(57)【要約】【課題】加圧装置の半円型ヨークを構成する複数の積層板夫々に加わる不均一な荷重によって、前記積層板の垂直方向に生じる負荷変位が夫々異なる結果、相互に段差が生じるのを防止可能な加圧装置を提供する。【解決手段】複数の板状部材を積層して形成される上下一対の半円型ヨーク２，３と、これら上下の半円型ヨーク２，３間に挟持される圧力容器１３と、この圧力容器１３の外周側に配置され前記ヨーク２，３間に所定間隔を保持するためのコラム４と、前記ヨーク２，３とコラム４の外周が高張力線５で一体的に巻回されてなる加圧装置において、前記半円型ヨーク２，３の板状部材を積層方向に貫通すると共にこれら板状部材２ａ，３ａを挟持して一体化するヨーク挟持手段６と、円環形状を有しこのヨーク挟持手段６の積層された前記板状部材間の各合わせ面位置に同心状に外挿された円環状固定部材８とが備えられてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の板状部材を積層して形成される上下一対の半円型ヨークと、これら上下の半円型ヨーク間に挟持される圧力容器と、この圧力容器の外周側に配置され前記ヨーク間に所定間隔を保持するためのコラムと、前記ヨークとコラムの外周が高張力線で一体的に巻回されてなる加圧装置において、前記半円型ヨークの板状部材を積層方向に貫通すると共にこれら板状部材を挟持して一体化するヨーク挟持手段と、積層された前記板状部材間の各合わせ面位置に設けられ、隣り合う前記板状部材間の上下方向相対変位を規制する板状部材変位規制手段とが備えられてなることを特徴とする加圧装置。
【請求項２】
前記板状部材変位規制手段が、円環形状を有し、前記ヨーク挟持手段の積層された前記板状部材間の各合わせ面位置に同心状に外挿された円環状固定部材とされてなることを特徴とする請求項１に記載の加圧装置。
【請求項３】
前記ヨーク挟持手段と前記円環状固定部材が、前記半円型ヨークの受圧面よりヨーク半径の１／４以上の高さを有し、且つ、前記半円型ヨークの半円中心からヨーク半径の３／４以内の半径で囲まれる低応力領域内に配置されてなることを特徴とする請求項２に記載の加圧装置。
【請求項４】
前記板状部材変位規制手段が、前記半円型ヨークの受圧面よりヨーク半径の１／４以上の高さにおいて、隣り合う前記各板状部材の板厚に段差部を設けて相互に噛み合わせる構造に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の加圧装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属、セラミックス、樹脂、食品等の被処理物を効率良く等方圧加圧処理する加圧装置に関し、特には、高張力線をプレスフレームの外周に巻き付け、圧力容器に負荷される高圧力をこの高張力線で耐え得るように構成された線巻プレスフレーム式の加圧装置の改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
そこで先ず、線巻プレスフレームのヨークを積層板にて構成した従来例について、以下図７〜１０を参照しながら説明する。図７は従来例１に係る線巻プレスフレーム式の加圧装置を示す正面図、図８は図７の矢視Ｘ−Ｘを示す側断面図、図９は従来例２に係るワイヤーワインディング形プレスフレームの実施例を示す組付け前の正面図、図１０（ａ）は図９の矢視Ｙ−Ｙを示す組付け後の側断面図、同図（ｂ）は図９の矢視Ｙ−Ｙを示す他の実施例の組付け後の側断面図である。
【０００３】
従来例１に係る線巻プレスフレームにおいて、高張力鋼板を積層して半円型端部材２０とコラム２１とが形成され、前記半円型端部材２０がボルト・ナット２２により締結されている。また、前記半円型端部材２０に厚肉円弧鋼板２３が巻き付けられると共に、各コラム２１には同一厚さを有する平鋼板２４が被覆されている。そして、前記厚肉円弧鋼板２３及び平鋼板２４の周囲に高張力線を巻き付けて、囲体２５が形成されている（非特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、本従来例１に係る線巻プレスフレームは、前記半円型端部材２０に軸荷重を分担しない厚肉円弧鋼板２３が、各コラム２１には同様な平鋼板２４が設けられているので、無駄重量が加算され、高価な高張力線の重量も増加してしまう。また、本プレスフレームは、加圧装置における圧力容器（図示省略）の軸力支持体として用いられるが、前記圧力容器の軸力負荷は円負荷であるので、上下の蓋等にて荷重が分散されたとしても、前記半円型端部材２０を構成する複数の積層板夫々に加わる荷重は均一ではなく、前記圧力容器を平面視したときの中心部が最も負荷が高く、中心部から半径方向の外周に向かうに従って低負荷となる。
【０００５】
従って、前記半円型端部材２０を構成する積層板の垂直方向の負荷変位が夫々異なり、相互に段差が生じてしまう。特に、大型の圧力装置においてはこの負荷変位が大きく、前記厚肉円弧鋼板２３及び半円型端部材２０を締結するボルト・ナット２２へ悪影響を与える。更に、前記積層板の負荷変位が異なるということは、板間に滑りを生じていることであり、この様な負荷変位に伴ってスリップ音の発生や前記ボルト・ナット２２の緩みの原因ともなる。
【０００６】
この様な問題点を改善したものとして、従来例２に係るワイヤーワインディング形プレスフレームが提案されている。このワイヤーワインディング形プレスフレームは、図９，１０に示す如く、一対の半円形ヨーク３０，３１と該ヨーク３０，３１間に配置されてプレス内側にスペース長さを設定するためのコラム３２，３３とからなり、外周にプレス軸力に対抗する線材３４を整列状に巻付けているワイヤーワインディング形プレスフレームにおいて、半円形ヨーク３０，３１のそれぞれに接合される各コラム３２，３３の端部３２Ａ，３３Ａを、ヨーク３０，３１のたわみ曲線３７に沿う形状としたものである（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、プレスフレームに負荷のない状態において、半円形ヨーク３０，３１の夫々に接合される各コラム３２，３３の端部３２Ａ，３３Ａを、ヨーク３０，３１のたわみ曲線３７に沿う形状としたとしても、所定の予張力を付与しつつ各コラム３２，３３の端部３２Ａ，３３Ａとヨーク３０，３１を夫々接合することは至難の技であって、特に、図１０の如くヨーク３０，３１が積層板で構成される場合、負荷変位を吸収してこれら各積層板の相互の段差を皆無とすることは難しい。
【０００８】
また、特許文献１には説明されていないが、前記ヨーク３０，３１の側断面（図１０参照）においても、プレスフレームの負荷時にはヨーク３０，３１にはたわみ曲線が発生するので、各コラム３２，３３の端部３２Ａ，３３Ａを、ヨーク３０，３１の側断面のたわみ曲線にも沿う形状とする必要があり、実際には非常に複雑な接合形状となってくる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】A W Astrop,“Wire-wound prestressed structures-the wideningrange of applications”,Machinery and production engineering,Vol.125,No.3217,イギリス,Findlay Publ,Horton Kirby,1974年7月24日,p.98-105
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開平１−１１４１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、加圧装置の半円型ヨークを構成する複数の積層板夫々に加わる不均一な荷重によって、前記積層板の垂直方向に生じる負荷変位が夫々異なる結果、相互に段差が生じるのを防止可能な加圧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
即ち、上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る加圧装置が採用した手段は、複数の板状部材を積層して形成される上下一対の半円型ヨークと、これら上下の半円型ヨーク間に挟持される圧力容器と、この圧力容器の外周側に配置され前記ヨーク間に所定間隔を保持するためのコラムと、前記ヨークとコラムの外周が高張力線で一体的に巻回されてなる加圧装置において、前記半円型ヨークの板状部材を積層方向に貫通すると共にこれら板状部材を挟持して一体化するヨーク挟持手段と、積層された前記板状部材間の各合わせ面位置に設けられ、隣り合う前記板状部材間の上下方向相対変位を規制する板状部材変位規制手段とが備えられてなることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項２に係る加圧装置が採用した手段は、請求項１に記載の加圧装置において、前記板状部材変位規制手段が、円環形状を有し、前記ヨーク挟持手段の積層された前記板状部材間の各合わせ面位置に同心状に外挿された円環状固定部材とされてなることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項３に係る加圧装置が採用した手段は、請求項２に記載の加圧装置において、前記ヨーク挟持手段と前記円環状固定部材が、前記半円型ヨークの受圧面よりヨーク半径の１／４以上の高さを有し、且つ、前記半円型ヨークの半円中心からヨーク半径の３／４以内の半径で囲まれる低応力領域内に配置されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項４に係る加圧装置が採用した手段は、請求項１に記載の加圧装置において、前記板状部材変位規制手段が、前記半円型ヨークの受圧面よりヨーク半径の１／４以上の高さにおいて、隣り合う前記各板状部材の板厚に段差部を設けて相互に噛み合わせる構造に形成されてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１に係る加圧装置によれば、複数の板状部材を積層して形成される上下一対の半円型ヨークと、これら上下の半円型ヨーク間に挟持される圧力容器と、この圧力容器の外周側に配置され前記ヨーク間に所定間隔を保持するためのコラムと、前記ヨークとコラムの外周が高張力線で一体的に巻回されてなる加圧装置において、前記半円型ヨークの板状部材を積層方向に貫通すると共にこれら板状部材を挟持して一体化するヨーク挟持手段と、積層された前記板状部材間の各合わせ面位置に設けられ、隣り合う前記板状部材間の上下方向相対変位を規制する板状部材変位規制手段とが備えられてなる。
【００１７】
上記の様な構成により、前記板状部材変位規制手段によって、隣り合う板状部材の合わせ面の上下方向の変位が規制されるため、合わせ面での変位差の発生が解消される。また、前記ヨーク挟持手段が、円環状固定部材を同心状に外挿された構成としているため、積層された夫々の板状部材の変位差から受けるせん断力が緩和される。
【００１８】
また、本発明の請求項２に係る加圧装置によれば、前記板状部材変位規制手段は、円環形状を有し、前記ヨーク挟持手段の積層された前記板状部材間の各合わせ面位置に同心状に外挿された円環状固定部材とすることができる。
【００１９】
更に、本発明の請求項３に係る加圧装置によれば、前記ヨーク挟持手段と前記円環状固定部材が、前記半円型ヨークの受圧面よりヨーク半径の１／４以上の高さを有し、且つ、前記半円型ヨークの半円中心からヨーク半径の３／４以内の半径で囲まれる低応力領域内に配置されてなるので、前記半円型ヨークの低応力領域内に前記ヨーク挟持手段と前記円環状固定部材用の開孔が形成されたとしても、応力集中を加味しても最弱とはならない。
【００２０】
また更に、本発明の請求項４に係る加圧装置によれば、前記板状部材変位規制手段が、前記半円型ヨークの受圧面よりヨーク半径の１／４以上の高さにおいて、隣り合う前記各板状部材の板厚に段差部を設けて相互に噛み合わせる構造に形成されてなるので、隣り合う板状部材同士の合わせ面において、上下方向の変位が規制されるため、合わせ面での変位差の発生が解消される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加圧装置の立断面図である。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａを示す側断面図である。
【図３】図１の矢視Ｂ−Ｂを示す平断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る加圧装置の立断面図である。
【図５】図４の矢視Ｃ−Ｃを示し、板状部材が奇数枚の場合の側断面図である。
【図６】図４の矢視Ｃ−Ｃを示し、板状部材が偶数枚の場合の側断面図である。
【図７】従来例１に係る線巻プレスフレーム式の加圧装置を示す正面図である。
【図８】図７の矢視Ｘ−Ｘを示す側断面図である。
【図９】従来例２に係るワイヤーワインディング形プレスフレームの実施例を示す組付け前の正面図である。
【図１０】図（ａ）は図９の矢視Ｙ−Ｙを示す組付け後の側断面図、図（ｂ）は図９の矢視Ｙ−Ｙを示す他の実施例の組付け後の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態１に係る加圧装置を、以下添付図１〜３を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る加圧装置の立断面図、図２は図１の矢視Ａ−Ａを示す側断面図、図３は図１の矢視Ｂ−Ｂを示す平断面図である。
【００２３】
本発明の実施の形態１に係る加圧装置において、プレスフレームは、複数の板状部材２ａ，３ａを夫々積層して形成された上下一対の半円型ヨーク、即ち上部ヨーク２及び下部ヨーク３と、これらの半円型ヨーク２，３の両端に所定間隔を保持するためのコラム４とを配置し、前記半円型ヨーク２，３とコラム４の外周に、ピアノ線（高張力線）５が張力を付与しつつ巻付けられてピアノ線巻層を形成し、線巻プレスフレーム１として構成されている。符号７は、前記ピアノ線巻層の幅を規制するための側板である。
【００２４】
また、本発明の実施の形態１に係る加圧装置は、前記上部ヨーク２と下部ヨーク３との間に、圧力容器１３が上蓋１４，下蓋１５を介して挟持されており、前記圧力容器１３の内部に高圧が負荷され、前記半円型ヨーク２，３に設計荷重が加えられたとしても、これら半円型ヨーク２，３とコラム４との接合面には隙間が生じない予圧縮力が、前記コラム４に付与されている。
【００２５】
更に、前記半円型ヨーク２，３の各板状部材２ａ，３ａを積層方向に貫通すると共に、これら板状部材２ａ，３ａを夫々挟持して一体化するタイロッド（ヨーク挟持手段）６と、円環形状を有しこのタイロッド６の軸心方向に積層された前記板状部材２ａ，３ａ間の夫々の合わせ面位置に、同心状に外挿された円環状コッター（円環状固定部材）８とが備えられている。
【００２６】
そして、前記線巻プレスフレーム１が、圧力容器１３から上蓋１４及び下蓋１５を介して上下方向の円形負荷を受ける結果、例えば、下部ヨーク受圧面１２の加圧時板面変位は図１に二点鎖線で示す符号１２ａの如く下方に凸状になり、加圧時側断面変位は図２に二点鎖線で示す符号１２ｂの如く下方に凸状に表せる。
【００２７】
上部ヨーク受圧面１１の加圧時板面変位及び加圧時側断面変位も、図は省略するが、上記とは逆に上方に凸状になる。従来技術に係る積層ヨークでは、従来例２に係るワイヤーワインディング形プレスフレームにおいて説明した様に、加圧時のヨーク側断面変位が各板状部材２ａ，３ａ毎に段階状となり、これら板状部材２ａ，３ａ外周に巻きつけられたピアノ線に悪影響を及ぼす。一般的に、ヨーク２，３の中央部と外側の変位差は１０％前後あり、コラム４の長い大型フレームでは変位差の絶対値が大きくなってしまう。
【００２８】
そこで、円環形状を有し前記タイロッド６の軸心方向に積層された板状部材２ａ，３ａ間の夫々の合わせ面位置に、同心状に円環状コッター８を外挿することによって、隣接する板状部材２ａ，３ａ同士間の変位差を規制するのである。円環状コッター８にはせん断力が作用するが、上記の通りヨーク２，３の中央部と外側の変位差は１０％前後であり、各板状部材２ａ，３ａは数枚程度であるので、隣接する板状部材２ａ，３ａ間の変位差は数％程度となる。従って、前記板状部材２ａ，３ａに接するコラム１３面積の数％の受け面が、各円環状コッター８の垂直方向投影面積としてあれば良く、円環状コッター８の大きさは巨大なものとする必要はない。
【００２９】
そして更に、本発明の実施の形態１に係る加圧装置は、上部ヨーク２について図１を用いて説明すれば、前記タイロッド６と円環状コッター８が、前記上部ヨーク受圧面１１よりヨーク半径Ｒの１／４以上の高さＨ１を有し、且つ、前記ヨーク半円中心Ｏからヨーク半径Ｒの３／４以内の半径Ｒ１で囲まれる低応力領域１０内に配置されてなるのが好ましい。同様に、下部ヨーク３について説明すれば、前記タイロッド６と円環状コッター８が、前記下部ヨーク受圧面１２よりヨーク半径Ｒの１／４以上の高さを有し、且つ、前記下部ヨーク３の半円中心からヨーク半径Ｒの３／４以内の半径で囲まれる低応力領域（図示省略）内に配置されてなるのが好ましい。
【００３０】
前記半円型ヨーク２，３は、コラム４によって両端支持された円弧形状梁に、線巻きによる等分布荷重が負荷される梁構造と考えれば、加圧時には半円切辺に集中荷重、円弧部に等分布で支持する梁に近似される。この様な半円型ヨーク２，３には曲げ応力が作用し、前記ヨーク２，３の切辺部及び円弧部外周は高応力であるが、前記低応力領域１０内ではその１／２以下の低応力となる。
【００３１】
従って、前記低応力領域１０内にタイロッド６や円環状コッター８用の開孔を形成すれば、前記開孔による応力集中を加味しても最弱とはならないのである。前記低応力領域１０は、上記梁モデルの中央部に位置し、加圧除荷時の相対変化が少ない領域であり、前記半円型ヨーク２，３にタイロッド６と円環状コッター８とを各一対設けたので、各板状部材２ａ，３ａに変位差が生じてもその影響を受け難い。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態１に係る加圧装置によれば、半円型ヨーク２，３の板状部材２ａ，３ａを夫々積層方向に貫通すると共にこれら板状部材２ａ，３ａを挟持して一体化するタイロッド６と、円環形状を有しこのタイロッド６の積層された前記板状部材２ａ，３ａ間の各合わせ面位置に同心状に外挿された円環状コッター８とが備えられてなるので、隣り合う板状部材２ａ，３ａの合わせ面の上下方向の変位が規制され、合わせ面での変位差の発生が解消される。また、前記タイロッド６が、円環状コッター８を同心状に外挿された構成をなしているため、積層された夫々の板状部材２ａ，３ａの変位差から受けるせん断力が緩和される。
【００３３】
更に、前記タイロッド６と円環状コッター８が、前記半円型ヨーク２，３の夫々の受圧面１１，１２よりヨーク半径Ｒの１／４以上の高さＨ１を有し、且つ、前記ヨーク半円中心Ｏからヨーク半径Ｒの３／４以内の半径Ｒ１で囲まれる低応力領域１０内に配置されてなるので、前記半円型ヨーク２，３の低応力領域１０内に前記タイロッド６と円環状コッター８用の開孔が形成されたとしても、この開孔による応力集中を加味しても最弱とはならない。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態２に係る加圧装置を、以下添付図４〜６を参照しながら説明する。図４は本発明の実施の形態２に係る加圧装置の立断面図、図５は図４の矢視Ｃ−Ｃを示し、板状部材が奇数枚の場合の側断面図、図６は図４の矢視Ｃ−Ｃを示し、板状部材が偶数枚の場合の側断面図である。
【００３５】
尚、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、半円型ヨークを構成する板状部材の上下方向の変位を規制する構成に相違があり、その他は全く同構成であるから、この板状部材の上下方向の変位を規制する構成についての説明に止めるものとする。
【００３６】
即ち、本発明の形態１に係る半円型ヨークを構成する板状部材の上下方向の変位を規制する構成においては、前記半円型ヨーク２，３の夫々の板状部材２ａ，３ａを積層方向に貫通すると共にこれら板状部材２ａ，３ａを挟持して一体化するタイロッド６と、円環形状を有しこのタイロッド６の積層された前記板状部材２ａ，３ａ間の各合わせ面位置に同心状に外挿された円環状コッター８とが備えられていた。
【００３７】
それに対し、本発明の実施の形態２に係る半円型ヨークを構成する板状部材の上下方向の変位を規制する構成においては、前記半円型ヨーク２，３を夫々形成する複数の板状部材２ａ，３ａが、この半円型ヨーク２，３の夫々の受圧面１１，１２よりヨーク半径Ｒの１／４以上の高さＨ２において、隣り合う各板状部材２ａ，３ａの板厚に段差部９を設けて相互に噛み合う構造に形成されてなる。
【００３８】
この場合、前記板状部材２ａ，３ａが図５に示す如く奇数枚のときは、積層された中央の板状部材２ａ，３ａにも夫々段差部９を設けるが、前記板状部材２ａ，３ａが図６に示す如く偶数枚のときは、積層された中央の夫々の板状部材２ａ，３ａの合わせ面には段差部９を設ける必要がない。これは、図６において積層された中央の夫々の板状部材２ａ，３ａの合わせ面に対し、左右の上下方向の変位が対称であるため、両者を規制する意味がないからである。
【００３９】
上記の様に、本発明の実施の形態２に係る加圧装置によれば、前記半円型ヨーク２，３を夫々形成する複数の板状部材２ａ，３ａの合わせ面に段差部９が形成されたので、隣り合う板状部材２ａ，３ａ同士の合わせ面において、上下方向の変位が規制され、合わせ面での変位差の発生が解消される。また、前記板状部材２ａ，３ａの合わせ面に段差部９を形成することによって、円環状コッター８が不要となった。
【００４０】
以上説明した様に、本発明に係る加圧装置によれば、半円型ヨークの板状部材を積層方向に貫通すると共にこれら板状部材を挟持して一体化するヨーク挟持手段と、円環形状を有しこのヨーク挟持手段の積層された前記板状部材間の各合わせ面位置に同心状に外挿された円環状固定部材とが備えられてなるので、前記円環状固定部材によって隣り合う板状部材の合わせ面の上下方向の変位が規制され、合わせ面での変位差の発生が解消される。
【符号の説明】
【００４１】
Ｏ：ヨーク半円中心，                  Ｒ：ヨーク半径，
１：線巻プレスフレーム，
２：半円型ヨーク（上部ヨーク），      ２ａ：板状部材，
３：半円型ヨーク（下部ヨーク），      ３ａ：板状部材，
４：コラム，                          ５：ピアノ線（巻層），
６：ヨーク挟持手段（タイロッド），    ７：側板，
８：円環状固定部材（円環状コッター），
９：段差部，                          １０：低応力領域，
１１：上部ヨーク受圧面，
１２：下部ヨーク受圧面，  １２ａ：加圧時板面変位，  １２ｂ：加圧時側断面変位，
１３：圧力容器，          １４：上蓋，              １５：下蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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