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【発明の名称】 大型中空冷間等方圧加圧装置
【発明者】 【氏名】赤津 真

【目的】 過大なヨークフレーム及び蓋開閉装置を不要とし、大型のリング状の被処理物を冷間等方処理することが可能な大型中空CIP装置を提供することを目的とする。
【構成】 処理室1をヨークフレーム5で上下に挟み込むと共に前記処理室内に被処理物を収容する冷間等方圧加圧装置において、前記処理室は、リング状であることを特徴とするものである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 処理室をヨークフレームで上下に挟み込むと共に前記処理室内に被処理物を収容する冷間等方圧加圧装置において、前記処理室は、リング状であることを特徴とする大型中空冷間等方圧加圧装置。
【請求項2】 前記ヨークフレームの上桁及び下桁は、前記処理室に対応した空洞部を有することを特徴とする請求項1記載の大型中空冷間等方圧加圧装置。
【請求項3】 前記ヨークフレームの上桁と前記処理室との間にはスペーサが介装されると共に該スペーサを回動させる機構が設けられ、また、前記スペーサは一定角度の回動により、前記処理室を開放可能であることを特徴とする請求項1又は2記載の大型中空冷間等方圧加圧装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大型中空冷間等方圧加圧装置に関する。例えば、粉体の成形加工に用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】従来の冷間等方圧加圧装置(以下、CIP装置という)の代表例を図8に示す。同図に示す冷間等方圧加圧装置は、円柱状の処理室01を有するものである。即ち、円筒胴02の上端部、下端部にそれぞれ上蓋03、下蓋04が気密に嵌合して円柱状の処理室01が形成され、この処理室01には図示しない被処理物が収容される。
【0003】更に、これら円筒胴02、上蓋03及び下蓋04は、ヨークフレーム05により上下に挟み込まれている。ヨークフレーム05は、レール7上に移動装置08を介して移動自在に載置され、ヨークフレーム05の上桁05aと上蓋03との隙間には、スペーサ06が介設されている。
【0004】ヨークフレーム05の上桁05aは、その上部に上蓋昇降装置、例えば、油圧シリンダ(図示省略)が設けられると共にその右方にスペーサ移動装置22が張り出して設けられている。油圧シリンダは、上蓋03を上下動自在に吊り上げるものであり、また、スペーサ移動装置22は、スペーサ06を図中左右方向に移動させるものである。
【0005】従って、スペーサ移動装置22によりスペーサ06を、図中二点鎖線で示す位置まで右方に移動させた後、油圧シリンダにより上蓋03を引上げ、上蓋03の下面が円筒胴02の上面をかわし、その後、レール7に沿ってヨークフレーム05を、スペーサ6、スペーサ移動装置22、油圧シリンダ及び上蓋03と共に移動させることにより、処理室01の上方を開放することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のCIP装置では、処理室01が円柱であるため、いろいろな形状の被処理物を入れることができるが、被処理物としてはリング状のものを処理することが多かった。また、大型のCIP装置では、上蓋03、下蓋04に加わる力が大きく、それを支えるヨークフレーム05も大きく、重いものとなっている。そこで、処理室01を円柱状ではなく、リング状とすると、軸力の軽減、計量化が可能となる。
【0007】例えば、外径4000mm、内径3500mmとし、圧力1000kgf/cm2とした場合、リング状処理室の軸力=(π/4)・(40002−35002)×10=2.94kgfとなる。一方、円柱状処理室の軸力=(π/4)・(40002)×10=7.76kgfとなる。更に、円筒胴02の直径部を横切るヨークフレーム05の中心部は、上蓋03、下蓋04の弦が長いため大きな力を受ける。逆に、ヨークフレーム05の表面部は、上蓋03,下蓋04の弦が短いため小さな力を受け、ヨークフレーム05はアンバランスな力を受ける結果となる。
【0008】そのため、応力の発生も一様ではなくなり、応力が一番厳しい、ヨークフレーム05の中心部の荷重にも耐えるように余裕をもって設計しなければならず、コストアップを招いていた。上述したように、処理室01の径が大きくなるほど、スペーサ06が大重量となるため、それを移動するスペーサ移動装置12が大掛かりで重くコストアップとなる。また、ヨークフレーム05が右に移動したときに、大きく張り出したスペーサ移動装置12が廻りの場所を専有して装置の設置面積を広く必要とする欠点もあった。
【0009】本発明は、上記従来技術に鑑みて成されたものであり、過大なヨークフレーム及び蓋開閉装置を不要とし、大型のリング状の被処理物を冷間等方処理することが可能な大型中空CIP装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本発明の構成は、処理室をヨークフレームで上下に挟み込むと共に前記処理室内に被処理物を収容する冷間等方圧加圧装置において、前記処理室は、リング状であることを特徴とする。また、前記ヨークフレームの上桁及び下桁は、前記処理室に対応した空洞部を有することを特徴とする。更に、前記ヨークフレームの上桁と前記処理室との間にはスペーサが介装されると共に該スペーサを回動させる機構が設けられ、また、前記スペーサは一定角度の回動により、前記処理室を開放可能であることを特徴とする。
【0011】
【作用】処理室をリング状としたため、円柱状である場合に比較して、ヨークフレームに加わる荷重が大幅に減少する。また、ヨークフレームに空胴部を設けることにより、ヨークフレームの重量が大幅に減少する。更に、スペーサの回動により、処理室の開放が可能となるため、構造が簡単で軽くなる。
【0012】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。
【0013】〔実施例1〕図1に本発明の第1の実施例を示す。同図に示すように、内側円筒胴2a、外側円筒胴2bが同心状に配置されると共にこれら内側円筒胴2a、外側円筒胴2bの上端部、下端部にそれぞれリング状上蓋3、リング状下蓋4が気密に嵌合され、リング状の高圧処理室1が形成されている。リング状の処理室1には、図示しない被処理物が収容される。
【0014】リング状上蓋3は、図示しない複数のロッドを介して上下動自在に吊り下げられている。一方、外側円筒胴2bは、架台9で支持され、また、図中では省略したが、リング状下蓋4は外側円筒胴2bにより支持され、内側円筒胴2aはリング状下蓋4により支持されている。これら内側円筒胴2a、外側円筒胴2b、リング状上蓋3、リング状下蓋4は、ヨークフレーム5により上下に挟み込まれ、このヨークフレーム5は、レール7に移動装置8を介して移動自在に載置されている。
【0015】ヨークフレーム5の具体例を図2に示す。同図に示すように、このヨークフレーム5は、前部フレーム5−1と後部フレーム5−2とを、左右のヨークフレーム桁5aを渡して連結したものである。前部フレーム5−1、後部フレーム5−2、左右のヨークフレーム桁5aは、リング状上蓋3、リング状下蓋4の直上、直下となるように設計される。
【0016】従って、前部フレーム5−1、後部フレーム5−2により、リング状上蓋3、リング状下蓋4の1/4ずつをサポートすることとなり、左右のヨークフレーム桁5aにより、その残りの1/4ずつをサポートすることになる。左右のヨークフレーム桁5aに加わる力は、前部フレーム5−1、後部フレーム5−2に半分ずつ支持されることとなる。
【0017】結局、前部フレーム5−1、後部フレーム5−2は、全体の荷重の1/2をそれぞれ受け持つこととなり、リング状上蓋3に加わる荷重とリング状下蓋4に加わる荷重とが釣り合うことになる。一方、図5に示すように、ヨークフレーム5の上桁5aとリング状上蓋3との間には、リング状スペーサ6が介設されている。このリング状スペーサ6は、図中では省略したが、ヨークフレーム5の上桁5aの下面に接触して、周方向に回転自在に吊り下げられている。
【0018】更に、図6に示すように、リング状スペーサ6の内周面に接する四つのローラ13が配置されると共にリング状スペーサ6には取付ラグ11を介してシリンダ12が連結されている。従って、シリンダ12を伸縮させることにより、リング状スペーサ6をローラ13に沿って一定角度回動することが可能である。
【0019】ここで、図5,図6に示すように、リング状スペーサ6の下面には、突起6aと凹部6bとが交互に周方向に等間隔で複数配列している。突起6a、凹部6bの中心に対してなす角度はいずれも等しく22.5度であり、突起6a、凹部6bの数はそれぞれ8個である。突起6aの形状は、円弧を周方向に等間隔で分割した扇形である。同様に、リング状上蓋3の上面には、突起3aと凹部3bとが交互に周方向に等間隔で複数配列している。突起3a、凹部3bの中心に対してなす角度はいずれも等しく22.5度であり、突起3a、凹部3bの数はそれぞれ8個である。突起3aの形状は、円弧を周方向に等間隔で分割した扇形である。
【0020】従って、図5に示すように、水平面内で、リング状上蓋3の突起3aとリング状スペーサ6の突起6aとを接触させることにより、リング状スペーサ6を介してリング状上蓋3とヨークフレーム5との間で軸荷重が加わることとなる。これに対し、図5に示す状態から、リング状スペーサ6を一定角度、本実施例では、360°/(2×8)=22.5°回転させると、リング状スペーサ6の突起6aとリング状上蓋3の凹部3bとが上下に向かい合うと共にリング状スペーサ6の凹部6bとリング状上蓋3の突起3aとが上下に向かい合うことにになる。そして、リング状上蓋3をロッドを介して引き上げることにより、突起3aと凹部6bとが相互に嵌まり込むと共に、突起6aと凹部3bとが相互に嵌まり込み、リング状上蓋3の下面を、内側円筒胴2a、外側円筒胴2bの上端面より上に上昇させることができる。
【0021】上記構成を有する本実施例の中空CIP装置は、次のように使用する。先ず、リング状スペーサ6を一定角度回転させることにより、リング状スペーサ6の突起6a、凹部6bとリング状上蓋3の凹部3b、突起3aとを互い違いに配置させる。次に、リング状上蓋3を引き上げることにより、突起3aと凹部6bとを、突起6aと凹部3bとを相互に嵌まり込ませ、リング状上蓋3の下面を、内側円筒胴2a、外側円筒胴2bの上端面より上に上昇させる。
【0022】その後、図1中に二点鎖線で示すように、レール7に沿ってヨークフレーム5をリング状スペーサ6及びリング状上蓋3と共に移動させることにより、処理室1の上方を開放することができる。このように説明したように、本実施例では、処理室1をリング状としたため、円柱状である場合に比較して、ヨークフレーム5に加わる荷重が大幅に減少する。そのため、ヨークフレーム5の上桁5a、下桁5aに、処理室1に対応して空胴部を設けることができるため、ヨークフレーム5の重量が大幅に減少する。これにより、基礎工事、据え付け工事のコストダウンとなる。
【0023】また、ヨークフレーム5は、リング状上蓋3、リング状下蓋4との接触面をカバーする構造であるため、スリムとなり、ヨークフレーム5の各部との当たり面変形がほぼ一様となる。更に、リング状スペーサ6は、直線的に移動するのではなく、回転により、リング状上蓋3の開閉を可能とするため、構造が簡単で軽くなり、装置設置スペースが少なくなる。
【0024】尚、上記実施例では、リング状上蓋3の突起3a、リング状スペーサ6の突起6aの数は、8個としたが、本発明は、これに限るものではない。一般には、2の倍数で良いが、前後左右で対称に荷重が加わるように、4の倍数とすることが望ましい。更に、本実施例では、輸送限界から、ヨークフレーム5を分割型としたが、輸送可能であれば、一体型としても良い。また、ヨークフレーム5としては、処理室1に対応した空洞部を有すれば、図2に示すものに限られない。ヨークフレーム5の他の例を図3、図4に示す。
【0025】〔実施例2〕本発明の他の実施例を図3,図4に示す。図3に示す実施例は、リング状上蓋3、リング状下蓋4の全面に当たり易いように、八角形当り面構造のヨークフレーム5bとしたものである。図4に示す実施例は、荷重の加わるリング状上蓋3、リング状下蓋4との当たり面長さにより、複数の板5′を間隔を変えて配置した積層タイプを示すものである。
【0026】この実施例では、荷重分布、荷重芯のズレ等を考慮して各板5′の間隔を変えることよにり、ヨークフレーム5の各板5′に均等に荷重が加わるように対応することが可能である。各板5′の間隔は、各板間隔に合わせ、スペーサ板(図示省略)を入れてボルト又はリーマで締め付けることにより、設計値どおりの間隔とすることができる。
【0027】リング状スペーサ6の他の実施例を図6に示す。同図に示すように、このリング状スペーサ6は、四つのブロック6−1,6−2,6−3,6−4に分離可能としたものある。図6中に実線で示すように、四つのブロック6−1,6−2,6−3,6−4を結合してリング状スペーサ6とすることにより、リング状スペーサ6を介してリング状上蓋3とヨークフレーム5との間で軸荷重が加わることとなる。
【0028】また、図6中に二点鎖線で示すように、四つのブロック6−1,6−2,6−3,6−4を分離して、ブロック6−1,6−3を、内周側に移動させると同時に、ブロック6−2,6−4を外周側へ移動させることにより、上記実施例と同様に、リング状上蓋3を上方へ引き上げることが可能である。このように複数のブロックに分離可能とすると、ブロック6−1,6−2,6−3,6−4の移動を最小限とすることが可能である。
【0029】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明では、処理室をリング状としたため、ヨークフレームに加わる荷重が大幅に減少する。このため、各部の応力が均一となるように、ヨークフレームに処理室に対応した空胴部を設けると、その重量が大幅に減少することとなり、基礎工事、据え付け工事等がコストダウンとなる。また、スペーサを回転させることにより、処理室の開放が可能となるため、構造が簡略化され計量化すると共に設備スペースも少なくなる。
【出願人】 【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
【出願日】 平成7年(1995)6月15日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】光石 俊郎 (外2名)
【公開番号】 特開平9−1396
【公開日】 平成9年(1997)1月7日
【出願番号】 特願平7−148498