JPH05285550A - 爆轟弾圧発生方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 爆轟によるガス圧を弾圧に変換することを目
的とする。 【構成】 燃焼室１は火炎の進行につれて断面積が一端
部１Ａから次第に小さくなるように設定され、他端部１
Ｂでは最小断面積をもつ収束部が形成され、他端部１Ｂ
の開口に、弾圧室１２の端面が臨んでいる。燃焼室１内
の火炎は進行と共に該燃焼室の断面積が小さくなるので
圧力が上昇し、他端部１Ｂではきわめて高い圧力とな
る。この高圧は弾圧室１２内の弾性体の弾圧に変換され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は簡便に高圧の衝撃弾圧を
得られる爆轟弾圧発生方法及び装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一方の面が金型で支持された板材等の部
材の他方の面に液圧を作用せしめて三次元成形を行う場
合等においては、瞬時ではあるが極めて高い圧力を必要
とする。従来、かかる液圧を得るためにいくつかの手法
が知られている。

【０００３】例えば、先ず第一に、加圧用の水等の液体
中に弾丸を打ち込んで、衝撃液圧を液体中に発生させ、
その圧力を板材等の部材に印加して該部材を金型へ圧し
て三次元成形せんとする衝撃液圧発生装置が特開平０１
−１５７７２５号にて提案されている。

【０００４】また、第二には、水中で爆薬を燃焼させる
ことによって衝撃水圧を発生せしめ、その圧力で薄板の
三次元成形を行う爆発成形装置も知られている。この装
置は主として大型部品の成形に利用されている。

【０００５】さらには第三として、容器に収容された加
圧用の液体の液面に、ガス圧等により高速に加速された
ピストンを衝突させることにより衝撃液圧を発生させる
こととした装置も知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第一ないし第三の装置による衝撃液圧発生の手法にあ
っては、共通のあるいはそれぞれ固有の問題を次のごと
く有している。 1. 容器内壁全面又は一部が高温高圧場に直接さらされ
ること。 2. 危険でかつ高価な爆薬を使用すること。 3. 大きな騒音を発生すること。 4. 危険性を伴うため、設置場所の制約があること。 5. 到達圧力の大幅変更が難しいこと。 6. 短時間での繰返し運転に適さないこと。 7. 大規模な設備が必要であること。 8. ピストンなどの可動部品の交換が必要であること。 9. 圧力の持続時間が長いため、成形型へのダメージが
大きいこと 10. 液圧室内に固形物等が残留すること。 11. 装置の構造が複雑であるため、保守、点検等がや
りにくいこと。 12. １ショットにて、１回の衝撃水圧しか得られない
こと。 13. 圧力媒体として液体を用いるため、該液体をハン
ドリングするための機器類が必要となる。

【０００７】すなわち、上述の第一の手法にあっては１
〜６，８，９〜13、第二の手法では１〜７，９，10，1
2,13、そして第三の手法では１，４〜９，11〜13の欠点
を有している。

【０００８】本発明は、上述の従来の手法による諸問題
を解決し、安全で、短時間で繰返し運転でき、かつ高速
・高圧の衝撃弾圧を得る方法及びそのための装置を提供
することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、先ず爆轟弾圧発生方法に関し、可燃性混合気を着
火することにより発生するデトネーション波をその進行
と共に収束し、収束部で得られる高圧を直接もしくは交
換可能な媒体を介してゴム状の弾性体に伝達して弾圧に
変換することにより達成される。

【００１０】また、上記方法を実施するための装置に関
しては、一端部から他端部へ向け断面積が小さくなる燃
焼室と、燃料の供給を受け点火栓が配設された着火室
と、着火室から分岐して延び上記燃焼室の一端部へ連通
する路程の等しい複数の誘導路と、上記燃焼室の最小断
面積部たる他端部の開口に接続されかつ内部にゴム状の
弾性体を収容せる弾圧室とを備えることにより得られ
る。

【００１１】

【作用】かかる本発明において、高弾圧は次の要領で得
られる。

【００１２】先ず、互いに連通せる燃焼室、誘導路そ
して着火室にほぼ理論混合比の可燃性混合ガスを充填す
る。

【００１３】次に、着火室にて着火を行う。

【００１４】着火すると火炎は爆轟（デトネーショ
ン）により誘導路を経て燃焼室内を進行する。その際、
各誘導路は等しい路程となっているので、燃焼室の一端
部には各誘導路火炎が同時に到達する。

【００１５】燃焼室では、上記火炎は他端部に向け伝
播するが、燃焼室はその断面積が他端部に向け減少する
ので、火炎の圧力は上昇し他端部にて最大値になる。該
他端部の開口には弾圧室が直接もしくは膜体を介して接
続されて弾性体の端面が該開口に臨んでいるので、上記
圧力は弾圧室内の弾性体に伝達され、弾圧に変換され
る。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面にもとづいて本発明の実施例
を説明する。

【００１７】図１は本発明の第一実施例装置の縦断面図
である。図において、１は燃焼室で、下方に向け円錐状
をなし横断面における断面積は上端部１Ａで最大、下端
部１Ｂで最小となって収束部を形成するようになってい
る。

【００１８】上記燃焼室１の上端部１Ａの内壁はやや上
方に弯曲形成せられ、ここに複数の孔状の誘導路２が連
通している。該複数の誘導路２は上方にて、円板空間状
の分散室３に集束せられている。該分散室３には上方に
延びる着火室４が連通接続されている。そして、該着火
室４の上部には、着火装置６により作動する点火栓５が
設けられていると共に、流量計７，８を経て燃料供給源
９、酸化剤供給源１０がそれぞれ接続されている。な
お、１１は着火室４内の圧力を確認するための圧力計で
ある。

【００１９】上記燃焼室１の下端部１Ｂは開口されてお
り、ここに弾圧室１２が接続され、そしてその直下に弾
圧使用の一例としての成形装置１３が設けられている。
上記弾圧室１２には圧力媒体としての天然ゴム等の弾性
体Ｇが収容されているが、その端面は図のごとく上記燃
焼室１の下端部１Ｂに直接面していても、強靭かつ変形
容易な膜体で介面を形成していてもよい。

【００２０】上記成形装置１３は内部に、上面が成形用
の三次元形状をもった金型１６を交換可能に収容してい
る。該成形装置１３は必要に応じ、上記弾圧室１２との
間にて、例えば両者のフランジの間で成形を受けるべき
板材等Ｐの周縁を保持することもできる。上記成形装置
１３には、上記金型１６を貫通してその上部空間に連通
して該空間を真空とするための真空ポンプ装置１７が接
続さている。該真空ポンプ装置１７は既述の着火室４に
も接続されている。

【００２１】かかる本実施例装置において、高圧弾圧の
発生そしてこれを利用した成形は次のごとくになされ
る。

【００２２】先ず、成形を受けるべき板材Ｐが金型１
６上にセットされる。

【００２３】次に、真空ポンプ装置１７によって着火
室４、分散室３、誘導路２そして燃焼室１内が所定の真
空度とされる。また、これと同時に金型１６と板材Ｐと
の間の空間も同様に所定の真空度となるように吸引され
る。

【００２４】しかる後、着火室４、分散室３、誘導路
２そして燃焼室１内には、ほぼ理論混合比の可燃性ガス
が、燃料供給源９、酸化剤供給源１０により充填され
る。

【００２５】かかる設定の完了後、着火装置６によっ
て点火栓５を作動させる。着火室４内では着火により爆
轟が起こりその火炎が分散室３そして誘導路２を経て燃
焼室１の上端部１Ａに伝播される。その際、複数の誘導
路２の路程はそれぞれ等しく設定されているので、複数
の誘導路２の火炎は同時に上記上端部１Ａに達する。

【００２６】燃焼室１内では火炎は上端部１Ａから下
端部１Ｂへと進行するが、燃焼室１の断面積は下方に向
け次第に小さくなっているために、その圧力は上昇し下
端部１Ｂではきわめて高圧となる。

【００２７】上記燃焼室１の下端部１Ｂの開口部に
は、弾圧室１２内の弾性体Ｇの端面が臨んでいるため、
上記高圧は該端面から弾性体中へと伝播され、板材Ｐを
金型１６に対して等圧で圧し成形が行われる。

【００２８】しかる後、成形品としての板材をとり出
すと共に、上記〜の工程を繰り返すことによって、
次々と成形を行うことができる。

【００２９】なお、本実施例では、高圧弾圧の利用方法
として金型による成形を挙げたが、他の種の加圧、ある
いは駆動源等としての他の分野においても広く利用可能
である。

【００３０】図２に本実施例における爆轟弾圧について
数値をもって具体的に説明する。図は燃焼室１の他端部
１Ｂに臨む弾性体端面近傍における圧力測定の結果を示
すもので、燃焼室中心部でのガス圧を３７万気圧とした
ところ、弾圧は約８０μsecの間生じ、その間にいくつ
かの波が得られた。一次波は６５００kgf/cm² 、二次波
は５８００kgf/cm² であった。なお、この圧力は、燃焼
室内に充填するガス圧（量）や混合比を加減することに
より容易に調整することができる。

【００３１】次に、図３にもとづき本発明の第二実施例
装置を説明する。なお、図において図１に示した前実施
例装置と共通部分には同一符号を付してその説明は省略
する。

【００３２】本実施例では燃焼室１’は半径方向に拡が
る横型に形成されている。該燃焼室１’は下方にふくら
む略球面の一部の上壁面によって中心に向かってその断
面積が減ずる形になっている。上記上壁面には、中心に
向かう適宜本数の溝１’Ｃが放射状に形成されていて、
中心部にて燃焼室１’が弾圧室１２に連通している。

【００３３】かかる本実施例装置によれば、装置寸法を
高くできない場合に都合がよい。作用に関しては、前実
施例の場合と同様であり、火炎は誘導路２から燃焼室
１’の一端部たる周囲部１’Ａに到達した後、他端部た
る中心部１’Ｂに向かって進行する。その進行の際、断
面積の減少に伴い圧力はきわめて高くなる。そして、そ
の高圧は弾圧室１２内の弾性体に伝播され、成形装置１
３にて板材Ｐを金型１６に圧して成形が行われる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は以上のごとく構成されるので、
その方法にあっては、従来の衝撃液圧発生方法に比し
て、安価、かつ容易に立上りが急峻で特性の優れた衝撃
弾圧が得られると共に衝撃弾圧のレベルは、爆轟装置の
初期充填ガス圧に依存しているので、圧力制御性に優れ
ているという効果を得る。

【００３５】また、本発明装置によれば、従来の弾丸打
込式、爆発方式のように火薬を用いないため、設定上の
制約を受けない装置となり、又、連続的に衝撃弾圧を発
生させることができるようになるという効果を得る。そ
して、容易かつ安全に衝撃弾圧を得ることができるの
で、加工分野等の広い工業分野での本格的な応用が可能
になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例装置の縦断面図である。

【図２】図１装置における弾圧波形の一例を示す図であ
る。

【図３】本発明の第二実施例装置の断面図である。。

【符号の説明】

１ 燃焼室 １’ 燃焼室 １Ａ 一端部（上端部） １’Ａ 一端部（周囲部） １Ｂ 他端部（下端部） １’Ｂ 他端部（中央部） ２ 誘導路 ４ 着火室 ５ 点火栓 １２ 弾圧室 １３ 成形室（成形装置） １６ 成形金型 Ｇ ゴム状の弾性体 Ｐ 被成形部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可燃性混合気を着火することにより発生
   するデトネーション波をその進行と共に収束し、収束部
   で得られる高圧を直接もしくは交換可能な媒体を介して
   ゴム状の弾性体に伝達して弾圧に変換することとした爆
   轟弾圧発生方法。
2. 【請求項２】 一端部から他端部へ向け断面積が小さく
   なる燃焼室と、燃料の供給を受け点火栓が配設された着
   火室と、着火室から分岐して延び上記燃焼室の一端部へ
   連通する路程の等しい複数の誘導路と、上記燃焼室の最
   小断面積部たる他端部の開口に接続されかつ内部にゴム
   状の弾性体を収容せる弾圧室とを備えることとした爆轟
   弾圧発生装置。