JPH0512716Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、粉末焼結合金、セラミツク等の被処
理物を、真空及び高圧ガス雰囲気下で、等方向性
の高圧を作用させて熱処理するための熱間等方圧
加圧装置（以下HIP装置という）に関する。

（従来の技術） この種HIP装置は、第１０図に例示するよう
に、円筒状の容器本体５と上蓋５２及び下蓋５３
とからなる高圧容器５４と、高圧容器５４内に配
設された加熱装置５５と、被処理物載置台５６と
から成り、加熱装置５５は発熱体５５Ａと断熱層
５７及び電源装置（図示省略）を備えており、上
蓋５２（又は下蓋５３）には圧力媒体とされる不
活性ガスの給排気孔５８が設けられている（例え
ば特公昭57−10986号公報参照）。

この従来装置においては、加熱昇温を真空下で
行なう場合は、第１０図に示すように、給排気孔
５８に接続されたガス給排管５９の途中に、真空
ポンプ６０が真空元弁６１及び真空吸引管６２を
介して接続されている。なお、第１０図において
６３はガス装置、６４がガス圧縮機、６５はガス
導入弁、６５は大気開放弁、６７は被処理物であ
る。

真空昇温に際し、高圧容器５４内の真空度は極
めて重要であり、真空ポンプ６０の能力にも左右
されるが、真空吸引管６２の口径や長さに影響さ
れるところが大である。しかし、上記従来装置で
は、ガス給排管５９の口径すなわち高圧ガス配管
系により制約されるため、真空度を高めるには相
当多くの時間を要し、十分な真空排気ができない
という問題があつた。

そこで、(イ)給排気孔５８とは別に真空排気孔を
設けたHIP装置（例えば特開昭62−7801号公報、
実開昭62−100492号公報参照）、(ロ)高圧ガス設備
とは別個に補助ステーシヨンを設けて真空予熱を
行なうHIP装置（特公昭58−57481号公報参照）
が提案されている。

（考案が解決しようとする課題） ところで、従来の上記(イ)のHIP装置では、真空
排気孔が高圧ガス設備の一部となつており、耐圧
部材として相応の強度部材でなければならないと
か、大口径の真空シール部が必要でかつ摺動する
のでシール部材の寿命が短かいという問題があ
る。また、上記(ロ)のHIP装置では、補助ステーシ
ヨンに設けたドーム形容器内に、下蓋に載設され
た加熱装置が挿入され、真空排気は加熱装置の断
熱層に設けた真空排気孔から行なわれるため、こ
の真空排気孔により真空吸引が制約され、大口径
の真空排気孔にすると、その開閉機構が大形化す
ると共に複雑化し、高圧容器そのものをも大形化
するという問題がある。

本考案は、上記のような実状に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、真空排気に際
して、排気口径の制約がなく、真空排気配管長を
最短として真空排気性能の大幅な向上を図ること
ができ、しかも高圧ガス設備とは完全に独立して
真空排気が行ないうるHIP装置を提供するにあ
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案では次の技
術的手段を講じた。

すなわち、本考案は、容器本体２と上蓋３及び
下蓋４，５とからなる高圧容器１内に、加熱装置
１２が配設され、被処理体１６を真空及び高圧ガ
ス雰囲気下で熱処理する装置において、前記容器
本体２の上側又は下側開口に、真空排気装置３０
を備えた真空チヤンバー２６が、シール部材３２
を介して連通状に接続可能に構成され、該真空チ
ヤンバー２６は横行自在とされていることを特徴
としている。

また、前記真空チヤンバー２６は、容器本体２
の下側に水平方向移動自在に配設されると共に、
内部に加熱装置１２を下蓋４，５及び被処理物１
６と共に収容でき、かつ加熱装置１２等の下蓋昇
降台３６が配設されている。

（作用） 本考案によれば、まず、高圧容器１の上側又は
下側に真空チヤンバー２６を位置させ、容器本体
２の開口外周部にガスタイト状に接続した後、上
蓋３又は下蓋４，５（加熱装置１２と共に）を開
放して、容器本体２内と真空チヤンバー２６内と
を連通させ、真空排気装置３０により容器本体２
内及び真空チヤンバー２６内の空気を排出して真
空状態とし、加熱装置１２に通電して真空昇温を
行なう。続いて、開放している上蓋３又は下蓋
４，５により容器本体２を完全密閉し、高圧容器
１内が所定温度に昇温されると、高圧容器１内に
不活性ガスを導入し所定圧力に達すると、高圧容
器１がプレスフレーム内に位置せられて、高圧容
器１内は高圧、高温状態とされ等方圧加圧行程に
移行する。

このようにして、真空チヤンバー２６は、HIP
装置の真空昇温にのみ使用され、高圧ガス設備と
は完全に独立しており、高圧容器１に真空排気用
の手段を付加する必要がない。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図は、本考案の実施例で真空排気完了状態
を示している。図面において、１は高圧容器で、
円筒状の容器本体２と、容器本体２の開口に着脱
可能に嵌着された上蓋３及び下外蓋４と、下外蓋
４に着脱可能に嵌着された下中蓋５とから成つて
おり、容器本体２と各蓋３，４及び下外蓋４と下
中蓋５とはそれぞれ高圧シール部材（図示省略）
により気密状態に嵌合されている。なお、上蓋３
にはガス給排孔６が設けられ、ガス装置（ボン
ベ）７に接続されたガス圧縮機８の出口とガス導
入弁９を介して給排管１０により接続されてお
り、この給排管１０の途中に開放弁１１が設けら
れている。

１２は加熱装置で、発熱体１３と、断熱層１４
と図外の電源装置とから成り、発熱体１３及び断
熱層１４は下外蓋４上に設けられ、高圧容器１内
に配設されるようになつている。

１５は被処理物載置台で、下中蓋５上に設けら
れ、被処理物１６が加熱装置１２の発熱体１３の
内側に位置するようになつている。

前記容器本体２は、門形架台１７の略中央に位
置して、その下部が架台１７に固着され、架台１
７の容器本体２周辺下面にはシール板１８が固着
されており、このシール板１８の下面に下外蓋４
及び下中蓋５のクランパー１９Ａ，１９Ｂを備え
たクランプ装置１９が、それぞれ複数個配設され
ている。

２０は被処理物出入開口で、架台１７の一側に
設けられている。

２１はプレスフレーム、２２はプレスフレーム
台車で、基礎２３上に架台１７に沿つて敷設され
たレール２４上に載設され、高圧容器１中心位置
まで移動自在とされ、プレスフレーム２１が高圧
容器１の外周に嵌合しうるようになつている。

２５は真空チヤンバー用ピツトで、前記レール
２４間にレール長さと概略同じ長さに凹設されて
いる。

２６は真空チヤンバーで、鍔２７付の略コツプ
状を呈し、上下方向の中央よりもやや下寄りに大
径の排気口２８が形成され、この排気口２８に真
空排気弁２９を介して真空ポンプ等からなる真空
排気装置３０が接続されており、この真空排気装
置３０は真空チヤンバー２６の下端外側に突設さ
れた受台３１により支承されている。真空チヤン
バー２６の上部開口は、クランプ装置１９をも収
容しうる大きさで、鍔２７上面にはシール部材３
２が嵌装され、この鍔２７とシール板１８間の気
密が保持しうるようになつている。

３３は真空チヤンバー支持搬送台車で、真空チ
ヤンバー２６を昇降案内するための支柱３４が複
数本立設され、この支柱３４は真空チヤンバー２
６の鍔２７を貫通しており、搬送台車３３上に配
設された液圧シリンダ等の昇降装置３５により真
空チヤンバー２６を昇降可能に支持している。な
お、搬送台車３３には、走行装置３３Ａが装着さ
れ、自走可能とせられている。

３６は下蓋昇降台で、真空チヤンバー２６内に
立設されたガイド支柱３７に案内されて昇降する
ようになつており、ガイド支柱３７にはラツク
（図示省略）が形成され、このラツクに下蓋昇降
台３６内に設けた駆動装置のピニオン（図示省
略）が噛合されている。なお、下蓋昇降台３６の
昇降駆動装置は、テレスコープ式シリンダ装置を
利用することができる。

上記実施例における稼働の態様を、第２図〜第
７図を参照して説明する。第２図は被処理物１６
の搬入、搬出状態を示し、まず、真空チヤンバー
２６内の下蓋昇降台３６上に、下中蓋５及び被処
理物載置台１５を位置決め載置した状態で、真空
チヤンバー２６を横行させ、被処理物出入開口２
０の直下に位置させる。そして、真空チヤンバー
２６及び下蓋昇降台３６を上昇させ、被処理物１
６を下蓋昇降台３６上に搬入載置し、下蓋昇降台
３６及び真空チヤンバー２６を下降させた後、真
空チヤンバー支持搬送台車３３を横行させ、高圧
容器１の直下に位置させる。次いで、下蓋昇降台
３６を上昇させて、被処理物１６を高圧容器１内
に保持されている加熱装置１２内に挿入して下外
蓋４に下中蓋５を嵌合させた後、クランプ装置１
９の上側のクランパー１９Ａを解放し、加熱装置
１２を下蓋昇降台３６により支持し、下蓋昇降台
３６を下降して高圧容器１の下部開口を開放する
と共に、真空チヤンバー２６をその昇降装置３５
により上昇させて、鍔２７をシール部材３２を介
してシール板１８に当接させ気密状態として、真
空チヤンバー２６を高圧容器１の下部開口に連通
状に接続し、第３図に示す真空排気状態とする。

このようにして、真空排気の準備ができると、
真空排気弁２９を開き、真空排気装置３０を運転
して、高圧容器１内及び真空チヤンバー２６内の
空気を、排気口２８から真空排気弁２９を経て吸
引排除し、加熱装置１２に通電が開始され、真空
昇温（予熱）状態に入る。

続いて、下蓋昇降台３６が上昇して、第４図に
示すように、被処理物１６及び加熱装置１２が容
器本体２内に挿入され、下外蓋４及び下中蓋５
が、クランプ装置１９の上下クランパー１９Ａ，
１９Ｂによりそれぞれクランプされて高圧容器１
が閉塞状態となる。

高圧容器１が閉塞状態になると、ガス導入弁９
が開いてガス給排孔６から、大気圧程度の圧力の
不活性ガスが高圧容器１内に導入される。

他方、真空チヤンバー２６は、その昇降装置３
５によつて下降せしめられて第５図に示す状態に
なると共に、下蓋昇降台３６も下降せしめられ、
真空チヤンバー支持搬送台車３３が横行して、高
圧容器１の直下から退去される。

そこで、第６図に示すように、プレスフレーム
台車２２が横行移動して、高圧容器１の中央外周
にプレスフレーム２１が位置せしめられる。そし
て、高圧容器１内には、不活性ガスが圧縮機８に
より導入昇圧され、加熱装置１２による昇温が続
けられ、熱間等方圧加圧処理行程に移行する。

熱間等方圧加圧処理が完了すると、開放弁１１
が開かれ、高圧容器１内の不活性ガスは給排管１
０により排出され、高圧容器１内の圧力を常圧に
戻すと共に、内部温度が所定温度に下降するのを
待つて、プレスフレーム２１を横行移動して待機
位置に退去させる。続いて、退去していた真空チ
ヤンバー２６を高圧容器１直下に移動させ、真空
チヤンバー２６をその昇降装置３５により上昇さ
せると共に下蓋昇降台３６をも上昇させる。下蓋
昇降台３６が下中蓋５下面に当接すると、クラン
プ装置１９により下側のクランパー１９Ｂを作動
させて下中蓋５のクランプを解放して、下中蓋５
及び被処理物１６を下蓋昇降台３６により支持
し、下蓋昇降台３６を下降させて、第７図に示す
ように被処理物１６を高圧容器１から取り出す。

次いで、真空チヤンバー支持搬送台車３３を横
行させて、被処理物出入開口２０の直下に移動
し、第２図に示すように、下蓋昇降台３６及び真
空チヤンバー２６を上昇させた後、被処理物１６
を搬出する。

以上の操作で、熱間等方圧加圧処理の１サイク
ルが完了する。そこで、次の被処理物１６を、下
蓋昇降台３６上に搬入載置し、下蓋昇降台３６及
び真空チヤンバー２６を下降させた後、真空チヤ
ンバー支持搬送台車３３を横行させて高圧容器１
の直下に位置させ、次の処理サイクルに入る。

上記実施例によれば、真空排気が、高圧ガス設
備と別個に行なわれ、排気口径ｄの制約がないう
え、排気口２８に真空排気装置３０が近接してい
るので配管長が最短であり、真空排気性能を大幅
に改善することができる。また、真空チヤンバー
２６が昇降及び横行走行可能であるから、被処理
物１６の搬入搬出を行なうことができ、架台１７
内側に他に被処理物１６の搬送手段が不要であ
り、しかも、真空チヤンバー２６内に下蓋昇降台
３６を備えているので、被処理物１６及び加熱装
置１２の高圧容器１内への挿入、あるいは取出し
を容易に行なうことができる。

さらに、クランプ装置１９を備えているので、
下外蓋４及び下中蓋５の開閉が自動的かつ迅速、
確実に行なわれる。

なお、真空排気弁２９は、高圧に耐える必要が
ないので安価に得られ、従来例に比し経済的であ
る。

そして、高圧容器１は、従来のものを使用でき
る。

第８図〜第９図は、上記実施例に、２つの冷却
ステーシヨン３８，３９を、高圧容器１と被処理
物出入開口２０の間に列設付加したもので、この
冷却ステーシヨン３８，３９には、下部が開口４
０しかつ外周に冷却ジヤケツト４１を備えた冷却
筒４２が、架台１７に高圧容器１と同様に固着さ
れている。なお、前記開口４０は、下外蓋４を嵌
合しうる大きさ並びに形状とされ、その外側には
それぞれ前記クランプ装置１９と同様の下蓋クラ
ンプ装置４３（第８図及び第９図の一部は図示せ
ず）が配設されている。

そして、下外蓋４、下中蓋５、加熱装置１２及
び被処理物載置台１５を１セツトとして、複数セ
ツト準備し、第８図に示すように、HIP処理の完
了した被処理物１６を収容したセツトを、冷却ス
テーシヨン３８の冷却筒４２内に挿入して冷却を
行ない、高圧容器１の直下では他のセツトの真空
排気を行なう。真空排気及び冷却が完了すれば、
第９図に示すように、真空チヤンバー２６を高圧
容器１直下から冷却ステーシヨン３８直下に移動
し、冷却完了した被処理物１６を冷却筒４２内の
加熱装置１２から引き出した後、被処理物出入開
口２０直下に真空チヤンバー２６を移動させて、
処理済の被処理物１６を搬出する。他方、真空昇
温、ガス置換の完了した高圧容器１には、プレス
フレーム２１が嵌合され、HIP処理工程に移行す
る。

次いで、処理済の被処理物１６が搬出された後
に、次の被処理物１６を搬入し、第９図に示すよ
うに、冷却ステーシヨン３８直下に位置させ、真
空チヤンバー２６及び下蓋昇降台３６を上昇させ
て被処理物１６を冷却筒４２内の加熱装置１２に
挿入してセツトを完成させる。第９図の状態にお
いて、高圧容器１内の被処理物１６のHIP処理が
完了すると、プレスフレーム２１が、被処理物１
６の降温を待つことなく第８図に示す位置に退去
し、代つて真空チヤンバー２６が高圧容器１直下
に移動して、下蓋昇降台３６により被処理物１６
等のセツトを受け取つた後、冷却ステーシヨン３
９直下に真空チヤンバー２６を移動させ、冷却筒
４２内に被処理物１６等を挿入固定して冷却を行
なう。そして、再び真空チヤンバー２６を冷却ス
テーシヨン３８直下に移動して、準備された被処
理物１６等のセツトを、下蓋昇降台３６上に移載
した後、真空チヤンバー２６を高圧容器１の直下
に移動させ、真空チヤンバー２６を上昇させてシ
ール部材３２をシール板１８に当接させ、真空排
気工程に入る。

このように、冷却ステーシヨン３８，３９を設
けることによつて、HIP処理後の高圧容器１を冷
却待ちに使用する時間が短縮でき、HIP処理サイ
クルタイムを大幅に短かくすることができる。

なお、冷却ステーシヨン３８，３９において、
冷却ジヤケツト４１内に通水することなく、加熱
装置１２に通電し、予熱を行なうことができ、こ
れによつて、HIP処理サイクルタイムをより一層
短かくすることが可能である。

上記実施例は、真空チヤンバー２６が高圧容器
１の下側に配設されたものであるが、真空チヤン
バー２６は、高圧容器１の上方に昇降可能に配設
し、真空チヤンバー内に上蓋３の開閉装置を組み
込み、容器本体２の上部開口と真空チヤンバーと
を連通状に接続することができ、さらに真空チヤ
ンバーを横行移動可能に構成することができる。

さらに、上記実施例では、高圧容器１を定置固
定しているが、これを移動可能とし、真空チヤン
バー２６を定置固定し昇降のみ可能とすることが
できる。

また、加熱装置１２は、予熱位置及び熱処理位
置で通電可能であり、予熱位置から熱処理位置へ
の移動中においても通電可能とされていること勿
論である。

（考案の効果） 本考案にかかるHIP装置は、上述のように、高
圧容器１の容器本体２の上側又は下側開口に、真
空排気装置３０を備えた真空チヤンバー２６が、
シール部材３２を介して連通状に接続可能に構成
されているので、真空排気に際して、排気口径の
制約がなく、かつ真空排気管長を最短として真空
排気性能を大幅に向上させることができ、しかも
高圧ガス設備とは完全に独立しているから、高圧
耐圧部材でなくとも、経済性を高めることが可能
である。

前記真空チヤンバー２６は、容器本体２の下側
に横行自在に配設すると共に、内部に加熱装置１
２を下蓋４，５及び被処理物１６と共に収容で
き、かつ下蓋昇降台３６を備えているので、被処
理物１６のハンドリングをも行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本考案の実施例を示すもの
で、第１図は一部破断全体正面図、第２図〜第７
図は稼働状態を示す一部破断正面図、第２図は被
処理物搬入状態、第３図は真空排気状態、第４図
は真空排気完了後の真空昇温並びにガス置換状
態、第５図は真空チヤンバー離脱下降状態、第６
図はHIP処理状態、第７図はHIP処理完了後被処
理物を取り出した状態である。第８図及び第９図
は冷却ステーシヨンが付加された実施例を示す一
部破断正面図、第８図は真空排気及び冷却が並行
して同時に行なわれている状態、第９図はHIP処
理及び被処理物の冷却完了取出し状態である。第
１０図は従来例を示す縦断正面図である。 １……高圧容器、２……容器本体、３……上
蓋、４……下外蓋、５……下中蓋、１２……加熱
装置、１６……被処理物、２６……真空チヤンバ
ー、３０……真空排気装置、３２……シール部
材、３６……下蓋昇降台。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 容器本体２と上蓋３及び下蓋４，５とからな
   る高圧容器１内に、加熱装置１２が配設され、
   被処理体１６を真空及び高圧ガス雰囲気下で熱
   処理する装置において、 前記容器本体２の上側又は下側開口に、真空
   排気装置３０を備えた真空チヤンバー２６が、
   シール部材３２を介して連通状に接続可能に構
   成され、該真空チヤンバー２６は横行自在とさ
   れていることを特徴とする熱間等方圧加圧装
   置。 (2) 前記真空チヤンバー２６は、容器本体２の下
   側に水平方向移動自在に配設されると共に、内
   部に加熱装置１２を下蓋４，５及び被処理物１
   ６と共に収容でき、かつ加熱装置１２等の下蓋
   昇降台３６が配設されている請求項１記載の熱
   間等方圧加圧装置。