JPH05305365A - 爆轟による複数穴同時打抜き方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 爆轟によるガス圧を液体または弾性体の圧力
媒体に伝達して液圧または弾圧に変換し該液圧または弾
圧により被加工部材を打抜き用の型に圧して複数穴同時
打抜き加工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、圧力室１２の圧力媒体の上面が臨んでいる。
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。この高圧は圧力室１２内の圧力媒体の液圧
または弾圧に変換される。圧力室１２には加工室１３が
連通して設けられ、該加工室１３内に被加工部材Ｐを支
持する複数穴同時打抜き用の型１６が収容されている。

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液圧ま
たは弾圧を得られる爆轟による複数穴同時打抜き方法及
びそのための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一方の面が複数穴打抜き用の金型で支持
された板材等の被加工部材の他方の面に衝撃液圧を作用
させて行う打抜き加工は、瞬時ではあるが極めて高い圧
力のもとに打抜き加工されるのが好ましい。従来、かか
る衝撃液圧による加工方法には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る
衝撃液圧発生装置が特開平０１−１５７７２５号にて提
案されており、かかる装置による圧力を板材等の被加工
部材に印加して該部材を複数穴打抜き金型へ圧して加工
することが可能である。

【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る装置も知られてお
り、かかる装置による圧力で被加工部材としての板材を
複数穴打抜き金型に圧して打抜き加工を行うことも可能
である。この装置は主として大型部品の加工に利用でき
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、
該液圧で被加工部材を打抜き金型に圧して加工すること
とした装置も知られている。この装置も複数穴打抜き加
工に応用可能であり、該装置は比較的小物部品の加工に
利用できる。

【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による加工の手
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、加工型へのダメージが
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。

【０００７】すなわち、上述の第一の手法にあっては１
〜６，８，９〜12、第二の手法では１〜７，９，10，1
2、そして第三の手法では１，４〜９，11，１2の欠点を
有している。

【０００８】ところで、複数穴同時打抜き加工方法とし
て、従来よりプレス機械による方法も実用化されている
が、適用できる穴の数や穴の形状に制約があること、型
合わせに時間がかかること、金型の製作費が高いこと、
等の欠点がある。

【０００９】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
で加工のできる爆轟による複数穴同時打抜き方法及びそ
のための装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、先ず爆轟による複数穴同時打抜き方法に関して
は、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液体または
弾性体の圧力媒体に伝達して液圧または弾圧に変換し、
該液圧または弾圧により膜体を介しもしくは直接被加工
部材を打抜き用の型に圧して複数穴同時打抜きすること
により達成される。

【００１１】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液体また
は弾性体を収容せる圧力室と、該圧力室に連通せる加工
室とを備え、該加工室には膜体を介してもしくは直接圧
力を受ける被加工部材を支持する打抜き用の型が収容さ
れていることにより得られる。

【００１２】

【作用】かかる本発明において、加工は次の要領でなさ
れる。

【００１３】 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。

【００１４】 次に、着火室にて着火を行う。

【００１５】 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。

【００１６】 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圧力室が接続されているので、上記
圧力は圧力室内の圧力媒体（液体または弾性体）に伝達
される。

【００１７】 上記圧力室内の圧力は膜体を介しある
いは直接に被加工部材を複数穴同時打抜き用の型に圧し
て同時打抜き加工がなされる。

【００１８】また、本発明において、圧力室内の一部ま
たは全部に圧力波の伝播特性が段階的または連続的に変
化せる圧力媒体を収容しているようにするならば、圧力
室内の圧力媒体内を伝播する圧力波の伝播方向の制御
（例えば、圧力波を屈折させて特定位置で高い圧力を発
生させる）が可能となる。また、圧力室内に燃焼室の開
口に臨む交換可能な媒体を収容しているようにするなら
ば、該媒体が破損した際に簡単な操作で破損箇所の復旧
ができる。

【００１９】さらには、圧力室内の圧力媒体が加工室と
独立に設置されているようにするならば、該加工室への
被加工物の取り付けまたは取り外しの作業中でも混合気
の給気または排気が可能となる。

【００２０】一方、圧力室内の圧力を調整するための圧
力調整装置を設置することにすれば、圧力室に被加工物
や加工室を取り付けた後に、外部操作で被加工物と圧力
媒体（または膜体）との密着性を調整（押付けまたは分
離）することが可能となる。

【００２１】

【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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】上記燃焼室１の下端部１Ｂは開口されてお
り、ここに圧力室１２が接続され、そしてその直下に衝
撃圧力を使用する加工装置１３が設けられている。上記
圧力室１２には圧力媒体としての液体または弾性体が収
束されているが、その圧力媒体の上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
形容易な膜体で界面を形成していてもよい。

【００２５】上記加工装置１３は内部に、複数穴打抜き
用の型１６を交換可能に収容している。該加工装置１３
は必要に応じ、上記圧力室１２との間にて、例えば両者
のフランジの間で加工を受けるべき被加工部材としての
板材等Ｐの周縁を保持することもできる。上記加工装置
１３には、上記打抜き用の型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。

【００２６】かかる本実施例装置において、高圧衝撃圧
力の発生そしてこれを利用した複数穴同時打抜き加工は
次のごとくになされる。

【００２７】 先ず、打抜き加工を受けるべき板材Ｐ
が複数穴打抜き用の型１６上にセットされる。

【００２８】 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、これと同時に打抜き用の型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。

【００２９】 しかる後、圧力室１２内には液体また
は弾性体が充填され、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。

【００３０】 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。

【００３１】 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。

【００３２】 上記燃焼室１の下端部１Ｂの開口部に
は、圧力室１２内の圧力媒体の上面が臨んでいるため、
上記高圧は圧力媒体へと伝播され、膜体を介し又は直接
に板材Ｐを加工装置の複数穴打抜き用の型１６に対して
等圧で圧してそのエッジ部にて複数穴同時加工が行われ
る。

【００３３】 しかる後、加工された製品をとり出す
と共に、上記〜の工程を繰り返すことによって、次
々と加工を行うことができる。

【００３４】次に、図２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。

【００３５】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’が圧力室１２に連通している。

【００３６】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
の高圧は圧力室１２内の圧力媒体に伝播され、加工装置
１３にて板材Ｐを複数穴打抜き用の型１６に圧してその
エッジ部にて同時打抜き加工が行われる。

【００３７】

【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、従来の方法に比して、安価、かつ
バリの生成が少ない複数穴同時打抜き加工が行えると共
に衝撃液圧のレベルは、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おり、被加工部材
の寸法や形状あるいは穴の性状に応じた適正な加工条件
の設定が容易に行えるという効果を得る。

【００３８】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、膜体を介して被加工物
に圧力波を伝達させる方式を採用すれば被加工物などの
ハンドリングが容易となり、連続的に加工を行うことが
できて量産システムへの転用が図れるという効果を得
る。

【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】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 圧力室 １３ 加工室（加工装置） １６ 複数穴打抜き型 Ｐ 被加工部材

Claims (6)

【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
   液体または弾性体の圧力媒体に伝達して液圧または弾圧
   に変換し、該液圧または弾圧により膜体を介しもしくは
   直接被加工部材を打抜き用の型に圧して複数穴同時打抜
   きすることとした爆轟による複数穴同時打抜き方法。
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液体
   または弾性体を収容せる圧力室と、該圧力室に連通せる
   加工室とを備え、該加工室には膜体を介してもしくは直
   接圧力を受ける被加工部材を支持する打抜き用の型が収
   容されていることとした爆轟による複数穴同時打抜き装
   置。
3. 【請求項３】 圧力室内の一部または全部に、圧力波の
   伝播特性が段階的または連続的に変化せる圧力媒体を収
   容していることとした請求項２に記載の爆轟による複数
   穴同時打抜き装置。
4. 【請求項４】 圧力室内に、燃焼室の開口に臨む交換可
   能な圧力媒体を収容していることとした請求項２に記載
   の爆轟による複数穴同時打抜き装置。
5. 【請求項５】 圧力室内の圧力媒体は、加工室と独立に
   設置されていることとした請求項２に記載の爆轟による
   複数穴同時打抜き装置。
6. 【請求項６】 圧力室内の圧力を調整するための圧力調
   整装置が設置されていることとした請求項２に記載の爆
   轟による複数穴同時打抜き装置。