JPH0360897A - 冷間等方圧成形装置の減圧装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、金属やプラスチック等の粉末を高い圧力下で
成形する冷間等方圧成形装置（以下Ｃ■Ｐ装置と称する
）の減圧装置、に関する。

［従来の技術］ −ａにＣＩＰ装置は、第３図に示すように、圧力容器１
０に対し、リザーバ１２内の圧力媒体液１４を昇圧送入
して圧力容器１０内の成形処理室１０ａ内の圧力を所定
の圧力まで昇圧する昇圧ポンプ１６等から構成される。

このような構成において、ゴム等からなる成形型１８内
に充填される被成形粉末２０は、開閉機構２２により開
閉されるカバー２３およびビン２４を介して成形処理室
１０ａ内に収納され、次いで昇圧ポン１１６を介して昇
圧され、所定の圧力により所定の時間加圧されて成形さ
れる０次いで、減圧装置２６を介して成形処理室１０ａ
内の圧力媒体液１４がリザーバ１２内に還流されること
により成形処理室１０ａ内の圧力が減圧され、そしてこ
の減圧が完了した後に成形型１８内の被成形体２０が成
形処理室１０ａから取り出される。

このようなＣＩＰ装置は、池の加圧成形方法と比較して
、高い成形圧力が得られると同時に、この成形圧は等方
向性かつ高密度であるため、均質な成形品が得られると
共に複雑な形状の製品であっても加工できる利点を有す
る。

しかしながら、このように成形圧力が高いＣＩＰ装置に
おいては、成形品に割れ等の損傷を発生させないために
は、高圧成形からの減圧工程を成形品の種類に対応した
時間的パターンで遂行することが不可欠である。従来の
この種のＣＩＰ装置の減圧装置においては前記機能が十
分に達成されていなかった。

すなわち、減圧装置２６は、一般に第３図に示すように
、開度調節により流通オリフィス径が調節される手動バ
ルブ２６ａと空気作動型開閉弁２６ｂとから構成されて
おり、ここで手動バルブの流量調整弁２６ａはその開度
を予め適用されるＣＩＰ装置に対応した所定の開度に設
定されており、減圧工程においては開閉弁２６ｂの開、
閉を制御することにより減圧パターンが規定されるよう
構成されている。

しかしながら、このような減圧方式においては、成形処
理室１０ａ内の減圧条件は被成形粉末２０の容積や圧縮
率等によって変化するものであるため、各成形品毎に対
する成形パターンが一定せず、すなわち、所定の減圧パ
ターンの再現性が達成されず、このため減圧工程におい
て成形品に往々にして破損が発生した。

なお、減圧パターンの再現性は、例えば油圧ユニットや
サーボ弁等で構成される減圧シリンダ装置を備えること
により達成することができるが、このような方法は、装
置を複雑かつ大型化すると共に価格を大幅に上昇させる
。

従来、冷間等方圧成形装置の減圧に関するものとして、
例えば、■特開昭５７−１０９５９７号に記載された大
型油圧シリンダを用いて圧力信号に従って大型油圧シリ
ンダを移動することにより減圧を制御するもの、■高圧
減圧系と１乃至２段階の低圧減圧系に分れた配管を備え
、弁、空気圧作動型自動流量調整弁、デジタルレリーフ
型自動流量調整弁、電空変換器、圧力トランスデューサ
の信号とプログラム設定器の出力信号との間の偏差信号
等を用いて、低圧域（５００ｋｇ／ｃＩＭ’以下）の減
圧を制御するもの、■複数の手動バルブの開度調整と複
数の減圧回路を用いることにより減圧時間を制御するも
の等があった。

しかしながら、これらには、■大型油圧シリンダ方式は
装置が大型化するため高価な大型のシリンダたる容器に
よっては微量コントロールが困難であると共に保守、点
検も困難となり、■前記■の方式は低圧域（５００ｋ（
Ｊ／ｃｉ”以下）を制御するものであり、■前記■の方
式は３００　ｋｇ／ｃＩ１２以下より大気圧までの減圧
であるため運転中の減圧はできない等の欠点があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、超高圧から大気圧に至る幅広い圧力範囲に渡
って所望の減圧パターンを単純な機器構成によって与え
ることにより、減圧工程中に起る製品割れ等の欠陥をよ
り有効に防止し得る冷間等方圧成形装置の減圧装置を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、高圧の圧力容器と大気圧のリザーバと
の間に圧力媒体を介して配設する冷間等方圧成形装置の
減圧装置であって、バルブステムの回転による開度調節
により流通オリフィス径を調節して圧力媒体の圧力を調
節する手動バルブと、空気圧による開度調節により圧力
媒体の圧力を調節する空気圧作動弁と、これらの上流に
あって圧力媒体の圧力を検出し電気信号に変換してプロ
グラムコントローラに送る圧力トランスデューサと、こ
の圧力信号と任意に設定された減圧プログラムパターン
上の圧力とを比較して検出した偏差によりサーボアンプ
を介してサーボモータを作動させるプログラムコントロ
ーラとからなり、前記手動バルブのバルブステムを回転
させるハンドル部分にサーボモータと一体をなすハンド
ル押えを取付けることにより、サーボモータの動作に応
じて手動バルブのバルブステムが回転することを特徴と
する冷間等方圧成形装置の減圧装置が提供される。

本発明の好適なり様では、圧力が１５０００　ｋｇ／ｃ
（１２未満の高圧装置において、減圧系統の配管に手動
バルブを設置し、この手動バルブのハンドル部分にサー
ボモータと一体をなすハンドル押えを取り付けて、サー
ボモータの動きに合せてバルブステムが回転するように
構成する。

内部流体の圧力は高圧配管系に設置された圧力トランス
デューサにより検出され、圧力は電気信号に変換される
。この圧力信号はプログラムコントローラに送られ、プ
ログラムコントローラに任意にセットされた減圧プログ
ラムパターン上の圧力と比較される。ここで圧力の偏差
が大きければ、プログラムコントローラはサーボアンプ
を通してサーボモータを作動させ、バルブハンドルを回
してバルブを大きく開き、偏差が少なければ、バルブを
閉じる信号がサーボアンプに入力される。

高精度の減圧パターンを得たい場合は、Ｃ１値の小さい
マイクロメタリングバルブを用いたり、減圧系統を複数
にし、各々Ｃ９値の異なるバルブを配して、複数の配管
を使い分けることにより容易にこれを達成し得る。

［作用〕 前記したように、一般に冷間等方圧成形装置の減圧装置
においては、圧力媒体を介する圧力調節は、開度調節に
より流通オリフィス径が調節される手動バルブと空気作
動型開閉弁とにより行われており、ここで手動バルブの
流量調整弁は、通常はその開度を予め適用されるＣＩＰ
装置に対応した所定の開度に設定されていて、減圧工程
においては空気作動型開閉弁の開、閉を制御することに
より減圧パターンが規定されるよう構成されている。

このため、比較的低圧域での圧力調節は空気作動型開閉
弁のみの調節によって容易であるが、高圧域においては
、操作毎に手動バルブの開度を主として経験によって調
節する必要があるため、幅広い圧力域での安定した操作
は必ずしも望み得なかった。

本発明は、この手動バルブを圧力媒体の圧力と相関させ
るフィードバック制御によりサーボモータを使用して調
節するものである。

従来、手動バルブは、その開度を予め適用されるＣＩＰ
装置に対応した所定の開度に設定するものとして固定的
に考えられており、操作中にこの開度を変化させてＭ極
的に圧力調節を行うことは本発明が初めて開示するもの
である。

［実施例］ 以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。

第１図は、本発明による冷間等方圧成形装置の減圧装置
の配管系のｌ実施例を説明するためのフローシート、第
２図は、ハンドル押えを介してサーボモータを装着した
手動バルブを示す図、第３図は、従来の冷間等方圧成形
製０の構成を説明するためにその一部を断面で示した構
成図である。

第１図において、２８は圧力容器、３０はリザーバ、３
２は手動バルブ、３４は空気圧作動弁、３６は圧力トラ
ンスデューサ、３８はプログラムコントローラ、４０は
サーボアンプ、４２はサーボモータ、４４は昇圧ポンプ
、４６はモータである。第２図において、４８はバルブ
ステム、５０はバルブハンドル、５２はサーボモータ、
５４はハンドル押え、５６はモータシャフト、５８はパ
ツキングランド、６０はバルブボディ、６２は高圧チュ
ーブ配管（減圧的）である。

第１図に示すように、高圧の圧力容器２８と大気圧のリ
ザーバ３０との間に圧力媒体を介して冷間等方圧成形装
置の減圧装置を配設する。

配管系に、バルブステムの回転による開度調節により流
通オリフィス径を調節して圧力媒体の圧力を調節する手
動バルブ４２と、空気圧による開度調節により圧力媒体
の圧力を調節する空気圧作動弁３４と、これらの上流に
あって圧力媒体の圧力を検出し電気信号に変換してプロ
グラムコントローラに送る圧力トランスデューサ３６と
を設ける。圧力トランスデューサによって検出変換され
た圧力信号は、プログラムコントローラ３８において、
任意に設定された減圧プログラムパターン上の圧力と比
較され、この結果検出された面差によりサーボアンプ４
０を介してサーボモータ４２を作動させる。

第２図に示すように、手動バルブのバルブステム４８を
回転させるバルブハンドル部分５０にサーボモータ５２
と一体をなすハンドル押え５４を取付けることにより、
サーボモータの動作に応じて手動バルブのバルブステム
４８が回転する。これにより、バルブステムの回転によ
る開度調節が行われ、手動バルブの流通オリフィス径が
変化して圧力媒体の圧力が調節される。

本発明により、日機装ｇＩＣＩ　Ｐ装置（日機装東村山
製作所設置、最高使用圧力４ｚｏＯｋａ／ｃｎ＋２）に
おける実験の結果、超高圧手動バルブを使用して、従来
できなかった高圧域からの減圧パターンの制御に成功し
た。

［発明の効果］ 本発明によれば、超高圧から大気圧に至る幅広い圧力範
囲に渡って所望の減圧パターンを単純な機器Ｗｉ戒によ
って与えることにより、減圧工程中に起る製品割れ等の
欠陥をより有効に防止し得る冷間等方圧成形装置の減圧
装置が提供される。

本発明の装置にあっては、高圧から低圧域までの減圧を
任意の電気信号によって変化させることができるため、
粉末成形多層材料の圧着成形等における減圧時の減圧速
度に起因　４する割れや剥離等の欠陥をなくすことかで
き、処理量に応じてコントローラを設定することにより
減圧をコントロールすることができ、ステッピングモー
タや大型シリンダでは得られなかった滑らかなバルブ開
度調整により適切な減圧が超高圧より大気圧まで幅広い
圧力利用域で可能となり、超高圧下（４０００ｈ／　ｃ
１２程度以上）での滅菌効果を利用した臓器や薬品等の
常温保存においても減圧による破損、膨脹を防止するこ
とができる。また、超高圧シリンダや特別な機器を使用
せず大部分を市販の機器で構成するため大幅にコストを
低減し得ると共に、装置が単純化し、メンテナンスも容
易となった。

更に、本発明による冷間等方圧成形装置の減圧装置は、
疑似等方圧成形装置、ＨＩＰ、ＦＲＭＩ造用ガス圧プレ
ス、水熱合成装置、超臨界流体による分離抽出装置、高
圧液体のサンプリング装置に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による冷間等方圧成形装置の減圧装置
の配管系の１実施例を説明するためのフローシート、第
２図は、ハンドル押えを介してサーボモータを装着した
手動バルブを示す図、第３図は、従来の冷間等方圧成形
装置の構成を説明するためにその一部を断面で示した構
成国である。 １０・・・圧力容器　　　　１０ａ・・・成形処理室１
２・・・リザーバ　　　　１４・・・圧力媒体液１６・
・・昇圧ポンプ　　　１８・・・成形型２０・・・被成
形粉末　　　２２・・・開閉機構２４・・・ビン　　　
　　　２６・・・減圧装置２６ａ・・・手動バルブ ２６ｂ・・・空気作動型開閉弁 ２８・・・圧力容器　　　　３０・・・リザーノく３２
・・・手動バルブ　　　３４・・・空気圧作動弁３６・
・・圧力トランスデューサ ３８・・・プログラムコントローラ ４０・・・サーボアンプ　　４２・・・サーボモータ４
４・・・昇圧ポンプ　　　４６・・・モータ４８・・・
バルブステム　　５０・・・バルブＡンドル５２・・・
サーボモータ　　５４・・・ハンドル押え５６・・・モ
ータシャフト　５８・・・バ・ｙ’ｒングラン６０・・
・バルブボディ ６２・・・高圧チューブ配管（減圧側）ド ＦＩＧ。 ８ ０ 「ＩＧ。 ＦＩＧ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高圧の圧力容器と大気圧のリザーバとの間に圧力
   媒体を介して配設する冷間等方圧成形装置の減圧装置で
   あって、バルブステムの回転による開度調節により流通
   オリフィス径を調節して圧力媒体の圧力を調節する手動
   バルブと、空気圧による開度調節により圧力媒体の圧力
   を調節する空気圧作動弁と、これらの上流にあって圧力
   媒体の圧力を検出し電気信号に変換してプログラムコン
   トローラに送る圧力トランスデューサと、この圧力信号
   と任意に設定された減圧プログラムパターン上の圧力と
   を比較して検出した偏差によりサーボアンプを介してサ
   ーボモータを作動させるプログラムコントローラとから
   なり、前記手動バルブのバルブステムを回転させるハン
   ドル部分にサーボモータと一体をなすハンドル押えを取
   付けることにより、サーボモータの動作に応じて手動バ
   ルブのバルブステムが回転することを特徴とする冷間等
   方圧成形装置の減圧装置。