(57)【要約】  本体を加圧するためのプレスアセンブリは、フレームと、本体に荷重を加えるためのカートリッジとを備え、フレームがカートリッジを収容するためのボアを備える。プレスアセンブリは、カートリッジをボア内に軸方向に固定するための軸方向固定機構と、カートリッジをボア内に径方向に固定するための径方向固定機構とを更に備える。プレスアセンブリは、カートリッジをボア内で係止状態と非係止状態との間で回転させることができるように構成される。カートリッジが係止状態にあるときに、径方向固定機構と軸方向固定機構の両方が係合した状態にあるように、ならびに、カートリッジが非係止状態にあるときに、径方向固定機構と軸方向固定機構が両方とも解除された状態にあり、かつカートリッジをボア内で軸方向に変位可能にする間隙がカートリッジとボアとの間に存在するように、径方向固定機構と軸方向固定機構が、互いに対して協働するように構成される。
2015514015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体を加圧するためのプレスアセンブリであって、フレームと、前記本体に荷重を加えるためのカートリッジとを備え、前記フレームが前記カートリッジを収容するためのボアを備え、
前記プレスアセンブリが、前記カートリッジを前記ボア内に軸方向に固定するための軸方向固定機構と、前記カートリッジを前記ボア内に径方向に固定するための径方向固定機構とを更に備え、
前記プレスアセンブリが、前記カートリッジを前記ボア内で係止状態と非係止状態との間で回転させることができるように構成され、
前記カートリッジが前記係止状態にあるときに、前記径方向固定機構と前記軸方向固定機構の両方が係合した状態にあるように、ならびに、前記カートリッジが非係止状態にあるときに、前記径方向固定機構と前記軸方向固定機構が両方とも解除された状態にあり、かつ前記カートリッジを前記ボア内で軸方向に変位可能にする間隙が前記カートリッジと前記ボアとの間に存在するように、前記径方向固定機構と前記軸方向固定機構が、互いに対して協働するように構成される、プレスアセンブリ。
【請求項２】
前記非係止状態にあるときに、前記間隙が、前記カートリッジの全周にわたって方位角方向に延びるように構成される、請求項１に記載のプレスアセンブリ。
【請求項３】
前記非係止状態にあるときに、前記カートリッジの部分が、前記ボアのいかなる部分にも接触しないことが可能であるように構成される、請求項１または２に記載のプレスアセンブリ。
【請求項４】
前記ボアは、近位端部と遠位端部が開口しており、前記プレスアセンブリが、加圧すべき前記本体を前記ボアの前記遠位端部に収容できるように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項５】
２つ以上の径方向固定機構を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項６】
少なくとも２つの径方向固定機構が、前記ボアの対向端の近傍で前記カートリッジを径方向に固定するために設けられる、請求項１から５のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項７】
前記径方向固定機構が、周方向に離間した当接構造の２つのセットを備え、
前記第１のセットの前記当接構造が、前記カートリッジから径方向外側に突出し、かつ前記第２のセットの前記当接構造が、前記フレームの前記ボアから径方向内側に突出し、
前記径方向固定機構が前記解除状態にあるときに、各セットの各当接構造を他のセットの隣接する当接構造間に配置することができるように、かつ、前記径方向固定機構が前記係合状態にあるときに、各セットの各当接構造が、他のセットの対応する当接構造に径方向に当接するように、前記当接構造の両セットが、協働するように構成され、
前記カートリッジが、前記解除状態と前記係合状態との間で回転可能である、請求項１から６のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項８】
各セットが４つの当接構造を備える、請求項７に記載のプレスアセンブリ。
【請求項９】
当接構造の前記セットは、前記径方向固定機構が前記解除状態にあるときに、各セットの各当接構造を、他のセットの隣接する当接構造に接触させることなく、前記他のセットの隣接する当接構造間に挿入することができ、前記それぞれの当接構造間に間隙が設けられるように構成される、請求項７または８に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１０】
前記径方向固定機構が係合状態にあるときに、各セットにおける対応する当接構造が、前記当接構造のそれぞれの支持端面で互いに当接する、請求項７から９のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１１】
前記セットのうちの少なくとも１つのセットの前記当接構造の前記支持端面は、前記カートリッジを前記解除状態から前記係合状態へと回転させるときに、前記カートリッジを回転させるにつれて増大する径方向の力を伴って、前記当接構造が互いに接触することを可能にする各セットの対応する当接構造間に初期には径方向の間隙が存在し、前記径方向固定機構が完全に前記係合状態にあるときに、前記径方向の力が最大値に達するように構成される、請求項１０に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１２】
当接構造の前記支持端面は、前記カートリッジを回転させるにつれて前記当接構造が互いに摺動することを可能にする滑らかで曲線状の表面形状を有するように構成される、請求項１１に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１３】
当接構造の前記支持端面が、回転平面に２つの曲率半径を有するように構成され、前記当接構造の肩部に隣接する前記端面の領域が、前記肩部から離れた前記端面の内側領域の曲率半径よりも小さい曲率半径を前記回転平面内に有する、請求項１１または１２に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１４】
前記軸方向固定機構は、第１の相互係合構造が前記カートリッジに設けられかつ第２の相互係合構造が前記フレームの前記ボアに設けられる相互係合構造を備え、前記第１および第２の相互係合構造は、前記係合状態にあるときに、軸方向に互いに当接し、軸方での実質的な変位を防止する、請求項１から１３のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１５】
前記軸方向固定機構が、断続的な周方向リッジを備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１６】
前記軸方向固定機構が、周方向に離間した相互係合構造の２つのセットを備え、
前記第１のセットの前記相互係合構造が、前記カートリッジから径方向外側に突出し、かつ前記第２のセットの前記相互係合構造が、前記フレームの前記ボアから径方向内側に突出し、
前記軸方向固定機構が前記解除状態にあるときに、各セットの各相互係合構造を他のセットの隣接する相互係合構造間に方位角方向に配置することができるように、かつ、前記径方向固定機構が前記係合状態にあるときに、各セットの各相互係合構造が、他のセットの対応する相互係合構造に軸方向に当接するように、前記相互係合構造の両セットが、協働するように構成される、請求項１から１５のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１７】
各セットが４つの相互係合構造を備える、請求項１６に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１８】
前記相互係合構造は、前記軸方向固定機構が前記解除状態にあるときに、前記第１および第２の相互係合構造が互いに接触することなしに、前記カートリッジを前記ボア内に完全に挿入することができ、前記相互係合構造間に間隙が設けられるように構成される、請求項１４から１７のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１９】
前記軸方向固定機構は、第１の列の相互係合構造が前記カートリッジに設けられかつ第２の列の相互係合構造が前記フレームの前記ボアに設けられる、複数の列の相互係合構造を備え、
前記第１の列の前記相互係構造が、前記カートリッジに沿って軸方向に離間して配設され、かつ前記第２の列の前記相互係合構造が、前記ボアに沿って軸方向に離間して配設され、
前記第１および第２の列は、前記係合状態にあるときに、各対応する列の前記相互係合構造が、前記ボアと前記カートリッジに沿って軸方向に交互に位置し、前記第１の列の各相互係合構造が、前記第２の列の少なくとも１つの隣接する相互係合構造に当接するように、軸方向に互い違いに配置される、請求項１から１８のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項２０】
前記カートリッジおよび前記フレームに設けられた対応する位置決め座部を備え、前記カートリッジを前記フレームの前記ボア内に挿入したときに、前記対応する位置決め座部が互いに当接して、前記ボアに対する前記カートリッジの長手方向の変位を抑制するように、かつ、前記挿入本体を前記ボア内で回転させたときに、前記カートリッジ上および前記フレーム上の前記対応する相互係止構造が、機械的干渉なしに互いに相互係合することができるように、前記位置決め座部が、協働するように配設される、請求項１９に記載のプレスアセンブリ。
【請求項２１】
前記軸方向固定機構が、各セットに少なくとも２列の相互係合構造を備える第１および第２のセットを備え、各セットにおける前記列が、それぞれ前記カートリッジ上および前記ボア内に周方向に離間して配置される、請求項１９または２０に記載のプレスアセンブリ。
【請求項２２】
３列の相互係合構造が、前記カートリッジおよび前記ボアに設けられる、請求項１９から２１のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項２３】
少なくとも１ＧＰａの加圧力で本体を加圧するための、請求項１から２２のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項２４】
前記フレームが一体フレームである、請求項１から２３のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項２５】
前記フレームが、互いに接続された複数のフレーム要素を備えるリンクフレームである、請求項１から２３のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項２６】
前記フレームが、略立方体形状を有するとともに、６つの面の各々を通る６つのボアホールであって、各々がそれぞれのカートリッジを収容するように構成される前記ボアホールを有する、請求項１から２５のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、プレスアセンブリの部品、特に、排他的ではないが、超高圧プレスアセンブリの部品を連結するための連結機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、カートリッジに対する取付手段を備えた交差するボアホールを備える一体のプレスフレームと、一体のカートリッジ本体と、を開示している。ボアホールの内径壁に沿った軸方向のねじ山が、取付手段を構成する。他の取付手段は、テーパ、摩擦部、尾部および／またはボルトを備え得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，３３６，８０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排他的ではないが、特にカートリッジが非常に重い場合に、カートリッジとボアとの接触がほとんどなくまたは接触なしに、圧力生成カートリッジをプレスフレームのボア内に挿入し、次いで、ボア内に固定することができるプレスアセンブリが、求められている。
【発明を解決するための手段】
【０００５】
第１の特徴から見ると、本体を加圧するためのプレスアセンブリであって、フレームと、本体に荷重を加えるためのカートリッジとを備え、フレームがカートリッジを収容するためのボアを備え、プレスアセンブリが、カートリッジをボア内に軸方向（長手方向）に固定するための軸方向固定機構と、カートリッジをボア内に径方向（短手方向）に固定するための径方向固定機構とを更に備え、プレスアセンブリが、カートリッジをボア内で（ボアの長手方向軸線を中心として方位角方向に）係止状態と非係止状態との間で回転させることができるように構成され、カートリッジが係止状態にあるときに、径方向固定機構と軸方向固定機構の両方が係合した状態にあるように、ならびに、カートリッジが非係止状態にあるときに、径方向固定機構と軸方向固定機構が両方とも解除された状態にあり、かつカートリッジをボア内で軸方向に変位可能にする間隙がカートリッジとボアとの間に存在するように、径方向固定機構と軸方向固定機構が、互いに対して協働するように構成される、プレスアセンブリが提供される。
【０００６】
本開示により種々の組み合わせおよび構成が想定され、以下は、これらの非限定的で非網羅的な例である。
【０００７】
いくつかの例示的な構成において、カートリッジは、径方向固定機構および軸方固定機構が係合した状態になく、カートリッジとボアとの間に間隙が存在する（およびプレスアセンブリが非係止状態にある）ように、ボアの長手方向軸線を中心として方位角方向に向けることができる。プレスアセンブリは、間隙がカートリッジの全周にわたって方位角方向に延びることができるように、および／または非係止状態にあるときに、カートリッジの実質的にどの部分もフレームのいずれかの部分に接触しないことが可能であるように構成してもよい。間隙は、非係止状態にあるカートリッジを中心とした方位角位置もしくは軸方向位置によって異なってもよく、または実質的に不変であってもよい。
【０００８】
例示的な構成は、実質的にボアに接触させることなく、かつ挿入本体とボアとの間に生じる実質的な摩擦または摺動力なしに、挿入シャフトをフレームのボア内に完全に挿入し、非係止状態にすることができる特徴を有し得る。このような構成では、挿入シャフトとフレームのそれぞれの部分間の実質的な接触は、径方向固定機構および軸方向固定機構を係合させ、カートリッジを係止状態にするために、長手方向軸線を中心として挿入シャフトを回転させることに応じて生じる。
【０００９】
ボアは、近位端部と遠位端部の両方が開口していてもよく、または、近位端部が開口しかつ遠位端部が閉じていてもよく、プレスアセンブリは、加圧すべき本体をボアの遠位端部に収容できるように構成される。
【００１０】
プレスアセンブリは、２つ以上の径方向固定機構を備えてもよい。一構成において、少なくとも２つの径方向固定機構は、ボアの対向端の近傍でカートリッジを径方向に固定するために設けることができる。
【００１１】
径方向固定機構は、各々が少なくとも２つの周方向に離間した当接構造を備える２つのセットを備えることができ、第１のセットの当接構造がカートリッジから径方向外側に突出し、かつ第２のセットの当接構造がフレームのボアから径方向内側に突出し、径方向固定機構が解除状態にある（およびプレスアセンブリが非係止状態にある）ときに、各セットの各当接構造を他のセットの隣接する当接構造間に（方位角方向に）配置することができるように、かつ、径方向固定機構が係合状態にあるときに、各セットの各当接構造が、他のセットの対応するそれぞれの当接構造に径方向に当接するように、当接構造の両セットが、協働するように構成され、カートリッジが、解除状態と係合状態との間で回転可能である。
【００１２】
当接構造の例としては、ローブ、ボス、リッジ、またはリブを挙げることができる。
【００１３】
各セットは、２つ、３つ、４つ、または５つ以上の当接構造を備えることができ、各セットは、他のセットと同じ数の当接構造を有し得る。各セットに３つの当接構造が存在する構成では、十分に安定した径方向の固定が提供される可能性が高い。
【００１４】
当接構造のセットは、径方向固定機構が解除状態にあるときに、各セットの各当接構造を、他のセットの隣接する当接構造に接触させることなく、他のセットの隣接する当接構造間に挿入することができ、それぞれの当接構造間に間隙が設けられるように構成および寸法決めしてもよい。
【００１５】
各セットにおける当接構造は、実質的に同じ形状および寸法であってもよく、両セットにおける当接構造は、実質的に同じ形状および寸法を有してもよい。
【００１６】
係合状態にあるとき、各セットにおける対応する当接構造は、当接構造のそれぞれの支持端面で互いに当接してもよい。
【００１７】
複数のセットのうちの少なくとも１つのセットの当接構造の支持端面は、カートリッジを解除状態から係合状態へと回転させるときに、カートリッジを回転させるにつれて増大する径方向の力を伴って、当接構造が互いに接触することを可能にする各セットの対応する当接構造間に初期には径方向の間隙が存在し、径方向固定機構が完全に係合した状態にありかつプレスアセンブリが係止状態にあるときに、径方向の力が最大値に達するように構成してもよい。例示的な構成において、当接構造の支持端面は、回転平面に２つの曲率半径を有するように構成してもよく、当接構造の肩部に隣接する端面の領域が、肩部から離れた端面の内側領域または中央領域の曲率半径よりも小さい曲率半径を回転平面内に有する。一般的に、当接構造は、当接構造の表面が実質的に滑らかであるとともに、カートリッジを回転させるにつれて当接構造が互いに摺動することを可能にする曲線状の表面形状を有するならば、様々な滑らかな曲線を有することができる。曲線状の表面形状は、弓状および／または放物線状の表面形状を備え得る。
【００１８】
いくつかの例示的な構成において、プレスアセンブリは、本開示による２つ以上の径方向固定機構を備え得る。例えば、開示の径方向固定機構は、ボアの両端または両端付近と、カートリッジ上の対応する軸方向位置に設けてもよい。
【００１９】
軸方向固定機構は、第１の相互係合構造がカートリッジに設けられかつ第２の相互係合構造がフレームのボアに設けられる相互係合構造を備えることができ、軸方向固定機構が解除状態にあるときに、カートリッジをボア内に完全に挿入し、ボア内で回転させて、軸方向固定機構を係止状態にすることを可能にするように、相互係合機構が、協働するように構成され、相互係合構造では、第１および第２の相互係合構造が、係合状態にあるときに、軸方向（長手方向）に互いに当接し、実質的に長手方向（軸方向）に変位するのを防止する。
【００２０】
軸方向固定機構は、断続的な周方向リッジを備え得る。
【００２１】
相互係合構造の例としては、ローブ、ボス、リッジ、またはリブを挙げることができる。
【００２２】
いくつかの例示的な構成において、軸方向固定機構は、周方向に離間した相互係合構造の２つのセットを備えることができ、第１のセットの相互係合構造が、カートリッジから径方向外側に突出し、第２のセットの相互係合構造が、フレームのボアから径方向内側に突出し、軸方向固定機構が解除状態にある（およびプレスアセンブリが非係止状態にある）ときに、各セットの各相互係合構造を他のセットの隣接する相互係合構造間に方位角方向に配置することができるように、かつ、軸方向固定機構が係合状態にあるときに、各セットの各相互係合構造が、他のセットの対応するそれぞれの相互係合構造に長手方向（軸方向）に当接するように、相互係合構造の両セットが、協働するように構成される。
【００２３】
各セットは、２つ、３つ、４つ、または５つ以上の相互係合構造を備えることができ、各セットは、他のセットと同じ数の相互係合構造を有し得る。
【００２４】
相互係合構造は、軸方向固定機構が解除状態にあるときに、第１および第２の相互係合構造が互いに接触することなしに、カートリッジをボア内に完全に挿入することができ、相互係合構造間に間隙が設けられるように、構成および寸法決めしてもよい。
【００２５】
各セットにおける相互係合構造は、実質的に同じ形状および寸法であってもよく、両セットにおける相互係合構造は、実質的に同じ形状および寸法を有してもよい。
【００２６】
軸方向固定機構は、第１の列の相互係合構造がカートリッジに設けられかつ第２の列の相互係合構造がフレームのボアに設けられる、複数の列の相互係合構造を備えることができ、第１の列の相互係構造をカートリッジに沿って軸方向（長手方向）に離間して配設してもよく、第２の列の相互係合構造をボアに沿って軸方向（長手方向）に離間して配設してもよく、第１および第２の列は、各対応する列の相互係合構造が、ボアとカートリッジに沿って軸方向（長手方向）に交互に位置し、第１の列の各相互係合構造が、第２の列の少なくとも１つの隣接する相互係合構造に当接するおよび／または第２の列の２つの相互係合構造間で相互に係止された状態となるように、軸方向に互い違いに配置される。カートリッジを回転させて相互係合構造が係合する際の軸方向（長手方向）のずれに対処するために、カートリッジとフレームのボアとのいずれかまたは両方の相互係合構造の前縁部に面取り面または他の滑らかな曲線を採用することができる。フレームのボアにおけるカートリッジの正確な軸方向（長手方向）位置は、位置決め座部を用いて達成される。プレスアセンブリは、カートリッジとフレームに設けられた対応する位置決め座部、例えば、１対の対応する位置決め座部を備えることができ、カートリッジをフレームのボア内に挿入したときに、対応する位置決め座部が互いに当接して、ボアに対するカートリッジの長手方向の変位を抑制するように、かつ、挿入本体をボア内で回転させたときに、カートリッジとフレーム上の対応する相互係止構造が、機械的干渉なしに互いに相互係合することができるように、位置決め座部が、協働するように配設される。位置決め座部は、ボアの近位端部または遠位端部に配置してもよい。摩擦は、１対の位置決め座部間の軸方向支持部を用いて低減することができる。
【００２７】
軸方向固定機構は、各セットに少なくとも２列の相互係合構造を備える第１および第２のセットを含むことができ、各セットにおける列は、それぞれカートリッジ上およびボア内に周方向に離間して配置される。
【００２８】
カートリッジおよびボアに設けられた２列、３列、４列、または５列以上の相互係合構造が存在してもよい。
【００２９】
所望の応力分布に基づいてカートリッジとフレームとの間の軸方向の力を分散させるように、相互係合構造の数、構成、および１つ（または複数の）寸法を選択してもよい。そのような軸方向の力は、カートリッジとボアの相互係合構造が、ボアからカートリッジを付勢する傾向のある力に応じて互いに作用／反応するときに生じる可能性がある。例えば、カートリッジまたはフレームの変形もしくは破損の危険性を低減するかまたは最小限に抑えるために、かかる力を分散させることが望ましい場合がある。相互係合構造は、プレスアセンブリの通常の意図する使用条件下でのカートリッジとフレームとの間の作用／反力がカートリッジとフレームの１つまたは複数の材料の降伏強度を超えないように構成されるべきである。
【００３０】
フレームは、少なくとも任意の更なるボアホールが密閉されるかまたは挿入体を包含するときに、加圧すべき本体を収容するための空隙を中心とした包囲体を形成する、略密閉構造を形成することができる。
【００３１】
いくつかの例示的な構成において、プレスアセンブリは、少なくとも約１ＧＰａ、少なくとも約５ＧＰａ、少なくとも約７ＧＰａ、または少なくとも約１０ＧＰａの加圧力で本体を加圧するためのものであってもよい。カートリッジは、油圧シリンダとピストンとを含む油圧システムを備え得る。フレームは、一体の本体を備えてもよく、または、ピンまたはクランプ機構などにより互いに接続された複数の要素を備えてもよい。フレームは、略立方体形状を有してもよく、６つの面の各々を通る６つのボアホールであって、各々がそれぞれのカートリッジを収容するように構成されるボアホールを有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
以下の添付図面を参照しながら、非限定的で例示的な構成について説明する。
【図１】図１は、カートリッジが（断面で示される）フレームのボアから引き出された、例示的なプレスアセンブリの一部の概略側面図を示す。
【図２】図２は、カートリッジが（断面で示される）フレームのボア内に挿入された、非係止状態にある例示的なプレスアセンブリの一部の概略側面図を示す。
【図３】図３は、図１に表す視点ＲＦＭからの例示的な径方向固定機構の概略端面図を示す（図１に示す例では、プレスアセンブリの両端に同種の径方向固定機構が示される）。
【図４】図４は、図２の平面Ｂ−Ｂにおける、例示的な軸方向固定機構の概略断面図を示す。
【図５】図５は、カートリッジが（断面で示される）フレームのボア内に挿入された、係止状態にある例示的なプレスアセンブリの一部の概略側面図を示す。
【図６】図６は、カートリッジが（断面で示される）フレームのボアから引き出された、例示的なプレスアセンブリの一部の概略側面図を示す。
【図７】図７は、カートリッジが（断面で示される）フレームのボア内に挿入された、非係止状態にある例示的なプレスアセンブリの一部の概略側面図を示す。
【図８】図８は、カートリッジが（断面で示される）フレームのボア内に挿入された、係止状態にある例示的なプレスアセンブリの一部の概略側面図を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、油圧カートリッジがプレスフレームから引き出された、例示的な立方体のプレスシステムの概略図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、使用時のように油圧カートリッジがプレスフレームに装着された、図９Ａの例示的な立方体のプレスを示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、カートリッジがプレスフレームから引き出された状態の、図９Ａの立方体のプレスシステムの例示的なプレスフレームおよび１つのカートリッジを通る概略断面図を示す。
【図９Ｄ】図９Ｄは、カートリッジがプレスフレーム内に装着された、図９Ａの立方体のプレスシステムの例示的なプレスフレームおよび１つのカートリッジを通る概略断面図を示す。
【図９Ｅ】図９Ｅは、図９Ａの立方体のプレスフレームの等角斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、フレーム２００のボア２１０から引き出されたカートリッジ１００を備える例示的なプレスアセンブリの一部の概略縦断側面図を示している（フレーム２００が縦断面で示されている）。軸方向は「Ａ」で表されており、径方向は「Ｒ」で表されている。カートリッジ１００は、近位端部（後端部）における一方と、遠位端部（前端部）における他方の２つの径方向締結機構１１２、１１４が設けられた略円筒形の本体１１０を備える。
【００３４】
近位端部における径方向締結機構１１２は、本体１１０から径方向外側に突出する３つの周方向に離間した当接構造１２０を備える。遠位端部における径方向締結機構１１４は、本体１１０から軸方向前方に延びるノーズ部材から径方向外側に突出する３つの周方向に離間した当接構造１３０を備える。対応する内側に突出する当接構造２２０、２３０は、プレスフレーム２００上にボア２１０の近位端２１２および遠位端２１４に設けられる。挿入本体１００の遠位端部における位置決め座部１４０は、フレーム２００の遠位端部における位置決め座部２４０と接触する。
【００３５】
以下の図３は、図１の方向ＲＦＭに見た、非係止状態ＵＣ、係止状態ＬＣ、および中間状態ＩＣにある径方向締結機構を示している（カートリッジの両端に同じ機構が用いられる）。非係止状態ＵＣでは、カートリッジ１００の３つの径方向外側に突出する当接構造１２０、１３０が、プレスフレーム２００の対応する径方向内側に突出する当接構造２２０、２３０間に周方向に位置し、カートリッジ１００の全周にわたって延びる間隙１５０が、ローブ１２０、１３０と２２０、２３０との間を含む、カートリッジ１００とフレーム２００との間に存在する。
【００３６】
カートリッジ１００の当接構造１２０、１３０の各々は、２つの曲率半径で構成され、各当接構造１２０、１３０の肩部付近の曲率半径は、各当接構造１２０、１３０の中央部における曲率半径よりも小さい。これは、カートリッジ１００を非係止状態ＵＣから係止状態ＬＣへと回転させるときに、各当接構造１２０、１３０の肩部とフレーム２００の当接構造２２０、２３０との間に初期には多少の隙間が存在するからである。カートリッジ１００を係止状態ＬＣへと６０度回転させる際に、隙間が減少してゼロとなり、当接構造１２０、１３０および２２０、２３０が、互いに当接して、カートリッジ１００を適所に径方向に固定する。
【００３７】
以下の図２は、まだ非係止状態ＵＣにある、ボア２００内に完全に挿入されたカートリッジ１００の概略側面図を示している。挿入本体の遠位端部における位置決め座部１４０は、フレーム２００の遠位端部における位置決め座部２４０と接触している。軸方向締結機構は、ボア２１０内の対応するリブ２１５間に入り込む、カートリッジの本体１１０上の複数のリブ１１５を含む。カートリッジ本体１１０上およびフレーム２００のボア内に配設された３つのリブ１１５、２１５のセットが存在する。それぞれのセットは、一方ではカートリッジ本体１１０の周囲に、他方ではボア２１０の周囲に周方向に互いに等間隔に配置され、各セットは、一方ではカートリッジ本体１１０に沿って、他方ではボア２１０に沿って軸方向に配設されたそれぞれの一連のリブ１１５、２１５を備える。
【００３８】
以下の図４は、図２の断面平面Ｂ−Ｂで見た、非係止状態ＵＣ、係止状態ＬＣ、および中間状態ＩＣにある軸方向締結機構を示している。非係止状態ＵＣにおいて、カートリッジ本体１１０上の３つの径方向外側に突出するリブ１１５（３つのセットの各々に対する１つ）は、カートリッジ本体１１０上のリブ１１５に対応する、平面Ｂ−Ｂにおける溝２１６に隣接してリブ２１５間に周方向に位置する。この向きでは、隣接するリブ１１５、２１５の側部間に延びる間隙１５０がリブ１１５とボア２１０との間に存在するので、リブ１１５がフレームのボア２１０に接触することなく、カートリッジをボア内に軸方向に挿入するかまたはボアから引き出すことができる。非係止状態ＵＣにおいて、カートリッジ本体１１０のリブ１１５とボアのリブ２１６とは、互いに６０度位相が異なる。
【００３９】
カートリッジを係止状態ＬＣへと６０度回転させる際に、カートリッジ本体１１０上のリブ２１５は、ボア内の対応する隣接するリブ２１５間に入り込み、これにより、カートリッジが実質的に軸方向に変位するのを防止する。このことは、以下の図１Ｅの側面図により示されている。
【００４０】
係止状態において、径方向係止機構と軸方向係止機構とは、協働して、カートリッジがフレームに対して実質的に径方向および軸方向に変位するのを防止する。
【００４１】
図６は、フレーム２００のボア２１０から引き出されたカートリッジ１００の別の例示的な構成の概略縦側面図を示している（フレーム２００が縦断面で示されている）。軸方向は「Ａ」で表されており、径方向は「Ｒ」で表されている。カートリッジ１００は、近位端部および遠位端部における２つの径方向締結機構１１２、１１４を備えた略円筒形の本体１１０を備える。挿入本体１００の遠位端部における位置決め座部１４０は、フレーム２００の遠位端部における位置決め座部２４０と接触する。径方向締結機構は、図１〜図３を参照して説明したものと同じである。
【００４２】
図７は、まだ非係止状態にある、ボア２００内に完全に挿入されたカートリッジ１００の概略側面図を示している。軸方向締結機構は、ボア２１０内の対応する相互係止ローブ２１５と、ボア２１０の遠位端部に設けられた位置決め座部２４０と、の間に入り込む、カートリッジの本体１１０上の３つの相互係止ローブ１１５を含む。挿入本体の遠位端部における位置決め座部１４０は、フレーム２００の位置決め座部２４０と接触している。相互係止ローブ１１５、２１５は、一方ではカートリッジ本体１１０の周囲に、他方ではボア２１０の周囲に、周方向に互いに等間隔に配設される。
【００４３】
カートリッジを密閉状態へと６０度回転させる際に、カートリッジ本体１１０上の相互係止ローブ１１５は、ボア内の対応する隣接する相互係止ローブ２１５の背後に入り込み、これにより、カートリッジ１００が実質的に軸方向に移動するのを防止する。このことは、以下の図８の側面図により示されている。
【００４４】
図９Ａ〜図９Ｅを参照すると、例示的な立方体のプレスシステム３００は、各面にそれぞれの油圧カートリッジ４００を収容するためのボアホール５１０が設けられた、６つの面を有する一体の鋼製フレーム５００を備える。プレスフレーム５００は、加圧すべきカプセルを収納するための実質的に球形の中央チャンバ５５０を有する。各カートリッジ４００は、それぞれの軸方向締結機構および径方向締結機構により、プレスフレーム５００に機械的に締結される。各カートリッジ４００は、部品が設けられた略円筒形の本体４１０と、径方向締結機構４１２と、軸方向締結機構４１５とを備える。また、対応するボアホール５１０には、径方向および軸方向５１５の締結機構のための相補的部品が設けられる。軸方向締結機構は、ボア５１０内の対応するリブ５１５間に入り込む、カートリッジ５００の本体４１０上の複数のリブ４１５を含む。カートリッジ本体４１０上およびそれぞれのボアホール５１０内に配設された４つのリブ４１５、５１５のセットが存在し、それぞれのセットは、一方ではカートリッジ本体４１０の周囲に、他方ではボアホール５１０の周囲に周方向に互いに等間隔に配置され、各セットは、一方ではカートリッジ本体４１０に沿って、他方ではボア５１０に沿って軸方向に配設されたそれぞれの一連のリブ４１５、５１５を備える。
【００４５】
カプセルが中央チャンバ内に装填されたときに、６つの各方向からそれぞれのアンビルをカプセルに押し当てるように、６つのカートリッジを付勢することができる。このようにして、荷重は、カプセルに加わるとともに、フレームとカートリッジとの間の締結機構を介して（反対方向の）プレスフレームに加わる。
【００４６】
各カートリッジをそれぞれのボアの前端部と後端部に径方向に固定するために、同じ種類の径方向締結機構が、各カートリッジの前端部と後端部に設けられる。径方向締結機構は、非係止状態にあるときに、カートリッジをボア内に自由に挿入する（およびボアから引き出す）ことを可能にするように、かつ係止状態にあるときに、カートリッジの径方向の変位を防止するように設計される。係止状態と非係止状態との切り替えは、長手方向軸線を中心としてカートリッジを４５度回転させることを含む。径方向締結機構は、カートリッジから径方向外側に突出する４つの当接ローブと、プレスフレームのボアから径方向内側に突出する４つの対応する当接ローブとを備える。カートリッジ上およびプレスフレーム上の４つの当接ローブは、一方ではカートリッジの外周の周囲に、他方ではボア内に等間隔に配置される。カートリッジおよびフレーム上の当接ローブは、カートリッジがボア内に完全に挿入されかつ係止状態にあるときに、カートリッジの当接ローブがフレームの当接ローブに当接し、これにより、カートリッジが実質的に径方向に変位するのを防止するように、構成および寸法決めされる。
【００４７】
非係止状態でボア内に挿入されるときに、カートリッジは、カートリッジの当接ローブがフレームの当接ローブ間に周方向に存在するような向きとされ、また、カートリッジとボアのそれぞれの当接ローブ間を含む、カートリッジとボアとの間に間隙が存在し、その結果、ボアに接触させることなく、カートリッジを自由に挿入するかまたは引き出すことができる。挿入した時点で、カートリッジを４５度回転させて、それぞれの当接ローブを径方向に互いに当接させることにより、カートリッジを係止状態にすることができる。同時に、軸方向固定機構が係合状態となる。
【００４８】
本明細書で使用される特定の用語および概念を以下に簡潔に解説する。
【００４９】
円筒座標系における方位角または方位角位置は、軸方向軸線または長手方向軸線を中心とした角座標である。
【００５０】
一体フレームは、例えば、ピンを用いて互いに結合された６つの部品を備え得る連結フレームとは対照的に、単一の鋳造製または鍛造製の部品から提供されるものである。
【００５１】
超高圧は少なくとも１ＧＰａである。超高圧プレスアセンブリは、合成ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）材料、および多結晶ｃＢＮ（ＰＣＢＮ）材料などの合成超硬質材料を製造するのに適したものであってもよい。
【図１】
2015514015.tif 000003
【図２】
2015514015.tif 000004
【図３】
2015514015.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015514015.tif 000009
【図８】
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【図９Ａ】
2015514015.tif 000011
【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年12月2日(2014.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体を加圧するためのプレスアセンブリであって、
前記本体に荷重を加えるためのカートリッジと、
前記カートリッジを収容するためのボアを含むフレームと、
前記カートリッジを前記ボア内に径方向に固定するための径方向固定機構と、
前記カートリッジを前記ボア内に軸方向に固定するための軸方向固定機構であって、断続的な周方向リッジを含む、軸方向固定機構と、を備え、
前記プレスアセンブリは、
前記本体を前記ボアの開口した遠位端部に収容することができ、
前記カートリッジを前記ボア内で係止状態と非係止状態との間で回転させることができ、かつ、
前記カートリッジが、前記フレームに固定されているときに前記本体に荷重を加えることができるように、構成され、
前記カートリッジが前記係止状態にあるときに、前記径方向固定機構と前記軸方向固定機構の両方が係合した状態にあるように、ならびに、前記カートリッジが非係止状態にあるときに、前記径方向固定機構と前記軸方向固定機構が両方とも解除された状態にあり、かつ前記カートリッジを前記ボア内で軸方向に変位可能にする間隙が前記カートリッジと前記ボアとの間に存在するように、前記径方向固定機構と前記軸方向固定機構が、互いに対して協働するように構成される、プレスアセンブリ。
【請求項２】
２つ以上の径方向固定機構を備える、請求項１に記載のプレスアセンブリ。
【請求項３】
少なくとも２つの径方向固定機構が、前記ボアの対向端の近傍で前記カートリッジを径方向に固定するために設けられる、請求項１または２に記載のプレスアセンブリ。
【請求項４】
前記径方向固定機構が、周方向に離間した当接構造の２つのセットを備え、
前記第１のセットの前記当接構造が、前記カートリッジから径方向外側に突出し、かつ前記第２のセットの前記当接構造が、前記フレームの前記ボアから径方向内側に突出し、
前記径方向固定機構が前記解除状態にあるときに、各セットの各当接構造を他のセットの隣接する当接構造間に配置することができるように、かつ、前記径方向固定機構が前記係合状態にあるときに、各セットの各当接構造が、他のセットの対応する当接構造に径方向に当接するように、前記当接構造の両セットが、協働するように構成され、
前記カートリッジが、前記解除状態と前記係合状態との間で回転可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項５】
前記軸方向固定機構は、第１の相互係合構造が前記カートリッジに設けられかつ第２の相互係合構造が前記フレームの前記ボアに設けられる相互係合構造を備え、前記第１および第２の相互係合構造は、前記係合状態にあるときに、軸方向に互いに当接し、軸方向での実質的な変位を防止する、請求項１から４のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項６】
前記軸方向固定機構が、周方向に離間した相互係合構造の２つのセットを備え、
前記第１のセットの前記相互係合構造が、前記カートリッジから径方向外側に突出し、かつ前記第２のセットの前記相互係合構造が、前記フレームの前記ボアから径方向内側に突出し、
前記軸方向固定機構が前記解除状態にあるときに、各セットの各相互係合構造を他のセットの隣接する相互係合構造間に方位角方向に配置することができるように、かつ、前記径方向固定機構が前記係合状態にあるときに、各セットの各相互係合構造が、他のセットの対応する相互係合構造に軸方向に当接するように、前記相互係合構造の両セットが、協働するように構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項７】
少なくとも１ＧＰａの加圧力で本体を加圧するための、請求項１から６のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項８】
前記フレームが、一体フレームである、または、前記フレームが、互いに接続された複数のフレーム要素を備えるリンクフレームである、請求項１から７のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項９】
前記フレームが、略立方体形状を有するとともに、６つの面の各々を通る６つのボアホールであって、各々がそれぞれのカートリッジを収容するように構成される前記ボアホールを有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１０】
各セットが４つの当接構造を備える、請求項４に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１１】
当接構造の前記セットは、前記径方向固定機構が前記解除状態にあるときに、各セットの各当接構造を、他のセットの隣接する当接構造に接触させることなく、前記他のセットの隣接する当接構造間に挿入することができ、前記それぞれの当接構造間に間隙が設けられるように構成される、請求項４または１０に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１２】
前記セットのうちの少なくとも１つのセットの前記当接構造の前記支持端面は、前記カートリッジを前記解除状態から前記係合状態へと回転させるときに、前記カートリッジを回転させるにつれて増大する径方向の力を伴って、前記当接構造が互いに接触することを可能にする各セットの対応する当接構造間に初期には径方向の間隙が存在し、前記径方向固定機構が完全に前記係合状態にあるときに、前記径方向の力が最大値に達するように構成される、請求項１１に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１３】
当接構造の前記支持端面は、前記カートリッジを回転させるにつれて前記当接構造が互いに摺動することを可能にする滑らかで曲線状の表面形状を有するように構成される、請求項１２に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１４】
当接構造の前記支持端面が、回転平面に２つの曲率半径を有するように構成され、前記当接構造の肩部に隣接する前記端面の領域が、前記肩部から離れた前記端面の内側領域の曲率半径よりも小さい曲率半径を前記回転平面内に有する、請求項１２または１３に記載のプレスアセンブリ。
【請求項１５】
前記相互係合構造は、前記軸方向固定機構が前記解除状態にあるときに、前記第１および第２の相互係合構造が互いに接触することなしに、前記カートリッジを前記ボア内に完全に挿入することができ、前記相互係合構造間に間隙が設けられるように構成される、請求項５または６に記載のプレスアセンブリ。
【国際調査報告】
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