JPS6349399A - 粒状成形材料の加圧方法および装置 - 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】 本発明は粒状成形材料を閉鎖成形室内で衝撃ガス圧力に
より加圧する方法、特に圧力室からの衝撃ガス圧力を圧
力上昇勾配ｄｐ／ｄｔをもって所定の最大値まで上昇さ
せ、かつ、成形室内における加圧すべき成形材料に作用
させ、さらに、成形室内の圧力を再び常圧まで降下させ
る加圧方法、並びにその加圧方法を実施するための装置
に関するものである。

粒状のモールド成形材料を衝撃ガス圧力により加圧する
従来既知の方法において、所定のガス圧力が作用してい
る圧力室と、加圧すべき粒状成形材料が収めらた成形室
との間の通路は、弁装置によって衝撃的に開放されるも
のである。この開放に際し、圧力室内のガス圧力は極く
短時間内に、すなわち例えば約０．００５〜０．１秒の
オーダの時間内に成形室内に加圧衝撃力として伝達され
、加圧すべき成形材料に及ぼされる。これにより達成さ
れる最大圧力は、圧力室および成形室の間の平衡圧力に
対応する。この平衡圧力に達すると通路内の弁装置を閉
鎖し、通常は成形室内の圧力を所定時間にわたって維持
し、引続いて成形室の排気を行なって圧力を常圧まで降
下させる。同時に、圧力室内の圧力を初期圧力まで上昇
させ、装置全体を新たな加圧操作の待機状態とする。

成形室内における圧力は多（のパラメータ、例えば装置
のジオメトリ、初期圧力、成形室内におけるデッドスペ
ース容積、排気時間等々によって規定され、もっばら上
記パラメータの変更によって変化させるものである。し
たがって加圧状態の最適化は必ずしも容易とは言えない
。

基本的には、急峻な圧力上昇および過度に高くない最終
圧力の達成が意図されており、これは緩慢な圧力上昇時
には成形材料の充分な加圧が行なえないことに由来して
いる。この場合、急峻な圧力上昇の下では所望の最適最
終圧力を維持するのが困難となる。すなわち、弁装置の
閉鎖体質量を加速させてから停止させ、さらに閉鎖位置
に復帰させるべく再び加速する必要があるところ、利用
しろる極く短時間の間にかかる変位を精密には制御しえ
ないからである。

本発明の目的は、最適圧力への調整が容易であり、異な
る最終圧力下でも良好な加圧を行なうことのできる加圧
方法および装置を提案することにある。

本発明による加圧方法は、前述した形式のものにおいて
、圧力室内での所定の圧力下でほぼ一定の圧力上昇勾配
ｄｐ／ｄｔを有する衝撃ガス圧力を発生させ、成形室内
における圧力を常圧と最大平衡圧力との間の任意に設定
しろる値となるまで所定の制御条件下で上昇させること
を特徴とするものである。

往復移動しうる閉鎖体を存する弁装置の開放によって衝
撃ガス圧力を圧力室から成形室内に到達せしめ、かつ、
弁装置の閉鎖によって衝撃ガス圧力の作用を中断する場
合、弁装置をその行程変位の開始時に開放すると共に行
程変位の終了時に閉鎖し、その行程変位における平均速
度またはストロークの制御によって成形室内の圧力値を
調整可能とするのが望ましい。行程変位の平均速度また
はストロークの変更により、成形室内の圧力値を容易に
調整することができる。

上述の加圧方法を実施するための本発明による加圧装置
は、圧力室を有するハウジングを具え、該ハウジングを
成形装置の成形室上に気密に配置し、ハウジングの通路
内に、往復移動しうる閉鎖体を有する弁装置と、その制
御手段とを配置し、この弁装置を経て圧力室からの衝撃
ガス圧力を成形室内に到達可能とした加圧装置において
、弁装置の閉鎖体がその行程変位前の初期位置にあると
きに圧力室および成形室の間の通路を閉鎖状態に維持す
ると共に前記行程変位の開始時に前記通路を開放し、さ
らに、前記行程変位の終了時に前記通路を閉鎖する閉鎖
手段を設けたことを特徴とするものである。

閉鎖体および閉鎖手段を各行程変位の終了時に、圧力室
および成形室の間の通路を開放することな（初期位置ま
で復帰させる構成とすることができる。また、各行程変
位の終端における閉鎖位置が、次の加圧操作の初期位置
となる構成としても良い。

本発明により、圧力容器から成形室内へのガス流を制御
された条件下で中断することによって、成形室内の圧力
を常に圧力室内の圧力よりも低く保つことができる。加
圧装置をより低い圧力で作動させうるため、運転コスト
を低減することができ、しかも装置全体の安全性を向上
することも可能となるものである。

以下、本発明を図示の実施例について説明する。

第１図は本発明による加圧方法を実施した場合の圧力変
化を例示するグラフである。後述するごとき特定の配置
とした加圧装置により、圧力室内における所定の圧力下
で、並びに同様に形成され、かつ充填された成形手段に
よって、圧力の上昇勾配ｄＰ／ｄ　ｔはほぼ一定に保た
れるものである。通常は、すなわち従来方法によれば、
Ｂ点において平衡圧力が達成される。これに対して本発
明の加圧方法によれば、圧力室から成形室内に衝撃的に
吐出されるガス流が、平衡圧力に達する前に例えばＡ３
点において圧力増加を中止する。また、例えばＡ２点ま
たはＡ３点において圧力増加を中止させることも可能で
ある。この圧力増加中止点の制御は、弁装置における閉
鎖体の平均的作動速度またはストロークの変更、すなわ
ちストロークの両端における開放位置と閉鎖位置との間
の移動に要する時間の変更によって行うものである。本
発明においてはストロークの一端において閉弁状態とす
るものであるため、所望の圧力増加中止点の制御は何ら
困難性を伴わずに達成することができる。

成形室内において最高圧力が得られた後、すなわち弁の
閉鎖直後に圧力が若干降下し、これは閉弁移動の後に成
形材料および／または弁座の弾性シール材料が圧密され
て成形室が膨張することに由来するものである。成形室
内における本来の圧力はＡ８点において安定化されるも
のであり、その圧力は最終的に成形室が排気され、成形
室内で常圧までの圧力降下が生じるまで任意の時間にわ
たって維持される。

図示の圧力線図において区間■は衝撃圧力のカーブを、
区間■は最高圧力に達した後の成形室内における何らか
の理由に起因する圧力降下を、そして区間■または■′
は所定時間にわたって維持される圧力をそれぞれ表わし
ている。これらの区間の後、本来の圧力降下が生じるも
のである。

第２図は上述した本発明方法を実施するための加工装置
を線図的に示すものである。この加圧装置は圧力室２を
有するハウジング１を具え、この圧力室は例えば工場の
圧縮空気系統りを介して圧縮空気が供給可能とされてい
る。このハウジング１は、工場内において成形装置３の
上側に配置する。ハウジング１内には、弁装置５が配置
された通路４を設け、この通路により圧力室２からの衝
撃ガス圧力を制御手段６を介して成形装置３内における
成形材料の上方スペース３′に伝達可能とする。弁装置
５の閉鎖体７は、例えば複動式作動シリンダよりなる制
御手段によって段歩的に往復変位させるものであり、こ
れにより閉鎖体７が各作動行程の終端において圧力室２
と成形室３′との間の通路４を密接に閉鎖する構成とす
る。弁の閉鎖後に成形室の排気を行う手段８を設けるの
は言うまでもない。

上述のごとき装置における主たる問題点は、圧力室と成
形室との間の通路を各作動行程の終端において閉鎖する
必要があり、しかも通路を弁装置の初期位置への変位に
際して閉鎖状態に維持しなければならない点にある。

かかる問題点は、本発明によれば種々の方法によって解
決することができる。例えば、第３図に示す装置におい
ては閉鎖体１５を所定の終端位置に配置された２枚の弁
板１８　、１９の間で往復変位可能とし、これにより一
方の弁板を、したがって圧力室２と成形室３′との間の
通路４を閉止するものである。この場合、新たな作動サ
イクルのためには閉鎖体１５を初期位置まで復帰させる
。同様の機能を発揮させるため、本来の圧力室２に通路
４０周辺近接領域で副室２′を区分して設け、これら画
室を適当な弁装置によって相互に分離可能とすることか
できる。この分離状態が維持される間、閉鎖体は圧力室
２内の圧力ガスの漏洩を伴なうことなく、常にその初期
位置まで復帰させることができる。

第４図は他の実施例を線図的に示すものである。

本例においては単一の弁板１０を設け、この弁板は各作
動行程の終端において両側からそれぞれ閉鎖板１１　、
１２によって閉鎖するものである。そのために複動式作
動シリンダ１３を配置する。この比較的簡単な構成の利
点は、閉鎖体の初期位置への復帰が不要となることであ
る。

さらに他の実施例として、弁板の内部通路を閉鎖体によ
り各側から閉鎖可能とすると共に、かかる閉鎖体を相互
に可動結合する構成とすることもできる。

第３図に示した実施例においては、往復動可能な閉鎖体
１５と対向する少なくとも一方の弁板１８゜１９０表面
を比較的厚肉の弾性材料層で被覆し、この弾性材料層は
、各作動行程の終端における閉鎖体の衝撃を弾性的に捕
捉または制動しつつ圧縮される構成とする。なお、上側
の弁板１８内の通路１６が制動材料層における通路１７
に対応するものであることは勿論である。

第３図（ａ）〜（ｅ）は、加圧装置の全作動サイクルを
説明するものである。すなわち、第３図（ａ）は閉鎖体
１５が下側の弁板１９を閉鎖している初期位置を示して
いる。第３図（ｂ）は閉鎖体１５の上昇行程にある加圧
装置を示しており、図示位置においては本来の加圧を行
なうものである。第３図（Ｃ）は通路の閉鎖、すなわち
閉鎖体１５による上側弁板１８の通路１６の閉鎖に伴な
う加圧終了位置を示す。第３図（ｄ）は閉鎖体の初期位
置、すなわち下側の弁板１９上における閉鎖位置への復
帰行程を示し、そのために上側の弁板１８も適宜の手段
により下降変位させ、閉鎖体１５の復帰変位の間に圧力
室と成形室との間の通路を閉鎖状態に維持するものであ
る。さらに、第３図（ｅ）は上側の弁板１８が正規の作
動位置に復帰した後の初期状態を示している。

これに対して第４図は、より簡略化された弁装置の実施
例を示しており、本例においては通路、したがって弁板
１０を作動シリンダ１３の作動行程位置に応じて閉鎖体
１１または１２により選択的に閉鎖するものである。本
例においても弁板１０上に、すなわち弁板の両側にそれ
ぞれ弾性制動材料層１０′。

１０−を配置することができる。

上述の制動材料層の圧縮により、最高圧力に達した直後
、すなわち弁の閉鎖直後に圧力降下が生じる。制動材料
としては種々のゴム状弾性体、例えばバイエル社の登録
商標ｒＶｕｌｋｏｌｌａｎ　Ｊにより既知のポリウレタ
ンエラストマが好適である。

第５図は弁装置の変形例を線図的に示すのである。本例
においては、作動シリンダ１３により段歩的に往復動可
能とされたピストンロッド１３′　を、２枚の穿孔弁板
２１　、２２　、２２′の間の穿孔閉鎖体２０内で変位
させ、各弁板との接触状態で閉鎖位置に保持する。

第５図の左半分に示す実施例は、上側弁板２２の下面に
ゴム状弾性材料よりなる制動バッド２３を取付けたもの
である。制動バッド２３が当接することによって通路が
閉鎖され、圧力上昇は衝撃的に中断される。これに際し
て制動バッド２３は厚さが約半減するまで圧縮されると
共に成形室の容積が膨張する。

第５図の右半分は上記実施例の変形例を示すものである
。本例においては上側弁板２２′をハウジング部分２４
内で変位可能に案内し、かつ、圧縮ばね２５により常時
ストッパー２６に向けて偏寄する。

閉鎖体２０が弁板２２′　と当接すると通路が閉鎖され
、圧力上昇が中断される。弁板２２′　は、これに当接
する閉鎖体２０と共に圧縮ばね２５の作用に抗して所定
量だけ上方に向けて変位しうるちのである。この変位に
よっても第５図の左半分に示す実施例におけると同様に
成形室の容積膨張が可能となり、これに対応して成形室
内の圧力を降下させることができる。

第５図に示すいずれの例においても、閉鎖体は上側弁板
２１と当接する初期位置まで復帰させることは言うまで
もない。

閉鎖体を段歩的に往復変位させる作動シリンダを適切に
制御することにより、閉鎖体における行程変位のストロ
ークまたは平均速度を調整して成形室内の最大圧力を適
宜に設定することが可能となる。

このような精密な制御が可能であることに基づき、加圧
装置をより低い圧力で作動さることができるので、単に
経済的利点が得られるのみならず、装置の安全性を向上
することも可能となるものである。

剛性のある穿孔板として形成されている弁板における閉
鎖体との対向面に弾性材料層を配置したことにより、衝
撃エネルギを吸収しうろことは勿論、即効性のあるシー
ル作用を発現させることも可能となる。

圧力室内の圧力とは無関係に、従来技術と対比して加圧
装置をより低い圧力で作動させることができる。

弁装置の閉鎖直後の圧力降下、または弾性シール面の圧
縮およびこれに伴うシール部材の変位に由来する成形室
の容積膨張は、容易に検出可能であり、何らの支障をも
きたすものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加圧方法における圧力変化の一例
を示すグラフ、 第２図は上記方法の実施に用いる加圧装置の一例を示す
略図、 第３図（ａ）〜（ｅ）は加圧装置の他の実施例の各作動
モードを示す略図、 第４図は加圧装置の他の実施例を示す略図、第５図は加
圧装置の他の実施例を示す略図である。 １・・・ハウジング　　　　２・・・圧力室３・・・成
形装置　　　　　３′・・・成形室４・・・通路　　　
　　　　５・・・弁装置６・・・制御手段　　　　　７
・・・閉鎖体８・・・排気手段　　　　　１０・・・弁
板１０′、　１０″・・・制動材料層 １１、１２・・・閉鎖板　　　　１３・・・作動シリン
ダ１３′・・・ピストンロッド　１５・・・閉鎖体１８
、１９・・・弁板　　　　　２０・・・閉鎖体２１、２
２．２２′・・・弁板　　２３・・・制動パッド２５・
・・ばね　　　　　　　２６・・・ストッパーＦｉｇ、
Ｉ Ｆｉｇ、　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粒状成形材料を閉鎖成形室内において衝撃ガス圧力
   により加圧する方法であって、圧力室からの衝撃ガス圧
   力を圧力上昇勾配ｄｐ／ｄｔをもって所定の最大値まで
   上昇させ、かつ、成形室内における加圧すべき成形材料
   に作用させ、さらに、成形室内の圧力を再び常圧まで降
   下させるものにおいて、圧力室内での所定の圧力下でほ
   ぼ一定の圧力上昇勾配ｄｐ／ｄｔを有する衝撃ガス圧力
   を発生させ、成形室内における圧力を常圧と最大平衡圧
   力との間の任意に設定しうる値となるまで所定の制御条
   件下で上昇させることを特徴とする加圧方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の加圧方法において、衝
   撃ガス圧力の発生を圧力上昇勾配のほぼ一定の領域内で
   中断することを特徴とする加圧方法。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の加圧方法
   において、衝撃ガス圧力の発生を平衡圧力の最大１５％
   に相当する圧力領域内で中断することを特徴とする加圧
   方法。 ４、特許請求の範囲第１項記載の加圧方法であって、往
   復移動しうる閉鎖体を有する弁装置の開放によって衝撃
   ガス圧力を圧力室から成形室内に到達せしめ、かつ、該
   弁装置の閉鎖によって衝撃ガス圧力の作用を中断するも
   のにおいて、弁装置をその行程変位の開始時に開放する
   と共に行程変位の終了時に閉鎖し、その行程変位におけ
   る平均速度の制御によって成形室内の圧力値を調整可能
   とすることを特徴とする加圧方法。 ５、特許請求の範囲第１項記載の加圧方法であって、往
   復移動しうる閉鎖体を有する弁装置の開放によって衝撃
   ガス圧力を圧力室から成形室内に到達せしめ、かつ、該
   弁装置の閉鎖によって衝撃ガス圧力の作用を中断するも
   のにおいて、弁装置をその行程変位の開始時に開放する
   と共に行程変位の終了時に閉鎖し、その行程変位のスト
   ロークの変更によって成形室内の圧力値を調整可能とす
   ることを特徴とする加圧方法。 ６、粒状成形材料を閉鎖成形室内において衝撃ガス圧力
   により加圧する装置であって、圧力室を有するハウジン
   グを具え、該ハウジングを成形装置の成形室上に気密に
   配置し、ハウジングの通路内に、往復移動しうる閉鎖体
   を有する弁装置と、その制御手段とを配置し、この弁装
   置を経て圧力室からの衝撃ガス圧力を成形室内に到達可
   能とした加圧装置において、弁装置の閉鎖体がその行程
   変位前の初期位置にあるときに圧力室および成形室の間
   の通路を閉鎖状態に維持すると共に前記行程変位の開始
   時に前記通路を開放し、さらに、前記行程変位の終了時
   に前記通路を閉鎖する閉鎖手段を設けたことを特徴とす
   る加圧装置。 ７、特許請求の範囲第６項記載の加圧装置において、前
   記閉鎖体および閉鎖手段を各行程変位の終了時に、圧力
   室および成形室の間の通路を開放することなく初期位置
   まで復帰させることを特徴とする加圧装置。 ８、特許請求の範囲第７項記載の加圧装置において、前
   記弁装置を直接包囲する圧力室部分を圧力室の残部から
   分離して配置し、前記閉鎖体をその初期位置で復帰させ
   るべく前記圧力室部分と圧力室の残部との間の連通をし
   ゃ断可能としたことを特徴とする加圧装置。 ９、特許請求の範囲第６項記載の加圧装置において、前
   記閉鎖体を、主閉鎖部材と、これに対して可動結合され
   た副閉鎖部材とにより構成し、この副閉鎖部材は主閉鎖
   部材の行程変位の終了時に圧力室および成形室の間の通
   路を閉鎖可能としたことを特徴とする加圧装置。 １０、特許請求の範囲第６項記載の加圧装置において、
   圧力室およ成形室の間の通路を第１の弁板と、これに関
   連させて配置されたピストン状閉鎖体との各内部に形成
   すると共に該閉鎖体によりその閉鎖位置で第１の弁板に
   おける通路を閉鎖可能とし、第１の弁板から離間させて
   第２の弁板を配置すると共に第２の弁板に第１の弁板に
   おける通路に対応する通路を形成し、前記閉鎖体を第１
   および第２の弁板の間で往復移動可能とし、かつ、第２
   の弁板の通路を前記閉鎖体によりその行程変位の終了時
   に閉鎖可能としたことを特徴とする加圧装置。 １１、特許請求の範囲第１０項記載の加圧装置において
   、少なくとも第２の弁板における前記閉鎖体との対向面
   を弾性制動材料層によって被覆し、該弾性制動材料層に
   弁板における通路に対応する通路を形成したことを特徴
   とする加圧装置。 １２、特許請求の範囲第１０項または第１１項記載の加
   圧装置において、第２の弁板を、これとシール接触状態
   にある閉鎖体と共に閉鎖体が第１の弁板と当接する初期
   位置まで復帰させ、かつ、第２の弁板をその行程変位の
   終端においてその作動位置まで復帰させる手段を具える
   ことを特徴とする加圧装置。 １３、特許請求の範囲第６項記載の加圧装置において、
   前記弁装置が、圧力室および成形室の間の通路の一部を
   形成した弁板を具え、この弁板により、共通のピストン
   ロッドに相互に離間させて配置され、かつ、それぞれ通
   路が形成された２つのピストン状閉鎖体を相互に分離し
   、これらの閉鎖体により行程変位端において交互に弁板
   における通路を閉鎖する構成としたことを特徴とする加
   圧装置。 １４、特許請求の範囲第１３項記載の加圧装置において
   、弁板の両面を、弁板における通路に対応する通路が形
   成された弾性制動材料層により被覆したことを特徴とす
   る加圧装置。 １５、特許請求の範囲第６項〜第１４項のいずれか１つ
   に記載された加圧装置において、前記弁装置の制御手段
   は、閉鎖体の往復移動を生じさせるように構成したこと
   を特徴とする加圧装置。 １６、特許請求の範囲第１５項記載の加圧装置において
   、閉鎖体を移動させる部材の平均速度を調整可能に変化
   させる制御装置を具えることを特徴とする加圧装置。 １７、特許請求の範囲第１５項記載の加圧装置において
   、弁装置の行程変位のストロークを調整可能に変化させ
   る制御装置を具えることを特徴とする加圧装置。