JP2009097725A - ポリテトラフルオロエチレン製ベローズ、その製造方法、その製造装置およびそれを用いた流体圧送機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ベローズ状に溶融加圧成形され、PTFEよりなるベローズ。ベローズは、PTFEを円筒状に予備成形したものか、または切削加工若しくはブロー成形されたPTFEベローズの内側に中子を挿入し、例えば、特殊金型を用いて溶融圧着させ、中子を抜き出し、必要に応じ溶接することで得られる。特殊金型は複数個の可動外子金型、同数の後押し用外子金型からなり、外子金型と後押し用外子金型は交互に配置され、スライドしながら、それらの作る円を狭めることで成形物を溶融圧着させる。この後、外子金型と後押し用外子金型を外して、成形物を膨張させるとともに機械力を加えてフランジ部を拡張させて中子を取り出し、必要に応じ、溶接することでベローズが得られる。
【選択図】図1
Description
(1)以下の(a)〜(d)のいずれかの成形物を用い、一つまたは複数個の山部を持つとともに外子金型と相対する表面は鏡面仕上げされている中子を、成形物の内側に挿入する工程、
(a)ポリテトラフルオロエチレンを円筒状に予備成形した成形物、
(b)ポリテトラフルオロエチレンをビーカー状に予備成形した成形物、
(c)切削加工されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、または
(d)ブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、
(2)中子と、以下の(a)〜(d)の要件を満たす金型群とを用い、成形物の溶融温度以上で成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、
(a)外子金型と後押し用外子金型は、中子を中心として、その周りに配置されている、
(b)外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されており、それぞれ中子の山部のある位置に相対するところは前記中子の山部に対応した山部を有している、
(c)分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
(d)―個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとがa>βを満たす、
(3)前記工程の生成物から中子を抜く工程。
(1)以下の(a)〜(d)のいずれかの成形物を用い、一つまたは複数個の山部を持つとともに表面が鏡面仕上げされている中子を、成形物の内側に挿入する工程、
(a)ポリテトラフルオロエチレンを円筒状に予備成形した成形物、
(b)ポリテトラフルオロエチレンをビーカー状に予備成形した成形物、
(c)切削加工されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、または
(d)ブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、
(2)成形物を溶融温度以上に加熱するとともに、その外側から加圧流体を加えて成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、及び
(3)前記工程の生成物から中子を抜く工程。
(1)PTFEを以下の工程で溶融加圧することによりベローズまたはベローズ部品となるような形状に予備成形する工程、及び
(2)予備成形物をその溶融温度以上に加熱して溶融加圧する工程。
(1)切削加工若しくはブロー成形されたPTFE製のベローズまたはベローズ部品の両端を鍔返してフランジ部を形成する工程、
(2)以下の(a)〜(e)の要件を満たす金型群の内側に、前記工程成形物を置き、軟化温度以上に加熱しながら、前記工程成形物の内側から加圧して、前記工程で形成されたフランジ間の成形物を膨張させる工程、
(a)外子金型と後押し用外子金型は、後に設置する中子を中心として、その周りに配置されている、
(b)外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されている、
(c)分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
(d)一個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとの間にa>βを満たす、
(3)一つまたは複数個の山部を持ち、外子金型と相対する表面は鏡面仕上げされた中子を、前記金型群の内側の所定の位置に挿入する工程、
(4)前記成形物をその溶融温度以上に加熱して、前記工程で形成されたフランジ間の成形物を前記金型群により溶融加圧して中子に密着させる工程、
並びに
(5)前記工程の生成物から中子を抜く工程。
(1)切削加工若しくはブロー成形されたボリテトラフルオロエチレン製のベローズまたはベローズ部品を軟化温度以上に加熱しながら、ベローズ内側から加圧して膨張させ、一つまたは複数個の山部を持つとともに表面が鏡面仕上げされている中子を挿入する工程、
(2)前記成形物を溶融温度以上に加熱するとともに、その外側から加圧流体を加えて前記成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、及び
(3)前記工程の生成物から中子を抜く工程。
(a)外子金型と後押し用外子金型は、中子を中心として、その周りに配置されている、
(b)外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されており、それぞれ中子の山部のある位置に相対するところは前記中子の山部に対応した山部を有している、
(c)分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
(d)―個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとがa>βを満たす。
1つの実施形態は、PTFEの所謂モールディングパウダーを出発原料として予備成形物を作り、それを基にして、ベローズを作る方法である。予備成形物は公知の方法が適用され、予備成形工程、一次焼成工程を経由して作られる。
PTFEは溶融粘度が極度に大きく、流動性が乏しいので、予備成形物の形状は、その後の溶融加圧成形で変形が可能であるとともに、溶融加圧成形後の諸工程で容易にベローズまたはベローズ部品にできるような形状が好適に選択される。ベローズにおいては円筒状あるいはビーカー状の予備成形物が好ましい。ここでは円筒状の予備成形物を作る場合について説明する。予備成形は、一口で言えば、液圧成形法の金型を用いた成形である。具体的に言えば、円筒状外部金型と、その円筒状外部金型の両端を塞ぐ上部金型と下部金型で密閉された空間が形成される。その空間内に同心円状に外子金型と、表面を鏡面仕上げした円柱状中子金型とが配置される。外子金型と中子金型との間に設けられた隙間で円筒状予備成形物が形成される。ここで外子金型は、例えば中に液体を入れた袋状のゴム弾性体であり、前述の円筒状外子金型、上部金型及び下部金型との隙間をなくし、密閉することができる。外子金型の内側は滑らかな面で出来ていることが好ましい。また、内子金型も金属製である必要はなく、例えばセラミックスなどでもよい。上部金型を外して前記隙間に振動を与えながら、100kg/cm2程度の予備加圧をしてPTFEのモールディングパウダーを所定量封入し、外子金型に100〜200kgf/cm2の液圧を加え、いわゆるおこし状のPTFEの円筒状物を作る。
おこし状PTFE円筒状物を、PTFEの溶融温度327℃より高く、大きな熱分解の始まらない温度である425℃より低い340〜400℃で電気炉またはN2等の不活性ガス熱風炉にて15分間〜1時間焼成する。その際、変形防止にSUSの保持具が有効である。この工程でモールディングパウダー同士が融着して、いわゆるボイドが抜ける。この後、これを冷却する。
このようにして得られた予備成形物であるPTFE円筒状物を、中子と可動な外子金型の間に置いて圧縮成形を行いベローズを得る。圧縮成形する際には不動の中子は形状的には大体において中心軸対称形であればよく、材質は通常、金属、特に弗素、弗酸に耐食性のある金属であり、稀に目的に合わせてセラミックス、高張力カーボン、粘土を焼成したものでもよい。可動である外子金型および後押し用外子金型は複数個の強靭かつ硬質な板状の金属、特に弗素、弗酸に耐食性のある金属で作られ、それらが相互にスライディングしながら、中子との間にあるPTFEの溶融物に対して全体的に均一な圧力を加えながら加圧圧縮成形を行う。その成形工程の最初と最終では中子を囲んで構成する体積が大から小へと変動する。以下、この成形方法をSliding Plate Molding、あるいは略してS.P.M方式と呼ぶことにする。ベローズは一山ベローズが幾つか繋ぎ合わされたものと見ることができるが、その一山ベローズを幾つか用意して、それより所定長のベローズを製造する方法をまず説明する。
PTFE製円筒状物3は上記により圧縮成形されて一山ベローズ原体となるも、中子1に巻きついた状態にある。図4a、図4b、図4c、図4dは一山ベローズ原体8から中子1を抜くためにフランジ部を作る過程を示す説明図であり、図4aより順に図4b、図4c、図4dと進むことを示す。まず一山ベローズ原体8の上部を220〜250℃に加熱し熱膨張により中子1より剥離させ、ベローズ原体8の先端部8aと中子1との隙間に、鍔返し一段目用押し付け金属フランジ9の先端部9aを差し込む(図4a)。次いで、鍔返し一段目用押し付け金属フランジ9を下方に移動することで、少々鍔返ったフランジ部8bを有するベローズ原体8を得る(図4b)。鍔返し一段目用押し付け金属フランジ9の下方への移行は回転支柱10の周りを回転取手11にて押し込み用円盤状平板12を回転させながら、押し込み用ボルト13を介して遂行される。さらに鍔返しを進行させるべく、鍔返し一段日用押し付け金属フランジ9に代えて鍔返し二段目用押し付け金属フランジ14と差し替え、さらに鍔返しの成形を進めるべく、回転取手11を回転させることで鍔返しがさらに進行して鍔返し8c(図4c)となり、さらに回転取手11を回転させることで、完全に鍔返ったフランジ部8dを有する、一山ベローズ原体8を得る(図4d)。同様の操作を一山ベローズ原体8の下部にも施すことで、上下にフランジ部8dを有する原体8が得られる。図5はその縦断面図である。また、一山の代わりに数山ベローズを得ることも同様に可能である。さらに今までは円筒状物を予備成形物とする場合について説明してきたが、ビーカー状のものを用いてフランジ部をビーカー上部に作ることも同様にしてできる。
ベローズの肉厚に斑があると、薄い個所からベローズの使用内圧によって膨れなどの変形を起こし、ベローズの破壊の原因となる。またベローズの屈伸作動中に厚さ斑が変形の原因となるので、厚さ斑は±5%以内にする。そこで中子にベローズが巻き付いている段階で中子を倣いとして旋盤にて外側を機械切削して厚さ斑の調整を行うのが好適である。外側に切削屑の付着、切削跡があってもこの段階での扁肉調整はベローズの使用上大きな不都合とはならない。
図6は中子抜き工程を説明するための中子抜き装置の縦断面図である。本図はPTFEの予備成形物の形状がビーカー状のものから五山のベローズ原体21を作り、ビーカーの広口部分にフランジ部をつくったものについて中子抜きする場合である。中子抜き装置は大別すると、図の上部に示す、気密性をもった中子抜き上げ用耐圧容器22と、図の下部に示す、中子抜き装置支持部23がある。中子抜き上げ用耐圧容器22は一体の筒状物で、上部Oリング24と下部Oリング25によって内部の気密性が保持され、支持部材26により位置決めがされる。五山のベローズ原体21が中子27に圧着されたままの状態で、そのフランジ部21cが中子抜き上げ用耐圧容器22と中子抜き装置支持部23の間に保持される。中子27の上端には中子抜き上げ棒28が固定されている。また、中子抜き上げ用耐圧容器22にはN2などの不活性なガス体によって容器22の内圧を上げる内圧加圧装置が内圧加圧導入口29を介して接続されている。フランジ部21cにはフランジ部拡張装置30が付けられている。この装置30の内部には油圧によって作動する爪状チャック部31があり、これによってPTFEフランジ部を拡張すべく遠心方向の外力32によってPTFEフランジ部は遠心方向に拡張される。
さらに、別の変形例を示す。予備成形物を作ってから行うという点では共通するが、前述のSliding Plate Moldingを用いない別な方法である。それはスクリュー型ベローズの別な製造方法でもある。スクリュー型ベローズを得るのには、前述の方法でも可能であるが、この方法の方がより容易である。図9はスクリュー型ベローズをつくる金型装置に予備成形物を挿入した際の縦断面図である。中子101の表面は、成形物の溶融加圧成形することでスクリュー型ベローズまたはその部品を形成するような形状をしている。中子101の外側には円筒状のPTFEの予備成形物102が配置される。中子101の上下両方には押さえヘッダー103がある。押さえヘッダー103は円筒状の予備成形物102の位置ホルダー104を押さえつけている。位置ホルダー104はリング状の形をしており、圧力を封止する作用もしている。位置ホルダー104には油圧または機械力により出入する断面舌状の耐熱ラバーよりなる圧力封止部104aが付いている。図9に示した状態は圧力封止部104aの舌状部が引き込まれている状態を示している。図の二点鎖線は舌状部によって圧力が封止され、位置決めされた状態を示す。中子101は支持台106上に設置され、同心的に円筒状の内側ヒーター107、円筒状の予備成形物102、円筒状の外側ヒーター108それぞれは2〜5mmの間を取って配置する。さらに両ヒーター107、108には引き上げ棒109が付けられている。また、円筒状予備成形物102に対し、その中心軸に向かう方向に流体圧を加えるための装置が円筒状予備成形物102の外周に配置されている。すなわち、流体の導入弁部110より導入された加圧流体により、円筒状予備成形物102の外周を囲むように配置された二重円筒111の内管より予備成形物102の外周に対し、中心軸方向に向かって均等に流体圧が加わるように多数の流体導入穴112が付いている。二重円筒111の上下には、中子に附した位置ホルダー104と同様に位置ホルダー105が付いている。位置ホルダー105には位置ホルダー104の圧力封止部104aと同様、油圧または機械力により出入する断面舌状の耐熱ラパーよりなる圧力封止部105aが付いており、舌状部は引き込んだ状態で支持台106上に設置されている。また、位置ホルダー104、105の舌状圧力封止部104a、105aの近傍には両ヒーター107、108の発熱源はないようにする。そのようにすることで、舌状圧力封止部104a、105aがPTFE予備成形物102に接しても焼損は生じない。また、図示していないが、予備成形物102の自立のためには上部より吊り上げるとか、円筒状予備成形物102の内に少々の加圧をするなどの補助的な手段を取ることができる。また、予備成形物102の外側に、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(PFA)を付着させて、流体の圧力をより一層均一にするようにする場合もある。加圧流体としては例えば窒素ガスなどの気体、有機熱媒体などで粘度の低い液体などが好ましく用いられる。流体温度は50〜300℃が選択されるので、加熱装置が必要な場合もある。圧力は10〜100kgf/cm2が通常採用される。なお、S.P.M法と同様、ヒーターは上述のようにいずれも中子1より外側にある、外側ヒーター108と内側ヒーター107の組み合わせではなく、内側ヒーターが中子1の中に内蔵されたものであってもよい。また、成形物を溶融加圧した後の冷却のための装置は通常中子の中に内蔵される。
また、E.P.M法で作られるものはスクリュー型ベローズに限られるのではなく、通常のベローズにも適用できる。この場合には、中子抜きはS.P.M法と同様になされる。また、ベローズではないが、種々の形状のもの、例えば球状成形物も可能である。その場合、中子は焼いた粘土とかセラミックスで作られた球状物とし、そのまま中子を抜かずに使用するとか、成形物が不完全球状物である場合には、球状に蓋われていないところから中子を壊して取り出す。これにより種々の造形物を得ることができる。
(スクリュー型ベローズのさらに別な製造方法など)
さらに別の変形例を示す。旋盤による切削加工によって製作されたベローズを用いて、S.P.M法により本発明ベローズを作るものである。図10はそのような場合における本発明ベローズを作るための装置の縦断面図である。旋盤による切削加工によって製作された五山ベローズ201が下部全支え台202上に設置されている。五山ベローズ201には中子抜き工程で必要となるフランジ部201a、201bが両端に形成されている。また中子抜き装置支持部203も下部全支え台202上に設置されており、その上に中子抜き上げ耐圧容器204が設置されている。中子抜き上げ耐圧容器204は支持部材205により支持されている。初期段階では、五山ベローズ中子206は中子抜き上げ棒207により図の二点鎖線の位置に抜き上げられている。また、円筒状ヒーター208も引き上げ棒209により引き上げられている。中子抜き上げ耐圧容器204はその上下をOリング210、211により、また五山ベローズ201は下部全支え台202のOリング212によって所定の圧力下で保持される。また、五山作り用Sliding Plate Molding外子金型と五山作り用Sliding Plate Molding後押し用外子金型213も駆動装置(図示せず)とともに下部全支え台202上にセットされている。また、フランジ部拡張装置214がフランジ部201a、201bに対応する位置に設置されている。フランジ部拡張装置214は油圧作動の爪状チャック部215によってフランジ部201a、201bにしっかり喰い込んでいる。
さらに別の変形例を示す。今まで述べてきたものは、溶融加圧成形された形状がベローズまたはベローズ部品であったが、その形状が、ベローズほどの曲率ではなく、緩やかな波状の表面を有するベローズ状のものを作り、その後で、その両端から圧力を加えて、成形物を圧縮させてベローズまたはベローズ部品を作ってもよい。したがって、先に述べた製造方法において、溶融加圧成形物の形状は、ベローズまたはベローズ部品だけでなく、これよりも緩やかな波状のものをも包含する。
本発明の方法は、上述したPTFEの成形のみならず、高流動抵抗、具体的には、流体抵抗が50万P(ポイズ)以上、より好ましくは100万P(ポイズ)以上の樹脂、例えば熱硬化性樹脂に適用可能である。
1p・・・中子の1の山部、
2・・・円筒状内側ヒーター、
3・・・PTFE製円筒状物、
4・・・円筒状外側ヒーター、
5a〜5h・・・外子金型、
5ap〜5hp・・・外子金型の山部、
6a〜6h・・・後押し用外子金型、
6ap〜6hp・・・後押し用外子金型の山部、
8・・・一山ベローズ原体、
8d・・・完全に鍔返った一山ベローズ原体8、
29・・・内圧加圧導入口、
30・・・フランジ部拡張装置、
101・・・中子、
102・・・予備成形物、
110・・・圧力流体導入弁部、
201・・・五山ベローズ、
214・・・フランジ部拡張装置、
216・・・内圧加圧導入口。
Claims (26)
- ベローズ状に溶融加圧成形され、ポリテトラフルオロエチレンよりなることを特徴とするベローズまたはベローズ部品。
- ベローズ状に溶融加圧成形され、少なくとも内面が鏡面のポリテトラフルオロエチレンよりなることを特徴とするベローズまたはベローズ部品。
- 厚さ1mmにおける可視光線透過率が50%以上である請求項1または2記載のベローズまたはベローズ部品。
- スクリュー型である請求項1〜3のいずれか1項に記載のベローズまたはベローズ部品。
- 以下の(1)〜(3)の工程を、この順序で行うことを特徴とするベローズまたはベローズ部品の製造方法;
(1)以下の(a)〜(d)のいずれかの成形物を用い、一つまたは複数個の山部を持つとともに外子金型と相対する表面は鏡面仕上げされている中子を、成形物の内側に挿入する工程、
(a)ポリテトラフルオロエチレンを円筒状に予備成形した成形物、
(b)ポリテトラフルオロエチレンをビーカー状に予備成形した成形物、
(c)切削加工されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、または
(d)ブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、
(2)中子と、以下の(a)〜(d)の要件を満たす金型群とを用い、成形物の溶融温度以上で成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、
(a)外子金型と後押し用外子金型は、中子を中心として、その周りに配置されている、
(b)外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されており、それぞれ中子の山部のある位置に相対するところは前記中子の山部に対応した山部を有している、
(c)分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
(d)―個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとがa>βを満たす、
(3)前記工程の生成物から中子を抜く工程。 - 以下の(1)〜(3)の工程を、この順序で行うことを特徴とするベローズまたはベローズ部品の製造方法;
(1)以下の(a)〜(d)のいずれかの成形物を用い、一つまたは複数個の山部を持つとともに表面が鏡面仕上げされている中子を、成形物の内側に挿入する工程、
(a)ポリテトラフルオロエチレンを円筒状に予備成形した成形物、
(b)ポリテトラフルオロエチレンをビーカー状に予備成形した成形物、
(c)切削加工されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、または
(d)ブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製ベローズ若しくはベローズ部品、
(2)成形物を溶融温度以上に加熱するとともに、その外側から加圧流体を加えて成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、及び
(3)前記工程の生成物から中子を抜く工程。 - 前記中子を抜く工程は、
前記中子に密着された成型物の一端を外側に折り返してフランジ部を形成し、前記成形物を熱膨張させて中子との間に隙間を形成し、その隙間に加圧流体を加えて前記成形物を膨張させ、それとともに機械的力を加えてフランジ部を拡張させて中子を抜き出す工程である請求項5又は6記載のベローズまたはベローズ部品の製造方法。 - 前記中子を抜く工程は、
転写により成形物がスクリュー型ベローズまたはその部品となるような表面形状の中子の場合、成形物を溶融加圧後、中子を冷却して回転することにより中子を抜き出す工程であることを特徴とする請求項5又は6記載のベローズまたはベローズ部品の製造方法。 - 以下の(1)〜(2)の工程を、この順序で行うことを特徴とするベローズ又はベローズ部品の製造方法;
(1)ポリテトラフルオロエチレンを以下の工程で溶融加圧することによりベローズまたはベローズ部品となるような形状に予備成形する工程、及び
(2)予備成形物をその溶融温度以上に加熱して溶融加圧する工程。 - 予備成形物が、モールディングパウダーを出発原料としたものである請求項5、6又は9記載のベローズまたはベローズ部品の製造方法。
- 以下の(1)〜(5)の工程を、この順序で行うことを特徴とするベローズまたはベローズ部品の製造方法;
(1)切削加工若しくはブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製のベローズまたはベローズ部品の両端を鍔返してフランジ部を形成する工程、
(2)以下の(a)〜(e)の要件を満たす金型群の内側に、前記工程成形物を置き、軟化温度以上に加熱しながら、前記工程成形物の内側から加圧して、前記工程で形成されたフランジ間の成形物を膨張させる工程、
(a)外子金型と後押し用外子金型は、後に設置する中子を中心として、その周りに配置されている、
(b)外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されている、
(c)分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
(d)一個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとの間にa>βを満たす、
(3)一つまたは複数個の山部を持ち、外子金型と相対する表面は鏡面仕上げされた中子を、前記金型群の内側の所定の位置に挿入する工程、
(4)前記成形物をその溶融温度以上に加熱して、前記工程で形成されたフランジ間の成形物を前記金型群により溶融加圧して中子に密着させる工程、
並びに
(5)前記工程の生成物から中子を抜く工程。 - 前記中子を抜く工程は、
前記中子に密着された成形物を熟膨張させて中子との間に隙間を形成し、その隙間に加圧流体を加えて前記成形物を膨張させ、それとともに機械的力を加えてフランジ部を拡張させて中子を抜き出す工程である
ことを特徴とする請求項11記載のベローズ又はベローズ部品の製造方法。 - 前記工程の生成物から中子を抜く方法は、
転写により成形物がスクリュー型ベローズまたはその部品となるような表面形状の中子の場合、成形物を溶融加圧後、中子を冷却して回転することにより中子を抜き出す工程であることを特徴とする請求項11記載のベローズ又はベローズ部品の製造方法。 - 以下の(1)〜(3)の工程を、この順序で行うことを特徴とするベローズまたはベローズ部品の製造方法;
(1)切削加工若しくはブロー成形されたポリテトラフルオロエチレン製のベローズまたはベローズ部品を軟化温度以上に加熱しながら、ベローズの内側から加圧して膨張させ、一つまたは複数個の山部を持つとともに表面が鏡面仕上げされている中子を挿入する工程、
(2)前記成形物を溶融温度以上に加熱するとともに、その外側から加圧流体を加えて前記成形物を溶融加圧して中子に密着させる工程、及び
(3)前記工程の生成物から中子を抜く工程。 - 前記中子を抜く工程は、
前記中子に密着された成型物の一端を外側に折り返してフランジ部を形成し、前記成形物を熱膨張させて中子との間に隙間を形成し、その隙間に加圧流体を加えて前記成形物を膨張させ、それとともに機械的力を加えてフランジ部を拡張させて中子を抜き出す工程である請求項14記載のベローズまたはベローズ部品の製造方法。 - 前記中子を抜く工程は、
転写により成形物がスクリュー型ベローズまたはその部品となるような表面形状の中子の場合、成形物を溶融加圧後、中子を冷却して回転することにより中子を抜き出す工程である請求項14記載のベローズ又はベローズ部品の製造方法。 - 前記中子を抜いた後に、ベローズまたはベローズ部品の両端から圧力を加える工程を有する請求項5〜16のいずれか1項に記載のベローズまたはベローズ部品の製造方法。
- 溶融圧着後、加圧したまま急冷する工程を含む請求項5〜17のいずれか1項に記載のベローズまたはベローズ部品の製造方法。
- 一つまたは複数個の山部を持ち、外子金型と相対する表面は鏡面仕上げされている中子と、以下の(a)〜(e)の要件を満たす金型群と、被成形物を加熱するための装置と、金型群と加熱装置を移動させる装置を有するベローズ製造装置;
(a)外子金型と後押し用外子金型は、中子を中心として、その周りに配置されている、
(b)外子金型と後押し用外子金型は、中子の中心軸に平行な分割辺で周方向に同数で分割されており、それぞれ中子の山部のある位置に相対するところは前記中子の山部に対応した山部を有している、
(c)分割された外子金型及び後押し用外子金型は、外子金型を内側、後押し用外子金型を外側として、分割辺の近傍部分が部分的に重なり合いながら、中子の周りに交互に円形に配置され、加圧過程で前記後押し用外子金型を中子側に移動させることにより、前記外子金型と後押し用外子金型が相互に周方向に隙間無くスライドして、加圧の最終段階では外子金型だけで前記工程の成形物の外周を囲むように、後押し用外子金型が外子金型を取り囲み、及び
(d)―個の外子金型が作る円弧の中心角αと一個の後押し用外子金型が作る円弧の中心角βとがa>βを満たす。 - 転写により成形物がベローズまたはベローズ部品となるような表面形状を有するとともに表面が鏡面仕上げされている中子と、被成形物を加熱する装置と、これらに加圧流体を加えるための装置と、加熱装置を移動させる装置を有するベローズ製造装置。
- 急冷装置を有する請求項19または20記載のベローズ製造装置。
- 熱膨張で被成形物と中子の間に生じる隙間に加圧流体を加える装置と、中子抜き上げ装置と、フランジ部形成装置と、フランジ部拡張装置よりなる中子抜き装置を有する請求項18〜20のいずれか1項に記載のベローズ製造装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のベローズまたは請求項5〜18のいずれか1項に記載のベローズの製造方法により得られたベローズを用いた流体圧送機器。
- 非接触型バルブと併用する請求項23に記載の流体圧送機器。
- ベローズ状に溶融加圧成形され、少なくとも内面が鏡面の溶融状態での流体抵抗が50万P(ポイズ)以上の樹脂よりなることを特徴とするベローズまたはベローズ部品。
- 請求項5、6、11、14のいずれか1項に記載した方法で中子を使用し溶融加圧成形を行って内面を急冷することを特徴としたベローズまたはベローズ部品の製造方法。
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