JPS6340132B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 多重ダイ装置を有する高圧発生装置におい
て、各ダイは、その長手中心線に沿つて配置され
た２つの協働部品より成り、その一方の部品は、
動作本体であつて、前記ダイが互いに近づく方向
に駆動されるときに、圧力を受ける試験試料を包
囲するようにした加圧塑性の固形媒質にその一端
部を隣接して有し、他方の部品は、基台部材であ
つて、全部のダイに共通のダイ駆動装置にその一
端部を面して有し、前記動作本体の他端部から或
る距離を隔てて面してその他端部を有し、前記端
部間の空間は、加圧塑性の固形媒質で満たされ、
前記最後に述べた両端部の表面または面は、同一
環状溝を持ち、それらの環状溝の中心軸線は、前
記ダイの長手中心線とほぼ合致し、前記溝の内側
縁部はそれぞれ動作本体端部および基台部材端部
の中心部分を画成し、前記溝は加圧塑性の固形媒
質で少なくとも部分的に満たされた高圧発生装置
であつて、各ダイ２の前記動作本体４は、前記タ
イ２の長手中心線３にほぼ直交する方向に２つの
部品で構成され、それらの部品は、中心挿入体２
１および包囲リング２２であつて両者は同軸的に
配置され、試験試料７の方向へ相対的変位をする
ことができ、また前記溝１４を持つた動作本体４
の端部１１に隣接する前記中心挿入体２１の端部
２３の表面積は、前記動作本体４の端部１１の中
心部分１８の表面積にほぼ等しいか或はそれより
小さいことを特徴とする高圧発生装置。

２ 前記動作本体４の中心挿入体２１は、直線柱
体の形状であることを特徴とする請求の範囲第１
項記載の高圧発生装置。

３ 前記動作本体５０の中心挿入体７６は、截頭
錐体の形状であつて、その底部は試験試料７を包
囲する加圧塑性の固形媒質６と直接協力するよう
に作用することを特徴とする請求の範囲第１項記
載の高圧発生装置。

４ 前記中心挿入体２１と前記包囲リング２２と
の間にガスケツト２４が組込まれ、前記ガスケツ
トはその間の摩擦を減少するように作用すること
を特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいず
れかに記載の高圧発生装置。

５ 前記動作本体４および前記基台部材８の端部
１１および１２の中心部分１８および１９の間の
空間に加圧塑性の固形媒質として爆発物を使用し
て、爆轟時に前記動作本体４の中心挿入体２１を
試験試料に向つて更に前進させることを特徴とす
る請求の範囲第１項乃至第４項のいづれかに記載
の高圧発生装置。

６ 前記環状溝１４を持つた動作本体４の端部１
１と、これに隣接する動作本体４の中心挿入体２
１の端部２３との密接接触を確実にし、かつ前記
中心挿入体２１と前記包囲リング２２との間の摩
擦を少なくするように作用する圧電素子２５が設
けられることを特徴とする請求の範囲第１項乃至
第５項のいづれかに記載の高圧発生装置。

７ 前記ダイ２の動作本体５０は、動作本体の中
心挿入体６３を包囲するリング６４に対して同軸
的に配置された少なくとももう一つのリング６５
を有することを特徴とする請求の範囲第１項乃至
第６項のいづれかに記載の高圧発生装置。

８ 前記同軸的に配置されたリング６４，６５間
にガスケツト６８が組込まれ、前記ガスケツト
は、その間の摩擦を減少するために役立つ材料で
作られていることを特徴とする請求の範囲第７項
に記載の高圧発生装置。

技術分野 本発明は、機械製造に関し、更に詳細には高圧
を発生するための装置に関する。

背景技術 高圧を発生するためのベルト式装置は、当業界
に周知であつて、それは１対のポンチ組立体を有
し、その截頭錐体状の端部部分は、金属ベルト部
材によつて包囲されている。（例えば、1963年１
月29日発行の米国特許第3075245号明細書、クラ
ス425―77参照）。

上記装置においては、ポンチとベルトとの間の
区域は、パイロフイライトまたはカトリナイト
（石版組織の石）などの圧力下で可塑性の固形媒
質で満たされる。前記パンチの截頭錐体状端部
は、前記ベルト部材と関連して、パイロフイライ
トまたはカトリナイトなどの固形媒質を収容する
高圧容器または室を画成し、この固形媒質は、前
記室の中の試片材料を包囲してそれに圧力を伝え
るように作用する。ポンチの反対方向に向いてい
る端部は、プレス装置に面している。このプレス
装置の作用下において、ポンチは、高圧室の中心
に向つて動かされ、それによつて試験される試片
を包囲する固形媒質と、ポンチと金属ベルトとの
間にある媒質とを圧縮する。固形媒質の或る量
は、ポンチ組立体とベルト部材との間の間隙内に
流入するように作用して、ポンチを相互に近づけ
る方向に駆動する。固形媒質の残部は、圧縮作用
を受けて、その内部に高圧力を生起させる。前記
室から流出する固形媒質の一部分と、圧縮作用を
受ける固形媒質の部分との間の或る分配によつ
て、ポンチが相互に向つて駆動されることを可能
にし、試片を包囲する固形媒質内に高圧を生じ
る。ポンチが互いに駆動されるときに、ポンチと
ベルト部材との間隙は減少し、その結果、固形媒
質がそこを通つて流出する量は減少する。

最後には、ポンチの外端部に加えられる力の更
に可能な増加に関係なく、ポンチとベルト組立体
との間の間隙は、そこを通る固形媒質の流れを阻
止するほどに微小となるという事実のために、ポ
ンチは往復動的の接近を終結する。固形媒質内の
最大圧力、従つて、試験中の試片内に得られる圧
力は、試片を包囲する固形媒質に加えられる圧縮
圧力の値によつて決定される。

従つて、得られる圧力の値は、ポンチ組立体と
ベルト部材との間の間隙に依存していて、それは
70キロ・バー以上に上昇することはできない。

更に、高圧を発生するための上記の装置におい
ては、截頭錐体状のポンチは、試験される試片を
包囲する固形媒質によつてポンチに加えられる圧
力の作用下でその対称長手軸線に沿つてかなり大
きい変形を受ける。前記の変形は、ポンチの動作
表面の損傷を来たすかも知れない。更に、この変
形は、固形媒質内に得られる圧力値を減少する。
ポンチ組立体の動作表面に変形を生じる理由は、
その構造に由来するものであつて、高圧室内に生
じる高圧によつて作用されるポンチ組立体の動作
表面の面積は、プレス力が加えられるポンチ区域
の面積より数分の一（或る場合には、十分の一）
である。その結果、試験試片を包囲する固形媒質
に隣接するポンチ部分において、プレス装置に面
するポンチ表面に作用し、プレス装置からの均等
に分布する力を受ける軸方向応力に遥かに超える
大きさの垂直軸応力が現われる。

部分的には、ポンチ表面の軸方向変形は、高圧
を発生するための他の周知装置、例えば1974年12
月17日発行の米国特許第3854854号明細書、クラ
ス425―77に記載された装置によるポンチまたは
ダイの構造装置によつて減少することができる。

この装置は、１対の同一の同軸的に配置された
ダイを有し、これらのダイの各々は、２つの部品
で作られ、その一つは動作本体であつて、その一
端部は、試験試料を包囲するように配置された加
圧塑性の固形媒質と直接接触しかつこの媒質によ
つてそれに伝達される圧力を受け、またもう一つ
の部品は、基台板であつて、その一端部は共通の
ダイ駆動装置に面し、その他端部は前記動作本体
の第２表面に面し、そこから或る距離離れてい
る。前記動作本体および基台板の対向端部間の空
間は、加圧塑性の固形媒質で満たされ、またこれ
ら端部の表面は、同一の環状溝を持ち、それらの
溝の中心軸線は、ダイの長手中心線と合致し、こ
れらの溝の内側縁部は、前記動作本体および基台
板の端部の中心部分を包囲し、これらの溝は、加
圧塑性の固形媒質で少なくも部分的に満たされ
る。

動作本体の受圧面の中心部分は、一つの力によ
つて作用され、その力の値は、試験試料を包囲す
る固形媒質に隣接する動作本体の面上に作用する
力に等しいか、またはそれより大きい。試験試料
を包囲する固形媒質の内側に生じる圧力によつて
生じるダイの長手中心線に沿う動作本体内に現わ
れる垂直応力は、ダイの基台板に面する動作本体
の中心部分に加えられる力の作用下でダイの長手
中心線に沿つて動作本体内に生じる垂直応力によ
つて補償される。これは試験試料を包囲する固形
媒質に隣接する動作本体の変形の減少に貢献し、
試験試料を包囲する固形媒質内に一層高い圧力を
生じることができる。しかし、上記の構造装置
は、動作本体上に全方向性の力を加えることはで
きず、それはまた150キロ・バーを超える圧力を
得ることを許容しない。

高圧を発生するための更に他の周知装置、ボー
ル式装置は、球または円柱などの正規幾何形状の
固形本体の形態にある多重ダイ装置を有し、それ
らのダイは、その対称軸線を通過する平面によつ
て分割されている。（例えば、1970年８月５日発
行の英国特許第1200934号明細書、クラス
B01J3／00参照） 上記の装置は、試験される試料に面するその端
部を截頭状にしたダイを持つことを特徴とし、そ
れによつて試験試料を包囲するように配置された
パイロフイライトまたはカトリナイトなどの加圧
塑性の固形媒質を含む高圧室を画成する。それぞ
れの截頭状端部に反対側のダイ端部は、共通のダ
イ作動装置に面し、またダイの側面間の空隙は、
カトリナイトまたはパイロフイライトなどの加圧
塑性の固形媒質で部分的に満たされる。

共通のダイ駆動装置（この場合は、圧縮機によ
つて圧縮された液体、例えば灯油）に面するダイ
端部上に加えられる力の作用下で、ダイは試験試
料に向つて動かされ、それによつて試験される試
料を包囲する固形媒質と、ダイの側面間の間隙内
に含まれた固形媒質とに圧力を加えるように作用
する。媒質の一部は、ダイ側面間の間隙に流れ込
んで、ダイを高圧室の中心の方向に進めるように
作用する。高圧室の中に残る傾向のある固形媒質
は従つて圧縮力を受けて、その内部に圧力を発生
する結果となる。

最後に、ダイは次の事実のためにその往復方向
の接近を終結する。すなわち、ダイ駆動装置によ
つてダイの外端部に加えられる力が更に可能な増
加することに関係なく、ダイの隣接側面間の間隙
は、そこを通る固形媒質の流れを阻止するほどに
僅少になる。固形媒質内、従つて試験試料内に得
られる最大圧力は、試験試料を包囲する固形媒質
に作用する圧縮力の値によつて決定される。ダイ
駆動装置に面するダイ端部の表面積は、試験試料
を包囲する固形媒質に隣接するダイ端部の表面積
よりも数倍大きい。従つてダイ端部に作用する圧
縮力の値は、その表面積に逆比例している。

試験試料を包囲する固形媒質に隣接するダイ端
部上に作用する全方向性の均等分布した圧縮力が
存在しないときには、高い応力を発生するように
作用して、その応力は高圧室の中心からダイの外
端部に向かう方向にダイに対して相当大きい軸方
向変形をあたえる。このことは、高圧室内に高圧
を発生する場合の主要問題を提起する。

試験試料を包囲する固形媒質に隣接するダイ部
分に更に均等な応力分布をあたえるためにダイ
は、上記の発明によつて準備されることができ
る。（すなわち、1974年12月17日発行の米国特許
第3854854号明細書、クラス425―77）。

上記両発明の組合せ特徴は、ボール式の高圧発
生装置を提供し、その各ダイはその長手中心線に
沿う２つの部品で作られ、試験試料を包囲する固
形媒質内に非常に高い圧力（例えば、300キロ・
バーを超える圧力）を得ることを可能にする。し
かし、かような装置は小さい容積の高圧室を持つ
ている。

高圧を発生するための上記の装置（すなわち、
1974年12月17日発行の米国特許第3854854号明細
書、クラス425―77）は、多重ダイ装置を有し、
各ダイは、すでに上に説明したように、軸方向に
配置された２つの部品から成り、一方の部品は動
作本体であつて、その端面は、試験試料を包囲す
るように配置された加圧塑性の固形媒質に直接に
接触し、この媒質によつて試験試料に伝達される
圧力を受け、もう一つの部品は、基台板であつ
て、その一端部は共通のダイ駆動装置に面し、そ
の他端部は動作本体の第２表面に面しかつそれか
ら或る距離離れている。動作本体と基台板との対
向する端部間の空間は、加圧塑性の固形媒質で満
たされる一方、これらの端部の表面は、同一の環
状溝を持ち、それらの溝の中心線はダイの長手中
心線と合致し、これらの溝の内側縁部は動作本体
および基台板の端部の中心部分を包囲し、これら
の溝は、加圧塑性の固形媒質で少なくも部分的に
満たされている。

動作本体の受圧面の中心部分は、或る力によつ
て作用を受け、その力の値は、試験試料を包囲す
る固形媒質に隣接する動作本体の面に作用する力
に等しいか、またはそれより大きい。試験試料を
包囲する固形媒質内に生じる圧力によつて生じる
ダイの長手中心線に沿つて動作本体内に現われる
垂直応力は、ダイの基台板に面する動作本体の中
心部分に加えられる力の作用下でダイの長手中心
線に沿つて動作本体内に生じる垂直応力によつて
補償される。このことは、試験試料を包囲する固
形媒質に隣接する動作本体端部の変形の減少に著
しく貢献し、試験試料を包囲する固形媒質内に更
に高い圧力を発生することができる。

以上に述べた高圧発生装置のダイ動作本体は、
基台板に面する動作本体の中心部分に作用する力
を有効に利用して試験試料を包囲する固形媒質に
隣接する動作本体端部に作用する力を遥かに超え
ることはできない。

発明の開示 本発明の目的は、高圧を発生するための装置を
提供することであつて、その装置において、各ダ
イの動作本体は、ダイの基台板に面する動作本体
の中心部分に作用する力を最も有効に使用して、
それによつて試験される試料を包囲する固形媒質
に作用する付加圧縮力をあたえるような態様に配
置され、媒質および試料の両方に生じる合成圧力
を増加させることができる。

この目的は、下記のような高圧発生装置におい
て達成される。それは多重ダイ装置を有し、各ダ
イはその長手中心線に沿つて配置された２つの協
働する部品から成り、その一方の部品は、ダイが
相互に近づく方向に駆動されるときに、固形媒質
によつて伝達される圧力を受ける試験試料を包囲
するようにした加圧塑性の固形媒質に隣接するそ
の一端部を持つた動作本体であり、もう一方の部
品は、基台部材であつて、その一端部は全部のダ
イに共通のダイ駆動装置に面し、その他端部は動
作本体の他端部に面しかつそれから或る距離離間
して、前記両端部間の空間は加圧塑性の固形媒質
で満たされ、前記最後に述べた両端部の表面また
は面は、同一の環状溝を有し、それらの溝の中心
線はダイの長手中心線とほぼ合致し、前記溝の内
側縁部は動作本体およびダイ基台の中心部分をそ
れぞれ画成し、前記溝は加圧塑性の固形媒質で少
なくも部分的に満たされ、前記装置において、本
発明によつて、各ダイの動作本体はダイの長手中
心線にほぼ直交する方向に２つの部品で作られ、
前記部品は中心挿入体とこの挿入体を包囲するよ
うに配置されたリングであつて、両者は試験試料
に向つて相対的変位をすることができ、また環状
溝を持つた基台端部に面する中心挿入体の表面積
は、前記基台端部の中心部分の表面積に近似する
か或はそれより小さい。

各ダイの動作本体の上記構造装置のために、ダ
イ基台部材に隣接する中心挿入体の端面上に作用
する力は、最も有効に利用される。試験試料を包
囲する固形媒質によつて中心挿入体に加えられる
力を数値において遥かに超過するこの力の作用下
において、中心挿入体は、まづ第１には、中心挿
入体内部の応力勾配の減少に導く全方向圧縮を受
け、第２には、それに何らの被害を生じない長手
軸方向の変形を受け、第３には、包囲リングに対
し相対的に試験試料の方向に変位を受けるので、
その結果、試験試料を包囲する固形媒質の付加圧
縮を生じて、媒質および試験試料の両方の圧力値
を増加するように作用する。

動作本体の中心挿入体は、直線柱体状に作られ
ることができ、或は、截頭錐体状とすることもで
き、その底部は、試験試料を包囲する固形媒質と
直接協働するように作用する。

中心挿入体と包囲リングとは、両者間の摩擦を
減少するように作用するガスケツトによつて分離
することは望ましい。

試験試料に向つて中心挿入体を付加的前進させ
るために、動作本体および基台部材の中心部分の
端部間の空間に加圧塑性の固形媒質として、爆発
物を使用することは得策である。

動作本体の溝のある端部に隣接する、ダイの動
作本体の中心挿入体の端部に接触するように作用
し、また中心挿入体と包囲リングとの間の摩擦を
少なくすることのできる圧電素子を設けることは
更に望ましいことである。

動作本体の中心挿入体を包囲するリングに対し
て同軸的に配置された少なくももう一個のリング
を、ダイの動作本体に対して設けることができ
る。

また、前記同軸的のリングの間にガスケツトを
組込むことが可能であつて、このガスケツトは両
者間の摩擦を少なくすることに役立つ材料で作ら
れる。

本発明による高圧発生装置の上記の構造装置
は、達成できる高圧の範囲を広げること、および
試験試料を包囲する加圧塑性の固形媒質の体積を
増加することができる。このことは、研究および
工業において、本装置の広い応用を提供する。

【図面の簡単な説明】

本発明は、添付図面に関連して示されたその特
殊実施例について更に詳細に説明されるであろ
う。

第１図は、本発明によるボール式の高圧発生装
置を例示する縦断面図、第２図は、本発明による
ベルト式の高圧発生装置の他の変形を示す縦断面
図、第３図は、本発明による１対のダイを持つ高
圧発生装置の更に他の変形を示す縦断面図、第４
図は、第３図に示した装置の他の変形を示す縦断
面図である。

本発明を実施するための最良の形態 本発明によるボール形式の高圧力発生装置は、
多重ダイ装置１（第１図）を有し、本発明のここ
に示す実施例では、６個ダイの装置である。この
装置の各ダイ対２は、共通の長手中心線３に沿つ
て互いに離隔して、相互にほぼ対向して位置し、
セクターの形状をしていて、それらのセクター
は、ダイ２の他の４個のセクターと関連して一つ
の球またはボールを画成している。

装置１の各ダイ２は、その長手中心線３の方向
にある２つの部品からできている。

ダイ２の一つの部品は、動作本体４であつて、
その端部５は或る固形媒質６と直接に協力し、こ
の固形媒質は、圧力下で可塑性であつて試験試料
７を包囲するようにされ、この試験試料は、ダイ
２が相互に向つて駆動されるときに媒質６によつ
てそれに伝達される圧力に曝露される。ここに開
示された実施例においては、カトリナイトのよう
な石版石は、この媒質６として使用される。

ダイ２の他の部品は基台部材８であつて、その
一端部は、全部のダイ２に共通の駆動装置１０に
面している。

動作本体４および基台部材８の他端部１１およ
び１２は、相互に対してそれぞれ或る距離離れて
いる。端部１１および１２間の空間は、圧力下で
可塑性の固形媒質１３で満たされ、この媒質は、
例えば試験試料７に圧力を伝達するために使用さ
れる媒質と同一のものでよく、ここに開示する実
施例では、トリニトロトルエンを36％重量と、ヘ
キサヒドロトルエンを64％重量との混合物などの
爆発物である。トリニトロトルエンまたはヘキサ
ヒドロトルエンのいづれかを使用することは、ま
た有利であることが分つた。

端部１１および１２の面または表面は、それぞ
れ同一の環状溝１４および１５を有し、それらの
溝の軸線は、ダイ２の長手中心線３と一致してい
る。環状溝１４および１５の内側縁部１６および
１７は、動作本体４および基台部材８のそれぞれ
の端部１１および１２の中心部分１８および１９
を画成する。これらの環状溝１４および１５は、
圧力下で可塑性の固形媒質２０で満たされ、ここ
に開示する実施例では、この媒質はカトリナイト
などの石版石である。或は、これらの溝はこの媒
質で部分的にだけ満たされてもよい。

各ダイ２の動作本体４は、ダイ２の長手方向の
中心線３に対してほぼ直交する方向に２つの部品
で作られていて、それらの部品は、中心挿入体２
１と包囲リング２２とであつて両者は同軸的に位
置し、かつ試験試料７に向つて相対的前進をする
ことができる。

中心挿入体２１は、直線柱体の形状を持つてい
る。中心挿入体２１の端部２３の表面積は、動作
本体４の端部１１の中心部分１８の表面積よりも
小さい。固形媒質１３は、爆轟時に中心挿入体２
１を試験試料７に向つて更に前進させる。

中心挿入体２１と包囲リング２２との間にある
ガスケツト２４は、その間の内部摩擦を減少する
ことのできる材料で作られている。この例では、
ガスケツト２４は、鉛で作られている。或は、
銅、錫または弗素樹脂などの他の材料を使用する
こともできる。

中心挿入体２１の端部２３と密接接触するよう
に圧電素子２５が配設されている。この圧電素子
はリチユウムニオブ酸で作られ、装置を使用する
時、電源に接続される。この圧電素子に流れる電
流によつて、小振幅の機械的振動がその内部に発
生して、その振動は中心挿入体２１に伝送され
る。中心挿入体２１の振動は、中心挿入体２１と
包囲リング２２との間の摩擦を減少するように作
用する。

ここに開示された本発明の実施例においては、
ダイ駆動装置１０は液体２６であつて、この場合
は灯油であつて、それは、ダイ２の基台部材８と
直接協力するゴムなどの弾性材料で作られた球状
シエル２８と鋼製の球形シエル２９とによつて画
成される空洞内に細管２７を経て圧力下で供給さ
れる。

ダイ２の動作本体４は、パイロフイライトのよ
うに圧力下で可塑性の固形媒質３０によつて互い
に分離されている。

好ましくは、ダイは、タングステン炭化物、チ
タン浸炭窒化物および、ダイヤモンドおよびキユ
ービカル窒化硼素などの超硬度材料によつて製造
される。中心挿入体２１は、最も硬い材料で作ら
れるべきである。何となれば、最も大きい圧力が
加えられるからである。

上記の実施例は、200キロ・バーを超える圧力
を得ることができ、試験される試料を包囲する固
形媒質の体積は、１cm³の程度である。

100乃至150キロ・バーの圧力を100cm³までの体
積内に作るためには、第２図に示すベルト式の高
圧発生装置を使用することが便利であつて、その
多重ダイ装置１は、共通長手中心線３に沿つて互
いに対向して配置された２個のダイ２を持つてい
る。

この装置１の各ダイ２は、第１図に示した装置
のダイ２に類似し、すなわち、その長手中心線３
（第２図）の方向に２つの部品で作られている。
以下の説明は、非類似構造を持ち、異なる数字で
示されているダイ部品だけについて行なう。

ダイ２の一部品は、動作本体３１であつて、そ
の端部３２は、試験試料を包囲する加圧塑性の固
形媒質６と直接協働する作用をする。

ダイ２の他の部品は、基台部材３３であつて、
その端部３４は、全部のダイ２に共通のダイ駆動
装置１０に面している。

動作本体３１および基台部材３３のそれぞれの
他端部３５および３６は、互いに或る距離離れて
いる。端部３５，３６間の空間は、加圧塑性の固
形媒質１３で満たされる。ダイ端部３５および３
６の表面にはそれぞれ同一の環状溝１４および１
５が設けられる。これらの溝１４および１５の内
側縁部１６および１７は、それぞれ動作本体３１
および基台部材３３のダイ端部３５，３６の中心
部分３７および３８を画成する。これらの溝１４
および１５は、圧力下で塑性の固形媒質２０で満
たされる。

各ダイ２の動作本体３１は、ダイ２の長手中心
線３にほぼ直交する方向に２つの部品から成つて
いて、それらの部品は、中心挿入体３９と包囲リ
ング４０とであつて両者は同軸的に配置され、両
者の間に組込まれたガスケツト４１は、第１図の
ガスケツト２４に使用された材料と類似の材料で
作られる。

中心挿入体３９の端部４２（第２図）の表面積
は、動作本体３１の端部３５の中心部分３７の面
積よりも小さい。

中心挿入体３９の端部４２と密接接触して圧電
素子４３が配置される。

ここに説明される実施例においては、加圧塑性
の固形媒質６は、動作本体３１の端部３２の間に
位置し、或る範囲では固形媒質６に隣接する動作
本体３１の側面は、金属ベルト４４によつて拘束
されていて、その内側周囲は、例えばパイロフイ
ライトなどのような圧力下で可塑性の固形媒質４
５と接触状態にある。

ダイ２を駆動するための装置１０として、水圧
プレスを使用することができる。

本発明による高圧発生装置の比較的簡単な構造
は、第３図の実施例に示されている。

この装置は、互いに対向して共通の長手中心線
３に沿つて配置された、第１図および第２図のダ
イ２と同一の多重ダイ装置１に組込まれた１対の
ダイ２を持つている。この装置の各ダイ２は、互
いに対向して共通長手中心線３の方向に配置され
た２部品から成つている。ダイ２の一つの部品
は、動作本体５０であつて、その端部５１は、試
験試料５２を包囲する加圧塑性の固形媒質６と直
接に協働するように作用する。ダイ２の他の部品
は、基台部材５３であつて、その端部５４は共通
のダイ駆動装置１０に面している。

他の端部５５および５６は、互いに或る間隔離
れていて、両者間の空間は加圧塑性の固形媒質１
３で満たされる。

これらのダイ端部５５，５６の表面には、それ
ぞれ同一の環状溝５７，５８が設けられる。これ
らの溝の内側縁部５９，６０は、それぞれ端部５
５，５６の中心部分６１，６２を画成する。溝５
７，５８は、圧力下で可塑性の固形媒質２０で満
たされる。

特に大きな作動容積、例えば50cm³以上の作動容
積を有する装置に、この固形媒質２０に爆薬を使
用することを、推奨する。その際、爆薬は中心挿
入体６３の端面６６側のみ充填し、全体固形媒体
の体積の約５〜10％を占めるようにする。爆薬以
外の固形媒体にはカテリナイト（CaCo₃）を充填
する。

各ダイ２の動作本体５０は、ダイ２の長手中心
線３にほぼ直交する方向に２つの部品で作られ、
それらの部品は、同軸的に配置された中心挿入体
６３および包囲リング６４，６５であつて、試験
試料５２に向つて相対運動することができる。

第３図に示す実施例について実験を行つた時の
実験装置のデータは以下の通りである。図面にお
いて水平方向寸法は80mm、垂直方向寸法は220mm、
試料を包囲する固形媒質６の体積は20cm³、動作本
体５０の端部５５と基台部材５３の端部５６との
間の空間に満たされる固形媒質１３の体積は10cm³
である。なお第１図に示すボール型装置、あるい
は第２図に示すベルト型装置の全体寸法は、装置
の作用帯域の容積に依存する。また、固体媒体の
量と爆薬の量は、それぞれの装置の作動容積と、
この作動容積内で発生する圧力値とに依存する。

ここに説明した実施例においては、中心挿入体
６３の端部６６の表面積は、動作本体５０の端部
５５の中心部分６１の面積にほぼ等しい。中心挿
入体６３は、直線柱体の形状を持つている。中心
挿入体６３と包囲リング６４，６５との間には、
第１図のガスケツト２４に使用された材料と類似
の材料で作られたガスケツト６７，６８が組込ま
れている。

挿入体６３の端部６６（第３図）と密接に接触
して圧電素子６９が設けられる。

本発明による装置の上記実施例においては、ダ
イ駆動装置１０は、第２図に示したダイ駆動装置
１０と同様である。

動作本体５０の端部５１には、同一の環状溝７
０が設けられ、その内側縁部７１は、中心部分７
２を画成し、両端部間には試験試料５２を包囲す
る固形媒質６が存在する。溝７０は、カトリナイ
トまたはパイロフイライトなどの加圧塑性の固形
媒質７３で満たされる。各ダイの動作本体５０お
よび基台部材５３は、鋼製締付リング７４および
７５に圧入または焼ばめされる。

中心挿入体６３を包囲するようにした１対のリ
ング６４および６５を有することを特徴とする本
発明による装置の上記変形は、試験される試料を
包囲するために使用される固形媒質の体積が30〜
40cm³を超える場合の試料試験用として最も有利で
あることが分つた。

第４図に示す本発明による装置の別の変形は、
第３図に示した実施例とその構成は同一である
が、相違するところは、動作本体５０の中心挿入
体７６が直線截頭錐体の形状を有し、その底面
が、試料５２を包囲する固形媒質６と直接協力す
るように配置されていることである。

中心挿入体７６は、リング７７によつて包囲さ
れ、両者間に組込まれたガスケツト７８は、第１
図のガスケツト２４に使用された材料と同一の材
料で作られる。

本発明の本質を分り易くするために、第１図乃
至第４図に示した実施例は、圧電要素２５，４３
および６９への電流接続の詳細図を含まず、また
爆発を起すためにそれに供給される電流によつて
加熱されるように使用爆発物（すなわち固形媒質
１３）の中に設けた電線も示していない。

本発明による高圧発生装置の動作原理は、第１
図乃至第４図に示した実施例に対して同様であつ
て、第１図に示した実施例について更に詳細に以
下説明されるであろう。

ダイ駆動装置１０は、球状シエル２８を通して
ダイ２の基台部材８の端部９上に均等に分布した
力を加える。この力の作用を受けて、ダイ２はそ
れぞれの長手中心線３に沿つて前進させられ、そ
れによつていづれも加圧塑性化することのでき
る、試験試料７を包囲する固形媒質６と固形媒質
３０とを圧縮する。固形媒質３０は、ダイ２の側
面間の空隙に沿つて流れるように作用する。固形
媒質６は、ダイ２の側面間の空隙内に部分的に流
入するように作用するけれども、その他の固形媒
質６は圧縮されて、そこに発生した圧力は、試験
中の試料に伝達される。固形媒質６および３０の
流出によつて、ダイ２はその側面間の空隙を減少
し、試験試料７に向つて前進して固形媒質６に圧
力を加えることができる。

ダイ２の端部９の表面積は、動作本体４の端部
５の面積よりも倍数大きいので、液体２６内のか
なり低い圧力において固形媒質６内に高い圧力を
生じることができる。これが、試験試料を包囲す
る固形媒質６内に高い圧力を生じることを可能に
する主要原理であつて、これは、固形媒質６の流
出と、固形媒質に加えられる圧縮力とに基いてい
る。ダイ２の側面間の空隙が減少するにつれて、
空隙に逃出する固形媒質は少なくなる。ダイ２を
更に閉鎖し、媒質６内に更に高い圧力を得るに
は、ダイ２の端部９に作用する力を増加する必要
があり、すなわち液体２６内の圧力を増加する必
要があるが、この力は、もちろん媒質６内の圧力
増加に比例してはいない。

液体２６内および固形媒質６内の圧力上昇にと
もなつて、ダイ２はその端部９および５からその
長手中心線３に沿つて作用する圧縮力を受け、こ
の力の値は、固形媒質６および液体２６内の圧力
が次第に上昇するにつれて大きくなる。この圧縮
圧力は、従つて、動作本体４の端部１１と、基台
部材８の端部１２とに伝達されて、両端部１１お
よび１２を互いに近づける方向に動かす。この端
部１１，１２の閉鎖運動の結果は、環状溝１４，
１５内の固形媒質２０の圧縮と、動作本体４およ
び基台部材８の中心部分１８，１９間の空間内の
媒質１３の圧縮とを生じる。

固形媒質１３および２０に加えられる圧縮力の
作用下において、下記の態様でその内部に圧力を
生じる。これらの端部が互いに近づく方向に駆動
されると、固形媒質２０は端部１１，１２間の空
隙内に一部が流れる。溝１４，１５内に残る固形
媒質２０は圧縮されて、その中の圧力発生を来た
す。この圧力は、固形媒質１３の流れに反対作用
するように作用して、固形媒質１３内の圧力急上
昇に貢献する。固形媒質１３によつて占拠される
体積は、固形媒質６によつて占拠される体積より
数倍小さい。これは、固形媒質６によつて占めら
れる体積は、適当寸法の試験試料に適応するよう
でなければならないからである。上記の理由およ
び固形媒質１３は固形媒質２０によつて拘束され
ている事実によつて、固形媒質１３内の圧力上昇
率は、固形媒質６内の圧力上昇率よりも一層急激
である。固形媒質１３内の圧力は、動作本体４と
基台部材８の中心部分１８，１９と、環状溝１
４，１５との最適構造の選択と、更に固形媒質１
３，２０の内部摩擦係数と、固形媒質１３，２０
の初期体積とによつて決定される。この圧力から
生じる過剰の力は、中心挿入体２１の端部２３上
に作用して、中心挿入体を試験試料に向つて包囲
リング２２に対して相対的に動かし、それによつ
て動作本体４が相互に向つて駆動されるときに固
形媒質６に作用する圧縮力に付加されて、固形媒
質６内の圧力上昇を来たす。

動作本体４の側面間の或る空隙において、また
端部１１，１２間の或る間隔において、固形媒質
６，３０および２０の流れは、終了して、ダイ駆
動装置１０によつてダイ２の端部９に加えられる
力とは関係なく、ダイ２の全部品の運動の終結を
来たす。このようにして、ダイ駆動装置１０によ
つて端部９に加えられる力のためにダイ２の部品
が試験試料７の方向に前進する結果として固形媒
質６内に最大値の圧力を生じる。

ダイ駆動装置１０によつて端部９に加えられる
力のためにダイ２の部品が前進した結果、固形媒
質６内に最大圧力が達成されたときに、固形媒質
１３として作用する爆発物内に爆発が生起され
る。爆発時に固形の爆発物が気体状態に変換する
ことによつて、その結果生じた気体混合物の中に
圧力を生じ、中心挿入体２１をリング２２に対し
て相対的に試験試料７に向つて更に前進させるこ
とになる。このようにして、固形媒質６は、圧縮
作用を受け、その中の圧力を上昇させる。ダイ２
の基台部材８は、静止状態を保つ。爆発の結果に
よる気体混合物のその後の冷却と、その後の圧力
下降時に、この気体混合物によつて占拠された空
間は、この圧力下降を補うためにそこに流れ込む
ように作用する固形媒質２０で満たされる。

動圧力において知られているように、爆発時の
高圧力は、爆発結果の気体混合物内の加熱分子の
運動によつて30％が、分子の弾性反作用によつて
70％が負担されている。ここに提案された装置に
おいては、金属成分の質量は、爆発の結果生じる
気体生成物の質量を遥かに超えているので、この
気体生成物の熱を装置内に急速に分散させ、その
部品の温度の実質的上昇を来たさない。従つて、
本発明の装置においては分子によつて生じ、かつ
分子の弾性反作用による圧力を利用している。従
つて、固形媒質２０は、爆発物によつて本来占拠
されていた体積の３分の１以下を満たす。爆発物
の使用に関連して高圧発生装置に制限は課されな
い。何となれば、爆発物は密閉空間内に収容さ
れ、爆発から生じる気体生成物は、この装置から
決して逃出しないからである。

圧電素子２５は、中心挿入体２１の端部２３と
密接接触するように配置される。圧電素子２５に
加えられた電流の作用によつて、小振幅の機械的
振動がその内部に発生して中心挿入体２１に伝送
される。中心挿入体２１の振動は、中心挿入体２
１と包囲リング２２との間の摩擦の減少に貢献す
る。

本発明による高圧力発生装置は、構造が簡単で
あり、操作が容易であり、かつ製造に余分の費用
を必要としない。更に、任意適当の周知のダイ駆
動装置をその動作のために使用することができ
る。この装置によつて得られる高圧力と、使用さ
れる加圧塑性の固形媒質の体積とは、研究および
工業においてこの装置の広い使用を提供する。

以上の記載によつて、本発明による装置は、周
知の高圧発生装置の技術的パラメータ、例えば試
験試料を包囲する固形媒質の体積および／または
この媒質内に得られる圧力などを改良することを
可能にする。例えば、以上に記載された本発明
は、ボール形式の周知の高圧発生装置に適用され
たときに、使用される固形媒質の体積を増加する
ことができる。その反対に、固形媒質を多量使用
する周知のベルト形式装置に使用されるときに
は、本発明による装置は、この媒質内に比較的高
い圧力を得ることができる。

産業上の利用可能性 この高圧発生装置は、金属加工工業に使用され
る特別硬度材料の合成用に使用され、また高温度
および低温度における、および高圧下の磁界内に
おける固形物体の物理特性の調査用に使用される
ことができる。