(57)【要約】【課題】乾式ＣＩＰ処理装置において、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、成形ゴム型の損傷なども防止できるようにする。【解決手段】筒形の成形容器２内に筒形の成形ゴム型６が内装され、成形容器２に上蓋３及び下蓋４が設けられてその内側に被処理体１５の成形室１６が形成される乾式冷間等方圧加圧装置において、上蓋３の下面に弁体収納凹部３０が設けられ、この内方に通気孔４０が設けられ、この弁体収納凹部３０に弁体３１が設けられ、弁体３１が弁体収納凹部３０から下降すると通気孔４０を介して外気の流通路が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）が形成可能とされる乾式冷間等方圧加圧装置において、上蓋（３）にはその下面に下向きに開口する弁体収納凹部（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。
【請求項２】
前記上蓋（３）の弁体収納凹部（３０）と弁体（３１）とが互いに末広がりのテーパ嵌合をする形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の乾式冷間等方圧加圧装置。
【請求項３】
前記上蓋（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形成されていることを特徴とする請求項２記載の乾式冷間等方圧加圧装置。
【請求項４】
前記上蓋（３）には弁体収納凹部（３０）の内部で当該上蓋（３）を上下に貫通する軸孔（３３）が設けられ、この軸孔（３３）には吊り軸（３２）が上下動自在に設けられてこの吊り軸（３２）の下端部に弁体（３１）が連結されており、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）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の乾式冷間等方圧加圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【特許文献１】特開平５−３３００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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する弁体収納凹部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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
上蓋３の弁体収納凹部３０と弁体３１とは、互いに末広がりのテーパ嵌合をする形状に形成しておくのが好適である。このようにすることで、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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
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。
【００１３】
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。
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
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。
【００１６】
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。
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。
【００１７】
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。
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る乾式ＣＩＰ装置の一実施形態を示した側断面図である。
【図２】図１の状態から被処理体を成形室の下部へ取り出す状況を示した側断面図である。
【図３】図１中の一部（上蓋の周辺）を拡大して示した側断面図である。
【図４】図３の状態から被処理体を下方へ取り出し初めて弁体が開いた状況を示した側断面図である。
【図５】吊り軸の抜け止め部を拡大して示した側面図である。
【図６】図４中の一部（弁体の周辺）を拡大して示した側断面図である。
【図７】弁体の平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
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
【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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