JPH091397A - 乾式冷間等方圧加圧方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製品のクラック発生、破壊防止を図る。 【構成】 圧力容器１と、該容器１内に配設される成形
ゴム型７と、圧力容器１の上部開口２及び下部開口３を
開閉自在に閉塞する上蓋４及び下蓋５と、圧力容器１と
成形ゴム型７の間に配設される加圧ゴム型６と、成形ゴ
ム型７の上下部開口１４，２９を開閉自在に閉塞する上
下パンチを備えている乾式冷間等方圧加圧装置であっ
て、上記上パンチを内外二重構造とし、上内パンチ１３
と下内パンチ１２の隙間Ｃと外部とを連通する通気孔１
７，２１を設け、成形ゴム型７内に充填された原料中に
混在する空気を、加圧に伴って隙間Ｃから通気孔１７，
２１を経て外部（大気中）に放出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加圧ゴム型を介して成
形ゴム型内に充填された粉末原料を加圧圧縮成形するた
めの乾式冷間等方圧加圧方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧力容器内に配した成形ゴム型内
に、その上方から粉末原料を自重落下により供給し、加
圧圧縮成形する乾式冷間等方圧加圧装置が知られている
（実開平１−８０２９６号公報、実開昭６２−６０２３
１号公報、実開昭６２−１８６９３６号公報参照）。

【０００３】図５に例示する装置（実開平１−８０２９
６号公報参照）は、圧力容器４１と、該容器４１の上下
開口を着脱自在に閉塞する上外蓋４２、上中蓋４３、下
外蓋４４、下中蓋４５と、圧力容器４１内に配設された
加圧ゴム型４６、成形ゴム型４７と、上中蓋４３下面に
取付けられた上パンチ４８と、下中蓋４５上面に取付け
た下パンチ４９と、上・下中蓋４３，４５を上下から支
持するプレスフレーム５０とから成っている。

【０００４】そして、上中蓋４３及び上パンチ４８を抜
き出した状態で、上方から粉末原料Ｍを成形ゴム型４７
内に供給し、再び上中蓋４３及び上パンチ４８を上外蓋
４２に嵌め込んだ後、プレスフレーム３０を圧力容器４
１の中心にセットしてこれを支持し、圧力容器４１の圧
媒導入口５１から圧媒（液体）を導入して加圧ゴム型４
６外周の圧力室５２内に供給する。この時に発生する圧
力による軸方向の荷重を、プレスフレーム５０により支
持する。

【０００５】前記加圧ゴム型４６の圧力室５２内の圧力
上昇により、成形ゴム型４７内の粉末原料Ｍが圧縮成形
される。このようにして、原料の加圧圧縮成形が完了す
ると、圧力容器４１の中心から外方にプレスフレーム５
０を移動させ、下中蓋４５及び下パンチ４９を下方に抜
き出すことにより、被成形物が共に成形ゴム型４７から
下方に取り出される。

【０００６】また、実開昭６２−６０２３１号公報に開
示された乾式冷間等方圧加圧装置は、図示していないが
図５に示す下中蓋４５とプレスフレーム５０の間にバッ
クアップシリンダを設け、被成形物の減圧時の破壊を防
止するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記各従来
技術において粉末原料を成形ゴム型に投入した際、空気
が混入しているが、加圧時に、成形ゴム型４７が加圧力
によって上下パンチ４８，４９の外周面を締め付け、シ
ール状態となって隙間がなくなるので、空気が成形ゴム
型４７内に閉じ込められる。

【０００８】上記従来技術では、成形ゴム型４７内に閉
じ込められた空気は、加圧によって圧縮されるが、成形
完了後の除圧時に膨張して元の体積に戻ろうとする。こ
の空気の膨張による衝撃で、被成形体にクラックが生じ
たり破壊されるという問題がある。本発明は、上述のよ
うな実状に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、クラックの発生や破壊を防止して良品質の被成形
体を得ることができる乾式冷間等方圧加圧方法および装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明方法は、上述のように、圧力容器内に配した加圧ゴム
型及び成形ゴム型を介して粉末原料を加圧圧縮成形する
乾式冷間等方圧加圧方法において、加圧成形時に成形ゴ
ム型内の原料中に混入した空気を、成形ゴム型外に排出
することを特徴としている。

【００１０】また、本発明装置は、圧力容器と、該容器
内に配設される成形ゴム型と、圧力容器の上部開口及び
下部開口を閉塞する上蓋及び下蓋と、前記成形ゴム型の
上下部開口を開閉自在に閉塞する上下パンチとを備えて
いる乾式冷間等方圧加圧装置において、前記上・下パン
チのいずれか一方又は両方を内外二重構造とし、内外両
パンチ間の成形ゴム型に連通する隙間と圧力容器外部と
を連通する通気孔を設けたことを特徴としている。

【００１１】そして、本発明装置は、前記内側パンチ又
は内外両パンチを上下外蓋に対して着脱自在としたこと
を特徴としている。さらに、本発明装置は、前記通気孔
の出口に強制排気手段を設けたことを特徴としている。
さらにまた、本発明装置は、前記上下パンチのいずれか
一方又は両方の少なくとも成形ゴム型側端部が連続気泡
の多孔質体からなることを特徴としている。

【００１２】

【作用】本発明によれば、内外二重構造とされたパンチ
の内外側パンチ間に成形ゴム型に連通する若干の隙間
（粉末原料の粒子が入り込まない程度）を設けること
で、該隙間に通じる通気孔を介して成形ゴム型内と大気
側（圧力容器外部）とを連通させることができる。

【００１３】したがって、上パンチを上昇させて成形ゴ
ム型内にその上方から粉末原料を充填し、再び上パンチ
を下降させて成形ゴム型を閉塞した後、加圧ゴム型の外
周に圧媒を供給して加圧成形を開始すると、成形ゴム型
の上下端部が上下外側パンチの外周面に密着される。し
かし、内外側のパンチ間の隙間は依然として密閉されて
いないので、粉末原料の加圧に伴って該原料中に混入し
ている空気が、前記隙間から通気孔を経て圧力容器外部
（大気中）に放出される。このようにして、成形ゴム型
内に空気が閉じ込められることはなくなり、成形された
製品即ち被成形体内にも空気が残存しないため、成形完
了後の減圧段階において空気の膨張がなく、したがっ
て、被成形体にクラックや破壊が発生しない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明方法を実施する装置の第１実施例を
示している。同図において、１は乾式の冷間等方圧加圧
装置における筒状の圧力容器で、上部及び下部に夫々開
口２，３が形成され、夫々上・下蓋４，５によって閉塞
されており、圧力容器１内には筒状とされた加圧ゴム型
６及び成形ゴム型７が組み込まれている。そして、圧力
容器１の胴部には、内周面と加圧ゴム型６の外周の間に
形成された加圧室８内に圧媒液体を供給する圧媒供給路
９が形成されている。

【００１５】前記上蓋４は、中央にパンチ挿入孔１０を
有する上外蓋１１と、該孔１０に挿脱自在とされた内外
二重構造の上外パンチ１２及び上内パンチ１３とにより
構成され、上内パンチ１３が上外パンチ１２（スリーブ
状）に対して挿脱自在に嵌装されており、上パンチ１
２，１３により前記成形ゴム型７の上部開口１４が開閉
自在に閉塞されている。

【００１６】前記上外蓋１１はフランジ部１１Ａを備
え、該蓋１１の前記孔１０に挿通されたスリーブ状の上
外パンチ１２の上端に設けたフランジ部１２Ａが、前記
フランジ部１１Ａ上に載置され、中央に上内パンチ１３
を摺動自在に嵌合する孔１５Ａを有する下部スペーサー
１５を介して、両フランジ部１１Ａ，１２Ａが圧力容器
１の上端にボルト１６により取付けられている。

【００１７】また、上内パンチ１３には、その上端にフ
ランジ部１３Ａが設けられると共に、下端部外周面及び
上端部外周面に連通する通気孔１７が設けられており、
前記フランジ部１３Ａが上部スペーサ１８を介して、上
パンチ昇降台１９の下面にボルト２０により取付えら
れ、前記通気孔１７の上端開口部が上部スペーサ１８に
設けた通気孔２１に連通されている。

【００１８】なお、通気孔２１の外端は大気開放となっ
ている。そして、前記上内パンチ１３の下端部（少なく
とも通気孔１７の下部開口部まで）嵌め合い部分は、若
干の隙間Ｃ（粉末原料の粒子が入り込まない程度の大き
さ）が設けられており、この隙間Ｃに前記通気孔１７の
下部開口部が連通するようにしてある。前記下蓋５は、
被成形体取出口２２を有する下外蓋２３と、上端に下パ
ンチ２４を備えかつ前記取出口２２に挿脱自在とされた
下中蓋２５とからなり、下パンチ２４は下中蓋２５にボ
ルト２６により取付けられており、下パンチ昇降台２７
により昇降自在とされている。なお、下外蓋２３は、前
記圧力容器１の下面に、固定具２８により着脱自在に取
付けられている。

【００１９】また、下パンチ２４の上端部は、前記成形
ゴム型７の下部開口２９を、開閉自在に閉塞しており、
前記下中蓋２５と共に前記下パンチ昇降台２７により上
下動されて、前記下部開口２９を開閉する。なお、３０
はプレスフレームで加圧時における軸方向荷重を支持す
るものである。

【００２０】上記第１実施例において、粉末原料Ｍを圧
縮成形する場合、まず、プレスフレーム３０を待機位置
に移動させ、上パンチ昇降台１９を上昇動させることに
より、前記両スペーサー１５，１８間が離れて上パンチ
昇降台１９、スペーサー１８と共に上内パンチ１３が上
昇し、成形ゴム型７がスリーブ状上外パンチ１２の内孔
を介して大気開放される。

【００２１】そこで、スペーサー１５の孔１５Ａ上方か
ら粉末原料Ｍを投入して成形ゴム型７内に充満させた
後、上パンチ昇降台１９を下降動させて、上外パンチ１
２に上内パンチ１３を挿入し、成形ゴム型７を閉塞す
る。続いて、プレスフレーム３０を移動させて前記上・
下パンチ昇降台１９，２７の上下所定位置に停止させ、
圧媒供給孔９から加圧室８内に圧媒液体を供給して加圧
成形を開始する。

【００２２】加圧開始により、成形ゴム型７の上下端部
は、上下パンチ１２，２４の外周面に密着するが、上外
パンチ１２と上内パンチ１３の隙間Ｃは密着しないの
で、粉末原料Ｍに混在している空気が、前記隙間Ｃから
通気孔１７を通って外部（大気中）へ放出され、これに
よって、脱気が十分に行なわれ、成形ゴム型７内に空気
が閉じ込められなくなる。

【００２３】なお、前述のように、前記隙間Ｃは、粉末
原料の粒子が入り込まない程度の大きさであるから、前
記粒子が詰まって脱気が不能になることはない。このよ
うにして、加圧圧縮成形が完了すると、前記圧力室８内
の圧媒液体を排出し、プレスフレームを所定待機位置へ
移動させた後、下パンチ昇降台２７を下降させ、下パン
チ２４と共に製品（被成形体）を成形ゴム型７から下方
に取り出す。

【００２４】上記実施例によれば、成形ゴム型７内の粉
末原料中に混入していた空気は排出されるため、成形完
了後の減圧段階（圧媒液体排出時）において、製品にク
ラックや破壊が生起せず、良品質の製品を得ることがで
きる。図２は、本発明装置の第２実施例を示し、第１実
施例と異なるところは、スペーサー１５をなくして上外
パンチ１２のフランジ部１２Ａをスペーサー１８にボル
ト３１により着脱自在に取付け、上外パンチ１２と上内
パンチ１３を共に挿脱して、成形ゴム型７の上部開口１
４を完全に開閉するようにした点であり、原料の投入・
充填が十分にかつ容易に行なえ、被成形体上部の形状不
良（ネッキング）が防止できるほかは第１実施例と同様
の作用効果を期待することができる。

【００２５】したがって、第１実施例と共通する構成に
ついては、図１と同符号を付し、詳細説明を省略する。
図３は、本発明装置の第３実施例を示し、第１実施例と
異なるところは、下パンチが内外二重構造とされ、下部
からも成形ゴム型７内の脱気を行ない得るようにした点
であり、具体的にはスリーブ状の下外パンチ２４Ａと下
内パンチ２４Ｂが共に下中蓋２５にボルト２６により一
体的に取付けられ、下外パンチ２４Ａには両パンチ２４
Ａ，２４Ｂの間の間隙Ｃに通じる通気孔３２が設けら
れ、下外蓋２３には下外蓋２３と下中蓋２５及び下外パ
ンチ２４Ａの間隙から通気孔３２に通じる通気孔３３が
設けられている。

【００２６】そして、下内・外パンチ２４Ａ，２４Ｂ
は、一体的に上下動して成形ゴム型７の下部開口２９を
開閉するので、両パンチ２４Ａ，２４Ｂ間の隙間Ｃから
も、成形ゴム型７内の通気を行ない得る点以外は、第１
実施例と同じ作用効果を期待することができる。したが
って、第１実施例と共通する構成は、図１と同符号を付
し、詳細説明を省略する。

【００２７】また、第３実施例において、通気孔２１，
３３の外端に、夫々真空ポンプ３４等の強制排気手段を
設けることによって、脱気効果を十二分に高めることが
できる。なお、第１及び第２実施例においても、通気孔
２１の外端に強制排気手段を接続することができる。図
４は、本発明装置の第４実施例の要部を示し、上内パン
チ１３の成形ゴム型７上端開口側端部（下端部）を連続
気泡による多孔質体３５により構成した点において、第
１〜第３実施例と異なっている。第４実施例によれば、
脱気間隙を増大し効率的な脱気を行なうことができ、製
品の品質向上が図れる。

【００２８】なお、前記多孔体３５は、上外パンチ１２
の内端部又は上両パンチ１２，１３の内端部（下端）に
設けることができ、さらに、第１〜第３実施例にも採用
することが可能である。本発明は、上記実施例に限定さ
れるものではなく、例えば、内・外両パンチ１２，１
３，２４Ａ，２４Ｂ間を通気路とすることができ、ま
た、下パンチ２４にのみ図３に示す脱気手段を設けるな
ど、適宜設計変更可能である。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、上述のように、加圧成形時に
成形ゴム型内の粉末原料中に混在する空気を、成形ゴム
型外に排出するので、被成形体（製品）中に空気が残存
せず、加圧圧縮成形完了後の減圧段階における空気膨張
がなく、したがって被成形体にクラックや破壊が生起し
ない。

【００３０】また、本発明装置は、上・下パンチのいず
れか一方又は両方を、内外二重構造とし内外両パンチ間
の隙間と外部とを連通する通気路を設けているので、構
造が簡単でかつ十分な脱気を行なうことができる。そし
て、本発明装置は、内側パンチ又は内外両パンチを上下
外蓋に対して着脱可能としたので、原料投入及び被成形
体取出しに支障をきたすことはない。

【００３１】さらに、本発明装置は、通気孔の出口（外
端）に強制排気手段を設けたので、脱気効率を格段に向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の第１実施例を示す中央縦断面図で
ある。

【図２】本発明装置の第２実施例を示す中央縦断面図で
ある。

【図３】本発明装置の第３実施例を示す中央縦断面図で
ある。

【図４】本発明装置の第４実施例の要部を示す中央縦断
面図である。

【図５】従来例を示す中央縦断面図である。

【符号の説明】

１ 圧力容器 ２ 上部開口 ３ 下部開口 ４ 上蓋 ５ 下蓋 ６ 加圧ゴム型 ７ 成形ゴム型 １１ 上外蓋 １２ 上外パンチ １３ 上内パンチ １４ 成形ゴム型上部開口 １７ 通気孔 ２１ 通気孔 ２３ 下外蓋 ２４ 下パンチ ２４Ａ 下外パンチ ２４Ｂ 下内パンチ ２５ 下中蓋 ２９ 成形ゴム型下部開口 ３２ 通気孔 ３３ 通気孔 ３４ 強制脱気手段（真空ポンプ） ３５ 多孔質体 Ｃ 隙間 Ｍ 粉末原料

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器内に配した加圧ゴム型及び成形
   ゴム型を介して粉末原料を加圧圧縮成形する乾式冷間等
   方圧加圧方法において、加圧成形時に成形ゴム型内の原
   料中に混入した空気を、成形ゴム型外に排出することを
   特徴とする乾式冷間等方圧加圧方法。
2. 【請求項２】 圧力容器と、該容器内に配設される成形
   ゴム型と、圧力容器の上部開口及び下部開口を閉塞する
   上蓋及び下蓋と、前記成形ゴム型の上下部開口を開閉自
   在に閉塞する上下パンチとを備えている乾式冷間等方圧
   加圧装置において、前記上・下パンチのいずれか一方又
   は両方を内外二重構造とし、内外両パンチ間の成形ゴム
   型に連通する隙間と圧力容器外部とを連通する通気孔を
   設けたことを特徴とする乾式冷間等方圧加圧装置。
3. 【請求項３】 前記内側パンチ又は内外両パンチを上下
   外蓋に対して着脱自在としたことを特徴とする請求項２
   に記載の乾式冷間等方圧加圧装置。
4. 【請求項４】 前記通気孔の出口に強制排気手段を設け
   たことを特徴とする請求項２又は３に記載の乾式冷間等
   方圧加圧装置。
5. 【請求項５】 前記上下パンチのいずれか一方又は両方
   の少なくとも成形ゴム型側端部が連続気泡の多孔質体か
   らなることを特徴とする請求項２，３又は４に記載の乾
   式冷間等方圧加圧装置。