JPH086123B2 - 冷間等方圧プレス装置及び加圧成形用加圧弾性膜体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷間等方圧プレス装置
及び加圧成形用加圧弾性膜体に係り、金属、セラミック
スあるいは炭素材料などの粉末（被処理物）を流体圧力
のもつ等方圧性を利用して加圧成形したり、板状の絞り
加工、食品などの有機物を等方圧加圧処理することで殺
菌などの目的に利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来の乾式の冷間等方圧プレス装置の代
表的な例を図15および図16に示す。図15は、粉末から円
柱状の成形体を製造する場合の例である。高圧容器1 の
内面に装着されたゴムなどの弾性体でできた加圧ゴム型
6 の内側に形状を付与するための成形ゴム型7 が配置さ
れており、この成形ゴム型7 と下蓋4 に挿設した下パン
チ5 で形成される空間に原料の粉体9 が充填される。充
填後、上蓋2 に上パンチ3 を装着して圧媒口10から水や
油などの流体すなわち圧媒8 を加圧注入することにより
加圧ゴム型6 、成形ゴム型7 を介して圧力が伝達され粉
体9 は圧縮を受け成形される。成形ゴム型7 はこの例で
は、高圧容器1 と嵌合する下蓋4 の上に配置されてお
り、成形ゴム型は通常の成形時には固定されている。

【０００３】図16は、底付きの円筒状の容器を成形する
場合に良く用いられる周方向および軸方向同時加圧の例
である。なお、本図では底付き容器ではなく、円柱状の
ブロックを成形する場合が示されている。図15の円柱状
の成形体の場合には、通常周方向のみからの圧縮により
成形が行われるが、底の付いた容器のようなものを成形
する場合には、この図16のように周方向と同時に底部分
に軸方向の圧縮力を加える方が好ましいため、このよう
な構造が用いられる。加圧ゴム型6 は外側6Aと内側6Bに
分割されており、外側の加圧ゴム型6Aと高圧容器1 およ
び上蓋2 で形成される空間に圧力媒体8 となる液体が加
圧注入される。加圧ゴム型がこのように二分割されてい
る理由は、一般に図15のように加圧ゴム型は弾力性に富
んだ薄いゴム材料が用いられるため、型自体の保形性に
乏しいためである。成形時には、下中蓋4Aと成形ゴム型
7 とが下方向に一体的に取り出され、高圧容器の外部で
粉体9 の充填および成形体の取り出し作業が行われる。
実際に底付きの容器を成形する際には、下中蓋4Aに容器
の内側形状および寸法を規定する金属製の中子が装着さ
れる。

【０００４】また、米国特許第４３７０１２０号明細書
には、弾性膜体を袋状に形成して袋内部に流体圧媒の充
満部を備えているとともに前記充満部に非圧縮性の中子
を内装した加圧型を高圧容器の内部に装着した技術が開
示されている。また、板材の流体圧力とゴム膜を組み合
わせた絞り成形方法については、ハイドロフォーム法が
知られている。

【０００５】図17はハイドロフォーム法概念を図示した
ものである。液圧プレスのラム16に相当する部分に液圧
室11を設けこれを万能ダイスとして薄板の成形を行う加
工法である。液圧室11内部の液体はゴム膜12によって密
閉され、二重になったゴム膜12の下側のものは摩耗、損
傷の際に取り替える。しわ押さえ板13はベッド上の固定
され、ポンチ14はベッドの下部に設けられた液圧シリン
ダにより上下に駆動される。成形にあたっては、ポンチ
14の上面14A をしわ押さえ面13A と同一平面に置き、こ
の上に素板15を置き、ポンチ14を上昇させて深絞り加工
をし、液圧室11の圧媒で等方圧を作用させる。なお、16
A は逃し孔である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の乾式の冷間等方
圧加圧プレス装置では図15および図16の例から明らかな
ように、圧力媒体である流体が高圧容器1 の内面に直接
接触する構造となっている。このため、圧力媒体に水を
使用すると、容器内面に錆を生じる。これを防止するた
め、圧力媒体に油を用いることも実施されているが、こ
の場合には、多くのゴム材料が耐油性に乏しいため加圧
ゴム型6 の材質が限定されかつ寿命の点でも問題を残し
ているのが現状である。

【０００７】また、構造上、高圧容器1 の内面で加圧ゴ
ム型6 をシールする必要があるため、シール不良が発生
した場合には、容器全体を検査し、修理する必要があ
り、これら作業はかなり煩雑で時間を要するものであっ
た。更に、図15の周方向のみから圧縮するタイプのもの
では、加圧ゴム型6 への圧力媒体導入・排出口10を高圧
容器1 の円筒部に設けられることが多く、このための穴
は高圧円筒の強度保持とくに疲労寿命の確保の観点か
ら、問題とされてきた。とくに、圧力が3000kgf/cm² の
ように高い場合にはこの疲労寿命の問題は致命的であっ
た。

【０００８】さらに、図15、図16の装置において外径の
小さな成形体を製造しようとすると、成形ゴム型の内寸
を小さくする以外方法がなかった。このようにすると、
当然のことながら成形ゴム型の容積が大きくなるため、
加圧時の加圧に伴う成形ゴム型の収縮分余分に圧力媒体
を加圧注入する必要があり、加圧時間が増大し、生産性
を低下させる要因となっていた。

【０００９】更に、米国特許第４３７０１２０号明細書
で開示の技術は、弾性膜体の充填部に対する流体圧媒の
導入は、高圧容器の円筒部に導入プラグを設け、このプ
ラグを介して行っているため、弾性膜体すなわち加圧型
の挿入又は取り出しが前記導入プラグのため面倒でしか
も加圧型に傷が発生し易いという課題とともに導入プラ
グをネジ込むネジ孔を円筒部に形成していることから、
高圧容器の耐圧構成上において不利となっていた。

【００１０】また、ハイドロフォーム法は、図17から明
かなように、従来の方法では製品の形状・寸法を決定す
るポンチ14もしくはダイスは構成装置の主要部品であ
り、製品形状が変わった場合におけるこれらのポンチ14
やダイスの交換はかなり大がかりな作業となる。従っ
て、次々に形状の異なった製品の成形を行うなどという
ことは、現実上不可能である。

【００１１】すなわち、図17のハイドロフォーム法では
製品の形状や寸法が変わった場合、ポンチ14からしわ押
さえ13およびその周辺の部品を全て取り外し、新しいポ
ンチやしわ押さえに交換するという作業が必要である。
また、シールの役目を果たしているゴム膜12は損傷した
場合も同様の作業が必要である。同一形状の製品の多量
生産にはこの方法は、素板のセットが容易という利点が
あるものの、多種小量の製品の生産にはポンチ等の交換
が容易でないことは致命的な欠点となる。

【００１２】本発明は、叙述の従来技術の問題点乃至課
題を解決することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、高圧容器の内
部に、弾性体からなる加圧型およびこの内側に配置され
た弾性体からなる処理型を備え、前記高圧容器の内部に
導入した流体圧媒の等方圧で前記処理型内の被処理物を
加圧する冷間等方圧プレス装置において、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。

【００１４】すなわち、請求項１に係る本発明では、前
記加圧型は、弾性膜体を袋状に形成して袋内部に前記流
体圧媒の充満部を備え、加圧型における弾性膜体により
形成された流体圧媒充満部の開口側にリング状シール部
を備え、流体圧媒の導入孔を有する高圧容器の円筒部以
外の部材に、導入孔と流体圧媒充満部とを連通させて前
記リング状シール部を介して加圧型を装着していること
を特徴とするものである。

【００１５】また、請求項２に係る本発明では、前述請
求項１に加えて、前記加圧型外側における弾性膜体と高
圧容器内面との間にスペーサブロックが配置されている
ことを特徴とするものである。更に、請求項３に係る本
発明では、高圧容器中に配置されて袋内部に流体圧媒を
加圧注入することにより、被処理材に圧力を作用させる
ための気密性材料からなる加圧弾性膜体であって、袋状
に形成されて袋内部に流体圧媒の充満部を有し、かつ充
満部に流体圧媒を供給する媒体注入口を有し、該注入口
の端部もしくは端部近傍で外側から耐圧性をもつ保持材
で保持されているとともに該部分にシール構造を備えて
いることを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】高圧容器の円筒部以外の部材、実施例では上蓋
に形成した導入口から水等の流体圧媒を加圧型における
充満部に供給し、図外のポンプ等による加圧手段で昇圧
すると、処理型（成形型) 内の被処理物は、加圧型にお
ける弾性膜体および処理型の弾性変形を介して等方圧で
加圧処理（圧縮) される。

【００１７】この際、充満部の圧媒は、弾性膜体を介し
て容器内面および処理型との接触が阻止される。また、
加圧型における弾性膜体により形成された流体圧媒充満
部の開口側にリング状シール部を備え、流体圧媒の導入
孔を有する高圧容器の円筒部以外の部材に、導入孔と流
体圧媒充満部とを連通させて前記リング状シール部を介
して加圧型を装着していることによって加圧型の容器に
対する挿脱を容易とするとともに、容器の耐圧構成上で
有利となる。

【００１８】更に、加圧型と容器内面との間にスペーサ
ブロックを配置することで、加圧時に余分なものを圧縮
する必要がなくなって、成形体（被処理物) の大小に拘
らず比較的短時間で処理が可能となる。

【００１９】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を作用と
ともに詳述する。図１は、周方向加圧で円筒状の成形体
（被処理物) を製造乃至処理する実施例であり、円筒状
の高圧容器20の上開口部には外周鍔を有するリング形状
の上蓋21が、下開口部には外周鍔を有する下蓋22がそれ
ぞれ嵌合されていて、上蓋21には上パンチ23が挿脱自在
に嵌合されている。

【００２０】なお、下蓋22に並設されたマンドレル24の
上部は先鋭テーパ雄部とされていて上パンチ23のテーパ
雌部と嵌合されてセンタリングされている。高圧容器20
の内部には弾性体からなる加圧型25とこの内側に配置さ
れた弾性体からなる処理型（成形型)26 が同軸心として
内装されている。加圧型25は、弾性膜体27によって袋状
に形成されていて内部に流体圧媒充満部28を有し、この
実施例では充満部28内に、圧縮性の小さな中子29が内挿
されていて、ここに、加圧型25は横断面においてドーナ
ツ形の円筒体であり、充満部28の有底部は厚手とされて
いて、充満部28の開口側はリング状のシール部30を備
え、高圧容器20の胴部以外の部材、本実施例では上蓋21
に形成した圧媒口（導入・排出)31 と充満部28とを連通
して雄・雌構造で装着されている。

【００２１】従って、図１に示した実施例においては、
原料である粉体32は、上パンチ23を上方に抜き取った際
に、上方から見えるマンドレル（中子）24と成形型26お
よび下蓋22で形成された空間に充填される。上パンチ23
を閉じて、上下の蓋をプレス枠（図示せず) などで抑え
込んだ後、水などの圧力媒体を袋構造の加圧型25におけ
る充満部28に圧媒口31からポンプ等（図示せず）を用い
て加圧注入する。粉体32は、この圧力媒体の圧力によ
り、加圧型25、成形型26を介して圧縮を受け成形され
る。

【００２２】この場合、加圧型25は弾性膜体27によって
袋状とされていることから、この充満部28に供給された
流体圧媒が容器内面及び成形型（処理型) に接触するの
が阻止される。加圧型25の内部の空間すなわち、充満部
28は、加圧する際の圧媒の量を必要最小限にするため、
中子29が内装されており、この中子29は比較的軟質の材
料でできた加圧型25の保形性を付与する効果もあり、加
圧型25の交換作業などは極めて容易となる。この中子29
の材質としては加圧された際の弾性圧縮量の少ないもの
すなわちヤング率が大きい材料で作製する事が好まし
い。

【００２３】また、本発明の実施例では図１から判るよ
うに、必ずしも高圧容器の内面部分の圧力シールは必要
としない。高圧容器内部での圧力媒体に対するシール
は、リング構造の上蓋21と加圧型25の結合部分に施され
る。そのシール構造の例としては、図２に示した構造な
どが適用可能である。上蓋21の下部に形成されたシール
構造の雄部に、図２のような構造に形成された加圧型25
が装着される。

【００２４】この場合、内・外弾性膜体27の両方でシー
ルを必要となるが、該膜体27はこの材料自身がゴムや樹
脂などの弾性に富んだ材料でできていることから、圧力
が5000kgf/cm² のように高くなければ図２のように開口
端を２重に折返して雄部との接触部に滑らかに突出した
リップ33を設けるのみで十分にシールが可能である。圧
力が高い場合には金属製のバンド等を用いて縛りつけた
り、ブリッジマン型のシールを用いれば良い。いずれに
してもこのシール部分の組立は高圧容器の外で行うこと
が可能なので作業性が良いばかりか、加圧型25と上蓋21
を複数個準備しておけば、修理を行いつつ成形作業を並
行して進めることが可能となる。

【００２５】図３は、本発明の第２実施例を示し、周方
向・軸方向同時加圧の場合の例である。成形体の例とし
てはるつぼのような容器形状をしたものを示してある。
高圧容器20の内側に弾性膜体27で形成した袋構造で且つ
全体がウツワ状をした加圧型25が配置され、その内側に
成形型26が配置される。加圧型25の袋構造の内部すなわ
ち、充満部28には容器状の中子29が配置されて、必要最
小限の圧力媒体の量で効率よく加圧が出来るよう配慮さ
れると同時にこの中子29は、加圧型25に保形性を付与す
る機能を有している。成形型26は胴部26A と蓋部26B の
二つの部分から構成されており、次のような手順で粉末
の充填作業が行われる。

【００２６】下蓋22とマンドレル24および成形型26がま
ず一体的に高圧容器20の下方に引き出される。ついで成
形型26の蓋部26B を開けてマンドレル24と胴部26A およ
び下蓋22で形成空間に粉体32が充填される。この際、振
動充填などによりできるだけ均一且つかさ密度高く充填
することが推奨される。粉体32を充填した後、蓋部26B
を閉めて下蓋22とともに高圧容器20内、すなわち加圧型
25の内側に戻される。下蓋22および上蓋21をプレス枠
（図示せず) で抑え込んだ後、高圧パイプ34から加圧型
25における充満部28に圧力媒体となる水等を外部の高圧
ポンプ（図示せず) などの加圧ユニットを用いて加圧圧
入する。これにより成形型26内部の粉体32は加圧型25お
よび成形型26の弾性変形を介してこの圧媒の等方圧力で
圧縮され成形される。

【００２７】図３の例では、加圧型25は通常の成形作業
時には上蓋21に固定され、成形型26と高圧パイプ34の部
分で圧力媒体のシールがなされており、シール不良が生
じた場合等には上蓋21とこれらをともに上方に引き上げ
て一体的に取り出して補修作業を行う。高圧パイプ34の
先端のシール部分を着脱可能なシール専用部品としてお
き、加圧型25とこのシール部品を複数個準備しておけ
ば、成形作業と修理作業等を並行して行えることは言う
までもない。

【００２８】また、加圧型25に加えられた圧力により、
高圧容器20の内径が大きくなることにより発生する高圧
容器20と上蓋21との隙間への加圧型における弾性膜体27
のはみだしによるゴム自体の損傷を防止するため、図示
のように、この部分に断面三角形のバックアップリング
35を装着しておくことも推奨される。このバックアップ
リング35は圧力の増大により高圧容器20の径が大きくな
るのに追随してリング自体の径が大きくなるので隙間ゴ
ム材がはみ出すような隙間の発生が防止される。

【００２９】図４から図７は主として請求項２に係る実
施例であり、図４は加圧型25における径外側膜体27と高
圧容器20内面との間に、円筒状のスペーサブロック36を
配置したものであり、その他の構成および作用は図１を
参照して既述した内容と基本的に共通するので共通部分
は共通符号で示し、以下、相違点について述べる。この
図４に示す実施例では、大小差のある幾種類かの成形体
を同じ装置で成形する場合に適したものである。

【００３０】すなわち、従来の技術では、大小差のある
幾種類かの成形体を同じ装置で成形する場合には、成形
型のみの大きさを替える以外対応が出来ず、小さな成形
体を製造しようとすれば大きな体積の成形型を使用する
事になり成形型の圧縮に加圧時間のほとんどをとられて
しまうという状況であった。この点、図４に示した本発
明の実施例によれば、スペーサブロック36により、この
ような加圧時に余分なものを圧縮する必要がなくなるた
め、小さな成形体であっても大きな成形体であっても、
比較的短時間で成形が可能となる。

【００３１】従って、直径や長さの異なる成形体を製造
する際には、高圧容器20、下蓋22を除く部材を交換する
ことにより対応が可能である。図５は、本発明の別の実
施例であり、この例では成形体として中実材を得るもの
として例示してあり、弾性膜体27よりなる袋状とされた
加圧型が径内側加圧型25A と径外側加圧型25B とされて
いて、両型25A,25B 間に、周方向に分割されたスペーサ
ブロック36を配置したものである。

【００３２】この図５の実施例では径内側加圧型25A に
おける膜体27の袋状部（充満部) に高圧の流体圧媒が充
填されると、成形型（処理型)26 を介して粉体32を圧縮
すると同時に、この圧力によりスペーサブロック36が径
外方向に押拡され、ブロック36間に隙間が生じ、加圧型
25A における膜体27が隙間に押込まれて破損することが
ある。

【００３３】これを防ぐため、径外側加圧型25B でスペ
ーサブロック36を外側から径内側に抑え込むようにした
もので、径外側加圧型25B における膜体27の充満部にも
圧力媒体が加圧注入される。その圧力は前記スペーサブ
ロック36を抑え込むのに十分な値であれば良いが、加圧
ユニット（図示せず) を簡素化するには内側加圧型25A
と同じ圧力、すなわち同じ加圧ユニットに接続するよう
に構成すれば良い。なお、スペーサブロック36の内, 外
加圧型25A,25B の充満部に圧縮性の少ない金属等ででき
た中子を装着しても良い。この中子により弾性膜体27が
リジッドになるのでハンドリング性が改善される。

【００３４】図４、図５のいずれの実施例においても粉
体32の充填は、図４上パンチ23を開閉することにより行
え、また成形体の取り出しは下蓋22を開閉することによ
ってなすことが可能である。一方、成形型26を成形の都
度上パンチ23もしくは下蓋22を上げ下げして高圧容器20
から出し入れする方法も適用が可能である。また、当然
のことながら、スペーサブロック36ごと下蓋22を上げ下
げして成形型26を高圧容器20から出し入れするような構
成とすれば、成形体の大きさに大小があるような場合で
も、成形型26からスペーサブロック36までを含めて一つ
のユニットとしてハンドリングすることもでき、自由自
在に大きさの異なる成形体を生産性よく、すなわち加圧
・減圧の時間の長短をあまり生じることなく成形作業を
行うことが可能となる。

【００３５】図６は、本発明のさらに別の実施例で角形
の成形体を製造する場合の例である。図５と類似した構
成であるが、４つに分割されたスペーサブロック36の内
側の輪郭が角形形状に形成されており、その内側の加圧
型25A も４つに分割されている。各々の加圧型25A に
は、個別に圧力媒体が注入され、このとき圧力は全て同
じであっても良いし、場合によってはすなわち圧縮に異
方性を持たせたい場合には適宜適当な異なる圧力を各加
圧型25A に導入すれば良い。このように加圧型25A を分
割することにより角形あるいは板状の成形体の製造が従
来以上に容易となる。すなわち成形型26をも併せて分割
したり、金属製板状の中子を加圧型に組み合わせること
により、図７に示すように皿状の成形体等も生産性良く
製造することが可能となる。この場合、粉体の充填や成
形体の取り出し作業は、成形型を圧力容器から取り出し
て行う方法が実際的である。

【００３６】図７は、図６の装置に皿状の成形体を製造
するための成形用の型を組み込んだ例を示したものであ
る。成形用の型は、３つに分割された成形型26C,26D,26
E および２つの金型37A 、金型37B で構成されている。
なお、成形型26D はリング形状である。粉体32の充填は
高圧容器の外で次の手順で行う。成形型26C に金型37A
をセットしその上にリング状の成形型26D を載せる。こ
の時形成された開口部から粉体を充填し、金型37B を置
きその上に成形型26E を載せる。皿の表にあたる面は表
面の平滑度が重要であるので硬質の金属材料からなる金
型37A を使用する。また、裏面の糸底部32A は、ゴム型
を用いると減圧時にゴムの復元力により割れが生じるの
で成形体より圧縮性の小さな金属材料を用いる必要があ
る。実際には、本図のままでは成形型の体積が大きすぎ
るため、２個分の型を同時に組み込んだり、金属製の中
子をさらに追加するなどの方策を講じるほうが好まし
い。

【００３７】図８〜図14は主として請求項３に係る実施
例であり、既述と同じ部材等には共通符号を付してい
る。図８は、本発明に係る弾性膜体を用いた乾式の冷間
等方圧プレスの例を示したものである。高圧容器20、下
蓋21、上蓋22、リング状保持材40およびプレス枠41から
構成され、高圧容器20の内側に本発明による加圧弾性膜
体（メンブレン）27が配置されている。加圧メンブレン
27は袋構造をしており内部には金属製のデッドボリュー
ム低減とメンブレン27の形状を保つための中子29が配置
されている。この袋構造の加圧メンブレン27には、圧力
媒体注入口42が設けられており、この部分は耐圧性のあ
る部材すなわちリング状保持部材40により気密にかつ抜
けないように固定される。加圧メンブレン27の内側には
胴部および蓋部とからなる成形ゴム型26が配置され、内
部に充填された粉体32を収納する構造となっている。成
形時には、高圧配管43、グランドナット32を経て注入さ
れた圧力媒体が加圧メンブレン27を膨らませる。この時
の圧力により成形ゴム型26が圧縮されて粉体32が成形さ
れる。成形ゴム型への粉体32の充填は、上蓋21および成
形ゴム型蓋部45のみを開けて行ってもよいし、成形ゴム
型全体を装置から取り出して外部で行っても良い。

【００３８】本構造によれば、従来の乾式冷間等方圧プ
レス装置のように圧力媒体が高圧容器20の内面に直接接
触しないため、錆を発生させるような水等を防錆剤を混
ぜることなく圧力媒体として使用でき、かつ従来なら上
下2 個所必要であった高圧容器内面でのシールを行う必
要がなくなる。また、この圧力媒体のシール部分、すな
わち圧力媒体注入口42の部分はコンパクトに設計をする
ことが可能であり、加圧メンブレン27とリング状の保持
部材40を複数組準備しておけば、加圧メンブレン27が損
傷しても、即座に交換が可能で装置を修理のために休止
する時間を大きく短縮することが可能となる。

【００３９】さらに図９に示すように、図８の装置に、
異なる寸法の上蓋21′、リング状保持材40′、加圧メン
ブレン27′および成形ゴム型を装着することにより、簡
便に寸法の変わった成形体を成形する構成に変更するこ
とが可能となる。とくに、従来ならば成形ゴム型の外寸
を同じにして内寸のみを替える以外方法が無かったこと
による加圧時間の増加は、本方式によれば、圧縮性のあ
る部材の体積が小さいため圧力媒体の供給量も剰り変化
しないので最小限度に抑えることが可能になる。当然の
ことながら、上蓋、加圧メンブレン、リング状保持材を
何種類か準備すれば、１サイクルごとに形状・寸法の異
なる成形体を製造することも可能であり、その他は、図
８と共通する。

【００４０】図10は、本発明の別の適用例である。粉末
を円筒状に成形するための方法として、冷間等方圧プレ
ス法はしばしば用いられており、その場合、内側に金属
製の中子を用いて内面の平坦度および寸法精度を確保す
る方式がよく用いられている。外面の精度および平坦度
を確保する方式についても、いくつかの提案がなされて
いるが、工業的に使用しやすいものは無いのが実状であ
る。本発明を適用して、図10に示したような構成とする
ことにより、外寸の異なる円筒状の成形体を効率良く生
産することが可能となる。

【００４１】高圧容器20、上蓋21、下蓋22、スペーサリ
ング46およびプレス枠41からなる高圧容器の成形体の外
面の寸法および平坦度に合ったスペーサ円筒36を配置す
ると同時に、内側には、金属製の中子24を装着した袋構
造の加圧メンブレン27を配置する。加圧メンブレン27は
下蓋22との結合部に圧媒注入口42が設けられた構造にな
っており、耐圧性をもつ金属部材、この場合には下蓋22
でメンブレン内部の圧力で気密性が損なわれないように
保持されている。加圧メンブレン27とスペーサ円筒36の
間の空間に充填された粉体32は、高圧配管43、グランド
ナット44下蓋部の圧力注入口42を経由して供給された圧
媒が、加圧メンブレン27と中子24の隙間に充填されてメ
ンブレンを膨張させることにより外側に向けて圧縮成形
される。スペーサ円筒36および中子24を含む加圧メンブ
レン27を複数組準備しておけば寸法の異なる円筒状の成
形体を製造することが可能となる。勿論、前の例で述べ
たような利点は本例にもそのまま、当てはまる。

【００４２】図11は図９の加圧メンブレン27の外観を示
したものである。ゴム等の弾性体材料からなるメンブレ
ン27は中子29とできるだけ隙間が小さくなるような形態
で設けられており、圧媒注入口42が高圧円筒内部に装着
された際に外部との接続が容易な位置に設けられてい
る。図12は、板状の粉末成形体を製造したり、薄板を絞
り加工する際などに使用する板状の加圧メンブレンの例
である。両図において、圧力注入口42は２つ以上設けら
れても良い。また、１台の装置にこのような加圧メンブ
レンを複数個用いても良い。また、加圧メンブレンがメ
ンブレンの厚さと比較して小さくてそれ自身で保形性を
有している場合には、必ずしも中子を必要とはしない。

【００４３】なお、請求項３に係る本発明における要点
の一つは、圧媒132 の注入部のシール構造である。図13
および図14はその例である。図13の例では、メンブレン
27の端部にメス型の結合およびシール構造が設けられて
おり、内側の圧媒注入排出用高圧パイプ43の外面で、メ
ンブレン材料の弾性により初期シール43A がされる。圧
力が増大するとメンブレンのこの部分は、パイプ43を押
圧してシール効果が増大される方向に膨張すると同時に
外側にも膨張するので、これを防止するため耐圧性金属
保持部材40でこの膨張を抑える構造となっている。

【００４４】また、図14の例では、メンブレン27の端部
にオス型の結合およびシール構造が設けられており、オ
ス側部材がすなわち耐圧性金属保持部材140 となってい
る。圧媒132 の圧力の増加により、メス部を構成してい
る弾性膜体27の端部127 は膨張して耐圧性金属保持部材
140 の内面に密着性が良くなる構造である。以上におい
て用いられている種々の部材の材料としては、基本的に
通常の乾式の冷間等方圧プレスと同じである。すなわち
概略下記の通りである。

【００４５】加圧型には、弾力性に富んだ天然ゴム、ブ
タジエン系のゴム、硬質のウレタンゴムなどが用いられ
る。また、成形型には、減圧過程で生じる粉末との摩擦
や粉末との固着により発生する力によるゴムの損傷に対
して良好で且つ復元性に富んだ硬質のウレタンゴムやポ
リスチレンなどが推奨される。マンドレルには成形後の
成形体がマンドレルに固着するのを防止するため、減圧
時に隙間が形成され易い材料すなわち成形体よりも弾性
率の小さな金属材料が用いられる。とくに成形体の表面
粗さを小さくする場合には摩擦による表面の荒れを防ぐ
ため硬質の材料を用いかつ表面を研削または研磨して用
いることが推奨される。

【００４６】また、被処理物としては、金属、セラミッ
クスあるいは炭素材料などの粉末の他、食品などの有機
物であってもよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明は以上の通りであり、乾式の冷間
等方圧プレス装置の高圧容器内面に直接圧力媒体である
水や油等が接触しなくなる。この結果、高圧容器内面の
錆の発生の問題がほとんど解決され、かつ加圧型のシー
ル部分が高圧容器から切り放されるため、加圧型と関連
するシール部材を複数個準備することにより、シール部
の修理時にでも成形作業を行うことが可能であり、ま
た、成形体形状の個となる成形型乃至処理型を多数個準
備して順次交換使用するようにすれば、多品種の製品の
製造乃至処理にも効率よく適用ができる。また、高圧容
器部分のシールそのものがなくても機能するので装置の
保守点検は極めて簡素化される。

【００４８】また、袋構造の加圧型の内部に形成した圧
媒充填部に対する圧媒の導入は、リング状シール部の開
口から行いうるので、容器に対する加圧型の押脱は容易
で、加圧型の傷付きも少なくできるし、容器の耐圧構成
上で有利である。さらに、大小差のある幾種類かの成形
体を同じ装置で成形する場合、従来の方法では成形型の
みの大きさを替える以外対応が出来ず、小さな成形体を
製造しようとすれば大きな体積の成形型を使用する事に
なり成形ゴム型の圧縮に加圧時間のほとんどをとられて
しまうという状況であった点を、本発明によれば、スペ
ーサブロックにより、このような加圧時に余分なものを
圧縮する必要がなくなるため、小さな成形体であっても
大きな成形体であっても、比較的短時間で成形乃至処理
が可能となる。

【００４９】以上述べたように、本発明により、乾式の
冷間等方圧プレス装置の高圧容器の保守、シール作業の
簡素化等が可能になるなどほか、一台の乾式等方圧プレ
ス装置により、成形乃至処理できる成形体（被処理物）
の寸法は勿論のこと形状についても汎用性が高くなり、
乾式等方圧プレス技術の適用分野が拡大され、乾式冷間
等方圧プレス技術の進歩および普及に寄与するところ多
大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１の要部の拡大図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す縦断面図である。

【図５】本発明の第４実施例を示す横断面図である。

【図６】本発明の第５実施例を示す横断面図である。

【図７】本発明の第６実施例を示す要部の縦断面図であ
る。

【図８】本発明の第７実施例を示す縦断面図である。

【図９】本発明の第８実施例を示す縦断面図である。

【図１０】本発明の第９実施例を示す縦断面図である。

【図１１】メンブレンの一部切欠斜視図である。

【図１２】メンブレンの一部切欠斜視図である。

【図１３】シール部の断面図である。

【図１４】シール部の断面図である。

【図１５】従来例の１の断面図である。

【図１６】従来例の２の断面図である。

【図１７】従来例の３の断面図である。

【符号の説明】

20 高圧容器 25 加圧型 26 処理型 27 弾性膜体 28 充満部 29 中子 36 スペーサブロック

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧容器の内部に、弾性体からなる加圧
   型およびこの内側に配置された弾性体からなる処理型を
   備え、前記高圧容器の内部に導入した流体圧媒の等方圧
   で前記処理型内の被処理物を加圧する冷間等方圧プレス
   装置において、 前記加圧型は、弾性膜体を袋状に形成して袋内部に前記
   流体圧媒の充満部を備え、加圧型における弾性膜体によ
   り形成された流体圧媒充満部の開口側にリング状シール
   部を備え、流体圧媒の導入孔を有する高圧容器の円筒部
   以外の部材に、導入孔と流体圧媒充満部とを連通させて
   前記リング状シール部を介して加圧型を装着しているこ
   とを特徴とする冷間等方圧プレス装置。
2. 【請求項２】 高圧容器の内部に、弾性体からなる加圧
   型およびこの内側に配置された弾性体からなる処理型を
   備え、前記高圧容器の内部に導入した流体圧媒の等方圧
   で前記処理型内の被処理物を加圧する冷間等方圧プレス
   装置において、 前記加圧型は、弾性膜体を袋状に形成して袋内部に前記
   流体圧媒の充満部を備え、該充満部内の流体圧媒と処理
   型および高圧容器内面とを前記弾性膜体を介して非接触
   にすべく加圧型を高圧容器の内部に備え、更に、前記加
   圧型外側における弾性膜体と高圧容器内面との間にスペ
   ーサブロックが配置されていることを特徴とする冷間等
   方圧プレス装置。
3. 【請求項３】 高圧容器中に配置されて袋内部に流体圧
   媒を加圧注入することにより、被処理材に圧力を作用さ
   せるための気密性材料からなる加圧弾性膜体であって、 袋状に形成されて袋内部に流体圧媒の充満部を有し、か
   つ充満部に流体圧媒を供給する媒体注入口を有し、該注
   入口の端部もしくは端部近傍で外側から耐圧性をもつ保
   持材で保持されているとともに該部分にシール構造を備
   えていることを特徴とする加圧成形用加圧弾性膜体。