(57)【要約】【課題】高圧容器自体を摺動させることなく、迅速、確実かつ容易に圧力媒体の水位を調整可能な等方圧加圧装置を提供する。【解決手段】円筒状の圧力容器１と、この圧力容器１の上下の開口部を各々閉塞する上蓋３及び下蓋２とからなる高圧容器の内部に、液体の圧力媒体１１を供給して前記高圧容器の内部に収納された処理品を等方的に加圧する等方圧加圧装置において、前記圧力容器１が架台７に固定されており、この架台７に設けられた下蓋昇降手段２によって前記下蓋２が昇降自在とされており、前記下蓋昇降手段１２により前記下蓋２を昇降させることによって、前記圧力容器１の内部に供給された圧力媒体１１の水位１１ａを、前記上蓋３が前記圧力容器１に嵌合可能な様に調整可能とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の圧力容器と、この圧力容器の上下の開口部を各々閉塞する上蓋及び下蓋とからなる高圧容器の内部に、液体の圧力媒体を供給して前記高圧容器の内部に収納された処理品を等方的に加圧する等方圧加圧装置において、前記圧力容器が架台に固定されており、この架台に設けられた下蓋昇降手段によって前記下蓋が昇降自在とされており、前記下蓋昇降手段により前記下蓋を昇降させることによって、前記圧力容器の内部に供給された圧力媒体の水位を、前記上蓋が前記圧力容器に嵌合可能な様に調整可能とされていることを特徴とする等方圧加圧装置。
【請求項２】
前記圧力容器の円筒部上端面が、前記圧力容器の外周方向に向かって下り斜面とされていることを特徴とする請求項１に記載の等方圧加圧装置。
【請求項３】
前記下蓋昇降手段が、前記圧力容器の軸心方向に沿って前記下蓋を昇降するシリンダ機構からなることを特徴とする請求項１または２に記載の等方圧加圧装置。
【請求項４】
架台に固定された円筒状の圧力容器と、この圧力容器の上下の開口部を各々閉塞する上蓋及び下蓋とからなる高圧容器の内部に、液体の圧力媒体を供給して前記高圧容器の内部に収納された処理品を等方的に加圧する等方圧加圧方法において、前記圧力容器の内部に圧力媒体と処理品を供給すると共に、前記架台に設けられた下蓋昇降手段によって前記下蓋を上昇させて、前記圧力媒体を前記高圧容器の上端面まで満たした状態とし、次いで、前記下蓋昇降手段によって前記下蓋を降下させて、前記圧力容器の内部に供給された圧力媒体の水位を前記上蓋が前記圧力容器に嵌合可能な位置に調整し、その後に、前記上蓋を前記圧力容器に嵌合させて圧力媒体を加圧することで前記処理品を等方的に加圧することを特徴とする等方圧加圧方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧容器内に封入された高圧の液体を圧力媒体として、前記高圧容器内に収納された処理品を等方的に加圧する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
等方圧加圧装置や等方圧加圧方法は、従来より超硬やセラミックス等の粉末の加圧圧縮成形や食品類の殺菌等に利用されている。圧力媒体を使用するこの様な等方圧加圧装置（方法）においては、前記圧力媒体を前記高圧容器に適正量供給して、この高圧容器の開口部を液密に封止する必要がある。その際、前記圧力媒体の供給量が適正でないと、前記高圧容器の開口部を上蓋等を用いて密封する際、上蓋に装着されたシール部材が外れたり、封止後の圧力媒体に気泡を噛み込む等の不具合を生じていた。
【０００３】
この様な不具合を解消するため提案されている従来例に係る等方圧加圧装置について、以下添付図５，６を参照しながら説明する。図５は従来例に係る等方圧加圧装置の一実施例の高圧容器開放または閉塞途中を示す側断面図、図６は従来の湿式冷間等方圧加圧装置に係り、圧媒供給時の計測状態を示している実施例の断面図である。
【０００４】
図５において、従来例に係る等方圧加圧装置は、筒軸に沿って上下動可能に支持台２２に立設された円筒胴２１ａと、この円筒胴２１ａの上部を所要の摺動量によって嵌脱可能に閉ざすと共に、脱抜した位置でのその下端と円筒胴２１ａの上端とを近接した状態で保持可能に設けられた上蓋２１ｂと、円筒胴２１ａの下部を所要の摺動量によって嵌脱可能に閉す下蓋２１ｃと、同下蓋２１ｃと円筒胴２１ａとを上記筒軸方向に相互に移動可能な伸縮手段２３とを具備してなるものである（特許文献１参照）。
【０００５】
この従来例に係る等方圧加圧装置によれば、圧媒は前記円筒胴２１ａ、上蓋２１ｂ及び下蓋２１ｃからなる高圧容器２１の上面一杯まで供給され（一部はオーバフローして図示しない水受けに排出され）た後、前記伸縮手段２３により下蓋２１ｃをヨークフレーム２５に密着させ、反力により前記高圧容器２１自体を上昇させて、予め圧媒上面と下端が近接した上蓋２１ｂを嵌め込むもので、前記高圧容器２１の上蓋２１ｂによる開閉を容易に出来、かつ高圧容器２１を閉じるに際して内圧が発生しないという効果がある。
【０００６】
一方、図６に示す湿式冷間等方圧加圧装置は、上蓋３３側に設けた非接触センサー３２で圧力媒体の水位を検出して、上蓋３３を下げて圧力容器３１の開口部を閉塞するものである（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−２４３５２９号公報
【特許文献２】特開平８−２５２６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来例（特許文献１）に係る等方圧加圧装置は、要部である高圧容器２１自体の外径を摺動部として昇降させるため、支持フレーム２４と前記高圧容器２１の外径部との間に問題を生じる。即ち、前記高圧容器２１は、加圧により外径が拡大するため、前記支持フレーム２４に前記高圧容器２１を直接摺動させる場合は、摺動部品（ブッシュ等）の円周方向破壊を防ぐために、前記支持フレーム２４と前記高圧容器２１の外径部との間に隙間を設ける必要がある。
【０００８】
また、前記高圧容器２１の外周にスリーブを設けて間接的に摺動させる場合は、前記高圧容器２１と前記スリーブとの間に同様に隙間を設ける必要がある。この様な隙間は前記高圧容器２１の昇降時の芯狂いの原因となり、前記上蓋２１ｂを円筒胴２１ａに嵌め込む際にシール部を損傷させる恐れがあり、安定性に欠ける。また、前記高圧容器２１を直接摺動させる場合は、高圧容器２１の要部である円筒胴２１ａの外径部に摺動傷が発生し、早期疲労破壊の原因ともなり得るという問題があった。
【０００９】
一方、上記従来例（特許文献２）に係る湿式冷間等方圧加圧装置は、前記非接触センサー３２によって微妙な水位を検出し、圧力媒体を供給したり排出して水位調節するのに時間を要するという問題があった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、高圧容器自体を摺動させることなく、迅速、確実かつ容易に圧力媒体の水位を調整可能な等方圧加圧装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る等方圧加圧装置が採用した手段は、円筒状の圧力容器と、この圧力容器の上下の開口部を各々閉塞する上蓋及び下蓋とからなる高圧容器の内部に、液体の圧力媒体を供給して前記高圧容器の内部に収納された処理品を等方的に加圧する等方圧加圧装置において、前記圧力容器が架台に固定されており、この架台に設けられた下蓋昇降手段によって前記下蓋が昇降自在とされており、前記下蓋昇降手段により前記下蓋を昇降させることによって、前記圧力容器の内部に供給された圧力媒体の水位を、前記上蓋が前記圧力容器に嵌合可能な様に調整可能とされていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項２に係る等方圧加圧装置が採用した手段は、請求項１に記載の等方圧加圧装置において、前記圧力容器の円筒部上端面が、前記圧力容器の外周方向に向かって下り斜面とされていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項３に係る等方圧加圧装置が採用した手段は、請求項１または２に記載の等方圧加圧装置において、前記下蓋昇降手段が、前記圧力容器の軸心方向に沿って前記下蓋を昇降するシリンダ機構からなることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項４に係る等方圧加圧方法が採用した手段は、架台に固定された円筒状の圧力容器と、この圧力容器の上下の開口部を各々閉塞する上蓋及び下蓋とからなる高圧容器の内部に、液体の圧力媒体を供給して前記高圧容器の内部に収納された処理品を等方的に加圧する等方圧加圧方法に関する。
【００１５】
そして、この等方圧加圧方法は、前記圧力容器の内部に圧力媒体と処理品を供給すると共に、前記架台に設けられた下蓋昇降手段によって前記下蓋を上昇させて、前記圧力媒体を前記高圧容器の上端面まで満たした状態とし、次いで、前記下蓋昇降手段によって前記下蓋を降下させて、前記圧力容器の内部に供給された圧力媒体の水位を前記上蓋が前記圧力容器に嵌合可能な位置に調整し、その後に、前記上蓋を前記圧力容器に嵌合させて圧力媒体を加圧することで前記処理品を等方的に加圧す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に係る等方圧加圧装置は、円筒状の圧力容器と、この圧力容器の上下の開口部を各々閉塞する上蓋及び下蓋とからなる高圧容器の内部に、液体の圧力媒体を供給して前記高圧容器の内部に収納された処理品を等方的に加圧する等方圧加圧装置に関する。
【００１７】
同時に、この等方圧加圧装置によれば、前記圧力容器が架台に固定されており、この架台に設けられた下蓋昇降手段によって前記下蓋が昇降自在とされており、前記下蓋昇降手段により前記下蓋を昇降させることによって、前記圧力容器の内部に供給された圧力媒体の水位を、前記上蓋が前記圧力容器に嵌合可能な様に調整可能とされているので、圧力媒体の水位調整のための追加工程（水位測定、圧力媒体量の増減調整）を必要としない上、高圧容器を摺動させることなく、迅速、確実かつ容易に必要水位を確保出来る等方圧加圧装置を提供し得る。
【００１８】
また、本発明の請求項２に係る等方圧加圧装置によれば、前記圧力容器の円筒部上端面が、前記圧力容器の外周方向に向かって下り斜面とされているので、圧力容器の上端面レベルに圧力媒体を満たす際の余剰分（オーバフロー）を、迅速に残らず排除することが出来る。
【００１９】
更に、本発明の請求項３に係る等方圧加圧装置によれば、前記下蓋昇降手段が、前記圧力容器の軸心方向に沿って前記下蓋を昇降するシリンダ機構からなるので、容易に入手可能な市販のシリンダ機構を活用して、前記下蓋昇降手段を構成することが出来る。
【００２０】
一方、本発明の請求項４に係る等方圧加圧方法によれば、前記圧力容器の内部に圧力媒体と処理品を供給すると共に、前記架台に設けられた下蓋昇降手段によって前記下蓋を上昇させて、前記圧力媒体を前記高圧容器の上端面まで満たした状態とし、次いで、前記下蓋昇降手段によって前記下蓋を降下させて、前記圧力容器の内部に供給された圧力媒体の水位を前記上蓋が前記圧力容器に嵌合可能な位置に調整するものである。
【００２１】
そして、この等方圧加圧方法によれば、その後に、前記上蓋を前記圧力容器に嵌合させて圧力媒体を加圧することで前記処理品を等方的に加圧するので、圧力媒体の水位調整のための追加工程（水位測定、圧力媒体量の増減調整）を必要としない上、高圧容器を摺動させることなく、迅速、確実かつ容易に必要水位を確保出来る等方圧加圧方法を提供し得る。これにより等方圧加圧に要するサイクルタイムの短縮を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
先ず、本発明の実施の形態１に係る等方圧加圧装置及び方法を、以下添付図１及び２を参照しながら説明する。図１は本発明の等方圧加圧装置及び方法の実施の形態１に係り、加圧位置外において圧力容器に圧力媒体を供給している状態を示す立断面図、図２は本発明の等方圧加圧装置及び方法の実施の形態１に係る図１に後続する加圧工程の立断面を示し、図（ａ）は圧力容器が加圧位置に移動され下蓋の下降を開始する状態、図（ｂ）は下蓋を下降させ圧力媒体の水位を調整する状態、図（ｃ）は圧力容器を押し上げてピストンが嵌め込まれる状態を示す。
【００２３】
本発明の実施の形態１に係る等方圧加圧装置は、円筒状の圧力容器１と、この圧力容器１の上開口部を閉塞するピストン（上蓋）３と、この圧力容器１の下開口部を閉塞する下蓋２からなる高圧容器を備えており、この高圧容器の内部に、圧力媒体１１を供給して前記高圧容器の内部に収納された処理品を等方的に加圧するものである。前記圧力媒体１１は、水や油等の液体からなり、前記ピストン３から負荷された加圧力を、前記高圧容器に収納された処理品に等方的に伝達する役割を果たすものである。
【００２４】
前記ピストン３はプレスアーム４に固定支持され、前記圧力容器１がスペーサ１３を介して架台７に固定支持されている。そして、前記架台７はレール８上を水平移動自在に構成されており、この架台７に固定支持された圧力容器１は、図１に示す加圧位置から外れた処理品の収納／搬出位置から、ブレスフレーム４に取り付けられたピストン３直下の加圧位置との間に設けられたレール８上を水平移動可能に構成されている。
【００２５】
また、この架台７には、前記圧力容器１の軸心方向に沿って、前記下蓋２を昇降可能な下蓋昇降シリンダ１２が設けられ、この下蓋昇降シリンダ１２のピストン６を昇降させることによって下蓋２を昇降させ、これに伴って圧力容器１内に供給された圧力媒体１１の水位の位置を上下させることが可能となっている。一方、前記圧力容器１の円筒部上端面１ａは、前記圧力容器１の外周方向に向かって下り斜面に形成され、この圧力容器１の上端面１ａのレベルに圧力媒体１１を満たす際の余剰分（オーバフロー）を迅速に残らず排除出来る構成としている。
【００２６】
次に、この様な等方圧加圧装置による本発明の実施の形態１に係る加圧方法について、前記加圧装置の説明も交えながら加圧工程に沿って以下説明する。先ず、図１に示す如く、前記架台７に固定された圧力容器１を、レール８上の水平方向に加圧位置から外れた処理品の収納／搬出位置に移動する。
【００２７】
次いで、前記圧力容器１内に処理品を収納した後、前記架台７に設けられた下蓋昇降シリンダ１２によって前記下蓋２を上昇させ、図示しない供給ポンプによって圧力媒体１１を、供給配管１０を介して前記圧力容器１からオーバフローするまで供給する。オーバフローした圧力媒体１１は、前記円筒部上端面１ａの下り斜面を流下して樋９に回収され、その後図示しない排水タンクに回収される。尚、処理品、圧力媒体１１の供給と下蓋２の上昇の順番は上記の順に限られず、先に圧力媒体を供給しても、下蓋２を上昇後に処理品を収納しても良い。
【００２８】
その後、前記圧力容器１は、プレスフレーム４の固定された加圧位置に、図示しないアクチュエータによって矢印方向に水平移動され、図２（ａ）の状態となる。この場合、逆に、前記圧力容器１の位置が固定されて、前記プレスフレーム４が矢印方向と逆方向に水平移動される構成としても良い。
【００２９】
図２（ａ）の状態において、前記架台７内に収納された下蓋昇降シリンダ１２によって前記下蓋２を降下させることによって、図２（ｂ）に示す如く、前記圧力容器１内に供給された圧力媒体１１の水位１１ａを、前記ピストン３が前記圧力容器１に挿入される際、シール部３ａのスムースな嵌合可能な位置に調整可能とされている。
【００３０】
次に、図２（ｃ）に示す如く、加圧シリンダ５のヘッド側に図示しない配管より注油され、加圧ピストン６の上昇により架台７を介して圧力容器１を押し上げて、この圧力容器１の上開口部にピストン３が嵌め込まれて、高圧容器内の圧力媒体１１に加圧力が負荷される結果、高圧容器内に収納された処理品が等方的に加圧処理される。
【００３１】
上記実施の形態１においては、加圧シリンダ５の加圧ピストン６上に圧力容器１を固定支持した架台７を搭載し、前記加圧ピストン６の上昇により圧力容器１を押し上げて、前記ピストン３に嵌め込む構成としたが、逆に、前記加圧シリンダ５をピストン３とプレスフレーム４との間に介設し、前記加圧ピストン６の下降により前記ピストン３を押し上げて、前記加圧容器１の上開口部に嵌め込む構成としても良い。
【００３２】
尚、上記実施の形態１においては、前記ピストン３を加圧容器１の上開口部に挿入して、内部に供給された圧力媒体１１を加圧する例を示したが、ピストン３の代わりに加圧容器１１の上開口部を閉塞する通常の上蓋を用いて高圧容器となし、加圧された圧力媒体１１を供給配管から前記高圧容器内に供給して加圧する場合においても適用可能である。
【００３３】
以上の通り、本発明の実施の形態１に係る等方圧加圧装置は、圧力容器１が架台７に固定され、この架台７に設けられた下蓋昇降シリンダ１２によって下蓋２が昇降自在とされており、前記下蓋昇降シリンダ１２により前記下蓋２を昇降させることによって、前記圧力容器１の内部に供給された圧力媒体１１の水位を、前記上蓋２が前記圧力容器１に嵌合可能な様に調整可能とされているので、圧力媒体１１の水位調整のための追加工程を必要としない上、高圧容器１１を摺動させることなく、迅速、確実かつ容易に必要水位を確保出来る等方圧加圧装置を提供し得る。
【００３４】
また、本発明の実施の形態１に係る等方圧加圧方法は、前記圧力容器１の内部に圧力媒体１１と処理品を供給した後、前記架台７に設けられた下蓋昇降シリンダ１２によって下蓋２を上昇させて、前記圧力媒体１１を前記高圧容器の上端面まで満たした状態とし、次いで、前記下蓋昇降シリンダ１２によって前記下蓋２を降下させて、前記圧力容器の内部に供給された圧力媒体１１の水位を前記上蓋２が前記圧力容器１に嵌合可能な位置に調整し、その後に、前記上蓋２を前記圧力容器１に嵌合させて圧力媒体１１を加圧することで前記処理品を等方的に加圧するので、圧力媒体１１の水位調整のための追加工程を必要としない上、高圧容器を摺動させることなく、迅速、確実かつ容易に必要水位を確保出来る等方圧加圧方法を提供し得る。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態２に係る等方圧加圧装置及び方法を、以下添付図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の等方圧加圧装置及び方法の実施の形態２に係り、圧力容器が加圧位置に移動され下蓋の昇降可能な状態を示す立断面図である。但し、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、下蓋昇降手段とその関連部材の構成に相違があり、これ以外は上記実施の形態１と全く同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、以下その相違する点について説明する。
【００３６】
即ち、上記実施の形態１の下蓋昇降シリンダ１２が、前記架台７内に収納された構成であるのに対し、本実施の形態２の下蓋昇降シリンダ１２は、この下蓋昇降シリンダ１２のハウジング側が前記圧力容器１の外周に複数個取り付けられると共に、前記下蓋昇降シリンダ１２のシリンダ側が、下蓋２に連結された連結アーム１４に接続された構成とされている。
【００３７】
そして、圧力容器１を前記架台７に固定支持しているスペーサ１３は、前記複数の下蓋昇降シリンダ１２が取り付けられた円周上の該当箇所を切り欠いて、前記連結アーム１４との干渉を回避する様に構成されている。この様な構成をなすことによって、下蓋２を下蓋昇降シリンダ１２により昇降自在とされ、上記実施の形態１と同様な効果を得ることが出来る。また、加圧時の下蓋２への面圧が高い場合には特に有効な構成となる。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態３に係る等方圧加圧装置及び方法を、以下添付図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の等方圧加圧装置及び方法の実施の形態３に係り、圧力容器が加圧位置に移動され下蓋の昇降可能な状態を示す立断面図である。但し、本発明の実施の形態３が上記実施の形態１と相違するところは、下蓋昇降手段とその関連部材の構成に相違があり、これ以外は上記実施の形態１と全く同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、以下その相違する点について説明する。
【００３９】
即ち、上記実施の形態１の下蓋昇降シリンダ１２が、前記架台７内に収納された構成であるのに対し、本実施の形態３の下蓋昇降シリンダ１２は無く、下蓋２のフランジ部外周にシールリング１５を取り付けて、円筒状に形成されたスペーサ１３の内径に沿って、前記下蓋２が上下に摺動可能な下蓋昇降手段を構成する。そして、前記架台７とスペーサ１３に夫々設けられた給油孔７ａ，１３ａから、駆動源となる油圧等を供給して前記下蓋２を直接昇降させて、上記実施の形態１と同様な効果を得ることが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の等方圧加圧装置及び方法の実施の形態１に係り、加圧位置外において圧力容器に圧力媒体を供給している状態を示す立断面図である。
【図２】本発明の等方圧加圧装置及び方法の実施の形態１に係る図１に後続する加圧工程の立断面を示し、図（ａ）は圧力容器が加圧位置に移動され下蓋の下降を開始する状態、図（ｂ）は下蓋を下降させ圧力媒体の水位を調整する状態、図（ｃ）は圧力容器を押し上げてピストンが嵌め込まれる状態を示す。
【図３】本発明の等方圧加圧装置及び方法の実施の形態２に係り、圧力容器が加圧位置に移動され下蓋の昇降可能な状態を示す立断面図である。
【図４】本発明の等方圧加圧装置及び方法の実施の形態３に係り、圧力容器が加圧位置に移動され下蓋の昇降可能な状態を示す立断面図である。
【図５】従来例に係る等方圧加圧装置の一実施例の高圧容器開放または閉塞途中を示す側断面図である。
【図６】従来の湿式冷間等方圧加圧装置に係り、圧媒供給時の計測状態を示している実施例の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：圧力容器，          １ａ：円筒部上端面，
２：下蓋，
３：ピストン（上蓋），  ３ａ：シールリング，
４：プレスフレーム，    ５：加圧シリンダ，    ６：加圧ピストン，
７：架台，              ７ａ：給油孔，
８：レール，            ９：樋，            １０：供給配管，
１１：圧力媒体，        １１ａ：水位，
１２：下蓋昇降シリンダ（下蓋昇降手段），
１３：スペーサ，        １３ａ：給油孔，
１４：連結アーム，      １５：シールリング
【図１】
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【図２】
2009000709.tif 000004
【図３】
2009000709.tif 000005
【図４】
2009000709.tif 000006
【図５】
2009000709.tif 000007
【図６】
2009000709.tif 000008