JPH0783957B2 - 等方圧加圧成形方法および等方圧加圧成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は等方圧加圧成形方法およ
び等方圧加圧成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決使用とする課題】従来の等方
圧加圧成形装置は、圧力容器と、圧力容器内に収容され
ている加圧用ゴム型とを備え、粉体を収容した成形用ゴ
ム型を前記圧力容器内に収容し、圧力容器内に圧力媒体
を圧入することにより加圧用ゴム型を介して成形用ゴム
型を高圧に加圧して、成形用ゴム型内の粉体を加圧成形
している。この場合、成形用ゴム型は圧力容器内の底面
に設置されると共に、成形用ゴム型の上方開口部は、例
えば、圧力容器の蓋材等により閉鎖されている。そし
て、圧力媒体を圧力容器内に圧入すると、加圧用ゴム型
を介して成形用ゴム型の周側面に高圧が負荷されること
により、成形用ゴム型内の粉体にはラジアル方向に圧縮
力が働く。この圧縮力により、他方粉体が成形用ゴム型
の軸方向、換言すると上下方向への膨張力が働くが、成
形用ゴム型の上面には例えば圧力容器の蓋材により規制
されているので、結果的に上下方向に膨張しようとする
粉体は、この蓋材による圧縮力を受けることとなり、全
体として粉体は、成形用ゴム型の周側面からのラジアル
方向の圧縮力および上下方向での圧縮力を受け、全体と
して等方圧を受けて加圧成形される。

【０００３】しかしながら、上記の等方圧加圧成形装置
は、その名の通り粉末を等方圧で加圧するとは言いなが
ら、加圧媒体により直接に加圧する方向は成形用ゴム型
の周側面に対するのであって、成形用ゴム型の上下方向
は加圧媒体によりラジアル方向に圧縮されることにより
上下方向に膨張しようとする粉体の圧力を成形用ゴム型
の上下の規制部材例えば成形用ゴム型の底および圧力容
器の蓋材により規制されることによる反作用としての圧
力が粉末の上下方向にかかっているだけである。したが
って、上記の等方圧加圧成形装置においては、疑似的に
等方圧が負荷されていると言うべきである。

【０００４】このように従来の等方圧加圧成形装置で
は、円柱状の内部空間を有する成形用ゴムに粉体を充填
し、この成形用ゴム型に圧力を負荷した場合、正確な円
柱状の加圧成形体を製造することができないと言う問題
点がある。つまり、従来の等方圧加圧成形装置では、円
柱状の加圧成形体を製造しようとしても、鼓のように、
両端の縁から周側面の中央部に向かって凹状に湾曲した
形状の加圧成形体しか得ることができない。正確な円柱
状の加圧成形体を製造することができないことの理由と
しては、本発明者らの考察する所によると、次のようで
あると推定している。すなわち、成形用ゴム型により粉
体を加圧すると、加圧によって粉体がその位置を変え互
いに接近するようになるのであるが、成形用ゴム型の底
面や圧力容器の蓋材の近傍にある粉体は、これらとの摩
擦力によってさほど粉体同士接近することができないと
ころ、成形用ゴム型における軸線方向の中央部では粒子
同士の加圧による接近が容易であることにより、粉体に
加わる加圧力に分布を生じてしまう。その結果、加圧成
形体の一端から他端へと向かって凹状に湾曲した周側面
を有する成形体が製造される。

【０００５】総括すると、従来の等方圧加圧成形方法に
よると、正確な形状の加圧成形体を製造することができ
ないばかりか、円柱の両端と周側面とに挟まれた部分が
肉薄になったりして破損し易くなる。本発明の目的は、
所定の形状に正確に加圧成形することができ、肉薄部分
の発生することのない等方圧加圧成形方法を提供するこ
とにあり、またそのような等方圧加圧成形装置に好適に
使用される等方圧加圧成形装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決する手段】前記課題を解決するための請求
項１に記載の発明は、圧力容器内に収容された加圧用ゴ
ム型内に粉体を装填し、圧力容器の上部に上部加圧パン
チおよび／または下部に下部加圧パンチを装填し、それ
まで待避していたフレームにおける内部空間に前記圧力
容器を収容し、前記フレームにおける上部加圧パンチ駆
動手段および／または下部加圧パンチ駆動手段を駆動し
て前記上部加圧パンチおよび／または下部加圧パンチを
押圧すると共に加圧媒体供給装置を駆動することにより
加圧用ゴム型の周側面を加圧媒体により加圧することを
特徴とする等方圧加圧成形方法であり、請求項２に記載
の発明は、内部には加圧用ゴム型を、上部に上部加圧パ
ンチおよび／または下部に下部加圧パンチを備えた圧力
容器と、非加圧時には前記圧力容器から待避し、加圧時
には前記圧力容器を収容する内部空間を備えたフレーム
と、前記フレームに設けられた、上部加圧パンチ駆動手
段および／または下部加圧パンチ駆動手段と、前記加圧
用ゴム型を介して加圧用ゴム型内の粉体を加圧する加圧
媒体供給装置とを備えてなることを特徴とする等方圧加
圧成形装置である。

【０００７】

【作用】上述した本発明によると、フレームが圧力容器
から待避した状態においてゴム型内に粉体が容易に充填
される。また、成形用ゴム型内の粉体は成形用ゴムによ
る周側面からのラジアル方向の加圧と成形用ゴム型の軸
線方向からの加圧により圧縮を受けるので、肉薄部分を
生じることなく、所定の形状に正確な加圧成形体が得ら
れる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の方法の一実施例を、本発明
の等方圧加圧装置の一実施例と共に詳細に説明する。本
発明の一実施例である等方圧加圧装置１は、図１および
図２に示すように、基台２と、この基台２上に設置され
る圧力容器３と、成形用ゴム型４と、上部加圧パンチ５
と、下部加圧パンチ６と、フレーム７と、上部加圧パン
チ駆動手段８と、下部加圧パンチ駆動手段９とを有す
る。基台２は、Ｌ型アングル２ａを平行にかつ水平に配
置してなる。なお、この実施例では基台２はアングルで
あるが、その他の形状を有していても良い。

【０００９】圧力容器３はこの基台２上に固定され、円
板状の底部材３ａとこの底部材３ａに結合された円筒状
部材３ｂと、円筒状部材３ｂの上部開口端に結合された
円板状の蓋部材３ｃとを有する。この底部材３ａは、そ
の中心に第一ロッド挿通孔３ｇを開口する。円筒状部材
３ｂはその周側面から内部に貫通する圧力媒体導入孔３
ｅを有し、図示しない加圧媒体供給装置によりこの円筒
状部材３ｂ内に圧力媒体導入孔３ｅを通じて圧力媒体を
圧入することができるようになっている。この円筒状部
材３ｂの内部には加圧用ゴム型３ｆが配置されている。
蓋部材３ｃは、その中心に第二ロッド挿通孔３ｄを開口
する。

【００１０】成形用ゴム型４は、円筒体であり、前記圧
力容器３内に立設した状態で配置され、立設状態におけ
るその上端にはテーパ面を有する上方開口部４ａを有
し、下端開口部は底蓋４ｂで封止されている。上部加圧
パンチ５は、第一加圧ピン５ａと第一加圧板５ｂとを有
する。この第一加圧ピン５ａは、前記第一ロッド挿通孔
３ｄに嵌着する本体５ｃと、その本体５ｃ先端に設けら
れたところの、成形用ゴム型４の上方開口部に嵌着する
円錐台形状突起５ｄとを有する。

【００１１】下部加圧パンチ６は、第二加圧ピン６ａと
第二加圧板６ｂとを有する。この第二加圧ピン６ａは、
前記第二ロッド挿通孔３ｇに嵌着する本体６ｃと、その
本体６ｃ先端に設けられたところの、成形用ゴム型４の
底部材３ａに当接する平端面６ｄとを有する。

【００１２】フレーム７は、前記圧力容器３および基台
２を中に通すことのできる大きさの略長方形の内部空間
７ａを有し、このフレーム７自体は、一対の相対向して
水平に配置されたコ字状の支持台７ｂ上に敷設されたレ
ール７ｅ上を円滑に走行することができるようになって
いる。また、このフレーム７の上部には第一ピン挿通孔
７ｃが上面からから内部空間７ａまで貫通して開設され
ている。このフレーム７の下部には第二ピン挿通孔７ｄ
が下面から内部空間７ａまで貫通して開設されている。

【００１３】上部加圧パンチ駆動手段８は、フレーム７
の上面に配置された第一筐体８ａと、この第一筐体８ａ
の内部に設けられた第一油圧ピストン８ｂと、第一油圧
ピストン８ｂに接続されると共に第一ピン挿通孔７ｃ内
を挿通する第一ロッド８ｃと、第一ロッド８ｃの先端部
に設けられた第一押圧板８ｄとを有する。この第一押圧
板８ｄは、第一油圧ピストン８ｂの駆動により前記第一
加圧板５ｂを下方に押圧しまた、第一加圧板５ｂから分
離することができるようになっている。

【００１４】下部加圧パンチ駆動手段９は、フレーム７
の下面に配置された第二筐体９ａと、この第二筐体９ａ
の内部に設けられた第二油圧ピストン９ｂと、第二油圧
ピストン９ｂに接続されると共に第二ロッド挿通孔７ｄ
内を挿通する第二ロッド９ｃと、第二ロッド９ｃの先端
部に設けられた第二押圧板９ｄとを有する。この第二押
圧板９ｄは、第二油圧ピストン９ｂの駆動により前記第
二加圧板６ｂを上方に押圧しまた、第二加圧板６ｂから
分離することができるようになっている。以上構成の等
方圧加圧成形装置を使用して以下のように本発明の方法
を実施することができる。

【００１５】先ず初期状態として、図２に示すように、
圧力容器３が前記フレーム７の内部空間７ａから退避し
た状態にしておく。成形用ゴム型４の内部に粉体１０を
充填する。粉体１０を充填した成形用ゴム型４を圧力容
器３内に配置する。成形用ゴム型４の底部材３ａに第二
加圧ピン６ａの平端面が当接するように、第二加圧ピン
６ａを圧力容器３に装着する。次いで、第一加圧ピン５
ａの円錐台形状突起５ｄが成形用ゴム型４の上方開口部
に嵌着するように、第一加圧ピン５ａを圧力容器３に装
着する。一方、上部加圧パンチ駆動手段８における第一
押圧板８ｄを最高位置に配置すると共に下部加圧パンチ
駆動手段９における第二押圧板９ｄを最低位置に配置し
ておく。

【００１６】次いで、この圧力容器３が内部空間７ａ内
に位置し、第一押圧板８ｄの直下に第一加圧板５ｂが位
置すると共に第二押圧板９ｄの直上に第二加圧板６ｂが
位置するように、フレーム７を移動し、固定する。次い
で、上部加圧パンチ駆動手段８を駆動することにより第
一ロッド８ｃを下降させ、第一押圧板８ｄと第一加圧板
５ｂとを接触させる。下部加圧パンチ駆動手段９を駆動
することにより第二ロッド９ｃを上昇させ、第二押圧板
９ｄと第二加圧板６ｂとを接触させる。

【００１７】圧力媒体供給手段により圧力媒体導入孔３
ｅを通じて圧力容器３内に加圧媒体を圧入する。圧力媒
体の圧入により加圧用ゴム型３ｆを介して成形用ゴム型
４に圧力が負荷される。通常、圧力容器３内で発生する
圧力媒体による圧力は、数１，０００気圧である。圧力
媒体による加圧によって加圧用ゴム型３ｆは成形用ゴム
型４をラジアル方向に締めつける。成形用ゴム型４は内
部の粉体１０をラジアル方向に加圧する。

【００１８】一方、圧力媒体の圧入と同時に、上部加圧
パンチ駆動手段８および下部加圧パンチ駆動手段９を駆
動することにより、上部加圧パンチ５で成形用ゴム型４
内の粉体１０を上方から加圧すると共に下部加圧パンチ
６で成形用ゴム型４内の粉体１０を下方から加圧する。
以上により、成形用ゴム型４内の粉体１０は、圧力媒体
の圧入により成形用ゴム型４のラジアル方向から加圧さ
れると同時に上部加圧パンチ５で上方から加圧され、し
かも下部加圧パンチ６で下方から加圧される。

【００１９】この状態を所定時間継続する。所定時間の
経過後に、圧力媒体を圧力容器３から除去すると共に上
部加圧パンチ駆動手段８および下部加圧パンチ駆動手段
９を駆動して上部加圧パンチ５および下部加圧パンチ６
による加圧を解除する。圧力容器３内の全加圧を解除し
た後に、フレーム７を移動することにより、圧力容器３
をフレーム７の内部空間７ａから退避させる。上部加圧
パンチ５を圧力容器３から引き抜き、成形用ゴム型を載
せた下部加圧パンチ６を圧力容器３から抜き出して、圧
力容器３内から成形用ゴム型４を取り出し、これから加
圧成形体を取り出す。

【００２０】以上に説明したように、この等方圧加圧成
形装置１を使用してこの発明の方法を実施すると、成形
用ゴム型４内の粉体１０には、圧力媒体によるラジアル
方向の圧力と、上部加圧パンチ５による上方からの圧力
と、下部加圧パンチ６による下方からの圧力とで等方加
圧を行うことができるので、従来におけるような、ラジ
アル方向からの圧力だけで加圧成形する場合に比べて、
所定形状に正確な加圧成形体が製造される。

【００２１】なお、前記実施例においては、上部加圧パ
ンチ５と下部加圧パンチ６とを備えているが、上部加圧
パンチ５と下部加圧パンチ６とのいずれか一方を備える
等方圧加圧成形装置であっても、またそのような等方圧
加圧成形装置を使用する等方圧加圧成形方法であって
も。また、圧力媒体による圧力容器３内の加圧と同時に
上部加圧パンチ５および／または下部加圧パンチ６によ
る加圧を行っても、また、圧力媒体による圧力容器３内
の加圧を行って後所定時間の経過後に上部加圧パンチ５
および／または下部加圧パンチ６による加圧を行っても
良い。

【００２２】

【発明の効果】以上に詳述した本発明によると、所定の
正確な形状の加圧成形体を得ることができ、肉薄部の発
生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に使用することのできる本発明の
一実施例としての等方圧加圧成形装置を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の一実施例としての等方圧加圧装置の初
期状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 等方圧加圧成形装置 ２ 基台 ２ａ Ｌ型アングル ３ 圧力容器 ３ａ 円板状の底部材 ３ｂ 円筒状部材 ３ｃ 蓋部材 ３ｄ 第一ロッド挿通孔 ３ｅ 圧力媒体導入孔 ３ｆ 加圧用ゴム型 ３ｇ 第二ロッド挿通孔 ４ 成形用ゴム型 ４ａ 上方開口部 ４ｂ 底蓋 ５ 上部加圧パンチ ５ａ 第一加圧ピン ５ｂ 第一加圧板 ５ｃ 本体 ５ｄ 円錐台形状突起 ６ 下部加圧パンチ ６ａ 第二加圧ピン ６ｂ 第二加圧板 ６ｃ 本体 ６ｄ 平端面 ７ フレーム ７ａ 内部空間 ７ｂ 支持台 ７ｃ 第一ピン挿通孔 ７ｄ 第二ピン挿通孔 ７ｅ レール ８ 上部加圧パンチ駆動手段 ８ａ 第一筐体 ８ｂ 第一油圧ピストン ８ｃ 第一ロッド ８ｄ 第一押圧板 ９ 下部加圧パンチ駆動手段 ９ａ 第二筐体 ９ｂ 第二油圧ピストン ９ｃ 第二ロッド ９ｄ 第二押圧板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器内に収容された加圧用ゴム型内
   に粉体を装填し、圧力容器の上部に上部加圧パンチおよ
   び／または下部に下部加圧パンチを装填し、それまで待
   避していたフレームにおける内部空間に前記圧力容器を
   収容し、前記フレームにおける上部加圧パンチ駆動手段
   および／または下部加圧パンチ駆動手段を駆動して前記
   上部加圧パンチおよび／または下部加圧パンチを押圧す
   ると共に加圧媒体供給装置を駆動することにより加圧用
   ゴム型の周側面を加圧媒体により加圧することを特徴と
   する等方圧加圧成形方法。
2. 【請求項２】 内部には加圧用ゴム型を、上部に上部加
   圧パンチおよび／または下部に下部加圧パンチを備えた
   圧力容器と、非加圧時には前記圧力容器から待避し、加
   圧時には前記圧力容器を収容する内部空間を備えたフレ
   ームと、前記フレームに設けられた、上部加圧パンチ駆
   動手段および／または下部加圧パンチ駆動手段と、前記
   加圧用ゴム型を介して加圧用ゴム型内の粉体を加圧する
   加圧媒体供給装置とを備えてなることを特徴とする等方
   圧加圧成形装置。