JPH0780067B2

JPH0780067B2 - 粉体加圧成形装置

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Publication number: JPH0780067B2
Application number: JP10495287A
Authority: JP
Inventors: 功松下; 英雄飯島
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-27
Filing date: 1987-04-27
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPS63268595A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、粉体を乾式法で静水圧成形する粉体加圧成形
装置の改良であつて、加圧成形の過程において粉体中の
空気を成形品に悪影響を及ぼさないところへ絞り寄せる
技術に関するものである。

［従来の技術］従来、乾式法で静水圧成形する粉体加圧成形装置は、第
18図に示す如く、可撓性の素材（例えば、ネオプレンゴ
ム，ウレタン樹脂等）より形成されると共に軸長が長い
粉体充填空間１を内側に形成したモールド２と、粉体充
填空間１の上下の開口端1a,1bを覆蓋する蓋体3,4と、モ
ールド２を外嵌する可撓性の加圧筒体５と、加圧筒体５
を外嵌する保持ケース６とからなり、加圧筒体５と保持
ケース６との間に、加圧液体７が供給される環状の圧力
室８が形成されている。保持ケース６には、圧力室８に
臨む液体給排口6c,6dが開口されている。保持ケース６
は、上下方向に貫通する貫通孔6aが形成されていると共
に、貫通孔6aに前記加圧筒体５が内嵌されている。上下
の蓋体3,4の間には、粉体充填空間１の中心部を上下方
向に貫通する芯金９が取外し可能に張架されている。芯
金９は、上下にボルト部9a,9bが延設されていると共
に、前記蓋体3,4の挿通孔3a,4aにボルト部9a,9bが挿通
され、ボルト部9a,9bにナツト10,11が緊締されている。
モールド２は、上下の蓋体3,4で覆蓋された状態で、保
持ケース６の貫通孔6aから加圧筒体５の内側に挿入さ
れ、保持ケース６の上下の開口部6e,6fに螺着した締付
具12,13で保持される。

次に、上述の如く構成された従来の粉体加圧成形装置の
用法を、作業手順に従って説明する。先ず、保持ケース
６に螺着した上方の締付具12を取り外して、モールド２
を保持ケース６から抜き出す。モールド２の上方に配置
された上方のナツト10及び蓋体３を取り外し、粉体充填
空間１内に粉体14を充填する。粉体14が充填された粉体
充填空間１の上端を蓋体３で覆蓋すると共に、芯金９の
ボルト部9aにナツト10を緊締する。モールド２を、保持
ケース６の貫通孔6aから加圧筒体５の内側に挿入し、保
持ケース６の開口部6eに締付具12を緊締して加圧前の準
備を終了する。次に、保持ケース６と加圧筒体５との間
に形成された圧力室８に、保持ケース６の液体給排口6
c,6dから所望圧力の加圧液体７を供給する。可撓性の加
圧筒体５は、加圧液体７の供給に伴ない、図示は省略し
たが、内方へ膨張しつつモールド２の外側面2aの略々全
面を同時に押圧する。可撓性のモールド２は、加圧筒体
５からの押圧力を受けることにより、モールド内径Ｄを
減少しつつ、粉体充填空間１内の粉体14の全体を略々同
時に加圧する。粉体14中に介在する空気は、加圧液体７
の圧力上昇に伴ない空気圧力が高められるので、粉体14
の粒子間隙で形成された空気通路内を蓋体3,4に向って
通過し、芯金９のボルト部9a,9bとナツト10,11との螺合
隙間から外部へ排出される。所定時間の加圧が経過した
ならば、圧力室８内の加圧液体７は液体給排口6c,6dか
ら排出される。可撓性のモールド２及び加圧筒体５は、
加圧液体７の減圧に伴ない、自己の弾性力により元のモ
ールド内径Ｄに自然復帰する。続けて、保持ケース６に
螺着した上方の締付具12は取外され、モールド２は保持
ケース６から抜き出される。最後に、モールド２の内側
に得られた成形品（図示は省略）とモールド２と芯金９
とは分離される。

［発明が解決しようとする問題点］前述の如く、粉体14中に介在する空気は、加圧液体７の
圧力上昇に伴ない、その空気圧力が高められるため、粉
体14中の微細な空気通路内を蓋体3,4に向って通過し、
芯金９のボルト部9a,9bとナツト10,11との隙間から外部
へ排出される。ところで、粉体14中に介在する空気を迅
速に排出して残留させないようにするためには、空気圧
力が高いこと及び粉体14の粒子間隙が連なって形成され
た空気通路が大きいことが必要である。空気圧力を高く
するためには、加圧液体７の圧力を高くする必要があ
る。しかし、粉体14の粒子間隙が連なって形成された空
気通路は、粉体14の加圧に伴ない、極度に狭隘な状態又
は閉塞された状態となる。この様に、空気圧力を高くす
ること及び空気通路を大きくすることは、二律背反する
事項である。

従来の粉体加圧成形装置は、加圧液体７の供給に伴な
い、モールド２における成形加工領域の全域が略々同時
に押圧されてモールド内径Ｄが減少する。その結果、従
来の粉体加圧成形装置は、粉体充填空間１の全域に亘っ
て、粉体14内の空気の圧力上昇と粉体14の粒子間隙の減
少又は閉塞とが同時進行することになり、上記二律背反
事項を何ら解決することができず、次の如き問題点を招
いていた。即ち、粉体充填空間１の縦長寸法Ｈを長くす
ると、粉体充填空間１の中央部に充填された粉体14は、
芯金９のボルト部9a,9bとナツト10,11との隙間までの距
離が長くなるために、高圧状態の圧縮空気を完全に脱気
することができずに、成形品中に圧縮空気が残留する。
成形品中に残留した圧縮空気は、加圧液体７の減圧に伴
なつて膨張する際に、成形品を破損させる。そのため、
従来の粉体加圧成形装置では、圧縮空気を残留させない
ようにするために、粉体充填空間１の縦長寸法Ｈを500m
m以下に短くする必要があり、長尺の成形品を得ること
ができなかった。

［本発明の目的］本発明は、上記問題点に鑑み、成形品に圧縮空気を含有
させることなく長尺の成形品を得ることができる粉体加
圧成形装置の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］本第一の発明の要旨は、軸長の長い粉体充填空間を内側
に形成した可撓性の加圧筒体と、加圧筒体を外嵌する保
持ケースとからなる粉体加圧成形装置において、前記加
圧筒体の外周面は、相互間に加圧筒体の軸長方向に適宜
間隔を置いて凹設された複数個の環状凹溝により複数の
加圧領域に区画され、これら加圧領域のうちから選択さ
れた一つの加圧領域が初期加圧領域とされ、前記環状凹
溝の夫々には、弾性シールリングが締まりばめ状態に嵌
着され、前記保持ケースには、該弾性シールリングのす
べてに密着当接する一個の加圧液体案内面が形成され、
該加圧液体案内面の前記初期加圧領域に対向する部位に
は加圧液体供給口が開口されていることである。

本第二の発明の要旨は、軸長の長い粉体充填空間を内側
に形成した可撓性の加圧筒体と、加圧筒体を外嵌する保
持ケースとからなる粉体加圧成形装置において、前記加
圧筒体の外周面は、相互間に加圧筒体の軸長方向に適宜
間隔を置いて凹設された複数個の環状凹溝により区画さ
れた複数の加圧領域が形成され、これら加圧領域のうち
から選択された一つの加圧領域が初期加圧領域とされ、
前記環状凹溝の夫々には、弾性シールリングが締まりば
め状態に嵌着され、前記保持ケースには、該弾性シール
リングのすべてに密着当接する一個の加圧液体案内面が
形成され、該加圧液体案内面の初期加圧領域に対向する
部位には加圧液体供給口が開口されると共に、前記加圧
筒体の内側には可撓性のバツクアツプ筒体が内装され、
該バツクアツプ筒体の筒壁構成材の弾性係数は、前記加
圧筒体に形成された初期加圧領域に対応する領域から前
記粉体充填空間の端部に対応する筒壁部分に向って行く
につれて大きくなるようにしてあることである。

［作用］（本第一の発明の作用）本第一の発明の作用を本第一の発明の実施例を示す第３
図（Ａ）（Ｂ）に基いて説明する。同図（Ａ）に示す如
く、加圧液体７は、保持ケース26の加圧液体供給口26c
から、加圧筒体25の外周面25aにおける初期加圧領域25a
-1と保持ケース26の加圧液体案内面26fとの間に供給さ
れる。初期加圧領域25a-1に隣接する加圧領域25a-2,25a
-3と初期加圧領域25a-1とが弾性シールリング35,35で区
画されているため、加圧液体７は、最初に初期加圧領域
25a-1のみを押圧し、加圧筒体25の初期加圧領域25a-1を
内方に膨張変形させる。粉体充填空間１内の粉体14は、
加圧筒体25の初期加圧領域25a-1と対向する領域のみが
加圧される。加圧された粉体14中の空気（図示は省略）
は、空気圧力が上昇するため、加圧されていない粉体中
の粒子間隙により形成された空気通路内へ急速に流出
し、加圧された粉体14中に圧縮された状態で残留するこ
とはない。加圧液体７の供給総量が増大するに伴ない加
圧筒体25の撓み量が大きくなると、加圧筒体25は、初期
加圧領域25a-1の両側に凹設された環状凹溝25b,25bの部
分が内方へ変形し、環状凹溝外径Ａが減少する。環状凹
溝25b,25bに締まりばめ状態で嵌着された弾性シールリ
ング35,35は、同図（Ｂ）に示す如く、環状凹溝外径Ａ
の減少に伴ないリング外径Ｂを減少させ、保持ケース26
の加圧液体案内面26fとの間に間隙を形成してシール機
能を喪失する。弾性シールリング35,35のシール機能の
喪失に伴ない、加圧液体７は、加圧筒体25の初期加圧領
域25a-1に隣接する加圧領域25a-2,25a-3に流出し、この
加圧領域25a-2,25a-3を押圧する。粉体充填空間１内の
粉体14は、加圧筒体25の加圧領域25a-2,25a-3と対向す
る領域が加圧される。加圧された粉体14中の空気（図示
は省略）は、空気圧力が上昇するため、加圧されていな
い粉体中の空気通路内へ急速に流出し、加圧された粉体
14中に圧縮状態で残留することはない。加圧液体７の供
給総量が更に増大すると、加圧液体７は、第４図に示す
如く、加圧筒体25の外周面25aにおける加圧領域25a-4,2
5a-5及び加圧領域25a-6,25a-7を前記同様に順次加圧す
る。加圧筒体25の順次加圧に伴ない、粉体充填空間１内
に充填されている粉体14は、加圧筒体25の初期加圧領域
25a-1と対向する粉体充填空間１内の領域から端部1a,1b
に向って順次加圧される。粉体充填空間１内に充填され
ている粉体14中に介在する空気は、粉体14の順次加圧に
伴ない、加圧筒体25の初期加圧領域25a-1と対向する粉
体充填空間１内の領域から端部1a,1bに向って絞り寄せ
られる。その結果、加圧された粉体14中には、成形品34
を破損に至らしめる圧縮空気が残留することはない。

（本第二の発明の作用）本第二の発明の作用を本発明の実施例を示す第９図
（Ａ）（Ｂ）に基いて説明する。同図（Ａ）に示す如
く、加圧液体７は、保持ケース56の加圧液体供給口56c
から、加圧筒体25の外周面25aにおける初期加圧領域25a
-1と保持ケース56の加圧液体案内面56fとの間に供給さ
れる。初期加圧領域25a-1に隣接する加圧領域25a-2,25a
-3と初期加圧領域25a-1とが弾性シールリング35,35で区
画されているため、加圧液体７は、最初に初期加圧領域
25a-1のみを押圧し、加圧筒体25の初期加圧領域25a-1を
内方に膨張変形させる。粉体充填空間１内の粉体14は、
加圧筒体25の初期加圧領域25a-1と対向する領域のみが
加圧される。加圧された粉体14中の空気（図示は省略）
は、空気圧力が上昇するため、加圧されていない粉体中
の粒子間隙からなる空気通路内へ急速に流出し、加圧さ
れた粉体14中に圧縮された状態で残留することはない。
加圧液体７の供給総量が増大するに伴ない加圧筒体25及
びバツクアツプ筒体57の撓み量が大きくなると、加圧筒
体25は、初期加圧領域25a-1の両側に凹設された環状凹
溝25b,25bの部分が内方へ変形し、環状凹溝外径Ａが減
少する。環状凹溝25b,25bに締まりばめ状態で嵌着され
た弾性シールリング35,35は、同図（Ｂ）に示す如く、
環状凹溝外径Ａの減少に伴ないリング外径Ｂを減少さ
せ、保持ケース56の加圧液体案内面56fとの間に間隙
（図示は省略）を形成してシール機能を喪失する。弾性
シールリング35,35のシール機能の喪失に伴ない、加圧
液体７は、加圧筒体25の初期加圧領域25a-1に隣接する
加圧領域25a-2,25a-3に流出し、この加圧領域25a-2,25a
-3を押圧する。粉体充填空間１内の粉体14は、加圧筒体
25の加圧領域25a-2,25a-3と対向する領域が加圧され
る。加圧された粉体14中の空気（図示は省略）は、空気
圧力が上昇するため、加圧されていない粉体中の空気通
路内へ急速に流出し、加圧された粉体14中に圧縮状態で
残留することはない。なお、加圧液体７の圧力は、加圧
筒体25の初期加圧領域25a-1のみを加圧する場合より、
加圧領域25a-2,25a-3を加圧する場合の方が増大する。
その理由は、バツクアツプ筒体57の弾性係数が、加圧筒
体25の初期加圧領域25a-1に対向する領域から粉体充填
空間１の開口端1a,1b（第６図参照）に向って行く程に
大きくなつているためである。加圧力の増大現象によ
り、加圧筒体25の初期加圧領域25a-1と対向する粉体充
填空間１内の領域で初期加圧された粉体14は、更に加圧
される。この加圧力の増大現象は、初期加圧された粉体
14中に残存する微細な圧縮空気をも排出することにな
り、圧縮空気の脱気を完全なものにする。加圧液体７の
供給圧力が更に増大すると、加圧液体７は、第10図に示
す如く、加圧筒体25の外周面25aにおける加圧領域25a-
4,25a-5及び加圧領域25a-6,25a-7を順次加圧する。加圧
筒体25及びバツクアツプ筒体57の順次加圧に伴ない、粉
体充填空間１内に充填されている粉体14は、加圧筒体25
の初期加圧領域25a-1と対向する粉体充填空間１内の領
域から端部1a,1bに向って順次加圧される。粉体充填空
間１内に充填されている粉体14中に介在する空気は、粉
体14の順次加圧に伴ない、加圧筒体25の初期加圧領域25
a-1と対向する領域から粉体充填空間１の端部1a,1bに向
って絞り寄せられる。その結果、加圧された粉体14中に
は、成形品を破損に至らしめる圧縮空気が残留すること
はない。

［実施例の説明］次に、本発明に係る粉体加圧成形装置（以下、「本発明
装置」という）を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

（第１実施例）第１図乃至第５図は、第１実施例を示すものである。本
発明装置20は、被加圧具21と加圧具22とからなる。

被加圧具21は、従来の構成と同じであつて、上下方向に
長い粉体充填空間１を内側に形成した可撓性のモールド
２と、粉体充填空間１の上下の開口端1a,1bを覆蓋する
蓋体3,4と、上下の蓋体3,4の間に張架された芯金９と、
芯金９のボルト部9a,9bに螺着したナツト10,11とからな
る。芯金９は、その横断面形状が円形，楕円形または多
角形等の適宜形状に形成され、１本または複数本が張架
される。なお、中実の成形品を得る場合には、芯金９
は、モールド２内に張架されない。

本発明装置20において改良した点は、加圧具22である。
加圧具22は、保持ケース26の内部に、加圧筒体25が内嵌
されている。保持ケース26は、剛体の外筒23と、加圧筒
体25をバツクアツプする内筒24と、外筒23の上下端に螺
着され、加圧筒体25を挾持する上下の蓋体29,30とから
なり、外筒23と内筒24の間に環状の圧力室28が形成され
ている。加圧筒体25は、可撓性の素材（例えば、ネオプ
レンゴム，ウレタン樹脂等）より形成されたものであつ
て、その硬度がJISゴム硬度40〜90度の範囲で適宜選択
される。加圧筒体25の外周面25aには、外周面長手方向
に沿って適宜ピツチＰ毎（例えば、Ｐ＝100〜300mm）に
環状凹溝25b,25b…が凹設され、７分割された加圧領域2
5a-1,25a-2,…,25a-7が形成されている。これら加圧領
域のうち中央の加圧領域25a-1は、初期加圧領域とされ
ている。環状凹溝25b,25b…の夫々には、断面がＯ状,X
状又はＶ状等の適宜形状からなる弾性シールリング35,3
5…が締まりばめ状態に嵌着されている。前記保持ケー
ス26は、内筒24の内面に、弾性シールリング35,35…の
夫々に密着当接する加圧液体案内面26fが形成されてい
る。加圧液体案内面26fには、前記加圧筒体25の初期加
圧領域25a-1に対向する適数箇の加圧液体供給口26cが、
圧力室28と連通するように開口されている。加圧液体案
内面26fの上方寄りには、加圧筒体25を介して被加圧具2
1の蓋体３と対向する位置に、適数箇の加圧液体給排口2
6gが、圧力室28と連通するように開口されている。加圧
液体案内面26fの下方寄りには、加圧筒体25を介して被
加圧具21の蓋体４と対向する位置に、適数箇の加圧液体
給排口26hが、圧力室28と連通するように開口されてい
る。上下の加圧液体給排口26g及び26hは、保持ケース26
の加圧液体案内面26fと加圧筒体25との間に介在する空
気を排出するために、必要に応じて設けられるものであ
つて、加圧筒体25の外周面25aで通常は閉塞されてい
る。加圧液体給排口26g及び26hを閉塞する加圧筒体25の
部分25c,25dは、被加圧具21の蓋体3,4でバツクアツプさ
れているので、この部分25c,25dが撓み変形（第４図参
照）するまで閉塞状態を維持する。前記外筒23には、上
下寄りに、圧力室28に臨む液体給排口23a,23bが開口さ
れている。液体給排口23a,23bには、加圧液体給排装置
（図示は省略）の液体給排用の配管が接続される。

なお、前記加圧筒体25の外周面25aに形成される加圧領
域の分割数は、図示実施例の如き７分割されたものに限
定するものではなく、図示は省略したが、２分割以上の
ものであればよい。更に、初期加圧領域としては、図示
実施例の如く中央の加圧領域25a-1に限定するものでは
なく、図示は省略したが、成形対象の立体形状に対応さ
せて複数形成された加圧領域のうちから何れか一つを選
択することも勿論可能である。

本発明装置20は、図示実施例において、粉体充填空間１
の長軸が上下方向に一致するものであるが、何らこれに
限定するものではなく、図示は省略したが、粉体充填空
間１の長軸が傾斜するものまたは水平なものであつても
勿論よい。

次に、第１実施例における本発明装置20の使用手順及び
作用を説明する。先ず、第１図及び第２図に示す如く、
粉体充填空間１内に粉体14を充填した被加圧具21を準備
する。被加圧具21は、加圧具22内に挿入され、加圧具22
に螺着された上下の締付具12,13により所定位置に保持
される。次に、加圧液体供給装置（図示は省略）から供
給された加圧液体７（例えば、油，グリセリン，ほう酸
水等）は、外筒23の液体給排口23a,23bを介して圧力室2
8に流入する。圧力室28内の加圧液体７は、所定圧力
（例えば、50〜200kg/cm²）になると、保持ケース26の
加圧液体供給口26cから流出して、加圧筒体25の初期加
圧領域25a-1と保持ケース26の加圧液体案内面26fとの間
に入る。なお、内筒24の上下寄りに形成された液体給排
口26g,26hは、加圧筒体25の部分25c,25dで強固に閉塞さ
れているため、加圧液体７を加圧筒体25に向って流出さ
せることはない。初期加圧領域25a-1に流出した加圧液
体７は、第３図（Ａ）に示す如く、初期加圧領域25a-1
の上下端が弾性シールリング35,35で区画されているた
め、初期加圧領域25a-1のみを押圧して初期加圧領域25a
-1を内側に膨張変形させる。モールド２は、加圧筒体25
の初期加圧領域25a-1と対向する領域の外周面2aのみが
押圧され、粉体14を加圧する。加圧された粉体14中の空
気（図示は省略）は、空気圧力が上昇するため、加圧さ
れていない粉体中の大きな粒子間隙で形成された空気通
路へ急速に流出し、加圧された粉体14中に圧縮された状
態で残留することはない。加圧筒体25の初期加圧領域25
a-1は、加圧液体７の供給量が増大するに伴ない撓み量
が大きくなる。加圧筒体25における初期加圧領域25a-1
の両側に凹設された環状凹溝25b,25bの部分は、第３図
（Ｂ）に示す如く、内方へ変形して環状凹溝外径Ａが減
少する。環状凹溝25b,25bに締まりばめ状態で嵌着され
た弾性シールリング35,35は、環状凹溝外径Ａの減少に
伴ないリング外径Ｂを減少させ、保持ケース26の加圧液
体案内面26fとの間に間隙を形成してシール機能を喪失
する。加圧液体７は、弾性シールリング35,35のシール
機能の喪失に伴ない、同図（Ｂ）に示す如く、加圧筒体
25の初期加圧領域25a-1に隣接する加圧領域25a-2,25a-3
に流出し、この加圧領域25a-2,25a-3を押圧する。モー
ルド２は、加圧筒体25の加圧領域25a-2,25a-3と対向す
る領域の外周面2aが押圧され、粉体14を加圧する。加圧
された粉体14中の空気（図示は省略）は、空気圧力が上
昇するため、加圧されていない粉体中の大きな粒子間隙
で形成された空気通路へ急速に流出し、加圧された粉体
14中に圧縮状態で残留することはない。加圧液体７の供
給総量が更に増大すると、加圧液体７は、第４図に示す
如く、加圧筒体25の外周面25aにおける加圧領域25a-4,2
5a-5及び加圧領域25a-6,25a-7を前記同様に順次加圧す
る。加圧筒体25の順次加圧に伴ない、粉体充填空間１内
に充填されている粉体14は、加圧筒体25の初期加圧領域
25a-1と対向する粉体充填空間１内の領域から端部1a,1b
に向って順次加圧される。粉体充填空間１内に充填され
ている粉体14中に介在する空気は、粉体14の順次加圧に
伴ない、加圧筒体25の初期加圧領域25a-1と対向する粉
体充填空間１内の領域から端部1a,1bに向って移動し
て、芯金９のボルト部9a,9bとナツト10,11との螺合間隙
から外部へ排出される。その結果、加圧された粉体14中
には、成形品を破損に至らしめる圧縮空気が残留するこ
とはない。加圧筒体25の外周面25aの全面と保持ケース2
6の加圧液体案内面26fとの間に供給された加圧液体７
は、更に所定の最終圧力（例えば、500〜5,000kg/cm²）
まで昇圧され、粉体14を加圧成形する。圧力室28内の加
圧流体７は、所定時間の加圧成形が経過したならば減圧
される。可撓性のモールド２及び加圧筒体25は、加圧液
体７の減圧に伴ない、第５図に示す如く、自己の弾性力
により元のモールド内径Ｄの状態に自然復帰する。被加
圧具21は、保持ケース26に螺着した上方の締付具12を取
り外した後、保持ケース26から抜き出される。被加圧具
21は、上下に配置されたナツト10,11及び蓋体3,4が取外
され、成形品34と芯金９とモールド２とが分離される。

（第２実施例）第６図乃至第11図は、第２実施例の本発明装置40を示す
ものである。第２実施例の本発明装置40が前記第１実施
例の本発明装置20と大きく異なる所は、保持ケース56に
保持された加圧筒体25とモールド２との間に、バツクア
ツプ筒体57を介装した点である。バツクアツプ筒体57
は、可撓性の素材（例えば、ネオプレンゴム，ウレタン
樹脂等）より形成され、加圧筒体25の外周面25aに形成
された初期加圧領域25a-1と対向する領域から粉体充填
空間１の開口端1a,1bに向って行く程に、弾性係数が大
きくなるようにしてある。バツクアツプ筒体57は、第６
図に示す如く、別個に形成された弾性係数の異なる複数
のリング材57a,57b,57c,57dを、夫々の端面同志を当接
した状態で一列状に配置される。所望の弾性係数を得る
には、リング材57a,57b,57c,57dのゴム硬度（例えば、J
ISゴム硬度40〜90度）を適宜選択することにより行なう
のが一般的である。バツクアツプ筒体57の別態様として
は、第８図に示す如く、別個に形成された弾性係数の異
なる複数のリング材57a,57e,57f,57gを一列状に配置し
たものを、可撓性の内外層57h,57iで被覆したものがあ
る。なお、バツクアツプ筒体57は、図示実施例の如く、
その弾性係数を段階的に変化させたものに限定するもの
ではなく、図示は省略したが、加圧筒体25に形成された
初期加圧領域25a-1と対向する領域から粉体充填空間１
の開口端1a,1bに向って行く程に、弾性係数を連続的に
大きくしたものであつても勿論よい。

次に、本発明装置40の使用手順及び作用を説明する。先
ず、第６図及び第７図に示す如く、粉体充填空間１内の
粉体14を充填した被加圧具21は、前記第１実施例と同様
にして加圧具22内に装填される。次に、圧力室28内に供
給された加圧液体７は、所定圧力（例えば、50〜200kg/
cm²）になると、保持ケース56の加圧液体供給口56cから
流出して、加圧筒体25の初期加圧領域25a-1と保持ケー
ス56の加圧液体案内面56fとの間に入る。なお、内筒24
の上下寄りに形成された液体給排口56g,56hは、蓋体49,
50の環状部分49a,50aで強固に閉塞されているため、加
圧液体７を加圧筒体25に向って流出させることはない。
初期加圧領域25a-1に流出した加圧液体７は、第９図
（Ａ）に示す如く、初期加圧領域25a-1の上下端が弾性
シールリング35,35で区画されているため、初期加圧領
域25a-1のみを押圧して初期加圧領域25a-1を内側に膨張
変形させる。モールド２は、加圧筒体25の初期加圧領域
25a-1と対向する領域の外周面2aのみがバツクアツプ筒
体57を介して押圧され、粉体14を加圧する。加圧された
粉体14中の空気（図示は省略）は、空気圧力が上昇する
ため、加圧されていない粉体中の大きな粒子間隙で形成
された空気通路へ急速に流出し、加圧された粉体14中に
圧縮された状態で残留することはない。加圧筒体25の初
期加圧領域25a-1及び初期加圧領域25a-1と対向するバツ
クアツプ筒体57の領域は、加圧液体７の供給総量が増大
するに伴ない撓み量が大きくなる。加圧液体７は、この
撓み量の増大に伴ない、第９図（Ｂ）に示す如く、加圧
筒体25の初期加圧領域25a-1に隣接する加圧領域25a-2,2
5a-3に流出し、この加圧領域25a-2,25a-3を押圧する。
モールド２は、加圧筒体25の加圧領域25a-2,25a-3と対
向する領域の外周面2aがバツクアツプ筒体57を介して押
圧され、粉体14を加圧する。加圧された粉体14中の空気
（図示は省略）は、空気圧力が上昇するため、加圧され
ていない粉体中の大きな粒子間隙で形成された空気通路
へ急速に流出し、加圧された粉体14中に圧縮状態で残留
することはない。なお、加圧領域25a-2,25a-3を押圧す
る加圧液体７の圧力は、バツクアツプ筒体57を構成する
リング材57b,57bの弾性係数をリング材57aのものより大
きくしてあるため、初期加圧領域25a-1のみを加圧する
場合に比べて高くなる。加圧力の増大現象により、加圧
筒体25の初期領域25a-1と対向する領域で初期加圧され
た粉体14は、更に加圧される。この加圧力の増大現象
は、初期加圧された粉体14中に残存する微細な圧縮空気
をも排出することになり、圧縮空気の脱気を完全なもに
する。加圧液体７の供給圧力が更に増大すると、加圧液
体７は、第10図に示す如く、加圧筒体25の外周面25aに
おける加圧領域25a-4,25a-5及び加圧領域25a-6,25a-7を
前記同様に順次加圧する。加圧筒体25の順次加圧に伴な
い、粉体充填空間１内に充填されている粉体14は、加圧
筒体25の初期加圧領域25a-1と対向する粉体充填空間１
内の領域から端部1a,1bに向って順次加圧される。粉体
充填空間１内に充填されている粉体14中に介在する空気
は、粉体14の順次加圧に伴ない、加圧筒体25の初期加圧
領域25a-1と対向する粉体充填空間１内の領域から端部1
a,1bに向って移動して、芯金９のボルト部9a,9bとナツ
ト10,11との螺合間隙から外部へ排出される。その結
果、加圧された粉体14中には、成形品を破損に至らしめ
る圧縮空気が残留することはない。加圧筒体25の外周面
25aの全面と保持ケース56の加圧液体案内面56fとの間に
供給された加圧液体７は、更に所定の最終圧力（例え
ば、500〜5,000kg/cm²）まで昇圧され、粉体14を加圧成
形する。所定時間の加圧成形が終了したならば、圧力室
28内の加圧流体７は、減圧される。可撓性のモールド2,
バツクアツプ筒体57及び加圧筒体25は、加圧液体７の減
圧に伴ない、第11図に示す如く、自己の弾性力により元
のモールド内径Ｄの状態に自然復帰する。被加圧具21
は、保持ケース56に螺着した上方の締付具12を取り外し
た後、成形品64が分離される。

（第３実施例）第12図は、第３実施例の本発明装置70を示すものであ
る。第３実施例の本発明装置70が前記第２実施例の本発
明装置40（第６図及び第10図参照）と異なる所は、保持
ケース76の構造と、加圧筒体25における上下端寄りのシ
ール構造81,82と、バツクアツプ筒体57とモールド２と
の間に保護筒77を介装した点である。

前記保護筒77は、可撓性の素材（例えば、ネオプレンゴ
ム，ウレタン樹脂等）より形成されたものであつて、被
加圧具21の蓋体3,4とバツクアツプ筒体57との接触を断
つことにより、バツクアツプ筒体57を保護するものであ
る。

保持ケース76は、剛体の外筒73と、外筒73の上下開口部
に螺着した蓋体79,80とからなる。保持ケース76は、内
周側に加圧筒体25が嵌着されていると共に、加圧筒体25
の外周面25aと対向する面が加圧流体案内面76fとされて
いる。外筒73の加圧液体案内面76fには、加圧筒体25の
初期加圧領域25a-1に臨む環状の分配凹溝73dと、上方の
加圧領域25a-6に臨む環状の分配凹溝73eと、下方の加圧
領域25a-7に臨む環状の分配凹溝73fとが凹設されてい
る。分配凹溝73d,73e,73fの夫々には、加圧液体給排口7
3c,73a,73bが開口されている。加圧液体７は、外筒73の
加圧液体案内面76fと加圧筒体25との間に充満した際
に、中央の加圧液体給排口73cより更に供給されて上下
の加圧液体給排口73a,73bから排出され、脱気が完全に
なされる。

加圧筒体25における上端寄りのシール構造81は、第13図
に示す如く、蓋体79に凹設された環状凹溝85の内部に加
圧筒体25の上縁部25eが収嵌され、上縁部25eの外周面25
a側にシールリング収嵌溝86が凹設され、シールリング
収嵌溝86に収嵌した断面がＯ状,X状又はＶ状等の適宜形
状からなるシールリング87が環状凹溝85の内周面85aに
密着され、環状凹溝85の内奥部85bが上縁部25eのバツク
アツプ部とされたものである。加圧筒体25における下端
寄りのシール構造82（第12図参照）は、上記上端寄りの
シール構造81と同様に構成される。

第14図（Ａ）（Ｂ）は、加圧筒体25における上下端寄り
のシール構造の別態様の実施例を示すものである。シー
ル構造91は、蓋体79に凹設された環状凹溝85の内部に加
圧筒体25の上縁部25eが収嵌され、環状凹溝85の内周面8
5aにシールリング収嵌溝96が凹設され、シールリング収
嵌溝96に収嵌したシールリング97が加圧筒体25の上縁部
25eに密着され、環状凹溝85の内奥部85bが上縁部25eの
バツクアツプ部とされたものである。

第15図（Ａ）（Ｂ）は、加圧筒体25における上下端寄り
のシール構造の別態様の実施例を示すものである。シー
ル構造101は、蓋体79に凹設された環状凹溝85の内部に
加圧筒体25の上縁部25eが収嵌され、上縁部25eの外周面
25a及び環状凹溝85の内周面85aにシールリング収嵌溝10
8,109が対向状態に凹設され、両シールリング収嵌溝10
8,109に収嵌したシールリング107が両シールリング収嵌
溝108,109の底面108a,109aに密着され、環状凹溝85の内
奥部85bが上縁部25eのバツクアツプ部とされたものであ
る。

（第４実施例）第16図は、第４実施例の本発明装置110を示すものであ
る。第４実施例の本発明装置110が前記第３実施例（第1
2図参照）と異なる所は、モールド及び保護筒を備える
ことなく、バツクアツプ筒体57の内側面57jを粉体加圧
面とした点である。

（第５実施例）第17図は、第５実施例の本発明装置120を示すものであ
る。第５実施例の本発明装置120が前記第３実施例（第1
2図参照）と異なる所は、モールド，保護筒及びバツク
アツプ筒体を備えることなく、加圧筒体25′の内側面2
5′ｊを粉体加圧面とした点である。

（その他の実施例）なお、本発明装置の更に別態様としては、図示は省略し
たが、第12図に示す第３実施例からバツクアツプ筒体57
を取除いた装置がある。

前記各実施例は、円筒又は円柱の成形品を得るように、
粉体加圧成形面となるモールド２（第１図参照）の内周
面2j,バツクアツプ筒体57（第16図参照）の内周面57j及
び加圧筒体25′（第17図参照）の内周面25′ｊを総て円
周面としたものである。しかし、粉体加圧成形面の形状
は、円周面に限定するものではなく、図示は省略した
が、成形対象の立体形状に応じた各種の内面形状が可能
である。

前記各実施例は、加圧筒体25（25′）の外周面25a（2
5′ａ）の形状を円周面としたものである。しかし、加
圧筒体の外側面は、円周面に限定するものではなく、図
示は省略したが、成形対象の立体形状に対応した成形加
圧力が得られるように、各種の外面形状が可能である。

［本発明の効果］以上詳述の如く、本発明装置は、次の如き優れた効果を
有する。

本発明装置は、粉体充填空間内に充填された粉体に加
える加圧力を、初期加圧領域から順次端部方向に向って
拡大できるので、粉体中の圧縮空気を成形品に実質的な
悪影響を及ぼさない粉体充填空間の端部に絞り寄せるこ
とが可能となり、粉体中に圧縮空気を含有させることが
ない。

本発明装置は、粉体と圧縮空気とを完全に分離できる
ので、脱型の際に、成形品を破損させることがない。

本発明者による確認試験によれば、セラミツク粉体を
加圧成形して、外径300mmφ，内径が240mmφ，長さが4,
000mmの中空状の成形品を得ることができた。この確認
試験から明らかな如く、本発明装置は、従来不可能とさ
れていた長尺の成形品を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明装置の第１実施例を示すもの
であつて、第１図は縦断面図、第２図は第１図のII-II
線における横断面図、第３図（Ａ）（Ｂ）は加圧状態の
要部を拡大した縦断面図、第４図は加圧状態を示す縦断
面図、第５図は脱型状態を示す縦断面図、第６図乃至第
11図は本発明装置の第２実施例を示すものであつて、第
６図は縦断面図、第７図は第６図のVI-VI線における横
断面図、第８図はバツクアツプ筒体の別態様の要部を拡
大した縦断面図、第９図（Ａ）（Ｂ）は加圧状態の要部
を拡大した縦断面図、第10図は加圧状態を示す縦断面
図、第11図は脱型状態を示す縦断面図、第12図は本発明
装置の第３実施例を示す縦断面図、第13図は加圧筒体の
シール構造を拡大した縦断面図、第14図（Ａ）（Ｂ）は
加圧筒体のシール構造の別態様を拡大したものであつ
て、同図（Ａ）は非加圧状態の縦断面図、同図（Ｂ）は
加圧状態の縦断面図、第15図（Ａ）（Ｂ）は加圧筒体の
シール構造の更に別態様を拡大したものであつて、同図
（Ａ）は非加圧状態の縦断面図、同図（Ｂ）は加圧状態
の縦断面図、第16図は本発明装置の第４実施例を示す縦
断面図、第17図は本発明装置の第５実施例を示す縦断面
図、第18図は従来の粉体加圧成形装置を示す縦断面図で
ある。１……粉体充填空間、２……モールド 3,4……蓋体、25（25′）……加圧筒体 25a……外周面、25a-1……初期加圧領域 26（56,76）……保持ケース 35……弾性シールリング、57……バツクアツプ筒体 77……保護筒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸長の長い粉体充填空間を内側に形成した
可撓性の加圧筒体と、加圧筒体を外嵌する保持ケースと
からなる粉体加圧成形装置において、前記加圧筒体の外
周面は、相互間に加圧筒体の軸長方向に適宜間隔を置い
て凹設された複数個の環状凹溝により複数の加圧領域に
区画され、これら加圧領域のうちから選択された一つの
加圧領域が初期加圧領域とされ、前記環状凹溝の夫々に
は、弾性シールリングが締まりばめ状態に嵌着され、前
記保持ケースには、該弾性シールリングのすべてに密着
当接する一個の加圧液体案内面が形成され、該加圧液体
案内面の前記初期加圧領域に対向する部位には加圧液体
供給口が開口されていることを特徴とする粉体加圧成形
装置。
【請求項２】前記加圧筒体の内面を粉体加圧面とした特
許請求の範囲第１項記載の粉体加圧成形装置。
【請求項３】前記加圧筒体に可撓性のモールドを内嵌し
た特許請求の範囲第１項記載の粉体加圧成形装置。
【請求項４】前記加圧筒体と前記モールドとの間に保護
筒体を介装した特許請求の範囲第３項記載の粉体加圧成
形装置。
【請求項５】前記粉体充填空間には、軸長方向に貫通す
る芯金が配置されている特許請求の範囲第１項，第２
項，第３項又は第４項記載の粉体加圧成形装置。
【請求項６】軸長の長い粉体充填空間を内側に形成した
可撓性の加圧筒体と、加圧筒体を外嵌する保持ケースと
からなる粉体加圧成形装置において、前記加圧筒体の外
周面は、相互間に加圧筒体の軸長方向に適宜間隔を置い
て凹設された複数個の環状凹溝により区画された複数の
加圧領域が形成され、これら加圧領域のうちから選択さ
れた一つの加圧領域が初期加圧領域とされ、前記環状凹
溝の夫々には、弾性シールリングが締まりばめ状態に嵌
着され、前記保持ケースには、該弾性シールリングのす
べてに密着当接する一個の加圧液体案内面が形成され、
該加圧液体案内面の初期加圧領域に対向する部位には加
圧液体供給口が開口されると共に、前記加圧筒体の内側
には可撓性のバツクアツプ筒体が内装され、該バツクア
ツプ筒体の筒壁構成材の弾性係数は、前記加圧筒体に形
成された初期加圧領域に対応する領域から前記粉体充填
空間の端部に対応する筒壁部分に向って行くにつれて大
きくなるようにしてあることを特徴とする粉体加圧成形
装置。
【請求項７】前記バツクアツプ筒体の内面を粉体加圧面
とした特許請求の範囲第６項記載の粉体加圧成形装置。
【請求項８】前記バツクアツプ筒体に可撓性のモールド
を内嵌した特許請求の範囲第６項記載の粉体加圧成形装
置。
【請求項９】前記バツクアツプ筒体と前記モールドとの
間に保護筒体を介装した特許請求の範囲第８項記載の粉
体加圧成形装置。
【請求項１０】前記加圧筒体とバツクアツプ筒体とを一
体形成した特許請求の範囲第６項，第７項，第８項又は
第９項記載の粉体加圧成形装置。
【請求項１１】前記粉体充填空間には、軸長方向に貫通
する芯金が配置されている特許請求の範囲第６項，第７
項，第８項，第９項又は第10項記載の粉体加圧成形装
置。
【請求項１２】前記バツクアツプ筒体の弾性係数は、前
記加圧筒体に形成された初期加圧領域と対向する領域か
ら前記粉体充填空間の開口端に向って行く程に、連続的
又は段階的に大きくなるようにしてある特許請求の範囲
第６項，第７項，第８項第９項，第10項又は第11項記載
の粉体加圧成形装置。