JPH0768328A - 爆轟による表面処理材料の加工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面処理材料を成形加工する。 【構成】 燃焼室内で可燃性混合気を着火させることに
より発生する収束デトネーションによる衝撃高圧を直接
もしくは交換可能な膜体を介し圧力媒体に伝達して衝撃
液圧または弾圧を発生させ、この液圧または弾圧により
表面処理材料の成形加工を行う方法であって、表面処理
材料の周縁部を軟質弾性体を介して等圧なしわ押え力を
加えながら成形加工を行う爆轟による表面処理材料の加
工方法。 【効果】 表面処理材料の表面処理面が損傷されないと
ともに、精度よく加工でき、かつ加工時間も短時間です
む。

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ま
たは弾圧が得られる爆轟を利用して、表面処理材料の成
形加工を行う方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】材料表面を研磨，メッキ，蒸着，コーティ
ングなどで処理した材料を成形加工し、製品、例えば照
明用反射鏡を製造しようとすると、プレス機械のように
ポンチ，ダイスの型での製作は不可能に近い。また、膜
体を介しての成形も考えられるが、局所摩擦などにより
キズ付きやすい。一般的には、表面処理されていない材
料をプレス加工し、その後、表面処理加工し製品とする
ので、２工程以上必要となる。また、プレス加工時に発
生する板厚の不均一による反射率の低下や、焦点のズレ
等の問題があり、後工程の表面処理加工においても、形
状によっては加工できない場合もある。

【０００３】一方、液圧プレスのような被加工物に液圧
を作用させて行う成形加工では、静的圧力のため被加工
物の変形速度が遅く、局所摩擦などによる不均一な板厚
になりやすいことや、加工に要する時間がかかる等の問
題がある。そこで、表面処理材料を液圧を作用させて成
形加工する場合には、疵を発生させないために衝撃液圧
を極めて高い圧力で、しかも瞬間的に加えて加工するの
が好ましい。

【０００４】このような成形加工のための衝撃高圧を得
る技術としては、衝撃液圧発生技術が知られている。例
えば、特開平１ー１５７７２５号公報に開示されている
技術のように、加圧用の水等の液体中に弾丸を打ち込ん
で液体中に衝撃液圧を発生させ、その圧力を板材等の部
材に印加して、該部材を金型へ圧して三次元成形する衝
撃液圧発生装置、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、その圧力で薄板の三次元成形を
行う成形装置、さらには、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ることとし
た装置等がある。

【０００５】しかしながら、これらの装置にあっては、
液圧室の形状または寸法はエネルギー源（爆薬，高速飛
翔体）の挙動を考慮して決定する必要があり、自由度が
かなり小さいこと、圧力の持続時間が長く、かつ液圧室
内の比較的広い範囲にわたって同時に衝撃圧力が加わる
こと、危険性を伴うために設置場所の制約または安全性
の考慮が必要であること等の共通の問題の他、それぞれ
の技術に固有の問題をもかかえている。そこで、これら
の問題を解決するものとして、出願人は、例えば特開平
４ー３７１３２７号公報に開示されている爆轟液圧によ
る成形装置を提案した。

【０００６】この装置にあっては、燃焼室は逆円錐状を
なしていて火炎の進行につれて断面積が一端部から次第
に小さくなるように設定され、他端部では最小断面積を
もつ収束部が形成され、他端部の開口に、液圧室の液面
が臨んでいる。燃焼室内の火炎は進行と共に該燃焼室の
断面積が小さくなるので圧力が上昇し、他端部ではきわ
めて高い圧力となる。この高圧は液圧室内の液体の液圧
に変換される。そして液圧室に金型を有する加工室を設
け、該金型の上に板材等の被加工部材を配することとし
ている。そして、この装置では被加工物を三次元形状を
もつ成形金型に圧して所定形状に成形される。なお、上
記液圧室は液体に代えてゴム状の弾性体を有する弾圧室
とすることもできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
装置を用いて表面処理材料の加工を行うと、少なくと
も、表面処理面が金型側に面した加工の場合は金型に衝
突することによりキズがつく。また、表面処理面が圧力
媒体に接した加工でも、材料の周縁部を適度な力（しわ
押え力）で負荷しないとしわなどが発生して精度の良い
形状ができにくいという問題点がある。

【０００８】また、従来のしわ押さえ機構では、成形加
工時に被加工物としわ押さえ治具とを直接接触させ、被
加工物に割れが発生しない程度の圧力で押さえ付けて成
形するので、しわ押さえと被加工物との間ですべりが発
生し、これにともなって被加工物に疵が発生するという
問題点もある。

【０００９】本発明は、上述したような従来の方法にお
いてかかえていた問題点を解決し、精度良く、簡単かつ
安価に表面処理材料を加工することのできる爆轟による
表面処理材料の加工方法および装置を提供することを目
的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る爆轟による
表面処理材料の加工方法は、燃焼室内で可燃性混合気を
着火させることにより発生する収束デトネーションによ
る衝撃高圧を直接もしくは交換可能な膜体を介し圧力媒
体に伝達して衝撃液圧または弾圧を発生させ、この液圧
または弾圧により表面処理材料の成形加工を行う方法で
あって、表面処理材料の周縁部を軟質弾性体を介して等
圧なしわ押え力を加えながら成形加工を行うものであ
る。また、上記爆轟による成形加工において、片面表面
処理材料の表面処理面が圧力媒体に接するように配置し
て成形加工を行うものである。

【００１１】また、この発明に係る爆轟による表面処理
材料の加工装置は、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置され
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
の最小断面部である他端部の開口に接続されかつ内部に
液体または弾性体を収容した圧力室と、該圧力室に連通
する成形室とを備え、該成形室には膜体を介してもそく
は直接圧力を受ける被成形部材を支持する成形用の型が
収容されている爆轟液圧又は弾圧による成形装置におい
て、成形中の被成形部材の周縁部を軟質弾性体を介して
しわ押さえするしわ押さえ機構を備えたものである。

【００１２】

【作用】本発明に係る爆轟による表面処理材料の加工装
置を用いて、本発明に係る加工方法を実施するに際して
は、表面処理材料の周縁部を軟質弾性体を介してしわ押
さえするしわ押さえ機構により、等圧なしわ押え力を加
えるとともに、表面処理材料の表面処理面が金型に当た
るときには、表面処理面と金型間に潤滑油又は延性材料
から成る膜体を配備し、爆轟を利用して成形加工を行
う。

【００１３】このようにして成形加工すると、被加工材
の周縁部が高い圧力で拘束された状態で、しかも瞬時に
高い水圧または弾圧が表面処理材料に作用する状態で加
工されるので、表面処理面がこれら水圧または弾圧を直
接うけても、表面処理面が損傷されることはない。ま
た、表面処理面が金型に当たる場合にも、金型との間に
潤滑油又は延性材料から成る膜体を配備しているので、
表面処理面が金型に直接当たらないので、金型により表
面処理面が損傷されることはない。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例の爆轟による表面処理材料の
加工方法および装置を、図１および図２により説明す
る。図１は本発明を実施する際に使用する第一の加工装
置の縦断面図、図２は表面処理材料を成形加工するとき
にしわ押さえ力を負荷する機構を示す説明図である。

【００１５】この装置は燃焼室１を有し、該燃焼室１は
下方に向け狭くなる逆円錐状をなし横断面における通路
断面積は上端部１Ａで最大で、下端部１Ｂにて最小とな
って収束部を形成するようになっている。

【００１６】上記燃焼室１の上端部１Ａの内壁はやや上
方に湾曲形成せられ、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に収束せられている。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。

【００１７】上記燃焼室１の下端部１Ｂは開口されてお
り、ここに圧力室１２が接続され、そしてその直下に衝
撃圧力を使用する加工成形装置１３が設けられている。
上記圧力室１２には圧力媒体としての液体又は弾性体が
収容され、さらに表面処理材料たる板材Ｐと接する面は
上記燃焼室１の下端部１Ｂに直接面していてもよいし、
また、強靭かつ変形自在な膜体で界面を形成していても
よい。

【００１８】上記加工装置１３は内部に金型１６が交換
可能に収容されいる。該加工装置１３は必要に応じ、上
記圧力室１２との間にて、例えば両者のフランジの間で
加工を受けるべき表面処理材料としての板材等Ｐの周縁
を保持することもできる。この時、表面処理面が潤滑油
又は延性材料から成る膜体１８を介するようにし、かつ
該周縁に軟質弾性体１９を介して、油圧シリンダー２０
および補強ブロック１９Ａで等圧なしわ押え力が負荷さ
れる。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が接続されている。該真空ポンプ装置１
７は既述の着火室４にも接続されている。

【００１９】このような装置において、高圧弾圧を発生
させ、これを使用した加工は次のようにして行われる。 先ず、図２に示すように、加工を受けるべき板材Ｐ
が、膜体１８を介して金型１６上にセットされる。この
時、板材Ｐの周縁部には、軟質弾性体１９を介して油圧
シリンダ２０および補強ブロック１９Ａによりしわ押え
力が負荷される。 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。

【００２０】 しかる後、圧力室１２内には液体又は
弾性体が充填され、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、着火室６によってそれらの点
火栓５を同時に作動させる。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。

【００２１】 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、圧力室１
２内の圧力媒体の上端面が臨んでいるため、上記高圧は
圧力媒体へと伝播され、膜体を介して又は直接に板材Ｐ
を加工装置の金型１６に薄板１８を介して等圧で圧して
加工が行われる。 このような工程を経た後、加工品としての板材をと
り出すと共に、上記〜の行程を繰返すことによっ
て、次々と製品の加工を行うことができる。

【００２２】図３は、本発明を行う際に使用する第二の
加工装置である。図１に示した第一の加工装置と共通部
品には同一符号を符してその説明は省略する。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。

【００２３】この第二の加工装置は、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
圧力室１２内の圧力媒体に伝播される。

【００２４】この場合も、図２で示したように、加工装
置１３の金型１６上には板材Ｐが膜体１８を介して置か
れ、板材Ｐの周縁部には軟質弾性体１９を介して、油圧
シリンダ２０によりしわ押さえ力が負荷されており、こ
のような状態で成形加工が高圧により瞬時に行われるの
で表面処理材料を成形する場合にも表面処理面を損なう
ことはない。

【００２５】なお、片面表面処理材料の表面処理面を金
型側に面して成形しなければならない場合や、両面表面
処理材料を成形する場合には、金型に面する表面処理面
と金型との間に、潤滑油又は延性材料から成る膜体を配
備して行うことにより、表面処理面に疵が発生するの
を、さらに軽減することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上のように、爆轟による高衝
撃圧力により表面処理材料の加工を行うようにしたの
で、表面処理面に疵が発生しないとともに、加工精度の
向上が図れ、さらには加工に要する時間も大幅に短縮さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する際に使用するの第一の加工装
置の縦断面図である。

【図２】表面処理材料を成形加工するときにしわ押さえ
力を負荷する方法を示す説明図である。

【図３】本発明を実施する際に使用するの第二の加工装
置の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 燃焼室 １Ａ 一端部 １Ｂ 他端部 ４ 着火室 ５ 点火栓 １２ 主圧力室 １３ 加工装置 １６ 金型 １８ 膜体 １９ 軟質弾性体 １９Ａ 補強ブロック ２０ 油圧シリンダ Ｐ 表面処理材料（板材）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室内で可燃性混合気を着火させるこ
   とにより発生する収束デトネーションによる衝撃高圧を
   直接もしくは交換可能な膜体を介し圧力媒体に伝達して
   衝撃液圧または弾圧を発生させ、この液圧または弾圧に
   より表面処理材料の成形加工を行う方法であって、表面
   処理材料の周縁部を軟質弾性体を介して等圧なしわ押え
   力を加えながら成形加工を行うことを特徴とする爆轟に
   よる表面処理材料の加工方法。
2. 【請求項２】 片面表面処理材料の表面処理面が圧力媒
   体に接するように配置して成形加工を行うことを特徴と
   する請求項１に記載の表面処理材料の加工方法。
3. 【請求項３】 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置された着
   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
   小断面部である他端部の開口に接続されかつ内部に液体
   または弾性体を収容した圧力室と、該圧力室に連通する
   成形室とを備え、該成形室には膜体を介してもしくは直
   接圧力を受ける被成形部材を支持する成形用の型が収容
   されている爆轟液圧又は弾圧による成形装置において、
   成形中の被成形部材の周縁部を軟質弾性体を介してしわ
   押さえするしわ押さえ機構を備えたことを特徴とする爆
   轟による表面処理材料の加工装置。