(57)【要約】      （修正有）【課題】回折実験以外の場所で段取り、加圧工程を行い、加圧状態のまま実験場所まで手運びすることを可能にし、回折実験終了後にも、場所を変えて緩やかな減圧を行うことを可能にする小型の超高圧発生装置の提供。【解決手段】先端面間に被加圧物を配置する加圧空間が形成される２個のアンビルを有する本体部と、前記アンビルの片方を移動して前記加圧空間を高圧状態とする油圧シリンダー部を内蔵したプレスフレームと、前記油圧シリンダー部に超高圧油を供給する加圧手段と、また供給された超高圧油を緩やかに排出、減圧する減圧手段とを備える小型の超高圧発生装置において、前記加圧手段及び減圧手段と前記本体部の間に、前記加圧空間内の加圧状態を維持した状態で、前記高圧油の供給、排出流路を切り離す切離し手段を設けたものである。【選択図】図１
2010137250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端面間に被加圧物を配置する加圧空間が形成される２個のアンビルを有する本
体部に、前記アンビルの片方を移動して前記加圧空間を高圧状態とする油圧シリ
ンダー部を内蔵したプレスフレームと、前記油圧シリンダー部に超高圧油を供給
する加圧手段と、また供給された超高圧油を緩やかに排出、減圧する減圧手段とを備える加圧装置において、
前記加圧手段及び減圧手段と前記本体部の間に、前記加圧空間内の加圧状態を維持した状態で、前記超高圧油の供給、排出流路を切り離す切離し手段を設けたことを特徴とする小型の超高圧発生装置。
【請求項２】
前記減圧手段が、前記油圧シリンダー部と、該シリンダー内を摺動する油圧ピストンと、該油圧ピストンを作動する油の排出路に介在された微小径鋼管を含み、該微小径鋼管による油の流動抵抗により前記加圧空間の圧力が緩やかに減圧されることを特徴とする請求項１記載の小型の超高圧発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱物等の試料に超硬質のアンビルを用いて超高圧をかけ、物質の超高圧下での現象を解明する等の用途に用いられ、２個のアンビルの隙間を通して試料にＸ線や中性子を照射し、高圧下における回折実験を行うための小型の超高圧発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の超高圧発生装置として、２個のアンビルによる一軸加圧実験だけでなく、立方体試料の６面押し等にも対応できるように、加圧ブロックや求心機構、アンビル受け金具類を目的に応じて積載するための広いテーブル等を備えた大型の油圧式プレス機が広く採用されて実験が行われており、大型の機械を用いることを前提としているが、更なる大型化を避けるためのさまざまな工夫もなされている。放射光実験施設および中性子実験施設等で高圧発生装置を使用した実験を行う場合、専用ハッチ内に大型の油圧式プレス機を常設している。
特許文献１には、複数のアンビルを加圧空間の中心に向かってそれぞれ独立して移動させる複数の移動手段を備えた超高圧発生装置が開示されている。
特許文献２には、位置調整ができる６個の四角錐状の加圧ブロックを用いた装置
が開示されている。
特許文献３には、６個のアンビルのうち４個のサイドアンビルのヤング率を小さくすることにより、ガイドブロックやプレス機の大型化を回避する装置が開示されている。
特許文献４には、加圧力を大きくしても、ガイドブロックもプレスフレームも必要以上に大きくする必要がない装置について開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１７５２９７  超高圧発生装置
【特許文献２】特開２００３−３３６４１  超高圧発生装置
【特許文献３】特開２００２−７９０７３  固体超高圧発生装置
【特許文献４】特開２００２−６６３０１  固体超高圧発生装置
【０００３】
従来、超高圧発生装置としてパリ−エジンバラ高圧セルが欧米を中心に用いられている。これは、図３に示すように上下２個のアンビル２３ａ，２３ｂによる一軸加圧に限定した実験を行うことにより、プレスフレームの重量を百キログラム水準まで小型化することを可能にしたもので、上フレーム２１内に設けたねじ式上蓋２２をねじ込むことにより試料を固定し、接続した油圧ポンプから給油口２６を通じて圧油を下フレーム兼シリンダー２５に送り込むことにより上下２個のアンビル２３ａ，２３ｂと試料の間に超高圧を発生させる。又は、ねじ式上蓋２２により試料を固定し、予め用意されたプレスフレーム搬送枠に取り付けて搬送カートリッジ化し、該プレスフレームを油圧装置と接続するための機構を設けた大型機に自動搬入して実験が行われる場合もある。
【０００４】
又、最も小型の超高圧発生器具としてダイヤモンド・アンビル・セルがある。これ
は２個の単結晶ダイヤモンドをアンビルとして用いるもので、人力で工具を用いて
螺子を締めあげる方式を採る。加圧状態でセルを手運びすることができること、他
の超高圧発生装置に比べると安価であること、超低温実験が可能であること等の点
で優位性を持ち、極小試料による研究室内の実験などに用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高圧下における回折実験は通常大型のプレス機によって行われるが、前段取り、加圧、回折実験、減圧の全ての工程が一連の工程として該大型のプレス機を拠り所にして行われており、実験の効率化を困難にしている。
小型の超高圧発生装置の発明により、回折実験以外の場所で前段取り、加圧工程を行い、加圧状態のまま油圧装置から小型加圧フレームを切り離して実験場所まで手運びすることを可能にし、回折実験終了後にも、場所を変えて緩やかな減圧を行うことを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、先端面間に被加圧物を配置する加圧空間が形成される２個のアンビルを有する本体部に、前記アンビルの片方を移動して前記加圧空間を高圧状態とする油圧シリンダー部を内蔵したプレスフレームと、前記油圧シリンダー部に超高圧油を供給する加圧手段と、また供給された超高圧油を緩やかに排出、減圧する減圧手段とを備える小型の超高圧発生装置において、前記加圧手段及び減圧手段と前記本体部の間に、前記加圧空間内の加圧状態を維持した状態で、前記高圧油の供給、排出流路を切り離す切離し手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
又、本発明は、前記減圧手段が、前記油圧シリンダー部と、該シリンダー内を摺動する油圧ピストンと、該油圧ピストンを作動する超高圧油の排出路に介在された微小径鋼管を含み、該微小径鋼管による超高圧油の流動抵抗により前記加圧空間の圧力が緩やかに減圧されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、２個のアンビルの間に超高圧を発生させることができる小型加圧
フレームを、油圧装置を用いて超高圧領域加圧状態を保持したままで、油圧装置か
ら切り離して手運びすることができる。小型加圧フレームを油圧装置から切り離し
て使用できるので、専用ハッチの内外のどちらでも実験ができるし、複数台の小型
加圧フレームを加圧状態を保持したままで実験待機させることが可能になる。また、
１台の小型加圧フレームで測定を行っている最中に他の小型加圧フレームを減圧し、別の測定に備えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１及び図２において、プレスフレーム１３には、先端面間に被加圧物を配置する加圧空間が形成される２個のアンビル１５ａ，１５ｂと、片方のアンビル１５ｂを加圧のために移動させる手段を内蔵している。このため、この移動手段によって片方のアンビル１５ｂを移動させれば、空間内に超高圧を発生させることができ、加圧空間に配置された被加圧物を加圧することができる。
そして、油圧源１を超高圧力領域（例えば２０００気圧）に設定して、小さい内径ながら推力が大きい単動シリンダー１９を内蔵することにより小型加圧フレーム７を小型軽量化（例えば外径９０ミリメートルで重量は８キログラム、推力は５０トン）し、ストップ弁６とワンタッチで着脱できる油圧カプラ５、歪式圧力表示器を装着した。また、高圧実験終了後に緩やかな圧抜きを行うために、戻り回路に微小径鋼管９（例えば内径０．６ミリメートル）の管径と長さによる管内抵抗を利用した高圧液体の流量調整器、および圧損を小さくするために該流量調整器の一次側に増圧器を逆配管した形の減圧器８を設けた。
油圧装置１は、プレスフレームの配管端末に取り付けられた油圧カプラ５とワンタッチで高圧ホース４を介して接続することができる。加圧時には油圧カプラ５を接続し、高圧実験はプレスフレームの圧力を保持したまま油圧カプラ５を切り離して行なわれる。そして、減圧時には再度油圧カプラ５を接続し、バルブ３，６，１０，１１操作にて減圧流量調整器８，９を介して作動油を戻す。
【実施例】
【００１０】
放射光実験施設および中性子実験施設において、近年施設利用が有料化したことにより高価な使用料がかかるようになった。ビームタイムを効率的に利用し、かつ複数の実験テーマを並行して進めるために小型加圧フレーム７を複数台使用し、ブリッジマン型、ドリッカマー型、トロイダル型、ＤＩＡ型など様々なタイプの高圧発生アンビルアセンブリーを用いた一軸加圧実験に用いる。このような高圧実験に用いられるアンビル１５ａ，１５ｂは超硬合金や焼結ダイヤモンドなど圧縮強度が優れた素材で作られているが、破壊強度の限界付近から急激に圧力が解放されるとアンビルまたは試料が破壊される。これを防ぐためには減圧流量調整器８，９を介して長時間（例えば数時間）をかけて圧力を下げる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】小型の超高圧発生装置全体の油圧回路図である。
【図２】小型加圧フレームの立体断面図である。
【図３】パリ−エジンバラ高圧セルの断面図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  超高圧ハンドポンプユニット
２  圧力計
３  ストップ弁
４  高圧ホース
５  油圧カプラ
６  ストップ弁
７  小型加圧フレーム
８  減圧器
９  微小径鋼管（キャピラリーチューブ）
１０  ストップ弁
１１  ストップ弁
１２  ねじ式上蓋
１３  プレスフレーム
１４ａ，１４ｂ  スペーサー
１５ａ，１５ｂ  アンビル
１６ａ，１６ｂ  アンビルガイド
１７  ビーム孔
１８  ピストン
１９  シリンダーパッキン
２０  給油口
２１  上フレーム
２２  ねじ式上蓋
２３ａ，２３ｂ  アンビル
２４  ピストン
２５  下フレーム兼シリンダー
２６  給油口
２７  ビーム孔
２８  ナット
２９  軸受け
３０  柱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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