JPH0514156Y2

JPH0514156Y2 -

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Publication number: JPH0514156Y2
Application number: JP19900387U
Authority: JP
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2002-12-28
Also published as: JPH01102696U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、金属やセラミツクス等の焼結炉に用
いられるホツトプレス装置に関するものである。

［従来の技術］一般に、金属やセラミツクス等の粉末を加圧焼
結する場合、第３図に示すように、加熱室１の中
に、粉体試料Ｍを充填したダイス２を配し、ダイ
ス２内部の試料Ｍを、上下に配された上下のパン
チ３，４間に挾み、上ラム５を下方に移動して上
パンチ３を介して試料Ｍを押圧することにより加
圧し、その状態で加熱することにより焼結製品を
得ている。

［考案が解決しようとする問題点］ところで、上記のような装置では、試料Ｍが押
圧されていくにしたがい、試料Ｍとダイス２との
内面間には摩擦力が生じ、この摩擦力に相当する
力がダイス２を介して下パンチ４に作用する。こ
の摩擦力は、押圧される試料Ｍの上側が大きく、
下にいくにつれ減少していくので、試料Ｍには、
上側は密に、また下側は粗になるという密度むら
が生じる問題点があつた。

［問題点を解決するための手段］本考案は上記問題点を解決するためになされた
ものであつて、ダイス内部に装入した試料を２つ
のパンチ間に挟み、これらパンチを、シリンダ機
構によつて駆動される各ラムにより移動させ、こ
れによつて前記試料を加熱しながら一軸加圧成型
するホツトプレス装置において、前記ダイスを、
両パンチに対して相対移動可能に装備し、また、
前記各ラムを駆動する各シリンダ機構に対し、こ
れら各シリンダ機構の駆動出力を互いに同値と
し、かつ、試料の熱膨張を吸収する出力制御機構
と、各シリンダ機構の駆動ストロークの変位量を
検出するとともに、一方のシリンダ機構のストロ
ーク変位量に他方のシリンダ機構のストローク変
位量を同調させて各シリンダ機構の変位量の差を
零にすべく調整するストローク同調機構とを設け
たことを特徴としている。

［作用］各ラムにより各パンチを介して試料を押圧して
加圧していく際、試料が収縮する段階で、ストロ
ーク同調機構を働かせて各ラムの移動量を同調さ
せることにより、収縮する試料とダイスとの間に
生じる両端における摩擦抵抗は互いに等しくその
摩擦抵抗は互いに打ち消し合い、したがつて、収
縮量は等しくなるとともに、ダイスの移動が防が
れ試料の均熱性が保持される。また、出力制御機
構により、試料を加圧する段階で各ラムの圧力を
同値とするとともに、試料が加熱されることによ
つて生じる熱膨張を吸収し、これによつて、試料
はほとんど密度むらのない圧粉体となる。

［実施例］以下、本考案の一実施例を第１図ないし第２図
を参照して説明する。

第１図は装置全体の側断面図であつて、符号１
０で示されるものは、加熱炉本体１１、炉蓋１２
とからなる真空加熱炉である。加熱炉本体１１の
内部には、やはり本体１３ａ、蓋１３ｂからなる
断熱壁１３が配されており、この断熱壁１３の内
部が加熱室１４とされている。加熱炉本体１１に
は真空排気口１１ａが形成され、また、加熱室１
４内にはヒータ１４ａが取り付けられている。

加熱炉１０の上下には、プレスフレーム１５
ａ，１５ｂが配されており、これらは複数本のプ
レスロツド１６によつて連結されている。そし
て、上側のプレスフレーム１５ａには、下方に進
出するロツド１７ａを有する上側油圧シリンダ１
７が、また、下側のプレスフレーム１５ｂには、
上方に進出するロツド１８ａを有する下側油圧シ
リンダ１８がそれぞれ設けられている。

前記加熱室１４の中には、金属あるいはセラミ
ツクス等の粉末試料Ｍが装入される筒状のダイス
１９が配置されている。このダイス１９は、皿状
の台２０の上に載せられるようになつているが、
この台２０は、断熱壁１３底部を摺動自在に貫通
する複数本の支持ロツド２１に支持されており、
この支持ロツド２１は、炉底外部に装備されたエ
アシリンダ２２のロツド２２ａに連結されてい
る。すなわち、ダイス１９は台２０、支持ロツド
２１を介してエアシリンダ２２のロツド２２ａに
支持されている。なお、エアシリンダ２２のロツ
ド２２ａは、最も伸長した状態でダイス１９を支
持するようになつている。

また、エアシリンダ２２の出力は、ダイス１９
と台２０とを合わせて重さにつり合うよう調節さ
れており、これ以上の反力を受けると、その分下
降するようになつている。

前記ダイス１９の内部には、上パンチ２３およ
び下パンチ２４が、それぞれダイス１９の軸方向
に沿つて移動自在に設けられている。すなわち、
ダイス１９は、上下のパンチ２３，１４に対し相
対移動可能となつている。

上パンチ２３の上方には、この上パンチ２３を
上から押圧する上ラム２５が取り付けられてい
る。この上ラム２５は、前記上側油圧シリンダ１
７のロツド１７ａに連結されており、この上側油
圧シリンダ１７の作動によつて上下動するように
なつている。

また、下パンチ２４は、前記台２０に対し下方
に脱落せぬよう貫通しており、この下パンチ２４
の下方には、下パンチ２４を下から押圧する下ラ
ム２６が取り付けられている。この下ラム２６
は、下側油圧シリンダ１８のロツド１８ａに連結
されており、この下側油圧シリンダ１８の作動に
よつて上下動するようになつている。

そして、試料Ｍは、ダイス１９内において、上
記上下のパンチ２３，２４間に挾まれ、前記各油
圧シリンダ１７，１８をそれぞれ下降、上昇させ
ることにより、上下のラム２５，２６、上下のパ
ンチ２３，２４を介して押圧されるようになつて
いる。

次に、前記上側および下側の油圧シリンダ１
７，１８に油圧を供給する油圧ユニツトについて
説明するが、この油圧ユニツトは下記に示す出力
制御および同調制御を行い得るものである。

第２図はそのユニツトの構成を示し、２７は油
圧ポンプ、２８は電磁切替弁である。

出力制御：ユニツトを構成する油圧配管の本
管からは、上下の油圧シリンダ１７，１８のヘ
ツド側へ油圧配管が分岐し、本管側に設けた電
磁比例式リリーフ弁２９により、上下のシリン
ダ１７，１８の駆動出力が同値となるよう制御
される。これによつて試料Ｍは、上下のラム２
５，２６、上下のパンチ２３，２４を介して、
上下方向から同圧力で加圧されるようになる。
また、試料Ｍが加熱されて熱膨張が生じた際に
は、電磁比例式リリーフ弁２９が作動して油圧
を逃がすことにより過負荷が防止されるように
なつている。すなわち、その電磁比例式リリー
フ弁２９が、各シリンダ１７，１８の出力を同
値とするとともに試料Ｍの熱膨張を吸収する出
力制御機構とされている。

同調制御：上下のシリンダ１７，１８のヘツ
ド側への油圧配管のうちの一方（この場合であ
れば下側油圧シリンダ１８に対する配管）に、
流量調整弁３０が、また他方（上側油圧シリン
ダ１７）に、電磁比例式流量調整弁３１が設け
られている。また、このユニツトには、上下の
シリンダ１７，１８のそれぞれのロツド１７
ａ，１８ａのストロークの変位量（進出量）を
検出する変位センサ３２，３３が設けられ、さ
らに、これら変位センサ３２，３３の検出値を
比較し、下側油圧シリンダ１８のロツド１８ａ
の変位量を基準とした両油圧シリンダ１７，１
８のストローク量の差を示す変位差計３４が設
けられている。

そして、この変位差計３４の表示に応じ、その
表示が零となるよう前記電磁比例式流量調整弁３
１により、上側油圧シリンダ１７のロツド１７ａ
の変位量を調整して上下のシリンダ１７，１８の
各ロツド１７ａ，１８ａの変位量の差を零にする
ことができるように、つまり、上下のシリンダ１
７，１８の各ロツド１７ａ，１８ａのストローク
量を、常に同調させることができるようになつて
いる。

このような操作は、変位差計３４の下流にある
変位調節計３５、並びに電磁比例式流量調整弁３
１の制御用アンプ３６によつて行なわれる。すな
わち、電磁比例式流量調整弁３１、変位センサ３
２，３３、変位差計３４、変位調節計３５等によ
り、両油圧シリンダ１７，１８の各ロツド１７
ａ，１８ａの変位量の同調機構が構成されてい
る。

なお、第２図中、３７，３８はそれぞれ両油圧
シリンダ１７，１８の各ロツド１７ａ，１８ａの
変位量を示す変位量指示計、３９は油圧発信器、
４０は上部および下部油圧シリンダ１７，１８の
出力指示調節計、４１は電磁比例式リリーフ弁２
９の制御用アンプ、４２は変換器、４３はカウン
タバランス弁である。

次いで、上の装置によつて、試料Ｍを焼結させ
るには、まず、加熱炉本体１１の真空排気口１１
ａに図示せぬ真空排気装置を接続し、この真空排
気装置により加熱炉１０内を真空排気する。

次いで、上下の油圧シリンダ１７，１８の各ロ
ツド１７ａ，１８ａを進出させ、上下のラム２
５，２６、上下のパンチ２３，２４を介して、試
料Ｍを押圧することにより加圧する。この上下の
油圧シリンダ１７，１８を作動させる際には、各
ロツド１７ａ，１８ａのストローク量が、上記し
た油圧ユニツトの同調制御により同一となるよう
制御される。

この加圧作業の初期は、試料Ｍは収縮するが、
この試料Ｍの収縮によりダイス１９内面との間に
は摩擦抵抗が生じる。しかし、上記のように油圧
シリンダ１７，１８の各ロツド１７ａ，１８ａが
同一ストロークで進出するために、これら上下の
ロツド１７ａ，１８ａによる上下の摩擦抵抗が互
いに打ち消し合う。したがつて、ダイス１９は、
どちらかのロツド１７ａ，１８ａの作用により上
あるいは下に移動することなく固定状態が保たれ
る。したがつて、ダイス１９内の試料Ｍの上下の
収縮量は同一でほとんど密度むらがないよう収縮
する。なお、第１図においてM₁は加圧後の試料
を示している。

試料Ｍの収縮が終了した時点で、油圧ユニツト
の上記出力制御により、試料Ｍは上下の油圧シリ
ンダ１７，１８により上下から所定の等しい圧力
を受けながら加圧される。これにより、試料Ｍは
上下にほとんど密度むらがないよう加圧される。

そして、このように加圧すると同時に加熱室１
４をヒータ１４ａにより所定の焼結温度に加熱す
れば、試料Ｍの焼結製品が得られる。

なお、試料Ｍが加熱されて生じる熱膨張は、上
述したように、出力制御機構である電磁比例式リ
リーフ弁２９により吸収される。

このように本装置によれば、上下の油圧シリン
ダ１７，１８によつて試料Ｍを加圧する際、各ロ
ツド１７ａ，１８ａの進出量を同調させることに
よりダイス１９の移動を防ぐことができ、このた
めに試料Ｍの均熱性が保持される。また、実際に
加圧状態になつた時点で上下から同じ圧力で加圧
されるので、ほとんど密度むらのない試料Ｍの圧
粉体を得ることができ、これは、長尺な試料Ｍを
加圧処理する際に非常に効果的である。

［考案の効果］以上説明したように、本考案の粉末加圧成型装
置によれが、ダイス内部に装入した試料を２つの
パンチ間に挟み、これらパンチを、シリンダ機構
によつて駆動される各ラムにより移動させ、これ
によつて前記試料を加熱しながら一軸加圧成型す
るホツトプレス装置において、前記ダイスを、両
パンチに対して相対移動可能に装備し、また、前
記各ラムを駆動する各シリンダ機構に対し、これ
ら各シリンダ機構の駆動出力を互いに同値とし、
かつ、試料の熱膨張を吸収する出力制御機構と、
各シリンダ機構の駆動ストロークの変位量を検出
するとともに、一方のシリンダ機構のストローク
変位量に他方のシリンダ機構のストローク変位量
を同調させて各シリンダ機構の変位量の差を零に
すべく調整するストローク同調機構とを設けたこ
とを特徴とするから、以下のような効果を奏す
る。

各ラムにより各パンチを介して試料を押圧して
加圧していく際、試料が収縮する段階でストロー
ク同調機構を働かせて各ラムの移動量を同調させ
ることにより、収縮する試料とダイスとの間に生
じる摩擦抵抗は両端において互いに等しく、した
がつてその摩擦抵抗は互いに打ち消し合うことに
なる。この結果、試料の両端部における収縮量は
互いに等しくなるとともに、ダイスの移動が防が
れ試料の均熱性が保持される。

また、出力制御機構により、試料を加圧する段
階で各ラムの圧力を同値とするとともに、試料が
加熱されることによつて生じる熱膨張を吸収する
ことにより、試料はほとんど密度むらのない圧粉
体となり、このため、長尺な試料を一軸加圧成型
する際特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は本考案の一実施例を示す
図であつて、第１図はその側面図、第２図は油圧
ユニツトの構成を示す系統図、第３図は従来の技
術を示す断面図である。１７……上側油圧シリンダ（シリンダ機構）、
１８……下側油圧シリンダ（シリンダ機構）、１
９……ダイス、２３……上パンチ、２４……下パ
ンチ、２５……上ラム、２６……下ラム、Ｍ……
試料。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】ダイス内部に装入した試料を２つのパンチ間に
挟み、これらパンチをシリンダ機構によつて駆動
される各ラムにより移動させ、これによつて前記
試料を加熱しながら一軸加圧成型するホツトプレ
ス装置において、前記ダイスを、両パンチに対して相対移動可能
に装備し、また、前記各ラムを駆動する各シリン
ダ機構に対し、これら各シリンダ機構の駆動出力
を互いに同値とし、かつ、試料の熱膨張を吸収す
る出力制御機構と、各シリンダ機構の駆動ストロ
ークの変位量を検出するとともに、一方のシリン
ダ機構のストローク変位量に他方のシリンダ機構
のストローク変位量を同調させて各シリンダ機構
の変位量の差を零にすべく調整するストローク同
調機構とを設けたことを特徴とするホツトプレス
装置。