JPS6384796A - 湿式冷間静水圧加圧装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、湿式冷間静水圧加圧装置に係り、粉末冶金並
びに窯業の分野において、金型成型法あるいは鋳込成形
法などとともに利用される。

（従来の技術） 冷間静水圧加圧成形法（以下、ＣＩＰと略称する場合が
ある）としては、乾式法と湿式法とがあり、そのうち湿
式法はゴム袋（ゴム型）に封入した粉末を成形容器内の
液中に浸漬して加圧成形するものであり、その原理、用
途並びに利用分野等は、１９８１年１月３０日発行の、
Ｒ＆Ｄ／神戸製鋼技報（第３１巻・第１号）の第４５頁
〜第４７頁に掲載されている。

すなわち、第５図番図で示す如く、成形容器３の上、下
開口端を上下蓋２．７で閉塞するとともに、ゴム型４に
封入されている粉末５は圧力ポードアａから供給された
圧力媒体６により、所要の成形圧まで等方正加圧力で成
形（第５図（２）参照）され、そのときの加圧軸力はプ
レスフレーム１によす受担させ、加圧成形後にあっては
圧力ポードアａから圧媒６を流出させ大気圧まで減圧し
、成形を終了するものである（第５図（３）参照）。

これら一連の加圧成形により第７図で示す如く粉体は５
０〜６０％の体積収縮が起こる。

なお、粉体の装着及び成形体の取出しはプレスフレーム
移動シリンダ９にてプレスフレーム１を移動させるとと
もに、上蓋昇降シリンダ８にて上蓋を上昇させて行なう
ようされている。

第６図は前述ＣＩＰ装置の操作回路（水圧装置）であり
、圧力ボートは高圧用７ａと低圧用７Ｂとをそれぞれ有
し、給水ポンプ１１、低圧ポンプ１２、高圧ポンプ１３
、減圧弁１４、給排水弁１５、圧媒６用のタンク１６、
排水ポンプ１７、排水弁１８等を備えている。

すなわち、第７図で示しているように、１５０　ｋｇ・
ｆ／ｃＪＡ程度の低圧で粉体が４０〜５０％収縮するこ
とに着目して、１５０　ｋｇ−ｆ／ｃｊ程度の大吐出量
の低圧ポンプ１２と最終成形圧まで加圧する小吐出量の
高圧ポンプ１３とによる２段昇圧により、成形時間の短
縮が図られるようにされている。

（発明が解決しようとする問題点） ひとつの成形容器３で低圧から高圧まで一連に成形する
場合、体積収縮率は一般に第７図のＡ、Ｂ、Ｃで示す如
＜５０〜６０％で等方加圧において成形体は粉体を直径
り、長さしのゴム型に封入して加圧成形すると、直径が
０．７４　Ｄ〜０゜７９Ｄ１長さは０．７４　Ｌ〜０．
７９　Ｌとなる。

さらに、見掛密度が非常に小さいものでは第７図のＤで
示す如く体積収縮率は９０％にもなり、直径で０．４６
Ｄ、長さで０．４６Ｌにもなる。

しかし、成形容器は元の寸法り、Ｌ、すなわち、ゴム型
寸法り、Ｌにて決定されるものであるから、■；得られ
る成形体寸法に比べて大径で高圧に耐える成形容器が必
要となり、これに伴って、上蓋、下蓋およびプレスフレ
ーム等の装置全体が大型化ひいては高価格となる。■；
この場合、ゴム型も高圧にて大変形するのでゴム型の寿
命が大巾に低下する。■；容器効率が低下するので高圧
ポンプの稼動率が大巾に上がり、メンテナンス機会が増
加する。■；大径の高圧シールが必要となる。■；また
ひとつのＣＩＰ装置で大形で低圧加圧の成形体と小形で
高圧加圧というような複数種の成形体を加圧成形する場
合、ＣＩＰ装置は成形体の最下径と最高成形圧力に左右
されるため、非常に無駄な装置になる。

本発明は、成形圧力と容器内径が異なる複数個の成形容
器に対してひとつの水圧装置を共用することによって、
それぞれの容器に対応した異なる圧力で順次加圧成形す
ることができるＣＥＰ装置を提供することが目的である
。

（問題点を解決するための手段） 本発明が前述の目的を達成するために講じる技術的手段
の特徴とする処は、成形容器と水圧装置とを備え、ゴム
型に封入された粉体を成形容器内の液中に浸漬して水圧
装置による昇圧で加圧成形する湿式冷間静水圧加圧装置
において、成形圧力と容器内径が異なり、かつ容器内径
が大きいほど成形圧力が低くなる複数個の成形容器が備
えられており、それぞれの成形容器に対応した異なる圧
力で圧力媒体を供給するとともに、減圧、排水するひと
つの水圧装置が備えられている点にある。

（作　用） 本発明によれば、第１図、第２図で示す如く、プレスフ
レーム２０をその移動シリンダ２２により高圧側成形容
器１２側に退逃させた状態で、低圧側上蓋１３を開放し
、粉体１７を予め封入した大径ゴム型１８を低圧側成形
容器１１内に装着する。

次いで、低圧側上１ｉ１３で成形容器１１の上端側を閉
じ、プレスフレーム２０を低圧側に移動させてプレス軸
力を受担可能な姿勢としてから、低圧ポンプ３５にて加
圧することにより予備成形を行なう。

予備成形完了後に、低圧側成形容器ｌｌ内の圧媒を減圧
するとともに排水させ、ゴム型１８を低圧側成形容器１
１から取出し、ゴム型１８内の予備成形体１７Ａを小径
ゴム型１９に移し換える。

次いで、小径ゴム型１９を前述した低圧側と同様な操作
で高圧側成形容器１２に装着し、高圧ポンプ３６により
最終成形圧力まで加圧成形し、その後、減圧、排水工程
を経由することでここに、所定の成形体が得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図および第２図を参照して
詳述する。

第２図において、架台１０には低圧側成形容器１１と高
圧側成形容器１２が並設して取付けられており、前者容
器１１の内径が後者容器１２の内径よりも大径とされて
いる。

なお、いずれの成形容器１１．１２においても厚肉円筒
の２層焼ばめ構造とされ、最大応力が発生する内筒には
、焼ばめにより強度上有利な圧縮応力を発生させ、各容
器１１．１２に対応した成形圧力（内圧）を作用させた
とき、高い引張応力を発生させないようにし、疲労強度
の向上を考慮した構造としている。

成形容器１１．１２のそれぞれの上下開口部にはシール
１３Ｂ、　１３Ｃ，１４Ｂ、　１４Ｃを有する上・下蓋
１３．１３Ａ、　１４．１４Ａが挿脱自在に嵌合されて
おり、上蓋１３゜１４のそれぞれは昇降シリンダ装置１
５．１６によりそれぞれ成形容器１１．１２の各上開口
部に対して挿嵌自在とされ、ここに、粉体１７を封入し
たゴム型１８゜１９を各上開口部より装入取出し自在と
している。

各成形容器１１．１２に作用するプレス軸力を担持する
プレスフレーム２０は両容器１１．１２に対して共用さ
れており、本図示例では走行台車２Ｌ上に積層板構造で
門形形状とされたプレスフレーム２０を移動シリンダ装
置２２の伸縮を介して両容器１１．１２の上・下蓋１３
．１３Ａ、　１４．１４Ａに保税自在としたものが例示
されている。

なお、プレスフレーム２０は走行台車式の他、架台１０
側に旋回軸を設け、この旋回軸回りに旋回されて両容器
１１．１２に対して保税自在となる所謂旋回式のもので
あっても構わない。

上蓋１３．１４のそれぞれには空気抜き弁２３．２４に
それぞれ接続されている空気抜きボー）２３Ａ、　２４
Ａを有し、下蓋１３Ａ、　１４Ａのそれぞれには水圧装
置２５に接続されている圧媒ボート２６．２７を有して
いる。

第１図を参照すると、水圧装置２５、すなわち圧力媒体
の供給、昇圧、減圧、排水等を行なう操作回路の一例が
概略的に示されている。

第１図において、圧媒タンク２８の圧媒２９は給水ポン
プ３０により、給排水切換弁３１を有する供給回路３２
に送液され、給排水切換弁３１以降における分岐送液回
路３２．３３にそれぞれ切換弁３２Ａ、　３３Ａを設け
て低圧側成形容器１１の圧媒ボート２６及び高圧側成形
容器１２の圧媒ボート２７にそれぞれ個別に送液可能と
されている。

供給回路３２の途中にはバイパス回路３４を介して低圧
ポンプ３５が設けられており、従って、切換弁３３Ａを
消磁させて分岐送液回路３３を遮断した状態にするとと
もに、切換弁３２Ａを励磁して分岐送液回路３２を連通
した状態にすることにより、低圧側成形容器１１内で、
例えば１５０ｋｇ　−ｆ／ａＡ程度に圧媒２９を昇圧可
能としている。

なお、その昇圧圧力はセンサー３２Ｂで検出可能である
。

高圧側成形容器１２に対して給水ポンプ３０からの圧媒
２９を、切換弁３２Ａを遮断して切換弁３３＾を連通し
た状態にしておくことにより、分岐送液回路３３を介し
て圧媒ボート２７より送液し、その後、分岐送液回路３
３と給水ポンプ３０の吐出側との間に設けた高圧ポンプ
又は増圧機３６によって所定の成形圧、例えば１０００
１００Ｏ／ｃ１１！〜２０００ｋｇ−ｆ／ａｄまで昇圧
可能である。

すなわち、増圧機３６は親シリンダ３６Ａに親ピストン
３６Ｂを嵌合させ、親ピストン３６Ｂからこれより小径
のピストンラム３６Ｃの一対を突出させて子シリンダ３
６Ｄに嵌挿させ、子シリンダ３６Ｄ側にそれぞれ対の逆
止弁３６Ｅを設けてなり、一方の子シリンダ３６Ｄに送
液されると親ピストン３６Ｂがいずれか一方に摺動され
て面積差によって１０００〜２０００ｋｇ　−ｆ／ｃｎ
ｆまで昇圧可能とされ、この圧力はセンサー３３Ｂで検
出可能とされている。

更に、給排水切換弁３１の排水側回路３７には排水弁３
８と排水ポンプ３９が備えられ、成形容器１１．１２内
で所定の加圧成形を行なった後に、圧媒２９をタンク２
８に回収するようにされており、更に、水圧装置２５に
は前述した昇圧ポンプ手段、すなわち、吐出圧と吐出量
が異なり低圧はど吐出量が多くされた本例では２（１！
のポンプ３５と増圧機３６の他、減圧時の成形品の割れ
を防止するための一次減圧弁４０と二次減圧弁４１が備
えられ、−次減圧、二次減圧ともに絞り弁で減圧し、こ
の減圧速度は絞り具合により変更できるとともに、あら
かじめ設定した圧力まで一次減圧弁４０で減圧されると
、二次減圧に移るようにされている。

従って、第１図、第２図の実施例においては、゛低圧側
成形容器１１に、粉体１７を封入したゴム型１８を装着
し、空気抜きするとともにプレスフレーム２０を上・下
蓋１３．１３Ａに係合した状態で、圧媒２９の供給およ
び昇圧によって予備的な加圧成形がなされる。

加圧成形後、圧媒を排水してゴム型１８を取出し予備成
形品１７Ａを高圧側ゴム型１９に装入する。

なお、この場合、ゴム型がラテックスゴム等の変形容易
なものであるときはゴム型を代える必要はない。

予備成形品を有するゴム型１９を高圧側成形容器１２内
に装着し、プレスフレーム２０の係合、空気抜き等の所
要の工程を経てから、成形容Ｓ１２内に圧媒２９を供給
するとともに最終成形圧まで昇圧することにより、ここ
に、等方的加圧成形がなされ、減圧工程、排水工程を経
由することで、所定の成形品が得られる。

なお、高圧側において、ゴム型１９に粉体１７を封入し
て独自に加圧成形することも当然可能である。

第３図は本発明の他の実施例であり、並設した低圧側成
形容器１１と高圧側成形容器１２を上下蓋とともに架台
１０上で移動シリンダ４２によって摺動自在にするとと
もにプレスフレーム２０を定置固定形となし、このプレ
スフレーム２０に成形容器１１．１２を切換自在にした
ものである。

第３図の実施例では更に、増圧機３６としてプレスフレ
ーム２０内の上部に、ピストン加圧構造として具備させ
ている。

すなわち、プレスシリンダ４３をプレスフレーム２０に
取付け、これに嵌合するピストン４４を設けるとともに
上蓋側に小径ピストン部４５を設けることによって構成
されている。

従って、第１図で示した給水ポンプ３０からの圧媒を高
圧側成形容器１２に供給してから、プレスシリンダ４３
におけるピストン４４上面に送液すると、ピストン４４
と小径ピストン部４５との面積差により例えば１０００
〜２０００ｋｇ　−ｆ／ｃｎｉまで昇圧可能である。

なお、低圧側成形容器１１にあっては、これをピストン
４４位置まで摺動させ、該ピストン４４の下端を上蓋１
３に係合させた状態で、液圧を介してプレスフレーム２
０によりプレス軸力を担持するようにされる。

その余の構成は第１図の実施例と共通する。

なお、第３図の実施例において、ピストン加圧構造の増
圧機を設けることなく、プレスフレーム２０に対して成
形容器１１．１２を交互に係合できるようにしただけで
あってもよい。

第４図は本発明の他の実施例であり、上蓋をも低圧側成
形容器１１と高圧側成形容器１２とに共用できるように
したものであり、このために、前者容器１１に嵌合され
る大径部４４と後者容器１２に嵌合される小径部４５と
を２段構造として形成するとともに各シール４４Ａ、　
４５Ａを併せて設け、上蓋昇降シリンダ装置４６を画成
形容器１１．１２間に昇降のみでなく旋回自在に設けた
ものであり、その余の構成は第１図、第２図と共通する
。なお、成形容器を３個以上設けたときは各容器の内径
に適合する段付構造とすることは明らかである。

なお、以上の実施例では成形容器は２個で例示したが、
これは２個以上であってもよく、要は、プレスフレーム
および水圧装置を共用して低圧成形と高圧成形を個別に
または順次予備成形（低圧）から最終成形までできるも
のであればよい。

（発明の効果） 本発明によれば、第７図に示した粉体Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄにおいて低圧側を１５０ｋｇ−ｆ／ａａとすれば
直径では次のようになる。

（低圧側収縮率）×高圧側収縮率＝（全体収縮率）Ａ　
　　　Ｏ，８４ｘ　　　Ｏ，９４＝　０．７９　ＤＢ　
　　　Ｏ，８２Ｘ　　　Ｏ，８７＃　０．７Ｌ　ＤＣＯ
，７９ｘ　　　Ｏ，９０＝　０．７１　ＤＤ　　　　Ｏ
，５８ｘ　　　Ｏ，８０＝　０．４６　Ｄとなり、従来
例の如くひとつの成形容器で低圧から高圧まで成形する
ときに比べて高圧側の力量で０．３３〜０．７１倍とな
り、ここに、装置の小形化が図れる。

また、高圧側での収縮率が小さくなることから、ゴム型
の変形が小さくて済み、ゴム型の寿命が向上できる。

適切な容器径及び圧力を組合せることができるので装置
力量を最小にできる。

本発明は以上のような作用効果を有することから、湿式
冷間静水圧加圧装置として実用に供して多大な利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明と従来例を示し、第１図は本発明実施例の
全体構成の概念図、第２図は同じく成形容器部分の立面
断面図、第３図は第２実施例の立面断面図、第４図は第
３実施例の立面断面図、第５図（１）　（２１＋３）は
従来例の工程を併せて示す立面断面図、第６図は従来例
の全体構成の概念図、第７図は粉体の圧縮性伏を成形圧
力と体積収縮率との関係で示すグラフである。 １１・・・低圧側成形容器、１２・・・高圧側成形容器
、１７・・・粉体、１７Ａ・・・予備成形品、１８．１
９・・・ゴム型、２０・・・プレスフレーム、２５・・
・水圧装置、３０・・・給水ポンプ、３２Ａ、　３２Ｂ
・・・切換弁、３５・・・低圧ポンプ、３６・・・高圧
ポンプ（増圧機）。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所手続補正書
（自発 昭和６２年１月２０日 １、事件の表示 昭和６１年特　許　願第２２８７８０号２、発明の名称 湿式冷間静水圧加圧装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （１１９）　　株式会社神戸製鋼所 ４、代理人８５７７ 住所　大阪府東大阪市御厨１０１３番地＠占０６　（７
Ｂ２）　６９１７・６９１８番６、補正の対象 ・明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）　　明細書第４頁１行目の「直径Ｄ」は、「内法
で直径Ｄ」と訂正する。 （２）　　同第４頁８行目の「寸法Ｄ」は、「内法寸法
Ｄ」と訂正する。 （３）　　同第４頁２０行目の「下径」は、「大径」と
訂正する。 （４）同第７頁５行目から９行目の「なお、・・・・・
・・・・たとき、」は、次の通り訂正する。 記 「なお、成形容器１２は厚肉円筒の２石焼ばめ構造とさ
れ、最大応力が発生する内筒には、焼ばめにより強度上
有利な圧縮応力を発生させ、容器１２に対応した成形圧
力（内圧）を作用させたとき、」 （５）同第９頁６行目の「消磁」は、「励磁」と、同じ
く第７行目の「励磁」は、「消磁」と訂正する。 （６）同第１００頁５行目ら９行目の「一方の・・・・
・・・・・されている。」は、次の通り補正する。 「親ピストン３６Ｂがいずれか一方に油圧力により摺動
されて面積差によって１０００〜２０００ｋｇ、ｆ／ｃ
ＩＩｌまで昇圧可能とされ、同時に他方の子シリンダ３
６Ｄに送液される。このときの圧力はセンサー３３Ｂで
検出可能とされている。」（７）同第１２頁１８行目の
「送液すると、」は、「油圧力を送ると、」と訂正する
。 （８）同第１２頁２０行目のｒ　１０００〜２０００ｋ
ｇ、ｆ／ｃｏ！Ｊは、ｒ６０００〜１００００　ｋｇ、
ｆ／ａＪＪと訂正する。 （９）同第１３頁７行目から１０行目の「なお、・・・
・・・・・・もよい。」は削除する。 θｅ　添付図面中、第１図、第５図（２）、第７図は別
紙の通り補正する。 底彫丘７）（に１ず／ζ約

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形容器と水圧装置とを備え、ゴム型に封入され
   た粉体を成形容器内の液中に浸漬して水圧装置による昇
   圧で加圧成形する湿式冷間静水圧加圧装置において、 成形圧力と容器内径が異なり、かつ容器内径が大きいほ
   ど成形圧力が低くなる複数個の成形容器が備えられてお
   り、それぞれの成形容器に対応した異なる圧力で圧力媒
   体を供給するとともに、減圧、排水するひとつの水圧装
   置が備えられていることを特徴とする湿式冷間静水圧加
   圧装置。