JPS62196303A - 等方圧加圧成型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 未発Ｉｌｌは各種ＦＥ縮物体に対し等方圧を加えて加圧
成型を行なう等方圧加圧成型装置に関するものである。

（従来の技術） 各種粉体に対し所定の圧力を加えて所定形状の製品に加
圧成型するために、圧力容器を用いた等方圧加圧成型装
置においては、粉体の圧力容器への充填、圧縮成型、製
品取り出しの各工程を短時間に繰り返すために圧力容器
の４体の開閉頻度が高く、圧力容器や蓋体の疲労に対↑
る配慮が特に重要となっている。しかも、粉体成型品の
技術分野における技術ｋＸＲはめざましｌ、また、多品
種少ｔ″！生産にも対処できる装置の開発が望まれてい
るところである。

このような等方圧加圧成型装置の従来例を第３図を参照
して説明する。

同図に示す装置は、所定の圧力空間３１を内部に形成１
．た圧力容器本体３０と、この圧力容器本体３゜の」１
方から施蓋され、ｊＥ力゛奈１ｉｆｔ　３１を外部から
遮断する蓋体３２と、この４体３２の施ζ状態において
Ｉｉ′ｉｊ記圧力容器本体３０のｈ部１■及び４体３２
を、ｒｊ通して、かつ、着脱０■能に配置されると共に
、圧力室１ｉｆｌ　３１に作用する圧力に対して蓋体３
２を定位置に保持する保持ビン３３と、圧力容器本体３
０に設けた高圧接続＋：’＋　３５　、３６に接続され
圧力空間３１に所定の圧力媒体（例えば水）を圧送しま
た排出する図示しない圧力媒体供給手段とを備えて４１
ｉ成される。

尚、第３図中、３４は４体３２の底部外周に嵌着された
ガスケットである。

叙述したような従来装置では、圧力容器本体３０が設計
８初に考えられる最高使用圧力に耐え得るように設計さ
れるものであるため、その後においてより高い使用圧力
をｑｌむ場合には最早使用に供することはできない。

また、この装とによれば圧力物体に対し巾−の圧力によ
る等方正成型処置を行なうことはできるが、−回の処理
で異なる圧力、すなわち、段階的な２種類の等方圧成型
処理を行なうことは困難である。

さらに、圧力″８謬本体３０として中層鍛造品を用いた
場合には、その壁面又は底面に生ずる応力に対し、てそ
の材料強度の１−で実用Ｅ−・定の限界がある。

（発明が解決しようとするＩＦｉ＋題点）」−述したよ
うに従来の装置では、圧力容器が？ｉ−であるので、最
高使用圧力が一義的に定まってしまう構成であり、この
ため、最高使用圧力に一定の限界があり、また、圧力容
器自体の疲労強度の点でもその材料の特性に基〈限界が
ある。

そこで、本発明は従来装置の場合よりもより高圧な最高
使用圧力を得ることができ、かつ、疲労強度の点でも従
来装置より優れた特性を発揮する等方圧加圧成型装とを
提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための１段） 本発明の等方圧加圧成型装置は、第１の圧力空間を有し
、かつ、その空間を外部から遮断する蓋体を備えた第１
の圧力容器と、前記蓋体で支持されつつ第１の圧力空間
内に配置されると共に第２の圧力空間を有する第２の圧
力容器と、前記第２の圧υ空間に一方の端面を臨ませる
と共に第１の圧力空間に他方の端面を臨ませつつ第２の
圧力容器に移動ｉ＋Ｊ能に嵌着された可動体と、前記第
１゜第２の温体圧力空間に列し個別に圧力を作用させる
圧力供給手段を有して構成される。

（作用） 第２の圧力空間に圧縮物体を置き、これを加圧成夢する
場合の作用を以下に説明する。

まず、第２の圧力空間に圧縮物体を収納した第２の圧力
容器を４体により保持した状態で、この蓋体な第１の圧
力容器に施４する。そして、圧力供給手段を作動し、岐
初に第２の圧力空間内に圧力媒体を圧送する。このとき
、圧力媒体の圧送に（ｆう圧力Ｐ２は被圧縮物体の全周
及び第２の圧力空間を形成する壁面に作用するとともに
、第２の圧力空間にその一方の端面を臨ませた可動体に
も作用しパスカルの原理に基きこのＩ−１工動体を４体
側にＦｉ＋圧する。

しかし、ｆｉｌ動体の他力の端面の一部が４体と対面し
ているので、この可動体の移動はその端面の一部と４体
底面とが接触した位置で規制され、＋４７動体は定位置
に保持される。

次に、第２の圧力空間の圧力Ｐ２をそのままの値に保持
した状態で、圧力供給手段により第１の圧力空間に圧力
媒体を送って加圧する。この第１の圧力空間に作用する
圧力をＰｌ　とすれば、この圧力Ｐ１は第２の圧力容器
の外周面及び可動体の他方の端面にそれぞれ作用する。

そして、外周面に作用する圧力Ｐ１により前記圧力Ｐ２
で内側から外周側に向って押圧されている第２の圧力容
器の内部応力を緩和させる。これにより、第２の圧力容
器自体の疲労強度が劣化することを防１１−することが
できる。

他方、可動体の他方の端面に作用する圧力Ｐ１は、その
端面の面積に応じてパスカルの原理に）＾〈荷４ｊ　ｆ
　ｉ可動体に付加するため、第２の圧力空間に臨む一方
の端面の面積と第１の圧力空間に臨む他方の端面の面積
との比を適当に設定することにより、可動体を第２の圧
力空間側に押し下げる。

これにより、第２の圧力空間の圧力は最初の圧力Ｐ２よ
り更に高圧のＰ’２になり、圧縮物体にはこの圧力Ｐ’
７が作ＩＴＪシて等方圧加圧成型を行なうことができる
。

このように、本発明によれば、第２の圧力空間内に置か
れる圧縮物体に対し、従来装置では圧力容器自体の材料
−ヒの制約のため不可能な高い圧力を作用させて等方圧
加圧成型を行なうことができ、しかも、第２の圧力容器
における圧力Ｐ？の作用に伴なう応力が第１の圧力容器
内の圧力Ｐ１により緩和されるので第２の圧力容器自体
の疲労強度の劣化の度合が少なく、繰り返して使用する
のに耐える装置を提供することができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を第１図及び第２図を参照して詳
細に説明する。

尚、第１図、第２図に示す実施例装置において、第３図
に示す従来の装置と同一の機能を有するものには同一の
符壮を付し、その詳細な説ＩＩは省略する。この実施例
装置が従来装置と異なる点は、従来装置と同様な第１の
圧力容器１に施在する蓋体３２Ａの底面側に、第２の圧
力容器２をポルト３を介して吊リドげ状態に保持し、こ
の第２の圧力容器２を圧力空間３１Ａ　（以下「第１の
圧力空間」という、）内に装着したこと、第２の圧力ｉ
器２には、その内部に形成した第２の圧力空間３１８内
に一方の端部４Ｃを、また蓋体３２Ａの近傍における第
１の圧力空間３１Ａに他方の端部４Ｂをそれぞれ臨ませ
た可動体（ピストン）４をその軸線方向に移動可ｆｆｆ
ｉに備えたこと、前記第１、第２の圧力空間３１Ａ、３
１Ｂに対し個別に圧力媒体（水）を供給して第１の圧力
室１間には圧力ＰＩを、第２の圧力空間には圧力Ｐ２を
それぞれ作用させる圧力供給手段５を備えたことである
。

前記可動体４は、第２の圧力容器２に形成したシリンダ
部２Ａに摺接する摺接突部４Ａを有し、この摺接突部４
Ａの上端面に前記圧力ＰＩが作用する面積Ａ１の圧力板
６を固着するとともに、可動体４自体の上端側に前記圧
力板６よりもさらにに方に突出する係合突部４Ｂを有し
ている。尚。

第２図中、７Ａ　、７Ｂは層接突部４Ａ外周に嵌着した
ガスケット、７Ｃは０ｒ動体４の一方の端面４Ｃの外周
部に’Ｗ；、’Ａしたガスケットである。また、この端
部４Ｃの面積はＳ２に１役定されている。

前記圧力供給手段５は、第１の圧力空間３１Ａに圧力媒
体を送るための第１の配管系統５Ａと、第２の圧力空間
３１Ｂに圧力媒体を送るための第２の配管系統５Ｂと、
第３図に示すように前記第２の圧力容器のシリンダ部２
Ａ内の圧力を調整ｕＴ　ｆｅとする第３の配管系統５Ｃ
と、これら各配管系統５Ａ　、５Ｂ、５Ｃに対し圧力媒
体あるいは空気を個別に圧送したり排出したりする図示
しない圧力供給源（例えばコンブレンッサ）とを備えて
いる。尚、第３図は第２図とは互いに６０°の異なる断
面を示している。

第１の配管系統５Ａは、圧力供給源と高圧接続口３５と
の間に配信された第１の供給パイプ８Ａの途中に第１の
バルブ９Ａを備えるとともに、高圧接続口３６に配管さ
れた第１の排出パイプｌＯに第１の圧力計１１Ａ及び第
２のバルブ９Ｂを備えることにより構成されている。

第２の配管系統５Ｂは、前記第１の供給パイプ８Ａから
分岐した第２の供給パイプ１２の途中に伸ｌｌ１Ａ継手
１３、第３のバルブ１４Ａ、第４のバルブ１４１１及び
第２の圧力計１１Ｂを備えるとともに、この第２の供給
パイプ１２の端部を前記蓋体３２Ａの一ヒ面に設げた高
圧接続口３２Ｂに接続し、さらに、この高圧接続口３２
Ｂから２体３２Ａを貫通ずる第１の貫通バイブａ２Ｃ，
乞体３２Ａの底面に設けた高圧接続ｔ１３２０に至る流
路を形成し、この高圧接続口３２Ｄと前記第２の圧力容
器２の側壁面に設けた高圧接続＋−＞　２　Ｂとの間に
第１の連結パイプ＋５Ａを配管して、圧力供給源から送
られる圧力媒体を第２の圧力空間３１Ｂに供給するよう
に構成されている。

また、第３の配管系統５Ｃは、第２図に示すように、圧
力供給排出源（これは前述した圧力供給源と別構成のも
のが望ましい、）に接続される第３のパイプ１６の途中
にバルブ１７及び第３の圧力計１８を備えるとともに、
この第３のパイプ１６から４休１２Ａに設けた第３の高
圧Ｊｔｉ続口３２Ｅ、この４体３２ＡＩ［１ｆｌｔ６Ｚ
２（７ＬＩＴｊｆｌバイア’３２Ｆ、ａ体３２Ａの底面
に設けた第４の高圧接続Ｕｌ１２Ｇ、第１の圧力空間３
１Ａ内に配管した第２の連結パイプ１５Ｂ、および前記
第２の圧力容器２のＬ端面に設けた高圧接続ｒ＋　２　
Ｃを経てピストン部２Ａ内に至る波路を形成することよ
り構成されている。

次に１−記構成の実施例装置の作用を説明する。

まず、第１の圧力容器１内に第２の圧力容器２を装着し
た状態で第２の圧力空間３１Ｂの加圧を行なう。

すなわち、第３のバルブ１４Ａを閉、第１のバルブ９Ａ
、第２のバルブ９Ｂを開にして圧力供給１段５の圧力供
給源を作動し、第１の供給パイプ８Ａから第１の圧力空
間３１Ａ内に圧力媒体を送る。

この圧力媒体は第１の圧力空間３１Ａを経て排出パイプ
ｌＯから外部に１１出される。このような操作を圧力媒
体の内部気泡がト分に抜けるまで行なった後、第２のバ
ルブ９Ｂを閉じ昇圧準備が完了する。

次に、第１のバルブ９Ａを閉じ第３のバルブ１４Ａを開
いて圧力供給源から第２の配管系統５Ｂを通じて第２の
圧力空間３１Ｅｉに圧力媒体を供給し、その内部の圧力
をＰ２に加圧する。この圧力Ｐ？により＋＋（動体４の
端面４Ｃにはパスカルの原理によりＰ２　Ｓ７の／７屯
が加わり、この可動体４は」二力に押し］二げられるが
このとき係合突部４Ｂが蓋体３２Ａの底面にち接するた
め、可動体４は一定の位置で保持される。

また、このときの圧力Ｐ２は第２の圧力計１１Ｂに表示
される。このようにして第２の圧力空間３１Ｂ内にｔか
れた圧縮物体に圧力Ｐ２の等方正を作用させ、かつ、第
２の圧力空間３１Ｂを形成する第２の圧力容器２に圧力
Ｐ２に対応する応力を生じさせた状態で、第３のバルブ
１４Ａ、第４の／ヘルプ１４Ｂを閉じ、第１のバルブ９
Ａを開いて第１の配管系統５Ａを通じ、第１の圧力空間
３１Ａを圧力ＰＩ　になるまで昇圧する。この圧力Ｐ１
は第１の圧力計１１Ａに表示される。

そして、この圧力Ｐ１は第１の圧力空間３ｔＡ内におい
てパスカルの原理に基きあらゆる面に作用する。すなわ
ち、第２の圧力容器２の壁面に対しては前記圧力Ｐ２に
対する応力と同方向に作用するため、第２の圧力容器２
自体の応力が緩和されてその疲労強度の劣化を防１１−
する。

また、圧力Ｐ１が作用するＨｆ動体４の圧力板６に対し
てはＰＩ　Ｓ＋　の荷屯が加わり、これにより、ＩＩＹ
動体４は第２の圧力空間３１Ｂ内の圧力媒体を更に圧縮
し、その内部に置かれた圧縮物体には当初の１ノ：力Ｐ
２よりさらに高圧の等方圧Ｐ’／が加わって加圧成型に
よる製品とすることができる。

ｌ二連した第１の圧力空間３１Ａに対する昇圧を行なう
段階で圧力供給祷出源を作動し、第２図に示す第３の配
管系統５Ｃを′ｄじてピストン部２Ａ内の空気圧力を適
宜調整することにより、　ｉＪｆ動体４の第２の圧力空
間３１Ｒに対する圧線速度を＋＋（変じたり、また、加
圧圧力が過大になりすぎることを防にすることができる
。

本発明は１−通した実施例に限定されるものではなく、
その要旨の範囲内で種々の変形が＋＋１　濠である。

例えば　ｎ（動体４の端面４Ｃの面積と圧力板６の而Ｊ
ＪＸの比を種々変えることにより、圧縮物体に対する最
高使用圧力を自由に可変することができる。

また、第２の圧力空間３１Ｂの体積をある程度大きく設
計すれば、従来装置の場合よりもより高圧の状！ムで、
しかも、ｔｉ（動体４による圧縮動作の初期の段階と終
期の段階で異なる圧力のもとに多段階にわたる加圧設計
を行なうこともできる。

さらに、］−述した実施例では第１．第２の圧力容器を
用いた場合について説明したが、さらに多段１例えば第
１．第２、第３の３個の圧力容器を用いてより高圧の加
圧成型を行なう装置を構成するという応用もＩＩＴ　ｆ
赴である。

［発ＩＩの効果コ 以Ｆ詳述した本発明によれば、圧力容器の材料強度の点
で従来装置では不可１おであった高い圧力で圧縮物体に
対する等方圧の加圧成型を行なうことができ、かつ、疲
労強度の劣化を生じることもない″や方圧加圧成型装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第［図は本発明の実施例装置を示す概略断面図、第２図
は同装置の異なる角度からの概略断面図、第３図は従来
装置の概略断面図である。 １・・・第１の圧力容器、２・・・第２の圧力容器、４
・・拳口ｆ動体、５・φ・圧力供給手段、３１Ａ・・・
第１の圧力空間、３１Ｂ・Φ・第２の圧力空間、３２Ａ
・・・４体。 第１図 第２図 旧 １Ａ３１８ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の圧力空間を有し、かつ、その空間を外部から遮断
   する蓋体を備えた第１の圧力容器と、前記蓋体で支持さ
   れつつ第１の圧力空間内に配置されると共に第２の圧力
   空間を有する第２の圧力容器と、前記第２の圧力空間に
   一方の端面を臨ませると共に第１の圧力空間に他方の端
   面を臨ませつつ第２の圧力容器に移動可能に嵌着された
   可動体と、前記第１、第２の圧力空間に対し個別に流体
   圧力を作用させる圧力供給手段とを有し、第２の圧力空
   間内に置かれる圧縮物体に対し、第１、第２の圧力空間
   に作用する流体圧力を重畳して加えるようにしたことを
   特徴とする等方圧加圧成型装置。