JP4494025B2 - Dry cold isostatic pressurizer - Google Patents
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Description
本発明は、セラミックスの成形や粉末冶金の分野に利用される乾式冷間等方圧加圧装置に関するものである。 The present invention relates to a dry and cold isostatic pressing apparatus used in the fields of ceramic molding and powder metallurgy.
乾式冷間等方圧加圧装置 (以下単に「乾式CIP装置」という) は、予め圧力容器内に組み込んだゴム型を介して被処理体を加圧成形する方法で、粉末の充填、加圧、成形品の取り出しを液体に触れることなく行なうことができるため、自動化が容易で大量生産に適したものとされている(特許文献1参照)。
この種の乾式CIP装置は、縦型の筒形に形成された成形容器と、この上部開口を塞ぐ上蓋と、成形容器の下部開口を塞ぐ下蓋とを有しており、この成形容器の内側には、加圧ゴム型を介して筒形の成形ゴム型が周設されている。上蓋は中空形をした上蓋枠の枠内に上パンチが設けられた内外二重構造とされ、また同じく下蓋も、中空形をした下蓋枠の枠内に下パンチが設けられた内外二重構造とされている。そして、上パンチが成形ゴム型の上部開口に所定量内嵌され、また下パンチが成形ゴム型の下部開口に所定量内嵌されることにより、これら上パンチ、成形ゴム型、下パンチで囲まれた被処理体用の成形室が形成されるようになっている。
A dry cold isostatic pressure press (hereinafter simply referred to as “dry CIP device”) is a method of press-molding an object to be processed through a rubber mold previously incorporated in a pressure vessel. Since the molded product can be taken out without touching the liquid, it is easy to automate and is suitable for mass production (see Patent Document 1).
This type of dry CIP apparatus has a molding container formed in a vertical cylindrical shape, an upper lid that closes the upper opening, and a lower lid that closes the lower opening of the molding container. A cylindrical rubber mold is provided around the pressure rubber mold. The upper lid has an internal / external double structure in which an upper punch is provided in the frame of the hollow upper lid frame. Similarly, the lower lid is also an inner / outer two frame in which the lower punch is provided in the frame of the hollow lower lid frame. It has a heavy structure. The upper punch is fitted into the upper opening of the molding rubber mold by a predetermined amount, and the lower punch is fitted into the lower opening of the molding rubber mold by a predetermined amount, so that the upper punch, the molding rubber mold, and the lower punch are surrounded. A molding chamber for the processed object is formed.
この乾式CIP装置では、乾式CIP処理を終わった段階で被処理体を下パンチと共に下方へ取り出せるようになっているが、上パンチを成形ゴム型に対して気密的に内嵌させたままの構造では、空気の通り道がないことから被処理体の取り出しが遅くなり、このことが要因でサイクルタイムが長引く問題に繋がることになる。そこで、本出願人は、上蓋に対して成形室と容器外とを連通させる通気孔を設けると共に、この上蓋の下面側に弁体を接離自在に設けて、この弁体の外周面と成形ゴム型の内周面との間に空気流通可能な間隙を保持させるようにした乾式CIP装置を提案している(上記の特許文献1)。
本出願人が先に提案した乾式CIP装置(特許文献1参照)において、弁体の外周面と成形ゴム型の内周面との間に形成される間隙は微小隙間とせざるを得ないが、成形室内で高圧が発生することに伴い、この高圧の影響を受けて圧縮された成形ゴム型が間隙に入り込んでしまうということがあり、成形ゴム型が損傷する(食われを起こす)ことがあった。また、このように成形ゴム型に損傷が出た場合や間隙にゴム詰まりが起こったりした場合、間隙での空気流通不良に繋がるという問題もあり、これらについて更なる改良の余地を残すものであった。 In the dry CIP device previously proposed by the present applicant (see Patent Document 1), the gap formed between the outer peripheral surface of the valve body and the inner peripheral surface of the molded rubber mold must be a minute gap, As a high pressure is generated in the molding chamber, the molded rubber mold compressed under the influence of this high pressure may enter the gap, and the molded rubber mold may be damaged (causes erosion). It was. In addition, if the molded rubber mold is damaged or rubber clogging occurs in the gap, there is a problem that it leads to poor air flow in the gap, leaving room for further improvement. It was.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、乾式CIP処理後に被処理体の取り出しが容易且つ迅速に行え、成形ゴム型の損傷なども防止できるようにした乾式冷間等方圧加圧装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to easily and quickly remove an object to be processed after dry CIP processing, and to prevent damage to a molded rubber mold, etc. An object is to provide a pressurizing device.
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る乾式冷間等方圧加圧装置(乾式CIP装置)1は、
縦型の筒形に形成された成形容器2内に同じく筒形に形成された成形ゴム型6が内装され、成形容器2の上部開口に上蓋3が設けられると共に成形容器2の下部開口に下蓋4が設けられることで成形ゴム型6の内側にその上下両端が閉塞された被処理体15の成形室16が形成可能となったものであって、上蓋3には、その下面に下向きに開口し且つ開口内上面を備えた弁体収納凹部30が設けられていると共に、この弁体収納凹部30内で外気に通ずる通気孔40が設けられている。この弁体収納凹部30には、上蓋3の下面(弁体収納凹部30の開口まわり)と面一状態で収納可能となる弁体31が設けられている。そして、この上蓋3の弁体収納凹部30と弁体31とが互いに下向きに末広がりのテーパ嵌合をする形状に形成されてなり、この弁体31が弁体収納凹部30から所定量だけ下降することで、初めてこの弁体31の外周面と弁体収納凹部30の開口周部との間隙G及び弁体収納凹部30内及び通気孔40を介して、成形室16に対する外気の流通路が形成可能になっている。
In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures.
That is, the dry cold isostatic pressurizing device (dry CIP device) 1 according to the present invention is:
A molded
このような構成であると、乾式CIP処理を終わった段階で被処理体15を成形室16の下方へ取り出す場合に、それまで上蓋3の弁体収納凹部30内に収納されていた弁体31が所定量だけ下降するようになる。このとき、弁体31の外周面と弁体収納凹部30の開口周部との間に間隙Gが生じ、この間隙Gが弁体収納凹部30の内部に設けられた通気孔40内と連通することになる。すなわち、成形室16内と外気との間が、間隙G及び弁体収納凹部30内及び通気孔40を介して形成される流通路によって連通することになる。
With such a configuration, when the
そのため、成形室16(後述の実施形態では上蓋3の下面と上部ゴム栓18の上面との上下間、及び成形室16の内周面とゴム筒17の外周面との周間)に外気が入り込み、成形室16からの被処理体15の下部取り出しが容易且つ迅速に行われることになる。なお、弁体31は、成形室16内において高圧で乾式CIP処理が行われている間は弁体収納凹部30内に完全に収納され、これによって上蓋3の下面と弁体31の下面とは面一になっているため、乾式CIP処理にとって不都合はない。
Therefore, outside air is in the molding chamber 16 (in the embodiment described later, between the upper and lower surfaces of the lower surface of the
また、弁体31が弁体収納凹部30に収納されたときにおける両者間のシール性(間隙Gを閉ざす精度)が向上する。このことは成形ゴム型6の損傷(食われ等)を防止・抑制するうえで有益である。
この場合、上蓋3の弁体収納凹部30と弁体31とに形成される末広がりのテーパ嵌合用形状は、弁体収納凹部30に設けられるテーパ角よりも弁体31に設けられるテーパ角の方が緩い角度になるように形成するのが好適である。このようにすると、弁体31が弁体収納凹部30に収納された状態での両者間のシール性を実現させやすい。すなわち、上蓋3に対する弁体収納凹部30の形成や、弁体31の製作が容易になる。また、上蓋3と弁体31とを同質金属材で形成した場合、両者の当たり(接触)に伴う損傷を防止乃至は可及的に小さく抑えることができる点で有益となる。
Further , the sealing performance (accuracy for closing the gap G) between the two when the
In this case, the taper fitting shape of the divergent taper formed in the valve body housing recess 30 and the
上蓋3に対し、弁体収納凹部30の内部で上下に貫通する軸孔33を設けておき、この軸孔33に吊り軸32を上下動自在な状態で設けておく。そして、この吊り軸32の下端部に弁体31を連結させればよい。このような構造が簡潔である。この場合、軸孔33の内周面と吊り軸32の外周面との周間には、弁体31の上下動に伴って吊り軸32が軸孔33内を上下動する範囲内においてOリング37が設けられているものとしておくのが好適である。このようにすることで、無用な空気漏れを防止できる。なお、Oリング37は、吊り軸32の外周面側としても、或いは軸孔33の内周面側としてもよい。
A
本発明に係る乾式冷間等方圧加圧装置では、乾式CIP処理後に被処理体の取り出しを容易且つ迅速に行えるものとなる。また、成形ゴム型の損傷なども防止できる。 In the dry cold isostatic pressing apparatus according to the present invention, the object to be processed can be easily and quickly taken out after the dry CIP process. In addition, damage to the molded rubber mold can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図1乃至図7は、本発明に係る乾式冷間等方圧加圧装置(乾式CIP装置)1の一実施形態を示している。この乾式CIP装置1は、縦型の筒形に形成された成形容器2と、この成形容器2の上部開口を塞ぐ上蓋3と、成形容器2の下部開口を塞ぐ下蓋4とを有している。成形容器2の内側には、この成形容器2の筒形に対して相似的に小さい筒形の加圧ゴム型5及び成形ゴム型6が二重筒形に内装されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 thru | or FIG. 7 has shown one Embodiment of the dry-type cold isostatic pressurization apparatus (dry CIP apparatus) 1 which concerns on this invention. The
加圧ゴム型5は、成形容器2の内周面との間に、周方向には連続するが上部及び下部を閉鎖して上下方向への圧力漏洩は阻止する周空間7を形成させており、成形容器2には、この周空間7へ向けて圧力媒体を出し入れする圧力導入孔8が設けられている。
上蓋3は下になるほど径小となる段付き軸形に形成されており、最も上位側の露出部分3aが成形容器2の上部でその上周端面に気密的に当接し、中間の中込め部分3bが成形容器2の上部開口内及び加圧ゴム型5の上部開口内に対して気密的に内嵌され、最も下位側の先端部分3cが成形ゴム型6の上周端面に当接しつつその上部開口にも所定量内嵌されて気密性を保持するようになっている。
The
The
これに対し、下蓋4は上になるほど径小となる段付き軸形に形成されており、最も下位側の露出部分4aが成形容器2の下部でその下周端面に気密的に当接し、中間の中込め部分4bが成形容器2の下部開口内及び加圧ゴム型5の下部開口内に対して気密的に内嵌され、最も上位側の先端部分4cが成形ゴム型6の下周端面に当接しつつその下部開口にも所定量内嵌されて気密性を保持するようになっている。
On the other hand, the
このようなことから、上蓋3の先端部分3c、成形ゴム型2、下蓋4の先端部分4cにより囲まれる被処理体15用の成形室16が形成されることになる。なお、図例において被処理体15はゴム筒17とその上面及び下面を閉鎖するゴム栓18,19とによって囲まれた状態で成形室16内へ装填された状況を示してある。
ただ、上記した下蓋3は、中空形をした下蓋枠20の枠内に下パンチ21が設けられた内外二重構造とされており、下パンチ21は下蓋枠20の上下方向に貫通して上下動自在になっている。この下蓋枠20から下パンチ21が僅かに突出する状態となったときに、この突出部分により、下蓋4としての先端部分4cが形成されるようになっている。
For this reason, a
However, the above-described
そして、このうち下蓋枠20は成形容器2側に固定され、下パンチ21だけが成形容器2に対して上下動する状態になっている。この下パンチ21は昇降台22に載って上下動される。すなわち、図2に示すように、この下パンチ21(成形室16の下面を形成している先端部分4c)の下降により、成形室16から被処理品15をゴム筒17及び上下のゴム栓18,19ごと、容器外へ取り出すことができるようになっている。
Of these, the
上蓋3には、その下面(下位段部3cの端面)に下向きに開口する弁体収納凹部30が設けられており、この弁体収納凹部30には弁体31が設けられている。この弁体31は、上蓋3を上下貫通して設けられる吊り軸32によって吊り下げられた状態にある。すなわち、上蓋3にはこの吊り軸32を挿通させるための軸孔33が、弁体収納部30の内側となる位置で上下貫通して設けられている。吊り軸32は軸孔33内で上下動自在となっており、その上端部には抜け止め部34が設けられて上蓋3から抜け落ちることは防止されている。
The
図例ではこの吊り軸32にボルトを用いたものとしてあり、この吊り軸32の下端部(雄ねじ端部)を弁体31に螺合することによって直接、弁体31と連結してある。なお、吊り軸32を設ける本数は特に限定されるものではなく、例えば図7に示すように、弁体31の上面を円形とする場合において、その円形中心から径方向距離及び相互間角度が等しい4箇所にそれぞれ1本ずつ(計4本)配置させるようにすればよい。
In the illustrated example, a bolt is used for the
弁体収納凹部30は末広がりのテーパ孔とされている。これに対して弁体31も末広がりのテーパコーン形に形成されている。そして、弁体収納凹部30の最大開口直径と、弁体31の最大直径は、略等しく形成されている。そのため弁体収納凹部30内へ弁体31が収納されることにより両者は互いに末広がりのテーパ嵌合をするようになっている。そしてこの収納時(テーパ嵌合時)には、弁体収納凹部30と弁体31との間で気密的なシール性が得られたうえで、且つ、上蓋3の下面に対して弁体31の下面が面一になる状態が得られるようにしてある。
The valve
なお、このときの気密的シール性は、弁体収納凹部30の開口内周面と弁体31の外周面との間で面接触状態又は下端位置の周方向でエンドレスとなる線接触状態とさせることで得るのもよいが、好ましくは、弁体収納凹部30のテーパ孔に採用するテーパ角に比べて弁体31のテーパコーン形に採用するテーパ角の方を緩くさせて(図6参照)、弁体収納凹部30の開口内上面と弁体31の上面とで面接触させることで(シール性を)得るようにすればよい。これにより、製作の容易化が図れる。
In addition, the airtight sealing property at this time is a surface contact state between the inner peripheral surface of the opening of the valve
弁体収納凹部30に対して弁体31が収納され、それらの下面同士が面一とされた状態が弁体31の最上昇位置となり、弁体31はこの状態より下方域で上下動することになる。弁体31が下降する下限は、吊り軸32の抜け止め部34が上蓋3に当接する時点として制限されるが、図5に拡大して示すように、上蓋3の上面には吊り軸32の抜け止め部34を収納可能な凹部36が設けられている。
The state in which the
更に、上記のように弁体3が上下動するとき、吊り軸32も軸孔33内を上下動することになるが、吊り軸32にはこの上下動時に軸孔33内を上下動する範囲内となる部分にOリング37が嵌着されている。これにより、吊り軸32の外周面と軸孔33の内周面との周間を伝って空気漏れが起こるのを防止してある。
図6に拡大して示すように、弁体31が弁体収納凹部30から所定量だけ下降すれば、この弁体31の外周面と弁体収納凹部30の開口周部との間には微小な間隙Gが形成されることになる。従って、この間隙Gを介して、成形室16内と弁体収納凹部30内とが連通状態になる。
Furthermore, when the
As shown in an enlarged view in FIG. 6, if the
そして、上蓋3には、この弁体収納凹部30の内方で一端部を開口させ、他端部を外気に通じさせるようにして通気孔40が設けられている。図例ではこの通気孔40が上蓋3の内部で鉤折れして、上位段部3aの外周面へ抜けるように形成されたものを示してある。図3及び図4に示すように、この通気孔40は電磁弁41などを介して空気圧縮機42と接続配管されている。従って、弁体31が弁体収納凹部30から下降することによって間隙Gが生じれば、この間隙Gから弁体収納凹部30内及び通気孔40を介して外気の流通路が形成されることになり、結果、通気孔40に接続された空気圧縮機42からの空気(外気)が成形室16内に流れ出ることになる。
The
なお、図7に示したように、弁体31の上面には吊り軸32の連結位置を避けるようにして外周部へ抜ける溝43が設けられており、弁体31が弁体収納凹部30に収納されている状態でも溝43内(即ち、弁体31の上面と弁体収納凹部30の下面との間)に空気が溜まっていることになる。すなわち、弁体31が弁体収納凹部30から下降しはじめて間隙Gが生じ始めるその瞬間に、溝43側に溜まった空気が成形室16内に流れ出ることになり、空気圧縮機42の応答性などに影響されるようなタイムラグはない。図例において溝43は十文字状としてあるが、溝43の本数や配置などは何ら限定されるものではない。
As shown in FIG. 7, a
このような構成の本発明に係る乾式CIP装置1では、乾式CIP処理を終わった段階で昇降台22の下降によって下蓋4の下パンチ21を下降させ、成形室16内の被処理体15を下方へ取り出すに際し、それまで上蓋3の弁体収納凹部30内に収納されていた弁体31が所定量だけ下降するようになる。
このときの弁体31の下降は、成形室16内で被処理体15が下降することに伴う成形室16内の負圧化、弁体31の自荷重、空気圧縮機42からの空気の供給圧などにより迅速に行われる。
In the
The lowering of the
そして、この弁体31の下降に伴い、弁体31の外周面と弁体収納凹部30の開口周部との間に間隙Gが生じ、この間隙Gが弁体収納凹部30内、及び通気孔40と連通することになり、成形室16内に空気圧縮機42からの空気が入り込むため、成形室16からの被処理体15の下部取り出しが容易且つ迅速に行われることになる。
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
As the
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed according to the embodiment.
例えば、通気路40に対し、電磁弁41や空気圧縮機42を接続配管することは限定されない。
For example, connecting the
1 乾式冷間等方圧加圧装置
2 成形容器
3 上蓋
4 下蓋
6 成形ゴム型
15 被処理体
16 成形室
30 弁体収納凹部
31 弁体
32 吊り軸
33 軸孔
37 Oリング
40 通気孔
G 間隙
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上蓋(3)にはその下面に下向きに開口し且つ開口内上面を備えた弁体収納凹部(30)が設けられていると共に、この弁体収納凹部(30)内で外気に通ずる通気孔(40)が設けられており、この弁体収納凹部(30)には上蓋(3)の下面と面一状態で収納可能となる弁体(31)が設けられ、
この上蓋(3)の弁体収納凹部(30)と弁体(31)とが互いに下向きに末広がりのテーパ嵌合をする形状に形成されてなり、
この弁体(31)が弁体収納凹部(30)から所定量だけ下降することで初めてこの弁体(31)の外周面と弁体収納凹部(30)の開口周部との間隙(G)及び弁体収納凹部(30)内及び通気孔(40)を介して成形室(16)に対する外気の流通路が形成可能になっていることを特徴とする乾式冷間等方圧加圧装置。 A molded rubber mold (6) also formed in a cylindrical shape is housed in a molded container (2) formed in a vertical cylindrical shape, and an upper lid (3) is provided in the upper opening of the molded container (2). By forming the lower lid (4) in the lower opening of the molding container (2), the molding chamber (16) of the workpiece (15) whose upper and lower ends are closed can be formed inside the molding rubber mold (6). In the dry cold isostatic pressurizing device,
The upper lid (3) is provided with a valve body housing recess (30) that opens downward on its lower surface and has an inner upper surface of the opening, and a vent hole that communicates with the outside air in the valve body housing recess (30) ( 40), and the valve body storage recess (30) is provided with a valve body (31) that can be stored flush with the lower surface of the upper lid (3).
The valve body housing recess (30) and the valve body (31) of the upper lid (3) are formed in a shape that forms a taper fit that spreads downward toward the bottom,
The gap (G) between the outer peripheral surface of the valve body (31) and the opening peripheral portion of the valve body housing recess (30) is not until the valve body (31) is lowered by a predetermined amount from the valve body housing recess (30). And a dry cold isostatic pressurizing device, characterized in that a flow path of outside air to the molding chamber (16) can be formed in the valve body housing recess (30) and through the vent hole (40).
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