JPH0739503Y2 - 乾式冷間静水圧加圧装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、乾式冷間静水圧加圧装置に関する。

（従来の技術） 各種金属粉末、セラミックス等よりなるパイプ、棒材、
球材等を圧縮成形する技術として、乾式冷間静水圧加圧
装置は、乾式CIP装置、ラバープレスとして実用に供さ
れている。

この技術として、例えば、実開昭62-60231号公報（従来
技術の１）、実開昭63-16598号公報（従来技術の２）、
特開昭48-7164号公報（従来技術の３）等がある。

（考案が解決しようとする課題） 従来技術の１は、筒形状の加圧ゴム型を用いたバックア
ップシリンダ装置付の乾式CIP装置であり、被成形体は
積極的には軸方向に加圧されず径方向加圧の軸方向分力
により等方的に加圧されるものである。

しかしながら、この従来技術の１では、バックアップシ
リンダ装置の全力量が、昇圧、減圧等全行程における成
形中において軸方向に加わるため、減圧時、被成形体が
応力開放する際、スプリングバックの大きな被成形体で
は径方向にのみ開放されて軸方向が規制されるために剪
断応力が発生し、割れの原因となる。

また、昇・減圧時に圧力容器の径方向変形に伴う軸方向
の変位が発生し、減圧時被成形体を圧縮することにな
る。

従来技術の２は、帽子形乃至逆コップ形の加圧ゴム型を
用いた乾式CIP装置であり、径方向のみでなく軸方向か
らも積極的に加圧するものである。

しかしながら、この従来技術の２では、被成形体がパイ
プ材であるときには、マンドレルが必要となるも、この
マンドレルに加わる軸方向荷重が過大となり、マンドレ
ル径に制限を受けることがある。

従来技術の３は、成形ゴム型を軸方向に加圧し、径方向
にも収縮されて等方向に成形するものであるも、被成形
体が球状であるときは、軸方向に加圧しなければ、被成
形体が卵形となるという不具合がある。

本考案は、筒形状の加圧ゴム型とバックアップシリンダ
装置により成形軸力を支持する乾式CIP装置において、
上下パンチの少なくともいずれか一方の端面に、ゴム蓋
を設けることによって、成形圧力よりも低い圧力で軸方
向に加圧できるようにしたことを目的とするものであ
る。

（課題を解決するための手段） 本考案は、成形容器１の上下端を閉塞する上下パンチ6,
7間に、筒形状の加圧ゴム型２を備え、成形中の軸方向
荷重を担持するバックアップシリンダ装置８を備えてい
る乾式冷間静水圧加圧装置において、前述の目的を達成
するために、次の技術的手段を講じている。

すなわち、本考案は、上下パンチ6,7の少なくともいず
れか一方の端面に、前記加圧ゴム型２による径方向の成
形圧力を受けて弾性変形することで軸方向の加圧力を付
与するとともに弾性復元可能なゴム蓋12を装着し、該装
着面の反対側に被成形体11と接触する金属製スペーサ13
を設けたことを特徴とするものである。

（作用） 本考案によれば、加圧ゴム型２による径方向の加圧力Ｐ
が成形ゴム型５を介して被成形体11に作用されると、こ
の加圧力（成形力）Ｐを受けて弾性復元可能なゴム蓋12
が弾性変形してこれにともなう分力が軸方向の加圧力P₁
として付与され、この加圧力P₁は成形力Ｐよりも低い圧
力で軸方向に作用する。

この加圧中において、ゴム蓋12の装着面の反対側に被成
形体11と接触する金属製スペーサ13を設けることで、圧
力分布は平均化される。

減圧時には被成形体11はスプリングバックによる変位を
受けるから軸方向に逃げる必要があるが、これは、ゴム
蓋12の弾性復元作用で吸収し、被成形体11に過大な圧縮
力が発生せず、該被成形体11の割れの要因を防止する。

（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は成形容器であり、円筒形状とされ
ていて図示しない外殻フレームを介して縦フレームに、
容器軸方向を縦向として固定支持されている。２は加圧
ゴム型で、円筒形状とされており、外ゴム型2Aと内ゴム
型2Bからなっており、成形容器１の上・下に設けた円環
状の上・下蓋3,4間で支持されている。

５は成形ゴム型であり、この実施例では円筒形状とされ
て内ゴム型2Bの内周面に装着されている。

６は上パンチ、７は下パンチであり、この両パンチ6,7
は上・下蓋3,4の嵌合筒部に、挿脱自在として嵌挿され
て成形容器１の上下端を閉塞可能とされ、図示省略の昇
降シリンダ装置でそれぞれ昇降自在とされている。

８はバックアップシリンダ装置であり、成形中の軸方向
荷重を担持するものであり、この実施例では、下パンチ
７を載置しているピストン8Aとこのピストン8Aが嵌合さ
れるシリンダ8Bとよりなっている。

９はプレスフレームであり、上パンチ６の上端面および
バックアップシリンダ装置８におけるシリンダ8Bの下端
面に対して、旋回式または台車式等により係脱自在とさ
れている。

10はマンドレルであり、その途中に段部10Aを有して下
パンチ７上に取付けてあり、従って、この実施例では、
内周面に段付を有するパイプ材が被成形体11とされてい
る。

12はゴム蓋であり、この実施例では、上パンチ６の下端
面に装着されて、成形ゴム型５に挿脱自在に嵌合可能と
されており、該ゴム蓋12の下端面には金属スペーサ13が
装着されている。

ここにおいて、第２図に示す如く、ゴム蓋12は加圧ゴム
型２による径方向の成形圧力Ｐを受けて弾性変形するこ
とで軸方向の加圧力P₁を付与可能とされた弾性復元可能
なものであり、第１図にて示す直径Ｄと厚さ（高さ）Ｈ
を、H/D＜１とすることによりゴム蓋12と上蓋６および
スペーサ13との間の摩擦の影響が大となり摩擦力がない
場合や、H/D》１の場合にはP₁/P≒１となるものがP₁/P
＜１となり、成形圧力よりも低い圧力で軸方向の圧力を
発生させ径方向加圧力より低い圧力にて軸方向に加圧可
能とされている。

ここで、圧力P₁は中心部で最小となる圧力分布となる
が、スペーサ13により被成形体には平均化された圧力が
加わる。

すなわち、第１図および第２図で示す如く、被成形体11
がパイプ材であるときには、加圧時にはマンドレル10に
過大な圧縮力を加えずかつスペーサ13が被成形体11の径
方向加圧力Ｐによる側圧に負けない軸方向荷重が必要で
あり、一方、減圧時には被成形体11のスプリングバック
による変位を受け軸方向に逃げて被成形体11およびマン
ドレル10に過大な圧縮力を発生させないようにする必要
がある。

そこで、本考案の実施例では、H/D＜１とされているゴ
ム蓋12を上パンチ６の下端面に装着して、第２図にて示
す如く加圧力（成形圧力）Ｐによる径方向の側圧によっ
てゴム蓋12を第２図の点線12Aの如く弾性変形させ、成
形圧力Ｐよりも低い軸方向の加圧力P₁を発生させ、成形
ゴム型５を第２図の点線5Aの如く径方向に収縮させるこ
とによる圧縮とゴム蓋12による軸方向圧縮によって金属
粉末、セラミック粉末等を圧縮成形し、減圧時にはゴム
蓋12の負荷のみを被成形体11にかかるようにして、被成
形体11およびマンドレル10に過大応力が発生するのを防
止し、特に、マンドレル10における段部10Aと対応する
部分からのクラック発生を阻止している。

第３図は、所定の成形後における被成形体11の取出し状
態を示しており、プレスフレーム９は退避された後、上
パンチ６は図外の昇降シリンダによりゴム蓋12、スペー
サ13とともに成形容器１の上端部より抜出し、下パンチ
７は、マンドレル10とともに図外の昇降シリンダにより
成形容器１の下端部より抜出すことにより取出される。

第４図は、給粉状態を示しており、図示のように成形容
器１の下端部は下パンチ７で閉塞し、かつ、マンドレル
10をセットするとともに、上パンチ６、ゴム蓋12、スペ
ーサ13を図示の如く開放させておき、成形容器１の上端
部から給粉管14を介して成形ゴム型５内に、金属粉末、
セラミック粉末等の粉末を充填する例を示すが、加圧ゴ
ム型５と下蓋７を機外に取出し給粉することも可能であ
る。

なお、粉末の充填後は、第１図に示す如く上パンチ６等
で成形容器１の上端部は閉塞し、所定の昇圧、保持、減
圧の一連のCIP工程に移行される。

第５図は本考案の第２実施例を示しており、被成形体11
がセラミックス粉末等よりなる球状物であり、このため
に、成形ゴム型５は、容器軸方向に積層され、該積層さ
れた成形ゴム型５間に、セラミックス等の粉末が充填さ
れており、これ以外は第１図等を参照して前述した構成
と同じであり、共通部分は共通符号で示している。

なお、上述したいずれの実施例においても、ゴム蓋12は
上パンチ６側に備えられているが、該ゴム蓋12は下パン
チ７側に備えたものでもよく、上下パンチ6,7の双方に
備えたものでもよい。

また、図示の例では、成形ゴム型５が成形容器１から取
出されるものを例示しているが、成形ゴム型５と加圧ゴ
ム型２とを一体としたものであってもよい。

（考案の効果） 本考案は以上の通りであり、本考案によれば、上下パン
チの少なくともいずれか一方の端面に、前記加圧ゴムコ
型による径方向の成形圧力を受けて弾性変形することで
軸方向の加圧力を付与するとともに弾性復元可能なゴム
蓋を設けたものであるから、金属粉末、セラミックス粉
末等を圧縮成形するのに、その圧縮成形を確実かつ強固
にできながら、減圧時におけるスプリングバックによっ
て被成形体にクラック等が発生することなく、また、ゴ
ム蓋の装着面の反対側に被成形体と接触する金属製スペ
ーサを設けているので、加圧成形中の圧力分布は平均化
されて良品質の被成形体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は成形中における
立面断面図、第２図は第１図の要部拡大図、第３図は被
成形体の取出中における立面断面図、第４図は給粉状態
の立面断面図、第５図は第２実施例の成形中における立
面断面図である。 １……成形容器、２……加圧ゴム型、５……成形ゴム
型、６……上パンチ、７……下パンチ、８……バックア
ップシリンダ装置、12……ゴム蓋。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】成形容器（１）の上下端を閉塞する上下パ
   ンチ（６）（７）間に、筒形状の加圧ゴム型（２）を備
   え、成形中の軸方向荷重を担持するバックアップシリン
   ダ装置（８）を備えている乾式冷間静水圧加圧装置にお
   いて、 上下パンチ（６）（７）の少なくともいずれか一方の端
   面に、前記加圧ゴム型（２）による径方向の成形圧力を
   受けて弾性変形することで軸方向の加圧力を付与すると
   ともに弾性復元可能なゴム蓋（12）を装着し、該装着面
   の反対側に被成形体（11）と接触する金属製スペーサ
   （13）を設けたことを特徴とする乾式冷間静水圧加圧装
   置。