることが可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照して本考案の実施例を詳述す
る。

第１図において、１は高圧シリンダであり、例
えば円筒構造とされており、その上部開口部には
上プラグ２が、下部開口部には下プラグ３がそれ
ぞれ気密状に嵌合されて高圧室を内部に構成して
いる。

なお、下プラグ３はリング状の外プラグ３Ｂと
該外プラグ３Ｂに挿嵌されて該プラグを支持する
内プラグ３Ａとからなり、この下プラグ３は高圧
シリンダ１の下部開口部に挿脱自在とされてい
る。

そして、上・下プラグ２，３の上・下端面には
図外の旋回式又は走行式のプレスフレームが係脱
自在とされ、係合しているときにはプレス軸力を
担持可能とされている。

４は外側断熱層であり、倒立コツプ形状とされ
て高圧室内に外部空間１１を有して同心上で挿嵌
されており、本実施例では、ガス圧媒の給排通路
２Ａを有する上プラグ２に吊具２Ｂを介して定置
されている。

なお、外側断熱層４を高圧室内に定置するには
吊具２Ｂに代えて若しくは吊具２Ｂとともに高圧
シリンダ１の内壁で支持したものでもよい。

５は内側断熱層であり、外側断熱層４に内部空
間１２を有して同心上として挿嵌された倒立コツ
プ形状とされている。

６はガス通路であり、外側断熱層４の頂部で、
本例では高圧室の軸中心上に貫通形成されてお
り、外部空間１１と内部空間１２とを連通してお
り、該通路６には開閉自在な弁装置８が備えられ
ている。

７は別のガス通路であり、外側断熱層４の下部
側に設けられており、外部空間１１と内部空間１
２とを互いに連通している。

なお、弁装置８は外部空間１１から内部空間１
２に向つて逆止機能を有するものとされ、本例で
はガス通路６に設けられているけれども、ガス通
路７側に設けられているものでもよく、要する
に、ガス通路６，７の少なくとも一方に設けられ
ていればよい。

９は気密ケーシングであり、その下端のフラン
ジ部９Ａに気密部を有して下プラグ３に立設載置
されており、前記内側断熱層５の外周全体を取囲
んでいる。

１０は別の弁装置であり、前記の内外部空間１
１，１２と炉室１３とを連通する通路にこれを連
通遮へいすべく開閉自在として設けられており、
炉室１３から外部へは逆止機能を有している。

該弁装置１０の実施例を第５，６図と第７，８
図において詳述する。

第５，６図は該弁装置１０の第１実施例であ
る。弁装置１０は弁ケース１０Ａ、バネ３２、弁
棒３１から構成されていて、該弁装置１０は気密
ケーシング９の下部側面に弁棒３１が高圧シリン
ダ内壁と垂直となるよう設けられている。

弁ケース１０Ａには内外空間１１，１２と炉室
１３とを連通するガス通路３４が設けられてい
て、弁棒３１はテーパーになつている先端部、ガ
ス通路３４を開閉する弁部とバネ３２を支えてい
る作動部からなる。前記弁装置１０において、弁
棒３１は弁ケース１０Ａに挿嵌されていてバネ３
２の弾力によりガス通路３４を閉じるよう付勢さ
れている。

第６図で前記構成物を挿入する際、下プラグ３
の周囲に設けられたシールリング３３が高圧シリ
ンダ１の内壁に接した状態で下プラグ３を挿入し
ていくと、弁棒３１先端のテーパー部が外側断熱
層４の下隅部に接しさらに該テーパー部を介して
弁棒３１の先端は外側断熱層４の内壁に当接され
ることにより、該弁棒３１は弁ケース１０Ａ内に
圧接され弁装置１０は開状態となる。

ここに、第１図および第２図を参照して前述し
た通りの成形作業が可能となる。一方、成形終了
後にあつては下プラグ３を引抜く過程において、
弁棒３１の先端が外側断熱層４の内壁より離脱さ
れると、バネ３２の弾力によりガス通路３４が閉
じられる。

第７，８図は前記弁装置１０の第２実施例であ
る。

第１実施例と該弁装置１０の構成は同じで、気
密ケーシング９の下部側面に設けられているが、
弁棒３１が高圧シリンダ１内壁と平行とし、該弁
棒３１の先端を外側断熱層４の下面に直接当接さ
せ弁装置１０を開状態にするので、該弁棒３１の
先端にテーパー部を設ける必要はない。

すなわち、第１・２実施例のいずれかにおいて
も弁装置１０は、シールリング３３を有する下プ
ラグ３で高圧シリンダ１を気密に閉塞している状
態で炉室１３と前記空間１１，１２とを連通する
とともに下プラグ３を高圧シリンダ１から抜く途
中において炉室１３内の圧力を封止すべく炉室１
３内外を遮断する弁体３１を備えているのであ
る。

第１図、第２図において１４は加熱要素であ
り、２段構成のヒータで示されており、炉床１６
を介して支持されている被処理体１５の囲り、つ
まり、炉室１３の外周域に同心円上として配置さ
れ、図外の接続部等を介して通電停止可能とされ
ている。

第４図は補助ステーシヨンにおける冷却ケーシ
ング装置を示しており、冷却ケーシング２１と、
フアン２２等で主構成されており、冷却ケーシン
グ２１には上部に冷媒供給口２１Ａが、下部に冷
媒排出口２１Ｃを有する冷却ジヤケツト２１Ｂを
有し、フアン２２は冷却ケーシング２１の頂部に
装備されて図外のモータ等で回転され、外部空気
等を上部から吸引して下部の排出口２１Ｄから放
出するようにされている。

而して、冷却ケーシング２１は倒立コツプ形と
されて、その下部開口部に下プラグ３が気密状に
挿脱自在とされて、処理されて冷却された被処理
体１５を内有する内側断熱層５がケーシング２１
に挿脱自在とされている。

（考案の効果） 以上要するに本考案によれば、高圧シリンダ１
と、その上下開口部が上・下プラグ２，３を介し
て密封される高圧室内に、外側断熱層４と内側断
熱層５を有する気密ケーシング９が挿設され、内
側断熱層５の内側に配置された加熱要素１４を介
して炉室１３内の被処理体１５が成形される熱間
静水圧成形装置において、外側断熱層４は高圧室
内に定置されており、該外側断熱層４にはその外
部空間１１と内部空間１２とを連通するガス通路
６，７がその頂部側と下部側にそれぞれ設けられ
ており、前記ガス通路６，７の少なくとも一方に
は開閉可能な弁装置８が設けられているので、被
処理体１５の処理終了後に、弁装置８を開くこと
により、ガスの自然対流ループが構成されて炉室
１３から外部への放熱量は大きく、従つて、冷却
速度が早くなり、高圧室からの抜出しを早くでき
て生産性が向上する。

また、内側断熱層５は気密ケーシング９に囲わ
れ、該気密ケーシング９は下プラグ３に気密に結
合されて下プラグ３とともに高圧室内に対して挿
脱自在とされているので、これらを構成部材とす
るユニツトを補助ステーシヨンに搬入して冷却す
ることもできる。

さらに、気密ケーシング９側には炉室１３と前
記空間１１，１２とを連通遮断する開閉可能弁装
置１０が設けられているので、製品の処理のため
被処理体１５を入れた構成物を高圧室に挿入する
場合とか、処理後高圧室から抜出して補助ステー
シヨン等に搬入する場合においても、被処理体１
５及び加熱要素１４は外気から気密状態が維持で
きることにより、圧力レベルの管理、維持が容易
であり、炉室１３内の圧力が搬送中の放熱により
大気圧以下に低下して外気のひき込みによる、被
処理体及び装置構成部材の酸化、損傷を防止する
ことができる。

なお、前記気密ケーシング９等の構成物の挿脱
時、すなわち下プラグ３の挿脱時において、該気
密ケーシング９に設けられた弁装置１０の構造と
して第９，１０図に示す弁装置１０′も考えられ
るが、下プラグ３′の周囲に設けられたシールリ
ング３３′が高圧シリンダ１′の内壁により離脱さ
れたにも拘らず弁装置１０′の弁棒３１′は該高圧
シリンダ１の内壁に当接していることから、弁装
置１０′はバネ３２′の弾力に抗して開状態のまま
で炉室１３′内の不活性ガスはガス通路３４′によ
り矢印のように大気にぬけてしまい、炉室１３′
の内部の圧力を一定に管理、維持ができず外気を
遮断できないので、被処理体及び装置構成部材の
酸化の危険性がある。

この点について本考案における弁装置１０はシ
ールリング３３を有する下プラグ３で高圧シリン
ダ１を気密に閉塞している状態で炉室１３と前記
空間１１，１２とを連通するとともに下プラグ３
を高圧シリンダ１から抜く途中において炉室１３
内の圧力を封止すべく炉室１３内外を遮断する弁
体３１を備えているので、製品取出時にあつても
加熱要素１４等の酸化を確実に防止できる等の十
分に効果が期待できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は処理中
の立面断面図、第２図は処理後の冷却状態中の立
面断面図、第３図は取出し搬送中の立面断面図、
第４図は補助ステーシヨンでの冷却状態を示す立
面断面図。第５，６図は第１実施例の弁装置１０
の要部を示す断面図、第７，８図は第２実施例の
弁装置１０の要部を示す断面図。第９，１０図は
本考案に関する弁装置１０との比較を示す弁装置
１０′の要部を示す断面図である。 １……高圧シリンダ、２……上プラグ、３……
下プラグ、４……外側断熱層、５……内側断熱
層、６，７……ガス通路、８，１０……弁装置、
９……気密ケーシング、１３……炉室、１４……
加熱要素、３１……弁棒、３２……バネ、３３…
…シールリング、３４……ガス通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 高圧シリンダ１と、その上下開口部が上・下プ
   ラグ２，３を介して密封される高圧室内に、外側
   断熱層４と、この外側断熱層４の径内側に内側断
   熱層５を有する気密ケーシング９とがそれぞれ挿
   設され、内側断熱層５の内側に配置された加熱要
   素１４を介して炉室１３内の被処理体１５が成形
   される熱間静水圧成形装置において、 外側断熱層４は高圧室内に定置されており、該
   外側断熱層４にはその外部空間１１と内部空間１
   ２とを連通するガス通路６，７がその頂部側と下
   部側にそれぞれ設けられており、前記ガス通路
   ６，７の少なくとも一方には開閉可能な弁装置８
   が設けられており、 内側断熱層５は気密ケーシング９に囲われ、該
   気密ケーシング９は下プラグ３に気密に結合され
   て下プラグ３とともに高圧室内に対して挿脱自在
   とされており、 更に、気密ケーシング９側には炉室１３と前記
   空間１１，１２とを連通遮断する開閉可能な弁装
   置１０が設けられ、該弁装置１０は、シールリン
   グ３３を有する下プラグで高圧シリンダ１を気密
   に閉塞している状態で炉室１３と前記空間１１，
   １２とを連通するとともに下プラグ３を高圧シリ
   ンダ１から抜く途中において炉室１３内の圧力を
   封止すべく炉室１３内外を遮断する弁体３１を備
   えていることを特徴とする熱間静水圧成形装置。