JPH04371327A - 爆轟液圧による成形方法及び装置 - Google Patents
爆轟液圧による成形方法及び装置Info
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- JPH04371327A JPH04371327A JP3170326A JP17032691A JPH04371327A JP H04371327 A JPH04371327 A JP H04371327A JP 3170326 A JP3170326 A JP 3170326A JP 17032691 A JP17032691 A JP 17032691A JP H04371327 A JPH04371327 A JP H04371327A
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- Japan
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- chamber
- pressure
- hydraulic pressure
- combustion chamber
- molding
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
- B30B1/001—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by explosive charges
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Press Drives And Press Lines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は簡便に高圧の衝撃液圧を
得られる爆轟液圧による成形方法及びそのための装置に
関するものである。
得られる爆轟液圧による成形方法及びそのための装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一方の面が金型で支持された板材等の被
成形部材の他方の面に液圧を作用せしめて行う三次元成
形は、瞬時ではあるが極めて高い圧力のもとに成形され
るのが好ましい場合がある。従来、かかる液圧による成
形にはいくつかの手法が知られている。
成形部材の他方の面に液圧を作用せしめて行う三次元成
形は、瞬時ではあるが極めて高い圧力のもとに成形され
るのが好ましい場合がある。従来、かかる液圧による成
形にはいくつかの手法が知られている。
【０００３】例えば、先ず第一に、加圧用の水等の液体
中に弾丸を打ち込んで、衝撃液圧を液体中に発生させ、
その圧力を板材等の被成形部材に印加して該部材を金型
へ圧して三次元成形せんとする衝撃液圧発生装置が特開
平０１−１５７７２５号にて提案されている。
中に弾丸を打ち込んで、衝撃液圧を液体中に発生させ、
その圧力を板材等の被成形部材に印加して該部材を金型
へ圧して三次元成形せんとする衝撃液圧発生装置が特開
平０１−１５７７２５号にて提案されている。
【０００４】また、第二には、水中で爆薬を燃焼させる
ことによって衝撃水圧を発生せしめ、その圧力で被成形
部材としての薄板を金型に圧して三次元成形を行う爆発
成形装置も知られている。この装置は主として大型部品
の成形に利用されている。
ことによって衝撃水圧を発生せしめ、その圧力で被成形
部材としての薄板を金型に圧して三次元成形を行う爆発
成形装置も知られている。この装置は主として大型部品
の成形に利用されている。
【０００５】さらには第三として、容器に収容された加
圧用の液体の液面に、ガス圧等により高速に加速された
ピストンを衝突させることにより衝撃液圧を発生させ、
該液圧で被成形部材を金型に圧して成形することとした
装置も知られている。該装置は比較的小型部品の成形に
利用されている。
圧用の液体の液面に、ガス圧等により高速に加速された
ピストンを衝突させることにより衝撃液圧を発生させ、
該液圧で被成形部材を金型に圧して成形することとした
装置も知られている。該装置は比較的小型部品の成形に
利用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た第一ないし第三の装置による衝撃液圧による成形の手
法にあっては、共通のあるいはそれぞれ個有の問題を次
のごとく有している。 １． 容器内壁全面又は一部が高温高圧場に直接さら
されること。 ２． 危険でかつ高価な爆薬を使用すること。 ３． 大きな騒音を発生すること。 ４． 危険性を伴うため、設置場所の制約があること
。 ５． 到達圧力の大幅変更が難しいこと。 ６． 短時間での繰返し運転に適さないこと。 ７． 大規模な設備が必要であること。 ８． ピストンなどの可動部品の交換が必要であるこ
と。 ９． 圧力の持続時間が長いため、成形型へのダメー
ジが大きいこと １０． 液圧室内に固形物等が残留すること。 １１． 装置の構造が複雑であるため、保守、点検等
がやりにくいこと。 １２． １ショットにて、１回の衝撃水圧しか得られ
ないこと。
た第一ないし第三の装置による衝撃液圧による成形の手
法にあっては、共通のあるいはそれぞれ個有の問題を次
のごとく有している。 １． 容器内壁全面又は一部が高温高圧場に直接さら
されること。 ２． 危険でかつ高価な爆薬を使用すること。 ３． 大きな騒音を発生すること。 ４． 危険性を伴うため、設置場所の制約があること
。 ５． 到達圧力の大幅変更が難しいこと。 ６． 短時間での繰返し運転に適さないこと。 ７． 大規模な設備が必要であること。 ８． ピストンなどの可動部品の交換が必要であるこ
と。 ９． 圧力の持続時間が長いため、成形型へのダメー
ジが大きいこと １０． 液圧室内に固形物等が残留すること。 １１． 装置の構造が複雑であるため、保守、点検等
がやりにくいこと。 １２． １ショットにて、１回の衝撃水圧しか得られ
ないこと。
【０００７】すなわち、上述の第一の手法にあっては１
〜６，８，９〜１２、第二の手法では１〜７，９，１０
，１２、そして第三の手法では１，４〜９，１１，１２
の欠点を有している。
〜６，８，９〜１２、第二の手法では１〜７，９，１０
，１２、そして第三の手法では１，４〜９，１１，１２
の欠点を有している。
【０００８】本発明は、上述の従来の手法による諸問題
を解決し、安全で、短時間で繰返し運転でき、かつ高速
で成形のできる爆轟液圧による成形方法及びそのための
装置を提供することを目的とするものである。
を解決し、安全で、短時間で繰返し運転でき、かつ高速
で成形のできる爆轟液圧による成形方法及びそのための
装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、先ず爆轟液圧による成形方法に関しては、可燃性
混合気を着火することにより発生するデトネーション波
をその進行と共に収束し、収束部で得られる高圧を液体
に伝達して液圧に変換し、該液圧により膜体を介しもし
くは直接被成形部材を成形金型に圧して成形することに
より達成される。
的は、先ず爆轟液圧による成形方法に関しては、可燃性
混合気を着火することにより発生するデトネーション波
をその進行と共に収束し、収束部で得られる高圧を液体
に伝達して液圧に変換し、該液圧により膜体を介しもし
くは直接被成形部材を成形金型に圧して成形することに
より達成される。
【００１０】また、上記方法を実施するための装置に関
しては、一端部から他端部へ向け断面積が小さくなる燃
焼室と、燃料の供給を受け点火栓が配設された着火室と
、着火室から分岐して延び上記燃焼室の一端部へ連通す
る路程の等しい複数の誘導路と、上記燃焼室の最小断面
積部たる他端部の開口に接続される液圧室と、該液圧室
に連通せる成形室とを備え、該成形室には膜体を介して
もしくは直接液圧を受ける被成形部材を支持する成形金
型が収容されていることにより得られる。
しては、一端部から他端部へ向け断面積が小さくなる燃
焼室と、燃料の供給を受け点火栓が配設された着火室と
、着火室から分岐して延び上記燃焼室の一端部へ連通す
る路程の等しい複数の誘導路と、上記燃焼室の最小断面
積部たる他端部の開口に接続される液圧室と、該液圧室
に連通せる成形室とを備え、該成形室には膜体を介して
もしくは直接液圧を受ける被成形部材を支持する成形金
型が収容されていることにより得られる。
【００１１】
【作用】かかる本発明において、成形は次の要領でなさ
れる。■ 先ず、互いに連通せる燃焼室、誘導路そし
て着火室にほぼ理論混合比の可燃性混合ガスを充填する
。 ■ 次に、着火室にて着火を行う。■ 着火すると
火炎は爆轟（デトネーション）により誘導路を経て燃焼
室内を進行する。その際、各誘導路は等しい路程となっ
ているので、燃焼室の一端部には各誘導路火炎が同時に
到達する。■ 燃焼室では、上記火炎は他端部に向け
伝播するが、燃焼室はその断面積が他端部に向け減少す
るので、火炎の圧力は上昇し他端部にて最大値になる。 該他端部の開口には液圧室が接続されて液面が該開口に
臨んでいるので、上記圧力は液圧室内の液体に伝達され
る。 ■ 上記液圧室内の液体の圧力は膜体を介しあるいは
直接に金型上の被成形部材を金型に圧しプレス加工によ
る成形がなされる。
れる。■ 先ず、互いに連通せる燃焼室、誘導路そし
て着火室にほぼ理論混合比の可燃性混合ガスを充填する
。 ■ 次に、着火室にて着火を行う。■ 着火すると
火炎は爆轟（デトネーション）により誘導路を経て燃焼
室内を進行する。その際、各誘導路は等しい路程となっ
ているので、燃焼室の一端部には各誘導路火炎が同時に
到達する。■ 燃焼室では、上記火炎は他端部に向け
伝播するが、燃焼室はその断面積が他端部に向け減少す
るので、火炎の圧力は上昇し他端部にて最大値になる。 該他端部の開口には液圧室が接続されて液面が該開口に
臨んでいるので、上記圧力は液圧室内の液体に伝達され
る。 ■ 上記液圧室内の液体の圧力は膜体を介しあるいは
直接に金型上の被成形部材を金型に圧しプレス加工によ
る成形がなされる。
【００１２】
【実施例】以下、添付図面にもとづいて本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【００１３】図１は本発明の第一実施例装置の縦断面図
である。図において、１は燃焼室で、下方に向け円錐状
をなし横断面における断面積は上端部１Ａで最大、下端
部１Ｂで最小となって収束部を形成するようになってい
る。
である。図において、１は燃焼室で、下方に向け円錐状
をなし横断面における断面積は上端部１Ａで最大、下端
部１Ｂで最小となって収束部を形成するようになってい
る。
【００１４】上記燃焼室１の上端部１Ａの内壁はやや上
方に弯曲形成せられ、ここに複数の孔状の誘導路２が連
通している。該複数の誘導路２は上方にて、円板空間状
の分散室３に集束せられている。該分散室３には上方に
延びる着火室４が連通接続されている。そして、該着火
室４の上部には、着火装置６により作動する点火栓５が
設けられていると共に、流量計７，８を経て燃料供給源
９、酸化剤供給源１０がそれぞれ接続されている。なお
、１１は着火室４内の圧力を確認するための圧力計であ
る。
方に弯曲形成せられ、ここに複数の孔状の誘導路２が連
通している。該複数の誘導路２は上方にて、円板空間状
の分散室３に集束せられている。該分散室３には上方に
延びる着火室４が連通接続されている。そして、該着火
室４の上部には、着火装置６により作動する点火栓５が
設けられていると共に、流量計７，８を経て燃料供給源
９、酸化剤供給源１０がそれぞれ接続されている。なお
、１１は着火室４内の圧力を確認するための圧力計であ
る。
【００１５】上記燃焼室１の下端部１Ｂは開口されてお
り、ここに液圧室１２が接続され、そしてその直下に液
圧を使用する成形装置１３が設けられている。上記液圧
室１２には圧力媒体としての水等の液体が収束されてい
るが、その液面は図のごとく上記燃焼室１の下端部１Ｂ
に直接面していても、強靭かつ変形容易な膜体で介面を
形成していてもよい。上記液圧室１２には弁を介して空
気抜き用の管１４、そして弁を介して液圧用の水等の液
体供給装置１５が接続されている。
り、ここに液圧室１２が接続され、そしてその直下に液
圧を使用する成形装置１３が設けられている。上記液圧
室１２には圧力媒体としての水等の液体が収束されてい
るが、その液面は図のごとく上記燃焼室１の下端部１Ｂ
に直接面していても、強靭かつ変形容易な膜体で介面を
形成していてもよい。上記液圧室１２には弁を介して空
気抜き用の管１４、そして弁を介して液圧用の水等の液
体供給装置１５が接続されている。
【００１６】上記成形装置１３は内部に、上面が成形用
の三次元形状をもった金型１６を交換可能に収容してい
る。該成形装置１３は必要に応じ、上記液圧室１２との
間にて、例えば両者のフランジの間で成形を受けるべき
被成形部材としての板材等Ｐの周縁を保持することもで
きる。上記成形装置１３には、上記金型１６を貫通して
その上部空間に連通して該空間を真空とするための真空
ポンプ装置１７が接続さている。該真空ポンプ装置１７
は既述の着火室４にも接続されている。
の三次元形状をもった金型１６を交換可能に収容してい
る。該成形装置１３は必要に応じ、上記液圧室１２との
間にて、例えば両者のフランジの間で成形を受けるべき
被成形部材としての板材等Ｐの周縁を保持することもで
きる。上記成形装置１３には、上記金型１６を貫通して
その上部空間に連通して該空間を真空とするための真空
ポンプ装置１７が接続さている。該真空ポンプ装置１７
は既述の着火室４にも接続されている。
【００１７】かかる本実施例装置において、高圧液圧の
発生そしてこれを利用した成形は次のごとくになされる
。■ 先ず、成形を受けるべき板材Ｐが金型１６上に
セットされる。■ 次に、真空ポンプ装置１７によっ
て着火室４、分散室３、誘導路２そして燃焼室１内が所
定の真空度とされる。また、これと同時に金型１６と板
材Ｐとの間の空間も同様に所定の真空度となるように吸
引される。■ しかる後、液圧室１２内には水等の液
体が充填され、着火室４、分散室３、誘導路２そして燃
焼室１内には、ほぼ理論混合比の可燃性ガスが、燃料供
給源９、酸化剤供給源１０により充填される。■ か
かる設定の完了後、着火装置６によって点火栓５を作動
させる。着火室４内では着火により爆轟が起こりその火
炎が分散室３そして誘導路２を経て燃焼室１の上端部１
Ａに伝播される。その際、複数の誘導路２の路程はそれ
ぞれ等しく設定されているので、複数の誘導路２の火炎
は同時に上記上端部１Ａに達する。■ 燃焼室１内で
は火炎は上端部１Ａから下端部１Ｂへと進行するが、燃
焼室１の断面積は下方に向け次第に小さくなっているた
めに、その圧力は上昇し下端部１Ｂではきわめて高圧と
なる。 ■ 上記燃焼室１の下端部１Ｂの開口部には、液圧室
１２内の液体の液面が臨んでいるため、上記高圧は該液
面から液体中へと伝播され、膜体を介し又は直接に板材
Ｐを成形装置の金型１６に対して等圧で圧し成形が行わ
れる。■ しかる後、成形品としての板材をとり出す
と共に、上記■〜■の工程を繰り返すことによって、次
々と成形を行うことができる。
発生そしてこれを利用した成形は次のごとくになされる
。■ 先ず、成形を受けるべき板材Ｐが金型１６上に
セットされる。■ 次に、真空ポンプ装置１７によっ
て着火室４、分散室３、誘導路２そして燃焼室１内が所
定の真空度とされる。また、これと同時に金型１６と板
材Ｐとの間の空間も同様に所定の真空度となるように吸
引される。■ しかる後、液圧室１２内には水等の液
体が充填され、着火室４、分散室３、誘導路２そして燃
焼室１内には、ほぼ理論混合比の可燃性ガスが、燃料供
給源９、酸化剤供給源１０により充填される。■ か
かる設定の完了後、着火装置６によって点火栓５を作動
させる。着火室４内では着火により爆轟が起こりその火
炎が分散室３そして誘導路２を経て燃焼室１の上端部１
Ａに伝播される。その際、複数の誘導路２の路程はそれ
ぞれ等しく設定されているので、複数の誘導路２の火炎
は同時に上記上端部１Ａに達する。■ 燃焼室１内で
は火炎は上端部１Ａから下端部１Ｂへと進行するが、燃
焼室１の断面積は下方に向け次第に小さくなっているた
めに、その圧力は上昇し下端部１Ｂではきわめて高圧と
なる。 ■ 上記燃焼室１の下端部１Ｂの開口部には、液圧室
１２内の液体の液面が臨んでいるため、上記高圧は該液
面から液体中へと伝播され、膜体を介し又は直接に板材
Ｐを成形装置の金型１６に対して等圧で圧し成形が行わ
れる。■ しかる後、成形品としての板材をとり出す
と共に、上記■〜■の工程を繰り返すことによって、次
々と成形を行うことができる。
【００１８】図２に本実施例における爆轟液圧について
数値をもって具体的に説明する。図は燃焼室１の他端部
１Ｂに臨む液面近傍における圧力測定の結果を示すもの
で、燃焼室中心部でのガス圧を３７万気圧としたところ
、液圧は約１５μｓｅｃ の間生じ、その間に一次波と
二次波が得られた。一次波は３２００ｋｇｆ／ｃｍ２
、二次波は３５００ｋｇｆ／ｃｍ２ であった。なお、
この圧力は、燃焼室内に充填するガス圧（量）や混合比
を加減することにより容易に調整することができる。
数値をもって具体的に説明する。図は燃焼室１の他端部
１Ｂに臨む液面近傍における圧力測定の結果を示すもの
で、燃焼室中心部でのガス圧を３７万気圧としたところ
、液圧は約１５μｓｅｃ の間生じ、その間に一次波と
二次波が得られた。一次波は３２００ｋｇｆ／ｃｍ２
、二次波は３５００ｋｇｆ／ｃｍ２ であった。なお、
この圧力は、燃焼室内に充填するガス圧（量）や混合比
を加減することにより容易に調整することができる。
【００１９】次に、図３にもとづき本発明の第二実施例
装置を説明する。なお、図において図１に示した前実施
例装置と共通部分には同一符号を付してその説明は省略
する。
装置を説明する。なお、図において図１に示した前実施
例装置と共通部分には同一符号を付してその説明は省略
する。
【００２０】本実施例では燃焼室１’は半径方向に拡が
る横型に形成されている。該燃焼室１’は下方にふくら
む略球面の一部の上壁面によって中心に向かってその断
面積が減ずる形になっている。上記上壁面には、中心に
向かう適宜本数の溝１’Ｃが放射状に形成されていて、
中心部にて燃焼室１’が液圧室１２に連通している。
る横型に形成されている。該燃焼室１’は下方にふくら
む略球面の一部の上壁面によって中心に向かってその断
面積が減ずる形になっている。上記上壁面には、中心に
向かう適宜本数の溝１’Ｃが放射状に形成されていて、
中心部にて燃焼室１’が液圧室１２に連通している。
【００２１】かかる本実施例装置によれば、装置寸法を
高くできない場合に都合がよい。作用に関しては、前実
施例の場合と同様であり、火炎は誘導路２から燃焼室１
’の一端部たる周囲部１’Ａに到達した後、他端部たる
中心部１’Ｂに向かって進行する。その進行の際、断面
積の減少に伴い圧力はきわめて高くなる。そして、その
高圧は液圧室１２内の液体に伝播され、成形装置１３に
て板材Ｐを金型１６に圧して成形が行われる。
高くできない場合に都合がよい。作用に関しては、前実
施例の場合と同様であり、火炎は誘導路２から燃焼室１
’の一端部たる周囲部１’Ａに到達した後、他端部たる
中心部１’Ｂに向かって進行する。その進行の際、断面
積の減少に伴い圧力はきわめて高くなる。そして、その
高圧は液圧室１２内の液体に伝播され、成形装置１３に
て板材Ｐを金型１６に圧して成形が行われる。
【００２２】
【発明の効果】本発明は以上のごとく構成されるので、
その方法にあっては、従来の方法に比して、安価、かつ
容易に立上りが急峻で特性の優れた衝撃液圧成形が行え
ると共に衝撃液圧のレベルは、爆轟装置の初期充填ガス
圧に依存しているので、圧力制御性に優れており、被成
形部材の寸法に応じた最適条件の設定が容易に行えると
いう効果を得る。
その方法にあっては、従来の方法に比して、安価、かつ
容易に立上りが急峻で特性の優れた衝撃液圧成形が行え
ると共に衝撃液圧のレベルは、爆轟装置の初期充填ガス
圧に依存しているので、圧力制御性に優れており、被成
形部材の寸法に応じた最適条件の設定が容易に行えると
いう効果を得る。
【００２３】また、本発明装置によれば、従来の弾丸打
込式、爆発方式のように火薬を用いないため、設定上の
制約を受けない装置となり、又、連続的に衝撃液圧を発
生させることができて量産システムへの転用が図れると
いう効果を得る。
込式、爆発方式のように火薬を用いないため、設定上の
制約を受けない装置となり、又、連続的に衝撃液圧を発
生させることができて量産システムへの転用が図れると
いう効果を得る。
【図１】図１は本発明の第一実施例装置の縦断面図であ
る。
る。
【図２】図２は図１装置における液圧波形の一例を示す
図である。
図である。
【図３】第二実施例装置の断面図である。
１ 燃焼室
１’ 燃焼室
１Ａ 一端部（上端部）
１’Ａ 一端部（周囲部）
１Ｂ 他端部（下端部）
１’Ｂ 他端部（中央部）
２ 誘導路
４ 着火室
５ 点火栓
１２ 液圧室
１３ 成形室（成形装置）
１６ 成形金型
Ｐ 被成形部材
Claims (2)
- 【請求項１】 可燃性混合気を着火することにより発生
するデトネーション波をその進行と共に収束し、収束部
で得られる高圧を液体に伝達して液圧に変換し、該液圧
により膜体を介しもしくは直接被成形部材を成形金型に
圧して成形することとした爆轟液圧による成形方法。 - 【請求項２】 一端部から他端部へ向け断面積が小さく
なる燃焼室と、燃料の供給を受け点火栓が配設された着
火室と、着火室から分岐して延び上記燃焼室の一端部へ
連通する路程の等しい複数の誘導路と、上記燃焼室の最
小断面積部たる他端部の開口に接続される液圧室と、該
液圧室に連通せる成形室とを備え、該成形室には膜体を
介してもしくは直接液圧を受ける被成形部材を支持する
成形金型が収容されていることとした爆轟液圧による成
形装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170326A JPH04371327A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 爆轟液圧による成形方法及び装置 |
| US07/886,717 US5256430A (en) | 1991-05-29 | 1992-05-21 | Method for generating a detonation pressure |
| EP92108940A EP0516080B1 (en) | 1991-05-29 | 1992-05-27 | Method for generating a detonation pressure and apparatus therefor |
| DE69202513T DE69202513T2 (de) | 1991-05-29 | 1992-05-27 | Verfahren zum Erzeugen eines Explosionsdruckes und Vorrichtung dafür. |
| US08/063,160 US5339666A (en) | 1991-05-29 | 1993-05-18 | Apparatus for generating a detonation pressure |
| US08/223,424 US5379621A (en) | 1991-05-29 | 1994-04-05 | Apparatus for generating an underliquid shock pressure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170326A JPH04371327A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 爆轟液圧による成形方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04371327A true JPH04371327A (ja) | 1992-12-24 |
Family
ID=15902879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3170326A Pending JPH04371327A (ja) | 1991-05-29 | 1991-06-17 | 爆轟液圧による成形方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04371327A (ja) |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP3170326A patent/JPH04371327A/ja active Pending
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