JPH04372398A - 爆轟液圧による打抜き加工方法及び装置 - 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】

【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打抜き加工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】一方の面が打抜き用の金型で支持された
板材等の被加工部材の他方の面に液圧を作用せしめて行
う打抜き加工は、瞬時ではあるが極めて高い圧力のもと
に打抜き加工されるのが好ましい。従来、かかる液圧に
よる加工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る
衝撃液圧発生装置が特開平０１−１５７７２５号にて提
案されており、かかる装置による圧力を板材等の被加工
部材に印加して該部材を打抜き金型へ圧して打抜き加工
することが可能である。

【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る装置も知られてお
り、かかる装置による圧力で被加工部材としての板材を
打抜き金型に圧して打抜き加工を行うことも可能である
。この装置は主として大型部品の加工に利用できる。

【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、
該液圧で被加工部材を打抜き金型に圧して打抜き加工す
ることとした装置も知られている。この装置も打抜き加
工に応用可能であり、該装置は比較的小型部品の加工に
利用できる。

【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打抜き加
工の手法にあっては、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、打抜き金型へのダ
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。

【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
で加工のできる爆轟液圧による打抜き加工方法及びその
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打抜き加工方法に関しては、
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
しもしくは直接被加工部材を打抜き金型に圧して打抜き
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
に連通せる加工室とを備え、該加工室には膜体を介して
もしくは直接液圧を受ける被加工部材を支持する打抜き
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、打抜きは次の要領でな
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
あるいは直接に打抜き金型上の被加工部材を該金型に圧
し打抜き加工がなされる。

【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。

【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。

【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。

【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
圧を使用する加工装置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】上記加工装置１３は内部に、上面が打抜き
用の刃部をもった打抜き金型１６を交換可能に収容して
いる。図示の例では該金型１６には同心円から成る環状
の刃部が形成されている。該加工装置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
間で加工を受けるべき被加工部材としての板材等Ｐの周
縁を保持することもできる。上記加工装置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打抜き加工は次のごとくにな
される。■　　先ず、打抜き加工を受けるべき板材Ｐが
打抜き金型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
同時に打抜き金型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１Ａ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を加工装置の打抜き金型１
６に対して等圧で圧しその刃部にて打抜き加工が行われ
る。 ■　　しかる後、加工された製品を取り出すと共に、上
記■〜■の工程を繰り返すことによって、次々と加工を
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。

【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。

【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。

【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、加工装置１３に
て板材Ｐを打抜き金型１６に圧してその刃部にて打抜き
加工が行われる。

【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打抜き加工
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
、被加工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。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第一実施例装置の縦断面図であ
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３】第二実施例装置の断面図である。

【符号の説明】

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　　加工室（加工装置） １６　　打抜き金型 Ｐ　　被加工部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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加工部材を打抜き金型
   に圧して打抜きすることとした爆轟液圧による打抜き加
   工方法。
2. 【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
   液圧室に連通せる加工室とを備え、該加工室には膜体を
   介してもしくは直接液圧を受ける被加工部材を支持する
   打抜き金型が収容されていることとした爆轟液圧による
   打抜き加工装置。